【核心素养】2.5 能的转化与能量守恒（第2课时）分层练习2026-2027学年浙教版科学九年级上册

**基本信息** 本同步练通过基础-中档-提升三层设计，实现能量守恒定律及转化方向性从概念理解到综合应用的递进，适配新授课科学观念建构与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|能量守恒定律内涵、转化方向性判断|选择题（1-12题）聚焦核心概念辨析，如永动机失败原因、能量转化实例| |中档|能量转化过程分析、守恒定律应用|填空题（13-17题）结合情境（光电转换、斜面运动）考查转化路径| |提升|综合探究与实践应用|实验题（27-29题）、计算题（30题）通过焦耳实验、抽水蓄能等培养探究实践能力|

第5节 能的转化与能量守恒 第 2 课时 能量守恒定律、能的转移和转化的方向性 科学观念：理解能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的例子；了解能的转化和转移的方向性。 科学思维：初步形成用能量守恒的观点分析相关的自然现象的意识；会用能量守恒定律来描述一些生产和生活实例中反映的能量转化。 探究实践：体会生活中能量的转化与转移具有一定的方向性。 态度责任：通过学习，激发学生的学习兴趣，对物理规律有一个感性认识；知道能量在生产、生活中具有普遍意义。 1．历史上许多科学家尝试制造永动机，均以失败告终，其根本原因是（　　） A．永动机的设计原理过于复杂 B．制造永动机的材料不够先进 C．违背了能量转化与守恒定律 D．科学发展没有达到一定水平 【答案】C 【分析】能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变；考虑空气和摩擦阻力时，一部分机械能会转化为内能，机械能总和会减少。 【解答】解：由于自然界中的一切能量转化和转移都遵循能量守恒定律，所以“永动机”在工作时不会凭空产生能量，相反还会由于摩擦和空气阻力等，有一部分机械能转化为内能，因此它最终会停下来。故永动机违背了能量转化与守恒定律，故C正确，ABD错误。 故选：C。 【点评】本题通过对永动机的认识，考查了对能量转化和守恒定律的理解，属基础题。 2．下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（　　） A．“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律 B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C．发电机发电时，将机械能转化为电能 D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生 【答案】D 【分析】①判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能。 ②能量既不能凭空产生也不能凭空消失，总是由一种能量转化为另一种能量，在转化的过程中能的总量保持不变。 【解答】解：A．马在奔跑中是要消耗能量的；故“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的，故A正确； B．酒精燃烧是把化学能转化为内能，故A正确； C．发电机将机械能转化为电能，故C正确； D．能量是不能凭空产生的，此说法违背了能量守恒定律，故D错误。 故选：D。 【点评】本题考查的是我们对于能量转化现象的分析能力以及对能的守恒的理解，是一道基础题目。 3．科学课本上“食物与能量”的教学内容中，为了比较体内不同种类的有机物在呼吸作用中释放的能量多少，通过分别燃烧花生仁、大米、牛肉干来加热试管中的水，并比较水的温度变化的实验来推测三种食物所含能量的高低。下列选项与这个实验的科学原理、方法无直接关系的是（　　） A．能量转化与守恒定律 B．变量控制 C．氧化反应程度 D．光合作用 【答案】D 【分析】食物中的有机物储存着由光能转化来的化学能，这些能量在体内通过呼吸作用释放出来，转化成人体进行各项生命活动的能量，并维持人的体温。 【解答】解：A．能量守恒定律的内容是：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其它形式，或从一个物体转移到另一个物体，而能量的总量保持不变。该实验通过燃烧食物来将食物中储存的化学能转化为水的热能，就是利用了能量从一种形式向另一种形式的转化，故A不符合题意。 B．要比较不同种食物所含能量的高低，必需使食物的量相同，加热前水的温度和量相同，而要控制的是食物的种类不同，否则实验结果就没有可比性，因此该实验也牵扯到控制变量的问题，故B不符合题意。 C．食物中的有机物在体内的氧化分解是缓慢进行的，而在体外燃烧的氧化反应速度是比较剧烈的，能量的释放也是很快的，同时，不同物质的氧化反应程度也不一样，故C不符合题意。 D．光合作用是植物通过叶绿体，将水和二氧化碳在光的作用下转化为有机物和氢气，该实验与光合作用没有直接关系，故D符合题意。 故选：D。 【点评】人体内的同化作用与异化作用不间断地进行着，共同组成了人体的新陈代谢。 4．关于能源和材料，下列说法中正确的是（　　） A．提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心 B．核电站是利用核裂变释放能量进行发电的，是不加控制的 C．超导体材料可应用在电饭锅、电熨斗等电热器上 D．能量守恒定律表明自然界中可利用的能量不会减少 【答案】A 【分析】（1）节能的核心是提高能量利用中的转化效率； （2）核电站是利用核裂变释放能量进行发电的，其核反应过程是可控制的； （3）超导材料的电阻为0，电流通过超导材料不会产生热量，而电饭锅、电熨斗等电热器需要通过电流发热工作，据此分析； （4）能量的转化和转移具有方向性，可利用的能量会逐渐转化为难以利用的形式，导致可利用的能量减少。 【解答】解：A．节能的核心是提高能量利用中的转化效率，减少能量在转化过程中的损失，故A正确； B．核电站是利用核裂变释放能量进行发电的，其核反应过程是可控制的，故B错误； C．超导材料的电阻为0，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，电流通过超导材料不会产生热量，而电饭锅、电熨斗等电热器需要通过电流发热工作，所以超导材料不能应用在电饭锅、电熨斗等电热器上，故C错误； D．能量守恒定律表明自然界中能量的总量保持不变，但能量的转化和转移具有方向性，可利用的能量会逐渐转化为难以利用的形式，如转化为内能散失到环境中，导致可利用的能量减少，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查节能的核心、核电站的原理、超导材料的应用、能量守恒定律的理解等知识点，属于基础题。 5．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会由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。能源危机产生的根本原因是（　　） A．能量的转移和转化遵循守恒定律 B．人们在能量的转化或转移中利用能量 C．经转移或转化过程可利用能量增加 D．能量的转移和转化有方向性 【答案】D 【分析】能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，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另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量恒守定律。自然界的一切物质都具有能量，能量有不同的形式，它可以由一种形式转化为另一种形式，由一个系统转移到另一个系统，在转化和转移的过程中能的总数值不变。 【解答】解：因能量转化和转移有方向性，并且能量释放过程失控就会产生灾害。 所以能源危机产生的根本原因是能量的转移和转化有方向性。 故选：D。 【点评】本题主要考查的是能量转移和能量转化有方向性。 6．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　） A．