14.3 能量的转化和守恒（专题训练）【五大题型】（原卷版）

143 能量的转化和守恒（专题训练）【五大题型】 【题型1 不同形式的能量】.....................................................................................................................................1 【题型2 能量转化和转移】.....................................................................................................................................2 【题型3 能量守恒定律】.........................................................................................................................................5 【题型4 能量的利用效率】.....................................................................................................................................7 【题型5 能量的转化与转移的方向性】................................................................................................................ 11 【题型1 不同形式的能量】 1．（2022•芝罘区一模）关于功和能的关系，下列说法正确的是（ ） ．物体具有的能越多，它做的功越多B．物体有了能就一定正在做功 ．能量的转化是通过做功实现的 D．做功的物体不一定具有能 2．（2022 秋•巴彦县校级月考）能量是与物体运动有关的物理量，不同的运动形态对应着 不同的能量形式。下列四种能量形式中与其它三种能量形式不同的一种是（ ） ．运动场上奔跑的运动员具有的能量 B．剧烈运动的空气形成的龙卷风具有的能量 ．快速行驶的汽车具有的能量 D．核电站为我们的生活和生产提供的能量 3．（2022 秋•钦南区校级期中）为纪念一二•九运动，我县很多学校开展了形式多样的文 艺汇演活动，如图为东新中学某班级学生正整整齐齐地站在鲜红的舞台上表演大合唱， 则下列分析正确的是（ ） ．舞台呈红色是因为舞台吸收了白光中的红色光 B．舞台上站得整整齐齐的学生彼此之间都是静止的 ．判断表演的学生站得整整齐齐是利用了光的反射规律 D．舞台上站得整整齐齐的学生没有能量 4．（2022 秋•达川区期中）说明下列物体具有哪种形式的能量。 龙卷风主要具有 能。原子弹、氢弹具有 能。 5．（2022 秋•承德县期末）物理学中，我们把物体位置的变化叫 ，能量是与物 体运动有关的物理量。现代生活需要的电能来自发电厂，在火力发电厂煤炭燃烧，释放 出的能量一部分 转化成电能，而煤炭是上亿年前的植物储存的 能。 6．（2021 春•栖霞市期中）某同学建立了关于能量的知识结构图，请你帮他补全（1）、 （2）、（3）空格处的内容。 （1） ；（2） ；（3） 。 【题型2 能量转化和转移】 7．（2023•芙蓉区校级三模）关于下列各图中所涉及到的能量转化进程，描述不正确的是 （ ） ．图甲中水力发电时，机械能转化为电能 B．图乙中搓手取暖时，机械能转化为内能 ．图丙中给手机充电时，化学能转化为电能 D．图丁中电水壶给水加热时，电能转化为内能 8．（2023•海淀区校级三模）如图所示，联合收割机工作时不断向卡车输送粮食，当联合 收割机与卡车以相同速度做匀速直线运动时，下列说法中正确的是（ ） ．卡车对地面压力不断减少 B．卡车相对于地面是静止的 ．卡车的动能保持不变 D．工作中的联合收割机的发动机不断消耗燃料将内能转化为机械能 9．（2023•秀屿区模拟）2023 年4 月14 日晚，我国境内进行了一次陆基中段反导拦截技术 试验，试验达到了预期的目的。陆基中段反导拦截技术主要是指在大气层外、洲际弹道 导弹的飞行中段拦截来袭导弹，要在飞行中段对来袭导弹进行雷达识别、判断轨迹和速 度，并进行跟踪，再发射拦截弹和来袭导弹弹头对撞完成拦截。下列说法不正确的是（ ） ．燃料在发动机内燃烧，化学能转化为拦截弹的机械能和内能 B．拦截过程中，拦截弹与来袭导弹相对运动 ．拦截导弹在加速升空的过程中，受到非平衡力的作用 D．导弹在上升过程中重力变大 10．（2023•银川二模）油香是宁夏特色名吃，色泽金黄，口感香软。在油香的制作过程中， 以下说法正确的是（ ） ①油香“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动 ②油香能被炸成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低 ③木柴燃烧时将化学能转化为内能 ④油烟机抽走油烟的过程利用了流体中流速大的地方压强小 ⑤油香被擀成圆形，说明力可以改变物体的形状 ．