14.3 能量的转化和守恒 同步练习_第1页
14.3 能量的转化和守恒 同步练习_第2页
14.3 能量的转化和守恒 同步练习_第3页
14.3 能量的转化和守恒 同步练习_第4页
14.3 能量的转化和守恒 同步练习_第5页
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文档简介

第十四章内能的利用第3节能量的转化和守恒基础过关一、能量的转化和转移1.以下现象:①煤炭燃烧;②热水变凉;③搓手取暖;④摩擦生电;⑤温度计测温度。属于能量转移的是_____________,属于能量转化的是_____________。2.如图所示,滑板车在人的助力下前行且轮子会发光,车停下来轮子就不发光。从能量转化的角度分析轮子发光原理正确的是()A.机械能转化为电能,再转化为光能 B.电能转化为机械能,再转化为光能C.机械能转化为光能,再转化为电能 D.光能转化为机械能,再转化为电能3.如图所示,2021年10月16日,航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神舟十三号载人飞船,开始了为期6个月的“太空出差”,六个月后将顺利返航。下列说法正确的是()A.燃料燃烧时,将化学能转化为机械能B.火箭加速升空时,动能转化为重力势能C.空间站的太阳能电池板将太阳能转化为化学能D.返回舱进入大气层后与大气摩擦,机械能转化为内能4.各种形式的能在一定的条件下可以相互转化,请你仿照图2中给出的两个示例,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。5.(多选题)自然界的能量可以从一个物体转移到另一个物体,也可以从一种形式转化为其他形式。如图所示的事例中,能量的形式发生了转移的是()A.图甲:涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动B.图乙:原来静止的小球被撞击之后运动起来C.图丙:高温的电炉丝使周围的空气温度上升D.图丁:试管中高温水蒸气弹出管口的橡胶塞二、能量守恒定律6.能量守恒定律的内容:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式_____________为其他形式,或者从一个物体____________到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的____________保不变。这就是能量守恒定律。7.根据能量守恒定律,以下情形可能发生的是()A.向上抛出的石头在向上运动过程中速度越来越快B.电热水壶的水沸腾后,给该电热水壶断电后,水的沸腾永不停止C.上紧发条的玩具小车能从斜面底端沿斜面向上运动D.孤岛上被人们遗忘的一只机械表,默默地走了几十年8.学习了内能及能量的转化和守恒后,同学们在一起梳理知识时交流了以下想法,你认为其中不正确的是()A.能量在转化和转移的过程中总会有损耗,但能量的总量保持不变B.热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化C.各种形式的能在一定条件下都可以相互转化D.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律9.掉在水平地面上的弹性小球会跳起,而且弹跳的高度越来越低。如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片。下列说法正确的是()A.小球在1位置和2位置的动能相同B.在小球运动的过程中,有一部分机械能转化成了内能C.小球弹起的高度越来越低,说明小球在此过程中能量不守恒D.此过程机械能是守恒的10.如图4所示,这是达•芬奇造的一个“永动机”装置,他认为右边的重球比左边的重球离轮心更远些,在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息。如果不施加外力,你认为这个装置__________(选填“会”或“不会”)永不停歇地运动下去,理由是:________________________________________________。巩固提高11.如图所示是一种新型照明灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板,“腰挎”照明灯,“脚踩”蓄电池。下列说法中不正确的是()A.蓄电池白天是将化学能转化为电能B.照明灯晚上工作时将电能主要转化为光能C.小风扇利用风力发电时,是将机械能转化为电能D.太阳能电池板工作时是将太阳能转化为电能12.(多选题)据澎湃新闻,近日,广西南宁隆生达发电力科技有限公司(简称“隆生达发”)声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组(如图),引发争议。该公司官网称,这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”,下列分析正确的是()A.根据能量守恒定律,装置不可能一直转动下去B.发电技术突破了能量守恒定律,证明能量可以不守恒C.如果没有能量补充,装置最终会停下D.不靠任何能量补充,1度电可变为10度电的装置可以实现13.从19世纪末世界上建成第一座水电站以来,水力发电站就成了水能利用的主要形式。如图是水力发电站的原理图,关于水力发电下列说法正确的一组是()

