能量的转化和守恒的效率练习

14.3能量的转化和守恒同步练习1.在一定条件下，各种形式的能量之间是可以相互转化的。2.能量守恒定律：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，能量的总量保持不变。3.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一；能量的转化和转移具有方向性。1．能量守恒定律：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，或者从一个物体到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。能量守恒定律使人们意识到：任何一部机器都不能无中生有的制造能量，因此（填“能”或“不能”）制造出永动机。【答案】转化转移不能【详解】[1][2]根据能量守恒定律可知，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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。[3]根据能量守恒定律可知，任何一部机器都需要消耗能量，不能无中生有的制造能量，永动机不可能永远运动下去，不能制造出永动机。2．麻省理工大学教授将一个摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有砸到他的下巴，这是因为摆球在摆动过程中部分的机械能因为和空气摩擦转化为内能而导致摆球的机械能（选填“增大”“不变”或“减少”）这一过程（选填“符合”或“不符合”）能量守恒定律。【答案】减少符合【详解】[1]摆球在摆动过程中，由于克服摩擦做功，部分机械能转化为内能，所以机械能减少。[2]摆球摆动过程，机械能虽然减少了，但内能增加了，所以总能量保持不变，这个过程符合能量守恒定律。3．撑杆跳高的过程中包含很多物理道理，运动员对竿施力的同时也被撑杆弹起来，说明，同时运动员对竿的力改变了撑杆的，弯曲的竿具有势能，而上升的人则具有势能和动能。【答案】力的作用是相互的形状弹性重力【详解】[1]运动员对撑杆由力的作用，同时撑杆对运动员也有力的作用，把人弹起，说明运动员与撑杆之间力的作用是相互的。[2][3][4]撑杆被压弯说明力改变了撑杆的形状，并且撑杆由于发生了弹性形变，从而具有了弹性势能；上升的人具有一定的高度和速度，故人具有重力势能和动能。4．下列现象中，发生能量转化的是。A．壶盖被水蒸气推得上下跳

B．往热水里加入冷水C．用热水袋捂手

D．酒精灯的外焰加热水理由：。【答案】A见解析【详解】[1][2]A．壶盖被水蒸气推得上下跳，是水蒸气对外做功，将内能转化为机械能，故A符合题意；B．往热水里加入冷水，发生的是热传递，是能量发生了转移过程，没有能量的转化，故B不符合题意；C．用热水袋捂手，是能量发生了转移，没有能量的转化，故C不符合题意；D．酒精灯的外焰加热水，是能量发生了转移，没有能量的转化，故D不符合题意。故选A。5．上海世博会中国馆展出名为“叶子”的小型低碳化未来汽车。车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将能转化为能；同时，该汽车还可以将光电转换中排放的高浓度二氧化碳转化为电能并供车内照明，或转化为车内的空调制冷剂，不但是“零排放”，还实现了“负排放”。以上能量的转化过程中，能的总量（选填“增大”、“减少”或“保持不变”）。【答案】太阳电不变【详解】[1][2]叶子车的顶部安装的是高效光电转换器，它吸收太阳能，产生电能，是把太阳能转化为电能的装置。能量既不能产生也不能消失，它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体，能量的总量不变。6．人们在实际生活中使用下列设备时，所涉及到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【答案】C【详解】A．用天然气灶炒菜，是化学能转化为内能，故A错误；B．电梯运行过程中，是电能转化为机械能，故B错误；C．用太阳能电池板，利用太阳光发电，是太阳能转化为电能，故C正确；D．秋千向下摆的过程中，是重力势能转化为动能，故D错误。故选C。7．关于能量的转化与守恒，下列说法中正确的是（）A．能量守恒定律只适用于能量的转化过程B．给手机充电时是将电能转化为化学能C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机【答案】B【详解】A．能量守恒定律也适用于能量转移的情形。故A错误；B．充电时，消耗电能，电池内部发生化学反应，是将电能转化为化学能。故B正确；C．摩擦生热没有创造热，是将机械能转化为内能，使物体温度升高。故C错误；D．能量的转化和转移是具有方向性的，不是所有的能量都可以利用。故D错误。故选B。8．大客车沿盘山公路下山的过程中，司机师傅会不时地踩刹车，当车行驶至中途还会停下来，用水龙头向车轮闸片处喷水。对于上述现象，王同学联想到几个相关物理知识：①喷水的主要目的是为降低车闸的温度，以防车闸温度过高而损坏②下山过程中，机械能保持不变③下山过程中，重力对汽车不做功④刹车过程中有部分机械能转化为内能你认为该同学的认识中正确的有（）A．①②③ B．①④ C．①③④ D．①②③④【答案】B【详解】①喷水的目的是防止车闸因温度过高而损坏，故用水来降温，故①正确；②大客车的下降过程，是一个将重力势能转化为动能的过程，为了防止速度过快引起事故，所以要刹车减速。