14.3 能量的转化和守恒+导学案（知识清单+典型例题+巩固提升）---2024-2025学年人教版物理九年级上学期

九年级物理 14.3 能量的转化和守恒 讲·学·练 导学案 知识结构 考点清单 1.能量守恒定律的内容是：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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 2.永动机不能实现的原因：违背能量守恒定律。 3.能量形式相同，称为“转移”；能量形式不相同，称为“转化”。 4.能量的转移或转换具有方向性。 典例讲解 【例1】即将建成的镇江仑山湖抽水蓄能电站，在用电低谷时利用多余的电能，将山下的水抽往山上的水库实现“蓄能”；在用电高峰时释放山上的水来发电。该电站可以实现“蓄能”主要是将多余的电能转化为水的（　　） A．重力势能 B．内能 C．动能 D．化学能 【答案】A 【详解】蓄能时，水被抽到上水库中，水的高度增加，所以电能转化为水的重力势能，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【例2】下列现象中属于内能转化为机械能的是(　　) A. 木柴燃烧发光和放热              B. 自由摆动的秋千,摆动幅度越来越小              C. 用水冷却汽车发动机              D. 火药的燃气把子弹推出枪膛  【答案】【答案】D 【解析】火药燃烧时，将产生的内能转化为子弹的机械能。故选D。 基础训练 1、 选择题 1．下列实例中，属于内能转化为机械能的是（　　） A．蒸汽顶起壶盖 B．用热水袋取暖 C．弯折铁丝发烫 D．钻木取火 2．如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是（　　） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．给蓄电池充电将电能转化为化学能 C．蓄电池放电将化学能转化为电能 D．小风扇工作将化学能转化为机械能 3．白鹤滩水电站是中国第二大水电站，2022年12月20日投产发电，它的建设对促进西部开发、实现“西电东送”、促进经济发展等具有重要的意义。下列说法正确的是（　　） A．船闸是人造连通器 B．水电站的发电机将水的电能转化为机械能 C．水坝建造成上窄下宽是依据流体压强与流速的关系 D．水库可以降低周围昼夜温差，是因为水的比热容较小 4．夏天，人睡在石床上比睡在木床上感到舒服的原因是（　　） A．石床光滑 B．石床比木床凉一些 C．石床比木床能量转移的效果好 D．石床比木床能量转移的效果差 5．能量守恒是自然界的基本规律之一，下列能量转化或转移的过程中，属于内能的转移的是（　　） A．光合作用 B．用电灯照明 C．用暖水袋取暖 D．天然气的燃烧 6．关于神舟十四号返回舱穿越大气层下降过程中的能量说法正确的是（　　） A．能量不守恒 B．内能总量保持不变 C．机械能守恒 D．机械能转化为内能 7．在如图所示的情景中，下列说法正确的是（　　）    A．甲图中活塞压缩气体做功，活塞的机械能减小，空气的内能增大，温度升高 B．乙图是汽油机的做功冲程，该冲程使汽车获得动力 C．丙图中试管内的水蒸气推动塞子冲出时，是通过热传递改变塞子的内能 D．丁图中的永动机能够永远不停地工作下去 二、填空题 8．燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为 能。500g酒精完全燃烧放出的热量Q= J。（酒精的热值q=3.0×10⁷J·kg⁻¹） 9．2023年5月17日，我国用长征三号乙运载火箭成功发射第56颗北斗导航卫星。在卫星发射过程的点火加速上升阶段，发生的能量转化是：燃料的 能转化为内能，然后再转化为卫星的 能。    10．将金属棒的一端插入到沸水中，很快金属棒的另一端也变得烫手了，此时金属棒的内能变 ；金属棒的另一端温度升高的过程是能量的 （选填“转化”或“转移”）过程。 素养提升 三、简答题 11．如图所示为国产油电混合动力汽车。给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器；汽车发动机工作时，汽车在公路上行驶；发动机散热器常用水做冷却剂。请从上述现象中选取一个现象，参照示例从能量的角度进行解释。 示例现象：给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器； 解释：电能转化为化学能。 现象： ； 解释： 。 四、实验题 12．请阅读《超级镜子发电站》并回答问题 超级镜子发电站 我国用熔盐和1.2万块镜子，建成亚洲第一发电站——甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站，如图中甲所示。此熔盐和人们日常的食用盐不同，它是由硝酸钠和硝酸钾组成，熔盐在常温下是固态，其熔点为210℃。 图中乙为该发电站的结构示意图，发电站通过电脑控制镜子的反射方向，持续地将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，吸热器中装有熔盐，我们知道，在一个标准大气压下，水只能被加热到100℃，而吸热器中的熔盐能被加热到600℃，变成高温的液态熔盐，液态熔盐向下流入高温熔盐罐，该罐中熔盐的温度在530℃到560℃之间，因此熔盐罐中的熔盐有蓄热的特性。当需要发电时，热泵将高温熔盐罐中的熔盐打入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，从而带动发电机发电。经过蒸汽发生器后的熔盐，降温回到低温熔盐罐，从而使液态熔盐循环下去。 该电站的两个熔盐罐中共存储3万吨熔盐，白天高温熔盐罐把多余的能量储存起来，夜晚再把罐中的高温熔盐释放出来发电，可以实现24小时稳定电力输出。      根据上述材料，回答下列问题： （1）高温熔盐罐利用熔盐储存 能； （2）高温熔盐进入蒸汽发生器，通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式使冷水变成高温高压水蒸气，推动汽轮机带动发电机发电； （3）低温熔盐罐的温度应 210℃（选填“大于”或“小于”）； （4）超级镜子发电站在发电过程中，所经历的能量转化是 。 反思总结 通过学习，请根据自己的理解，画出本节课的思维导图： 这节课我学会了： 这节课我的困惑： 参考答案 1．A 【详解】A．蒸汽顶起壶盖是内能转变成机械能，故A符合题意； B．用热水袋取暖是内能的转移，能量没有发生转化，故B不符合题意； CD．弯折铁丝发烫和钻木取火是机械能转化为内能，故CD不符合题意。 故选A。 2．D 【详解】A．太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故A正确，不符合题意； B．给蓄电池充电，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能，故B正确，不符合题意； C．蓄电池放电，消耗化学能，产生电能，将化学能转化为电能，故C正确，不符合题意； D．小风扇工作时将电能转化为机械能，故D错误，符合题意。 故选D。 3．A 【详解】A．船闸的两端开个口，底部相连通，是人造连通器，故A正确； B．发电机工作时的能量转化为：机械能转化为电能，故B错误； C．水坝建造成上窄下宽是由于同种液体深度越大，压强越大的缘故，故C错误； D．水库可以降低周围昼夜温差，是因为水的比热容较大，质量相同时，水吸收或放出相同的热量，升高或降低的温度较小，故D错误。 故选A。 4．C 【详解】夏天，温度比较高，石床比木床能量转移的效果好，人躺在石床上，身体的热量很快被石床传递，起到更好的散热效果，所以人感到更舒服。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．C 【详解】A．光合作用是太阳能转化为化学能，故A不符合题意； B．电灯照明是电能转换为光能，故B不符合题意； C．用暖水袋取暖是内能的转移，故C符合题意； D．天然气的燃烧是化学能转化为内能，故D不符合题意。 故选C。 6．D 【详解】A．根据能量守恒定律，能量不能被创生也不能被消灭，能量之间可以互相转化，也可以在物体间转移，但整体是守恒的，故A错误； B．返回舱穿越大气层下降过程中和空气摩擦，所以内能总量要增大，故B错误； C．返回舱穿越大气层下降过程中和空气摩擦，部分机械能转化为内能，机械能减小，故C错误； D．神舟十四号返回舱穿越大气层下降过程中和空气摩擦生热，机械能转化为内能，故D正确。 故选D。 7．A 【详解】A．下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，活塞机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加、温度升高，故A正确； B．乙图是汽油机的压缩冲程，该冲程使机械能转化为内能，故B错误； C．丙图中试管内的水蒸气推动塞子冲出时，是通过做功改变塞子的内能，故C错误； D．抽水机在此过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，所以机械能总量不守恒，他设想的机械装置不能实现，即它违背了能量守恒定律，故D错误。 故选A。 8．内 1.5×107 【详解】[1]燃料燃烧时，发生化学反应，将化学能转化为内能。 [2]500g酒精完全燃烧释放出的热量为 Q放=mq=3.0×107J/kg×0.5kg=1.5×107J 9．化学 机械 【详解】[1]燃烧时，放出热量，燃料的化学能转化为内能。 [2]高温高压燃气膨胀，将火箭向前推动，燃料的内能转化为火箭和卫星的机械能。 10．大 转移 【详解】[1]将金属棒的一端插入到沸水中，金属棒从沸水中吸收热量，温度升高，故内能增大。 [2]金属棒插入到沸水中的一端将能量传递到另一端，金属棒的另一端温度升高，能量的形式没有改变，所以该过程是能量的转移过程。 11.见解析 【详解】[1][2]汽车发动机工作，驱动汽车向前行驶，发动机工作的过程消耗电能，故其能量转化过程是电能转化为机械能。 12. 内 热传递 大于 将太阳能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能 【详解】（1）[1]根据题意知，发电站利用镜子将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的熔盐，使其温度升高。高温熔盐向下流入高温熔盐罐，故高温熔盐罐利用熔盐储存内能。 （2）[2]高温熔盐向下流入高温熔盐罐，热泵将它打入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。故高温熔盐进入蒸汽发生器，通过热传递方式使冷水变成高温高压水蒸气，推动汽轮机带动发电机发电；。 （3）[3]低温熔盐罐中的盐要保持液态，温度应大于210℃。 （4）[4]超级镜子发电站在发电过程中，将太阳能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$