①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中,水的机械能保持不变;②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动,水流的一部分动能转移为水轮机的动能;③水轮机带动发电机发电将电能转化为动能;④要加大水力发电的功率,可以采用“增大落水差”的方法。A.①② B.①③ C.② D.②④14.(1)如图所示,不同形式的能量可以在一定条件下相互转化,如图所示,以下事例中分别属于哪些能量转化(只需考虑最主要的能量转化),请将图中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。例:电热水器工作时K。①热机的压缩冲程___________;②给某锂电池充电时___________;③植物吸收太阳光进行光合作用___________;④电动机带动水泵把水送到高处时___________;(2)如图是某汽车汽油机能量流向图,该汽油机的热机效率是____________,在一次行驶中消耗了1kg汽油,则汽油完全燃烧产生的热量是_____________J,转化的有用机械能是______________J。(汽油的热值4.6×107J/kg);若汽车的牵引力是1000N,则汽车行驶的距离是______________m。15.为了纪念伟大的物理学家爱因斯坦在100年前完成的三项重大科学发现,联合国把2005年定为“国际物理年”,在纪念活动中,小伟展示给大家一幅“特殊烧水装置”图,表达了他对自然界中能量转化规律的理解。(1)请结合本图内容,说明能量在自然界中的转化规律。(2)在生产、生活中有许多涉及多次能量转化的事例,请试举一例(至少涉及两次能量转化)拓展培优16.以下情景中,将电能转化为机械能的是()A.核电站利用反应堆产生内能 B.电动机通电转动的过程C.光伏电池充电的过程 D.汽油机的做功冲程17.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18.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19.为了定量研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律,小明利用图所示装置进行实验。重物A在下落的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热,使容器中0.5kg的水温度升高了0.2℃,则水的内能增加____________J;经过多次实验,发现重物A的机械能减少量总是稍大于水的内能增加量,为了使此装置的机械能更多的转化为水的内能,你建议小明采取的措施是____________

________________________。【重物A的质量及每次下落高度保持不变,c水=4.2×103J/(kg·℃)】20.汽车在给人们的出行带来便利的同时,也带来了能源消耗、尾气污染等问题。材料一:如图是一辆小汽车行驶时的能耗分配图。汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量,大约只有13%用于驱动汽车前进,而其余87%的能量则被损耗掉了。材料二:排出的尾气除了CO2、H2O外,还有CO、NO、NO2及未燃烧的碳氢化合物等有害气体。结合材料:(1)对汽车行驶时能量形式的转化与损耗途径作出分析。(2)请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。

第十四章内能的利用第3节能量的转化和守恒基础过关一、能量的转化和转移1.以下现象:①煤炭燃烧;②热水变凉;③搓手取暖;④摩擦生电;⑤温度计测温度。属于能量转移的是_____,属于能量转化的是_____。【答案】

