3.8 能量的转化与守恒 同步练习（含解析）

能量的转化与守恒
一、单选题
1.下列用电器中，利用电流热效应工作的是( )
A. 电视机 B. 电热毯 C. 电风扇 D. 电脑
2.如图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由某一速度V0滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）．则小球离开B点后的运动轨迹不符合实际的是（ ）
A. a B. b C. c D. d
3.手机已成为人们现代生活中常用的一种通讯工具．一般的手机都有利用振动提示“来电”的装置．有一种手机提示“来电”是用一个微型电动机带动转轴上的叶片转动，当叶片转动时，电动机也就跟着振动起来，从而带动手机振动．在如图所示的几种形状的叶片中，你认为能够实现上述振动功能的是（ ）
A. B. C. D.
4.下列有关能量转化的说法正确的是（ ）
A. 用手反复弯折铁丝，是内能转化为机械能
B. 瀑布的水下落过程中水的动能转化为水的重力势能
C. 汽油机压缩冲程中内能转化为机械能
D. 通电线圈在磁场里转动是电能转化为机械能
5. 下列说法中正确的是（　　）
A. 电饭锅工作时，将内能转化为电能 B. 电风扇工作时，将机械能转化为电能
C. 干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能 D. 在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能
6.以下情景中，关于能量转化的说法正确的是（ ）
A. 钻木取火的过程中，内能转化为机械能 B. 电动机在通电转动过程中，机械能转化为内能
C. 电磁感应现象中，电能转化为机械能 D. 汽油机工作过程中，化学能转化为机械能
7.下列应用属于太阳能转化为电能的是（　　）
A. 太阳能热水器 B. 太阳能路灯 C. 太阳灶 D. 植物的光合作用
8.立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目，起跳前先屈膝下蹲，然后脚掌用力蹬地，伸展身体，两臂上挥，竖直向上跳起至最高点，小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为（　　）
A. 3×102J B. 3×103J C. 3×104J D. 3×105J
9.下列各例中，属于内能转化为机械能的过程是（ ）
A. 用电炉加热水 B. 汽油机的压缩冲程 C. 火箭升空的过程 D. 双手摩擦发热
10.下列说法中正确的是（ ）
A. 电饭锅工作时，将内能转化为电能 B. 电风扇工作时，将机械能转化为电能
C. 蓄电池对外供电时，主要将电能转化为化学能 D. 在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能
11.下列过程中，将内能转化为机械能的是
A. 汽油机的压缩冲程 B. 水蒸气顶起水壶盖的过程
C. 小孩沿滑梯下滑的过程 D. 流星在大气层中穿行的过程
12.各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的。下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（ ）
A. ①②③④ B. ②③④① C. ②①③④ D. ①③④②
二、填空题
13.如图所示，是将橡胶球于水面之上一定高度 a处静止释放的情景，其中 c点表示橡胶球第一次刚接触水面，d点表示橡胶球所能到达的水面下最深处，b点表示第一次反弹上来的最高位置（整个过程不计空气阻力）。
（1）小球从a点运动到第一次反弹上来的最高位置b点的整个过程中， 小球的机械能________（“守恒”、“不守恒”）。
（2）小球在下落时第一次刚接触水面c点的动能________（大于， 小于或等于）反弹上来时到达c点的动能。
14.如图是小明到上海“欢乐谷”游玩，乘坐过山车时的情景，当小明乘坐的无动力小车从图中轨道的 A 点自由滑到轨道 B 点的过程中，小车的机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。若小车从轨道的 A 点由静止开始自由滑行，则小车________（选填“能”或“不能”） 到达轨道的 C 点。
三、解答题
15.我们所学的科学教科书的前言中提到了“科学家伽俐略被教堂顶上吊灯来回摆动所吸引， 他观察到灯摆动时，每来回摆动一次所需的时间几乎相等。于是他将手指按在手腕上，利用脉搏跳动来测定灯来回摆动所需时间，经过多次反复测试，终于证明了‘他自己的设想’是正确的，从而得出了一个一般性的结论，后来人们利用该结论发明了摆钟。”那么吊灯往返摆动的时间长短与哪些因素有关呢？小明和小刚分别提出了下列猜想。小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。于是他们按如图所示进行实验，在一根细绳一端拴一个小球，另一端固定于支架
上，让小球自由往返摆动，并记录数据如下表：

实验序号 摆长(厘米) 摆动幅度(厘米) 小球往返摆动20次所需时间(秒) 小球往返摆动一次所需时间(秒)
1 100 5 40 2.0
2 100 8 40 2.0
3 80 5 30 1.5
根据上述资料和实验数据，请你一起来回答下列问题：