任何制造永动机的设想，无论看上去多么巧妙，都是一种徒劳 B．空调机既能制热，也能制冷，说明热传递不存在方向性 C．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天 D．一个单摆来回摆动很多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒 【答案】A 【分析】能量的转化与守恒是普遍遵守的自然规律，虽然能量是守恒的，但不同的能量其可利用的品质不同，热力学第二定律告诉我们，能量的转化具有方向性 【解答】解：A、永动机违背能量守恒定律，不可能制成，故A正确； B、热传递的方向性是指在没有外界影响的前提下，空调机工作过程掺进了电流做功，显然不满足这个前提，故B错误； C、虽然自然界的能量是守恒的，但存在能量耗散，不同的能量其可利用的品质不同，能源危机不是杞人忧天，故C错误； D、单摆在来回摆动许多次后总会停下来，机械能减少，但由于摩擦等各种因素，转化为其他形式的能量，但能量是守恒的，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了对能量守恒定律和热力学第二定律的理解，大都属于理解记忆知识，对于这类问题要平时加强记忆和强化练习。 7．苏打（Na2CO3）常用于处理酸性废水。在如图所示的实验中，废盐酸与苏打在试管中反应生成气体，推动小车前进.此过程说法正确的是（　　） A．小车会向右运动 B．这过程中机械能转化为化学能 C．如果地面光滑小车将无法运动 D．用锌粒替换苏打小车也会运动 【答案】D 【分析】（1）根据力作用的相互性分析解答； （2）分析此过程中减少和增加的能量作出判断； （3）根据力是改变物体运动状态的原因，分析解答； （4）锌粒与盐酸反应会生成氢气，据此根据力作用的相互性分析解答。 【解答】解：A、废盐酸与苏打反应生成二氧化碳气体，根据力作用的相互性可知，气体向右喷出，小车会向左运动，故A错误；B、在如图所示的实验中，废盐酸与苏打在试管中反应生成气体，推动小车前进，此过程中小车获得了机械能，是由化学能转化而来的，故B错误；C、如果地面光滑，小车与地面间没有摩擦力，但气体喷出时的反冲力仍会使小车运动，故C错误；D、锌粒与盐酸反应也会生成氢气，根据力作用的相互性可知，气体喷出时小车也会运动，故D正确。故选：D。 【点评】此题通过一个化学实验考查相关的物理知识，同时涉及到化学反应，是一道跨学科题目，对学生要求较高。 8．下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是（　　） A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B．热量可以自发从高温物体传递给低温物体，却不能自发从低温物体传递到高温物体 C．动能可以和重力势能相互转化 D．机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能 【答案】B 【分析】能量可以从某一种形式转化为另一种形式，或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保持不变，能量转化具有方向性。 【解答】解： A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故A错误； B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量转移具有方向性，故B正确； C．动能可以和重力势能相互转化，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故C错误； D．机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查能量守恒定律及能量传递的方向性，能量守恒定律告诉我们能量总量是不变的，但方向性告诉我们有些有用能量会越来越少的。 9．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 【答案】D 【分析】能量即不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的。 【解答】解：A．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错误； B．能量守恒定律既适用于能量的转化过程，也适用于能量的转移过程，故B错误； C．“摩擦生热”是机械能转化为内能，并非创造了热，故C错误； D．能量守恒定律的核心内容就是：能量在转化和转移过程中，其总量始终保持不变，故D正确。 故选：D。 【点评】本题主要考查了对能量守恒定律的理解，要注意对不同说法的判断，难度不大。 10．如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。当上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列分析正确的是（　　） A．水的机械能始终保持不变 B．水的重力势能增大，动能减小 C．水冲击水轮机时，水的一部分动能转移为水轮机的动能 D．水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能 【答案】C 【分析】影响动能大小的因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大； 影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大； 机械能是动能与势能的和。 水轮机发电时，将机械能转化为电能。 【解答】解：A、水轮机带动发电机发电时，水的机械能转化为电能，水的机械能减少，故A错误； B、水经水轮机流到下游的过程中，水的高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，故B错误； C、水冲击水轮机时，水的一部分动能转移为水轮机的动能，故C正确； D、水轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，故D错误。 故选：C。 【点评】本题主要考查了对水轮机发电过程中能量转化和转移的认识，属基础题，难度不大。 11．下列说法中错误的是（　　） A．能量守恒定律只适用于物体内能的变化 B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律 C．能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器 D．任何一种形式的能在转化为其他形式能的过程中，消耗多少某种形式的能，就能得到多少其他形式的能，而能的总量是保持不变的 【答案】A 【分析】自然界中存在不同形式的能量，各种不同的能量可以相互转化，同种能量也可在不同物体间进行转移，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 【解答】解：A、自然界中存在不同形式的能量，在一定条件下各种不同形式的能量间可以相互转化，相同形式的能量可以相互转移，故A错误； B、只要有能量的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律，故B正确； C、能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器，故C错误； D、任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变，故D正确。 故选：A。 【点评】知道并理解能量的转化和守恒定律的内容是解决该题的关键。 12．如图所示的摆设，正常运行时，小轮在支架上来回滚动，每次到达的最大高度相同，小明发现摆设上有一电源，关掉电源后，小轮逐渐停下来（　　） A．小轮滚动过程中没有力对其做功 B．正常运行时，小轮的速度一直不变 C．断电后小轮会停下，说明能量守恒定律不一定成立 D．