2.4能量同步练习2024-2025学年教科版物理八年级上册

2.4能量同步练习 一、单选题 1.在“碳达峰,碳中和”的政策指导下,我国的风力发电技术在今年得到了较大的发展。下列说法正确的是( ) A.风能是一种不可再生能源 B.风力发电机可以将机械能转化为电能 C.风能和地热能一样,不是来源于太阳能 D.风力发电机可以把机械能100%转化为电能 2.下面属于相对清洁,又取之不尽的能源是( ) A.煤 B.太阳能 C.核能 D.天然气 3.下列关于能量的说法中,正确的是( ) A.所有的能量转化过程,都遵守能量守恒定律 B.蒸汽机的原理是将机械能转化为内能 C.电动机工作的过程是将机械能转化为内能 D.不同燃料燃烧时,热值大的放出的热量多 4.如图所示的各过程中,物体的重力势能转化为动能的是( ) A.火箭点火发射 B.滚摆上升 C.苹果自由下落 D.热气球匀速下落 二、多选题 5.下列设备在工作时,体现的能量转化说法正确的是( ) A.电风扇转动电能转化为机械能 B.用电暖气取暖电能转化为内能 C.摩擦生热机械能转化为内能 D.太阳能热水器太阳能转化为内能 6.配套千万千瓦级风、光电基地,河北丰宁抽水蓄能电站将低谷过剩电能转换为高峰电能,被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时,用过剩电力抽水储存,在用电高峰时放水发电。当风、光发电量大用不完时,电站从下水库向上水库抽水蓄能,如图甲所示;当风、光发电量不足时,电站则向下水库放水发电,如图乙所示。下列说法中正确的是( ) A.光伏发电是将光能转化为化学能 B.风力发电是将机械能转化为电能 C.电机抽水是将电能转化为机械能 D.放水发电是将潮汐能转化为电能 三、填空题 7.风力发电是将风能转化为 能,且风能是清洁的可再生能源,是世界各国大力发展的新能源之一,能量的单位是 . 8.游乐园的小朋友从滑梯上向下滑的过程中臀部有约热感,这是通过 的方式来改变内能的.干电池作为电源提供电能,把 能转化为电能. 9.太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。如图甲所示是我国西部地区常见的太阳能水井,通过太阳能电池板和电动抽水机同时工作将太阳能转化为水的 能,抽取地下水。太阳直射时太阳能电池板的转化效率最高,如图乙所示,从冬季进入夏季时应将图中的a (选填“增大”或“减小”)。 10.用电水壶烧水,这是通过 方式改变其内能.水沸腾后会顶起壶盖,此过程能量转化情况与四冲程的汽油机的 冲程相似.[C水=4.2 103/(kg• )] 11.太阳能电池板给太空舱供电时,太阳能电池板相当于电路中的 ,将 能转化为电能。 12.如图所示,点燃蜡烛会使它上方的扇叶旋转起来.热气驱动扇叶转动时 能转化 能. 13.各种形式的能量在一定的条件下可以相互转化.水电站里的水轮机带动发电机发电, 能转化为 能,电动机带动机器转动, 能转化为 能;植物吸收太阳光进行光合作用, 能转化为 能;燃料燃烧时,燃料的 能转化为 能. 14.下列现象中属于能量转移的是 ,属于能量转化的是 。 ①煤炭燃烧 ②热水自然冷却 ③搓手取暖 ④灯泡发光 四、实验题 15.如图所示,这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置!仔细观察后回答: (1)如图,装置中的两个配重重力不等,释放后大配重下降,小配重上升;通过反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,从而导致热量计中水的温度 (填变化情况),原因是 ,实现的能量转化是: . (2)科学家某次实验测得数据如下:小配重重力G小=100N.大配重重力G大=520N,每升降一次配重各自移动的距离h=1m,热量计中水的质量m=500g,升降次数与水温变化的关系如下表所示: 升降次数 1 2 3 4 5 6 温度变化/ 0.2 0.39 0.59 0.78 0.98 1.18 通过分析数据(只需分析一次实验),叶轮对水做功 J,水吸收热量 J,科学家得出了结论:在上述现象中能量是 的! 本实验误差主要来源于克服摩擦做功消耗一部分能量.这个著名物理学家叫焦耳!这个伟大的定律叫能量守恒!刚才你所经历的正是这个伟大工作的一个缩影.由此可以看出实验结论是建立在大量的实验的基础上. 16.兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究: (1)提出问题:汽车的动能大小跟什么因素有关? (2)猜想假设:由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 有关。 (3)进行实验:他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。