学年九年级物理全册第十四章内能的利用.能量的转化和守恒精讲精练含解析新版新人教版.docx
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1、专题14.3 能量的转化和守恒 课前预习 1.在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的。摩擦生热是机械能转化为内能;水电站里水轮机带动发电机发电,是机械能转化为电能;电动机带动水泵把水送到高处,是电能转化为机械能;植物吸收太阳光进行光合作用,光能转化为化学能;燃料燃烧时发热,化学能转化为内能,等等。2能量的转化和守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程中,其总量保持不变。 3能量的转移和转化具有方向性。4.假设W为转换的能量,Q为输入的总能量,为能量转换装置的效率,根据能量转换装置的效率=转换的能量
2、/输入的总能量100 这个表述,写出对应数学表达式为: 知识点解读与例题突破知识点一:能量的转化(1) 能量及其存在的形式:如果一个物体能对别的物体做功,我们就说这个物体具有能。自然界有多种形式的能量,如风能、内能、水能、电能、化学能、核能等。2能量的转移与转化:能量可以从一个物体转移到另一个物体,如发生碰撞或热传递时;也可以从一种形式转化为另一种形式,如太阳能电池、发电机等。【例题1】2022湖北滨州现在流行一款鞋,穿上它走路时,鞋会发光,站着不动就不会发光。那么这款鞋发光的原理,从能量转化的角度分析正确的选项是A机械能转化为电能,再转化为光能 B电能转化为机械能,再转化为光能C机械能转化为
3、光能,再转化为电能 D光能转化为机械能,再转化为电能【答案】A【解答】穿上鞋走路时,具有机械能,鞋会发光,具有光能;根据题意可知,该鞋发电鞋的工作原理是电磁感应现象,先是机械能转化为电能,电能又转化为光能。知识点二:能量守恒定律1.能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。2.能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的根本定律。大到天体,小到原子核,也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都遵从能量守恒定律。3.“第一类永动机永远不可能实现,因为它违背了能量守恒定
4、律。4.试论述能量的转化、转移和守恒问题。1在一定条件下各种形式的能都可以相互转化。能量转化反映了各种现象之间的联系,如摩擦生热说明了机械运动和热现象之间存在的联系;电风扇转动说明了电现象和机械运动之间存在的联系。2不同形式的能量通过做功可以相互转化,同种形式的能量之间通过热传递可以进行转移,能量可以从一个物体转移到另一个物体,也可以从物体的一局部转移到另一局部。3能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。(4) 根据能量守恒定律,在分析自然现象时,如果发现某种形式的能量减少,一定能找到另一种
5、形式的能量增加;反之,当某种形式的能量增大时,也一定可以找到另一种形式的能量减少。【例题2】2022广东如下图的摆设,正常运行时,小轮在支架上来回滚动,每次到达的最大高度相同。小明发现摆设上有一电源,关掉电源后,小轮逐渐停下来 A小轮滚动过程中没有力对其做功B正常运行时,小轮的速度一直不变C断电后小轮会停下,说明能量守恒定律不一定成立D正常运行时,小轮往返一次,摆设一定需要消耗电能【答案】D【解析】A小轮在滚动过程需要克服摩擦力做功,故A错误;B正常运行时,小轮存在重力势能与动能之间的转化,所以其速度是不断变化的,故B错误;C断电后小轮会停下,说明小轮的机械能转化成其它形式的能,在转化过程总的
6、能量保持不变,所以能量守恒定律一定是成立的,故C错误;D小轮在往返过程需要克服摩擦力做功,从而使机械能减少,但为了使小轮每次到达的最大高度相同,就要使小轮的机械能保持不变,那么需要提供另外一种能量来补偿减少的机械能,而这个另外的能量正是由电源提供的,因此小轮往返一次,摆设一定需要消耗电能。故应选D。习题精练一、选择题12022北京以下说法中正确的选项是A风力发电机可以将机械能转化为电能 B太阳能电池可以将太阳能转化为电能C电暖气正常工作时,主要是将电能转化为机械能 D电风扇正常工作时,主要是将电能转化为机械能【答案】ABD【解析】判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,总是消
