人教版九年级物理《能量的转换和守恒》拓展训练

《能量的转换和守恒》拓展训练一、选择题（本大题共1小题，共10.0分）1．（10分）在能的转化过程中（）A．机械能一定守恒B．各种形式的能都守恒C．各种形式的能量的总和一定守恒D．内能一定守恒二、填空题（本大题共2小题，共20.0分）2．（10分）在农村小水电站中，机械能转化为电能，提供给农民在生活和生产中使用。

写出下列情况中的能量转化：（1）用电饭锅煮饭；（2）用电灯照明；（3）用电动机带动水泵抽水，把水抽到高处；（4）用电动机带动打谷机。

3．（10分）光合作用是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物，植物的光合作用把光能能转化为能。

三、计算题（本大题共2小题，共20.0分）4．（10分）如图所示斜面，高为h，长为s，倾角为θ，重量为m的物体在拉力F的作用下沿斜面匀速向上运动；运动中受斜面摩擦力为f，忽略空气阻力，试利用做工的关系推证：f＝F﹣mgsinθ。

5．（10分）委内瑞拉安赫尔瀑布是世界上最高的瀑布，也叫做丘伦梅鲁瀑布，瀑布总落差可达到979m．如果水下落时重力做功的50%转变为水的内能，则质量为m的水从该瀑布顶端下落到底端温度升高了多少℃？（计算结果保留到小数点后一位）四、解答题（本大题共5小题，共50.0分）6．（10分）单摆在摆动过程中，高度越来越低，在这个过程中，机械能守恒吗？这是否违背能量守恒定律？分析为什么。

7．（10分）环境污染和世界能源危机日益严重，成为全世界共同关注的问题。

我国近几年大力推行新能源汽车就是为有效解决城市空气污染问题。

如，纯电动汽车完全以动力蓄电池作为动力源，如图是一种纯电动汽车的一些参数。

请你问答：①纯电动汽车的能量转化方式是②这辆电动车充满一次电，正常可以行驶多少千米？长/宽/高（mm）3569/1551/1540整备质量（kg）1080牵引力（N）280动力电池类型镍钴锰酸锂电池容量（kW•h）22.48．（10分）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△V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。

9．（10分）小华在做滚摆实验时发现滚摆每次上升的高度逐渐减小：“这是否说明在动能、势能相互转化的过程中，整个装置的能量不守恒吗？这不是与能量守恒定律相矛盾吗？”请你帮助他解决他的困惑。

10．（10分）某同学用这样一种装置来发电：在距离地面h高处修建一个大水池，让水池的水通过导水渠冲向地面，利用水渠中的流水带动发电机发电，发电机发出的电能一部分用来照明，另一部分用来将流下的水全部抽回水池。

这样就永远有供照明的电了！你认为它可行吗？为什么？《能量的转换和守恒》拓展训练参考答案与试题解析一、选择题（本大题共1小题，共10.0分）1．（10分）在能的转化过程中（）A．机械能一定守恒B．各种形式的能都守恒C．各种形式的能量的总和一定守恒D．内能一定守恒【考点】能量转化与守恒观点的应用．【分析】①各种形式的能可以发生相互转化；②在能的转化过程中要遵守能的守恒定律。

【解答】解：各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，表明能量是不能被创造或消灭的。

因此各种形式能的总量一定守恒，单一的某一种形式的能或几种能不一定守恒，故C选项说法正确。

故选：C。

【点评】本题考查能量守恒定律的知识点，利用能量的过程，就是能量转移或转化的过程，在转移和转化的过程中，能的总量是不变的。

二、填空题（本大题共2小题，共20.0分）2．（10分）在农村小水电站中，机械能转化为电能，提供给农民在生活和生产中使用。

写出下列情况中的能量转化：（1）用电饭锅煮饭电能转化为内能；（2）用电灯照明电能转化为光能；（3）用电动机带动水泵抽水，把水抽到高处电能转化为机械能；（4）用电动机带动打谷机电能转化为机械能。

【考点】能量的转化．【分析】判断清楚该过程中，消耗了电能，产生了什么形式的能量即可；【解答】解：（1）用电饭锅煮饭，消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程；（2）用电灯照明，消耗电能，产生光能，故是将电能转化为光能的过程；（3）用电动机带动水泵抽水，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程；（4）用电动机带动打谷机，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程；故答案为：（1）电能转化为内能；（2）电能转化为光能；（3）电能转化为机械能；（4）电能转化为机械能；【点评】能量转换器可根据能量转化和守恒定律来分析能量如何转化，简单的方法是减小的能量转化为增加的能量。

3．（10分）光合作用是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物，植物的光合作用把光能能转化为化学能。

【考点】能量的转化．【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。

【解答】解：绿色植物的光合作用是在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水转化为有机物，即消耗的光能，得到了化学能，故植物的光合作用把光能转化为了化学能。

故答案为：化学。

【点评】能量转化的过程都是有规律可循的，在平常的学习中要注意总结归纳。

三、计算题（本大题共2小题，共20.0分）4．（10分）如图所示斜面，高为h，长为s，倾角为θ，重量为m的物体在拉力F的作用下沿斜面匀速向上运动；运动中受斜面摩擦力为f，忽略空气阻力，试利用做工的关系推证：f＝F﹣mgsinθ。

