第二十一章 第一节 能量的转化与守恒-【优+学案】2025-2026学年新教材九年级全一册物理课时通(沪科版2024)

第二十一章能源、材料与社会 A智能讲题 知识结构·单元导学· /111/1/ 多种形式的能量 能量的转移与转化 能量守恒定律 能量 导体 能量转移与转化的方向性 导电性 绝缘体 半导体 可再生能源 能源、材 材料 不可再生能源 分类 料与社会 超导材料 新材料 纳米材料 光电转化 太阳能 光热转化 能源 核裂变 核聚变 核能 点亮思维·发展素养· /1/11/1 白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程，是当今世界在建规模最大、技术难度最 高的水电工程，全面建成投产后将成为仅次于三峡工程的世界第二大水电站.工程开发任务以 白鹤滩水 发电为主，兼顾防洪、航运，并促进地方经济社会发展. 电站/P167T2 白鹤滩水电站安装16台中国自主研制、全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组， 总装机容量1600万千瓦，每年平均发电量约624.43亿千瓦时，能满足约7500万人一年的生 活用电需求，可替代标准煤约1968万吨，减排二氧化碳约5200万吨.水库正常蓄水位高程 825米，总库容206.27亿立方米，防洪库容75亿立方米，是长江防洪体系的重要组成部分. 中国环流器二号M装置（如图）是中国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是 中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置.新一代“人造太阳”装置一中国环流器二号M 装置(HL2M)正式建成并实现首次放电，这标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的 中国环流器二号 设计、建造、运行技术，将为中国核聚变堆的自主设计与建造打下坚实基础。 M装置/P167T3 △九年级，全一册·物理.HK 161 第一节 能量的转化与守恒（答案P21) MKKK1111111111 它在远地点的速度一定 (选填“大 通基础 于”“小于”或“等于”)7.2km/s. 知识点1能量的转移与转化 知识点3能量的转移和转化的方向 1.下列对能量转化的描述，不正确的是( 6.下列事例，能表示能量的转化或转移具有“方 A.摩擦生热属于机械能转化为内能 向性”的事例是() B.发电机工作属于电能转化为机械能 A.电能可以转化为机械能，机械能也可以转 C.光合作用属于光能转化为化学能 化为电能 D.蓄电池充电属于电能转化为化学能 B.热量可以自发地从高温物体传递给低温物 2.下列关于能量转化的实例，你认为正确的 体，但却不能自发地从低温物体传递给高温 是() 物体 A.水轮机带动发电机发电，电能转化为机 C.动能可以和重力势能相互转化 械能 D.电能可以转化为内能，内能也可以部分地 B.燃料燃烧，化学能转化为内能 转化为电能 C.汽油机的做功冲程，机械能转化为内能 D.给手机电池充电，化学能转化为电能 7.节能灯工作时几乎不发热，而一盏60W白炽 3.手机在充电的过程中存在能量的 （选 灯工作时，热到烫手.一盏10W节能灯的发光 填“转移”或“转化”)；西电东输属于能量的 亮度与一盏60W白炽灯的发光亮度相当，则 (选填“转移”或“转化”). 60W白炽灯的发光效率大约是() 知识点2能量守恒定律 A.90%B.83%C.42% D.17% 4.根据能量守恒定律，以下情形可能发生的 知识点4能量转移和转化的效率 是() 8.(滁州期中)有一辆氢能源汽车以30kW的功 A.出膛的子弹射穿木板，以更快速度继续 率在平直的公路上匀速行驶1.4h,消耗了 前进 2.7kg氢燃料，该氢能源汽车发动机的效率是 B.两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继 .(q氢=1.4×108J/kg) 续冲上右斜面 通能力u C.电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水 的沸腾却永远不会停止 9.下列关于能量的转化和守恒的说法，正确的 D.孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地 是( 走了几十年 A.人们对太阳能的开发和利用，说明能量可 5.教材P200物理聊吧变式如图 以凭空产生 所示是科学家设计的“永动 B.因为能量是守恒的，所以不存在能源危机 机”.各种各样的“永动机”都 C.高山上滚下的石块速度越来越快，说明动 以失败而告终，是因为它们 能转化为重力势能 都违反了 我国发射的第一颗人 D.酒精燃烧时，将化学能转化为内能，但内能 造地球卫星在近地点的速度为7.2km/s,则 不会自发地转化为酒精的化学能 162 优计学案·课时通 10.关于能量守恒定律，下列说法错误的 染的大小来判断，这种能源是否属于清洁能 是() 源？ A.能量守恒定律只适用于物体内能的变化 B.能量守恒定律是人们认识自然和利用自 然的有力武器 甲 C.只要有能的转化和转移，就一定遵从能量 7 纯 虫海 纯 水田 ⊙⊕O 守恒定律 14.(哈尔滨二模)旅游的路上，小明同学看到了 D.