14.3 能量的转化和守恒（专题训练）【五大题型】（解析版）

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】.....................................................................................................................................4 【题型3 能量守恒定律】.........................................................................................................................................9 【题型4 能量的利用效率】...................................................................................................................................13 【题型5 能量的转化与转移的方向性】............................................................................................................... 24 【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 【答】 【分析】一个物体能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量，能量反映了物体做功 的本领，不同的物体做功的本领也不同，一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能 量越大。 【解答】解：．物体具有的能越多，它做功的本领越大，但不一定做功，故错误； B．物体有了能就有了做功本领，但不一定正在做功，故B 错误； D．能量的转化是通过做功实现的，做功的物体一定具有能，故正确，D 错误； 故选：。 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 【答】D 【分析】判断出四个选项中分别具有哪种能量，分别加以比较。 【解答】解：、运动场上奔跑的运动员具有动能； B、剧烈运动的空气形成的龙卷风具有动能； 、快速行驶的汽车具有动能； D、核电站为我们的生活和生产提供电能； B 三个选项中具有的能量形式与D 选项中具有的能量形式不同，故D 符合题意。 故选：D。 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 【答】B 【分析】（1）物体的颜色由它反射的色光决定； （2）物体的运动和静止是相对参照物而言的； （3）判断表演的学生站得整整齐齐是利用了光是沿着直线传播的原理； （4）舞台上站得整整齐齐的学生，具有机械能。 【解答】解： 、舞台呈现红色，这是因为它反射了红色光，故错误； B、当参照物是学生时，舞台上站得整整齐齐的学生彼此之间都是静止的，故B 正确； 、判断表演的学生站得整整齐齐是利用了光是沿着直线传播的原理，故错误； D、舞台上站得整整齐齐的学生，具有机械能，故D 错误。 故选：B。 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 动 能。原子弹、氢弹具有 核 能。 【答】动；核。 【分析】做机械运动的物体具有动能。 原子核在转变过程中所释放出的能量，称为核能。 【解答】解：龙卷风在运动，具有动能，有一定破坏能力。 原子弹、氢弹是由于原子核内部发生转变，从而释放巨大的能量，称为核能。 故答为：动；核。 5．（2022 秋•承德县期末）物理学中，我们把物体位置的变化叫 机械运动 ，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 内能 转化成电能，而煤炭是上亿年前的植物储存的 化学 能。 【答】机械运动；内能；化学。 【分析】物体位置变化的运动叫机械运动； 火力发电厂燃烧的煤炭是上亿年的植物形成的，植物通过光合作用将太阳能转化为化学 能储存在植物体内。 【解答】解：物理学中，我们把物体位置的变化叫机械运动，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内能转 化成电能，而煤炭是上亿年前的植物储存的化学能。 故答为：机械运动；内能；化学。 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） 电 ；（2） 内 ；（3） 裂 。 【答】（1）电；（2）内；（3）裂。 【分析】①目前，人类利用太阳能有两种方式：加热物体和发电； ②人类获得核能的两种方式：裂变和聚变。 【解答】解：太阳能电池通过光电转换装置，将太阳能转化为电能； 太阳能热水器通过光热转换设备，将太阳能转化为内能； 核电站的主要设备是核反应堆，在核反应堆中利用可控的链式反应发生核裂变，人类获 得核能。 故答为：（1）电；（2）内；（3）裂。 【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 【答】 【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消 耗的能量转化为得到的能量。 【解答】解：、水力发电时，通过发电机，将机械能转化为电能，故正确； B、搓手取暖时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故B 正确； 、给手机充电时，消耗电能，获得化学能存储起来，是将电能转化为化学能，故错误； D、电水壶给水加热时，将电能转化为内能，故D 正确。 故选：。 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 【答】D 【分析】（1）水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力； （2）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发 生变化，则运动，不发生变化，则静止； （3）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大； （4）内燃机工程过程中将燃料的化学能转化为内能，内能再转化为机械能。 【解答】解：、联合收割机工作时不断向卡车输送粮食，卡车的质量增大，重力增大， 对地面的压力增大，故错误； B、当联合收割机和卡车匀速直线运动时，卡车与地面的位置发生了变化，所以卡车相 对于地面是运动的，故B 错误； 、联合收割机工作时不断向卡车输送粮食，卡车的质量增大，卡车的运动速度不变，所 以卡车的动能不断增大，故错误； D、工作中的联合收割机不断将燃料的化学能转化内能，内能再转化为机械能，故D 正 确。 故选：D。 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 【答】D 【分析】（1）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。 （2）物体相对于参照物的位置变化了，物体就是运动的，物体相对于参照物的位置不 变，物体就是静止的。 （3）拦截导弹在加速升空的过程中，受到非平衡力的作用。 （4）导弹在上升过程中，重力不变。 【解答】解：、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，故正确； B、拦截过程中，拦截弹与来袭导弹的位置在不断变化，是相对运动的，故B 正确； 、拦截导弹在加速升空的过程中，运动状态在改变，受到非平衡力的作用，故正确； D、导弹在上升过程中重力几乎不变，故D 错误。 故选：D。 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 【答】 【分析】（1）扩散现象说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动； （2）油的沸点通常高于水的沸点，所以可达到更高的温度； （3）燃料燃烧是能量的转化过程，实质是燃料的化学能转化为内能的过程； （4）流体压强与流速的关系是：流体流速越快的地方其压强就越小； （5）力可以改变物体的形状，力可以改变物体的运动状态。 【解答】解：①油香“香气四溢”，香气四溢是扩散现象，说明分子在不停地做无规 则运动，故①正确； ②油香能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点高，而不是低，故②错误； ③木柴燃烧时将化学能转化为内能，故③正确； ④抽油烟机是使空气流速加快，油烟机内的空气压强减小，外界压强大，从而把油烟抽 走，故④正确； ⑤油香被擀成圆形，说明力可以改变物体的形状，故⑤正确。 以上说法正确的是①③④⑤，故符合题意。 故选：。 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 【答】BD 【分析】根据不同过程中消耗和获得的能量，可对选项中的过程做出判断。 【解答】解：、光伏发电是将光能转化为电能，故错误； B、风力发电是将风能转化为电能，故B 正确； 、电机抽水是将电能转化为水的机械能，故正确； D、放水发电是将水能（水的机械能）转化为电能，故D 正确。 故选：BD。 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 内 能转化为 电 能。 【答】内；电。 【分析】热水是系统能量的来源，接触头1 从热水中吸收的热量，一部分转化为电流做 功，另一部分能量被冷水吸收； 温差电压产生的原因是，在同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电压，从能量 转化角度，热电偶消耗了内能转化成了电能。 【解答】解：温差电压产生的原因是，在同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热 电压，从能量转化角度，热电偶消耗了内能转化成了电能。 故答为：内；电。 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 不平衡 （选填“平衡”或“不平 衡”）；蒸汽弹射装置工作时把 内 能转化为机械能。 【答】不平衡；内。 【分析】做功可以改变物体内能，物体对外界做功，物体的内能减小，温度降低；使舰 载机在2s 内达到起飞速度，此过程舰载机受力为非平衡力。 【解答】解：蒸汽弹射装置工作时，气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，其内能减小，同 时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，使舰载机在2s 内达到起飞速度，舰载机处 于加速运动状态，此过程舰载机受力不平衡，该过程中内能转化为机械能。 故答为：不平衡；内。 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 机械 能转化为 电 能供电车使用，更加节能环保。 【答】机械；电。 【分析】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”，将动能转 化为电能实现减速。 【解答】解：当电车下坡时，会带动发电机发电进行“刹车”，发电机工作时，将机械 能转化为电能供电车使用，这样更加节能环保。 故答为：机械；电。 【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 【答】D 【分析】（1）物体在运动过程中，和空气之间存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化 为内能，能量的总量不变； （2）当对物体做功时，机械能转化为内能，当物体对外做功时，内能转化为机械能； （3）相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化大的（小）吸 热能力弱（强），比热容小（大）； （4）声音是由物体的振动产生的。 【解答】解： 、滚摆上下往复运动过程中，要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，机械能减少， 但能量守恒，故错误； B、试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能， 水蒸气的内能减少，故B 错误； 、相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化大的吸热能力弱， 比热容小，由此可知水的比热容大于煤油的比热容，故错误； D、用发声的音叉接触水面，水面水花四溅，由此可知音叉是振动的，说明声音是由物 体振动产生的，故D 正确。 故选：D。 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 【答】D 【分析】①判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消 耗的能量转化为得到的能。 ②能量既不能凭空产生也不能凭空消失，总是由一种能量转化为另一种能量，在转化的 过程中能的总量保持不变。 【解答】解：、石块下落时高度降低，速度增大，则重力势能减小，动能增大，所以是 重力势能转化为动能，故正确； B、酒精燃烧时温度升高，放出热量，消耗了化学能，得到了内能，故是化学能转化为 内能，故B 正确； 、热机工作时，将燃油的化学能转化为内能再利用内能做功转化为机械能，故正确； D、人们对太阳能的开发和利用，是消耗了太阳能，得到其他形式的能，即将太阳能转 化为其他形式的能，能量是不能凭空产生的，此选项的说法违背了能量守恒定律，故D 错误。 故选：D。 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 【答】 【分析】（1）自然界中能量是守恒的，但机械能在转化时往往存在能量的损耗，一部 分机械能会转化为内能散失到空气中； （2）重力势能的大小与质量和高度有关； （3）功率是表示做功快慢的物理量； （4）“高转筒车”在转动时，它的轴始终是固定不动的。 【解答】解：、这一装置在工作时，存在摩擦和空气阻力，不是一台“永动机”，故错 误； B、水在输送过程中高度改变，所以重力势能改变，故B 错误； 、转轮转速越快，相同时间内输水做功越多，则功率越大，故正确； D、上、下两个转轮在转动时，它们的轴始终是固定不动的，不符合动滑轮的特点，里 面不存在动滑轮，故D 错误。 故选：。 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 【答】D 【分析】根据对孔明灯工作过程，工作原理和能量转化的了解，可对选项中的描述逐一 做出判断。 【解答】解：、点燃底部的蜡烛后，孔明灯内空气吸收热量，温度升高，故错误； B、任何的能量转化和转移都遵循能量守恒定律，因此，孔明灯自动升空也遵循能量守 恒定律，故B 错误； D、孔明灯上升过程中，将蜡烛燃烧释放的内能转化为孔明灯的机械能；热机是将内能 转化为机械能的机器，由此可知孔明灯升空和热机的工作原理相同，故D 正确。 故选：D。 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 紫 外线对皮肤的伤害，闻到花 香是荷花分子的 扩散 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