18.4 能量转化的基本规律--2021-2022学年九年级物理下册知识点和分类专题练习同步教案（苏科版）

第十八章 能源与可持续发展 18.4 能量转化的基本规律 1. 能量守恒定律； 2. 能量的转化； 3. 能量转移和转化的方向性。 · 能量守恒定律 内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，而在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变，这个规律叫能量守恒定律。 · 能量的转化 能量的转化：不同形式的能在一定的条件下可以相互转化。例如，摩擦生热是机械能转化为内能，水电站里的水轮机带动发电机发电是机械能转化为电能。 能量的转移：能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。 · 能量转移和转化的方向性 方向性：能量的转化和转移都是有方向性的。 能量的利用：我们是在能量的转化和转移过程中利用能量的。 1．一个物体在斜面顶端，机械能是12J，它自由滑下，刚好停在斜面底部，沿着原路返回推上斜面顶端，那么至少需要做功（　　） A．12J B．24J C．36J D．48J 【分析】物体在斜面顶端，机械能是12J，此时物体的动能为0J，重力势能为12J；物体自由滑下，刚好停在斜面底部，此时物体的动能为0J，重力势能也为0J，由此可知，物体减小的机械能全部用来物体克服摩擦做功，由此可知，物体从斜面顶端滑下，克服摩擦做功12J； 当物体从斜面底部推上斜面顶端时，需要克服物体重力做功12J，还需要克服摩擦做功12J，由此可得出结论。 【解答】解：物体在斜面顶端，机械能是12J，此时物体的动能为0J，重力势能为12J；物体自由滑下，刚好停在斜面底部，此时物体的动能为0J，重力势能也为0J，由此可知，物体减小的机械能全部用来物体克服摩擦做功，由此可知，物体从斜面顶端滑下，克服摩擦做功12J； 当物体从斜面底部推上斜面顶端时，需要克服物体重力做功12J，还需要克服摩擦做功12J，当物体推上斜面顶端刚好静止时，物体的动能为0J，此时推力做功最少，推力至少做功12J+12J＝24J。 故选：B。 【点评】本题主要考查能量的转化，其中理解物体从斜面顶端滑下到达底部时刚好静止，此时减小的机械能全部用来克服摩擦做功转化为内能是解题的关键。 2．如图所示，属于内能转化为机械能的是（　　） A．做功冲程 B．弯折铁丝 C．电风扇 D．压缩点火 【分析】（1）内燃机的做功冲程将内能转化为机械能。 （2）做功和热传递都可以改变物体的内能，做功是能量的转化，热传递是能量的转移。 （3）用电器工作时将电能转化为其他形式能量。 （4）压缩气体做功，气体的内能增加，机械能转化为内能。 【解答】解：A、在内燃机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，故A正确； B、弯折铁丝时，是通过做功将机械能转化为内能，故B错误； C、电风扇工作时，将电能转化为机械能，故C错误； D、压缩点火，属压缩气体做功，将机械能转化为内能，故D错误。 故选：A。 【点评】本题的关键是明确做功的实质是能量的转化，物体对外做功是将内能转化为机械能，对物体做功是将机械能转化为内能。 3．一杯水的内能自发集中到这杯水的上层，使上面的水剧烈地沸腾，而下面的水却结成了冰。这样的情景是不会出现的原因是（　　） A．违反能量守恒定律 B．水的比热容大 C．能量的转移有方向性 D．冰的密度较小 【分析】能量的转化和转移具有方向性，据此结合题意解答。 【解答】解：因能量的转移具有方向性，内能会自发地从高温处向低温处转移，不会逆向转移，所以不会出现题中所说的情景。故C正确，ABD错误。 故选：C。 【点评】本题考查了能量转化和转移的方向性，属于基础题。 4．关于能源与可持续发展，下列认识正确的是（　　） A．核燃料是可再生能源 B．太阳能电池是将太阳能转化为内能的装置 C．能量在转化或转移的过程中，总量会减少 D．能量的转化和转移是有方向的 【分析】（1）能从自然界源源不断获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源； （2）判断该过程中消耗了哪种形式的能，进而产生了哪种形式的能即可； （3）能量的转移或转化过程中，总量是不变的，但是具有方向性的。 【解答】解： A、核燃料是短期无法再生的，所以是不可再生能源，故A错误； B、太阳能电池工作时，消耗太阳能，产生电能，故是将太阳能转化为电能的装置，故B错误； C、根据能量守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，总量是不变的，故C错误。 D、据能量的转化和转移特点可知，能量的转化和转移是具有方向性的，故D正确； 故选：D。 【点评】知道并理解能量的转化和守恒定律的内容，并能准确的判断出能量的转化过程是解决该题的关键。 5．下列有关能量转化的说法正确的是（　　） A．太阳能电池﹣﹣内能转化为电能 B．热机工作﹣﹣机械能转化为内能 C．电风扇