初中科学浙教版(2024)九年级上册第3章 能量的转化与守恒第8节 能量的转化与守恒课后练习题
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一、选择题
1.(2022·浙江舟山中考真题)白鹤滩水电站装机容量位列全球第二,年平均发电量达624亿千瓦时,这些能量来自大坝拦截的水所具有的( )
A.机械能B.内能C.化学能D.电能
2.(浙江金华中考真题)下列现象所反映的科学原理正确的是( )
A.踢出去的足球继续飞行,说明足球受到惯性力的作用
B.从冰箱冷冻室取食物时手常被食物粘住,说明水遇冷会凝固
C.从树上掉下的苹果越落越快,说明动能会转化为势能
D.长时间行驶的汽车轮胎发热,说明通过热传递能改变轮胎的内能
3.(2023·浙江一模)2023年3月31日,我国在海泉卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭成功将遥感三十四号04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。下列说法错误的是( )
A.喷出气体对火箭的作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对相互作用力
B.火箭在加速上升过程中仍然具有惯性
C.以发射架为参照物,运载火箭是运动的
D.火箭上升过程中,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
4.(2023·浙江模拟)如右图,小球在A点由静止释放后向右侧摆动,B点是小球摆动的最低点,C点是小球摆到右侧的最高点,且A、C两点到B点的竖直距离hA>hC,下列说法中不正确的是( )
A.B点时,小球受力不平衡 B.A到B的过程中,重力对小球做功,拉力没有做功
C.小球的动能和重力势能可以相互转化 D.在A到C的过程中,有部分机械能转化为化学能
5.(2021·浙江金华·校联考模拟预测)2019年1月11日,我国西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将“中星2D”卫星发射升空,卫星进入预定轨道。“中星2D”卫星是我国最新研制的通信广播卫星,可为全国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。下列说法正确的是( )
A.高温下,火箭头上的涂层熔化放热 B.“中星2D”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能
C.“中星2D”离地球越远时动能越大 D.“中星2D”离地球越远受地球的引力越小,因此质量也变小
6.(2021·浙江温州模拟)下列有关能量转化和守恒的说法正确的是( )
A.用电器通电工作时,将其他形式的能转化为电能
B.氢氧化钠与盐酸反应是放热反应,该反应将内能转化为化学能
C.植物光合作用合成有机物,说明能量可以创生
D.“既要马儿跑,又要马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律
7.如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和②为楔块,③和④为垫块,楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦,在列车刹车时车厢间会相互挤压,缓冲器中的弹簧都被压缩。此过程中( )
A.缓冲器的机械能守恒 B.克服摩擦做功消耗机械能
C.垫块的动能全部转化成内能 D.弹簧的弹性势能全部转化为动能
8.(2021·浙江绍兴模拟)如图,铜质圆环从条形磁铁的正上方由静止开始下落。在此过程中,下列分析不正确的是( )
A.铜环在下落过程中部分机械能转化为电能 B.铜环落到桌面停止时其温度可能升高
C.铜环在下落过程中铜环的重力是做功的 D.铜环在下落过程中的机械能是守恒的
9.如图所示,是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花.花盆表面的太阳能电板在光照下,产生电流驱动电动机,使小花左右摆动.下列有关该小花摆动过程中能量转化的描述正确的是( )
A.叶片将光能转化为化学能进行储存
B.电流驱动电动机过程,电流做的功大于小花摆动的机械能
C.太阳能电板将太阳能转化为化学能再转化为电能
D.小花左右摆动过程中,机械能守恒
10.2021年5月15日我国自主研制的天问一号火星探测器成功登陆火星,已知火星表面引力约为地球表面引力的38%,其空气密度约为地球海平面空气密度的1%。下列关于探测器的描述正确的是( )
A.进入火星大气层后,探测器下降过程中其表面与大气层摩擦,机械能转化为其它形式的能
