能量的转化和守恒 综合训练(答案)

能量的转化与守恒

课堂10分钟

1．自然界中能量展现的形式形形色色、多种多样，其中化学能是由于化学反应，物质的__________变化而产生的能量，而核能则是由于核反应，物质的

__________发生变化而产生的能量。

2．地球上大多数能量来源于太阳，人类及其它生命体利用太阳

能的过程就是把太阳能转化为其它形式能的过程。如右图，太阳能

热水器是把太阳能转化为________能；植物在阳光的照射下把太阳

能转化为___________能。

3．写出下列过程中能量转化或转移的情况。

（1）木柴燃烧：_________________；

（2）核电站：_________________；

（3）物体碰撞：_________________。

4．能量即不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式______

为另一种形式，或者从一个物体______到另一个物体，而能的

总量保持不变，这就是能量守恒定律。如图展示了一个极具想

水管 水池 送水管

象力的设想，其大意是：

上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动；叶轮带动打磨

轮和水泵的轴转动；人利用打磨轮打磨工件，同时，运转

的水泵又把流到下面水池中的水抽到上面的水池中 ，

只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使

机器不停地工作. 叶轮 打磨轮 水 泵 抽水管 水池

这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”。你认为人类梦想的永动机存在吗？答： 。

5．我们玩溜溜球时发现，如果不用力将球向下掷出，球就不能自动回到手中．同样在做如图所示的实验时，也会发现摆球每次上升的高度都比前一次要低些，

这是因为 。

课后30分钟

一、基础题

1．现代人类的生活离不开能量，并且种类多样，如（1）电能 （2）太阳能 （3）化石

能 （4）核能等。下列是生活中用到的一些器具或生产工具，其中分别用到了哪种能量，填入序号。

a．太阳能热水器__________________； b ．煤气灶_______________

c．电冰箱________________________； d．原子弹_______________

2．唐朝诗人杜甫的诗作《登高》中有这样的两句诗：“无边落木萧萧下，不尽长江滚

滚来。” 从物理学角度来说，“不尽长江滚滚来”则揭示着一种能量的转化关系，即： 能转化为 能。

3．下列能源中，不来源于太阳辐射能的是[ ] ．．．

A．石油 B．天然气 C．江河水流动 D．核能

4．关于能量守恒定律，下列说法中错误的是[ ] ．．

A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化

B．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器

C．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律

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的

5．下列几个例子中，属于机械能转化为内能的是[ ]

A．火箭升空而起 B．燃料燃烧得到的内能

C．冬天，人站在阳光下感到暖和 D．用锤敲石头，石头和锤都要发热

6．下列说法不正确的是[ ] ．．．

A．太阳能被植物吸收，发生光合作用，促进植物生长，太阳能转化为植物的化学能

B．葛洲坝水电站是利用水的机械能转化为电能来发电的

C．热机工作时是将内能转为化机械能

D．历史上先后出现的“永动机”符合能的转化和守恒定律，大大提高了工作效率

二、能力提升题

7．（2005年常州）为改善驻守在南沙某岛礁边防战士的工作、生活条件，今年在岛上

安装了太阳能电池板．白天，太阳能电池板给蓄电池充电；晚上，蓄电池为探照灯供电．这样白天与晚上的能量转化形式是[ ]

A．白天：太阳能→内能→电能 B．白天：太阳能→电能→化学能

C．晚上：化学能→电能→太阳能 D．晚上：化学能→电能→化学能

8．如图所示澳大利亚准备建造的一个太阳能发电厂，

它的中间是一个高1000

米的太阳能发电塔，位于一片巨

大的玻璃暖房中央，碟形暖房占地4英里，整个工程将耗资3.5亿英镑，预计2006年完工。它利用温室原理，阳光透过玻璃暖房的屋顶，加热暖房的空气，暖空气沿塔身内32个巨大的管道升腾，推动发电机组源源不断地产生清洁环保的电力。发电塔的装机容量为200兆瓦，能满足20万家庭一年的电力需求。试说明这一过程中所涉及的能量转化情况。

