【暑假作业】八年级物理：能量的转化和守恒(含答案)

暑假作业八年级物理
能量的转化和守恒
一、单选题
1.如图所示，将水壶放在燃气灶上烧水，下列说法中正确的是（）
A.燃气燃烧时将内能转化为化学能
B.烧水的过程中，水的温度升高时内能增加
C.烧水的过程中，水含有的热量变多
D.水沸腾后继续吸收热量时，温度升高，内能不变
2.下面关于能量的说法中，正确的是（）
A.用砂轮磨刀是由内能转化为动能
B.陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能
C.壶中的水沸腾时壶盖不停地跳动，是水的势能转化为壶盖的动能
D.用打气筒给轮胎打气，打气筒发热，是机械能转化为内能
3.2020年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星，如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是（）
A.卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒
B.卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒
C.卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒
D.卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小，动能减小，机械能不守恒
4.如图所示的事例中，属于内能转化为机械能的是（）
A.滑下滑梯
B.篝火烧水
C.做功冲程
D.压缩点火
5.2020年4月2日，天宫一号圆满完成任务返回地球.它自重8.5t，在100km的高空以约22倍音速再入大气层，其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁，最后大约1.5t残骸坠入南太平洋.在这个过程中，天宫一号的部分机械能（）
A.通过热传递转化为大气的内能
B.通过重力做功转化为大气的内能
C.通过摩擦做功转化为大气的内能
D.通过重力做功转化为残骸的内能
6.下列关于能量转化的说法，正确的是（）
A.甲图中，风力发电将空气的动能转化为电能
B.乙图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大
C.丙图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒
D.丁图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能
7.如图所示，是小球在地面弹跳的情景。

小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，则小球由B点运动到C点时，其机械能可能为（）
A.120J
B.100J
C.90J
D.80J
8.如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出管口，水蒸气在这个过程中（）
A.内能增加，温度升高，在试管口变成白色的热空气
B.内能减少，温度降低，在试管口变成白色的热空气
C.内能减少，温度降低，在试管口液化成小水滴
D.内能增加，温度不变，在试管口液化成小水滴
9.在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是（）
A. B. C. D.
10.（多选）如图所示，有关这个小蒸汽轮机的说法正确的是（）
A.通过热传递的方式增加了烧瓶内的水的内能
B.酒精燃烧将内能转化为化学能
C.蒸汽的内能转化为轮子的机械能
D.内能的一个重要应用是可以用来做功
二、填空题
11.如图把易拉罐剪开做成热风车，把蜡烛点燃，风车转动起来，通过_____（选填“做功”或“热传递”）改变了空气内能。

整个过程中能量转化是_____。

12.如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，并将中间抽成真空，这是为了减少_____。

注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来.这一过程中瓶内气体的_____能转化为软木塞的机械能。

汽油机的_____冲程也发生同样的能量转化。

13.2019年7月19日，我国天宫二号空间实验室受控离轨并再入大气层，大部分部件与大气层摩擦并烧毁，这一过程中的天宫二号的_____能转化为内能。

这是通过_____的方式改变了天宫二号的内能，其实质是发生了能量的_____（选填“转化”或“转移”）。

14.如图1所示，用酒精灯加热试管中的水.当水沸腾后，塞子被试管内的水蒸气排出，水蒸气的_____能转化为塞子的_____能.如图2中汽油机_____（填“甲”或“乙”）的工作过程与如图所示的能量转化为一致.
15.农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤.完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出________J的热量；若这些热量被质量为20kg，初温为20℃的水吸收，可使水温升高到70℃，则水吸收了________J的热量，此时烧水效率为_________.[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）]
三、简答题
16.综合问答——家庭生活中的物理：下列是小雨在家里经历的几个场景：
①妈妈在热汤中滴入一点香油，马上就闻到了浓浓的香味；②热蒸气将高压锅的限压阀顶起；
③将装有水的电热水壶通电，壶中的水很快变热了.
请从以上场景中选择2个场景用所学的物理知识进行解释。

17.如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。

你能不能从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去？
四、计算题
18.某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率.他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精.已知：水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3×107J/kg.求：
（1）此过程中水吸收的热量；
（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；
（3）酒精灯烧水时的热效率.
19.为了利用太阳能资源，节约经营成本，某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器，每台热水器的水箱容积为200L.在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃.已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107J/kg.求：
（1）10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？
（2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？
20.如图，将半径为h光滑的1
4
圆弧固定在水平地面上，已知质量为100g的小球从圆弧顶
端A点由静止释放，到达圆弧底端B点的速度v为2m/s（此过程中，小球的机械能守恒）：然后小球沿粗糙的水平地面运动到C点停止，BC间距离s为2m。