B.探测器为了找到最佳着陆点,着陆前在火星上空有短暂悬停时间,此时没有发生能量的转化
C.探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,动能逐渐增大
D.探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,重力势能逐渐增大
11.物质具有能量。能量有各种形式,并且各种形式的能量可以相互转化。三峡大坝水力发电时,其能量形式的转化是( )
A.形变的能转化为动能B.水流动能转化为电能
C.太阳能转化为电能D.风的动能转化为电能
12.下列关于能量转化的说法,正确的是( )
A.风力发电将空气的内能转化为电能 B.拉开的弹弓将石子弹出的过程,弹性势能增大
C.“神舟十一号”返回舱在减速着陆过程中机械能减小 D.水平路面上疾驰的汽车将重力势能转化为动能
13.下列说法中错误的是( )
A.可见光具有能,不可见光不具有能 B.声音也具有能量
C.空中飞行的飞机具有机械能 D.太阳能电池充电时将太阳能转化为电能
14.(2022·浙江宁波期末)小科自制了一个“电池秋千”,如图所示,他用铜线圈做一个秋千,线圈下方放一块永久磁铁,线圈通电后,轻推线圈,线圈就能不停地摆动。下列有关叙述正确的是( )
A.该电池秋千的工作原理和电动机类似 B.电池秋千摆动过程中机械能转化为电能
C.电池秋千摆动到最低点时动能为零 D.改变磁体的两极可以使电池秋千摆动得更快
15.(2022·浙江绍兴期末)如图所示是一款环保灯——重力灯,将18kg的重物挂在绳端,重物距地面2m高,松手后在0.5h时间内匀速下落着地,重物下落时拉动绳子带动发电机转动,使3只规格均为“1.5V 0.05W”的小灯泡正常发光,则下列说法正确的是( )
A.每次下落0.5h产生的电能为90J
B.每次下落过程中发电机输出电能为360J
C.本重力灯机械能转化为电能的效率为75%
D.本设计实现了无需消耗其他外界能量就能获得源源不断电能的目标
16.(2022·浙江衢州期末)关于下列装置工作时发生能量转化的说法中,正确的是( )
A.干电池将电能转化为化学能 B.汽油机将内能转化为电能
C.电动机将电能转化为机械能 D.发电机将电能转化为内能
17.电瓶车车载蓄电池在充电过程中的能量转化是( )
A.电能转化为化学能 B.化学能转化为电能 C.电能转化为热能D.热能转化为电能
18.如图所示,是一种新型“风光互补”景观节能灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板。关于该节能灯的设计解释合理的是( )
A.太阳能电池板可将太阳能转化为电能 B.小风扇是用来给太阳能电池板散热的
C.小风扇是风力发电机,将电能转化为机械能 D.蓄电池在夜晚放电时,将电能转化为化学能
19.关于能量的转移和转化,下列判断正确的是( )
A.热量可以从低温物体转移到高温物体 B.能量转移和转化没有方向性
C.电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用 D.汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
20.(2022·浙江宁波期末)2020年12月17日,探月工程“嫦娥五号”返回器成功着陆,标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。这次返回任务采用了高速再入轨道技术。如返回轨道图所示,返回器以“打水漂”的方式返回,避免了返回器由于速度过快存在燃烧殆尽的风险。以下有关返回器分析不正确的是( )
A.返回过程中,返回器始终机械能守恒
B.反弹过程中,返回器的动能部分转换为势能
C.返回过程中,返回器要克服摩擦力做功产生热能
D.刚进入大气层时,返回器的动能第二次比第一次小
21.(2021·浙江绍兴期末)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
22.能量是科学中极其重要的一个基本概念,关于这个概念的说法全部正确的是( )
①做功可以引起能量改变,根据做功的多少可以衡量能量变化的多少
②热传递可以引起能量的变化,根据吸收或放出的热量的多少可以衡量能量的变化量
③能量的形式多种多样,不同形式的能量间可以无条件地相互转化
④不同的物体之间,能量可以无条件地随意转移
⑤电路中通过电流时,能量发生了转化,电源消耗的能量等于各部分电路中获得的总能量
A.③④⑤B.①②⑤C.②④⑤D.①③⑤
23.能量的转化是自然界普遍的现象,下列关于能量转化的分析不正确的是( )
A.化学能→电能B.电能→机械能C.光能→化学能D.机械能→内能
