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第十四章 内能的利用
第3节 能量的转化和守恒
一．选择题
1．关于功和能的关系，下列几种说法中，正确的是（ ）
A．具有能的物体一定正在做功
B．物体具有的能越大，它做的功就越多
C．物体做的功越多，它具有的能越大
D．物体能够做的功越多，它具有的能就越大
【答案】D
【解析】
A、能够做功的物体具有能，具有能的物体不一定正在做功，故A错误；
B、物体具有能量大，它可能没做功，例如，静止在高处的石块可以做功，但还未做功，故 B错
误；
C、物体做功越多，它具有的能量不一定越多；不做功的物体，具有的能量也不一定越少；故 C
错误；
D、物体能够做的功越多，那么它具有的能量一定越大，故D正确。
选D。
2．我市利用如图所示的装置发电，能量主要来源于（ ）
A．潮汐能 B．化学能 C．风能 D．内能
【答案】C
【解析】图示装置是风力发电机，利用风力发电时，将风能转化为电能。
选C。
3．目前，市区里的老旧小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具﹣﹣冲击钻，冲击钻
工作时，钻头在电动机的带动下，不断地冲击墙壁打出圆孔，如图，冲击钻在工作过程中，关于其能量转化正确的是（ ）
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和内能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
【答案】D
【解析】
（1）当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；
（2）钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；
由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。
选D。
4．关于能量守恒定律的下列说法中。正确的是（ ）
A．能量既可以凭空消失
B．能量也可以凭空产生
C．热机的工作过程不遵循能量守恒定律
D．能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变
【答案】D
【解析】
AB、能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，故AB错误；
C、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，
故C错误；
D、一个物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少，在能量转移和转化的过程中能量的总量
是保持不变的，故D正确。
选D。
5．跳伞运动员在空中匀速下落的过程中（ ）
A．重力势能不变 B．动能增加
C．机械能减小 D．机械能不变
【答案】C【解析】跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，质量不变，速度不变，高度减小，
所以，动能不变，重力势能减小，机械性能减小。
选C。
6．如图所示，滚摆从高处向低处摆动的过程中（ ）
A．动能减少 B．动能转化为重力势能
C．重力势能不变 D．重力势能转化为动能
【答案】D
【解析】滚摆从高处向低处摆动的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，因此重力势能减
小，动能增大，是重力势能转化为动能。故只有D说法正确。
选D。
7．关于能量的转化与转移，下列说法中不正确的是（ ）
A．内能可以从温度高的物体向温度低的物体转移，也可以从温度低的物体向温度高的物体转移
B．内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能
C．内能在转化或转移过程中一定有能量损失
D．能量可以从一种形式转化为其他形式，也可以从一个物体转移到其他物体，在转化和转移的
过程中，能量的总量保持不变
【答案】A
【解析】A、热传递的条件是存在温度差，内能从温度高的物体向温度低的物体转移，不能从温
度低的物体向温度高的物体转移，故A错误；
B、内能和机械能之间可以相互转化，内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能，故 B
正确；
C、内能在转化或转移过程中不可避免的有能量损失，故C正确；
D、由能量守恒定律可知，能量可以从一种形式转化成另一种形式，也可以从一个物体转移到另
一个物体，转化前后总能量保持不变，故D正确。选A。
8．下列关于能量的说法中（ ）
①燃料燃烧时，化学能转化为内能；
②加热电器工作时，内能转化为电能；
③“烤火取暖”，说明内能可以转移；
④能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
A．只有①③正确 B．只有①②正确 C．只有③④正确 D．只有②④正确
【答案】A
【解析】①燃料燃烧时，消耗化学能，得到内能，化学能转化为内能。
②加热电器工作时，消耗电能，得到内能，电能转化为内能；
③“烤火取暖”，是用热传递的方式改变内能，说明内能可以转移；
④根据能量守恒知，能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变。
综上分析可知，只有只有①③正确。
选A。
9．下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是（ ）
A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能
B．热量可以自发从高温物体传递给低温物体，却不能自发从低温物体传递到高温物体
C．动能可以和重力势能相互转化
D．机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能
【答案】B
【解析】
A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互转化，不能说
能量转化具有方向性，故A错误；
B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，
说明能量转移具有方向性，故B正确；
C．动能可以和重力势能相互转化，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，
故C错误；
D．机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能，能说明能量之间的相互转化，不能说能
量转化具有方向性，故D错误。
