20.1能量的转化与守恒课件- 2023--2024学年沪科版九年级物理全一册

第二十章 能源、材料与社会 第一节 能量的转化与守恒 1 知识点 1 多种形式的能量 1.人类的生活离不开能量，并且使用的能量种类多样，如: ①电能；②太阳能；③化学能；④核能。下列是一些物品， 请判断它们分别用到了哪种能量（填序号）。 A.太阳能热水器____； B.煤气灶____； C.电冰箱____； D.原子弹____。 ② ③ ① ④ 知识要点分类练 2 2.下列能量形式与运动形式对应正确的是( ) A A. 汽车的运动——机械能 B. 空气的运动——内能 C. 分子的运动——电能 D. 原子的运动——核能 知识要点分类练 3 知识点 2 能量的转移与转化 3.（2022益阳）下列能量转化或转移的情景中，属于能量转 移的是( ) B A. 燃料燃烧时发热 B. 用热水袋取暖 C. 钻木取火 D. 电动机带动水泵把地下水送到地面 知识要点分类练 4 4.从能量转化的角度来看，下列说法错误的是( ) B A. 电饭锅工作时将电能转化为内能 B. 核电站工作时主要将电能转化为核能 C. “天和号”太阳能板可将太阳能转化为电能 D. 给手机电池充电时，将电能转化为化学能 知识要点分类练 5 5.①烧水时，水慢慢变热；②飞驰而过的流星拖着一条发光 的红尾巴；③水沸腾时，水壶盖被向上顶起来；④晒太阳 感到暖和；⑤在砂轮上磨刀时，刀会变热。以上五个过程 中，属于能量转移的是______，属于能量转化的是_______。 （均填序号） ①④ ②③⑤ 知识要点分类练 6 知识点 3 能量守恒定律 图20-1-1 6.如图20-1-1所示是荡秋千的简化模型， 摆球从点由静止释放，到达 点后返 回。摆球荡起的高度越来越低，在这 一过程中摆球的______能转化为内能， ______（选填“遵循”或“不遵循”）能量 守恒定律。 机械 遵循 知识要点分类练 7 7.有关能量守恒定律，下列说法中正确的是( ) D A. 能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B. 能量守恒定律只适用于能量转化过程 C. “摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D. 根据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变 知识要点分类练 8 知识点 4 能量转移与转化的方向性 8.汽车在刹车过程中，因摩擦将______能转化为地面、轮胎 和空气的______。转化后，这些能将无法再自动转化为使 汽车行驶所需要的能量，这种现象说明能量的转化具有 ______性，但在能量的转化或转移过程中，能的总量保持 _______。 机械 内能 方向 不变 知识要点分类练 9 图20-1-2 9.如图20-1-2甲所示，房间里的 空气自动聚拢到某个角落；如 图乙所示，一杯水的内能突然 集中在这杯水的上层，从而使 上面的水剧烈沸腾，而下面的 水却结了冰。关于两种情况，下列说法正确的是( ) 知识要点分类练 10 A. 甲可能发生，乙不可能发生 B. 甲不可能发生，乙可能发生 C. 两种情况都可能发生，因为都符合能量守恒定律 D. 两种情况都不可能发生，因为能量的转移是有方向的 √ 知识要点分类练 11 10.（2023北京）如图20-1-3所示，人们修筑拦河坝来提高 上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。上游一 定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列说法正确的 是( ) 规律方法综合练 12 图20-1-3 A. 水的机械能不变 B. 水的重力势能增大，动能减小 C. 水轮机带动发电机发电，电能转化 为机械能 D. 上游水位越高，能够发出的电能越多 √ 规律方法综合练 13 11.各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下 发生转化，且能量的转化是有方向的。如图20-1-4所示，按 能量转化的顺序排列，正确的是( ) 图20-1-4 C A. ①②③④ B. ②③④① C. ②①③④ D. ①③④② 规律方法综合练 14 12.有人设想的“永动机”如图20-1-5所示。下列对该装置开始 转动后的分析正确的是( ) B 图20-1-5 A. 装置所具有的机械能始终不变 B. 如果没有能量补充，装置最终会停下来 C. 根据能量守恒定律，装置可以一直转动 下去 D. 装置中小球的动能和重力势能不会相互 转化 规律方法综合练 15 13.关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是( ) B A. 地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能 B. 