14.3 能量的转化和守恒
一、单选题
1.(2022秋·广西钦州·九年级统考期末)下列关于能量转化转移现象的说法中,正确的是( )
A.蓄电池充电时,化学能转化为电能
B.用热水袋取暖时,内能发生了转移
C.暖瓶塞跳起时,机械能化为内能
D.电风扇工作时,机械能转化为电能
2.(2022秋·广西防城港·九年级统考期末)以下家用电器中,消耗的电能主要转化为机械能的是( )
A.洗衣机 B.电饭锅 C.电烤箱 D.日光灯
3.(2022秋·广西来宾·九年级统考期末)下列四种设备中,其中利用内能转化为机械能实现对外做功的是( )
A.洗衣机 B.电视机 C.收音机 D.柴油机
4.(2022秋·广西玉林·九年级统考期末)2022年10月16日凌晨,在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空,发射取得圆满成功,下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空时,将重力势能转化为动能
B.火箭选用氢作燃料是因为液态氢的热值大
C.燃料的质量越大,热值越大
D.火箭发动机的效率可以达到100%
5.(2022秋·广西钦州·九年级统考期末)如图所示,用酒精灯给试管中的水加热,试管口软木塞冲出的过程中,下列说法正确的是( )
A.水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能增大 B.能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同
C.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 D.软木塞的机械能转化为水蒸气的内能
6.(2022秋·广西钦州·九年级统考期末)下列有关能量转化,说法中正确的是( )
A.对手机电池充电,是将电能转化为化学能
B.电动机工作时,是将机械能转化为电能
C.钻木取火,是将内能转化成机械能
D.酒精燃烧,是将内能转化为化学能
7.(2022秋·广西河池·九年级统考期末)下列关于热和能的说法中,错误的是
A.比热容是物质自身的性质
B.古人“钻木取火”,是内能转化为机械能的过程
C.一切物体都具有内能
D.内燃机在做功冲程中存在着化学能转化为内能的过程
8.(2022秋·广西防城港·九年级统考期末)下列现象中,机械能转化为内能的是
A.燃料燃烧 B.水力发电站 C.钻木取火 D.水沸腾时,把壶盖顶起
9.(2022秋·广西来宾·九年级统考期末)如图所示的四种情景中,属于电能转化为机械能的是( )
A. 电风扇正在吹风
B. 木柴在燃烧
C. 电灯在发光
D. 植物的光合作用
10.(2022秋·广西防城港·九年级期末)下列能量转化的过程,属于机械能转化为内能的是
A.给电池充电 B.爆竹燃烧
C.用电池供电 D.搓手取暖
11.(2022秋·广西百色·九年级统考期末)下列过程,属于内能转化为机械能的是
A. 从滑梯上滑下时臀部发热 B. 电热水壶烧水
C. 内燃机的做功冲程 D. 向下压活塞引燃棉花
12.(2022秋·广西钦州·九年级期末)世界上还有许多欠发达地区至今用不上电.美国哈弗大学的学生设计制作了一种发电足球,球在被踢的过程中,其内部装置能够发电,并将产生的电能储存在蓄电池中,用来点亮LED灯,该过程中的能量转化形式是( )
A.动能→电能→化学能→光能
B.电能→动能→化学能→光能
C.动能→电能→光能→化学能
D.电能→动能→光能→化学能
13.(2022秋·广西南宁·九年级期末)下列关于能量转化的实例,你认为说法正确的是( )
A.发电机发电:将电能转化为机械能
B.燃料燃烧:化学能转化为内能
C.太阳能电池板工作:太阳能转化为化学能
D.植物光合作用:内能转化为机械能
14.(2022秋·广西南宁·九年级期末)下列关于能量转化的说法中错误的是( )
A.洗衣机工作时,电能主要转化为机械能
B.汽油机在做功冲程中,将机械能转化为内能
C.绿色植物的光合作用将光能转化为化学能
D.太阳能电池板将太阳能转化为电能
二、填空题
15.(2022秋·广西南宁·九年级期末)冬天人们喜欢捧着一杯热水取暖,此过程能量发生了 (选填“转化”或“转移”)。 (选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
16.(2022秋·广西河池·九年级统考期末)随着人民生活水平的不断提高,汽车走进了很多家庭。小汽车的发动机是汽油机,汽油机工作时,将机械能转化为内能的是 冲程。小汽车用汽油做燃料,加油时能闻到汽油的气味,说明分子 。
17.(2022秋·广西北海·九年级统考期末)回答下列问题:
(1)在如图甲所示的实验中,当瓶塞从瓶口跳起时,可以看到瓶内出现 ,说明 ,在这个过程中, ;
(2)如图乙所示,分别往热水和冷水中滴入几滴红墨水,看到的现象属于 现象,热水变红的速度快,此现象说明,温度越高, 就越快;
(3)如图丙所示,用细线把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,记下测力计的读数,然后使玻璃板水平接触水面,稍稍向上拉玻璃板,在玻璃板离开水面之前,弹簧测力计示数变大,这个现象说明 。
18.(2022秋·广西河池·九年级期末)如图为火箭发射的场景,火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的 大,火箭发射升空时,燃料的 转化为内能,再转化为火箭的机械能,这个过程机械能 (选填“增大”、“不变”、“减小”)。
三、计算题
19.(2022秋·广西百色·九年级统考期末)小星家用的太阳能热水器,水箱中装有质量是200kg的水。小星进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为50℃。求(不考虑热量损失):
(1)水箱中水吸收的热量;
(2)如果水吸收的这些热量,由燃烧天然气来提供,而天然气放出的热量有40%被吸收,则需要完全燃烧多少m3的天然气?(天然气的热值为3.0×107J/m3)
参考答案:
1.B
【详解】A.蓄电池充电时,消耗了电能,增加了化学能,因此将电能转化为化学能,故A错误;
B.用热水袋取暖时,内能发生了转移,能量的形式没有发生改变,故B正确;
C.暖瓶塞跳起时,是水蒸气膨胀对瓶塞做功,将内能转化为机械能,故C错误;
D.电风扇工作时,消耗了电能,增加了机械能,风扇转动,是将电能转化为机械能,故D错误。
故选B。
2.A
【详解】A.洗衣机主要将电能转化为机械能,故A符合题意;
B.电饭锅工作时主要把电能转化为内能,故B不符合题意;
C.电烤箱工作时主要把电能转化为内能,故C不符合题意;
D.日光灯工作时主要把电能转化为光能,故D不符合题意。
故选A。
3.D
【详解】A.洗衣机工作过程中将电能转化为机械能,故A不符合题意;
B.电视机工作过程中将电能转化为光能和声能,故B不符合题意;
C.收音机工作过程中将电能转化为机械能,故C不符合题意;
D.柴油机工作过程中柴油燃烧释放的内能转化为机械能,从而实现对外做功,故D符合题意。
故选D。
4.B
【详解】A.火箭加速升空,由于速度增大,火箭的动能增加,升空过程中,高度变大,重力势能都增加,则火箭的机械能增加,是由燃料燃烧获取的内能转化过来的,故A错误;
B.液氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料,液氢可以释放更多的热量,所以火箭选用氢作燃料是因为氢气的热值大,故B正确;
C.燃料的热值是燃料本身的一种特性,热值的大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,故C错误;
D.发动机在工作过程中总是会有能量的损失,所以火箭发动机的效率永远小于100%,故D错误。
故选B。
5.C
【详解】A.图中的水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能减小,故A错误。
B.图中的能量转化是内能转化为机械能,与热机的做功冲程能量转化相同,故B错误。
CD.图中水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,故C正确,D错误。
故选C。
6.A
【详解】A.对手机电池充电时,消耗电能,电池中产生化学反应储存能量,将电能转为化学能,故A正确;
B.电动机工作时,消耗电能获得机械能,将电能转化为机械能,故B错误;
C.钻木取火时,消耗机械能获得内能,将机械能转化为内能,故C错误;
D.酒精燃烧时是化学反应释放能量,消耗化学能获得内能,将化学能转化为内能,故D错误。
故选A。
7.B
【详解】A、比热容是物质自身的性质,只与物质的种类和状态有关,与质量、温度、温度的变化、吸放热的多少无关.故A正确;
B、钻木取火,克服摩擦做功,将机械能转化为内能.故B错误;
C、物体内部所有分子的动能与势能的总和称为内能,一切物体的分子都在永不停息的做无规则运动,所以一切物体都具有内能.故C正确;
D、四冲程内燃机在做功冲程的开始阶段,燃料燃烧将燃料的化学能转化为内能.故D正确.
本题选错误的.
8.C
【分析】自然界的能量既不会消失,也不会创生,只会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.
