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第14课 能的转化与守恒
1.[台州中考]如图所示是我市三门核电站的发电流程示意图。在发电时，能量转化过程是(　B　)
第1题图
A.核能→机械能→内能→电能
B.核能→内能→机械能→电能
C.内能→核能→机械能→电能
D.机械能→核能→内能→电能
【解析】 核电站是利用核反应堆提供的能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮机转动并带动发电机发电，所以核电站发电过程中，核能先转化成蒸汽的内能，再转化成机械能，最后转化成电能。
2.有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是(　C　)
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.用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能
3.如图所示是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中(　A　)
C
第3题图
A.吸热，内能增加 B.吸热，内能减少
C.放热，内能增加 D.放热，内能减少
4.[嘉兴模拟]下列各图所展示的过程中，对能量变化分析正确的是(　C　)
第4题图
A.图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能减少
B.图乙：瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C.图丙：试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D.图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
【解析】 做功是改变物体内能大小的方式之一，其基本规律：外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减少。图甲中厚玻璃筒内的空气被压缩，即外界对空气做功，空气内能增加；图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起，即空气对外界做功，其内能减小；图丙中试管内的水蒸气推动塞子冲出，即水蒸气对外界做功，水蒸气的内能减小；图丁中汽缸内气体推动活塞向下运动，对活塞做功，其内能减小。
5.某同学用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，这是通过　热传递　的方式改变物体的内能，在这种内能改变的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，说明能量在转移过程中具有　方向　性。
6.如图所示，小明同学在体育课上进行竖直爬杆训练，双脚离地静止时，手握得更紧后，小明与杆之间的摩擦力　不变　(选填“增大”“减小”或“不变”)；匀速向上爬的过程中小明受到竖直　向上　(选填“向上”或“向下”)的摩擦力；匀速下滑时小明的机械能　减小　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
第6题图
7.[山海联盟联考]如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。
第7题图
(1)此实验中说明力能改变物体的运动状态的证据是　软木塞冲出试管口　。
(2)此过程中，水蒸气减少的内能　大于　(选填“大于”“等于”或“小于”) 软木塞增加的机械能，这与汽油机的　做功　冲程相似。
8.[湖州模拟]小科用如图甲所示的装置探究物体动能大小的影响因素，在光滑的水平面右端固定一个强力磁铁，一辆绑有磁铁的小车从光滑斜面上静止下滑后在水平面上向右运动，确保不与强力磁铁碰撞。现从斜面顶端自由释放小车，小车能够到达的距离强力磁铁最近的位置为A点。小车在水平面上运动的距离与受到的斥力的关系如图乙所示。请回答下列问题：
第8题图
(1)A点与强力磁铁的距离越近，反映小车的动能越　大　。
(2)为探究物体质量大小对动能的影响，小科应该选择图丙中的　I　(选序号)装置与图甲进行对照实验。
(3)图乙中阴影面积大小表示的科学含义是　小车克服磁力做的功　。
9.[嘉兴秀洲区二模]自2023年1月1日起，非国标电动自行车已经不能上道路行驶。某一电动自行车的相关数据如表所示。
整车 整车质量 40kg
最高车速 25km/h
蓄电池 电压 48V
容量 12A·h
电动机 额定电压 48V
额定功率 240W
(1)电动自行车的充电规范事关财产和生命安全。常见的陋习就是充电时间过长，因为充电时电能转化为　化学能和内能　，使电池内部的电压增加，导致温度升高，易引发安全事故。
(2)一位质量为50kg的人骑此车时，如果车轮胎与地面接触的总面积为0.01m2，则此时整车对地面压强为多大(g取10N/kg)
(3)若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶时克服阻力做功。电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，则该电动自行车充满一次电后最多能连续匀速行驶多远
【答案】 (2)F＝G总＝m总g＝(50kg＋40kg)×10N/kg＝900N，
p＝＝9×104Pa。
