14.1 能量的转化与守恒-2025-2026学年人教版（2024）九年级全一册

本讲义聚焦初中物理“能量的转化与守恒”核心内容，系统构建从能量形式识别到转化转移规律理解，再到方向性认知、永动机辨析及效率计算的完整知识链条，层层递进，逻辑清晰，为学生建立科学的能量观念提供有力支撑。 资料设计紧扣新课标核心素养，突出物理观念的建构、科学思维的训练和科学态度的培养。通过典型例题与变式练习相结合的方式，如分析风光互补灯能量流向、判断永动机是否可行等真实情境问题，引导学生运用模型建构和科学推理能力解决问题，强化对能量守恒本质的理解。课中便于教师开展探究式教学，课后可作为学生查漏补缺、巩固提升的重要资源，助力学生形成可持续发展的能源意识与社会责任感。

14.1能量的转化与守恒 讲解目录 【知识点1】能量的转化与转移 1 【知识点2】能量转移转化的方向性 3 【知识点3】永动机 4 【知识点4】能量的利用效率 5 【题型1】能量的转化 6 【题型2】能量的守恒 7 知识讲解 【知识点1】能量的转化与转移 （1）能量的形式：在自然界和生活中，能量以多种形式存在，主要有机械能、内能、电磁能、化学能、核能等。 ①机械能：分动能和势能两类，机械能是物体所具有的动能和势能的和。 ②内能：物体内所有分子的动能和势能的和叫内能，与物体的温度、质量等因素有系。 ③电磁能：指的是储存在特定物体或空间中的能量，比如说，两个带电体相互靠近时会相互影响，同级相斥异极相吸；通电导体在磁场中会受到力的作用；两块磁铁相互靠近，也会相互影响，这些都是电磁能 ④化学能：是指南于化学反应，物质的分子结卡句发生变化而产生的能量。燃料燃烧产生的光和热，以及蓄电池、干电池产生的电都是来源于燃料和蓄电池里储存的化学能。食物也具有化学能。 ⑤核能：是指由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产生的能量。原子弹爆炸产生的能量，以及核电站发出的电都是来源于原子核的核能。 （2）能量的转移：能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体； （3）正确理解能量守恒定律中的“转化”和“转移” ①能的转化：a．在一定条件下，一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量，这种现象即为能量的转化。如内燃机工作时，燃料在汽缸内燃烧，燃料内部储存的化学能通过燃烧转化成高温燃气的内能，高温燃气膨胀推动活塞运动做功，燃气的内能又转化为机械能，驱动机器转动。如果使用内燃机带动发电机发电，机械能又可以转化成电能，电能输送到各种用电器（电灯、电动机•电热器等），电能又转化为其他形的能量（光能机械能内能等）。 b．能量的转化有方向性：我们利用的各种形式的能最终会自然地转化成内能，散失到周围空气中，但内能不会自然地转化成其他形式的能量。如电灯在工作时，将电能转化为内能和光能，被周围的空气吸收，最终都变成了空气的内能，这是自然发生的，而空气的内能不能自动变成其他形式的能量。 ②能的转移：a．指同一种形式的能从一个物体转移到另一个物体，能的形式并没有发生变化。能量的形式没有发生变化，但存在的位置发生了变化。内能够发生转移，其他形式的能也能够发生转移，如风吹帆船运动，流动空气的部分动能 b．能量的转移也有方向性：在热传递过程中，热量总是自然地由高温物体传向低温物体，故内能也总是自然地从高温物体转移到低温物体，而不会自然地从低温物体转移到高温物体。所以能量的转移是有方向的。 实例：碰撞时：动能从一个物体转移到另一物体；围着火炉烤火：内能从火炉转移到人体. （4）补充常见的能量转化形式有： ①电灯发光时，电能转化为光能和内能； ②植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在体内； ③人对机械做功，将人体的化学能转化为机械能； ④摩擦生热，机械能转化为内能； ⑤水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能； ⑥电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能； ⑦燃料燃烧时发热，化学能转化为内能。 自然界中能量的形式很多：内能、机械能、化学能、热能、电能、声能、核能、风能等在初中段这些能量之间的转化是中考命题的热点。 例：如图所示是鄂尔多斯市的“风光互补”照明灯，它头“顶”小风扇，肩“扛”光电池板，腰“挎”照明灯，脚“踩”蓄电池，下列解释合理的是（　　） A.光电池板将电能转化为光能 B.小风扇利用风力发电，将电能转化为机械能 C.照明灯将电能转化为光能和内能 D.蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能 分析：分析电池板、发电机、照明灯、蓄电池工作时消耗和获得的能量是什么，可逐一做出判断。 解析：解：A、光电池板将电能直接转化为电能，故A错误； B、小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能，故B错误； C、照明灯工作时将电能转化为光能和内能，故C正确； D、蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，故D错误。 