初中物理人教版九年级全册第3节 能量的转化和守恒精品练习题

14.3能量的转化和守恒同步练习人教版初中物理九年级全一册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是

A. 试管口冒出的“白气”是水汽化成的水蒸气
B. 加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能
C. 小叶轮的转动说明永动机是可以实现的
D. 小叶轮转动，水蒸气的内能转化为叶轮的机械能
 

2. 修建水电站，要选择合适的地方筑坝蓄水，水从高处向下流动，冲击水轮机的叶轮，带动发电机发电。在这个过程中，能量的转化顺序为

A. 势能、电能、动能 B. 势能、动能、电能
C. 电能、动能、势能 D. 动能、势能、电能

3. 根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是

A. 出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B. 电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C. 两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D. 孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年

4. 根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是

A. 随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B. 两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C. 电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D. 出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动

5. 目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示，冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是

A. 内能转化为机械能 B. 内能转化为电能
C. 只有机械能和内能的转化 D. 有电能、机械能和内能的转化

6. 有关能量的转化和守恒定律，下列说法正确的是

A. 能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B. 能量守恒定律只适用能量转化过程
C. “摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D. 根据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变

7. 有关能量守恒定律，下列说法中错误的是

A. 根据能量守恒定律，能量不会消灭，但可以创造
B. 只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律
C. 能量守恒定律适用于电能与内能的相互转化
D. 能量守恒定律适用于光能与电能的相互转化

8. 如图所示，某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。下列说法正确的是

A. 电动机把电能转化为机械能 B. 电动机把光能转化为机械能
C. 太阳能板把光能转化为机械能 D. 百叶窗开合过程中机械能守恒

9. 某科技小组将普通煤炉如图甲所示设计成了双加热煤炉如图乙所示，在给壶内水加热的同时，还可将炉壁间的水加热。双加热煤炉相对于普通煤炉有利于

A. 提高煤的热值 B. 煤的充分燃烧
C. 提高炉子的效率 D. 水壶内水吸收热量

10. 有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是

A. 装置所具有的机械能始终不变
B. 如果没有能量补充，装置最终会停下来
C. 根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D. 装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
 

二、填空题（本大题共6小题，共12.0分）

11. 如果一个小孩从滑梯的顶端开始滑下时具有机械能，而滑到中点时只剩下机械能，那么滑到滑梯底端时他的动能为          J，整个过程有          J机械能转化为          能设他受到的摩擦力大小不变，地面为零势能面．
12. 写出下列过程中能量转化或转移的情况．

火箭点燃后腾空而起：          ．

流星拖着一条发光的尾巴：          ．

晒太阳感到暖和：          ．

植物的光合作用：          ．

13. 秋千荡起来，如果不持续用力秋千会越荡越低，直至停止；皮球落地后，每次弹起的高度都会比原来低．在这两个过程中，机械能          了，这部分机械能转化成了其他形式的能．在此过程中，机械能          ，能的总量          后两空均填“守恒”或“不守恒”
14. 如图所示为达芬奇曾经设计的一个“永动机”，他设计时认为右边的钢球比左边的钢球离轮心更远些，在两边不均衡的作用力下，轮子会沿箭头方向转动不息．你认为达芬奇的“永动机”          填“能”或“不能”永远转动．你的判断理由是          ．
15. 某台汽油机飞轮的转速为，在内，汽油机完成了          个工作循环．若这台汽油机改用天然气做燃料，完全燃烧天然气释放的热量为          J，若这些热量的被水吸收，可将的水由加热到          
16. 小林特别喜欢吃“糖炒栗子”，他看到人们在炒栗子的时候，往锅里加了一些“沙子”来炒，填塞了栗子间的空隙，过一会儿，炒熟的栗子又香又甜，他知道这是通过          的方式来改变栗子内能的，同时，燃烧焦炭是焦炭的          能转化为栗子等物体的          能，但是他不知道放“沙子”的用处，你能猜出用沙子炒栗子的好处吗？写出一个好处即可：          ．

