第2节 能量守恒定律（分层作业）物理教科版2024九年级下册

第2节 能量守恒定律 目录 【A 夯基础】 1 一、能量守恒定律 1 二、永动机是不可能实现的 3 三、能量转化的效率 4 【B 提能力】 6 【C 链中考】 10 一、能量守恒定律 1.能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为____________，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和________的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量___________。 2.如图所示，小球在摆动过程中能量应该守恒。实际中，小球在摆动过程中小球的机械能是________（选填“不变”、“增大”、“减小”）的，最终小球会停下来的。如果将运动过程中产生的内能一并计算进去，总的能量还是守恒的。 3.如图，单摆的小球左右摆动时，动能和势能在不断地转化。实验中小球高度不断降低，最后停止摆动，这是因为小球受到阻力时，机械能会转化为________；考虑到这一因素，能量的总量是________（选填“变大”、“变小”或“不变”）的。 4.用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能________下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能________小球在最高点所具有的势能。（填“大于“、”等于“或”小于“） 5.单摆在振动过程中，摆动幅度越来越小这是因为（ ） A.能量正在逐渐消灭 B.动能正在转化为势能 C.机械能守恒 D.总能量守恒，减少的动能转化为内能 二、永动机是不可能实现的 6.如图是一位“发明家”设计的一种永动机。利用上水池的水使水轮发电机发电，利用水发电时，_______转化为电能，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机。这个永动机________（填“能”或“不能”）持续运转，因为它违背了_________定律。 7.文艺复兴时期，意大利的达•芬奇设计了如图所示的“永动机”装置。他设计时认为，在轮子转动过程中，右边的小球总比左边的小球离轮心更远些，在两边不平衡的力作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，而且可以不断地向外输出能量。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.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化 C.如果没有能量补充，装置最终会停下来 D.根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 8.历史上曾有不少人设想制造出一种机器，它不需要消耗任何能量，但可以源源不断地对外做功。你认为能设计制造出这种永动机吗？为什么？ 9.能量可以转化，也可以转移．如图甲所示，是达芬奇设想的永动机。你认为能实现吗？________；请说明理由：________；如图乙是烧水情景。燃烧________厘米3天然气（天然气热值是3.9×107焦/米3），能使2千克的水从20℃升高到80℃（不考虑能量损失）；烧水时，通过________增加水的内能。 三、能量转化的效率 10.节约能源人人有责，节约能源从我做起。关于“能量和能源”，下列说法正确的是（　　） A.大量研究表明，自然界中的能量是守恒的，科学家们研究的结果概括为能量守恒定律 B.电壶烧水时电能转化为内能，这些内能不会再转为电能，说明能量的转化具有方向性 C.氢弹是利用核聚变原理制造的一种威力比原子弹还要大得多的核武器，人类要爱和平 D.世界各个国家都可以随便开发利用核能，核能方便利用，无污染，是一种环保的能源 11.用天然气烧水的过程中，下列解释正确的是（ ） A.燃气燃烧越充分，它的热值越大 B.燃气燃烧过程是将化学能转化为内能 C.水沸腾过程要吸热，水温会不断升高 D.烧水过程是通过做功的方式增加水的内能 12.提高能量利用中的转化效率是节能问题的________，是_________________的重要措施。 13.烧水时，我们希望燃烧每一升天然气产生的热量都完全传递给壶中的水；骑自行车上学时，我们希望消耗的每一份体力能全部转化为自行车和人的动能……这些愿望能实现吗？预习读课本回答下列问题： （1）汽车沿盘山公路可以驶入高耸入云的山峰，载重货车下山时，其重力势能________（选填“增大”“减小”或“不变”）；为了减小车速，司机师傅不时踩踏刹车踏板，有一部分机械能转化为________。 （2）烧水过程中，天然气完全燃烧释放的化学能称之为____________，而水吸收的那部分能量称之为____________，把散发到大气、壶体中的那部分能量称之为____________，根据能量守恒定律，它们之间的关系为：________________________________________。 （3）因为输出有效能量总是小于输入能量，所以能量转化效率总是_______。 14.在“机械与功”一章中，我们研究了机械效率，即有用功在总功中所占的比例；在“改变世界的热机”一章中，我们又知道了热机的效率，即内能转化为有用机械能的效率。这些效率，跟我们今天学习的“能量转化效率”是一回事吗？为什么？ 15.能量既不会凭空________，也不会凭空________，它只会从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量___________。这就是能量守恒定律。 16.判断对错：能量守恒定律是自然界的基本定律，任何违背该定律的物理过程都不能实现。（ ） 17.在如图所示的滚摆实验中，发现滚摆每次上升的高度逐渐减小，此过程中能量的变化情况是（ ） A.机械能增加，内能减小 B.机械能减小，内能增加 C.机械能减小，内能不变 D.机械能不变，内能增加 18.在空气中摆动的摆球，摆动的幅度越来越小，直到停止摆动。下列关于此过程的描述正确的是（　　） A.这个过程机械能不守恒 B.组成摆球的分子平均动能和分子势能相互转化，总内能越来越少 C.机械能逐渐向内能转化，内能却不能自发地向机械能转化 D.可以使摆球恢复摆动，因此这是个自发可逆的过程 19.固定的一根细线下面悬挂一摆球，摆球在空气中摆动，摆动的幅度越来越小，对此现象下列说法正确的是（　　） A.能量正在消失 B.只有动能和重力势能的相互转化 C.摆球机械能不守恒 D.总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能 20.如图所示是一种设想中的永动机，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功。同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。下面关于这款永动机的分析，说法中正确的是（　　） A.高处水下落过程中机械能守恒 B.这款永动机可以在现实中推广 C.这款永动机利用内能对外做功 D.这一设想不符合能量守恒定律 21.下列说法中正确的有（ ） A.第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律 B.热机的效率从原理上讲可达100% C.因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的 D.自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源 22.如图是一位“发明家”设计的一种永动机，他想利用上水池中的水向下的冲力使水轮发电机发电，然后利用发电机发出电能驱动抽水机把下水池中的水再抽回上水池。 （1）发电机工作时能量是如何转化的？ （2）该永动机能否持续运转？请简要说明理由。 23.现在国家提倡节能减排。某同学探究了他自己家刚装好的天然气烧水情况，用天然气作燃料加热5kg水的过程中，水温随时间的变化情况如图示，请完成下列问题： （1）标准大气压下，将初温为20℃的水烧开需吸收多少热量； （2）如果在烧水时，管道中天然气流量为5.25dm3/min，那么在这种情况下，将水烧开需要燃烧多少m3的天然气？他家天然气灶的效率为多少？（天然气的热值为4.0×107J/m3） （3）使用天然气有哪些优点（请说出两点）。 压力F/N 0 50 100 150 200 250 电阻R/Ω 300 220 165 120 100 90 24.（2025年湖北省初中学业考题）13.如图为2025年度中国载人航天飞行任务标识。在神舟二十号任务标识中，飞船与太阳翼巧妙构建中文“廿”字，太阳翼将________能转化为电能；在神舟二十一号任务标识中，飞船与空间站在星光的映衬下成功对接，对接完成后飞船相对空间站是________的；在天舟九号任务标识中，飞船航行划出的弧线轨迹传递出精准和力量的美感，说明它受力_________（填“平衡”或“不平衡”）。 25.（2025年苏州市学业考试卷）5.关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（　　） A.金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小 B.核电站利用核裂变释放的能量来发电 C.汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能 D.