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.下列四种过程中，只发生能量的转移而不发生能量转化的是( )。
A. 烧水时，水蒸气顶起壶盖 B. 给电动自行车的蓄电池充电
C. 冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷 D. 闭合开关后，小灯泡发光
2.火力发电站是利用煤来发电的。下列关于它在发电过程中的能量转化的描述，正确的是( )。
A. 机械能--内能--化学能--电能 B. 化学能--内能--机械能--电能
C. 化学能--势能--动能- --电能 D. 内能--化学能--机械能--电能
3.为解决日益加剧的温室效应等问题，科学家正在研究建立如下图所示的二氧化碳新循环体系：
上述关系图能反映的观点或思想有（ ）
① 化学变化中元素种类是守恒的 ②燃烧时化学能可以转化为热能和光能
③ 二氧化碳也是一种重要的资源 ④无机物和有机物可以相互转化

A. ①②④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①②③④
4.出行是人们工作、生活必不可少的环节，出行的工具多种多样，使用的能源也不尽相同。燃油汽车所消耗能量的类型是（ ）
A. 生物能 B. 电能 C. 太阳能 D. 化学能
5.物质世界充满了化学变化，人类需要的大部分能量也是由化学变化产生的。下列生产、生活实例不是利用化学变化产生能量的是( )
A. 电厂以煤为燃料，进行火力发电
B. 人维持体温和生命活动所需要的能量
C. 利用炸药开山炸石和拆除危旧建筑
D. 三峡大坝建成发电
6.下列实例中，不是通过化学反应提供能量的是( )
A. 蓄电池放电
B. 水力发电
C. 内燃机做功冲程
D. 火箭点火升空
7.关于做功或能量转化的过程中，下列说法正确的是( )
A. 汽油机在压缩冲程中，是内能转化为机械能
B. 拉弯的弓将箭射出，其弹性势能主要转化为动能
C. 电动机工作过程中，是机械能转化为电能
D. 吊车吊着货物沿水平方向移动一段距离，此过程中货物的重力对自身做了功
8.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
9.能量可以从一种形式转化为另一种形式，锯子在锯木材的过程中会发热，并发出声音，在这个过程中动能转化为( )
A. 形变的能 B. 声能 C. 电能 D. 声能和热能
10.物质具有能量，能量有各种形式，各种形式的能量可以相互转化。三峡水电站发电时能量的转化形式是( )
A. 电能转化为水能 B. 风能转化为电能 C. 水能转化为电能 D. 光能转化为电能
11.在吸滤瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精，用气筒往瓶里打气，如图所示。吸滤瓶塞子跳出时的能量转化与汽油机四个冲程中能量转化相同的是( )
A. 吸气 B. 压缩 C. 做功 D. 排气
12.2019年7月19日，中国“天宫二号”目标飞行器受控坠落于南太平洋。“天宫二号”穿越大气层时，大部分被焚毁，像一颗流星划过天空。以下四个事例中，能量转化与之相同的是( )
甲：活塞迅速下压，棉花燃烧，乙：汽油机做功冲程
丙：水蒸气推开软木塞，丁：钻木取火
A. 甲、丙 B. 甲、丁 C. 乙、丙 D. 乙、丁
二、填空题
13.俗语说：“水往低处流”；空气不会自行聚拢；在烧杯中的水，上面的水不可能沸腾，下面的水结冰。这些事例都说明了一个问题：能量的转化和转移都是有 的。核电站是利用核能进行发电的，目前核电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核 （选填“聚变”/“裂变”）。单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是 冲程。
14.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________。
三、解答题
15. 2020年6月23日9时43分，北斗系统中第55颗卫星搭乘长征三号乙运载火箭，从西昌卫星发射中心成功升空，宣告北斗系统的正式完善。回答下列问题：
（1）卫星利用太阳能电池板进行能量转化，其能量转化方式是将太阳能转化为________ 能。
（2）运载火箭的第一、第二级燃料可用偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮的“二元推进剂”，偏二甲肼属于________（选填“有机”或“无机”）物，分子中碳、氮元素的质量比为________。
四、实验探究题
16.根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。
（1）为了完成此实验，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有：________。
（2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因：________。
（3）改进实验后，获得了如下数据，规律得到验证。
实验 序号 重物质量 （千克） 下降高度 （米） 升高温度 （℃） 实验 序号 重物质量 （千克） 下降高度 （米） 升高温度 （℃）
1 20 5 0.5 4 10 10 0.5
2 20 10 1.0 5 30 10 1.5
3 20 15 1.5 6 40 10 2.0
若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25千克的重物需下降________米。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【分析】分析各个选项中的能量变化即可。
【解答】A.烧水时，水蒸气顶起壶盖，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故A不合题意；
B.给电动自行车的蓄电池充电，将电能转化为化学能，故B不合题意；
C.冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，将手的内能转移到金属杆上，故C符合题意；
D.闭合开关后，小灯泡发光，将电能转化为光能和热能，故D不合题意。
故选C。
2.【答案】 B
【解析】【分析】根据火力发电站的工作过程分析其中的能量转化即可。
【解答】煤炭燃烧，将化学能转化为内能；对水加热生成高温高压的水蒸气，推动汽轮机转动，将内能转化为机械能；汽轮机带动发电机转动，将机械能转化为电能，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
3.【答案】 D
【解析】【分析】根据图示中各物质转化结合化学反应遵循质量守恒定律分析。
【解答】① 化学变化中元素种类是守恒的，正确； ②燃烧时化学能可以转化为热能和光能，正确；③ 由转化图可知，二氧化碳也是一种重要的资源，正确； ④由流程图可知，无机物和有机物可以相互转化，正确；
故选D。
4.【答案】 D
【解析】【分析】根据燃油汽车是化学能转化为机械能分析。
【解答】 燃油汽车是先将燃料的化学能转化为燃气的内能，然后又将燃气的内能转化为机械能.
故选D。
5.【答案】 D
【解析】【分析】分析各个选项中能量转化过程，确定能量转化原因即可。
【解答】A.电厂以煤为燃料，进行火力发电，而煤燃烧的过程就会发生化学变化，故A不合题意；
B.人维持体温和生命活动所需要的能量，其实就是食物在人体内发生化学变化产生的，故B不合题意；
C.利用炸药开山炸石和拆除危旧建筑，炸药爆炸的过程就是发生化学变化的过程，故C不合题意；
D.三峡大坝建成发电，利用的是水被抬高后产生的重力势能，没有发生化学变化，故D符合题意。
故选D。
6.【答案】 B
【解析】【分析】分析各个选项中能量转化的过程即可。
【解答】A.蓄电池放电，将储藏的化学能转化为电能，发生了化学反应，故A不合题意；
B.水力发电，将水的机械能转化为电能，没有发生化学变化，故B符合题意；
C.内燃机做功冲程，燃料燃烧释放出内能转化为活塞的机械能，发生了化学变化，故C不合题意；
D.火箭点火升空，火药燃烧释放出的燃气推动火箭上升，将内能转化为机械能，发生了化学变化，故D不合题意。
故选B。
7.【答案】 B
【解析】【分析】根据能量转化和转移的知识分析。
【解答】A.汽油机在压缩冲程中，是机械能转化为内能，故A错误；
B.拉弯的弓将箭射出，其弹性势能主要转化为动能，故B正确；
C.电动机工作过程中，是电能转化为机械能，故C错误；
D.吊车吊着货物沿水平方向移动一段距离，重力的方向竖直向下，而物体运动的方向水平，二者没在同样同一方向上，因此重力对自身不做功，故D错误。
故选B。
8.【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。
9.【答案】 D
【解析】【分析】根据题目描述的现象，推测能量转化的过程。
【解答】根据“发热”可知，有热能产生；根据“发出声音”可知，有声能产生，那么在这个过程中动能转化为声能和热能，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
10.【答案】 C
【解析】【分析】根据水电站的发电过程分析能量转化。
【解答】三峡水电站，首先用流动的水推动水轮机旋转，将水能转化为机械能；水轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，因此最终的能量转化为水能转化为电能，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
11.【答案】 C
【解析】【分析】汽油在汽油机的汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功，把内能转化为机械能。活塞在汽缸内往复运动，通过连杆带动曲轴转动。活塞从汽缸的一端运动到汽缸的另一端的过程，叫做一个冲程。大多数的汽油机都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的循环往复来保证机器正常工作。高温高压的燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动，对外做功，实现把内能转化为机械能，这就是做功冲程。
【解答】 在吸滤瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精，用气筒往瓶里打气， 一段时间后会看到瓶塞被弹起，且在瓶口会出现小水珠，这是因为瓶内气体对瓶塞做功，内能转化为机械能，此过程中气体温度降低，水蒸气液化为小水珠；瓶塞机械能增加，向上弹起。由分析可知，汽油机 的做功冲程与其能量转化相同。
故答案为：C

