143能量的轉(zhuǎn)化和守恒

14.3能量的轉(zhuǎn)化和守恒（解析版）考點(diǎn)直擊考點(diǎn)直擊典例分析＋變式訓(xùn)練典例分析＋變式訓(xùn)練考點(diǎn)1能量及其存在的不同形式1、能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的量化轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)稱“能”，在物理學(xué)中，能量是一個(gè)間接觀察到的物理量，它往往被視為某一個(gè)物體對(duì)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(zhǎng)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(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能，熱運(yùn)動(dòng)的內(nèi)能，電磁運(yùn)動(dòng)的電磁能，化學(xué)運(yùn)動(dòng)的化學(xué)能等，他們分別以各種運(yùn)動(dòng)形式特定的狀態(tài)參量來(lái)表示；3、當(dāng)運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生變化或運(yùn)動(dòng)量發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，能量也從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)系統(tǒng)傳遞給另一個(gè)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(yáng)能，電能，煤炭，氫能，煤氣，蒸汽，柴油，石油，地?zé)崮?，潮汐能，生物質(zhì)能等。

【典例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(guò)做功驅(qū)動(dòng)機(jī)器。它們都是利用了儲(chǔ)存在燃料中的（）A．勢(shì)能 B．電能 C．化學(xué)能 D．機(jī)械能【答案】C。【解答】解：所有的燃料都儲(chǔ)存了化學(xué)能，而熱機(jī)工作的過(guò)程是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再通過(guò)做功的方式將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過(guò)程，故ABD錯(cuò)誤、C正確。故選：C?！镜淅?】（2021秋?蘭州期末）關(guān)于能的概念，下列說(shuō)法中正確的是（）A．一個(gè)物體只有做了功，才能說(shuō)明它具有能 B．一個(gè)物體被站立的人舉在手中，物體不能做功，所以物體沒(méi)有能 C．一個(gè)物體能夠做功，我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能 D．一個(gè)物體已經(jīng)做的功越多，說(shuō)明它具有的能越多【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、一個(gè)物體能夠做功，我們才說(shuō)這個(gè)物體具有能量，但這里只是說(shuō)能夠做功即具有做功的能力就行，不一定就做功，故A選項(xiàng)不正確；B、被人舉在手中的物體，它沒(méi)有做功，但是具有重力勢(shì)能，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、一個(gè)物體能夠做功，就說(shuō)它具有能量，故選項(xiàng)C正確；D、一個(gè)物體已經(jīng)做的功越多，它具有的能量不一定越大，因?yàn)槲矬w有能量不一定必須全部用來(lái)做功，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選：C?！镜淅?】（2021秋?臨平區(qū)期中）小陽(yáng)和小樂(lè)在收聽(tīng)新聞中發(fā)現(xiàn)：海嘯、山洪、泥石流、火山爆發(fā)等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生。他們分頭查閱了許多資料，得到了如下的一些信息：①發(fā)生海嘯時(shí)，海洋中聚積的能量造成滔天巨浪，形成一堵堵水墻狠命向岸.上拍擊，造成嚴(yán)重的人員財(cái)產(chǎn)損失②潮汐能也是蘊(yùn)含在海洋中的一種能量，利用潮汐來(lái)推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的技術(shù)已日趨成③火山爆發(fā)時(shí)，將大量的地?zé)崮軒У降孛?，熾熱巖漿將所到之處的動(dòng)植物化為焦土④地?zé)崮?，被看作是人類歷史上開(kāi)辟的又一個(gè)新能源，它可直接用在住宅取暖、溫室、供熱和工業(yè)上的發(fā)電⑤水力發(fā)電是利用江河水流從高處流到低處釋放的勢(shì)能發(fā)電⑥雨季，長(zhǎng)江洪水爆發(fā)，就會(huì)沖毀堤壩，淹沒(méi)大批農(nóng)田和城鎮(zhèn)⑦泥石流經(jīng)常突然爆發(fā)，所到之處破壞性極大，一切盡被摧毀⑧封山育林、停耕還林可以固結(jié)表土，降低泥石流的發(fā)生頻率（1）他們經(jīng)過(guò)討論將上述能量釋放分為了兩大類：一類屬于有益的能量，如：②④⑤⑧（填序號(hào)）：另一類屬于有害的能量，如：①③⑥⑦（填序號(hào)）。（2）他們發(fā)現(xiàn)海嘯、山洪、泥石流、火山爆發(fā)、潮汐能、水能的共同特點(diǎn)是蘊(yùn)含了大量的動(dòng)能和重力勢(shì)能，一旦釋放可以產(chǎn)生強(qiáng)大的破壞力。（3）他們了解到災(zāi)害的直接原因是由動(dòng)能引起的，他們又查閱了資料，得知?jiǎng)幽艿拇笮k＝mv2。可以推斷出動(dòng)能大小跟物體的質(zhì)量和速度有關(guān)?！敬鸢浮浚?）②④⑤⑧；①③⑥⑦；（2）動(dòng)；重力勢(shì)；（3）質(zhì)量；速度。【解答】解：（1）上述能量釋放分為了兩大類：一類屬于有益的能量，如：②④⑤⑧，因?yàn)樗鼈兌寄転槿祟愒旄！