初中物理十五个二级主题13能量守恒精练含解析20210410526.docx

1、二级主题13 能量守恒（精练）能量守恒 主题典型综合训练题一、选择题1.下列关于能量转化与转移的说法中正确的是 （ ）A内能只能自动地从高温物体转移到低温物体B内能可以自动地从低温物体转移到高温物体C能量的转化、能量的转移都是有方向性的D我们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，不是什么能量都可利用的.答案AC解析本题考查学生能否通过回忆，实现对“能量的转化与转移有一定的方向性”的知识再现。考查的目标属于知识技能领域中的“知道”水平。详解易错点知道以下讲解的内容是解决易错点的重要途径:通过做功引起的系统和外界的能量交换称为能量转化，做功必然引起能量的形式改变。通过热传递引起的系统和外界的能量

2、交换称为能量转移。无论是转化还是转移都具有方向性。先说转移的方向性，热量只能自发地（不需要任何外界干预，或不需要满足任何条件）从高温物体转移到低温物体，反之要想使热量自发地从低温物体流入高温物体是不可能的。但如果有外界适当的干预，或满足一定的条件，热量可以从低温物体转移至高温物体。例如空调可以将热量从低温的室内移至高温的室外，但外界必须做功，这种转移才是可能的，空调不开不做电功，这种转移就是不可能的。转化的方向性是指内能和其他形式的的能量（如电能、机械能等）的相互转化具有方向性。其它形式的能量可以无条件（自发地）地转化为内能，而内能不可无条件地转化为其他形式的能量。例如钟表在再次上紧发条之前，

3、终会停下，机械能终会完全转变为内能（摩擦力做功而导致的转化），不需要任何外界的干预，不需要满足任何的条件。而想要钟表从周围环境吸热（消耗外界的内能），使这部分内能转变为发条的弹性势能是万万做不到的。内能并非不可能转化为其它形式的能量，而是要发生转化必须满足一定的条件，例如热机就可以实现这样的转化，但这种转化必须满足一定的条件。2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【解答】穿上鞋走路时

4、，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。3.我们的生产与生活总离不开能量及其转化。下列说法正确的是（ ）A.提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心B.全自动洗衣机工作时.电能全部转化为机械能C.吊装码头上，只要货物受到的合力为0,它的能量就不变D.用燃气灶烧水，只要调大火力,燃气灶的加热效率就提高【答案】A【解析】考察了能量守恒这一基础概念在生活当中的基本运用。考生复习时注意联系生活实际，合理利用能量守恒可解。A.正确。B.电能转化为机械能和内能。C.货物所受合外力为0的，可能处于匀速直线上升或静止状态，

5、当匀速上升时，能量增加。D.加大火力，机械效率不会增加，还可能降低。4.如图所示的摆设，正常运行时，小轮在支架上来回摆动，每次到达的最大高度相同，小明发现摆设上有一电源，关掉电源后，小轮逐渐停下来（ ）A.小轮滚动过程中没有力对其做功B.正常运行时，小轮的速度一直不变C.断电后小轮会停下，说明能量守定律不一定成立D.正常运行时，小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能【答案】 D 【解析】（1）功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过距离的乘积，分析重力和电能是否对它做功；（2）小轮的轨道是弯曲的，分析下降和上升过程中，动能的变化，进而判断速度的变化；（3）从机械能和内能的转化角度进行解答；（4

6、）小轮运动过程中，会有机械能转化为内能，如果没有电能的补充，那么小轮到达的高度肯定会越来越低。本题涉及考点有能量的转化或转移，能量守恒，是否做功的判断。A.在小轮滚动过程中，前半程是下降的，重力肯定对其做功；此外，用电能补充消耗的机械能，电对小轮做功，故A错误；B.正常运行时，由于小轮的高度先降低再升高，所以它的重力势能先减小后增大；因为重力势能和动能相互转化，所以动能先变大后变小，即速度先变大后变小，故B错误；C.断电后，最终小轮会停下来，但是它的机械能并没有消失，而是转化成内能，肯定遵循能量守恒定律，故C错误；D.由于摩擦力的存在，在运行时，小轮的机械能肯定会有一部分转化为内能；只有消耗电