（1）文中画线处提到“他自己的设想”指的是________。
（2）除了小明和小刚的猜想外，请你自己对此也另提一个合理的猜想________。
（3）要完成上述实验，除图中所示器材外，还需要的测量仪器有________和________。
（4）实验中，他们俩不是直接测量记录来回摆动一次所需的时间，而先测量来回摆动 20 次所需的总时间再计算出来回摆动一次所需的时间长短，这样做的目的是为了________。
（5）从表中数据得出________(填“小刚”或“小明”)的猜想正确。
（6）摆钟是利用本实验的结论制成的。若某一摆钟变慢了，要重新调准它，应将其摆长调________
(填“长”或“短”)些。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B
【解析】【分析】根据各个用电器的用途和能量转化分析。
【解答】电视机将电能转化为光能和声能、电风扇将电能转化为机械能，电脑将电能转化为光能和声能，而电热毯将电能转化为热能，利用的是电流的热效应，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
2.【答案】 D
【解析】【分析】（1）如果没有摩擦，那么运动的整个过程机械能守恒；
（2）小球能够达到的高度与右侧斜面的倾角有关，倾角越大，高度越大；倾角越小，高度越小。
【解答】因为AOB为光滑轨道，所以小球运动时机械能守恒。小球在A点时的机械能等于它的重力势能与动能之和；如果右侧斜面OB的倾角与左侧倾角相同，那么小球应该到达的最高点与A点相同；如果OB的倾角小于左侧的倾角，那么会有更多的动能转化为重力势能，因此最高点大于A点的高度；如果OB的倾角小于左侧的倾角，那么会有更多的重力势能转化为动能，因此最高点的高度小于A点，故A、B、C正确不合题意；
但是无论怎样，小球到达B点时由于惯性肯定会继续升高，即B点肯定不是运动的最高点，故D错误符合题意。
故选D。

3.【答案】 C
【解析】【分析】当叶片的形状为中心对称图形时，转速平稳，不会产生振动；当叶片的形状为不对称图形时，由于惯性，叶片总有向外飞出的趋势，从而产生振动。
据此分析即可。
【解答】A、B、D中的叶片的形状都是对称图形，不会产生正对；只有C中叶片为非对称图形，才会产生振动，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
4.【答案】 D
【解析】【解答】A．用手反复弯折铁丝，是机械能转化为内能，选项A错误；B．瀑布的水下落过程中水的重力势能转化为水的动能，选项B错误；C．汽油机压缩冲程中机械能转化为内能，选项C错误；D．通电线圈在磁场里转动是电能转化为机械能，选项D正确；故选D
【分析】分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量．结合实例，明确转化过程中能量的变化情况，可做出判断．
5.【答案】 D
【解析】【解答】解：A、电饭锅主要是用来发热的，因此，电饭锅工作时，主要将电能转化成为内能，故A错误；
B、电风扇工作时，消耗电能，使电风扇转动，得到的是机械能，故B错误；
C、干电池给灯泡供电时，将化学能转化为电能，再提供给灯泡，故C错误；
D、在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能，故D正确．
故选D．
【分析】不同的能量之间可以进行相互的转化，根据选项中描述的物体或现象，分析其消耗了哪种能量，又得到了哪种能量，从而做出判断．
6.【答案】 D
【解析】【分析】在做能量的转化这种题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
【解答】A、钻木取火消耗了机械能，得到了内能，因此是机械能转化为内能，故A说法错误；
B、电动机在通电转动过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，故B说法错误；
C、电磁感应现象中，导体切割磁感线运动，产生感应电流，是机械能转化为电能，故C说法错误；
D、汽油机工作过程中，燃料的化学能通过燃烧转化为内能再最终转化为机械能对外做功，故D说法正确。
故答案为：D
7.【答案】 B
【解析】【解答】A、太阳能热水器是将太阳能转化为内能的装置，不合题意；
B、太阳能路灯消耗太阳能，最终转化为电能，供路灯发光，符合题意；
C、太阳灶是将太阳能转化为内能的装置，不合题意；
D、植物的光合作用是将太阳能转化为化学能，储存在植物体内，不合题意．
故选B
【分析】明确选项中的各设置或现象中消耗太阳能后获得的是哪种形式的能量，再逐一做出判断
8.【答案】 A
【解析】【解答】中学生重力G约600N，重心升高的高度为：△h=0.5m；
故该同学跳起后增加的重力势能最大值是：E=W=G△h=600N×0.5m=300J=3×102J，故A正确，B、C、D错误．
故选A．
【分析】在立定纵跳摸高中消耗的能量转化为该同学的重力势能，结合重力势能的变化量得出消耗的能量．
9.【答案】 C
【解析】【解答】A、电炉是利用电流的热效应制成的，是将消耗电能转化为内能，故A不符合题意；
B在汽油机的压缩冲程中活塞压缩燃料混合物，机械能转化为内能，故B不符合题意；
C火箭升空是燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能，故C符合题意；
