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_________????????????_________,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( )
A.①②③④ B.②③④① C.②①③④ D.①③④②
6.一模内燃机是用燃料燃烧的内_è?????????????????_图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。
7.用额定功率为1000 W的_????????¨???1__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_????¤????_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”( )
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.如图所示是_??????????????????_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。
10.太阳能热水器具有_?????¨???è??è?????_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_è??????°???¨???è??_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
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_??????????????????_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。