專題16 能量守恒定律 專題學啥 1.能量的轉化（1） 能量及其存在的形式：如果一個物體能對別的物體做功，我們就說這個物體具有能。自然界有多種形式的能量，如風能、內能、水能、電能、化學能、核能等。（2）能量的轉移與轉化：能量可以從一個物體轉移到另一個物體，如發生碰撞或熱傳遞時；也可以從一種形式轉化為另一種形式，如太陽能電池、發電機等。2.能量守恒定律（1） 能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。（2） 能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，也無論是物理學問題還是化學、生物學、地理學、天文學的問題，所有能量轉化的過程，都遵從能量守恒定律。（3）“第一類永動機”永遠不可能實現，因為它違背了能量守恒定律。3.試論述能量的轉化、轉移和守恒問題。（1）在一定條件下各種形式的能都可以相互轉化。能量轉化反映了各種現象之間的聯系，如摩擦生熱說明了機械運動和熱現象之間存在的聯系；電風扇轉動說明了電現象和機械運動之間存在的聯系。（2）不同形式的能量通過做功可以相互轉化，同種形式的能量之間通過熱傳遞可以進行轉移，能量可以從一個物體轉移到另一個物體，也可以從物體的一部分轉移到另一部分。（3）能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。（4）根據能量守恒定律，在分析自然現象時，如果發現某種形式的能量減少，一定能找到另一種形式的能量增加;反之，當某種形式的能量增大時，也一定可以找到另一種形式的能量減少。專題考法 【例題1】（2019山東泰安）如圖所示，粗糙程度相同的斜面與水平面在a點相連，彈簧左端固定在豎直墻壁上，彈簧處于自由狀態時右端在b點，小物塊從斜面的c點由靜止自由滑下，與彈簧碰撞后又返回到斜面上，最高到達d點。下列說法正確的是（）A彈簧被壓縮到最短時，彈性勢能最小B小物塊從c向a運動的過程中，重力勢能減小C小物塊從b向a運動的過程中，動能增加D小物塊在整個運動過程中，機械能守恒【答案】B【解析】A.彈簧被壓縮到最短時，其形變程度最大，所以彈簧的彈性勢能最大，故A錯誤；B.小物塊從c向a運動的過程中，質量不變，高度減小，重力勢能減小，故B正確；C.小物塊從b向a運動的過程中，物塊不再受到彈力，由于受到摩擦力的作用，其速度會逐漸減小，所以其動能會減小，故C錯誤；D.小物塊在整個運動過程中，由于摩擦力的作用，其機械能總量會減少，即機械能不守恒，故D錯誤。【例題2】（2019桂林）我國于2019年5月17日在西昌衛星發射中心用長征三號丙運載火箭，成功發射一顆北斗導航衛星。如圖所示，長征三號丙運載火箭升空時，燃料燃燒后通過做功，把能轉化為能。【答案】內；機械。【解析】燃料燃燒時化學能轉化為內能，燃料燃燒后通過做功，使火箭升空，將內能轉化為機械能。【例題3】（2018海南）能量守恒定律表明的是（ ）A動能和勢能是守恒的B內能和機械能是守恒的C能量的變化等于做功的多少D能量既不會憑空產生，也不會憑空消失【答案】D【解析】能量既不會消失，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變一、選擇題1. （2019深圳）如圖，弧形軌道 ab 段光滑，bc 段粗糙，小球從a 點經最低點b 運動至c 點。下列分析正確的是（ ） A.從a 到b 的過程中，小球動能轉化為重力勢能B.經過b 點時，小球動能最大C.從b 到c 的過程中，小球動能增大 D.從a 到c 的過程中，小球機械能守恒【答案】 B 【解析】A.從a到b的過程中，小球的高度減小，重力勢能減小；因為表面光滑，所以沒有摩擦力，那么重力勢能會全部轉化為動能，故A錯誤；B.