选B。
10．下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性“的事例是（ ）
A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体
C．动能可以和重力势能相互转化
D．电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能
【答案】B
【解析】A、电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互转化，
不能说能量转化具有方向性；
B、热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，
说明能量转移具有方向性；
C、动能可以和重力势能相互转化，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性；
D、电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能，能说明能量之间的相互转化，不能说
能量转化具有方向性。
选B。
二．填空题
11．用酒精灯做实验时酒精燃烧将________能转化为________能。
【答案】化学 内
【解析】酒精具有化学能，酒精燃烧时将化学能转化为内能。
12．如图所示是世界上早期蒸汽汽车的模型，蒸汽汽车中的燃料燃烧将化学能转化为水和水蒸气的
________，再转化为汽车的________能，使汽车前进。
【答案】内能 机械
【解析】
燃料燃烧放出热量，是化学能转化为内能，水吸收热量，内能增加；水蒸汽通过对外做功，再
将内能转化为机械能，推动蒸汽汽车前进。
13．小梦在学习完能量转化知识后，设想了如图所示的方案，先利用水力发电，然后再利用发出的
电驱动抽水机把水抽到蓄水池，这样就可以一直循环下去。你认为这个设计方案________（选
填“可行“或“不可行“），理由是________。【答案】不可行 违背了能量守恒定律
【解析】题中设想的能量转化过程是这样的：电能→机械能→电能→机械能，根据能量既不会
凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的
物体，所以上述能量转化中均应是守恒的，在转化的过程中，由于有能量的散失，所以水的机
械能不可能完全转化为电能，电能也不可能完全转化为水的机械能，所以不能循环下去。
14．如图甲和乙所示分别是我国研发出首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车，甲是利用压
缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的________能转化为机械能，乙车
顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将________能转化为电能，以上能量的转
化过程中，能的总量________（填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】内 太阳 不变
【解析】由题可知，空气动力汽车在工作时将空气的内能转化为车的机械能；
叶子车的顶部安装的是高效光电转换器，它是把太阳能转化为电能的装置。
能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体
转移到另一个物体，能量的总量不变。
15．如图是我国用长征二号F﹣T2火箭将天宫二号空间实验室发射升空时的壮观情景。火箭发射升
空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的________能，再转化为火箭的________能。【答案】内 机械
【解析】火箭发射升空时，首先燃烧燃料，将化学能转化为内能，然后利用内能推动火箭升空，
将内能转化为机械能。
16．冬天烤火的时候，人们燃烧煤等燃料获得内能，火炉把这些能量传给周围空气，但这些能量
________（填“能”或“不能“）自动聚集起来再次利用，说明了能量的转化和转移是有
________。
【答案】不能 方向性
【解析】人们燃烧煤等燃料时，将燃料的化学能转化为内能，火炉把这些能量传给周围空气，
但这些能量不能自动聚集起来再次利用，说明了能量的转化和转移是有方向性的。
17．汽车刹车的过程，伴随着能量从________转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和
________（增大/不变/缩小）。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这
是因为能量的转移和转化具有________性。
【答案】机械能 不变 方向
【解析】
据能量的守恒定律可知，汽车刹车的过程，通过做功，将机械能转化为内能，内能散失到空气
中，此过程能量的总和是不变的；
散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有
方向性。
18．汽车刹车的过程中，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和
________（选填“增加”、“减少”或“不变”），散失到空气中的内能无法自动转化为机械
能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有________。完全燃烧0.1kg汽油释放的热量
为________J，若这些热量的42%被水吸收，可以将100kg的水由20℃加热到________℃．【q
汽
＝4.6×107J/kg，c ＝4.2×103J/（kg•℃）】
油 水
【答案】不变 方向性 4.6×106 24.6
【解析】
（1）汽车刹车的过程中，能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，但由能量守恒定律可知，此过程能量的总和不变；
散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有
方向性。
（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量：
Q ＝qm ＝4.6×107J/kg×0.1kg＝4.6×106J；
放 汽油
这些热量的42%被水吸收，则有Q ＝cm△t＝ηQ ，
吸 放
所以水升高的温度：
△t＝ ＝ ＝ ＝4.6℃。
则水升高到的温度（末温）：t＝t+△t＝20℃+4.6℃＝24.6℃。
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