14.3能量的转化和守恒
一、选择题
1.关于能的概念，下列说法中错误的是(
)
A.一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多
B.动能、势能及机械能的单位都是焦耳
C.用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球没有能
D.甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多
【答案】C。
【解析】解：A、功是能量转化的量度，一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多，说法正确，不符合题意。
B、动能、势能及机械能的单位都是焦耳，说法正确，不符合题意。
C、用线悬挂着的静止的小球没有做功，但它具有重力势能，小球有能量，说法错误，符合题意。
D、物体的动能由物体的质量与速度共同决定，甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多，说法正确，不符合题意。
2.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
【答案】B。
【解析】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。
3.下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是
A.水轮机带动发电机发电电能转化为机械能
B.壶中的水沸腾时，壶盖不断地跳动内能转化为机械能
C.电炉子工作内能转化为电能
D.给蓄电池充电化学能转化为电能
【答案】B
【解析】略
4.下列有关声和能的说法中正确的是
A.声纹锁在房主说出暗语时才能被打开，是因为它能辨别声音的音调
B.“辽宁号”航母上的起飞引导员佩戴有耳罩的头盔，这是从传播过程中减弱噪声
C.太阳能、风能、核能是目前正在努力研究、开发的新能源，它们都是可再生能源
D.能量的转化和转移具有方向性，在转化和转移过程中能量的总量总保持不变
【答案】D
【解析】解：
A、声纹锁在只有房主说出暗语时，才能被打开，因为它能辨别声音的音色，故A错误；
B、“辽宁号”航母上起飞引导员佩戴有耳罩的头盔是在人耳处减弱噪声，故B错误；
C、现在人类面临着资源紧缺的现状，所以应该开发和利用新能源，人类应更多地开发和利用太阳能、风能、核能等新能源，太阳能、风能是可再生能源，核能是不可再生能源，故C错误；
D、根据能量守恒定律，能量既不会消灭，也不会凭空产生，在转化和转移过程中能量的总量总保持不变，但是能量的转化和转移具有方向性，故D正确。
故选：D。
5.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换是(
)
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
【答案】C。
【解析】解：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换是光能→电能→机械能。
6.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它能量
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
【答案】D
【解析】解：A、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，故A正确；
B、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它能量，故B正确；
C、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，故C正确；
D、该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接说水是这里的能源，故D错误。
故选：D。
7.专业蹦床运动逐渐进入大众生活，下列对蹦床运动的表述错误的是
A.下落到蹦床前运动员的重力势能转化为动能
B.运动员下降到最低点时，蹦床的弹性势能最大
C.运动员想弹得更高，就要在蹦床上发力，消耗体能
D.若运动员不发力，会一直运动下去，因为能量是守恒的
【答案】D
【解析】解：A、下落到蹦床前运动员的质量不变，高度降低，速度变大，故重力势能减少，动能增加，是重力势能转化为动能。故A正确；
B、运动员下降到最低点时，蹦床的形变程度最大，所以弹性势能最大。故B正确；
C、运动员在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为人的内能，所以越跳越低。想弹得更高，就要增加蹦床的弹性势能，而蹦床的弹性势能是通过消耗人体的能量来获得的。故C正确；
D、从整个系统来说能力是守恒的。但运动员在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为人的内能，所以若运动员不发力，不会一直运动下去。故D错误。
故选：D。
8.下列设备在工作时，将电能转化为内能的是(
)
A.电饭锅
B.抽水机
C.核反应堆
D.太阳灶
【答案】A。
【解析】解：A、电饭锅是把电能转化成内能，故A符合题意。
B、抽水机工作时主要将电能转化为水的机械能，故B不合题意；
C、核反应堆主要是通过核裂变使核燃料释放核能，再进一步转化为其它形式的能，故C不合题意；
D、太阳灶是直接利用太阳能来转化为内能的装置，故D不合题意。
9.电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中，它们都是利用电动机来工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是(
)
