14.1 能量的转化与守恒 同步讲义 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

本讲义聚焦初中物理“能量的转化与守恒”核心知识点，系统梳理不同形式的能量、转化与转移、守恒定律、永动机、方向性及利用效率六大题型，构建从认识能量到应用守恒的完整学习支架。 资料以题型为纲，结合新能源电动车、太阳能背包等实例，强化能量观念与科学思维，典例与变式题助教师课中高效教学，过关验收题供学生课后查漏补缺，提升知识应用与问题解决能力。

14.1 能量的转化与守恒 内 容 导 航 题型1 不同形式的能量 题型2 能量的转化与转移 题型3 能量守恒定律 题型4 永动机 题型5 能量转移的方向性 题型6 能量的利用效率 考 点 演 练 题型1 不同形式的能量 解｜题｜知｜识 能量是物质运动的量化转换，简称“能”．在物理学中，能量是一个间接观察到的物理量．它往往被视为某一个物理系统对其他的物理系统做功的能力．由于功被定义为力作用一段距离，因此能量总是等同于沿着一定的长度阻挡大自然基本力量的能力． 能量也有不同的形式，如机械运动的动能和势能，热运动的内能，电磁运动的电磁能，化学运动的化学能等，他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示．当运动形式发生变化或运动量发生转移时，能量也从一种形式转化为另一种形式，从一个系统传递给另一个系统；在转化和传递中总能量始终不变．天然气，核能，风能，海洋温差能，水能，汽油，太阳能，电能，煤炭，氢能，煤气，蒸汽，柴油，石油，地热能，潮汐能，生物质能． 【典例1】我们生活在能量的世界里，下列关于能量的说法正确的是（　　） A．能量是与物体运动无关的物理量 B．物质运动的多样性与能量形式的多样性之间没有关系 C．不同形式的能量之间可以互相转化 D．能量不可以从一个地方转移到另一个地方 【答案】C 【解答】解：A、机械能是能量的一种，与物体的机械运动有关，故A错误； B、物质运动的多样性与能量形式的多样性之间是有关系的，故B错误； C、不同形式的能量之间可以互相转化，故C正确； D、能量可以从一个地方转移到另一个地方，故D错误。 故选：C。 【变式1】新能源电动车（如图）利用电池提供能量来驱动汽车。电池和汽油中蕴含相同形式的这种能量，该能量是（　　） A．电能 B．内能 C．机械能 D．化学能 【答案】D 【解答】解：电池和汽油中蕴含相同形式的能量，该能量是化学能，故D正确。 故选：D。 【变式2】说明下列物体具有哪种形式的能量。 （1）运动场上奔跑的运动员主要具有 　　 ； （2）龙卷风主要具有 　　 能； （3）正在发光的白炽电灯具有 　　 能和 　　 能。 【答案】（1）动能；（2）机械/风；（3）内；光。 【解答】解：（1）运动场上奔跑的运动员在做机械运动，具有动能。 （2）龙卷风在做机械运动，具有机械能或者说具有风能。 （3）正在发光的白炽电灯将电能转化为内能和光能。 故答案为：（1）动能；（2）机械/风；（3）内；光。 题型2 能量的转化与转移 解｜题｜知｜识 （1）能量的形式：在自然界和生活中，能量以多种形式存在，主要有机械能、内能、电磁能、化学能、核能等。 ①机械能：分动能和势能两类，机械能是物体所具有的动能和势能的和。 ②内能：物体内所有分子的动能和势能的和叫内能，与物体的温度、质量等因素有系。 ③电磁能：指的是储存在特定物体或空间中的能量，比如说，两个带电体相互靠近时会相互影响，同级相斥异极相吸；通电导体在磁场中会受到力的作用；两块磁铁相互靠近，也会相互影响，这些都是电磁能 ④化学能：是指南于化学反应，物质的分子结卡句发生变化而产生的能量。燃料燃烧产生的光和热，以及蓄电池、干电池产生的电都是来源于燃料和蓄电池里储存的化学能。食物也具有化学能。 ⑤核能：是指由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产生的能量。原子弹爆炸产生的能量，以及核电站发出的电都是来源于原子核的核能。 （2）能量的转移：能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体； （3）正确理解能量守恒定律中的“转化”和“转移” ①能的转化：a．在一定条件下，一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量，这种现象即为能量的转化。如内燃机工作时，燃料在汽缸内燃烧，燃料内部储存的化学能通过燃烧转化成高温燃气的内能，高温燃气膨胀推动活塞运动做功，燃气的内能又转化为机械能，驱动机器转动。如果使用内燃机带动发电机发电，机械能又可以转化成电能，电能输送到各种用电器（电灯、电动机•电热器等），电能又转化为其他形的能量（光能机械能内能等）。 b．能量的转化有方向性：我们利用的各种形式的能最终会自然地转化成内能，散失到周围空气中，但内能不会自然地转化成其他形式的能量。如电灯在工作时，将电能转化为内能和光能，被周围的空气吸收，最终都变成了空气的内能，这是自然发生的，而空气的内能不能自动变成其他形式的能量。 ②能的转移：a．指同一种形式的能从一个物体转移到另一个物体，能的形式并没有发生变化。能量的形式没有发生变化，但存在的位置发生了变化。内能够发生转移，其他形式的能也能够发生转移，如风吹帆船运动，流动空气的部分动能 b．能量的转移也有方向性：在热传递过程中，热量总是自然地由高温物体传向低温物体，故内能也总是自然地从高温物体转移到低温物体，而不会自然地从低温物体转移到高温物体。所以能量的转移是有方向的。 实例：碰撞时：动能从一个物体转移到另一物体；围着火炉烤火：内能从火炉转移到人体. （4）补充常见的能量转化形式有： ①电灯发光时，电能转化为光能和内能； ②植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在体内； ③人对机械做功，将人体的化学能转化为机械能； ④摩擦生热，机械能转化为内能； ⑤水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能； ⑥电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能； ⑦燃料燃烧时发热，化学能转化为内能。 【典例1】下列关于能量转化、转移现象的说法中，错误的是（　　） A．给蓄电池充电，化学能转化为电能 B．用太阳能电池板，是太阳能转化为电能 C．电风扇工作时，电能主要转化为机械能 D．用热水袋取暖，内能发生了转移 【答案】A 【解答】解：A、给蓄电池充电，消耗了电能，得到了化学能，因此将电能转化为化学能，故A错误； B、用太阳能电池板，消耗了太阳能，得到了电，因此是太阳能转化为电能，故B正确； C、电风扇的主要部件是电动机，工作时主要把电能转化为机械能，少量转化为内能，故C正确； D、用热水袋取暖，是通过热传递的方式得到能量的，因此内能发生了转移，故D正确。 故选：A。 【变式1】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 【答案】A 【解答】解：燃料燃烧将化学能转化为内能，推进卫星运动，说明卫星获得了机械能，所以主要发生的能量转化是：化学能→内能→机械能。 故选：A。 【变式2】有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　） A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 【答案】C 【解答】解：A、电烤炉取暖是利用电流的热效应工作的，是电能先转化为内能，内能通过热传递转移到人体，故A错误； B、古人钻木取火是通过做功方式将机械能转化为内能，故B错误； C、热水泡脚，是通过热传递的方式将水的内能转移到脚上，增大脚部的内能，故C正确； D、对着手“呵气”取暖，是热的传递过程，属通过热传递改变物体内能，故D错误； 故选：C。 【变式3】如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是（　　） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．给蓄电池充电将电能转化为化学能 C．蓄电池放电将化学能转化为电能 D．小风扇工作将化学能转化为机械能 【答案】D 【解答】解：A、太阳能电池板将太阳能转化为电能，故A正确； B、给蓄电池充电，蓄电池将电能转化为化学能，故B正确； C、蓄电池放电，蓄电池将化学能转化为电能，故C正确； D、小风扇工作时将电能转化为机械能，故D错误。 故选：D。 题型3 能量守恒定律 解｜题｜知｜识 （1）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。这就是能量守恒定律，如今被人们普遍认同。 （2）能量守恒的普遍性：能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵循能量守恒定律。能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。能量守恒定律告诉我们，有一种形式的能量减少或消失，一定有另一种形式的能量增加或产生，能量的总量是不变的。 （3）应用：能量守恒定律对于科学研究、工程技术工作有着重要的指导意义。 【典例1】下列关于能量及其转化的说法中，正确的是（　　） A．电风扇工作时将机械能转化为电能 B．干电池对外供电时，将化学能转化为电能 C．钻木取火是将内能转化为机械能 D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，说明能量是不守恒的 【答案】B 【解答】解：A、电风扇工作时，消耗电能，使电风扇转动，得到的是机械能，故A错误； B、干电池给灯泡供电时，将化学能转化为电能，再提供给灯泡，故B正确； C、钻木取火时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，故C错误； D、小球在地面弹跳时的最高点越来越低，是因为小球需要克服阻力做功，有一部分机械能转化成了内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变，故D错误。 故选：B。 【变式1】如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，在此过程中能量守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中是通过热传递的方式使其内能增加 D．小球和地面之间发生撞击，内能转化为机械能 【答案】A 【解答】解： AD、由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，所以小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，小球的机械能没有消失，而是将机械能转化成了部分内能，但能量的总量是守恒的，故A正确，D错误； B、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，所以小球的机械能总量会减小，故B错误； C、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，做功改变物体的内能，故C错误。 故选：A。 【变式2】关于能量的转化与守恒，下列说法中正确的是（　　） A．能量守恒定律只适用于能量的转化过程 B．给手机充电时是将电能转化为化学能 C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 【答案】B 【解答】解：A、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的转化和转移过程，故A错误； B、给手机充电时，手机消耗了电能，是将电能转化为化学能，故B正确； C、“摩擦生热”是将机械转化为内能的过程，不是创造了热，所以它也是符合能量守恒定律的，故C错误； D、能的转化过程虽然符合能量守恒定律，但是在转化过程中存在着“能量耗散”和“品质降低”，能量向品质低的大气内能转化，不能再重复利用，因此要节约能源，故D错误。 故选：B。 【变式3】如图的实验或事例都揭示了一定的物理知识，关于它们的说法正确的是（　　） A．甲图中，使小孩臀部发热是通过热传递的方式来实现的 B．乙图中，人搓手摩擦生热中的热指的是内能 C．丙图机械装置上的叶片能一直转动，是因为能量守恒 D．丁图钻木取火过程说明物体对外做功，机械能转化为内能，内能增大 【答案】B 【解答】解：A、在甲图中，克服摩擦做功，使小孩臀部的内能增大、温度升高，使小孩臀部发热，是通过做功的方式来实现的，不是热传递，故A错误； B、在乙图中，人搓手摩擦生热，是通过做功增大手的内能，其中的热指的是内能，故B正确； C、在丙图中，机械装置上的叶片能一直转动，是因为其他形式的能不断转化为叶片的机械能，不是因为能量守恒，故C错误； D、在丁图中，钻木取火是由于克服摩擦做功，将机械能转化为内能，内能增大，是对物体做功，故D错误。 故选：B。 题型4 永动机 解｜题｜知｜识 永动机是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器。在历史上，永动机一直被人们讨论和研究。这种机械是不可能制造出来的，原因是违反能量守恒定律。 【典例1】根据能量守恒定律可知，下列说法正确的是（　　） A．随着科技的发展，永动机是可能制成的 B．太阳照射到地球上的光能转化为其他形式的能量，但照射到宇宙的能量就消失了 C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”的想法是违背能量转化和守恒定律的 D．有种“全自动”手表，不上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量也可以无条件的产生 【答案】C 【解答】解：A．永动机违背了热力学第二定律，是不可能制成的。故A错误。 B．能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失，光能转化为其他形式的能量也是如此，不会消失，故B错误。 C．既要马儿跑，就要为马儿补充能量，故C正确。 D．“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，是因为有把其他形式的能转化为手表的能量的方式，能量是不能凭空产生，故D错误。 故选：C。 【变式1】根据能量守恒定律，下列情形中可能发生的是（　　） A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的 B．飞出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动 C．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面 D．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去 【答案】C 【解答】解：A、永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故A错误； B、子弹射穿木块时，将部分机械能转化为内能，子弹的机械能将减少，所以子弹的速度将会减小，故B错误； C、两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故C正确； D、在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故D错误。 故选：C。 【变式2】关于能量，下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧时化学能转化为内能 B．电风扇工作时把机械能转化为电能 C．因为能量守恒，所以“永动机”可以制成 D．能量无论是转化还是转移，能量的总量都是逐渐减少 【答案】A 【解答】解：A、燃料燃烧时温度升高，所以是得到了内能，是化学能转化为内能，故A正确； B、电风扇工作时把电能转化为机械能，故B错误； C、“永动机”违背了能量守恒定律，所以“永动机”不可以制成，故C错误； D、一个物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少，在能量转移和转化的过程中能量的总量是保持不变的，故D错误。 故选：A。 【变式3】《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。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源源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．水在输送过程中重力势能不变 C．转轮转速越快输水做功功率越大 D．上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮 【答案】C 【解答】解：A、这一装置在工作时，存在摩擦和空气阻力，不是一台“永动机”，故A错误； B、水在输送过程中高度改变，所以重力势能改变，故B错误； C、转轮转速越快，相同时间内输水做功越多，则功率越大，故C正确； D、上、下两个转轮在转动时，它们的轴始终是固定不动的，不符合动滑轮的特点，里面不存在动滑轮，故D错误。 故选：C。 题型5 能量转移的方向性 解｜题｜知｜识 能量的转化、能量的转移、都是有方向性的，要逆向转化或转移能量，就会消耗其他的能量。例如冰箱里的热不会自动转移到温度较高的外部，而必须要消耗其他的能量（电能）才能把冰箱里的热量转移到冰箱外部。 自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是受到限制的，这时如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是自然界的不可逆性。 【典例1】学习了能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时根据生活经验，交流了以下想法，你认为正确的是（　　） A．各种形式的能在一定条件下都可以相互转化 B．一个单摆摆动多次后最终停了下来，说明能量的总量逐渐减小 C．空调既可以制热也可以制冷，说明能量的转化和转移没有方向性 D．用电蒸锅蒸煮医疗器械，将电能转化为内能 【答案】AD 【解答】解： A、自然界中存在不同形式的能量，各种不同形式的能量在一定条件下可以相互转化，故A正确； B、一个单摆摆动多次后最终停了下来是因为存在摩擦阻力，机械能转化为内能，即机械能减少了，但能量的总量保持不变，故B错误； C、能量的转化和转移有方向性，例如热传递时，热量总是从高温物体传递到低温物体，故C错误； D、用电蒸锅蒸煮医疗器械时，消耗了电能，使器械的内能增大，是将电能转化为内能的过程，故D正确。 故选：AD。 【变式1】2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有 　 　 性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持 　 　 。 【答案】方向；不变 【解答】解：在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能，说明能量的转化具有方向性，根据能量守恒定律，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 故答案为：方向；不变。 【变式2】大量的研究表明，自然界的能量是 　　 的，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。一杯热水慢慢变凉，就是发生了内能的转移，而且水变凉后不会自己重新变热，说明能量的转移和转化具有 　　 。 【答案】守恒；方向性 【解答】解：根据能量守恒定律，自然界的能量是守恒的，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。一杯热水慢慢变凉，内能散发到空气，但不能重新利用，说明能量的转移和转化具有方向性。 故答案为：守恒；方向性。 题型6 能量的利用效率 解｜题｜知｜识 有用能量和总能量的比例为能量效率．举例，手机电池要充电，用时放电，比如充电充入10焦耳能量，在手机上用完电放出了8焦耳能量，能量效率是80%，损失2焦耳（电阻发热等消耗）． 【典例1】下列对各个效率意义的解释中，正确的是（　　） A．某锂电池充电时的效率是99%，表示锂电池将其消耗的电能的99%转化为光能 B．某电动机工作的效率是83%，表示电动机把其消耗的电能的83%转化为内能 C．某柴油机工作的效率是35%，表示柴油机把柴油燃烧时释放的能量的35%转化为化学能 D．某电热水器工作的效率是87%，表示电热水器把其消耗的电能的87%转化为水的内能 【答案】D 【解答】解：有用能量和总能量的比例为能量效率；手机电池要充电，用时放电，比如充电充入10焦耳能量，在手机上用完电放出了8焦耳能量，能量效率是80%，损失2焦耳； A．某锂电池充电时的效率是99%，其意义：该锂电池充电时可以把消耗电能的99%转化为化学能，故A错误； B．某电动机工作的效率是83%，其意义：该电动机可以把消耗的电能的83%转化为机械能，故B错误； C．某柴油机工作的效率是35%，其意义：该柴油机可以把燃料完全燃烧所放出的热量的35%转化为机械能，故C错误； D．某电热水器工作的效率是87%，其意义：该电热水器可以把消耗电能的87%转化为水的内能，故D正确。 故选：D。 【变式1】有一个额定电压为6V的电动机通电后，当其正常转动时，测得其工作电流为0.6A，若用手捏着转头不让其转动，测得其电流为2A，则该电动机正常转动时的机械效率为（　　） A．91% B．70% C．30% D．9% 【答案】B 【解答】解：根据欧姆定律得，电机不转时，电动机线圈的电阻：R3Ω； 由焦耳定律可得电机转动时间为t时产生的热量：Q＝I2Rt； 相同时间内消耗的电能为：W＝Pt＝UI't， 则机械效率为： η100% 100% 100% 100% ＝70%。 故选：B。 【变式2】某校的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是（　　） A．鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧 B．煤磨成粉，用空气吹进炉膛 C．向炉内多加些煤 D．用各种办法增大受热面积 【答案】C 【解答】解：要提高炉子的效率，需要使燃料充分燃烧，并且减少能量的损失。 A、鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧，可以使煤燃烧的更充分，可以提高燃料的利用率； B、煤磨成粉，用空气吹进炉膛，可以使煤充分燃烧，可以提高炉子的效率； C、向炉内多加些煤，这是消耗更多的燃料，不能提高炉子的效率； D、用各种办法增大受热面积，可以让热量被充分吸收，可以提高炉子的效率。 故选：C。 【变式3】现有两个使用同一种燃料的加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，则两加热器利用热能的效率之比是（　　） A．3：4 B．1：1 C．3：2 D．2：1 【答案】B 【解答】解：由题意可知，c甲＝2c乙，m甲m乙，Δt甲Δt乙，m甲′m乙′， 由Q吸＝cmΔt可得，甲乙物质吸收的热量之比： ， 由Q放＝mq可得，两加热器消耗燃料完全燃烧释放的热量之比： ， 由η100%可得，两加热器利用热能的效率之比： 。 故选：B。 过 关 验 收 1．如图所示为一款户外旅行用的太阳能背包，背包表面有一块太阳能电池板，背包里有一块蓄电池，可以给手机、小风扇等电子产品供电。下列说法中不正确的是（　　） A．小风扇工作时将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将太阳能转化为电能 C．蓄电池充电时将内能转化为化学能 D．蓄电池放电时将化学能转化为电能 【答案】C 【解答】解：A．小风扇工作时，消耗电能使扇叶转动，将电能转化为机械能，故A正确； B．太阳能电池板的核心作用是将太阳能转化为电能，用于供电或给蓄电池充电，故B正确； C．蓄电池充电时，是将电能转化为化学能储存起来，故C错误； D．蓄电池放电时，将储存的化学能转化为电能，为电子产品供电，故D正确。 故选：C。 2．我国潜水器“奋斗者”号已突破万米深潜。潜水器内氧气浓度过低会影响人员的生命安全。如图所示，可通过对水通电发生化学反应制备氧气。下列过程中与电解水时能量转化相同的是（　　） A．给手机充电 B．使用动圈式扬声器播放音乐 C．电磁起重机吊起废铁 D．利用水果电池使二极管发光 【答案】A 【解答】解：对水通电制备氧气属于电解水过程，该过程消耗电能并发生化学反应，其实质是将电能转化为化学能。 A项，给手机充电的过程中，手机电池内部发生化学反应储存能量，此过程将电能转化为化学能，与电解水的能量转化形式一致，故A符合题意； B项，动圈式扬声器播放音乐时，其内部的通电线圈在磁场中受力而振动发声，该过程主要将电能转化为机械能，与电解水的能量转化形式不同，故B不符合题意； C项，电磁起重机在工作时，依靠电流的磁效应产生强磁场来吸起废铁，该过程主要将电能转化为磁能及机械能，与电解水的能量转化形式不同，故C不符合题意； D项，水果电池使二极管发光时，水果电池作为电源提供电能，将内部的化学能转化为电能，这与电解水的能量转化方向恰好相反，故D不符合题意。 故选：A。 3．某混合动力型汽车的动力装置由汽油发动机和电动机组成。一般情况下，蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力；当需要较大动力时，由汽油发动机和电动机共同提供动力；当汽车制动减速时，电动机还可作为发电机为蓄电池充电。关于该车动力装置在工作时的能量转化情况，以下分析不正确的是（　　） A．汽油发动机做功冲程把内能转化为机械能 B．电动机在提供动力时把电能转化为机械能 C．发电机为蓄电池充电时把电能转化为化学能 D．制动减速发电的过程中把内能转化为电能 【答案】D 【解答】解：A、汽油发动机做功冲程是利用内能来做功的冲程，把内能转化为机械能，正确； B、电动机在提供动力时把电能转化为机械能，正确； C、发动机为蓄电池充电时，蓄电池发生化学反应，将电能转化为化学能，正确； D、当汽车制动减速时，电动机还可以作为发电机为蓄电池充电，将机械能转化为电能，故D错误。 本题选择不正确的。 故选：D。 4．中国第一艘国产001A型航母，排水量达到65000t（海水的密度为1.1×103kg/m3），该航母在飞机跑道前端设计了向上翘起的滑跃式甲板。下列说法正确的是（　　） A．飞机机翼通常都做成上凸、下平的形状，舰载机为了顺利升空，最好是逆风时起飞 B．舰载机加速起飞时，是将动能转化为重力势能 C．若地球的引力突然减小一半，正漂浮在海面上的航母重力会减小，吃水深度也减小 D．一架质量为22t的舰载机从跑道上起飞后，航母排开海水的体积将减小22m3 【答案】A 【解答】解：A、飞机机翼上凸下平，空气流过机翼时上方流速快、压强小，下方流速慢、压强大，产生向上的升力。逆风起飞时相对空气流速更大，升力更大，更利于升空，故A正确。 B、舰载机加速起飞时，速度和高度都增大，是将化学能转化为动能和重力势能，不是动能转化为重力势能，故B错误。 C、因为航母处于漂浮状态，浮力等于重力，即F浮＝G＝mg ＝ρ液gV排，则V排，引力减小—半，则g减小一半，航母重力减小，但ρ液、m不变，所以V排不变，即吃水深度不变，故C错误。 D、舰载机起飞后，航母减小的浮力等于舰载机重力，即ΔF浮＝G＝2.2×105N，由ΔF浮＝ρ液gΔV排可得，20m3，故D错误。 故选：A。 5．如图是小明同学用“思维导图”总结的知识要点，其中①、②、③内容空缺，请在下列选项中选出合理一项，补充在图中空缺部分（　　） A．①热传递 ②做功 B．②热传递 ③化学能 C．①做功 ③热量 D．①热传递 ③化学能 【答案】B 【解答】解：由图知，①是指由机械能转化为内能，所以是做功改变物体的内能；②是改变物体内能的另一种方式，为热传递；③是指燃料燃烧时，将化学能转化为内能。 故选：B。 6．如图是“风能——太阳能”路灯电路示意图，下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．太阳能电池供电：电能→太阳能 B．风力发电机发电：电能→机械能 C．蓄电池充电：电能→化学能 D．路灯工作：电能→化学能 【答案】C 【解答】解：A．太阳能电池供电时，消耗太阳能，获得电能，将太阳能转化为电能，故A错误； B．风力发电机利用电磁感应将风的机械能转化为电能，故B错误； C．给蓄电池充电时，将电能转化为化学能，故C正确； D．路灯工作时，将电能转化为光能和部分热能，故D错误。 故选：C。 7．端午节，小明同学在厨房帮忙，协助父母用高压锅为家人炖煮排骨。使用高压锅进行炖煮时，气体推动高压锅排气阀跳动、旋转。与该过程的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．风力发电过程 D．物体上抛过程 【答案】A 【解答】解：使用高压锅进行炖煮时，气体推动高压锅排气阀跳动、旋转，此过程中消耗了气体的内能，排气阀获得了机械能，故将内能转化为机械能。 A．热机做功冲程中燃气对活塞做功，内能转化为机械能，故A符合题意； B．钻木取火过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故B不符合题意； C．风力发电过程中，机械能转化为电能，故C不符合题意； D．物体上抛过程中，主要是动能转化为重力势能，同时部分机械能因克服空气阻力做功而转化为内能，故D不符合题意。 故选：A。 8．公路上使用的“风光互补”照明系统同时安装有风力发电机和太阳能电池板，如图所示。该系统可以将风力发电机或太阳能电池板提供的电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用。下列说法正确的是（　　） A．风力发电机将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将电能转化为太阳能 C．蓄电池供电时将化学能转化为电能 D．路灯照明时将光能转化为电能 【答案】C 【解答】解：A．风力发电机发电时消耗了机械能，获得了电能，是将机械能转化为电能，故A错误； B．太阳能电池板工作时消耗了太阳能，获得了电能，是将太阳能转化为电能，故B错误； C．蓄电池对外供电时是将储存的化学能转化为电能，故C正确； D．路灯工作时消耗电能，获取光能，是将电能转化为光能，故D错误。 故选：C。 9．电风扇通电后，扇叶旋转，一段时间后，电动机的外壳温度升高，则下列有关能量转化和守恒的说法正确的是（　　） A．电能全部转化为机械能，总的能量守恒 B．电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒 C．电能全部转化为内能，总的能量守恒 D．电能转化为机械能和内能，机械能守恒 【答案】B 【解答】解：A、因为电动机的外壳温度升高，说明有少量一部分电能转化成了内能，故A错误； B、因为电能转化为机械能和内能，机械能增加了，但能的总量守恒，故B正确； C、在转化中是电能转化为机械能和内能，故C错误； D、电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒，但不是机械能守恒，故D错误。 故选：B。 10．如图反映了一个用电器正常工作时能量流向情况，下列说法错误的是（　　） A．该图说明了能量可以发生转化 B．该图说明电能可以转化为其它能 C．该图说明用电器遵循能量守恒定律 D．该图说明用电器的效率可能为30% 【答案】D 【解答】解：AB、由图可知，电能转化为了内能和光能，这说明能量可以发生转化，即电能可以转化为其它能，故AB正确； C、从能量转化的数量关系来看，50J的电能，最终转化为20J的内能+30J的光能，前后总量相等，说明用电器遵循能量守恒定律，故C正确； D、由图可知，该用电器同时将电能转化为了内能和光能，它内能的转化效率为：100%＝40%；它光能的转化效率为：100%＝60%，故D错误。 故选：D。 11．《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。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源源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．水在输送过程中水的重力势能增加 C．转轮转速越快输水做功效率越高 D．该机械符合能量转化和守恒定律 【答案】BD 【解答】解：AD、任何能量的转化都符合能量的转化和守恒定律，“高转筒车”转动时，需要水能提供动力，如果没有水能，它将不能转动，该机械符合能量转化和守恒定律，但它不是“永动机”，世界上不存在“永动机”，故A错误、D正确； B、水从河里被输送到上方农田的过程中，高度增加了，水的重力势能增加，故B正确； C、“高转筒车”的做功效率为有用功与总功的比值，转轮转速越快，其功率越大，但相同时间内，有用功和额外功都增大，“高转筒车”的做功效率不变，故C错误。 故选：BD。 12．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 　　 能转化为电能。温差发电 　　 （选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。 【答案】内；遵守。 【解答】解：温差发电的实质是将内能转化为电能。在自然界中，能量不会无故消失，也不会凭空产生，仅仅是从内能转化为电能，遵守能量守恒定律。 故答案为：内；遵守。 13．我国一直在研究导弹拦截系统，利用燃料助推拦截弹，燃料的化学能最终转化为拦截弹的　　 能和其与空气摩擦而产生的内能，但能量的总量 　　 （选填“变小”、“不变“、“变大”）。 【答案】机械；不变。 【解答】解：利用燃料助推拦截弹，燃料的化学能转化为内能，再将内能转化为拦截弹的机械能和其与空气摩擦而产生的内能，根据能量守恒定律可知，能量的总量不变。 故答案为：机械；不变。 14．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，汽车在刹车时由于 　　 不能马上停下来，可带动发电机将汽车的 　　 能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了 　 　 定律。 【答案】惯性；机械；能量守恒。 【解答】解：汽车在刹车时由于惯性不能马上停下来； 在汽车刹车时带动发电机，发电机将机械能转化为电能储存起来； 汽车就可以一边行驶，一边发电，在能量的转化过程中，需要克服地面摩擦阻力做功消耗能量，所以汽车不能永远运动下去，这种观念违背了能量守恒定律。 故答案为：惯性；机械；能量守恒。 15．如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车，给汽车蓄电池充电时，　　 转化为化学能。在能量的转化和转移过程中，能的总量 　　 （选填“不断减少”“保持不变”或“不断增加”）。 【答案】电能；保持不变。 【解答】解：汽车行驶时给蓄电池充电时，机械能转化为电能，再转化为蓄电池的化学能； 根据能量守恒定律可知，在能量的转化和转移过程中，能的总量保持不变。 故答案为：电能；保持不变。 16．众所周知，爱因斯坦是一位伟大的理论科学家，他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱。这种电冰箱内部有一种小型的浸入式致冷器，它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源，它的运行仅靠水龙头的压力，带动一台射水泵，从而在一个气室内产生真空，水和少量甲醇则在此处化为蒸气。管中甲醇会慢慢用完，但是这种液体不仅价格便宜，而且很容易弄到。这种冰箱在工作时，被冷却的液体内能　　 （选填“增大”、“减小”）。你认为这种不用电的冰箱　 （选填“遵守”、“不遵守”）能量守恒定律。 【答案】减小；遵守 【解答】解：冰箱在工作时，被冷却的液体的温度降低，故其内能减小；对于能量的转化和守恒定律是自然界普遍的规律，它适合任何 17．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 【解答】解： A、装置在工作的过程中，由于存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能会变小，故A错误； BC、如果没有能量补充，机械能会逐渐变小，装置最终会停下来，故B正确，C错误； D、装置在运动的过程中，小球的高度会发生变化，重力势能发生改变，速度发生变化，动能发生改变，有重力势能和动能的转化，故D错误。 故选：B。 18．下列说法正确的是（　　） A．根据能量守恒定律，人们可制造出永动机 B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化 C．能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况 D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用 【答案】B 【解答】解：A、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，故可知永动机是不可能制造出来的，故A错误； B、在满足一定的条件下，各种形式的能量之间可以相互转化，故B正确； C、能量守恒定律在摩擦力和空气阻力存在的情况下仍然适用，故C错误； D、火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，使得火箭的重力势能和内能均增大，能量守恒定律同样适用，故D错误。 故选：B。 19．如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．如图甲所示，该实验说明液体扩散快慢程度与温度有关 B．如图乙所示，该实验主要说明固体分子间存在相互作用的斥力 C．如图丙所示，该实验中水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能 D．如图丁所示，该设计表明人类可以制造出永动机 【答案】AC 【解答】解：A、如图所示，墨水在热水中扩散得快，说明液体扩散快慢程度与温度有关，故A正确； B、两个铅块相互压紧后，能悬挂重物而不分开，说明固体分子间存在相互作用的引力，故B错误； C、在橡胶塞被冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，故C正确； D、由于在能量的转化和转移中遵循能量守恒定律，因此永动机是不能制造出来的，故D错误。 故选：AC。 20． 如图是一位“发明家”设计的一种永动机。设想“利用上水池的水使水轮发电机发电，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（一部分电能供用电器使用）。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机”。这个永动机 　　 （选填“能”或“不能”）持续运转。实际中，抽水机和发电机工作时会发热，有一部分能量转化为 　 　 能。 【答案】不能；内。 【解答】解：因为抽水发电，发电又抽水的过程中，是机械能与电能的相互转化，在此过程中，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，发电机和抽水机就不可能不停地运转下去。不可能永远有供用电器工作的电。 故答案为：不能；内。 21．为了节能环保，有人提出如图所示的装置：通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。请你判断该设计方案是 　 　 （选填“可行”或“不可行”）的，你判断的理由：　 　 。 【答案】不可行；违背了能量守恒定律。 【解答】解：该设计方案是不可行的，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，内能不可能在被此系统回收利用，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作，永动机违背了能量守恒定律。 故答案为：不可行；违背了能量守恒定律。 22．（示例）某太阳能电池工作的效率是16%．意义：该太阳能电池可以把16%的太阳能转化为电能。则下列说法正确的是（　　） A．某电动机工作的效率是83% 意义：该电动机可以把83%的机械能转化为电能 B．某锂电池充电时的效率是99% 意义：该锂电池充电时可以把99%化学能转化为电能 C．某柴油机工作的效率是35% 意义：该柴油机可以把35%的化学能转化为内能 D．某电热水器工作的效率是87% 意义：该电热水器可以把87%的电能转化为水的内能 【答案】D 【解答】解： A．某电动机工作的效率是83% 意义：该电动机可以把83%的电能转化为机械能，故A错误； B．某锂电池充电时的效率是99% 意义：该锂电池充电时可以把99%电能转化为化学能，故B错误； C．某柴油机工作的效率是35% 意义：该柴油机可以把35%的化学能转化为机械能，故C错误； D．