2022-2023人教版九年级全一册物理14.3能量的转化和守恒 （含解析）考试试卷

人教版九年级全一册 14.3 能量的转化和守恒
一、单选题
1．人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量供人们使用。在现有技术下太阳能不能直接转化为（　　）
A．内能 B．电能 C．机械能 D．化学能
2．下列例子属于内能转化为机械能的是（　　）
A．冬天搓手时两手会变热 B．水沸腾时，会看到锅盖被顶起
C．压缩气体时，气体温度会升高 D．闭合开关，电风扇转动起来
3．目前，市区里的老旧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，冲击钻在工作过程中，关于其能量转化正确的是（　　）
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
4．2020年泸州市中考体育测试中有必考、抽考和选考科目，包括短跑、跳绳、实心球、立定跳远、带足球绕杆、运篮球上篮等。以下关于体考中的物理知识，说法正确的是（ ）
A．学生在短跑过程中，机械能转化为化学能
B．学生带足球绕杆的运动，说明力可以改变物体的运动状态
C．学生投掷的实心球在飞行的整个过程中，动能一直在减小
D．学生在立定跳远的整个过程中，他的重力势能一直不变
5．2020年12月17日2时，嫦娥5号凯旋归来，圆满实现了中国探月工程“绕、落、回”的三步走发展目标。如图甲所示，嫦5在月球上成功进行了月壤钻掘打包、地外天体起飞、深空无人对接的多个世界级科研实验。月壤快递到家后，假如用质量均为1g的地岩甲和样品月岩乙进行对比实验，如图乙是这两种岩石温度随放热时间变化的图像，若它们在相同的时间内放出的热量相等，已知c甲=2.1×103J/(kg·℃)， 下列说法正确的是（　　）
A．机械臂在钻掘时，主要是以热传递的方式改变了月壤的内能
B．因月表没有空气阻力，嫦娥5号火箭发动机可以把内能全部转化为机械能
C．lg地岩甲在20min内放出的热量为6.3×104J
D．月岩乙的比热容为1.05×103J/(kg·℃)
6．下列关于能量转化和转移的实例中，分析正确的是（　　）
A．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能
B．水轮机带动发电机发电，电能转化为机械能
C．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为内能
D．在热传递中，热量总是从内能多的物体传到内能少的物体
7．关于能量转化，下列说法中正确的是（　　）
A．电暖气正常工作时，主要是将电能转化为机械能
B．电风扇正常工作时，主要是将电能转化为内能
C．电动汽车在行驶过程中，发生的能量转化主要是将机械能转化为电能
D．人造卫星展开太阳能电池板，把太阳能转化为电能供给卫星用电器
8．如图所示，是新冠病毒防疫期间，工作人员背着电动喷雾器对“重点场所”进行消毒的场景。以下关于此场景的说法中正确的是（　　）
A．对电动喷雾器充电时是将化学能转化成电能储存起来
B．喷雾器背带较宽可以增大压强
C．工作人员沿平直的走廊匀速行走喷洒药物时动能一定不变
D．喷洒后在走廊内闻到浓浓的“84味”，是扩散现象
9．如图所示是某地区使用的“风光互补”最观照明灯它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　　）
A．蓄电池白天充电时，蓄电池将电能转化为化学能
B．利用风力发电时，将电能转化为机械能
C．光电池板工作时，是将太阳能转化为化学能
D．照明灯工作时，是将内能转化为电能
10．如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．随着技术的进步，内燃机的效率达到100%
B．内燃机在吸气冲程时吸入的都是空气和燃料的混合气体
C．如图所示冲程把机械能转化为内能
D．内燃机的转速是60r/s，其每秒对外做功30次
二、填空题
11．第24届冬季奥林匹克运动会2022年2月4日~2022年2月20日在北京举行。图是中国冰壶队比赛的情景，掷球员将冰壶沿水平冰面推出表明______；冰壶前进时将机械能转化为______能；如果摩擦力为零，运动的冰壶将______（选填“静止”、“逐渐停下来”或“做匀速直线运动”）。
12．如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点，则A点的重力势能______B点的重力势能（选填“大于”“小于”或“等于”）；A点的动能______B点的动能（选填“大于”“小于”或“等于”），此过程中，各种形式的能量的总量______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
13．用知识解决问题：
（1）小明到海水浴场玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚；当身体进入水中时，觉得水非常凉，原因是根据公式Q＝cmΔt可知，相同质量的海水和沙子相比，在同样受热时，吸收的热量 _____（选填“相同”或“不相同”），由于水的比热容比沙子 _____（选填“大”或“小”），沙子升高的温度比海水 _____（选填“多”或“少”）。
（2）如图甲所示，小朋友从滑梯上滑下来臀部会感到灼热，这是什么？
答：因为小朋友从滑梯上滑下来时，_____转化为内能，内能 _____（选填“增加”或“减少”），温度升高，所以臀部会感到灼热。
（3）如图乙所示是用相同的热源加热、质量为1.5kg的冰的熔化全过程，根据图像请求出a～b段，它吸收的热量是 _____J[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]。
14．在吹气球时，由于没有握住，吹大了的气球“叫嚣”着飞走了，如图甲所示，在此过程中发生了能量转化。如图乙所示的是汽油机的四个冲程，其中与图甲中能量转化相同的冲程是_______（选填“a”“b”“c”或“d”）。
15．生活垃圾进行分类既是当前的一种时尚，更是生态环保的需要。为了处理垃圾，有些城市建成了生活垃圾焚烧发电厂。
（1）焚烧垃圾发电是将内能转化为______能；焚烧过程中装置温度升高，是通过______的方式改变内能；
（2）生活垃圾作为燃料，在燃烧的过程中质量减小，热值将______。
三、综合题
16．LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件．LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来．半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子．但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P﹣N结．当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理．而光的波长也就是光的颜色，是由形成P﹣N结的材料决定的．
LED（Light Emitting Diode）是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光能．如果LED 替代半数的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于60 亿升原油的能源，相当于五个1.35×106kW 核电站的发电量，并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生，改善人们生活居住的环境．对于一般照明而言，人们更需要白色的光源．1998年发白光的LED开发成功．这种LED是将芯片和钇铝石榴石封装在一起做成．芯片发蓝光，高温烧结制成的含荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光线．蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以树脂薄层，约200﹣500nm． LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到白光．对于白色LED，通过改变荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500﹣10000K的各色白光．这种通过蓝光LED得到白光的方法，构造简单、成本低廉、技术成熟度高，因此运用最多．
普通照明用的白炽灯和卤钨灯虽价格便宜，但光效低（灯的热效应白白耗电），寿命短，维护工作量大，但若用白光LED作照明，不仅光效高，而且寿命长（连续工作时间10000小时以上），几乎无需维护．LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点，虽然价格较现有照明器材昂贵，仍被认为是它将不可避免地替代现有照明器件．
①LED（Light Emitting Diode）主要是一种________器件；
②LED（Light Emitting Diode）灯发光时是将________能转化为________能；
③LED（Light Emitting Diode）灯相对于普通白炽灯来说，优点是________．（写出一点即可）
17．阅读《火箭起飞》回答下列小题。
在中国科技馆四层B厅，有火箭发射的模型展示、载人飞船的模型展示……还有一个小实验：向一个气球中吹足气，然后松开气球口，气球迅速向上飞去……原来，吹入气球的气体受到气球的挤压，如图1当松开气球口时，气球内的气体被挤出，力的作用是相互的，当气球向外挤压气体时，气体也对气球施加了反方向的作用力，使气球向上运动。
水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。水火箭包括：动力舱、箭体、箭头、尾翼、降落伞。如图2动力舱由废弃塑料瓶制成，灌入三分之一的水，利用打气筒充入空气到达一定的压强后发射。压缩空气把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，在反作用力的作用下，水火箭快速上升，能在空中飞行一段距离，达到一定高度，在空中打开降落伞徐徐降落。用橡皮塞紧的瓶子，形成一个密闭的空间。发射前，把气体打入密闭的容器内，使得容器内空气的气压增大，当瓶内压强大到一定程度，瓶内水对橡皮塞向外推力大于橡皮塞和瓶口接合处的摩擦力时，橡皮塞与瓶口脱离，水箭（塑料瓶）中的水向后喷出，水火箭（塑料瓶）受到反作用力向前飞行。
目前真正的火箭也是利用这个原理制成的，不同之处是真正的火箭是利用自身携带的燃料（推进剂），在发动机中燃烧产生高温高压的燃气，燃气从火箭中喷出时产生强大的推动力使火箭升空。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)向一个气球中吹足气，然后松开气球口，气球向上飞去的原因是_____；
(2)水火箭上升的过程中，它的重力势能_____；（选填“变大”、“变小”或“不变”）
(3)火箭喷出高温高压燃气时，产生强大的推力使火箭升空，这个过程中是将_____能转化为_____能；
(4)水火箭飞行过程中，如果3s飞行路程大约是24m，则它飞行的平均速度是_____m/s。
18．请阅读《“鲲龙”AG600： 海天之间来了艘“会飞的船”》回答问题．
“鲲龙”AG600： 海天之间来了艘“会飞的船”
水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，是继“运-20”实现交付列装、C919实现首飞之后，国产大飞机领域取得的又一项重大突破，填补了我国大型水陆两栖飞机的研制空白．
2018年10月20日，湖北荆门的漳河水上机场，一架底部设计如船的“鲲龙”AG600，从机场陆上跑道开始滑行，随即入水，划开深蓝色的水面后，迅速加速并昂起机头，从水面踏浪而起，飞上云霄（如图）．随后，再下降至水面完成贴水滑行并回归陆上跑道．“鲲龙”AG600水上首飞验证成功，是其研制过程中一座重要的里程碑．
“鲲龙”AG600要求在岸上是飞机，在水上是大船．研发过程中科学家一直面临巨大的挑战．比如它的机身、翼展与目前的大型客机差不多，最大起飞质量可达到53.5吨，在水面时需要保证机体结构不漏水；普通船只航行速度大约30节（1节=1海里/时，即1.852km/h），相比之下，“鲲龙”AG600水面起飞速度达到100节以上，因此水面会对船底结构产生巨大压力；在水面风力、波浪的影响下，飞机状态必须稳定．这些都是研发过程中必须攻克的难题．
“鲲龙”AG600配备的WJ-6涡轮螺旋桨发动机为我国自主研制，单台最大功率高达3120 kW．这种带6个叶片的螺旋桨发动机通过消耗燃油使飞机获得动力，其核心结构有压气机、燃烧室、燃气涡轮、尾喷管等喷气动力系统，在涡轮轴的前端还有一个与之相连的多叶片状的螺旋桨．螺旋桨转动时会对飞机产生向前的拉力，高温高压燃气从尾喷管冲出时会对飞机产生向前的推力，一拉一推共同驱动飞机快速向前飞行．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）上文中所描述的“迅速加速并昂起机头，从水面踏浪而起，飞上云霄”，这一起飞过程中，“鲲龙”的机械能__________．（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）“鲲龙”AG600的涡轮螺旋桨发动机工作时，将燃油燃烧后获得的______能转化为机械能．
（3）如果“鲲龙”AG600的4台涡轮螺旋桨发动机同时按最大功率工作，其在水面上达到起飞速度时所受的阻力大约为______（选填选项前的字母）．
A．200N B．2000N C．2×105N D．2×108N
19．2019年1月3日上午10时26分“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面，并成功传回了世界上第一张近距离拍摄的月背影像图。现在请回答下列问题：
(1)送“嫦娥四号”升空的长征3B火箭的燃料主要使用液态氢是因为它的______大；（热学角度回答）
(2)“嫦娥四号”是由“长征3B”运载火箭运送升空的，升空过程中，从能量转化的角度来看，燃料的化学能转化成燃气的______能，再转化成火箭的机械能；当飞船加速上升时，飞船的动能______，（填“变大”、“变小”或“不变”）重力势能______（填“变大”、“变小”或“不变”）。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．太阳能可知直接转化为内能，例太阳能热水器，故A正确；
B．太阳能可以直接转化为电能，例太阳能电池，故B正确；
C．太阳能不能直接转化为机械能，故C错误；
D．太阳能可以直接转化为化学能，例植物的光合作用，故D正确。
故选C。
2．B
【详解】
A．两手互相摩擦属于摩擦生热，是将机械能转化为内能，故A不符合题意；
B．水烧开以后，水蒸气对壶盖做功，把壶盖顶起来，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故B符合题意；
C．压缩气体时，对气体做功，机械能转化为内能，气体的内能增大、温度升高，故C不符合题意；
D．电风扇转起来是电能转化为机械能，故D不符合题意。
故选B。
3．D
【详解】
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。
4．B
【详解】
A．学生在短跑过程中，化学能转化为机械能，故A错误；
B．学生带足球绕杆的运动，足球的运动方向和速度在发生改变，故足球的运动状态在发生改变，说明力可以改变物体的运动状态，故B正确；
C．实心球在飞行的整个过程中，动能是先增大后减小，故C错误；
D．学生在立定跳远的整个过程中，他的重力势能，先增加后减小，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．机械臂在钻掘时，钻头与月壤之间互相摩擦时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于做功改变物体内能，故A错误；
B．嫦娥5号火箭发动机存在热损失及克服部件之间的摩擦力做功，所以不可以把内能全部转化为机械能，故B错误；
C．lg地岩甲在20min内放出的热量为
故C错误；
D．月岩乙在20min内放出的热量与地岩甲相同，根据可得，月岩乙的比热容为
故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
A．燃料燃烧时发生化学变化，即燃料燃烧时将化学能转化为内能，故A正确；
B．水轮机带动发电机发电，水轮转动的机械能转化为了电能，故B错误；
C．植物吸收太阳光进行光合作用，光合作用时发生化学变化，故是光能转化为化学能，故C错误；
D．在热传递中，热量总是从温度高的物体传到温度低的物体，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．电暖气正常工作时，利用电流的热效应将电能转化为内能使周围温度升高，故A错误；
B．电风扇正常工作时，将电能转化为机械能，带动扇叶转动，故B错误；
C．电动汽车在行驶过程中，将电能转化为机械能，故C错误；
D．造卫星展开太阳能电池板，把太阳能转化为电能供给卫星用电器，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．对电动喷雾器充电时会消耗电能，是将电能转化成化学能储存起来，故A错误；
B．背带较宽，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故B错误；
C．工作人员沿平直的走廊匀速行走喷洒药物时，速度不变，质量减小，动能减小，故C错误；
D．分子不停地做无规则运动，扩散到了空气中，人们就闻到了“84味”，故D正确。
故选D。
9．A
【详解】
A．蓄电池白天充电时，蓄电池将电能转化为化学能储存起来，故A符合题意；
B．风能属于机械能的一种，利用风力发电时，将机械能转化为电能，故B不符合题意；
C．光电池板工作时，是将太阳能转化为电能，故C不符合题意；
D．照明灯工作时，是将电能转化为光能，故D不符合题意。
故选A。
10．D
【详解】
A．内燃机在工作过程中不可避免地要克服机械间的摩擦而做额外功，因此内燃机的效率不能达到100%，故A错误；
B．内燃机有汽油机和柴油机两种，汽油机在吸气冲程时吸入的是空气和燃料的混合气体；柴油机在吸气冲程时吸入的是空气；因此内燃机在吸气冲程时不一定都是吸入空气和燃料的混合气体，故B错误；
C．由图可知，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，因此该冲程是做功冲程；做功冲程是将内能转换为机械能，故C错误；
D．内燃机每转两圈，完成一个工作循环，对外做一次功；已知内燃机的转速是60r/s，则每秒完成30个工作循环，对外做30次功，故D正确。
故选D。
11． 力可以改变物体的运动状态 内 匀速直线运动
【详解】
[1]冰壶原来静止，掷球员对冰壶施加一个力后，冰壶就在水平面上运动起来，说明力可以改变物体的运动状态。
[2]冰壶前进过程中受到摩擦力作用，摩擦做功将机械能转化为内能。
[3]如果摩擦力为零，运动的冰壶在水平面上不受力的作用，根据牛顿第一定律可知，冰壶将做匀速直线运动。
12． 等于 大于 不变
【详解】
