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能量的转化和守恒
一、选择题
1．木块从粗糙的斜面顶端匀速下滑到底端的过程中（ ）
A．木块的重力势能全部转化为动能
B．木块的动能增加，重力势能减小
C．木块有一部分机械能转化为内能
D．木块的机械能全部转化为内能
答案：C
解析：解答本题注意“匀速”“下滑”这两个条件，既然是匀速，则动能保持不变，而下滑又说明势能在减小，减小的势能没有转化为动能，由能量守恒定律可知，减小的能量一定转化为其他形式的能了，转化为什么能了呢？由于斜面是粗糙的，木块与斜面摩擦生热，重力势能转化为内能。所以是一部分机械能转化为内能，而不是全部。
2．某物体对外做功，消耗了100J的机械能，如果未发生能量转移，那么这些机械能转化为其他形式的能量是（ ）
A．50J B．100J C．0J D．无法确定
答案：B
解析：由能量转化守恒定律可知，能量在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。消耗了100J的机械能，转化为其他形式的能量也是100J，不可能是其他的数值。
3．用打桩机打桩，打桩锤从3m高处自由落下时，锤与桩因冲击力作用，表面温度升高，这说明（ ）
A．机械能守恒 B．动能守恒
C．势能守恒 D．能量守恒
答案：D
解析：打桩锤自由下落过程中，重力势能转化为动能，锤与桩撞击时，动能转化为锤与桩的内能，所以在整个过程中，机械能发生了变化，但总能量是守恒的。所以选D。
4．下面关于能量的说法中，正确的是（ ）
A．用砂轮磨刀是由内能转化为动能
B．陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能
C．壶中的水沸腾时壶盖不停地跳动，是水的势能转化为壶盖的动能
D．用打气筒给轮胎打气，打气筒发热，是机械能转化为内能
答案：D
解析：本题实际上考查了做功改变物体内能的实质，即内能和其他形式的能的相互转化。砂轮磨刀时，克服摩擦力做功，是机械能转化为内能，选项A错误。陨石进入大气层，克服摩擦力做功，消耗机械能，内能增大，温度升高，发光发热，选项B错误。壶中的水沸腾时产生大量的水蒸气，水蒸气膨胀推动壶盖做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，选项C错误。用打气筒给轮胎打气，压缩气体做功，机械能转化为内能，选项D正确。
5．在一个密封隔热的小房间里，放着一台开着门的电冰箱，给电冰箱通电，忽略电热的影响，过一段时间后，房间的温度将（ ）
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
答案：C
解析：电冰箱的作用就是将热量从电冰箱里面搬运到外面，使冰箱里面内能减小，温度降低，但同时，外面的温度将升高。由能量守恒定律可得：冰箱里面内能减少的量，与外面内能增加的量是相等的，这样，在电冰箱门口，将不断地发生热传递，而房间内总的内能不变，所以，温度将保持不变。
6．火箭在大气层里加速上升的过程中（ ）
A．机械能减少，内能增加 B．机械能增加，内能减少
C．机械能与内能都增加 D．机械能不变，内能增加
答案：C[来源:学
解析：火箭由于加速上升，速度增大，火箭的动能增大，上升过程中高度增加，重力势能也增大，因此机械能也增大；火箭在大气层中上升，要克服摩擦力做功，内能要增加，所以选项C正确。选项A、B、D错误。本题容易错选A，错误的原因是认为火箭在大气层中上升，要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，而没有考虑到火箭加速上升，动能和重力势能都要增加，解答本题的关键是明确机械能的大小跟哪些因素有关。
7．下列能量的转化中，属于机械能转化为内能的是（ ）
A．点燃爆竹，爆竹腾空而起 B．汽车紧急刹车，轮胎发热
C．给生石灰加水，温度升高 D．给电炉通电，电炉发热
答案：B
解析：本题的关键是弄清在各种能量的转化过程中前后能量的形式。点燃爆竹，爆竹腾空而起，是火药的化学能转化为内能，内能又转化为机械能；汽车紧急刹车，是轮胎与地面摩擦生热，机械能转化为内能；给生石灰加水，发生化学变化，属于化学能转化为内能；给电炉通电，电炉发热，是电能转化为内能。
二、填空题
8．从能量的角度分析如图1所示的滚摆和单摆往复运动的情况，它们共同表明_____________________。
图1
答案：动能和重力势能之间可以相互转化
解析：滚摆和单摆向下运动时，重力势能转化为动能，向上运动时，动能转化为重力势能，它们可以反复上下运动，共同表明：动能和重力势能之间可以相互转化。认识到这一点，可以让学生从能量的角度分析自然界中各种现象之间的相互联系。
9．把一个薄壁金属管固定在桌上，里面放一些酒精，用塞子塞紧，拿一根绳子在管外绕几圈，并迅速地来回拉动绳子，过一会儿，你会看到塞子跳了起来，如图2所示。从能量的角度分析，这个现象表明_________________________。
图2
答案：内能和机械能之间可以相互转化（和转移）