正常运行时，小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能 【答案】D 【分析】（1）小轮滚动时受到重力和摩擦阻力的作用，这两个力都对小轮做功，只要找到有力对小轮做功即可排除选项。 （2）小轮在最低点是速度最大，在最高点时速度为零，整个过程中速度是不停变化的。 （3）自然界能量是守恒的。 （4）不通电时小轮逐渐停下来说明机械能转化为内能，通电时小轮能达到相同高度，说明电能来补给损耗的机械能。 【解答】解： A、小轮滚动过程中受到竖直向下的重力，小轮也在竖直方向上移动了距离，所以重力对小轮做功，并且小轮受到摩擦力的作用，摩擦力也对小轮做了功，故A说法错误。 B、在正常运行时小轮到达两端最高点时速度为零，在最低点时速度最大，速度不停的变化，故B说法错误。 C、在任何时候能量守恒定律都是成立的，故C说法错误。 D、关掉电源后，小轮逐渐停下来，是因为小轮受到摩擦力的作用，小轮的机械能转化为内能，机械能逐渐减小；当通电时小轮能运动到相同高度，说明电能转化为机械能，即在小轮运行时需要消耗电能，故D说法正确。 故选：D。 【点评】因为有阻力作用，小轮如果没有电源控制的情况下只能越滚高度越低，小轮能滚到相同的高度，说明一定有其它形式的能转化而来的。 13．如图是小嘉制作的“能的转化与守恒”概念图（部分），请完成以下问题。 （1）请你在概念图中填入合适的内容①　机械能　 ②　做功　 。 （2）当人沿竹竿下滑时，人的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使手和竹竿的温度升高，但相反的过程不会自发地发生。这是因为能量的转化具有 　方向性　 。 【答案】（1）机械能；做功；（2）方向性 【分析】（1）根据机械能的定义解答。根据能量转化的形式解答。 （2）根据能量转化和转移的方向性解答。 【解答】解：（1）动能、势能统称为机械能，故①为机械能。能量通过做功的形式进行相互转化，故②为做功。 （2）当人沿竹竿下滑时，人的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使手和竹竿的温度升高，但相反的过程不会自发地发生。这是因为能量的转化具有方向性。 故答案为：（1）机械能；做功；（2）方向性。 【点评】本题考查了能量的转化和转移的方向性，属于基础题。 14．同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计）。 （1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 　不变　 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （2）小球能到达最高点的高度h1　大于　 h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】（1）不变；（2）大于。 【分析】（1）机械能＝动能+势能。弹性势能、动能、重力势能之间是可以相互转化的； （2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以抛出时具有的动能相同，不考虑空气阻力，根据机械能守恒定律分析解答。 【解答】解：（1）小球在沿斜面上升的过程中，不考虑空气的阻力没有摩擦，机械能是守恒的，即小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量不变； （2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能Ek相同，无论小球沿什么方向抛出，不考虑空气阻力，小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零，即动能全部转化为重力势能，重力势能大，高度高；而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度，即动能只有一部分转化为重力势能，重力势能小，因此上升高度小一些，故h1大于h2。 故答案为：（1）不变；（2）大于。 【点评】此题考查了机械能的转化，是一道较容易的题目。 15．如图所示，科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力由压缩空气膨胀推动活塞做功提供。光电转换器实际就是把 　太阳　 能转换成 　电　 能，能量转化过程中，能的总量 　保持不变　 （选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 【答案】太阳；电；保持不变。 【分析】（1）直接利用太阳能的方式有两种：一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能。 （2）能量既不能产生也不能消失，它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体，能量的总量不变。 【解答】解：车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它是把太阳能转化为电能的装置。 能量既不能产生也不能消失，它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体，能量的总量保持不变。 故答案为：太阳；电；保持不变。 【点评】此题主要考查的是人们对太阳能利用的认识，充分体现了物理来源于生活，又服务于社会的新课程理念。 16．喝水鸟是一款玩具，其结构如图。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。 （1）给头部滴水的目的是利用水蒸发　吸热　 （选填“吸热”或“放热”）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　液化　 （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　内　 能，转化为鸟的机械能。 【答案】（1）吸热；（2）液化；（3）内。 【分析】（1）物质由液态变为气态的过程叫做汽化，汽化吸热； （2）气体遇冷由气态转化为液态，属于液化； （3）根据“饮水鸟”的工作过程分析能量变化。 【解答】解：（1）给头部滴水，水汽化时会吸收热量，使得使头部温度下降，气压降低。 （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，是因为水分蒸发吸收热能，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空气的内能转化而来。 故答案为：（1）吸热；（2）液化；（3）内。 【点评】本题考查了物态变化及其吸放热情况、能量的转化，属于物理知识在生活中的应用。 17．如图所示，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止开始自由落下，沿光滑轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球由A点运动到O点的过程中，小球的重力势能是 　减小　 的（填“增大”“不变”或“减小”），小球在B点的机械能 　等于　 在A点的机械能（填“大于”“等于”或“小于”），小球离开B点后的运动轨迹应该是图中的 　c　 曲线。 【答案】减小；等于；c。 【分析】（1）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析。 （2）小球在整个过程中机械能守恒，结合惯性的知识及机械能守恒定律进行分析。 【解答】解：小球由A点运动到O点的过程中，小球的质量不变，高度减小，所以重力势能是减小； 不计空气阻力，小球的机械能守恒，所以小球在B点的机械能等于在A点的机械能； 根据题意，小球从A点由静止滑下，所以小球的机械能等于A点时的重力势能，整个过程中，机械能守恒，a的最高点超过了A点的高度，这是不可能的；故a错误； b点的最高点与A点的高度相同，而在最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b图线的机械能大于A点的机械能，故b错误； c图线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，故c正确； 小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，故d错误。 