故选：C。 点评：本题考查能量的转化，难度不大。风能和太阳能都是清洁能源，且能量取之不尽用之不竭，能够巧妙的设计利用是关键。 （1）能量的转化和转移的本质是不同的，“转化”是指能量由一种形式变为另一种形式；“转移”只是能量由一个物体传递到另一个物体，能量的形式不变。 （2）有能量转化时，必定会有一种形式的能量减少，另一种形式的能量增加。 （3）要明白消耗能量、利用能量或获得能量的过程就是能量的相互转化和转移的过程，能在具体情景中分析能量形式的转化例。 【知识点2】能量转移转化的方向性 能量的转化、能量的转移、都是有方向性的，要逆向转化或转移能量，就会消耗其他的能量。例如冰箱里的热不会自动转移到温度较高的外部，而必须要消耗其他的能量（电能）才能把冰箱里的热量转移到冰箱外部。 自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是受到限制的，这时如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是自然界的不可逆性。 考查：自然界中的实际能量转化过程说明能量转化的方向性。 例：我国自主研发的山东号航母在海上训练时，当飞机降落，它和航母摩擦转化的内能无法再自动转化为机械能，这说明能量的转化是有______，在甲板上指挥员戴耳罩阻隔飞机表鸣声，这是在______处减弱噪声。 分析：（1）能量转化和转移是有方向性的； （2）噪声的减弱办法有三个：在声源处减弱；在人耳处减弱；在传播过程中减弱。 解析：解：（1）飞机和航母摩擦转化的内能无法再自动转化为机械能，这说明能量的转化是有方向性的； （2）甲板上的指挥员戴耳罩的目的是为了在人耳处减弱噪声。 故答案为：方向性的；人耳。 点评：本题考查能量的转化以及噪声的防治，难度不大。 能量的转移和转化都是有方向性的，在能量的转化或转移的过程中利用能量的，但不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的。 【知识点3】永动机 永动机是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器。在历史上，永动机一直被人们讨论和研究。这种机械是不可能制造出来的，原因是违反能量守恒定律。 考向：①假象永动机的分析；②永动机不可能制造出来这一知识点作概念辨析。 例：如图所示，这是一种设想中的永动机，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功，同时带动抽水器将水从低处抽到高处，从而循环工作。下列关于该永动机的分析正确的是（　　） A.水下落的过程中将动能转化为重力势能 B.水流冲击叶片时，可将水具有的能量全部转化为叶片的动能 C.该永动机可以在现实中推广 D.这一设想不符合能量守恒定律 分析：在能量转化的过程中，总会有一部分能量以热的形式向四周扩散，成为无用的能量，所以抽水机的机械能会逐渐减小。 解析：解：设想中的永动机不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作；永动机违背了能量守恒定律，该永动机不可以在现实中推广，故ABC错误，D正确。 故选：D。 点评：解答本题需要清楚，机械能和电能之间的转化并不是100%的转化，在转化的过程中总是会有部分能量的损失。 理解永动机为什么无法制造出来。 【知识点4】能量的利用效率 有用能量和总能量的比例为能量效率．举例，手机电池要充电，用时放电，比如充电充入10焦耳能量，在手机上用完电放出了8焦耳能量，能量效率是80%，损失2焦耳（电阻发热等消耗）． 中考时一般以计算题中的某一问来出现：求电动机的效率、热量的利用等． 例：湖南路路面改造的过程中使用了如图所示的一款双轮压路机。它的发动机是柴油机。为确保发动机正常工作，该压路机配有冷却水箱，水箱容纳水的质量为20kg，在一次压路作业中，水箱加满水后，压路机在水平路面上匀速行驶了2000m，消耗柴油0.3kg。若行驶过程中压路机受到的平均阻力是1800N，水箱内的水从20℃上升到80℃[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），柴油的热值取4×107J/kg]。求： （1）压路机在这次压路作业中做的功是多少？ （2）水箱内的水吸收的热量是多少？（不考虑水的质量变化） （3）柴油完全燃烧释放出的热量是多少？ （4）压路机此次作业的效率是多少？ 分析：（1）根据速度公式求出压路机行驶的距离；压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Fs求出压路机做的功； （2）根据密度公式求出水的质量，利用Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量； （3）根据公式Q放=mq求出柴油完全燃烧释放出的热量； （4）利用热机效率的计算公式求得压路机此次作业的效率。 