能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源 26.（2025·云南省楚雄葬族自治州禄丰市·三模）我国在信息、材料和能源等领域成果显著，下列说法正确的是（ ） A.能量是守恒的，所以不需要节约能源 B.光伏发电是将太阳能转化为电能，太阳能属于可再生能源 C.光导纤维在传递信息时，利用了光的折射原理 D.核电站利用核聚变释放能量发电 27．图示为一种新型薄膜太阳能电池，厚度只有几微米，可弯曲，1g薄膜太阳能电池1h可提供6×10-3kW•h的电能，它可以贴在玻璃上，制成太阳能发电窗户，下列说法正确的是（　　） A.太阳能不是清洁能源 B.太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失 C.薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能 D.1g薄膜太阳能电池1h可提供2.16×104J的电能 28.下列关于能量转化与能源，说法不正确的是（  ） A.电风扇通过电动机，能将电能转化为风能 B.电磁感应现象中，有其他形式的能量转化为电能 C.地热、天然气、电能都属于二次能源 D.虽然能量是守恒的，但是我们仍需节约能源 29.下列有关能量转化的说法错误的是（　　） A.太阳能电池——太阳能转化为电能 B.热机工作——机械能转化为内能 C.电风扇工作——电能转化为机械能 D.水力发电——机械能转化为电能 30.（2025年北京市初中学业考试）13.如图所示，一只太阳能草坪节能灯，由太阳能电池板、蓄电池、“6V1W”的节能灯等组成，太阳能电池板发电并将电能储存在蓄电池中，供节能灯晚间照明；该太阳能电池板接收太阳辐射的面积为0.025m2，其光电转化效率（即发电效率）为20%。若在太阳能电池板接收太阳辐射的有效时间内，1m2太阳能电池板接收太阳辐射的功率为640W。下列说法正确的是（　　） A.太阳能是可再生能源 B.太阳能电池板给蓄电池充电过程中将化学能转化成电能 C.该灯的太阳能电池板发电功率为16W D.节能灯正常发光10h消耗的电能为0.01kW·h 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 能量守恒定律 目录 【A 夯基础】 1 一、能量守恒定律 1 二、永动机是不可能实现的 3 三、能量转化的效率 4 【B 提能力】 6 【C 链中考】 10 一、能量守恒定律 1.能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为____________，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和________的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量___________。 【答案】另一种形式；转移；守恒定律 【解析】根据对能量守恒定律内容的了解可直接做出解答。 由能量守恒定律可知：自然界中，能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律。 故答案为：另一种形式；转移；守恒定律。 2.如图所示，小球在摆动过程中能量应该守恒。实际中，小球在摆动过程中小球的机械能是________（选填“不变”、“增大”、“减小”）的，最终小球会停下来的。如果将运动过程中产生的内能一并计算进去，总的能量还是守恒的。 【答案】减小 【解析】小球在摆动过程中，除重力做功外，还有空气阻力做功，所以机械能不守恒，机械能将减小，有一部分机械能转化为内能。 故答案为：减小。 机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化或者只有重力做功，机械能才守恒。由于阻力做功，本题中小球的机械能转化为内能；机械能守恒在初中只是要求定性的会判断，不要求根据机械能守恒去定量计算。 3.如图，单摆的小球左右摆动时，动能和势能在不断地转化。实验中小球高度不断降低，最后停止摆动，这是因为小球受到阻力时，机械能会转化为________；考虑到这一因素，能量的总量是________（选填“变大”、“变小”或“不变”）的。 【答案】内能；不变 【解析】小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，说明机械能通过克服阻力做功不断地转化为内能。 考虑到这一因素，能量的总量，即机械能与内能之和不变。 4.用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能________下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能________小球在最高点所具有的势能。