三、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 阅读短文，回答问题。
    汽车发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离冲程长度。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。
    如图所示发动机有4个汽缸图中标注1、2、3、，通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一根汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
    汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为______能。
    若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为______用字母表示。
    若汽车发动机以恒定功率输出，在爬坡的时候减慢车速，目的是______。
    四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的冲程是______。
    A.吸气
    B.压缩
    C.做功
    D.排气
    当发动机转速为时，则发动机每个工作循环所需要的时间为______s。
18. 如图所示，小明将试管内装有水，橡皮塞塞住管口，用酒精灯加热使水沸腾。

水沸腾一段时间后观察到塞子会跳出。在这个过程中能量的转化情况是________________________，这与内燃机的________冲程能量转化相同。

酒精灯中的酒精燃烧后，剩余酒精的热值________选填“变大”“变小”或“不变”。

为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明做了如下图所示的实验：在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯分别对其加热，实验数据记录如下。

在此实验中用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少，这里采用的实验方法是___________。

分析上表中的实验数据可知，质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水的加热时间更长，因此________的比热容较大。

住在海边的人能感受到白天和夜晚的风向不同，我们常称为海陆风。白天风会吹向________选填“海洋”或“陆地”。

如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都为，烧杯内的液体初温相同。

在比较不同物质的比热容时，记录数据如下表：

在此实验中，应选择________两图进行实验。

两种液体中，比热容较大的是液体________选填“a”或“b”。

若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：

根据表中数据计算可知燃料2的热值是________。

通过实验得到的燃料2的热值与实际相比偏小，其原因是____________________________________________。

四、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了的煤，水的比热容为，煤的热值约为。求：
    这些煤完全燃烧产生的热量；
    经过6min时间加热，水所吸收的热量；
    煤炉烧水时的热效率。

20. 用燃气灶烧水，使50kg的水从升高到，燃气灶烧水的效率是，已知水的比热容是，煤气的热值是，试求：
    水吸收的热量是多少焦耳？
    煤气完全燃烧放出的热量是多少焦耳？
    需要消耗煤气的质量是多少？结果保留一位小数
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】试管口冒出的“白气”，是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故A错误；加热使水升温是通过热传递的方式改变水的内能，故B错误；永动机违反了能量守恒定律，是不可能实现的，故C错误；高温的水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的温度降低，内能减少，即水蒸气的内能转化为小叶轮的机械能，故D正确。
 

2.【答案】B
 

【解析】高处的水流下来时水的重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能；冲击水轮机的叶轮，水的动能转移到叶轮上，水轮机的叶轮带动发电机发电，将叶轮上的动能转化成电能。所以整个过程中，能量转化的顺序是：势能、动能、电能。故选B。
 

3.【答案】C
 

【解析】

【分析】
能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律，各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的。
熟知能量守恒定律，并知道能量的转化和转移的方向性是解答此类问题的关键。

【解答】
A、子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故A错误；
B、在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；
C、两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故C正确；
D、机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D错误。
故选：C。  

4.【答案】B
 

【解析】

【分析】
能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律。各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的。
熟知能量守恒定律，并知道能量的转化和转移的方向性是解答此类问题的关键。
【解答】
A.永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故A错误；
B.两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故B正确；
C.在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故C错误；
D.子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故D错误。
故选B。  

5.【答案】D
 

【解析】解：
当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；
钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；
由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。
故选：D。
冲击钻在工作时，有电流通过电动机，电流做功，消耗电能转化为机械能，同时也转化为内能，电动机发热；
钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，消耗机械能转化为内能，使钻头内能增加、温度升高，用手摸，烫手
本题考查了学生对内能、电能、机械能概念及其相互转化的了解与掌握，要结合生活经验分析。
 

6.【答案】D
 

【解析】解：A、能量守恒定律只适用于自然界中任何形式能的相互转化，故错误；
B、能量守恒定律即适用能量转化过程，又适用于能量的转移过程，故错误；
C、“摩擦生热”是将机械转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故错误；
D、据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，故正确；
故选：D。
能量即不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的。
知道并理解能量的转化和守恒定律是解决该题的关键。
 