小球静止在圆弧顶端A点时的重力势能（E p）大小可以用公式E p＝mgh来计算，小球运动到圆弧底端B点时动能（E r）
大小可以用公式E k＝1
4
mv2来计算（整个过程中不计空气阻力）。

求：（1）圆弧半径h的大小；
（2）小球在粗糙的水平地面上运动过程中，所受到的摩擦力大小。

物理参考答案（解析版）
一、单选题
1.如图所示，将水壶放在燃气灶上烧水，下列说法中正确的是（）
A.燃气燃烧时将内能转化为化学能
B.烧水的过程中，水的温度升高时内能增加
C.烧水的过程中，水含有的热量变多
D.水沸腾后继续吸收热量时，温度升高，内能不变
【答案】B
【解析】A.燃气燃烧时消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能，故A错误；
B.烧水的过程中，水吸收热量，温度升高，内能增大，故B正确；
C.热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故C错误；
D.根据液体沸腾的特点可知，水在沸腾过程中，吸收热量，温度保持沸点不变，故D错误。

故选B。

2.下面关于能量的说法中，正确的是（）
A.用砂轮磨刀是由内能转化为动能
B.陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能
C.壶中的水沸腾时壶盖不停地跳动，是水的势能转化为壶盖的动能
D.用打气筒给轮胎打气，打气筒发热，是机械能转化为内能
【答案】D
【解析】A.做功改变物体内能的实质，即内能和其他形式的能的相互转化.砂轮磨刀时，克服摩擦力做功，是机械能转化为内能，选项A错误.
B.陨石进入大气层，克服摩擦力做功，消耗机械能，内能增大，温度升高，发光发热，选项B错误.
C.壶中的水沸腾时产生大量的水蒸气，水蒸气膨胀推动壶盖做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，选项C错误.
D.用打气筒给轮胎打气，压缩气体做功，机械能转化为内能，选项D正确.
3.2020年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星，如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是（）
A.卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒
B.卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒
C.卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒
D.卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小，动能减小，机械能不守恒
【答案】A
【解析】AB、在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；卫星从远地点运行到近地点时，相对高度减小，所以势能减小，同时速度增大，动能增大，故A正确、B错误；CD、在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；卫星从近地点运行到远地点时，相对高度增大，所以势能增大，同时速度减小，动能减小，机械能守恒，故CD错误。

故选：A。

4.如图所示的事例中，属于内能转化为机械能的是（）
A.滑下滑梯
B.篝火烧水
C.做功冲程
D.压缩点火
【答案】C
【解析】A.滑下滑梯感觉热，是一种摩擦生热，是机械能转化为内能，故A不符合题意；
B.篝火烧水是燃料燃烧将化学能转化为内能和光能，故B不符合题意；
C.内燃机正在工作，高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能，故C符合题意；
D.压缩点火，是对空气做功使空气的内能增加，温度升高达到了棉花的燃点，是机械能转化为内能，故D不符合题意。

故选C。

5.2020年4月2日，天宫一号圆满完成任务返回地球.它自重8.5t，在100km的高空以约22倍音速再入大气层，其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁，最后大约1.5t残骸坠入南太平洋.在这个过程中，天宫一号的部分机械能（）
A.通过热传递转化为大气的内能
B.通过重力做功转化为大气的内能
C.通过摩擦做功转化为大气的内能
D.通过重力做功转化为残骸的内能
【答案】C
【解析】天宫一号在100km左右的高空以约22倍音速再入大气层时，高度减小，重力势能减小，克服与大气的摩擦做功，机械能转化为内能，故ABD项错误，C项正确.
故选C
6.下列关于能量转化的说法，正确的是（）
A.甲图中，风力发电将空气的动能转化为电能
B.乙图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大
C.丙图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒
D.丁图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能
【答案】A
【解析】风力发电是将机械能转化为电能，即将空气的动能转化为电能，故A正确；
拉开的弹弓发生了弹性形变，具有弹性势能，当放开石子时，弹性势能转化为石子的动能，弹性势能变小，故B错误；
当飞船着陆时，质量不变，速度减小，则动能减小；质量不变，高度越来越小，则重力势能减小，即机械能减小，故C错误；
汽车在水平路面上匀速行驶的过程中，质量不变，速度和高度也不变，所以汽车的动能和重力势能都不变，故D错误。

