3.8能量的转化与守恒 同步练习（含解析）.docx

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1、能量的转化与守恒一、单选题1.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动，其结构如图甲所示。图乙是小王玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b 是弹簧处在原长的状态，针对此过程，下列分析正确的是（ ） A.ab，小王在 b 时动能最大B.ac，不计阻力与摩擦，小王的机械能保持不变C.在 a 状态时弹簧的弹性势能最大，小王的动能最小D.在a，c 两个状态时，弹簧的弹性势能相等2.将规格都是“220 V 150 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（ ） A.电烙铁产生的热量最多B.电风扇产生的热量最多C.电视机产生的热量最多D.三个用电器产生的热

2、量一样多3.小科用研钵将约20克氢氧化钡Ba(OH)2晶体磨成粉末，倒入一小烧杯。在玻璃片上洒上少量水，并将小烧杯放在玻璃片上。再向小烧杯中加入约10克氯化铵NHCl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌，烧杯中产生刺激性气味的气体，静止片刻，提起小烧杯，观察到如图所示现象。下列对现象的观察分析中正确的是( ) A.用手触摸烧杯外壁，能感觉到发热B.化学反应中，不同形式的能之间可以相互转化C.把氢氧化钡晶体磨成粉末可以增加最终产生气体的质量D.该反应和燃烧一样，反应物总的化学能高于生成物总的化学能4.如果甲热机的效率比乙热机的效率高，则可以说( ) 。 A.甲热机的功率比乙热机的大B.在单位时间内甲热机消耗

3、的燃料比乙热机的少C.甲热机的转速比乙热机的大D.甲热机将燃气产生的内能变成机械能的百分比比乙热机的大5.如图所示，用柠檬制得的水果电池可以让发光二极管发光（类似小灯泡发光）。在这个化学变化过程中，化学能首先转化成了（ ） A.光能B.电能C.热能D.化学能6.疫情期间，人们利用5G无人配送车实现了非接触安心送，如图为一辆在水平路面上匀速行驶的无人配送车，速度为10千米/时，空载时质量为360千克，轮胎与路面的总接触面积为240厘米2 ， 下列说法正确的是( ) A.该车所受的牵引力和阻力是对相互作用力B.该车行驶过程中机械能守恒C.该车行驶2千米需要12分钟D.空载时，轮胎与地面的压强为15

4、帕7.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8.1月19日，“德清一号”卫星成功发射升空并顺利进入预定轨道。它是全国首颗以县域冠名的卫星，主要围绕测绘、交通、水利、环保、农业、统计等多个行业提供遥感应用服务。下列说法正确的是（ ） A.“德清一号”环绕着地球运动是受平衡力的作用B.“德清一号”太阳

5、能电池阵帆板能将太阳能转化电能C.“德清一号”离地球越远时机械能越大D.“德清一号”从近地点飞向远地点是因为受到惯性的作用9.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示，图乙是小科玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（ ） A.在a状态时，弹簧的弹性势能最大B.在b状态时，小科的动能达到最大C.bc，弹簧的弹性势能转化为小科的重力势能D.ab，小科的机械能保持不变10.如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，小球放在粗糙的水平木板上。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则

6、小球从a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（ ） A.小球在a点和c点处弹簧的弹性势能相等B.小球从b点到c点的过程，小球的动能越来越小C.整个过程机械能守恒D.以上说法都不对11.1964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，空气的内能转化为海水的机械能B.当K1开启，K2关闭时，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关闭，K2开启时，海水的机械能转化

7、为空气的内能12.如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出（不计空气阻力和摩擦），设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3 ， 则（ ） A.v1v2v3 B.v1v2v3C.v1=v2=v3D.无法确定二、填空题13.一个玩具汽车的内部电路如图所示，M 为一个“8 V 8 W”的电动机，接到电源电压恒定为 10 V 的电路中。电动机正常工作时，玩具汽车以1 m/s 的速度水平向右匀速行驶，受到的阻力为6 N， 则电动机的机械能转化效率为 ， 滑动变阻器接入的电阻为，电动机的线圈阻值为。 14.绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LE