解析：解：（1）压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等， 即F牵=f=1800N， 压路机做的功：W=F牵s=1800N×2000m=3.6×106J； （2）水吸收的热量为： Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（80℃-20℃）=5.04×106J； （3）柴油完全燃烧释放出的热量： Q放=m柴油q=0.3kg×4×107J/kg=1.2×107J； （4）压路机此次作业的效率η==30%。 答：（1）压路机在这次压路作业中做的功是3.6×106J； （2）水箱内的水吸收的热量是5.04×106J； （3）柴油完全燃烧释放出的热量是1.2×107J； （4）压路机此次作业的效率是30%。 点评：本题考查了做功公式、燃料完全燃烧释放热公式和吸热公式、机械效率计算公式的应用，涉及到的知识点较多，难度适中。 解题是找到有用的能力、总的能力、消耗的能力是关键，利用有用能量和总能量的比例为能量效率解题． 【题型1】能量的转化题型专练 【典型例题】关于物体的能量，下列说法中正确的是(　　) A.物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量 B.0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，内能不变 C.汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能 D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 【举一反三1】如图1所示是某型号手电筒风扇。只闭合照明开关时，照明灯亮起；只闭合风扇开关时，风扇单独工作。图2是手电筒风扇工作时的能量流向示意图，电池充电时，将能量以化学能的形式储存，工作时给电动机和照明灯供电。对下图方框中能量形式判断正确的是（    ） A.甲是“内能” B.乙是“电能” C.丙是“光能” D.丁是“机械能” 【举一反三2】汽车在行驶的过程中，将燃料燃烧产生的能量转化为机械能，但是不可能从它排放的尾气中吸收能量，再转化为机械能，这说明能量的转化具有________． 【举一反三3】为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的达坂城号称“百里风区”风力发电站可以将风能转化为      能从而减少CO2的排放。在转化过程中，能的总量      （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【举一反三4】如图摩擦焊接是一种节能、环保、先进的金属焊接技术。焊接过程中，两个焊接接头在电动机带动下高速旋转，相互摩擦使接头表面温度升高，进而使两块金属焊接在一起。 (1)写出焊接前电动机转动过程主要的能量转化； (2)解释摩擦使接头表面温度升高的原因。 【题型2】能量的守恒 【典型例题】有关能量的转化和守恒定律，下列说法正确的是(　　) 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 【举一反三1】关于能量守恒定律的下列说法中。正确的是（　　） A.能量既可以凭空消失 B.能量也可以凭空产生 C.热机的工作过程不遵循能量守恒定律 D.能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变 【举一反三2】在一定的条件下，各种形式的能量是可以互相转化的．在它们互相转化的过程中，下面说法正确的是(　　) A.机械能一定守恒 B.各种形式的能都守恒 C.各种形式的能量的总和一定守恒 D.内能一定守恒 【举一反三3】有人设想制造一种“自动发电的电动车”，这款车将一小型发电机紧靠车轮处放置，转动的车轮可以带动发电机运转发电，发出的电又继续供给电动机，这样电动车就可以一直自动运动下去。请你判断该设想      （选填“能”或“不能”）成为现实，其理由是            。 【举一反三4】能量守恒定律告诉我们：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能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，在转移或转化过程中其总量保持不变。生活中也一定有这样的例子，请试举两例。 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.1能量的转化与守恒 讲解目录 【知识点1】能量的转化与转移 1 【知识点2】能量转移转化的方向性 3 【知识点3】永动机 4 【知识点4】能量的利用效率 5 【题型1】能量的转化 6 【题型2】能量的守恒 8 知识讲解 【知识点1】能量的转化与转移 （1）能量的形式：在自然界和生活中，能量以多种形式存在，主要有机械能、内能、电磁能、化学能、核能等。 ①机械能：分动能和势能两类，机械能是物体所具有的动能和势能的和。 ②内能：物体内所有分子的动能和势能的和叫内能，与物体的温度、质量等因素有系。 ③电磁能：指的是储存在特定物体或空间中的能量，比如说，两个带电体相互靠近时会相互影响，同级相斥异极相吸；通电导体在磁场中会受到力的作用；两块磁铁相互靠近，也会相互影响，这些都是电磁能 ④化学能：是指南于化学反应，物质的分子结卡句发生变化而产生的能量。