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14.1能量的转化和守恒
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．2021年10月16日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神舟十三号载人飞船，开始了为期6个月的“太空出差”，六个月后将顺利返航。下列说法正确的是（　　）
A．火箭加速升空时，动能转化为重力势能
B．空间站的太阳能电池板将太阳能转化为化学能
C．燃料燃烧时，将内能转化为化学能
D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能
2．下列关于能量的说法，正确的是（　　）
A．金属汤勺放在热汤中，汤勺温度升高，这说明内能是可以转移的
B．小孩从滑梯上滑下，机械能不变
C．电水壶工作时，将内能转化为电能
D．“神舟十号”飞船在加速升空过程中，它的动能增加，机械能不变
3．下列过程中，没有发生能量转化的是
A．用电熨斗熨衣服，电熨斗发热
B．锯木头时，锯条发热
C．用热水袋暖手
D．点燃的鞭炮冲天而起
4．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．燃料燃烧化学能转化为内能
C．汽油机的做功冲程机械能转化为内能
D．给蓄电池充电化学能转化为电能
5．下列有关能量的说法不正确的是（　　）
A．水力发电是将化学能转化为电能
B．植物进行光合作用，是将光能转化为化学能
C．人们利用能量的过程就是能量的转化和转移的过程
D．能量在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变
6．学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确的是（ ）
A．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变
B．热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
C．各种形式的能在一定条件下都可以相互转化
D．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律
7．清明节是中国的传统节日，期间全国上下要燃放大量鞭炮，气氛甚是热烈!据报道由此引发的大大小小火灾甚多，造成损失很大，国家提倡要改良．今年小军同学放假回家，先到网上下载了别人录制好的鞭炮声mp3到U盘，到时插到身边听音乐用的随身听上播放，呵呵!这电子鞭炮声效果妙极了!下列说法中错误的是（　　）
A．保证了声音音色的逼真
B．可随意调节声音响度到最合适
C．轻松避免了火灾，不留垃圾，更加环保
D．使声能转化成电能
8．下列的例子中，属于内能转化机械能的是
A．冬天，在阳光的照射下，人感到暖烘烘 B．用酒精灯加热杯中的水
C．热水里加冷水 D．热水瓶里的塞子自动跳起
二、填空题
9．风力发电是将 能转化为电能，风力发电的优点是 。
10．能量的转化与守恒：（1）能量的转移与转化：能量可以从一个物体 到另一个物体，如发生碰撞或热传递时；也可以从一种形式 为另一种形式，如太阳能电池、发电机等。
（2）能量守恒定律：能量既不会凭空消失，也不会 ，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从 ，而在转化和转移的过程中，能的 。
11．热水瓶注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来，在这一现象中瓶内气体的 能转化为软 木塞的 能，该能量转化过程与汽油机的 冲程相同．
12．2016年10月17日7时30分，搭载着神舟十一号载人飞船的长征二号F遥十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空．火箭在升空过程中，燃料的化学能转化为火箭和飞船的 ．此时载人飞船内的航天员景海鹏相对于陈冬是的 （选填“运动”或“静止”）．
三、作图题
13．请将能量转化类型与其对应的实例或装置用线连起来。
四、实验题
14．小黄同学对市场上热卖的自发热内衣的宣传产生了质疑．他认为，能量不能凭空产生，如果内衣发热，其内能一定是通过其它能的转移或转化而来的．接着在查阅资料发现：发热内衣的原料是一种特殊纤维材料，当它吸收人体散发的水分时，纤维分子中的亲水基团与水分子结合，水分子的动能降低，同时转换为热能释放出来．为此小黄设计实验进行验证：将三块相同的标有发热字样内衣样品烘干后取出放到室内，并将三个测温探头放入三块样品的相同位置，室内温度保持20℃不变．由于室内空气湿度较大，内衣开始吸湿．经过半小时的数据记录发现，三块内衣样品的升温幅度最高不超过4℃，半小时平均升温值小于3℃．
