第4节 能量的转化与守恒 学案
知识点1 自然界中的能量
万物生长靠太阳,除核能、地热能、潮汐能外,地球上的绝大部分能量直接或间接来自太阳。
是一切物质运动的源泉,是一切生命活动的基础。在自然界和生活中,能量以多种形式存在。如机械能、电能、磁能、内能、化学能和核能。
知识点2 能量形式的转化与能量转移
1. 能量形式的转化:能量从一种形式 为另一种形式。如发电机发电时,机械能转化为电能;电动机工作时,将电能转化为机械能。
2. 能量转移:能量从一个物体 到另一个物体。如将一块炽热的铁块放入一杯冰水中,内能(热能)从铁块转移到冰水,导致铁块的内能(热能)减少,冰水的内能(热能)增加。
说明 能量的转化与转移往往是同时发生的,两者有机地联系,不要机械地分隔开来。
3. 能量转化与能量转移的区别:能量的转化涉及两种或两种以上能量形式之间的转变,此时能量的对象可能变也可能不变。能量的转移只是能量的对象发生了变化,而能量的形式不发生变化。
知识点3 能量守恒定律
1. 能量既不会 ,也不会 ,它只会从一种形式转化为另一种形式,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 。
2. 意义:能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动还是生命运动,无论是宇宙天体还是微观粒子,都遵循这个规律。
3. 永动机——不可能成功
所谓的“永动机”是指不消耗任何能量和燃料,却源源不断对外做功的机器。“永动机”不可能成功的事实告诉我们,违反 定律的事件是不可能发生的。
易错点1 能量的相互转化
1.(2017?黑龙江)下列关于能量转化转移现象的说法中,正确的是( )
A.蓄电池充电时,化学能转化为电能 B.暖瓶塞跳起时,机械能转化为内能
C.用热水袋取暖时,内能发生了转移 D.电动机工作时,机械能转化为电能
易错点2能量守恒定律
2.(2014?岳阳)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,以更快的速度继续前进
B.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
C.两个斜面相对接,小球从左斜面滚下后,继续冲上右斜面
D.孤岛上被人们遗忘的一只机械表,默默地走了几十年
易错点3能量转化与守恒观点的应用
3.(2014?成都)下列关于能量的说法中,不正确的是( )
A.所有能量转化过程,都遵守能量守恒定律
B.汽油机的做功冲程中,内能转化为机械能
C.电动机在工作的过程中,电能转化为机械能的效率小于1
D.物体受到平衡力的作用时,其重力势能一定保持不变
易错点4能量的转化和转移
4.(2016?内江)以下四幅图中,关于能量转化说法错误的是( )
A.图甲所示,过山车向下运动时是重力势能转化为动能
B.图乙所示,水电站将水的机械能转化为电能
C.图丙所示,自行车运动员奋力蹬车时,人体内的一部分化学能转化为动能
D.图丁所示,汽车在刹车过程中,刹车片会发热,将内能转化为动能
易错点5能量利用效率
5.(2015?株洲)某电动机的工作效率是83%,从能量转化看,它表示电动机工作时( )
A.总共消耗了83%的电能 B.将83%的电能转化成机械能
C.将83%的电能转化成内能 D.将83%的机械能转化成电能
易错点6能量的转化与转移的方向性
6.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( )
A.①②③④ B.②③④① C.②①③④ D.①③④②
易错点7能量转化的现象
7.下列关于能量转化的叙述中,正确的是( )
A.电动机将机械能转化为电能 B.发电机将电能转化为机械能
C.汽油机将机械能转化为内能 D.干电池将化学能转化为电能
易错点8能量转化的应用
8.如图,小刚对子弹击穿木板靶心前后,子弹能量变化的问题进行思考.有如下四点看法:
(1)动能减少,是因为有部分机械能转化成内能;
(2)动能减少,是因为子弹的机械能增加了;
(3)动能减少,是因为子弹克服摩擦做了功;
(4)子弹的机械能不变.
你认为他的看法中,正确的有几点( )
A.1点 B.2点 C.3点 D.4点
易错点9能量的转化
9.一种叫做“压电陶瓷”的电子元件,当对它挤压或拉伸时,它的两端就会形成一定的电压,这种现象称为压电效应.一种燃气打火机,就是应用了该元件的压电效应制成的.只要用大拇指压一下打火机上的按钮,压电陶瓷片就会产生10kV~20kV的高压,形成火花放电,从而点燃可燃气体.上述过程中,压电陶瓷片完成的能量转化是( )
A.化学能转化为电能 B.内能转化为电能 C.光能转化为电能 D.机械能转化为电能
1.能量的转换是自然界普遍的现象.下列关于能量转换的分析不正确的是( )
A.水果电池 化学能→电能 B.电磁感应 电能→机械能
C.光合作用 光能→化学能 D.钻木取火 机械能→内能
2.(2016?柳州)如图所示,哪种机器是不可能制造出来的( )
A.使用蓄电池的电动汽车 B.一种设想中的永动机 C.蒸汽机车 D.飞机
3.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一,关于太阳能的利用,下列说法中正确的是( )
A.图甲中,绿色植物通过光合作用将太阳能转化为植物的化学能
B.图乙中,太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C.图丙中,太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D.图丁中,首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
4.根据能量守恒定律,下列四幅图中仅发生能量转移的一组是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
5.某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后,提出了以下几种提高炉子效率的建议,其中不应采纳的是( )
A.用鼓风机向炉膛内吹风,把煤粒吹起来燃烧 B.把煤磨成粉,用空气吹进炉膛
C.向炉内多加些煤,加大火力 D.用各种办法增大受热面积
6.下列关于能量转移和转化的方向性的说法中,不正确的是( )
A.在自然界中不是所有能量都能利用
B.能量的利用是有条件的,也是有代价的
C.不同温度的物体发生热传递时,热传递的方向只能从高温物体到低温物体,不会相反
D.汽车,刹车时,车的动能转化为内能,这些内能可以收集起来,再作为车行驶的动力
7.(2012?湖州)如图是某科技馆的一台“永动机”.由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片,进入热水后因叶片伸展“划水”而转动,离开热水后叶片形状迅速复原.关于该“永动机”的说法正确的是( )
A.科技发展制造出了永动机 B.转动会使水温升得更高
C.记忆合金是一种新型化合物 D.水的内能转化为转轮的机械能
8.三峡水电站和葛洲坝水电站都建在长江上(葛洲坝水电站在三峡水电站下游).据报道,2010年三峡水电站的年发电量是葛洲坝水电站年发电量约5倍.三峡水电站比葛洲坝水电站年发电量多的主要原因是( )
A.三峡水电站水流量比葛洲坝水电站水流量大
B.三峡水电站水流量比葛洲坝水电站水流量小
C.三峡大坝比葛洲坝大坝修建得高
D.三峡大坝比葛洲坝大坝修建得低
9.(2012春?开平市校级月考)水力发电中能量的转化情况是( )?
A.水的机械能→水轮机的内能? B.水的机械能→水轮机的机械能→电能?
C.水轮机的机械能→水的机械能→电能? D.水的机械能→发电机的电能?
10.(2016秋?衡阳期末)文艺复兴时期,意大利的达芬奇设计了如图所示的装置.他设计时认为,在轮子转动过程中,右边的小球总比左边的小球离轮心更远些,在两边不平衡的力作用下会使轮子沿箭头方向转动不息,而且可以不断地向外输出能量.下列有关该装置的说法中正确的是( )
A.该装置能永不停息地转动,并在不消耗能量的同时不断地对外做功
B.忽略碰撞中的能量损耗,给它一个初速度,它能永不停息地转动,但不能对外做功
C.这种装置不可以永不停息地转动
D.以上说法都不对
11.下列过程中,机械能转化为内能的是( )
A.锯木头,经过一段时间后,锯条和木头都发热 B.锅里的水沸腾时,水蒸气把锅盖顶起
C.神州号飞船点火后,腾空而起 D.礼花弹在节日的夜空中绽开
12.不用电池点火,打开热水器的水龙头,就有源源不断的热水流出….如图所示展示的是2012年重庆市第27届青少年科技创新大赛中我市一名中学生的发明﹣﹣燃气热水器水流供电打火装置.这个装置可以让燃气热水器再也不用电池,既省钱又环保.
