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能量的转化与守恒
1．下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是（　　）
A．在自然界中不是所有能量都能利用
B．能量的利用是有条件的，也是有代价的
C．不同温度的物体发生热传递时，热量可以自发地从高温物体传到低温物体
D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力
2．如图所示，我国在文昌卫星发射中心用长征五号运载火箭将“嫦娥五号”发射升空，正确的是（ ）
A．用液态氢做燃料，原因之一是因为氢的热值大
B．液态氢在燃烧过程中，将内能转化为化学能
C．火箭在大气层中加速升空时，能量不守恒
D．火箭在大气层中加速升空时，动能不变
3．有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　）
A．电烤炉取暖，是电能转移到人体
B．钻木取火，是内能转化为机械能
C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能
D．机械能和电能可以相互转化，所以能量转化没有方向性
4．全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，在用电高峰时段高压空气被释放，使膨胀机转动，带动发电机产生电能输送至电网。其工作过程能的转化分析正确的是（　　）
A．用电低谷：机械能内能电能
B．用电低谷：电能内能机械能
C．用电高峰：电能内能机械能
D．用电高峰：内能机械能电能
5．图是“风能——太阳能”路灯电路示意图，下列关于能量转化的说法正确的是（　　）
A．风力发电机：电能→机械能
B．太阳能电池：太阳能→电能
C．蓄电池充电：化学能→电能
D．路灯工作：电能→化学能
6．如图是一种太阳能背包，背包面上有一太阳能电池板，书包里有一蓄电池，可以给手机、小风扇等电子产品供电。下列关于该背包的说法不正确的是（ ）
A．太阳能电池板将太阳能转化为电能
B．给蓄电池充电将内能转化为化学能
C．蓄电池放电时将化学能转化为电能
D．小风扇工作时将电能转化为机械能
7．下列实例中没有发生能量转化的是（　　）
A． 太阳能电池发电 B． 泥石流冲垮房屋
C． 电风扇通电吹风 D． 雷击引发森林火灾
8．将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过A、B两点，在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示，若A 、B 两点为图甲中“①、②、③”点中的某两点，则B点可能是其中的 （选填“①”、“②”或“③”）点；整个能量 转化的过程中，能的总量 （选填“守恒”或“不守恒”）。
9．《天工开物》中记载“凡炒诸麻菜籽，宜铸平底锅，投子仁于内，翻拌最勤”，如题图，被翻炒的“麻菜籽”温度逐渐升高，内能 （选填“增加”或“减少”），“麻菜籽”香味四溢，这是 现象，且温度越 （选填“高”或“低”），香味越浓。
10．《天工开物》记载“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”，如题图甲，图乙为筒车简化图，其工作原理可理解为把流水的 能转化为 能。筒车“昼夜不息”， （选填“能”或“不能”）说明它就是永动机。
11．筑梦九天耕云处，轻舟兰桨，跨星途。2025年4月30日13点08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十九号载人飞行任务取得圆满成功。神舟飞船的发射及回收全程贯穿力学、热学、能量转换等物理原理，是物理知识的实际应用典范。
(1)如图甲，飞船发射升空时，火箭发动机燃料燃烧向下喷出高温高压气体，气体对火箭施加向上的作用力，推动火箭加速升空。对应的能量转化过程为：化学能→内能→ ；
(2)如图乙，返回舱距离地面约10公里高度时展开主降落伞，返回舱所受合力方向与运动方向 ，速度从约200米/秒降至约7-8米/秒，最终安全着陆；
(3)如图丙飞船返回地球时，返回舱以7.8km/s的高速进入大气层，与空气剧烈摩擦，产生上千摄氏度高温，表层灼烧成黑褐色。返回舱表面覆盖的蜂窝状烧蚀材料，通过熔化、升华 （选填“吸收”或“放出”）热量，降低舱体温度。
12．对于下列四幅图所示的情景，说法正确的是（　　）
A．图甲中，紧固锤头时主要是利用了锤柄的惯性
B．图乙中，降落伞和人一起减速时，人对绳的拉力和绳对人的拉力不是相互作用力
C．图丙中，跳台滑雪运动时，运动员滑到空中最高点C时速度不为0
D．图丁中，天荒坪蓄水电站开闸发电时可以将水的机械能全部转化为电能
13． 2024年12月26日，我国自主研发的新型战斗机成功首飞，标志着我国在尖端军事技术领域取得了重大突破，凸显了我国的军事技术创新能力。关于战斗机的飞行过程（不考虑燃油消耗带来的质量变化），下列说法正确的是（　　）
