第8节 能量的转化与守恒（举一反三讲义）-科学浙教版九年级上册

第8节 能量的转化与守恒 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：能量的相互转化 2 知识点2：能量的转化与守恒定律 6 知识点3：能量的转移和转化的方向性 7 【学习目标】 1.能量的相互转化 2.能量的转化与守恒定律 3.永动机的猜想与制造 4.能量的转移和转化的方向性 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：能量的相互转化 1.能量有机械能、内能、化学能、电能、核能等多种形式，各种形式的能量不是孤立的，而是相互联系的。 2.能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化 （1）太阳能的转化：能量转化的现象在我们周围经常发生。太阳光照射到绿色植物的叶片上，叶片通过光合作用把水和二氧化碳合成为淀粉等有机物质，将电磁能（光能）转变为化学能储存在植物里；太阳光照射到大气中使大气产生对流，将电磁能转变为空气的动能；太阳光照射到太阳能热水器上，使水的的温度升高，将电磁能转变为水的内能；太阳光照射到电池板上，将电磁能转化为电能。 （2）人体能量的来源及转化：人的生命活动和人体完成的各种动作，都需要能量。所有这些能量都来自于食物。人吃进各种食物，食物消化后被吸收的营养物质从血液输送到人体各处，食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等。 我们每天都在使用电能，电能由发电厂提供。在火力发电厂中，燃烧煤或者天然气来加热水，水沸腾后产生的驱动涡轮机转动，涡轮机带动发电机，发电机发出的电通过输电线传输到各地的用户，对于燃煤发电厂，电能是由化学能经过一系列能量转化后得到的。 大量事实表面，自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。各种形式的能量之间的转化是非常普遍的现象，自然界中的物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。平常我们所说的“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移的过程。 【典例1】“摩擦焊接”是一种新型的焊接技术，其原理为：将两块金属压在一起，其中一块金属高速转动使两块金属的接触面高温熔化从而焊接在一起。则在“摩擦焊接”过程中的主要能量转化是（　　） A．电能转化为化学能 B．化学能转化为电能 C．机械能转化为内能 D．内能转化为机械能 【变式1】如图所示，下列关于能量的叙述，不正确的是（　　） A．甲图中的食物燃烧时，是将储存在食物中的化学能转化为内能 B．乙图中的塞子弹出，水蒸气具有的机械能转移给了塞子 C．丙图的植物光合作用过程中，把太阳光能转化为化学能贮存在有机物中 D．丁图氢弹爆炸时释放的核能是原子核聚变产生的 【变式2】在我们家乡的公路上有时能看到这样的照明灯。如图，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（   ） A．光电池板将电能转化为光能 B．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能 C．照明灯将内能转化为电能 D．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能 【变式3】家中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 知识点2：能量的转化与守恒定律 1.能量转化和守恒定律：大量事实告诉我们，在能量的形式发生相互转化的过程中，某种形式的能量减少了多少，另一种形式的能量一定会相应的增加多少。同样。某种形式的能量增加了多少，另一种形式的能量就相应的减少了多少，而能的总量保持不变。也就是说：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。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 2.能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律只有。无论是机械运动，还是生命运动；无论是宇宙天体还是微观粒子，都遵循这个定律。 3.永动机的构想 知识点3：能量的转移和转化的方向性 1.“永动机”不可能成功的事实告诉我们，违反能量的转化和守恒定律的事件是不可能发生的。那么，遵循能量的转化和守恒定律的事件是否一定会发生呢？ 2.大量的现象都表面，能量的转化和转移是有一定的方向性的。我们是在能量的转移或转化的过程中利用能量的。 【例1】宇宙间一切物质的运动和变化都需要能量来维持。下列关于能量的说法错误的是（　　） A．电风扇主要把电能转化为机械能 B．氢氧化钠溶解于水中，将化学能转化为内能 C．太阳发光发热和氢弹爆炸都是轻核聚变释放能量造成的 D．电池充电时电能转化为化学能，放电时化学能转化为电能，所以能量转化没有方向性 【变式1】关于能量，下列说法正确的是（　　） A．能量是与物体运动有关的物理量，所以静止的物体没有能量 B．