A.电能转化成热能
B.电能转化成机械能
C.机械能转化成电能
D.太阳能转化成机械能
【答案】B。
【解析】解：电动机工作过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，故B正确。
10.现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光。则这款鞋发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是(
)
A.机械能转化为电能，再转化为光能
B.电能转化为机械能，再转化为光能
C.机械能转化为光能，再转化为电能
D.光能转化为机械能，再转化为电能
【答案】A。
【解析】解：穿上鞋走路时，具有机械能，鞋会发光，具有光能；根据题意可知，该鞋(发电鞋)的工作原理是电磁感应现象，先是机械能转化为电能，电能又转化为光能；
11.我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁二级运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。下列关于发射过程中的说法中正确的是
A.在“墨子号”随火箭升空的过程中，机械能转化为内能
B.火箭用液态氢作为燃料，是因为氢的密度小
C.“墨子号”上升的过程中机械能守恒
D.一级火箭与二级火箭分离是为了提高效率
【答案】D
【解析】A.“墨子号”上升的过程中，是燃料燃烧的内能转化为机械能，故A错误；
B.火箭用液态氢作为燃料，是因为氢的热值大，故C错误；
C.“墨子号”上升的过程中，速度变大，动能变大，高度变高，重力势能变大，机械能变大，故C错误；
D.一级火箭与二级火箭分离，此时火箭的重力减小，克服重力所做的额外功减少，提高机械效率，故D正确。
故选D。
12.小李家使用的燃气热水器，将30kg的水从加热到，消耗了的天然气。已知水的比热容为，天然气的热值为。则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是
A.水吸收的热量与水的末温成正比
B.水吸收的热量是
C.热水器的能量转化效率是
D.热水器的能量转化效率与环境温度无关
【答案】C
【解析】A.由可知，水吸收的热量与水的质量和升高的温度成正比，故A错误；
B.将30kg的水从加热到，水吸收的热量：，故B错误；
C.天然气完全燃烧放出热量：，热水器的能量转化效率：，故C正确；
D.热水器的能量转化效率与环境温度有关，因为环境温度越低，加热的时间越长，其散失的热量越多，则热水器的能量转化效率越低，故D错误。
故选C。
二、填空题
13.能量既不会
，也不会
，它只会从一种形式
为其他形式，或者从一个物体
到另一个物体，而在转化和转移过程中，
的总量保持不变。这就是能量守恒定律。
【答案】凭空消灭；凭空产生；转化；转移；能量。
【解析】解：能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。
14.如今电动车越来越受到人们的欢迎，行驶中的电动车主要是将
能转化为
能。若电动车在行驶过程中所受外力全部消失，根据
定律可知电动车将保持
状态。
【答案】电；机械；牛顿第一；匀速直线运动。
【解析】解：行驶中的电动车消耗电能，获得机械能，因此主要是将电能转化为机械能。
若电动车在行驶过程中所受外力全部消失，根据牛顿第一定律可知电动车将保持匀速直线运动状态。
15.如图所示为试验中的太阳能汽车，在工作时，先将太阳能转化为_____能，然后再转化为汽车的____能。
【答案】电动
16.山东沂蒙抽水蓄能电站已于2015年7月19日在我市境内开工建设。抽水蓄能电站原理示意图如图所示，它通过上下两个水库将水循环利用，不仅能像常规水电站一样发电，还能像水泵站那样抽水蓄能。抽水蓄能电站实现了
能和
能之间的相互转化。
【答案】机械；电。
【解析】解：由图可知，把山顶水库的水放下来推动水轮机发电，即将水的机械能转化为电能；
同时，电动水泵还可以将山下水库的水抽到山顶水库，即消耗电能，将电能转化为水的机械能。
故抽水蓄能电站实现了机械能和电能之间的相互转化。
17.飞行的子弹能穿透钢板，是靠子弹的
能，蓄在高处的水能用来发电，是利用水的
能，钟表里的发条能带动时针走动，是靠发条的
能。
【答案】动；重力势；弹性势。
【解析】解：(1)物体由于运动而具有的能，叫动能，高速飞行的子弹具有较大的动能，故可以穿透钢板；
(2)物体被举高后，将具有势能；而当水从高空落下时，可以将重力势能转化为动能；
(3)发条具有弹性势能，通过缓慢释放可以带动指针转动；
三、解答题
18.“雾霾”已经成为全社会关注的热点，近段时间我国东北部的大部分地区被雾霾笼罩，空气污染严重，为了缓解空气污染，电动机车作为新能源汽车的主力军将大力发展并逐步代替现在的燃油汽车。如图所示为国内某厂商刚刚发布的名为“秦”高性能混合动力汽车。
在纯电动状态下，“秦”电动机将电能转化为机械能的效率为，电池为磷酸铁锂电池，电池一次充满电可存储的电能为，可供车辆在水平路面匀速直线行驶的最大里程数为50km，车子在此状态下行驶时产生的牵引力为多大？
若某一次纯电动行驶中“秦”消耗电能为，则若用效率为的燃油汽车需要消耗多少质量的汽油？汽油热值为
【答案】解：电能转化的机械能为：
牵引力为
电能转化的机械能和汽油燃烧转化的机械能相等为得
需要汽油的质量为。
答：车子在此状态下行驶时产生的牵引力为576N；
需要消耗的汽油。
【解析】本题主要考查功的计算、热值的计算及能量利用效率。
根据电能转化为机械能的效率计算出车子做的功，根据计算牵引力；
根据能量利用效率计算出燃料放出的热量，根据计算燃料的质量。
19.赵磊和家人在郊外野餐，用木炭对锅内的水进行加热，已知锅内装有、的水，将水加热至时共消耗木炭，假设木炭完全燃烧，则在该过程中：水的比热容为，木炭的热值为
水吸收的热量；
木炭完全燃烧放出的热量；
烧水的效率.
