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3.8 能量的转化与守恒 分层练习
科学观念：通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化，认识能量转化的普遍性，具有方向性；概述能量转化与守恒定律；初步了解“永动机”是不可能实现的。
科学思维：学会由局部到整体认识事物的思维方法；用能量转化与守恒的观点分析自然现象和生活现象。
探究实践：能列举日常生活中能量转化与守恒的实例。
态度责任：通过学习建立能量守恒观。
01 能量的相互转化
1．继高铁之后，“华龙一号"核电装置成为了我国的另一“国之重器”，目前已经和多个国家签订了核能发电项目。如下图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（　　）
A．核反应堆：核能转化为内能 B．蒸汽轮机：化学能转化为动能
C．发电机：电能转化为机械能 D．电取暖器：电能转化为机械能
【答案】A
【解析】【分析】根据能量转化的知识判断。
【解答】A.核反应堆：核能转化为内能，故A正确；
B.蒸汽轮机：内转化为动能，故B错误；
C.发电机：机械能转化为电能，故C错误；
D.电取暖器：电能转化为内能，故D错误。
故选A。
2．动态制动是现代车辆采用的一种重要制动方式。动态制动器主要由动态制动电阻和继电器等组成，在故障、急停、电源断开时继电器将制动电阻接入，通过电阻耗能起到一定的制动作用。其中，制动电阻在消耗能时，所发生的能量转化是（　　）
A．机械能转化为内能 B．机械能流失到空中
C．电能转化为内能 D．机械能转化为电能
【答案】C
【解析】【解答】制动电阻在消耗能时，将电能转化为机械能，制动时，要克服摩擦阻力做功，将机械能转化为内能，故发生的能量转化是电能转化为内能。
故答案为：C。
【分析】制动电阻工作时，减小了动能，将电能转化为内能。
3．把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（　　）
A．是由水的内能转化来的 B．是由水的重力势能转化来的
C．是由乒乓球的内能转化来的 D．是由乒乓球的化学能转化来的
【答案】B
【解析】【分析】解决此题的关键是知道乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低。重力势能的大小与物体的质量和高度有关系，动能与物体的质量和速度有关。
【解答】松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能不断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，故乒乓球的机械能不断增加。
故选B
02 能量的转化与守恒定律
1．根据能量守恒定律，判断下列说法正确的是（　　）
A．发电机可以产生电能
B．电动机工作时消灭了电能
C．发电机和电动机都是转化能量的机器
D．自然界各种能量不断地相互转化，人类不断地消耗各种能量，总能量在不断减少
【答案】C
【解析】【分析】根据能量转化和转移的知识分析判断。
【解答】A.发电机不能产生电能 ，而是将机械能转化为电能，故A错误；
B.电动机工作时没有消灭电能，而是将电能转化为机械能，故B错误；
C.发电机和电动机都是转化能量的机器，故C正确；
D.自然界各种能量不断地相互转化，人类不断地消耗各种能量，但总能量保持不变，故D错误。
故选C。
2．下列有关能量的转化和守恒的说法，正确的是（　　）
A．洗衣机工作时是将动能转化为电能
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是机械能转化为内能
C．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
【答案】D
【解析】【分析】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。这就是能量守恒定律。能量守恒定律告诉我们，有一种形式的能量减少或消失，一定有另一种形式的能量增加或产生，能量的总量是不变的。
【解答】A、洗衣机工作时是将电能转化为机械能，故A错误；
B、水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是内能转化为机械能，故B错误；
C、根据能量守恒定律，能量无论是转化还是转移，能量总和不会改变，故C错误；
D、能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，一切能量的转移和转化都遵循这一规律，故D正确。
故答案为：D。
3．“永动机”至今没有创造成功，其原因是（　　）
A．科学技术还不够先进
B．机器不能对外输出能量
C．违背了能量守恒定律
D．机器只能转移能量，不能转化能量
【答案】C