24.党的十九大提出要建设交通强国,高铁引领世界也是中国梦的一部分。电力动车组一般靠电力机车提供动力,列车到站前停止供电,电动机线圈随车轮转动,带动发电机发电,这个过程车速从200km/h减到90km/h,在90km/h以下才进行机械刹车,下列说法正确的是( )
A.列车刹车后难以立刻停下来是因为受到了惯性的作用
B.机械刹车过程是机械能转化为内能
C.列车进站时车体附近空气流速大压强大,人靠太近会被推向列车
D.减速发电过程中是应用通电导体在磁场中受力的原理
25.下列说法中错误的是( )
A.用声波能粉碎人体内的“石头”,说明声音具有能量
B.光使周围变得明亮,变得温暖,说明光具有能量
C.空气的流动形成风,可驱动风力发电机产生电能,说明运动的物体具有能量
D.植物的光合作用是把光能转化为动能
二、填空题
26.(2023·浙江一模)某品牌电动车在我国电车行业处于领先地位,如图所示是该品牌某款电车,该车提供能量的装置为磷酸铁锂电池,当它给电动机供电时,电动机将驱动车轮行驶。
(1)传统汽车的发动机多为汽油机。汽油机的四个冲程中提供动力的是 冲程;
(2)为了能够提高电车的续航,电动汽车会添加能量回收装置,即在踩刹车或者下坡时,回收多余能量并为电池充电。此时的能量转换形式为 →电能→化学能。
27.(2023·浙江绍兴二模)2020年12月,嫦娥五号探测器从月球上采样并顺利返回地球。
(1)300千克的返回器携带2千克月壤飞离月球时,若在3000N的推力作用下,沿力的方向飞行了15000米,则该过程中推力做功 J;
(2)如图为返回器的两种返回技术,设计师采用“跳跃式返回”,与“直接进入返回”相比,返回器着陆时的速度更小,请从能量的转化角度分析其原因: ;嫦娥五号抵达月球时却不能采用“跳跃式返回”,其原因是 。
28.如图所示,弹簧一端与小车相连,另一端固定在左侧的墙壁上,小车放在粗糙的水平木板上,小车位于A点时弹簧恰好为自然长度,用力压缩弹簧使小车到达B点;松手后,小车由位置B运动至位置C,在位置C时速度为零,则小车从位置B运动至位置C的过程中,速度达到最大的位置在 (选填“A点”,“A点的左侧”或“A点的右侧”),弹簧的弹性势能变化情况是 (选填“减小”“先减少后增大”“先增大后减小”或“增大”);小车从位置A运动到C的过程中,能量转化的情况为 。
浙教版九年级上册第三章第八节
能量的转化与守恒
【同步练习-解析】
一、选择题
1.(2022·浙江舟山中考真题)白鹤滩水电站装机容量位列全球第二,年平均发电量达624亿千瓦时,这些能量来自大坝拦截的水所具有的( )
A.机械能B.内能C.化学能D.电能
【答案】A
【解析】水电站是通过水的机械能转化为电能,因此这些能量来自大坝拦截的水所具有的机械能。
故选A。
2.(浙江金华中考真题)下列现象所反映的科学原理正确的是( )
A.踢出去的足球继续飞行,说明足球受到惯性力的作用
B.从冰箱冷冻室取食物时手常被食物粘住,说明水遇冷会凝固
C.从树上掉下的苹果越落越快,说明动能会转化为势能
D.长时间行驶的汽车轮胎发热,说明通过热传递能改变轮胎的内能
【答案】B
【解析】A.踢出去的足球继续飞行,说明足球由于惯性,惯性不是力的作用,故A错误;
B. 物质从液态变为固态的现象称为凝固,从冰箱冷冻室取食物时手常被食物粘住,说明水遇冷会凝固;故B正确;
C. 苹果从树上自由落下时,由于受到重力作用,速度越来越大,苹果的质量不变,动能不断增大。高度不断减小,苹果的重力势能不断减小,重力势能转化为动能,故C错误。
D.长时间行驶的汽车轮胎发热,说明通过做功改变轮胎的内能,故D错误。
3.(2023·浙江一模)2023年3月31日,我国在海泉卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭成功将遥感三十四号04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。下列说法错误的是( )
A.喷出气体对火箭的作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对相互作用力
B.火箭在加速上升过程中仍然具有惯性
C.以发射架为参照物,运载火箭是运动的
D.火箭上升过程中,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
【答案】D
【解析】A.喷出气体对火箭的作用力的受力物体是火箭,火箭对喷出气体的作用力的受力物体是气体,两个力大小相等、方向相反,所以是一对相互作用力,故A正确,不符合题意;
B.惯性是物体的性质,只与物体的质量有关,所以火箭在加速上升过程中仍然具有惯性,故B正确,不符合题意;
C.以发射架为参照物,运载火箭的位置不断变化,所以运载火箭是运动的,故C正确,不符合题意;
