2024年初中物理講義專題練習(xí)9全冊（人教版）14.3 能量的轉(zhuǎn)化和守恒（考點(diǎn)解讀）（原卷版）

\o"10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用"14.3\o"14.3能量的轉(zhuǎn)化和守恒"能量的轉(zhuǎn)化和守恒（考點(diǎn)解讀）（原卷版）1、能量及其存在的不同形式（1）能量是物質(zhì)運(yùn)動的量化轉(zhuǎn)換，簡稱“能”，在物理學(xué)中，能量是一個間接觀察到的物理量，它往往被視為某一個物體對其他的物體做功的能力，由于功被定義為力作用一段距離，因此能量總是等同于沿著一定的長度阻擋大自然基本力量的能力；（2）能量也有不同的形式，如機(jī)械運(yùn)動的動能和勢能，熱運(yùn)動的內(nèi)能，電磁運(yùn)動的電磁能，化學(xué)運(yùn)動的化學(xué)能等，他們分別以各種運(yùn)動形式特定的狀態(tài)參量來表示；（3）當(dāng)運(yùn)動形式發(fā)生變化或運(yùn)動量發(fā)生轉(zhuǎn)移時，能量也從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個系統(tǒng)傳遞給另一個系統(tǒng)；在轉(zhuǎn)化和傳遞中總能量始終不變；（4）自然界的能包括：天然氣，核能，風(fēng)能，海洋溫差能，水能，汽油，太陽能，電能，煤炭，氫能，煤氣，蒸汽，柴油，石油，地?zé)崮埽毕?，生物質(zhì)能等。

2、能量守恒定律及其應(yīng)用（1）能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量不變。這就是能量守恒定律，如今被人們普遍認(rèn)同。

（2）能量守恒的普遍性：能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。大到天體，小到原子核，無論是物理學(xué)的問題還是化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)的問題，所有能量轉(zhuǎn)化的過程，都遵循能量守恒定律。能量守恒定律是人類認(rèn)識自然、利用自然、保護(hù)自然的有力武器。能量守恒定律告訴我們，有一種形式的能量減少或消失，一定有另一種形式的能量增加或產(chǎn)生，能量的總量是不變的。

（3）應(yīng)用：能量守恒定律對于科學(xué)研究、工程技術(shù)工作有著重要的指導(dǎo)意義。3、能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移

（1）能的轉(zhuǎn)化：a．在一定條件下，一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化成另一種形式的能量，這種現(xiàn)象即為能量的轉(zhuǎn)化。如內(nèi)燃機(jī)工作時，燃料在汽缸內(nèi)燃燒，燃料內(nèi)部儲存的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化成高溫燃?xì)獾膬?nèi)能，高溫燃?xì)馀蛎浲苿踊钊\(yùn)動做功，燃?xì)獾膬?nèi)能又轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動機(jī)器轉(zhuǎn)動。如果使用內(nèi)燃機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，機(jī)械能又可以轉(zhuǎn)化成電能，電能輸送到各種用電器（電燈、電動機(jī)?電熱器等），電能又轉(zhuǎn)化為其他形的能量（光能機(jī)械能內(nèi)能等）；

b．能量的轉(zhuǎn)化有方向性：我們利用的各種形式的能最終會自然地轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，散失到周圍空氣中，但內(nèi)能不會自然地轉(zhuǎn)化成其他形式的能量。如電燈在工作時，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，被周圍的空氣吸收，最終都變成了空氣的內(nèi)能，這是自然發(fā)生的，而空氣的內(nèi)能不能自動變成其他形式的能量。

（2）能的轉(zhuǎn)移：a．指同一種形式的能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，能的形式并沒有發(fā)生變化。能量的形式?jīng)]有發(fā)生變化，但存在的位置發(fā)生了變化，這就是能的轉(zhuǎn)移。內(nèi)能夠發(fā)生轉(zhuǎn)移，其他形式的能也能夠發(fā)生轉(zhuǎn)移，如風(fēng)吹帆船運(yùn)動，流動空氣的部分動能；

b．能量的轉(zhuǎn)移也有方向性：在熱傳遞過程中，熱量總是自然地由高溫物體傳向低溫物體，故內(nèi)能也總是自然地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，而不會自然地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。所以能量的轉(zhuǎn)移是有方向的?！⒁饽芰康霓D(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移、都是有方向性的，要逆向轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移能量，就會消耗其他的能量。例如冰箱里的熱不會自動轉(zhuǎn)移到溫度較高的外部，而必須要消耗其他的能量（電能）才能把冰箱里的熱量轉(zhuǎn)移到冰箱外部。

