内容正文:
第2章 能的转化与能量守恒
第5节 能的转化与能量守恒
1.某机器的能量流向图如图所示,据此推测该机器可能是
( )
A.汽油机
B.电动机
C.发电机
A
D.电热水器
解析 汽油机燃烧燃料将化学能转化为内能,内能转化成了机械能,还有一部分转化成内能,所以该机器可能是汽油机;电动机是将电能转化为机械能的机器;发电机是将机械能转化为电能的机器;电热水器是将电能转化为内能的机器。
2.(2025杭州临平期末)如图所示,下列关于能量的叙述,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,其能量转化与内燃机工作时的压缩冲程相同
C.丙图植物光合作用过程中,只有物质的变化,没有能量的转化
D.丁图氢弹爆炸时释放核能与燃料燃烧释放内能原理相同
答案 A
解析 食物燃烧时将化学能转化为内能,故A正确;乙图中的
塞子弹出,是内能转化为机械能,其能量转化与汽油机工作时
的做功冲程相同,故B错误;丙图的植物光合作用过程中,太阳
能转化为生物质能,故C错误;丁图氢弹爆炸时释放核能与燃
料燃烧释放内能原理不相同,氢弹爆炸时释放的核能是原子
核聚变产生的,燃料燃烧释放内能是化学能转化而来的,故D
错误。故选A。
3.【情境素材·科技成就】(2025杭州淳安期中)某新型混合动力系统坦克在常规行驶时,由柴油发动机提供主要动力,并可同时为蓄电池充电。在静默行驶和加速行驶时,仅由蓄电池驱
动电动机工作,给坦克的行进和坦克上的电子设备提供动力。关于该坦克,下列描述不正确的是 ( )
A.当坦克给蓄电池充电时,燃料的化学能直接转化为电池的
化学能
B.用蓄电池提供电力驱动坦克行驶时,能量的转化路径是:化
学能→电能→机械能
C.坦克配备大容量电池组,不仅是为了驱动车辆,也是为了给
雷达、通信等电子设备提供稳定电力
D.坦克刹车时,其动能可以通过发电机转化为电能并储存回
电池,实现了能量的回收利用
答案 A
解析 当坦克给蓄电池充电时,柴油发动机工作,燃料的化学
能首先转化为内能,内能再转化为机械能,机械能通过发电机
转化为电能,电能最终转化为电池的化学能,故A不正确。用
蓄电池提供电力驱动坦克行驶时,蓄电池内部发生化学反应,
化学能转化为电能,电能驱动电动机工作,电动机将电能转化
为机械能,故B正确。题目明确提到“给坦克的行进和坦克上
的电子设备提供动力”,因此大容量电池组不仅驱动车辆,还
为雷达、通信等电子设备提供稳定电力,故C正确。坦克刹车
时,动能带动发电机转动,发电机将动能转化为电能并储存回
电池,实现能量回收利用,这是混合动力系统常见的功能,故D
正确。故选A。
4.图中电动机、白炽灯、电热水壶、热机的能量流向图不符
合实际的是 ( )
C
解析 电动机在工作时,消耗电能,产生机械能和内能,且所产
生的机械能应大于所产生的内能,故A正确;白炽灯的工作原理是电能先转化为内能,然后内能转化为光能,在转化过程中
散失部分内能,故B正确;电热水壶工作过程中的能量转化是
将电能转化为内能,但同时还有一部分热量损失,故C错误;热
机燃料燃烧释放能量的流向:①废气带走的能量;②克服摩擦
做功消耗的能量;③向外散热;④转变为对外做有用功的能量,
故D正确。故选C。
5.(2025杭州月考)把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所
示),松手后,乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在
上升的过程中,它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械
能来源的说法中正确的是 ( )
A.是由水的内能转化来的
B.是由乒乓球的内能转化来的
C.是由乒乓球的化学能转化来的
D.是由水的重力势能转化来的
D
解析 在乒乓球上升的过程中,乒乓球占据了水面的水的位
置,上面的水下落,即水的重力势能变小;可见乒乓球增大的机
械能来源于水的重力势能。
6.石墨烯是一种具有高强度、优异导电性和导热性、高透明
度及化学稳定性的二维碳材料。如图所示是某平台商家宣传
的含有石墨烯的保暖裤,声称该保暖裤具有自发热功能,你认
为这种宣传_______(选填“属于”或“不属于”)虚假宣传,
理由是__________________________。
违背了能量守恒定律
属于
解析 由能量守恒定律可知,能量既不会凭空产生,也不会凭
空消失,它只能从一个物体转移到其他物体,或者从一种形式
转化为其他形式。能量在转移和转化过程中,总量保持不变。保暖裤具有自发热功能违背了能量守恒定律,所以这种宣传
是虚假的。