（填“大于“、”等于“或”小于“） 【答案】等于；等于 【解析】掌握动能和势能的转化与守恒是解答本题的根本，需要知道动能和势能之间可以互相转化的。方式有：动能→重力势能；动能→弹性势能。 如图所示，用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么机械能守恒，所以小球在最高点的势能等于下降至最低点的动能。 小球在摆动过程中，除重力做功外，还有空气阻力做功，所以机械能不守恒，有一部分机械能转化为内能，但是仍旧遵从能量守恒定律，所以在摆动过程中由于摩擦而转化的内能等于小球在最高点所具有的势能。 所以答案是：等于；等于。 5.单摆在振动过程中，摆动幅度越来越小这是因为（ ） A.能量正在逐渐消灭 B.动能正在转化为势能 C.机械能守恒 D.总能量守恒，减少的动能转化为内能 【答案】D 【分析】单摆由于受到空气阻力，故机械能会减小，转化为内能，由能量守恒定律可得出能量的转化方向。 【解答】单摆在运动中由于受到空气阻力，故机械能将减小，转化为内能，由能量守恒可知，总能量是不变的。 故ABC错误，D正确。 故选D。 【点评】在解决能量的题目时，要注意明确外力做功情况，从而去判断能量的转化情况。 二、永动机是不可能实现的 6.如图是一位“发明家”设计的一种永动机。利用上水池的水使水轮发电机发电，利用水发电时，_______转化为电能，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机。这个永动机________（填“能”或“不能”）持续运转，因为它违背了_________定律。 【答案】机械能；不能；能量守恒 【解析】利用水发电时，水的机械能减少，将机械能转化为电能。 因为发电和抽水的过程中，有部分机械能和部分电能会转化为内能，即机械能和电能都会逐渐减少，所以机械能和电能的总量不守恒，故这个永动机不能持续运转，它违背了能量守恒定律。 7.文艺复兴时期，意大利的达•芬奇设计了如图所示的“永动机”装置。他设计时认为，在轮子转动过程中，右边的小球总比左边的小球离轮心更远些，在两边不平衡的力作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，而且可以不断地向外输出能量。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.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化 C.如果没有能量补充，装置最终会停下来 D.根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 【答案】C 【解析】ACD.机器在转动过程中，克服空气阻力及摩擦力都要消耗机械能，使原有的机械能越来越少，如果没有能量补充，机器的转动会逐渐减慢，最终停止，故AD错误，C正确； B.小球在下行的过程中，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能；在上行的过程中，高度增加，速度减小，动能转化为重力势能，故B错误。 故选C。 8.历史上曾有不少人设想制造出一种机器，它不需要消耗任何能量，但可以源源不断地对外做功。你认为能设计制造出这种永动机吗？为什么？ 【答案】见解析 【解析】不能。因为能量守恒定律表明，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，而能量的总量保持不变。永动机不需要消耗能量却能源源不断对外做功，这违背了能量守恒定律。 根据能量守恒这一基本的物理规律来分析。永动机设想中不消耗能量却持续对外做功，这与能量守恒定律相冲突，能量不会无中生有，所以从科学原理角度讲无法制造出这种永动机。 9.能量可以转化，也可以转移．如图甲所示，是达芬奇设想的永动机。你认为能实现吗？________；请说明理由：________；如图乙是烧水情景。燃烧________厘米3天然气（天然气热值是3.9×107焦/米3），能使2千克的水从20℃升高到80℃（不考虑能量损失）；烧水时，通过________增加水的内能。 【答案】不能；违背了能量守恒定律；1.29×104；热传递 【解析】（1）达芬奇设想的永动机是不能实现的，因为机械能在相互转化的过程中一定有一部分消耗，转化为其它形式的能，能的总量保持不变，但机械能会减少，因此，永动机违背的能量守恒定律。 （2）水吸收的热量： Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（80℃-20℃）=5.04×105J 由公式Q＝Vq得需要天然气的体积： （3）烧水时，是热量发生了转移，因此，是热传递改变了水的内能。 三、能量转化的效率 10.节约能源人人有责，节约能源从我做起。