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3.1 能量及其形式
一、单选题
1.地球上各种生物需要的能量主要来自( )。
A.太阳能 B.煤和石油等燃料的化学能
C.绿色植物的化学能 D.流动的水和风的机械能
【答案】 A
【解析】根据地球上能量的来源判断。
【解答】地球上各种生物需要的能量主要来自太阳能，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
2.（2020九上·嘉兴期末）宇宙间一切物质的运动和变化都需要能量来维持。下列关于能量的说法错误的是（ ）
A. 飞行的蒲公英种子具有机械能 B. 人在运动时要消耗能量
C. 植物的生长都需要太阳能 D. 人在睡觉时不消耗能量
【答案】 D
【解析】根据有关能量的知识分析判断。
【解答】A.飞行的蒲公英种子是运动的，具有动能；被举高而具有重力势能，根据机械能=动能+重力势能可知，它具有机械能，故A正确不合题意；
B.人在运动时要消耗能量，故B正确不合题意；
C.植物的生长都需要太阳能，故C正确不合题意；
D.人在睡觉时，生命活动减缓，但是并没有停止，所以仍然消耗能量，故D错误符合题意。
故选D。
3.下列灾害①严寒、②泥石流、③台风、④洪水、⑤酷暑、⑥干旱所造成的破坏中，与机械能有关的是( ) 。
A.①③④ B.①⑤⑥ C.②③④ D.③④
【答案】 C
【解析】运动的物体具有动能，被举高的物体具有重力势能，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
【解答】泥石流、台风和洪水，是由于泥土和石头、空气和水高速运动而具有的能量，从而对人类造成伤害的，即它们与机械能有关，故②③④符合题意；
严寒、酷暑和干旱，都是由于异常的天气变化引起的，与机械能无关，故①⑤⑥不合题意。
故选C。
4.（2020九上·温州期中）在“电闪雷鸣”这一自然现象中，没有涉及到的能量形式是（ ）
A. 电能 B. 声能 C. 光能 D. 核能
【答案】 D
【解析】根据常见的能量形式的知识分析解答。
【解答】在“电闪雷鸣”这个现象中，“电”涉及电能，“鸣”涉及声能，“闪”涉及光能，唯独没有涉及核能，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5.（2020九上·吴兴期中）下列现象中，利用了自然界的机械能资源的是（ ）
A. 村庄里的沼气池 B. 齐跃山风力发电 C. 新疆地热发电 D. 硅光电池板供电
【答案】 B
【解析】机械能包括动能和重力势能，据此分析判断。
【解答】A.村庄里的沼气池，利用的化学能，故A不合题意；
B.齐跃山风力发电，运动的空气具有机械能，故B符合题意；
C.新疆地热发电，利用煤具有的化学能，故C不合题意；
D.硅光电池板供电，利用的太阳能，故D不合题意。
故选B。
6.（2021·长兴模拟）如果用右图表示各种概念之间的关系，下表选项中与图示相符的是( )
选项 甲 乙 丙
A 动能 势能 机械能
B 地球 银河系 太阳系
C 饱和溶液 溶液 稀溶液
D 氧化物 化合物 纯净物
A. A B. B C. C D. D
【答案】 D
【解析】（1）动能：物体由于作机械运动而具有的能。 势能是指物体（或系统）由于位置或位形而具有的能。
（2）宇宙是有层次的天体系统，它的层次结构是：行星-太阳系-银河系-星系团-超星系团-总星系。
（3）饱和溶液是在一定温度下一定量溶剂中不能再继续溶解该溶质的溶液。浓稀溶液则是指溶液中所含溶质质量分数的大小。
（4）根据氧化物、化合物和纯净物的定义进行分析，氧化物是由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素，氧化物是由一种物质组成的属于纯净物。