D双手摩擦发热是克服双手间的摩擦做功，将机械能转化为内能，故D不符合题意。
故选：C
【分析】内能转化为机械能也就是利用内能来做功．
10.【答案】 D
【解析】【解答】．A、电饭锅主要是用来发热的，工作时，消耗电能产生热量，主要将电能转化成为内能，故A错误；
B电风扇工作时，消耗电能，使电风扇转动，得到的是机械能，主要将电能转化为机械能，故B错误；
C蓄电池对外供电时，消耗的是自身的化学能，得供的是电能，将化学能转化为电能，故C错误；
D在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能，故D正确。
故选：D
【分析】不同的能量之间可以进行相互的转化，根据选项中描述的物体或现象，分析其消耗了哪种能量，又得到了哪种能量，从而做出判断。
11.【答案】 B
【解析】【解答】汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能，故A错误；水蒸气顶起水壶盖的过程，内能转化为机械能，故B正确；小孩沿滑梯下滑的过程，机械能转化为内能，故C错误；流星在大气层中穿行的过程机械能转化为内能，故D错误。选B。
【分析】本题的易错点是压缩冲程的能量转化，从该冲程压缩发热出发便于理解它的能量转化过程。本题考查的是能量的转化。
12.【答案】 C
【解析】【分析】根据能量转化的方向性来判断。
【解答】各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上所有能量直接或间接来自于太阳能，所以下列能量的转化顺序为：太阳→树林→燃煤电厂→空调。
二、填空题
13.【答案】 （1）不守恒
（2）大于
【解析】【分析】（1）比较a、b两点小球机械能的大小，如果二者相等，小球的机械能守恒，否则，小球的机械能不守恒；
（2）小球在水中运动肯定会受到水的阻力，它的机械能肯定会有损耗，据此判断。
【解答】（1）a点是释放时小球的最高点，b点是第一次反弹起来的最高点，二者动能都为0，即二者的重力势能就等于它的机械能。因为b的高度小于a点的高度，所以b点的重力势能小于a点的重力势能，即b点的机械能小于a点的机械能，所以小球的机械能不守恒；
（2）小球在下落时第一次刚接触水面c点后到反弹起来到达C点的过程中，它受到水的阻力作用，机械能肯定会减小，因此第一次接触c点的动能大于反弹起来到达c点的动能。
故答案为：（1）不守恒；（2）大于
14.【答案】 减小；不能
【解析】【分析】过山车在运动过程中，由于阻力会有能量损失，据此分析它的能量变化。
【解答】当小明乘坐的无动力小车从图中轨道的 A 点自由滑到轨道 B 点的过程中，重力势能转化为动能，因为车和轨道之间有摩擦，所以会有机械能转化为内能，因此小车的机械能减小；
由于C点的高度大于A点的高度，那么车在C点的重力势能就大于A点的重力势能；由于没有外在的能量输入，因此小车不能到达C点。
三、解答题
15.【答案】 （1）吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的
（2）吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关
（3）刻度尺；秒表
（4）减小测量误差
（5）小明
（6）短
【解析】【分析】（1）根据题中信息和已知的结论来确定“他自己的设想”是什么；（2）小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。在小明和小刚猜想外，与实验有关的还有灯自身的质量，所以可以猜想与质量的关系；（3）摆长要用刻度尺测量，摆动所用的时间需要用秒表测量；（4）科学测量中存在误差，可用多次测量取平均值的方法来减小测量误差；（5）由表格记录的数据可以确定小明与小刚的猜想是否正确；（6）利用实验得到的结论，可以改变摆长调节摆钟。
【解答】（1）摆在往返摆动时，摆动一次所需的时间只与摆长有关。题中说终于证明了‘他自己的设想’是正确的，说明了他的猜想是：吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的；（2）小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。在小明和小刚猜想外，与实验有关的还有灯自身的质量，所以提出的合理猜想是：吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关；（3）摆长要用刻度尺测量，摆动所用的时间需要用秒表测量。所以要完成上述实验，除图中所示器材外，还需要的测量仪器有刻度尺和秒表；（4）测量来回摆动 20 次所需的总时间再计算出来回摆动一次所需的时间长短，这样做的目的是为了减小测量误差；（5）由实验1与2可验证小刚的猜想是错误的，由实验1与3可验证小明的猜想是正确；（6）从实验数据可知，小球往返摆动一次所需的时间长短与摆绳的长短有关，绳子越长摆动一次所需时间越长，绳子越短摆动一次所需时间越短。所以若某一摆钟变慢了，要重新调准它，应将其摆长调短。
故答案为：（1）吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的；（2）吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关；（3）刻度尺；秒表（4）减小测量误差；（5）小明；（6）短