因為b點是整個運動過程的最低點，所以這點的重力勢能最小，而動能最大，即小球的速度最大，故B正確；C.從b到c的過程中，小球的高度增加，重力勢能增大，因此它的動能會逐漸減小，故C錯誤；D.由于bc段粗糙，所以這段過程中機械能會轉化為內能，故D錯誤。2（2019湖北宜昌）前段時間，“加水就能跑的神車”事件一度成為輿論熱點，該汽車實際是利用車內水解制氫技術獲得氫氣，通過氫燃料電池給車提供動力（該技術成本很高，目前仍處在試驗階段），但被曲解為“加水就能跑”。下列對該事件的看法錯誤的是（）A氫燃料電池是將氫氣的化學能轉化為電能B水解技術制取氫氣的過程一定要消耗其它能量C對于熱點事件要遵從科學原理，不能盲從更不能以訛傳訛D該車行駛的能量最終來源于水，水是一種能源【答案】D【解析】（1）燃料中的化學能可通過技術手段最終再轉化為電能；（2）根據能量守恒可做出判斷；（3）從科學角度來認識生活中的熱點事件，據此判斷；（4）水也是一種能源。但在這里的能源并不能說是水提供的。A.氫燃料電池是將氫氣的化學能最終轉化為電能，再用來驅動汽車的，故A正確；B.根據能量守恒定律，水解技術制取氫氣的過程一定要消耗其它能量，故B正確；C.由科學常識可知，對于熱點事件要遵從科學原理，不能盲從更不能以訛傳訛，故C正確；D.該車行駛的能量最終來源于用水制出的氫氣，但不能直接說水是這里的能源，故D錯誤。3.（2019安徽）如圖，在光滑的水平臺面上，一輕彈簧左端固定。右端連接一金屬小球，O點是彈簧保持原長時小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復運動（已知AOOB）。小球從A位置運動到B位置的過程中，下列判斷正確的是（ ） A.小球的動能不斷增加B.彈簧的彈性勢能不斷減少C.小球運動到O點時的動能與此時彈簧的彈性勢能相等D.在任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變【答案】 D 【解析】由題知，O點是彈簧保持原長時小球的位置，則AO段彈簧處于壓縮狀態，OB段彈簧處于拉伸狀態；小球從A運動到O的過程中，彈簧逐漸恢復原狀，形變程度變小，彈性勢能變小，小球所受彈力方向向右、速度不斷增大，動能變大，此過程中彈性勢能轉化為動能；到達O點時，彈簧恢復原長，彈性勢能為零，小球所受彈力為零，此時速度最大，動能最大；小球從O運動到B的過程中，彈簧被拉長，形變程度變大，彈性勢能變大，此時小球所受彈力方向向左、速度不斷減小，動能變小，此過程中動能轉化為彈性勢能；則小球從A位置運動到B位置的過程中： A.小球的動能先增加后減少，A不符合題意；B.彈簧的彈性勢能先減少后增大，B不符合題意；C.小球運動到O點時的動能（最大）與此時彈簧的彈性勢能（為零）不相等，C不符合題意；D.水平臺面光滑，且AOOB，說明沒有機械能轉化為內能，小球和彈簧組成的整體機械能守恒，所以在任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變，D符合題意。4（2019廣安）下列關于能量的說法中，正確的是（）A洗衣機工作時是將機械能轉化為電能B電水壺工作時是將內能轉化為電能C用熱水泡腳，身體會感覺暖和，說明內能可以轉移D能量無論是轉化還是轉移，能量總和會逐漸減少【答案】C【解析】A.洗衣機工作時，消耗電能，產生機械能，故是將電能轉化為機械能的過程，故A錯誤；B.電水壺工作時消耗電能，產生內能，故是將電能轉化為內能的過程，故B錯誤；C.用熱水泡腳，內能從熱水傳遞到腳，身體的內能會增加，會感覺暖和，說明內能可以轉移，故C正確；D.根據能量守恒知，能量在轉化和轉移的過程中，能量的總量會保持不變，故D錯誤。5.