第8节 能量的转化与守恒
1.能量既不会________，也不会创生，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，而在这个过程中，能的总m保持不变，这就是________定律。
2.能量的转移和转化的方向性:在热传递过程中，热量只能从________物体向________物体传递，或者从物体温度____的地方向物体温度____的地方传递，最后达到相同的温度;当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的________能有一部分会转化为手和竹竿的____能，使手和竹竿的温度升髙;上述两者相反的现象不会自然地发生。
知识点1说明能量守恒定律，能列举曰常生活中的能量守恒实例。
3、2018?黑龙江）生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（ ）
A．摩擦生热是把内能转化为机械能
B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．摩擦起电是把电能转化为机械能
4、如图所示是某火力发电站结构示意图，火力发电，“吃”进的是煤，“吐”出的是电，在这个过程中能量的转化是（ ）
A．机械能﹣→内能﹣→化学能﹣→电能
B．化学能﹣→内能﹣→机械能﹣→电能
C．化学能﹣→重力势能﹣→动能﹣→电能
D．内能﹣→化学能﹣→机械能﹣→电能
5、（2018秋?江阴市校级月考）汽车沿着盘山公路可以驶上高耸的云峰，盘山公路修得弯弯曲曲从物理角度最终的主要目的是为了 。载重货车下山时，其重力势能 （填“增大”、“减小”或“不变），为了减小车速，司机不时地踩踏刹车踏板，有一部分 转化为内能，闸片内能的改变方式是 。
6、排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。
（1）解释整个过程中能量是否守恒。
（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小△V之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。
知识点2解释为什么能置的转化与传递是有一定方向性的。
7、关于能量的转化和转移，以下说法正确的是（ ）
A．能量可以从能量多的物体向能量少的物体转移，也可以从能量少的物体向能量多的物体转移
B．内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能
C．能量只能从一种形式转化成另一种形式
D．能量可以从一种形式转化为另一种形式，但转化前后量的总量会减少
8、如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热量交换。打开阀门K后，P中气体进入Q中，最终达到平衡。则（ ）
A．气体的体积膨胀，内能增加 B．气体分子势能减少，内能增加
C．气体分子动能增加，内能不变 D．Q中气体不可能自发地全部退回到P中去
9、如图是一种太阳能汽车。太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为8×103W，在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供10A的电流。问：
（1）在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（3）你认为太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，有什么优点？
10、（2018秋?温江区期中）有一种叫做“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。在上述过程中，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．光能转化为内能 D．机械能转化为电能
11、学习了“能源与可持发展”一章后，某班学生就利用和开发能源问题展开了热烈讨论提出了如下几条建议和设想，其中永远做不到的是（ ）
A．目前利用的能源主要是煤，应着力研究如何使煤充分燃烧以减少热量损失的措施
B．正在建设中的田湾核电站，将解决连云港市乃至华东地区的电力紧张问题，但在输电过程中能量损失较大，若能用超导体送电，则可大大提高输电效率
C．湛江市位于南海之滨，应尽研究开发海洋能
D．随着能源的不断消耗，最终应致力于研究一种既可以不消耗能源，又能不断对外做功的机器
12、（2018?内江）根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（ ）
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
13、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？
14、（2018?乌鲁木齐）早期的风光互补发电巧妙利用太阳光强时风速小，光弱时风速大的自然特点，使风能、光能互补，从而基本保证发电功率稳定。
（1）风能和光能都来源于 ，属于 能源。若太阳光弱的时候风速小， （选填“能”或“不能”）实现风光互补发电。
（2）风机功率和风速的三次方成正比，风速加倍，其功率增加到原来的 倍。光伏功率和光的辐射量有关，单位面积光能的功率叫光的辐射量，其单位是 。
（3）用风光互补发的电对额定功率P的用电器供电，风机功率为P1，光伏功率为P2，当P1+P2＝ ，用电器正常工作。如图乙是某风光互补发电系统一段时间内功率变化的图线，在 ________（选填“9”或““11”）点钟左右，光伏功率最大。对于额定功率为1kW的用电器，在13点～16点这段时间里，风光互补发的电 （选填“能”或“不能”）满足其工作。
15、（2018秋?宣威市期中）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为12t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：
速度v（m/s）
100
200
300
400
500
600
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