②⑤

,①③④。【详解】①煤炭燃烧是化学变化,化学能转化为内能,属于能量的转化;②热水变凉,热水放出热量,温度降低,属于能量的转移;③搓手取暖,克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于能量的转化;④摩擦生电,机械能转化为电能,属于能量的转化;⑤温度计测温度,温度计吸收或放出热量,属于能量的转移;综上所述,属于能量转移的是②⑤,属于能量转化的是①③④。2.如图所示,滑板车在人的助力下前行且轮子会发光,车停下来轮子就不发光。从能量转化的角度分析轮子发光原理正确的是()A.机械能转化为电能,再转化为光能 B.电能转化为机械能,再转化为光能C.机械能转化为光能,再转化为电能 D.光能转化为机械能,再转化为电能【答案】A【详解】人运动时具有机械能,而轮子发光需要电能,所以滑板车发光的能量转化是:机械能转化为电能,电能再转化为光能,故A正确,BCD错误。故选A。3.如图所示,2021年10月16日,航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神舟十三号载人飞船,开始了为期6个月的“太空出差”,六个月后将顺利返航。下列说法正确的是()A.燃料燃烧时,将化学能转化为机械能B.火箭加速升空时,动能转化为重力势能C.空间站的太阳能电池板将太阳能转化为化学能D.返回舱进入大气层后与大气摩擦,机械能转化为内能【答案】D【详解】A.燃料燃烧时,消耗化学能,得到内能,将化学能转化为内能,故A错误;B.火箭加速升空,质量不变,速度增大,动能增大,同时高度增大,势能也增大,机械能增大,是燃料燃烧所释放的内能转化为机械能,没有动能转化为重力势能,故B错误;C.太阳能电池板把太阳能转化为电能,供空间站工作时使用,故C错误;D.返回舱进入大气层后与空气剧烈摩擦,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,故D正确。故选AD。4.各种形式的能在一定的条件下可以相互转化,请你仿照图2中给出的两个示例,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。【答案】见解析。【解析】电风扇在工作过程中消耗电能,转化为机械能;干电池使用过程中消耗化学能,得到电能;太阳能热水器工作过程中将光能转化为内能。5.(多选题)自然界的能量可以从一个物体转移到另一个物体,也可以从一种形式转化为其他形式。如图所示的事例中,能量的形式发生了转移的是()A.图甲:涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动B.图乙:原来静止的小球被撞击之后运动起来C.图丙:高温的电炉丝使周围的空气温度上升D.图丁:试管中高温水蒸气弹出管口的橡胶塞【答案】ABC【详解】A.涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动,海水的机械能转移到水轮机上,故A符合题意;B.原来静止的小球被撞击之后运动起来,属于能量的转移,故B符合题意;C.高温的电炉丝使周围的空气温度上升,是通过热传递改变空气的内能,属于能量的转移,故C符合题意;D.试管中高温水蒸气弹出管口的橡胶塞,是将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能,属于能量的转化,故D不符合题意。故选ABC。二、能量守恒定律6.能量守恒定律的内容:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式______为其他形式,或者从一个物体_________到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的________保不变。这就是能量守恒定律。【答案】转化,转移,总量。【解析】能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保不变。这就是能量守恒定律。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,它揭示了各种形式能量之间的联系。7.根据能量守恒定律,以下情形可能发生的是()A.向上抛出的石头在向上运动过程中速度越来越快B.电热水壶的水沸腾后,给该电热水壶断电后,水的沸腾永不停止C.上紧发条的玩具小车能从斜面底端沿斜面向上运动D.孤岛上被人们遗忘的一只机械表,默默地走了几十年【答案】C【详解】A.向上抛出的石头在向上运动过程中,高度变大,重力势能变大,动能转化为重力势能,动能变小,质量不变,所以速度越来越小,故A错误,不符合题意;B.电热水壶的水沸腾后,给该电热水壶断电后,水无法吸收热量,由液体沸腾条件知,水会停止沸腾,故B错误,不符合题意;C.上紧发条的玩具小车具有弹性势能,弹性势能可以转化小车的动能,动能再转化为小车的重力势能,所以小车能从斜面底端沿斜面向上运动,故C正确,符合题意;D.机械表工作靠表内弹簧片的弹性势能转化为机械能,机械表零件之间有摩擦,再将机械能转化为内能,不久就会消耗完毕,不会一直默默地几十年,故D错误,不符合题意。故选C。8.学习了内能及能量的转化和守恒后,同学们在一起梳理知识时交流了以下想法,你认为其中不正确的是()A.能量在转化和转移的过程中总会有损耗,但能量的总量保持不变B.热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化C.各种形式的能在一定条件下都可以相互转化D.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律【答案】B【详解】A.能量在转化和转移的过程中总会有损耗,例如电动机的工作原理就是电能转化为机械能,但是因为机械之间存在摩擦,摩擦生热,所以有一部分电能转化为内能,而这部分的能量转化是我们不需要的,所以可以称这部分能量损耗了;根据能量守恒定律,自然界中所有能量的总量保持不变,说法正确,故A不符合题意;B.热传递改变物体的内能是内能从高温物体转移到低温物体,是能的转移,不是转化,说法错误,故B符合题意;C.自然界中存在不同形式的能量,各种不同的能量可以相互转化,说法正确,故C不符合题意;D.能量守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一,也是自然界最普遍、最重要的基本规律之一,小到原子世界,大到宇宙天体,只要有能的变化,无论是什么变化,都遵循它,此定律的内容是:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而能的总量保持不变,说法正确,故D不符合题意。故选B。9.掉在水平地面上的弹性小球会跳起,而且弹跳的高度越来越低。如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片。下列说法正确的是()A.小球在1位置和2位置的动能相同B.在小球运动的过程中,有一部分机械能转化成了内能C.小球弹起的高度越来越低,说明小球在此过程中能量不守恒D.此过程机械能是守恒的【答案】B【详解】A.由图可知,小球在1位置的机械能大于2位置的机械能,而小球在1位置和2位置的高度相同,重力势能相等,机械能为动能和势能之和,所以小球在1位置的动能大于在2位置的动能。故A错误;BD.小球弹起的高度越来越低,说明小球的机械能减少,因为在小球运动的过程中,需要克服阻力做功,有一部分机械能转化成了内能,机械能不守恒。故B正确,D错误;C.小球运动的过程中,需要克服阻力做功,有一部分机械能转化成了内能,但在能的转化和转移过程中,能的总量保持不变。故C错误。故选B。10.如图4所示,这是达•芬奇造的一个“永动机”装置,他认为右边的重球比左边的重球离轮心更远些,在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息。如果不施加外力,你认为这个装置______(选填“会”或“不会”)永不停歇地运动下去,理由是:________________________________________________。【答案】