12.【答案】 B
【解析】【分析】根据““天宫二号”穿越大气层时，大部分被焚毁”可知，这个过程通过摩擦的方式，将机械能转化为内能，据此分析判断即可。
【解答】甲：活塞迅速下压，棉花燃烧，通过压缩空气的方式，将活塞的机械能转化为空气的内能，故甲符合题意；
乙：汽油机做功冲程，将燃气的内能转化为活塞的机械能，故乙不合题意；
丙：水蒸气推开软木塞，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，故丙不合题意；
丁：钻木取火，通过摩擦的方式将机械能转化为内能，故丁符合题意。
那么与题干部分能量转化相同的是甲和丁。
故选B。
二、填空题
13.【答案】 方向；裂变；做功
【解析】【分析】（1）根据能量转化和转移的方向性解答；
（2）根据核电站的工作原理解答；
（3）根据四冲程内燃机的能量转化过程解答。
【解答】（1）这些事例都说明了一个问题：能量的转化和转移都是有方向的。
（2）核电站是利用核能进行发电的，目前核电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核裂变。
（3）单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是做功冲程。
14.【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。

三、解答题
15.【答案】 （1）电
（2）有机；6：7
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）有机物即有机化合物，是含碳化合物（一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、金属碳化物等少数简单含碳化合物除外）或碳氢化合物及其衍生物的总称。
元素的质量之比等于相对原子质量和个数的乘积之比。
【解答】（1）卫星利用太阳能电池板进行能量转化，其能量转化方式是将太阳能转化为电能。
（2）根据化学式C2H8N2可知，偏二甲肼中含有碳元素，属于有机物。
分子中碳、氮元素的质量之比：（12×2）：（14×2）=6：7。

四、实验探究题
16.【答案】 （1）刻度尺、温度计
（2）由于转轴处存在摩擦（或液体散热）
（3）20
【解析】【分析】（1）根据实验原理，需要测量温度，以及做功的距离分析；（2）在实验过程中有能量损失，考虑为摩擦问题；（3）根据实验表格，分析规律，从而计算出水的温度升高2.5℃，25千克的重物下降的高度。
【解答】（1）需要测量温度，以及做功的距离，因此需要刻度尺、温度计；
（2）由于转轴处存在摩擦（或液体散热），因此存在能量损失；
（3）根据表格可以知道升高0.5摄氏度，物体mh=100kg·m，因此水的温度升高2.5℃，物体mh=500kg·m，则。
(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
故答案为：（1）刻度尺、温度计；（2）由于转轴处存在摩擦（或液体散热）；（3）20。