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人教版（2024）九年级全册第3节 能量的转化和守恒优秀精练
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这是一份人教版（2024）九年级全册第3节 能量的转化和守恒优秀精练，文件包含人教版物理九年级下册143能量的转化和守恒练习原卷docx、人教版物理九年级下册143能量的转化和守恒练习解析卷docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共14页， 欢迎下载使用。
一．基础过关（共4小题）
1．说明下列各物体具有什么形式的能量。
（1）通电后的电炉具有 电能 。
（2）原子弹、氢弹具有 核能 。
（3）高速运动的空气形成的龙卷风具有 机械能 。
【答案】（1）电能；（2）核能；（3）机械能
【解答】解：（1）通电后的电炉具有电能。
（2）原子弹、氢弹具有核能。
（3）高速运动的空气形成的龙卷风具有机械能。
故答案为：（1）电能；（2）核能；（3）机械能。
2．大量研究表明，能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从一种形式转化为其他形式，而自然界中能量的总量是 不变 的；但由于能量的转化或转移具有 方向性 ，因而人类可利用的资源是有限的，所以我们仍然要注意节约能源。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。
能量的转化和转移都是具有方向性的，不能反过来转化。
故答案为：不变；方向性。
3．能量既不会 凭空消灭 ，也不会 凭空产生 ，它只会从一种形式 转化 为其他形式，或者从一个物体 转移 到另一个物体，而在转化和转移过程中， 能量 的总量保持不变。这就是能量守恒定律。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。
故答案为：凭空消灭；凭空产生；转化；转移；能量。
4．某同学建立了关于能量的知识结构图，请你帮他补全（1）、（2）、（3）空格处的内容。
（1） 电 ；（2） 内 ；（3） 裂 。
【答案】（1）电；（2）内；（3）裂。
【解答】解：太阳能电池通过光电转换装置，将太阳能转化为电能；
太阳能热水器通过光热转换设备，将太阳能转化为内能；
核电站的主要设备是核反应堆，在核反应堆中利用可控的链式反应发生核裂变，人类获得核能。
故答案为：（1）电；（2）内；（3）裂。
二．过关检测（共12小题）
5．根据能量守恒定律，下列四幅图中仅发生能量转移的一组是（ ）
A．①②④B．②③④C．①③④D．①②③
【答案】A
【解答】解：①冷水放入热水中，属于热传递，发生了内能的转移；
②铁锅热的烫手，手吸收了热量，属于内能的转移；
③搓手时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于能量的转化；
④棉被被晒暖和，是因为棉被吸收了热量，属于内能的转移；故A正确。
故选：A。
6．下列关于能量的说法不正确的是（ ）
A．利用能量的过程就是能量的转化和转移的过程
B．陨石进入大气层成为流星，机械能转化为内能
C．水力发电是将化学能转化为电能
D．人造卫星展开太阳电池板，把太阳能转化为电能提供给卫星上的用电器
【答案】C
【解答】解：
A、利用能量的过程就是能量的转化和转移的过程，故A正确；
B、陨石进入大气层成为流星，陨石克服摩擦做功，机械能转化为内能，故B正确；
C、水力发电是将水的机械能转化为电能，故C错误；
D、人造卫星展开太阳电池板，把太阳能转化为电能提供给卫星上的用电器，故D正确。
故选：C。
7．关于能量守恒定律，下列说法正确的是（ ）
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．能量守恒定律只适用于能量转化的过程
C．摩擦生热是创造了热，并不符合能量守恒定律
D．按照能量守恒定律，宇宙中能量的总量永远不会增减
【答案】D
【解答】解：A、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，故错误；
B、能量守恒定律既适用能量转化过程，又适用于能量的转移过程，故错误；
C、“摩擦生热”是将机械转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故错误；
D、据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，故正确；
故选：D。
8．如图所示，从斜面上滚下的小球能推动平面上的木块前进一段距离，最后小球和木块都静止，对此现象，下列说法中正确的是（ ）
A．小球和木块的机械能都消失了
B．小球的机械能转移到木块上，但机械能的总量保持不变
C．小球与木块都静止后，能量不守恒了
D．小球和木块的机械能转化成其他形式的能量（如内能等），但能的总量保持不变
【答案】D
【解答】解：
A、由能量守恒定律可知，能量不会消失，故A错误；
BCD、最后小球和木块都静止了，说明小球和木块的机械能减小了；由于小球跟斜面、小球和木块与水平面间都有摩擦存在，小球和木块都要克服摩擦做功，使机械能转化为内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变，故BC错误，D正确。
故选：D。
9．如图为麻省理工大学课堂演示情景，教授将一个质量为15.5千克的摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有碰到他的下巴，教授的一句“物理生效了，我还活着”让人回味悠长，下列关于此实验说法正确的是（ ）
A．摆球在摆动过程中机械能保持不变
B．摆球摆动过程中机械能不断减小
C．摆球摆动过程中内能转化为机械能
D．此过程不符合能量守恒定律
【答案】B
【解答】解：
摆球在摆动过程中，因与空气摩擦，将部分机械能转化为内能，导致摆球的机械能减少，这一过程同样符合能量的转化和守恒定律，即能的总量保持不变，故B正确。
故选：B。
10．能量守恒定律是自然界基本定律之一，下列有关该定律的理解正确的是（ ）
A．根据该定律可知：某个人具有的能量总是保持不变
B．“摩擦生热”是创造内能的过程，说明能量可以从无到有创造出来
C．自然界任何制造永动机的设想，无论它多么巧妙，都是徒劳的
D．一个单摆在来回摆动多次后总会停下来，说明能量是不守恒的
【答案】C
【解答】解：A、在自然界中能量的总量保持守恒，而个人具有的能量是时刻发生变化的，故A错误；
B、“摩擦生热”是将机械能转化为内能，不是创造热能的过程，故B错误；
C、自然界任何制造永动机的设想，无论它多么巧妙，都是徒劳，因为它违背了能量守恒定律，故C正确；
D、一个单摆在来回摆动多次后总会停下来，是因为一部分机械能转化为了内能，并不能说明能量是不守恒的，故D错误。
故选：C。
11．如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为200J。让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为160J，随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所能达到的最高位置时，它具有的机械能可能是（不计空气阻力）（ ）
A．130JB．120JC．110JD．100J
【答案】A
【解答】解：由题意可知，小球在与轨道摩擦的过程中，其机械能转化为内能，逐渐减小。不计空气阻力，小球从A点到达B点时，机械能从200J减小为160J，减少了40J．而从B点再到达左侧所能达到的最高位置时，其通过轨道的长度应该比第一次短，所以机械能减少的大小应该小于40J，即小球的机械能是在160J的基础上，减去一个小于40J的数，即160J﹣40J＝120J，即最终的机械能大于120J，故A符合题意。
故选：A。
12．如图为四旋翼无人机，它依靠电池为电动机供电，带动机翼旋转实现升空。小明操纵遥控器，使无人机从地面先加速上升，然后减速上升，最后悬停在某一高度进行摄影。则无人机在加速上升过程中，电动机将 电 能转化为 机械 能；从地面开始升空至刚悬停在某一高度的过程中，无人机的动能变化情况是 先增大后减小 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：电动机工作的过程中消耗电能得到机械能，故电动机将电能转化为机械能；
从地面开始升空至刚悬停在某一高度的过程中，是先加速上升，然后减速上升，无人机的质量不变，所有无人机的动能变化情况是：先增大后减小。
故答案为：电；机械；先增大后减小。
13．回答下列关于能量转化的问题：
（1）把一根金属丝弄弯再弄直，反复多次后折弯的地方会发热，这是 机械 能转化为内能。
（2）把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加，其机械能是由水的 重力势能 （选填“内能”或“重力势能”或“化学能”）转化来的。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）把一根金属丝弄弯再弄直，反复多次后折弯的地方会发热，这是机械能转化为内能。
（2）乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加，由于液面降低，水的重力势能减小，故乒乓球的机械能是由水的重力势能转化来的。
故答案为：（1）机械；（2）重力势能。
14．我国一直在研究导弹拦截系统，拦截弹在运动过程中做曲线运动，燃料在发动机内燃烧产生推力，燃料的 化学 能转化为拦截弹的 机械 能。拦截弹在整个运动过程中，会受到空气阻力，一部分机械能转化为 内能 。
【答案】化学；机械；内能。
【解答】解：燃料具有化学能，在燃烧的过程中化学能转化为内能，然后内能转化为机械能，从而助推拦截弹；所以，燃料的化学能最终转化为拦截弹的机械能；
拦截弹在整个运动过程中，会受到空气阻力，需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为内能。
故答案为：化学；机械；内能。
15．蒸汽机、内燃机、电动机都是将各种形式的能量转化为机械能，虽然效率各不相同，但总能量是 守恒 （填“守恒”或“不守恒”）的。如图所示为一种人们设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动带动砂轮转动打磨工件，同时又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机 不能够 （填“能够”或“不能够”）永远工作下去。
【答案】守恒；不能够
【解答】解：能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失，蒸汽机、内燃机、电动机都是将各种形式的能量转化为机械能，虽然效率各不相同，但能量都是守恒的；
该装置不可能实现，因为抽水机在此过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，所以机械能总量不守恒，他设想的机械装置不能实现。
故答案为：守恒；不能够。
16．太阳能路灯的灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，将电能转化为化学能储存起来，供夜晚路灯照明。若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107J，这与完全燃烧 0.9 kg的煤放出的热量相当；若该太阳能路灯的能量转化效率是24%，则这些能量经转化后，可供额定功率为30W的路灯正常工作 60 h（煤的热值为3.0×107J/kg）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）由题知，Q放＝mq＝E＝2.7×107J，
需要完全燃烧煤的质量：
m＝＝＝0.9kg；
（2）由η＝可得转化的电能：
W＝ηE＝24%×2.7×107J＝6.48×106J，
由P＝可得：
t＝＝＝2.16×105s＝60h。
故答案为：0.9；60。
三．能力提升（共1小题）
17．如图所示，这是物理学家焦耳设计并制作的实验装置。装置中的两个配重重力不等，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上升，实现能量转化。实验中科学家某次测得数据如下：
小配重重力G小＝100N，大配重重力G大＝520N，每升降一次配重各自移动的距离h＝1m，热量计中水的质量m＝500g，升降次数与水温变化的关系：
（1）请计算配重升降一次对动叶轮做功是 420 J。
（2）水温度升高0.2℃相当于吸收了 420 J的热量。
（3）在该实验中 机械能 转化为 内 能，根据第一组数据减小的机械能 等于 增加的内能（选填“大于”“小于”或“等于”）。
（4）本实验中的误差来源于 克服摩擦做功 （写出一条即可）。
（5）焦耳在这个实验的基础上继续研究，率先提出了 能量守恒 定律。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）小配重重力G小＝100N，大配重重量G大＝520N，合力为420N，
每升降一次配重各自移动的距离h＝1m，即绳子一端移动的距离是1m。
所以一次对动叶轮做的功为：
W＝G•h＝420N×1m＝420J；
（2）由表格知，升降一次水温升高0.2℃，
水吸收的热量是：
Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×0.2℃＝420J；
（3）在实验过程中，机械能转化为的内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能。根据第一组实验数据可以看出，减小的机械能等于增加的内能。
（4）由于摩擦是不可避免的，所以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；
（5）由物理史实可知，焦耳在这个实验的基础上继续研究，率先提出了能量守恒定律。
故答案为：
（1）420；（2）420；（3）机械能；内；等于；（4）克服摩擦做功；（5）能量守恒。
声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2023/10/25 20:17:15；用户：张建英；邮箱：zyyc217@xyh.cm；学号：41031513
升降次数
1
2
3
4
5
6
温度变化/℃
0.2
0.39
0.59
0.78
0.98
1.18
一．基础过关（共4小题）
1．说明下列各物体具有什么形式的能量。
（1）通电后的电炉具有 电能 。
（2）原子弹、氢弹具有 核能 。
（3）高速运动的空气形成的龙卷风具有 机械能 。
【答案】（1）电能；（2）核能；（3）机械能
【解答】解：（1）通电后的电炉具有电能。
（2）原子弹、氢弹具有核能。
（3）高速运动的空气形成的龙卷风具有机械能。
故答案为：（1）电能；（2）核能；（3）机械能。
2．大量研究表明，能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从一种形式转化为其他形式，而自然界中能量的总量是 不变 的；但由于能量的转化或转移具有 方向性 ，因而人类可利用的资源是有限的，所以我们仍然要注意节约能源。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。
能量的转化和转移都是具有方向性的，不能反过来转化。
故答案为：不变；方向性。
3．能量既不会 凭空消灭 ，也不会 凭空产生 ，它只会从一种形式 转化 为其他形式，或者从一个物体 转移 到另一个物体，而在转化和转移过程中， 能量 的总量保持不变。这就是能量守恒定律。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。
故答案为：凭空消灭；凭空产生；转化；转移；能量。
4．某同学建立了关于能量的知识结构图，请你帮他补全（1）、（2）、（3）空格处的内容。
（1） 电 ；（2） 内 ；（3） 裂 。
【答案】（1）电；（2）内；（3）裂。
【解答】解：太阳能电池通过光电转换装置，将太阳能转化为电能；
太阳能热水器通过光热转换设备，将太阳能转化为内能；
核电站的主要设备是核反应堆，在核反应堆中利用可控的链式反应发生核裂变，人类获得核能。
故答案为：（1）电；（2）内；（3）裂。
二．过关检测（共12小题）
5．根据能量守恒定律，下列四幅图中仅发生能量转移的一组是（ ）
A．①②④B．②③④C．①③④D．①②③
【答案】A
【解答】解：①冷水放入热水中，属于热传递，发生了内能的转移；
②铁锅热的烫手，手吸收了热量，属于内能的转移；
③搓手时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于能量的转化；
④棉被被晒暖和，是因为棉被吸收了热量，属于内能的转移；故A正确。
故选：A。
6．下列关于能量的说法不正确的是（ ）
A．利用能量的过程就是能量的转化和转移的过程
B．陨石进入大气层成为流星，机械能转化为内能
C．水力发电是将化学能转化为电能
D．人造卫星展开太阳电池板，把太阳能转化为电能提供给卫星上的用电器
【答案】C
【解答】解：
A、利用能量的过程就是能量的转化和转移的过程，故A正确；
B、陨石进入大气层成为流星，陨石克服摩擦做功，机械能转化为内能，故B正确；
C、水力发电是将水的机械能转化为电能，故C错误；
D、人造卫星展开太阳电池板，把太阳能转化为电能提供给卫星上的用电器，故D正确。
故选：C。
7．关于能量守恒定律，下列说法正确的是（ ）
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．能量守恒定律只适用于能量转化的过程
C．摩擦生热是创造了热，并不符合能量守恒定律
D．按照能量守恒定律，宇宙中能量的总量永远不会增减
【答案】D
【解答】解：A、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，故错误；
B、能量守恒定律既适用能量转化过程，又适用于能量的转移过程，故错误；
C、“摩擦生热”是将机械转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故错误；
D、据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，故正确；
故选：D。
8．如图所示，从斜面上滚下的小球能推动平面上的木块前进一段距离，最后小球和木块都静止，对此现象，下列说法中正确的是（ ）
A．小球和木块的机械能都消失了
B．小球的机械能转移到木块上，但机械能的总量保持不变
C．小球与木块都静止后，能量不守恒了
D．小球和木块的机械能转化成其他形式的能量（如内能等），但能的总量保持不变
【答案】D
【解答】解：
A、由能量守恒定律可知，能量不会消失，故A错误；
BCD、最后小球和木块都静止了，说明小球和木块的机械能减小了；由于小球跟斜面、小球和木块与水平面间都有摩擦存在，小球和木块都要克服摩擦做功，使机械能转化为内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变，故BC错误，D正确。
故选：D。
9．如图为麻省理工大学课堂演示情景，教授将一个质量为15.5千克的摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有碰到他的下巴，教授的一句“物理生效了，我还活着”让人回味悠长，下列关于此实验说法正确的是（ ）
A．摆球在摆动过程中机械能保持不变
B．摆球摆动过程中机械能不断减小
C．摆球摆动过程中内能转化为机械能
D．此过程不符合能量守恒定律
【答案】B
【解答】解：
摆球在摆动过程中，因与空气摩擦，将部分机械能转化为内能，导致摆球的机械能减少，这一过程同样符合能量的转化和守恒定律，即能的总量保持不变，故B正确。
故选：B。
10．能量守恒定律是自然界基本定律之一，下列有关该定律的理解正确的是（ ）
A．根据该定律可知：某个人具有的能量总是保持不变
B．“摩擦生热”是创造内能的过程，说明能量可以从无到有创造出来
C．自然界任何制造永动机的设想，无论它多么巧妙，都是徒劳的
D．一个单摆在来回摆动多次后总会停下来，说明能量是不守恒的
【答案】C
【解答】解：A、在自然界中能量的总量保持守恒，而个人具有的能量是时刻发生变化的，故A错误；
B、“摩擦生热”是将机械能转化为内能，不是创造热能的过程，故B错误；
C、自然界任何制造永动机的设想，无论它多么巧妙，都是徒劳，因为它违背了能量守恒定律，故C正确；
D、一个单摆在来回摆动多次后总会停下来，是因为一部分机械能转化为了内能，并不能说明能量是不守恒的，故D错误。
故选：C。
11．如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为200J。让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为160J，随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所能达到的最高位置时，它具有的机械能可能是（不计空气阻力）（ ）
A．130JB．120JC．110JD．100J
【答案】A
【解答】解：由题意可知，小球在与轨道摩擦的过程中，其机械能转化为内能，逐渐减小。不计空气阻力，小球从A点到达B点时，机械能从200J减小为160J，减少了40J．而从B点再到达左侧所能达到的最高位置时，其通过轨道的长度应该比第一次短，所以机械能减少的大小应该小于40J，即小球的机械能是在160J的基础上，减去一个小于40J的数，即160J﹣40J＝120J，即最终的机械能大于120J，故A符合题意。
故选：A。
12．如图为四旋翼无人机，它依靠电池为电动机供电，带动机翼旋转实现升空。小明操纵遥控器，使无人机从地面先加速上升，然后减速上升，最后悬停在某一高度进行摄影。则无人机在加速上升过程中，电动机将 电 能转化为 机械 能；从地面开始升空至刚悬停在某一高度的过程中，无人机的动能变化情况是 先增大后减小 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：电动机工作的过程中消耗电能得到机械能，故电动机将电能转化为机械能；
从地面开始升空至刚悬停在某一高度的过程中，是先加速上升，然后减速上升，无人机的质量不变，所有无人机的动能变化情况是：先增大后减小。
故答案为：电；机械；先增大后减小。
13．回答下列关于能量转化的问题：
（1）把一根金属丝弄弯再弄直，反复多次后折弯的地方会发热，这是 机械 能转化为内能。
（2）把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加，其机械能是由水的 重力势能 （选填“内能”或“重力势能”或“化学能”）转化来的。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）把一根金属丝弄弯再弄直，反复多次后折弯的地方会发热，这是机械能转化为内能。
（2）乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加，由于液面降低，水的重力势能减小，故乒乓球的机械能是由水的重力势能转化来的。
故答案为：（1）机械；（2）重力势能。
14．我国一直在研究导弹拦截系统，拦截弹在运动过程中做曲线运动，燃料在发动机内燃烧产生推力，燃料的 化学 能转化为拦截弹的 机械 能。拦截弹在整个运动过程中，会受到空气阻力，一部分机械能转化为 内能 。
【答案】化学；机械；内能。
【解答】解：燃料具有化学能，在燃烧的过程中化学能转化为内能，然后内能转化为机械能，从而助推拦截弹；所以，燃料的化学能最终转化为拦截弹的机械能；