①②③⑤ B．①③⑤ ．①③④⑤ D．②③④⑤ 11．（2023•槐荫区三模）（多选）配套千万千瓦级风、光电基地，河北丰宁抽水蓄能电站 将低谷过剩电能转换为高峰电能，被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在 用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。如图所示，当风、光发电 盘大用不完时，电站从下水库向上水库抽水蓄能（）；当风、光发电量不足时，电站则 向下水库放水发电（b）。下列说法中正确的是（ ） ．光伏发电是将光能转化为化学能 B．风力发电是将风能转化为电能 ．电机抽水是将电能转化为机械能 D．放水发电是将水能转化为电能 12．（2023•连云港）如图所示，两种不同的金属丝组成一个闭合回路，触头1 置于热水杯 中，触头2 置于冷水杯中，此时回路中电流表指针就会发生偏转，这是温差电现象。此 过程中 能转化为 能。 13．（2023•藁城区二模）如图所示是航母上简化的蒸汽弹射装置，高压蒸汽推动活塞，使 舰载机在2s 内达到起飞速度，此过程舰载机受力 （选填“平衡”或“不平 衡”）；蒸汽弹射装置工作时把 能转化为机械能。 14．（2023 春•南城县校级月考）2018 年4 月1 日，“光谷量子号”有轨电车开始载客试 运营，开通了交路1 和交路2 两条线路。“光谷量子号”采用了能量回收系统，例如电 车下坡时，为了保持匀速运动，会带动发电机发电进行“刹车”，这个过程把 能 转化为 能供电车使用，更加节能环保。 【题型3 能量守恒定律】 15 ．（2023• 岳阳一模）关于如图所示的实验，说法正确的是（ ） ．图甲中滚摆上下运动时达到的最高点越来越低，说明这个过程中能量不守恒 B．图乙中试管内的水沸腾后水蒸气将软木塞推出，水蒸气对外做功，内能增加 ．图丙中相同质量的水和煤油加热相同时，煤油升温更高，煤油吸热能力强 D．图丁用发声的音叉接触水面，水面水花四溅，说明声音是由物体振动产生的 16．（2023•兴庆区校级一模）下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（ ） ．高山上滚下的石块越来越快，说明重力势能转化为动能 B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能 ．热机工作时，将内能转化为机械能 D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生 17．（2023•苏州）《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如 图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水 从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（ ） ．这是一台“永动机” B．水在输送过程中重力势能不变 ．转轮转速越快输水做功功率越大 D．上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮 18．（2023•商水县一模）（多选）如图所示，这是一款孔明灯，点燃底部的蜡烛后，它就 会自动升空。关于这一过程，下列说法正确的是（ ） ．孔明灯内的空气吸收热量，温度不变 B．孔明灯自动升空不遵循能量守恒定律 ．孔明灯上升过程中将内能转化为机械能 D．孔明灯升空和热机工作原理相同 19．（2023•红山区校级三模）（1）盛夏，在赤蜂红山公，小明和妈妈撑着遮阳伞在赏荷 桥上欣赏荷花，闻到阵阵花香。遮阳伞可有效阻挡 外线对皮肤的伤害，闻到花香 是荷花分子的 现象。 （2）2022 年10 月12 日进行的“天宫课堂”太空授课中，陈冬老师将T 字扳手在空中 旋转后，扳手时而头朝下，时而头朝上翻转不停（如图），这个现象中“会翻身的扳 手” （选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。用扳手拧螺丝时，扳手属于 （选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。 20．（2022 秋•斗门区期末）如图所示是小朋友玩摔炮的情景。摔炮与地面发生碰撞时， 通过 的方式使它的内能增大，导致火药爆炸。爆炸时火药的 能转化为其 他形式的能量，爆炸过程 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 21．（2023•武威）汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，这些内能将无法 自动地转化为汽车的机械能，这种现象说明自发的能量转化过程是有一定 性的， 但在能量的转化和转移过程中，能的总量 （选填“不断减少”“保持不变” 或“不断增加”）。 【题型4 能量的利用效率】 22．（2021 秋•巴林左旗期末）人们通常用砖砌成炉灶烧煤来加热水（如图甲），小明同 学将这些普通的炉灶壁改装成装水的容器，这样在给水壶内的水加热的同时，也加热了 炉灶壁内的水（如图乙）。这样做有利于（ ） ．提高煤的热值 B．煤的充分燃烧 ．提高炉子的效率 D．水壶内水吸收热量 23．（2022•济南二模）为了节能环保，很多家庭将白炽灯换成了LED 灯，LED 灯的亮度 是同功率的白炽灯亮度的6 倍左右。通过观察发现LED 灯工作时几乎不发热，而白炽灯 工作时，热到烫手。从能量转化的角度来看，白炽灯之所以被淘汰可能是因为它工作时 的（ ） ．消耗电能多 B．电功率高 ．使用寿命短 D．发光效率低 24．（2022 秋•青羊区期末）探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，把100g 某种固体 碾碎放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热（物质在相同时间内 吸收的热量相等）。根据实验数据画出的图像如图乙所示，从开始加热到实验结束的 10m 内消耗4g 酒精，酒精的热值30×107/kg ，这种物质的液态比热容＝ 15×103/（kg•℃），下列选项错误的（ ） ．该物质在第5m 末的内能大于第4m 末的内能 B．在B 段和B 段，该物质吸收的热量相同 ．该物质固态时的比热容为30×103 /（kg•℃） D．该装置能量的转化效率为50% 25．（2023•新安县一模）（多选）下列从能量转化的角度阐释的效率的意义说法错误的是 （ ） ．某电热水器工作的效率是87%，意义是该电热水器可以把87%的电能转化为内能 B．某电动机工作的效率是83%，意义是将消耗掉的电能的83%转化为机械能输出 ．某锂电池充电时的效率是99%，意义是将消耗掉的化学能的99%转化为电能储存起来 D．某柴油机工作的效率是35%，意义是柴油燃烧时释放的能量的35%转化为机械能 26．（2023•天长市一模）迟航同学探究煤炉的热效率时，用煤炉给8kg 的水加热，此过程 中水温随时间变化情况如图所示。烧水过程中，相同时间内燃烧煤的质量相等，则 （填“0～2m”、“2～4m”或“4～6m”）时间段内的热效率最低。 27．（2023•安徽一模）在1 标准大气压下，将质量为50kg、初温20℃的冷水利用燃气热 水器加热到沸腾，已知该燃气热水器在上述工作过程中的效率为84%，则需要完全燃烧 m3的天然气。[已知q 天然气＝4×107/m3，水＝42×103/（kg•℃）] 28．（2022•江口县三模）随着年龄的增长，各类知识的学习，小明逐渐体会到了在外务工 父母的不易，每次放假他都会在家里帮着做些家务，用自己力所能及的小事来减轻父母 的负担。五一小长假期间，小明用煤炉烧水时，将10kg 的水从20℃加热到100℃，燃 烧了14kg 的煤，在此过程中水吸收了 的热量，煤炉的热效率是 ，为 预防一氧化碳中毒，我们应规范使用煤炉，装上烟筒并使其完整，用煤炉做饭时要 窗户，让空气流通，晚上睡觉时将煤炉移至屋外。（水＝42×103/（kg•℃）、q 煤＝ 3×107/kg） 29．（2023•开福区校级三模）一辆电动新能源汽车的质量为1400kg，在平直公路上以 20m/s 的速度匀速行驶6m，行驶过程中受到的阻力恒为500。求：在上述行驶过程中： （1）汽车通过的路程； （2）汽车发动机的功率； （3）若汽车消耗的电能为2k•，求汽车能量利用的效率？ 30．（2023•昭阳区二模）2022 年12 月7 日，标志三年防疫措施已全部放开，旅游、餐饮 等行业将迎来发展高峰，人们自驾游喜迎二次生机。小明同学一家计划署假自驾环保电 动汽车去韶山参观伟人故居，下表是他们家小车的部分参数。 汽车净重 175t 家人及装备质量 250kg 车轮与地面接触总面积 01m2 定速巡航速度 90km/ （1）小车空载时对水平路面的压强是多少？ （2）会同到韶山高速路程约378km，以定速巡航速度行驶，几小时后可以下高速？假 设高速路上小车所受平均阻力是载客时重力的008 倍，此过程中牵引力的功率约多少？ （3）高速路上若小车百公里耗电50k•，试求此过程中的效率（保留两位有效数字）。 31．（2023•萍乡二模）一新型电动汽车的质量为15×103kg。性能测试时，汽车在平直的公 路上匀速直线行驶20×103m 用时100s，共消耗电能4×106，测得汽车受到的牵引力为 16×103，g 取10/kg。求： （1）汽车的重力； （2）汽车电机输出的机械功率； （3）汽车电机的工作效率。 32．（2023•沈丘县三模）“十三五”河南谋划实施一批重大风电项目，国内单体容量最大 的平原风电——华能濮阳一期50 万千瓦风电项目已经在河南濮阳投产发电。风力发电 机就是利用风的动能转化成电能。若某种风力发电机，每片风叶的质量为6t，长为 40m。如表给出了1kg 空气在不同风速下速度（v）与动能（E）的关系（空气密度取 12kg/m3，圆周率π＝30）。 动能E（） 2 8 18 32 50 风速v（m/s） 2 4 6 8 10 （1）如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出18×105的电能，则50 台这样的风力 发电机，一年获得的电能由热电转换效率为50%的天然气热电厂来完成需要燃烧多少千 克的天然气？（天然气的热值q＝40×107/m3，天然气的密度ρ＝07kg/m3，一年工作时间 按3000 计算，煤的热值为30×107/kg） （2）当风速为10m/s 时，若风力发电机风轮正面迎风，这台发电机每秒钟能对外提供 288×106的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少？ （3）风能作为一种无污染且取之不尽的发电能源，也有其局限性，请你说一说并提出 解决办法。 33．（2023•临潼区模拟）某建筑师设计出了一种能漂浮在水中的城市（如图甲所示），漂 浮城市装有动力装置，可以移动。该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的，强风能 从中通过，可以确保当飓风来临时，把飓风对建筑的破坏降至最低。该漂浮城市高达 360m，占地270 万平方米，可容纳多达4 万居民。酒店、商店这里都一应俱全。漂浮城 市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8×108，请回答下列问题。 （1）当漂浮城市漂浮在水面上时，其受到的浮力 自身重力。 （2）假如某班有50 位平均质量为50kg 的中学生从岸上进入漂浮城市参观，则漂浮城 市此时排开水的重力增加多少？ （3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平 静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变。从某一时刻开始，漂浮城市受到 水平方向的牵引力F 随运动时间t 的变化关系如图乙所示，漂浮城市的运动速度v 与时 间t 的关系如图丙所示，则： ①从第50s 到100s 内牵引力做的功为多少？ ②漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率为多少？ 【题型5 能量的转化与转移的方向性】 34．（2022 秋•平泉市校级期末）我们的生产与生活总离不开能量及其转化，下列说法正 确的是（ ） ．全自动洗衣机工作时，电能全部转化为机械能 B．用燃气灶烧水，只要调大火力，燃气灶的加热效率就提高 ．提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心 D．能量的转化和转移都没有一定的方向性 35．（2022 秋•峨山县期中）关于能量的转化与守恒，下列说法中正确的是（ ） ．因为能量守恒，所以“永动机”是可以制成的 B．给手机充电时是将电能转化为化学能 ．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性 D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 36．（2023•碑林区校级四模）抽水蓄能电站是电力保障项目之一。该电站可以利用风能和 光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处转化为水的机械能储存起来，需要 时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实 现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列有关说法正确的是（ ） ．风能和光能不可从自然界直接获取 B．该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能 ．根据能量守恒定律可知，该电站抽水时消耗的电能全部转化为水的机械能 D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的 37．（2023•射阳县校级二模）2023 年5 月，我国山东舰航母编队赴台岛以东海空域开展远 海战备训练。以山东舰为参照物，战斗机起飞时是 （运动/静止）的。战斗机在 山东舰甲板上降落，它和航母摩擦转化的内能无法再自动转化为机械能，这说明能量的 转化具有 ，在甲板上指挥员戴耳罩阻隔飞机轰鸣声，这是在 处减弱噪声。 38．（2023•邗江区二模）如图甲所示，用两个玻璃杯做“棉纱滴水实验”，过一段时间后 （/b）杯中的棉纱末端有水滴出。图乙为某轿车输出的能量与输入能量之间的关系图， 图中损失的化学能可以使质量为8kg 的水温度升高 ℃[ 水的比热容为 42×103/（kg•℃）]。轿车刹车时，由于摩擦，轿车损失的机械能不能自动地集起来再次 开动轿车，这说明能量的转化和转移具有 。 39．（2023 春•海陵区校级月考）