自然界中的一切實(shí)際變化過程都具有方向性，朝某個方向的變化是可以自發(fā)發(fā)生的，相反方向的變化卻是受到限制的，這時如果要使變化了的事物重新恢復(fù)到原來的狀態(tài)，一定會對外界產(chǎn)生無法消除的影響，這就是自然界的不可逆性；由此也說明了我們需要節(jié)約能源！【考點(diǎn)1能量及其存在的不同形式】【典例1-1】（2022秋?資中縣校級期中）我們生活在能量的世界里，現(xiàn)實(shí)生活時時刻刻都離不開能量。我們生活中的大部分能量來源于（）A．太陽 B．電 C．天然氣 D．石油【典例1-2】（2022秋?達(dá)川區(qū)校級月考）說明下列各物體具有什么形式的能量。（1）通電后的電爐具有。（2）原子彈、氫彈具有。（3）高速運(yùn)動的空氣形成的龍卷風(fēng)具有?！咀兪?-1】（2021秋?柳州期末）熱機(jī)的特點(diǎn)是將燃料燃燒獲得內(nèi)能，然后通過做功驅(qū)動機(jī)器。它們都是利用了儲存在燃料中的（）A．勢能 B．電能 C．化學(xué)能 D．機(jī)械能【變式1-2】（2022秋?巴彥縣校級月考）能量是與物體運(yùn)動有關(guān)的物理量，不同的運(yùn)動形態(tài)對應(yīng)著不同的能量形式。下列四種能量形式中與其它三種能量形式不同的一種是（）A．運(yùn)動場上奔跑的運(yùn)動員具有的能量 B．劇烈運(yùn)動的空氣形成的龍卷風(fēng)具有的能量 C．快速行駛的汽車具有的能量 D．核電站為我們的生活和生產(chǎn)提供的能量【變式1-3】（2022秋?承德縣期末）物理學(xué)中，我們把物體位置的變化叫，能量是與物體運(yùn)動有關(guān)的物理量。現(xiàn)代生活需要的電能來自發(fā)電廠，在火力發(fā)電廠煤炭燃燒，釋放出的能量一部分轉(zhuǎn)化成電能，而煤炭是上億年前的植物儲存的能。【考點(diǎn)2能量守恒定律及其應(yīng)用】【典例2-1】（2023?綏寧縣模擬）下列關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化和守恒的說法錯誤的是（）A．鉆木取火是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．酒精燃燒時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．汽油機(jī)的做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．人們對太陽能的開發(fā)和利用說明能量可以憑空產(chǎn)生【典例2-2】（2022秋?克東縣期末）“天宮課堂”已成為中國青少年關(guān)注度最高的科普課程。2022年3月23日，王亞平在第二次太空授課液橋?qū)嶒?yàn)中（如圖甲），將兩塊透明板上的水球接觸后合成一個，從分子角度而言，這是因?yàn)榉肿娱g存在。2022年10月12日進(jìn)行的太空授課中，陳冬將工具T字扳手在空中旋轉(zhuǎn)后，扳手時而頭朝下，時而頭朝上翻轉(zhuǎn)不停（如圖乙），這個現(xiàn)象中“會翻身的扳手”（選填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。【變式2-1】（2023?永善縣三模）下列關(guān)于能量的說法中，正確的是（）A．洗衣機(jī)工作時是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 B．炙熱的鐵水具有內(nèi)能，冰冷的冰塊沒有內(nèi)能 C．用熱水泡腳，身體會感覺暖和，這是內(nèi)能通過熱傳遞的方式轉(zhuǎn)移 D．能量無論是轉(zhuǎn)化還是轉(zhuǎn)移，能量總和會逐漸減少【變式2-2】（2023?濟(jì)南二模）有人設(shè)想的“永動機(jī)”如圖所示。下列對該裝置及能量的分析正確的是（）A．能的總量是不變的，我們不需要節(jié)約能源 B．如果沒有能量補(bǔ)充，裝置最終會停下來 C．根據(jù)能量守恒定律，裝置可以一直轉(zhuǎn)動下去 D．裝置中小球的動能和重力勢能不會相互轉(zhuǎn)化【變式2-3】（2023?鹽都區(qū)一模）如圖是十三世紀(jì)法國亨內(nèi)考設(shè)計(jì)的“魔輪”。輪子邊緣上通過可以自由轉(zhuǎn)動的鉸鏈等距安裝了12個相同的活動短桿，桿端分別套上相同重球。他認(rèn)為由于右側(cè)重球距離軸較遠(yuǎn)，即重力的較大，轉(zhuǎn)輪會沿（“順時針”或“逆時針”）方向越轉(zhuǎn)越快，根據(jù)，無需精確測量就能判定他的這一設(shè)想是不可能實(shí)現(xiàn)的?！究键c(diǎn)3能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移】【典例3-1】（2023?濟(jì)陽區(qū)二模）自然界中的能量種類有很多，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化。下列有關(guān)能量的轉(zhuǎn)化正確的是（）A．電熱水壺工作時將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．太陽能熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．蓄電池充電時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D．