某电热水器工作的效率是87% 意义：该电热水器可以把87%的电能转化为水的内能，故D正确。 故选：D。 23．探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，把100g某种固体碾碎放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热（物质在相同时间内吸收的热量相等）。根据实验数据画出的图像如图乙所示，从开始加热到实验结束的10min内消耗4g酒精，酒精的热值3.0×107J/kg，这种物质的液态比热容c＝1.5×103J/（kg•℃），下列选项错误的（　　） A．该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能 B．在AB段和BC段，该物质吸收的热量相同 C．该物质固态时的比热容为3.0×103 J/（kg•℃） D．该装置能量的转化效率为50% 【答案】D 【解答】解：A．由图可知，3至6min，物质吸热但温度保持50℃不变，故该物质是晶体，在熔化的过程中，吸收热量，但温度不变，内能变大，即该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能，故A正确，不符合题意； B．由于用同一个热源加热，在相同时间内，物质吸收的热量是相同的，从开始加热（A点）到开始熔化（B点）用时3分钟，晶体熔化的时间（BC段）用时也是3 min，所以，在AB段和BC段该物质吸收的热量相同，故B正确，不符合题意； C．AB段为固态，CD段为液态，固态加热的时间为3min，液态加热的时间2min。用相同的热源加热，在相同的时间内吸收的热量是相同的，即AB段为吸热是CD段的1.5倍， Q固＝1.5Q液 ① AB段升高的温度为50℃﹣20℃＝30℃， CD段升高的温度为90℃﹣50℃＝40℃， 根据Q＝cmΔt，结合①，则有 c固m×30℃＝1.5×cm×40℃， 该物质固态时的比热容为： 3.0×103J/（kg•℃）， 故C正确，不符合题意； D．CD段（加热2 min）吸收的热量为： Q液＝cm（t﹣t0）＝1.5×103J/（kg•℃）×0.1kg×40℃＝6×103J， 由图可知从开始加热到实验结束共用10min，故从开始加热到实验结束该物质吸收的热量为： ， 4g酒精完全燃烧放出的热量为： Q放＝m酒精q＝0.004kg×3.0×107J/kg＝1.2×105J， 这种装置能量的转化效率为： η100%＝25%， 故D错误，符合题意。 故选：D。 24．现有两个使用同一种燃料的加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，则两加热器利用热能的效率之比是（　　） A．1：1 B．1：2 C．3：2 D．2：1 【答案】A 【解答】解：由题意可知，c甲＝2c乙，m甲m乙，Δt甲Δt乙，m甲′m乙′， 由Q吸＝cmΔt可得，甲乙物质吸收的热量之比： ， 由Q放＝mq可得，两加热器消耗燃料完全燃烧释放的热量之比： ， 由η100%可得，两加热器利用热能的效率之比： 。 故选：A。 25．如图是某电风扇工作时能量转化的示意图。图中①是 　　 能，这个电风扇工B作时的效率是 　　 。 【答案】机械；75%。 【解答】解：电风扇消耗电能，主要是转化为机械能，还有一部分转化为内能，所以①是机械能； 电风扇消耗的总能量是电能，为：W电＝100J；转化为的机械能是有用的能量，为：W机＝75J； 所以电风扇工作时的效率为：。 故答案为：机械；75%。 26．今年“十一”期间，爸爸开车带着容容去旅游，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.5×103kg，当该车以90km/h的速度匀速行驶时，由于受路面和天气等因素的影响，其受到的阻力为车重的6%～12%之间。汽车发动机的效率约为25%，汽油的热值约为4.5×107J/kg，g＝10N/kg。 （1）该车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，最大阻力为多少？ （2）该车以90km/h的速度匀速行驶过程中，汽车牵引力的最大功率为多少？ （3）若该车的油箱最多能装40kg的汽油，以90km/h的速度匀速行驶，最多能行驶多长距离？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）汽车重力： G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N， 汽车匀速行驶时，牵引力与阻力相等，当阻力最大时，牵引力最大， Fmax＝mg12%＝1.5×104N×12%＝1800N； （2）牵引力最大时，功率最大， v＝90km/h＝90m/s＝25m/s， 汽车牵引力的功率： PmaxFmaxv＝1800N×25m/s＝4.5×104W； （3）以最小功率匀速行驶时，牵引力最小，功率最小，行驶时间最长， Fmin＝fmin＝mg6%＝1.5×104×6%N＝900N， 已知汽油质量，则Q放＝mq＝40kg×4.5×107J/kg＝1.8×109J； 有效率公式，η， 可得W有用＝ηQ放＝25%×1.8×109J＝4.5×108J， 汽车行驶的路程，W＝Fs， s5×105m。 答：（1）该车以90km/h的速度匀速行驶时的阻力为1800N； （2）该车以90km/h的速度匀速行驶过程中，汽车牵引力的功率为4.5×104W； （3）最多能行驶5×105m距离。 27．物理兴趣小组进行社会实践活动。小丽对一台如图1所示的便携式丁烷气炉的加热效率进行探究。（内置一瓶新的燃气，参数如表所示。 气瓶规格 品名 总质量 主要成分 热值 蓝焰 354g 丁烷 9×107J/kg （1）丁烷燃烧 　　 能转化为 　　 能。 （2）用气炉给3kg的水加热，同时绘制出了如图2所示的加热过程中水温随时间变化的图线。6分钟后，停止加热，拆下气瓶，称得气瓶质量为312g，若每分钟燃烧的丁烷气体质量相等，则 　　 分钟内（选填“0～2”、“2～4”、“4～6”）的加热效率最大，并计算此最大加热效率是多少。 【答案】（1）化学；内； （2）0～2；燃气炉烧水时的最大热效率为30%。 【解答】解：（1）丁烷燃烧化学能转化为内能； （2）由分析可知，0﹣2min时加热效率最大； 0﹣2min消耗的燃料的质量： m14g＝0.014kg， 完全燃烧放出的热量： Q放＝mq＝0.014kg×9×107J/kg＝1.26×106J； 水吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（50℃﹣20℃）＝3.78×105J； 最大加热效率： η100%＝30%。 答：（1）化学；内； （2）0～2；燃气炉烧水时的最大热效率为30%。 28．下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息： 照射时间/h 热水器容量/L 水升高的温度/℃ 热水器平均1h接收的太阳能/J•h﹣1 水的比热容/[J•（kg•℃）﹣1] 10 100 60 5.04×106 4.2×103 请根据以上信息，求下列问题： （1）热水器中水的质量。 （2）热水器中水吸收的热量。 （3）太阳能热水器的加热效率。 【答案】（1）热水器中水的质量为100kg； （2）热水器中的水需吸收的热量为2.52×107J； （3）热水器的加热效率为50%。 【解答】解：（1）由ρ可得，热水器中水的质量： m＝ρV＝1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3＝100kg； （2）热水器中的水10h需吸收的热量： Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×60℃＝2.52×107J； （3）经过10h阳光的照射接收的太阳能： E＝5.04×106J×10＝5.04×107J； 则热水器的效率： η100%100%＝40%。 答：（1）热水器中水的质量为100kg； （2）热水器中的水需吸收的热量为2.52×107J； （3）热水器的加热效率为50%。 29．小红一家到某基地露营时，用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到60℃，燃烧了100g木炭。已知：水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），木炭的热值q＝3.36×107J/kg。求： （1）水吸收的热量； （2）该火炉烧水的热效率。 【答案】（1）水吸收的热量为3.36×105J； （2）该火炉烧水的热效率为10%。 【解答】解：（1）水吸收的热量： Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（60℃﹣20℃）＝3.36×105J； （2）木炭完全燃烧放出的热量： Q放＝m木炭q＝100×10﹣3kg×3.36×107J/kg＝3.36×106J， 火炉烧水的热效率： η100%100%＝10%。 答：（1）水吸收的热量为3.36×105J； （2）该火炉烧水的热效率为10%。 30．小红用天然气灶加热5kg的水，水温从20℃升高到90℃，消耗了0.1m3天然气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值3.5×107J/m3。试求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）天然气灶烧水的效率是多少？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）水吸收的热量： Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（90℃﹣20℃）＝1.47×106J； （2）0.1m3天然气完全燃烧放出的热量： Q放＝Vq＝0.1m3×3.5×107J/m3＝3.5×106J； 该天然气灶加热这些水的效率：η100%＝42%； 答：（1）水吸收的热量是1.47×106J； （2）该天然气灶加热这些水的效率是42%。 31．如图甲是小明家用的燃气热水器，乙图是连接在热水器上的一个混水阀。若将混水阀开关调到0位置左边并抬起把手，热水器自动点火，天然气燃烧，水龙头出热水；往O点右边调出冷水，按下把手则停止出水。