此时整车对地面压强为9×104Pa。
(3)W＝W总×η＝48V×12A×3600s×80%＝1658880J，
由W＝fs变形得，s＝＝41472m。
该电动自行车充满电后最多能连续匀速行驶41472m。
10.[温州校级三模]篮球运球投篮是温州体育中考的项目之一。小科在操场上将一篮球抛出，篮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是(　D　)
第10题图
A.篮球由a到b时，动能逐渐增大
B.篮球在b点时的机械能最大
C.篮球在a、c两点时动能相等
D.篮球由c到d时，机械能一直减小
11.质量为2kg的水温度升高50℃。则水吸收的热量Q吸为　4.2×105　J[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]。
12.[山海联盟联考]如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，使木块左端移至A点，松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，整个过程中木块克服阻力做的功是40J，当静止时弹簧的弹性势能为10J。
第12题图
(1)当木块位于A点时弹簧具有的弹性势能为　50　J。
(2)木块最终静止的左端位置一定不可能位于　C　点(选填“B”“C”或“D”)。
(3)木块的单次向右运动过程中速度变化为　先增大后减小　。
13.[衢州模拟]小科同学在做重力势能相关实验时，发现自由下落的弹性小球碰撞地面后反弹上升的最大高度总小于原来下落的高度，这说明弹性小球在碰撞地面过程中有机械能损失。为了探究自由下落的弹性小球在碰撞地面过程中损失的机械能的大小ΔE与哪些因素有关，他们分别让同一弹性小球从某一高度自由下落碰撞地面，通过测量该弹性小球下落高度与反弹上升的最大高度的差值Δh，来比较损失的机械能的大小ΔE，实验过程如图甲、乙和丙所示(Δh3＜Δh1＜Δh2)。请仔细观察图中的现象和测量结果，并分析归纳得出初步结论。
第13题图
(1)若甲和丙实验最后的结果是Δh1＞Δh3，能否得出自由下落的弹性小球在碰撞地面过程中损失的机械能的大小ΔE与高度有关，并说明理由：　不能，因为没有控制地面的碰撞材料相同　。
(2)分析比较实验甲、乙和丙可知：　自由下落的同一弹性小球碰撞同种材料的地面，下落高度较大时，损失的机械能ΔE较大；且碰撞不同材料的地面，损失的机械能的大小ΔE不同　。
(3)损失的机械能去哪里去了 小科做实验时，发现多次碰撞后，碰撞处的温度略有升高，经过思考，他明白了其中的原因，该原因是　损失的机械能转化为内能　。
14.如图所示为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h(忽略空气阻力)。
第14题图
(1)物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为　mgH　。
(2)物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了　　(物体比热容用c表示)。
(3)C点距离水平面的高度为　2h－H　。
【解析】 (1)功的公式为W＝Fs，重力G＝mg，沿重力方向通过的距离为H，重力所做的功W＝GH＝mgH。(2)在粗糙水平面，损失的机械能W转化为物体内能Q的效率为η；物体从A点到B点，损失的机械能W＝mgH－mgh，物体增加的内能Q＝cmΔt，Δt＝。(3)滑动摩擦力大小只与作用在物体表面上的压力和接触面粗糙程度有关。A到B和B到C的过程中，物体对粗糙水平面的压力都等于重力，水平面粗糙程度没有改变，所以摩擦力大小相同，位移距离相等，则损失的机械能也相同；物体从A到B损失的机械能W1＝mgH－mgh；物体在B点的机械能为mgh，假设C点距离水平面的高度为hc，则物体在C点的机械能为mghc，物体从B到C损失的机械能W2＝mgh－mghc；W1＝W2，即mgH－mgh＝mgh－mghc，解得hc＝2h－H。第14课 能的转化与守恒
1.[台州中考]如图所示是我市三门核电站的发电流程示意图。在发电时，能量转化过程是(　 　)
第1题图
A.核能→机械能→内能→电能
B.核能→内能→机械能→电能
C.内能→核能→机械能→电能
D.机械能→核能→内能→电能
2.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.用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能
3.如图所示是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中(　 　)
C
第3题图
A.吸热，内能增加 B.吸热，内能减少
C.放热，内能增加 D.放热，内能减少
4.[嘉兴模拟]下列各图所展示的过程中，对能量变化分析正确的是(　 　)
第4题图
A.图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能减少
B.图乙：瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C.图丙：试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D.图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