燃料燃烧产生的光和热，以及蓄电池、干电池产生的电都是来源于燃料和蓄电池里储存的化学能。食物也具有化学能。 ⑤核能：是指由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产生的能量。原子弹爆炸产生的能量，以及核电站发出的电都是来源于原子核的核能。 （2）能量的转移：能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体； （3）正确理解能量守恒定律中的“转化”和“转移” ①能的转化：a．在一定条件下，一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量，这种现象即为能量的转化。如内燃机工作时，燃料在汽缸内燃烧，燃料内部储存的化学能通过燃烧转化成高温燃气的内能，高温燃气膨胀推动活塞运动做功，燃气的内能又转化为机械能，驱动机器转动。如果使用内燃机带动发电机发电，机械能又可以转化成电能，电能输送到各种用电器（电灯、电动机•电热器等），电能又转化为其他形的能量（光能机械能内能等）。 b．能量的转化有方向性：我们利用的各种形式的能最终会自然地转化成内能，散失到周围空气中，但内能不会自然地转化成其他形式的能量。如电灯在工作时，将电能转化为内能和光能，被周围的空气吸收，最终都变成了空气的内能，这是自然发生的，而空气的内能不能自动变成其他形式的能量。 ②能的转移：a．指同一种形式的能从一个物体转移到另一个物体，能的形式并没有发生变化。能量的形式没有发生变化，但存在的位置发生了变化。内能够发生转移，其他形式的能也能够发生转移，如风吹帆船运动，流动空气的部分动能 b．能量的转移也有方向性：在热传递过程中，热量总是自然地由高温物体传向低温物体，故内能也总是自然地从高温物体转移到低温物体，而不会自然地从低温物体转移到高温物体。所以能量的转移是有方向的。 实例：碰撞时：动能从一个物体转移到另一物体；围着火炉烤火：内能从火炉转移到人体. （4）补充常见的能量转化形式有： ①电灯发光时，电能转化为光能和内能； ②植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在体内； ③人对机械做功，将人体的化学能转化为机械能； ④摩擦生热，机械能转化为内能； ⑤水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能； ⑥电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能； ⑦燃料燃烧时发热，化学能转化为内能。 自然界中能量的形式很多：内能、机械能、化学能、热能、电能、声能、核能、风能等在初中段这些能量之间的转化是中考命题的热点。 例：如图所示是鄂尔多斯市的“风光互补”照明灯，它头“顶”小风扇，肩“扛”光电池板，腰“挎”照明灯，脚“踩”蓄电池，下列解释合理的是（　　） A.光电池板将电能转化为光能 B.小风扇利用风力发电，将电能转化为机械能 C.照明灯将电能转化为光能和内能 D.蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能 分析：分析电池板、发电机、照明灯、蓄电池工作时消耗和获得的能量是什么，可逐一做出判断。 解析：解：A、光电池板将电能直接转化为电能，故A错误； B、小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能，故B错误； C、照明灯工作时将电能转化为光能和内能，故C正确； D、蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，故D错误。 故选：C。 点评：本题考查能量的转化，难度不大。风能和太阳能都是清洁能源，且能量取之不尽用之不竭，能够巧妙的设计利用是关键。 （1）能量的转化和转移的本质是不同的，“转化”是指能量由一种形式变为另一种形式；“转移”只是能量由一个物体传递到另一个物体，能量的形式不变。 （2）有能量转化时，必定会有一种形式的能量减少，另一种形式的能量增加。 （3）要明白消耗能量、利用能量或获得能量的过程就是能量的相互转化和转移的过程，能在具体情景中分析能量形式的转化例。 【知识点2】能量转移转化的方向性 能量的转化、能量的转移、都是有方向性的，要逆向转化或转移能量，就会消耗其他的能量。例如冰箱里的热不会自动转移到温度较高的外部，而必须要消耗其他的能量（电能）才能把冰箱里的热量转移到冰箱外部。 自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是受到限制的，这时如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是自然界的不可逆性。 考查：自然界中的实际能量转化过程说明能量转化的方向性。 例：我国自主研发的山东号航母在海上训练时，当飞机降落，它和航母摩擦转化的内能无法再自动转化为机械能，这说明能量的转化是有______，在甲板上指挥员戴耳罩阻隔飞机表鸣声，这是在______处减弱噪声。 分析：（1）能量转化和转移是有方向性的； （2）噪声的减弱办法有三个：在声源处减弱；在人耳处减弱；在传播过程中减弱。 