7、耗的能量转化为得到的能量。A.风力发电机是利用电磁感应现象工作的,工作时将机械能转化为电能,故A正确;B.使用太阳能电池的目的是将太阳能转化为电能,储存起来再加以利用,故B正确;C.电暖气是利用电流的热效应工作的,是将电能转化为内能,故C错误;D.电风扇工作时,主要是将电能转化为机械能,使风扇转动,故D正确。22022宜昌前段时间,“加水就能跑的神车事件一度成为舆论热点,该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气,通过氢燃料电池给车提供动力该技术本钱很高,目前仍处在试验阶段,但被曲解为“加水就能跑。以下对该事件的看法错误的选项是A氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能B水解技术制取氢气的过程一定要
8、消耗其它能量C对于热点事件要遵从科学原理,不能盲从更不能以讹传讹D该车行驶的能量最终来源于水,水是一种能源【答案】D【解析】A.氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能,再用来驱动汽车的,故A正确;B.根据能量守恒定律,水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量,故B正确;C.由科学常识可知,对于热点事件要遵从科学原理,不能盲从更不能以讹传讹,故C正确;D.该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气,但不能直接说水是这里的能源,故D错误。32022泸州西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭,于2022年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空。以下说法中正确的选项是A火箭使用液氢燃料,主要是利用了
9、液氢的比热容大B火箭升空过程中,燃料燃烧将机械能转化为化学能C北斗导航卫星加速升空过程中,其动能和重力势能均增大D北斗导航卫星加速升空过程中,其惯性增大【答案】C【解析】A.发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量,故A错误;B.火箭升空的过程中,燃料燃烧释放出的内能转化为机械能,故B错误;C.北斗导航卫星加速升空的过程中,速度增大,高度增大,因此动能和重力势能都增大,机械能的总量也增大,故C正确;D.北斗导航卫星加速升空过程中,其质量不变,惯性不变,故D错误。42022广安以下关于能量的说法中,正确的选项是A洗衣机工作时是将机
10、械能转化为电能 B电水壶工作时是将内能转化为电能C用热水泡脚,身体会感觉暖和,说明内能可以转移D能量无论是转化还是转移,能量总和会逐渐减少【答案】C【解析】A.洗衣机工作时,消耗电能,产生机械能,故是将电能转化为机械能的过程,故A错误;B.电水壶工作时消耗电能,产生内能,故是将电能转化为内能的过程,故B错误;C.用热水泡脚,内能从热水传递到脚,身体的内能会增加,会感觉暖和,说明内能可以转移,故C正确;D.根据能量守恒知,能量在转化和转移的过程中,能量的总量会保持不变,故D错误。5.2022乐山以下关于能量转化的说法,正确的选项是A B C D A.图中,风力发电将空气的动能转化为电能B图中,拉
11、开的弹弓将石子弹出的过程,弹性势能增大C图中,“神舟五号载人飞船成功返航,返回舱在减速着陆过程中机械能守恒D图中,水平路面上疾驰的汽车,将重力势能转化为动能【答案】A【解析】A.风力发电是将机械能转化为电能,故A正确;B.拉开的弹弓发生了弹性形变,具有弹性势能,当放开石子时,弹弓的弹性形变程度变小,所以弹性势能变小,故B错误;C.当飞船减速着陆时,飞船的质量不变,速度减小,动能减小;质量不变,高度越来越小,重力势能越来越小,机械能减小,故C错误;D.汽车在水平路面上匀速行驶的过程中,质量不变,速度和高度也不变,那么汽车的动能和重力势能都不变,故D错误。6.2022泰安如下图,粗糙程度相同的斜面