（2019樂山）下列關于能量轉化的說法，正確的是（）A圖中，風力發電將空氣的動能轉化為電能B圖中，拉開的彈弓將石子彈出的過程，彈性勢能增大C圖中，“神舟五號”載人飛船成功返航，返回艙在減速著陸過程中機械能守恒D圖中，水平路面上疾馳的汽車，將重力勢能轉化為動能【答案】A 【解析】A.風力發電是將機械能轉化為電能，故A正確；B.拉開的彈弓發生了彈性形變，具有彈性勢能，當放開石子時，彈弓的彈性形變程度變小，所以彈性勢能變小，故B錯誤；C.當飛船減速著陸時，飛船的質量不變，速度減小，動能減小；質量不變，高度越來越小，重力勢能越來越小，機械能減小，故C錯誤；D.汽車在水平路面上勻速行駛的過程中，質量不變，速度和高度也不變，則汽車的動能和重力勢能都不變，故D錯誤。6（2019廣州）如圖所示的擺設，正常運行時，小輪在支架上來回滾動，每次到達的最大高度相同。小明發現擺設上有一電源，關掉電源后，小輪逐漸停下來（ ）A小輪滾動過程中沒有力對其做功B正常運行時，小輪的速度一直不變C斷電后小輪會停下，說明能量守恒定律不一定成立D正常運行時，小輪往返一次，擺設一定需要消耗電能【答案】D【解析】A小輪在滾動過程需要克服摩擦力做功，故A錯誤；B正常運行時，小輪存在重力勢能與動能之間的轉化，所以其速度是不斷變化的，故B錯誤；C斷電后小輪會停下，說明小輪的機械能轉化成其它形式的能，在轉化過程總的能量保持不變，所以能量守恒定律一定是成立的，故C錯誤；D小輪在往返過程需要克服摩擦力做功，從而使機械能減少，但為了使小輪每次到達的最大高度相同，就要使小輪的機械能保持不變，則需要提供另外一種能量來補償減少的機械能，而這個另外的能量正是由電源提供的，因此小輪往返一次，擺設一定需要消耗電能。故應選D。7（2019宜昌）前段時間，“加水就能跑的神車”事件一度成為輿論熱點，該汽車實際是利用車內水解制氫技術獲得氫氣，通過氫燃料電池給車提供動力（該技術成本很高，目前仍處在試驗階段），但被曲解為“加水就能跑”。下列對該事件的看法錯誤的是（）A氫燃料電池是將氫氣的化學能轉化為電能B水解技術制取氫氣的過程一定要消耗其它能量C對于熱點事件要遵從科學原理，不能盲從更不能以訛傳訛D該車行駛的能量最終來源于水，水是一種能源【答案】D【解析】A.氫燃料電池是將氫氣的化學能最終轉化為電能，再用來驅動汽車的，故A正確；B.根據能量守恒定律，水解技術制取氫氣的過程一定要消耗其它能量，故B正確；C.由科學常識可知，對于熱點事件要遵從科學原理，不能盲從更不能以訛傳訛，故C正確；D.該車行駛的能量最終來源于用水制出的氫氣，但不能直接說水是這里的能源，故D錯誤。8（2019瀘州）西昌衛星發射中心用長征三號運載火箭，于2019年4月20日將第四十四顆北斗導航衛星成功送上太空。下列說法中正確的是（）A火箭使用液氫燃料，主要是利用了液氫的比熱容大B火箭升空過程中，燃料燃燒將機械能轉化為化學能C北斗導航衛星加速升空過程中，其動能和重力勢能均增大D北斗導航衛星加速升空過程中，其慣性增大【答案】C【解析】A.發射火箭采用液態氫作為火箭的燃料，原因是液態氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質量的氫時，可以釋放出更多的熱量，故A錯誤；B.火箭升空的過程中，燃料燃燒釋放出的內能轉化為機械能，故B錯誤；C.北斗導航衛星加速升空的過程中，速度增大，高度增大，因此動能和重力勢能都增大，機械能的總量也增大，故C正確；D.北斗導航衛星加速升空過程中，其質量不變，慣性不變，故D錯誤。9（2019武漢）如圖所示是四沖程汽油機的剖面圖，關于其四個沖程的描述正確的是（）A吸氣沖程中，汽油和空氣的混合物進入汽缸B壓縮沖程中，通過做功的方式使汽缸內氣體的內能減小C做功沖程中，燃料釋放的能量絕大部分轉化為機械能D排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分【答案】A【解析】A.