火力发电厂将煤炭燃烧释放的能量转化为电能 C．风能、电能、核能等一切能量都来源于太阳 D．不同形式的能量之间可以相互转化，因此能量的转移，转化没有方向性 【变式2】有人设想的“永动机”如图所示。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．如果没有能量补充，装置最终会停下来 C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化 【变式3】关于能量守恒定律的理解，下列说法正确的是（   ） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．能量守恒定律既适用于能量的转化，又适用于能量的转移 C．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 D．凡是能量守恒的过程，就一定会发生能量的转化 【巩固训练】 一、选择题 1．如图所示的情景中，重力势能转化为动能的过程是（　　） A．箭离开弓的过程 B．蹦床运动员跳起上升的过程 C．杠铃被举起的过程 D．运动员下落的过程 2．红旗牌轿车有两种车型，一款依靠汽油在发动机内燃烧产生动力，另一款靠电池驱动电动机产生动力。燃油和电池均蕴含某种相同形式的能量，这种能量最终为车提供了机械能，该能量是（　　） A．电能 B．内能 C．机械能 D．化学能 3．无人机航拍成为旅游新时尚，如图所示。下列说法错误的是（　　） A．无人机匀速升空时，重力势能一直增大 B．无人机匀速升空时，机械能一直增大 C．无人机匀速下落时，动能保持不变 D．无人机匀速下落时，机械能保持不变 4．出行是人们工作、生活必不可少的环节，出行的工具多种多样，使用的能也不尽相同。电力机车、油车所消耗能量的形式分别是（　　） A．电能电能 B．电能化学能 C．化学能化学能 D．化学能电能 5．如图所示，在吸滤瓶内装入少量的水（未画出），并滴入几滴酒精，用气筒往瓶内打气，吸滤瓶的塞子跳出。当塞子跳出时，观察到瓶口有“白气”。对此过程分析合理的是（　　） A．瓶口看到的“白气”是水蒸气 B．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功 C．塞子跳起时，吸滤瓶内气体温度升高 D．塞子跳起时，发生的能量转化是机械能转化为内能 6．蹦床属于体操运动的一种，是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动，有“空中芭蕾”之称。如图所示是运动员到达最高点A 后沿竖直方向下落到最低点C的过程，若不计空气阻力，关于该过程说法正确的是（　　） A．运动员下落过程中，到达B点时速度最快，动能最大 B．运动员在最低点C时，速度为0，受到非平衡力的作用 C．若运动员一直不发力，会一直运动下去，因为能量是守恒的 D．运动员从B点下落到C点的过程中，只有动能转化为弹性势能 7．彩虹滑道是近年来新兴的游乐项目，如图甲所示，游客只需坐在橡皮圈上，就能随橡皮圈一起快速滑下。图乙是该游乐项目的简化模型，AB段表示彩虹滑道，BC段表示水平的人工草皮减速带。下列说法错误的是（　　） A．彩虹滑道的高度越高，橡皮圈到达B点的速度越大 B．在BC段滑行的过程中，能量守恒 C．在整个过程中，人和橡皮圈的机械能守恒 D．在整个过程中，橡皮圈的内能不断增加 8．如图为两个光滑的弧面和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧弧面的a点静止释放。忽略空气阻力，下列有关说法正确的是（　　） A．物体能到达c点 B．经b点时，物体的动能最大 C．物体质量越大，经b点时速度越大 D．物体在水平面运动时，内能增加 9．小科将装有水和乒乓球的纸杯在一定高度静止释放，下落到达地面后，现象如图所示。乒乓球静止释放时与反弹到最高点时相比，下列说法正确的是（    ） A．乒乓球动能变大 B．乒乓球重力势能变小 C．乒乓球机械能变大 D．该过程不遵循能量守恒定律 10．能量是物理学中极其重要的一个基本概念，关于这个概念的说法正确的是（　　） A．甲对外做了10J的功，乙对外做了20J的功，则甲原来具有的能较少 B．能的形式多种多样，不同形式的能量间可以无条件地相互转化 C．一个物体如果能对外做功，那它一定具有了能 D．做饭时燃烧天然气，这是将天然气这种物质转变成能量，即用掉了物质生成了能量 11．2024年中国核电发展又驶入了快车道，如图为核电站工作的原理示意图，下列叙述正确的是（　　） A．核反应堆进行核聚变释放核能 B．汽轮机工作时，使水的内能增加 C．核反应堆将核能直接转化为电能 D．核废料会产生放射性物质，必须合理处理 12．如图是某空间站能量转化系统局部示意图，下列有关说法错误的是（　　） A．光电转换器是将光能转换为电能 B．燃料电池系统将化学能转化为电能 C．氢元素在循环过程中总质量减少 D．该能量转化系统中的水可以回收使用 13．我国探月工程“嫦娥五号”返回器采用“打水漂”的方式返回，返回轨道如图所示。通过多次进入大气层成功降低速度，避免了返回器燃烧破损的风险。下列说法错误的是（　　） A．进入大气层前，返回舱机械能减小 B．进入大气层时，返回舱会与大气摩擦产生内能 C．跳出大气层时，返回舱的部分动能转化为势能 D．