7、能，将损失的机械能补充，小轮才能回到原来的高度，往复运动，故D正确。5.如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达d点。下列说法正确的是（）A弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小B小物块从c向a运动的过程中，重力势能减小C小物块从b向a运动的过程中，动能增加D小物块在整个运动过程中，机械能守恒【答案】B【解析】A.弹簧被压缩到最短时，其形变程度最大，所以弹簧的弹性势能最大，故A错误；B.小物块从c向a运动的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，故B正确；C.小物块

8、从b向a运动的过程中，物块不再受到弹力，由于受到摩擦力的作用，其速度会逐渐减小，所以其动能会减小，故C错误；D.小物块在整个运动过程中，由于摩擦力的作用，其机械能总量会减少，即机械能不守恒，故D错误。6.能量守恒定律表明的是（ ）A动能和势能是守恒的B内能和机械能是守恒的C能量的变化等于做功的多少D能量既不会凭空产生，也不会凭空消失【答案】D【解析】能量既不会消失，也不会创生，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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变7. 如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a 点经最低点b 运动至c 点。下列分析正确的是（ ）A.从a

9、到b 的过程中，小球动能转化为重力势能B.经过b 点时，小球动能最大C.从b 到c 的过程中，小球动能增大D.从a 到c 的过程中，小球机械能守恒【答案】 B 【解析】A.从a到b的过程中，小球的高度减小，重力势能减小；因为表面光滑，所以没有摩擦力，那么重力势能会全部转化为动能，故A错误； B.因为b点是整个运动过程的最低点，所以这点的重力势能最小，而动能最大，即小球的速度最大，故B正确； C.从b到c的过程中，小球的高度增加，重力势能增大，因此它的动能会逐渐减小，故C错误； D.由于bc段粗糙，所以这段过程中机械能会转化为内能，故D错误。8下列关于能量的说法中，正确的是（）A洗衣机工作时是将

10、机械能转化为电能B电水壶工作时是将内能转化为电能C用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移D能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少【答案】C【解析】A.洗衣机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程，故A错误；B.电水壶工作时消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故B错误；C.用热水泡脚，内能从热水传递到脚，身体的内能会增加，会感觉暖和，说明内能可以转移，故C正确；D.根据能量守恒知，能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，故D错误。9下列关于能量转化的说法，正确的是（）A图中，风力发电将空气的动能转化为电能B图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势

11、能增大C图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒D图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能【答案】A 【解析】A.风力发电是将机械能转化为电能，故A正确；B.拉开的弹弓发生了弹性形变，具有弹性势能，当放开石子时，弹弓的弹性形变程度变小，所以弹性势能变小，故B错误；C.当飞船减速着陆时，飞船的质量不变，速度减小，动能减小；质量不变，高度越来越小，重力势能越来越小，机械能减小，故C错误；D.汽车在水平路面上匀速行驶的过程中，质量不变，速度和高度也不变，则汽车的动能和重力势能都不变，故D错误。10.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

12、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】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。二、填空题1能源家族中，有煤，石油、风能、水能，核能、太阳

13、能等，属于不可再生能源的有 ；电能是 （选填“一次能源”或“二次能源“）。它可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有 性。【答案】煤、石油、核能； 二次能源；方向。【解析】（1）能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；（2）可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源；（3）能量在转化的过程中具有方向性，很多能量转化的实例都说明了这一点。解：煤、石油、核能一旦消耗就很难再生，属于不可再生能源；风能、水能、太阳能可以长期提供或

14、再生，属于可再生能源；电能是由其他形式的能转化而来的，属于二次能源；能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有方向性。2.写出能量守恒定律的内容：能量既不会凭空出现，也不会凭空消失，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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保不变。这就是能量守恒定律。【答案】转化，转移。【解析】能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，它揭示了各种形式能量之间的深刻联系，应重点掌握。3.在摩擦生热的现象中机械能能转化为_能；在气体膨胀做功的现象中内

