20.3　能的转化与能量守恒 同步练习

第二十章能源与能量守恒定律20.3能的转化与能量守恒基础过关全练知识点1能的转移与转化1.(2022湖南益阳中考)下列能量转化或转移的情景中,属于能量转移的是()A.燃料燃烧时发热 B.用热水袋取暖C.钻木取火 D.电动机带动水泵把地下水送到地面2.(2022四川眉山中考)人们在实际生活中使用下列设备时,所涉及的能量转化正确的是()A.用天然气灶炒菜,是电能转化为内能 B.电梯运行过程中,是机械能转化为电能C.用太阳能电池板,是太阳能转化为电能 D.秋千向下摆的过程中,是动能转化为重力势能3.(2023陕西白水田家炳实验中学段考)共享单车紧急刹车后,在平直的公路上变慢、停止。在这个过程中,自行车的能转化为车轮和地面的能，最后又传给了空气和,在此过程中能量的总量变化情况是;骑车时是将人的肢体运动的能量(选填“转移”或“转化”)为车行进的能量。

知识点2能量守恒定律4.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.D.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化5.(2022四川自贡中考)关于能量守恒定律,下列说法正确的是()A.能量可以凭空消失B.能量可以凭空产生C.能量在转化和转移过程中,能量的总量保持不变D.热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律知识点3能在转移和转化过程中具有方向性6.(2023江苏扬州江都模拟)目前有一种备受关注的喷气飞行背包。如图,人背上后能通过该设备获得动力,实现人类自由单人飞翔的梦想。该背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，使人获得飞行动力。该背包每小时消耗5kg汽油,这些汽油完全燃烧放出的热量为J。汽油燃烧将能转化为内能,用来对人和飞行背包做功,还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有。(q汽油=4.6×107J/kg)

7.(2023广东深圳光明培英文武实验学校月考)燃油汽车的动力机械是内燃机。汽车匀速行驶时,内燃机通过燃烧汽油把能转化为气体的内能,然后通过做功冲程把能转化成汽车的能;而运动的汽车制动时由于摩擦,动能转化成了轮胎、地面和空气的能,这些消耗的能量不能再用来驱动汽车,可见,能量的转化和转移过程是有性的。

能力提升全练8.如图,太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电能,储存在车上的蓄电池内,为汽车提供动力。下列说法正确的是()A.太阳能是一种不可再生能源B.蓄电池为汽车提供动力时,将电能转化为化学能C.太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能D.太阳能汽车将太阳能转化为内能,再将内能转化为动能9.瀑布从高峰倾泻而下,驱动发动机转动发电,在此过程中,能量转化的顺序为()A.动能→重力势能→电能 B.重力势能→动能→电能C.电能→重力势能→动能 D.重力势能→电能→动能10.如图所示,是“风光互补”景观照明灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”电池板,“脚踩”蓄电池,“腰挎”照明灯,下列解释合理的是()A.小风扇是风力发电机,将电能转化为机械能B.照明灯是将光能转化电能C.光电池板是将光能转化为电能D.蓄电池在夜晚放电时,将电能转化为化学能11.节能灯工作时几乎不发热,而一盏60W白炽灯工作时,热到烫手。一盏10W节能灯的发光亮度与一盏60W白炽灯的发光亮度相当,则60W白炽灯的发光效率大约是()A.90% B.83% C.42% D.17%12.2022年5月30日，我国首座潮光互补型光伏电站并网发电，通过光伏发电、潮汐发电实现“日月同辉”。发电站分别把太阳能和月亮潮汐能转化为。太阳能和潮汐能都属于能源。

13.用两块铜片、热电偶、电动机(带风扇)组成一个电路,铜片1插在90℃热水中,铜片2放在空气中,如图所示，半分钟左右风扇发生转动,这就是温差发电现象。温差发电的实质是能转化为能。利用这套装置,最终热水的内能(选填“能够”或“不能够”)全部转化成风扇的机械能。温差发电(选填“遵守”或“不遵守”)能量守恒定律。

14.各种形式的能在一定条件下可以相互转化,请你依照图中给出的两个示例,依次写出电能转化为机械能、化学能转化为电能、光能转化为内能的实例。①。

②。

③。

④在上述实例中都遵循一个定律,这个定律是。

素养探究全练15.阅读短文,回答问题。无链条电动自行车无链条电动自行车,被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。如图所示为一种在售的无链条电动自行车,它结合了电子动力和人体动力,此车既可以通过给锂电池充电获得能量,也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能,可转化为电能,存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成动能,以此驱动自行车前进,因此使骑行者骑得更省力,同时也能减少对环境的污染。为了保证电动车的续航能力,该车采用了能量密度大的锂电池,其能量密度达160W·h/kg,能量密度为存储能量与电池质量的比值。该车具体数据如表所示。整车整车质量40kg最大车速26km/h最大噪声30dB锂电池电压40V容量10Ah电动机额定功率180W(1)无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过转化为能,然后电能又转化为能存储在车子的锂电池中,之后再通过驱动后轮再次转化成动能,驱动车子前进。