第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小 14．2019年10月1日，在庆祝中华人民共和国成立70周年举行的阅兵仪式中，轰油—6加油机伸出输油管，演示为歼—10B战斗机空中加油。加油过程中，若两个战机的高度和速度不变，则轰油—6加油机的（） A．动能增加，势能减小，机械能不变 B．动能不变，势能不变，机械能不变 C．动能减小，势能减小，机械能减小 D．动能增加，势能增加，机械能增加 15．节假日，在公园能欣赏到美丽的喷泉，随着音乐的节奏，喷洒出高低不同的水柱，如图。下列有关说法错误的是（　　） A．在上升过程中水的动能减小 B．在下落过程中水的势能减小 C．离开水面时具有的动能越大，水就会喷得越高 D．到最高点后不能继续升高，是由于水受力平衡 16．在杭州亚运会上，王琦获得男子链球金牌（如图），下列有关说法正确的是（　　） A．链球在空中上升过程，王琦对链球做功 B．链球在空中飞行过程，化学能转化为机械能 C．链球在空中下落过程，动能转化为重力势能 D．链球砸向地面的瞬间，具有很大的动能 17．如图是航标灯内的海浪发电的气室示意图，其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。下列说法正确的是（　　） A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭 B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2关闭 C．当阀门K1开启，阀门K2关闭时，海水的机械能转化为电能 D．当阀门K1关闭，阀门K2开启时，空气的机械能转化为电能 18．普通的遥控玩具汽车行驶时，其电动机的能量转换是（　　） A．将太阳能转化为电能 B．将电能转化为动能 C．将电能转化为太阳能 D．将动能转化为电能 19．下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是（　　） A．燃料燃烧时——内能转化为化学能 B．给蓄电池充电时——化学能转化为电能 C．弓把箭射出时一一动能转化为弹性势能 D．植物的光合作用是把光能转化为化学能 20．2023年10月26日，随着“神舟十七号”的升空，我国载人航天工程迎来了新的辉煌时刻。运载火箭发射时，能量的转化情况主要是（　　） A．太阳能转化为机械能 B．电能转化为机械能 C．化学能转化为机械能 D．机械能转化为化学能 二、解答题 21．小兴在商场里买到一个有趣的玩具——“喝水鸟”（如图甲）：只要往头部滴一次水，且鸟身前面放一杯水，就能实现低头“喝”——抬头——又低头“喝”水——又抬头……”反复运动（如图乙）。仔细观察发现，“喝水鸟”由玻璃制成，鸟身由一支点承托，头部、玻璃管和底部连通并充满乙醚（易挥发、易液化），且整体密封。请运用所学知识回答下列问题： （1）从能量转化的角度看，“喝水鸟”反复运动过程中是将空气的 能转化成“喝水鸟”的机械能。 （2）“喝水鸟”可以看作一个杠杆，图乙中的A姿态转动到B姿态的过程中，动力 ，阻力 。（均选填“增大”或“减小”） / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第8节 能量的转化与守恒 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：能量的相互转化 2 知识点2：能量的转化与守恒定律 6 知识点3：能量的转移和转化的方向性 7 【学习目标】 1.能量的相互转化 2.能量的转化与守恒定律 3.永动机的猜想与制造 4.能量的转移和转化的方向性 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：能量的相互转化 1.能量有机械能、内能、化学能、电能、核能等多种形式，各种形式的能量不是孤立的，而是相互联系的。 2.能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化 （1）太阳能的转化：能量转化的现象在我们周围经常发生。太阳光照射到绿色植物的叶片上，叶片通过光合作用把水和二氧化碳合成为淀粉等有机物质，将电磁能（光能）转变为化学能储存在植物里；太阳光照射到大气中使大气产生对流，将电磁能转变为空气的动能；太阳光照射到太阳能热水器上，使水的的温度升高，将电磁能转变为水的内能；太阳光照射到电池板上，将电磁能转化为电能。 （2）人体能量的来源及转化：人的生命活动和人体完成的各种动作，都需要能量。所有这些能量都来自于食物。人吃进各种食物，食物消化后被吸收的营养物质从血液输送到人体各处，食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等。 我们每天都在使用电能，电能由发电厂提供。在火力发电厂中，燃烧煤或者天然气来加热水，水沸腾后产生的驱动涡轮机转动，涡轮机带动发电机，发电机发出的电通过输电线传输到各地的用户，对于燃煤发电厂，电能是由化学能经过一系列能量转化后得到的。 大量事实表面，自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。