7.【答案】A
 

【解析】

【分析】

根据能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变进行分析。

本题主要考查了能量守恒的知识，难度不大。

【解答】

A.根据能量守恒定律，能量既不会消灭，也不会凭空产生，故A错误，符合题意；

B.能量守恒定律适用于自然界中的任何能的转化过程，不论是转化还是转移都一定遵守能量守恒定律，故B正确，不符合题意；

能的转化和守恒是一个普遍适用的规律，适用于自然界中任何能量转化，故CD正确，不符合题意。

故选A。

8.【答案】A
 

【解析】解：
AB、电动机工作时，消耗了电能，获得了机械能，电能转化为机械能，故A正确，B错误；
C、太阳能板，在光照时发电，太阳能转化为电能，故C错误；
D、百叶窗开合过程中，由于需要克服摩擦做功，部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒，故D错误。
故选：A。
太阳能板工作时太阳能主要转化为电能，电动机工作时电能主要转化为机械能，百叶窗开合过程中要克服摩擦做功，部分机械能转化为内能，即机械能不守恒。
本题考查太阳能的利用，以及能量的转化是基础题。
 

9.【答案】C
 

【解析】解：A、热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，所以其热值不变；故A错误；
BCD、由题意可知，双加热煤炉相对于普通煤炉，在给壶内水加热的同时，还可将炉壁间的水加热，减少了热量的损失，提高了炉子的效率；对煤的充分燃烧和水壶内水吸收热量没有影响；故C正确；BD错误。
故选：C。
某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值；热值是燃料的特性，决定于燃料的种类，与质量无关。
炉子烧水的效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧释放的热量之比。
本题考查了对炉子的效率、热值等知识的理解和掌握，难度不大。
 

10.【答案】B
 

【解析】解：
A、装置在工作的过程中，由于存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能会变小，故A错误；
BC、如果没有能量补充，机械能会逐渐变小，装置最终会停下来，故B正确，C错误；
D、装置在运动的过程中，小球的高度会发生变化，重力势能发生改变，速度发生变化，动能发生改变，有重力势能和动能的转化，故D错误。
故选：B。
能量既不会消灭也不会创生，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移的过程中，能的总量保持不变；
永动机在工作的过程中，会克服摩擦做功；
动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关。
该题考查的是对能的转化和守恒定律的理解，它是一种普遍的规律。
 

11.【答案】900

500

  内

【解析】根据能量守恒定律，依题意可得，滑行一半路程所损失的机械能为由于摩擦阻力的大小不变，所以另一半路程损失的机械能为，故整个过程有机械能转化为内能，所以刚滑到滑梯底端时，他的机械能为，在底端时他的势能为零，故此时所剩下的机械能即为他的动能．
 

12.【答案】内能机械能  

机械能内能

太阳能内能 

太阳能化学能

【解析】略
 

13.【答案】减少 

不守恒 

守恒

【解析】略
 

14.【答案】不能 

它违背了能量守恒定律

【解析】略
 

15.【答案】10

【解析】飞轮转速为，即在内飞轮转，内完成10个工作循环；  J；  J，．
 

16.【答案】热传递

化学

 内

沙子比热容小，温度上升得较快

【解析】略
 

17.【答案】机械  pV  增大牵引力  A 
 

【解析】解：内燃机就是将内能转化为机械能的机器；
在做功冲程，活塞移动的距离为l，发动机的单缸排量，燃气对活塞所做的功：；
因为发动机的功率，即功率一定时，降低速度是为了增大牵引力；
四汽缸发动机，各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程，据此可知四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的是吸气冲程，故选A；
在发动机中，飞轮转2周完成一个工作循环，所以发动机转速为时，完成1500个工作循环，
每个工作循环所需要的时间为。
故答案为：机械；；增大牵引力；；。
内燃机就是利用内能来做功的机器，将内能转化为机械能；
利用功的公式求每个做功冲程燃气做功；
机车行进时，发动机的功率，即功率一定时，降低速度可以增大牵引力；
根据四缸发动机中1号汽缸发动机整个汽缸的工作特点机械分析；
根据发动机转速得到每个工作循环所需要的时间。
此题主要考查的是学生对内燃机的工作原理、功的计算、能量转化情况的理解和掌握，综合性题目。
 