解析：解：（1）飞机和航母摩擦转化的内能无法再自动转化为机械能，这说明能量的转化是有方向性的； （2）甲板上的指挥员戴耳罩的目的是为了在人耳处减弱噪声。 故答案为：方向性的；人耳。 点评：本题考查能量的转化以及噪声的防治，难度不大。 能量的转移和转化都是有方向性的，在能量的转化或转移的过程中利用能量的，但不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的。 【知识点3】永动机 永动机是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器。在历史上，永动机一直被人们讨论和研究。这种机械是不可能制造出来的，原因是违反能量守恒定律。 考向：①假象永动机的分析；②永动机不可能制造出来这一知识点作概念辨析。 例：如图所示，这是一种设想中的永动机，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功，同时带动抽水器将水从低处抽到高处，从而循环工作。下列关于该永动机的分析正确的是（　　） A.水下落的过程中将动能转化为重力势能 B.水流冲击叶片时，可将水具有的能量全部转化为叶片的动能 C.该永动机可以在现实中推广 D.这一设想不符合能量守恒定律 分析：在能量转化的过程中，总会有一部分能量以热的形式向四周扩散，成为无用的能量，所以抽水机的机械能会逐渐减小。 解析：解：设想中的永动机不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作；永动机违背了能量守恒定律，该永动机不可以在现实中推广，故ABC错误，D正确。 故选：D。 点评：解答本题需要清楚，机械能和电能之间的转化并不是100%的转化，在转化的过程中总是会有部分能量的损失。 理解永动机为什么无法制造出来。 【知识点4】能量的利用效率 有用能量和总能量的比例为能量效率．举例，手机电池要充电，用时放电，比如充电充入10焦耳能量，在手机上用完电放出了8焦耳能量，能量效率是80%，损失2焦耳（电阻发热等消耗）． 中考时一般以计算题中的某一问来出现：求电动机的效率、热量的利用等． 例：湖南路路面改造的过程中使用了如图所示的一款双轮压路机。它的发动机是柴油机。为确保发动机正常工作，该压路机配有冷却水箱，水箱容纳水的质量为20kg，在一次压路作业中，水箱加满水后，压路机在水平路面上匀速行驶了2000m，消耗柴油0.3kg。若行驶过程中压路机受到的平均阻力是1800N，水箱内的水从20℃上升到80℃[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），柴油的热值取4×107J/kg]。求： （1）压路机在这次压路作业中做的功是多少？ （2）水箱内的水吸收的热量是多少？（不考虑水的质量变化） （3）柴油完全燃烧释放出的热量是多少？ （4）压路机此次作业的效率是多少？ 分析：（1）根据速度公式求出压路机行驶的距离；压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Fs求出压路机做的功； （2）根据密度公式求出水的质量，利用Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量； （3）根据公式Q放=mq求出柴油完全燃烧释放出的热量； （4）利用热机效率的计算公式求得压路机此次作业的效率。 解析：解：（1）压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等， 即F牵=f=1800N， 压路机做的功：W=F牵s=1800N×2000m=3.6×106J； （2）水吸收的热量为： Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（80℃-20℃）=5.04×106J； （3）柴油完全燃烧释放出的热量： Q放=m柴油q=0.3kg×4×107J/kg=1.2×107J； （4）压路机此次作业的效率η==30%。 答：（1）压路机在这次压路作业中做的功是3.6×106J； （2）水箱内的水吸收的热量是5.04×106J； （3）柴油完全燃烧释放出的热量是1.2×107J； （4）压路机此次作业的效率是30%。 点评：本题考查了做功公式、燃料完全燃烧释放热公式和吸热公式、机械效率计算公式的应用，涉及到的知识点较多，难度适中。 解题是找到有用的能力、总的能力、消耗的能力是关键，利用有用能量和总能量的比例为能量效率解题． 题型专练 【题型1】能量的转化 【典型例题】关于物体的能量，下列说法中正确的是(　　) A.物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量 B.0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，内能不变 C.汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能 D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 【答案】A 【举一反三1】如图1所示是某型号手电筒风扇。只闭合照明开关时，照明灯亮起；只闭合风扇开关时，风扇单独工作。