11.1 能量守恒定律 同步練習(xí)

第十一章物理學(xué)與能源技術(shù)1能量守恒定律基礎(chǔ)過關(guān)全練知識(shí)點(diǎn)1形形色色的能量1.出行是人們工作、生活必不可少的環(huán)節(jié)，出行的工具多種多樣，使用的能源也不盡相同。自行車、電動(dòng)自行車和燃油汽車所消耗能量的類型分別是()①生物質(zhì)能②核能③電能④太陽能⑤化學(xué)能A.①③⑤ B.①④⑤ C.①②③ D.①③④知識(shí)點(diǎn)2不同形式能量的相互轉(zhuǎn)化2.勞動(dòng)節(jié)，小明在家?guī)兔ψ黾覄?wù)。他觀察到的下列現(xiàn)象中，能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是()A.洗衣機(jī)甩干衣服時(shí)，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B.液化氣燃燒時(shí)，其化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.電飯鍋在煮飯時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.用砂輪磨刀時(shí)，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能3.(2023吉林德惠一模)工人使用沖擊鉆工作時(shí)，鉆頭在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下不斷地沖擊墻壁，打出圓孔，如圖所示。在這個(gè)過程中的主要能量轉(zhuǎn)化是()A.機(jī)械能→電能→內(nèi)能 B.機(jī)械能→內(nèi)能→電能C.電能→內(nèi)能→機(jī)械能 D.電能→機(jī)械能→內(nèi)能4.(2023云南昆明八中模擬)全球最大的混合式抽水蓄能項(xiàng)目——四川省雅礱江兩河口混合式抽水蓄能項(xiàng)目已正式開工建設(shè)。抽水蓄能電站在用電低谷期用電能將水抽至上游水庫，在用電高峰期再放水至下游水庫發(fā)電的水電站，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法，正確的是()A.抽水時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為水的動(dòng)能B.發(fā)電時(shí)水的勢(shì)能最終轉(zhuǎn)化為電能C.抽水蓄能水電站選址時(shí)不需要考慮水量的問題D.水輪機(jī)的效率可以達(dá)到100%5.如圖是“神舟十一號(hào)”飛船搭乘“長(zhǎng)征二號(hào)”F遙十一運(yùn)載火箭發(fā)射升空時(shí)的壯觀情景?；鸺龂姎獍l(fā)動(dòng)機(jī)自帶燃料和氧化劑，所帶的燃料的熱值很(選填“大”或“小”)，燃燒時(shí)將燃料的能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾哪埽俎D(zhuǎn)化為火箭和飛船的能。自帶氧化劑是因?yàn)榇髿鈱油馐堑摹?/p>

知識(shí)點(diǎn)3能量守恒定律6.(2023安徽北師大蚌埠附中期末)如圖是小球在地面彈跳的頻閃照片，下列說法中正確的是()A.小球彈起的高度越來越小，說明在此過程中能量不守恒B.根據(jù)能量守恒定律，在此過程中小球的機(jī)械能總量是保持不變的C.在小球的運(yùn)動(dòng)過程中是通過做功的方式使內(nèi)能增加的D.小球和地面之間發(fā)生撞擊，所以小球的熱量會(huì)增加7.(2023黑龍江克東期末)“天宮課堂”已成為我國(guó)空間站的優(yōu)秀科普活動(dòng)。2022年3月23日，王亞平在第二次太空授課液橋演示實(shí)驗(yàn)中(如圖甲)，將兩塊透明板上的水球接觸后形成液橋，從分子角度而言，這是因?yàn)榉肿娱g存在。2022年10月12日進(jìn)行的太空授課中，陳冬將工具T字扳手在空中旋轉(zhuǎn)后，扳手時(shí)而頭朝下，時(shí)而頭朝上，翻轉(zhuǎn)不停(如圖乙)，這個(gè)現(xiàn)象中“會(huì)翻身的扳手”(選填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。

8.(2023山東濟(jì)南歷城二模)如圖所示是小朋友玩摔炮的情景。摔炮與地面發(fā)生碰撞時(shí)，通過的方式使它的內(nèi)能增大，導(dǎo)致火藥爆炸。爆炸時(shí)火藥的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，爆炸過程(選填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。知識(shí)點(diǎn)4永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的9.(2023河南新鄭期末)冬天曬太陽感覺暖和，這是能量的；搓手感覺暖和，這是能量的。不可能造出永動(dòng)機(jī)的原因是它違背了。10.(2023江蘇鹽城鹽都一模)如圖是十三世紀(jì)法國(guó)亨內(nèi)考設(shè)計(jì)的“魔輪”。輪子邊緣上通過可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸鏈等距安裝了12個(gè)相同的活動(dòng)短桿，桿端分別套上相同的重球。他認(rèn)為由于右側(cè)重球距離軸較遠(yuǎn)，即重力的較大，轉(zhuǎn)輪會(huì)沿(選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)方向越轉(zhuǎn)越快，根據(jù)，無需精確測(cè)量就能判定他的這一設(shè)想是不可能實(shí)現(xiàn)的。11.(2023河南唐河二模)現(xiàn)代電動(dòng)汽車為了節(jié)能，都安裝了能量回收裝置，在汽車剎車時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，為汽車提供后續(xù)運(yùn)動(dòng)的能量。有人認(rèn)為，只要不斷改進(jìn)，這種汽車就可以一邊行駛，一邊發(fā)電，永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。你認(rèn)為此觀點(diǎn)是，理由是。

能力提升全練12.(2021山東東營(yíng)中考)5月15日，天問一號(hào)著陸巡視器成功著陸于火星，這標(biāo)志著我國(guó)首臺(tái)火星車“祝融號(hào)”開啟探索之旅。下列表述與實(shí)際不相符的是()A.火星車表面鋪設(shè)“納米氣凝膠”板，是利用了該材料密度極小、導(dǎo)熱性極差的屬性B.火星車上安裝的“蝴蝶型”太陽能帆板可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能C.著陸器在臨近火星表面懸停時(shí)，它受到的力一定是平衡力D.著陸器下降至著陸點(diǎn)的過程中，動(dòng)能變大，重力勢(shì)能變小，機(jī)械能變小13.(2023安徽長(zhǎng)豐一檢)下列說法正確的是()A.溫度越高的物體含有的熱量越多B.搓手取暖是通過做功的方式改變了手的內(nèi)能C.人們對(duì)太陽能的開發(fā)和利用，說明能量可以憑空產(chǎn)生D.火箭升空時(shí)，其勢(shì)能和動(dòng)能都增大，能量守恒定律不適用14.(2023江蘇揚(yáng)州中考)請(qǐng)補(bǔ)全下面知識(shí)結(jié)構(gòu)圖。15.(2023遼寧本溪期中)如圖，這是班里的“智多星”小明同學(xué)制作的一款由形狀記憶合金、5根輕桿、轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)軸、熱水設(shè)計(jì)而成的裝置，他設(shè)想輕推轉(zhuǎn)輪后，進(jìn)入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)；離開熱水，葉片形狀迅速恢復(fù)。由此轉(zhuǎn)輪便可以永不停息地自主轉(zhuǎn)動(dòng)下去。你認(rèn)為這個(gè)設(shè)想(選填“能”或“不能”)實(shí)現(xiàn)，判斷的依據(jù)是定律。

16.(2023廣西北海期末)用兩塊銅片、熱電偶、電動(dòng)機(jī)(帶風(fēng)扇)組成一個(gè)電路，銅片1插在90℃熱水中，銅片2放在空氣中，如圖所示，半分鐘左右風(fēng)扇發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象。溫差發(fā)電的實(shí)質(zhì)是能轉(zhuǎn)化為能。利用這套裝置，最終熱水的內(nèi)能(選填“能”或“不能”)全部轉(zhuǎn)化成風(fēng)扇的機(jī)械能。溫差發(fā)電(選填“遵守”或“不遵守”)能量守恒定律。

