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9 关于能量守恒定律及能量转化或转移的方向性，下列说法错误的是（
A.能量不能被创造或被消灭
B.自然界中自发进行的热传递过程总是从高温物体向低温物体进行
C.内能可以自动地、不引起其他变化地完全转化为机械能
D.自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的
C
）A.能量不能被创造或被消灭
B.自然界中自发进行的热传递过程总是从高温物体向低温物体进行
C.内能可以自动地、不引起其他变化地完全转化为机械能
D.自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的
答案
9. C
解析
【分析】本题要求选出关于能量守恒定律及能量转化或转移方向性的错误说法，解题思路是：逐一分析每个选项，结合能量守恒定律、热传递的方向性、热力学第二定律的相关内容，判断各选项的正误，最终确定错误选项。
【解析】
选项A：根据能量守恒定律，能量既不会凭空被创造，也不会凭空被消灭，只能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，转化和转移过程中总能量保持不变，因此A说法正确。
选项B：热传递具有方向性，自然界中自发进行的热传递过程总是从高温物体向低温物体进行，不会自发反向，因此B说法正确。
选项C：根据热力学第二定律，内能转化为机械能的过程中，必然会引起其他变化（例如需要消耗外界的功），不可能自动地、不引起其他变化地完全转化为机械能，因此C说法错误。
选项D：自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都具有方向性，这是热力学第二定律的核心内容之一，因此D说法正确。
本题要求选择错误的说法，故答案为C。
【答案】C
【知识点】能量守恒定律、热力学第二定律、热传递的方向性
【点评】本题考查能量守恒定律及宏观热过程的方向性，属于物理基础概念题，需准确记忆相关定律的内涵，区分自发过程与非自发过程的特点，难度较低。
【难度系数】0.3
【解析】
选项A：根据能量守恒定律，能量既不会凭空被创造，也不会凭空被消灭，只能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，转化和转移过程中总能量保持不变，因此A说法正确。
选项B：热传递具有方向性，自然界中自发进行的热传递过程总是从高温物体向低温物体进行，不会自发反向，因此B说法正确。
选项C：根据热力学第二定律，内能转化为机械能的过程中，必然会引起其他变化（例如需要消耗外界的功），不可能自动地、不引起其他变化地完全转化为机械能，因此C说法错误。
选项D：自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都具有方向性，这是热力学第二定律的核心内容之一，因此D说法正确。
本题要求选择错误的说法，故答案为C。
【答案】C
【知识点】能量守恒定律、热力学第二定律、热传递的方向性
【点评】本题考查能量守恒定律及宏观热过程的方向性，属于物理基础概念题，需准确记忆相关定律的内涵，区分自发过程与非自发过程的特点，难度较低。
【难度系数】0.3
10 如图所示,这是一个极具想象力的设想,其大意是上面水池中的水流下来,冲击叶轮转动;叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动;人利用打磨轮打磨工件,同时,运转的水泵又把流到下面水池中的水抽到上面的水池中……只要一开始在上面水池中注满水,就能通过水的上下循环,使机器不停地工作。
（1）按要求将表中①②两行的空白补充完整。
（2）该装置若能“永动”,则能的总量是不断
（1）按要求将表中①②两行的空白补充完整。
（2）该装置若能“永动”,则能的总量是不断
增加
（增加/守恒/减少）的,它违背了能量守恒定律
。答案
10. （1）如表所示
| 序 号 | 物理现象(摘取原文) | 物理知识 |
| ---- | ---- | ---- |
| ① | 上面水池中的水流下来,冲击叶轮转动 | 重力势能转化为动能 |
| ② | 人利用打磨轮打磨工件 | 机械能转化为内能 |
（2）增加 能量守恒定律
| 序 号 | 物理现象(摘取原文) | 物理知识 |
| ---- | ---- | ---- |