各种形式的能量之间的转化是非常普遍的现象，自然界中的物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。平常我们所说的“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移的过程。 【典例1】“摩擦焊接”是一种新型的焊接技术，其原理为：将两块金属压在一起，其中一块金属高速转动使两块金属的接触面高温熔化从而焊接在一起。则在“摩擦焊接”过程中的主要能量转化是（　　） A．电能转化为化学能 B．化学能转化为电能 C．机械能转化为内能 D．内能转化为机械能 【答案】C 【解析】由“将两块金属压在一起，其中一块金属高速转动使两块金属的接触面高温熔化从而焊接在一起”可知，是通过克服摩擦做功的方式改变内能，能量转化形式为：将机械能转化为内能。 故选C。 【变式1】如图所示，下列关于能量的叙述，不正确的是（　　） A．甲图中的食物燃烧时，是将储存在食物中的化学能转化为内能 B．乙图中的塞子弹出，水蒸气具有的机械能转移给了塞子 C．丙图的植物光合作用过程中，把太阳光能转化为化学能贮存在有机物中 D．丁图氢弹爆炸时释放的核能是原子核聚变产生的 【答案】B 【解析】A．食物燃烧时将化学能转化为内能，故A正确，不符合题意； B．乙图中的塞子弹出，是水蒸气对塞子做功，内能转化为机械能，是能量的转化过程，故B错误，符合题意； C．丙图的植物光合作用把水和二氧化碳合成成自身物质，把太阳光能转化为化学能贮存在有机物中，故C正确，不符合题意； D．氢弹爆炸时释放的核能是原子核聚变产生的，氢核聚变是不可控的核反应，故D正确，不符合题意。 故选B。 【变式2】在我们家乡的公路上有时能看到这样的照明灯。如图，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（   ） A．光电池板将电能转化为光能 B．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能 C．照明灯将内能转化为电能 D．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能 【答案】D 【解析】A．光电池板工作时，消耗了太阳能，获得了电能，是将光能转化为电能，故A不符合题意； B．蓄电池在夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将电能转化为化学能，故B不符合题意； C．照明灯工作时，消耗了电能，获得了光能，将电能转化为光能，故C不符合题意； D．小风扇利用风力发电，消耗了机械能，获得了电能，将机械能转化为电能，故D符合题意。 故选D。 【变式3】家中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 【答案】D 【解析】A．冲击钻在工作过程中，钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A错误； B．当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能，故B错误； CD．由以上分析可知，在该过程中消耗电能，转化成内能和机械能，存在电能、机械能和内能的转化。故C错误，D正确。 故选D。 知识点2：能量的转化与守恒定律 1.能量转化和守恒定律：大量事实告诉我们，在能量的形式发生相互转化的过程中，某种形式的能量减少了多少，另一种形式的能量一定会相应的增加多少。同样。某种形式的能量增加了多少，另一种形式的能量就相应的减少了多少，而能的总量保持不变。也就是说：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。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 2.能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律只有。无论是机械运动，还是生命运动；无论是宇宙天体还是微观粒子，都遵循这个定律。 3.永动机的构想 知识点3：能量的转移和转化的方向性 1.“永动机”不可能成功的事实告诉我们，违反能量的转化和守恒定律的事件是不可能发生的。那么，遵循能量的转化和守恒定律的事件是否一定会发生呢？ 2.大量的现象都表面，能量的转化和转移是有一定的方向性的。我们是在能量的转移或转化的过程中利用能量的。 【例1】宇宙间一切物质的运动和变化都需要能量来维持。下列关于能量的说法错误的是（　　） A．电风扇主要把电能转化为机械能 B．氢氧化钠溶解于水中，将化学能转化为内能 C．太阳发光发热和氢弹爆炸都是轻核聚变释放能量造成的 D．电池充电时电能转化为化学能，放电时化学能转化为电能，所以能量转化没有方向性 【答案】D 【解析】A．电风扇消耗电能，获得机械能，主要把电能转化为机械能，故A正确，不符合题意； B．氢氧化钠溶解于水中，放出热量，将化学能转化为内能，故B正确，不符合题意； C．轻核聚变会释放大量能量，太阳发光发热和氢弹爆炸都是轻核聚变释放能量造成的，故C正确，不符合题意； D．电池充电时电能转化为化学能，储存起来，放电时化学能转化为电能。