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.关于能量守恒定律的理解，下列说法正确的是( )。
A. 能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B. 能量守恒定律既适用于能量的转化，又适用于能量的转移
C. 由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
D. 凡是能量守恒的过程，就一定会发生能量的转化
2.下列装置工作时，有关能量转化的说法正确的是( )。
A. 电动机将电能转化为机械能 B. 汽油机将机械能转化为内能
C. 千电池将电能转化为化学能 D. 发电机将内能转化为电能
3.关于利用能量转化与守恒解释实际问题，下列说法正确的是( )。
A. 按照能量守恒定律，某个物体的能量总和是不变的
B. 摩擦生热的过程是不可逆过程
C. 空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D. “摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
4.毛泽东的《沁园春．雪》气势磅礴，其中有这样一句：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。”从能量转化的角度来看，弯弓射箭的过程是( ) 。
A. 动能转化为重力势能 B. 弹性势能转化为动能
C. 重力势能转化为动能 D. 动能转化为弹性势能
5.“白天让太阳晒晒，晚上就能亮？”这是人们初识太阳能路灯时产生的疑问。现在太阳能路灯已走上各地的街头，为城镇居民驱走夜晚的黑暗。太阳能路灯白天与晚上的能量转化情况分别是( )
A. 太阳能→电能→内能，内能→电能→光能 B. 太阳能→电能→化学能，化学能→电能→光能
C. 太阳能→内能→电能，电能→内能→光能 D. 太阳能→化学能→电能，电能→化学能→光能
6.科技人员研发了一种智能电动百叶窗，其叶片表面贴有柔性太阳能面板（如图），在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。此过程发生的能量转化是（ ）
A. 光能→电能→机械能
B. 电能→机械能→光能
C. 光能→机械能→电能
D. 机械能→电能→光能
7.下列关于能量转化和守恒的说法或理解，正确的是（ ）
A. 自然界中能量的形式是多种多样的，所有形式的能量全部都能被人类利用
B. 根据能量转化和守恒定律，不同能量可以相互转化，无须担心地球能量不足
C. 原子核所释放的能量称核能，可控制地进行核反应的装置称为核反应堆
D. 汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来再作为车行驶的动力
8.能量的转化是自然界普遍的现象。下列关于能量转化的分析不正确的是（ ）
A. 化学能→电能 B. 电能→机械能
C. 光能→化学能 D. 机械能→内能
9.下列有关能量转化的叙述，不正确的是（ ）
A. 射箭是将势能转化成动能 B. 核电站发电是将核能转化成电能
C. 蓄电池充电是将化学能转化成电能 D. 钻木取火是将机械能转化成内能
10.生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是( )
A. 摩擦生热是把内能转化为机械能
B. 燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C. 电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D. 摩擦起电是把电能转化为机械能
11.根据能量守恒定律，判断下列说法正确的是( )
A. 发电机可以产生电能
B. 电动机工作时消灭了电能
C. 发电机和电动机都是转化能量的机器
D. 自然界各种能量不断地相互转化，人类不断地消耗各种能量，总能量在不断减少
12.根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是( )
A. 随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B. 两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C. 孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
D. 给电水壶里沸腾的水断电后，水的沸腾永远不会停止
二、填空题
13.进入21世纪以来，我国多次向外太空发射航天器，对地球外的宇宙进行勘探，助推了我国的科技发展。
（1）2020年，嫦娥五号在月球上的吕姆克山附近登陆。如图是吕姆克山附近一处的照片，其中A处是________。
（2）月球车搭载太阳能电池板和蓄电池，太阳能电池板在月昼将太阳能转化为电能，为设备供电，并将部分能量储存在蓄电池里。蓄电池充电时发生的能量转化是________。