| ① | 上面水池中的水流下来,冲击叶轮转动 | 重力势能转化为动能 |
| ② | 人利用打磨轮打磨工件 | 机械能转化为内能 |
（2）增加 能量守恒定律
解析
【分析】
本题分为两小问，第（1）问需从题干描述的物理现象中分析对应的能量转化，核心是识别现象中能量形式的变化；第（2）问需结合能量守恒定律判断“永动”设想的错误，明确能量转化过程中总量守恒，永动机违背该定律。
【解析】
（1）①上面水池的水流下来，高度降低，重力势能减小，冲击叶轮转动获得动能，因此能量转化为重力势能转化为动能；②人利用打磨轮打磨工件时，克服摩擦做功，消耗机械能，产生内能，因此能量转化为机械能转化为内能。
（2）若该装置能“永动”，意味着不需要外界能量输入就能持续对外做功，能量总量会不断增加，这违背了能量守恒定律（能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能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，总量保持不变）。
【答案】
（1）
| 序号 | 物理现象(摘取原文) | 物理知识 |
| ---- | ---- | ---- |
| ① | 上面水池中的水流下来,冲击叶轮转动 | 重力势能转化为动能 |
| ② | 人利用打磨轮打磨工件 | 机械能转化为内能 |
（2）增加；能量守恒定律
【知识点】
能量转化；能量守恒定律
【点评】
本题结合创新设想考查能量转化和能量守恒定律，要求学生准确分析现象中的能量变化，理解永动机的错误本质，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问，第（1）问需从题干描述的物理现象中分析对应的能量转化，核心是识别现象中能量形式的变化；第（2）问需结合能量守恒定律判断“永动”设想的错误，明确能量转化过程中总量守恒，永动机违背该定律。
【解析】
（1）①上面水池的水流下来，高度降低，重力势能减小，冲击叶轮转动获得动能，因此能量转化为重力势能转化为动能；②人利用打磨轮打磨工件时，克服摩擦做功，消耗机械能，产生内能，因此能量转化为机械能转化为内能。
（2）若该装置能“永动”，意味着不需要外界能量输入就能持续对外做功，能量总量会不断增加，这违背了能量守恒定律（能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能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，总量保持不变）。
【答案】
（1）
| 序号 | 物理现象(摘取原文) | 物理知识 |
| ---- | ---- | ---- |
| ① | 上面水池中的水流下来,冲击叶轮转动 | 重力势能转化为动能 |
| ② | 人利用打磨轮打磨工件 | 机械能转化为内能 |
（2）增加；能量守恒定律
【知识点】
能量转化；能量守恒定律
【点评】
本题结合创新设想考查能量转化和能量守恒定律，要求学生准确分析现象中的能量变化，理解永动机的错误本质，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
11 新情境 古代科技 《天工开物》记载了一种农用机械，名为“筒车”，如图甲所示。筒车利用水流冲击水轮，使其旋转。在轮轴上安装的竹筒随着轮轴一起转动，当筒口转到低处时便舀满水，随着轮轴上升，筒口到达高处时倒出水来，以此循环往复，以满足农田灌溉的需求。
（1）筒车的工作原理是把流水的
（2）若筒车匀速转动，则竹筒受到
（3）如图乙所示，若接水槽距离取水处高5 m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5 kg，该筒车旋转一周对水所做的功为
（1）筒车的工作原理是把流水的
动
能转化为重力势
能。（2）若筒车匀速转动，则竹筒受到
非平衡力
（平衡力/非平衡力）的作用。（3）如图乙所示，若接水槽距离取水处高5 m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5 kg，该筒车旋转一周对水所做的功为
3 000
J。若筒车旋转一周需要60 s，则筒车对水做功的功率为50
W。若要提高其做功的功率，则筒车应安装在水流较急
（急/缓）的地方（接水槽距离倒水处的高度忽略不计，g取10 N/kg）。筒车“昼夜不息”，不能
（能/不能）说明它就是永动机。答案
11. （1）动 重力势 （2）非平衡力 （3）3 000 50 急 不能
解析
【分析】
本题结合筒车的实际应用考查物理知识，需逐一分析每个问题：
1. 第一问：判断能量转化，需明确消耗的能量和获得的能量，水流冲击筒车时消耗动能，将水提升后水的重力势能增加，由此确定转化形式。
2. 第二问：判断物体受力是否为平衡力，依据是物体运动状态是否改变，匀速转动的竹筒运动方向不断变化，运动状态改变，据此判断受力情况。
3. 第三问：计算功和功率时，先求总质量、总重力，再用公式W=Gh、P=W/t计算；提高功率需增大水流动能，永动机违背能量守恒定律，据此解答各小问。
【解析】
（1）水流具有动能，冲击筒车使其转动，将水提升到高处，水的重力势能增大，因此筒车的工作原理是把流水的动能转化为水的重力势能。
（2）物体受平衡力时运动状态不变，竹筒随筒车匀速转动，运动方向不断改变，运动状态发生变化，所以竹筒受到非平衡力的作用。
（3）① 总取水质量：$m_{总}=12×5\ \mathrm{kg}=60\ \mathrm{kg}$，总重力：$G_{总}=m_{总}g=60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=600\ \mathrm{N}$，旋转一周对水做的功：$W=G_{总}h=600\ \mathrm{N}×5\ \mathrm{m}=3000\ \mathrm{J}$；
② 功率：$P=\frac{W}{t}=\frac{3000\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=50\ \mathrm{W}$；
③ 水流越急，水流的动能越大，能转化为更多的机械能，做功更快，因此要提高功率应安装在水流较急的地方；
④ 永动机违背能量守恒定律，无法实现，所以筒车“昼夜不息”不能说明它是永动机。
【答案】
（1）动；重力势
（2）非平衡力
（3）3000；50；急；不能
【知识点】
能量转化、平衡力判断、功与功率、能量守恒定律
【点评】
本题将物理知识与古代农用机械筒车结合，考查了能量转化、受力分析、功和功率计算、能量守恒等知识点，注重理论联系实际，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题结合筒车的实际应用考查物理知识，需逐一分析每个问题：
1. 第一问：判断能量转化，需明确消耗的能量和获得的能量，水流冲击筒车时消耗动能，将水提升后水的重力势能增加，由此确定转化形式。
2. 第二问：判断物体受力是否为平衡力，依据是物体运动状态是否改变，匀速转动的竹筒运动方向不断变化，运动状态改变，据此判断受力情况。
3. 第三问：计算功和功率时，先求总质量、总重力，再用公式W=Gh、P=W/t计算；提高功率需增大水流动能，永动机违背能量守恒定律，据此解答各小问。
【解析】
（1）水流具有动能，冲击筒车使其转动，将水提升到高处，水的重力势能增大，因此筒车的工作原理是把流水的动能转化为水的重力势能。
（2）物体受平衡力时运动状态不变，竹筒随筒车匀速转动，运动方向不断改变，运动状态发生变化，所以竹筒受到非平衡力的作用。
（3）① 总取水质量：$m_{总}=12×5\ \mathrm{kg}=60\ \mathrm{kg}$，总重力：$G_{总}=m_{总}g=60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=600\ \mathrm{N}$，旋转一周对水做的功：$W=G_{总}h=600\ \mathrm{N}×5\ \mathrm{m}=3000\ \mathrm{J}$；
② 功率：$P=\frac{W}{t}=\frac{3000\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=50\ \mathrm{W}$；
③ 水流越急，水流的动能越大，能转化为更多的机械能，做功更快，因此要提高功率应安装在水流较急的地方；
④ 永动机违背能量守恒定律，无法实现，所以筒车“昼夜不息”不能说明它是永动机。
【答案】
（1）动；重力势
（2）非平衡力
（3）3000；50；急；不能
【知识点】
能量转化、平衡力判断、功与功率、能量守恒定律
【点评】
本题将物理知识与古代农用机械筒车结合，考查了能量转化、受力分析、功和功率计算、能量守恒等知识点，注重理论联系实际，难度适中。
【难度系数】
0.5