能量散发出去后不能重新收集加以利用，即为能量的耗散现象，说明自然界中能量转化是有方向性的，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式1】关于能量，下列说法正确的是（　　） A．能量是与物体运动有关的物理量，所以静止的物体没有能量 B．火力发电厂将煤炭燃烧释放的能量转化为电能 C．风能、电能、核能等一切能量都来源于太阳 D．不同形式的能量之间可以相互转化，因此能量的转移，转化没有方向性 【答案】B 【解析】A．一切物体都具有内能，静止的物体也有内能，故静止的物体也有能量，故A错误； B．自然界中的各种能量可以相互转化的，且总量不变，火力发电厂就是将煤炭燃烧释放的能量转化为电能，故B正确； C．风能和核能属于一次能源，直接从自然界获得，而电能不属于一次能源，通常是由其他形式的能转化而来，风能、电能、核能都与太阳无关，故C错误； D．不同形式的能量之间可以相互转化，在转化过程中一部分能量不能被收集起来重新利用，能量转化向减少的方向，因此能量的转移、转化具有方向性，故D错误。 故选B。 【变式2】有人设想的“永动机”如图所示。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．如果没有能量补充，装置最终会停下来 C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化 【答案】B 【解析】ABC．由于装置运转过程中需要克服摩擦做功，装置所具有的机械能会不断减小，如果没有能量补充，装置最终会停下来，故AC错误，B正确； D．装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化，故D错误。 故选B。 【变式3】关于能量守恒定律的理解，下列说法正确的是（   ） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．能量守恒定律既适用于能量的转化，又适用于能量的转移 C．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 D．凡是能量守恒的过程，就一定会发生能量的转化 【答案】B 【解析】AB．能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一，适用于整个自然界中能量的转移和转化，故A错误，B正确； C．能量的转移和转化是需要条件和具有方向性的，因此需要节约各类能源，防止产生危机，故C错误； D．能量可能发生转移或转化，凡是能量守恒的过程，可能发生能量的转化也可能发生能量的转移，故D错误。 故选B。 【巩固训练】 一、选择题 1．如图所示的情景中，重力势能转化为动能的过程是（　　） A．箭离开弓的过程 B．蹦床运动员跳起上升的过程 C．杠铃被举起的过程 D．运动员下落的过程 【答案】D 【解析】A．将弓拉弯时，人对弓做功，弓形状发生改变，产生了弹性势能；松手后，弓对箭做功，使箭的速度变大，弓的弹性势能转化为箭的动能，故A不符合题意； B．蹦床运动员跳起上升的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，同时高度增加，重力势能增加，动能转化为重力势能，故B不符合题意； C．杠铃被举起的过程中，杠铃的高度增加，重力势能增大，是运动员对杠铃做功的过程，人体的化学能转化成杠铃的重力势能，故C不符合题意； D．跳水运动员从空中下落时，所处的高度降低，其速度增加，重力势能转化为动能，故D符合题意。 故选D。 2．红旗牌轿车有两种车型，一款依靠汽油在发动机内燃烧产生动力，另一款靠电池驱动电动机产生动力。燃油和电池均蕴含某种相同形式的能量，这种能量最终为车提供了机械能，该能量是（　　） A．电能 B．内能 C．机械能 D．化学能 【答案】D 【解析】电池放电时将化学能转化为电能，汽油燃烧时将化学能转化为内能，电池和汽油中蕴含相同形式的能量，该能量是化学能，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．无人机航拍成为旅游新时尚，如图所示。下列说法错误的是（　　） A．无人机匀速升空时，重力势能一直增大 B．无人机匀速升空时，机械能一直增大 C．无人机匀速下落时，动能保持不变 D．无人机匀速下落时，机械能保持不变 【答案】D 【解析】A．无人机匀速升空时，质量不变，高度增大，重力势能增大，故A正确，不符合题意； B．无人机匀速升空时，质量不变，速度不变，故动能不变；同时高度增大，重力势能增大，所以机械能增大，故B正确，不符合题意； C．无人机匀速下落时，质量不变，速度不变，动能不变，故C正确，不符合题意； D．无人机匀速下落时，质量一定，高度减小，重力势能减小；质量一定，速度不变，故动能不变；动能和势能统称为机械能，机械能减小，故D错误，符合题意。 故选D。 4．出行是人们工作、生活必不可少的环节，出行的工具多种多样，使用的能也不尽相同。电力机车、油车所消耗能量的形式分别是（　　） A．电能电能 B．电能化学能 C．化学能化学能 D．化学能电能 【答案】B 【解析】电力机车是靠电动机来驱动的，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，它需要消耗电能才能正常工作，从而带动机车运行。所以，电力机车所消耗的能量形式是电能。