第3课时 能量的转化和守恒-2024-2025学年九年级上册物理同步辅导（人教版）

第3 能量的转化和守恒 第3课时 能量的转化和守恒 基础巩固 1.下列实例中属于机械能转化为内能的是 5.火电站进的是“煤”，出的是“电”，在这个过程 () 中能量的转化是( ) A.内燃机的活塞在燃气推动下运动 A.化学能→内能→机械能→电能 B.点燃的火箭飞向太空 B.化学能→重力势能→动能→电能 C.陨石坠人地球大气层成为流星 C.机械能→内能→化学能→电能 D.夏天，广场上的石凳被晒得发烫 D.内能→化学能→机械能→电能 2.初温、质量都相同的水和铁球，从相同的高度 6.学习了“能量的转化和守恒”的知识后，同学 自由落下，落地时，假如它们的势能都转化为 们提出了下面一些关于利用和开发能源的建 内能使各自的温度升高，则( ) 议，其中不可行的是( A.水的温度高 A.我国煤炭资源丰富，应研究并采用如何让 B.铁球的温度高 燃料充分燃烧，并减少热量损失的措施 C.水、铁球温度一样高 B.电力部门应加快进行将内能充分转化为电 D.无法确定 能的研究，以减少内能在多次转化过程中 3.关于下列装置工作时发生能量转化的说法 的损失 中，正确的是() C.我国应进一步开发利用江河水力资源 A.汽油机将机械能转化为内能 D.随着资源的不断消耗，应研究出一种既可 B.发电机将电能转化为机械能 以不消耗或少消耗能量，又能不断对外多 C.电动机将机械能转化为电能 做功的机器 D.干电池将化学能转化为电能 4.为改善驻守在南沙某岛礁边防战士的工作、 7.“和平”号空间站完成使命后，安全坠入南太 生活条件，在岛上安装了太阳能电池板。白 平洋海域，当“和平”号进入稠密大气层时，燃 天，太阳能电池板给蓄电池充电：晚上，蓄电 起了熊熊大火，这是将 能转化为 池为探照灯供电。这样白天与晚上的能量转 能。 化形式是() 8.在日常生活中，你一定经历过或看到过下列 A.白天：太阳能→内能→电能 这些现象吧，你能试着说出下列各项的能量 B.白天：太阳能→电能→化学能 转化或转移情况吗？ C.晚上：化学能→电能→太阳能 (1)用电饭锅煮饭 D.晚上：化学能·电能→化学能 (2)电风扇通电后转动 (3)对蓄电池充电 (6)植物受到光照后生长 (4)锯木头后，锯条发热 (7)干电池对外供电 (5)爆竹腾空而起 (8)燃料燃烧时发光发热 能力提升 1.下列事例中属于内能转化为机械能的是 4.如图14一3一2所示，从斜面上滚下的小球能 () 推动平面上的木块前进一段距离，最后小球 A.水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 和木块都静止。对此现象，下列说法中正确 B.两手互相摩擦，手心变热 的是( C.用打气筒给自行车打气时，气筒壁发热 D.流星与空气摩擦生热发光 2.自由运动的滚摆，每次上升的高度逐渐减小， 图14-3-2 下列说法正确的是( A.小球和木块的机械能都消失了 A.机械能守恒 B.小球的机械能转移到木块上，但机械能的 B.能量逐渐消失 总量保持不变 C.只存在动能和势能的相互转化 C,小球和木块的机械能转化成其他形式的能 量（如内能等），但能的总量保持不变 D.减小的那部分机械能转化为内能，但总的 D.以上说法都不对 能量守恒 5.在平直公路上行驶的汽车制动后滑行一段距 3.如图14一3一1所示，图中速度v的方向是小 离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮 强同学在体育中考“原地掷实心球”项目测试 的光：降落伞在空中匀速下降。上述三种不 中球出手时的飞行方向，对从球出手到落地 同现象中所包含的相同物理过程是( 的过程，下面关于机械能的一些说法正确的 A.物体的动能转化为其他形式的能 是（空气阻力忽略不计）( B.物体的势能转化为其他形式的能 C.其他形式的能转化为机械能 D.物体的机械能转化为其他形式的能 6.下列物理现象中，关于能量转化的说法不正 确的是( 777777777777777 A.子弹打进墙壁的过程中一机械能转化 图14-3-1 为内能 A.球出手时动能最大 B.点燃木柴烧水的过程中一—内能转化为机 B.球出手时势能最大 械能 C,球落地时机械能最大 C.太阳电池一太阳能转化为电能 D.球的机械能保持不变 D.电流流过电烙铁时一电能转化为内能 7.小华在做如图14一3一3所示的滚摆实验中， 星和其他太空仪器上常用硅光电池作电源。 