图2是手电筒风扇工作时的能量流向示意图，电池充电时，将能量以化学能的形式储存，工作时给电动机和照明灯供电。对下图方框中能量形式判断正确的是（    ） A.甲是“内能” B.乙是“电能” C.丙是“光能” D.丁是“机械能” 【答案】B 【解析】给电池充电时是将电能转化为化学能，故甲是“电能”，电池供电时再将化学能转化为电能，故乙是“电能”，电动机工作时将电能转化为机械能，故丙是“机械能”，照明灯工作时将电能主要转化为光能，故丁是“光能”，故A、C、D错误，B正确。 【举一反三2】汽车在行驶的过程中，将燃料燃烧产生的能量转化为机械能，但是不可能从它排放的尾气中吸收能量，再转化为机械能，这说明能量的转化具有________． 【答案】方向性 【解析】汽车在行驶的过程中，将燃料燃烧产生的能量转化为机械能，但是不可能从它排放的尾气中吸收能量，再转化为机械能，这说明能量的转化具有方向性，在转移和转化的过程中，能量的总量是保持不变的． 【举一反三3】为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的达坂城号称“百里风区”风力发电站可以将风能转化为      能从而减少CO2的排放。在转化过程中，能的总量      （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】电 不变 【解析】风力发电时将风能转化为电能。 根据能量守恒定律可知，能量在转化和转移的过程中能的总量不变。 【举一反三4】如图摩擦焊接是一种节能、环保、先进的金属焊接技术。焊接过程中，两个焊接接头在电动机带动下高速旋转，相互摩擦使接头表面温度升高，进而使两块金属焊接在一起。 (1)写出焊接前电动机转动过程主要的能量转化； (2)解释摩擦使接头表面温度升高的原因。 【答案】(1)电能转化为机械能 (2)因为两个焊接接头摩擦做功，内能增加，所以温度升高 【解析】（1）电动机转动过程中消耗电能，将电能转化为机械能。 （2）在摩擦焊接过程中，两个焊接接头高速旋转，相互摩擦，焊接面要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使焊接面的内能增加、温度升高。 【题型2】能量的守恒 【典型例题】有关能量的转化和守恒定律，下列说法正确的是(　　) 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 【答案】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能量转化过程，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； 据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，故D正确。 【举一反三1】关于能量守恒定律的下列说法中。正确的是（　　） A.能量既可以凭空消失 B.能量也可以凭空产生 C.热机的工作过程不遵循能量守恒定律 D.能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变 【答案】D 【解析】能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，故AB错误； 能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故C错误； 一个物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少，在能量转移和转化的过程中能量的总量是保持不变的，故D正确。 【举一反三2】在一定的条件下，各种形式的能量是可以互相转化的．在它们互相转化的过程中，下面说法正确的是(　　) A.机械能一定守恒 B.各种形式的能都守恒 C.各种形式的能量的总和一定守恒 D.内能一定守恒 【答案】C 【解析】各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，表明能量是不能被创造或消灭的。因此各种形式能的总量一定守恒，单一的某一种形式的能或几种能不一定守恒，故C选项说法正确。 【举一反三3】有人设想制造一种“自动发电的电动车”，这款车将一小型发电机紧靠车轮处放置，转动的车轮可以带动发电机运转发电，发出的电又继续供给电动机，这样电动车就可以一直自动运动下去。请你判断该设想      （选填“能”或“不能”）成为现实，其理由是            。 【答案】不能 违背了能量守恒定律 【解析】电动车运动过程中，必须克服摩擦阻力做功，消耗能量，所以该设想不能成功，最根本的原因是违背了能量守恒定律。 【举一反三4】能量守恒定律告诉我们：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能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，在转移或转化过程中其总量保持不变。生活中也一定有这样的例子，请试举两例。 【答案】利用热水袋放热使人取暖，属于能量的转移　太阳能热水器在阳光的照射下转化为热能储存在水中，属于能量的转化 学科网（北京）股份有限公司 $