8、D灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。 （1）使用_灯照明更符合绿色生态理念。 （2）两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为_。 三、解答题15.某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率他们用酒精灯给初温为20，质量为100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60、消耗了4.2g酒精。已知：水的比热容为4.2103J/（kg），酒精的热值为3107J/kg。求： （1）此过程中水吸收的热量 （2）酒精灯烧水时的热效率。 四、实验探究题16.小明想探究小球滚上斜面的最大高度与斜面倾角和小球质量的关系，将两个斜面AO与OB对接成如

9、图所示装置，进行实验。 让质量为5克的小球，在斜面AO上高H处静止释放，沿斜面滚下，经O点滚上斜面OB，测量小球达到的最大高度h，将数据记录在表中；改变斜面OB的倾角，重复实验；用质量为7克的小球重复上述实验，将数据记录在表中。实验序号小球质量/克小球在斜面AO上释放高度H/厘米斜面OB的倾角小球在斜面OB上的最大高度/厘米1510409.02308.63208.04710409.05308.66208.0（1）比较实验1、2、3(或4、5、6)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与_有关。 （2）比较实验_(选择序号)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关。 （3）如果斜面没

10、有摩擦，小球在斜面OB能达到的量大高度是_厘米。 答案解析部分一、单选题1.【答案】 C 【解析】【分析】（1）根据力与运动的关系分析速度最大的位置，进而确定动能最大的位置； （2）根据弹跳竿与人的能量转化判断； （3）弹性势能与形变程度有关，根据此时的速度确定动能的大小； （4）弹性势能与形变程度有关，据此分析判断。 【解答】A.从a到b的过程中，小王受到向下的重力和向上的弹力，在开始的一段时间内，弹力大于重力，合力向上，小王向上做加速运动；当弹力和重力相等时，合力为零，此时加速停止，速度最大；此后，弹力小于重力，合力向下，小王向上做减速运动，因此速度最大的点在b点以前，故A错误； B.从a

11、到c，弹簧的弹性势能转化为小王的机械能，因此小王的机械能不断增大，故B错误； C.在a状态时，弹簧的形变程度最大，则弹簧的弹性势能最大；此时小王的速度为零，则动能为零，故C正确； D.a位置时形变程度最大，则弹性势能最大；c点时弹簧恢复原状，弹性势能为零，故D错误。 故选C。2.【答案】 A【解析】【分析】根据用电器的能量转化过程分析判断。 【解答】根据W=Pt可知，用电器的功率和时间相同时，它们消耗的电能相同。 电烙铁将电能全部转化为内能；电风扇将电能转化为机械能和内能；电视机将电能转化为光能和内能，则电烙铁产生的热量最多，故A正确，而B、C、D错误。 故选A。3.【答案】 B 【解析】【分

12、析】（1）氯化铵溶于水时会吸热； （2）氯化铵溶于水吸热的过程，其实就是内能转化为化学能的过程； （3）反应物的接触面积越大，反应速率越快，但是不会影响最终生成物的种类和质量； （4）如果反应需要加热，那么反应物的化学能大于生成物的化学能。 【解答】A.氯化铵溶于水时会吸热，则用手触摸烧杯外壁，能感觉到变凉，故A错误； B.化学反应中，不同形式的能之间可以相互转化，故B正确； C.把氢氧化钡晶体磨成粉末可以增加气体的生成速度，但是不会增大气体的质量，故C错误； D.该反应不需加热，则反应物总的化学能等于生成物总的化学能，故D错误。 故选B。4.【答案】 D【解析】【分析】热机的效率等于产生的机

13、械能与燃料完全燃烧放出热量的比值，据此分析判断。 【解答】A.热机的效率与功率没有关系，故A错误； B.热机的效率与单位时间内消耗燃料的多少无关，故B错误； C.热机的效率与转速无关，故C错误； D.甲热机的效率高，其实就是甲热机将燃气产生的内能变成机械能的百分比比乙热机的大，故D正确。 故选D。5.【答案】 B 【解析】【分析】根据能量存在的不同形式和能量转化的知识判断即可。 【解答】用柠檬制得的水果电池可以让发光二极管发光，即水果电池的化学能先转化为电能，二极管再将电能转化为光能，故B正确，而A、C、D错误。 故选B。6.【答案】 C 【解析】【分析】（1）相互作用力的条件：大小相等、方向

