3.8能量的转化与守恒 同步练习（含解析）

3.8 能量的转化与守恒 同步练习
一 、选择题
1.下列电器工作时，主要利用电流热效应的是( )
A．电视机 B．洗衣机 C．电风扇 D．电热毯
2.下列关于能量转化和转移的实例中， 分析正确的是( )
A．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能
B．水轮机带动发电机发电，电能转化为机械能
C．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为内能
D．在热传递中，热量总是从内能多的物体传到内能少的物体
3.如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明
灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是( )
A．光电池板是将电能转化为光能
B．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
C．照明灯是将内能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
4.科技小组的同学们调查发现，北京地区周围存在几种不同类型的发电站，如图所示，下列发电站发
电过程中， 利用火力发电的是( )
A．燃气电站 B．风电站
C．水电站 D．太阳能电站
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5.如图所示的用电器中,工作时主要将电能转化为机械能的是( )
A．电熨斗
C．电水壶
B．洗衣机
D．电烙铁
6. “玉兔 ”号月球车，依靠接受太阳光给蓄电池充电，然后利用电动机带动月球车在月面上运动。该
过程中发生的能量转换是( )
A．光能→机械能→ 内能 B．光能→机械能→化学能
C．光能→化学能→机械能 D．光能→ 内能→机械能
7.封闭玻璃管内装有水，现将玻璃管的右下角置于冰块上（如图），则( )
A．水会逆时针流动
B．水会顺时针流动
C．水只在右侧竖直管内上下流动
D．水不会流动
8.如图所示， 甲、乙是两个演示实验的示意图，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。
下列说法正确的是( )
A．丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B．丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C．丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
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D．丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验
9.近年来，杭州新能源电动车（如图所示） 迅猛发展。下列用电器能量转换的形式与新能源电动车相
同的是( )
A．电风扇 B．电灯 C．收音机 D．电饭锅
10.汽油机的效率一般为 20～30%，下列选项可能符合家用轿车等热机能量流向的是( )
A.
B.
C.
D.
二 、填空题
11. “世界面临的每一个危险都能追究到科学，拯救世界的每一种手段都将来自科学。 ”也许在不远 的将来我们能变害为宝， 比如可以建立发电站利用海啸具有的 转化为 为人类服
务(填“核能 ”、“机械能 ”或“ 电能”)。
12.汽车刹车时，由于发生摩擦，汽车的动能转化并转移为地面、空气的 能。这些能量不能
自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有 。
13.垃圾污染已成为当今社会四大污染之一，采用垃圾发电的方式处理垃圾，不仅解决了垃圾污染问题， 而且还提供了大量能源。垃圾发电是将垃圾填埋后，采用科学的方法使其发酵，并把产生的填埋气收 集起来用于发电。垃圾发电是将垃圾内储存的 能转化为电能。已知某市每年垃圾发电量大约
为 2.8×107 kW·h，这些电能可供用电功率为 1000 kW 的小型工厂正常生产 h。
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三 、实验题
14.如图所示， 甲为一半径为 R 的光滑的 1/4 半圆弧槽与一粗糙的水平面相连接，将重为 G 的物体从斜 面顶端由静止释放， 测出在水平面上滑行距离为 S1 处停下来。图乙是一个粗糙的半径为 R 的 1/4 半圆 弧槽与和甲中同样粗糙的水平面相连接， 将甲中重为 G 的物体也从乙斜槽顶端由静止释放， 测出在水
平面上滑行距离为 S2 后停下来， 求：
（1）乙中重力对物体做的功 W= 。
（2）乙中物体在水平面上的摩擦力 f 为 。
（3）乙中物体在粗糙的 1/4 弧槽上运动这段时间内，摩擦力对物体做的功
四 、解答题
15.如图为天台某十字路口可移动的太阳能红绿灯。这种太阳能红绿灯的主要技术参数见下表。白天太 阳能电池板给红绿灯供电，同时多余的电能又给蓄电池充电。在阴雨天和晚上，蓄电池又给红绿灯供
电，使红绿灯能连续工作。
光电转换效率 η 有效受光面积 S 工作电压 U 每个信号灯规格 U、P 使用条件 T
30% 0.5 ㎡ 24V 24V、30W -30℃~70℃
（1）在晴朗的白天，太阳能电池板工作时将太阳能转化为 能。
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（2）设一天有效受光时间为 8 小时， 每平方米的面积上太阳辐射的功率 P0=1×103 瓦，则这种太阳能
红绿灯电池板一天获得的太阳能是多少焦耳？
（3）这种太阳能红绿灯分前、后、左、右四组，每组又由红、黄、绿三灯组成，共有 12 个信号灯。
它正常工作时， 干路电流是多大？
（4）太阳能红绿灯电池板一天获得的电能，可供它连续正常工作几小时？
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3.8 能量的转化与守恒 同步练习答案解析
一 、选择题
1.D
【解析】分析各个选项中用电器的能量转化分析。
利用电流热效应工作的用电器， 将电能转化为内能。
电视机将电能转化为声能和光能；洗衣机将电能转化为机械能；电风扇将电能转化为机械能；电热毯
将电能转化为内能， 故 D 正确， 而 A．B、C 错误。
故选 D。
2.自然界中存在不同形式的能量，各种不同的能量可以相互转化， 同种能量也可在不同物体间进行转
移，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
【解答】解：A．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能， 故 A 正确；
B、水轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能， 故 B 错误；
C、植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能， 故 C 错误；
D、在热传递中，热量总是从温度高的物体传到温度低的物体， 故 D 错误。
故选： A.
3.
解： A．这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能，故 A 说法错误；
B、“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能， 风能属于机械能的一种， 故 B 说法正确；
C、照明灯工作时，将电能转化为光能，故 C 说法错误；
D、蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将电能转化为化学能，故 D 说法错误。
故选： B。
4.
解： A．燃气发电是将燃气燃烧产生的内能转化为电能，属于火力发电， 故 A 符合题意；
B、风电站是将风能转化为电能， 故 B 不符合题意；
C、水电站是将水能转化为电能， 故 C 不符合题意；
D、太阳能电站是将太阳能转化为电能，故 D 不符合题意。
故选： A.
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5.B
【解析】分析各个用电器的能量转化情形，然后进行选择即可。
电熨斗、电水壶和电烙铁，都是将电能转化为热能，只有洗衣机将电能转化为机械能。
故选 B。
6.C
【解析】 机械能是动能与势能的总和。
由于“玉兔 ”号接受太阳光给蓄电池充电， 光能是光子运动对应的能量形式，光能是由太阳、蜡烛等 发光物体所释放出的一种能量形式， 而存在在电池中转化为化学能，因为化学能是指储存在物质当中
的能量，那么将储存在物质中的能量再转化为机械能，才能带动月球车在月面上运动。
故答案为： C
7.
如图，玻璃管的右下角置于冰块上，那么，玻璃管的右下角为冷水，如果要形成对流，冷水会下沉，
而右下角水已经在下层， 故不会形成对流。
故选 D。
8.D
【解析】根据活塞的运行方向和气门的关闭情况确定丙和丁中冲程名称，然后确定四图中的能量转化
情况， 进行比较即可。
甲：向下迅速推动活塞， 压缩空气做功， 将机械能转化为内能，从而使棉花点燃；
乙：水蒸气将瓶塞推出， 将水蒸气的内能转化为塞子的机械能；
丙：两个气门关闭， 活塞向上运动， 为压缩冲程， 将机械能转化为内能；
丁：两个气门关闭， 活塞向下运动， 为做功冲程， 将内能转化为机械能。
因此丙图和甲图对应，丁图与乙图对应。
故 D 正确， 而 A．B、C 错误。
故选 D。
9.A
【解析】分析各个选项中包含的能量转化过程即可。
电动机行驶时， 将电能转化为机械能。
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A．电风扇，将电能转化为机械能，故 A 符合题意；
B.电灯，将电能转化为内能， 故 B 不合题意；
C.收音机， 将电能转化为声能， 故 C 不合题意；
D.电饭锅， 将电能转化为内能， 故 D 不合题意。
故选 A.
10.D
【解析】根据η = Q (W)有计算出输出的机械能， 再用 Q 散失=Q-W 有计算出散失的热量即可。
汽油机的效率最高为 30%，则输出的有用功为：W 有=ηQ=30%×1000J=300J；
散失的热量为： Q 散失=Q-W 有=1000J-300J=700J。
故选 D。
二 、填空题
11.机械能；电能
【解析】自然界中各种形式的能量都不是孤立的， 不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在 不同的物体间相互转移。各种形式的能量之间的转化是非常普遍的现象，自然界中物质运动形式的变
化总伴随着能量的相互转化。
海啸具有较大的机械能， 发电站输出的是人类可以利用的电能，所以建立利用海啸发电站是将海啸具
有的机械能转化为电能为人类服务的。
故答案为： 机械能； 电能
12.内；方向性
【解析】根据能量转化和转移的方向性解答。
汽车刹车时，由于发生摩擦，汽车的动能转化并转移为地面、空气的内能。这些能量不能自动地用来
再次开动汽车， 这说明能量的转化、转移具有方向性。
13.化学； 2.8×104
【解析】根据垃圾发电为化学能转化为电能及发电量分析。
垃圾发电是将垃圾内储存的化学能转化为电能，某市每年垃圾发电量大约为 2.8×107 kW·h，这些电
能可供用电功率为 1000 kW 的小型工厂正常生产的时间为 2.8000kw (107 kW) · h ＝2.8 × 104 h；
故答案为：化学； 2.8×104 。
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三 、实验题
14.（1）GR
（2）GR/S1
（3）GR-GRS2/S1
【解析】（1）已知物体重力 G 和高度 R，根据 W=GR 可求出重力对物体做的功；
（2）甲、乙中水平面的粗糙程度相同，所以同一个物体所受的摩擦力大小相等； 甲中物体在水平面上 克服摩擦做的功等于物体沿光滑的 1/4 半圆弧槽下滑重力做的功，根据 W=fS1 可求出摩擦力 f 的大小； （3）因为乙中物体在粗糙的 1/4 弧槽上运动这段时间内， 摩擦力对物体做的功与物体在水平面上摩擦 力对物体做的功之和等于物体沿 1/4 半圆弧槽下滑重力做的功，据此可求出乙中物体在粗糙的 1/4 弧
槽上运动这段时间内，摩擦力对物体做的功。
(1)W=GR；
(2)GR=fS1 ，所以 f=GR/S1
(3)GR=W′+fS2 ，所以 W′=GR-fS2=[（S1-S2 ）/S1]GR
故答案为： (1)GR； (2)GR/S1 ； (3)[（S1-S2 ）/S1]GR
四 、解答题
15.（1）电
（2）P 总=0.5 米 2 ×1000 瓦/米 2=500 瓦
一天获得的太阳能： W 总=P 总 t=500 瓦×8×3600 秒=1.44×107 焦
（3）太阳能红绿灯正常工作时的总功率： P=4P1=4×30 瓦=120 瓦
由 P=UI 得，正常工作时，干路电流： I=P/U=120 瓦/24 伏=5 安
（4）一天太阳能转化为电能： W 电=W 总 η=1.44×107 焦×30%=4.32×106 焦
t=W 电/P=4.32×106 焦/120 瓦=36000 秒=10 小时
【解析】（1）根据太阳能的特点和太阳能电池板、蓄电池的工作原理回答；
（2）首先求出有效受光面积是获得太阳能地功率， 再计算一天获得的太阳能；
（3）求出太阳能红绿灯正常工作时的总功率，利用电功率公式的变形公式I ＝计算正常工作时的干路
电流；
（4）利用公式 W 电=W 总 η 求出一天中太阳能转化成的电能，再利用电功公式的变形公式t = 计算红绿 第 9 页（共 10 页）
灯的工作时间。
（1）太阳能电池板给红绿灯供电,是太阳能转化成电能 ;多余的电能给蓄电池充电是电能转化成化学
能 ;
（2）太阳能电池板的功率 P 总=0.5 米 2 ×1000W/m2=500W,
一天获得的太阳能： W 总=P 总 t=500W×8×3600s=1.44×107J,
（3） 太阳能红绿灯正常工作时的总功率：P 总'=4P=4×30W=120W，
正常工作时，干路电流： I ＝PU (总)′ = = 5A;
（4）太阳能电池板一天将太阳能转化为电能： W 电=W 总 η=1.44×107J×30%=4.32×106J，
红绿灯能工作时间： t = P (w)电 ＝ ＝36000s = 10 。
故答案为：（1）电 ; （2）1.44×107J；（3）5A；（4）10h。
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