三、综合题

9．如图所示，简易太阳能热水器受光面积1.2m，内装2

80kg水，太阳每分钟辐射到1m2 面积上的热量是

7.56 104J，如果60％的热量被水吸收，问：

⑴太阳能热水器内壁为什么涂成黑色？

⑵20℃的水晒3h后水温达多度（℃）？

⑶煤气的热值是4.2 107J/kg，若煤气灶的效率为40％烧热（达到⑵中水的末温）这些水需燃烧多少煤气？

四、中考题

10．（2005年连云港）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制作一种“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“知迷不悟”，而是反思原来的设想，重新确定新的探究课题。经过不懈的努力，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：

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

参考答案

课堂10分钟

1．分子结构；原子核结构。

2．内能；化学能。

3．化学能转化为内能；核能转化为电能；动能从一个物体转移到另外一个物体。

4．转化；转移；不存在。提示：由于从上面流到下面水池中的水不能全部被抽送到上面的水池中（或“对外做功消耗能量”、“用来打磨物体消耗能量”、“克服装置的摩擦要消耗能量”），上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”。

5．存在空气阻力等因素，使球的部分机械能转化为内能。提示：在动能与势能相互转化的过程中，如果没有摩擦等阻力，那么机械能总量保持不变。

课后30分钟

1．（2）；（3）；（1）；（4）。

2．重力势能（势能）；动能。

3．D．提示：大阳能除可直接利用它的光和热外，它还是地球上多种能源的主要泉源。目前，人类所需能量的绝大部分都直接或间接来自太阳。各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。这部分能量为人类和动物界的生存提供了能源。煤炭、石油、天然气等化石燃料是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实际上是由古代生物固定下来的太阳能。我们可以说，地球上除核能、地热能和潮汐能以外的所有能量几乎都来源于太阳。

4．A．

5．D．提示：火箭升空而起，高温高压燃气的内能转化为火箭的机械能；燃料燃烧，化学能转化为内能；冬天，人站在阳光下感到暖和，这是因为太阳能通过热辐射将热量传递给人，增加人体的内能。

6．D．提示：能量既不能产生，也不能消失，只能从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上，而能的总量保持不变，这就是能量守恒定律。植物的生长是通过光合作用，在光合作用的过程中，太阳能转化为植物的化学能，所以A选项正确。水电站工作过程是利用上游水从高处流下冲动水轮机带动发电机来发电，是将水的机械能转化为电能，故选项B正确。热机是将内能转化为机械能的发动机，所以选项C正确。所谓“永动机”是指不需要能量而可以永远运行的机器，它违背了能量的转化和守恒定律，历史上先后出现的各种“永动机”都以失败而告终，所以选项D错误。

7．B．提示：晚上化学能→电能。

8．这一过程中的能量转化情况：太阳能→内能→机械能→电能。提示：利用太阳能发电的同时，也给我们留下了一道亮丽的风景线。

9．提示：解答本题首先要清楚什么颜色对太阳的吸收强，其次热量的计算

再次要明确热平衡方程Q吸 Q放及其计算。 Q吸 cm(T T0)要熟悉，Q吸的来源要清楚，

解答：⑴黑色表面对太阳辐射的吸收强，所以太阳能热水器内壁要涂成黑色。 ⑵简易太阳能热水器3h得到太阳的辐射热量：

Q吸 1.2m2 3 60min 7.56 104J/(m2 min) 1.63 107J

由热平衡方程Q吸 Q放以及Q吸 cm(T T0)得：

60% 1.63 107JT T0 20 C 49.2 C cm180kg 4.2 103J/(kg C)

Q吸60% 1.63 107J⑶m2 0.583kg 7 2q40% 4.2 10J/kg

10．能量守恒定律；启示是：善于在多次失败中及时反思与总结；激励我们像科学家们那样，不怕困难，勇于探索。

1Q放

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