发现滚摆每次上升的高度逐渐减小。在这个 目前生产光电池的成本较高，而且能量转换 过程中，机械能 (选填“守恒”或“不 效率较低，这些原因都限制了它的应用 守恒”，下同)，总的能量 范围。 硅光电池 图14-3-5 图14-3-3 (1)光电池是一种将 能转化为 8.雷电是大气中大规模的放电现象，当电流在 能的电池。 两块带电云层之间穿过时，会发光、发热，我 (2)硅光电池的优点是 们便会看到闪电，在这个过程中 能 不足之处是 转化为 能和 能：同时，云中 (3)与普通化学电池相比较，你认为光电池 的水蒸气受热后迅速膨胀，发出“轰隆隆”的 还有什么优点？ 雷声，在这个过程中是 能转化为 能。 9.如图14一3一4是小明在春游时从公园的滑 梯上滑下时的情景。请写出与此情景有关的 物理知识： 好旋啊！ 图14-3-4 (1) (2) 10.阅读下面短文，回答文后问题。 光电池 光电池是一种将光能转化为电能的电 池。硅光电池（如图14一3一5所示）是一种 典型的光电池，它的主要部分用硅制成，这 种电池性能稳定，使用寿命长，已广泛用在 电子计算器、收音机、玩具等方面，在人造卫 11.如图14一3一6所示，展示了一个极具想象 (2)这个设想曾得到不少人的赞许，并把这 力的设想，其大意是： 个装置誉为“永动机”。请运用你掌握的 知识，说明这个装置是否真能“永动”。 水管 送水管 叶轮 水泵 抽水管 图14-3-6 上面水池中的水流下来，冲击叶轮转 动，叶轮带动打磨轮和水系的轴转动，人利 用打磨轮打磨工件，同时运转的水泵又把流 到下面水池中的水抽到上面的水池中… 只要一开始在上面水池中注满水，就能通过 水的上下循环，使机器不停地工作。 (1)你认为，上面水池中流下来的水，能否被 水泵全部抽送到上面水池中？并说明 理由。 12.人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新 的一页。钻木取火的一种方法如图14一3 7所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用 力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的 洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化 为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了 木棒尖端的温度，当达到约260℃时，木棒 便开始燃烧。因为木头是热的不良导体，故 受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有 0.25g。已知：来回拉一次钻弓需1.0s,弓 长为0.25m,人拉弓的力为16N,木头的比 热容为c=2×103J/(kg·℃)，室温为 20℃。问： (3)请你估算用多长时间才能使木棒燃烧 起来。 图14-3-7 (1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功 为多少？ (2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能， 若其中有25%被木棒尖端吸收，则1s内 可使木棒尖端温度提高多少摄氏度？ 精影-一题 如图14一3一8是太阳能光伏发电系统工 作示意图： 太 太能 收华板 网 图14-3-8 (1)太阳能收集板的能量转化情况是 (2)为最大限度让太阳能电池板接收阳光，根据 我国的地理位置，应将它的正面朝 (选填“东”“西”“南”或“北”)。6000kg×10N/kg=6×10N。 入地球大气层时，会与空气摩擦生热，所以 (2)由题知，匀速行驶中公交车受到的平均阻 机械能转化为内能，故C对。 力f=20Ge=20×6×10N=3000N,因为 2.B点拨：依题意，水和铁球的势能相等，势 能转化为内能后，水和铁球增加的内能相 公交车匀速行驶，所以公交车受到的牵引力 等，相当于它们吸收的热量相等，根据 F=f=3000N,公交车行驶速度v=36km/h= 10m/s,这段时间内公交车牵引力所做功的 Qs=cm(1-),得1=Qe+,由于Q展、 cm 功率P=W==Fu=3000NX10m/s= m、均相等，而c水>c铁，故t水<t铁。故 选B。 3×104W. 3.D点拨：汽油机将化学能转化为内能再转 (3)1m3的可燃冰可转化生成164m3的甲烷 化为机械能；发电机将机械能转化为电能： 气体，它完全燃烧放出的热量（总能量）Q做一 电动机将电能转化为机械能；干电池将化 Vg=164m3×3.6×102J/m3=5.904× 学能转化为电能。故选D。 10°J,由题知，水吸收的热量Q吸=Q做= 4.B 5.904×10J,标准大气压下水的沸点为100℃， 5.A点拨：火电站是煤燃烧，将化学能转化 由Q级=cm△（可得水的质量m=Q题 为内能，产生高温高压的水蒸气推动汽轮 c△t 机转动，将内能转化为机械能，然后带动发 5.904×10°J 4.2×103J/(kg·℃)×(100℃-20℃) 电机发电，将机械能转化为电能。 17571kg 6.D点拨：能源在使用过程中，是一种能量 (4)这段时间内公交车牵引力所做功（有用能 转化的过程，如煤炭燃烧，将化学能转化为 量)W=P1=3×10W×1640×60s=2.952× 内能。在使用过程中，可以尽量让燃料充 10°J,这段时间内公交车发动机的效率7= 分燃烧，提高燃料的利用率，各种能量转化 -×100%= Q 2.952×10J×100%=50%。 过程中都要尽量提高能量的利用率，以减 5.904×109J 少不必要的能量损失。但不管怎样，各种 第3节 能量的转化和守恒 做功的机器只能是尽量提高能量利用率， 根据能量守恒定律可知，不可能出现不消 第3课时能量的转化和守恒 耗能量而做功的机器。 【基础巩固】 7.机械内 1.C点拨：内燃机的活塞在燃气推动下运 8.(1)电能转化成内能(2)电能转化成机械 动，是将燃气的内能转化为活塞的机械能， 能(3)电能转化成化学能(4)机械能转 故A错；点燃的火箭飞向太空，是燃料燃烧 化成内能(5)化学能转化成内能再转化成 放出的内能转化为火箭的机械能，故B错； 机械能(6)太阳能转化成化学能(7)化 夏天，广场上的石凳被晒得发烫，这是热传 学能转化成电能(8)化学能转化成内能和 递过程，不是能量的转化，故D错：陨石坠 光能 【能力提升】 (2)因为Q吸=cm△1，即W7=cm△t, 1.A 所以△=Wn= cm 2.D点拨：因为滚摆每次上升的高度逐渐减 8J×25% 小，所以机械能减小，但能量没有消失，而 2X10J/(kg·℃)×0.25x103kg=4℃. 是损失的机械能转化为内能，但总的能量 (81=260℃-20℃=60s 守恒。 4℃/s 3.D点拨：由于空气阻力不计，球在空中飞 精彩一题 行过程中只受重力作用，故球的机械能不 (1)太阳能转化为电能 (2)南 变。对球的飞行过程进行分析：球在出手 综合复习 时既具有动能，也具有重力势能；在最高处 时既具有重力势能又具有动能，此时动能 【聚焦中考】 最小，重力势能最大：落地时只具有动能： 1.C点拨：物体在任何情况下都具有内能。 在上升过程中，球的动能转化为重力势能； 0℃的冰块内能不为0，A错误：汽油机的 在下降阶段，球的重力势能又转化为动能。 做功冲程中，汽缸内的燃气对外做功，内能 4.C5.D6.B 减少，B错误：相互接触的两个物体之间发 生热传递的条件是这两个物体的温度不 7.不守恒守恒 同，即存在温度差，C正确：出笼的慢头变 8.电光内内机械 凉的过程中，温度降低，内能减少，热量是 9.(1)机械能转化为内能(2)内能的转移 指在热传递过程中传递能量的多少，是一 10.(1)光电(2)性能稳定、使用寿命长 个过程量，不能用“含有”描述，D错误。 成本高、能量转换效率低(3)废弃的光 2.B 电池不会污染环境。 3.B点拨：发生热传递时，内能是由温度高 11.(1)不能。因为高处水池中水的重力势能 的物体向温度低的物体传递。 有一部分转化为叶轮的动能，而叶轮的动 4.AD点拨：罐内气体对外做功，自身内能 能部分用来打磨工件及克服转动部分摩 会减少，内能转化为机械能，这是通过做功 擦做功，不会全部用来提水。（或简答“用 的方式改变自身内能的，这与汽油机做功 于水泵抽水的能量只是从上面流下来的 冲程中的能量转化相同，A、D正确，C错 水的动能的一部分”) 误；罐内气体的内能诚少，温度会降低，罐 (2)不能。由于从上面流到下面水池中的水 内气体分子热运动会减弱，B错误。 不能全部被抽送到上面的水池中，上面水池 5.压缩1800 中的水越来越少，一段时间后便不再有水从 6.(1)内能转化为机械能 上面流下来，所以这个装置不能“永动”。 (2)做功 12.解：(1)W=2Fs=2×16N×0.25m= F 8J。 (3)根据p一5可知，活塞受到蒸汽的压力