【解答】A、机械能是动能与势能的总和，A不符合题意；
B、银河系在宇宙里，太阳系在银河系里，地球在太阳系里，地球是行星之一，按大小排序是宇宙、银河系、太阳系、地球，B不符合题意；
C、溶液包括饱和溶液和稀溶液，C不符合题意；
D、氧化物是由一种物质组成的，属于纯净物，氧化物是两种元素组成的化合物，D符合题意。
故答案为：D
7.（2020九上·衢州期中）能量形式多种多样，下列有关物体具备的能量描述错误的是( )
A. 风具有风能 B. 奔跑的豹有动能
C. 食物中有化学能 D. 跳水运动员有弹性势能
【答案】 D
【解析】（1）空气流动形成风，风具有的能量叫风能；
（2）物体由于运动而具有的能叫动能；
（3）化学能是物质发生化学反应时才释放出来的能量，一般储存在物体内部。
（4）物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。
【解答】A.风具有风能，故A正确不合题意；
B.奔跑的豹有动能，故B正确不合题意；
C.食物中有化学能，故C正确不合题意；
D.跳水运动员没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故D错误符合题意。
故选D。
8.（2020九上·拱墅期中）自然界中存在着多种形式的能，下面对能的叙述中错误的是（ ）
A. 贮存在食物中的能称为化学 B. 钩码被举高后具有的能是动能
C. 声能是一种听得到的能量 D. 植物通过光合作用把光能转化为化学能
【答案】 B
【解析】根据能量的不同存在形式分析判断。
【解答】A.贮存在食物中的能称为化学能，故A正确不合题意；
B.钩码被举高后具有的能是重力势能，故B错误符合题意；
C.声能是一种听得到的能量，故C正确不合题意；
D.植物通过光合作用把光能转化为化学能，故D正确不合题意。
故选B。
9.（2020七上·镇海期中）随着中国经济的高速发展，高速铁路出行成为了人们日常的最佳选择。高速列车安全性好、速度快、能耗低，利用电力牵引，不消耗宝贵的石油等液体燃料。目前最快高铁已达到605km/h，高铁运行时能量的转化是 （ ）
A. 水能转化成电能 B. 电能转化为机械能 C. 电能转化为核能 D. 电能转化为内能
【答案】 B
【解析】高铁利用电力牵引，消耗的是电能，通过消耗电能获得高速运动。机械能主要包括动能和势能，速度越快动能越大。
【解答】根据题中信息“ 高速列车安全性好、速度快、能耗低，利用电力牵引 ”，高铁运行时能量的转化是电能转化为机械能，B选项正确，A、C、D错误。
故选B
10.（2020七上·江北期中）关于能量，下列说法错误的是（ ）
A. 我们周围的物质都具有能量 B. 不同形式的能量可以相互转化
C. 0℃的冰块没有能量 D. 声音既能传递信息又能传递能量
【答案】 C
【解析】从物体的构成角度看，物体是由分子组成的，而分子又在不停地做无规则热运动，因此物体本身就具有内能．一切物体，不论温度高低，都有内能．在自然界中物质的任何一种形式的能量，在一定条件下都能够用直接或间接的方式，转化成其他形式的能量，在转化中，总能量保持不变．这就是能量守恒和转化定律。声能是以波的形式存在的一种能量，声音既能传递信息又能传递能量。
【解答】A：我们周围的物质都具有能量，构成物质的分子都在不停地做无规则运动，都具有内能，说法正确，A错误；
B：不同形式的能量可以相互转化，在一定条件下，能量之间可以相互转化，说法正确，B错误；
C：0℃的冰块没有能量，0℃的冰块温度下降时仍有热量放出，所以0℃的冰块也是有能量的，说法错误，C正确；
D：声音既能传递信息又能传递能量，声音中含有声能又含有某种信息，说法正确，D错误。
故选C
11.下列关于能量的说法错误的是( )