自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律 C. 空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能 D. 热水自然变凉，能量自发地从高温物体转移至低温物体 规律方法综合练 16 14.［跨学科实践］（2022绍兴）汽车在给人们的出行带来 便利的同时，也带来了能源消耗、尾气污染等问题。 图20-1-6 材料一：如图20-1-6所示是一辆小汽车行 驶时的能耗分配图。汽油在气缸内完全燃 烧时放出的能量，大约只有 用于驱动 汽车前进，而其余 的能量则被损耗掉 了。 创新情境拓展练 17 材料二：排出的尾气除了、外，还有、、 及未燃烧的碳氢化合物等有害气体。 结合材料： 创新情境拓展练 18 （1）对汽车行驶时能量形式的转化与损耗途径作出分析。 [答案] 能量转化分析：汽油的化学能转化为气体的内能， 然后再转化为活塞的机械能，最后转化为汽车的机械能， 转化效率很低。 损耗途径分析：绝大部分是以热能形式损失，部分是未完 全燃烧的碳氢化合物损失，还有少量是汽油蒸发损失。 创新情境拓展练 19 （2）请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。 [答案] 技术改进建议：减少散热器、排气管和发动机的热 损失；减少汽油的蒸发；使汽油充分燃烧；研制和使用混 合动力或纯电动的新能源汽车。 创新情境拓展练 20 相关解析 28 5.①④　②③⑤　[解析] ①烧水时,水慢慢变热,是通过热传递改变物体内能的,属于能量的转移;②飞驰而过的流星拖着一条发光的红尾巴,是流星与空气摩擦做功,将机械能转化为内能,属于能量的转化;③水沸腾时,水壶盖被向上顶起来,是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,属于能量的转化;④晒太阳感到暖和,是通过热传递改变物体内能的,属于能量的转移;⑤在砂轮上磨刀时,刀会变热,是通过做功改变物体内能的,属于能量的转化。综上所述,属于能量转化的是②③⑤;属于能量转移的是①④。 7.D　[解析] 能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化,故A错误;能量守恒定律既适用于能量的转化过程,又适用于能量的转移过程,故B错误;“摩擦生热”是将机械能转化为内能的过程,所以它也是符合能量守恒定律的,故C错误;根据能量守恒定律,宇宙中的能量总和不变,故D正确。 9.D　[解析] 因为能量的转移和转化是有方向性的,空气均匀充满房间,因此不会自行聚拢到房间的角落;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,所以不会出现图乙所述情景;综上所述,D正确。 10.D　[解析] 上游一定量的水,经水轮机流到下游的过程中,水的质量不变,高度变低,重力势能变小,速度变大,动能变大,由于水会克服阻力做功,使得一部分机械能转化为内能,所以水的机械能减小,故A、B错误;水轮机带动发电机发电时,水的机械能转化为电能,故C错误;上游水位越高,水的机械能就越大,能够发出的电能就越多,故D正确。 12.B　[解析] 装置在工作的过程中,由于存在摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,所以机械能会变小,故A错误;如果没有能量补充,机械能会逐渐变小,装置最终会停下来,故B正确,C错误;装置在运动的过程中,小球的高度会发生变化,则重力势能发生改变,速度会发生变化,则动能发生改变,有重力势能和动能的相互转化,故D错误。 13.B　[解析] 远古时期生物体吸收利用太阳能,经过非常复杂的过程和漫长的时间形成化石能源,故A正确; 能量守恒定律普遍适用,自然界中水能的循环再生过程同样遵循能量守恒定律,故B错误; 空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要利用压缩机来完成,消耗电能,故C正确; 能量转移具有方向性,热水自然变凉,说明能量自发地从高温物体转移至低温物体,故D正确。 14.(1)能量转化分析:汽油的化学能转化为气体的内能,然后再转化为活塞的机械能,最后转化为汽车的机械能,转化效率很低。损耗途径分析:绝大部分是以热能形式损失,部分是未完全燃烧的碳氢化合物损失,还有少量是汽油蒸发损失。(2)技术改进建议:减少散热器、排气管和发动机的热损失;减少汽油的蒸发;使汽油充分燃烧;研制和使用混合动力或纯电动的新能源汽车。[解析] (1)从汽油的化学能转化为汽车的机械能的过程对汽车行驶时的能量转化进行分析;从热能的损失、燃料的不完全燃烧等角度对损耗途径进行分析。(2)根据第(1)问的能量损耗途径,从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。 $$