汽油機在吸氣沖程中，進氣門打開、排氣門關閉，活塞向下運動，汽油和空氣的混合物進入汽缸，故A正確；B.在壓縮沖程中，進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，氣體的內能變大，此過程是機械能轉化為內能的過程，故B錯誤；C.在做功沖程中，燃料燃燒釋放的內能大部分需要克服摩擦、發生熱傳遞而散失，只有一少部分轉化為機械能，故C錯誤；D.在排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量的大部分，故D錯誤。10（2019北京）下列說法中正確的是（）A風力發電機可以將機械能轉化為電能B太陽能電池可以將太陽能轉化為電能C電暖氣正常工作時，主要是將電能轉化為機械能D電風扇正常工作時，主要是將電能轉化為機械能【答案】ABD。【解析】判斷能量的轉化，我們主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，總是消耗的能量轉化為得到的能量。A.風力發電機是利用電磁感應現象工作的，工作時將機械能轉化為電能，故A正確；B.使用太陽能電池的目的是將太陽能轉化為電能，儲存起來再加以利用，故B正確；C.電暖氣是利用電流的熱效應工作的，是將電能轉化為內能，故C錯誤；D.電風扇工作時，主要是將電能轉化為機械能，使風扇轉動，故D正確。11（2019湖北宜昌）如圖所示，過山車是一項驚險刺激的游戲項目，下列關于過山車的機械能說法正確的是（）A剛開始過山車勻速被拉升時，機械能不變B過山車向下俯沖時，重力勢能轉化為動能C通過環形軌道最高點時，重力勢能最大，動能為0D過山車在運行過程中機械能守恒【答案】B【解析】（1）重力勢能的大小和物體的質量以及所處位置的高度有關，判斷重力勢能是否改變，看它的質量和高度是否變化就可以了；動能的大小和物體的質量以及運動的速度快慢有關，判斷動能的大小看它的質量和運動快慢是否變化就可以了。（2）判斷是哪種能量轉化成了另一種能量的標準是：減小的轉化為增多的。（3）不計空氣阻力時，機械能沒有轉化為內能，機械能守恒。A.剛開始過山車勻速被拉升時，質量不變，速度不變，高度增加，故動能不變，重力勢能變大，而機械能等于動能與重力勢能之和，所以機械能變大，故A錯誤；B.過山車向下俯沖時，質量不變，高度降低、速度變大，所以重力勢能變小，動能變大，重力勢能轉化為動能，故B正確；C.通過環形軌道最高點時，高度最大，重力勢能最大，但此時其在水平方向上速度不為零，此時動能不為零，故C錯誤；D.過山車在運行過程中需要克服空氣阻力和摩擦阻力做功，會有一部分機械能轉化為內能，所以機械能變小，即機械能不守恒，故D錯誤。12（2019湖南郴州）現在流行一款鞋，穿上它走路時，鞋會發光，站著不動就不會發光。則這款鞋發光的原理，從能量轉化的角度分析正確的是（）A機械能轉化為電能，再轉化為光能B電能轉化為機械能，再轉化為光能C機械能轉化為光能，再轉化為電能D光能轉化為機械能，再轉化為電能【答案】A 【解析】穿上鞋走路時，具有機械能，鞋會發光，具有光能；根據題意可知，該鞋（發電鞋）的工作原理是電磁感應現象，先是機械能轉化為電能，電能又轉化為光能。13.（2018寧夏）根據能量守恒定律，下列情形可能發生的是（）A隨著科學技術不斷發展和提高，永動機是可以制成的B兩個斜面相對連接，小球從左斜面滾下后沖上右斜面C電水壺里的水沸騰后斷電，水的沸騰卻一直持續下去D出槍膛的子彈射穿木板后，以更快的速度繼續運動【答案】B【解析】A.永動機違反了能量的轉化與守恒，不可能實現，故A錯誤；B.兩個斜面相對接，小球從左斜面滾下后，由于具有動能，會繼續沖上右斜面，故B正確；C.