1.08×105
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是54%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。求：
（1）飞机发动机完全燃烧12t燃油获得的能量是多少焦？
（2）当飞机以700m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以600m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少？
1．（2018秋?商南县期末）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．热量可以自发从高温物体传递给低温物体，却不能自发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．机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能
2．（2019秋?江夏区校级月考）观察发生的现象，讨论发生了哪些能量转化，下列说法不正确的是（ ）
A．来回迅速摩擦双手，手掌变热，机械能转化为内能
B．黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下，温度计示数上升，光能转化为内能
C．将太阳能电池连在小电扇上，并使它对着阳光，发现小电扇转动起来，太阳能转化为化学能再转化为机械能
D．将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后靠近细碎纸屑，发现钢笔杆能吸引纸屑，是机械能转化为电能
3．（2019?江夏区一模）小新和同学一起用粗糙硬纸板搭建了图示的轨道，并将小球从如图位置静止释放，使其自由运动到E点位置。关于以上小球运动过程中的说法错误的是（ ）
A．A点时的动能大于B点时的动能
B．B点的机械能等于C点的机械能
C．C点的内能小于D点的内能
D．由于受到阻力的作用，从D点到E点可能保持匀速运动
4．（2019秋?潮阳区月考）如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为100J．让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为80J，随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所能达到的最高位置时，此过程中小球克服摩擦做的功可能是（不计空气阻力）（ ）
A．10J B．20J C．60J D．70J
5．（2019?广安）下列关于能量的说法中，正确的是（ ）
A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B．电水壶工作时是将内能转化为电能
C．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移
D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
6．（2015秋?北京校级月考）在能的转化过程中（ ）
A．机械能一定守恒 B．各种形式的能都守恒
C．各种形式的能量的总和一定守恒 D．内能一定守恒
7．（2005春?威远县月考）图中给出了几种不同形式能之间转化的实例，其中内能转化为机械能的是（ ）
A．B．C．D．
8．（2019?荆州一模）如图是我国西部某地区风力发电的外景。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。若此地平均风速为15m/s，1台这样的风车10min获得的风能是 J，风能是 ___________能源（选填“可再生”，“不可再生”）；若某时间内风速为12m/s，一台风车工作1h所产生的电能供18只“220V﹣100W”灯泡正常工作8h，则这台风车发电效率为 。
平均风速（m/s）
5
10
15
20
25
30
1s内获得的能量（×104J）
4
8
12
16
20
24
9．（2019?苏州模拟）如图所示是一台家用豆浆机，小凡仔细观察了豆浆机的构造和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多物理知识。
（1）打浆器的刀片是由锋利的钢制成的，这是通过减小 的方法来增大对豆子的压强，把豆子碾磨成浆。
（2）电源线插头中脚1是把豆浆机的金属部分通过插座与 线相连。
（3）制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，在这个过程中，豆浆机将电能转化为内能和 能；散失到空气中的内能无法自动转化为电能，这是因为能量的转移和转化具有
性。
10．（2018?盐田区校级模拟）两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人的喜爱（如图所示）。下表是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数。
整车质量
20kg
锂电池电压
48V
锂电池容量
12A?h
电动车额定电压
48V
电动机额定功率
360W
（1）若该电动车以额定功率工作，求锂电池充足一次电最多可骑行的时间？
（2）锂电池充足电后，电动车在平直的公路上匀速行驶，受到的平均阻力为96N，最多能连续行驶17.28km，求电动车工作的效率？
第8节 能量的转化与守恒
1.能量既不会消失，也不会创生，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，而在这个过程中，能的总m保持不变，这就是 能量守恒 定律。
2.能量的转移和转化的方向性:在热传递过程中，热量只能从 高温 物体向 低温 物体传递，或者从物体温度 高 的地方向物体温度 低 的地方传递，最后达到相同的温度;当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的 重力势 能有一部分会转化为手和竹竿的 内 能，使手和竹竿的温度升髙;上述两者相反的现象不会自然地发生。
知识点1说明能量守恒定律，能列举曰常生活中的能量守恒实例。