据发明者介绍,他制作了一个“水流发电机”放在热水器的入水口,里面有一个涡轮.当自来水冲击涡轮转动时,转动的涡轮带动小型发电机发电,电压可达3V,供给热水器点火装置完成点火.请参照示例写出这种热水器在使用过程中所涉及的物理现象和对应的物理知识(不得与示例重复).
示例:物理现象:燃气燃烧
物理知识:化学能转化为内能
作答:物理现象: ;
物理知识: .
13.(2011?威海)如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后将它从不太陡的斜面滚下,则观察到的现象是 ,产生此现象的原因是 .
13题: 14题:
14.(2010?台州)两只相同的塑料瓶,分别装有相等质量的水和沙子,从斜面的相同高度同时由静止滚下,结果装水的瓶子会先到达终点.原因这个瓶子在下滚过程中,通过克服摩擦做功把势能转化成的 能较少,从而获得较大的动能.
15.(2010?湖州)2010年上海世博会上展示了一款最新概念车﹣﹣叶子(如图),它出色的能量转换技术和“负排放”理念吸引了许多观众.
(1)车顶的“大叶子”是一部奇妙的能量转化器,它模拟自然界中叶片光合作用的某一阶段,即捕获空气中的 和水,释放出电子,形成电流,实现了 能转化为电能.然后将产生的电能传给锂电池充电,由电机驱动汽车.
(2)若该车最高速度可达72千米/小时,则行驶1200米至少需要 分钟.
16.(2017?济南)(1)伽利略认为,如果图示中的斜面是光滑的,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)众所周知,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却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 .
17.(2012秋?东莞市期末)阅读短文,回答问题.
电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器:它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度,磁钢限温器结构如图所示,它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成,感温磁钢及其外套由弹簧支撑.永久磁钢的磁性不变,感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱,当温度达到1 0 3℃时,感温磁钢失去磁性.煮饭时,按下电饭锅的按键,永久磁钢和感温磁钢吸合,同时带动连杆使加热开关闭合,电热盘通电,当温度升高到一定程度,感温磁钢失去磁性,在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离,同时使加热开关断开,按键跳起,电热盘停止加热.
(1)电饭锅煮饭时,电能主要转化为 能.
(2)按键未按下时,弹簧处于 (压缩/原长/伸长)状态.
(3)在磁钢限温器工作过程中,感温磁钢没有磁性的是 .
A.按下按键时 B.加热升温过程中 C.按键跳开时 D.降温过程中
(4)小明发现用该电饭锅烧开水,当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起,原因是 .
17题: 18题:
18.(2016秋?新泰市校级期中)如图所示是牛顿撞摆球.当左边的小球撞击后静止了,右边的小球向右摆动.当右边的小球撞击后静止时,左边的小球向左摆.左边的小球在撞击过程中把自己的 能转移到右边的小球上.经过较长时间就会发现,小球摆动的幅度会越来越小,到最后会静止下来.这说明小球的 能减少了,转化为 能了.在转化和转移的过程中,能量的总量 .
19.(2016?恩施州)委内瑞拉安赫尔瀑布是世界上最高的瀑布,也叫做丘伦梅鲁瀑布,瀑布总落差可达到979m.如果水下落时重力做功的50%转变为水的内能,则质量为m的水从该瀑布顶端下落到底端温度升高了多少℃?(计算结果保留到小数点后一位)
20.(2014秋?碑林区校级期中)伦敦奥运会期间,一种环保混合动力汽车穿梭于各场馆之间,混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过某种方式向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,也可以同时给蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量.一测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h,观察仪表盘,发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油4.475kg,车速为50km/h,蓄电池组储存的能量由最大值的60%增加到80%,蓄电池组储存的能量的最大值为1.08×106J.从汽车使用技术手册中,测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg,汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图甲所示.
(1)混合动力车启动时,蓄电池 能转化为汽车的 能.
(2)该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功的功率是多少W?(结果保留一位小数)
(3)试计算该汽车内燃机的效率(不计内燃机机械传动及充电过程中的能量损失,结果保留一位小数).
(4)一辆汽车出现故障后,维修师傅要用一个滑轮组(如乙图)把车里的发动机提起来.已知发动机质量为120kg,工人拉力为400N,求该滑轮组的机械效率和滑轮组中动滑轮的总重力.(g取10N/kg,不计绳重及滑轮摩擦时)
21.(2016?绵阳)武都引水工程被誉为“第二个都江堰”,具有防洪、灌溉、生态环保、国土资源保护、工业生活供水、旅游以及发电等综合利用功能的大型骨干水利工程.作为武引一期工程的骨干屯水库﹣﹣沉抗水库位于绵阳市的游仙区沉抗镇境内,距离绵阳市区15公里,现已成为绵阳的著名旅游景点“仙海风景区”.作为二期工程内容的武都水库位于我市江油武都镇的涪江干流上.总库容5.72亿立方米,碾压混凝土大坝高120米,设计控灌面积228万亩.武都电站是依托武都水库兴建的坝后式电站,装有三台机组,总装机容量15万千瓦(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).
①若电站实际年平均发电量为6.1亿kW?h,电力系统吸收的有效电量为5.745亿kW?h,其中电厂用电0.5%,出厂后专用输变电损失1%,按平均上网电价0.28元/kW?h计算,电站年收益多少亿元?(保留三位数)
②若电站水面落差(水面与发电机之间的高度差)为80m,按装机容量满负荷发电,发电机机械能转化为电能的效率为75%,水的流量Q为多少?(流量Q:单位时间内流过截面积的体积)
③仙海中学兴趣小组在仙海湖面上做实验,用一机动船拖拉一无动力的木船以1.5m/s匀速前进,机动船的质量为2×103kg,内燃机功率为170kW,木船下部都可以视为长方体,底面面积为12m2,吃水深度0.4m,两船受到的阻力都是船重的0.5倍,机动船的内燃机效率是多少?
1.(2017?泰兴市校级三模)如图过程中.属于内能转化为机械能的是( )
A.酒精灯里的酒精燃烧 B.压缩气体点燃棉絮
C.内燃机的压缩冲程 D.水蒸气将软木塞冲出
2.(2016?南京二模)如图,小华坐在充满空气的房间里,突然这些空气自行聚拢到某一个角落,使人窒息.关于这个情境下列说法合理的是( )
A.它违反了能量守恒定律,但可能发生
B.它不违反能量守恒定律,但不可能发生
C.它违反了能量守恒定律,但不可能发生
D.它不违反能量守恒定律,但可能发生
3.(2016?凉山州模拟)下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是( )
A.因为能量是守恒的,所以人类社会不存在能源危机
B.人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生
C.酒精燃烧时,将化学能转化为内能,但内能不会自发的转化为酒精的化学能
D.高山上滚下的石块越来越快,说明动能转化为重力势能
4.(2016?阳新县校级模拟)关于能量和能源的利用,以下说法正确的是( )
A.煤炭燃烧,将内能转化为化学能 B.核电站是利用化学能来发电的
C.太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置 D.汽油机的做功冲程,将内能转化为机械能
5.(2016?巴彦淖尔校级模拟)电动自行车已成为大众化的一种交通工具,专业人员对某品牌的电动自行车进行了测试,让电动自行车在平直的路面上由静止开始运动,获得速度随时间变化的图象如图甲所示,牵引力随时间变化的图象如图乙所示,已知匀速行驶时,电动机输入电压48V,输入电流5A,由图象可知,8~14s电动自行车受到的摩擦力为及匀速行驶时,电能转化为机械能的效率为( )
A.30N 75% B.120N 75% C.6N 37.5% D.3N 37.5%
6.(1)发生热传递时热量只能由高温物体传递给低温物体;(2)电烙铁工作时放出的热量很难再转化为电能.以上两个事实说明能量的转化和转移具有( )
A.任意性 B.方向性 C.单一性 D.不确定性
7.(2015?松山区模拟)在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示.若实心球重20N,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为2.7m,则( )
A.实心球到达最高点时机械能为零
B.实心球从最高点到落地点的过程中将重力势能转化为动能
C.从最高点到落地点重力做功为零
D.实心球在空中飞行时小明一直对球做功
8.下列四个现象中,属于内能转化为机械能的是( )
A.点火后,滴有酒精盒子的盒盖飞出 B.快速地弯折十余次,弯折处发热
C.汽油机的压缩冲程 D.接通电源后,模型电动机转动
9.(2015?蒙城县校级自主招生)下列关于能量的说法中,正确的是( )
A.具有能量越多的物体,对外做功也一定越大
B.外界对物体做功,物体的温度一定升高
C.一个物体可以既具有机械能的同时,又具有大量的内能
D.流动的河水在没有推动任何物体做功时,不具有能量
10.如图所示,关于手电筒中金属弹簧的说法中,正确的是( )
A.金属弹簧将电能转化为光能
B.金属弹簧将弹性势能转化为电能
C.金属弹簧可改为塑料弹簧
D.利用金属弹簧的导电性和弹性,防止电路接触不良,造成断路
11.(2014?鼓楼区校级模拟)“嫦娥一号”靠近月球后,点燃发动机,向运动前方喷出火焰,进行太空刹车减速.下列说法正确的是( )
A.刹车过程中,受到的是平衡力 B.刹车过程中,其动能在增大
C.刹车过程中,机械能转化为化学能 D.刹车过程中,说明力可以改变物体的运动状态
12.抽水蓄能电站是为合理用电,提高电力的经济效益而设计的.它的工作原理是深夜把过剩的电能通过水泵把下水库的水抽到高处的上水库内,白天则通过闸门放水发电,以补充电能不足.若某抽水蓄能电站其上游水库可蓄水9.0×106m3.发电厂房发电机组与上游水库中心位置平均高度差约600m,假设晚上上游水库全部蓄水,白天降水全部放完用于发电,每天可发电4.5×106kWh,则此水电站的发电效率为 .(g=10N/kg)
13.2003年10月16日是中华民族为之骄傲的一天,“神舟 号”载着我们的宇航英雄杨利伟在遨游了太空14圈以后顺利着陆在内蒙古大草原,这标志着中国已成为世界的宇航强国.飞船在升空过程中消耗了燃料的 能,转化为飞船的 能.
14.2012年3月,英国的科学家研发出一种“激光橡皮”,专门用来去除白纸上的黑色碳粉字迹.激光照射下,纸张上的黑色碳粉直接升华为高温碳蒸气,同时字迹消失,这是 能转化为 能的过程.为防止高温对纸张的破坏,激光照射时间需严格控制.
15.2003年10月16日6时54分,“神舟”五号飞船成功完成了我国第一次载人航天飞行,返回舱在内蒙古主着陆场地安全着陆.
(1)火箭发射时发生的能量转化主要是 能转化为 能.
(2)在飞船关闭发动机后绕地球飞行时,如果在舱内进行下列实验,与在地面相比,其中最难完成的是 (填字母).
A.用温度计测温度;B.用显微镜观察洋葱表皮;C.用漏斗、滤纸过滤,除去水中的泥沙.
(3)如果将农作物种子携带到太空,然后再带回来进行种植实验.这样做的目的是 .
16.(2016?南京校级一模)阅读短文,回答问题.
为节约能源,某型号汽车在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中.表中所示是该型号汽车的部分技术参数,其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率.耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积.测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭发电机两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能Ek,作出Ek﹣s图象,如图所示.
××型汽车
总质量(kg)
1200
储能效率(%)
60
耗油量(L/100km)
10
(1)发电过程中,动能除了转化为电能外,由于线圈有电阻,还有部分能量转化为 能.
(2)汽车正常行驶100km,消耗燃油的质量为 kg,完全燃烧这些燃油产生的热量为
J(燃油的密度ρ=0.7×103kg/m3,热值q=4.6×107J/kg).
(3)测试时,汽车在大小为800N的牵引力作用下,以25m/s的速度正常行驶1000m.此过程中,汽车 .
A.受到的阻力为1.2×104N B.行驶的时间为20s
C.牵引力做的功为3.2×108J D.牵引力的功率为20kW
(4)由图象可知,表示开启发电机进行测试的图线是 (选填“①”或“②”),判断的依据是 .
(5)若汽车正常行驶时的动能Ek0=3.75×105J,某时刻关闭发动机,同时发电机开始工作,最终有 J的动能转化为内能.
17.(2017?张家港市模拟)如图是我国某地区风力发电的外景,风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成.下表给出了在不同风速下某风机获得的能量:
平均风速v(m/s)
5
10
15
20
1s内获得的能量E( x 104J)
1
8
27
64
(1)对表格进行分析,你发现该风机1s内获得的能量E与风速v的定量关系式是.其中常数k= .
(2)当平均风速为5m/s时,这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s,则该风机发电的效率是多少?
(3)若在某时间内平均风速为5m/s,一台发电机工作1h,获得的电能用来给效率为80%的电动车提供动力,可以使电动车以18km/h的速度匀速直线行驶2h,则电动车的牵引力是多少?
18.(2016?莲都区校级模拟)电动自行车可以电动骑行,亦可以脚踏骑行.使用前,应先对车上的蓄电池充电.电动骑行时,蓄电池对车上电动机供电,电动机为车提供动力.现有一辆电动自行车,沿着水平笔直的道路匀速行驶,此时车上的电动机的工作电压为30伏,工作电流为4安.
(1)电动自行车在行使时,能量是如何转化的?
(2)若该车和人共重1000牛,行驶时轮胎与地面的接触面积共为8×10﹣3米2,那么车对地面的压强多大?
(3)电动自行车在给人们带来便捷的同时,最大的隐患就是安全,若车在此段道路行驶过程中所受的平均阻力是20牛,该车电能转化为机械能的效率是80%,有关部门对电动自行车的最大限速是20千米/小时,那么请你通过计算判断该电动自行车是否超速?
19.(2017?祁阳县校级模拟)随着“西气东输”,天然气进入扬州市民家庭,小明家已经开始使用天然气了.小明家原来就有个电磁炉,小明想究竟使用哪种能源更划算呢?小明开始实验并收集有关数据:
(1)小明在水壶里放入5000cm3、20℃的水,记录下当时的气量表示数是134.731m3;随后点火并将火调至最大烧水,开始同步计时;当水烧至沸腾时,气量表读数为134.871m3,需时24min.小明查到天然气热值约为4.0×107J/m3,单价2.2元/m3.烧开这壶水,水需要吸收多少热量?小明家天然气炉具的效率是多少?[1标准大气压,c水=4.2×103J/(kg?℃)]
(2)小明又取相同的水在电磁炉上加热,使用功率为1000W档正常工作将水加热至沸腾,需时30min.扬州的电费价格为0.5元/度.使用电磁炉烧开这壶水,需消耗多少电能?花费多少电费?
第4节 能量的转化与守恒
【导学必备知识】
知识点1:太阳能
知识点2:转化 转移
知识点3:消灭 创生 不变 能量守恒
【易错点拨】
1. C.2. C.3. D.4. D.5. B.6. C.7. D.8. B.9.D
【知能优化训练】
1. B.2. B.3. A.4. D.5. C.6. D.7. D.8. C.9. B.10. C.
11. A.
12.涡轮带动发电机发电;机械能转化为电能.
13.罐子从斜面滚下后又返回,重力势能、动能与弹性势能的相互转化.
14.内.
15.二氧化碳,光,1.
16.(1)守恒;(2)方向性.
【重难培优训练】
17.(1)内;(2)压缩;(3)C;(4)水的沸点低于103℃.
18.机械;机械;内;不变.
19.水下落到底端时水温升高1.2℃.
20.(1)化学;机械;
(2)该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功的功率是2.8×104W;
(3)该汽车内燃机的效率为40.0%;
(4)该滑轮组的机械效率为75%,滑轮组中动滑轮的总重力为400N.
21.①电站年收益1.58亿元;②水的流量Q为250m3/s;③机动船的内燃机效率是30%.
【课后巩固训练】
1. D. 2. B. 3. C. 4. D. 5. A. 6. B.7. B.8. A.9. C.
10. D.11. D.
12. 30%.
13.五;化学能;机械能.
14.光;内.
15.(1)化学;内能,再转化为机械能;(2)C;(3)在失重状态下看种子的基因是否发生变化.
16.(1)内; (2)7;3.22×108;(3)D;(4)②;开启发电机时能量转化快;(5)1.5×105.
17.(1)80; (2)该风机发电的效率是10%;(3)电动车的牵引力是800N.
18.(1)电动自行车在行使时,能量转化是化学能→电能→机械能;(2)车对地面的压强是1.25×105帕;(3)不超速.
19.(1)烧开这壶水,水需要吸收1.68×106J热量,小明家天然气炉具的效率是26.4%;
(2)使用电磁炉烧开这壶水,需消耗0.5kW?h电能,花费电费0.25元.