浙教版九年级上册第8节 能量的转化与守恒练习题

浙教版 九年级科学第三章《能量的转化与守恒》

第8节  能量的转化与守恒

精选练习

一、夯实基础

1.根据能量守恒定律，判断下列说法正确的是(    )           

A.发电机可以产生电能
B.电动机工作时消灭了电能
C.发电机和电动机都是转化能量的机器
D.自然界各种能量不断地相互转化，人类不断地消耗各种能量，总能量在不断减少

2.水流在推动水轮机的过程中做了3×108J的功，这句话应理解为(    )           

A.水流在推动水轮机前具有3×108J的能量
B.水流在推动水轮机后具有3×108J的能量
C.水流在推动水轮机的过程中具有3×108J的能量
D.水流在推动水轮机的过程中能量减少了3×108J

3.关于做功或能量转化的过程中，下列说法正确的是(    )           

A.汽油机在压缩冲程中，是内能转化为机械能
B.拉弯的弓将箭射出，其弹性势能主要转化为动能
C.电动机工作过程中，是机械能转化为电能
D.吊车吊着货物沿水平方向移动一段距离，此过程中货物的重力对自身做了功

4.如图所示，白炽灯的能量转化示意图表明其工作时的效率为________；一盏工作时的效率为30%的节能灯，要达到60W白炽灯的亮度，其功率应为________W。节能灯产生的内能散失到空气中，无法自动转化为电能，表明能量的转化具有________。

5.众所周知，爱因斯坦是一位伟大的理论科学家，他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱．这种电冰箱内部有一种小型的浸入式致冷器，它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源，它的运行仅靠水龙头的压力，带动一台射水泵，从而在一个气室内产生真空，水和少量甲醇则在此处化为蒸气．管中甲醇会慢慢用完，但是这种液体不仅价格便宜，而且很容易弄到。这种冰箱在工作时，被冷却的液体内能________（选填“增大”、“减小”），

你认为这种不用电的冰箱________（选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。

6.（2020九上·西湖期末）浅层地热能是指蕴藏在地表以下一定深度范围内的岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的天然绿色能源。 

（1）如图甲所示为一一个地热发电装置简图，地热井口喷出来的水汽混合物经处理后，蒸汽送入汽轮机进行发电。地热发电过程中的能量转化情况是________→________→电能。   

（2）如图乙所示是利用浅层地热能调节室温的原理图。具体做法是：往地下打孔；接入管道，然后通入自来水。冬天，自来水通过管道流入地下，被增温层加热，再循环出来就能提高室内温度；夏天则相反。利用浅层地热调节室温，是通过________的方式改变了内能，用自来水作循环工作的物质，是因为水的________大。   

（3）存在于岩石圈中的地下水是含有各种气体、离子、有机物和微生物等的混合物，主要的气体成分是O2、N2和CO2，有机质的发酵与植物的________(填生理过程)使土壤中源源不断产生CO2，并溶入流经土壤的地下水中。   

7.如图所示是某研究小组精心设计的一种机械，高处的水通过左侧的管道向下流动，水流冲击叶片，叶片的转动带动砂轮转动，就可以打磨需要的工件，同时带动右侧的抽水器将水从低处抽到高处，继续向下流动，从而永不停歇。你认为这种机械是否能够一直工作下去？请说明原因。 

8.（2020·温州）英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机气缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。

9.（2017九上·乐清月考）光滑斜面甲与水平面AB平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图甲。在 AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB＝3 AC，如图乙。回答下列问题：如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由。 

10.某同学观察到气象站每日放飞探空气球，如图甲，探空气球下吊有测量仪器，气球和仪器一起匀速上升，他认为它们的机械能增加了，增加的机械能是什么能量转化来的呢？ 

（1）首先排除了气球增加的机械能是由空气的内能转化而来，理由是________。   

（2）那么增加的机械能究竟是什么能量转化而来的呢？老师做了以下实验：先把木块压入水中，当撤去压力时，木块上浮。木块升高了，同时会有一部分水下去填补木块原来占据的位置，当木块最终漂浮后，水面有所下降。气球在空气中的上升和木块在水中的上浮原理是相同的，从能量转化和守恒角度分析该同学提出的问题：   

