14.1 能量的转化与守恒-【暑假大串联】2024-2025学年新教材八年级物理暑假作业教材衔接（人教版2024）

第1节 能量的转化与守恒 1. 能量的转化 在一定条件下,能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量,这种现象叫能量的转 化.自然界转化各种形式的能,在一定条件下都可以相互转化. 2. 能量的转移 能量可以从一个物体转移到另一个物体,也可以从物体的一部分转移到另一部分.例如,在热 传递过程中,内能从高温物体转移到低温物体,或从物体的高温部分转移到低温部分,这属于 能量的转移. 3. 能量守恒定律 (1) 能量守恒定律内容:能量既不会消灭,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,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变. (2) 对能量守恒定律的理解: ①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律.大到天体,小到原子核,也无论是物 理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都遵从能量守 恒定律; ②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面. 4. 永动机 (1) 不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器,人们把这种机器叫 做永动机.然而,从没有一种永动机成功过. (2) 能量守恒定律使人们认识到:任何一部机器,只能使能量从一种形式转化为其他形式,而 不能无中生有地制造能量.因此,根本不可能制造出永动机. 题型1 不同形式的能量 例1 新能源电动车(如图)利用电池提供能量来驱动汽车.电池和汽油中蕴含相同形式的这种能 量,该能量是 ( ) 97 A. 电能 B. 内能 C. 机械能 D. 化学能 解析:电池和汽油中蕴含相同形式的能量,该能量是化学能,故D正确.故选:D. 答案:D 题型2 能量的转化和转移 例2 关于能量的转化和守恒,下列说法正确的是 ( ) A. 风力发电机发电时,将电能转化为机械能 B. 电热水器给水加热时,电能转化为内能 C. 在酒精燃烧放热的过程中,内能转化为化学能 D. 植物吸收太阳光进行光合作用,化学能转化为光能 解析:A. 风力发电机发电时,将风的机械能转化为电能,故A错误;B. 电热水器给水加热时,电 能转化为水的内能,故B正确;C. 酒精燃烧时,化学能减少,内能增加,故是将化学能转化为内能 的过程,故C错误;D. 植物吸收太阳光进行光合作用,是通过光合作用将光能转化为化学能,故 D错误.故选:B. 答案:B 题型3 能量守恒定律 例3 根据能量守恒定律,以下情形可能发生的是 ( ) A. 向上抛出的石头速度越来越快 B. 电热水壶的水沸腾后,给该电热水壶断电后,水的沸腾永不停止 C. 上紧发条的玩具小车能从斜面底端沿斜面向上运动 D. 孤岛上被人们遗忘的一只机械表,默默地走了几十年 解析:A. 向上抛出的石头在向上运动过程中,高度变大,重力势能变大,动能转化为重力势能,动 能变小,所以速度越来越小,故A错误;B. 电热水壶的水沸腾后,给该电热水壶断电后,水无法吸 收热量,水会停止沸腾,故B错误;C. 上紧发条的玩具小车具有弹性势能,弹性势能可以转化小 车的动能,动能再转化为小车的重力势能,所以小车能从斜面底端沿斜面向上运动,故C正确; D. 机械表工作靠表内弹簧片的弹性势能转化为机械能,几天就会消耗完毕,不会一直默默地几 十年,故D错误.故选:C. 答案:C 题型4 永动机 例4 有人设计出如图所示的“永动机”,认为小球的重力势能和动能之间会不 断地相互转化,从而实现“永动”,但机器在工作的过程中,有部分机械能会转 化为 ,机械能会逐渐减少,这种“永动机”并没有永远工作下去,原因 是它违背了 定律. 解析:机器在工作的过程中,有部分机械能会转化为内能,即机械能会逐渐减 少,所以机械能总量不守恒,这种“永动机”并没有永远工作下去,原因是它违背了能量守恒定律. 故答案为:内能;能量守恒. 08 答案:内能 能量守恒 题型5 能量的利用效率 例5 下列从能量转化的角度具体说明效率的意义,说法不正确的是 ( ) A. 某太阳能电池工作的效率是16%,说明太阳能电池把其接收到的太阳能的16%转化为化 学能 B. 某电动机的工作效率是83%,说明电动机把其消耗掉的电能的83%转化为机械能 C. 某柴油机工作的效率是35%,说明柴油机把柴油完全燃烧时释放的能量的35%转化为机 械能 D. 某电热水器工作的效率是87%,说明电热水器把其消耗的电能的87%转化成了水的内能 解析:A. 某太阳能电池工作的效率是16%,说明太阳能电池把其接收到的太阳能的16%转化为 电能,故A错误;B. 某电动机的工作效率是83%,说明电动机把其消耗掉的电能的83%转化为 机械能,故B正确;C. 某柴油机工作的效率是35%,说明柴油机把柴油完全燃烧时释放的能量的 35%转化为机械能,故C正确;D. 某电热水器工作的效率是87%,说明电热水器把其消耗的电 能的87%转化成了水的内能,故D正确.故选:A. 答案:A 一、 选择题 1. 下列属于电能转化为光能的是 ( ) A. 抽水机抽水 B. 植物的光合作用 C. 电灯发光 D. 木材燃烧 2. 达·芬奇曾经思考的永动机不可能成功,最根本的原因是违背了 ( ) A. 质量守恒定律 B. 牛顿第一定律 C. 能量守恒定律 D. 能量转化的方向性 3. 工人装修时常用一种打孔工具———冲击钻,不断冲击墙壁打出圆孔.如图所示,冲击钻在工作 过程中,其能量转化正确的是 ( ) A. 钻头钻墙发热是内能转化为机械能 B. 电机发热是内能转化为电能 C. 整个过程只有机械能和内能的转化 D. 该过程有电能、机械能和内能的转化 4. 根据能量守恒定律,以下情形可能发生的是 ( ) A. 孤岛上被人们遗忘的一块机械表,默默地走了几百年 B. 出膛的子弹射穿木板后,飞行速度会变慢 18 C. 电水壶里的水沸腾了,给该电水壶断电,水的沸腾却永远不会停止 D. 永动机可以实现 5. 如图所示下面四个示例中的能量转化过程,与内燃机做功冲程相同的是 ( ) 甲 乙 丙 丁 A. 甲图中压缩空气 B. 乙图火柴燃烧 C. 丙图电风扇通电转动 D. 丁图矿泉水瓶盖上瓶盖,用力拧变形,轻拨瓶盖,瓶盖会被冲出 6. 下列实例中,属于能量转移的是 ( ) A. 水沸腾后,壶盖被水蒸气顶起 B. 两手相互搓一搓,手心发热 C. 流星与空气摩擦,发光发热 D. 用暖手宝捂手,手心变热 7. 下列关于能量转化的说法错误的是 ( ) A. 核电站发电———核能转化为电能 B. 电饭锅烧饭———电能转化为内能 C. 蓄电池充电———机械能转化为电能 D. 太阳能电池———太阳能转化为电能 8. 下列日常活动中只有能的转移而没有发生能的转化的是 ( ) A. 在燃气灶上烧开水B. 风吹动风车 C. 骑自行车 D. 磨剪子 9. 人类文明,一脉相传.从古代的水磨,到今天的水电站,都是人类对水能的合理开发与利用.如 图所示,图甲是古代的水磨,流水冲击水轮,水轮转动,去汲水、碾谷、磨面;图乙是水电站,流 水冲击水轮,带动发电机发电.从能量转化和转移的角度来看,下列说法中正确的是 ( ) 水磨(摘自《天工开物》水电站) 甲 乙 A. 图甲中,水磨工作过程中只有机械能的转移,没有机械能转化为其他形式的能 B. 图甲中,流水通过水轮后,在往下游流动的过程中,水流的速度不变,机械能不变 C. 图乙中,拦河大坝起到了提高水的重力势能的效果 D. 图乙中,流水冲击水轮,带动发电机发电,减少的水能全部转化为电能 28 10. 如图是小球在地面弹跳的频闪照片,下列说法中正确的是 ( ) A. 小球弹起的高度越来越小,说明在此过程中能量不守恒 B. 在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C. 小球运动到相同的高度,具有相同的动能 D. 在小球的运动中,有一部分机械能转化成了内能 二、 填空题 11. 为了实现中国2030年前“碳达峰”,新疆的达坂城号称“百里风区”风力发电站可以将风能转 化为 能从而减少CO2 的排放.在转化过程中,能的总量 (选填“变大”“变 小”或“不变”). 12. 蒸汽机、内燃机、电动机都是将各种形式的能量转化为机械能,虽然效率各不 相同,但总能量是 (选填“守恒”或“不守恒”)的.如图所示为一种人们 设想中的永动机,它通过高处的水流冲击叶片,叶片的转动带动砂轮转动打磨 工件,同时又带动抽水机从低处将水抽到高处,从而循环工作,这种永动 机 (选填“能够”或“不能够”)永远工作下去.能源利用的实质是能量的转化或转移, 因为能量的转化或转移具有 (选填“方向”或“往复”)性,所以,人类可利用的能量不 断减少,开发利用新能源是当务之急. 13. 追溯能量的来源,你将会发现,我们生活中的大部分能量来自 ,这说明不同形式的 能量之间可以相互 . 14. 为向世界传递绿色亚运精神,杭州亚运会的56个场馆均采用光伏发电、风力发电等供电方 式.其中,光伏发电是将 能转化成电能. 15. 重力储能是一种新型储能方式,它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放,能量转化过 程如图1所示.空白处的能量形式是 .重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源 的综合开发利用水平.储能系统将2个质量均为3×104 kg,重物从30 m高处放回地面的发电 过程中,产生的电能为1.44×107 J,则该过程的发电效率是 .据某资料介绍,重力储能系 统的综合效率(输出电能与输入电能之比)可达 (已知系统提升重物的效率为90%). 图1 图2 38 16. 如图甲所示,这是我国自主研发的一款油电混合动力汽车.该混合动力汽车启动时,内燃机 不工作,车内蓄电池输出能量;当高速行驶或蓄电池存能过低时,内燃机启动,既可以向车轮 输出能量,同时又可以向蓄电池充电.在某次测试中,司机驾驶该车在平直公路上以50 km/h 的速度匀速行驶1 h.这段时间内燃机消耗燃油10 kg,蓄电池储存的能量由最大值的30%增 大至最大值的80%.该车行驶时所受阻力f 和车速v的关系如图丙所示,该汽车的某些参数 如表所示.(燃油热值q=4.0×107 J/kg) 电机 电池 整车 输出最大功率/kW 输出电压/V 最大容量/J 质量/t 99 300 1.2×108 甲 乙 丙 (1) 该混合动力汽车的内燃机是一台四冲程汽油机,图乙是汽油机的 冲程;汽车行 驶一段时间后,油箱中剩余燃油的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”);若该汽 油机的转速为3000 r/min时,其中一个气缸在1 s内做功 次. (2) 驾驶员乘坐汽车时应系好安全带,这是防止汽车紧急刹车或碰撞时人由于 而被 伤害. (3) 汽油机使用水做冷却剂,是因为水的 较大. (4) 在测试过程中,该汽车的能量利用率为 %. 三、 计算题 17. 下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息: 照射时间/h 热水器容量/L 水升高的温度/℃ 热水器平均1 h接收 的太阳能/J·h-1 水的 比 热 容/[J·(kg ·℃)-1] 10 100 60 5.04×106 4.2×103 请根据以上信息,求下列问题: (1) 热水器中水的质量. (2) 热水器中水吸收的热量. (3) 太阳能热水器的加热效率. 48 16. 增大 比热容 17. 夜晚海水温度高于陆地温 度. 18. 因为水的比热容较大,相同质量的水和其 他物质比较,降低相同的温度,水对冻鸡腿放出的热 量多,所以冻鸡腿在自来水中比在空气中解冻快. 19. (1) 天平 秒表 加热时间的长短 没有控制 水和食用油质量相同 (2) B 20. (1) 39 (2) 乙 甲 (3) 3∶2 (4) 使甲、乙两种液体在相同的时间 内吸收的热量相同 21. (1) 水放出的热量:Q吸=c水 m(t0-t)=4.2× 103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(90 ℃-40 ℃)= 2.1×104 J. (2) 凉牛奶置于放在室内盛有热水的敞口玻璃 杯中加热时,有热量散失到空气中,所以热水放 出的热量大于牛奶吸收的热量. 第2节 分子动理论的初步知识 1. D 2. D 3. B 4. D 5. B 6. C 7. C 8. D 9. (1) 引力 (2) 扩散 10. 做无规则运动 间隙 11. 扩散 温度 12. 大 斥力 13. 用热水洗涤沾 满油污的盘子效果更好,是因为温度越高,油污分子 运动 越 剧 烈,扩 散 越 快,更 容 易 与 盘 子 分 离. 14. (1) 分子间有间隙 不能 混合后总体积变化 不明显 (2) 分子间有引力 (3) 分子在永不停息 地无规则运动 第3节 内 能 1. D 2. D 3. B 4. A 5. C 6. C 7. C 8. C 9. 0 不为0 10. 增大 引力 11. 两手互搓,克服 摩擦做功,手的内能会增大,温度会升高,是通过做 功的方式改变物体内能,属于能量的转化;对手哈气, 是通过热传递方式改变手的内能,手会变热,属于能量 的转移. 12. (1) 热传递 (2) B (3) 不与 不同 第十四章 内能的利用 第1节 能量的转化与守恒 1. C 2. C 3. D 4. B 5. D 6. D 7. C 8. B 9. C 10. D 11. 电 不变 12. 守恒 不能够 方向 13. 太阳 转化 14. 太阳 15. 机械能 80% 72% 16. (1) 做功 不变 25 (2) 惯性 (3) 比热容 (4) 40 17. (1) 由ρ= m V 可得,热水器中水的质量:m=ρV =1.0×103 kg/m3×100×10-3 m3=100 kg. (2) 热水器中的水10 h需吸收的热量:Q= cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×60 ℃ =2.52×107 J. (3) 经过10 h阳光的照射接收的太阳能:E= 5.04×106 J×10=5.04×107 J;则热水器的效 率:η = Q E ×100% = 2.52×107 J 5.04×107 J ×100% =50%. 第2节 热 机 1. B 2. A 3. A 4. C 5. C 6. A 7. B 8. B 9. D 10. D 11. A 12. C 13. 内能 机械能 乙 14. D 无 15. 内能 比热容 16. 变小 比热 容 3000 17. 36000 18. 变 低 内 机 械 做 功 600 19. (1) 燃气对活塞的平均压力:F=pS=5×105 Pa ×120×10-4 m2=6000 N;一个做功冲程中燃气 对活塞做的功:W =Fs=6000 N×0.3 m= 1800 J;曲轴每转两圈对外做功一次,所以1 min 转动300周,要做功150次,所以内燃机每分钟 做的功:W 总=150×1800 J=2.7×105 J. (2) 内燃机的功率:P= W t= 2.7×105 J 60 s =4500 W. 第3节 热机的效率 1. D 2. D 3. D 4. B 5. B 6. D 7. C 8. C 9. A 10. D 11. D 12. D 13. 4.6×106 不变 14. 10 9.2×107 30 15. (1) 内 机械 (2) 能 (3) 3.6×1010 16. 1∶2 17. 比 热 容 酒 精 18. 1200 8.28×105 19. 30% 降低 20. (1) 相等 (2) 自下而上 初温 (3) 煤油 (4) 热传递 (5) 偏小 21. (1) 消耗的航空燃油的质量:m航空燃油=1.35 t= 1.35×103 kg,消耗的航空燃油完全燃烧放出的 热量:Q放=m航空燃油 q航空燃油=1.35×103 kg×4 ×107 J/kg=5.4×1010 J. (2) 飞机飞行的时间t=20 min=1.2×103 s,由 P= W t 得,发动机所做有用功:W 有用=Pt=2.25 ×104×103 W×1.2×103 s=2.7×1010 J;发动 机的热效率:η= W 有用 Q放 ×100%= 2.7×1010 J 5.4×1010 J × 100%=50%. 第四部分 新知测效 暑期学情测评(一) 1. C 2. D 3. C 4. D 5. B 6. C 7. A 8. B 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 7