D.火箭上升过程中,燃料的化学能一部分转化为火箭的机械能,其它化学能转化为内能,损失了,故D错误,符合题意。
故选D。
4.(2023·浙江模拟)如右图,小球在A点由静止释放后向右侧摆动,B点是小球摆动的最低点,C点是小球摆到右侧的最高点,且A、C两点到B点的竖直距离hA>hC,下列说法中不正确的是( )
A.B点时,小球受力不平衡 B.A到B的过程中,重力对小球做功,拉力没有做功
C.小球的动能和重力势能可以相互转化 D.在A到C的过程中,有部分机械能转化为化学能
【答案】D
【解析】A.B点时,小球会继续向右运动,小球的运动方向和速度不断变化,不是平衡状态,受到的力不是平衡力,故A正确,不符合题意;
B.A到B的过程中,重力的方向竖直向下,小球向下运动一段距离,重力对小球做功,小球在摆动过程中,拉力与小球的运动方向始终是垂直的,所以绳子的拉力对小球不做功,故B正确,不符合题意;
C.小球从A到B的过程中,质量不变,速度变大,动能变大,同时高度降低,重力势能变小,大部分重力势能转化为动能;从B到C的过程中,质量不变,速度变小,同时高度升高,大部分动能转化为重力势能,故C正确,不符合题意;
D.小球在摆动过程中,A、C两点到B点的竖直距离hA>hC(且这两点小球的速度均为0),说明小球在A点的机械能要大于C点的机械能,即该过程中有机械能的损耗,存在空气阻力,由于与空气有摩擦,摆动过程中部分机械能转化为内能,故D错误,符合题意。
故选D。
5.(2021·浙江金华·校联考模拟预测)2019年1月11日,我国西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将“中星2D”卫星发射升空,卫星进入预定轨道。“中星2D”卫星是我国最新研制的通信广播卫星,可为全国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。下列说法正确的是( )
A.高温下,火箭头上的涂层熔化放热
B.“中星2D”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能
C.“中星2D”离地球越远时动能越大
D.“中星2D”离地球越远受地球的引力越小,因此质量也变小
【答案】B
【解析】A.熔化是指物质从固态变成液态的过程,熔化吸热,故A错误;
B.从能量转化的角度分析可知,“中星2D”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能,故B正确;
C. “中星2D”离地球越远时,重力势能越大,动能越小,故C错误;
D. “中星2D”离地球越远受地球的引力越小,但质量不随它的形状、物态和位置而变化,是不变的,故D错误。
故选B。
6.(2021·浙江温州模拟)下列有关能量转化和守恒的说法正确的是( )
A.用电器通电工作时,将其他形式的能转化为电能
B.氢氧化钠与盐酸反应是放热反应,该反应将内能转化为化学能
C.植物光合作用合成有机物,说明能量可以创生
D.“既要马儿跑,又要马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律
【答案】D
【解析】A、用电器通电工作时,消耗了电能,得到了其它形式的能,因此将电能转化为其他形式的能,选项错误;
B、氢氧化钠与盐酸反应是放热反应,通过化学反应得到了热量,因此将化学能转化为了内能,选项错误;
C、能量是不能凭空产生的,此说法违背了能量守恒定律,选项错误;
D、马儿跑的时候需要消耗能量,而草能够为马儿提供能量,因此“既要马儿跑,又要马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,选项正确,故选D。
7.如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和②为楔块,③和④为垫块,楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦,在列车刹车时车厢间会相互挤压,缓冲器中的弹簧都被压缩。此过程中( )
A.缓冲器的机械能守恒 B.克服摩擦做功消耗机械能
C.垫块的动能全部转化成内能 D.弹簧的弹性势能全部转化为动能
【答案】B
【解析】A.通过克服摩擦力做功,系统的机械能向内能转化,故机械能减小,故A错误;
B.克服摩擦做功消耗机械能,转化为内能,故B正确;
C.垫块的动能转化为弹性势能和内能,故C错误;
D.弹簧的弹性势能转化为动能和内能,故D错误。
8.(2021·浙江绍兴模拟)如图,铜质圆环从条形磁铁的正上方由静止开始下落。在此过程中,下列分析不正确的是( )
A.铜环在下落过程中部分机械能转化为电能 B.铜环落到桌面停止时其温度可能升高
C.铜环在下落过程中铜环的重力是做功的 D.铜环在下落过程中的机械能是守恒的