＂佗邰蔻?，因?yàn)樗鼈兘o人類帶來(lái)傷害。（2）海嘯、山洪、泥石流、火山爆發(fā)、潮汐能、水能的共同特點(diǎn)是蘊(yùn)含了大量的動(dòng)能和重力勢(shì)能，一旦釋放可以產(chǎn)生強(qiáng)大的破壞力。（3）查閱了資料，得知?jiǎng)幽艿拇笮k＝mv2?？梢酝茢喑鰟?dòng)能大小跟物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。故答案為：（1）②④⑤⑧；①③⑥⑦；（2）動(dòng)；重力勢(shì)；（3）質(zhì)量；速度?！咀兪接?xùn)練1】（2021春?歷下區(qū)期末）流動(dòng)著的水、風(fēng)、張開(kāi)的弓都可以對(duì)別的物體做功，說(shuō)明它們都具有能。那么關(guān)于功和能，下列說(shuō)法不正確的是（）A．物體已經(jīng)做的功越多，具有的能越多一B．物體做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程C．能的單位與功的單位相同，都是焦耳 D．物體有時(shí)既具有動(dòng)能也具有重力勢(shì)能【答案】A?！窘獯稹拷猓篈、物體已經(jīng)做的功越多只能說(shuō)明能轉(zhuǎn)化了多少，不能說(shuō)明物體能的多少，故A錯(cuò)誤；B、能的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功來(lái)完成的，故B正確；C、功、能的單位都是焦耳，故C正確；D、運(yùn)動(dòng)中的物體有時(shí)既具有動(dòng)能也具有重力勢(shì)能，如：高空中飛行的飛機(jī)，故D正確。故選：A?！咀兪接?xùn)練2】（2022?福田區(qū)校級(jí)模擬）下列關(guān)于功和能量的說(shuō)法正確的是（）A．1J、1N?m都可以表示功的單位 B．一個(gè)物體只有對(duì)其他物體做了功，這個(gè)物體才具有能量 C．推出后的鉛球在空中飛行的過(guò)程中，沒(méi)有力對(duì)鉛球做功 D．吊裝碼頭上，只要貨物受到的合力為0，它的機(jī)械能就不變【答案】A?！窘獯稹拷猓篈、由公式W＝Fs，可得出：1J＝1N?m，因此，1J、1N?m都可以表示功的單位，故A正確；B、能量表示物體能夠?qū)ν庾龉Φ谋绢I(lǐng)，而不是一定要對(duì)物體做功。一個(gè)物體具有能量不一定要對(duì)物體做功，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)做功的兩個(gè)必要條件知，推出后的鉛球在空中飛行的過(guò)程中，受重力作用，且在重力方向上通過(guò)了距離，因此重力對(duì)鉛球做了功，故C錯(cuò)誤；D、吊裝碼頭上，如果貨物勻速豎直上升或豎直下降，其受到的合力為0，它的動(dòng)能不變，但它的高度變化，所以重力勢(shì)能改變，則機(jī)械能就改變，故D錯(cuò)誤。故選：A。【變式訓(xùn)練3】（2021秋?青白江區(qū)期末）在聲音共鳴中，與聲源發(fā)生共鳴的物體吸收了隨聲波傳播來(lái)的能量；家庭所用電力部分來(lái)自火力發(fā)電廠，火力發(fā)電廠燃燒的煤炭是上億年的植物形成的，植物里儲(chǔ)存的能量來(lái)自太陽(yáng)能?！敬鸢浮磕芰浚惶?yáng)能。【解答】解：當(dāng)兩個(gè)發(fā)聲頻率相同的物體，彼此相隔不遠(yuǎn)時(shí)，如果其中一個(gè)物體發(fā)聲，與聲源發(fā)生共鳴的物體吸收了隨聲波傳播來(lái)的能量，另一個(gè)也跟著振動(dòng)發(fā)出聲音，這種現(xiàn)象叫共鳴；植物通過(guò)光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在植物體內(nèi)，而煤炭是上億年的植物形成的，所以現(xiàn)在開(kāi)采煤，就是開(kāi)采上億年前的太陽(yáng)能。故答案為：能量；太陽(yáng)能?？键c(diǎn)2能量守恒定律及其應(yīng)用（1）能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)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(wú)論是物理學(xué)的問(wèn)題還是化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)的問(wèn)題，所有能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，都遵循能量守恒定律。能量守恒定律是人類認(rèn)識(shí)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(duì)于科學(xué)研究、工程技術(shù)工作有著重要的指導(dǎo)意義。【典例4】（2022?武進(jìn)區(qū)校級(jí)模擬）“加水就能跑的神車(chē)”一度成為輿論熱點(diǎn)，該汽車(chē)實(shí)際是利用水解制氫技術(shù)獲得氫氣，通過(guò)氫燃料電池給車(chē)提供動(dòng)力（該技術(shù)成本很高，目前仍處在試驗(yàn)階段），但被曲解為“加水就能跑”。下列對(duì)該事件的看法正確的是（）A．該車(chē)行駛的效率能達(dá)到100% B．氫燃料電池能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C．水解技術(shù)制取氫氣的過(guò)程不需要消耗其它能量 D．“加水就能跑的神車(chē)”不需要遵循能量守恒定律【答案】B。【解答】解：A、汽車(chē)在工作過(guò)程中不可避免地要克服機(jī)械間的摩擦而產(chǎn)生額外功，因此效率不能達(dá)到100%，故A錯(cuò)誤；B、氫燃料電池是將氫氣的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為電能，再用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的，故B正確；C、根據(jù)能量守恒定律，水解技術(shù)制取氫氣的過(guò)程一定要消耗其它能量，故C錯(cuò)誤；D、任何能量的轉(zhuǎn)化都遵循能量守恒定律，“加水就能跑的神車(chē)”也需要遵循能量守恒定，故D錯(cuò)誤。故選：B。【典例5】（2021秋?畢節(jié)市期末）根據(jù)能量守恒定律，下列情形中可能發(fā)生的是（）A．出膛的子彈射穿木板，以更快的速度繼續(xù)前進(jìn) B．電水壺里的水沸騰了，給該電水壺?cái)嚯?，水的沸騰卻永遠(yuǎn)不會(huì)停止 C．不考慮空氣阻力時(shí)，小球從光滑的U形槽斜面由靜止?jié)L下后，會(huì)永不停息地在兩側(cè)來(lái)回運(yùn)動(dòng) D．孤島上被人們遺忘的一只機(jī)械表，默默地走了幾十年【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、出膛的子彈射穿木板，由于摩擦生熱會(huì)使子彈的動(dòng)能減小，它的速度減慢，故A錯(cuò)誤；B、電水壺里的水沸騰了，給該電水壺?cái)嚯?，水不再吸收熱量，水的沸騰會(huì)停止，故B錯(cuò)誤；C、不考慮空氣阻力時(shí)，小球從光滑的U形槽斜面由靜止?jié)L下后，由于整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能的損耗，即機(jī)械能守恒，所以小球會(huì)永不停息地在兩側(cè)來(lái)回運(yùn)動(dòng)，故C正確；D、機(jī)械表工作靠表內(nèi)發(fā)條的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，幾天就會(huì)消耗完畢，不會(huì)走了幾十年，故D錯(cuò)誤。故選：C。【典例6】（2021秋?洛陽(yáng)期末）廣泛使用在營(yíng)養(yǎng)計(jì)量中的“卡路里”簡(jiǎn)稱“卡”，是能量的一個(gè)單位，“1卡”等于一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，1g水溫度升高1℃所吸收的熱量，那么1卡等于4.2J。人吃下食物后，食物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、機(jī)械能等其它形式的能量，在這個(gè)過(guò)程中，能的總量保持不變（選填“增大”、“減小”或“保持不變”）。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【答案】4.2；保持不變。【解答】解：（1）由題知，1g的水溫度升高1℃所吸收的熱量為1卡，1g的水溫度升高1℃所吸收的熱量：Q吸＝c水m水△t＝4.2×103J/（kg?℃）×0.001kg×1℃＝4.2J，所以1卡＝4.2J。（2）由能量守恒定律可知，人吃下食物后，食物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、機(jī)械能等其它形式的能量，在這個(gè)過(guò)程中，能的總量保持不變。故答案為：4.2；保持不變?！咀兪接?xùn)練1】（2021秋?召陵區(qū)期末）據(jù)澎湃新聞，近日，廣西南寧隆生達(dá)發(fā)電力科技（簡(jiǎn)稱“隆生達(dá)發(fā)”）聲稱研發(fā)出一款“突破能量守恒定律”的電機(jī)組，引發(fā)爭(zhēng)議．該公司官網(wǎng)稱，這一技術(shù)名為“一種電容補(bǔ)償式自循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)”，下列分析正確的是（）A．發(fā)電技術(shù)突破了能量守恒定律，證明能量可以不守恒 B．如果沒(méi)有能量補(bǔ)充，裝置最終會(huì)停下 C．根據(jù)能量守恒定律，裝置可以一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去 D．不靠任何能量補(bǔ)充，1度電可變?yōu)?0度電的裝置可以實(shí)現(xiàn)【答案】B。【解答】解：A、發(fā)電的過(guò)程中，其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，總的能量是守恒的，故A錯(cuò)誤；B、如果沒(méi)有能量補(bǔ)充，轉(zhuǎn)化的電能會(huì)越來(lái)越少，裝置最終會(huì)停下來(lái)，故B正確；C、根據(jù)能量守恒定律，會(huì)有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此，裝置不能一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)能量守恒定律可知，不靠任何能量補(bǔ)充，1度電可變?yōu)?0度電的裝置是不能實(shí)現(xiàn)的，故D錯(cuò)誤。故選：B?！咀兪接?xùn)練2】（2021秋?邵陽(yáng)縣期末）下列關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化和守恒的說(shuō)法，不正確的是（）A．“既要馬兒跑，又要馬兒不吃草”違背了能量守恒定律 B．酒精燃燒時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．用熱水袋取暖，說(shuō)明內(nèi)能是可以發(fā)生轉(zhuǎn)移的 D．人們對(duì)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用，說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生【答案】D。【解答】解：A、能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中總量是守恒的，“既要馬兒跑，又要馬兒不吃草”違背了能量守恒定律，故A正確；B、酒精燃燒時(shí)，將自身的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確；C、用熱水袋取暖，是能量從熱水袋轉(zhuǎn)移給了人，說(shuō)明內(nèi)能是可以發(fā)生轉(zhuǎn)移的，故C正確；D、人們對(duì)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用，是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，而不是說(shuō)能量可以憑空產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤。故選：D?！咀兪接?xùn)練3】（2022?雨花區(qū)校級(jí)模擬）“收官之作，星耀全球”。2020年6月2日，長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭搭載著北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射，標(biāo)志著我國(guó)全面完成北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署。燃料燃燒時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。火箭加速升空時(shí)，能的總量是不變（選填“增大”、“減小”或“不變”）的?！敬鸢浮炕瘜W(xué)；內(nèi)；不變?！窘獯稹拷猓夯鹑剂先紵龝r(shí)，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能，燃?xì)馔苿?dòng)火箭和衛(wèi)星上升。根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，火箭上升過(guò)程中，能的總量是不變的。故答案為：化學(xué)；內(nèi)；不變?！咀兪接?xùn)練4】（2021秋?蓬安縣期中）能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在其轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。因此永動(dòng)機(jī)不可能制造出來(lái)。【答案】轉(zhuǎn)移；永動(dòng)機(jī)。【解答】解：能量守恒定律的內(nèi)容是：能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。根據(jù)能量守恒定律，永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，所以永動(dòng)機(jī)不可能制造出來(lái)。故答案為：轉(zhuǎn)移；永動(dòng)機(jī)?？键c(diǎn)3能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移1、正確理解能量守恒定律中的“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(shí)，燃料在汽缸內(nèi)燃燒，燃料內(nèi)部?jī)?chǔ)存的化學(xué)能通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化成高溫燃?xì)獾膬?nèi)能，高溫燃?xì)馀蛎浲苿?dòng)活塞運(yùn)動(dòng)做功，燃?xì)獾膬?nèi)能又轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)。如果使用內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)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(dòng)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(huì)自然地轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，散失到周?chē)諝庵?，但?nèi)能不會(huì)自然地轉(zhuǎn)化成其他形式的能量。如電燈在工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，被周?chē)目諝馕?，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(dòng)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，能的形式并沒(méi)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(dòng)，流動(dòng)空氣的部分動(dòng)能；

b．能量的轉(zhuǎn)移也有方向性：在熱傳遞過(guò)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(huì)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(huì)消耗其他的能量。例如冰箱里的熱不會(huì)自動(dòng)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(guò)程都具有方向性，朝某個(gè)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(shí)如果要使變化了的事物重新恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，一定會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生無(wú)法消除的影響，這就是自然界的不可逆性；由此也說(shuō)明了我們需要節(jié)約能源！【典例7】（2022?興化市模擬）沙溝魚(yú)圓是興化特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，可水氽（tǔn），可油氽。水氽魚(yú)圓白白嫩嫩，圓圓滾滾，油氽魚(yú)圓色澤金黃，油而不膩。在沙溝魚(yú)圓的制作過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是（）A．土灶內(nèi)木材燃燒時(shí)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B．往熱鍋內(nèi)倒入水會(huì)產(chǎn)生大量的“白氣”，“白氣”的形成過(guò)程是汽化 C．鍋蓋不斷被水蒸氣頂起而發(fā)生“跳動(dòng)”，此時(shí)水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為鍋蓋的機(jī)械能 D．