143能量的轉(zhuǎn)化和守恒（原卷版）2

第十四章內(nèi)能的利用第3節(jié)能量的轉(zhuǎn)化和守恒學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解能量及其存在的多種形式。2.知道能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，能解釋一些常見現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的過程。3.理解能量守恒定律，有用能量守恒定律的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識，體會能量守恒定律的普適性。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、能量的轉(zhuǎn)化：1.能量的轉(zhuǎn)化實(shí)例：實(shí)例能量轉(zhuǎn)化實(shí)例能量轉(zhuǎn)化摩擦生熱機(jī)械能→內(nèi)能光合作用光能→化學(xué)能發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)械能→電能燃料燃燒化學(xué)能→內(nèi)能電動機(jī)轉(zhuǎn)動電能→機(jī)械能電池供電化學(xué)能→電能2.能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移區(qū)分：（1）能量的轉(zhuǎn)化：一種能量形式轉(zhuǎn)化為另一種能量形式，比如說光能轉(zhuǎn)化為熱能；（2）能量的轉(zhuǎn)移：是一個物體的能量轉(zhuǎn)移到另一個物體上，能量性質(zhì)不孌；3.能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化具有方向性：（1）能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移其實(shí)指的就是熱傳導(dǎo)，根據(jù)熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容，熱傳導(dǎo)的過程是有方向性的。這個過程可以向一個方向自發(fā)地進(jìn)行，但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行，因此能量的的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性。（2）能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移需要逆向進(jìn)行時，需要外界的干擾。例如：熱量的傳遞可以自發(fā)的從高溫物體傳向低溫物體，而不能自發(fā)的從低溫物體傳向高溫物體。但是，在外界的作用下，也可以使低溫物體的熱量傳向高溫物體。二、能量守恒定律：1.能量守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。2.能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，也無論是物理學(xué)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，都遵從能量守恒定律。3.永動機(jī)：不需要動力就能源源不斷地對外做功的機(jī)械；永動機(jī)永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗`背了能量守恒定律。003探究提升知識點(diǎn)一：能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移【探究重點(diǎn)】1、能量的存在形式：機(jī)械能、內(nèi)能、光能、化學(xué)能、電能等。2、在一定條件下，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。例如，摩擦生熱：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；水電站：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；光合作用：光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；燃料燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。注意2：能量轉(zhuǎn)換裝置的效率問題這個問題屬于難點(diǎn)，是與本節(jié)有關(guān)的拓展性知識。是學(xué)生開闊實(shí)驗(yàn)，提高物理思維素養(yǎng)的好素材。能量轉(zhuǎn)換裝置的效率等于轉(zhuǎn)換的能量與輸入的總能量之比，用百分?jǐn)?shù)表示。根據(jù)定義，若W為轉(zhuǎn)換的能量，Q為輸入的總能量，η為能量轉(zhuǎn)換裝置的效率，則：【例題精講】（2022?上海）瀑布從高峰傾瀉而下，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)椋ǎ〢．動能→重力勢能→電能 B．重力勢能→動能→電能 C．電能→重力勢能→動能 D．重力勢能→電能→動能【鞏固訓(xùn)練】（2022?益陽）下列能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的情景中，屬于能量轉(zhuǎn)移的是（）A．燃料燃燒時發(fā)熱 B．用熱水袋取暖 C．鉆木取火 D．電動機(jī)帶動水泵把地下水送到地面知識點(diǎn)二：能量守恒定律【探究重點(diǎn)】機(jī)械能守恒與能量守恒區(qū)別：能量守恒定律的成立不需要條件，機(jī)械能守恒必須滿足物體只存在著動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化。2、注意：試論述能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移和守恒問題。（1）在一定條件下各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化。能量轉(zhuǎn)化反映了各種現(xiàn)象之間的聯(lián)系，如摩擦生熱說明了機(jī)械運(yùn)動和熱現(xiàn)象之間存在的聯(lián)系；電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動說明了電現(xiàn)象和機(jī)械運(yùn)動之間存在的聯(lián)系。