A. 阳光具有能量 B. 风具有动能 C. 声波可以听到但没有能量 D. 地震能释放很大的能量
【答案】 C
【解析】根据能量的定义判断。
【解答】A.阳光照射物体后，物体会发热，说明太阳能转化为热能，那么阳光具有能量，故A正确不合题意；
B.风能够将地面上的物体吹起来，说明风具有动能，故B正确不合题意；
C.声波可以将玻璃震碎，说明它具有能量，故C错误符合题意；
D.地震发生时，能够使山体滑坡，大地裂缝，这说明释放很大的能量，故D正确不合题意。
故选C。
12.（2020七上·镇海期末）下列关于能量的说法中，正确的是（ ）
A. 被大风摇动的树干不具有能量
B. 我们吃的瓜果蔬菜等食物中都含有能量
C. 被拉伸的弹簧具有能量而被压缩的弹簧不具有能量
D. 水库中的水不具有能量，而只有当它从水库中流下时才具有能量
【答案】 B
【解析】（1）如果物体能够对外做功，那么物体具有能量；
（2）蔬菜瓜果中存在淀粉、蛋白质等，这些都能为人体提供能量；
（3）弹性势能的大小与物体发生弹性形变的大小程度有关；
（4）物体运动时具有的能量叫动能，被举高而具有的能量叫重力势能。
【解答】A.被大风摇动的树干可能将附件的墙壁撞塌，可以对墙壁做功，因此具有能量，故A错误；
B.我们吃的瓜果蔬菜中富含能量，故B正确；
C.无论弹簧被拉伸，还是被压缩，都是发生弹性形变，都会产生弹性势能，故C错误；
D.水库中的水位很高，具有重力势能；流下时转换为动能，故D错误。
故选B。
13.（2019九上·诸暨期中）下列关于能的说法，不正确的是（ ）
A. 能量无处不在，能量的形式多种多样.
B. 我们的生活离不开能量，即使在睡觉的时候也需要能量.
C. 运动的物体具有能量，静止的物体没有能量.
D. 所有的自然现象都涉及能量.
【答案】 C
【解析】根据能量的相关知识分析解答。
【解答】A.能量无处不在，能量的形式多种多样，故A正确不合题意；
B.我们的生活离不开能量，即使在睡觉的时候也需要能量，故B正确不合题意；
C.运动的物体具有能量，静止的物体肯定具有内能，故C错误符合题意；
D.所有的自然现象都涉及能量，故D正确不合题意。
故选C。
二、填空题
14.人吃进去的食物储存了 能，人体活动时具有 能，保持人体正常的体温需要 能。
【答案】 化学；机械；热
【解析】根据各种能量形式的知识解答。
【解答】人吃进去的食物储存了化学能，人体活动时具有机械能，保持人体正常的体温需要热能。
15.运动员的跳水、猎豹的奔跑．蒲公英种子的飞行，都属于 ， 这里的运动员、猎豹、蒲公英种子都具有 能。
【答案】 机械运动；机械
【解析】物体由于机械运动而具有的能量叫机械能，据此分析解答。
【解答】运动员的跳水、猎豹的奔跑．蒲公英种子的飞行，都属于机械运动，这里的运动员、猎豹、蒲公英种子都具有机械能。
16.请填写下列各过程中能量的主要形式。
（1）用干柴草或煤气作燃料来煮饭：________ 、________。
（2）电热水器加热时：________ 、________。
（3）电风扇工作时：________ 、________。
（4）雷电交加：________、________ 、________。
【答案】 （1）化学能；热能（2）电能；热能（3）电能；机械能（4）电能；光能；声能
【解析】能量的表现形式有声能、光能、内能、电能、风能、核能、化学能、机械能等等，结合不同能量的含义可逐一做出解答。
【解答】（1）用干柴草或煤气作燃料来煮饭，是化学能转化为内能的过程，故主要能量形式有：化学能、内能；
（2）电热水器加热，是将电能转化为内能的过程，故主要能量形式有：电能、内能；
（3）电风扇工作过程中，将电能转化为机械能，故主要能量形式有：电能、机械能；
（4）雷电交加，是云层放电现象，涉及到电能、声能和光能。
17.甲同学和乙同学分头查阅了关于能量的许多资料，得到了如下一些信息。
①海啸时，海洋中聚积的能量形成滔天巨浪，造成严重的损失。
②潮汐能也是蕴含在海洋中的一种能量，可利用它来发电。
③火山爆发将大量的地热能带到地面，给所到之处带来较大破坏。
④地热能可直接用于室内取暖、供热和工业发电。
⑤水力发电是利用水能进行发电。
⑥雨季，长江洪水暴发时会冲毁堤坝，淹没大批农田和城镇。
⑦泥石流突然暴发具有极大的破坏性。
（1）他们经过讨论将上述能量分为两大类：一类属于有益的能量，如________；另一类属于有害的能量，如________ 。