14、相同、作用在同一直线和两个物体上； （2）注意机械能和内能的转化； （3）根据公式t=sv计算； （4）根据公式p=FS计算即可。 【解答】A.该车受到的牵引力和阻力同时作用在一个物体上，肯定不是相互作用力，故A错误； B.该车行驶过程中，不断的克服地面阻力，将机械能转化为内能，故B错误； C.该车行驶2km需要的时间：t=sv=2km10km/=15=12min ， 故C正确； D.空载时，轮胎与地面的压强：p=FS360kg10N/kg240104m2=1.5105Pa ， 故D错误。 故选C。7.【答案】 D 【解析】【分析】（1）运动状态的改变包括：速度大小改变；运动方向改变； （2）

15、比较Q点和P点高度的大小，从而判断机械能是否守恒； （3）物体保持运动状态不变的性质叫惯性； （4）根据力与运动的关系判断。 【解答】A.小球从P点到M点的过程中，速度不断增大，运动方向不断改变，因此运动状态改变，故A错误； B.小球到达右侧最高点Q时，它的高度低于开始时的高度P，说明小球的重力势能有损失，即机械能不守恒，因此N点的机械能小于M点的机械能，故B错误； C.小球到达Q点时，将返回N点，这是因为小球受到重力的作用，而不是重力，故C错误； D.小球到达Q点时，它的速度为零，只受重力作用。此时细线断开，小球将在重力作用下竖直下落，故D正确。 故选D。8.【答案】 B 【解析】【分析】（

16、1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，处于平衡状态，受到平衡力； （2）根据能量转化的知识判断； （3）根据机械能守恒的知识判断； （4）一切物体保持运动状态不变的性质叫惯性，据此分析判断。 【解答】A.德清一号”环绕着地球运动时，运动方向和速度大小不断改变，肯定不处于平衡状态，受到的不是平衡力，故A错误； B.“德清一号”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能，故B正确； C.“德清一号”在运行时几乎不受阻力，因此机械能守恒，离开地球距离变大后机械能保持不变，故C错误； D.“德清一号”从近地点飞向远地点是因为受到万有引力的作用，故D错误。 故选B。9.【答案】 A 【解析】【分析】（1）

17、弹性势能的大小与物体形变程度的大小有关； （2）当物体受到的合力方向与运动方向一致时，做加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动，据此分析速度变化，进而判断动能变化； （3）弹簧的弹性势能不能直接变成重力势能，需要先转化为动能，动能再转化为重力势能； （4）根据弹性势能与小科的机械能的转化分析。 【解答】Aa是最低位置，此时弹簧的形变程度最大，所以在a状态时弹簧的弹性势能最大；A符合题意；BDab的过程中，弹簧的形变程度减小，弹簧的弹性势能减小，弹簧的弹性势能不断转化为小科的机械能，故小科的机械能不断增加；开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向

18、上的弹力大于向下的重力，做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，速度达到最大，此时动能最大；弹力继续减小，当向上的弹力小于向下的重力时，做减速运动；所以，ab的过程中，小科先加速后减速，在b状态时速度并不是最大，此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段，故在b时动能不是最大，BD不符合题意；Cbc的过程中，即人离开地面上升的过程，小科的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中是动能转化为人的重力势能，C不符合题意。故答案为：A。10.【答案】 B 【解析】【分析】（1）（3）根据机械能和内能之间的转化分析； （2）（4）如果合力的方向与运动

19、方向一致，那么物体做加速运动；如果合力为零，那么加速停止，此时速度最大；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动，据此分析动能的变化即可。 【解答】小球从a到c的过程中，弹簧的长度先变小后变大，因此重力势能先变小后变大，其实就是弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球的动能再转化为弹性势能。由于摩擦的存在，小球的机械能会不断变成内能，从而使转化成的机械能减小，导致到达c点时转化成的弹性势能减小，故A、C错误； 小球从b点到c点的过程中，小球受到向左的摩擦力和弹簧的拉力，合力的方向与运动方向相反，因此做减速运动，即它的动能越来越小，故B正确，D错误。 故选B。11.【答案】 B 【解析】【分