由于摩擦使车减速，导致了车的动能减小，高度降低，重力势能减小，所以机械能减小，故②错误；③重力势能转化为动能的过程就是重力做功的过程，故③错误；④刹车的过程是一个摩擦生热的过程，机械能转化为内能，故④正确。由此可知正确的是①④。故选B。9．下列说法正确的是（）A．根据能量守恒定律，人们可制造出永动机B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化C．能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用【答案】B【详解】A．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故可知永动机是不可能制造出来的，故A错误；B．在满足一定的条件下，各种形式的能量之间可以相互转化，故B正确；C．能量守恒定律在摩擦力和空气阻力存在的情况下仍然适用，故C错误；D．火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，使得火箭的重力势能和内能均增大，能量守恒定律同样适用，故D错误。故选B。10．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（

）A．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能D．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的【答案】C【详解】A．由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，所以小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，将机械能转化成了部分内能，但能量的总量是守恒的，故A错误；BC．在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，所以小球的机械能总量会减小，故B错误，C正确；D．能量守恒定律适用于所有的能量转化过程，故D错误。故选C。1．2022年9月22日，女篮世界杯在澳大利亚悉尼举行，首战中国女篮107比44大胜韩国队。如图所示是篮球落地后又弹起的示意图。则（A/B）点的机械能较大，（B/C/D）点的动能肯定小于A点。【答案】AB【详解】[1]由图示知，篮球弹起的高度逐渐降低，则在这个过程中，要克服摩擦做功，部分机械能转化为内能，机械能不守恒，所以B点的机械能小于A点的机械能。[2]由图示知，C、D两点的高度比A点低，B点高度比A高，若机械能守恒，则C、D两点的动能大于A点，B点的动能小于A点的，所以可判定，机械能不守恒时，B点的运动一定比A点的小。2．“高空抛物”已成为城市的痛，一个50g的鸡蛋从高约70m的25楼落下，可使人当场死亡，说明鸡蛋的重力势能与质量和有关，重力做的功为J。鸡蛋在下落过程中，重力势能（填“变大”、“变小”或“不变”），机械能（选填“守恒”或“不守恒”）。（g取10N/kg）【答案】高度35减小不守恒【详解】[1]鸡蛋从越高的地方落下，造成的危害越大，所以重力势能与高度有关。[2]50g的鸡蛋从高约70m的25楼落下，重力做功[3]鸡蛋在下落过程中，高度逐渐降低，重力势能逐渐减小。[4]鸡蛋在下落过程中，受到空气阻力，机械能转化为内能，机械能减少，故机械能不守恒。3．如图所示为一种人们设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机（选填“能够”或“不能”）永远工作下去，因为在这一过程中会有一部分能转化为能，而能量的总量保持不变。【答案】不能机械内【详解】[1][2][3]他设想的机械装置不可能实现，因为抽水机在此过程中，存在摩擦，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，所以机械能总量不守恒，他设想的机械装置不能实现。4．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”）。【答案】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。5．中石油与俄罗斯天然气公司签订合同，俄罗斯将通过东线和西线向中国供气680亿立方米．天然气燃烧时，将转化为内能．如果完全燃烧1m3的天然气所放出的热量全部被水吸收，可在一个标准大气压下将kg的水从10℃加热到沸腾[c水＝4.2×103J/（kg·℃），q天然气＝3.78×107J/m3]．【答案】化学能100【详解】[1]天然气燃烧时，消耗化学能，释放出内能，将化学能转化为内能；[2]已知完全燃烧1m3天然气所放出的热量全部被水吸收，即Q放=Q吸，水吸收的热量：Q吸=Q放=q天然气V=3.78×107J/m3×1m3=3.78×107J，由Q吸=cm△t可得，水的质量：m===100kg，6．在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．做功可以改变物体的内能B．热传递改变物体内能是不同形式的能量在相互转化C．在一定条件下各种形式的能量都可以相互转化D．能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变【答案】B【详解】A．