（2）他们发现海啸、山洪暴发、泥石流暴发的共同特点是蕴含了大量的________能，一旦释放可以产生强大的破坏力。
【答案】 （1）②④⑤；①③⑥⑦（2）机械
【解析】（1）凡是被人类利用的能量，都是有益的能量；凡是对人类造成破坏的能量，都是有害的能量。
（2）物体由于运动和被举高而具有的能量，叫机械能。
【解答】（1）他们经过讨论将上述能量分为两大类：一类属于有益的能量，如②④⑤；另一类属于有害的能量，如①③⑥⑦。
（2）海啸、山洪暴发、泥石流暴发，都是由于物体的高速运动而产生的能量，因此它们都蕴藏了大量的机械能，一旦释放可以产生强大的破坏力。
三、实验探究题
18.（2017·浙江竞赛）2007年2月28日，从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。看了这个报道后，某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m3 ，沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究：
①在含沙量相同条件下，改变风速，记录不同风速下电压表的示数如下：
风速（m/s） 5 10 15 20
电压表示数（V） 0.6 2.4 5.4 9.6
②在风速大小相同条件下，改变风中空气的含沙量，记录不同含沙量下电压表的示数如下：
含沙量（kg/m3） 1.1 2.2 3.3 4.4
电压表示数（V） 2.3 3.5 4.6 5.8
（1）根据上述实验结果，你能得出单位面积上所受到的风力大小的关系式为：________（设比例系数为k）。
（2）若（1）中的比例系数k的大小为0.5，已知：车厢的高度为3m，车厢的长度为25m，车厢质量为50t，铁轨间距为1.5m，1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg，请根据（1）中的关系式计算当时的风速至少为多大？
【答案】 （1）（2） ，
=
v≈41m/s
【解析】（1）由表一找出风速与电压的关系，由表二找出含沙量与压力的关系；（2）将车厢看做杠杆，由杠杆平衡条件进行计算。
【解答】（1）①分析数据可看出风速每增加5m/s，电压表的示数增加量分别是1.8V、3V、4.2V，也就是说，在这里，风速和压力并不是呈一次函数关系，可以假设一个方程，即：U∝av3+bv2+cv+d，把表中实验数据代入表达式，解得：a=0，b=0.024，c=0，d=0，即U∝0.024v2；
②分析含沙量与电压表示数的数据，含沙量每增加1.1Kg/m3 ， 电压增量即为1.2V，也就是说，含沙量与压力成正比，U∝ρ；
风力越大，导线的偏移量与电压成正比，单位面积所受压力即压强，则p=kρv2 ， ρ为含有沙尘的空气密度，k为比例常数．
故答案为：（1） ；（2）v≈41m/s
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3.1 能量及其形式
一、单选题
1.地球上各种生物需要的能量主要来自( )。
A.太阳能 B.煤和石油等燃料的化学能
C.绿色植物的化学能 D.流动的水和风的机械能
2.（2020九上·嘉兴期末）宇宙间一切物质的运动和变化都需要能量来维持。下列关于能量的说法错误的是（ ）
A. 飞行的蒲公英种子具有机械能 B. 人在运动时要消耗能量
C. 植物的生长都需要太阳能 D. 人在睡觉时不消耗能量
3.下列灾害①严寒、②泥石流、③台风、④洪水、⑤酷暑、⑥干旱所造成的破坏中，与机械能有关的是( ) 。
A.①③④ B.①⑤⑥ C.②③④ D.③④
4.（2020九上·温州期中）在“电闪雷鸣”这一自然现象中，没有涉及到的能量形式是（ ）
A. 电能 B. 声能 C. 光能 D. 核能
5.（2020九上·吴兴期中）下列现象中，利用了自然界的机械能资源的是（ ）
A. 村庄里的沼气池 B. 齐跃山风力发电 C. 新疆地热发电 D. 硅光电池板供电
6.（2021·长兴模拟）如果用右图表示各种概念之间的关系，下表选项中与图示相符的是( )
选项 甲 乙 丙
A 动能 势能 机械能
B 地球 银河系 太阳系
C 饱和溶液 溶液 稀溶液
D 氧化物 化合物 纯净物
A. A B. B C. C D. D
7.（2020九上·衢州期中）能量形式多种多样，下列有关物体具备的能量描述错误的是( )
A. 风具有风能 B. 奔跑的豹有动能
C. 食物中有化学能 D. 跳水运动员有弹性势能