实验中超载、超速带来的危害程度是通过 来表现的,使用的物理方法是: (选填“控制变量法”或“转换法”); (4)分析论证:分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是: ; (5)实践应用:用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。 17.2022年2月22日11时54分,山西光伏发电输出创历史新高,光伏发电的核心部件是光电板。光电板吸收太阳能的多少是技术的关键,它与什么因素有关?小明猜想光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积、光照时间、光电板的颜色有关。根据以上猜想,小明设计实验方案,进行了实验探究,实验数据记录如表: 序号 光电板的面积 (m2) 光照时间(min) 光电板表面所涂颜色 LED灯的发光时间(min) 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.3 10 黑色 90 4 0.1 10 白色 5 (1)该实验中光电板吸收太阳能的多少是通过 反映; (2)由表中1、3两组数据,可初步得到的结论是 。由表中数据分析可知,制作太阳能光电板用 色较好; (3)你觉得光电板吸收太阳能的多少可能还与哪些因素有关? (写出一种即可)。 18.如图所示是小明星期天回万荣老家看望奶奶时,沿途看到的家乡光伏用电情况,光伏发电发展迅速,其中核心部件是光电板,爱动脑的小明猜想光电板吸收太阳能的多少,可能与光照时间有关。为了验证猜想,他借来三个相同的光电板并分别接在相同的放完电的蓄电池上,然后将这些光电板从当天上午十点开始,正对太阳光照射不同的时间,再分别让这些蓄电池为相同的小灯泡供电,直到小灯泡熄灭,记录小灯泡的发光时间。 (1)实验时是通过比较 来比较光电板吸收太阳能的多少的。 (2)为了方便记录与分析数据,请你帮小明在下面虚线框内设计出符合题意的表格: (3)根据生活经验,请你猜想,光电板吸收太阳能多少还可能与 有关。 五、简答题 19.为什么永动机造不出来? 六、计算题 20.小红同学家原来用液化石油气烧水,每天约用60 的热水100kg.她参加“探究性学习”活动后,在老师指导和同学帮助下,制作了一台简易的太阳能热水器. (1)若这台热水器夏天平均每天可将100kg的水从20 加热到60 ,这些水吸收的热量为多少? (2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收,她家改用太阳能热水器后,平均每天可节约液化石油气多少千克? -(液化石油气的热值为8.0 107J/kg)[水的比热容为4.2 x 103J/(kg )] (3)请你说出使用太阳能热水器的优点 -.(至少说出一点) 21.2014年5月,沈阳地区下了一场罕见的冰雹,此次冰雹给不少市民的财产造成了损失,如图为冰雹过后停在路边的一辆轿车,它的后车窗已经千疮百孔,请问: (1)冰雹在下落过程中能量如何转化(忽略空气阻力)? (2)下落的冰雹为什么能将车玻璃砸坏? (3)车窗玻璃被砸坏的同时为什么冰雹自身也破碎了? 参考答案: 1.B 【详解】A.风能可以源源不断的从自然界获得,是可再生能源,故A错误; B.风力发电的原理是把机械能转化为电能,故B正确; C.风能和地热能一样,本质上都是来源于太阳能,故C错误; D.能量的转化或转移效率是不可能100%的,所以风力发电机不可以把机械能100%转化为电能,故D错误。 故选B。 2.B 【详解】A. 煤属于化石燃料,燃烧会产生空气污染物,是不可再生能源,故A错误. B. 太阳能是取之不尽的能源,且不排放污染物,不会对环境造成污染,故B正确.C. 核能,使用中虽然没有大气污染,但是存在辐射污染,并且属于不可再生能源,故C错误. D. 天然气属于化石燃料,燃烧会释放大量二氧化碳,加剧温室效应,是不可再生能源,故D错误.故选B. 点睛:分别根据根据煤、太阳能、核能、天然气等能源的特点进行分析判断. 3.A 【详解】A.能量转化和转移的过程中,能量总量保持不变,即遵守能量守恒定律,故A正确; B.蒸汽机的工作原理是将内能转化为机械能,故B错误; C.电动机工作时消耗电能,将电能转化为机械能,C错误; D.热值是指1kg某种物质完全燃料放出的热量,热值大的放出的热量不一定多,故D错误。 故选A。 4.C 【详解】A.火箭点火发射时,质量不变,高度增大,重力势能增加;速度增加,动能增加,燃料的内能转化为机械能,故A不符合题意; B.滚摆上升速度越来越小,动能变小,高度越来越大,重力势能变大,动能转化为重力势能,故B不符合题意; C.自由下落的苹果,质量不变,速度增加,动能增大;高度减小,重力势能减小,故重力势能转化为动能,故C符合题意; D.热气球匀速下落,质量不变,速度不变,动能不变;高度降低,重力势能减小,重力势能没有转化为动能,而是转化成了其它形式的能,故D不符合题意。 