15、能转化为_能；在热传递的过程中，高温物体的内能_，低温物体的内能_，内能从高温物体转移到低温物体，而能的总量_【答案】内；机械；减少；增加；保持不变【解析】分析此题的关键在于如何理解“能量守恒定律”中的“转化”、“转移”和“守恒”这几个关键的词，当能量发生转化时一定表现为：一种形式的能减少而变化成另一种形式的能，则另一种形式的能增大而“转移”则是指一种形式的能在物体与物体间，或同一物体的不同部分间发生了数量的变化，即增加与减少，而没有形式的变化但能的总量却保持不变所以无论在摩擦生热现象中，气体膨胀做功的过程中及热传递的过程中，都服从“能量守恒”定律4.用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是能

16、量的_过程；用做功的方法来改变物体的内能，实质上是能量的_过程。【答案】转移 转【解析】在能量守恒定律中，能量的“转化”是指：一种形式的能量转化成为另一种形式的能量，即前后两种状态，能量的形式发生了变化，如“钻木取火”是机械能转化为内能，“电车运动”是电能转化为机械能；而能量的“转移”是指：一个物体所具有的一种形式的能量，转移到另一个物体上后，还是同一种形式的能量，即前后两种状态，能量的形式并没有发生变化，只是能量发生了转移，如“热传递”就是一个物体具有的内能转移到另一个物体上，前后都是内能。5由金属杆组成如图所示的导轨，其中水平面上两平行导轨足够长且全部置于竖直向上的磁场中，与倾斜放置的导轨

17、ABCD平滑且固定连接将一金属棒ab从倾斜导轨上一定高度由静止释放，运动过程中始终与导轨垂直接触且不受摩擦，请你判断ab棒在水平导轨上的运动情况： ；并从能量转化的角度简述理由： 【答案】减速运动，最后静止；导体棒在下滑过程中，重力势能转化动能；滑到水平导轨上后，导体棒需要克服安培力做功，消耗机械能，机械能越来越小，速度越来越慢，最后静止【解析】导体棒在下滑过程中，重力势能转化为动能；滑到水平导轨上后，根据右手定则判断出导体棒中的电流方向，再根据左手定则判断出导体棒受到安培力的方向，导体棒需要克服安培力做功，消耗机械能，动能越来越小导体棒在下滑过程中，重力势能转化为动能，做加速运动；滑到水平导

18、轨上后，导体棒做切割磁感线运动，根据右手定则可以判断出导体棒中的电流方向为ba，再根据左手定则判断出导体棒受到安培力的方向和导体棒运动方向相反，对导体棒的运动起到阻碍作用，导体棒需要克服安培力做功，消耗机械能，机械能越来越小，所以做减速运动，最后静止三、分析简答题1.某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率。他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水时锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低。（1）请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施。（2）要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？【答案】（1）锅炉效率低的原因

19、：锅炉冒出大量的黑烟，说明煤燃烧不完全；锅炉周围的温度很高，说明锅炉向周围散失的热量太多。（2）改进措施：尽量使燃料燃烧充分；利用烟气携带的热量对其他的水进行预加热，综合利用内能。【解析】在当今的低耗、高效的形式下，锅炉效率低是社会关注的焦点问题。在本题中，师生通过共同调查研究，发现了锅炉效率低的主要原因表现症状：经常冒出大量的黑烟；锅炉周围的温度很高。针对这两种表现，通过分析，揭示其效率低的原因：燃烧问题和散热问题。发现问题，分析问题，如何解决问题呢？烟气带走热量，是普遍存在的问题，让同学们提出解决方案，渗透、融合了情感态度价值观的教育，可谓是一箭双雕。2排球充气后，让排球从手上自由落下，排

20、球每次弹回的高度都低于落下时的高度（1）解释整个过程中能量是否守恒（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小V之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系【答案】（1）整个过程中能量守恒排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度，是因为由于空气的摩擦，有一部分机械能逐渐转化为内能，但能量总量是守恒的（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力和地面给予的弹力的作用，开始时重力大于弹力，速度逐渐增大；当重力等于弹力时，速度达到最大值；最后重力小于弹力，速度逐渐减小，直至速度为零同时这一过程中动能转化为排球的弹性势能【解析】根据能量守恒定律的观

21、点，结合机械能与内能的转化可做出解释；排球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力与弹力的作用，同时动能转化为球的弹性势能，据此分析四、阅读理解题1.请阅读下面的介绍，回答相关问题 焦耳是一位伟大的物理学家，他成功地发现了焦耳定律，测出了热功当量。但他在探索科学真理的道路上，也走过弯路。年轻的时候，焦耳也和许多人一样设想制作一种“永动机”不需要给它提供任何动力（即不消耗任何能源）就能自动工作起来的机械装置。他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计、制作，但没有一次是成功的。接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样“知迷不悟”，而是反思原来的设想，重新确定新的探究课题。经过不懈的努力，他终于在新的

22、研究领域中取得了成功，发现了科学真理。 “永动机”制造一直失败的原因什么？它违背了什么规律？你从焦耳科学探究历程中得到的启示是什么？【答案】见解析。【解析】做功的过程是能量的转化和转移过程，要使机器运转起来，即要使机器做功，就必须要能量，即使是机器本身，由于机件之间及机件与工件之间的摩擦和挤压，也造成一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来被机器加以利用因此不需任何能源的机器是做不成的。 自然界存在一条普遍的物理定律能量守恒定律。它告诉人们：在没有任何外力供应能量的情况下，物体的能量既不能产生，也不会消失。在不可避免存在摩擦阻力时，机器的

23、能量在对付摩擦阻力上“弹尽粮绝”，就不可能再运行下去，永动机也就成了空想。 探索科学真理的道路，是一条曲折的路，是一条艰辛的路，有时走些弯路是难免的。外界的冷落与赞美都没有影响焦耳对真理的追求，成功的时候和走弯路的时候，他都继续着自己的实验工作。从1843年起在近40年当中，焦耳做了400多次实验，准确地测定热功当量，以无可辩驳的事实进一步证明了能的转化和守恒定律是客观真理。在理论上，对自然科学的发展提供了一个坚实的理论基础，而且也为建立辩证唯物主义提供了有力的科学依据。在实践上，它给制造“永动机”的幻想做了“不能实现”的最后判决。总之，探索科学真理的道路是曲折的，前途是光明的。 五、综合应用

24、题1近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台。如图所示某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为3m2，假设某天有效光照时间为6h，每平方米太阳的平均辐射功率为2.4106J/h，将热水器内初温为15的水温度升高到70（太阳能热水器的工作效率为50%）（1）家用燃气热水器的工作效率为60%，把相同质量的水从15加热到70，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气？（液化石油气的热值为4107J/kg）（2）人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换”，即利用 将太阳能转化为电能；还有“光化转换”，即通过 将太阳能转化为化学能。【答案】（1）使用太阳能热水器可节约0.

25、9千克液化石油气；（2）太阳能电池（光伏电池）；光合作用（植物）。【解析】根据效率公式先求出水吸收的热量，再求出液化石油气完全燃烧放出的热量，然后利用Qmq求出液化石油气的质量；光电转换是指把太阳能转化为电能，比如太阳能电池可以把太阳能转化为电能；光化转换是指把太阳能转化为化学能，比如绿色植物的生长是将太阳能转化为化学能储存在体内。（1）太阳能热水器接收太阳能：W太2.4106J/（hm2）6h3m24.32107J，太阳能热水器的工作效率为50%，由100%得，水吸收的热量：Q吸1W太50%4.32107J2.16107J，都把相同质量的水从15加热到70，则水吸收的热量相同，且家用燃气热水器的工作效率为60%，液化石油气完全燃烧放出的热量：Q放=3.6107J，由Qmq得，需要燃烧液化石油气的质量：M=0.9kg，所以，使用太阳能热水器可节约0.9kg液化石油气。（2）“光电转换”是通过太阳能电池（光伏电池）把太阳能转化为电能；“光化转换”是通过植物的光合作用把太阳能转化为化学能。