任何一种形式的能在转化为其他形式的 路旁的一台台风力发电机（如图甲），于是对 能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就 风力发电产生了兴趣，回家后对风力发电机 能得到多少其他形式的能量，能的总量是保 进行了调查.如图乙所示为单台风力发电机 持不变的 输出功率P与风速的关系，它的年发电量 11.(济宁中考)小球在摆动过程中（如图所示）， 为300万度. 由于摩擦的存在，一部分机械能会转化为 ↑PkW ,这部分能量不可能自动地再转化 1500 为机械能，如果没有能量的补充，小球最终会 750 停止运动.研究表明，自然界的能量是守恒 0 691215/m·s) 的，能量的转化与转移具有 性. 甲 乙 (1)当风速为13m/s时，发电机1小时的发 电量为多少千瓦时？ (2)如果火电站的发电效率为36%，要获得 与这台风力发电机相同的年发电量，需要燃 12.(石家庄期中)《三国演义》中有“青梅煮酒”的 烧多少吨煤？（煤的热值为3.0×10J/kg) 情节，若使质量为1.2kg、初温为20℃的酒 (3)结合实践说明风力发电的优缺点（各写 升高到40℃，共消耗100g的干木柴，则干 一条). 木柴完全燃烧放出的热量为 J,煮酒 的热效率为 %.一杯酒喝了一半后， 其比热容 (选填“增大”“不变”或“减 小”).[c酒=3.4×103J/(kg·℃)，q干木柴= 1.2×10J/kg] 13.实践创新（徐州中考)如图所示是一种利用 海水盐差能发电的装置，甲、乙两块渗透膜将 容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，由 于微粒处在永不停息的无规则 中， 而甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，乙 渗透膜只能让带负电的氯离子通过，容器就 变成了电池，电流从左向右通过小灯泡，则容 器左端是电池的 极.根据对环境污 △九年级，全一册·物理.HK 1638.(1)减速 (2)如图所示.电磁 测距示意图 返回舱 发射信 号位置Q.0 接收电磁们 波位置 接收超声 电磁波超声波波位置 测量测量 (3)由题意可知，第一阶段：返回舱与大气层剧烈摩 擦，速度从7.9千米每秒逐渐降至几百米每秒，实现 “超级减速”.因此返回舱的重力势能减小，动能减 小，通过摩擦转化为内能，因此内能增加量E1大于 返回舱重力势能减少量E2. 第二十一章能源、材料与社会 第一节能量的转化与守恒 1.B2.B3.转化转移4.B 5.能量守恒定律小于 6.B7.D8.40%9.D10.A11.内能方向 12.1.2×106.8不变 13.运动正是清洁能源，因为海水盐差能发电对环 境污染小 14.解：(1)由题图乙可知，当风速为13m/s时，风力发 电机的功率为1500kW,由P=W 得， W=Pt=1500kW×1h=1500kW·h. (2)风力发电机的年发电量W1=3× 10kW·h=3×10×3.6×106J=1.08×1018J. 火电站的发电效率为36%，则需要燃烧煤放出的 热量Q= 1=1.08×10J=3×10J. 36% 需要煤的质量m=Q 3×1013J =1× 3.0×10J/kg 10°kg=1000t. (3)由于使用风力发电不消耗化石能源，不产生废气， 所以优点是清洁环境效益好；由于有风时能发电，无风 时不能发电，所以缺点是风能不稳定、不可控. 第二节跨学科：能源的开发与利用 1.风能煤、石油、天然气、核能2.BD 3.可再生聚变4.B5.C6.B7.C 8.3.7×102618 第三节跨学科：材料的利用与开发 1.A2.D3.D4.D5.C6.D7.ABD 实践制作太阳能烤箱 任务I: 1.内5.热传导 任务Ⅱ：二、2.(1)反5.(1)反射(2)温度计 本章总结 1.C2.A3.AD4.方向性不变 中考新考向 1.B2.B3.BD4.C 5.(1)高(2)4200(3)三孔变大(4)能(5)60 -21 (6)如图所示 火线 零线 R2 S2 解析：(5)水柱的电阻跟它的长度1成正比，跟它的横 截面积S成反比，则电阻与长度和横截面积的关系为 R=k S,横裁面积为1cm、长度为10cm的自来水水 柱的电阻为13k2,代入R=k 6中，释13n=6× 2,解得飞=13k2·cm,防电墙内部容积为 10cm,防电墙电阻为468kn,代入R=k5中得， 468k2=1.3k2·cmX 10cm,解得1=60cm ' 6【句步设计受 【改进设计】如图所示。 加热功率P 加热功率P 推导：将电热丝的中点与一端相连，另一端接电源， 此时电阻为2R,功率P,=-2U明 1 R =2P0· 2R。 将电热丝的中点与一端相连，然后将这一端与电源 的一端相连，电源的另一端与电热丝的另一端相连， 实际上是R,和R。并联，此时的总电阻R 2RX2R。1 =R0, 1 4 2R。+2R。 总功率P2 U2U0_40o=4P。. R 1 Ro R。 4 P,:P,=2P。:4P。=1:2 【优化设计】如图所示 7.【项目实施】(1)①变小小②6③0.153 (2)将电阻箱的阻值调小（或增大电源电压） 8.任务二：如图所示.7月份消耗电能最多（答案不 唯一) 4电费/元 100 90 70 6 50 40 30 0 10 0 89101112月份