A．飞机在飞行过程中，总能量是不守恒的
B．飞机匀速上升过程中，机械能不会改变
C．飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能
D．飞机减速降落时，飞机的机械能减小
14．如图所示，图甲是古代的水磨，流水冲击水轮，水轮转动从而碾谷、磨面等；图乙是现代的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法错误的是（ ）
A．图甲是利用了水的机械能，所以能量直接消失
B．图乙中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果
C．流水冲击水轮的过程中，流水速度减小，所以其动能减小
D．流水通过水轮后，其机械能减小
15．自然界的能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为其他形式。如图所示的事例中，能量的形式发生了转移的是 （　　）
①图甲：高温的电炉丝使周围的空气温度上升 ②图乙：流星从夜空快速滑过发出耀眼的光亮
③图丙：试管中高温水蒸气弹出管口的橡胶塞 ④图丁：涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动
A．①② B．②③ C．①④ D．②④
16．如图所示，是设想中的“永动机”，它通过高处的水从A口流出时，水流冲击叶片转动，叶片的转动带动B处的砂轮转动，打磨刀片，同时带动C处的抽水器工作，将低处的水抽到高处从D口流出，从而循环工作。该“永动机”工作过程中，下列说法正确的是（　　）
A．水流冲击叶片转动，把机械能转化为内能
B．砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，
说明“永动机”工作时制造了能量
C．相同时间内，A、D两口流出水的质量相等
D．这款“永动机”违背了能量守恒定律
17．阅读短文，回答问题：
风力发电
风能不同于化石燃料，风能是可再生无污染的清洁能源。在当今能源短缺情况下，开发风力发电满足能源的需求得到重视。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱，发电机等组成，其简化结构如图甲所示．叶片设计是风力机研制最核心的步骤之一，直接决定了风力机捕获风能水平的高低。风力机的叶片形状看起来和飞机的机翼很相似，如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。依据目前的风力发电技术，大约3m/s的微风速度即开始发电。太小的风速不能利用，风力机能正常工作的风速一般为3~22m/s，超风速时，风力机自动闭锁。
我国的风力资源极为丰富，许多地区的平均风速都在3m/s以上，特别是东北、西北、西南地区和沿海岛屿，平均风速更大，适宜发展风力发电。
(1)图甲中的发电机的原理是 ，完成下列风力发电的主要能量转化流程图 ；
(2)当风从正面垂直吹向静止叶片时，如图甲所示，从正面看，叶片A（如图乙所示）会 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
(3)风机叶片质量轻、强度高，通常用密度 、硬度大的复合材料制成；
(4)请简述风力发电的优点 （写出一条即可）。
18．（2022·湖南益阳）下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（　　）
A．燃料燃烧时发热 B．用热水袋取暖
C．钻木取火 D．电动机带动水泵把地下水送到地面
19．（2021·贵州遵义）有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（　　）
A．装置所具有的机械能始终不变
B．如果没有能量补充，装置最终会停下来
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
参考答案
1．D
【详解】A．在自然界中不是所有能量都能利用，例如雷电带来的能量，还不能被人类所利用，故A正确，不符合题意；
B．能量的利用是有条件的，也是有代价的，例如利用核能来发电，一旦核泄漏造程度的后果将不堪想象，故B正确，不符合题意；
C．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但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，故C正确，不符合题意；
D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，内能不可以自动地、不引起其它变化地完全转化为机械能，说能量转化具有方向性，故D错误，符合题意。
故选D。
2．A
【详解】A．用液态氢做燃料，原因之一是因为氢的热值大，完全燃烧相同质量的燃料，液态氢放出的热量更多，故A正确；
B．液态氢在燃烧过程中，将化学能转化为内能，故B错误；