请问：
（1）小黄选用三块相同的内衣样品做实验，其目的是 ．
（2）样品内衣增加的内能是 能转化而来的．
（3）为了进一步探究不同的纤维吸湿发热性能的高低，本实验将如何改进？ ．
五、计算题
15．某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），酒精的热值为3×107J/kg．求：
（1）此过程中水吸收的热量；
（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；
（3）酒精灯烧水时的热效率．
六、综合题
16．小明爸爸新买了一辆小汽车，如图所示，这辆汽车匀速行驶144km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机的功率为23kW，请运用所学的知识解答下列问题。（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（1）汽车发动机工作时，将汽油燃烧释放的 能转化为 能；
（2）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？
（3）汽车发动机的效率是多少？
（4）小汽车在水平路面高速行驶时对地面压强 （“大于”“等于”或“小于”）静止时对地面压强。
《14.3能量的转化和守恒》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D A C B A B D D
1．D
【详解】A．火箭加速升空时，速度变大，高度变大，动能增大，重力势能增大，是内能转化为机械能，不是动能转化为重力势能，故A错误；
B．太阳能电池板吸收太阳能，释放电能，所以是将太阳能转化为电能，故B错误；
C．燃料燃烧时，消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能，故C错误；
D．返回舱进入大气层后与大气摩擦做功，将机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】A．热汤放出热量，汤勺吸收热量，内能从高温物体转移到低温物体，故A正确；
B．小孩从滑梯上滑下，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，故B错误；
C．电水壶工作时，消耗电能，将电能转化为内能，故C错误；
D．“神舟七号”在加速升空的过程中，质量不变，速度增大，其动能增大；同时其质量不变，高度增大，重力势能增大，机械能增大，故D错误。
故选A。
3．C
【分析】发生能量转化时，必然有一种能量减少，另一种能量增加，所减少的能量转化为所增加的能量．
【详解】A、用电熨斗熨衣服，电熨斗发热，消耗了电能，转化为内能，不合题意；
B、锯木头时，锯条发热，通过摩擦做功，将机械能转化为内能，不合题意；
C、用热水袋暖手，是通过热传递改变物体的内能，不存在能量的转化，符合题意；
D、点燃的鞭炮冲天而起，将火药的内能转化为机械能，不合题意．
故选C．
4．B
【分析】解决此题的关键是知道各种现象的能量储存方式和转化方式。
【详解】A．水轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，故A错误；
B．燃料燃烧都是将化学能转化为内能，故B正确；
C．汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，故C错误；
D．给蓄电池充电时，把电能转化成化学能储存在电池里，故D错误。
故选B。
【点睛】自然界中的能量都以各种形式的能储存起来，在一定条件下可以相互转化。
5．A
【详解】A．水力发电是让水从高处落下冲击水轮机转动，再由水轮机带动发电机线圈转动发电，是将机械能转化为电能，故A错误，A符合题意；
B．植物进行光合作用，是植物将太阳光的光能转化为化学能储存，故B正确，B不符合题意；
CD．根据能量守恒定律可知，能量不能被消灭，也不会被创生，所以人们利用能量的过程就是能量的转化和转移的过程；能量在转化和转移的过程中，总量始终保持不变；故C、D正确，C、D不符合题意。
故选A。
6．B
【详解】A．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，例如电动机的工作原理就是电能转化为机械能，但是因为机械之间存在摩擦，摩擦生热，所以有一部分电能转化为内能，而这部分的能量转化是我们不需要的，所以可以称这部分能量损耗了；根据能量守恒定律，自然界中所有能量的总量保持不变，说法正确，故A不符合题意；
B．热传递改变物体的内能是内能从高温物体转移到低温物体，是能的转移，不是转化，说法错误，故B符合题意；
C．自然界中存在不同形式的能量，各种不同的能量可以相互转化，说法正确，故C不符合题意；