7.【核心素养·科学观念】(2026广西南宁期末)有关能量守恒
定律,下列说法中正确的是 ( )
A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.能量守恒定律只适用于能量转化过程
C.“摩擦生热”是创造了热,它不符合能量守恒定律
D.能量在转化和转移过程中,能量的总量保持不变
D
解析 能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,适用于所
有形式的能量转化与转移,故A、B错误;“摩擦生热”是机械
能转化为内能,并没有创造热,故C错误;能量守恒定律的核心
是:能量在转化和转移过程中,其总量始终保持不变,故D正确。
8.(2025浙江模拟)在机器人舞蹈表演中,多个机器人通过协调
动作完成高难度舞蹈。下列说法正确的是 ( )
A.机器人关节的电动机工作时,将电能直接转化为化学能
B.机器人抛出手绢使其上升的过程中,手绢的动能逐渐转化
为重力势能
C.所有关节的电动机采用串联电路,确保动作同步
D.机器人的能源主要来自舞台灯光转化的光能
B
解析 机器人关节的电动机工作时,将电能主要转化为机械
能,故A错误;手绢上升的过程中,手绢的质量不变,高度变大,重
力势能变大,速度变小,动能变小,动能逐渐转化为重力势能,故
B正确;关节的电动机能独立工作,是并联的,故C错误;机器人
的能源主要来自其内部的蓄电池,故D错误。故选B。
9.(2025浙江模拟)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。乒乓球反弹到最高点时与静止释放时相比,下列说法正确的是 ( )
A.乒乓球动能变大
C
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
解析 乒乓球反弹到最高点时与静止释放时相比,乒乓球动
能不变,重力势能变大,故A、B错误;反弹瞬间,水给乒乓球做
了功,乒乓球的机械能变大,故C正确;该过程遵循能量守恒定
律,故D错误。故选C。
10.【核心素养·科学思维】如图所示,为两个光滑的圆弧槽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
圆弧槽A点由静止释放,最高到达右侧圆弧槽B点处,然后再次
滑下,最高到达左侧圆弧槽C点处,其中A、B两点距离水平面
的高度分别为H、h(忽略空气阻力)。
(1)小球从A点滑到B点的过程中,机械能_______(选填“增
大”“不变”或“减小”)。
(2)小球从A点滑到水平面上,小球重力做功为___________。
(3)从A点到B点又回到C点过程中,克服水平面上摩擦力做功
为_____________。
2mg(H-h)
mgH
减小
解析 (1)物体从A点滑到B点的过程中,水平面是粗糙的,物体
克服摩擦力做功,机械能减小;
(2)质量为m的物体的重力:G=mg,物体从A点滑到水平面时,重
力所做的功:W=GH=mgH;
(3)物体从A点滑到水平面时,重力所做的功即物体在A点具有
的重力势能,为mgH。物体在A、B两点的高度分别为H、h,从
A点滑到B点的过程中,设机械能损失量为ΔE,即克服摩擦力做
的功,由能量守恒定律得ΔE=G·Δh=mg(H-h)。从A点到B点又
回到C点过程中,克服水平面上摩擦力做功为2mg(H-h)。
11.(2025杭州三模)喝水鸟是一款玩具,其结构如图甲所示。给头部滴一次水,能发现玻璃管内乙醚逐渐上升,“鸟身”逐渐
绕支点顺时针转动;当身体接近水平时,玻璃管底部露出气体,头部的液体又回到底部,“鸟身”逐渐绕支点逆时针转动恢
复初始状态。若鸟身前放一杯水,使鸟头前倾时能够沾到,保
持鸟头湿润,则此过程可反复进行,因此又被称为“永动鸟”。请回答下列问题:
(1)给头部滴水的目的是利用水蒸发_______(选填“吸收”或
吸收
“放出”)热量,使头部温度下降。
(2)头部温度降低后,头部玻璃泡内的乙醚蒸气会_______(填物态变化名称),使头部气压小于尾部气压。
(3)喝水鸟并非“永动机”,其运动过程消耗了______能,转化为鸟的机械能。
内
液化
解析 (1)给头部滴水,水汽化时会吸收热量,使得头部温度降
低。
(2)头部温度降低后,头部玻璃泡内的乙醚蒸气会遇冷液化,使
头部气压小于尾部气压;
(3)“饮水鸟”之所以能够循环往复,是因为水蒸发吸热,使上
面乙醚的内能减少,这时在气压的作用下引起水的流动,从而
使它运动起来,因此它获得的机械能是由乙醚气体的内能转
化而来的。
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