18.【答案】内能转化为机械能；做功；不变
转换法；水；陆地
甲、丙；；；燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收
 

【解析】

【分析】
此题考查热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关。对做功和热传递改变物体内能的辨别，是中考热点，属于易错题目。
物体对外做功内能会减少，例如气体膨胀做功，物体的内能减小，转化为机械能；
汽油机做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能，压缩冲程是将机械能转化为内能的；
热值是物质的某种特性，与物质的种类和状态有关，与物质的质量无关。
【解答】
水蒸气会把软皮塞冲出。水蒸气对塞子做了功，水蒸气的内能转化为软皮塞的机械能；
此过程与内燃机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能；
酒精灯中的酒精燃烧后，剩余酒精的质量变小，物质种类不变，剩下酒精的热值不变。
故答案为：内能转化为机械能；做功；不变。

【分析】
本实验应用了转换法，转换法就是把不易观察、不易测量的量转换为便于观察、便于测量的量进行观察、测量，通过间接测量而研究要测量的量；要注意转换法在实验中的应用。
使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热量的多少，这种方法叫转换法；
使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较所需的时间，时间长的吸热能力强；
水的比热容比泥土沙石的大，在同样吸放热时，其温度变化不同，导致海陆风的形成。
【解答】
此实验中采用了转换法，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少；
由表可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量大于沙子吸收的热量；
根据可知，吸收热量多的吸热能力强即水的比热容较大；
水的比热容比泥土沙石的大，白天太阳照射时，海面温度上升得慢，陆地温度上升得快，陆地上方的热空气上升，海面上的冷空气补充，所以白天风从海面吹向陆地。
故答案为：转换法；水；陆地。

【分析】
本题考查了学生对热值、比热容概念的了解与掌握，分析时用好控制变量法是本题的关键，难点是根据、结合表格中的数据得出等式求出燃料2的热值，有一定的难度。
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体；
让液体的质量相同，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系；
燃料放出的热量被液体吸收，即，根据、列出等式即可求出燃料2的热值；
存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，测得的热值会偏小。
【解答】
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和加热时间相同，通过比较液体升高的温度，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验；
由记录数据可知，在质量相等、升高温度相同时，加热液体a所用时间比加热液体b所用时间短，由此可以推出液体a的比热容小于液体b；
因为，
所以燃料1：，即，
燃料2：，即，
联立以上两式可得：；
因为存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，所以测得的热值会偏小。
故答案为：甲、丙；；；燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收。  

19.【答案】解：
煤完全燃烧产生的热量：
；
由图可知，经过6min时间加热后水温由达到，则水吸收的热量：
 ；
媒炉烧水时的热效率：
。
答：这些煤完全燃烧产生的热量为；
经过6min时间加热，水所吸收的热量为；
煤炉烧水时的热效率为。
 

【解析】已知煤的质量和热值，利用可求得煤完全燃烧产生的热量；
由图知，经过6min时间加热，水升高的温度值，利用吸热公式求水吸收的热量；
烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键。
 

20.【答案】解：水吸收的热量：
；
已知燃气灶烧水的效率是，
则煤气完全燃烧放出的热量：
；
由可得，需要消耗燃气的质量：
。
答：水吸收的热量为；
煤气完全燃烧放出的热量为；
需需要消耗煤气的质量是。
 

【解析】知道水的质量、水的比热容和水的初温及末温，利用吸热公式求水吸收的热量；
根据效率公式求出煤气完全燃烧放出的热量；
根据求出要消耗燃气的质量。
本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。