【解析】【分析】任何一台机械，在它运转的工程中都要克服摩擦，因此能量总是有损耗的；在没有能量补充的条件下，它不可能永远工作。
【解答】无论科学技术有多么先进，使用机械就要克服摩擦消耗能量，因此“永动机”不可能出现，原因在于它违背了能量守恒定律。
故选C。
03 能量转化和转移的方向性
1．关于利用能量转化与守恒解释实际问题，下列说法正确的是（　　）。
A．按照能量守恒定律，某个物体的能量总和是不变的
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
【答案】B
【解析】【分析】根据对能量转化和转移的认识判断。
【解答】A.按照能量守恒定律，某个物体的能量会发生变化，但是整个系统的能量总和不变，故A错误；
B.摩擦生热，即通过摩擦的方式将机械能转化为内能，但是这部分内能再也不能转化为机械能，故B正确；
C.空调机既能制热时，将室外的热量转移到室内；制冷时，将室内的热量转移到室外，故C错误；
D.“摩擦生热”是不是创造了热，它是由机械能转化而成，它照样符合能量守恒定律，故D错误。
故选B。
2．下列过程中，能量转移和转化的方向正确的是（　　）
A．内能可以自动从低温物体转移到高温物体
B．汽车产生的废气中放出的热可以收集起来再利用
C．天然气燃烧时放出的热可用来加热食物，使其内能增大
D．火灾时释放的内能可以加以利用
【答案】C
【解析】【分析】在没有外力的条件下，内能只能从高温物体转移到低温物体，或者从高温部分转移到低温部分；排放在大气中的内能无法收集利用，因此能量的转化和转移有方向性，据此解答即可。
【解答】A.内能不能从低温物体转移到高温物体，故A错误；
B.汽车排放的废气中的热无法收集利用，故B错误；
C.天然气燃烧放出的热可用来加热食物，使其内能增大，故C正确；
D.火灾时释放的内能不能加以利用，故D错误。
故选C。
1．B
【详解】白天该路灯不照明，太阳能电池对蓄电池充电，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化成电能，给蓄电池充电，将电能转化成化学能储存起来，所以在白天太阳能电池板给蓄电池充电是将太阳能→电能→化学能；夜间，路灯开始工作，由蓄电池供电，将化学能转化成电能，再转化为光能，在夜间蓄电池给路灯供电是将化学能→电能→光能；所以甲是“太阳能”，乙是“电能”，丙是“电能”，丁是“光能”，故ACD错误，B正确。
故选B。
2．B
【详解】遥控玩具汽车行驶时，消耗电源提供的电能，电动机运转输出为动能，所以电动机将电能转化为动能，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3．D
【详解】AC．物质具有能量，能量有各种形式，如电能、内能、光能、机械能等，声音、光、流水都具有能量，如声音具有声能，光具有光能，流水具有机械能，故AC正确，不符合题意；
BD．信息，指音讯、消息、通讯系统传输和处理的对象，泛指人类社会传播的一切内容。信息既不是能量、也不是物质，信息的传递需要能量，所以手机发短信需要能量，故B正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
4．D
【详解】A．燃料燃烧时，消耗了化学能，得到了内能，燃料的化学能转化为内能，故A错误；
B．蓄电池充电时，消耗电能，获得化学能，是将电能转化为化学能的过程，故B错误；
C．把箭射出过程中，消耗弓的弹性势能，获得箭的动能，是将弹性势能转化为动能的过程，故C错误；
D．植物的光合作用，消耗了光能，得到了化学能，是把光能转化为化学能，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】A．洗衣机工作时消耗电路中的电能，所以是将电能转化为机械能，故A错误；
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是将水蒸气的内能转化为壶盖跳动的机械能，故B错误；
C．根据能量守恒定律，能量无论是转化还是转移，能量总和不会改变，故C错误；
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，一切能量的转移和转化都遵循这一规律，故D正确。
故选D。
6．D
【详解】A．电风扇消耗电能，获得机械能，主要把电能转化为机械能，故A正确，不符合题意；
B．氢氧化钠溶解于水中，放出热量，将化学能转化为内能，故B正确，不符合题意；
C．轻核聚变会释放大量能量，太阳发光发热和氢弹爆炸都是轻核聚变释放能量造成的，故C正确，不符合题意；
D．电池充电时电能转化为化学能，储存起来，放电时化学能转化为电能。能量散发出去后不能重新收集加以利用，即为能量的耗散现象，说明自然界中能量转化是有方向性的，故D错误，符合题意。
故选D。
7．A
【详解】A．太阳能、水能、风能可以在自然界里源源不断地得到，是可再生能源；核能在短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源，A错误，故A符合题意；