7.如图所示，是小球在地面弹跳的情景.小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，则小球由B点运动到C点时，其机械能可能为（）
A.120J
B.100J
C.90J
D.80J
【答案】C
【解析】小球从A到B时弹跳的高度大于从B到C时弹跳的高度，从A到B克服空气阻力做的功大，机械能损失多；从A到B的过程中机械能减少20J，故小球从B到C损失的机械能应该小于20J，C选项符合题意，选填C.答案：C
8.如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出管口，水蒸气在这个过程中（）
A.内能增加，温度升高，在试管口变成白色的热空气
B.内能减少，温度降低，在试管口变成白色的热空气
C.内能减少，温度降低，在试管口液化成小水滴
D.内能增加，温度不变，在试管口液化成小水滴
【答案】C
【解析】给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动塞子迅速冲出管口，在这个过程中，水蒸气对外做功，内能减小，温度降低，在试管口液化成小水滴.故C符合题意.
9.在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】影响动能大小的因素是：质量与速度.质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素是：质量与被举得高度，质量越大，高度越高，重力势能越大.小明把排球竖直向上抛出，在排球向上运动的过程中，高度变大，速度减小，动能转化为重力势能，到达最高点时速度为零，动能为零；然后排球在重力的作用向下运动，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，所以，排球在运动中动能先变小至零，然后再变大，故A图符合题意，故选A.
10.（多选）如图所示，有关这个小蒸汽轮机的说法正确的是（）
A.通过热传递的方式增加了烧瓶内的水的内能
B.酒精燃烧将内能转化为化学能
C.蒸汽的内能转化为轮子的机械能
D.内能的一个重要应用是可以用来做功
【答案】ACD
【解析】A.烧瓶内的水吸收酒精燃烧所释放的热量，是通过热传递的方式增加了烧瓶内的水的内能，故A项正确；
B.酒精燃烧是化学变化，在化学变化中将化学能转化为内能，故B项错误；
C.高温高压的水蒸气推动轮子做功，将蒸汽的内能转化为轮子的机械能，故C项正确；
D.内能的重要应用是加热物体和做功，故D项正确。

故选ACD。

三、填空题
11.如图把易拉罐剪开做成热风车，把蜡烛点燃，风车转动起来，通过_____（选填“做功”或“热传递”）改变了空气内能。

整个过程中能量转化是_____。

【答案】热传递化学能转化为内能转化为机械能
【解析】[1]蜡烛点燃，烛焰的温度高于烛焰周围的空气，存在温度差，具备热传递发生的条件，热传递的方向，是由高温物体向低温物体传递热量，所以通过热传递改变了空气内能。

[2]蜡烛燃烧，通过燃料燃烧具有的化学能转化为蜡烛周围空气的内能，使烛焰周围的空气受热膨胀，形成上升的气流对风车做功，所以空气的内能又转化为风车的机械能。

12.如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，并将中间抽成真空，这是为了减少_____。

注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来.这一过程中瓶内气体的_____能转化为软木塞的机械能。

汽油机的_____冲程也发生同样的能量转化。

【答案】热量散失内做功
【解析】[1]双层玻璃镀银并抽成真空，减少了热量向外传递，起到保温的作用。

[2][3]高温水蒸气把软木塞冲出，气体对软木塞做功，自身内能减小，转化成软木塞的机械能；汽油机的做功冲程也是这个道理。

13.2019年7月19日，我国天宫二号空间实验室受控离轨并再入大气层，大部分部件与大气层摩擦并烧毁，这一过程中的天宫二号的_____能转化为内能。

这是通过_____的方式改变了天宫二号的内能，其实质是发生了能量的_____（选填“转化”或“转移”）。

【答案】机械做功转化
【解析】[1][2][3]天宫二号空间实验室进入大气层后与大气摩擦的过程中，机械能转化为
内能。

摩擦做功，使天宫二号的内能增加、温度升高，从而使天宫二号变热，这是通过做功的方式增加了天宫二号的内能；其实质是发生了能量的转化。

14.如图1所示，用酒精灯加热试管中的水.当水沸腾后，塞子被试管内的水蒸气排出，水蒸气的_____能转化为塞子的_____能.如图2中汽油机_____（填“甲”或“乙”）的工作过程与如图所示的能量转化为一致.
【答案】内机械甲
【解析】图1中的塞子被试管内的水蒸气推出过程是水蒸气的内能转化为塞子机械能的过程；图2中的甲图中活塞下行，两气门关闭，所以是做功冲程，也是燃料的内能转化为轮轴机械能的过程。