故答案为：减小；等于；c。 【点评】本题考查了对机械能守恒定律及惯性知识的应用，关键能够根据现象判断不同情况下机械能的大小关系。 18．假日里小肖和爸爸从浙江前往西藏布达拉宫，他发现到达高山上时包里的薯片呈现如图所示的“高反”——薯片包装袋变得鼓鼓囊囊，下列说法中正确的是（　　） A．袋里的气体对外做功，内能减少了 B．袋里的气体从外界吸热，内能增加了 C．从浙江到达布达拉宫后，薯片的重力势能变小了 D．高山上温度低一些，所以整个过程中能量不守恒 【答案】A 【分析】（1）物体对外界做功，内能减小；外界对物体做功，内能增大； （2）重力势能大小与质量和高度有关； （3）根据能量转化和守恒定律判断。 【解答】解：AB、根据题意可知，薯片包装袋膨胀的过程，其实是里面的气体对袋子做功的过程，将内能转化为机械能，则内能减小，不是从外界吸热，故A正确、B错误； C、从浙江到达布达拉宫后，薯片的质量不变，高度增大，则重力势能增大，故C错误； D、整个过程遵守能量守恒定律，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查能量转化，以及能量守恒的有关知识，难度不大。 19．如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【分析】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，损失的机械能较多，弹起的高度变低较多，同理分析水泥地的能的变化。 【解答】解：从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小。故B正确，ACD错误； 故选：B。 【点评】本题考查机械能的转化，属于基础题。 20．如图是小徽学了能量守恒后设计的一个小蒸汽轮机，下列说法不正确的是（　　） A．能量在转化的过程中总量越来越少 B．酒精在燃烧的过程中，是将化学能转化为内能 C．能量的转化和转移都是有方向的 D．轮子的转动说明永动机是不可以实现的 【答案】A 【分析】能量守恒定律的内容是：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其它形式，或从一个物体转移到另一个物体，而能量的总量保持不变。 燃料燃烧时的能量转化是化学能转化为内能。 自然界中能量是守恒的，但消耗的能源产生的能量不能充分利用，以其它能量的形式损失掉，能量在转化中具有方向性。 【解答】解：A．轮子转动的机械能是由蒸气的内能转化而来的，根据能量守恒定律可知，能量在转化和转移过程中总量保持不变，故A错误； B．酒精在燃烧的过程中，是将化学能转化为内能，故B正确； C．能量的转化或转移都是有方向的，我们都是在能量转化或转移过程中利用能量，故C正确； D．永动机违反了能量守恒定律，是不可能实现的，故D正确。 故选：A。 【点评】此题考查能量守恒定律、能量转移转化的方向性，属于基础知识考查，难度不大。 21．如图是某科技馆的一台“永动机”。由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原。关于该“永动机”的说法正确的是（　　） A．科技发展制造出了永动机 B．转动会使水温升得更高 C．水的内能转化为转轮的机械能 D．永动机遵守能量守恒定律 【答案】C 【分析】（1）永动机不遵守能量守恒定律，所以不可能制造出永动机； （2）叶片吸收热量，水内能减小，温度降低，水的内能转化为转轮的机械能。 【解答】解：AD、永动机不遵守能量守恒定律，所以不可能制造出永动机，故A错误，D正确； BC、合金制成的叶片进入热水后，水放出热量，叶片吸收热量，水内能减小，温度降低，水的内能转化为转轮的机械能，故B错误，C正确。 故选：C。 【点评】本题考查热传递和永动机，难度不大。 22．如图是一种“磁悬浮电灯”，由灯泡和底座两部分组成。灯泡悬浮在空中，内部虽没有电池，也没有导线与其相连，但它却能发光。关于“磁悬浮电灯”的说法中，正确的是（　　） A．“磁悬浮电灯”发光，不需要消耗能量 B．“磁悬浮电灯”是高科技产品，不必遵守能量守恒定律 C．“磁悬浮电灯”不掉下来，是因为它受到的磁力大于重力 D．“磁悬浮电灯”发光所需要的能量一定需要通过某种方式获取 【答案】D 【分析】（1）从能量守恒定律的角度可判断磁悬浮电灯一定消耗能量，且一定通过某种方式获取能量； （2）在平衡力的作用下，物体保持静止或匀速直线运动状态； 【解答】解：AB、根据能量守恒定律知“磁悬浮电灯”发光，得到了光能，肯定是通过某种方式获取了其他形式的能量，故AB错误； C、灯泡在竖直方向受到两个力的作用：重力和磁力，并且保持静止状态，说明这两个力是一对平衡力，大小相等，故C错误； D、由能量守恒定律可知，能量不会凭空产生，因此，“磁悬浮电灯”发光所需要的能量一定需要通过某种方式获取，故D正确。 故选：D。 【点评】此题考查的是我们对能量守恒定律的理解和对平衡状态的判断，属基础题，难度不大。 23．下列关于能量转化和守恒的说法或理解，正确的是（　　） A．自然界中能量的形式是多种多样的，所有形式的能量全部都能被人类利用 B．根据能量转化和守恒定律，不同能量可以相互转化，无需担心地球能量不足 C．原子核能所释放的能量称为核能；可控制地进行核反应的装置称为核反应堆 D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来再作为车行驶的动力 【答案】C 【分析】能量既不会消灭也不会创生，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移的过程中，能的总量保持不变。结合具体的实例可逐一做出判断。 【解答】解：A、自然界中能量的形式是多种多样的，但并不是所有形式的能量都能被人类利用，故A错误； B、虽然自然界中能量是守恒的，不同能量可以相互转化，但能量的转化具有方向性，很多能量一旦消耗，将无法被人类所利用，故B错误； C、原子核能所释放的能量称为核能，可控制地进行核反应的装置称为核反应堆，故C正确； D、汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能无法收集起来再作为车行驶的动力，故D错误。 故选：C。 【点评】本题主要考查了对能量转化和守恒观点的理解与辨别，以及对能量转化形式的了解，属基础知识的考查。 24．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，说明在此过程中能量不守恒 B．在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．小球运动到相同的高度，具有相同的动能 D．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 【答案】D 【分析】（1）物体由于运动而具有的能叫做动能，影响动能大小的因素是质量和速度；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响重力势能大小的因素是质量和高度，机械能包括动能和势能；在一定条件下，不同形式的能量之间可以相互转化，但总量保持不变； （2）小球克服摩擦做功，使部分机械能转化为内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变。 【解答】解：AB、小球质量不变，运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小；小球速度越来越慢，说明动能越来越小；机械能等于动能和势能的总和，则小球的机械能减少；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，能量的总量是不变的，故AB错误； C、小球运动到相同的高度，质量不变，速度不同，动能不同，重力势能相同，故C错误； D、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，故D正确。 故选：D。 【点评】本题掌握动能、重力势能的影响因素，以及机械能的变化，难度不大。 25．如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至P点，使细线处于拉直状态，然后由静止开始释放，小球经M、N至右侧最高点Q。下列分析正确的是（　　） A．小球从P点到M点的过程中运动状态不变 B．小球从M点到N点的过程中机械能保持不变 C．小球到达Q点时，将返回N点，这是因为小球有惯性 D．若小球到达Q点时细线断开，小球将竖直下落 【答案】D 【分析】（1）物体处于静止或匀速直线运动状态时，运动状态不变； （2）根据小球上升的高度分析机械能的变化； （3）物体有保持原来运动状态不变的形状叫做惯性，对小球受力分析，判定小球运动的原因； （4）重力的方向是竖直向下的。 【解答】解： A、小球从P点到M点的过程中，运动的方向、运动的速度都发生了变化，所以运动状态改变，故A错误； B、由图可知，P点的高度大于Q点的高度，这说明小球在运动的过程中，机械能逐渐变小，所以机械能是不守恒的，故B错误； C、小球到达Q点时，小球受到竖直向下的重力、沿绳子方向向上的拉力，这两个力不是平衡力，小球在这两个力的合力的作用下返回N点，与小球的惯性无关，故C错误； D、若小球到达Q点时的速度为0，细线断开，小球在竖直向下的重力的作用下竖直下落，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了重力的方向、力与运动的关系、机械能的守恒，难度不大。 26．1964年人类制成世界上第一盏用海浪发电的航标灯，如图所示是它的气室示意图．它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，然后推动涡轮机转动（带动发电机发电）。下列说法正确的是（　　） A．当K1开启，K2开启时，空气的内能转化为涡轮机的机械能 B．当K1关闭，K2开启时，海水的机械能转化为空气的内能 C．当K1开启，K2关闭时，空气的内能转化为海水的机械能 D．当K1开启，K2关闭时，空气的内能转化为涡轮机的机械能 【答案】D 【分析】当压缩气体做功时，机械能转化为内能；当压缩气体对外做功时，内能转化为机械能。结合图中装置的工作过程可做出判断。 【解答】解：A、当K1开启，K2开启时，空气一边进，一边出，海水既不上升也不下降，没有能量的转化，故A错误； B、当K1关闭，K2开启时，海水下降，气室体积增大，内部气体的压强减小，将空气“吸入”气室，没有能量的转化，故B错误； CD、当K1开启，K2关闭时，海水上升，气室体积减小，内部气体的压强增大，压缩后将空气推入工作室，空气的内能转化为涡轮机的机械能，故C错误，D正确。 故选：D。 【点评】了解装置的结构，知道其工作原理，再结合其工作过程，对能量的转化做出判断，是解答的关键。 27．能量转化和守恒定律是许多科学家长期探索建立的，是科学史上的重大发现。 材料一：1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度：1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。 材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。 （1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合？　C　 。 A.笛卡尔 B.莱布尼兹 C.达朗贝尔 （2）如图甲所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增加。为了研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律，小科根据焦耳的实验装置，设计了图乙所示装置来进行实验。重物A在下落1m的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热，使容器中0.4kg的水温度升高了0.2℃则水的内能增加　336　 J。[重物A的质量及每次下落高度保持不变，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （3）日常生活中，下列现象属于内能转化为机械能的是　B　 。 A.冬天用热水袋取暖 B.烧水时壶盖被顶起 C.钻木取火 D.电灯发出光和热 【答案】（1）C；（2）336；（3）B。 【分析】（1）功等于力与力的方向上通过的距离的乘积，公式为：W＝Fs。 （2）根据Q＝cmΔt算出水增加的内能。 （3）做功和热传递都可以改变物体的内能，做功是能量的转化，热传递是能量的转移，对物体做功可以使机械能转化为内能。 【解答】解：（1）功是力和力的方向上通过的距离的乘积，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度，所以科学家达朗贝尔的观点与“功”概念相符合，故选C。 （2）水增加的内能为：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.4kg×0.2℃＝336J。 （3）A．冬天用热水袋取暖，这是热水的内能转移给人体，属于热传递，故A不符合题意； B．烧水时壶盖被顶起，是水蒸气对壶盖做功，将内能转化为机械能，故B符合题意； C．钻木取火时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．电灯发出光和热是将电能转化为光能和内能，故D不符合题意。 故选：B。 故答案为：（1）C；（2）336；（3）B。 【点评】分析材料中提供的重要信息，知道做功和热传递改变内能的实质，具有严谨的科学态度，可解答此题。 28．自然界中与物体冷热程度有关的现象称为热现象。18到19世纪，随着人们对热现象的认识不断深入，最终促进了能量守恒定律的提出。 ①1770年，英国科学家普利斯特里提出“热质说”，认为热是一种没有重量、没有体积、存在于一切物体中的特殊物质，热质无法产生或消灭，只会从温度高的物体流向温度低的物体。 ②1799年，英国科学家戴维进行如下实验：让两块冰在真空中摩擦，保持周围的温度低于实验设备和冰块的温度，结果冰块熔化为水。该实验驳斥了“热质说”。 ③1840年，德国医生迈尔从生理学角度对能量进行了研究，萌发了所有形式的能量都可以相互转化并且是守恒的想法。 ④1847年，德国科学家亥姆霍兹把能量的概念推广到各个领域，他对能量守恒定律作出了清晰且具有 说服力的论述，从而使能量转化和守恒定律被人们广泛接受。 （1）戴维实验中冰块熔化为水是因为 　冰块在摩擦过程中产热，冰温度达到熔点后继续吸热，所以冰块能熔化成水　 。 （2）亥姆霍兹提出永动机是不可能制成的，你认为他的理由是 　内能在转化为机械能的过程中要生热，所以永动机违反了能量转化和守恒定律，所以亥姆霍兹认为永动机是不可能制成的；　 。 （3）分析上述科学史料，判断下列观点正确的是 　BCE　 。（可多选） A.实验是人们认识自然现象的唯一方法 B.人们对事物的认识受到具体实践水平的限制 C.能量转化和守恒定律是众多科学家集体智慧的结晶 D.人们对事物的认识总是经历一个先错误后正确的历程 E.客观事物的复杂性决定了其本质的展现需要一个过程 【答案】（1）冰块在摩擦过程中产热，冰温度达到熔点后继续吸热，所以冰块能熔化成水； （2）内能在转化为机械能的过程中要生热，所以永动机违反了能量转化和守恒定律，所以亥姆霍兹认为永动机是不可能制成的； （3）BCE 【分析】（1）做功能改变物体的内能； （2）内能在转化为机械能的过程中要生热； （3）根据人类认识世界的进程分析； 【解答】解： （1）冰块在摩擦过程中机械能转化为内能，冰温度达到熔点后继续吸热，所以冰块能熔化成水； （2）内能在转化为机械能的过程中要生热，所以永动机违反了能量转化和守恒定律，所以亥姆霍兹认为永动机是不可能制成的； （3）A、实验和推理是人们认识自然现象的方法，故A错误； B、从以上科学家不断探索的过程中证明人们对事物的认识受到具体实践水平的限制，故B正确； C、从以上科学家不断探索的过程中证明能量转化和守恒定律是众多科学家集体智慧的结晶，故C正确； D、1799年，英国科学家戴维进行如下实验证明了人们对事物的认识不一定要经过一个先错误后正确的历程，故D错误； E、客观事物的复杂性决定了其本质的展现需要一个过程，故E正确。 故答案为（1）冰块在摩擦过程中产热，冰温度达到熔点后继续吸热，所以冰块能融化成水； （2）内能在转化为机械能的过程中要生热，所以永动机违反了能量转化和守恒定律，所以亥姆霍兹认为永动机是不可能制成的； （3）BCE 【点评】本题是信息给予题，考查能量守恒定律的相关知识。 29．“能量守恒”是普遍认可的科学知识。小明同学设计了如图所示的电路，验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是守恒的。为了寻找适合用于验证能量守恒的最佳电阻值，小明进行了如下探究。实验中电源电压不变，装置气密性良好。 【实验步骤】 ①将阻值为1Ω的电阻丝接入电路，如图连接并安装好装置； ②在内筒中加入初温为t0的适量水m克，并盖紧盖子； ③闭合开关，将滑动变阻器滑片移动至适当位置后，记录此时电流表示数为2A； ④加热过程中不断上下缓慢移动搅拌器，当温度升高了10℃时，记录？； ⑤多次更换不同阻值的电热丝并控制电流不变，重复实验并记录相关数据。 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 电流值（A） 2 2 2 2 2 2 2 2 电阻丝阻值（Ω） 1 2 3 4 5 6 7 8 加热时间（秒） 819 394 221 156 123 101 83 72 电热丝消耗电能与水吸收热量之比 1.56 1.50 1.26 1.19 1.17 1.15 1.11 1.10 根据上述信息请回答： （1）上下移动搅拌器的目的是　使水受热均匀　 。 （2）请将步骤中“？”处的内容补充完整：　加热时间　 。 （3）当电阻丝阻值从1Ω更换至2Ω重复实验时，滑动变阻器的滑片应向　左　 （填“左”或“右”）移动。 （4）分析表中数据发现，电阻丝阻值不断变大时，电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1，原因是　随着电阻丝阻值不断增大，电阻丝产生的热量增多，在相同的实验条件下，热量散失占总热量的比例相对减小，水吸收的热量相对更接近电阻丝产生的热量，即电阻丝消耗的电能，所以电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1。　 。 【答案】（1）使水受热均匀；（2）加热时间；（3）左；（4）随着电阻丝阻值不断增大，电阻丝产生的热量增多，在相同的实验条件下，热量散失占总热量的比例相对减小，水吸收的热量相对更接近电阻丝产生的热量，即电阻丝消耗的电能，所以电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1。 【分析】（1）上下移动搅拌器的目的是使水受热均匀； （2）要验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是否守恒，需要知道电阻丝消耗电能，根据Q＝I2Rt分析回答； （3）要验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是否守恒，需要控制电流不变，根据欧姆定律分析回答； （4）根据电热丝产生的热量多少与散失热量的快慢分析回答。 【解答】解：（1）在加热过程中，电阻丝周围的水会先受热，如果不搅拌，会导致水的温度不均匀，影响对水吸收热量的准确测量，因此上下移动搅拌器的目的是使水受热均匀； （2）要验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是否守恒，需要知道电阻丝消耗电能，根据Q＝I2Rt可知，需要知道电阻丝消耗电能的时间t，才能计算出电阻丝消耗的电能，因此步骤④应该补充为：记录加热时间； （3）要验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是否守恒，需要控制电流不变，根据I可知，总电阻应保持不变；当电阻丝电阻从1Ω更换至2Ω重复实验时，滑动变阻器接入电路的电阻应减小，所以滑动变阻器滑片要向左滑动； （4）根据Q＝I2Rt可知，在电流和时间相同的情况下，电阻越大，电阻丝产生的热量就越多；当电阻丝阻值较小时，电阻丝产生的热量有较多部分会散失到周围环境中，比如加热装置的散热等，导致水吸收的热量相对较少，所以电热丝消耗的电能与水吸收热量之比大于1；随着电阻丝阻值不断增大，电阻丝产生的热量增多，在相同的实验条件下，热量散失占总热量的比例相对减小，水吸收的热量相对更接近电阻丝产生的热量，即电阻丝消耗的电能，所以电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1。 故答案为：（1）使水受热均匀；（2）加热时间；（3）左；（4）随着电阻丝阻值不断增大，电阻丝产生的热量增多，在相同的实验条件下，热量散失占总热量的比例相对减小，水吸收的热量相对更接近电阻丝产生的热量，即电阻丝消耗的电能，所以电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1。 【点评】本题考查了焦耳定律的应用和能量守恒定律，属于探究型实验综合题。 30．抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩的电能，通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来，然后待用电高峰期再释放上水库中的水，冲击水电站中的水轮发电机组发电，输送回电网，工作原理示意图如图所示。我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站，上水库容量为4.5×107m3，上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400m高度，冲击水轮发电机组发电，可获得1.44×1014J的电能。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的　重力势　 能，在需要的时候再通过发电机组转化为　电　 能，输送回电网。 （2）水轮发电机组的发电效率为多少？ 【答案】（1）重力势；电； （2）水轮发电机组的发电效率为80%。 【分析】（1）抽水蓄能发电站发电时，水库的水放下来推动水轮机发电，水的重力势能转化成动能，推动发电机发电，又把机械能转化成电能。 （2）利用密度公式求出水的质量，然后利用W＝Gh＝mgh求出总功，再利用η100%计算水轮发电机组的发电效率。 【解答】解：（1）抽水蓄能时，将过剩的电能转化为水的重力势能，在需要的时候再通过发电机组转化为电能，输送回电网。 （2）水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×4.5×107m3＝4.5×1010kg， 总功：W总＝Gh＝mgh＝4.5×1010kg×10N/kg×400m＝1.8×1014J， 水轮发电机组的发电效率为：η100%100%＝80%。 答：（1）重力势；电； （2）水轮发电机组的发电效率为80%。 【点评】此题考查能量的转化和转移、能量利用效率的计算等，分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5节 能的转化与能量守恒 第 2 课时 能量守恒定律、能的转移和转化的方向性 科学观念：理解能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的例子；了解能的转化和转移的方向性。 科学思维：初步形成用能量守恒的观点分析相关的自然现象的意识；会用能量守恒定律来描述一些生产和生活实例中反映的能量转化。 探究实践：体会生活中能量的转化与转移具有一定的方向性。 态度责任：通过学习，激发学生的学习兴趣，对物理规律有一个感性认识；知道能量在生产、生活中具有普遍意义。 1．历史上许多科学家尝试制造永动机，均以失败告终，其根本原因是（　　） A．永动机的设计原理过于复杂 B．制造永动机的材料不够先进 C．违背了能量转化与守恒定律 D．科学发展没有达到一定水平 2．下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（　　） A．“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律 B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C．发电机发电时，将机械能转化为电能 D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生 3．科学课本上“食物与能量”的教学内容中，为了比较体内不同种类的有机物在呼吸作用中释放的能量多少，通过分别燃烧花生仁、大米、牛肉干来加热试管中的水，并比较水的温度变化的实验来推测三种食物所含能量的高低。下列选项与这个实验的科学原理、方法无直接关系的是（　　） A．能量转化与守恒定律 B．变量控制 C．氧化反应程度 D．光合作用 4．关于能源和材料，下列说法中正确的是（　　） A．提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心 B．核电站是利用核裂变释放能量进行发电的，是不加控制的 C．超导体材料可应用在电饭锅、电熨斗等电热器上 D．能量守恒定律表明自然界中可利用的能量不会减少 5．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会由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。能源危机产生的根本原因是（　　） A．能量的转移和转化遵循守恒定律 B．人们在能量的转化或转移中利用能量 C．经转移或转化过程可利用能量增加 D．能量的转移和转化有方向性 6．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　） A．任何制造永动机的设想，无论看上去多么巧妙，都是一种徒劳 B．空调机既能制热，也能制冷，说明热传递不存在方向性 C．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天 D．一个单摆来回摆动很多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒 7．苏打（Na2CO3）常用于处理酸性废水。在如图所示的实验中，废盐酸与苏打在试管中反应生成气体，推动小车前进.此过程说法正确的是（　　） A．小车会向右运动 B．这过程中机械能转化为化学能 C．如果地面光滑小车将无法运动 D．用锌粒替换苏打小车也会运动 8．下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是（　　） A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B．热量可以自发从高温物体传递给低温物体，却不能自发从低温物体传递到高温物体 C．动能可以和重力势能相互转化 D．机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能 9．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 10．如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。当上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列分析正确的是（　　） A．水的机械能始终保持不变 B．水的重力势能增大，动能减小 C．水冲击水轮机时，水的一部分动能转移为水轮机的动能 D．水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能 11．下列说法中错误的是（　　） A．能量守恒定律只适用于物体内能的变化 B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律 C．能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器 D．任何一种形式的能在转化为其他形式能的过程中，消耗多少某种形式的能，就能得到多少其他形式的能，而能的总量是保持不变的 12．如图所示的摆设，正常运行时，小轮在支架上来回滚动，每次到达的最大高度相同，小明发现摆设上有一电源，关掉电源后，小轮逐渐停下来（　　） A．小轮滚动过程中没有力对其做功 B．正常运行时，小轮的速度一直不变 C．断电后小轮会停下，说明能量守恒定律不一定成立 D．正常运行时，小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能 13．如图是小嘉制作的“能的转化与守恒”概念图（部分），请完成以下问题。 （1）请你在概念图中填入合适的内容①　 　；②　 　。 （2）当人沿竹竿下滑时，人的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使手和竹竿的温度升高，但相反的过程不会自发地发生。这是因为能量的转化具有　 　。 14．同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计）。 （1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （2）小球能到达最高点的高度h1　 　h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （第14题图） （第15题图） 15．如图所示，科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力由压缩空气膨胀推动活塞做功提供。光电转换器实际就是把　 　能转换成　 　能，能量转化过程中，能的总量　 　（选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 16．喝水鸟是一款玩具，其结构如图。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。 （1）给头部滴水的目的是利用水蒸发　 　（选填“吸热”或“放热”）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。 （第16题图） （第17题图） 17．如图所示，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止开始自由落下，沿光滑轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球由A点运动到O点的过程中，小球的重力势能是　 　的（填“增大”“不变”或“减小”），小球在B点的机械能　 　在A点的机械能（填“大于”“等于”或“小于”），小球离开B点后的运动轨迹应该是图中的　 　曲线。 18．假日里小肖和爸爸从浙江前往西藏布达拉宫，他发现到达高山上时包里的薯片呈现如图所示的“高反”——薯片包装袋变得鼓鼓囊囊，下列说法中正确的是（　　） A．袋里的气体对外做功，内能减少了 B．袋里的气体从外界吸热，内能增加了 C．从浙江到达布达拉宫后，薯片的重力势能变小了 D．高山上温度低一些，所以整个过程中能量不守恒 19．如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（　　） A． B． C． D． 20．如图是小徽学了能量守恒后设计的一个小蒸汽轮机，下列说法不正确的是（　　） A．能量在转化的过程中总量越来越少 B．酒精在燃烧的过程中，是将化学能转化为内能 C．能量的转化和转移都是有方向的 D．轮子的转动说明永动机是不可以实现的 21．如图是某科技馆的一台“永动机”。由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原。关于该“永动机”的说法正确的是（　　） A．科技发展制造出了永动机 B．转动会使水温升得更高 C．水的内能转化为转轮的机械能 D．永动机遵守能量守恒定律 22．如图是一种“磁悬浮电灯”，由灯泡和底座两部分组成。灯泡悬浮在空中，内部虽没有电池，也没有导线与其相连，但它却能发光。关于“磁悬浮电灯”的说法中，正确的是（　　） A．“磁悬浮电灯”发光，不需要消耗能量 B．“磁悬浮电灯”是高科技产品，不必遵守能量守恒定律 C．“磁悬浮电灯”不掉下来，是因为它受到的磁力大于重力 D．“磁悬浮电灯”发光所需要的能量一定需要通过某种方式获取 23．下列关于能量转化和守恒的说法或理解，正确的是（　　） A．自然界中能量的形式是多种多样的，所有形式的能量全部都能被人类利用 B．根据能量转化和守恒定律，不同能量可以相互转化，无需担心地球能量不足 C．原子核能所释放的能量称为核能；可控制地进行核反应的装置称为核反应堆 D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来再作为车行驶的动力 24．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，说明在此过程中能量不守恒 B．在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．小球运动到相同的高度，具有相同的动能 D．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 25．如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至P点，使细线处于拉直状态，然后由静止开始释放，小球经M、N至右侧最高点Q。下列分析正确的是（　　） A．小球从P点到M点的过程中运动状态不变 B．小球从M点到N点的过程中机械能保持不变 C．小球到达Q点时，将返回N点，这是因为小球有惯性 D．若小球到达Q点时细线断开，小球将竖直下落 26．1964年人类制成世界上第一盏用海浪发电的航标灯，如图所示是它的气室示意图．它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，然后推动涡轮机转动（带动发电机发电）。下列说法正确的是（　　） A．当K1开启，K2开启时，空气的内能转化为涡轮机的机械能 B．当K1关闭，K2开启时，海水的机械能转化为空气的内能 C．当K1开启，K2关闭时，空气的内能转化为海水的机械能 D．当K1开启，K2关闭时，空气的内能转化为涡轮机的机械能 27．能量转化和守恒定律是许多科学家长期探索建立的，是科学史上的重大发现。 材料一：1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度：1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。 材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。 （1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合？　 　。 A.笛卡尔 B.莱布尼兹 C.达朗贝尔 （2）如图甲所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增加。为了研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律，小科根据焦耳的实验装置，设计了图乙所示装置来进行实验。重物A在下落1m的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热，使容器中0.4kg的水温度升高了0.2℃则水的内能增加　 　J。[重物A的质量及每次下落高度保持不变，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （3）日常生活中，下列现象属于内能转化为机械能的是　 　。 A.冬天用热水袋取暖 B.烧水时壶盖被顶起 C.钻木取火 D.电灯发出光和热 28．自然界中与物体冷热程度有关的现象称为热现象。18到19世纪，随着人们对热现象的认识不断深入，最终促进了能量守恒定律的提出。 ①1770年，英国科学家普利斯特里提出“热质说”，认为热是一种没有重量、没有体积、存在于一切物体中的特殊物质，热质无法产生或消灭，只会从温度高的物体流向温度低的物体。 ②1799年，英国科学家戴维进行如下实验：让两块冰在真空中摩擦，保持周围的温度低于实验设备和冰块的温度，结果冰块熔化为水。该实验驳斥了“热质说”。 ③1840年，德国医生迈尔从生理学角度对能量进行了研究，萌发了所有形式的能量都可以相互转化并且是守恒的想法。 ④1847年，德国科学家亥姆霍兹把能量的概念推广到各个领域，他对能量守恒定律作出了清晰且具有说服力的论述，从而使能量转化和守恒定律被人们广泛接受。 （1）戴维实验中冰块熔化为水是因为　 　。 （2）亥姆霍兹提出永动机是不可能制成的，你认为他的理由是　 　。 （3）分析上述科学史料，判断下列观点正确的是　 　。（可多选）A.实验是人们认识自然现象的唯一方法 B.人们对事物的认识受到具体实践水平的限制 C.能量转化和守恒定律是众多科学家集体智慧的结晶 D.人们对事物的认识总是经历一个先错误后正确的历程 E.客观事物的复杂性决定了其本质的展现需要一个过程 29．“能量守恒”是普遍认可的科学知识。小明同学设计了如图所示的电路，验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是守恒的。为了寻找适合用于验证能量守恒的最佳电阻值，小明进行了如下探究。实验中电源电压不变，装置气密性良好。 【实验步骤】 ①将阻值为1Ω的电阻丝接入电路，如图连接并安装好装置； ②在内筒中加入初温为t0的适量水m克，并盖紧盖子； ③闭合开关，将滑动变阻器滑片移动至适当位置后，记录此时电流表示数为2A； ④加热过程中不断上下缓慢移动搅拌器，当温度升高了10℃时，记录； ⑤多次更换不同阻值的电热丝并控制电流不变，重复实验并记录相关数据。 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 电流值（A） 2 2 2 2 2 2 2 2 电阻丝阻值（Ω） 1 2 3 4 5 6 7 8 加热时间（秒） 819 394 221 156 123 101 83 72 电热丝消耗电能与水吸收热量之比 1.56 1.50 1.26 1.19 1.17 1.15 1.11 1.10 （1）上下移动搅拌器的目的是　 　。 （2）请将步骤中“？”处的内容补充完整：　 　 。 （3）当电阻丝阻值从1Ω更换至2Ω重复实验时，滑动变阻器的滑片应向　 　（填“左”或“右”）移动。 （4）分析表中数据发现，电阻丝阻值不断变大时，电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1，原因是　 　。 30．抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩的电能，通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来，然后待用电高峰期再释放上水库中的水，冲击水电站中的水轮发电机组发电，输送回电网，工作原理示意图如图所示。我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站，上水库容量为4.5×107m3，上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400m高度，冲击水轮发电机组发电，可获得1.44×1014J的电能。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的　 　能，在需要的时候再通过发电机组转化为　 　能，输送回电网。 （2）水轮发电机组的发电效率为多少？ www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $