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17. 如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是 (
A.小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒
B.根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C.在小球的运动中是通过做功的方式使内能增加
D.小球和地面之间发生撞击，所以小球的热量会增加
C
)A.小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒
B.根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C.在小球的运动中是通过做功的方式使内能增加
D.小球和地面之间发生撞击，所以小球的热量会增加
答案
C
解析
【分析】
首先回忆能量守恒定律的核心内容：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，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，在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。然后结合小球弹跳的过程分析每个选项：
1. 小球弹起高度降低，是因为机械能有一部分转化为内能（与空气摩擦、和地面撞击），但总能量守恒，据此判断A、B选项；
2. 改变内能的方式有做功和热传递，小球与地面撞击、和空气摩擦时，是通过做功将机械能转化为内能，据此判断C选项；
3. 热量是过程量，只能描述吸收或放出热量，不能说物体的“热量增加”，据此判断D选项。
【解析】
逐个分析选项：
选项A：小球弹起高度越来越小，是因为机械能转化为内能（与空气摩擦、和地面撞击），但整个过程中总能量是守恒的，并非能量不守恒，A错误。
选项B：小球弹跳过程中，机械能不断转化为内能，因此小球的机械能总量是减少的，并非保持不变，B错误。
选项C：小球运动时，与空气摩擦、和地面撞击，通过做功的方式将机械能转化为内能，使小球的内能增加，C正确。
选项D：热量是一个过程量，只能说物体吸收或放出热量，不能说“小球的热量会增加”，应该描述为内能增加，D错误。
【答案】
C
【知识点】
能量守恒定律、改变内能的方式、热量的概念
【点评】
本题考查对能量守恒定律、内能改变方式以及热量概念的理解，易错点在于混淆总能量与机械能的区别，以及对热量这一过程量的错误表述，需要明确机械能可以转化为其他形式的能，但总能量守恒，同时注意热量的正确描述。
【难度系数】
0.6
首先回忆能量守恒定律的核心内容：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，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，在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。然后结合小球弹跳的过程分析每个选项：
1. 小球弹起高度降低，是因为机械能有一部分转化为内能（与空气摩擦、和地面撞击），但总能量守恒，据此判断A、B选项；
2. 改变内能的方式有做功和热传递，小球与地面撞击、和空气摩擦时，是通过做功将机械能转化为内能，据此判断C选项；
3. 热量是过程量，只能描述吸收或放出热量，不能说物体的“热量增加”，据此判断D选项。
【解析】
逐个分析选项：
选项A：小球弹起高度越来越小，是因为机械能转化为内能（与空气摩擦、和地面撞击），但整个过程中总能量是守恒的，并非能量不守恒，A错误。
选项B：小球弹跳过程中，机械能不断转化为内能，因此小球的机械能总量是减少的，并非保持不变，B错误。
选项C：小球运动时，与空气摩擦、和地面撞击，通过做功的方式将机械能转化为内能，使小球的内能增加，C正确。
选项D：热量是一个过程量，只能说物体吸收或放出热量，不能说“小球的热量会增加”，应该描述为内能增加，D错误。
【答案】
C
【知识点】
能量守恒定律、改变内能的方式、热量的概念
【点评】
本题考查对能量守恒定律、内能改变方式以及热量概念的理解，易错点在于混淆总能量与机械能的区别，以及对热量这一过程量的错误表述，需要明确机械能可以转化为其他形式的能，但总能量守恒，同时注意热量的正确描述。
【难度系数】
0.6
18. 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$G_{小}=100 N$，大配重重力$G_{大}=520 N$，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：
(1) 请计算配重升降一次对动叶轮做功是
(2) 水温度升高$0.2 °C$相当于吸收了
(3) 在该实验中
(4) 本实验中的误差来源于
(5) 焦耳在这个实验的基础上继续研究，率先提出了