拦截弹在整个运动过程中，会受到空气阻力，需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为内能。
故答案为：化学；机械；内能。
15．蒸汽机、内燃机、电动机都是将各种形式的能量转化为机械能，虽然效率各不相同，但总能量是 守恒 （填“守恒”或“不守恒”）的。如图所示为一种人们设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动带动砂轮转动打磨工件，同时又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机 不能够 （填“能够”或“不能够”）永远工作下去。
【答案】守恒；不能够
【解答】解：能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失，蒸汽机、内燃机、电动机都是将各种形式的能量转化为机械能，虽然效率各不相同，但能量都是守恒的；
该装置不可能实现，因为抽水机在此过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，所以机械能总量不守恒，他设想的机械装置不能实现。
故答案为：守恒；不能够。
16．太阳能路灯的灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，将电能转化为化学能储存起来，供夜晚路灯照明。若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107J，这与完全燃烧 0.9 kg的煤放出的热量相当；若该太阳能路灯的能量转化效率是24%，则这些能量经转化后，可供额定功率为30W的路灯正常工作 60 h（煤的热值为3.0×107J/kg）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）由题知，Q放＝mq＝E＝2.7×107J，
需要完全燃烧煤的质量：
m＝＝＝0.9kg；
（2）由η＝可得转化的电能：
W＝ηE＝24%×2.7×107J＝6.48×106J，
由P＝可得：
t＝＝＝2.16×105s＝60h。
故答案为：0.9；60。
三．能力提升（共1小题）
17．如图所示，这是物理学家焦耳设计并制作的实验装置。装置中的两个配重重力不等，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上升，实现能量转化。实验中科学家某次测得数据如下：
小配重重力G小＝100N，大配重重力G大＝520N，每升降一次配重各自移动的距离h＝1m，热量计中水的质量m＝500g，升降次数与水温变化的关系：
（1）请计算配重升降一次对动叶轮做功是 420 J。
（2）水温度升高0.2℃相当于吸收了 420 J的热量。
（3）在该实验中 机械能 转化为 内 能，根据第一组数据减小的机械能 等于 增加的内能（选填“大于”“小于”或“等于”）。
（4）本实验中的误差来源于 克服摩擦做功 （写出一条即可）。
（5）焦耳在这个实验的基础上继续研究，率先提出了 能量守恒 定律。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）小配重重力G小＝100N，大配重重量G大＝520N，合力为420N，
每升降一次配重各自移动的距离h＝1m，即绳子一端移动的距离是1m。
所以一次对动叶轮做的功为：
W＝G•h＝420N×1m＝420J；
（2）由表格知，升降一次水温升高0.2℃，
水吸收的热量是：
Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×0.2℃＝420J；
（3）在实验过程中，机械能转化为的内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能。根据第一组实验数据可以看出，减小的机械能等于增加的内能。
（4）由于摩擦是不可避免的，所以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；
（5）由物理史实可知，焦耳在这个实验的基础上继续研究，率先提出了能量守恒定律。
故答案为：
（1）420；（2）420；（3）机械能；内；等于；（4）克服摩擦做功；（5）能量守恒。
声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2023/10/25 20:17:15；用户：张建英；邮箱：zyyc217@xyh.cm；学号：41031513
升降次数
1
2
3
4
5
6
温度变化/℃
0.2
0.39
0.59
0.78
0.98
1.18
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