油氽魚(yú)圓能被煎成金黃色，是因?yàn)橛偷姆悬c(diǎn)比水的沸點(diǎn)低【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、木柴燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；B、往熱鍋內(nèi)倒入水會(huì)產(chǎn)生大量的“白氣”，這是因?yàn)樗佑|熱鍋后變?yōu)樗魵猓魵庖绯鰰r(shí)，遇冷液化形成的，故B錯(cuò)誤；C、鍋蓋不斷被水蒸氣頂起而發(fā)生“跳動(dòng)”，是因?yàn)樗魵鈱?duì)鍋蓋做功，此時(shí)水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為鍋蓋的機(jī)械能，故C正確；D、油氽魚(yú)圓能被煎成金黃色，是因?yàn)橛偷姆悬c(diǎn)比水的沸點(diǎn)高，而不是低，故D錯(cuò)誤。故選：C?！镜淅?】（2021秋?德州期末）下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的說(shuō)法中，正確的是（）A．內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．鍋蓋被白氣頂開(kāi)，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．用退熱貼給發(fā)燒的病人降溫，讓內(nèi)能發(fā)生了轉(zhuǎn)移 D．電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程中，活塞壓縮氣體做功，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；B、鍋蓋被白氣頂開(kāi)，是水蒸氣膨脹對(duì)瓶塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B錯(cuò)誤；C、用退熱貼給發(fā)燒的病人降溫，是通過(guò)熱傳遞讓內(nèi)能發(fā)生了轉(zhuǎn)移，故C正確；D、電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。故選：C?！镜淅?】（2022?三元區(qū)模擬）2020年7月23日，“天問(wèn)一號(hào)”衛(wèi)星在文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空，將負(fù)責(zé)執(zhí)行中國(guó)第一次自主火星探測(cè)任務(wù)。加速上升過(guò)程中，火箭燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能，衛(wèi)星的機(jī)械能增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）。【答案】化學(xué)；增大?！窘獯稹拷猓喝剂先紵倪^(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能，加速上升過(guò)程中，衛(wèi)星的動(dòng)能和重力勢(shì)能都變大，所以燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為衛(wèi)星的機(jī)械能，使機(jī)械能增大。故答案為：化學(xué)；增大?！镜淅?0】（2022?建湖縣一模）如圖所示是深受年輕人喜愛(ài)的電動(dòng)平衡車(chē)。平衡車(chē)剎車(chē)時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能最終散失到空氣中，此過(guò)程中所有的能量總和不變（選填“增大”“不變”“減小”）。散失到空氣中的內(nèi)能無(wú)法再直接利用了，這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性?！敬鸢浮繖C(jī)械能；不變；方向?！窘獯稹拷猓浩胶廛?chē)剎車(chē)時(shí)，克服摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能最終散失到空氣中，此過(guò)程中所有的能量總和不變。散失到空氣中的內(nèi)能無(wú)法再直接利用了，這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性。故答案為：機(jī)械能；不變；方向。【變式訓(xùn)練1】（2022?長(zhǎng)沙一模）下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的說(shuō)法中，正確的是（）A．蓄電池充電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B．植物進(jìn)行光合作用，光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．燃料燃燒發(fā)熱時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．發(fā)電機(jī)工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、給蓄電池充電時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯(cuò)誤；B、植物進(jìn)行光合作用，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故B錯(cuò)誤；C、燃料燃燒發(fā)熱時(shí)，消耗自身的化學(xué)能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C正確；D、發(fā)電機(jī)工作時(shí)是用來(lái)發(fā)電，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，不是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。故選：C?！咀兪接?xùn)練2】（2022?五華區(qū)一模）圖中能量的轉(zhuǎn)化相同的是（）A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丙 D．乙、丁【答案】B?！窘獯稹拷猓杭讏D中的氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)行，氣缸容積減小，是壓縮沖程，此時(shí)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；乙圖中在試管中裝些水，用酒精燈加熱的過(guò)程中，酒精的化學(xué)能轉(zhuǎn)化內(nèi)能，這些內(nèi)能傳遞給試管中的水；使得水的內(nèi)能增加，產(chǎn)生大量的水蒸氣，試管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大，大于外界的大氣壓，水蒸氣就會(huì)將塞子沖出，即對(duì)塞子做功，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能；丙圖中小孩從滑梯上滑下克服阻力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；丁圖中電水壺?zé)畷r(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。綜上分析可知，圖中能量的轉(zhuǎn)化相同的是甲圖和丙圖。故選：B?！咀兪接?xùn)練3】（2021秋?高新區(qū)期末）由于獨(dú)有的特性，石墨烯被稱為“神奇材料”，石墨烯鋰電池被稱為“超級(jí)電池”，科學(xué)家甚至預(yù)言其將“徹底改變21世紀(jì)”。作為石墨烯生產(chǎn)原料的石墨是導(dǎo)體（填“半導(dǎo)體”、“導(dǎo)體”或“絕緣體”）；相對(duì)于“超級(jí)電池”，普通蓄電池充電時(shí)能量轉(zhuǎn)化過(guò)程為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能?！敬鸢浮繉?dǎo)體；電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能?！窘獯稹拷猓鹤鳛槭┥a(chǎn)原料的石墨善于導(dǎo)電，因此是導(dǎo)體；普通蓄電池充電時(shí)能量轉(zhuǎn)化過(guò)程為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，在作為電源使用時(shí)，再將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。故答案為：導(dǎo)體；電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。【變式訓(xùn)練4】（2022?興化市一模）燃油汽車(chē)的動(dòng)力機(jī)械是內(nèi)燃機(jī)。汽車(chē)勻速行駛時(shí)，內(nèi)燃機(jī)通過(guò)燃燒汽油把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，然后通過(guò)做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成汽車(chē)的動(dòng)能；而運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)制時(shí)由于摩擦，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，這些消耗的能量不能再用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，可見(jiàn)，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程是有方向性的。【答案】化學(xué)；內(nèi)；動(dòng)；內(nèi)；方向?！窘獯稹拷猓簝?nèi)燃機(jī)通過(guò)燃燒汽油把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，然后通過(guò)做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成汽車(chē)的動(dòng)能；汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，由于摩擦，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，這些消耗的能量不能再自動(dòng)用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程是有方向性的。故答案為：化學(xué)；內(nèi)；動(dòng)；內(nèi)；方向。【變式訓(xùn)練5】（2021秋?龍山縣期末）學(xué)習(xí)了能量守恒定律，請(qǐng)你從能量轉(zhuǎn)化角度分析“正在行駛的汽車(chē)”，盡可能多的指出其中不同的能量轉(zhuǎn)化形式。（要求指出現(xiàn)象及能量轉(zhuǎn)化形式）【解答】答：汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)屬于內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能對(duì)外做功，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，克服地面的阻力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。課堂鞏固訓(xùn)練課堂鞏固訓(xùn)練一、選擇題。1．（2021秋?江岸區(qū)校級(jí)月考）以下關(guān)于能量轉(zhuǎn)化與守恒定律說(shuō)法不正確的是（）A．小華家使用的天然氣熱水器是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．子彈沒(méi)擊中目標(biāo)，最后下落陷在土地中，子彈的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．LED燈發(fā)光效率高是因?yàn)樗鼘㈦娔芙^大部分轉(zhuǎn)化為光能 D．人體維持37℃，是因?yàn)槿梭w內(nèi)不斷將食物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】A?！窘獯稹拷猓篈、使用的天然氣熱水器是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；B、子彈沒(méi)擊中目標(biāo)，最后下落陷在土地中，子彈的克服摩擦力做功，子彈機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確；C、LED燈發(fā)光效率高是因?yàn)樗鼘㈦娔芙^大部分轉(zhuǎn)化為光能，故C正確；D、人體維持37℃，是因?yàn)槿梭w內(nèi)不斷將食物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D正確。故選：A。2．（2021秋?臺(tái)安縣期中）如圖是小球在地面彈跳的頻閃照片，下列說(shuō)法中正確的是（）A．小球彈起的高度越來(lái)越小，說(shuō)明小球在此過(guò)程中能量不守恒 B．根據(jù)能量守恒定律，在此過(guò)程中小球的能量總量是保持不變的 C．在小球的運(yùn)動(dòng)中，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能 D．此過(guò)程說(shuō)明了能量守恒定律是需要建立在一定的條件之上才能成立的【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈起的高度越來(lái)越小，說(shuō)明重力勢(shì)能越來(lái)越小，所以小球的機(jī)械能減少；機(jī)械能減少的原因是克服與空氣摩擦做功，與地面撞擊做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了部分內(nèi)能，但能量的總量是守恒的，故A錯(cuò)誤；B、在小球的運(yùn)動(dòng)中，與空氣摩擦做功或與地面撞擊做功，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，散失到了空氣中，所以小球的能量總量會(huì)減小，故B錯(cuò)誤；C、在小球的運(yùn)動(dòng)中，與空氣摩擦做功或與地面撞擊做功，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，故C正確；D、只有在不計(jì)空氣阻力、摩擦等的情況下，機(jī)械能才守恒；但能量守恒定律適用于所有的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，是沒(méi)有條件的，故D錯(cuò)誤。故選：C。3．（2020秋?臨沭縣期末）關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．自然界中水能的循環(huán)再生過(guò)程不遵循能量守恒定律 B．空調(diào)將室內(nèi)空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)移至高溫的室外需要消耗電能 C．地球上的化石能源歸根結(jié)底來(lái)自遠(yuǎn)古時(shí)期的太陽(yáng)能 D．熱水自然變涼，能量自發(fā)的從高溫物體轉(zhuǎn)移至低溫物體【答案】A?！窘獯稹拷猓篈、能量守恒定律普遍適用，自然界中水能的循環(huán)再生過(guò)程同樣遵循能量守恒定律，故A錯(cuò)誤；B、空調(diào)將室內(nèi)空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)移至高溫的室外需要利用壓縮機(jī)來(lái)完成，消耗電能，故B正確；C、遠(yuǎn)古時(shí)期生物體吸收利用太陽(yáng)能，經(jīng)過(guò)非常復(fù)雜的過(guò)程和漫長(zhǎng)的時(shí)間形成化石能源，故C正確；D、能量轉(zhuǎn)移具有方向性，熱水自然變涼，說(shuō)明能量自發(fā)的從高溫物體轉(zhuǎn)移至低溫物體，故D正確。故選：A。4．（2021秋?安徽月考）根據(jù)能量守恒定律，下列四幅圖中僅發(fā)生能量轉(zhuǎn)移的是（）A．下壓活塞點(diǎn)燃棉花 B．滑下時(shí)臀部灼熱 C．水蒸氣推開(kāi)試管塞 D．一球上升一球下降【答案】D?！窘獯稹拷猓篈、下壓活塞時(shí)，活塞對(duì)封閉氣體做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使空氣的內(nèi)能增加、溫度升高，然后空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到棉花上，使棉花內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到棉花著火點(diǎn)后，棉花便會(huì)燃燒，既有能量的轉(zhuǎn)移，也有能量的轉(zhuǎn)化，故A錯(cuò)誤；B、從滑梯上滑下時(shí)，克服摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使臀部的內(nèi)能增大，溫度升高，屬于能量的轉(zhuǎn)化，故B錯(cuò)誤；C、水蒸氣推開(kāi)試管塞，水蒸氣膨脹做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)水蒸氣的內(nèi)能會(huì)有一部分轉(zhuǎn)移到試管塞上，使試管塞內(nèi)能增大，溫度升高，既有能量的轉(zhuǎn)移，也有能量的轉(zhuǎn)化，故C錯(cuò)誤；D、一球上升一球下降，一球的重力勢(shì)能增加，另一球的重力勢(shì)能減小，僅發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移，故D正確。故選：D。5．（2021?洪澤區(qū)二模）一杯水的內(nèi)能自發(fā)集中到這杯水的上層，使上面的水劇烈地沸騰，而下面的水卻結(jié)成了冰。這樣的情景是不會(huì)出現(xiàn)的原因是（）A．違反能量守恒定律 B．水的比熱容大 C．能量的轉(zhuǎn)移有方向性 D．冰的密度較小【答案】C?！窘獯稹拷猓阂蚰芰康霓D(zhuǎn)移具有方向性，內(nèi)能會(huì)自發(fā)地從高溫處向低溫處轉(zhuǎn)移，不會(huì)逆向轉(zhuǎn)移，所以不會(huì)出現(xiàn)題中所說(shuō)的情景。故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C。二、填空題。6．（2021秋?合江縣月考）基礎(chǔ)知識(shí)填空：（1）物理學(xué)中把物體位置變化叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)，自然界的一切物體都在運(yùn)動(dòng)，物質(zhì)世界是個(gè)運(yùn)動(dòng)世界，所以運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，而靜止是相對(duì)的；判斷一個(gè)物體是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的，以及它的運(yùn)動(dòng)情況如何，取決于所選的參照物，這就是運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性。（2）能量是與物體有關(guān)的物理量，不同運(yùn)動(dòng)形態(tài)對(duì)應(yīng)著不同的能量形式，能量可以轉(zhuǎn)移，不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化?！敬鸢浮浚?）位置變化；絕對(duì)；相對(duì)；相對(duì)性；（2）轉(zhuǎn)移；轉(zhuǎn)化?！窘獯稹拷猓海?）物理學(xué)里把一個(gè)物體相對(duì)另一個(gè)物體的位置的變化叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，而靜止是相對(duì)的；物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止，取決于選擇的參照物，這就是運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性。（2）能量是與物體有關(guān)的物理量，不同運(yùn)動(dòng)形態(tài)對(duì)應(yīng)著不同的能量形式，能量可以轉(zhuǎn)移，不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，而能量的總量是不變。故答案為：（1）位置變化；絕對(duì)；相對(duì)；相對(duì)性；（2）轉(zhuǎn)移；轉(zhuǎn)化。7．（2021秋?禹州市期末）滑滑梯是同學(xué)們小時(shí)候喜愛(ài)的娛樂(lè)活動(dòng)，如圖所示是從滑梯上滑下時(shí)的情景，滑下時(shí)會(huì)感到臀部發(fā)熱，此過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，能的總量不變。【答案】機(jī)械；內(nèi)；不變?！窘獯稹拷猓和瑢W(xué)在下滑過(guò)程中克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，臀部?jī)?nèi)能增加，溫度升高，所以有灼熱的感覺(jué)，這是通過(guò)做功的方式改變了他的內(nèi)能；根據(jù)能量守恒定律可知，能量在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，能量的總量保持不變。故答案為：機(jī)械；內(nèi)；不變。8．（2022?銀川一模）水力發(fā)電是對(duì)自然資源的綜合利用，往往會(huì)在用電低峰時(shí)，利用多余的電能把水再抽回上游，先儲(chǔ)存起來(lái)，此時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；用電高峰時(shí)，則是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。【答案】電；機(jī)械?！窘獯稹拷猓豪秒妱?dòng)機(jī)把水再抽回上游，消耗了電能，獲得了機(jī)械能，故是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。故答案為：電；機(jī)械。9．（2022?長(zhǎng)沙模擬）湖南正全面推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，很多地區(qū)建有風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。如圖所示，風(fēng)力發(fā)電是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程，與使用化石燃料相比，請(qǐng)描述風(fēng)力發(fā)電特有的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：無(wú)污染。【答案】（1）電；（2）無(wú)污染?！窘獯稹拷猓海?）風(fēng)力發(fā)電機(jī)是通過(guò)空氣流動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電能，即是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理制成的，故是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；（2）與煤礦和石油等發(fā)電相比，風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是可再生能源，無(wú)污染。故答案為：（1）電；（2）無(wú)污染。10．（2021秋?南雄市期末）燃?xì)庠睢㈦婏堨液吞?yáng)能熱水器等的家用設(shè)備，在使用時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是燃?xì)庠?；將光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是太陽(yáng)能熱水器；將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是電飯煲。【答案】燃?xì)庠?；太?yáng)能熱水器；電飯煲。【解答】解：燃?xì)庠罟ぷ鲿r(shí)消耗化學(xué)能，產(chǎn)生內(nèi)能，故是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程；太陽(yáng)能熱水器工作時(shí)消耗光能，