15.农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤.完全燃烧0.5 kg的秸秆煤可放出________J的热量；若这些热量被质量为20 kg，初温为20 ℃的水吸收，可使水温升高到70 ℃，则水吸收了________J的热量，此时烧水效率为_________.[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg，c水=4.2×103 J/（kg·℃）]
【答案】1.05×107 4.2×106 40%
【解析】秸秆煤完全燃烧释放的热量：
Q放=mq秸秆煤=0.5kg×2.1×107 J/kg=1.05×107 J；
水吸收的热量：
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg•℃)×20kg×(70℃-20℃)=4.2×106J；
此时烧水效率：
η=Q吸/Q放=4.2×106J/1.05×107J×100%=40%。

四、简答题
16.综合问答——家庭生活中的物理：下列是小雨在家里经历的几个场景：
①妈妈在热汤中滴入一点香油，马上就闻到了浓浓的香味；②热蒸气将高压锅的限压阀顶起；
③将装有水的电热水壶通电，壶中的水很快变热了.
请从以上场景中选择2个场景用所学的物理知识进行解释。

【答案】见解析
【解析】①温度越高，分子热运动越剧烈，在热汤中滴入香油，香油温度升高，分子热运动更加剧烈，所以马上就闻到浓浓的香味；
②热蒸气膨胀对外做功，将内能转化为高压锅限压阀的机械能，将限压阀顶起；
③电热水壶通电将电能转化为内能，通过热传递内能转移到水，使水的内能增加，温度升高，所以壶中的水很快变热。

17.如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。

你能不能从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去？
【答案】由于从上面流到下面水池过程中，由于用来打磨物体消耗能量，故流下来的水不能全部被抽送到上面的水池中，即流下来的水要比抽上去的水多，随着时间的推移，上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”. 【解析】由于从上面流到下面水池过程中，由于用来打磨物体消耗能量，故流下来的水不能全部被抽送到上面的水池中，即流下来的水要比抽上去的水多，随着时间的推移，上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”.
五、计算题
18.某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率.他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精.已知：水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3×107J/kg.求：
（1）此过程中水吸收的热量；
（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；
（3）酒精灯烧水时的热效率.
【答案】（1）2.52×104J；（2）2.52×105J；（3）20%.
【解析】（1）水吸收的热量为：
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×60℃=2.52×104J；
（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量为：
Q放=mq=4.2×10-3kg×3×107J/kg=2.52×105J；
（3）酒精灯烧水时的热效率：
Q吸/Q放=20%.
19.为了利用太阳能资源，节约经营成本，某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器，每台热水器的水箱容积为200L.在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃.已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107J/kg.求：
（1）10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？
（2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？
【答案】4.2×108 ； 5
【解析】（1）一满箱水的体积：
v=200L=200×10-3m3，
一满箱水的质量：
m水=ρ水v=1.0×103kg/m3×200×10-3m3=200kg，
一满箱水的温度从15℃升高到65℃，所吸收的热量为:
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(65℃-15℃)=4.2×107J，
10台热水器装满水时，水吸收的热量：
Q=4.2×107J×10=4.2×108J；
（2）由题知，10台热水器获得的太阳能相当于质量为m的天然气完全燃烧放出的热量，即：
Q放=mq=Q=4.2×108J，
m=Q
q
放=
8
7
4.210J
8.410J/kg
⨯
⨯
=5kg.
20.如图，将半径为h光滑的1
4
圆弧固定在水平地面上，已知质量为100g的小球从圆弧顶
端A点由静止释放，到达圆弧底端B点的速度v为2m/s（此过程中，小球的机械能守恒）：
然后小球沿粗糙的水平地面运动到C点停止，BC间距离s为2m。

小球静止在圆弧顶端A点时的重力势能（E p）大小可以用公式E p＝mgh来计算，小球运动到圆弧底端B点时动能（E r）
大小可以用公式E k＝1
4
mv2来计算（整个过程中不计空气阻力）。

求：（1）圆弧半径h的大小；
（2）小球在粗糙的水平地面上运动过程中，所受到的摩擦力大小。

【答案】（1）0.2m；（2）0.1N
【解析】（1）取水平地面为零势能面，
因A到B的过程中，小球的机械能守恒，
所以，
mgh=1
2
mv2，
h=
()2
22m/s
2210m/s
v
g
=
⨯
=0.2m；
（2）小球在水平面上滑行时，受到摩擦力的作用，由能量守恒可知，小球在粗糙水平地面上运动时，其动能全部转化为克服摩擦力产生的内能，即
1
2
mv2=fs，
f=
()2
20.1kg2m/s
222m
mv
s
⨯
=
⨯
=0.1N。

答：（1）圆弧半径h的大小为0.2m；
（2）小球在粗糙的水平地面上运动过程中，所受到的摩擦力大小为0.1N。