解析：绳子与金属管摩擦生热，机械能转化为内能；高温筒壁对酒精加热，这是能量的转移；高温酒精蒸气推动塞子做功，使塞子跳起，内能转化为机械能。所以在整个过程中，存在着内能和机械能之间的相互转化，也存在着能量的转移。能答出“内能和机械能之间可以相互转化”即可。
10．能量既不会凭空___________，也不会凭空___________，它只会从一种形式___________为其他形式，或者从一个物体___________到另一个物体，而在___________和___________的过程中，能量的总量保持___________。这就是能量守恒定律。
答案：消灭 产生 转化 转移 转化 转移 不变
解析：能量守恒定律是整个中学物理的的重点内容，通过此题的练习让学生掌握能量守恒定律中的关键词语，并进一步理解此定律。
11．通信卫星板状的两翼是太阳电池板，它的作用是把_____能转化为_____能，供卫星使用。
答案：太阳 电
解析：通信卫星的太阳能电池板是通过能量转化，为通信卫星提供能量的装置。所以它的作用是把太阳能转化为电能。
12．在下列现象中，能量是怎样转化的？
（1）用锯锯木头，过一会锯条变热了；______________________
（2）木材燃烧，发光发热；_________________________________
（3）植物进行光合作用；_________________________________
（4）电动机通电后转动起来；_________________________________
（5）核电站发电；_________________________________
（6）蓄电池放电；_________________________________
（7）对蓄电池充电。_________________________________
答案：（1）机械能转化为内能；（2）化学能转化为内能和光能；（3）光能转化为化学能；（4）电能转化为机械能；（5）核能转化为电能；（6）化学能转化为电能；（7）电能转化为化学能。
解析：能量的转化是非常普遍的，各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化。正确区分转化前后能量的存在形式，理解转化过程，即可判断能量是怎样转化的。
13．请阅读下面的介绍，回答相关问题。
焦耳是一位伟大的物理学家，他成功地发现了焦耳定律，测出了热功当量。但他在探索科学真理的道路上，也走过弯路。年轻的时候，焦耳也和许多人一样设想能制作出一种“永动机”──不需要给它提供任何动力（即不消耗任何能源）就能自动工作起来的机械装置。他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计、制作，但没有一次是成功的。接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样“执迷不悟”，而是反思原来的设想，重新确定新的探究课题。经过不懈地努力，他终于在新的研究领域中取得了成功，发现了科学真理。
（1）“永动机”制造一直失败的原因是它违背了______________________。
（2）你从焦耳科学探究的历程中得到的启示是 ______________________。
答案：（1）能量守恒定律
（2）科学探究要善于思考，认清方向，经常反思，不懈努力
解析：解决此类问题，首先要静下心来读题，先粗读，知道题目叙述的概况；后精读，分析有关题目的内容和特征。然后提取相关信息，排除干扰因素，弄清物理情景、物理过程，建立物理模型，找出物理规律。最后应用所学知识解答题目。
14．某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率。他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水时锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低。
（1）请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施。
（2）要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？
答案：（1）锅炉效率低的原因：
①锅炉冒出大量的黑烟，说明煤燃烧不完全；
②锅炉周围的温度很高，说明锅炉向周围散失的热量太多。
（2）改进措施：尽量使燃料燃烧充分；利用烟气携带的热量对其他的水进行预加热，综合利用内能。
解析：在当今的低耗、高效的形式下，锅炉效率低是社会关注的焦点问题。在本题中，师生通过共同调查研究，发现了锅炉效率低的主要原因表现症状：经常冒出大量的黑烟；锅炉周围的温度很高。针对这两种表现，通过分析，揭示其效率低的原因：燃烧问题和散热问题。发现问题，分析问题，如何解决问题呢？烟气带走热量，是普遍存在的问题，让同学们提出解决方案，渗透、融合了情感态度价值观的教育，可谓是一箭双雕。
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