《能量的转化和守恒》同步试题
一、选择题
1．木块从粗糙的斜面顶端匀速下滑到底端的过程中（ ）
A．木块的重力势能全部转化为动能
B．木块的动能增加，重力势能减小
C．木块有一部分机械能转化为内能
D．木块的机械能全部转化为内能
答案：C
解析：解答本题注意“匀速”“下滑”这两个条件，既然是匀速，则动能保持不变，而下滑又说明势能在减小，减小的势能没有转化为动能，由能量守恒定律可知，减小的能量一定转化为其他形式的能了，转化为什么能了呢？由于斜面是粗糙的，木块与斜面摩擦生热，重力势能转化为内能。所以是一部分机械能转化为内能，而不是全部。
2．某物体对外做功，消耗了100J的机械能，如果未发生能量转移，那么这些机械能转化为其他形式的能量是（ ）
A．50J B．100J C．0J D．无法确定
答案：B
解析：由能量转化守恒定律可知，能量在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。消耗了100J的机械能，转化为其他形式的能量也是100J，不可能是其他的数值。
3．用打桩机打桩，打桩锤从3m高处自由落下时，锤与桩因冲击力作用，表面温度升高，这说明（ ）
A．机械能守恒 B．动能守恒
C．势能守恒 D．能量守恒
答案：D
解析：打桩锤自由下落过程中，重力势能转化为动能，锤与桩撞击时，动能转化为锤与桩的内能，所以在整个过程中，机械能发生了变化，但总能量是守恒的。所以选D。
4．下面关于能量的说法中，正确的是（ ）
A．用砂轮磨刀是由内能转化为动能
B．陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能
C．壶中的水沸腾时壶盖不停地跳动，是水的势能转化为壶盖的动能
D．用打气筒给轮胎打气，打气筒发热，是机械能转化为内能
答案：D
解析：本题实际上考查了做功改变物体内能的实质，即内能和其他形式的能的相互转化。砂轮磨刀时，克服摩擦力做功，是机械能转化为内能，选项A错误。陨石进入大气层，克服摩擦力做功，消耗机械能，内能增大，温度升高，发光发热，选项B错误。壶中的水沸腾时产生大量的水蒸气，水蒸气膨胀推动壶盖做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，选项C错误。用打气筒给轮胎打气，压缩气体做功，机械能转化为内能，选项D正确。
5．在一个密封隔热的小房间里，放着一台开着门的电冰箱，给电冰箱通电，忽略电热的影响，过一段时间后，房间的温度将（ ）
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
答案：C
解析：电冰箱的作用就是将热量从电冰箱里面搬运到外面，使冰箱里面内能减小，温度降低，但同时，外面的温度将升高。由能量守恒定律可得：冰箱里面内能减少的量，与外面内能增加的量是相等的，这样，在电冰箱门口，将不断地发生热传递，而房间内总的内能不变，所以，温度将保持不变。
6．火箭在大气层里加速上升的过程中（ ）
A．机械能减少，内能增加 B．机械能增加，内能减少
C．机械能与内能都增加 D．机械能不变，内能增加
答案：C[来源:学
解析：火箭由于加速上升，速度增大，火箭的动能增大，上升过程中高度增加，重力势能也增大，因此机械能也增大；火箭在大气层中上升，要克服摩擦力做功，内能要增加，所以选项C正确。选项A、B、D错误。本题容易错选A，错误的原因是认为火箭在大气层中上升，要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，而没有考虑到火箭加速上升，动能和重力势能都要增加，解答本题的关键是明确机械能的大小跟哪些因素有关。
7．下列能量的转化中，属于机械能转化为内能的是（ ）
A．点燃爆竹，爆竹腾空而起 B．汽车紧急刹车，轮胎发热
C．给生石灰加水，温度升高 D．给电炉通电，电炉发热
答案：B
解析：本题的关键是弄清在各种能量的转化过程中前后能量的形式。点燃爆竹，爆竹腾空而起，是火药的化学能转化为内能，内能又转化为机械能；汽车紧急刹车，是轮胎与地面摩擦生热，机械能转化为内能；给生石灰加水，发生化学变化，属于化学能转化为内能；给电炉通电，电炉发热，是电能转化为内能。
二、填空题
8．从能量的角度分析如图1所示的滚摆和单摆往复运动的情况，它们共同表明_____________________。
答案：动能和重力势能之间可以相互转化
解析：滚摆和单摆向下运动时，重力势能转化为动能，向上运动时，动能转化为重力势能，它们可以反复上下运动，共同表明：动能和重力势能之间可以相互转化。认识到这一点，可以让学生从能量的角度分析自然界中各种现象之间的相互联系。
9．把一个薄壁金属管固定在桌上，里面放一些酒精，用塞子塞紧，拿一根绳子在管外绕几圈，并迅速地来回拉动绳子，过一会儿，你会看到塞子跳了起来，如图2所示。从能量的角度分析，这个现象表明_________________________。
答案：内能和机械能之间可以相互转化（和转移）
解析：绳子与金属管摩擦生热，机械能转化为内能；高温筒壁对酒精加热，这是能量的转移；高温酒精蒸气推动塞子做功，使塞子跳起，内能转化为机械能。所以在整个过程中，存在着内能和机械能之间的相互转化，也存在着能量的转移。能答出“内能和机械能之间可以相互转化”即可。
10．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___________到另一个物体，而在___________和___________的过程中，能量的总量保持___________。这就是能量守恒定律。
答案：消灭 产生 转化 转移 转化 转移 不变
解析：能量守恒定律是整个中学物理的的重点内容，通过此题的练习让学生掌握能量守恒定律中的关键词语，并进一步理解此定律。
11．通信卫星板状的两翼是太阳电池板，它的作用是把_____能转化为_____能，供卫星使用。
答案：太阳 电
解析：通信卫星的太阳能电池板是通过能量转化，为通信卫星提供能量的装置。所以它的作用是把太阳能转化为电能。
12．在下列现象中，能量是怎样转化的？
（1）用锯锯木头，过一会锯条变热了；______________________
（2）木材燃烧，发光发热；_________________________________
（3）植物进行光合作用；_________________________________
（4）电动机通电后转动起来；_________________________________
（5）核电站发电；_________________________________
（6）蓄电池放电；_________________________________
（7）对蓄电池充电。_________________________________
答案：（1）机械能转化为内能；（2）化学能转化为内能和光能；（3）光能转化为化学能；（4）电能转化为机械能；（5）核能转化为电能；（6）化学能转化为电能；（7）电能转化为化学能。
解析：能量的转化是非常普遍的，各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化。正确区分转化前后能量的存在形式，理解转化过程，即可判断能量是怎样转化的。
13．请阅读下面的介绍，回答相关问题。
焦耳是一位伟大的物理学家，他成功地发现了焦耳定律，测出了热功当量。但他在探索科学真理的道路上，也走过弯路。年轻的时候，焦耳也和许多人一样设想能制作出一种“永动机”──不需要给它提供任何动力（即不消耗任何能源）就能自动工作起来的机械装置。他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计、制作，但没有一次是成功的。接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样“执迷不悟”，而是反思原来的设想，重新确定新的探究课题。经过不懈地努力，他终于在新的研究领域中取得了成功，发现了科学真理。
（1）“永动机”制造一直失败的原因是它违背了______________________。
（2）你从焦耳科学探究的历程中得到的启示是 ______________________。
答案：（1）能量守恒定律
（2）科学探究要善于思考，认清方向，经常反思，不懈努力
解析：解决此类问题，首先要静下心来读题，先粗读，知道题目叙述的概况；后精读，分析有关题目的内容和特征。然后提取相关信息，排除干扰因素，弄清物理情景、物理过程，建立物理模型，找出物理规律。最后应用所学知识解答题目。
14．某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率。他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水时锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低。
（1）请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施。
（2）要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？
答案：（1）锅炉效率低的原因：
①锅炉冒出大量的黑烟，说明煤燃烧不完全；
②锅炉周围的温度很高，说明锅炉向周围散失的热量太多。
（2）改进措施：尽量使燃料燃烧充分；利用烟气携带的热量对其他的水进行预加热，综合利用内能。
解析：在当今的低耗、高效的形式下，锅炉效率低是社会关注的焦点问题。在本题中，师生通过共同调查研究，发现了锅炉效率低的主要原因表现症状：经常冒出大量的黑烟；锅炉周围的温度很高。针对这两种表现，通过分析，揭示其效率低的原因：燃烧问题和散热问题。发现问题，分析问题，如何解决问题呢？烟气带走热量，是普遍存在的问题，让同学们提出解决方案，渗透、融合了情感态度价值观的教育，可谓是一箭双雕。