8.（2020九上·拱墅期中）自然界中存在着多种形式的能，下面对能的叙述中错误的是（ ）
A. 贮存在食物中的能称为化学 B. 钩码被举高后具有的能是动能
C. 声能是一种听得到的能量 D. 植物通过光合作用把光能转化为化学能
9.（2020七上·镇海期中）随着中国经济的高速发展，高速铁路出行成为了人们日常的最佳选择。高速列车安全性好、速度快、能耗低，利用电力牵引，不消耗宝贵的石油等液体燃料。目前最快高铁已达到605km/h，高铁运行时能量的转化是 （ ）
A. 水能转化成电能 B. 电能转化为机械能 C. 电能转化为核能 D. 电能转化为内能
10.（2020七上·江北期中）关于能量，下列说法错误的是（ ）
A. 我们周围的物质都具有能量 B. 不同形式的能量可以相互转化
C. 0℃的冰块没有能量 D. 声音既能传递信息又能传递能量
11.下列关于能量的说法错误的是( )
A. 阳光具有能量 B. 风具有动能 C. 声波可以听到但没有能量 D. 地震能释放很大的能量
12.（2020七上·镇海期末）下列关于能量的说法中，正确的是（ ）
A. 被大风摇动的树干不具有能量
B. 我们吃的瓜果蔬菜等食物中都含有能量
C. 被拉伸的弹簧具有能量而被压缩的弹簧不具有能量
D. 水库中的水不具有能量，而只有当它从水库中流下时才具有能量
13.（2019九上·诸暨期中）下列关于能的说法，不正确的是（ ）
A. 能量无处不在，能量的形式多种多样.
B. 我们的生活离不开能量，即使在睡觉的时候也需要能量.
C. 运动的物体具有能量，静止的物体没有能量.
D. 所有的自然现象都涉及能量.
二、填空题
14.人吃进去的食物储存了 能，人体活动时具有 能，保持人体正常的体温需要 能。
15.运动员的跳水、猎豹的奔跑．蒲公英种子的飞行，都属于 ， 这里的运动员、猎豹、蒲公英种子都具有 能。
16.请填写下列各过程中能量的主要形式。
（1）用干柴草或煤气作燃料来煮饭：________ 、________。
（2）电热水器加热时：________ 、________。
（3）电风扇工作时：________ 、________。
（4）雷电交加：________、________ 、________。
17.甲同学和乙同学分头查阅了关于能量的许多资料，得到了如下一些信息。
①海啸时，海洋中聚积的能量形成滔天巨浪，造成严重的损失。
②潮汐能也是蕴含在海洋中的一种能量，可利用它来发电。
③火山爆发将大量的地热能带到地面，给所到之处带来较大破坏。
④地热能可直接用于室内取暖、供热和工业发电。
⑤水力发电是利用水能进行发电。
⑥雨季，长江洪水暴发时会冲毁堤坝，淹没大批农田和城镇。
⑦泥石流突然暴发具有极大的破坏性。
（1）他们经过讨论将上述能量分为两大类：一类属于有益的能量，如________；另一类属于有害的能量，如________ 。
（2）他们发现海啸、山洪暴发、泥石流暴发的共同特点是蕴含了大量的________能，一旦释放可以产生强大的破坏力。
三、实验探究题
18.（2017·浙江竞赛）2007年2月28日，从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。看了这个报道后，某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m3 ， 沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究：
①在含沙量相同条件下，改变风速，记录不同风速下电压表的示数如下：
风速（m/s） 5 10 15 20
电压表示数（V） 0.6 2.4 5.4 9.6
②在风速大小相同条件下，改变风中空气的含沙量，记录不同含沙量下电压表的示数如下：
含沙量（kg/m3） 1.1 2.2 3.3 4.4
电压表示数（V） 2.3 3.5 4.6 5.8
（1）根据上述实验结果，你能得出单位面积上所受到的风力大小的关系式为：________（设比例系数为k）。
（2）若（1）中的比例系数k的大小为0.5，已知：车厢的高度为3m，车厢的长度为25m，车厢质量为50t，铁轨间距为1.5m，1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg，请根据（1）中的关系式计算当时的风速至少为多大？
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