关于“能量和能源”，下列说法正确的是（　　） A.大量研究表明，自然界中的能量是守恒的，科学家们研究的结果概括为能量守恒定律 B.电壶烧水时电能转化为内能，这些内能不会再转为电能，说明能量的转化具有方向性 C.氢弹是利用核聚变原理制造的一种威力比原子弹还要大得多的核武器，人类要爱和平 D.世界各个国家都可以随便开发利用核能，核能方便利用，无污染，是一种环保的能源 【答案】ABC 【解析】A选项正确：能量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律。 B选项正确：能量的转化和转移具有方向性，例如电能转化为内能后难以完全逆向转化。 C选项正确：氢弹基于核聚变原理，其威力远超原子弹（核裂变），强调和平利用核能的必要性。 D选项错误：核能开发需严格管控，核废料具有放射性污染，并非“无污染”。 11.用天然气烧水的过程中，下列解释正确的是（ ） A.燃气燃烧越充分，它的热值越大 B.燃气燃烧过程是将化学能转化为内能 C.水沸腾过程要吸热，水温会不断升高 D.烧水过程是通过做功的方式增加水的内能 【答案】B 【解析】A.热值是物质的一种特性，和物体质量的大小、是否充分燃烧都没有关系，只与物质的种类有关，故A错误； B.天然气在燃烧过程中，消耗了化学能，获得了内能，即化学能转化为内能，故B正确； C.水在沸腾过程中温度不变，故C错误； D.烧水的过程是通过热传递的方式改变物体内能的；故D错误。 故选：B。 12.提高能量利用中的转化效率是节能问题的________，是_________________的重要措施。 【答案】核心；提高能源利用效（实现可持续发展） 【解析】题目要求填写关于提高能量转化效率在节能问题中的作用。根据物理知识，提高能量转化效率是解决节能问题的核心措施，因此第一个空填“核心”。第二个空需要填入该措施所属的具体领域或措施，提高能源利用效率是节能的重要措施，因此填“提高能源利用效率”（实现可持续发展）。 13.烧水时，我们希望燃烧每一升天然气产生的热量都完全传递给壶中的水；骑自行车上学时，我们希望消耗的每一份体力能全部转化为自行车和人的动能……这些愿望能实现吗？预习读课本回答下列问题： （1）汽车沿盘山公路可以驶入高耸入云的山峰，载重货车下山时，其重力势能________（选填“增大”“减小”或“不变”）；为了减小车速，司机师傅不时踩踏刹车踏板，有一部分机械能转化为________。 （2）烧水过程中，天然气完全燃烧释放的化学能称之为____________，而水吸收的那部分能量称之为____________，把散发到大气、壶体中的那部分能量称之为____________，根据能量守恒定律，它们之间的关系为：________________________________________。 （3）因为输出有效能量总是小于输入能量，所以能量转化效率总是_______。 【答案】（1）减小；内能；（2）输入能量；有效能量；额外能量；输入能量=有效能量+额外能量；（3） 小于1 【解析】（1）载重货车下山时，质量不变，高度降低，根据重力势能的影响因素EP=mgh（其中EP为重力势能，m为质量，g为重力加速度，h为高度），重力势能减小。司机踩踏刹车踏板，克服摩擦力做功，机械能转化为内能。 （2）在烧水过程中，天然气完全燃烧释放的化学能是输入的总能量；水吸收的用于升温的能量是对我们有用的有效能量；散发到大气、壶体中的能量是额外消耗的额外能量，根据能量守恒定律，输入能量等于有效能量与额外能量之和。 （3）由于输出有效能量总是小于输入能量，根据能量转化效率，可知能量转化效率总是小于1。 14.在“机械与功”一章中，我们研究了机械效率，即有用功在总功中所占的比例；在“改变世界的热机”一章中，我们又知道了热机的效率，即内能转化为有用机械能的效率。这些效率，跟我们今天学习的“能量转化效率”是一回事吗？为什么？ 【答案】见解析 【解析】机械效率、热机效率和热效率都是指某一类型机械工作过程中的能量转化效率，它们是一回事，由于损耗、摩擦的存在，转化效率永远小于1。 15.能量既不会凭空________，也不会凭空________，它只会从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量___________。这就是能量守恒定律。 【答案】消灭；产生；转化；转移；保持不变 【解析】能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律。 故答案为：消灭；产生；转化；转移；保持不变。 16.判断对错：能量守恒定律是自然界的基本定律，任何违背该定律的物理过程都不能实现。（ √ ） 【分析】了解能量守恒定律的内容，知道能量守恒定律是自然界最普遍，最重要的其本定律之一可顺利解答。 