能量的转化与守恒定律 知识点题库

甲图是生活中常用的热水器,当注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,有时软木塞会跳起来,这一过程瓶内气体通过    改变了内能。乙图是四冲程汽油机的工作示意图,其中     图(选填符合)所示的冲程也发生同样的能量转化。

关于热机,下列说法是正确的(   )

A . 汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞 B . 柴油机在吸气冲程中,将柴油和空气的混合气吸人气缸 C . 汽油机在做功冲程中,进气门关闭排气门打开 D . 汽油机在做功冲程中,是把内能转化为机械能
请将能量转化类型与其对应的实例或装置用线连起来.

光能转化为电能             太阳能热水器

光能转化为内能             太阳能电池板

化学能转化为内能           电暖炉

电能转化为内能             木柴燃烧

                 海水的利用

地球表面的70%以上是海洋,开发利用海洋有广阔的前景,潮汐是一种海平面周期性变化现象,海平面每昼夜有两次涨落,人们在靠近海的河口或海湾深处建大坝,在大坝中间装上水轮发电机组,涨潮时,海水通过大坝流进河口,带动水轮发电机发电;退潮时,海水又流回海洋,从相反方向带动水轮发电机发电,目前我国的潮汐电站年发电量达约为7.5×108kW•h.海水淡化和海水直接利用于工业冷却用水的相关设备、管道防腐等技术已比较成熟,部分沿海国家许多工业冷却水来自于海水.

  1. (1) 潮汐发电是将海水的能转化为电能;发电机是应用现象制成的.

  2. (2) 潮汐发电是人类利用的一种可再生能源,下列几组能源中都属于可再生能源的是(   )

    A . 水能、石油、核能 B . 风能、水能、太阳能 C . 煤炭、石油、天然气 D . 风能、地热能、核能
  3. (3) 挡海大坝要做成上窄下宽的形状(如图所示),这是因为,图中甲、乙两幅图代表涨潮发电的是图(填“甲”或“乙”)

  4. (4) 1吨煤燃烧后可发电2.5×103kW•h,我国潮汐发电每年可节约吨煤.

  5. (5) 海水作工业冷却用水主要是利用了水的大的特性.

2007年2月28日,从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴,列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。看了这个报道后,某研究小组为探索沙尘暴的威力,进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图,其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝阻值较大,一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在B点接触,有风时细金属丝将偏离竖直方向,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中,知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比,空气密度为1.3kg/m3 , 沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素,进行了如下的实验研究:

①在含沙量相同条件下,改变风速,记录不同风速下电压表的示数如下:

风速(m/s)

5

10

15

20

电压表示数(V)

0.6

2.4

5.4

9.6

②在风速大小相同条件下,改变风中空气的含沙量,记录不同含沙量下电压表的示数如下:

含沙量(kg/m3

1.1

2.2

3.3

4.4

电压表示数(V)

2.3

3.5

4.6

5.8

  1. (1) 根据上述实验结果,你能得出单位面积上所受到的风力大小的关系式为:(设比例系数为k)。
  2. (2) 若(1)中的比例系数k的大小为0.5,已知:车厢的高度为3m,车厢的长度为25m,车厢质量为50t,铁轨间距为1.5m,1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg,请根据(1)中的关系式计算当时的风速至少为多大?
我们所学的科学教科书的前言中提到了“科学家伽俐略被教堂顶上吊灯来回摆动所吸引, 他观察到灯摆动时,每来回摆动一次所需的时间几乎相等。于是他将手指按在手腕上,利用脉搏跳动来测定灯来回摆动所需时间,经过多次反复测试,终于证明了‘他自己的设想’是正确的,从而得出了一个一般性的结论,后来人们利用该结论发明了摆钟。”那么吊灯往返摆动的时间长短与哪些因素有关呢?小明和小刚分别提出了下列猜想。小明猜想:摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关;小刚猜想:摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。于是他们按如图所示进行实验,在一根细绳一端拴一个小球,另一端固定于支架