B．目前核电站利用的是核裂变发电，获取能量，B正确，故B不符合题意；
C．真空不能传声，火星车是以电磁波的形式将信息传回地球的，故C正确，故C不符合题意；
D．如果用超导材料作为输电线，由于超导材料的电阻为0，则可以避免电流热效应产生的能量损耗，即可大大降低输电过程中的电能损耗，D正确，故D不符合题意。
故选A。
8．A
【详解】A．太阳能电板将太阳能转化为电能，故A错误，符合题意；
B．太阳能电板给蓄电池充电是将电能转化为化学能，故B正确，不符合题意；
C．蓄电池放电是将化学能转化为电能，故C正确，不符合题意；
D．路灯点亮时将电能转化为光能，故D正确，不符合题意。
故选A。
9．D
【详解】A、用电器通电工作时，消耗了电能，得到了其它形式的能，因此将电能转化为其他形式的能，选项错误；
B、氢氧化钠与盐酸反应是放热反应，通过化学反应得到了热量，因此将化学能转化为了内能，选项错误；
C、能量是不能凭空产生的，此说法违背了能量守恒定律，选项错误；
D、马儿跑的时候需要消耗能量，而草能够为马儿提供能量，因此“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，选项正确，故选D。
10．D
【详解】AB．在上升过程中，高度增大，速度减小，因而水的动能减小，在下落过程中高度减小，水的势能减小，故AB正确，不符合题意；
C．离开水面时具有的动能越大，在上升过程转化成的重力势能越大，水就会喷得越高，故C正确，不符合题意；
D．到最高点后竖直方向的速度为0，只受到重力作用，因而水受力不平衡，很快会加速下落，故D错误，符合题意。
故选D。
11．D
【详解】A．伽利略斜面实验，是假设斜面上没有摩擦力，这是一种理想实验，不是凭空想象的实验，故A错误；
B．小球从A运动到B过程中，小球的质量不变，在不考虑摩擦力的情况下，向下运动时速度变大，向上运动时速度变小，即小球的速度先变大后变小，所以，小球动能先增大后减小，故B错误；
C．如果斜面上没有摩擦力，小球运动到丙斜面过程中，其机械能的总量保持不变，即机械能守恒，故C错误；
D．无论斜面缓陡，小球从A点静止滚下总会滚到与A处等高的B处或C处，小球好像“记住”了其起始高度，其实质是保持小球的机械能不变，所以说，“记住”的是与起始高度相联系的能量，故D正确。
故选D。
12．A
【详解】A．进入大气层前，返回器不受任何阻力，所以机械能守恒，故A错误，符合题意；
B．进入大气层时，返回舱需要克服空气阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，故B正确，不符合题意；
C．跳出大气层时，返回舱的质量不变，速度变小，高度变大，则其动能减少，重力势能增多，所以部分动能转化为势能，故C正确，不符合题意；
D．动能和势能统称为机械能。第二次进入大气层时，返回舱的机械能小于第一次，而重力势能相等，所以第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小，故D正确，不符合题意。
故选A。
13． 机械 守恒
【详解】[1][2]“可穿戴微电网”摩擦发电过程中，消耗了机械能，产生了电能，是机械能转化为电能；在能量转化的过程中，遵循能量守恒定律，所以能量是守恒的。
14． 化学 方向性
【详解】[1][2]汽油燃烧时，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能，用来对人和飞行背包做功，还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有方向性，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
15． 电磁感应 小于 750
【详解】(1)［1］产生电能，利用的是电磁感应原理。
(2)［2］机械能转化为电能并储存的过程中，存在能量损耗(轮轴的摩擦及电流的热效应等)，产生的电能会小于机械能。
(3)［3］LED灯工作时间为：
t＝＝750h。
16．(1) 动能 有
(2)小于
【详解】（1）[1]惯性是物体的性质，只与物体的质量有关，人在奔跑过程中质量不变，则人的惯性不变，小科在跳远比赛中助跑是为了增大动能。
[2]经过最高点时人的速度不为零，动能不为零，若动能为零，人会竖直下落到地面。
（2）若不计空气阻力，实心球的机械能守恒，由于A点的高度较大，重力势能较大，到C点重力势能转化为动能，C的动能大，即A处动能小于C处动能。
17． AD 2.5
【分析】本题主要考查的知识点是发电机的工作原理、常见能量的转换和电功率公式的运用，，将功率和电压代入即可求解。
【详解】（1）A.风力发电机的工作原理是电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，故A正确；