做功和热传递都可以改变物体的内能，故A正确，A不符合题意；B．热传递是能量的转移，是能量从高温物体转移到了低温物体，能量的形式没变，故B错误，B符合题意；CD．由能量守恒定律可知：能量既不会创生，也不会消失，只能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，并且在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变，故CD正确，CD不符合题意。故选B。7．如图所示试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动，下列说法正确的是（）A．玻璃管口冒出的“白气”是汽化成的水蒸气B．小叶轮的转动是内能转化为机械能C．小叶轮的转动是机械能转化为内能D．内燃机中的压缩冲程与此相同【答案】B【详解】A．冒出的“白气”，是水蒸气上升遇冷液化形成的小水滴，故A错误；BC．高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，转化成了叶轮的机械能，故B正确，C错误；D．内燃机的压缩冲程是压缩空气做功，将机械能转为内能，故D错误。故选B。8．如图所示，是设想中的“永动机”，它通过高处的水从A口流出时，水流冲击叶片转动，叶片的转动带动B处的砂轮转动，打磨刀片，同时带动C处的抽水器工作，将低处的水抽到高处从D口流出，从而循环工作。该“永动机”工作过程中，下列说法正确的是（）A．水流冲击叶片转动，把机械能转化为内能B．砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，说明“永动机”工作时制造了能量C．相同时间内，A、D两口流出水的质量相等D．这款“永动机”违背了能量守恒定律【答案】D【详解】A．水流冲击叶片转动，是水的机械能转化为砂轮的机械能，故A错误；B．砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，这是机械能转化为内能，不是“永动机”工作时制造了能量，故B错误；C．水在冲击叶片的过程中，一部分水流失掉了，所以相同时间内，A、D两口流出水的质量不相等，故C错误；D．设想中的永动机不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作；永动机违背了能量守恒定律，故D正确。故选D。9．如图所示，是荡秋千的模型。球从A点静止释放，到达右侧最高点D点后返回，其中B、C两点等高。下列说法正确的是（）A．球在B、C两点机械能相等B．从A点到O点时，球的重力势能全部转化为动能C．球在A、D两点的动能相等D．在荡秋千的过程中，可通过有规律的站立、下蹲使秋千越荡越高，但机械能不变【答案】C【详解】由于存在空气的摩擦，小球在摆动的过程中，机械能转化为内能，机械能会逐渐减小。A．球从B点摆动到C点，由于存在空气的摩擦，机械能会减小，B的机械能大于C的机械能，故A错误；B．从A点到O点时，高度变小，速度变大，球的重力势能变小，动能变大，一部分重力势能转化为动能；由于克服摩擦做功，一部分重力势能转化为内能，故B错误；C．球在A、D两点速度为零，动能为零，球在A、D两点的动能相等，故C正确；D．在荡秋千的过程中，可通过有规律的站立、下蹲，人对秋千做功，此时把人的化学能转化为机械能，秋千的机械能增加，越荡越高，故D错误。故选C。10．如图所示的是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（）A．小球越跳越低，但每次到达地面时的速度相同B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的C．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失了D．小球减小的机械能转化为其它形式的能，但总量保持不变【答案】D【详解】A．由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，则到达地面时转化为的动能越来越小，速度越来越小，故A错误；BD．小球运动过程中弹起的高度越来越小，所以小球的机械能减少，原因是克服与空气摩擦做功，将部分机械能转化成了内能，但能量的总量保持不变，故B错误，D正确；C．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故C错误。故选D。11．天然气灶使用方便、经济环保，备受青睐。小明用天然气灶将一壶体积为3L，温度为20oC的水加热至90oC，用时10分钟。已知：天然气的热值为3.5×107J/m3，水的比热容是。（1）求水的质量；（2）该过程水吸收的热量；（3）若这个过程中天然气完全燃烧释放的热量有60%被水吸收，则需要多少天然气。【答案】（1）3kg；（2）8.82×105J；（3）0.042m3【详解】解：（1）水的体积由可知，水的质量（2）水吸收的热量（3）由可知，这个过程中天然气完全燃烧释放的热量由可知，需要天然气的体积答：（1）水的质量为3kg；（2）该过程水吸收的热量为8.82×105J；（3）需要0.042m3天然气。12．王小聪同学的家住于新农村建设示范村里，他父亲年前拉回了一套液化石油气灶具。液化石油气热值为3.5×107J/kg，将质量为5kg、初温为20℃的水加热到100℃，需完全燃烧液化石油气80