验证机械能守恒实验
实验目的：
验证机械能守恒定律。
实验原理：
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只可以从一个物体传递给另一个物体，而且能量的形式也可以互相转换。这就是人们对能量规律的总结，称为能量守恒定律。
实验器材：
牛顿摆、滚摆。
实验一：
1．将如图1所示的牛顿摆放置在水平桌面上，并保持小球静止。
2．将左边的一小球抬升至一定的高度，自由释放。
3．观察实验现象。
实验二：
1．将如图2所示的滚摆放在水平桌面上，并保持装置中金属圆饼上无绕线且处于静止状态。
2．将金属圆饼绕线至一定高度，自由释放。
3．观察实验现象。
操作提示：
1．牛顿摆实验是为了验证能量是可以相互转移的，为了让实验结论更具普遍性，被抬升的小球可以每次增加一个（如图3）
2．滚摆中金属圆饼两端的线绕的圈数要一致，这样它在做往复运动时才能稳定地进行。
《能量的转化和守恒》教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1．知道能量守恒定律。
2．能举出日常生活中能量守恒的实例。
3．有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
（二）过程与方法
1．通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系。
2．通过学生讨论体会能量不会凭空消失，培养学生探究物理规律的能力。
（三）情感态度和价值观
1．通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣。
2．对能量的转化和守恒有一个感性的认识，为建立科学世界观和科学思维方法打基础。
二、教学重难点
本节以能量为线索，通过提问和讨论的方式，让学生对能量的转移和转化有一个感性的认识最后突出能量守恒定律及应用的重要性。能量的转化和守恒是自然科学的核心内容之一，从更深层次上反映了物质运动和相互作用的本质，与日常生活息息相关，学习这部分内容对学生树立科学的世界观、形成可持续发展的意识以及进一步学习其他科学技术，都是十分重要的。本节内容由两部分内容组成，“能量的转化”和“能量守恒定律”。能量守恒定律是本节重点，能量的转化和用能量守恒的观点分析物理现象是本节难点。
三、教学策略
先从学生熟悉的能量入手，比如内能、机械能之间的转化，在扩展到光能、电能、化学能等，同时结合图片来加深学生的理解。能量转化过程示意图需要在学生们充分讨论后再填写，答案不要求统一，合理就行。在学生知道各种能量之间可以相互转化的基础上，组织学生做好探究实验，讲解能量守恒定律时，要突出定律的物理意义，即“转化”和“守恒”。
四、教学准备
多媒体课件、黑塑料袋、水、温度计、太阳能电池、小电扇、钢笔杆、碎纸屑、乒乓球、小球撞击演示器。
五、教学过程
《能量的转化和守恒》重难点突破
一、教学内容分析
本节主要由能量的转化和能量守恒定律两部分组成，能量的转化和守恒定律是在学习了物体的内能等知识后，对能的概念以及能量转化和守恒做进一步的拓展和深化。能量守恒定律是自然界的一条普遍定律，它不仅是本章的学习重点，也是整个中学物理的重点。能量守恒的思想贯穿在整个物理学习的过程中，通过后续各章的学习，将不断加深学生对能量守恒定律的认识和应用能力。能的转化和守恒不仅是物理学的法则，而且是一个跨越各门自然学科的统一法则。学习本节内容需要以动能、势能、机械能、内能以及机械能守恒定律知识为基础，通过实验、自主活动等，使学生明确各种形式的能量之间可以相互转化。通过从能量角度猜想“永动机”永动的秘密，加深对能量守恒定律的认识和理解，领略在科学发明与创新活动中，尊重事实、遵循科学规律的重要性。能量守恒定律是本节重点，能量的转化和用能量守恒的观点分析物理现象是本节难点。
二、重难点突破
1．能量的转化
突破建议：
课前布置学生准备一些小实验的器材，上课时先要学生完成这几个小实验。让学生观察实验所发生的现象，找出这些现象之间的联系。引导学生分析得出在这些实验中发生了哪些能量转化。在此基础上告诉学生：科学家经过长期的探索，发现各种现象变化常常存在着能量的转化。展示能量转化过程示意图（如图），通过此图对能量转化有一个具体的理解。要让学生充分讨论后填写，不要强调答案统一，只要学生认真思考，合理就行。
2．能量守恒定律
突破建议：
在学生知道各种能量之间可以相互转化的基础上，讲能量守恒定律的内容时，要突出定律的物理意义，即突出“转化”和“守恒”。通过让学生讨论发生在地球上的许多的能量的转化现象，以及分析乒乓球落地不断反弹等现象，引导学生分析得出：能量守恒是指自然界所有能量总和守恒，而一种能量或几种能量在转移和转化时一般是不守恒的。在教学过程中要说明能量转移和能量转化的区别，同时要向学生强调定律的普遍性和重要性。