(2)如图中这款车的锂电池最多能储存的电能为J,锂电池的质量为kg。

(3)若测试时质量为60kg的骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍,在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m所做的功为J,此时电动机的效率为(g取10N/kg)。

(4)如图所示这款车,若骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,这种“电力驱动”可使车连续匀速直线行驶2×104m;若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量,这种“混合动力驱动”可使车连续匀速直线行驶3.5×104m。则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为。

答案全解全析基础过关全练1.B燃料燃烧时发热,将燃料的化学能转化为内能,属于能量的转化,A错误;用热水袋取暖,通过热传递改变物体的内能,属于能量的转移,B正确;钻木取火,通过做功改变物体的内能,属于能量的转化,C错误;电动机带动水泵把地下水送到地面,将电能转化为水的机械能,属于能量的转化,D错误。2.C用天然气灶炒菜,消耗天然气的化学能,得到菜肴的内能,所以是化学能转化为内能的过程,A错误;电梯运行过程中,消耗电能,得到机械能,所以是电能转化为机械能的过程,B错误;太阳能电池板工作过程中,消耗太阳能,得到电能,所以是太阳能转化为电能的过程,C正确;秋千向下摆的过程中,质量不变,速度增大,高度降低,所以是重力势能转化为动能的过程,D错误。3.机械内大地保持不变转移解析紧急刹车过程中,克服摩擦做功,自行车的机械能转化为车轮和地面的内能,最后又传给了空气和大地,在此过程中能量的总量保持不变;骑车时人肢体运动的能量为机械能,车行进的能量也是机械能,因此骑车过程中是将人的肢体运动的能量转移为车行进的能量。4.B装置在工作的过程中存在摩擦,有一部分机械能转化为内能,所以机械能会变小,A错误;如果没有能量补充,机械能会逐渐变小,装置最终会停下来,B正确,C错误;装置在运动的过程中,有重力势能和动能的相互转化,D错误。5.C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,A、B错误;据能量守恒定律,能量在转化和转移过程中,能量的总量保持不变,C正确;能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化,D错误。6.2.3×108化学方向性解析5kg汽油完全燃烧放出的热量为Q放=mq汽油=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J;汽油燃烧时将化学能转化为内能,用来对人和飞行背包做功;还有部分内能散失到空气中,但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功,这是因为能量的转移和转化具有方向性。7.化学内机械内方向解析内燃机通过燃烧汽油把化学能转化为气体的内能,然后通过做功冲程把内能转化成汽车的机械能;汽车制动时,由于摩擦,动能转化成了轮胎、地面和空气的内能,这些消耗的能量不能再用来驱动汽车,说明能量的转化和转移过程是有方向性的。能力提升全练8.C由于在能量的转化或转移的过程中存在能量的散失,所以太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能,C正确。9.B瀑布从高峰倾泻而下,将重力势能转化为动能,驱动发动机转动发电,又将动能转化为电能,所以能量转化是重力势能→动能→电能。10.C风扇式发电机可以通过风吹动扇片转动,把风能转化为电能,A错误;照明灯消耗电能而发光,将电能转化为光能,B错误;光电池板是将光能转化为电能,C正确;蓄电池在夜晚放电时,将化学能转化为电能,D错误。11.D相同时间内,一盏10W节能灯正常工作消耗的电能W=Pt=10W×t,一盏60W白炽灯正常工作消耗的电能W'=P't=60W×t,则该白炽灯的发光效率大约是η=WW'×100%=10W×t60W×t×10012.电能可再生解析发电站分别把太阳能和月亮潮汐能转化为电能。太阳能和潮汐能消耗后都可以在短期内得到补充,都属于可再生能源。13.内电不能够遵守解析电路中有电流产生,对应的电能是由热水的部分内能转化来的,即温差发电的实质是内能转化为电能;利用这套装置,热水的内能除了转化成风扇的机械能外,还有一部分能量散失掉了,所以最终热水的内能不能够全部转化成风扇的机械能;能量守恒定律是自然界中普遍存在的规律,任何能量的转化都会遵守能量守恒定律。14.解析①电风扇通电转动,电能转化为机械能。②干电池在使用时,化学能转化为电能。③太阳能热水器使水升温,将光能转化为内能。④在上述实例中都遵循一个定律,这个定律是能量守恒定律。素养探究全练15.(1)发电机电化学电动机(2)1.44×1062.5(3)1.08×10675%(4)3∶4解析(1)“发电机”实现“自发电”的过程中,可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为电能,然后电能又转化为化学能存储在车子的锂电池中,之后再通过电动机驱动后轮再次转化成动能,驱动车子前进。(2)由表格数据可知,锂电池的电压为40V,容量为10Ah,则这款车的锂电池最多能储存的电能W=UIt=40V×10Ah=400W·h=400W×3600s=1.44×106J,根据能量密度的定义,由能量密度达160W·h/kg可得,锂电池的质量m=400W·h160W·h/kg=2.5kg。(3)因水平面上物体对地面的压力和自身的重力相等,所以电动自行车此时对地面的压力F=G总=(m车+m人)g=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N,因电动自行车此时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力相等,电动机的牵引力F牵=f=0.04F=0.04×