素養(yǎng)探究全練17.空氣能熱水器，又稱“熱泵”，其工作原理如圖所示，工作過程中液態(tài)媒質(zhì)在蒸發(fā)器里迅速變成氣態(tài)，然后經(jīng)過壓縮機(jī)將其壓縮成高溫高壓的氣體，最后在冷凝器中重新變成液態(tài)，達(dá)到給水箱中的水加熱的目的?！澳苄П取笔呛饬繜岜眯阅艿闹匾笜?biāo)，它是指加熱過程中水吸收的熱量與消耗電能的比值。如表為某種型號(hào)“空氣能熱水器”的部分參數(shù)，該熱水器在正常工作時(shí)，進(jìn)水溫度為20℃，出水溫度為50℃，每小時(shí)可出熱水100L。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]型號(hào)AS2-01出水溫度(℃)50額定功率(W)1000額定電壓(V)220出水量(L/h)100(1)熱泵工作后，水箱中的水溫度升高，這是通過(選填“做功”或“熱傳遞”)的方式增加水的內(nèi)能；

(2)熱泵在正常工作時(shí)，會(huì)使周圍的空氣溫度(選填“升高”或“降低”)，正常工作1小時(shí)，熱泵消耗的電能為J；

(3)該熱泵正常工作1小時(shí)，流經(jīng)冷凝器中的水吸收的熱量為J，能效比為；

(4)熱泵在正常工作過程中，水吸收的熱量大于熱泵消耗的電能，這個(gè)過程是否違背能量守恒定律：(選填“是”或“否”)。

第十一章物理學(xué)與能源技術(shù)1能量守恒定律答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)全練1.A自行車的動(dòng)力來自騎車者本身，消耗的是人的生物質(zhì)能；電動(dòng)自行車的電動(dòng)機(jī)工作時(shí)需要消耗電能；燃油汽車消耗燃油的化學(xué)能來獲得動(dòng)力。故A正確。2.C洗衣機(jī)甩干衣服時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；液化氣燃燒時(shí)，其化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；用砂輪磨刀時(shí)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。3.D沖擊鉆工作的過程中，電流做功，鉆頭在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；同時(shí)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈還會(huì)發(fā)熱，一部分電能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；鉆頭在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下不斷地沖擊墻壁打出圓孔的過程中，鉆頭受到摩擦力的作用，克服摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；所以沖擊鉆在工作的過程中有電能和機(jī)械能、內(nèi)能的轉(zhuǎn)化。故D正確。4.B抽水蓄能時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能儲(chǔ)存起來；發(fā)電時(shí)可以將水的重力勢(shì)能重新轉(zhuǎn)化為電能，在能量的轉(zhuǎn)化過程中，有能量的散失，電能不會(huì)全部轉(zhuǎn)化為水的動(dòng)能，A錯(cuò)誤，B正確；抽水蓄能水電站主要是靠水能來發(fā)電，只有在保證有充足的水量以及蘊(yùn)含的水能發(fā)電時(shí)可達(dá)到一定的效率才能使發(fā)電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)，C錯(cuò)誤；水輪機(jī)工作過程中需要克服摩擦力做功，所以其效率不可能達(dá)到100%，D錯(cuò)誤。5.大化學(xué)內(nèi)機(jī)械真空解析運(yùn)載火箭采用的燃料熱值很大，燃燒時(shí)可釋放出更多的熱量；火箭升空過程的能量轉(zhuǎn)化為燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭和飛船的機(jī)械能。大氣層外是真空的，而燃料燃燒需要氧氣，因此要自帶氧化劑。6.C小球運(yùn)動(dòng)過程中彈起的最高點(diǎn)越來越低，說明最高點(diǎn)的重力勢(shì)能越來越小，同時(shí)落地時(shí)的速度越來越慢，也就是落地時(shí)的動(dòng)能越來越小，所以小球的機(jī)械能減少；機(jī)械能減少的原因是克服與空氣摩擦做功，與地面撞擊做功，將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，但能量的總量是守恒的，故A、B錯(cuò)誤，C正確；小球和地面之間發(fā)生撞擊，所以小球的內(nèi)能會(huì)增加，熱量是一個(gè)過程量，不能說“熱量增加”，D錯(cuò)誤。7.引力遵循解析將兩塊透明板上的水球接觸后形成液橋，這是因?yàn)榉肿又g存在著相互作用的引力；所有能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程，都遵守能量守恒定律，“會(huì)翻身的扳手”在運(yùn)動(dòng)的過程中，遵循能量守恒定律。8.做功化學(xué)遵循解析摔炮與地面發(fā)生碰撞時(shí)，地面對(duì)摔炮做功，使摔炮內(nèi)能增加，溫度升高，導(dǎo)致火藥爆炸。爆炸時(shí)火藥的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，爆炸過程遵循能量守恒定律。