【考点】能量转化与守恒观点的应用．【分析】物体沿斜面匀速向上运动时拉力做的功等于克服摩擦力做的功和克服物体重力所做的功之和，根据W＝Fs和三角关系得出答案。

【解答】解：因物体沿斜面匀速向上运动时拉力做的功等于克服摩擦力做的功和克服物体重力所做的功之和，所以，由W＝Fs可得：Fs＝fs+Gh＝fs+mgh，即F＝f+mg，因sinθ＝，所以，F＝f+mgsinθ，即f＝F﹣mgsinθ。

【点评】本题考查了做功公式的应用，明确“物体沿斜面匀速向上运动时拉力做的功等于克服摩擦力做的功和克服物体重力所做的功之和”是关键。

5．（10分）委内瑞拉安赫尔瀑布是世界上最高的瀑布，也叫做丘伦梅鲁瀑布，瀑布总落差可达到979m．如果水下落时重力做功的50%转变为水的内能，则质量为m的水从该瀑布顶端下落到底端温度升高了多少℃？（计算结果保留到小数点后一位）【考点】能量的转化和转移．【分析】设水的质量为m，利用W＝Gh＝mgh可求水下落过程中做的功；而转化的内能Q＝W×50%，再根据Q＝cm△t可求升高的温度。

【解答】解：水下落过程中重力做功：W＝Gh＝mgh，转化成水的内能：Q＝W×50%＝mgh×50%，由Q＝cm△t可得水升高的温度：△t＝＝＝＝≈1.2℃。

答：水下落到底端时水温升高1.2℃。

【点评】本题考查了重力公式、功的公式和吸热公式的应用，计算时注意水的质量可以约去。

四、解答题（本大题共5小题，共50.0分）6．（10分）单摆在摆动过程中，高度越来越低，在这个过程中，机械能守恒吗？这是否违背能量守恒定律？分析为什么。

【考点】能量守恒定律．【分析】由于单摆和空气之间存在摩擦，机械能要转化为内能，机械能减小，内能增大，但总的能量却是守恒的，不会减少。

【解答】答：单摆在摆动过程中，高度越来越低，在这个过程中，机械能不守恒，不违背能量守恒定律；原因是：从放开单摆到停止运动过程中，单摆每次上升过程中质量不变，由于单摆和空气之间存在摩擦，一部分机械能要转化为内能，机械能减小，所以机械能不守恒。

但能量并未因此而消失，而是转化为了内能，即总的能量是守恒的。

故在动能、势能相互转化的过程中，整个装置的能量不守恒与能量守恒定律不相矛盾。

【点评】解答本题的关键是要分清机械能不守恒和总能量的守恒并不矛盾，在单摆运动的过程中，一部分机械能转化为了内能。

7．（10分）环境污染和世界能源危机日益严重，成为全世界共同关注的问题。

我国近几年大力推行新能源汽车就是为有效解决城市空气污染问题。

如，纯电动汽车完全以动力蓄电池作为动力源，如图是一种纯电动汽车的一些参数。

请你问答：①纯电动汽车的能量转化方式是电能转化为机械能②这辆电动车充满一次电，正常可以行驶多少千米？长/宽/高（mm）3569/1551/1540整备质量（kg）1080牵引力（N）280动力电池类型镍钴锰酸锂电池容量（kW•h）22.4【考点】能量的转化；功的计算公式的应用．【分析】①电动车工作过程中将电能转化为机械能；②不考虑能量损失，电动车克服阻力做的功等于电池充满电储存的能量；已知电动车克服阻力做的功和电动机的牵引力，可以得到行驶距离。

【解答】解：①电动汽车工作过程中，消耗电能，得到机械能，所以是将电能转化为机械能的机器；②电池充满电电动机可以做的功为W机＝W电＝22.4kW•h＝22.4×3.6×106J＝8.064×107J，因为W＝Fs，所以行驶的最大距离为s＝＝＝288000m＝288km。

答：①纯电动汽车的能量转化方式是电能转化为机械能；②这辆电动车充满一次电，正常可以行驶288km。

【点评】此题考查了电动汽车的能量转化及与电动车有关的功的变形公式的应用，渗透了节能环保理念，题目难度不大。

8．（10分）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△V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。

【考点】能量转化与守恒观点的应用；机械能的概念．【分析】（1）根据能量守恒定律的观点，结合机械能与内能的转化可做出解释；（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力与弹力的作用，同时动能转化为球的弹性势能，据此分析。

【解答】答：（1）整个过程中能量守恒。

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，是因为由于空气的摩擦，有一部分机械能逐渐转化为内能，但能量的总量是守恒的。

（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力和地面给予的弹力的作用，开始时重力大于弹力，速度逐渐增大；当重力等于弹力时，速度达到最大值；最后重力小于弹力，速度逐渐减小，直至速度为零。

整体过程中可以认为是动能转化为排球的弹性势能。

【点评】熟知能量守恒的观点，会对排球的受力情况、机械能的转化情况进行分析是本题的关键。

9．（10分）小华在做滚摆实验时发现滚摆每次上升的高度逐渐减小：“这是否说明在动能、势能相互转化的过程中，整个装置的能量不守恒吗？这不是与能量守恒定律相矛盾吗？”请你帮助他解决他的困惑。