4.5 能量守恒定律及应用 同步作业 -2025-2026学年高一下学期（中职）物理高教版(2021)化工农医类

主题四 热现象及其应用 第五节 能量守恒定律及应用同步作业 一、选择题（共10小题，每题3分，共30分） 1. 下列关于能量守恒定律的表述，正确的是（ ） A. 能量可以被创造，也可以被消灭 B. 能量只能从一种形式转化为另一种形式，总量保持不变 C. 只有在热现象中能量才守恒 D. 能量守恒定律只适用于理想状态 2. 下列不属于能量常见形式的是（ ） A. 内能 B. 机械能 C. 化学能 D. 压强能 3. 化工生产中，燃料燃烧过程中发生的能量转化是（ ） A. 内能转化为化学能 B. 化学能转化为内能 C. 机械能转化为内能 D. 内能转化为机械能 4. 农医领域中，医用消毒灯工作时，能量转化形式主要是（ ） A. 电能转化为光能和内能 B. 光能转化为电能 C. 内能转化为电能 D. 化学能转化为光能 5. 关于能量转化，下列说法正确的是（ ） A. 能量转化过程中，总量会减少 B. 能量转化过程中，总量会增加 C. 能量转化过程中，总量保持不变 D. 能量转化只能单向进行 6. 下列现象中，不符合能量守恒定律的是（ ） A. 冬天搓手取暖，机械能转化为内能 B. 水电站发电，水能转化为电能 C. 蜡烛燃烧，化学能转化为光能和内能 D. 永动机持续转动，不消耗能量却不断对外做功 7. 能量转化效率的计算公式是（ ） A. η=（输入能量/输出能量）×100% B. η=（输出能量/输入能量）×100% C. η=输出能量-输入能量 D. η=输入能量+输出能量 8. 化工生产中，提高能量转化效率的目的是（ ） A. 减少能量消耗，降低生产成本 B. 增加能量总量 C. 改变能量转化方向 D. 消灭能量损耗 9. （提升题）某化工设备工作时，输入能量为1000J，输出有用能量为800J，其能量转化效率η为（ ） A. 80% B. 20% C. 125% D. 50% 10. （提升题）农医领域中，医用蒸汽机工作时，将内能转化为机械能，若其效率为70%，输入内能为2000J，则输出的机械能为（ ） A. 1400J B. 600J C. 2857J D. 1000J 二、填空题（共5小题，每空2分，共20分） 11. 能量守恒定律的核心内容是：在孤立系统中，能量既不会凭空________，也不会凭空________，只会从一种形式________为另一种形式，或者从一个物体________到另一个物体，而能量的总量保持不变。 12. 常见的能量形式有________、________、________和化学能等，在热现象中，最主要的能量形式是________。 13. 化工生产中，生石灰与水反应放热，是________能转化为________能；农医领域中，太阳能消毒是________能转化为________能。 14. 能量转化效率η的取值范围是________，η越接近100%，说明能量转化的________越高，能量损耗越________。 15.（提升题）某农医设备，输入电能为1500J，输出有用内能为1200J，其能量转化效率为________%，损耗的能量为________J，损耗的能量主要转化为________能。 三、判断题（共5小题，每题2分，共10分，对的打“√”，错的打“×”） 16. 能量守恒定律是自然界最基本的定律之一，适用于所有物理过程。（ ） 17. 能量转化过程中，虽然总量不变，但会有一部分能量转化为无用的内能，导致能量损耗。（ ） 18. 化工生产中，燃料燃烧时，化学能全部转化为有用的内能，没有能量损耗。（ ） 19. 能量转化效率可以达到100%，只要减少所有能量损耗即可。（ ） （提升题）农医领域中，医用冷藏箱工作时，将箱内的内能转移到箱外，遵循能量守恒定律。（ ） 四、简答题（共2小题，每题10分，共20分） 21. 简述能量守恒定律的内容、表达式，说明能量的常见形式及能量转化的特点，并列举1个生活中符合能量守恒定律的实例，分析其能量转化过程。 