【解答】由能量守恒定律的内容可知，能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律。能量守恒定律是自然界最普遍，最重要的其本定律之一，任何违背该定律的物理过程都不能实现，故题干说法正确。 故答案为：√。 【点评】本题主要考查了对能量守恒定律的认识，属基础知识的考查。 17.在如图所示的滚摆实验中，发现滚摆每次上升的高度逐渐减小，此过程中能量的变化情况是（ ） A.机械能增加，内能减小 B.机械能减小，内能增加 C.机械能减小，内能不变 D.机械能不变，内能增加 【答案】B 【解析】滚摆在滚动过程中，会受到空气的阻力作用，所以滚摆需要克服摩擦阻力做功，消耗了机械能，转化为了内能，因此机械能减小，内能增加，所以此题选B。 故答案为：B。 18.在空气中摆动的摆球，摆动的幅度越来越小，直到停止摆动。下列关于此过程的描述正确的是（　　） A.这个过程机械能不守恒 B.组成摆球的分子平均动能和分子势能相互转化，总内能越来越少 C.机械能逐渐向内能转化，内能却不能自发地向机械能转化 D.可以使摆球恢复摆动，因此这是个自发可逆的过程 【答案】AC 【解析】A.小球在运动的过程中，不可避免的要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能不守恒，故A正确。 B.总能量守恒，减少的机械能转化为内能，不是分子平均动能和分子势能相互转化，故B错误。 C.能量的转化具有方向性，机械能逐渐向内能转化，内能却不能自发地向机械能转化，故C正确。 D.要使摆球恢复摆动，必须有外力对它做功，其它形式的能转化为机械能，故D错误。 故选AC。 19.固定的一根细线下面悬挂一摆球，摆球在空气中摆动，摆动的幅度越来越小，对此现象下列说法正确的是（　　） A.能量正在消失 B.只有动能和重力势能的相互转化 C.摆球机械能不守恒 D.总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能 【答案】CD 【解析】A.摆球的机械能由于阻力做功越来越小，该能量转化为内能，并没有消失．故A错误。 B.由题意可知，摆球的机械能由于阻力做功越来越小，部分机械能转化为内能，故B错误。 CD.摆球的机械能由于阻力做功越来越小，故机械能不再守恒；减小的机械能转化为周围的内能；故C正确，D正确。 故选：CD。 【点评】机械能是否守恒有两种判断方法，一种是根据条件，判断是否只有重力做功；二是根据能量的变化，特别要注意内能的变化。 20.如图所示是一种设想中的永动机，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功。同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。下面关于这款永动机的分析，说法中正确的是（　　） A.高处水下落过程中机械能守恒 B.这款永动机可以在现实中推广 C.这款永动机利用内能对外做功 D.这一设想不符合能量守恒定律 【答案】D 【解析】A.此“永动机”中，高处的水流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，即水的机械能会逐渐减小，故A错误； B.该装置工作时，由于摩擦的存在，有一部分机械能转化为内能，同时机器又要对外做功，当高处的水全部流下后，机器只能将一部分水重新抽回高处，所以这种机器不能永远工作下去，即这款永动机不可以在现实中推广，故B错误； C.该装置工作时，利用水的机械能对外做功，故C错误； D.根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而能的总量保持不变，即这一设想不符合能量守恒定律，故D正确。 故选D。 21.下列说法中正确的有（ ） A.第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律 B.热机的效率从原理上讲可达100% C.因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的 D.自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源 【答案】D 【解析】第二类永动机并不违反能量守恒，A错误；热机在工作过程中必然排出部分热量，热机用于做功的热量一定小于它从高温热库吸收的热量，因而热机的效率不可能达100%，B错误；根据热力学第二定律在，虽然能量不会减小但能源会越来越少，所以要节约能源，C错误、D正确。 故选D。 22.如图是一位“发明家”设计的一种永动机，他想利用上水池中的水向下的冲力使水轮发电机发电，然后利用发电机发出电能驱动抽水机把下水池中的水再抽回上水池。 （1）发电机工作时能量是如何转化的？ （2）该永动机能否持续运转？请简要说明理由。 