14.周末，小科和爸爸妈妈前往码头乘船回海岛看望爷爷奶奶，路途中，小科结合自己所学的知识，对生活中的现象进行了分析：
（1）候船时发现码头侧面吊有数个轮胎(如图).他推测此装置可以将轮船靠拢时的一部分动能转化为________减少了过强撞击带来的震动和损坏。
（2）登船时，由于轮船入口远高于码头，乘务人员为了安全便捷，架设了登船梯《如图)，其近似可看做是个斜面。则小科在登船梯上沿斜面拖动行李箱所施加的拉力________（填“大于”“等于”或“小于”）行李箱自身的重力。
（3）轮船启动后，在海面上变速行驶，小科判断在整个过程中，能量应该是________（填“守恒”或“不守恒”）的。
三、实验探究题
15.风能是一种潜在的新能源，风力发电机可以将获得的风能转化为化学能储存在蓄电池中，风力发电机都有一定的能量转化效率。为了研究“风力发电机的能量转化效率是否与风轮叶片数量有关？”小明利用电风扇、秒表、风力发电机模型、电量表(可准确测量蓄电池充电百分比)按照图甲方式进行如下实验。
①将图乙中单叶式风轮安装在风力发电机模型上；
②闭合电风扇开关，调节电风扇档位使其风速最大，计时20分钟，测量并记录蓄电池电量变化；重复3次实验并计算蓄电池电量变化平均值；
③分别换用图乙中双叶式、三叶式风轮，重复步骤②；
④处理相关数据得到“蓄电池含量与时间的关系”如图丙。
（1）本实验通过观察并记录________来比较风力发电机的能量转化效率。
（2）分析图丙，解释我国大型风力发电厂均采用三叶式风轮发电，其依据是________。
（3）“叶尖速比”为风轮叶片尖端运动速度与风速之比，叶尖速比会影响风力发电机的能量转化效率。当单叶式风轮的叶尖速比为λ时，其能量转化效率达到最大值，已知该风轮半径为r(如图丁)，风轮每秒钟转动2圈，应将风速控制在________时能使该单叶式风力发电机能量转化效率达到最大值(用字母λ、r表示)。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B
【解析】【分析】根据对能量守恒定律的认识分析。
【解答】能量守恒定律适用于能量存在的一切场景，故A错误；
能量守恒定律既适用于能量的转化，又适用于能量的转移，故B正确；
能量的转化和转移具有方向性，虽然能量总和不变，但是有些能量形式就无法再被利用，那么发生能源危机的可能性极大，故C错误；
当用热传递的方式改变物体内能时，就没有发生能量的转化，故D错误。
故选B。
2.【答案】 A
【解析】【分析】根据能量转化的知识判断。
【解答】A.电动机将电能转化为机械能，故A正确；
B.汽油机将内能转化为机械能，故B错误；
C.干电池将化学能转化为电能，故C错误；
D.发电机将机械能转化为电能，故D错误。
故选A。
3.【答案】 B
【解析】【分析】根据对能量转化和转移的认识判断。
【解答】A.按照能量守恒定律，某个物体的能量会发生变化，但是整个系统的能量总和不变，故A错误；
B.摩擦生热，即通过摩擦的方式将机械能转化为内能，但是这部分内能再也不能转化为机械能，故B正确；
C.空调机既能制热时，将室外的热量转移到室内；制冷时，将室内的热量转移到室外，故C错误；
D.“摩擦生热”是不是创造了热，它是由机械能转化而成，它照样符合能量守恒定律，故D错误。
故选B。
4.【答案】 B
【解析】【分析】弹性势能的大小与弹性形变的程度有关，动能与物体的质量和速度有关，据此分析能量的转化过程。
【解答】在弯弓射箭时，弓的形变程度减小，则弹性势能减小；箭的质量不变但速度增大，那么动能增大，因此将弹性势能转化为动能，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
5.【答案】 B
【解析】【分析】根据太阳能路灯的能量转化过程分析判断。
【解答】白天时，路灯不工作，此时不消耗电能，即太阳能通过电池板转化为电能，电能再转化为蓄电池的化学能。晚上时，没有太阳，路灯工作，此时蓄电池将化学能转化为电能，路灯将电能转化为光能，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
6.【答案】 A
【解析】【分析】根据能量转化的过程分析判断。
【解答】太阳能面板在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；故整个过程中发生的能量转化是光能→电能→机械能。
故答案为：A。
7.【答案】 C
【解析】【分析】根据能量转化和守恒的知识分析判断。
【解答】自然界中能量的形式是多种多样的，根据能量转化和守恒定律，不同能量可以相互转化，但是能量的转化和转移有方向性，例如燃料燃烧释放的内能散失到空气中后就不能再被利用了，故A、B错误；
原子核所释放的能量称核能，可控制地进行核反应的装置称为核反应堆，故C正确；
汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能不能再被收集起来转化为汽车的动能，故D错误。
故选C。
8.【答案】 B
【解析】【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消耗的能量转化为得到的能量.