11.随着世界性能源危机的日益加剧，一向为人们所唾弃的垃圾也身价倍增，变成了能源再生的“宝库”。利用垃圾的一种方式就是将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，这些沼气燃烧，产生高温燃气，推动汽轮机转动，汽轮机驱动发电机来发电。

（1）根据上面的短文，请你将垃圾发电过程中的能量转化填写完整。

（2）垃圾填埋后产生的沼气是一种________（填“可再生”或“不可再生”）能源．利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比有哪些优点（写出一条）：________。

（3）若每吨填埋垃圾可产生沼气150m3，集中收集后可发电250kw•h，巳知沼气的主要成分是甲烷，其热值为2.0×107J/m3，则沼气发电的效率为多少？

12.（2020九上·新昌月考）浅层地热能是指蕴藏在地表下一定深度范围内的岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的天然绿色能源。   

（1）如图甲所示为一个地热发电装置简图，地热井口喷出来的水汽混合物经处理后，蒸汽进入汽轮机进行发电。地热发电过程中的能量转化情况是________→________→电能。 

（2）如图乙所示是利用浅层地热能调节室温的原理图具体做法是：在地下打孔后，把管道埋入其中，然后接入自来水．冬天，自来水通过管道伸入地下，被增温层加热，再循环出来就能提高室内温度；夏天则相反，能降低室内温度． 

利用浅层地热调节室温，是通过________的方式改变了内能。用自来水作循环工作的物质，是因为水的________大．

（3）存在于岩石圈中的地下水是含有各种气体、离子、有机物和微生物等的混合物，主要的气体成分是 O2、N2 和 CO2，有机质的发酵与植物的________（填生理过程）使土壤中源源不断产生 CO2，并溶入流经土壤的地下水中。   

二、提升训练

1.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

2.（2020九上·杭州期中）为解决日益加剧的温室效应等问题，科学家正在研究建立如下图所示的二氧化碳新循环体系： 

上述关系图能反映的观点或思想有（   ）

① 化学变化中元素种类是守恒的  ②燃烧时化学能可以转化为热能和光能

③ 二氧化碳也是一种重要的资源  ④无机物和有机物可以相互转化

A.①②④    B.①②③    C.②③④    D.①②③④

3.（2019九上·余杭月考）如图所示，连着弹簧的小球套在水平杆上，弹簧自由伸长时，小球位于O点．小幅度向左或向右改变小球位置，小球仍能静止．现较大幅度改变小球位置，把小球移至A点后使其静止，然后释放． 

（1）小球向右运动过程中速度最大点出现在________（选填“O点”、“O点左侧”、“O点右侧”、“都有可能”）;   

（2）小球第一次向右经过O点至到达最右端B的过程中能量转化情况为________;   

（3）小球最终静止的位置是________（选填“O点”、“O点左侧”、“O点右侧”、“可能是O点，也可能偏左或是偏右”）．   

4.（2020九上·新昌月考）过山车是一种富有刺激性的娱乐工具，小江同学制作了一个过山车模型，如图所示，他把重力为G的铁球放在A点，然后让它沿轨道滚下，轨道的右侧有一弹簧，铁球先后经过B、C、D点，到达E点，已知B点离台面高度为零，A、D点离台面的高度分别为hA、hD （整个过程中不计摩擦及能量损耗），则从A位置到B位置铁球的重力做功是________；C点小球具有的机械能大小________；当到达E点时，弹簧最短，小球的速度变为零，小球________（选填“处于”“不处于”）平衡状态；铁球从A运动到E的过程中，弹簧的弹性势能增加量为________． 

5.（2020九上·浙江期末）某汽车在平直路面上以72km/h的速度匀速行驶1h的过程中，消耗了4.8kg汽油，汽油燃烧释放能量的40%随废气通过热电转换装置，如图所示(汽油热值近似取q=5×107J/kg，设汽油在气缸内完全燃烧)。 

（1）图示时刻，四冲程汽油机处于________冲程；   

（2）若上述过程中汽油燃烧释放能量的30%用来驱动汽车行驶，求汽车所受的阻力f；   

（3）研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%，据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能？   

6.（2020九上·江干期末）氢燃料是一种绿色能源，氢燃料电池的工作原理如图所示：

（1）氢燃料电池在放电时将________能转化为________ 能；   

（2）已知某氢燃料电池车的电动机的输出功率为40kW，以72km/h的速度在水平道路上匀速行驶。求此时汽车与地面之间的摩擦力；   

（3）在上一问的基础上，若汽车匀速行驶了180km，该燃料电池车能量转化的效率为60%，求需要消耗的氢气的质量(氢气的热值为1.5×108J/kg)。   

7.（2020九上·温州期中）小实在观察游乐园的过山车的运动中产生了一个问题，并建立如下理想模型来与同学一起分析：两个相同的实心小球以同样的速度V分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。则小球通过甲弧槽的时间（t甲)与通过乙弧槽的时间（t乙)大小是什么关系？并结合能量转化的知识阐述理由。

8.（2018九上·天台期中）如图所示为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连，运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，最终到达最低点C。请分析下落过程中运动员的动能、重力势能和绳弹性势能的变化，并请从力的角度分析整个下落过程中运动员速度的变化。（忽略空气阻力） 

9.排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。 

（1）解释整个过程中能量是否守恒。   

（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小ΔV之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。   

10.（2019·桐乡模拟）某新能源汽车质量为3×103 kg，汽车轮胎与地面的总接触面积为0.1m2。行驶时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为汽车提供动力。当它在平直路面上匀速行驶时，电动机工作电流为50A，工作电压为300V，汽车所受阻力为车重的0.04倍。(g取10N／kg)   

（1）汽车空载停在平直路面上时，对路面的压强为________。   

（2）若该汽车以10m／s的速度在平直路面上匀速行驶时，电动机功率用于牵引汽车前进功率的百分比为________。   

（3）如果改用太阳能电池给车上的电动机供电，其它条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积是多少?结合计算结果对该设想中的太阳能汽车提出一条改进建议。(若该车所用太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为15％，地面每平方米接受太阳辐射的功率为103W。)   

11.（2020·杭州模拟）浅层地热能是指蕴藏在地表以下一定深度范围内的岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的天然绿色能源。请回答： 

（1）举世闻名的西藏羊八井地热电站，利用了深层地热发电，其发电原理简图如图32所示，地热井口喷出来的水汽混合物经处理后，蒸汽送入汽轮机进行发电，现总装机容量已经达到2.5×107W。地热发电站的能量转化情况是________；发电机是根据________原理制成的；若羊八井地热电站一天的发电量可供100台“220V 1000W”微波炉正常工作150天，则该发电站的供电效率是多少________？（请列式计算）   

（2）存在于岩石圈中的地下水不是纯净的H2O，而是含有各种气体、离子、有机物和微生物等的混合物。主要的气体成分是O2、N2和CO2，其中的CO2主要来自土壤，有机质的发酵与植物的________（填生理作用）使土壤中源源不断产生CO2，并溶入流经土壤的地下水中。在高温下，含碳酸盐类的岩石（以CaCO3为例）也可以变质生成CO2，相应的化学方程式是________ 。   

12.（2020九上·椒江期中）阅读短文，回答问题 

电动汽车是环保的交通工具，行驶时蓄电池给电动机供电，电动汽车的主要部分参数如表所示，如图甲所示，在测试过程中，司机和一名陪同人员上车。司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km，电池剩余容量为58kW·h，陪同人员负责记录测试数据，已知司机和陪同人员的质量均为70kg，汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6%，g取10N/kg：

为了节能，车靠近目的地前可采用“再生制动”的方法∶在车速逐渐减到60km/h的过程中，不采用机械刹车，由于电动汽车继续行驶，带动电机逆向发电，将电能存储在蓄电池内。

（1）在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，该电动汽车将电能转化为机械能的效率为多少？   

（2）如图丙是小明设计的车速提醒电路，R为定值电阻，Ry的阻值随车速的变化而改变。当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速。图丁是Ry的阻值与车速关系的图像。图戊是车速从0加速到100km/h过程中，Ry消耗的电功率随电流变化的图像，则图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值为多少欧姆？当车速达到75km/h时，此时电压表的示数为多少伏？