5.某同学用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，这是通过 的方式改变物体的内能，在这种内能改变的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，说明能量在转移过程中具有 性。
6.如图所示，小明同学在体育课上进行竖直爬杆训练，双脚离地静止时，手握得更紧后，小明与杆之间的摩擦力 (选填“增大”“减小”或“不变”)；匀速向上爬的过程中小明受到竖直 (选填“向上”或“向下”)的摩擦力；匀速下滑时小明的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
第6题图
7.[山海联盟联考]如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。
第7题图
(1)此实验中说明力能改变物体的运动状态的证据是 。
(2)此过程中，水蒸气减少的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”) 软木塞增加的机械能，这与汽油机的 冲程相似。
8.[湖州模拟]小科用如图甲所示的装置探究物体动能大小的影响因素，在光滑的水平面右端固定一个强力磁铁，一辆绑有磁铁的小车从光滑斜面上静止下滑后在水平面上向右运动，确保不与强力磁铁碰撞。现从斜面顶端自由释放小车，小车能够到达的距离强力磁铁最近的位置为A点。小车在水平面上运动的距离与受到的斥力的关系如图乙所示。请回答下列问题：
第8题图
(1)A点与强力磁铁的距离越近，反映小车的动能越 。
(2)为探究物体质量大小对动能的影响，小科应该选择图丙中的 (选序号)装置与图甲进行对照实验。
(3)图乙中阴影面积大小表示的科学含义是 。
9.[嘉兴秀洲区二模]自2023年1月1日起，非国标电动自行车已经不能上道路行驶。某一电动自行车的相关数据如表所示。
整车 整车质量 40kg
最高车速 25km/h
蓄电池 电压 48V
容量 12A·h
电动机 额定电压 48V
额定功率 240W
(1)电动自行车的充电规范事关财产和生命安全。常见的陋习就是充电时间过长，因为充电时电能转化为 ，使电池内部的电压增加，导致温度升高，易引发安全事故。
(2)一位质量为50kg的人骑此车时，如果车轮胎与地面接触的总面积为0.01m2，则此时整车对地面压强为多大(g取10N/kg)
(3)若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶时克服阻力做功。电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，则该电动自行车充满一次电后最多能连续匀速行驶多远
10.[温州校级三模]篮球运球投篮是温州体育中考的项目之一。小科在操场上将一篮球抛出，篮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是(　 　)
第10题图
A.篮球由a到b时，动能逐渐增大
B.篮球在b点时的机械能最大
C.篮球在a、c两点时动能相等
D.篮球由c到d时，机械能一直减小
11.质量为2kg的水温度升高50℃。则水吸收的热量Q吸为 J[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]。
12.[山海联盟联考]如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，使木块左端移至A点，松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，整个过程中木块克服阻力做的功是40J，当静止时弹簧的弹性势能为10J。
第12题图
(1)当木块位于A点时弹簧具有的弹性势能为 J。
(2)木块最终静止的左端位置一定不可能位于 点(选填“B”“C”或“D”)。
(3)木块的单次向右运动过程中速度变化为 。
13.[衢州模拟]小科同学在做重力势能相关实验时，发现自由下落的弹性小球碰撞地面后反弹上升的最大高度总小于原来下落的高度，这说明弹性小球在碰撞地面过程中有机械能损失。为了探究自由下落的弹性小球在碰撞地面过程中损失的机械能的大小ΔE与哪些因素有关，他们分别让同一弹性小球从某一高度自由下落碰撞地面，通过测量该弹性小球下落高度与反弹上升的最大高度的差值Δh，来比较损失的机械能的大小ΔE，实验过程如图甲、乙和丙所示(Δh3＜Δh1＜Δh2)。请仔细观察图中的现象和测量结果，并分析归纳得出初步结论。
第13题图
(1)若甲和丙实验最后的结果是Δh1＞Δh3，能否得出自由下落的弹性小球在碰撞地面过程中损失的机械能的大小ΔE与高度有关，并说明理由： 。
(2)分析比较实验甲、乙和丙可知： 。
(3)损失的机械能去哪里去了 小科做实验时，发现多次碰撞后，碰撞处的温度略有升高，经过思考，他明白了其中的原因，该原因是 。
14.如图所示为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h(忽略空气阻力)。
第14题图
(1)物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 。
(2)物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了 (物体比热容用c表示)。
(3)C点距离水平面的高度为 。

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