在電水壺的使用過程中，消耗了電能，而水的溫度升高，內能增加，斷電后，水不再吸收熱量，水的沸騰會停止，故C錯誤；D.子彈射穿木板的情景，子彈高速運動，說明子彈具有動能，由于摩擦生熱會使動能減小，它的速度減慢，故D錯誤。14.（2018江蘇鎮江）在下列現象中，能量轉化的說法錯誤的是（ ）A.用鋸鋸木頭，過一會鋸條變熱了，是機械能轉化為內能B.木材燃燒，發光發熱，是內能轉化化學和光能C.植物進行光合作用，是光能轉化為化學能D.電動機通電后轉動起來，是電能能轉化機械能【答案】B 【解析】能量的轉化是非常普遍的，各種形式的能量在一定條件下都可以相互轉化。正確區分轉化前、后能量的存在形式，理解轉化過程，即可判斷能量是怎樣轉化的。二、填空題15（2019湖北宜昌）汽車剎車時，由于摩擦，汽車的動能轉化為 能，這些能量不能自動地用來驅動汽車；而有些新能源汽車有“動能回收裝置”，即在剎車時帶動發電機工作，將汽車的動能轉化為 能并為電池充電，之后電池又可以再次驅動汽車。【答案】內；電。【解析】汽車剎車時，機械能會轉化為內能，這些能量無法再轉化利用。發電機時根據電磁感應現象的原理工作的。汽車剎車時，由于要克服摩擦做功（摩擦生熱），則汽車的動能會轉化為內能；剎車時帶動發電機工作，將汽車的動能轉化為電能并為電池充電。16（2019山東泰安）古人“鉆木取火”，摩擦生熱，屬于機械能轉化為 能。【答案】內【解析】古人“鉆木取火”是摩擦生熱過程，消耗了機械能，使物體的內能增大，即機械能轉化為內能。17（2019宜昌）汽車剎車時，由于摩擦，汽車的動能轉化為能，這些能量不能自動地用來驅動汽車；而有些新能源汽車有“動能回收裝置”，即在剎車時帶動發電機工作，將汽車的動能轉化為 能并為電池充電，之后電池又可以再次驅動汽車。【答案】內；電。【解析】汽車剎車時，由于要克服摩擦做功（摩擦生熱），則汽車的動能會轉化為內能；剎車時帶動發電機工作，將汽車的動能轉化為電能并為電池充電。18（2019嘉興）2019年1月，嫦娥四號球探測器成功著陸月球背面，它是人類首次著陸月球背面的探測器。（1）為抵御漫長而賽冷的月夜，嫦娥四號攜帶了小型核電池提供能量，該電池利用放射性核物質衰變產生的能量而發電，其能量轉化的過程是 。（2）人類在地球上只能看到月球正面的月相變化，但事實上，月球背面與正面有同等的光照機會。若月球正面的月相恰好是滿月，此時月球背面呈現的“月相”應是 。【答案】（1）核能轉化為電能；（2）新月。【解析】（1）小型核電池發電時能量轉化的過程是將核能轉化為內能，再轉化成為電能；（2）因為月球背面與正面有同等的光照機會，而且人類在地球上只能看到月球正面的月相變化，所以當月球正面的月相恰好是滿月，此時月球背面呈現的“月相”應是新月。19.（2018德州）把一個薄壁金屬管固定在桌上，里面放一些酒精，用塞子塞緊，拿一根繩子在管外繞幾圈，并迅速地來回拉動繩子，過一會兒，你會看到塞子跳了起來，如圖所示。從能量的角度分析,這個現象表明_______內能轉化機械能__________________。【答案】內能和機械能之間可以相互轉化（和轉移）【解析】繩子與金屬管摩擦，機械能轉化為內能；高溫筒壁對酒精加熱，這是能量的轉移；高溫酒精推動塞子做功，使塞子跳起，內能轉化為機械能。所以在整個過程中，存在著內能和機械能之間的相互轉化，也存在著能量的轉移。能答出“內能和機械能之間可以相互轉化”即可。20.（2018河北）寫出能量守恒定律的內容：能量既不會憑空出現，也不會憑空消失，它只會從一種形式______為其他形式，或者從一個物體_________到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保不變。這就是能量守恒定律。【答案】轉化，轉移。