登录
9 新趋势 教材 P98 素材改编 [2026 泰州兴化模拟]用两支铅笔在水平桌面上搭成如图所示的斜坡，将乒乓球放在斜坡的低处，松手后会看到乒乓球向斜坡高处滚动。下列相关说法正确的是 （
A.本实验不遵循能量守恒定律
B.乒乓球放在斜坡的低处时重力势能最小
C.乒乓球从斜坡的低处向斜坡高处滚动过程中重力势能转化为动能
D.如果将两支铅笔平行放置搭成斜坡，重做上述实验，乒乓球仍会自动“上滚”
C
）A.本实验不遵循能量守恒定律
B.乒乓球放在斜坡的低处时重力势能最小
C.乒乓球从斜坡的低处向斜坡高处滚动过程中重力势能转化为动能
D.如果将两支铅笔平行放置搭成斜坡，重做上述实验，乒乓球仍会自动“上滚”
答案
9. C
解析
【分析】本题考查能量守恒定律、重力势能与动能的转化，需逐一分析各选项：首先明确能量守恒定律是普遍适用的，排除错误选项A；再结合本题特殊斜坡结构，乒乓球“向高处滚动”是视觉错觉，实际重心发生变化，据此判断B的正误；接着分析滚动过程中能量的转化，判断选项C；最后分析平行放置铅笔时的情况，判断选项D。
【解析】
1. 选项A：能量守恒定律是自然界普遍遵循的基本定律，所有能量转化过程都遵守该定律，本实验也不例外，因此A错误；
2. 选项B：重力势能的大小由物体质量和被举高的高度决定，本题中乒乓球向“斜坡高处”滚动时，实际自身重心是降低的，因此放在斜坡低处时重心更高，重力势能更大，并非最小，B错误；
3. 选项C：乒乓球从斜坡低处向“高处”滚动过程中，实际重心降低，重力势能减小，转化为动能，使乒乓球获得运动的能量，C正确；
4. 选项D：若将两支铅笔平行放置，搭成的斜坡是水平的，乒乓球的重心不会降低，无法自动“上滚”，D错误。
【答案】C
【知识点】能量守恒、重力势能与动能转化
【点评】本题结合特殊实验场景考查能量相关知识，易错点在于被表面的“斜坡高处”误导，忽略乒乓球滚动时实际重心降低的本质，需准确理解重力势能与重心高度的关系。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 选项A：能量守恒定律是自然界普遍遵循的基本定律，所有能量转化过程都遵守该定律，本实验也不例外，因此A错误；
2. 选项B：重力势能的大小由物体质量和被举高的高度决定，本题中乒乓球向“斜坡高处”滚动时，实际自身重心是降低的，因此放在斜坡低处时重心更高，重力势能更大，并非最小，B错误；
3. 选项C：乒乓球从斜坡低处向“高处”滚动过程中，实际重心降低，重力势能减小，转化为动能，使乒乓球获得运动的能量，C正确；
4. 选项D：若将两支铅笔平行放置，搭成的斜坡是水平的，乒乓球的重心不会降低，无法自动“上滚”，D错误。
【答案】C
【知识点】能量守恒、重力势能与动能转化
【点评】本题结合特殊实验场景考查能量相关知识，易错点在于被表面的“斜坡高处”误导，忽略乒乓球滚动时实际重心降低的本质，需准确理解重力势能与重心高度的关系。
【难度系数】0.5
10 关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是 （
A.地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能
B.自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律
C.空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能
D.热水自然变凉，能量自发地从高温物体转移至低温物体
B
）A.地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能
B.自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律
C.空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能
D.热水自然变凉，能量自发地从高温物体转移至低温物体
答案
10. B
解析
【分析】本题考查能量的转化、转移及能量守恒定律的应用，解题时需逐一分析各选项，结合相关物理概念判断对错，最终选出说法错误的选项。
【解析】逐一分析选项：
A选项：化石能源是远古生物通过光合作用固定的太阳能，因此其归根结底来自远古时期的太阳能，该说法正确；
B选项：能量守恒定律是自然界普遍遵循的基本规律，所有能量的转化和转移过程都遵循能量守恒定律，水能的循环再生过程也不例外，该说法错误；
C选项：空调将室内空气的内能转移至室外，需要消耗电能驱动压缩机做功，该说法正确；
D选项：热传递具有方向性，能量只能自发地从高温物体转移到低温物体，热水自然变凉正是这一过程的体现，该说法正确。因此错误的是B选项。
【答案】B
【知识点】能量守恒定律、能量的转移与转化