油车通常是靠内燃机来驱动的，内燃机工作时，需要燃烧汽油或柴油等燃料。燃料中储存着化学能，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，然后内能再转化为机械能，从而驱动油车行驶。所以，油车所消耗的能量形式是化学能。综上，电力机车、油车所消耗能量的形式分别是电能、化学能。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．如图所示，在吸滤瓶内装入少量的水（未画出），并滴入几滴酒精，用气筒往瓶内打气，吸滤瓶的塞子跳出。当塞子跳出时，观察到瓶口有“白气”。对此过程分析合理的是（　　） A．瓶口看到的“白气”是水蒸气 B．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功 C．塞子跳起时，吸滤瓶内气体温度升高 D．塞子跳起时，发生的能量转化是机械能转化为内能 【答案】B 【解析】A．瓶口看到的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，不是水蒸气（水蒸气是无色透明的气体，肉眼不可见），故A不符合题意； B．往瓶内打气时，气筒对瓶内气体施加力，且气体在力的方向上移动了距离，所以外界对瓶内气体做功，故B符合题意； C．塞子跳起时，瓶内气体对塞子做功，内能转化为机械能，瓶内气体的内能减小，温度降低，故C不符合题意； D．塞子跳起时，是瓶内气体的内能转化为塞子的机械能，而不是机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选B。 6．蹦床属于体操运动的一种，是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动，有“空中芭蕾”之称。如图所示是运动员到达最高点A 后沿竖直方向下落到最低点C的过程，若不计空气阻力，关于该过程说法正确的是（　　） A．运动员下落过程中，到达B点时速度最快，动能最大 B．运动员在最低点C时，速度为0，受到非平衡力的作用 C．若运动员一直不发力，会一直运动下去，因为能量是守恒的 D．运动员从B点下落到C点的过程中，只有动能转化为弹性势能 【答案】B 【解析】A．运动员下落过程中，到达B点时，刚接触蹦床，此时的重力大于弹力，运动员的速度继续增大，当蹦床对运动员的弹力等于重力时，速度达到最大值，动能最大，故A错误； B．运动员在最低点C时，运动员的机械能转化为蹦床对弹性势能，运动员的速度为0，受到的弹力大于重力，受到非平衡力的作用，故B正确； C．若运动员一直不发力，则就不会发生弹性势能和动能的转化，则不会运动，但总能量是守恒的，故C错误； D．运动员从B点下落到C点的过程中，质量不变，速度先增大后减小，高度降低，速度增大时，重力势能转化成动能和弹性势能，速度减小时，动能和重力势能转化为弹性势能，故D错误。 故选B。 7．彩虹滑道是近年来新兴的游乐项目，如图甲所示，游客只需坐在橡皮圈上，就能随橡皮圈一起快速滑下。图乙是该游乐项目的简化模型，AB段表示彩虹滑道，BC段表示水平的人工草皮减速带。下列说法错误的是（　　） A．彩虹滑道的高度越高，橡皮圈到达B点的速度越大 B．在BC段滑行的过程中，能量守恒 C．在整个过程中，人和橡皮圈的机械能守恒 D．在整个过程中，橡皮圈的内能不断增加 【答案】C 【解析】A．彩虹滑道的高度越高，橡皮圈下滑时的高度越大，重力势能越大，橡皮圈到达B点时，转化为的动能越多，则橡皮圈到达B点的速度越大，故A正确，不符合题意； B．根据能量守恒定律可知，橡皮圈在BC段滑行的过程中，虽然机械能转化为内能，但能量的总量保持不变，故B正确，不符合题意； CD．在整个过程中，人和橡皮圈不断克服摩擦做功，将机械能转化为内能，因此橡皮圈的内能不断增加，人和橡皮圈的机械能越来越小，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选C。 8．如图为两个光滑的弧面和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧弧面的a点静止释放。忽略空气阻力，下列有关说法正确的是（　　） A．物体能到达c点 B．经b点时，物体的动能最大 C．物体质量越大，经b点时速度越大 D．物体在水平面运动时，内能增加 【答案】D 【解析】AD．由于水平面是粗糙的，物体在运动过程中需要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，物体的内能会增加，因此物体不能到达c点，故A错误，D正确； B．物体到达水平面时会受阻力，做减速运动，因此左侧弧面的底端速度最大，故B错误； C．物体质量越大，物体在水平面对水平面的压力越大，摩擦力越大，因此经b点时速度越小，故D错误。 故选D。 9．小科将装有水和乒乓球的纸杯在一定高度静止释放，下落到达地面后，现象如图所示。乒乓球静止释放时与反弹到最高点时相比，下列说法正确的是（    ） A．乒乓球动能变大 B．乒乓球重力势能变小 C．乒乓球机械能变大 D．该过程不遵循能量守恒定律 【答案】C 【解析】A．乒乓球静止释放时与反弹到最高点时，乒乓球的质量不变，速度先变大，后减小，动能先变大，后减小，故A错误； B．