【答案】（1）机械能转化为电能；（2）见解析 【解析】（1）发电机的原理是电磁感应，发电过程中发生的能量转化是机械能转化为电能。 （2）不能，在运转过程中，有摩擦等能量损失，还有用电器也消耗能量，最后装置会由于机械能消耗殆尽而停止下来。 23.现在国家提倡节能减排。某同学探究了他自己家刚装好的天然气烧水情况，用天然气作燃料加热5kg水的过程中，水温随时间的变化情况如图示，请完成下列问题： （1）标准大气压下，将初温为20℃的水烧开需吸收多少热量； （2）如果在烧水时，管道中天然气流量为5.25dm3/min，那么在这种情况下，将水烧开需要燃烧多少m3的天然气？他家天然气灶的效率为多少？（天然气的热值为4.0×107J/m3） （3）使用天然气有哪些优点（请说出两点）。 压力F/N 0 50 100 150 200 250 电阻R/Ω 300 220 165 120 100 90 【分析】（1）标准大气压下水的沸点是100℃，由热量公式可求出将初温为20℃的水烧开需吸收的热量。 （2）由图象找出水温20℃、30℃、40℃、50℃所对应的时间，找出水温随时间变化的规律，求出将初温为20℃水加热至100℃，需要的时间；已知管道中天然气流量及烧水时间，可以计算出天然气的体积；已知天然气的热值，可利用公式Q=Vq求出天然气放出的热量，这是天然气做地总功；最后由效率公式求出燃气灶的效率。 （3）从环保、使用是否方便等方面分析使用天然气的优点。 【解答】（1）在标准大气压下水的沸点是100℃，水从20℃加热至100℃ 水吸收的热量：Q=cmΔt=4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×106 J （2）由图知：水温度为20℃时，对应的时间为0min，温度为30℃时，对应的时间为2min 温度为40℃时，对应的时间为4min，即当温度每上升10℃，时间增加2min 将初温为20℃水加热至100℃，水温变化了100℃-20℃=80℃=8×10℃ 把水烧开所用时间为：8×2min=16min 管道中天然气流量为5.25dm3/min 把水烧开需要天然气的体积：V=5.25dm3/min×16min=84dm3=0.084m3 天然气燃烧放出的热量：Q放=4.0×107J/m3×0.084m3=3.36×106J 燃气灶的效率： （3）使用天然气的优点：产物无污染、使用方便、热值高、效率高等。 答：（1）将初温为20℃的水烧开需吸收1.68×106 J的热量。 （2）将水烧开需要燃烧天然气的体积是0.084 m3，天然气灶的效率为50%。 （3）使用天然气的优点：产物无污染、使用方便、热值高、效率高等。 【点评】本题是一道中档题，由图象求出水温随时间变化的关系、熟练应用热量公式、效率公式是正确解题的关键。 24.（2025年湖北省初中学业考题）13.如图为2025年度中国载人航天飞行任务标识。在神舟二十号任务标识中，飞船与太阳翼巧妙构建中文“廿”字，太阳翼将________能转化为电能；在神舟二十一号任务标识中，飞船与空间站在星光的映衬下成功对接，对接完成后飞船相对空间站是________的；在天舟九号任务标识中，飞船航行划出的弧线轨迹传递出精准和力量的美感，说明它受力_________（填“平衡”或“不平衡”）。 【答案】太阳；静止；不平衡 【解析】太阳翼是航天器上的太阳能电池板，其作用是将太阳能（来自太阳的光能）通过光伏效应转化为电能，为飞船提供电力。 当飞船与空间站成功对接后，两者通过机械装置连接成一个整体系统，飞船相对于空间站的相对位置和速度均为零（无相对运动），故对接完成后飞船相对空间站是静止的。 飞船航行轨迹为弧线（曲线），表明其速度方向在不断变化（非匀速直线运动），根据牛顿第一定律，这只有在合力不为零时发生（受力不平衡），导致加速度改变运动路径，故受力不平衡。 25.（2025年苏州市学业考试卷）5.关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（　　） A.金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小 B.核电站利用核裂变释放的能量来发电 C.汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能 D.能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源 【答案】A 【解析】A.金属汤勺放在热汤中，金属汤勺吸收热量，内能增加，温度升高，故A错误，符合题意； B.核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应，故B正确，不符合题意； C.汽油机的做功冲程中高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D.