20、析】根据图片分析海浪发电的工作过程即可。 【解答】根据图片可知，海浪下沉时，活塞向下运动，此时k1关闭，k2打开，外面的空气被吸入气室。当海浪上伏时，活塞向上运动，压缩空气，此时开关k2闭合，k1打开，将空气压入工作室，此时将海浪的机械能转化为空气的内能，推动涡轮机转动，带动发电机发电，故B正确，而A、C、D错误。 故选B。12.【答案】 C 【解析】【分析】根据能量转化和守恒定律分析即可。 【解答】如果不计空气阻力和摩擦，那么小球在运动过程中机械能守恒，即当它们落地时的机械能与开始时的机械能相等。开始运动时，小球的质量相同，高度相同，具有的重力势能相等；出手时速度大小相等，那么动能相等。根据

21、机械能=动能+重力势能可知，开始时它们的机械能相同，所以落地时转化成的动能相等，即速度相等，故C正确，而A、B、D错误。 故选C。二、填空题13.【答案】 75%；2；2 【解析】【分析】（1）首先根据P机械=Fv计算出玩具汽车的机械功率，再根据=W机械W=P机械P计算出电动机的转化效率； （2）根据I=PU计算出电动机的额定电流，再根据U变=U总-U计算出变阻器两端的电压，最后根据R变=U变I计算出变阻器接入的电阻； （3）首先根据P线=P-P机械计算出电动机线圈的发热功率，再根据P线=I2R线计算出线圈电阻。 【解答】（1）玩具汽车的机械功率P机械=Fv=6N1m/s=6W； 则电动机的转

22、化效率：=W机械W=P机械P=6W8W=75%； （2）电动机的额定电流I=PU=8W8V=1A； 变阻器两端的电压：U变=U总-U=10V-8V=2V； 变阻器加入的阻值为：R变=U变I=2V1A=2。 （3）电动机线圈的发热功率P线=P-P机械=8W-6W=2W； 根据P线=I2R线得到：2W=(1A)2R线； 解答：R线=2。14.【答案】 （1）LED（2）1：12 【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识确定哪种灯泡更节能； （2）根据W=Pt计算电流通过灯泡的做功之比。 【解答】（1）LED灯将电能转化为光能，而白炽灯将电能转化为内能和光能，可见LED灯更符合绿色生态理念。 （2）

23、通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比W1W2=P1tP2t=P1P2=5W60W=112。三、解答题15.【答案】 （1）解：此过程中水吸收的热量：Q吸c水m水t4.2103J/（kg）100103kg602.52104J； 答：此过程中水吸收的热量为2.52104J（2）解：酒精完全燃烧产生的热量：Q放m酒精q4.2103kg3107J/kg1.26105J； 酒精灯烧水时的热效率： Q吸Q放 100% 2.52104J1.26105J 100%20%。答：酒精灯烧水时的热效率为20%。【解析】【分析】（1）根据公式 Q吸c水m水t 计算水吸收的热量； （2）首先根据 Q放m酒精q 计算出

24、酒精完全燃烧放出的热量，再根据 Q吸Q放100%计算出酒精灯烧水时的热效率。四、实验探究题16.【答案】 （1）斜面OB的倾角（2）1、4(或2、5或3、6)（3）10 【解析】【分析】（1）比较实验1、2、3中哪个因素发生改变即可； （2）根据控制变量法的要求选择对比实验； （3）根据能量转化和守恒定律判断。 【解答】（1）根据实验1、2、3可知，小球的质量相同，小球在斜面上释放的高度相同，就是斜面OB的倾角不同，因此得到结论：小球在斜面OB上能达到的最大高度与斜面OB的倾角有关。 （2）探究小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量是否有关时，必须控制小球释放的高度和斜面倾角相同，而改变小球的质量，故选1、4(或2、5或3、6)； （3）如果斜面没有摩擦，那么小球的机械能就保持不变，因此当它爬上斜面OB时的最大重力势能与在A点时的势能相同，也就是在OB上达到的最大高度等于A点的高度10cm。