[1] A、B两点高度相同，皮球在运动过程中质量不变，所以A、B两点的重力势能相等。
[2]由图示知，皮球落地后弹起的高度越来越小，机械能在减小，那么同一高度的A点的机械能大于B点的机械能。而机械能等于动能与势能之和，所以A点的动能大于B点的动能。
[3]在这个过程中，皮球的机械能减小，是因为机械能转化为其它形式的能，而能量不会凭空消失，所以各种形式能量的总量不变。
13． 相同 大 多 机械能 增加
【详解】
（1）[1]在同样受热时，海水和沙子吸收的太阳光的热量相同。
[2][3]水的比热容比沙子大，由Q＝cmΔt可知，相同质量的海水和沙子，吸收相同热量后，沙子升高的温度比海水多。
（2）[4][5]小朋友从滑梯上滑下来时，克服摩擦力做功，产生热量，将机械能转化为内能，内能增大，温度升高，所以臀部会感到灼热。
（3）[6]冰熔化为水，质量不发生改变，仍为1.5kg，由图得，第7min冰熔化结束，水从第7min加热到第9min，温度从0℃上升到6℃，两分钟内，水吸收的热量为
由图得，熔化从3min开始熔化，7min熔化结束，熔化过程经历了4min，实验过程采用相同的热源加热，因此冰熔化过程吸收的热量为
14．c
【详解】
气球内的气体向外喷出，气体对外做功，内能转化成球的机械能，球内气体的温度降低；由图可知，a是压缩冲程，b是排气冲程，c是做功冲程，d是吸气冲程；压缩冲程中机械能转化成内能，做功冲程中内能转化为机械能，故与图甲中能量转化相同的冲程是c。
15． 电 热传递 不变
【详解】
（1）[1]焚烧垃圾发电是将化学能转化为内能，然后通过汽轮机将内能转化为机械能，最终通过发电机再转化为电能的过程。
[2]焚烧过程中，装置吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式改变内能。
（2）[3]热值是燃料本身的一种特性，与质量无关，所以生活垃圾在燃烧的过程中虽然质量减小，但热值不变。
16． 半导体 电 光 节能、环保、寿命长等
【详解】
①由题意可知，“LED（Light Emitting Diode）是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件”，所以LED发光二极管，主要是一种固态的半导体器件；
②由题意可知，“LED（Light Emitting Diode）是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光能．”，所以LED灯发光时是将电能转化为光能；
③由题意可知，LED灯相对于普通白炽灯来说，具有较多的优点，包括耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、寿命长、对环境无污染、多色发光等．
17． 物体间力的作用是相互的 变大 内 机械 8
(1)物体间力的作用是相互的；
(2)重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大；
(3)判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的；
(4)利用速度公式计算水火箭飞行的平均速度。
【详解】
(1)[1]如图1，松开气球的口子，气球向下喷出气体的同时，空气给气球一个反作用力，气球会飞上去，故气球向上飞去的原因是物体间力的作用是相互的；
(2)[2]水火箭上升的过程中，它的质量不变，高度升高，故重力势能变大；
(3)[3][4]火箭喷出高温高压燃气时，产生强大的推力使火箭升空，这个过程中内能变小，机械能变大，故是将内能转化为机械能；
(4)[5]水火箭飞行的平均速度：
。
18． 增大 内能 C
【详解】
(1)[1]飞机“迅速加速并昂起机头，从水面踏浪而起，飞上云霄”，这一起飞过程中，“鲲龙”的质量不变，速度增大、高度增大，所以动能增大、重力势能增大．因机械能等于动能与势能之和，所以“鲲龙”的机械能增大．
(2)[2]涡轮螺旋桨发动机属于热机的一种，能将燃油燃烧后获得的内能转化为机械能．
(3)[3] 4台涡轮螺旋桨发动机同时按最大功率工作，总功率为：
P=3120kW×4=3120000W×4=1.248×107W，
其在水面上的起飞速度为：
v=100节=1.852km/h×100=185.2km/h≈51.44m/s，
根据P=Fv可知，飞机所受的阻力大约为：
f=F==≈2.4×105N．
C选项的值与之相近，故C符合题意．
19． 热值 内 变大 变大
【详解】
(1)[1]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量。
(2)[2]火箭在升空过程中，燃料燃烧时化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。
[3] [4]当飞船加速上升时，飞船的质量不变、速度变大、高度变大，则飞船的动能变大、重力势能变大。