【答案】D
【解析】ABC.当环从静止下落过程中,由于磁通量变大,导致环中出现感应电流,受到安培阻力,则除了重力做功外,还有安培力做功,导致下落过程中减小的重力势能,部分用来增加动能,还有部分用来产生内能。故ABC正确,不符合题意;
D.在整个下落过程中,穿过铜圈的磁通量一直在变化,也就一直有感应电流产生,也就产生了一部分电热,总能量就等于电热加铜环的机械能,总能量守恒,所以机械能一定不守恒。故D项错误,符合题意。
9.如图所示,是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花.花盆表面的太阳能电板在光照下,产生电流驱动电动机,使小花左右摆动.下列有关该小花摆动过程中能量转化的描述正确的是( )
A.叶片将光能转化为化学能进行储存
B.电流驱动电动机过程,电流做的功大于小花摆动的机械能
C.太阳能电板将太阳能转化为化学能再转化为电能
D.小花左右摆动过程中,机械能守恒
【答案】B
【解析】A.塑料小花不是真正的植物,其叶子不能进行光合作用,不符合题意;
B.电流驱动电动机使小花左右摆动,电能转化为机械能和内能,电流做的功大于小花摆动的机械能,符合题意;
C.花盆表面的太阳能电板在光照下产生电流,将太阳能转化为电能,不符合题意;
D.小花左右摆动过程中,电能转化为机械能,机械能又转化为内能,机械能不守恒,不符合题意;
10.2021年5月15日我国自主研制的天问一号火星探测器成功登陆火星,已知火星表面引力约为地球表面引力的38%,其空气密度约为地球海平面空气密度的1%。下列关于探测器的描述正确的是( )
A.进入火星大气层后,探测器下降过程中其表面与大气层摩擦,机械能转化为其它形式的能
B.探测器为了找到最佳着陆点,着陆前在火星上空有短暂悬停时间,此时没有发生能量的转化
C.探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,动能逐渐增大
D.探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,重力势能逐渐增大
【答案】A
【解析】A.进入火星大气层后,探测器下降过程中其表面与大气层摩擦,克服摩擦做功,将机械能转化为内能。故A正确;
B.探测器为了找到最佳着陆点,着陆前在火星上空有短暂悬停时间,此时仍需要克服火星的引力,故探测器需要燃烧燃料提供升力,此时有能量的转化。故B错误;
C.动能与物体的质量和速度有关,探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,质量不变,速度减小,动能逐渐减小。故C错误;
D.重力势能与物体的高度和质量有关。探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,质量不变,高度减小,重力势能逐渐减小。故D错误。
故选A。
11.物质具有能量。能量有各种形式,并且各种形式的能量可以相互转化。三峡大坝水力发电时,其能量形式的转化是( )
A.形变的能转化为动能B.水流动能转化为电能
C.太阳能转化为电能D.风的动能转化为电能
【答案】B
【解析】水电站发电时,利用了水的动能,将其最终转化为电能,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12.下列关于能量转化的说法,正确的是( )
A.风力发电将空气的内能转化为电能
B.拉开的弹弓将石子弹出的过程,弹性势能增大
C.“神舟十一号”返回舱在减速着陆过程中机械能减小
D.水平路面上疾驰的汽车将重力势能转化为动能
【答案】C
【解析】A.风力发电工作时将空气的动能转化为电能,故A错误;
B.拉开的弹弓发生了弹性形变,具有弹性势能,当弹开石子时,弹弓的弹性形变程度变小,所以弹性势能变小,故B错误;
C.当返回舱减速着陆时,返回舱的质量不变,速度减小,动能减小;质量不变,高度越来越小,重力势能越来越小,机械能减小,故C正确;
D.水平路面上疾驰的汽车,在行驶的过程中,质量不变,高度也不变,则汽车的重力势能不变,没有将重力势能转化为动能,故D错误。
故选C。
13.下列说法中错误的是( )
A.可见光具有能,不可见光不具有能 B.声音也具有能量
C.空中飞行的飞机具有机械能 D.太阳能电池充电时将太阳能转化为电能
【答案】A
【解析】A.可见光可以传递光能,红外线、紫外线灯不可见光也能传递光能,故A错误,符合题意;
B.声音是由物体振动产生的,利用这种振动可以除石、洁牙等,因此声音也具有能量,故B正确,不符合题意;
C.空中飞行的飞机在运动具有动能,相对地面有一定高度具有重力势能,所以飞行的飞机具有机械能,故C正确,不符合题意;
D.根据能量的转化特点可知,太阳能电池充电过程是将太阳能转化为电能的过程,故D正确,不符合题意。