【答案】解：
水吸收的热量为：；
木炭放出的热量：；
烧水的效率：。
答：水吸收的热量为；
在这个过程中木炭放出的热量为；
烧水的效率为。
【解析】本题利用了燃料完全燃烧放热公式和吸热进行计算.在利用公式时，要注意每个字母表示的物理量及其单位。
根据求出水吸收的热量；
根据求出木炭放出的热量；
根据求出烧水效率。
20.利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电.安阳市启动了“光伏工程”示范项目，在某中学的教学楼顶安装了总功率为的光伏发电系统。
光伏发电系统发电时，_____________能转化为_______能
一天的有效光照时间按计算，该光伏发电系统一天共发电多少？
该光伏发电系统一天的发电量，如果由热电转换效率为的热电厂来完成，需要燃烧多少千克煤？煤的热值
【答案】太阳；电
解：
发电；
；
；燃烧煤的质量；
答：该光伏发电系统一天共发电；
需要燃烧煤64kg。
【解析】光伏发电系统发电时太阳能转化为电能；
21.随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通百姓人家。如表为小明同学家小汽车的有关数据：
小汽车的总质量1500kg
小汽车的额定功率50kW
汽车轮胎与地面接触的总面积0.1m2
100km耗油量8L
水箱中装满水质量2.5kg
汽油的密度0.71×107kg/m3
(1)某次行驶中，若水箱中水温度升高20℃，则水吸收多少热量？
(2)假若小汽车发动机的效率为30%，该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶0.5h，此过程中小汽车消耗的汽油质量是多少？(汽油的热值为4.6×107J/kg，g=10N/kg)
【答案】(1)2.1×105J(2)6.52kg
【解析】(1)水吸收的热量：Q吸=cm(t–t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×20℃=2.1×105J；
(2)由P=W/t可得，小汽车以额定功率匀速直线行驶0.5h牵引力所做的功：
W=Pt=5×104W×0.5×3600s=9×107J；
由η=W/Q×100%可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量：Q放=W/η=9×107J/30%=3×108J，
由Q放=mq可得，需要消耗的汽油：m′=Q放/q=3×108J/(4.6×107J/kg)≈6.52kg。
22.为了倡导低碳生活，如图所示的太阳能热水器被广泛应用于家庭生活。下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的一些相关信息。求：
太阳照射时间
太阳能转换为水的内能的效率
热水器最大水容量
10
80
水升高的温度
水的比热容
水的密度
50
热水器中水的质量；
热水器中的水需吸收的热量；
热水器平均所接收的太阳能。
【答案】解：由得，水的质量：；
水吸收的热量：
；
热水器平均10h所接收的太阳能为：
，
那么平均1h所接收的太阳能为：
。
答：水的质量是80kg；
热水器中的水需吸收的热量为；
热水器平均1h所接收的太阳能约为。14.3能量的转化和守恒
一、选择题
1.关于能的概念，下列说法中错误的是(
)
A.一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多
B.动能、势能及机械能的单位都是焦耳
C.用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球没有能
D.甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多
2.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
3.下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是
A.水轮机带动发电机发电电能转化为机械能
B.壶中的水沸腾时，壶盖不断地跳动内能转化为机械能
C.电炉子工作内能转化为电能
D.给蓄电池充电化学能转化为电能
4.下列有关声和能的说法中正确的是
A.声纹锁在房主说出暗语时才能被打开，是因为它能辨别声音的音调
B.“辽宁号”航母上的起飞引导员佩戴有耳罩的头盔，这是从传播过程中减弱噪声
C.太阳能、风能、核能是目前正在努力研究、开发的新能源，它们都是可再生能源
D.能量的转化和转移具有方向性，在转化和转移过程中能量的总量总保持不变
5.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换是(
)
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
6.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它能量
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
7.专业蹦床运动逐渐进入大众生活，下列对蹦床运动的表述错误的是
A.下落到蹦床前运动员的重力势能转化为动能
B.运动员下降到最低点时，蹦床的弹性势能最大
C.运动员想弹得更高，就要在蹦床上发力，消耗体能