電動機(jī)工作時將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能【典例3-2】（2023?武漢模擬）在陽光明媚的周末，某同學(xué)全家乘坐新購置的一款純電動新能源汽車外出游玩。（1）該車在行駛過程中，電池對外供電時將能轉(zhuǎn)化為能。（2）到達(dá)終點(diǎn)時，行車顯示屏上顯示該次行駛里程為12km，用時20min，全程的平均速度為km/h?！咀兪?-1】（2023春?安平縣校級月考）風(fēng)力發(fā)電是一種可再生、可持續(xù)發(fā)展的清潔能源，一直是國家大力提倡和發(fā)展的能源項(xiàng)目，具有重要的經(jīng)濟(jì)價值，下列風(fēng)力發(fā)電的過程中涉步及到的能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是（）A．風(fēng)車把太陽能轉(zhuǎn)化為電能 B．風(fēng)車把電能轉(zhuǎn)化為風(fēng)能 C．風(fēng)車把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能 D．風(fēng)車把水能轉(zhuǎn)化為電能【變式3-2】（2023?歷城區(qū)二模）（多選）自然界的能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，也可以從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式。關(guān)于下列圖中四個事例的能量轉(zhuǎn)化，說法正確的是（）A．甲圖中衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)，動能轉(zhuǎn)化為勢能 B．乙圖中白鶴灘水電站發(fā)電時，將水能轉(zhuǎn)化為電能 C．丙圖中飛機(jī)起飛時，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．丁圖中小朋友的臀部發(fā)燙，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【變式3-3】（2023?東營二模）新能源汽車前景廣闊，有的汽車廠商采用了混合動力系統(tǒng)，當(dāng)汽車剎車時，電池能夠?qū)⒒厥盏哪芰績Υ嫫饋?；?dāng)需要增加動力時，電池給電動機(jī)供電，給汽車提供額外動力，此過程中轉(zhuǎn)化為。一、選擇題。1．（2022?惠城區(qū)模擬）關(guān)于能的概念，下列說法中正確的是（）A．一個物體能夠做功，就說這個物體具有能 B．一個物體已做過的功越多，說明這個物體具有的能越多 C．一個物體做了功，說明這個物體具有能 D．用線懸掛著的小球，沒有做功，所以沒有能2．（2022秋?裕華區(qū)校級期末）下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化和守恒，說法正確的是（）A．給電池充電是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程 B．太陽能電池可將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能 C．電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置 D．能量可以憑空產(chǎn)生也可以憑空消失3．（2023?東營二模）學(xué)校STEM活動小組在“生態(tài)瓶穩(wěn)定性”探究的活動中，需要設(shè)計(jì)制作一個生態(tài)瓶。關(guān)于生態(tài)瓶的討論有以下幾個觀點(diǎn)，其中不正確的是（）A．我們看到植物是綠色的，是因?yàn)樗瓷渚G色的光 B．瓶內(nèi)綠色植物的光合作用可以把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 C．從各個方向都能看到瓶內(nèi)物體，這是光的漫反射 D．生態(tài)瓶放置一段時間后，瓶內(nèi)上部有少量小水珠，這是汽化現(xiàn)象4．（2023?溧陽市一模）江蘇沙河抽水蓄能電站位于江蘇溧陽市天目湖鎮(zhèn)境內(nèi)，電站樞紐由上水庫、輸水系統(tǒng)變電站、下水庫等工程組成（如圖所示）。當(dāng)水從上水庫傾瀉而下，可驅(qū)動發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電。在此過程中，能量轉(zhuǎn)化的順序?yàn)檩旊姡ǎ〢．動能→重力勢能→電能 B．重力勢能→電能→動能 C．電能→重力勢能→動能 D．重力勢能→動能→電能5．（2023?嶗山區(qū)二模）如圖所示，電風(fēng)扇通電后電機(jī)帶動扇葉轉(zhuǎn)動，使空氣流動速度加快，主要用于夏日清涼解暑之用。下列選項(xiàng)符合電風(fēng)扇能量流向的可能是（）A． B． C． D．6．（2022?玄武區(qū)二模）關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說法正確的是（）A．物體溫度升高，一定吸收了熱量 B．同一物體溫度越高含有的熱量越多 C．熱量可以從內(nèi)能少的物體傳遞到內(nèi)能多的物體 D．電能使電動機(jī)轉(zhuǎn)動，同時產(chǎn)生內(nèi)能，這些內(nèi)能又可以自動地轉(zhuǎn)化為電能7．（2022秋?肅州區(qū)校級期末）關(guān)于能的概念，下列說法中正確的是（）A．高山上靜止的石頭不具有能 B．物體已做的功越多，說明物體具有的能量越多 C．只要物體能夠做功，說明物體具有能 D．只有正在做功的物體才具有能8．（2022秋?香河縣期末）關(guān)于能量守恒定律，下列說法中不正確的是（）A．能量可以憑空消失 B．能量可以憑空產(chǎn)生 C．熱機(jī)在工作的過程不遵循能量守恒定律 D．能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變9．（2022秋?青羊區(qū)期末）探究某物質(zhì)熔化和沸騰的實(shí)驗(yàn)如圖甲所示，把100g某種固體碾碎放入試管中，插入溫度計(jì)，再將試管放在裝有水的燒杯中加熱（物質(zhì)在相同時間內(nèi)吸收的熱量相等）。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖像如圖乙所示，從開始加熱到實(shí)驗(yàn)結(jié)束的10min內(nèi)消耗4g酒精，酒精的熱值3.0×107J/kg，這種物質(zhì)的液態(tài)比熱容c＝1.5×103J/（kg?℃），下列選項(xiàng)錯誤的（）A．該物質(zhì)在第5min末的內(nèi)能大于第4min末的內(nèi)能 B．在AB段和BC段，該物質(zhì)吸收的熱量相同 C．該物質(zhì)固態(tài)時的比熱容為3.0×103J/（kg?℃） D．該裝置能量的轉(zhuǎn)化效率為50%二、填空題。10．（2021春?棲霞市期中）某同學(xué)建立了關(guān)于能量的知識結(jié)構(gòu)圖，請你幫他補(bǔ)全（1）、（2）、（3）空格處的內(nèi)容。（1）；（2）；（3）。11．（2023?肥西縣模擬）中國古代玩具飲水鳥（如圖所示）被譽(yù)為“愛因斯坦也吃驚的玩具”，它的神奇之處在于：在鳥的面前放上一杯水，鳥就會俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口后，又直立起來；可是直立一會兒它又會俯下身去，等到鳥嘴浸到了水，“喝”了一口，又會直立起來，飲水鳥這種“自動喝水”的現(xiàn)象（選填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。12．（2023?楚雄州一模）麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)將直徑為9nm的特殊顆粒植人豆瓣菜葉子中，其中，9nm＝m；他們還發(fā)現(xiàn)在黑暗環(huán)境下，葉子發(fā)出微弱的光，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向能的轉(zhuǎn)化，如圖所示。13．（2023?吳江區(qū)二模）如圖所示，為一款創(chuàng)意節(jié)能燈。將海水存放到中間的容器，然后利用太陽光照射升溫，使海水的內(nèi)能，海水蒸發(fā)后由側(cè)壁回流到淡水收集裝置中。蒸發(fā)后殘留的鹽水會與內(nèi)置的銅、鋅電極板發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使LED燈發(fā)光，該裝置發(fā)電過程將能轉(zhuǎn)化為能，再由LED燈轉(zhuǎn)化為光能。14．（2023?常州模擬）如圖為某?學(xué)教授課堂演示情景，教授將一個擺球從下巴處放?，結(jié)果擺球擺回時并沒有砸到他的下巴，這一過程擺球的機(jī)械能（選填“減?”或“不變”），這一過程（選填“符合”或“不符合”）能量守恒定律。15．（2023?萊蕪區(qū)二模）汽車制動時，由于摩擦，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了輪胎、地面和空氣的能，這些消耗的能量不能再自動地用來驅(qū)動汽車，這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都是有性的。16．（2023?全椒縣模擬）將初溫為20℃、質(zhì)量為0.5kg的水放在燒杯中，點(diǎn)燃酒精燈給燒杯加熱，當(dāng)水溫升高到70℃時，酒精燈內(nèi)的10g酒精全部燃燒完。則此次燒水的熱效率為。[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），酒精的熱值為3.0×107J/kg]三、計(jì)算題。17．（2023?天寧區(qū)校級模擬）為了保護(hù)環(huán)境，我國大力發(fā)展電動汽車替代傳統(tǒng)燃油汽車。表中是某種電動汽車的部分參數(shù)，假設(shè)車上只有司機(jī)一人，質(zhì)量為60kg，汽車勻速行駛時所受阻力為總重力的0.04倍，電動汽車充滿電后以節(jié)電模式勻速行駛20km，電池剩余容量為38kW?h。（g＝10N/kg）求：空車質(zhì)量1380kg電池容量42kW?h最高時速120km/h最大功率100kW（1）電動汽車勻速行駛20km，牽引力所做的功；（2）電動汽車電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率。18．（2023?廬陽區(qū)校級一模）居住在百色市易地扶貧搬遷安置點(diǎn)的小強(qiáng)同學(xué)家里有一個容積為5L的水壺，水壺里裝有3.5kg、初溫為50℃的水，他用家里的液化氣爐具把水加熱到70℃使用。（已知液化氣的熱值q＝4.9×107J/m3）問：（1）燒水過程水吸收了多少熱量