12、与水平面在a点相连,弹簧左端固定在竖直墙壁上,弹簧处于自由状态时右端在b点,小物块从斜面的c点由静止自由滑下,与弹簧碰撞后又返回到斜面上,最高到达d点。以下说法正确的选项是A弹簧被压缩到最短时,弹性势能最小 B小物块从c向a运动的过程中,重力势能减小C小物块从b向a运动的过程中,动能增加 D小物块在整个运动过程中,机械能守恒【答案】B【解析】A.弹簧被压缩到最短时,其形变程度最大,所以弹簧的弹性势能最大,故A错误;B.小物块从c向a运动的过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,故B正确;C.小物块从b向a运动的过程中,物块不再受到弹力,由于受到摩擦力的作用,其速度会逐渐减小,所以其动能会减小
13、,故C错误;D.小物块在整个运动过程中,由于摩擦力的作用,其机械能总量会减少,即机械能不守恒,故D错误。72022成都如下图的情景中,关于能量的说法正确的选项是A水力发电,将电能转化为机械能 B在空中飞行的C919,只具有重力势能C张弓待发,弓静止,所以没有能量 D过山车冲上高处的过程中,重力势能增加【答案】D【解析】A.水力发电,将水的机械能转化为电能,故A错误;B.在空中飞行的C919,由于是运动的,所以具有动能,由于在空中,所以还具有重力势能,故B错误;C.张弓待发,弓静止,但发生了弹性形变,所以弓具有弹性势能,故C错误;D.过山车冲上高处的过程中,速度减小,高度增加,所以重力势能增加,
14、故D正确。8.经典题在以下现象中,能量转化的说法错误的选项是 A.用锯锯木头,过一会锯条变热了,是机械能转化为内能B.木材燃烧,发光发热,是内能转化化学和光能C.植物进行光合作用,是光能转化为化学能D.电动机通电后转动起来,是电能能转化机械能【答案】B 【解析】能量的转化是非常普遍的,各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化。正确区分转化前、后能量的存在形式,理解转化过程,即可判断能量是怎样转化的。9.经典题能量守恒定律说明的是 A动能和势能是守恒的 B内能和机械能是守恒的C能量的变化等于做功的多少 D能量既不会凭空产生,也不会凭空消失【答案】D【解析】能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种
15、形式转化为另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变10.经典题根据能量守恒定律,以下情形可能发生的是A随着科学技术不断开展和提高,永动机是可以制成的B两个斜面相对连接,小球从左斜面滚下后冲上右斜面C电水壶里的水沸腾后断电,水的沸腾却一直持续下去D出枪膛的子弹射穿木板后,以更快的速度继续运动答案:B解析:A.永动机违反了能量的转化与守恒,不可能实现,故A错误;B.两个斜面相对接,小球从左斜面滚下后,由于具有动能,会继续冲上右斜面,故B正确;C.在电水壶的使用过程中,消耗了电能,而水的温度升高,内能增加,断电后,水不再吸收热量,水的沸腾会停止,故C错误;
16、D.子弹射穿木板的情景,子弹高速运动,说明子弹具有动能,由于摩擦生热会使动能减小,它的速度减慢,故D错误。11.经典题现在流行一款鞋,穿上它走路时,鞋会发光,站着不动就不会发光。那么这款鞋发光的原理,从能量转化的角度分析正确的选项是A机械能转化为电能,再转化为光能 B电能转化为机械能,再转化为光能C机械能转化为光能,再转化为电能 D光能转化为机械能,再转化为电能【答案】A【解析】穿上鞋走路时,具有机械能,鞋会发光,具有光能;根据题意可知,该鞋发电鞋的工作原理是电磁感应现象,先是机械能转化为电能,电能又转化为光能。12.经典题如下图的摆设,正常运行时,小轮在支架上来回摆动,每次到达的最大高度相同
17、,小明发现摆设上有一电源,关掉电源后,小轮逐渐停下来 A.小轮滚动过程中没有力对其做功 B.正常运行时,小轮的速度一直不变C.断电后小轮会停下,说明能量守定律不一定成立 D.正常运行时,小轮往返一次,摆设一定需要消耗电能【答案】 D 【解析】1功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过距离的乘积,分析重力和电能是否对它做功;2小轮的轨道是弯曲的,分析下降和上升过程中,动能的变化,进而判断速度的变化; 3从机械能和内能的转化角度进行解答; 4小轮运动过程中,会有机械能转化为内能,如果没有电能的补充,那么小轮到达的高度肯定会越来越低。A.在小轮滚动过程中,前半程是下降的,重力肯定对其做功;此外,
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