B. 太阳能电池板是将太阳能转化为电能，故B错误；
C. 蓄电池充电时是将电能转化为化学能，故C错误；
D. LED 灯工作时是将电能转化为光能，故D正确。
所以本题答案选AD
（2）据题文可知LED 灯正常发光时，电压为24V，功率为60W；
根据公式 ，所以；
故当LED 灯正常发光时，通过光控开关 S 的电流为2.5A。
【点睛】解答本题的突破点是LED 灯正常发光是什么意思，即此时LED 灯的电压为额定电压，功率为额定功率状态。
18． kg·m/s 机械能 BC
【详解】（1）[1]笛卡尔用物体的质量（单位kg）和其速度（单位m/s）的乘积来表示“能量”，所以“能量”的单位是kg·m/s。
（2）[2]焦耳实验的装置中，重物的上下运动，重物具有机械能，带动叶片转动，这个过程中机械能转化为水的内能。
（3）[3]A．伟大科学家的观点不一定都是正确的，故A错误；
B．测量工具的发展有利于实验数据的精确获得，有助于科学理论的研究，故B正确；
C．对科学的认识是一个不断修正完善的过程，故C正确。
故选BC。
19．（1）见详解；（2）不能，见详解
【详解】答：（1）当“水车”的叶片浸在热水中时，由于温度升高叶片会向一侧迅速弯曲，给热水一个力，根据力的作用是相互的，热水也会对叶片施加一个反作用力，使水车转动起来，当叶片转出水面时，温度下降，叶片又恢复成平直的状态，这个过程不断进行就会使水车不停地转动。
（2）“水车”不能一直运动下去，从能量转化的角度看，“水车”是将内能转化为机械能的装置，热水在推动叶片运动做功时，要消耗水的内能，水的温度会逐渐降低，如果不及时补充能量，当水温降至室温时，水车就会停止转动。
20． 刻度尺 温度计 滑轮存在摩擦 20 21%
【详解】（1）[1][2]实验中应需要用刻度尺测量重物下降的高度、用温度计水升高的温度。
（2）[3]在实验的过程中，由于滑轮存在摩擦，使得水内能的增加量小于重物做功的大小。
（3）[4]20kg的重物高度下降5m，水温升高0.5℃，即1kg的重物高度下降1m，水温升高0.005℃，则25kg的重物高度下降1m，水温升高0.125℃，若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则根据比例可知需要下降的高度为20m。
（4）[5]重物的重力
G=mg=20kg×10N/kg=200N
重物的重力做功
W=Gh=200N×5m=1000J
水增加的内能为
Q=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×0.1kg×0.5℃=210J
重物的重力做功转化为水的内能的效率
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3.8 能量的转化与守恒 分层练习
科学观念：通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化，认识能量转化的普遍性，具有方向性；概述能量转化与守恒定律；初步了解“永动机”是不可能实现的。
科学思维：学会由局部到整体认识事物的思维方法；用能量转化与守恒的观点分析自然现象和生活现象。
探究实践：能列举日常生活中能量转化与守恒的实例。
态度责任：通过学习建立能量守恒观。
01 能量的相互转化
1．继高铁之后，“华龙一号"核电装置成为了我国的另一“国之重器”，目前已经和多个国家签订了核能发电项目。如下图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（　　）
A．核反应堆：核能转化为内能 B．蒸汽轮机：化学能转化为动能
C．发电机：电能转化为机械能 D．电取暖器：电能转化为机械能
2．动态制动是现代车辆采用的一种重要制动方式。动态制动器主要由动态制动电阻和继电器等组成，在故障、急停、电源断开时继电器将制动电阻接入，通过电阻耗能起到一定的制动作用。其中，制动电阻在消耗能时，所发生的能量转化是（　　）
A．机械能转化为内能 B．机械能流失到空中
C．电能转化为内能 D．机械能转化为电能
3．把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（　　）
A．是由水的内能转化来的 B．是由水的重力势能转化来的
C．是由乒乓球的内能转化来的 D．是由乒乓球的化学能转化来的
02 能量的转化与守恒定律
1．根据能量守恒定律，判断下列说法正确的是（　　）
A．发电机可以产生电能
B．电动机工作时消灭了电能
C．发电机和电动机都是转化能量的机器
D．自然界各种能量不断地相互转化，人类不断地消耗各种能量，总能量在不断减少
2．下列有关能量的转化和守恒的说法，正确的是（　　）
A．洗衣机工作时是将动能转化为电能
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是机械能转化为内能