【解析】能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，它揭示了各種形式能量之間的深刻聯系，應重點掌握。21.（2018武漢）在摩擦生熱的現象中機械能能轉化為________能；在氣體膨脹做功的現象中內能轉化為________能；在熱傳遞的過程中，高溫物體的內能________，低溫物體的內能________，內能從高溫物體轉移到低溫物體，而能的總量________【答案】內；機械；減少；增加；保持不變【解析】分析此題的關鍵在于如何理解“能量守恒定律”中的“轉化”、“轉移”和“守恒”這幾個關鍵的詞，當能量發生轉化時一定表現為：一種形式的能減少而變化成另一種形式的能，則另一種形式的能增大而“轉移”則是指一種形式的能在物體與物體間，或同一物體的不同部分間發生了數量的變化，即增加與減少，而沒有形式的變化但能的總量卻保持不變所以無論在摩擦生熱現象中，氣體膨脹做功的過程中及熱傳遞的過程中，都服從“能量守恒”定律22.（2018大慶）用熱傳遞的方法來改變物體的內能，實質上是能量的___________過程；用做功的方法來改變物體的內能，實質上是能量的_________過程。【答案】轉移 轉【解析】在能量守恒定律中，能量的“轉化”是指：一種形式的能量轉化成為另一種形式的能量，即前后兩種狀態，能量的形式發生了變化，如“鉆木取火”是機械能轉化為內能，“電車運動”是電能轉化為機械能；而能量的“轉移”是指：一個物體所具有的一種形式的能量，轉移到另一個物體上后，還是同一種形式的能量，即前后兩種狀態，能量的形式并沒有發生變化，只是能量發生了轉移，如“熱傳遞”就是一個物體具有的內能轉移到另一個物體上，前后都是內能。23（2018青島）由金屬桿組成如圖所示的導軌，其中水平面上兩平行導軌足夠長且全部置于豎直向上的磁場中，與傾斜放置的導軌ABCD平滑且固定連接將一金屬棒ab從傾斜導軌上一定高度由靜止釋放，運動過程中始終與導軌垂直接觸且不受摩擦，請你判斷ab棒在水平導軌上的運動情況： ；并從能量轉化的角度簡述理由： 【答案】減速運動，最后靜止；導體棒在下滑過程中，重力勢能轉化動能；滑到水平導軌上后，導體棒需要克服安培力做功，消耗機械能，機械能越來越小，速度越來越慢，最后靜止【解析】導體棒在下滑過程中，重力勢能轉化為動能；滑到水平導軌上后，根據右手定則判斷出導體棒中的電流方向，再根據左手定則判斷出導體棒受到安培力的方向，導體棒需要克服安培力做功，消耗機械能，動能越來越小導體棒在下滑過程中，重力勢能轉化為動能，做加速運動；滑到水平導軌上后，導體棒做切割磁感線運動，根據右手定則可以判斷出導體棒中的電流方向為ba，再根據左手定則判斷出導體棒受到安培力的方向和導體棒運動方向相反，對導體棒的運動起到阻礙作用，導體棒需要克服安培力做功，消耗機械能，機械能越來越小，所以做減速運動，最后靜止三、簡答題24.（2018河南）某校師生在學習了能量的轉化與守恒以后，組織興趣小組調查學校幾種爐灶的能量利用效率。他們發現學校的一個老式鍋爐燒水時，經常冒出大量的黑煙，且燒水時鍋爐周圍的溫度很高，鍋爐的效率很低。（1）請你根據調查中發現的現象分析此鍋爐效率低的原因，并提出相應的改進措施。（2）要減少煙氣帶走的熱量，可以采用什么辦法？【答案】（1）鍋爐效率低的原因：鍋爐冒出大量的黑煙，說明煤燃燒不完全；鍋爐周圍的溫度很高，說明鍋爐向周圍散失的熱量太多。（2）改進措施：盡量使燃料燃燒充分；利用煙氣攜帶的熱量對其他的水進行預加熱，綜合利用內能。【解析】在當今的低耗、高效的形式下，鍋爐效率低是社會關注的焦點問題。在本題中，師生通過共同調查研究，發現了鍋爐效率低的主要原因表現癥狀：經常冒出大量的黑煙；鍋爐周圍的溫度很高。針對這兩種表現，通過分析，揭示其效率低的原因：燃燒問題和散熱問題。