故选C。 5.ABCD 【详解】A. 电风扇转动,消耗电能,产生机械能, 将电能转化为机械能, 故A正确; B.用电暖气取暖,消耗电能,产生热量,将电能转化为内能, 故B正确; C.摩擦生热,克服摩擦力做功,使物体内能增大,将机械能转化为内能,故C正确; D.太阳能热水器将太阳能转化为内能,通过热传递增大水的内能,使水温度升高,故D正确。 故选ABCD。 6.BC 【详解】A.光伏发电是将光能转化为电能,故A错误; B.风力发电是将风所具有的机械能转化为电能,故B正确; C.电机抽水消耗电能,使水的重力势能增加,所以电机抽水是将电能转化为机械能,故C正确; D.放水发电是将水的机械能转化为电能,故D错误。 故选BC。 7. 电 焦耳 【详解】风是由空气流动形成的,具有机械能,风力发电消耗机械能转化为电能,各种能量的单位都是焦耳,简称焦,符号为J. 8. 做功 化学能 【详解】下滑过程中克服摩擦做功,机械能转化为内能,臀部的温度升高、内能增大,这是通过做功的方式来改变内能的.干电池作为电源提供电能,把化学能转化为电能. 9. 可再生 机械能 减小 【详解】[1]短期之内从自然界中可获得源源不断补充的能源叫可再生能源,太阳能是可再生能源。 [2]我国西部地区常见的太阳能水井,通过太阳能电池板和电动抽水机同时工作将太阳能转化为水的机械能,抽取地下水。 [3]太阳直射时太阳能电池板的转化效率最高,我国西部地区位于北半球,在冬天相对于的地面太阳的运动轨迹偏南,在夏天相对于的地面太阳的运动轨迹偏北,所以从冬季进入夏季时,应将图中的 减小。 10. 热传递 做功 【详解】利用电水壶烧水时,水从电热丝吸收热量,温度升高,是通过热传递方式改变水壶中水的内能; 水沸腾后会顶起壶盖,此过程水蒸气的内能转化为机械能,与四冲程汽油机的做功冲程相似. 【点睛】做功和热传递都可以改变物体的内能,它们的主要区别是:做功是能量的转化,而热传递是能量的转移;四冲程汽油机的做功冲程将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能. 11. 电源 太阳 【详解】[1]太阳能电池板给太空舱提供电能,所以电池板相当于电路中的电源。 [2]太阳能电池板吸收太阳能,直接将太阳能转化为电能提供给太空舱用电器工作。 12. 内 机械 【分析】点燃蜡烛释放内能,扇叶转动得到机械能,是内能转化为机械能. 【详解】蜡烛上方的空气,吸收热量,温度升高,体积膨胀,密度减小,密度小的热空气上升,形成对流,吹动扇叶转动,将热气的内能转化为扇叶的机械能. 13. 机械 电 电 机械 光 化学 化学 内 【详解】[1][2]发电机是将其它形式的能转化为电能的装置,水轮机转动带动发电机发电是将机械能转化成电能. [3][4]电动机带动机器转动,消耗电能,将电能转化为机器的机械能. [5][6]植物进行光合作用,将光能转化为化学能蕴藏在体内. [7][8]燃料燃烧时,释放出大量的热,将体内蕴含的化学能转化为内能. 14. ② ①③④ 【详解】[1][2]①煤炭燃烧时发热,将燃料的化学能转化为内能,属于能量的转化; ②热水自然冷却,是热传递改变水的内能,属于能量的转移; ③搓手取暖,是做功改变物体的内能,机械能转化为内能,属于能量的转化; ④灯泡发光,是电能转化为光能和内能,属于能量的转化。 故属于能量转移的是②,属于能量转化的是①③④。 15. 升高 对水做功,水的内能增加 机械能转化为内能 420 420 守恒 【详解】(1)通过反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,从而导致热量计中水的温度升高;这是因为对水做功,水的内能增加;能量的转化为机械能转化为内能. (2)小配重重力G小=100N,大配重重力G大=520N,合力为420N,每升降一次配重各自移动的距离h=1m,即绳子一端移动的距离是1m,叶轮对水做的功(消耗的机械能):W=G•h=420N 1m=420J;由表格知,升降一次水温升高0.2 ,水吸收的热量(增加的内能):Q吸=cm t=4.2 103J/(kg• ) 0.5kg 0.2 =420J;所以,W=Q吸,即可得出了结论:在上述现象中能量是守恒的. 16. 速度 质量 木块被推动的距离 转换法 当质量一定时,速度越大,动能越大 超载 【详解】(2)[1]“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关。 [2]“安全驾驶莫超载”指的是汽车的动能与质量有关。 (3)[3][4]根据题意知道,实验中让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,即控制金属球速度相同,当碰到水平面上的物块时,由于将物块撞出的距离越远,物块被撞击得越远,说明物块在水平面做的功越多,那么金属球到达水平面时的动能就越大,所以实验中超载超速带来的危害程度可用木块被推动的距离来表示,运用了转换法。 (4)[5]分析甲、丙两图的实验可知,质量相同时,金属球的高度越大,即速度越大,木块被推动的距离越远,由此可知:当质量一定时,速度越大,动能越大。 (5)[6]分析甲、乙两图的实验可知,高度相同时,金属球的质量越大,木块被推动的距离越远,由此可知:当速度一定时,质量越大,动能越大,这可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。 17. LED灯发光时间 在光照时间相同、光电板的颜色相同时,光电板的面积越大,光电板吸收的太阳能越多 黑 光照强度 【详解】(1)[1]光电板吸收太阳能越多,LED灯的发光时间越长,所以光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯发光时间反映的。 (2)[2]由表中1、3两组数据可知,在光照时间相同、光电板的颜色相同时,光电板的面积越大,LED灯的发光时间越长,说明光电板吸收的太阳能越多,得出结论是:在光照时间相同、光电板的颜色相同时,光电板的面积越大,光电板吸收的太阳能越多。 [3]根据表中数据1、4可知,光电板面积相同、光照时间相同时,黑色光电板能使LED灯的发光时间更长,可以得出制作太阳能光电板用黑色最好。 (3)[4]光电板吸收太阳能多少还可能与光照强度、光照角度、光电板的材料等因素有关。 18. 小灯泡发光时间 实验序号 光照时间/min 小灯泡的发光时间/min 1 2 3 太阳光的照射强度 【详解】(1)[1]实验中应用转换法,通过小灯泡发光时间来反映光电板吸收太阳能多少。 (2)[2]要验证光电板吸收太阳能的多少与光照时间的关系,需要控制其他条件相同,改变光照时间,实验中通过小灯泡发光时间反应光电板吸收太阳能的多少,故需要观察小灯泡的发光时间,表格中应有“”光照时间/min”和“小灯泡的发光时间/min”两栏,如图所示: 实验序号 光照时间/min 小灯泡的发光时间/min 1 2 3 (3)[3]太阳光的光照强度越大,单位时间内光电板接收的太阳能越多,能够吸收的太阳能也就越多,所以光电板吸收太阳能的多少还可能与太阳光的照射强度有关。 19.永动机是指违反热力学基本定律的永不停止运动的发动机.由能量守恒定律可知,能量既不会创生,也不会消灭,它只能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,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.因为能量的转化是有方向性的,自然界里无论什么运动都会产生热,热向四周扩散,成为无用的能量.如不补给能量,任何运动着的机器都会停下来,所以永动机违背了能量守恒定律,是不可能制成的. 【详解】试题分析:根据能量守恒定律的内容解答.明确转化和转移:转化能的形式发生变化,转移能的形式不变. 答:永动机是指违反热力学基本定律的永不停止运动的发动机.由能量守恒定律可知,能量既不会创生,也不会消灭,它只能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,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.因为能量的转化是有方向性的,自然界里无论什么运动都会产生热,热向四周扩散,成为无用的能量.如不补给能量,任何运动着的机器都会停下来,所以永动机违背了能量守恒定律,是不可能制成的. 【点评】本题考查能量守恒定律的应用,是一道基础题. 20. 1.68 107J 0.3kg ①对环境无污染,②节约能源(省钱). 【详解】(1)水吸收的热量:Q吸=cm(t−t0)=4.2 103J/(kg⋅ ) 100kg (60 −20 )=1.68 107J, (2)由题知,液化石油气完全燃烧释放的热量:Q放= =2.4 107J,由Q放=mq可得,平均每天可节约液化石油气的质量:m′= ==0.3kg;(3)太阳能热水器的优点:①对环境无污染,②节约能源(省钱). 【点睛】(1)知道水的质量和初温、末温以及比热容,根据Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量;(2)根据题意求出液化石油气完全燃烧释放的热量,利用Q放=mq求出平均每天可节约液化石油气的质量;(3)从环保、节约能源(省钱)、取之不尽等方面列举太阳能热水器的优点. 21.见解析 【详解】(1)冰雹在下落过程中质量不变,高度减小,速度增加,故是重力势能转化为动能。 (2)下落的冰雹具有很大的动能,所以可以对外做功,同时力可以改变物体的形状,因此下落的冰雹能将车玻璃砸坏。 (3)车窗玻璃被砸坏的同时冰雹自身也破碎了,这是因为物体间力的作用是相互的。 学科网(北京)股份有限公司 $$