上,让小球自由往返摆动,并记录数据如下表:

 

实验序号

摆长(厘米)

摆动幅度(厘米)

小球往返摆动20次所需时间(秒)

小球往返摆动一次所需时间(秒)

1

100

5

40

2.0

2

100

8

40

2.0

3

80

5

30

1.5

根据上述资料和实验数据,请你一起来回答下列问题:

  1. (1) 文中画线处提到“他自己的设想”指的是
  2. (2) 除了小明和小刚的猜想外,请你自己对此也另提一个合理的猜想
  3. (3) 要完成上述实验,除图中所示器材外,还需要的测量仪器有
  4. (4) 实验中,他们俩不是直接测量记录来回摆动一次所需的时间,而先测量来回摆动 20 次所需的总时间再计算出来回摆动一次所需的时间长短,这样做的目的是为了
  5. (5) 从表中数据得出(填“小刚”或“小明”)的猜想正确。
  6. (6) 摆钟是利用本实验的结论制成的。若某一摆钟变慢了,要重新调准它,应将其摆长调

    (填“长”或“短”)些。

在探究“阻力对物体运动的影响”时,让同一小车每次都从同一斜面的同一位置静止滑下,使小车分别在毛巾、棉布和木板上运动直至静止,小车运动距离如图所示。下列说法正确的是(    )

A . 小车在毛巾上运动的距离最短,所以它消耗的机械能最少 B . 小车在木板上运动的距离最长,所以它消耗的动能最多 C . 小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,但每次小车获得的内能相同 D . 小车在毛巾、棉布和本板上运动的距离不同,但每次小车克服阻力所做的功相同
如图所示,这是伽利略理想斜面实验装置图,伽利略发现,当小球从左侧斜面一定高度滚下时,无论右侧斜面的坡度如何,它都会沿斜面上升到与左边下落点几乎等高的地方。假如右侧斜面变成水平放置,伽利略的结论是

如图是皮球落地后弹跳过程中,每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B 是同一高度的两点,则 A 点的重力势能 B 点的重力势能(选填“大于”“小于”或“等于”);此过程中皮球的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。

如图所示:用细绳把摆锤悬挂起来,将摆锤拉到某一高度后释放(图甲),用频闪照相技术拍出相同时间内摆锤运动的情景(图乙)。下列两种证据分别说明摆锤在摆过中点时重力势能最小,请你补充其中的科学原理:

  1. (1) 照片显示:中点时摆锤的高度最低,所以重力势能最小。因为当相等时,物体的重力势能大小只与物体所处的高度有关。
  2. (2) 照片显示:中点时摆锤相同时间内运动的距离最大,所以重力势能最小。试用机械能转化及守恒等知识解释其原理:
如图是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图.假设电源电压380V保持不变,电动机线圈电阻为1Ω,不考虑电动机各处摩擦。当电动机将540kg重物匀速提升16m的过程中,电路中的电流为20A,动滑轮的机械效率为80%(g=10N/kg)。则:

  1. (1) 电动机所施加的拉力F做的功是多少?
  2. (2) 电动机所施加的拉力F是多少?
  3. (3) 电动机线圈电阻的发热功率是多少?
  4. (4) 试从能量转化和守恒的角度,求电动机提升重物所用的时间。
光滑斜面甲与水平面PQ平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球,小球运动到Q点静止,如图甲。在PQ上的N点平滑拼接另一光滑斜面乙,已知PQ=4PN,如图乙。小球冲到乙斜面上的h高处。则小球最终将停在(    )

A . 甲斜面上 B . 乙斜面上 C . P处 D . N处
  2020年5月5日,我国自主研发的长征5号B型运载火箭圆满完成发射任务。图为起飞阶段加速上升的火箭,该过程中,内部的新型返回舱的动能(选填“增大”、“减小”或“不变“),火箭整体的机械能(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