C．火箭在大气层中加速升空时，其机械能变大，但总的能量仍遵循能量守恒定律，能量守恒，故C错误；
D．火箭在大气层中加速升空时，其质量不变、速度变大，动能变大，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】A．电烤炉取暖，电烤炉消耗电能转化为内能，然后内能转移到人体，故A错误；
B．钻木取火，是通过做功的方式，将机械能转化为内能，故B错误；
C．中医提倡的热水泡脚，脚从热水中吸收热量，因此是通过热传递的方式增大脚部的内能，故C正确；
D．机械能和电能虽然可以相互转化，但能量转化具有方向性。例如：热传递的方向性，热量只能自发地从高温物体传向低温物体，而不能自发地从低温物体传向高温物体，如：冬天用温热的手接触冰冷的物体，手上的内能会转移到物体上，而不会出现物体的内能自动转移到手上使手更热的情况，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】AB．用电低谷时段，电网多余电能驱动压缩机工作，将电能转化为机械能压缩空气，使空气内能增大，能量转化顺序应为电能→机械能→内能，故AB错误；
CD．用电高峰时段，储存的高压空气具有较大内能，释放时先转化为膨胀机的机械能，再通过发电机转化为电能，完整呈现了"内能→机械能→电能"的转化链条，故C错误，D正确。
故选D。
5．B
【详解】A．风力发电机工作时消耗了机械能，获得了电能，将机械能转化为电能，故A错误；
B．太阳能电池将太阳能转化为电能提供给路灯，故B正确；
C．给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，故C错误；
D．路灯工作时，消耗了电能，是电能转化为光能和内能，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】A．太阳能电池板通过光伏效应将太阳辐射的光子能量直接转化为电能，故A正确；
B．给蓄电池充电时是将电能转化为化学能储存，并非将内能转化为化学能，故B错误；
C．蓄电池放电时通过电化学反应将储存的化学能转化为电能输出，故C正确；
D．小风扇工作时，电动机将输入的电能转化为扇叶转动的机械能，故D正确。
故选B。
7．B
【详解】A．太阳能电池发电是太阳能转化为电能，故A不符合题意；
B．泥石流冲垮房屋主要是力对物体做功，属于机械能的转移，没有典型的能量转化，故B符合题意；
C．电风扇通电吹风是电能转化为机械能，故C不符合题意；
D．雷击引发森林火灾是电能转化为内能，故D不符合题意。
故选B。
8． ① 守恒
【详解】[1]B点的动能300J，占总能量的60%，总的机械能
B点重力势能为500J×40%=200J
A点重力势能200J，占总能量的60%，那么A点的总机械能
A、B两点的重力势能，则它们高度相同，B点的机械能比A点的机械能更大，故B点可能是①点。
[2]自然界的能量不会变多，也不会变少，能量总是从一个物体转移到另一个物体，或者从一种能量转换成另一种能量，在能量转移和转化的过程中能量总是守恒的，故题中情形能量转化过程中，能量总是守恒的。
9． 增加 扩散 高
【解析】．[1]物体内能的大小与温度有关，温度升高，内能增加。被翻炒的 “麻菜籽” 温度逐渐升高，所以内能增加。
[2]“麻菜籽” 香味四溢是因为分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象。
[3]温度越高，分子的无规则运动越剧烈，扩散现象越明显，香味也就越浓。
10． 动 机械 不能
【解析】．[1][2]在筒车工作过程中，流水冲击筒车，使筒车转动，流水的速度减小，动能减小；筒车带动水上升，水的高度增加，重力势能增大。所以流水的动能转化为筒车和水的机械能（这里主要是重力势能）。
[3]筒车 “昼夜不息” 是因为有流水持续提供能量推动它转动，它并不是不需要外界能量输入就能一直运转的机器，不满足永动机的定义。根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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其它物体，而能的总量保持不变。所以筒车不是永动机。
11．(1)机械能 (2)相反 (3)吸收
【详解】（1）火箭发动机燃烧燃料，喷出高温高压气体，化学能转化为内能，气体对火箭施加向上的作用力，推动火箭加速升空，内能转化为机械能，则对应的能量转化过程为：化学能→内能→机械能。
（2）返回舱速度从约200米/秒降至约7-8米/秒，最终安全着陆，在做减速运动，故返回舱所受合力方向与运动方向相反。
（3）返回舱表面覆盖的蜂窝状烧蚀材料，在高温的条件下由固态变为液体或由固态直接变为气态，物质由固态变为液态的过程为熔化，由固态直接变为气态的过程为升华；通过熔化、升华吸收热量，降低舱体温度。
12．C
【详解】A．锤头松动时，把锤柄的一端在水泥地上撞几下，即该过程中，锤头和锤柄都处于运动状态，当锤柄撞击到地面时运动停止，而锤头由于惯性仍保持运动状态，从而使锤头套紧，故A错误；