【解答】水果电池把水果储存的化学能转化为电能；电磁感应现象：是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体就会产生电流，把机械能转化为电能；光合作用是把太阳的光能转化为化学能储存在植物体内；钻木取火是克服摩擦把机械能转化为内能。
故答案为：B
9.【答案】 C
【解析】【分析】根据有关能量转化的知识分析判断。
【解答】A.射箭是将弓的弹性势能转化成箭的动能，故A正确不合题意；
B.核电站发电是将核能转化成电能，故B正确不合题意；
C.蓄电池放电时，将化学能转化成电能；充电时，将电能转化为化学能，故C错误符合题意；
D.钻木取火时，克服摩擦做功，将机械能转化成内能，故D正确不合题意。
故选C。
10.【答案】 C
【解析】【分析】根据能量转化和转移的知识解答。
【解答】A.摩擦生热是把机械能转化为内能，故A错误；
B.燃料燃烧放热是把化学能转化为内能，故B错误；
C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；
D.摩擦起电是把机械能转化为电能，故D错误。
故选C。
11.【答案】 C
【解析】【分析】根据能量转化和转移的知识分析判断。
【解答】A.发电机不能产生电能 ，而是将机械能转化为电能，故A错误；
B.电动机工作时没有消灭电能，而是将电能转化为机械能，故B错误；
C.发电机和电动机都是转化能量的机器，故C正确；
D.自然界各种能量不断地相互转化，人类不断地消耗各种能量，但总能量保持不变，故D错误。
故选C。
12.【答案】 B
【解析】【分析】能量不会凭空产生，也不会凭空消灭，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，这就是能量守恒定律，据此分析判断。
【解答】A.只要机械运转，就会有能量损耗，因此无论科学技术怎样发展和提高，永动机都不可以制成，故A错误；
B.两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后，将自身的重力势能转化为动能；冲上右斜面，再将动能转化为重力势能， 根据能量转化的知识可知，这个可能发生，故B正确；
C.机械表的表针旋转，能量来自于自身发条形变后产生的弹性势能。随着时间的推移，发条的弹性势能不断减小，当它变成零时，表针就会停止转动，故C错误；
D.给电水壶里沸腾的水断电后，水的温度虽然等于沸点，但是不能继续吸热，所以水不会永远沸腾，故D错误。
故选B。
二、填空题
13.【答案】 （1）环形山（或月坑）
（2）电能转化为化学能
【解析】【分析】月球是围绕地球旋转的球形天体，同时也是地球唯一的天然卫星。
能量转化是指各种能量之间在一定条件下互相转化过程 。
【解答】（1）由图可知，A点中间低四周高，属于环形山（月坑）；
（2）充电时，太阳能电池板把太阳能转化为电能，然后给蓄电池充电，把电能转化为化学能；
故答案为：（1）环形山（或月坑）；（2）电能转化为化学能。

14.【答案】 （1）弹性势能
（2）小于
（3）守恒
【解析】【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；
（2）使用斜面时，通过增大距离的方式减小所用的力；
（3）能量不会创生也不会消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，这就是能量转化和守恒定律。

【解答】（1）轮船靠岸时，轮胎受到挤压变形，从而将轮船的部分动能转化为轮胎的弹性势能，减小了过强撞击带来的震动和损坏。
（2）使用斜面的目的就是省力，则小科在登船梯上沿斜面拖动行李箱所施加的拉力小于行李箱自身的重力。
（3）轮船启动后，在海面上变速行驶，小科判断在整个过程中，能量应该是守恒的。

三、实验探究题
15.【答案】 （1）相同时间内蓄电池电量变化量
（2）当风速相同时，使用三叶式风轮能量转化效率较高
（3）4πr/λ
【解析】【分析】（1）电风扇的转速相同，即相同的时间内产生的风能相同；蓄电池电量增加越多，说明风能转化为电能的比例越大，即能量转化效率越高。
（2）根据丙图确定风轮叶片数和能量转化效率的关系即可；
（3）根据题干定义可知，叶尖速比=；首先计算出风轮叶片尖端的速度，再根据这个公式计算风速即可。
【解答】（1）本实验通过观察并记录相同时间内蓄电池电量变化量来比较风力发电机的能量转化效率。
（2）根据图丙可知，在20min内，三个叶片的转化效率为20%，此时最高，那么得到结论：当风速相同时，使用三叶式风轮能量转化效率较高，因此我国石油三叶式风轮发电；
（3）风轮转动一周经过的距离为2πr，那么风轮尖端的速度为：；
根据公式叶尖速比=得到,
；
解得：。