第8节能量的转化与守恒作业本

第8节　能量的转化与守恒
知识点 　能量的相互转化
1．能量转化是非常普遍的现象，下列关于能量转化的叙述中正确的是(　　)
A．洗衣机甩干衣服，将内能转化为机械能
B．内燃机的做功冲程，将机械能转化为内能
C．炉灶内煤块燃烧时，将化学能转化为内能
D．用电热水器烧水时，将内能转化为电能
知识点 　能量的转化与守恒定律
2．对于能量转化和守恒定律，下列说法正确的是(　　)
A．能量转化和守恒定律只适用于物理变化过程和现象
B．由于能量不会消灭，物体由运动变为静止时仍具有动能
C．秋千在摆动过程中，摆动幅度越来越小并最终停下来，在此过程中，能量不守恒
D．能量转化和守恒定律适用于任何能量转化过程
3．下列四种现象中，只有能的转移而不发生能的转化过程的是(　　)
A．冬天，用手摸户外金属时感到冷
B．植物吸收太阳光进行光合作用
C．水蒸气会把壶盖顶起来
D．古代人钻木取火
4．能量既不会________，也不会_
( http: / / www.21cnjy.com )_______，它只会从一种形式________为另一种形式，或者从一个物体________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量______________，这就是能量转化和守恒定律。
知识点 　能量转化和转移的方向性
5．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的。下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是(　　)
图B3－8－1
A．①②③④
　　B．②③④①
C．②①③④
　　D．①③④②
6.一模内燃机是用燃料燃烧的内能来做功的。
( http: / / www.21cnjy.com )图B3－8－2甲中问号部分的能量是表示________________热量。如图乙所示的设计是上面水箱里的水冲到叶轮上，带动水泵旋转把下面水箱的水又抽到上面水箱中，从而实现了能量的转化和守恒，这样的设计________(填“能”或“不能”)实现。
图B3－8－2
7．用额定功率为1000
W的电热器对1
( http: / / www.21cnjy.com )kg水加热，240
s内使之由20
℃升高到70
℃，则水吸收的热量为________J，消耗的电能为________J，说明电能没有全部转化为水的内能。而这些增加的水的内能不能自动转化为电能，这是因为能量的转化具有__________。
8．如图B3－8－3所示是
( http: / / www.21cnjy.com )科研人员设计的一种“能量收集船”，在船的两侧装有可触及水面的“工作臂”，“工作臂”一端装有浮筒，波浪带动紧贴水面的浮筒上下浮动，引起工作臂上下运动，从而获得电能并储存起来。该“能量收集船”(　　)
图B3－8－3
A．能创生能量
B．利用了电磁感应原理
C．静止在水面上时，浮力大于重力
D．浮筒上下浮动是由于受到惯性的作用
9．如图B3－8－4所示是探究改变物体
( http: / / www.21cnjy.com )内能的实验：瓶子里装有一些水，用力打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能将________，原因是______________________；继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶内有白雾产生，说明瓶内气体对外做功时内能减少了。根据此现象，某同学认为所有物体在对外做功时，它的内能都会减少。他的观点正确吗？请你从能量转化或转移的角度进行分析，并列举一实例。
图B3－8－4
10．太阳能热水器具有安全、节能、
( http: / / www.21cnjy.com )经济和环保等优点。为有效利用太阳能，某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水，烧杯外用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封，插入温度计(温度计的玻璃泡浸没在水中，大部分刻度露出可见)，放在阳光下曝晒。每隔相同的时间读出温度计的示数，数据记录如下：
塑料袋颜色
水的质量m/kg
初温t0/℃
温度t1/℃
温度t2/℃
温度t3/℃
…
黑色
1
15
22.3
27.8
31.5
…
白色
1
15
16.5
17.8
19
…
根据上述数据回答下列问题：
(1)这次实验过程中，采用的科学研究方法是______________。
(2)通过上面的研究可以推断：太阳能热水器的集热管表面颜色以________为宜。
(3)小明家使用的太阳能热水器的说