故选A。
14.(2022·浙江宁波期末)小科自制了一个“电池秋千”,如图所示,他用铜线圈做一个秋千,线圈下方放一块永久磁铁,线圈通电后,轻推线圈,线圈就能不停地摆动。下列有关叙述正确的是( )
A.该电池秋千的工作原理和电动机类似 B.电池秋千摆动过程中机械能转化为电能
C.电池秋千摆动到最低点时动能为零 D.改变磁体的两极可以使电池秋千摆动得更快
【答案】A
【解析】A.由题图可知,该电池秋千的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,与电动机的工作原理相同,故A正确;
B.电池秋千摆动过程中消耗了电能,得到了机械能,所以是将电能转化为机械能,故B错误;
C.电池秋千摆动到最低点时,受到的磁场力最大,速度最大,动能最大,故C错误;
D.改变磁体的两极无法改变磁场力的大小,故D错误。
故选A。
15.(2022·浙江绍兴期末)如图所示是一款环保灯——重力灯,将18kg的重物挂在绳端,重物距地面2m高,松手后在0.5h时间内匀速下落着地,重物下落时拉动绳子带动发电机转动,使3只规格均为“1.5V 0.05W”的小灯泡正常发光,则下列说法正确的是( )
A.每次下落0.5h产生的电能为90J
B.每次下落过程中发电机输出电能为360J
C.本重力灯机械能转化为电能的效率为75%
D.本设计实现了无需消耗其他外界能量就能获得源源不断电能的目标
【答案】C
【解析】AB.3只灯泡正常发光时的总功率
每次下落0.5h输出的电能为
每次下落0.5h产生的电能等于输出的电能为270J,故AB错误;
C.重力做的总功
则装置把重力做的功转化为电能的效率
故C正确;
D.能量的利用过程,本质是能量的转移或转化过程,在转移或转化过程中,总量是不变的,但由于能量的转化和转移具有方向性,所以不需要消耗能量就能源源不断对外做功的“永动机”违背了能量守恒定律,故D错误。
16.(2022·浙江衢州期末)关于下列装置工作时发生能量转化的说法中,正确的是( )
A.干电池将电能转化为化学能 B.汽油机将内能转化为电能
C.电动机将电能转化为机械能 D.发电机将电能转化为内能
【答案】C
【解析】A.干电池工作时,将化学能转化为电能,故A错误;
B.汽油机工作时,将内能转化为机械能,故B错误;
C.电动机工作时,消耗了电能,获得了机械能,其能量转化是电能转化为机械能,故C正确;
D.发电机发电时,将机械能转化为电能,故D错误。
故选C。
17.电瓶车车载蓄电池在充电过程中的能量转化是( )
A.电能转化为化学能 B.化学能转化为电能 C.电能转化为热能D.热能转化为电能
【答案】A
【解析】电瓶车车载蓄电池在充电过程中消耗电能,将电能转化为化学能储存在电池中。
故选A。
18.如图所示,是一种新型“风光互补”景观节能灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板。关于该节能灯的设计解释合理的是( )
A.太阳能电池板可将太阳能转化为电能 B.小风扇是用来给太阳能电池板散热的
C.小风扇是风力发电机,将电能转化为机械能 D.蓄电池在夜晚放电时,将电能转化为化学能
【答案】A
【解析】A.太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能,故A不符合题意;
B.小风扇的作用可以把风能转化为电能,不是用来散热的,故B不符合题意;
C.小风扇是一个风扇式发电机,它可以把风能转化为电能,故C不符合题意;
D.蓄电池在夜晚放电时,将化学能转化为电能,故D不符合题意。
故选A。
19.关于能量的转移和转化,下列判断正确的是( )
A.热量可以从低温物体转移到高温物体
B.能量转移和转化没有方向性
C.电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用
D.汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
【答案】A
【解析】A.热量不可以自发地从低温物体转移到高温物体,在外界的影响下,热量可以从低温物体转移到高温物体,例如电冰箱在压缩机工作的情况下,故A正确;
B.能量转移和转化具有方向性,B错误;
C.电取暖器辐射到房间里的热量不可以再利用,故C错误;
D.能量的传递具有方向性,汽车由于刹车散失的热量不可以再自动地用来驱动汽车,故D错误。
故选A。
20.(2022·浙江宁波期末)2020年12月17日,探月工程“嫦娥五号”返回器成功着陆,标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。这次返回任务采用了高速再入轨道技术。如返回轨道图所示,返回器以“打水漂”的方式返回,避免了返回器由于速度过快存在燃烧殆尽的风险。以下有关返回器分析不正确的是( )