發現問題，分析問題，如何解決問題呢？煙氣帶走熱量，是普遍存在的問題，讓同學們提出解決方案，滲透、融合了情感態度價值觀的教育，可謂是一箭雙雕。25.（2018成都）如圖所示，是承承在乒乓球比賽中，高拋發球時的情景，不計空氣阻力，請你回答下列問題：（1）在乒乓球上升的過程中，乒乓球的能量是如何轉化的？其機械能如何變化？（2）乒乓球運動到最高點時，是否處于平衡狀態？請說明理由【答案】（1）在乒乓球上升的過程中，乒乓球的質量不變，速度變小，動能減小，同時高度升高，重力勢能變大，動能轉化為重力勢能；機械能為動能和勢能之和，所以不計空氣阻力，機械能大小不變；（2）乒乓球運動到最高點時，不處于平衡狀態；因為乒乓球運動到最高點時，只受重力作用，合外力不為零【解析】影響動能的影響因素是物體的質量和物體運動的速度，影響重力勢能的因素是物體的質量和物體的高度，其中動能和勢能統稱為機械能在分析各個能量的變化時，根據各自的影響因素進行分析處于平衡狀態的物體一定受到非平衡力的作用，對乒乓球運動到最高點時進行受力分析即可解答26.（2018新疆）請閱讀下面的介紹，回答相關問題。焦耳是一位偉大的物理學家，他成功地發現了焦耳定律，測出了熱功當量。但他在探索科學真理的道路上，也走過彎路。年輕的時候，焦耳也和許多人一樣設想能制作出一種“永動機”不需要給它提供任何動力（即不消耗任何能源）就能自動工作起來的機械裝置。他曾通宵達旦地冥思苦想，不斷地設計、制作，但沒有一次是成功的。接連的失敗引起了焦耳的深思，他沒有像有些人那樣“執迷不悟”，而是反思原來的設想，重新確定新的探究課題。經過不懈地努力，他終于在新的研究領域中取得了成功，發現了科學真理。（1）“永動機”制造一直失敗的原因是：它違背了______________________。（2）你從焦耳科學探究的歷程中得到的啟示是: ______________________。【答案】（1）能量守恒定律（2）科學探究要善于思考，認清方向，經常反思，不懈努力。【解析】解決此類問題，首先要靜下心來讀題，先粗讀，知道題目敘述的概況；后精讀，分析有關題目的內容和特征。然后提取相關信息，排出干擾因素，弄清物理情景、物理過程，建立物理模型，找出物理規律。最后應用所學知識解答題目中的問題。27（2018湖北荊州）各種形式的能在一定的條件下可以相互轉化，請你仿照圖中給出的兩個示例，寫出電能轉化為機械能、化學能轉化為電能、光能轉化為內能的實例【答案】見解析。【解析】能量的轉化和轉移普遍存在，能量的利用和浪費實質上是能量的轉化或轉移過程電風扇在工作過程中消耗電能，轉化為機械能；干電池使用過程中消耗化學能，得到電能；太陽能熱水器工作過程中將光能轉化為內能28（2018云南）排球充氣后，讓排球從手上自由落下，排球每次彈回的高度都低于落下時的高度（1）解釋整個過程中能量是否守恒（2）排球從接觸地面到形變最大的過程中，速度v與形變大小V之間的關系大致如圖，請說明該過程中，排球受力情況與機械能變化的關系【答案】（1）整個過程中能量守恒排球從手上自由落下，排球每次彈回的高度都低于落下時的高度，是因為由于空氣的摩擦，有一部分機械能逐漸轉化為內能，但能量總量是守恒的（2）排球從接觸地面到形變最大的過程中，受到重力和地面給予的彈力的作用，開始時重力大于彈力，速度逐漸增大；當重力等于彈力時，速度達到最大值；最后重力小于彈力，速度逐漸減小，直至速度為零同時這一過程中動能轉化為排球的彈性勢能【解析】根據能量守恒定律的觀點，結合機械能與內能的轉化可做出解釋；排球從接觸地面到形變最大的過程中，受到重力與彈力的作用，同時動能轉化為球的彈性勢能，據此分析29（2018江西）臺式電腦的機箱外殼上開有許多小孔，并且機箱內裝有微型風扇請解釋這樣做的道理【答案】臺式電腦使用時，會產生大量的電熱，如果不能及時散熱，會產生安全隱患，機箱殼上開有許多小孔及微型風扇都是為了幫助散熱【解析】電熱的危害以及防止，電視機的后蓋上有小孔、電動機外殼上有散熱片、電腦機箱內有微型風扇都是為了散熱，確保用電器正常工作30.