3、2018?黑龙江）生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（ ）
A．摩擦生热是把内能转化为机械能
B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．摩擦起电是把电能转化为机械能
【解答】解：
A、摩擦生热是克服摩擦做功，摩擦过程中，消耗了机械能，内能增大，把机械能转化为内能，故A错误；
B、燃料燃烧放热是把化学能转化为内能，故B错误；
C、电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；
D、摩擦起电是消耗了机械能，获得了电能，故是把机械能转化为电能，故D错误。
故选：C。
4、如图所示是某火力发电站结构示意图，火力发电，“吃”进的是煤，“吐”出的是电，在这个过程中能量的转化是（ ）
A．机械能﹣→内能﹣→化学能﹣→电能
B．化学能﹣→内能﹣→机械能﹣→电能
C．化学能﹣→重力势能﹣→动能﹣→电能
D．内能﹣→化学能﹣→机械能﹣→电能
【解答】解：煤的燃烧将化学能转化为内能，传递给水产生高温、高压的水蒸气；水蒸气推动汽轮机转动，将内能转化为机械能；汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能。所以能量的转化过程是：化学能→内能→机械能→电能，故B项正确。
故选：B。
5、（2018秋?江阴市校级月考）汽车沿着盘山公路可以驶上高耸的云峰，盘山公路修得弯弯曲曲从物理角度最终的主要目的是为了 。载重货车下山时，其重力势能 （填“增大”、“减小”或“不变），为了减小车速，司机不时地踩踏刹车踏板，有一部分 转化为内能，闸片内能的改变方式是 。
【解答】解：（1）由于斜面可以省力，盘山公路相当于斜面，盘山公路修的弯弯曲曲主要目的是为了省力；
（2）当载重货车下山时，质量不变，高度变小，因此重力势能变小；
（3）为了减速司机师傅不时地踩踏刹车踏板刹车，该过程是一个摩擦生热的过程，是将机械能转化为内能的过程；
（4）刹车的过程中，闸片受到摩擦，温度升高，内能增大，属于做功改变了内能。
故答案为：省力；减小；机械能；做功。
6、排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。
（1）解释整个过程中能量是否守恒。
（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小△V之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。
【解答】答：（1）整个过程中能量守恒。排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度，是因为由于空气的摩擦，有一部分机械能逐渐转化为内能，但能量的总量是守恒的。
（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力和地面给予的弹力的作用，开始时重力大于弹力，速度逐渐增大；当重力等于弹力时，速度达到最大值；最后重力小于弹力，速度逐渐减小，直至速度为零。整体过程中可以认为是动能转化为排球的弹性势能。
知识点2解释为什么能置的转化与传递是有一定方向性的。
7、关于能量的转化和转移，以下说法正确的是（ ）
A．能量可以从能量多的物体向能量少的物体转移，也可以从能量少的物体向能量多的物体转移
B．内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能
C．能量只能从一种形式转化成另一种形式
D．能量可以从一种形式转化为另一种形式，但转化前后量的总量会减少
【解答】解：A、发生能量的转化是有方向性的，不一定从能量多的物体转移到能量少的物体上，如发生热传递的条件是存在温度差，但不是存在能量差，故A错误；
B、据能量的转化定律可知，内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能，故B正确；
C、能量不仅能从一种形式转化成另一种形式，还能从一个物体转移到另一个物体上，故C错误；
D、在能量的转移和转化的过程中，能的总量保持不变的，故D错误。
故选：B。
8、如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热量交换。打开阀门K后，P中气体进入Q中，最终达到平衡。则（ ）
A．气体的体积膨胀，内能增加 B．气体分子势能减少，内能增加
C．气体分子动能增加，内能不变 D．Q中气体不可能自发地全部退回到P中去
【解答】解：A、气体膨胀，Q内为真空，所以气体对外部做功，内能不变，故A错误；
B、气体膨胀，分子间距离增大，分子间的作用力减小，所以分子分子势能减少；气体膨胀，对外做功，将内能转化为机械能，所以气体的内能减小，故B错误；
C、气体膨胀，对外做功，将内能转化为机械能，所以气体的内能减小，温度降低，分子热运动变缓慢，所以分子动能也变小，故C错误；
D、能量的转化和转移是有方向性的，Q中的气体不可能自发的全部退回到P中，故D正确。
故选：D。
9、如图是一种太阳能汽车。太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为8×103W，在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供10A的电流。问：
（1）在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（3）你认为太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，有什么优点？
【解答】解：（1）根据电池板对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供10A的电流，
∴电动机消耗的电功率P＝UI＝160V×10A＝1600W
答：电动机消耗的电功率是1600W。
（2）∵太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为P总＝8×103W，电动机消耗的电功率P电＝1600W，
∴太阳能转化为电能的效率η＝×100%＝×100%＝20%。
答：太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是20%。