22. （提升题）结合化工农医领域的实际应用，举例说明能量守恒定律的应用（至少2例），分析其能量转化过程，并说明提高能量转化效率的具体措施及意义。 五、综合运用题（共1小题，10分） 化工生产中，某反应装置工作时，输入化学能为5000J，其中2000J转化为内能散失，1000J转化为机械能，其余转化为有用的化学能。已知能量转化效率η=（有用能量/输入能量）×100%，求： （1）转化为有用化学能的能量是多少J？ （2）该装置的能量转化效率η是多少？ （3）若想将该装置的效率提高到80%，在输入能量不变的情况下，需要减少多少J的内能散失？ （4）结合能量守恒定律，说明为什么不能设计出永动机？ 参考答案 一、选择题（共30分） 1. B 2. D 3. B 4. A 5. C 6. D 7. B 8. A 9. A 10. A 二、填空题（共20分） 11. 产生；消失；转化；转移 12. 内能；机械能；电能；内能 13. 化学；内；太阳；内 14.0≤η≤100%；效率；小 15. 80；300；内（解析：η=（1200J/1500J）×100%=80%，损耗能量=1500J-1200J=300J，损耗能量主要转化为内能） 三、判断题（共10分） 16. √ 17. √ 18. × 19. × 20. √ 解析： 18. 燃料燃烧时，化学能大部分转化为内能，还有一部分转化为光能等，存在能量损耗； 19. 能量转化过程中，不可避免会有能量损耗（如转化为无用内能），效率不可能达到100%； 20. 冷藏箱工作时，消耗电能，将箱内内能转移到箱外，总能量保持不变，遵循能量守恒定律。 四、简答题（共20分） 21. （10分）能量守恒定律内容：在孤立系统中，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，而能量的总量保持不变（3分）。 表达式：E1=E2（2分）。 常见能量形式：内能、机械能、电能、化学能等（2分）。 能量转化特点：转化过程中总量不变，可双向转化，但会有部分能量转化为无用内能（1分）。 实例：冬天搓手取暖（1分），能量转化过程：搓手时的机械能转化为手的内能，总能量保持不变，符合能量守恒定律（1分）。（其他合理实例也可） 22. （10分）例1：化工领域中，燃料燃烧加热反应釜（2分），能量转化过程：燃料的化学能转化为内能，内能传递给反应釜内的物料，为化学反应提供能量，遵循能量守恒定律，总能量保持不变（2分）；提高效率的措施：对反应釜进行保温，减少内能散失（1分）。 例2：农医领域中，医用太阳能消毒灯（2分），能量转化过程：太阳能转化为光能和内能，光能和内能用于杀菌消毒，总能量守恒（2分）；提高效率的措施：优化消毒灯的聚光结构，提高太阳能的吸收效率（1分）。 意义：提高能量转化效率，可减少能源消耗，降低生产成本，节约资源，符合绿色生产、节能降耗的要求（合理即可）。 五、综合运用题（共10分） 23. 解：（1）根据能量守恒定律，输入能量=有用化学能+内能散失+机械能（1分） 有用化学能=输入能量-内能散失-机械能=5000J-2000J-1000J=2000J（1分） （2）有用能量=有用化学能+机械能=2000J+1000J=3000J（1分） 能量转化效率η=（有用能量/输入能量）×100%=（3000J/5000J）×100%=60%（1分） （3）效率提高到80%时，有用能量=输入能量×80%=5000J×80%=4000J（1分） 此时总损耗能量=5000J-4000J=1000J（1分） 原来内能散失2000J，机械能1000J（无损耗），故需要减少的内能散失=2000J-（1000J-0J）=1000J（1分） （4）理由：永动机的设计思路是不消耗能量却能持续对外做功，违背了能量守恒定律（1分）；根据能量守恒定律，能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，要对外做功必须消耗能量，因此永动机无法设计成功（1分）。 答：（1）转化为有用化学能的能量是2000J；（2）该装置的能量转化效率为60%；（3）需要减少1000J的内能散失；（4）永动机违背能量守恒定律，无法设计成功。 学科网（北京）股份有限公司 $