A.返回过程中,返回器始终机械能守恒
B.反弹过程中,返回器的动能部分转换为势能
C.返回过程中,返回器要克服摩擦力做功产生热能
D.刚进入大气层时,返回器的动能第二次比第一次小
【答案】A
【解析】AC.返回过程中,飞船外壳与空气摩擦温度不断升高,这是通过做功的方式将机械能转化为内能,故返回器机械能不守恒,故A错误,C正确,故A符合题意;
B.反弹过程中,克服引力做功,返回器的动能部分转换为势能,故B正确,不符合题意;
D.刚进入大气层时,由于克服摩擦做功,所以,返回器的动能第二次比第一次小,故D正确,不符合题意。
故选A。
21.(2021·浙江绍兴期末)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
【解析】AD.根据能量守恒定律可知“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A错误,D正确;
B.自然界的一切过程能量都是守恒的,“磁悬浮电灯”虽然是高科技产品,但也要遵守能量守恒定律,故B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。
故选D。
22.能量是科学中极其重要的一个基本概念,关于这个概念的说法全部正确的是( )
①做功可以引起能量改变,根据做功的多少可以衡量能量变化的多少
②热传递可以引起能量的变化,根据吸收或放出的热量的多少可以衡量能量的变化量
③能量的形式多种多样,不同形式的能量间可以无条件地相互转化
④不同的物体之间,能量可以无条件地随意转移
⑤电路中通过电流时,能量发生了转化,电源消耗的能量等于各部分电路中获得的总能量
A.③④⑤B.①②⑤C.②④⑤D.①③⑤
【答案】B
【解析】①做功可以引起能量改变,做功越多,消耗的机械能越多,所以根据做功的多少可以衡量能量变化的多少。故①正确;
②热传递可以引起能量的变化,物体吸收热量、能量增加,放出热量、能量减少,所以根据吸收或放出的热量的多少可以衡量能量的变化量。故②正确;
③能量的形式多种多样,不同形式的能量间可以相互转化,但转化都是有条件的。故③错误;
④不同的物体之间,能量的转移是有方向的。故④错误;
⑤电路中通过电流时,能量发生了转化,电源消耗的能量等于各部分电路中获得的总能量。故⑤正确。
故选B。
23.能量的转化是自然界普遍的现象,下列关于能量转化的分析不正确的是( )
A.化学能→电能B.电能→机械能C.光能→化学能D.机械能→内能
【答案】B
【解析】A.水果电池通过化学反应得到了电能,故将化学能转化为了电能,故A正确;不符合题意;
B.电磁感应,闭合电路中的部分导体切割磁感线运动,得到了电流,故将机械能转化为电能,故B错误;符合题意;
C.光合作用,在光照的条件下,发生了化学反应,因此将光能转化为了化学能,故C正确;不符合题意;
D.钻木取火,克服摩擦做功得到了内能,故将机械能转化为内能,故D正确,不符合题意;
故选B。
24.党的十九大提出要建设交通强国,高铁引领世界也是中国梦的一部分。电力动车组一般靠电力机车提供动力,列车到站前停止供电,电动机线圈随车轮转动,带动发电机发电,这个过程车速从200km/h减到90km/h,在90km/h以下才进行机械刹车,下列说法正确的是( )
A.列车刹车后难以立刻停下来是因为受到了惯性的作用
B.机械刹车过程是机械能转化为内能
C.列车进站时车体附近空气流速大压强大,人靠太近会被推向列车
D.减速发电过程中是应用通电导体在磁场中受力的原理
【答案】B
【解析】A. 惯性是物体本身的一种性质,不是力,故A错误;
B. 机械刹车时,消耗车自身的机械能,产生内能,故是将机械能转化为内能的过程,故B正确;
C. 乘客离列车太近,列车开动时,使人和列车之间的空气流动速度快,压强变小,离站台远的地方气体相对流速较慢,压强较大,人在内外压强差的作用下,被强大的气流压向列车,从而造成危险,故C错误。
D. 减速发电,即相当于一个发电机,所以是电磁感应现象,故D错误;
25.下列说法中错误的是( )
A.用声波能粉碎人体内的“石头”,说明声音具有能量
B.光使周围变得明亮,变得温暖,说明光具有能量
C.空气的流动形成风,可驱动风力发电机产生电能,说明运动的物体具有能量
D.植物的光合作用是把光能转化为动能
【答案】D
【解析】用超声波粉碎人体内的“石头”,是利用超声波传播过程中能引起“石头”振动,粉碎人体内的结石,这说明声音具有能量.故选项A正确 ;光使周围变得明亮,变得温暖,将光能转化为内能.所以光具有能量.故选项B正确 流动的空气可以做功,驱动风力发电机将风能转化为电能,说明运动的物体具有能量,故选项C正确;植物的光合作用是把光能转化为植物的化学能.故选项D不正确;故选D.