D.若运动员不发力，会一直运动下去，因为能量是守恒的
8.下列设备在工作时，将电能转化为内能的是(
)
A.电饭锅
B.抽水机
C.核反应堆
D.太阳灶
9.电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中，它们都是利用电动机来工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是(
)
A.电能转化成热能
B.电能转化成机械能
C.机械能转化成电能
D.太阳能转化成机械能
10.现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光。则这款鞋发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是(
)
A.机械能转化为电能，再转化为光能
B.电能转化为机械能，再转化为光能
C.机械能转化为光能，再转化为电能
D.光能转化为机械能，再转化为电能
11.我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁二级运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。下列关于发射过程中的说法中正确的是
A.在“墨子号”随火箭升空的过程中，机械能转化为内能
B.火箭用液态氢作为燃料，是因为氢的密度小
C.“墨子号”上升的过程中机械能守恒
D.一级火箭与二级火箭分离是为了提高效率
12.小李家使用的燃气热水器，将30kg的水从加热到，消耗了的天然气。已知水的比热容为，天然气的热值为。则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是
A.水吸收的热量与水的末温成正比
B.水吸收的热量是
C.热水器的能量转化效率是
D.热水器的能量转化效率与环境温度无关
二、填空题
13.能量既不会
，也不会
，它只会从一种形式
为其他形式，或者从一个物体
到另一个物体，而在转化和转移过程中，
的总量保持不变。这就是能量守恒定律。
14.如今电动车越来越受到人们的欢迎，行驶中的电动车主要是将
能转化为
能。若电动车在行驶过程中所受外力全部消失，根据
定律可知电动车将保持
状态。
15.如图所示为试验中的太阳能汽车，在工作时，先将太阳能转化为_____能，然后再转化为汽车的____能。
16.山东沂蒙抽水蓄能电站已于2015年7月19日在我市境内开工建设。抽水蓄能电站原理示意图如图所示，它通过上下两个水库将水循环利用，不仅能像常规水电站一样发电，还能像水泵站那样抽水蓄能。抽水蓄能电站实现了
能和
能之间的相互转化。
17.飞行的子弹能穿透钢板，是靠子弹的
能，蓄在高处的水能用来发电，是利用水的
能，钟表里的发条能带动时针走动，是靠发条的
能。
三、解答题
18.“雾霾”已经成为全社会关注的热点，近段时间我国东北部的大部分地区被雾霾笼罩，空气污染严重，为了缓解空气污染，电动机车作为新能源汽车的主力军将大力发展并逐步代替现在的燃油汽车。如图所示为国内某厂商刚刚发布的名为“秦”高性能混合动力汽车。
在纯电动状态下，“秦”电动机将电能转化为机械能的效率为，电池为磷酸铁锂电池，电池一次充满电可存储的电能为，可供车辆在水平路面匀速直线行驶的最大里程数为50km，车子在此状态下行驶时产生的牵引力为多大？
若某一次纯电动行驶中“秦”消耗电能为，则若用效率为的燃油汽车需要消耗多少质量的汽油？汽油热值为
19.赵磊和家人在郊外野餐，用木炭对锅内的水进行加热，已知锅内装有、的水，将水加热至时共消耗木炭，假设木炭完全燃烧，则在该过程中：水的比热容为，木炭的热值为
水吸收的热量；
木炭完全燃烧放出的热量；
烧水的效率.
20.利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电.安阳市启动了“光伏工程”示范项目，在某中学的教学楼顶安装了总功率为的光伏发电系统。
光伏发电系统发电时，_____________能转化为_______能
一天的有效光照时间按计算，该光伏发电系统一天共发电多少？
该光伏发电系统一天的发电量，如果由热电转换效率为的热电厂来完成，需要燃烧多少千克煤？煤的热值
21.随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通百姓人家。如表为小明同学家小汽车的有关数据：
小汽车的总质量1500kg
小汽车的额定功率50kW
汽车轮胎与地面接触的总面积0.1m2
100km耗油量8L
水箱中装满水质量2.5kg
汽油的密度0.71×107kg/m3
(1)某次行驶中，若水箱中水温度升高20℃，则水吸收多少热量？
(2)假若小汽车发动机的效率为30%，该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶0.5h，此过程中小汽车消耗的汽油质量是多少？(汽油的热值为4.6×107J/kg，g=10N/kg)
22.为了倡导低碳生活，如图所示的太阳能热水器被广泛应用于家庭生活。下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的一些相关信息。求：
太阳照射时间
太阳能转换为水的内能的效率
热水器最大水容量
10
80
水升高的温度
水的比热容
水的密度
50
热水器中水的质量；
热水器中的水需吸收的热量；
热水器平均所接收的太阳能。