D．能量守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一，也是自然界最普遍、最重要的基本规律之一，小到原子世界，大到宇宙天体，只要有能的变化，无论是什么变化，都遵循它，此定律的内容是：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而能的总量保持不变，说法正确，故D不符合题意。
故选B。
7．D
【详解】分析：解决此题需掌握：
（1）声音有三个特性：包括音调、响度、音色．声音的响度取决于物体振动的幅度；音色是由发声体的材料和结构决定的，可以用来区分不同物体发出的声音；
（2）可以减少鞭炮的燃放，有利环保；
（3）随身听上播放音乐的能量转化；
解答：A、音色是由发声体的材料和结构决定的，不同物体发出的声音音色不同，别人录制好的鞭炮声mp3到U盘，到时插到身边听音乐用的随身听上播放保证了声音音色的逼真，此说法正确；
B. 可用音量开关随意调节声音响度到最合适，此说法正确；
C. 可以减少鞭炮的燃放， 轻松避免了火灾，不留垃圾，更加环保，此说法正确；
D、随身听上播放音乐是把电能转化为声能，故此选项错误；
故选D．
【点睛】熟练掌握声音有三个特性、特别是音色的特征是解答本题的关键．
8．D
【详解】ABC．晒太阳取暖、用酒精灯加热杯中的水、热水里加冷水，属于热传递改变物体的内能，内能没有转化为机械能，故ABC错误，不符合题意；
D．热水瓶的塞子自动弹起，是热水瓶里水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故D正确，符合题意。
故选D。
9． 风（或机械） 清洁、可再生
【详解】[1][2]风力发电是将风能转化为电能的装置，像风能、水能和太阳能属于可再生能源，风力发电其主要特点是取之不尽用之不竭，并且环保无污染。
10． 转移 转化 凭空产生 一个物体转移到另一个物体 总量不变
【详解】（1）[1][2]自然界中一切物质都具有能量。能量有各种不同的表现形式，并能从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体。
（2）[3][4][5]能量守恒定律的内容是，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。
11． 内能 机械能 做功
【详解】第一空、第二空．软木塞跳起来，机械能增大，这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的，瓶内气体的内能转化成软木塞的机械能；
第三空．该能量转化过程与汽油机的做功冲程相同．
12． 机械能 静止
【详解】（1）火箭在升空过程中，燃料的化学能转化为火箭和飞船的机械能．
（2）载人飞船内的航天员景海鹏相对于陈冬位置没有改变，以陈冬为参照物，景海鹏是静止的．
13．
【详解】太阳能热水器将光能转化为内能，太阳能电池板将光能转化为电能，电暖炉将电能转化为内能，木柴燃烧将化学能转化为内能。连线如图：
14． 得出普遍结论 水分子的动能 保持其他条件相同，选取不同的纤维样品进行探究
【详解】[1]取多个样品进行实验，是使实验的结论具有代表性．
[2]根据题目中所给的信息，发热内衣吸水时，水分子的动能降低，转化为发热内衣的内能．
[3]应用控制变量的方法，探究不同的纤维吸湿发热的性能，应当只改变纤维的种类，而控制其它条件不变．
15．（1）2.52×104J；（2）1.26×105J；（3）20%．
【详解】（1）水吸收的热量为 ：
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/（kg ℃）×0.1kg×60℃=2.52×104J；
（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量为：
Q放=mq=4.2×10-3kg×3×107J/kg=1.26×105J；
（3）酒精灯烧水时的热效率：
Q吸/Q放=20%．
16． 内 机械 1150N 40% 小于
【详解】（1）[1][2]汽车发动机在工作过程中，把汽油的化学能通过燃烧转化为内能，再将内能转化为机械能。
（2）[3]由题意知，汽车发动机功率为
汽车匀速行驶144km，所需时间为
由得，该过程中发动机做的功为
由W=Fs可得，所以汽车受的牵引力为
（3）[4]由Q=mq可得，9kg汽油完全燃烧释放能量为
由
可得，发动机的效率
（4）[5]小汽车外型是流线型，当小汽车在水平路面高速行驶时，相同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，流速大，压强小，汽车在压强差下产生向上的升力，汽车对路面的压力减小，受力面积不变，根据可以知道，小汽车在水平路面高速行驶时对地面压强小于静止时对地面压强。
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