（2018湖南湘潭）請閱讀下面的介紹，回答相關問題。焦耳是一位偉大的物理學家，他成功地發現了焦耳定律，測出了熱功當量。但他在探索科學真理的道路上，也走過彎路。年輕的時候，焦耳也和許多人一樣設想能制作出一種“永動機”不需要給它提供任何動力（即不消耗任何能源）就能自動工作起來的機械裝置。他曾通宵達旦地冥思苦想，不斷地設計、制作，但沒有一次是成功的。接連的失敗引起了焦耳的深思，他沒有像有些人那樣“執迷不悟”，而是反思原來的設想，重新確定新的探究課題。經過不懈地努力，他終于在新的研究領域中取得了成功，發現了科學真理。（1）“永動機”制造一直失敗的原因是：它違背了______________________。（2）你從焦耳科學探究的歷程中得到的啟示是: ______________________。【答案】（1）能量守恒定律（2）科學探究要善于思考，認清方向，經常反思，不懈努力。【解析】解決此類問題，首先要靜下心來讀題，先粗讀，知道題目敘述的概況；后精讀，分析有關題目的內容和特征。然后提取相關信息，排出干擾因素，弄清物理情景、物理過程，建立物理模型，找出物理規律。最后應用所學知識解答題目中的問題。31. （2018南寧）如圖所示為一種人們設想中的永動機，它通過高處的水流沖擊葉片，葉片的轉動又帶動抽水機從低處將水抽到高處，從而循環工作。這種永動機不能夠永遠工作下去。請你用能量轉化和守恒定律解釋。【答案】見解析。【解析】由于從上面流到下面水池過程中，由于用來打磨物體消耗能量，故流下來的水不能全部被抽送到上面的水池中即流下來的水要比抽上去的水多，隨著時間的推移，上面水池中的水越來越少，一定時間后便不再有水從上面流下來，所以這個裝置不能夠“永動”。四、綜合計算題32（2019湖北宜昌）近年來，宜昌市著力打造生態能源示范村，新增太陽能熱水器4000多臺。如圖所示某太陽能熱水器接收太陽能的有效面積為3m2，假設某天有效光照時間為6h，每平方米太陽的平均輻射功率為2.4106J/h，將熱水器內初溫為15的水溫度升高到70（太陽能熱水器的工作效率為50%）（1）家用燃氣熱水器的工作效率為60%，把相同質量的水從15加熱到70，使用太陽能熱水器可節約多少千克液化石油氣？（液化石油氣的熱值為4107J/kg）（2）人們利用太陽能，除了轉化為內能之外，還有“光電轉換”，即利用 將太陽能轉化為電能；還有“光化轉換”，即通過 將太陽能轉化為化學能。【答案】（1）使用太陽能熱水器可節約0.9千克液化石油氣；（2）太陽能電池（光伏電池）；光合作用（植物）。【解析】根據效率公式先求出水吸收的熱量，再求出液化石油氣完全燃燒放出的熱量，然后利用Qmq求出液化石油氣的質量；光電轉換是指把太陽能轉化為電能，比如太陽能電池可以把太陽能轉化為電能；光化轉換是指把太陽能轉化為化學能，比如綠色植物的生長是將太陽能轉化為化學能儲存在體內。（1）太陽能熱水器接收太陽能：W太2.4106J/（hm2）6h3m24.32107J，太陽能熱水器的工作效率為50%，由100%得，水吸收的熱量：Q吸1W太50%4.32107J2.16107J，都把相同質量的水從15加熱到70，則水吸收的熱量相同，且家用燃氣熱水器的工作效率為60%，液化石油氣完全燃燒放出的熱量：Q放=3.6107J，由Qmq得，需要燃燒液化石油氣的質量：M=0.9kg，所以，使用太陽能熱水器可節約0.9kg液化石油氣。（2）“光電轉換”是通過太陽能電池（光伏電池）把太陽能轉化為電能；“光化轉換”是通過植物的光合作用把太陽能轉化為化學能。17