7.4 能量的转化与守恒 同步练习（含解析）

第3节　能量的转化与守恒
【基础练习】
知识点 1　能量的转移和转化
1.如图1所示,仅发生能量转移的一组是(　　)
图1
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
2.一个铁块沿斜面匀速滑下,关于铁块的机械能和内能的变化,下列判断中正确
的是(　　)
A.铁块的机械能和内能都不变
B.铁块的机械能减少,内能不变
C.铁块的机械能增加,内能增加
D.铁块的机械能减少,内能增加
3.[2018·温州] 某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板,在光照时发电,给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转化是(　　)
A.电能→机械能→光能 B.光能→机械能→电能
C.光能→电能→机械能 D.机械能→电能→光能
4.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
5.2019年7月19日,中国“天宫二号”目标飞行器受控坠落于南太平洋,“天宫二号”穿越大气层时,大部分被焚毁,像一颗流星划过天空。如图2所示四个事例中,能量转化与之相同的是(　　)
图2
A.甲、丙 B.甲、丁
C.乙、丙 D.乙、丁
知识点 2　能量守恒定律
6.自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,关于该过程,下列说法正确的是(　　)
A.机械能守恒 B.只有动能和重力势能之间的相互转化
C.能量正在消失 D.减少的机械能转化为内能,但总能量守恒
7.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.热量可以自发地从高温物体传递给低温物体,却不能自发地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
【能力提升】
8.如图3所示是某地区使用的“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(　　)
图3
A.光电池板是将太阳能转化为化学能
B.照明灯工作时,LED灯是将内能转化为电能
C.利用风力发电时,“小风扇”将机械能转化为电能
D.蓄电池夜晚放电时,蓄电池将化学能转化为光能
9.如图4所示是科技馆展出的一台“永动机”模型,拨动该模型时里面的十几颗钢珠可以自由滚动。关于该“永动机”模型的说法正确的是 (　　)
图4
A.科技发展可以制造出永动机
B.该模型转动时不遵循能量守恒定律
C.该模型被拨动后会永久自主地转动下去
D.该模型最终停下来是因为机械能转化为内能
10.“神舟号”载人飞船完成各项任务后,在返回的过程中,返回舱进入大气层将通过一段黑障区,这一段时间飞船将“烧成”一个大火球,而飞船内的宇航员和设备则安然无恙,下列说法中正确的是(　　)
A.飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦,内能转化为机械能
B.飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦,机械能转化为内能
C.飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌而采取的高温消毒措施
D.飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化,从而放出了大量的热保护了飞船
11.如图5所示的情景中,没有发生动能与势能相互转化的是(　　)
12.前段时间,“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点,该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气,通过氢燃料电池给车提供动力(该技术成本很高,目前仍处在试验阶段),但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是(　　)
A.氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能
B.水解技术制取氢气的过程一定要消耗其他能量
C.对于热点事件要遵从科学原理,不能盲从,更不能以讹传讹
D.该车行驶的能量最终来源于水,水是一种能源
13.动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段进行:第一阶段采用“再生刹车”技术,速度从250 km/h 减至90 km/h,这期间停止动力供给,列车依靠惯性继续前行,并带动发电机发电;第二阶段采用机械刹车,速度从90 km/h开始不断减小直至停止。关于列车进站过程中的能量转化,下列说法中正确的是(　　)
A.第一阶段减小的动能全部转化为电能,即电能等于减小的动能
B.第一阶段减小的动能有一部分转化为电能,即电能小于减小的动能
C.第二阶段减小的动能主要转化为内能,即内能小于减小的动能
D.第二阶段减小的动能主要转化为内能,且内能大于减小的动能
14.小新和同学一起用粗糙硬纸板搭建了如图6所示的轨道,并将小球从如图所
示位置由静止释放,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(　　)
图6
A.小球在A点的动能大于B点的动能
B.小球在B点的机械能等于C点的机械能
C.小球在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点小球可能保持匀速运动
15.光滑斜面甲与水平面AB平滑连接,从斜面甲高H处静止释放小球,小球运动到B点静止,如图7(a)所示;在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙,已知AB=3AC,如图(b)所示。回答下列问题:
图7
(1)如果小球从斜面甲高H处由静止释放,说明小球在斜面乙到达的最大高度h与H的数量关系及理由。
(2)要使小球在斜面乙上到达的最大高度变为2h,小球应在斜面甲上多高处由静止释放,并说明理由。
答案
1.D　
2.D　[解析] 铁块沿斜面匀速下滑时,动能不变、势能减小,所以铁块的机械能一定减少。铁块沿斜面能匀速滑下,说明斜面一定是不光滑的,铁块下滑时要克服摩擦力做功,铁块损失的机械能转化为铁块和斜面的内能,因此铁块的温度会略有升高,内能会增加。
3.C　[解析] 太阳能板在光照时发电,即把太阳能转化为电能;电能供给电动机,转化为机械能,调节百叶窗的开合。故该过程中发生的能量转化是光能→电能→机械能。
4.C　
5.B　[解析] “天宫二号”穿越大气层时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,使“天宫二号”内能增加,温度升高,发生剧烈燃烧。
甲:用力将活塞压下,活塞对空气做功,使筒内空气的内能增大、温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,此过程中机械能转化为内能。
乙:汽油机做功冲程中,高温高压的燃气对外做功,此过程中内能转化为机械能。
丙:试管内气体对瓶塞做功,气体的内能转化为瓶塞的机械能。
丁:钻木取火属于摩擦生热现象,克服摩擦做功,机械能转化为内能。
6.D　[解析] 秋千摆动的幅度越来越小,说明机械能有所减少,机械能减少并不代表能量消失了,而是转化为其他形式的能量,即机械能转化为内能,能量仍然是守恒的。
7.B　[解析] 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,不能说明能量转化具有方向性。
热量可以自发地从高温物体传递给低温物体,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。
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,不能说明能量转化具有方向性。
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,不能说明能量转化具有方向性。
8.C　[解析] 光电池板是将太阳能转化为电能,而不是化学能;照明灯工作时,将电能转化为光能;利用风力发电时,“小风扇”将机械能转化为电能;蓄电池夜晚放电时,将化学能转化为电能,而不是将化学能转化为光能。
9.D　[解析] 永动机违背了能量守恒定律,故不能制造成功;任何机械都遵循能量守恒定律,该模型转动时也要遵循能量守恒定律;由于能量的转化或转移具有方向性,该模型被拨动后机械能会由于克服阻力而消耗,不会永久自主地转动下去;该模型最终停下来,是因为在转动过程中克服阻力做功,机械能转化为内能。
10.B　11.A
12.D　[解析] 氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能,再用来驱动汽车的;根据能量守恒定律,水解技术制取氢气的过程一定要消耗其他能量;由科学常识可知,对于热点事件要遵从科学原理,不能盲从,更不能以讹传讹;该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气,不能直接说是水是能源。
13.B　[解析] 第一阶段减速过程中,速度变小,动能变小,由于摩擦,一部分动能转化为内能,由于继续行驶并带动发电机发电,故一部分动能转化为电能,即电能小于减小的动能;第二阶段减小的动能全部转化为内能,即内能等于减小的动能。
14.B　[解析] 小球从A到B的过程中(上升阶段),动能会转化为重力势能和内能,所以小球在A点的动能大于B点的动能。
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);则由B到C的过程中,小球的机械能会逐渐减小,所以小球在B点的机械能大于C点的机械能。
由C到D的过程中,一部分动能转化为内能,所以小球在C点的内能小于D点的内能。
因为斜面不光滑,存在阻力,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。
15.解:(1)从释放点到B点静止,小球减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损失的机械能,因为AB=3AC,所以在AC水平面上损耗的机械能是AB面上的三分之一,所以小球在斜面乙上的机械能比在斜面甲上的机械能少三分之一,故小球在斜面乙到达的最大高度h=23H。
(2)小球在斜面乙上到达的最大高度为2h,即43H,因为在AC面上消耗的机械能与第一次相同,即消耗H3高度的重力势能,所以小球在斜面甲上的释放高度是:2h+H3=53H。