(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$0.2 °C$相当于吸收了
420
J 的热量.[$c_{水}=4.2×10^3 J/(kg⋅ °C)$](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
(选填“大于”“小于”或“等于”)增加的内能.(4) 本实验中的误差来源于
克服摩擦做功(合理即可)
(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
420
420
机械
内
等于
克服摩擦做功
能量守恒
420
机械
内
等于
克服摩擦做功
能量守恒
解析
【分析】
1. 第(1)问：配重升降一次时，大配重下降对外做功，小配重上升需克服重力做功，对动叶轮做的功等于大配重做功与小配重克服重力做功的差值，利用$W=Gh$分别计算两者的功后求差即可。
2. 第(2)问：根据水的吸热公式$Q_{吸}=cmΔt$计算热量，需先将水的质量单位转换为千克。
3. 第(3)问：实验中动叶轮转动使水温升高，是机械能转化为内能；结合前两问数据，对动叶轮做的功等于水吸收的热量，可知减小的机械能等于增加的内能。
4. 第(4)问：实验过程中，机械能除转化为水的内能外，还会消耗在克服摩擦、热量散失等环节，这些都是误差来源。
5. 第(5)问：回忆焦耳的研究成果，他在该实验基础上提出了能量守恒定律。
【解析】
(1) 大配重下降做功：$W_{大}=G_{大}h=520N×1m=520J$
小配重上升克服重力做功：$W_{小}=G_{小}h=100N×1m=100J$
对动叶轮做的功：$W=W_{大}-W_{小}=520J-100J=420J$
(2) 水的质量$m=500g=0.5kg$，根据吸热公式：
$Q_{吸}=c_{水}mΔt=4.2×10^3 J/(kg⋅℃)×0.5kg×0.2℃=420J$
(3) 实验中配重的机械能通过动叶轮转化为水的内能；由前两问数据可知，减小的机械能等于水增加的内能。
(4) 实验误差可来源于克服摩擦做功（或热量散失到空气中、装置自身吸热等，写出一条即可）。
(5) 焦耳在该实验基础上率先提出了能量守恒定律。
【答案】
(1) $\boldsymbol{420}$
(2) $\boldsymbol{420}$
(3) $\boldsymbol{机械}$；$\boldsymbol{内}$；$\boldsymbol{等于}$
(4) $\boldsymbol{克服摩擦做功}$（合理即可）
(5) $\boldsymbol{能量守恒}$
【知识点】
机械能与内能的转化；热量的计算；能量守恒定律
【点评】
本题是焦耳经典能量转化实验题，综合考查功的计算、热量计算、能量转化及误差分析，紧密联系物理史实，要求学生理解实验原理，掌握基础公式应用，同时了解物理规律的发现过程。
【难度系数】
0.7
1. 第(1)问：配重升降一次时，大配重下降对外做功，小配重上升需克服重力做功，对动叶轮做的功等于大配重做功与小配重克服重力做功的差值，利用$W=Gh$分别计算两者的功后求差即可。
2. 第(2)问：根据水的吸热公式$Q_{吸}=cmΔt$计算热量，需先将水的质量单位转换为千克。
3. 第(3)问：实验中动叶轮转动使水温升高，是机械能转化为内能；结合前两问数据，对动叶轮做的功等于水吸收的热量，可知减小的机械能等于增加的内能。
4. 第(4)问：实验过程中，机械能除转化为水的内能外，还会消耗在克服摩擦、热量散失等环节，这些都是误差来源。
5. 第(5)问：回忆焦耳的研究成果，他在该实验基础上提出了能量守恒定律。
【解析】
(1) 大配重下降做功：$W_{大}=G_{大}h=520N×1m=520J$
小配重上升克服重力做功：$W_{小}=G_{小}h=100N×1m=100J$
对动叶轮做的功：$W=W_{大}-W_{小}=520J-100J=420J$
(2) 水的质量$m=500g=0.5kg$，根据吸热公式：
$Q_{吸}=c_{水}mΔt=4.2×10^3 J/(kg⋅℃)×0.5kg×0.2℃=420J$
(3) 实验中配重的机械能通过动叶轮转化为水的内能；由前两问数据可知，减小的机械能等于水增加的内能。
(4) 实验误差可来源于克服摩擦做功（或热量散失到空气中、装置自身吸热等，写出一条即可）。
(5) 焦耳在该实验基础上率先提出了能量守恒定律。
【答案】
(1) $\boldsymbol{420}$
(2) $\boldsymbol{420}$
(3) $\boldsymbol{机械}$；$\boldsymbol{内}$；$\boldsymbol{等于}$
(4) $\boldsymbol{克服摩擦做功}$（合理即可）
(5) $\boldsymbol{能量守恒}$
【知识点】
机械能与内能的转化；热量的计算；能量守恒定律
【点评】
本题是焦耳经典能量转化实验题，综合考查功的计算、热量计算、能量转化及误差分析，紧密联系物理史实，要求学生理解实验原理，掌握基础公式应用，同时了解物理规律的发现过程。
【难度系数】
0.7
