第3节 能量的转化和守恒
知识点 1 能量的转化和转移
1.中华艺术“烙画”相传起源于秦朝,即用火烧铁杆(现代发展为烙铁)在物体上熨出烙痕作画。电烙铁通电升温的过程是能的 过程,“画布”升温的过程是能的 过程。(均选填“转化”或“转移”)
2.下列事例中,属于能量转移的是 ( )
A.两手相互搓一搓,手心发热
B.水沸腾后,壶盖被水蒸气顶起
C.用嘴对着手心哈气,手心变热
D.流星与空气摩擦,发光发热
3.[2020·衢州] 下列用电器把电能主要转化为机械能的是 ( )
A.电风扇 B.电灯 C.电饭煲 D.电熨斗
4.有一种利用玻璃纤维和碳纤维制成的“发热纸”,末端接上电池不久后就会发热,用它可以包装面包等小食品,这种“发热纸”中发生的能量转化是 ( )
A.内能转化为电能 B.电能转化为内能
C.化学能转化为电能 D.电能转化为化学能
5.下列对能量转化的描述不正确的是 ( )
A.发电机工作:机械能→电能
B.蓄电池放电:电能→化学能
C.萤火虫发光:生物质能→光能
D.内燃机工作:化学能→内能→机械能
知识点 2 能量守恒定律
6.能量守恒定律:能量既不会凭空 ,也不会凭空 ,它只会从一种形式 为其他形式,或者从一个物体 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。
7.在摩擦生热现象中,机械能转化为 ;在气体膨胀做功现象中,内能转化为 ;在热传递过程中,高温物体的内能 ,低温物体的内能 ,内能从高温物体 到低温物体,而能量的总和是 的。
8.有关能量守恒定律,下列说法错误的是 ( )
A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.只要有能的转化和转移,就一定遵循能量守恒定律
C.能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
D.任何一种形式的能在转化为其他形式能的过程中,消耗多少某种形式的能量,就能得到多少其他形式的能量,而能的总量保持不变
9.“永动机”至今没有创造成功,其原因是 ( )
A.科学技术还不够先进 B.机器不能对外输出能量
C.违背了能量守恒定律 D.机器只能转移能量,不能转化能量
10.[2020·黑龙江] 工人使用冲击钻工作时,钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁,打出圆孔,如图所示。冲击钻在工作过程中,其能量转化关系是 ( )
A.内能转化为机械能 B.内能转化为电能
C.只有机械能和内能的转化 D.有电能、机械能和内能的转化
11.根据能量守恒定律,以下情形可能发生的是 ( )
A.出膛的子弹射穿木板,以更大的速度继续前进
B.两个斜面相对接,小球从左斜面滚下后,继续冲上右斜面
C.电水壶里的水沸腾了,给该电水壶断电,水的沸腾却永远不会停止
D.孤岛上被人们遗忘的一块机械表,默默地走了几十年
12.把一个内表面光滑的圆碗固定在水平桌面上。将一个小球按如图所示从碗的一侧边缘由静止释放,则小球 ( )
A.不能到达碗的另一侧边缘
B.到达碗底时就会静止不动
C.到达碗的另一侧边缘时速度为零
D.能到达碗的另一侧边缘并从碗中飞出
13.最近一段时间,共享单车走进了人们的生活,也对人们的出行习惯有了一些改变,细心的你一定有过观察,其中电子锁是单车上的一个重要组成部分,它不仅可以锁住单车,还能提供导航和定位。那么,电子锁是如何不断电地使用的呢 工程师说,玄机就在如图所示的两幅图中。
请你回答:图甲是将 能转化为 能,图乙是将 能转化为 能。
14.如图所示,某同学设计并制作了一个“盲人水杯”。装上电池后,当杯中的水位到达一定高度,水杯会自动发出音乐声,表示水已盛满。水杯发出音乐声时的能量转化是将 能转化为 能。
15.如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片,A、B两点高度相同,小球在A点的重力势能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在B点的重力势能,小球在A点的动能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在B点的动能;从图片可以看到小球弹起的高度逐渐减小,同时小球会变热。根据能量守恒定律,小球在运动过程中有一部分机械能转化为 能。