小明在某次使用热水器时，把热水器的出水温度设定为44℃，此时测得从B管流进的自来水和流量为2L/min，从C管流出的温度为40℃．小明检查燃气表，发现热水器工作1分钟消耗天然气0.04m3，（自来水的温度为20℃，天然气的热值是3.6×107J/m3）．请解决下列问题： （1）天然气完全燃烧时，　　 能转化为 　　 能，用热水器加热水是用 　　 方法改变水的内能。 （2）从A管流进混水阀的热水的流量为多少L/min？（计算过程中不计热损失） （3）该热水器的加热效率是多少？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）天然气燃烧时，消耗化学能，产生内能，所以是将化学能转化为内能的过程； 用热水器加热水是用热传递的方法改变水的内能； （2）不计热损失，热水放出的热量全部被冷水吸收，热水放出的热量为：Q放＝cm热Δt1； 冷水吸收的热量为：Q吸＝cm冷Δt2， 则：Q放＝Q吸，即cm热Δt1＝cm冷Δt2，m热Δt1＝m冷Δt2﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 从B管流进的自来水的流量为2L/min，即每分钟流进B管的冷水体积VB＝2L， 根据ρ并将数据代入①式可得：ρ水VA×（44℃﹣40℃）＝ρ水VB×（40℃﹣20℃）， 解得：VA＝5VB＝5×2L＝10L， 故从A管流进混水阀的热水的流量为10L/min； （3）热水器的出水温度设定为44℃（即加热时水的末温），水加热前的初温为20℃； 被热水器加热的水的体积为VA＝10L； 每分钟被热水器加热的水的质量为：m＝ρ水VA＝1×103kg/m3×10×10﹣3m3＝10kg； 则热水器中水吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（44℃﹣20℃）＝1.08×106J； 天然气放出的热量为：Q'＝Vq＝0.04m3×3.6×107J/m3＝1.44×106J。 则烧水的效率为：η100%＝70%。 答：（1）化学；内；热传递； （2）从A管流进混水阀的热水的流量为10L/min； （3）该热水器的加热效率是70%。 32．小娟准备测量家中燃气灶正常工作时的效率，于是关闭了其它燃气设备。在标准大气压下，将质量是4kg，初温是25℃的水加热到沸腾，她观察到燃气表的示数，使用前是210.65m3，使用后是210.77m3。[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.0×107J/m3]。求： （1）水吸收的热量。 （2）燃气灶正常工作时的效率。 【答案】（1）水吸收的热量为1.26×106J； （2）燃气灶正常工作时的效率为26.25%。 【解答】解：（1）一标准大气压下水的沸点为100℃， 水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃﹣25℃）＝1.26×106J； （2）由题意可知，消耗的天然气的体积：V＝210.77m3﹣210.65m3＝0.12m3， 天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.12m3×4.0×107J/m3＝4.8×106J， 则燃气灶正常工作时的效率：η100%100%＝26.25%。 答：（1）水吸收的热量为1.26×106J； （2）燃气灶正常工作时的效率为26.25%。 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.1 能量的转化与守恒 内 容 导 航 题型1 不同形式的能量 题型2 能量的转化与转移 题型3 能量守恒定律 题型4 永动机 题型5 能量转移的方向性 题型6 能量的利用效率 考 点 演 练 题型1 不同形式的能量 解｜题｜知｜识 能量是物质运动的量化转换，简称“能”．在物理学中，能量是一个间接观察到的物理量．它往往被视为某一个物理系统对其他的物理系统做功的能力．由于功被定义为力作用一段距离，因此能量总是等同于沿着一定的长度阻挡大自然基本力量的能力． 能量也有不同的形式，如机械运动的动能和势能，热运动的内能，电磁运动的电磁能，化学运动的化学能等，他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示．当运动形式发生变化或运动量发生转移时，能量也从一种形式转化为另一种形式，从一个系统传递给另一个系统；在转化和传递中总能量始终不变．天然气，核能，风能，海洋温差能，水能，汽油，太阳能，电能，煤炭，氢能，煤气，蒸汽，柴油，石油，地热能，潮汐能，生物质能． 【典例1】我们生活在能量的世界里，下列关于能量的说法正确的是（　　） A．能量是与物体运动无关的物理量 B．物质运动的多样性与能量形式的多样性之间没有关系 C．不同形式的能量之间可以互相转化 D．能量不可以从一个地方转移到另一个地方 【变式1】新能源电动车（如图）利用电池提供能量来驱动汽车。电池和汽油中蕴含相同形式的这种能量，该能量是（　　） A．电能 B．内能 C．机械能 D．化学能 【变式2】说明下列物体具有哪种形式的能量。 （1）运动场上奔跑的运动员主要具有 　　 ； （2）龙卷风主要具有 　　 能； （3）正在发光的白炽电灯具有 　　 能和 　　 能。 题型2 能量的转化与转移 解｜题｜知｜识 （1）能量的形式：在自然界和生活中，能量以多种形式存在，主要有机械能、内能、电磁能、化学能、核能等。 ①机械能：分动能和势能两类，机械能是物体所具有的动能和势能的和。 ②内能：物体内所有分子的动能和势能的和叫内能，与物体的温度、质量等因素有系。 ③电磁能：指的是储存在特定物体或空间中的能量，比如说，两个带电体相互靠近时会相互影响，同级相斥异极相吸；通电导体在磁场中会受到力的作用；两块磁铁相互靠近，也会相互影响，这些都是电磁能 ④化学能：是指南于化学反应，物质的分子结卡句发生变化而产生的能量。燃料燃烧产生的光和热，以及蓄电池、干电池产生的电都是来源于燃料和蓄电池里储存的化学能。食物也具有化学能。 ⑤核能：是指由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产生的能量。原子弹爆炸产生的能量，以及核电站发出的电都是来源于原子核的核能。 （2）能量的转移：能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体； （3）正确理解能量守恒定律中的“转化”和“转移” ①能的转化：a．在一定条件下，一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量，这种现象即为能量的转化。如内燃机工作时，燃料在汽缸内燃烧，燃料内部储存的化学能通过燃烧转化成高温燃气的内能，高温燃气膨胀推动活塞运动做功，燃气的内能又转化为机械能，驱动机器转动。如果使用内燃机带动发电机发电，机械能又可以转化成电能，电能输送到各种用电器（电灯、电动机•电热器等），电能又转化为其他形的能量（光能机械能内能等）。 b．能量的转化有方向性：我们利用的各种形式的能最终会自然地转化成内能，散失到周围空气中，但内能不会自然地转化成其他形式的能量。如电灯在工作时，将电能转化为内能和光能，被周围的空气吸收，最终都变成了空气的内能，这是自然发生的，而空气的内能不能自动变成其他形式的能量。 ②能的转移：a．指同一种形式的能从一个物体转移到另一个物体，能的形式并没有发生变化。能量的形式没有发生变化，但存在的位置发生了变化。内能够发生转移，其他形式的能也能够发生转移，如风吹帆船运动，流动空气的部分动能 b．能量的转移也有方向性：在热传递过程中，热量总是自然地由高温物体传向低温物体，故内能也总是自然地从高温物体转移到低温物体，而不会自然地从低温物体转移到高温物体。所以能量的转移是有方向的。 实例：碰撞时：动能从一个物体转移到另一物体；围着火炉烤火：内能从火炉转移到人体. （4）补充常见的能量转化形式有： ①电灯发光时，电能转化为光能和内能； ②植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在体内； ③人对机械做功，将人体的化学能转化为机械能； ④摩擦生热，机械能转化为内能； ⑤水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能； ⑥电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能； ⑦燃料燃烧时发热，化学能转化为内能。 【典例1】下列关于能量转化、转移现象的说法中，错误的是（　　） A．给蓄电池充电，化学能转化为电能 B．用太阳能电池板，是太阳能转化为电能 C．电风扇工作时，电能主要转化为机械能 D．用热水袋取暖，内能发生了转移 【变式1】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 【变式2】有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　） A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 【变式3】如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是（　　） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．给蓄电池充电将电能转化为化学能 C．蓄电池放电将化学能转化为电能 D．小风扇工作将化学能转化为机械能 题型3 能量守恒定律 解｜题｜知｜识 （1）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。这就是能量守恒定律，如今被人们普遍认同。 （2）能量守恒的普遍性：能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵循能量守恒定律。能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。能量守恒定律告诉我们，有一种形式的能量减少或消失，一定有另一种形式的能量增加或产生，能量的总量是不变的。 （3）应用：能量守恒定律对于科学研究、工程技术工作有着重要的指导意义。 【典例1】下列关于能量及其转化的说法中，正确的是（　　） A．电风扇工作时将机械能转化为电能 B．干电池对外供电时，将化学能转化为电能 C．钻木取火是将内能转化为机械能 D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，说明能量是不守恒的 【变式1】如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，在此过程中能量守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中是通过热传递的方式使其内能增加 D．小球和地面之间发生撞击，内能转化为机械能 【变式2】关于能量的转化与守恒，下列说法中正确的是（　　） A．能量守恒定律只适用于能量的转化过程 B．给手机充电时是将电能转化为化学能 C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 【变式3】如图的实验或事例都揭示了一定的物理知识，关于它们的说法正确的是（　　） A．甲图中，使小孩臀部发热是通过热传递的方式来实现的 B．乙图中，人搓手摩擦生热中的热指的是内能 C．丙图机械装置上的叶片能一直转动，是因为能量守恒 D．丁图钻木取火过程说明物体对外做功，机械能转化为内能，内能增大 题型4 永动机 解｜题｜知｜识 永动机是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器。在历史上，永动机一直被人们讨论和研究。这种机械是不可能制造出来的，原因是违反能量守恒定律。 【典例1】根据能量守恒定律可知，下列说法正确的是（　　） A．随着科技的发展，永动机是可能制成的 B．太阳照射到地球上的光能转化为其他形式的能量，但照射到宇宙的能量就消失了 C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”的想法是违背能量转化和守恒定律的 D．有种“全自动”手表，不上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量也可以无条件的产生 【变式1】根据能量守恒定律，下列情形中可能发生的是（　　） A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的 B．飞出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动 C．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面 D．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去 【变式2】关于能量，下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧时化学能转化为内能 B．电风扇工作时把机械能转化为电能 C．因为能量守恒，所以“永动机”可以制成 D．能量无论是转化还是转移，能量的总量都是逐渐减少 【变式3】《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。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源源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．水在输送过程中重力势能不变 C．转轮转速越快输水做功功率越大 D．上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮 题型5 能量转移的方向性 解｜题｜知｜识 能量的转化、能量的转移、都是有方向性的，要逆向转化或转移能量，就会消耗其他的能量。例如冰箱里的热不会自动转移到温度较高的外部，而必须要消耗其他的能量（电能）才能把冰箱里的热量转移到冰箱外部。 自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是受到限制的，这时如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是自然界的不可逆性。 【典例1】学习了能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时根据生活经验，交流了以下想法，你认为正确的是（　　） A．各种形式的能在一定条件下都可以相互转化 B．一个单摆摆动多次后最终停了下来，说明能量的总量逐渐减小 C．空调既可以制热也可以制冷，说明能量的转化和转移没有方向性 D．用电蒸锅蒸煮医疗器械，将电能转化为内能 【变式1】2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有 　 　 性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持 　 　 。 【变式2】大量的研究表明，自然界的能量是 　　 的，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。一杯热水慢慢变凉，就是发生了内能的转移，而且水变凉后不会自己重新变热，说明能量的转移和转化具有 　　 。 题型6 能量的利用效率 解｜题｜知｜识 有用能量和总能量的比例为能量效率．举例，手机电池要充电，用时放电，比如充电充入10焦耳能量，在手机上用完电放出了8焦耳能量，能量效率是80%，损失2焦耳（电阻发热等消耗）． 【典例1】下列对各个效率意义的解释中，正确的是（　　） A．某锂电池充电时的效率是99%，表示锂电池将其消耗的电能的99%转化为光能 B．某电动机工作的效率是83%，表示电动机把其消耗的电能的83%转化为内能 C．某柴油机工作的效率是35%，表示柴油机把柴油燃烧时释放的能量的35%转化为化学能 D．某电热水器工作的效率是87%，表示电热水器把其消耗的电能的87%转化为水的内能 【变式1】有一个额定电压为6V的电动机通电后，当其正常转动时，测得其工作电流为0.6A，若用手捏着转头不让其转动，测得其电流为2A，则该电动机正常转动时的机械效率为（　　） A．91% B．70% C．30% D．9% 【变式2】某校的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是（　　） A．鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧 B．煤磨成粉，用空气吹进炉膛 C．向炉内多加些煤 D．用各种办法增大受热面积 【变式3】现有两个使用同一种燃料的加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，则两加热器利用热能的效率之比是（　　） A．3：4 B．1：1 C．3：2 D．2：1 过 关 验 收 1．如图所示为一款户外旅行用的太阳能背包，背包表面有一块太阳能电池板，背包里有一块蓄电池，可以给手机、小风扇等电子产品供电。下列说法中不正确的是（　　） A．小风扇工作时将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将太阳能转化为电能 C．蓄电池充电时将内能转化为化学能 D．蓄电池放电时将化学能转化为电能 2．我国潜水器“奋斗者”号已突破万米深潜。潜水器内氧气浓度过低会影响人员的生命安全。如图所示，可通过对水通电发生化学反应制备氧气。下列过程中与电解水时能量转化相同的是（　　） A．给手机充电 B．使用动圈式扬声器播放音乐 C．电磁起重机吊起废铁 D．利用水果电池使二极管发光 3．某混合动力型汽车的动力装置由汽油发动机和电动机组成。一般情况下，蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力；当需要较大动力时，由汽油发动机和电动机共同提供动力；当汽车制动减速时，电动机还可作为发电机为蓄电池充电。关于该车动力装置在工作时的能量转化情况，以下分析不正确的是（　　） A．汽油发动机做功冲程把内能转化为机械能 B．电动机在提供动力时把电能转化为机械能 C．发电机为蓄电池充电时把电能转化为化学能 D．制动减速发电的过程中把内能转化为电能 4．中国第一艘国产001A型航母，排水量达到65000t（海水的密度为1.1×103kg/m3），该航母在飞机跑道前端设计了向上翘起的滑跃式甲板。下列说法正确的是（　　） A．飞机机翼通常都做成上凸、下平的形状，舰载机为了顺利升空，最好是逆风时起飞 B．舰载机加速起飞时，是将动能转化为重力势能 C．若地球的引力突然减小一半，正漂浮在海面上的航母重力会减小，吃水深度也减小 D．一架质量为22t的舰载机从跑道上起飞后，航母排开海水的体积将减小22m3 5．如图是小明同学用“思维导图”总结的知识要点，其中①、②、③内容空缺，请在下列选项中选出合理一项，补充在图中空缺部分（　　） A．①热传递 ②做功 B．②热传递 ③化学能 C．①做功 ③热量 D．①热传递 ③化学能 6．如图是“风能——太阳能”路灯电路示意图，下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．太阳能电池供电：电能→太阳能 B．风力发电机发电：电能→机械能 C．蓄电池充电：电能→化学能 D．路灯工作：电能→化学能 7．端午节，小明同学在厨房帮忙，协助父母用高压锅为家人炖煮排骨。使用高压锅进行炖煮时，气体推动高压锅排气阀跳动、旋转。与该过程的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．风力发电过程 D．物体上抛过程 8．公路上使用的“风光互补”照明系统同时安装有风力发电机和太阳能电池板，如图所示。该系统可以将风力发电机或太阳能电池板提供的电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用。下列说法正确的是（　　） A．风力发电机将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将电能转化为太阳能 C．蓄电池供电时将化学能转化为电能 D．路灯照明时将光能转化为电能 9．电风扇通电后，扇叶旋转，一段时间后，电动机的外壳温度升高，则下列有关能量转化和守恒的说法正确的是（　　） A．电能全部转化为机械能，总的能量守恒 B．电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒 C．电能全部转化为内能，总的能量守恒 D．电能转化为机械能和内能，机械能守恒 10．如图反映了一个用电器正常工作时能量流向情况，下列说法错误的是（　　） A．该图说明了能量可以发生转化 B．该图说明电能可以转化为其它能 C．该图说明用电器遵循能量守恒定律 D．该图说明用电器的效率可能为30% 11．《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。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源源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．水在输送过程中水的重力势能增加 C．转轮转速越快输水做功效率越高 D．该机械符合能量转化和守恒定律 12．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 　　 能转化为电能。温差发电 　　 （选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。 13．我国一直在研究导弹拦截系统，利用燃料助推拦截弹，燃料的化学能最终转化为拦截弹的　　 能和其与空气摩擦而产生的内能，但能量的总量 　　 （选填“变小”、“不变“、“变大”）。 14．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，汽车在刹车时由于 　　 不能马上停下来，可带动发电机将汽车的 　　 能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了 　 　 定律。 15．如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车，给汽车蓄电池充电时，　　 转化为化学能。在能量的转化和转移过程中，能的总量 　　 （选填“不断减少”“保持不变”或“不断增加”）。 16．众所周知，爱因斯坦是一位伟大的理论科学家，他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱。这种电冰箱内部有一种小型的浸入式致冷器，它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源，它的运行仅靠水龙头的压力，带动一台射水泵，从而在一个气室内产生真空，水和少量甲醇则在此处化为蒸气。管中甲醇会慢慢用完，但是这种液体不仅价格便宜，而且很容易弄到。这种冰箱在工作时，被冷却的液体内能　　 （选填“增大”、“减小”）。你认为这种不用电的冰箱　 （选填“遵守”、“不遵守”）能量守恒定律。 17．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 18．下列说法正确的是（　　） A．根据能量守恒定律，人们可制造出永动机 B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化 C．能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况 D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用 19．如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．如图甲所示，该实验说明液体扩散快慢程度与温度有关 B．如图乙所示，该实验主要说明固体分子间存在相互作用的斥力 C．如图丙所示，该实验中水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能 D．如图丁所示，该设计表明人类可以制造出永动机 20． 如图是一位“发明家”设计的一种永动机。设想“利用上水池的水使水轮发电机发电，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（一部分电能供用电器使用）。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机”。这个永动机 　　 （选填“能”或“不能”）持续运转。实际中，抽水机和发电机工作时会发热，有一部分能量转化为 　 　 能。 21．为了节能环保，有人提出如图所示的装置：通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。请你判断该设计方案是 　 　 （选填“可行”或“不可行”）的，你判断的理由：　 　 。 22．（示例）某太阳能电池工作的效率是16%．意义：该太阳能电池可以把16%的太阳能转化为电能。则下列说法正确的是（　　） A．某电动机工作的效率是83% 意义：该电动机可以把83%的机械能转化为电能 B．某锂电池充电时的效率是99% 意义：该锂电池充电时可以把99%化学能转化为电能 C．某柴油机工作的效率是35% 意义：该柴油机可以把35%的化学能转化为内能 D．某电热水器工作的效率是87% 意义：该电热水器可以把87%的电能转化为水的内能 23．探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，把100g某种固体碾碎放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热（物质在相同时间内吸收的热量相等）。根据实验数据画出的图像如图乙所示，从开始加热到实验结束的10min内消耗4g酒精，酒精的热值3.0×107J/kg，这种物质的液态比热容c＝1.5×103J/（kg•℃），下列选项错误的（　　） A．该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能 B．在AB段和BC段，该物质吸收的热量相同 C．该物质固态时的比热容为3.0×103 J/（kg•℃） D．该装置能量的转化效率为50% 24．现有两个使用同一种燃料的加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，则两加热器利用热能的效率之比是（　　） A．1：1 B．1：2 C．3：2 D．2：1 25．如图是某电风扇工作时能量转化的示意图。图中①是 　　 能，这个电风扇工B作时的效率是 　　 。 26．今年“十一”期间，爸爸开车带着容容去旅游，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.5×103kg，当该车以90km/h的速度匀速行驶时，由于受路面和天气等因素的影响，其受到的阻力为车重的6%～12%之间。汽车发动机的效率约为25%，汽油的热值约为4.5×107J/kg，g＝10N/kg。 （1）该车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，最大阻力为多少？ （2）该车以90km/h的速度匀速行驶过程中，汽车牵引力的最大功率为多少？ （3）若该车的油箱最多能装40kg的汽油，以90km/h的速度匀速行驶，最多能行驶多长距离？ 27．物理兴趣小组进行社会实践活动。小丽对一台如图1所示的便携式丁烷气炉的加热效率进行探究。（内置一瓶新的燃气，参数如表所示。 气瓶规格 品名 总质量 主要成分 热值 蓝焰 354g 丁烷 9×107J/kg （1）丁烷燃烧 　　 能转化为 　　 能。 （2）用气炉给3kg的水加热，同时绘制出了如图2所示的加热过程中水温随时间变化的图线。6分钟后，停止加热，拆下气瓶，称得气瓶质量为312g，若每分钟燃烧的丁烷气体质量相等，则 　　 分钟内（选填“0～2”、“2～4”、“4～6”）的加热效率最大，并计算此最大加热效率是多少。 28．下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息： 照射时间/h 热水器容量/L 水升高的温度/℃ 热水器平均1h接收的太阳能/J•h﹣1 水的比热容/[J•（kg•℃）﹣1] 10 100 60 5.04×106 4.2×103 请根据以上信息，求下列问题： （1）热水器中水的质量。 （2）热水器中水吸收的热量。 （3）太阳能热水器的加热效率。 29．小红一家到某基地露营时，用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到60℃，燃烧了100g木炭。已知：水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），木炭的热值q＝3.36×107J/kg。求： （1）水吸收的热量； （2）该火炉烧水的热效率。 30．小红用天然气灶加热5kg的水，水温从20℃升高到90℃，消耗了0.1m3天然气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值3.5×107J/m3。试求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）天然气灶烧水的效率是多少？ 31．如图甲是小明家用的燃气热水器，乙图是连接在热水器上的一个混水阀。若将混水阀开关调到0位置左边并抬起把手，热水器自动点火，天然气燃烧，水龙头出热水；往O点右边调出冷水，按下把手则停止出水。小明在某次使用热水器时，把热水器的出水温度设定为44℃，此时测得从B管流进的自来水和流量为2L/min，从C管流出的温度为40℃．小明检查燃气表，发现热水器工作1分钟消耗天然气0.04m3，（自来水的温度为20℃，天然气的热值是3.6×107J/m3）．请解决下列问题： （1）天然气完全燃烧时，　　 能转化为 　　 能，用热水器加热水是用 　　 方法改变水的内能。 （2）从A管流进混水阀的热水的流量为多少L/min？（计算过程中不计热损失） （3）该热水器的加热效率是多少？ 32．小娟准备测量家中燃气灶正常工作时的效率，于是关闭了其它燃气设备。在标准大气压下，将质量是4kg，初温是25℃的水加热到沸腾，她观察到燃气表的示数，使用前是210.65m3，使用后是210.77m3。[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.0×107J/m3]。求： （1）水吸收的热量。 （2）燃气灶正常工作时的效率。 学科网（北京）股份有限公司 $