不会

见解析【详解】如果不施加外力,装置在运行过程中会克服摩擦做功,将机械能转化为内能,该装置的机械能会越来越少,装置最终会停下来,不可能永不停歇地运动下去。巩固提高11.如图所示是一种新型照明灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板,“腰挎”照明灯,“脚踩”蓄电池。下列说法中不正确的是()A.蓄电池白天是将化学能转化为电能B.照明灯晚上工作时将电能主要转化为光能C.小风扇利用风力发电时,是将机械能转化为电能D.太阳能电池板工作时是将太阳能转化为电能【答案】A【详解】AD.蓄电池白天充电,光电池板是将太阳能转化为电能,电能转化为化学能,故A错误,符合题意,D正确,不符合题意;B.照明灯工作时,将电能主要转化为光能,故B正确,不符合题意;C.利用风力发电时,“小风扇”将机械能转化为电能,故C正确,不符合题意。故选A。12.(多选题)据澎湃新闻,近日,广西南宁隆生达发电力科技有限公司(简称“隆生达发”)声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组(如图),引发争议。该公司官网称,这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”,下列分析正确的是()A.根据能量守恒定律,装置不可能一直转动下去B.发电技术突破了能量守恒定律,证明能量可以不守恒C.如果没有能量补充,装置最终会停下D.不靠任何能量补充,1度电可变为10度电的装置可以实现【答案】AC【详解】AC.根据能量守恒定律,该装置工作过程总会因为机械摩擦等原因,有一部分能量会转化为内能损失掉,如果没有能量补充,装置最终会停下,不可能一直转动下去,故AC正确;B.能量守恒定律是自然界最基本的规律,任何机械在任何时候都要遵守能量守恒,故C错误;D.根据能量守恒定律,能量不会凭空消失,也不会凭空产生,不靠任何能量补充,1度电不可变为10度电,故D错误。故选AC。13.从19世纪末世界上建成第一座水电站以来,水力发电站就成了水能利用的主要形式。如图是水力发电站的原理图,关于水力发电下列说法正确的一组是()

①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中,水的机械能保持不变;②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动,水流的一部分动能转移为水轮机的动能;③水轮机带动发电机发电将电能转化为动能;④要加大水力发电的功率,可以采用“增大落水差”的方法。A.①② B.①③ C.② D.②④【答案】D【详解】①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中,水的机械能转化为电能,机械能减小,故①错误;②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动,水流的一部分动能转移为水轮机的动能,然后转化为电能,故②正确;③水轮机带动发电机发电将动能转化为电能,故③错误;④可以通过增大落水差增大水的机械能,加大水力发电的功率,故④正确。故ABC错误,D正确。故选D。14.(1)如图所示,不同形式的能量可以在一定条件下相互转化,如图所示,以下事例中分别属于哪些能量转化(只需考虑最主要的能量转化),请将图中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。例:电热水器工作时K。①热机的压缩冲程___________;②给某锂电池充电时___________;③植物吸收太阳光进行光合作用___________;④电动机带动水泵把水送到高处时___________;(2)如图是某汽车汽油机能量流向图,该汽油机的热机效率是________,在一次行驶中消耗了1kg汽油,则汽油完全燃烧产生的热量是_________J,转化的有用机械能是_______J。(汽油的热值4.6×107J/kg);若汽车的牵引力是1000N,则汽车行驶的距离是______m。【答案】(1)C;J;O;A;(2)35%;4.6×107;1.61×107;1.61×104.【详解】(1)①热机压缩冲程是机械能转化为内能,对应的字母是C。②给某锂电池充电是将电能转化为化学能,对应的字母是J。③太阳能光合作用是将光能转化为化学能的过程,对应的字母是O。④电动机是将电能转化为机械能,对应的字母是A。(2)该汽油机的热机效率η=100%-25%-40%=35%汽油完全燃烧产生的热量Q燃放=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J转化的有用机械能W机=ηQ燃放=35%×4.6×107J=1.61×107J由W=Fs可知汽车行驶的距离s=W机/F=1.61×107J/1000N=1.61×104m15.为了纪念伟大的物理学家爱因斯坦在100年前完成的三项重大科学发现,联合国把2005年定为“国际物理年”,在纪念活动中,小伟展示给大家一幅“特殊烧水装置”图,表达了他对自然界中能量转化规律的理解。(1)请结合本图内容,说明能量在自然界中的转化规律。(2)在生产、生活中有许多涉及多次能量转化的事例,请试举一例(至少涉及两次能量转化)【答案】见解析.【详解】(1)太阳→西红柿:太阳能转化为化学能;人→车轮:人的能量转化为车轮的机械能;车轮→发电机:机械能转化为电能;发电机→电炉子:电能转化为内能;气体发声:内能转化为声能。规律:自然界中的能量是守恒的;能量既不会消灭,也不会创生;它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体;在转化和转移过程中,能量的总量不变。(2)举例:火电站在工作过程中:燃料燃烧,化学能转化为内能,热机把内能转化为机械能;发电机把机械能转化为电能。拓展培优16.以下情景中,将电能转化为机械能的是()A.核电站利用反应堆产生内能 B.电动机通电转动的过程C.光伏电池充电的过程 D.汽油机的做功冲程【答案】B【详解】A.核电站利用反应堆产生内能,将核能转化为内能,故A不符合题意;B.电动机通电转动的过程,将电能转化为机械能,故B符合题意;C.光伏电池充电的过程,将光能转化为电能,故C不符合题意;D.汽油机的做功冲程,将内能转化为机械能,故D不符合题意。故选B。17.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【答案】B【详解】A.燃料燃烧时,将化学能转化为内能,属于能量的转化,故A不符合题意;B.用热水袋取暖,是热传递过程,内能从热水袋转移到其它物体向上,属于能量的转移,故B符合题意;C.钻木取火,是克服摩擦做功,将机械能转化为内能,属于能量的转化,故C不符合题意;D.电动机带动水泵把地下水送到地面,电动机工作时将电能转化为机械能,属于能量的转化,故D不符合题意。故选B。18.关于能量守恒定律,下列说法正确的是()A.能

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