16.如图所示是小孩子玩滑梯的娱乐活动。
(1)若不计摩擦和空气阻力,小孩在下滑过程中机械能 。
(2)若小孩在滑梯上匀速下滑,这一过程中,她的机械能 。
(3)若小孩在滑梯上下滑时,臀部有灼热的感觉,在这一过程中, 能转化为 能。
(4)根据能量守恒定律,小孩开始下滑时具有1400 J的机械能,而滑到中点时她只剩下1150 J的机械能,设小孩受到的摩擦力大小不变,那么滑到滑梯底部时她的动能为 J;整个过程有 J的机械能转化为内能。
17.(1)伽利略认为,如果图所示实验中的斜面是光滑的,那么当小球从左侧某一高度向下运动时,无论右侧斜面坡度如何,小球都会沿斜面上升到相同的高度,这是因为小球在这一运动过程中,能的总量是 的。
(2)内能会从温度高的物体转移到温度低的物体,但不可能自动地从温度低的物体转移到温度高的物体;由于摩擦,总会有一些机械能转化为内能散失到空气中,但散失到空气中的内能不可能自动地再转化为机械能。这是因为能量的转化或转移具有 。
考|题|展|示
18.[2020·海南] 如图所示,用酒精灯加热试管里的水,产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中,能量转化的顺序为 ( )
A.内能 机械能 化学能 B.化学能 内能 机械能
C.机械能 内能 化学能 D.内能 化学能 机械能
19.[2020·湘西州] 下列关于能量守恒定律的说法中正确的是 ( )
A.能量既可以凭空消失
B.能量也可以凭空产生
C.热机的工作过程不遵循能量守恒定律
D.能量转化和转移过程中,能量的总量保持不变
20.[2019·宜昌] 汽车刹车时,由于摩擦,汽车的动能转化为 能,这些能量不能再自动地用来驱动汽车;而有些新能源汽车有“动能回收装置”,即在刹车时带动发电机工作,将汽车的动能转化为 能并为电池充电,之后电池又可以再次驱动汽车。
答案
1.转化 转移
2.C 两手相互搓一搓,手心发热,通过做功改变物体的内能,是能量的转化过程,A不符合题意;水沸腾后,壶盖被水蒸气顶起,是水蒸气对壶盖做功,内能转化为机械能,是能量的转化过程,B不符合题意;用嘴对着手心哈气,手心变热,是嘴里哈出的热气的内能转移到了手上,通过热传递改变物体的内能,是能量的转移过程,C符合题意;流星与空气摩擦,发光发热,通过做功改变物体的内能,是能量的转化过程,D不符合题意。
3.A
4.B
5.B 发电机工作时将机械能转化为电能,A正确;蓄电池放电时,将化学能转化为电能,B错误;萤火虫发光是将自身的生物质能(化学能)转化为光能,C正确;内燃机工作时,燃料的化学能转化为内能,内能再转化为机械能,D正确。
6.消灭 产生 转化 转移
7.内能 机械能 减少 增加 转移 保持不变
8.A 9.C
10.D 11.B 12.C
13.太阳 电 机械 电 图甲中的太阳能电池板,将太阳能转化为电能;图乙中的后轮毂在工作的过程中将机械能转化为电能。
14.电 声
15.等于 大于 内
小球在A点的高度和B点的高度相等,质量也没变,根据重力势能的影响因素可知:小球在A、B两点的重力势能相等;由于小球在A位置的这次弹跳要高于B的这次弹跳,所以小球在A、B两位置的机械能的大小不同,A位置的机械能大于B位置时的机械能,因此在A、B两位置重力势能相等的情况下,A位置的动能大于B位置的动能。分析图片后得到小球弹起的高度逐渐减小,同时小球会变热。根据能量守恒定律可知,小球在运动过程中有一部分机械能转化为内能。
16.(1)守恒(或不变) (2)减少 (3)机械 内
(4)900 500
17.(1)守恒 (2)方向性
(1)若斜面是光滑的,无论右侧斜面坡度如何,小球都会沿斜面上升到相同的高度,这说明此时小球的机械能等于释放之前的机械能,即机械能是守恒的,或者说能的总量是守恒的。
(2)内能不可能自动地从温度低的物体转移到温度高的物体,散失到空气中的内能无法自动转化为机械能,这是因为能量的转移和转化具有方向性。
18.B 19.D 20.内 电