能量的转移与转化具有方向性，可利用的能源是有限的，所以要节约能源，故D正确，不符合题意。 故选A。 26.（2025·云南省楚雄葬族自治州禄丰市·三模）我国在信息、材料和能源等领域成果显著，下列说法正确的是（ ） A.能量是守恒的，所以不需要节约能源 B.光伏发电是将太阳能转化为电能，太阳能属于可再生能源 C.光导纤维在传递信息时，利用了光的折射原理 D.核电站利用核聚变释放能量发电 【答案】B 【解析】A.能量是守恒的，由于能量的转化具有方向性，很多能量都不可再生，因此我们需要节约能源，故A错误； B.光伏发电吸收太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，太阳能可以从自然界源源不断的获得，属于可再生能源，故B正确； C.光纤通信的原理就是利用光从光导纤维的一端射入，在内壁多次反射后从另一端射出，从而将携带的信息传到远方。故C错误； D.目前人类已建立的核电站，是利用核裂变释放的能量来发电的，核聚变目前还处于研究和实验阶段。尚未实现商业化应用，故D错误。 故选B。 27．图示为一种新型薄膜太阳能电池，厚度只有几微米，可弯曲，1g薄膜太阳能电池1h可提供6×10-3kW•h的电能，它可以贴在玻璃上，制成太阳能发电窗户，下列说法正确的是（　　） A.太阳能不是清洁能源 B.太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失 C.薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能 D.1g薄膜太阳能电池1h可提供2.16×104J的电能 【答案】D 【详解】A.太阳能不会对环境造成污染，是清洁能源，A错误； B.太阳能从太阳传递到薄膜电池上，会经过大气，大气会吸收一部分能量，会存在能量损失，B错误； C.薄膜太阳能电池将光能直接转化为电能，C错误； D.1g薄膜太阳能电池1h可提供的电能 W=6×10-3kW·h=6×10-3×103W×3600s=2.16×104J， D正确。 28.下列关于能量转化与能源，说法不正确的是（  ） A.电风扇通过电动机，能将电能转化为风能 B.电磁感应现象中，有其他形式的能量转化为电能 C.地热、天然气、电能都属于二次能源 D.虽然能量是守恒的，但是我们仍需节约能源 【答案】C 【详解】A.电风扇通过电动机做功，消耗电能，获得机械能，即将电能转化为机械能，故A正确； B.在电磁感应现象中，导体做切割磁感线运动，产生感应电流，是机械能转化为电能，故B正确； C.地热、天然气直接从自然界获得，属于一次能源，电能要由其它能源转化而来，属于二次能源，故C错误； D.虽然能量是守恒的，但是能量的转化和转移都是具有方向性的，因而人类可利用的资源仍是有限的，所以我们仍要注意节约能源，故D正确； 故选C。 29.下列有关能量转化的说法错误的是（　　） A.太阳能电池——太阳能转化为电能 B.热机工作——机械能转化为内能 C.电风扇工作——电能转化为机械能 D.水力发电——机械能转化为电能 【答案】B 【详解】A.太阳能电池消耗太阳能，得到电能，故A正确，不符合题意； B.热机工作时，将燃料燃烧产生的内能转化为机械能对外做功，故B错误，符合题意； C.电风扇工作时消耗电能，得到机械能，将电能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D.水力发电时消耗机械能，得到电能，将机械能转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选B。 30.（2025年北京市初中学业考试）13.如图所示，一只太阳能草坪节能灯，由太阳能电池板、蓄电池、“6V1W”的节能灯等组成，太阳能电池板发电并将电能储存在蓄电池中，供节能灯晚间照明；该太阳能电池板接收太阳辐射的面积为0.025m2，其光电转化效率（即发电效率）为20%。若在太阳能电池板接收太阳辐射的有效时间内，1m2太阳能电池板接收太阳辐射的功率为640W。下列说法正确的是（　　） A.太阳能是可再生能源 B.太阳能电池板给蓄电池充电过程中将化学能转化成电能 C.该灯的太阳能电池板发电功率为16W D.节能灯正常发光10h消耗的电能为0.01kW·h 【答案】AD 【解析】A.太阳能可从自然界不断获得，是可再生能源，故A正确； B.太阳能电池板给蓄电池充电，是将太阳能转化的电能转化为蓄电池的化学能，故B错误； C.太阳能电池板接收太阳辐射的总功率： P总=640W/m2×0.025m2=16W 发电功率： P=P总×20%=16W×20%=3.2W 故C错误； D.节能灯正常发光10h消耗电能： W=Pt=0.001kW×10h=0.01kW·h 故D正确。 故选AD。 13 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $