第二十章 能源、材料与社会

第二十章能源、材料与社会

第一节__能量的转化与守恒__

能量的转化与守恒

能量转化图

图20－1－1

能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式__转化__为另一种形式，或者从一个物体__转移__到另一个物体，而能的总量保持不变。

类型之一能量的转化及守恒

阅读图文，回答问题。

与伟大同行

图20－1－2

这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置！仔细观察后回答：

(1)装置中的两个配重的重量不等，释放后大配重下降，小配重上升；通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度__升高__(填变化情况)，原因是__对水做功，水的内能增加__。实现的能量转化是__机械能转化为内能__。

(2)实验中科学家某次测得了的数据如下：

小配重重量G小＝100 N，

大配重重量G大＝520 N，

每升降一次配重各自移动的距离h＝1 m，

热量计中水的质量m＝500 g，

升降次数与水温变化的关系：

通过分析数据，科学家得出了结论：在上述现象中能量是守恒的！请你帮他补出计算、判断过程(只需分析一次实验)：

【答案】 (2)升降一次配重做功

W＝G·h＝420 N×1 m＝420 J，

水增加的内能

Q＝cm(t－t

)＝×103 J/(kg·℃)× kg× ℃＝420 J，

W＝Q，即配重做的功转化为了水的内能。

(3)本实验中的误差主要来源于__克服摩擦做功消耗一部分能量__。

1．我国用自制的“长征2F”捆绑式火箭将“神舟九号”宇宙飞船成功送入预定轨道，关于火箭发射过程中能量转化的说法，正确的是( A )

A．将燃料的化学能经过内能，再转化为火箭的机械能

B．将燃料的化学能转化为火箭的内能

C．将燃料的内能转化为火箭的化学能

D．将燃料的机械能转化为火箭的内能

2．我国是世界上第一产煤大国。煤的储藏量很大，直到现在煤在我国仍作为第一能源，煤中能量从根本上说来源于( B )

A．地热与地压的作用

B．光合作用固定的太阳能

C．细菌的分解和侵蚀作用

D．地球与其他天体的相互作用

3．质量相同的两个重锤从同一高度自由落下，打在质量相等的铅块和铁块上，落在铅块上的重锤静止不动，落到铁块上的重锤又被反弹回来，则铅块与铁块的内能( A )

A．铅块增加得多

B．铁块增加得多

C．增加一样多

D．都不会增加

【解析】落到铁块上的重锤的重力势能没有全部转化为内能。

1．下列关于能量的转化与转移过程，正确的是 ( B ) A．草→太阳→兔子吃草→人吃兔子

B．太阳→树木→钻木取火→用火烤食

C．太阳→电能→风能→电灯发光

D．石油→太阳→汽油→汽车载货

2．[2014•永州]以下是核电站工作情况的方框图，关于方框图中各装置的能量转化，下列说法正确的是 ( C )核反应堆―→蒸汽轮机―→发电机―→各种用电器

A．核反应堆将核能转化为电能

B．蒸汽轮机将机械能转化为内能

C．发电机将机械能转化为电能

D．各种用电器只能将电能转化为内能

【解析】核电站发电过程：核能先转化为内能，所以A不正确；水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，所以B不正确；蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能，所以C正确；用电器将电能转化为内能、机械能等我们需要的各种能量，所以D不正确，故选C。

3．下列关于能量转化的说法正确的是 ( B ) A．汽车匀速上坡时，动能转化为重力势能

B．燃料燃烧过程中化学能主要转化为内能

C．太阳能电池将太阳能转化为光能

D．电风扇正常工作时，电能主要转化为内能

4．下面关于能量的说法中正确的是 ( D ) A．用砂轮磨刀时，有内能转化为动能

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

5．有一种压电塑料薄膜，在压力作用下表面会产生电压。若将它用在微型扬声器或话筒上，可以将电信号转化为发声振动，或将发声振动转化为电信号；另外，当它受热时还会产生电流，可以用来制作火警装置。以上信息中没有涉及到的能量转化过程是 ( D )

A．机械能转化为电能B．电能转化为机械能

C．内能转化为电能 D．内能转化为化学能

【解析】“在压力作用下表面会产生电压”，这是机械能转化为电能的过程；

“可以将电信号转化为发声振动”，这是电能转化为机械能的过程；“当它受

热时还会产生电流”，这是内能转化为电能的过程。

6．不同的物理现象往往遵循同一物理规律。例如：跳伞运动员从空中徐徐下降；

刹车后，水平路面上行驶的公交车逐渐减速停靠在车站。这些现象中能量转化有共性的是 ( D )

A．物体的动能全部转化为重力势能

B．物体的重力势能转化为其他形式的能量

C．其他形式的能量转化为物体的机械能

D．物体的机械能转化为其他形式的能量

7．[2014•宜昌]2014年5月21日，中国与俄罗斯签署了总额高达4 000亿美元的天然气贸易合同，俄罗斯向中方提供30年的天然气供应。天然气是__不可__(填“可”或“不可”)再生能源。目前城市公共汽车用天然气取代汽油做燃料是因为使用天然气相对减少了二氧化碳气体的排放，可以有效缓解__温室__效应。

【解析】天然气不能从自然界源源不断得到，不能重复利用因此是不可再生能源；使用天然气作燃料可以有效减少空气污染，提高空气质量；可以有效减缓温室气体的排放。

8．古人的钻木取火过程，是将机械能转化为__内__能；水力发电是将水的机械能转化为__电__能；自然界中能量在转化和转移的过程中，能的总量保持__不变__。

9．能量的转化和转移是有方向性的。例如，冬天烤火的时候，人们燃烧煤等燃料获得__内__能，火炉把这些能量自动传给周围空气，但这些能量__不能__(填“能”或“不能”)自动聚集起来再次利用。

10．如图20－1－3是我国西部某地区风力发电的

外景。该地区空气密度为 kg/m3，一台风车的

图20－1－3