内容正文:
18.3 能量转化的基本规律
知道能量转化和转移过程中能量守恒.
知识点1 能量的转化与能量守恒
能量在转移或转化的过程中,总量保持不变.
例1 (2025徐州模拟)2025年1月7日,我国将实践二十五号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功.该卫星主要用于卫星燃料补加与延寿服务技术验证.燃料燃烧推进卫星运动,主要发生的能量转化是( )
A. 化学能→内能→机械能 B. 电能→光能→化学能
C. 核能→内能→动能 D. 太阳能→电能→热能
例2 (2023常州新北模拟)用两块铜片、热电偶、电动机(带风扇)组成一个电路,铜片1插在90 ℃热水中,铜片2放在空气中,如图所示,半分钟左右风扇发生转动,这就是温差发电现象.温差发电的实质是 能转化为 能.利用这套装置,最终热水的内能 (填“能够”或“不能够”)全部转化成风扇的机械能.温差发电 (填“遵守”或“不遵守”)能量守恒定律.
知识点2 能量转移或转化的方向性
例3 (2025苏州工业园区模拟)电动汽车在行驶时,电能主要转化为 ;而电动机产生的热量很难回收,这是因为能量的转化和转移是具有 的.有人认为汽车在行驶过程中,可以使发电机发电,从而永远运动下去,这种说法违背了 定律.
例4 关于能量的转化或转移过程,下列说法错误的是( )
A. 地球上的化石能源,归根结底来自远古时期的太阳能
B. 自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律
C. 空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能
D. 热水自然变凉,能量自发地从高温物体转移至低温物体
例5 下列关于能量的说法中,正确的是( )
A. 洗衣机工作时是将机械能转化为电能
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
例6 关于能量的转移和转化,下列判断正确的是( )
A. 热量可以从低温物体转移到高温物体
B. 能量的转移和转化没有方向性
C. 电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用
D. 人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生
1 (2025无锡梁溪模拟)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,能量转化过程如图甲所示.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3×104kg的重物从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 .(g取10 N/kg)
甲 乙
2 (2025苏州姑苏模拟)如图所示,走马灯点燃后会产生气流推动灯旋转,下列四个场景中,能量转化方式与走马灯类似的是( )
A. 热机某冲程 B. 滚摆向下运动 C. 向下压缩引火仪 D. 钻木取火
3 根据能量守恒定律,下列情形可能发生的是( )
A. 出膛的子弹射穿木板,以更快的速度继续前进
B. 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
C. 两个斜面相对接,小球从左斜面滚下后,继续冲上右斜面
D. 孤岛上被人们遗忘的一只机械表,默默地走了几十年
4 (2025南京模拟)古代原始人在生活中学会了钻木取火.以下四个事例中能量转化与之相同的是( )
甲 乙 丙 丁
A. 甲、丙 B. 甲、丁 C. 乙、丙 D. 乙、丁
5 (2025徐州新沂模拟)2025年3月17日,“谷神星一号”运载火箭将8颗卫星成功送入预定轨道,创造了中国航天史上的又一壮举.火箭发射时,燃料燃烧释放的能量使其加速升空,与该过程能量转化形式相同的是( )
A. 热机做功冲程
B. 钻木取火过程
C. 水力发电过程
D. 物体上抛过程
6 (2025苏州模拟)《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”(如图所示).使用时下方转轮安装在河道中,流水驱动轮子转动,系在传动绳索上的竹筒将水从河里不断输送到上方农田中.下列说法正确的是( )
A. 这是一台“永动机”
B. 转轮转速越快输水做功功率越大
C. 上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
D. 高转筒车利用水能的方式和如今水力发电是不同的
7 (2025徐州沛县模拟)关于能源与可持续发展,下列认识正确的是( )
A. 能量的转化和转移是有方向的
B. 太阳能电池是将太阳能转化为内能的装置
C. 核燃料是可再生能源
D. 能量在转化或转移的过程中,总量会减少
8 (2024南京秦淮模拟)如图所示是同学们自制的玩具和工具,下列说法正确的是( )
甲:橡皮筋动力小车 乙:小电扇 丙:泡沫塑料切割机 丁:太阳灶
A. 图甲:橡皮筋动力车能前进利用了二力平衡原理,把弹性势能转化为动能
B. 图乙:小电扇是利用了电磁感应原理转动的,转动时把电能转化为机械能
C. 图丙:泡沫塑料切割机是利用电流的磁效应原理工作的,工作时把电能转化为内能
D. 图丁:太阳灶是把光能转化成内能,利用光的反射来会聚能量的
9 阅读短文,回答问题.
如图所示展示了一个极具想象力的设想,其大意是:上面水池中的水流下来,冲击叶轮转动;叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动;人们利用打磨轮打磨工件,同时,运转的水泵又把流到下面水池的水抽到上面的水池中……只要一开始在上面水池中注满水,就能通过水的上下循环,使机器不停地工作.
(1) 按要求填写表中空白.
序号
物理现象(摘取原文)
物理知识
①
重力势能转化为动能
②
人们利用打磨轮打磨工件
(2) 这个设想曾得到不少人的赞许,并把这个装置誉为“永动机”.那么,这个装置真的能“永动”吗?为什么?
10 如图所示,足够高的粗糙水平桌面上静止一木块,轻质无弹性细线的一端系在木块上,另一端绕过定滑轮挂有托盘.往托盘中添加砝码后,木块向右做加速运动,在木块运动一段时间的过程中,请判断木块增加的动能E与砝码重力做的功W的大小关系,并通过完整分析阐述理由.(不计托盘质量、空气阻力、线与滑轮间的摩擦)
三、 能量转化的基本规律
例1 A 例2 内 电 不能够 遵守
例3 机械能 方向性 能量守恒 例4 B 例5 C
例6 A
1. 机械能 80% 2. A 3. C 4. D 5. A 6. B 7. A 8. D
9. (1) ①上面水池中的水流下来,冲击叶轮转动
②机械能转化为内能
(2) 不能,不遵循能量守恒定律.
10. 木块增加的动能E小于砝码重力做的功W.因为在往托盘中加砝码后,木块和砝码都会做加速运动.而且木块在桌面上运动时克服摩擦力做功,因而砝码重力做的功转化为木块和砝码的动能及由于摩擦产生的内能.所以木块增加的动能E小于砝码重力做的功W.
学科网(北京)股份有限公司
$