乒乓球高度先减小，重力势能减小，高度后增加，重力势能增加，即乒乓球重力势能先减小后增加，故B错误； C．由于乒乓球静止释放时与反弹到最高点时，速度均为0，动能为0，反弹到最高点时的高度大于静止释放时的高度，即乒乓球的重力势能变大，机械能变大，故C正确； D．能量守恒定律是自然科学中最基本的定律之一，任何物体或任何能量转化过程中均遵循，故D错误。 故选C。 10．能量是物理学中极其重要的一个基本概念，关于这个概念的说法正确的是（　　） A．甲对外做了10J的功，乙对外做了20J的功，则甲原来具有的能较少 B．能的形式多种多样，不同形式的能量间可以无条件地相互转化 C．一个物体如果能对外做功，那它一定具有了能 D．做饭时燃烧天然气，这是将天然气这种物质转变成能量，即用掉了物质生成了能量 【答案】C 【解析】A．能够做的功越多，具有的能量越大，但是物体具有的能越大，做的功不一定多，故A错误； B．能量的形式多种多样，不同形式的能量间可以相互转化，但转化都是有条件的，故B错误； C．一个物体如果具有了对别的物体做功的本领，我们就说这个物体具有能量，或者说具有能，故C正确； D．做饭时燃烧天然气，这是将天然气的化学能转化成了内能，发生了能量的转化，不是物质生成了能量，能量不能凭空产生，故D错误。 故选C。 11．2024年中国核电发展又驶入了快车道，如图为核电站工作的原理示意图，下列叙述正确的是（　　） A．核反应堆进行核聚变释放核能 B．汽轮机工作时，使水的内能增加 C．核反应堆将核能直接转化为电能 D．核废料会产生放射性物质，必须合理处理 【答案】D 【解析】A．核反应堆进行核裂变释放核能，是由于核的裂变可控制，故A错误； B．汽轮机工作时，将内能转化为机械能，水的内能会减小，故B错误； C．核反应堆将核能转化为内能，内能转化为机械能，再由机械能转化为电能，故C错误； D．核废料会产生放射性物质，会污染环境，损坏人体健康，必须合理处理，故D正确。 故选D。 12．如图是某空间站能量转化系统局部示意图，下列有关说法错误的是（　　） A．光电转换器是将光能转换为电能 B．燃料电池系统将化学能转化为电能 C．氢元素在循环过程中总质量减少 D．该能量转化系统中的水可以回收使用 【答案】C 【解析】A、光电转换器是将光能转换为电能，说法正确，不符合题意； B、燃料电池系统将化学能转化为电能，说法正确，不符合题意； C、在化学反应中，遵循质量守恒定律，氢元素在循环过程中总质量不会减少，符合题意； D、由转化图可知，该系统中水既可分解也可生成，是可以回收并循环使用的，说法正确，不符合题意。 故选C。 13．我国探月工程“嫦娥五号”返回器采用“打水漂”的方式返回，返回轨道如图所示。通过多次进入大气层成功降低速度，避免了返回器燃烧破损的风险。下列说法错误的是（　　） A．进入大气层前，返回舱机械能减小 B．进入大气层时，返回舱会与大气摩擦产生内能 C．跳出大气层时，返回舱的部分动能转化为势能 D．第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小 【答案】A 【解析】A．进入大气层前，返回器不受任何阻力，所以机械能守恒，故A错误，符合题意； B．进入大气层时，返回舱需要克服空气阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，故B正确，不符合题意； C．跳出大气层时，返回舱的质量不变，速度变小，高度变大，则其动能减少，重力势能增多，所以部分动能转化为势能，故C正确，不符合题意； D．动能和势能统称为机械能。第二次进入大气层时，返回舱的机械能小于第一次，而重力势能相等，所以第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小，故D正确，不符合题意。 故选A。 14．2019年10月1日，在庆祝中华人民共和国成立70周年举行的阅兵仪式中，轰油—6加油机伸出输油管，演示为歼—10B战斗机空中加油。加油过程中，若两个战机的高度和速度不变，则轰油—6加油机的（） A．动能增加，势能减小，机械能不变 B．动能不变，势能不变，机械能不变 C．动能减小，势能减小，机械能减小 D．动能增加，势能增加，机械能增加 【答案】D 【解析】空中加油过程中，加油机的速度不变，质量不断减小，动能减小。高度不变，质量不断减小，重力势能减小。机械能=动能+势能，动能减小，势能减小，所以机械能减小，故C正确，ABD错误。 故选C。 15．节假日，在公园能欣赏到美丽的喷泉，随着音乐的节奏，喷洒出高低不同的水柱，如图。下列有关说法错误的是（　　） A．在上升过程中水的动能减小 B．在下落过程中水的势能减小 C．离开水面时具有的动能越大，水就会喷得越高 D．到最高点后不能继续升高，是由于水受力平衡 【答案】D 【解析】AB．在上升过程中，高度增大，速度减小，因而水的动能减小，在下落过程中高度减小，水的势能减小，故AB正确，不符合题意； C．离开水面时具有的动能越大，在上升过程转化成的重力势能越大，水就会喷得越高，故C正确，不符合题意； D．到最高点后竖直方向的速度为0，只受到重力作用，因而水受力不平衡，很快会加速下落，故D错误，符合题意。 故选D。 16．在杭州亚运会上，王琦获得男子链球金牌（如图），下列有关说法正确的是（　　） A．链球在空中上升过程，王琦对链球做功 B．链球在空中飞行过程，化学能转化为机械能 C．