9.轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化能量守恒定律解析冬天曬太陽感覺暖和，這是能量的轉(zhuǎn)移，是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能；搓手感覺暖和，這是能量的轉(zhuǎn)化，是通過做功改變物體的內(nèi)能；機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生熱，熱向四周擴(kuò)散，成為無用的能量；如不補(bǔ)給能量，任何運(yùn)動(dòng)著的機(jī)器都會(huì)停下來，因此，不可能造出永動(dòng)機(jī)的原因是它違背了能量守恒定律。10.力臂順時(shí)針能量守恒定律解析右側(cè)重球離軸較遠(yuǎn)，即對(duì)應(yīng)的力臂較大，左側(cè)重球離軸較近，對(duì)應(yīng)的力臂較小，而球的重力相等，即左側(cè)球的重力與力臂的乘積比右側(cè)球的重力與力臂的乘積小，那么轉(zhuǎn)輪會(huì)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。魔輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，存在能量損失，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律，魔輪在無外力作用時(shí)，不會(huì)越轉(zhuǎn)越快。11.錯(cuò)誤的能量在轉(zhuǎn)化的過程中，一部分能量對(duì)外做功，一部分能量散失，能量的總量不變，但可利用的能量減少，因此不可能永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去解析在汽車剎車時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為蓄電池的化學(xué)能儲(chǔ)存起來。由于在能量的轉(zhuǎn)化過程中，有能量的散失，所以汽車不能永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，這種觀念違背了能量守恒定律。能力提升全練12.D利用密度極小、導(dǎo)熱性極差的材料，能減小火星車的質(zhì)量，當(dāng)外界溫度過高或過低時(shí)，使火星車維持一個(gè)適宜的溫度；太陽能帆板可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；火星車懸停時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒有發(fā)生改變，故其受到平衡力作用；下降過程中，著陸器質(zhì)量不變，速度變小，則動(dòng)能變小，同時(shí)高度降低，則重力勢(shì)能變小，故機(jī)械能變小。故選D。13.B熱量是指熱傳遞過程中，物體傳遞能量的多少，是一個(gè)過程量，不能說“含有”“具有”，A錯(cuò)誤；搓手取暖，克服摩擦做功，是通過做功的方式使手的內(nèi)能增加，B正確；人們對(duì)太陽能的開發(fā)和利用，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能、內(nèi)能等其他形式的能量，不能說明能量可以憑空產(chǎn)生，C錯(cuò)誤；火箭升空時(shí)，其勢(shì)能和動(dòng)能都增大，是由燃料燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來的，這一過程能量守恒定律同樣適用，D錯(cuò)誤。14.(1)轉(zhuǎn)移(2)做功(3)彈性勢(shì)能解析(1)熱傳遞的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移。(2)做功的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化。(3)動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，包括動(dòng)能和重力勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化，以及動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化。15.不能能量守恒解析由于能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有方向性，如果不給它提供熱水，消耗部分內(nèi)能后(或者熱水變成了冷水)，它也就不轉(zhuǎn)了，因此永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律。16.內(nèi)電不能遵守解析電路中有電流產(chǎn)生，對(duì)應(yīng)的電能是由熱水的部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化來的，即溫差發(fā)電的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能；利用這套裝置，熱水的內(nèi)能除了轉(zhuǎn)化成風(fēng)扇的機(jī)械能外，還有一部分能量散失掉了，所以最終熱水的內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化成風(fēng)扇的機(jī)械能；能量守恒定律是自然界中普遍存在的規(guī)律，任何能量的轉(zhuǎn)化都遵守能量守恒定律。素養(yǎng)探究全練17.(1)熱傳遞(2)降低3.6×106(3)1