根据能量守恒定律,判断下列说法正确的是(    )
A . 发电机可以产生电能 B . 电动机工作时消灭了电能 C . 发电机和电动机都是转化能量的机器 D . 自然界各种能量不断地相互转化,人类不断地消耗各种能量,总能量在不断减少
如图所示是某研究小组精心设计的一种机械,高处的水通过左侧的管道向下流动,水流冲击叶片,叶片的转动带动砂轮转动,就可以打磨需要的工件,同时带动右侧的抽水器将水从低处抽到高处,继续向下流动,从而永不停歇。你认为这种机械是否能够一直工作下去?请说明原因。

排球充气后,让排球从手上自由落下,排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。

  1. (1) 解释整个过程中能量是否守恒。
  2. (2) 排球从接触地面到形变最大的过程中,速度v与形变大小ΔV之间的关系大致如图,请说明该过程中,排球受力情况与机械能变化的关系。
为了比较体内不同种类的有机物在呼吸作用中释放的能量多少,通过分别燃烧花生仁、大米、牛肉干来加热试管中的水,并比较水的温度变化的实验来推测三种食物所含能量的高低。下列选项与这个实验的科学原理、方法无直接关系的是(    )
A . 能量转化与守恒定律 B . 变量控制 C . 氧化反应程度 D . 同化作用
周末,小科和爸爸妈妈前往码头乘船回海岛看望爷爷奶奶,路途中,小科结合自己所学的知识,对生活中的现象进行了分析:

  1. (1) 候船时发现码头侧面吊有数个轮胎(如图).他推测此装置可以将轮船靠拢时的一部分动能转化为减少了过强撞击带来的震动和损坏。
  2. (2) 登船时,由于轮船入口远高于码头,乘务人员为了安全便捷,架设了登船梯《如图),其近似可看做是个斜面。则小科在登船梯上沿斜面拖动行李箱所施加的拉力(填“大于”“等于”或“小于”)行李箱自身的重力。

  3. (3) 轮船启动后,在海面上变速行驶,小科判断在整个过程中,能量应该是(填“守恒”或“不守恒”)的。
根据下列图文回答下列问题:

  1. (1) 不锈钢是(填“纯净物”或“混合物”).
  2. (2) C60是制作某种锂电池的原料,电池的能量转化形式是由转化为电能。
  2021年5月15日,天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其着陆组合体,成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部。已知祝融号火星车机身是可升降的主动悬架结构,能自由转向,六个轮子均能独立驱动,火星车的质量为240kg,根据信息回答下列问题:
  1. (1) 图中火星车采用的材料中含有铝合金,铝的化学性质很活泼,但铝制品却很耐腐蚀的原因是
  2. (2) 距离火星10千米的高空巨大的降落伞在火星上空打开,速度骤降,直至安全着陆火星,在此过程中祝融号火星车重力做了多少功?(火星车质量不变,火星引力约为地球引力的三分之一,地球表面g=10N/kg)
  3. (3) 火星车上有太阳能光电板和锂离子蓄电池组,为火星车提供充足的能量供应和储备。

    ①太阳能光电板工作时将太阳能转化为

    ②为了满足火星车夜间用电需求,还装有锂离子蓄电池组。若夜间所需要的电能由4组蓄电池组提供,每组蓄电池组参数如表所示。

    若在太阳光的照射下,火星车太阳能光电板平均每小时每平方米吸收太阳能3×106J,它吸收的太阳能最终有40%转化为电能,如果每天光照10小时,其中40%电能用于对蓄电池充电,要将这四组蓄电池充电50%,太阳能光电板的面积至少为多少平方米

    输出电压

    150V

    容量

    5000mAh

  4. (4) 火星与月球的距离比火星与地球的距离近。未来,假如我过客在月球基地发射火星探测器——“天问N号”,与在地球发射相比,运载火箭携带的燃料将大幅减少,请从能量的角度予以解释(写两点)。