C．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
3．“永动机”至今没有创造成功，其原因是（　　）
A．科学技术还不够先进
B．机器不能对外输出能量
C．违背了能量守恒定律
D．机器只能转移能量，不能转化能量
03 能量转化和转移的方向性
1．关于利用能量转化与守恒解释实际问题，下列说法正确的是（　　）。
A．按照能量守恒定律，某个物体的能量总和是不变的
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
2．下列过程中，能量转移和转化的方向正确的是（　　）
A．内能可以自动从低温物体转移到高温物体
B．汽车产生的废气中放出的热可以收集起来再利用
C．天然气燃烧时放出的热可用来加热食物，使其内能增大
D．火灾时释放的内能可以加以利用
1．如图1所示是某型号太阳能路灯。白天该路灯不照明，太阳能电池对蓄电池充电；夜间，路灯开始工作，由蓄电池供电，某同学画出了如图2所示的能量转化流程图。下列选项中分析正确的是（　　）
A．甲是“内能” B．乙是“电能”
C．丙是“光能” D．丁是“电能”
2．普通的遥控玩具汽车行驶时，其电动机的能量转换是（　　）
A．将太阳能转化为电能 B．将电能转化为动能
C．将电能转化为太阳能 D．将动能转化为电能
3．下列关于物质、能量、信息的说法错误的是（　　）
A．物质具有能量，能量有各种形式 B．手机发短信需要能量
C．声音、光、流水都具有能量 D．信息是能量的一种
4．下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧时——内能转化为化学能
B．给蓄电池充电时——化学能转化为电能
C．弓把箭射出时——动能转化为弹性势能
D．植物的光合作用是把光能转化为化学能
5．下列有关能量的转化和守恒的说法，正确的是（　　）
A．洗衣机工作时是将动能转化为电能
B．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，是机械能转化为内能
C．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
6．宇宙间一切物质的运动和变化都需要能量来维持。下列关于能量的说法错误的是（　　）
A．电风扇主要把电能转化为机械能
B．氢氧化钠溶解于水中，将化学能转化为内能
C．太阳发光发热和氢弹爆炸都是轻核聚变释放能量造成的
D．电池充电时电能转化为化学能，放电时化学能转化为电能，所以能量转化没有方向性
7．近年来，我国在能源、信息与材料等领域取得了辉煌的成就。下列说法不正确的是（　　）
A．风能、水能、太阳能、核能都是可再生能源
B．目前的核电站是利用原子核裂变发电的
C．“祝融号”火星车是以电磁波的形式将信息传回地球
D．用超导材料制造输电线，可以大大降低输电线的电能损耗
8．如图是一种太阳能户外满天星LED挂灯，白天利用太阳能电板在光照下产生电流，给蓄电池供电，晚上自动亮灯。下列有关该户外灯能量转化的描述错误的是（　　）
A．白天太阳能电板将太阳能转化为化学能
B．白天蓄电池将电能转化为化学能
C．晚上蓄电池将化学能转化为电能
D．晚上LED灯将电能转化为光能
9．下列有关能量转化和守恒的说法正确的是（ ）
A．用电器通电工作时，将其他形式的能转化为电能
B．氢氧化钠与盐酸反应是放热反应，该反应将内能转化为化学能
C．植物光合作用合成有机物，说明能量可以创生
D．“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律
10．节假日，在公园能欣赏到美丽的喷泉，随着音乐的节奏，喷洒出高低不同的水柱，如图。下列有关说法错误的是（　　）
A．在上升过程中水的动能减小
B．在下落过程中水的势能减小
C．离开水面时具有的动能越大，水就会喷得越高
D．到最高点后不能继续升高，是由于水受力平衡
11．如图为伽利略的理想斜面实验，如果没有摩擦力，无论斜面缓陡，小球从A点静止滚下总会滚到与A处等高的B处或C处，小球好像“记住”了其起始高度。下列说法正确的是（　　）
A．理想斜面实验是凭空想象的实验
B．小球从A运动到B过程中，动能先减小后增大
C．小球从甲斜面运动到丙斜面的过程机械能不守恒
D．小球“记住”的是与起始高度相联系的能量
12．我国探月工程“嫦娥五号”返回器采用“打水漂”的方式返回，返回轨道如图所示。通过多次进入大气层成功降低速度，避免了返回器燃烧破损的风险。下列说法错误的是（　　）
A．进入大气层前，返回舱机械能减小
B．进入大气层时，返回舱会与大气摩擦产生内能
C．跳出大气层时，返回舱的部分动能转化为势能
D．第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小
13．2022年，工程师开发出一种“可穿戴微电网”，当人体运动时，穿戴设备通过摩擦发电，这些电可以收集并存储起来为小型电子设备供电。“可穿戴微电网”摩擦发电过程中的能量转化是 能转化成电能，该过程中能量 （填“守恒”或“不守恒”）。