( http: / / www.21cnjy.com )明书如下表所示，若在太阳能热水器的水箱中装满水，中午在太阳照晒下每小时温度升高10
℃，则该热水器中的水每小时吸收的热量是多少？该热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能是多少？
容积
100
L
集热箱的采光面积
1.5
m2
效率
40%
使用年限
15年
阅读短文，回答问题。
沸水也能结冰吗？在地球表面自然环境中的确不可
( http: / / www.21cnjy.com )能。但人为改变环境因素后一切皆有可能。科学家将盛有适量水的杯子放置在玻璃罩中密封(如图B3－8－5甲所示)，用抽气机向外抽气，奇怪的现象发生了：杯子中的水沸腾了，继续抽气，杯子中上层水仍在沸腾，下层水开始结冰，最终水全部结成了冰。原来随着玻璃罩中的空气被抽出，玻璃杯中水面上方的气体压强越来越小，水的沸点降低，一直降到室温，故杯中的水沸腾了。研究表明，晶体的熔点(或凝固点)也与压强有关，压强越小，晶体的熔点(或凝固点)越高，所以当玻璃罩中气体压强减小到足够低时，水的凝固点升高到室温，故沸腾的水很快结冰了。
图B3－8－5
(1)由于能量的转移和转化
( http: / / www.21cnjy.com )具有________，所以地球表面自然环境中，杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象________(填“可能”或“不可能”)存在。
(2)如图乙所示，在温度
( http: / / www.21cnjy.com )较低的环境中将一根两端拴有重物的细金属丝，挂在一个粗大的冰块上，一段时间后，钢丝穿冰块而过，而冰块完整无缺。使用细金属丝和悬挂重物的目的都是________________，从而使冰的熔点________(填“降低”“提高”或“保持不变”)，所以系金属丝下方的冰块熔化，由于环境温度较低，熔化而成的水又很快________(填写物态变化名称)，故钢丝穿冰块而过且不留缝隙。
(3)滑冰运动员所穿滑冰鞋都带有冰刀，
( http: / / www.21cnjy.com )如图丙所示，在滑冰过程中，________(填“增大”或“减小”)了对冰面的压强，从而改变了冰的熔点，使得冰刀划过的冰面容易熔化，最终能起到______________的作用。
教师详答
1．C　2.D
3．A　[解析]
用手摸户外金属时发生了热传递，手的内能减小，金属的内能增加，热传递过程是内能转移的过程，符合题意。
4．消灭　创生　转化　转移　保持不变
5．C
6．高温废气带走的　不能
7．2.1×105　2.4×105　方向性
8．B
9．增加　压缩气体做功
不正确。因为物体在对外做功时，不一定是
( http: / / www.21cnjy.com )自身的内能转化为其他形式的能。例如：河水对水轮机做功，是河水的机械能转移到水轮机上，河水的内能并没有减少。
10．(1)控制变量　(2)黑色　(3)4.2×106
J　1944
J
[解析]
(1)本实验探究黑、白两颜色物体的吸热能力，实验时需控制水的质量、容器、水的初温相同，采用了控制变量法。
(2)通过实验说明黑颜色物体的吸热能力强，故太阳能热水器的集热管表面颜色以黑色为宜。
(3)V＝100
L＝100×10－3
m3，
水的质量：
m＝ρV＝1×103
kg/m3×100×10－3
m3＝100
kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103
J/(kg·℃)×100
kg×10
℃＝4.2×106
J；
热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能为Q，Q吸＝Q×1.5×3600×40%，Q＝＝＝1944
J。
[拓展培优]
(1)方向性　不可能　(2)增大(钢丝对冰块的)压强　降低　凝固　(3)增大　减小摩擦力
[解析]
(1)能量的转化具有方向性，热量能自发地从物体高温部分传到低温部分，所以杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象是不可能存在的。
(2)使用细金属丝，在压力一定时，
( http: / / www.21cnjy.com )可以通过减小受力面积的方法来增大压强。悬挂重物是在受力面积一定时，通过增大压力来增大压强。因此使用细金属丝和悬挂重物的目的都是增大(钢丝对冰块的)压强；增大压强可以降低冰的熔点。物质从液态变为固态叫凝固。由于环境温度较低，熔化而成的水又很快凝固成冰，故钢丝穿冰块而过且不留缝隙。
(3)冰刀的刀刃做得非常锋利，冰刀减小了
( http: / / www.21cnjy.com )与冰面的接触面积，从而增大了压强。从而改变了冰的熔点，使得冰刀划过的冰面容易熔化，水将冰刀与冰面分开，减小了两者之间的摩擦。