B．降落伞和人一起减速时，人对绳的拉力和绳对人的拉力同时作用在绳和人上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，符合相互作用力的特点，是相互作用力，故B错误；
C．跳台滑雪运动时，运动员滑到空中最高点C时在水平方向上仍有一定速度，故速度不为0，故C正确；
D．在能量转化过程中，总存在一定的能量损耗，天荒坪蓄水电站开闸发电时不可能将水的机械能全部转化为电能，故D错误。
故选C。
13．AD
【详解】A．飞机在飞行过程中，克服空气阻力做功，以内能的形式散失，所以，总能量是不守恒的，故A正确；
B．飞机匀速上升过程中，飞机的质量不变，高度变大，重力势能逐渐变大；速度不变，动能不变；机械能等于动能和势能的总和，飞机机械能变大，不守恒，故B错误；
C．飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的质量不变，高度不变，重力势能不变；速度变小，动能减小，减小的动能没有转化为重力势能，而是转化成内能，故C错误；
D．飞机减速下降过程中，飞机的质量不变，高度变小，重力势能逐渐减小；速度变小，动能变小；机械能等于动能和势能的总和，飞机机械能减小，故D正确。
故选AD。
14．A
【详解】A．图甲是利用了水的机械能，将水的机械能转化水轮的机械能，说明能量可以发生转移，故A错误，符合题意；
B．图乙中的拦河大坝，使水的高度升高，起到了提高水重力势能的效果，故B正确，不符合题意；
C．流水冲击水轮的过程中，流水速度减小，质量不变，所以其动能减小，故C正确，不符合题意；
D．流水通过水轮后，对水轮做功，其机械能减小，故D正确，不符合题意。
故选A。
15．C
【详解】①高温电炉丝使周围空气温度上升，将热量传递给空气，能量发生转移，故①符合题意；
②流星从夜空快速滑过，与大气摩擦做功，将机械能转化为内能，使物体温度升高，发出耀眼的光亮，此过程中能量发生了转化，故②不符合题意；
③试管中高温水蒸气将管口的橡胶塞弹出，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，此过程中能量发生了转化，故③不符合题意；
④涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机，将海水的机械能转移到水轮机上，使水轮机转动，故④符合题意。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
16．D
【详解】A．水流冲击叶片转动，是水的机械能转化为砂轮的机械能，故A错误；
B．砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，这是机械能转化为内能，不是“永动机”工作时制造了能量，故B错误；
C．水在冲击叶片的过程中，一部分水流失掉了，所以相同时间内，A、D两口流出水的质量不相等，故C错误；
D．设想中的永动机不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作；永动机违背了能量守恒定律，故D正确。
故选D。
17．(1) 电磁感应现象
(2)顺时针
(3)小
(4)见解析
【详解】（1）[1]发电机的原理是电磁感应，电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动，图甲中发电机是根据电磁感应原理制成的。
[2]风吹动叶片转动带动发动机转动，将机械能转化为电能，风力发电的主要能量转化流程图如图所示：
（2）在流体中，流速越大的位置，压强越小，叶片的截面上平下凸，当风正面垂直吹向静止叶片时，产生的压力差向下，从正面看，叶片A会顺时针转动。
（3）相同体积的不同种物质，密度越小，质量越小；据“风机叶片质量轻、强度高”可知，风机叶片通常用密度小、硬度大的复合材料制成。
（4）由材料可知，风能是可再生无污染的清洁能源，所以风力发电的优点是清洁无污染、可再生。
18．B
【详解】A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能，属于能量的转化，故A不符合题意；
B．用热水袋取暖，是热传递过程，内能从热水袋转移到其它物体向上，属于能量的转移，故B符合题意；
C．钻木取火，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，属于能量的转化，故C不符合题意；
D．电动机带动水泵把地下水送到地面，电动机工作时将电能转化为机械能，属于能量的转化，故D不符合题意。
故选B。
19．B
【详解】ABC．由于装置运转过程中需要克服摩擦做功，装置所具有的机械能会不断减小，如果没有能量补充，装置最终会停下来，故AC错误，B正确；
D．装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化，故D错误。
故选B。

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