【详解】A、燃料燃烧过程是将化学能转化为内能,故A错误;
B、水力发电站是将机械能转化为电能,故B错误;
C、钻木取火是摩擦生热,是机械能转化为内能,故C正确;
D、水沸腾时,把壶盖顶起,是将内能转化为机械能,故D错误.
故选C.
9.A
【详解】A.电风扇吹风的过程将电能转化为机械能,故A正确;
B.木柴在燃烧的过程是将化学能转化为内能,故B错误;
C.电灯发光将电能转化为光能和内能,故C错误;
D.植物的光合作用将光能转化为化学能,故D错误。
故选A。
10.D
【详解】A.给电池充电,是将电能转化为化学能,A不符合题意;
B.爆竹燃烧,是将化学能转化为机械能和内能,B不符合题意;
C.用电池供电,是将化学能转化为电能,C不符合题意;
D.搓手取暖,通过做功改变物体的内能,是将机械能转化为内能,D符合题意。
11.C
【详解】从滑梯上滑下时臀部发热为重力势能转化为内能;电热壶烧水为把电能转化为内能;内燃机做功冲程,汽油燃烧推动活塞运动,内能转化为机械能;下压活塞引燃棉花,温度升高棉花自燃,机械能转化为内能.
12.A
【详解】足球滚动时能发电,是动能转化为电能,电能储存在蓄电池中是电能转化为化学能,蓄电池带动小灯泡发光是化学能转化为光能,故应选A.
13.B
【详解】A.发电机工作时,将机械能转化为电能,故A错误;
B.燃料燃烧都是将自身具有的化学能转化为内能释放出来,故B正确;
C.太阳能电板是将太阳能直接转化为电能,然后通过蓄电池存储起来,故C错误;
D.植物光合作用是吸收太阳的光能,转化为自身的化学能,故D错误。
故选B。
14.B
【详解】A.洗衣机的主要部件是电动机,是把电能转化为机械能,少量转化为内能,故A正确,A不符合题意;
B.汽油机在做功冲程中,将内能转化为机械能为汽油机提供动力,故B错误,B符合题意;
C.绿色植物可以通过光合作用把光能转化为化学能储存起来,故C正确,C不符合题意;
D.太阳能电池板通过光电转换可以将太阳能直接转化为电能,故D正确,D不符合题意。
故选B。
15. 转移 遵循
【详解】[1][2]冬天人们喜欢捧着一杯热水,热水温度较高,放出热量,人体温度较低,吸收热量,此过程中发生了能量的转移。在转移的过程中,能量的总量不变,故遵循能量守恒定律。
16. 压缩 不停地做无规则运动
【详解】[1][2]内燃机在一个工作循环中,有两次能量转化,在压缩冲程中机械能转化为内能,在做功冲程中内能转化为机械能;所以汽油机工作时,将机械能转化为内能的是压缩冲程;小汽车用汽油做燃料,加油时,汽油分子做无规则运动,所以能闻到汽油的气味。
17. 白雾 水蒸气液化形成小水珠 内能转化为机械能 扩散 分子无规则运动 分子间存在引力
【详解】(1)[1][2][3]当瓶塞从瓶口跳起时,瓶内气体对瓶塞做功,气体的内能转化为瓶塞的机械能,气体的内能减少,温度降低,瓶内的水蒸气液化成小水珠,瓶内出现白雾。
(2)[4][5]水中滴入红墨水,水变红,这是扩散现象,扩散表明分子在不停地做无规则运动,且分子热运动的剧烈程度与温度有关,热水变红的速度快,说明分子无规则运动越快。
(3)[6]用细线把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,使玻璃板水平接触水面,玻璃分子和水分子之间存在引力,所以稍稍向上的拉玻璃板,在玻璃板离开水面之前,弹簧测力计要克服玻璃板的重力和分子间的引力,所以示数变大。
18. 热值 化学能 增大
【详解】[1]由于液态氢的热值较大,因此运载火箭中,采用液态氢作燃料。
[2]燃料燃烧过程中,将化学能转化为燃气的内能,又将内能转化为火箭的机械能。
[3]由于这个过程中,燃料燃烧的内能转化为火箭的机械能,因此火箭的机械变大,机械能不守恒。
19.(1)2.52×107J;(2)2.1m3
【详解】解:(1)水吸收的热量
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×200kg×(50℃﹣20℃)=2.52×107J
(2)由可得天然气完全燃烧释放的热量
由Q放=Vq可得,需要天然气的体积
答:(1)水吸收的热量是2.52×107J;
(2)至少需要完全燃烧天然气的体积是2.1m3。
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