链球在空中下落过程，动能转化为重力势能 D．链球砸向地面的瞬间，具有很大的动能 【答案】D 【解析】A．链球在空中上升过程，王琦对链球没有力的作用，所以王琦对链球不做功，故A错误； B．链球在空中飞行过程，没有消耗化学能，所以没有化学能转化为机械能，故B错误； C．链球在空中下落过程，高度降低，速度增大，所以将重力势能转化为动能，故C错误； D．链球砸向地面的瞬间，速度很大，所以具有很大的动能，故D正确。 故选D。 17．如图是航标灯内的海浪发电的气室示意图，其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。下列说法正确的是（　　） A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭 B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2关闭 C．当阀门K1开启，阀门K2关闭时，海水的机械能转化为电能 D．当阀门K1关闭，阀门K2开启时，空气的机械能转化为电能 【答案】C 【解析】由题知，海浪发电的工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室 ，然后推动涡轮机带动发电机发电；由图分析可知海水下降时，气室的容积增大，其内部气体压强减 小，阀门K1关闭，阀门K2开启，将空气吸入气室，没有能量的转化；海水上升时，气室的容积减小，其内部气体压强增大，阀门K1开启，阀门K2关闭，压缩后将空气推入工作室，海水的机械能转化为电能， 综上所述，故C正确，ABD错误。 故选C。 18．普通的遥控玩具汽车行驶时，其电动机的能量转换是（　　） A．将太阳能转化为电能 B．将电能转化为动能 C．将电能转化为太阳能 D．将动能转化为电能 【答案】B 【解析】遥控玩具汽车行驶时，消耗电源提供的电能，电动机运转输出为动能，所以电动机将电能转化为动能，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 19．下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是（　　） A．燃料燃烧时——内能转化为化学能 B．给蓄电池充电时——化学能转化为电能 C．弓把箭射出时一一动能转化为弹性势能 D．植物的光合作用是把光能转化为化学能 【答案】D 【解析】A．燃料燃烧时，消耗了化学能，得到了内能，燃料的化学能转化为内能，故A错误； B．蓄电池充电时，消耗电能，获得化学能，是将电能转化为化学能的过程，故B错误； C．把箭射出过程中，消耗弓的弹性势能，获得箭的动能，是将弹性势能转化为动能的过程，故C错误； D．植物的光合作用，消耗了光能，得到了化学能，是把光能转化为化学能，故D正确。 故选D。 20．2023年10月26日，随着“神舟十七号”的升空，我国载人航天工程迎来了新的辉煌时刻。运载火箭发射时，能量的转化情况主要是（　　） A．太阳能转化为机械能 B．电能转化为机械能 C．化学能转化为机械能 D．机械能转化为化学能 【答案】C 【解析】火箭属于热机的一种，热机就是利用内能来做功的机器。火箭是以液态的氢气作为燃料，燃料燃烧化学能转化为内能，在升空的过程中把燃料燃烧获得的内能转化为机械能。因此火箭发射过程中将燃料的化学能先转化为内能，再转化为火箭的机械能。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 二、解答题 21．小兴在商场里买到一个有趣的玩具——“喝水鸟”（如图甲）：只要往头部滴一次水，且鸟身前面放一杯水，就能实现低头“喝”——抬头——又低头“喝”水——又抬头……”反复运动（如图乙）。仔细观察发现，“喝水鸟”由玻璃制成，鸟身由一支点承托，头部、玻璃管和底部连通并充满乙醚（易挥发、易液化），且整体密封。请运用所学知识回答下列问题： （1）从能量转化的角度看，“喝水鸟”反复运动过程中是将空气的 能转化成“喝水鸟”的机械能。 （2）“喝水鸟”可以看作一个杠杆，图乙中的A姿态转动到B姿态的过程中，动力 ，阻力 。（均选填“增大”或“减小”） 【答案】 内 增大 减小 【解析】（1）[1]由题意知道，当给鸟的嘴滴上水后，水分蒸发吸热，使上球乙醚蒸汽温度下降，气压减小，小于下球乙醚饱和蒸汽的气压，使下球的乙醚被压倒上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙的状态，所以饮水鸟工作时可以把空气的内能转化为机械能。 （2）[2][3]“饮水鸟”可以绕固定点转动，因此其相当于一个杠杆，当由A姿态转动到B姿态的过程中，喝水鸟的结构如图乙图A所示，它是一个由“头泡”和“尾泡”构成的密闭容器，容器内装有易挥发的乙醚液体，乙醚液体在温度升高或液表气压减小时易汽化；下方汽室和上方汽室中充满乙醚的饱和蒸气，乙醚蒸汽在温度降低时易液化。平时，鸟身略向前倾。启动时给吸湿层滴足够的水，吸湿层中的水因蒸发而吸热，使上方汽室中的温度降低，导致上方汽室中的气压小于下方汽室中的气压，尾泡中的乙醚液体在下方汽室中气压的作用下沿玻璃管往上升，于是整个鸟的重心上移（如图乙B所示），鸟身逐渐前倾，即阻力臂增大，阻力减小，由平衡条件知道，动力增大。 / 学科网（北京）股份有限公司 $