人教版九年级物理同步训练培优卷：14.3 能量的转化和守恒
一、单选题
1．（2023九上·鞍山期末）下列各事例中的能量转化过程，其中与汽油机压缩冲程中的能量转化相同的是（ ）
A．火箭发射 B．钻木取火 C．碳烤牛肉 D．拉弓射箭
【答案】B
【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】汽油机压缩冲程中的能量转化是机械能转化为内能。
A．火箭点火升空时，是内能转化为机械能，A不符合题意；
B．钻木取火是通过做功的方式改变内能的，机械能转化为内能，B符合题意；
C．碳烤牛肉是通过热传递的方式改变内能，C不符合题意；
D．拉弓射箭是将弹性势能转化为动能，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】钻木取火及压缩冲程都是将机械能转化为内能。
2．（2023九上·邵阳期末）下列关于能量转化、转移现象的说法，错误的是（ ）
A．植物进行光合作用时，光能转化为化学能
B．酒精燃烧时，机械能转化为内能
C．电动机工作，电能主要转化为机械能
D．用热水袋取暖，内能发生了转移
【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．植物进行光合作用，是将光能转化为化学能储存在植物体内，A正确，不符合题意；
B．酒精具有化学能，燃烧时将化学能转化为内能，B错误，符合题意；
C．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，其工作时消耗电能转化为机械能，C正确，不符合题意；
D．用热水袋取暖，是内能发生了转移，是通过热传递来改变物体的内能，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】燃料燃烧将化学能转化为内能；电动机将电能转化为机械能；热水袋取暖是热传递改变内能。
3．（2023九上·汝城期末）如图所示，则下列说法正确的是（ ）
加热让试管内的水沸腾后木塞向外运动
A．实验是通过做功方式改变试管内气体的内能
B．已经燃烧的酒精的化学能部分转化为木塞的机械能
C．木塞飞出的过程，木塞的机械能转化为水蒸气的内能
D．木塞飞出的过程，试管内水蒸气的内能增加
【答案】B
【知识点】做功改变物体内能；燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】A.在对试管内的水进行加热时，是通过热传递改变试管内空气的内能，软木塞飞出时，水蒸气对木塞做功，内能转化为机械能，是通过做功改变试管内空气的内能，A不符合题意；
B.酒精燃烧是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，由于热量的散失，不可能全部转化为木塞的机械能，B符合题意；
C.木塞飞出的过程，水蒸气对外做功，将自身的内能转化为橡皮塞的机械能，C不符合题意；
D.木塞飞出的过程，水蒸气对外做功，水蒸气的内能减小．D不符合题意．
故答案为：B．
【分析】燃料燃烧时将化学能转化为内能，内能对外做功转化为机械能。
4．（2022九上·即墨期中）下列事例的能量转化中，属于机械能转化为内能的是（ ）
A．壶中的水沸腾时，壶盖不停地跳动
B．用砂轮磨刀时，刀的温度升高了
C．电动机通电后，电动机转动起来了
D．电视机工作一段时间后，外壳变热了
【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．壶中水沸腾时产生大量的蒸汽推动壶盖跳动，是水的内能转化为壶盖的机械能，A不符合题意；
B．用砂轮磨刀，克服摩擦做功，机械能转化为内能，B符合题意；
C．电动机通电后转动，是电能转化为机械能，C不符合题意；
D．电视机工作一段时间后，外壳变热了，是电能转化为内能，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体间相互摩擦，是做功改变内能，将机械能转化为内能。
5．（2023九上·桐柏期末）如图是一种新型的风光互补照明灯，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，腰胯照明灯，脚踏蓄电池，下列解释正确的是（ ）
A．利用风力发电将电能转化为机械能
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能
C．照明灯工作时，LED灯是将机械能转化为光能蓄电池
D．夜晚放电时将电能转化为化学能
【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．新型的风光互补照明灯，是利用风力发电将机械能转化为电能，A不符合题意；
B．太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置，B符合题意；
C．照明灯工作时，LED灯是将电能转化为光能，C不符合题意；
D．夜晚放电时将化学能转化为电能，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】风力发电，将风能转化为电能；太阳能电池将太阳能转化为电能；LED灯将电能转化为光能；电池放电，将化学能转化为电能。
6．（2022九上·南城期中）如图所示的四种情景，能说明电能转化为机械能的是（ ）
A． 电灯发光
B． 利用太阳能把水加热
C． 滚摆上升
D． 电风扇吹风
【答案】D
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．电灯工作时消耗电能，得到光能和内能，因此电灯将电能转化为光能和内能；
B．太阳能热水器利用太阳能加热水，将太阳能转移为水的内能；
C．滚摆上升过程中，动能主要转化为重力势能，克服摩擦有少量的机械能能转化成内能；
D．电风扇是消耗电能，扇叶转动得到机械能，将电能转化为机械能．
故答案为：D
【分析】电风扇是消耗电能，扇叶转动得到机械能，将电能转化为机械能。
7．（2022九上·巧家期中）为实现国家“碳达峰”“碳中和”的目标，我国某汽车集团研发了一款新型汽车。与另一款汽车相比，在同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图所示，这是汽车发动机某一冲程的示意图，下列说法错误的是（ ）
A．该冲程为压缩冲程，机械能转化为内能
B．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧更完全
C．新型汽车在行驶时，能量转移或转化过程中，能量的总量不变
D．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护
【答案】A
【知识点】热机的效率；热机的四个冲程；能量守恒
【解析】【解答】A．两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程中内能转化为机械能，A错误，符合题意；
B．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，燃烧的较完全，B正确，不符合题意；
CD．新型汽车在行驶时，能量转移或转化过程中，能量的总量不变，该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，CD正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】能量转移或转化时，总量保持不变；汽油机的气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，将机械能转化为内能。
8．（2022九上·红桥期中）关于热机效率和能量守恒定律，下列说法正确的是（ ）
A．热机做的有用功越多，效率就越高
B．热机消耗的燃料越多，效率就越低
C．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变
D．热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
【答案】C
【知识点】热机的效率；能量守恒
【解析】【解答】A．效率是有用功与总功的比值，热机做的有用功越多，总功也就越多，效率不一定越高，A不符合题意；
B．热机的效率是燃料燃烧产生的有用的热量与总热量的比值，与消耗的燃料多少无关，B不符合题意；
C．能量既不能创生，也不会消灭，它只会从一种形式转化成另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移过程中，能量的总量保持不变，C符合题意；
D．能量守恒定律是自然界最普遍最重要的基本定律，热机在工作的过程中也遵循能量守恒定律，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】热机效率是热机做的功和总热的比值；能量在转化和转移过程中，总量保持不变。
9．（2023九上·澄城期末）下列对能量转化的描述不正确的是（ ）
A．蓄电池充电：电能——化学能
B．发电机工作：电能——机械能
C．植物吸收太阳光：光能——化学能
D．内燃机工作：内能——机械能
【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，A正确，不符合题意；
B．发电机工作时，是将机械能转化为电能，B错误，符合题意；
C．植物吸收太阳光是将光能转化为化学能存储在植物体内，C正确，不符合题意；
D．内燃机工作时，燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】发电机工作时，是将机械能转化为电能。
10．（2023九上·广州期末）如图是电风扇工作时的能量流向图（箭头粗细不代表能量的多少），括号的能量应该是（ ）
A．电能 B．内能 C．化学能 D．机械能
【答案】A
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】电动机属于用电器，在工作时，消耗电能，转化为机械能和内能，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电动机属于用电器，在工作时，消耗电能，转化为机械能和内能。
11．（2023九上·磁县期末）对于图中所示的四幅图，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加
B．乙图中两个压紧的铅块能吊着钩码不动，主要是因为铅块对钩码做了功
C．丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程
D．丁图中小朋友下滑时，机械能转化为内能
【答案】D
【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程；能量的转化或转移；是否做功的判断
【解析】【解答】A．图中软木塞飞出时，管内水蒸气对软木塞做功，内能减少，A项错误；
B．图中两个压紧的铅块能吊着钩码不动，主要是因为分子之间存在引力，B项错误；
C．图中活塞向上运动，压缩气体，将机械能转化为内能，是内燃机的压缩冲程，C项错误；
D．图中小朋友下滑时，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，D项正确。
故答案为：D
【分析】管内水蒸气对软木塞做功，内能减少；分子之间存在引力；活塞向上运动，压缩气体，将机械能转化为内能，是内燃机的压缩冲程；，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能。
12．（2023九上·青羊期末）2022年10月31日，伴随着一阵山呼海啸般的巨响，长征五号火箭宛如一条腾飞的巨龙，托举着中国空间站梦天实验舱飞向太空，如图，发射取得圆满成功。下列说法正确的是（ ）
A．火箭升空过程中，能将全部的机械能都转化为内能
B．火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小
C．长征五号火箭使用液氢做燃料，利用了液氢的热值大
D．火箭发动机是最高效的热机，其效率非常接近100%
【答案】C
【知识点】燃料的热值；热机的效率；能量的转化或转移
【解析】【解答】A．火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能，A不符合题意；
B．热值是燃料的一种特性，大小与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值保持不变，B不符合题意；
C．长征五号火箭使用液氢做燃料，利用了液氢的热值大，根据Q=mq可知，燃烧同质量的氢和其它燃料相比，放出的热量多，C符合题意；
D．一般热机的效率是30%。火箭使用的是喷气式发动机，喷气式发动机的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压的气体，这种气体从尾部以极高的速度喷出，同时产生很大的反作用力推动机身向前运动，火箭发动机属于热机，由于它不需要活塞、螺旋桨等那样的传动装置，从而减少了能量的损失，提高了热机的效率，但效率不可能接近100%，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】火箭升空将内能转化为机械能；燃料的热值是特性，和燃烧情况无关；热值较大时，消耗相同的燃料，产生的热量多；热机的效率不可能到达100%。
13．（2023九上·秦淮期末）小明将铁丝快速弯折十余次，铁丝弯折处的温度会升高。下列四个事例中，能量转化与之相同的是（ ）
① 活塞迅速下压棉花燃烧
② 按动电火花发生器按钮，盒盖飞出
③ 小孩滑下滑梯臀部发烫
④ 水烧开后顶着壶盖上下运动
A．①② B．①③ C．②③ D．①④
【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】反复弯折铁丝，铁丝弯折处温度升高，机械能转化为内能，使铁丝内能增加；
①．用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程机械能转化为内能，故①符合题意；
②．酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，使盒盖飞出去，内能转化为盒盖的机械能，故②不符合题意；
③．小朋友滑滑梯时，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使臀部的内能增加、温度升高，故③符合题意；
④．水烧开后壶内的水蒸气温度升高，内能增大，体积膨胀，对外做功，使壶盖上下运动，内能转化为壶盖的机械能。故④不符合题意。
综上分析可知，与弯折铁丝，使铁丝温度升高能量转化相同的是①③。
故答案为：B。
【分析】机械能和内能相互转化，是通过做功改变内能的。
14．（2022九上·襄都期中）如图所示，是设想中的“永动机”，它通过高处的水从A口流出时，水流冲击叶片转动，叶片的转动带动B处的砂轮转动，打磨刀片，同时带动C处的抽水器工作，将低处的水抽到高处从D口流出，从而循环工作。该“永动机”工作过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水流冲击叶片转动，把机械能转化为内能
B．砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，说明“永动机”工作时制造了能量
C．相同时间内，A，D两口流出水的质量相等
D．这款“永动机”违背了能量守恒定律
【答案】D
【知识点】能量的转化或转移；能量守恒
【解析】【解答】A．水流冲击叶片转动，是水的机械能转化为砂轮的机械能，A不符合题意；
B．砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，这是机械能转化为内能，不是“永动机”工作时制造了能量，B不符合题意；
C．水在冲击叶片的过程中，一部分水流失掉了，所以相同时间内，A、D两口流出水的质量不相等，C不符合题意；
D．设想中的永动机不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作；永动机违背了能量守恒定律，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】水流冲击叶片转动，是水的机械能转化为砂轮的机械能；刀片和砂轮的温度都升高，这是机械能转化为内能；水在冲击叶片的过程中，一部分水流失掉了；永动机违背了能量守恒定律。
15．（2021九上·富县期中）下列事例中，能表示能量转化或转移具有方向性的事例是（ ）
A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能
B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体
C．动能可以和重力势能相互转化
D．电能可以转化为内能，内能也可以部分转化为电能
【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，A不符合题意；
B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量转移具有方向性，B符合题意；
C．动能可以和重力势能相互转化，说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，C不符合题意；
D．电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】能量转移具有方向性。
二、填空题
16．（2022九上·永吉期末）图中，气球内的气体喷出时，球内气体的内能转化为 ，该能量转化过程与热机工作冲程中的 冲程相同。
【答案】机械能；做功
【知识点】热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】球内气体喷出，球内气体的内能转化为气球的机械能，球内气体的内能减小；热机的做功冲程也是将内能转化为机械能的，与该气球能量转化过程相同。
【分析】内能对外做功时，内能转化为机械能；汽油机的做功冲程将内能转化为机械能。
17．（2023九上·南宁期末）冬天人们喜欢捧着一杯热水取暖，此过程能量发生了 （选填“转化”或“转移”）。 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。
【答案】转移；遵循
【知识点】热传递改变物体内能；能量守恒
【解析】【解答】冬天人们喜欢捧着一杯热水，热水温度较高，放出热量，人体温度较低，吸收热量，此过程中发生了能量的转移。在转移的过程中，能量的总量不变，故遵循能量守恒定律。
【分析】温度不同的物体间，通过热传递改变内能；能量转移或转化时，总量是守恒的。
18．（2023九上·河北期末）在如图所示的四幅图中，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图，丙、丁是四个冲程汽油机工作过程中其中两个冲程示意图。其中内能增大的是 （选填所有符合题意的图号）图，利用内能做功的是 （选填所有符合题意的图号）图；乙图中酒精燃烧把 能转化为内能。
【答案】甲、丙；乙、丁；化学
【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】图甲是通过压缩空气使硝化棉燃烧，这个实验通过做功使空气的内能增加，温度升高。图乙是水蒸气将塞子顶飞，这个实验是将内能转化为机械能，利用内能做功。图丙中进气门、排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，该过程中机械能转化为内能，燃料气体的内能增加。图丁中进气门、排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，该过程中内能转化为机械能，利用内能做功。综上可知，其中内能增大的是甲、丙图，利用内能做功的是乙、丁图。乙图中的酒精燃烧是通过燃烧释放能量，将自身的化学能转化为内能。
【分析】压缩体积是做功的方式改变内能；内能对外做功，将内能转化为机械能；燃料燃烧将化学能转化为内能。
19．（2022九上·南海期中）如图所示是一组太阳能电池板，太阳能电池板将太阳能转化为
能；能量在转化和转移的过程中，总量 （选填“变大”“变小”或“不变”）；永动机是不存在的，因为它违背了 定律。
【答案】电；不变；能量守恒
【知识点】能量守恒；电源及其能量转化
【解析】【解答】太阳能电池板，利用太阳能，将太阳能直接转化为电能。
能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
动摩擦消耗能量，而永动机又必须动，且不能完全消除摩擦，即动就要消耗，就不能守恒，所以永动机不能存，因为它违背了能量守恒定律。
【分析】太阳能电池板将太阳能转化为电能；能量在转移和转化时，总量不变，说明能量守恒。
20．（2021九上·咸阳月考）如图所示为一名消防队员正在进行模拟演习训练。当消防队员沿着竖立在地面上的钢管匀速下滑时，他的动能 （选填“减小”、“不变”或“增大”）。在下滑过程中，他感到手心发烫，这是通过 的方法使其内能增加的，这个过程中， 能转化为内能。
【答案】不变；做功；机械
【知识点】动能的影响因素；做功改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【解答】当消防队员沿着竖立在地面上的钢管匀速下滑时，速度不变质量不变，他的动能不变。
在下滑过程中，他感到手心发烫，这是通过克服摩擦力做功的方法使其内能增加的，机械能转化为内能。
【分析】物体的动能和物体的质量、速度有关；物体间摩擦时产生内能，是做功改变内能；摩擦生热是机械能转化为内能。
三、实验探究题
21．（2022九上·龙岗期中）如图所示的实验，是我们在学习分子动理论时做过的一些实验：
图a：浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，几天之后，两种液体混合均匀了；
图b：玻璃板的下表面接触水面，向上提起，发现拉力大于玻璃板的重力；
图c：水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积；
图d：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来；
图e：将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
（1）图a和图 两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明： ；
（2）图b和图 两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明： ；
图2：为火力发电的示意图，火力发电一般是指利用煤炭、石油、天然气或其他燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温高压蒸汽，推动汽轮发电机组来发电的方式总称；
（3）a．在（1）过程中，把燃料的 能转化为水的内能。此过程热效率比较低，可以通过 方法提高煤炭燃烧的热效率；（写出一种即可）
（4）b．在（2）过程中，越来越多的水吸收热量，汽化为水蒸气，此时水蒸气的内能变 ，分子热运动变 ；
（5）c．在（3）过程中，是把水蒸气的内能转化为汽轮机的 能，通过 方式使水蒸气的内能减小。
【答案】（1）d；分子在永不停息地做无规则运动
（2）e；分子之间存在引力
（3）化学；加大送风量
（4）大；快
（5）机械；做功
【知识点】做功改变物体内能；能量的转化或转移；分子热运动；分子间相互作用力
【解析】【解答】（1）（2）图1中图a：浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，几天之后，两种液体混合均匀了，这是扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动。图b：玻璃板的下表面接触水面，发现拉力大于玻璃板的重力，这是因为水对玻璃施加了向下的作用力，此时水分子和玻璃分子紧密接触，说明分子之间存在相互作用的引力。图c：水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积，说明分子之间有间隙。图d：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来，这是扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动。图e：将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开，这是因为上方的铅块对下方的铅块施加了向上的作用力，此时接触面上的铅分子间距很小，说明了分子之间存在相互作用的引力。故图a和图d两个实验形成实验现象的原因相同，表明了分子在永不停息地做无规则运动。图b和图e两个实验形成实验现象的原因相同，表明了分子之间存在引力。
（3）燃料燃烧的过程是通过化学反应把燃料的化学能转化为水的内能。
通过加大送风量，可以使煤炭和氧气充分接触，使燃料的燃烧更充分，提高煤炭燃烧的热效率。
（4）热传递可以改变水的内能，水吸收了热量，汽化为水蒸气，内能变大，分子热运动变快。
（5）高温的水蒸气通过做功的方式驱动汽轮机转动，将水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，水蒸气的内能减小，温度降低，这是通过做功的方式使水蒸气的内能减小。
【分析】（1）分子在永不停息地做无规则运动；
（2）分子之间存在引力；
（3）燃料燃烧的过程是通过化学反应把燃料的化学能转化为水的内能；通过加大送风量，使燃料的燃烧更充分，提高煤炭燃烧的热效率；
（4）水吸收了热量，汽化为水蒸气，内能变大，分子热运动变快；
（5）高温的水蒸气通过做功的方式驱动汽轮机转动，将水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能。
22．（2022九上·永定期中）阅读下文，回答文后问题：
如图展示了一个极具想象力的设想，其大意是：上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动；叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动；人利用打磨轮打磨工件，同时，运转的水泵又把流到下面水池水抽到上面的水池中…，只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使机器不停地工作。
（1）按要求填写表中空白
物理现象（摘取原文） 物理知识
① 重力势能转化为动能
② 人们利用打磨轮打磨工件
（2）这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”。那么，这个装置真的能“永动”吗？为什么？
【答案】（1）上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动；机械能转化为内能
（2）不能，不遵循能量守恒。
【知识点】能量的转化或转移；能量守恒
【解析】【解答】(1)按要求填写表中空白
物理现象（摘取原文） 物理知识
① 上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动 重力势能转化为动能
② 人们利用打磨轮打磨工件 机械能转化为内能
(2)这个永动机不能永动，因为在水从上到下循环时，有能量的损失，不遵循能量守恒。
【分析】（1）根据文章内容，填写表格；
（2）在水从上到下循环时，有能量的损失，永动机不遵循能量守恒。
四、计算题
23．（2021九上·昭阳期中）如图所示，一种便携式燃气炉，用瓶装丁烷气体作燃料，已知某品牌瓶装丁烷气体的质量为250g，丁烷的热值为q＝7×107J/kgC水＝4.2×103J/（kg ℃）问：
（1）丁烷气体在燃烧时，能量转化是 ．
（2）完全燃烧0.1kg的丁烷气体，可以发出多少热量？
（3）若该燃气炉的效率为30%，丁烷燃烧放出的热量被水吸收，一瓶气体能使多少千克的水温度升高50℃？
【答案】（1）化学能转化为内能
（2）解：完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量：Q放=mq=0.1kg×7×107J/kg=7×106J；
（3）解：由题知，完全燃烧0.25kg的丁烷气体可以放出的热量：，
水吸收的热量：，
水的质量：．
【知识点】热量的计算；燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）丁烷气体燃烧时，此过程中的能量转化关系是将燃料的化学能转化为内能；
【分析】（1）燃料燃烧时将化学能转化为内能；
（2）根据燃料的质量和热值的乘积，计算热量；
（3）根据总热和热效率的乘积计算吸收的热量，结合物体的比热容和温度差，计算质量。
1 / 1人教版九年级物理同步训练培优卷：14.3 能量的转化和守恒
一、单选题
1．（2023九上·鞍山期末）下列各事例中的能量转化过程，其中与汽油机压缩冲程中的能量转化相同的是（ ）
A．火箭发射 B．钻木取火 C．碳烤牛肉 D．拉弓射箭
2．（2023九上·邵阳期末）下列关于能量转化、转移现象的说法，错误的是（ ）
A．植物进行光合作用时，光能转化为化学能
B．酒精燃烧时，机械能转化为内能
C．电动机工作，电能主要转化为机械能
D．用热水袋取暖，内能发生了转移
3．（2023九上·汝城期末）如图所示，则下列说法正确的是（ ）
加热让试管内的水沸腾后木塞向外运动
A．实验是通过做功方式改变试管内气体的内能
B．已经燃烧的酒精的化学能部分转化为木塞的机械能
C．木塞飞出的过程，木塞的机械能转化为水蒸气的内能
D．木塞飞出的过程，试管内水蒸气的内能增加
4．（2022九上·即墨期中）下列事例的能量转化中，属于机械能转化为内能的是（ ）
A．壶中的水沸腾时，壶盖不停地跳动
B．用砂轮磨刀时，刀的温度升高了
C．电动机通电后，电动机转动起来了
D．电视机工作一段时间后，外壳变热了
5．（2023九上·桐柏期末）如图是一种新型的风光互补照明灯，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，腰胯照明灯，脚踏蓄电池，下列解释正确的是（ ）
A．利用风力发电将电能转化为机械能
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能
C．照明灯工作时，LED灯是将机械能转化为光能蓄电池
D．夜晚放电时将电能转化为化学能
6．（2022九上·南城期中）如图所示的四种情景，能说明电能转化为机械能的是（ ）
A． 电灯发光
B． 利用太阳能把水加热
C． 滚摆上升
D． 电风扇吹风
7．（2022九上·巧家期中）为实现国家“碳达峰”“碳中和”的目标，我国某汽车集团研发了一款新型汽车。与另一款汽车相比，在同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图所示，这是汽车发动机某一冲程的示意图，下列说法错误的是（ ）
A．该冲程为压缩冲程，机械能转化为内能
B．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧更完全
C．新型汽车在行驶时，能量转移或转化过程中，能量的总量不变
D．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护
8．（2022九上·红桥期中）关于热机效率和能量守恒定律，下列说法正确的是（ ）
A．热机做的有用功越多，效率就越高
B．热机消耗的燃料越多，效率就越低
C．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变
D．热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
9．（2023九上·澄城期末）下列对能量转化的描述不正确的是（ ）
A．蓄电池充电：电能——化学能
B．发电机工作：电能——机械能
C．植物吸收太阳光：光能——化学能
D．内燃机工作：内能——机械能
10．（2023九上·广州期末）如图是电风扇工作时的能量流向图（箭头粗细不代表能量的多少），括号的能量应该是（ ）
A．电能 B．内能 C．化学能 D．机械能
11．（2023九上·磁县期末）对于图中所示的四幅图，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加
B．乙图中两个压紧的铅块能吊着钩码不动，主要是因为铅块对钩码做了功
C．丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程
D．丁图中小朋友下滑时，机械能转化为内能
12．（2023九上·青羊期末）2022年10月31日，伴随着一阵山呼海啸般的巨响，长征五号火箭宛如一条腾飞的巨龙，托举着中国空间站梦天实验舱飞向太空，如图，发射取得圆满成功。下列说法正确的是（ ）
A．火箭升空过程中，能将全部的机械能都转化为内能
B．火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小
C．长征五号火箭使用液氢做燃料，利用了液氢的热值大
D．火箭发动机是最高效的热机，其效率非常接近100%
13．（2023九上·秦淮期末）小明将铁丝快速弯折十余次，铁丝弯折处的温度会升高。下列四个事例中，能量转化与之相同的是（ ）
① 活塞迅速下压棉花燃烧
② 按动电火花发生器按钮，盒盖飞出
③ 小孩滑下滑梯臀部发烫
④ 水烧开后顶着壶盖上下运动
A．①② B．①③ C．②③ D．①④
14．（2022九上·襄都期中）如图所示，是设想中的“永动机”，它通过高处的水从A口流出时，水流冲击叶片转动，叶片的转动带动B处的砂轮转动，打磨刀片，同时带动C处的抽水器工作，将低处的水抽到高处从D口流出，从而循环工作。该“永动机”工作过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水流冲击叶片转动，把机械能转化为内能
B．砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，说明“永动机”工作时制造了能量
C．相同时间内，A，D两口流出水的质量相等
D．这款“永动机”违背了能量守恒定律
15．（2021九上·富县期中）下列事例中，能表示能量转化或转移具有方向性的事例是（ ）
A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能
B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体
C．动能可以和重力势能相互转化
D．电能可以转化为内能，内能也可以部分转化为电能
二、填空题
16．（2022九上·永吉期末）图中，气球内的气体喷出时，球内气体的内能转化为 ，该能量转化过程与热机工作冲程中的 冲程相同。
17．（2023九上·南宁期末）冬天人们喜欢捧着一杯热水取暖，此过程能量发生了 （选填“转化”或“转移”）。 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。
18．（2023九上·河北期末）在如图所示的四幅图中，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图，丙、丁是四个冲程汽油机工作过程中其中两个冲程示意图。其中内能增大的是 （选填所有符合题意的图号）图，利用内能做功的是 （选填所有符合题意的图号）图；乙图中酒精燃烧把 能转化为内能。
19．（2022九上·南海期中）如图所示是一组太阳能电池板，太阳能电池板将太阳能转化为
能；能量在转化和转移的过程中，总量 （选填“变大”“变小”或“不变”）；永动机是不存在的，因为它违背了 定律。
20．（2021九上·咸阳月考）如图所示为一名消防队员正在进行模拟演习训练。当消防队员沿着竖立在地面上的钢管匀速下滑时，他的动能 （选填“减小”、“不变”或“增大”）。在下滑过程中，他感到手心发烫，这是通过 的方法使其内能增加的，这个过程中， 能转化为内能。
三、实验探究题
21．（2022九上·龙岗期中）如图所示的实验，是我们在学习分子动理论时做过的一些实验：
图a：浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，几天之后，两种液体混合均匀了；
图b：玻璃板的下表面接触水面，向上提起，发现拉力大于玻璃板的重力；
图c：水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积；
图d：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来；
图e：将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
（1）图a和图 两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明： ；
（2）图b和图 两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明： ；
图2：为火力发电的示意图，火力发电一般是指利用煤炭、石油、天然气或其他燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温高压蒸汽，推动汽轮发电机组来发电的方式总称；
（3）a．在（1）过程中，把燃料的 能转化为水的内能。此过程热效率比较低，可以通过 方法提高煤炭燃烧的热效率；（写出一种即可）
（4）b．在（2）过程中，越来越多的水吸收热量，汽化为水蒸气，此时水蒸气的内能变 ，分子热运动变 ；
（5）c．在（3）过程中，是把水蒸气的内能转化为汽轮机的 能，通过 方式使水蒸气的内能减小。
22．（2022九上·永定期中）阅读下文，回答文后问题：
如图展示了一个极具想象力的设想，其大意是：上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动；叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动；人利用打磨轮打磨工件，同时，运转的水泵又把流到下面水池水抽到上面的水池中…，只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使机器不停地工作。
（1）按要求填写表中空白
物理现象（摘取原文） 物理知识
① 重力势能转化为动能
② 人们利用打磨轮打磨工件
（2）这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”。那么，这个装置真的能“永动”吗？为什么？
四、计算题
23．（2021九上·昭阳期中）如图所示，一种便携式燃气炉，用瓶装丁烷气体作燃料，已知某品牌瓶装丁烷气体的质量为250g，丁烷的热值为q＝7×107J/kgC水＝4.2×103J/（kg ℃）问：
（1）丁烷气体在燃烧时，能量转化是 ．
（2）完全燃烧0.1kg的丁烷气体，可以发出多少热量？
（3）若该燃气炉的效率为30%，丁烷燃烧放出的热量被水吸收，一瓶气体能使多少千克的水温度升高50℃？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】汽油机压缩冲程中的能量转化是机械能转化为内能。
A．火箭点火升空时，是内能转化为机械能，A不符合题意；
B．钻木取火是通过做功的方式改变内能的，机械能转化为内能，B符合题意；
C．碳烤牛肉是通过热传递的方式改变内能，C不符合题意；
D．拉弓射箭是将弹性势能转化为动能，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】钻木取火及压缩冲程都是将机械能转化为内能。
2．【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．植物进行光合作用，是将光能转化为化学能储存在植物体内，A正确，不符合题意；
B．酒精具有化学能，燃烧时将化学能转化为内能，B错误，符合题意；
C．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，其工作时消耗电能转化为机械能，C正确，不符合题意；
D．用热水袋取暖，是内能发生了转移，是通过热传递来改变物体的内能，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】燃料燃烧将化学能转化为内能；电动机将电能转化为机械能；热水袋取暖是热传递改变内能。
3．【答案】B
【知识点】做功改变物体内能；燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】A.在对试管内的水进行加热时，是通过热传递改变试管内空气的内能，软木塞飞出时，水蒸气对木塞做功，内能转化为机械能，是通过做功改变试管内空气的内能，A不符合题意；
B.酒精燃烧是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，由于热量的散失，不可能全部转化为木塞的机械能，B符合题意；
C.木塞飞出的过程，水蒸气对外做功，将自身的内能转化为橡皮塞的机械能，C不符合题意；
D.木塞飞出的过程，水蒸气对外做功，水蒸气的内能减小．D不符合题意．
故答案为：B．
【分析】燃料燃烧时将化学能转化为内能，内能对外做功转化为机械能。
4．【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．壶中水沸腾时产生大量的蒸汽推动壶盖跳动，是水的内能转化为壶盖的机械能，A不符合题意；
B．用砂轮磨刀，克服摩擦做功，机械能转化为内能，B符合题意；
C．电动机通电后转动，是电能转化为机械能，C不符合题意；
D．电视机工作一段时间后，外壳变热了，是电能转化为内能，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体间相互摩擦，是做功改变内能，将机械能转化为内能。
5．【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．新型的风光互补照明灯，是利用风力发电将机械能转化为电能，A不符合题意；
B．太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置，B符合题意；
C．照明灯工作时，LED灯是将电能转化为光能，C不符合题意；
D．夜晚放电时将化学能转化为电能，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】风力发电，将风能转化为电能；太阳能电池将太阳能转化为电能；LED灯将电能转化为光能；电池放电，将化学能转化为电能。
6．【答案】D
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．电灯工作时消耗电能，得到光能和内能，因此电灯将电能转化为光能和内能；
B．太阳能热水器利用太阳能加热水，将太阳能转移为水的内能；
C．滚摆上升过程中，动能主要转化为重力势能，克服摩擦有少量的机械能能转化成内能；
D．电风扇是消耗电能，扇叶转动得到机械能，将电能转化为机械能．
故答案为：D
【分析】电风扇是消耗电能，扇叶转动得到机械能，将电能转化为机械能。
7．【答案】A
【知识点】热机的效率；热机的四个冲程；能量守恒
【解析】【解答】A．两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程中内能转化为机械能，A错误，符合题意；
B．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，燃烧的较完全，B正确，不符合题意；
CD．新型汽车在行驶时，能量转移或转化过程中，能量的总量不变，该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，CD正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】能量转移或转化时，总量保持不变；汽油机的气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，将机械能转化为内能。
8．【答案】C
【知识点】热机的效率；能量守恒
【解析】【解答】A．效率是有用功与总功的比值，热机做的有用功越多，总功也就越多，效率不一定越高，A不符合题意；
B．热机的效率是燃料燃烧产生的有用的热量与总热量的比值，与消耗的燃料多少无关，B不符合题意；
C．能量既不能创生，也不会消灭，它只会从一种形式转化成另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移过程中，能量的总量保持不变，C符合题意；
D．能量守恒定律是自然界最普遍最重要的基本定律，热机在工作的过程中也遵循能量守恒定律，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】热机效率是热机做的功和总热的比值；能量在转化和转移过程中，总量保持不变。
9．【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，A正确，不符合题意；
B．发电机工作时，是将机械能转化为电能，B错误，符合题意；
C．植物吸收太阳光是将光能转化为化学能存储在植物体内，C正确，不符合题意；
D．内燃机工作时，燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】发电机工作时，是将机械能转化为电能。
10．【答案】A
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】电动机属于用电器，在工作时，消耗电能，转化为机械能和内能，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电动机属于用电器，在工作时，消耗电能，转化为机械能和内能。
11．【答案】D
【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程；能量的转化或转移；是否做功的判断
【解析】【解答】A．图中软木塞飞出时，管内水蒸气对软木塞做功，内能减少，A项错误；
B．图中两个压紧的铅块能吊着钩码不动，主要是因为分子之间存在引力，B项错误；
C．图中活塞向上运动，压缩气体，将机械能转化为内能，是内燃机的压缩冲程，C项错误；
D．图中小朋友下滑时，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，D项正确。
故答案为：D
【分析】管内水蒸气对软木塞做功，内能减少；分子之间存在引力；活塞向上运动，压缩气体，将机械能转化为内能，是内燃机的压缩冲程；，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能。
12．【答案】C
【知识点】燃料的热值；热机的效率；能量的转化或转移
【解析】【解答】A．火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能，A不符合题意；
B．热值是燃料的一种特性，大小与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值保持不变，B不符合题意；
C．长征五号火箭使用液氢做燃料，利用了液氢的热值大，根据Q=mq可知，燃烧同质量的氢和其它燃料相比，放出的热量多，C符合题意；
D．一般热机的效率是30%。火箭使用的是喷气式发动机，喷气式发动机的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压的气体，这种气体从尾部以极高的速度喷出，同时产生很大的反作用力推动机身向前运动，火箭发动机属于热机，由于它不需要活塞、螺旋桨等那样的传动装置，从而减少了能量的损失，提高了热机的效率，但效率不可能接近100%，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】火箭升空将内能转化为机械能；燃料的热值是特性，和燃烧情况无关；热值较大时，消耗相同的燃料，产生的热量多；热机的效率不可能到达100%。
13．【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】反复弯折铁丝，铁丝弯折处温度升高，机械能转化为内能，使铁丝内能增加；
①．用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程机械能转化为内能，故①符合题意；
②．酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，使盒盖飞出去，内能转化为盒盖的机械能，故②不符合题意；
③．小朋友滑滑梯时，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使臀部的内能增加、温度升高，故③符合题意；
④．水烧开后壶内的水蒸气温度升高，内能增大，体积膨胀，对外做功，使壶盖上下运动，内能转化为壶盖的机械能。故④不符合题意。
综上分析可知，与弯折铁丝，使铁丝温度升高能量转化相同的是①③。
故答案为：B。
【分析】机械能和内能相互转化，是通过做功改变内能的。
14．【答案】D
【知识点】能量的转化或转移；能量守恒
【解析】【解答】A．水流冲击叶片转动，是水的机械能转化为砂轮的机械能，A不符合题意；
B．砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，这是机械能转化为内能，不是“永动机”工作时制造了能量，B不符合题意；
C．水在冲击叶片的过程中，一部分水流失掉了，所以相同时间内，A、D两口流出水的质量不相等，C不符合题意；
D．设想中的永动机不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作；永动机违背了能量守恒定律，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】水流冲击叶片转动，是水的机械能转化为砂轮的机械能；刀片和砂轮的温度都升高，这是机械能转化为内能；水在冲击叶片的过程中，一部分水流失掉了；永动机违背了能量守恒定律。
15．【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，A不符合题意；
B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量转移具有方向性，B符合题意；
C．动能可以和重力势能相互转化，说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，C不符合题意；
D．电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】能量转移具有方向性。
16．【答案】机械能；做功
【知识点】热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】球内气体喷出，球内气体的内能转化为气球的机械能，球内气体的内能减小；热机的做功冲程也是将内能转化为机械能的，与该气球能量转化过程相同。
【分析】内能对外做功时，内能转化为机械能；汽油机的做功冲程将内能转化为机械能。
17．【答案】转移；遵循
【知识点】热传递改变物体内能；能量守恒
【解析】【解答】冬天人们喜欢捧着一杯热水，热水温度较高，放出热量，人体温度较低，吸收热量，此过程中发生了能量的转移。在转移的过程中，能量的总量不变，故遵循能量守恒定律。
【分析】温度不同的物体间，通过热传递改变内能；能量转移或转化时，总量是守恒的。
18．【答案】甲、丙；乙、丁；化学
【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】图甲是通过压缩空气使硝化棉燃烧，这个实验通过做功使空气的内能增加，温度升高。图乙是水蒸气将塞子顶飞，这个实验是将内能转化为机械能，利用内能做功。图丙中进气门、排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，该过程中机械能转化为内能，燃料气体的内能增加。图丁中进气门、排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，该过程中内能转化为机械能，利用内能做功。综上可知，其中内能增大的是甲、丙图，利用内能做功的是乙、丁图。乙图中的酒精燃烧是通过燃烧释放能量，将自身的化学能转化为内能。
【分析】压缩体积是做功的方式改变内能；内能对外做功，将内能转化为机械能；燃料燃烧将化学能转化为内能。
19．【答案】电；不变；能量守恒
【知识点】能量守恒；电源及其能量转化
【解析】【解答】太阳能电池板，利用太阳能，将太阳能直接转化为电能。
能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
动摩擦消耗能量，而永动机又必须动，且不能完全消除摩擦，即动就要消耗，就不能守恒，所以永动机不能存，因为它违背了能量守恒定律。
【分析】太阳能电池板将太阳能转化为电能；能量在转移和转化时，总量不变，说明能量守恒。
20．【答案】不变；做功；机械
【知识点】动能的影响因素；做功改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【解答】当消防队员沿着竖立在地面上的钢管匀速下滑时，速度不变质量不变，他的动能不变。
在下滑过程中，他感到手心发烫，这是通过克服摩擦力做功的方法使其内能增加的，机械能转化为内能。
【分析】物体的动能和物体的质量、速度有关；物体间摩擦时产生内能，是做功改变内能；摩擦生热是机械能转化为内能。
21．【答案】（1）d；分子在永不停息地做无规则运动
（2）e；分子之间存在引力
（3）化学；加大送风量
（4）大；快
（5）机械；做功
【知识点】做功改变物体内能；能量的转化或转移；分子热运动；分子间相互作用力
【解析】【解答】（1）（2）图1中图a：浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，几天之后，两种液体混合均匀了，这是扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动。图b：玻璃板的下表面接触水面，发现拉力大于玻璃板的重力，这是因为水对玻璃施加了向下的作用力，此时水分子和玻璃分子紧密接触，说明分子之间存在相互作用的引力。图c：水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积，说明分子之间有间隙。图d：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来，这是扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动。图e：将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开，这是因为上方的铅块对下方的铅块施加了向上的作用力，此时接触面上的铅分子间距很小，说明了分子之间存在相互作用的引力。故图a和图d两个实验形成实验现象的原因相同，表明了分子在永不停息地做无规则运动。图b和图e两个实验形成实验现象的原因相同，表明了分子之间存在引力。
（3）燃料燃烧的过程是通过化学反应把燃料的化学能转化为水的内能。
通过加大送风量，可以使煤炭和氧气充分接触，使燃料的燃烧更充分，提高煤炭燃烧的热效率。
（4）热传递可以改变水的内能，水吸收了热量，汽化为水蒸气，内能变大，分子热运动变快。
（5）高温的水蒸气通过做功的方式驱动汽轮机转动，将水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，水蒸气的内能减小，温度降低，这是通过做功的方式使水蒸气的内能减小。
【分析】（1）分子在永不停息地做无规则运动；
（2）分子之间存在引力；
（3）燃料燃烧的过程是通过化学反应把燃料的化学能转化为水的内能；通过加大送风量，使燃料的燃烧更充分，提高煤炭燃烧的热效率；
（4）水吸收了热量，汽化为水蒸气，内能变大，分子热运动变快；
（5）高温的水蒸气通过做功的方式驱动汽轮机转动，将水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能。
22．【答案】（1）上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动；机械能转化为内能
（2）不能，不遵循能量守恒。
【知识点】能量的转化或转移；能量守恒
【解析】【解答】(1)按要求填写表中空白
物理现象（摘取原文） 物理知识
① 上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动 重力势能转化为动能
② 人们利用打磨轮打磨工件 机械能转化为内能
(2)这个永动机不能永动，因为在水从上到下循环时，有能量的损失，不遵循能量守恒。
【分析】（1）根据文章内容，填写表格；
（2）在水从上到下循环时，有能量的损失，永动机不遵循能量守恒。
23．【答案】（1）化学能转化为内能
（2）解：完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量：Q放=mq=0.1kg×7×107J/kg=7×106J；
（3）解：由题知，完全燃烧0.25kg的丁烷气体可以放出的热量：，
水吸收的热量：，
水的质量：．
【知识点】热量的计算；燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）丁烷气体燃烧时，此过程中的能量转化关系是将燃料的化学能转化为内能；
【分析】（1）燃料燃烧时将化学能转化为内能；
（2）根据燃料的质量和热值的乘积，计算热量；
（3）根据总热和热效率的乘积计算吸收的热量，结合物体的比热容和温度差，计算质量。
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