14．目前有一种倍受关注的喷气飞行背包（如图），人背上后能通过该设备获得动力，实现人类自由单人飞翔的梦想。该背包燃料为汽油，汽油燃烧将 能转化为内能，一部分对人和飞行背包做功，还有部分散失到空气中，这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有 。
15．第31届全国青少年科技创新大赛中涌现出很多优秀的作品，其中有一个名为“能量回收系统在公交车上的运用”引起了人们的广泛关注。装置的原理是：把人流踩踏地板的冲击力转换并收集做为电能，借助人们的重力和车速差动以及在制动过程中通过轮轴的转动，带动切割磁感线来充电，另外在刹车片上利用车轮滚动的动能转换成电能加以储存，同时利用导线切割磁场所产生的电能加以回收。该装置既节能环保，成本也低。
(1)把人流踩踏的机械能转化成电能，利用了 原理。
(2)根据能量的转化与守恒定律分析，产生的电能 人减少的机械能(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)使用该装置公交车每行驶100km，平均可以回收4.5kW·h的电能，足够让车内功率为6W的LED灯工作 h。
16．每年校运动会中都会有跳远、实心球等传统项目。
(1)如图甲，小科在跳远比赛中助跑是为了增大 （选填“惯性”或“动能”），在最高点处 、（选填“有”或“没有”）动能；
(2)如图乙是小科同学在投掷实心球的场景，若不计空气阻力，实心球刚脱离手时（A处）的动能 C处的动能（选填“大于”“小于”或“等于”）。
17．如图，是某道路上使用的风光互补 LED 路灯外形图和电路原理图，该电路中有 1只标有“24V 60W”字样的 LED 灯。
(1)下列关于能量转化说法中，正确的有 ；
A．风力发电机是利用电磁感应原理工作的
B．太阳能电池板将太阳能转化为化学能
C．蓄电池充电时将化学能转化为电能
D．LED 灯工作时将电能转化为光能
(2)LED 灯正常发光时，通过光控开关 S 的电流为 A。
18．能量转化和守恒定律是许多科学家经过长期探索才建立起来的，是科学史上重大发现之一。
材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，笛卡尔用物体的质量（单位kg）和其速度（单位m/s）的乘积来表示“能量”1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来表示“能量”；1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用通过一定距离）来表示“能量”。
材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化提供了必要条件。
材料三：焦耳通过400多次的实验，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
（1）材料一中，笛卡尔所表示的“能量”的单位是 。
（2）如图所示是焦耳实验的装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，这个过程中 （填能的一种形式）转化为水的内能。
（3）结合材料分析，以下观点正确的是 。
A．伟大科学家的观点都是正确的
B．测量工具的发展有助于科学理论的研究
C．对科学的认识是一个不断修正完善的过程
19．科技馆里有一种“水车”，其装置如图所示，它的叶片是由高分子聚合材料制成的。在常温下，叶片是平直的：在高温下，其叶片可向一侧弯曲。当把水车的下半部分放进热水中时，“水车”可以不停地转动起来。小慈认为：这种“水车”是永动机，因为它没有外部动力也能转动。试问：
（1）“水车”是如何转动的？请用所学知识阐述其原理；
（2）你认为该“水车”能一直运动下去吗？请说明理由。
20．根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，绳子另一端通过滑轮与一重物相连，当重物下降时，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高
（1）为了完成此实验，除已提供质量的电子天平外，还需要的测量工具有 、 ；
（2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因 ；
（3）通过实验，获得以下数据，若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25kg的重物需下降
米；
（4）如果水的质量为100克，以上面第（3）小题表格中的第一次实验数据为例重物的重力做功转化为水的内能的效率。
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