（2）不同形式的能量通過做功可以相互轉(zhuǎn)化，同種形式的能量之間通過熱傳遞可以進(jìn)行轉(zhuǎn)移，能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，也可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。（3）能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。根據(jù)能量守恒定律，在分析自然現(xiàn)象時，如果發(fā)現(xiàn)某種形式的能量減少，一定能找到另一種形式的能量增加;反之，當(dāng)某種形式的能量增大時，也一定可以找到另一種形式的能量減少?！纠}精講】（2022?自貢）關(guān)于能量守恒定律，下列說法正確的是（）A．能量可以憑空消失 B．能量可以憑空產(chǎn)生 C．能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變 D．熱機(jī)在工作的過程中不遵循能量守恒定律【鞏固訓(xùn)練】（2020?湘西州）關(guān)于能量守恒定律的下列說法中，正確的是（）A．能量既可以憑空消失 B．能量也可以憑空產(chǎn)生 C．熱機(jī)的工作過程不遵循能量守恒定律 D．能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變040401強(qiáng)化訓(xùn)練1．（2023?長春一模）純電動汽車在工作時，由電動機(jī)為汽車提供動力。下列電器工作時，能量轉(zhuǎn)化與其相同的是（）A．電燈 B．電風(fēng)扇 C．電飯煲 D．熱水器2．（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．3．（2023?利川市模擬）下列說法正確的是（）A．靜止的物體一定不具有能 B．運(yùn)動的物體由于沒有對別的物體做功，所以不具有能 C．只有物體被舉高了才具有能 D．做功的物體一定具有能4．（2023?芙蓉區(qū)校級三模）關(guān)于下列各圖中所涉及到的能量轉(zhuǎn)化進(jìn)程，描述不正確的是（）A．圖甲中水力發(fā)電時，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 B．圖乙中搓手取暖時，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．圖丙中給充電時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D．圖丁中電水壺給水加熱時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能5．（2023?乾安縣校級三模）下列說法正確的是（）A．能量在轉(zhuǎn)化的過程中總量越來越少 B．熱機(jī)不可能將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．只要設(shè)計巧妙，永動機(jī)就可以制成 D．電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能不能轉(zhuǎn)化為電能6．（2023?錦江區(qū)校級模擬）下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的說法錯誤的是（）A．為蓄電池充電：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B．暖水瓶塞跳起時：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．熱機(jī)工作：化學(xué)能轉(zhuǎn)化內(nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．電動機(jī)工作：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能7．（2023?興慶區(qū)校級一模）下列關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化和守恒的說法中錯誤的是（）A．高山上滾下的石塊越來越快，說明重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 B．酒精燃燒時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．熱機(jī)工作時，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8．（2023?德惠市校級模擬）關(guān)于神舟十四號返回艙穿越大氣層下降過程中的能量說法正確的是（）A．能量不守恒 B．內(nèi)能總量保持不變 C．機(jī)械能守恒 D．機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能9．（2023?麒麟?yún)^(qū)校級二模）新農(nóng)村建設(shè)是創(chuàng)建美麗宜居鄉(xiāng)村，推進(jìn)“鄉(xiāng)村振興”，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村現(xiàn)代化的國家戰(zhàn)略。如圖所示的是遍布城鄉(xiāng)的風(fēng)、光互補(bǔ)路燈，它“頭頂”小風(fēng)扇，“肩扛”電池板，“腰挎”照明燈，“腳踩”蓄電池。下列解釋合理的是（）A．光電池板將電能轉(zhuǎn)化為光能 B．蓄電池夜晚放電，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 C．照明燈將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能 D．小風(fēng)扇利用風(fēng)力發(fā)電，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能10．（2023?武進(jìn)區(qū)校級二模）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)椋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11．（2023?祁東縣模擬）芬蘭奧盧大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種新型鈣鈦礦材料，該材料可在光照、溫度變化、壓力變化的情況下產(chǎn)生電能，有著廣闊的應(yīng)用前景。該材料不能直接實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化是（）A．光能→電能 B．內(nèi)能→電能 C．機(jī)械能→電能 D．化學(xué)能→電能12．（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1．（2023?蘇州）《天工開物》中記載有一種自動引水灌溉工具——“高轉(zhuǎn)筒車”（如圖）。使用時下方轉(zhuǎn)輪安裝在河道中，流水驅(qū)動輪子轉(zhuǎn)動，系在傳動繩索上的竹筒將水從河里源源不斷輸送到上方農(nóng)田中。下列說法正確的是（）A．這是一臺“永動機(jī)” B．水在輸送過程中重力勢能不變 C．轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速越快輸水做功功率越大 D．上、下兩個轉(zhuǎn)輪可分別看作定滑輪和動滑輪2．（2023?成都）我們生活在能量的世界，社會的進(jìn)步和發(fā)展離不開能量。對于能量、能源的認(rèn)識，下列說法正確的是（）A．做功過程實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程 B．能量轉(zhuǎn)化具有方向性，所以能量不守恒 C．核燃料能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)100%，需大力發(fā)展 D．煤、石油、天然氣提供的能量源自地球本身3．（2021?遵義）有人設(shè)想的“永動機(jī)”如圖所示。下列對該裝置開始轉(zhuǎn)動后的分析正確的是（）A．裝置所具有的機(jī)械能始終不變 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4．（2021?黑龍江）現(xiàn)在流行一款鞋，穿上它走路時，鞋會發(fā)光，站著不動就不會發(fā)光。則這款鞋發(fā)光的原理，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析正確的是（）A．機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為光能 B．電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)化為光能 C．機(jī)械能轉(zhuǎn)化為光能，再轉(zhuǎn)化為電能 D．光能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)化為電能5．（2021?邵陽）電動機(jī)已廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代化生活了，如電動汽車、電動摩托車、電風(fēng)扇、電動耕田機(jī)等，對其工作過程中能量轉(zhuǎn)換表述正確的是（）A．電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 B．機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能 C．太陽能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 D．內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能6．（2020?南京）如圖是內(nèi)燃機(jī)某沖程的工作示意圖，下面四個事例中能量轉(zhuǎn)化與之相同的是（）A．瓶塞沖出 B．搓手取暖 C．壓縮氣體 D．鉆木取火7．（2020?懷化）下列能量轉(zhuǎn)化過程中，屬于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是（）A．用干電池作電源 B．用電燈照明 C．搓手手變暖 D．洗衣機(jī)正常工作時11．（2020?衢州）下列用電器把電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（）A．電風(fēng)扇 B．電燈 C．電飯煲 D．電熨斗8．（2020?黑龍江）目前，市區(qū)里的老舊小區(qū)正在進(jìn)行水路改造，改造中用到了一種打孔工具﹣﹣沖擊鉆，沖擊鉆工作時，鉆頭在電動機(jī)的帶動下，不斷地沖擊墻壁打出圓孔，如圖，沖擊鉆在工作過程中，關(guān)于其能量轉(zhuǎn)化正確的是（）A．內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能 C．只有機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化 D．有電能、機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化9．（2020?海南）如圖所示，用酒精燈加熱試管里的水，產(chǎn)生的水蒸氣將試管塞沖向空中。在這個過程中，能量轉(zhuǎn)化的順序?yàn)椋ǎ〢．內(nèi)能﹣機(jī)械能﹣化學(xué)能 B．化學(xué)能﹣內(nèi)能﹣機(jī)械能 C．機(jī)械能﹣內(nèi)能﹣化學(xué)能 D．內(nèi)能﹣化學(xué)能﹣機(jī)械能10．（2020?威海）關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程，下列說法錯誤的是（）A．地球上的化石能源歸根結(jié)底來自遠(yuǎn)古時期的太陽能 B．自然界中水能的循環(huán)再生過程不遵循能量守恒定律 C．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 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11．（2020?桂林）水力發(fā)電是利用水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)工作。其中發(fā)電機(jī)的作用是（）A．機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 B．電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能12．（2023?武威）汽車在剎車過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為地面和輪胎的內(nèi)能，這些內(nèi)能將無法自動地轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能，這種現(xiàn)象說明自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過程是有