【点评】本题考查能量相关的基础概念，侧重考查对能量守恒定律普遍性、能量转移方向性的理解，属于基础知识的直接应用，难度不大。
【难度系数】0.7
【解析】逐一分析选项：
A选项：化石能源是远古生物通过光合作用固定的太阳能，因此其归根结底来自远古时期的太阳能，该说法正确；
B选项：能量守恒定律是自然界普遍遵循的基本规律，所有能量的转化和转移过程都遵循能量守恒定律，水能的循环再生过程也不例外，该说法错误；
C选项：空调将室内空气的内能转移至室外，需要消耗电能驱动压缩机做功，该说法正确；
D选项：热传递具有方向性，能量只能自发地从高温物体转移到低温物体，热水自然变凉正是这一过程的体现，该说法正确。因此错误的是B选项。
【答案】B
【知识点】能量守恒定律、能量的转移与转化
【点评】本题考查能量相关的基础概念，侧重考查对能量守恒定律普遍性、能量转移方向性的理解，属于基础知识的直接应用，难度不大。
【难度系数】0.7
11 人类文明，一脉相传。从远古的高转筒车，到今天的水电站，都是人类对水能的开发与利用。图甲是高转筒车，下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断地输送到上方农田中；图乙是水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法正确的是（
A.图甲是一台“永动机”
B.图甲中竹筒将水从河里输送到上方农田中，增加了水的内能
C.高转筒车和水电站在工作过程中，能量的总量保持不变
D.图乙中流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能
C
）A.图甲是一台“永动机”
B.图甲中竹筒将水从河里输送到上方农田中，增加了水的内能
C.高转筒车和水电站在工作过程中，能量的总量保持不变
D.图乙中流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能
答案
11. C
解析
【分析】
要判断各选项的正误，需结合永动机的定义、能量守恒定律、能量转化的特点等知识逐一分析：首先明确永动机违背能量守恒，高转筒车依赖水流能量，不是永动机；其次区分机械能和内能的概念，竹筒输水是机械能转移，不改变水的内能；再依据能量守恒定律判断能量总量的变化；最后考虑能量转化的损耗，流水发电时水能并非全部转化为电能。
【解析】
A选项：永动机是违背能量守恒定律，无需外界能量输入就能持续对外做功的装置。图甲的高转筒车依靠流水的能量驱动，需要消耗水流的机械能，不属于永动机，A错误。
B选项：竹筒将水输送到上方农田，是水的机械能（动能、重力势能）的转移过程，该过程没有改变水的内能（内能是分子热运动相关的能量，与宏观机械能无关），B错误。
C选项：根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，转化和转移过程中能量总量不变。高转筒车和水电站工作时仅发生能量的转化或转移，总能量保持不变，C正确。
D选项：流水冲击水轮带动发电机发电时，减少的水能一部分转化为电能，还有一部分因摩擦、损耗等转化为内能等其他形式的能量，因此减少的水能大于发电机产生的电能，D错误。
【答案】
C
【知识点】
能量守恒定律、能量转化、永动机
【点评】
本题结合古代工具与现代水电站，考查能量相关的核心知识点，需准确理解能量守恒定律、能量转化的效率，易混淆点是机械能与内能的区别，以及能量转化的损耗问题，整体属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要判断各选项的正误，需结合永动机的定义、能量守恒定律、能量转化的特点等知识逐一分析：首先明确永动机违背能量守恒，高转筒车依赖水流能量，不是永动机；其次区分机械能和内能的概念，竹筒输水是机械能转移，不改变水的内能；再依据能量守恒定律判断能量总量的变化；最后考虑能量转化的损耗，流水发电时水能并非全部转化为电能。
【解析】
A选项：永动机是违背能量守恒定律，无需外界能量输入就能持续对外做功的装置。图甲的高转筒车依靠流水的能量驱动，需要消耗水流的机械能，不属于永动机，A错误。
B选项：竹筒将水输送到上方农田，是水的机械能（动能、重力势能）的转移过程，该过程没有改变水的内能（内能是分子热运动相关的能量，与宏观机械能无关），B错误。
C选项：根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，转化和转移过程中能量总量不变。高转筒车和水电站工作时仅发生能量的转化或转移，总能量保持不变，C正确。
D选项：流水冲击水轮带动发电机发电时，减少的水能一部分转化为电能，还有一部分因摩擦、损耗等转化为内能等其他形式的能量，因此减少的水能大于发电机产生的电能，D错误。
【答案】
C
【知识点】
能量守恒定律、能量转化、永动机
【点评】
本题结合古代工具与现代水电站，考查能量相关的核心知识点，需准确理解能量守恒定律、能量转化的效率，易混淆点是机械能与内能的区别，以及能量转化的损耗问题，整体属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
12 新情境 环保意识 为践行“低碳理念”，LED灯在生活中的应用越来越广泛。现有一盏标有“24 V 12 W”字样的LED灯，其亮度与一盏“220 V 100 W”的普通白炽灯相当。
（1）若上述LED灯和白炽灯都正常工作，则相同时间内两灯消耗的电能之比为
（2）白炽灯工作时的能量转化情况如图所示，则该白炽灯工作1 min将产生
（3）LED灯的发光效率约为
（1）若上述LED灯和白炽灯都正常工作，则相同时间内两灯消耗的电能之比为
3:25
。（2）白炽灯工作时的能量转化情况如图所示，则该白炽灯工作1 min将产生
5400
J的热量。（3）LED灯的发光效率约为
83.3%
（结果精确到0.1%）。答案
12. (1) 3:25 (2) 5400 (3) 83.3%
解析
【分析】
本题围绕电功、能量转化效率展开，解题思路如下：
1. 第(1)问：利用电功公式W=Pt，两灯正常工作时功率已知，相同时间内电能之比等于功率之比，直接计算比值。
2. 第(2)问：先计算白炽灯1min消耗的总电能，再结合能量转化图中电能与内能的比例，求出产生的热量。
3. 第(3)问：发光效率是输出光能与消耗电能的比值，利用LED与白炽灯亮度相当（相同时间内光能相等），结合两者的功率计算效率。
【解析】
(1) 两灯正常工作时，功率分别为$P_{LED}=12W$，$P_{白炽灯}=100W$。根据电功公式$W=Pt$，相同时间$t$内，消耗电能之比为：
$\frac{W_{LED}}{W_{白炽灯}}=\frac{P_{LED}t}{P_{白炽灯}t}=\frac{12W}{100W}=\frac{3}{25}$，即$3:25$。
(2) 白炽灯正常工作1min（$t=60s$）消耗的总电能：$W=Pt=100W×60s=6000J$。由能量转化图可知，白炽灯电能转化为内能（热量）的比例为$\frac{90J}{100J}=90\%$，因此产生的热量：$Q=6000J×90\%=5400J$。
(3) LED与白炽灯亮度相当，即相同时间内两者输出的光能相等。白炽灯1s内输出光能为10J，故LED1s内输出光能也为10J；LED1s内消耗的电能为$W_{电}=P_{LED}t=12W×1s=12J$。发光效率：$\eta=\frac{W_{光}}{W_{电}}×100\%=\frac{10J}{12J}×100\%\approx83.3\%$。
【答案】
(1) $3:25$；(2) $5400$；(3) $83.3\%$
【知识点】
电功计算、能量转化效率、电功率应用
【点评】
本题结合实际生活中的LED灯与白炽灯，考查电功、热量及发光效率的计算，需理解能量转化的比例关系，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕电功、能量转化效率展开，解题思路如下：
1. 第(1)问：利用电功公式W=Pt，两灯正常工作时功率已知，相同时间内电能之比等于功率之比，直接计算比值。
2. 第(2)问：先计算白炽灯1min消耗的总电能，再结合能量转化图中电能与内能的比例，求出产生的热量。
3. 第(3)问：发光效率是输出光能与消耗电能的比值，利用LED与白炽灯亮度相当（相同时间内光能相等），结合两者的功率计算效率。
【解析】
(1) 两灯正常工作时，功率分别为$P_{LED}=12W$，$P_{白炽灯}=100W$。根据电功公式$W=Pt$，相同时间$t$内，消耗电能之比为：
$\frac{W_{LED}}{W_{白炽灯}}=\frac{P_{LED}t}{P_{白炽灯}t}=\frac{12W}{100W}=\frac{3}{25}$，即$3:25$。
(2) 白炽灯正常工作1min（$t=60s$）消耗的总电能：$W=Pt=100W×60s=6000J$。由能量转化图可知，白炽灯电能转化为内能（热量）的比例为$\frac{90J}{100J}=90\%$，因此产生的热量：$Q=6000J×90\%=5400J$。
(3) LED与白炽灯亮度相当，即相同时间内两者输出的光能相等。白炽灯1s内输出光能为10J，故LED1s内输出光能也为10J；LED1s内消耗的电能为$W_{电}=P_{LED}t=12W×1s=12J$。发光效率：$\eta=\frac{W_{光}}{W_{电}}×100\%=\frac{10J}{12J}×100\%\approx83.3\%$。
【答案】
(1) $3:25$；(2) $5400$；(3) $83.3\%$
【知识点】
电功计算、能量转化效率、电功率应用
【点评】
本题结合实际生活中的LED灯与白炽灯，考查电功、热量及发光效率的计算，需理解能量转化的比例关系，难度适中。
【难度系数】
0.5