二、填空题
26.(2023·浙江一模)某品牌电动车在我国电车行业处于领先地位,如图所示是该品牌某款电车,该车提供能量的装置为磷酸铁锂电池,当它给电动机供电时,电动机将驱动车轮行驶。
(1)传统汽车的发动机多为汽油机。汽油机的四个冲程中提供动力的是 冲程;
(2)为了能够提高电车的续航,电动汽车会添加能量回收装置,即在踩刹车或者下坡时,回收多余能量并为电池充电。此时的能量转换形式为 →电能→化学能。
【答案】 做功 机械能
【解析】(1)[1]汽油机四冲程中,只有做功冲程把内能转化为机械能为外部机械提供动力。
(2)[2]电动汽车回收能量即把能量由一种形式转化为另一种形式,在回收多余能量并为电池充电过程中,把电动汽车的机械能转化为电能,再由电能转化为化学能存储在电源内部。
27.(2023·浙江绍兴二模)2020年12月,嫦娥五号探测器从月球上采样并顺利返回地球。
(1)300千克的返回器携带2千克月壤飞离月球时,若在3000N的推力作用下,沿力的方向飞行了15000米,则该过程中推力做功 J;
(2)如图为返回器的两种返回技术,设计师采用“跳跃式返回”,与“直接进入返回”相比,返回器着陆时的速度更小,请从能量的转化角度分析其原因: ;嫦娥五号抵达月球时却不能采用“跳跃式返回”,其原因是 。
【答案】 4.5×107 跳跃式返回器与大气摩擦距离更长,机械能转化为内能更多 月球无大气
【解析】(1)[1]根据W=Fs可得,推力所做的功为
(2)[2]由题意可知,采用“跳跃式返回”与“直接进入返回”相比,跳跃式返回器与大气摩擦距离更长,返回器与空气摩擦做功更多,机械能损失更多,机械能更多地转化为内能,机械能更小,所以返回器着陆时动能更小,速度更小。
[3]由于月球的上方是真空,嫦娥五号抵达月球时不会克服空气阻力做功,所以不能采用“跳跃式返回”。
28.如图所示,弹簧一端与小车相连,另一端固定在左侧的墙壁上,小车放在粗糙的水平木板上,小车位于A点时弹簧恰好为自然长度,用力压缩弹簧使小车到达B点;松手后,小车由位置B运动至位置C,在位置C时速度为零,则小车从位置B运动至位置C的过程中,速度达到最大的位置在 (选填“A点”,“A点的左侧”或“A点的右侧”),弹簧的弹性势能变化情况是 (选填“减小”“先减少后增大”“先增大后减小”或“增大”);小车从位置A运动到C的过程中,能量转化的情况为 。
【答案】 A点的左侧 先减少后增大 小车的动能转化为弹簧的弹性势能和小车与木板的内能
【解析】[1]小车在粗糙的木板上运动的速度最大时,就是弹簧的弹性势能全部转化成动能时,由以上分析可知,由B到A过程中,弹簧弹性势能除转化为小车的动能外,还要转化为内能。因此正确答案应该用受力分析来得出,当弹簧的推力和小车受到的摩擦力相等时速度最大,也就是在AB间的一点,所以速度达到最大值的位置在A点的左侧;
[2]从B到弹簧自然长度A时,是弹簧恢复原状的过程,弹簧的弹性势能减小;从A到C的过程,小车由于惯性继续运动,弹簧发生弹性形变,弹簧的弹性势能增大;所以弹簧的弹性势能的变化情况是先减小后增大;
[3]小车从位置A运动到速度为零的C过程中,小车的动能减少,弹簧的弹性势能增加,小车的动能转化成弹簧的弹性势能外,因为有摩擦力,因此小车的动能一部分会转化为小车和木板的内能。
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