（3）太阳能汽车的优点：清洁无污染，太阳能取之不尽，用之不竭；缺点：获取能量受四季、昼夜、阴晴条件限制等。
答：太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，环保，无尾气污染等（其他答案合理即可）。
10、（2018秋?温江区期中）有一种叫做“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。在上述过程中，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．光能转化为内能 D．机械能转化为电能
【解答】解：由题意，当对“压电陶瓷”的电子元件挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，根据能量转化的关系可知，在挤压或拉伸的过程中，要消耗机械能对它做功，同时产生电能，所以该能量转化的过程为机械能转化为电能。故D正确。
故选：D。
11、学习了“能源与可持发展”一章后，某班学生就利用和开发能源问题展开了热烈讨论提出了如下几条建议和设想，其中永远做不到的是（ ）
A．目前利用的能源主要是煤，应着力研究如何使煤充分燃烧以减少热量损失的措施
B．正在建设中的田湾核电站，将解决连云港市乃至华东地区的电力紧张问题，但在输电过程中能量损失较大，若能用超导体送电，则可大大提高输电效率
C．湛江市位于南海之滨，应尽研究开发海洋能
D．随着能源的不断消耗，最终应致力于研究一种既可以不消耗能源，又能不断对外做功的机器
【解答】解：A、煤炭在燃烧的过程中，由于燃烧不够充分，导致散失的热量较多，研究如何使煤充分燃烧以减少热量损失，可以做到；
B、输电过程要损耗部分电能，如果利用超导体送电，可以减少输电过程中能量损失，提高输电效率，可以做到；
C、太阳能是取之不尽的能源，开发和利用好太阳能是解决能源问题的重要环节，可以做到；
D、能量既不会消灭，也不会产生，能量在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变，不可能做到。
故选：D。
12、（2018?内江）根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（ ）
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
【解答】解：A、永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故A错误；
B、两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故B正确；
C、在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故C错误；
D、子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故D错误。
故选：B。
13、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？
【解答】解：（1）上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动是重力势能转化为动能；人们利用打磨轮打磨工件是机械能转化为内能；
（2）这个装置不能能“永动”，由于从上面流到下面水池过程中，由于用来打磨物体消耗能量，故流下来的水不能全部被抽送到上面的水池中。即流下来的水要比抽上去的水多，随着时间的推移，上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”。
故答案为：（1）
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）不能；不遵循能量守恒。
14、（2018?乌鲁木齐）早期的风光互补发电巧妙利用太阳光强时风速小，光弱时风速大的自然特点，使风能、光能互补，从而基本保证发电功率稳定。
（1）风能和光能都来源于 ，属于 能源。若太阳光弱的时候风速小， （选填“能”或“不能”）实现风光互补发电。
（2）风机功率和风速的三次方成正比，风速加倍，其功率增加到原来的 倍。光伏功率和光的辐射量有关，单位面积光能的功率叫光的辐射量，其单位是 。
（3）用风光互补发的电对额定功率P的用电器供电，风机功率为P1，光伏功率为P2，当P1+P2＝ ，用电器正常工作。如图乙是某风光互补发电系统一段时间内功率变化的图线，在 ________（选填“9”或““11”）点钟左右，光伏功率最大。对于额定功率为1kW的用电器，在13点～16点这段时间里，风光互补发的电 （选填“能”或“不能”）满足其工作。
【解答】解：
（1）根据能源分类的标准可知，太阳能、风能都来源于太阳能，可以从自然界直接获得源源不断的获得，属于一次能源或可再生能源；
风光互补发电是利用太阳光强时风速小，光弱时风速大的自然特点，使风能、光能互补，如果太阳光弱的时候风速小，不能实现风光互补发电；
（2）风机功率和风速的三次方成正比，风速加倍，其功率增加到原来的23＝8 倍；
单位面积光能的功率叫光的辐射量，即光的辐射量，其中光能功率的单位是“W”，故光的辐射量的单位是W/m2；
（3）用风光互补发的电对额定功率P的用电器供电，风机功率为P1，光伏功率为P2，当P1+P2＝P，用电器正常工作；
根据图象知光伏功率最大的时间是11点；
根据图象知在13点～16点风光互补发的电能的和大于1kW，能满足额定功率为1kW的用电器工作。
故答案为：（1）①太阳；②一次（可再生）；③不能；（2）①8；②W/m2；（3）①P；②11；③能。
15、（2018秋?宣威市期中）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为12t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：
速度v（m/s）
100
200
300
400
500
600
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
1.08×105
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是54%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。求：
（1）飞机发动机完全燃烧12t燃油获得的能量是多少焦？
（2）当飞机以700m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以600m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少？
【解答】解：
（1）燃油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝1.2×104kg×5×107J/kg＝6×1011J；
（2）由表中数据可知，速度增大为原来的2倍，则飞机受到的阻力增大为原来的4倍；速度增大为原来的3倍，则飞机受到的阻力增大为原来的9倍…
所以飞机受到的阻力与其速度的平方成正比，
即：f＝（）2×0.3×104N，其中v1＝100m/s，
当飞机以v＝700m/s匀速运动时，飞机的牵引力和阻力是平衡力，
所以飞机受到的牵引力：
F＝f＝（）2×0.3×104N＝（）2×0.3×104N＝1.47×105N，
则此时飞机发动机的输出功率：
P═Fv＝1.47×105N×700m/s＝1.029×108W＝1.029×105kW；
（3）由（1）得燃油完全燃烧放出的热量：Q放＝6×1011J；
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是54%，
则有用功：W＝54%×Q放＝54%×6×1011J＝3.24×1011J，
由表中数据和二力平衡条件可得，速度为v＝600m/s时，飞机的牵引力：
F′＝f′＝1.08×105N，
由W＝Fs得，飞机的最大航程：
s＝＝＝3×106m。
答：（1）飞机发动机完全燃烧12t燃油获得的能量是6×1011J；
（2）当飞机以700m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是1.029×105kW；
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以600m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是3×106m。
1．（2018秋?商南县期末）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．热量可以自发从高温物体传递给低温物体，却不能自发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．机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能
【解答】解：
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，故A错误；
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，故B正确；
C．动能可以和重力势能相互转化，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故C错误；
D．机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故D错误。
故选：B。
2．（2019秋?江夏区校级月考）观察发生的现象，讨论发生了哪些能量转化，下列说法不正确的是（ ）
A．来回迅速摩擦双手，手掌变热，机械能转化为内能
B．黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下，温度计示数上升，光能转化为内能
C．将太阳能电池连在小电扇上，并使它对着阳光，发现小电扇转动起来，太阳能转化为化学能再转化为机械能
D．将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后靠近细碎纸屑，发现钢笔杆能吸引纸屑，是机械能转化为电能
【解答】解：A、双手摩擦，是克服摩擦做功，将机械能转化为了内能；故A正确；
B、太阳光使塑料袋内水发热是将光能转化为内能，故B正确；
C、太阳能电池板把太阳能转化为电能，电风扇转动时，电能转化为机械能，故C错误；
D、将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后，钢笔杆带了电，这是摩擦起电，机械能转化为电能，故D正确；
故选：C。
3．（2019?江夏区一模）小新和同学一起用粗糙硬纸板搭建了图示的轨道，并将小球从如图位置静止释放，使其自由运动到E点位置。关于以上小球运动过程中的说法错误的是（ ）
A．A点时的动能大于B点时的动能
B．B点的机械能等于C点的机械能
C．C点的内能小于D点的内能
D．由于受到阻力的作用，从D点到E点可能保持匀速运动
【解答】解：A、小球从A到B的过程中（上升阶段），动能会转化为重力势能，所以A点时的动能大于B点时的动能，故A正确；
B、由题意可知，小球在运动过程中受到摩擦力的作用，所以小球的机械能会逐渐减小（会转化为内能）；
由B到C的过程中，小球的机械能会逐渐减小，所以B点的机械能大于C点的机械能，故B错误；
C、由C到D的过程中，一部分动能转化为内能，所以C点的内能小于D点的内能，故C正确；
D、因为斜面不光滑，受到阻力的作用，所以小球有可能受到平衡力作用，则小球从D点到E点可能保持匀速运动，故D正确。
故选：B。
4．（2019秋?潮阳区月考）如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为100J．让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为80J，随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所能达到的最高位置时，此过程中小球克服摩擦做的功可能是（不计空气阻力）（ ）
A．10J B．20J C．60J D．70J
【解答】解：由题意可知，小球在与轨道摩擦的过程中，其机械能转化为内能，逐渐减小。不计空气阻力，小球从A点到达B点时，机械能从100J减小为80J，减少了20J．而从B点再到达左侧所能达到的最高位置时，其通过轨道的长度应该比第一次短，所以机械能减少的大小应该小于20J，故此过程中小球克服摩擦做的功可能是10J。
故选：A。
5．（2019?广安）下列关于能量的说法中，正确的是（ ）
A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B．电水壶工作时是将内能转化为电能
C．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移
D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
【解答】解：A、洗衣机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程，故A错误；
B、电水壶工作时消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故B错误；
C、用热水泡脚，内能从热水传递到脚，身体的内能会增加，会感觉暖和，说明内能可以转移，故C正确；
D、根据能量守恒知，能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，故D错误。
故选：C。
6．（2015秋?北京校级月考）在能的转化过程中（ ）
A．机械能一定守恒 B．各种形式的能都守恒
C．各种形式的能量的总和一定守恒 D．内能一定守恒
【解答】解：
各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，表明能量是不能被创造或消灭的。因此各种形式能的总量一定守恒，单一的某一种形式的能或几种能不一定守恒，故C选项说法正确。
故选：C。
7．（2005春?威远县月考）图中给出了几种不同形式能之间转化的实例，其中内能转化为机械能的是（ ）
A．B．C．D．
【解答】解：A、内燃机的活塞在燃气推动下运动，内能转化为机械能。
B、风力发电是风能转化为电能，不符合题意。
C、水轮车磨面，是水能转化为机械能，不符合题意。
D、太阳能电话是把太阳能转化为电磁能，不符合题意。
故选：A。
8．（2019?荆州一模）如图是我国西部某地区风力发电的外景。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。若此地平均风速为15m/s，1台这样的风车10min获得的风能是 J，风能是 ___________能源（选填“可再生”，“不可再生”）；若某时间内风速为12m/s，一台风车工作1h所产生的电能供18只“220V﹣100W”灯泡正常工作8h，则这台风车发电效率为 。
平均风速（m/s）
5
10
15
20
25
30
1s内获得的能量（×104J）
4
8
12
16
20
24
【解答】解：（1）由表格的数据可知，平均风速为15m/s时，1s内获得的能量为12×104J，
则1台这样的风车10min获得的风能为：W＝12×104J×10×60s＝7.2×107；
（2）风能可以从自然界中源源不断的获得，是可再生能源；
（3）由表中数据可知，风车获得的能量随风速的增大而增大，并且成倍数的增加，
所以风车获得的能量与风速成正比关系，即：＝；若风速为12m/s时，
P2＝P1＝×1.2×105J/s＝9.6×104J/s，
则风车工作1小时获得的能量：
W总＝P2t2＝9.6×104J/s×3600s＝3.456×108J；
风车工作1小时产生的电能：
W＝Pt＝18×100W×8×3600s＝5.184×107J；
故风车发电的效率：η＝×100%＝×100%＝15%。
故答案为：7.2×107；可再生；15%。
9．（2019?苏州模拟）如图所示是一台家用豆浆机，小凡仔细观察了豆浆机的构造和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多物理知识。
（1）打浆器的刀片是由锋利的钢制成的，这是通过减小 的方法来增大对豆子的压强，把豆子碾磨成浆。
（2）电源线插头中脚1是把豆浆机的金属部分通过插座与 线相连。
（3）制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，在这个过程中，豆浆机将电能转化为内能和 能；散失到空气中的内能无法自动转化为电能，这是因为能量的转移和转化具有
性。
【解答】解：
（1）打浆器的刀片是由锋利的钢制成的，这是通过减小受力面积的方法来增大对豆子的压强，把豆子碾磨成浆。
（2）豆浆机电源线的插头有三个脚，其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与大地相连接；
（3）制作豆浆的过程中，加热时消耗电能获得内能，打浆时消耗电能获得机械能，在整个过程中，豆浆机将电能转化为内能和机械能；
散失到空气中的内能无法自动转化为电能，这是因为能量的转移和转化具有方向性。
故答案为：（1）受力面积；（2）地；（3）机械；方向性。
10．（2018?盐田区校级模拟）两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人的喜爱（如图所示）。下表是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数。
整车质量
20kg
锂电池电压
48V
锂电池容量
12A?h
电动车额定电压
48V
电动机额定功率
360W
（1）若该电动车以额定功率工作，求锂电池充足一次电最多可骑行的时间？
（2）锂电池充足电后，电动车在平直的公路上匀速行驶，受到的平均阻力为96N，最多能连续行驶17.28km，求电动车工作的效率？
【解答】解：（1）锂电池充足一次电储存的电能：
W电＝UIt＝48V×12A×3600s＝2.0736×106J，
该电动车以额定功率工作，由P＝可得，最多可骑行的时间：
t′＝＝＝5760s；
（2）电动车在平直的公路上匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
则牵引力F＝f＝96N，
牵引力做的功：
W＝Fs＝96N×17.28×103m＝1.65888×106J，
则电动车工作的效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）锂电池充足一次电最多可骑行的时间为5760s；
（2）电动车工作的效率为80%。
