第09讲 能的转化与能量守恒（培优预习讲义）新九年级科学新教材浙教版

第09讲 能的转化与能量守恒（培优讲义） 课标要点 1.通过生活实例，了解各种形式的能量之间的相互转化，能解释一些常见现象中的能量转化过程。 2.理解能量守恒定律，能利用能量转化与守恒的观点分析问题。 3.知道能量转化与转移有一定的方向性。 1、听课重点抓 2 个核心区分： 转化：不同形式能量互换（摩擦生热：机械能→内能） 转移：同种能量位置移动（热传递：内能从高温物体转移到低温物体） 2、牢记守恒定律是全章底层规律，所有能量变化都遵循它； 3、重点标记易错点：能量不会消失，只会转化、转移；损耗的能量没有不见 方法指导 考点01 能的相互转化 （一）能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化 (1)太阳能的转化 照射到植物叶片上----植物的化学能 照射到大气层中------空气的动能 照射到太阳能热水器--水的内能 照射到电池板上------电能 (2)人体能量的来源及转化:人体所需的能量都来自食物，食物被消化后且被分解的过程，是食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等能量的过程。被吸收的营养物质由血液输送到人体各处。 (3)火力发电厂的能量转化:燃料燃烧将燃料的化学能转化为内能来加热水，水沸腾后，产生的蒸汽驱动涡轮机转动将内能转化为机械能，涡轮机带动发电机发电将机械能转化为电能。 （二）能量转化的普遍性 自然界中的能量有多种表现形式，如机械能、内能、化学能、电能、电磁能、核能等。自然界中各种形式的能量不是孤立的，它们可以在一定的条件下发生转化，能量也可以在同一物体或不同的物体间相互转移。能量转化是普遍现象，自然界中物质运动形式的变化中伴随着能量的相互转化。 考点02 能量守恒定律 （一）内容 能量既不会消灭，也不会创生，它只会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。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。 （二）意义 能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动，无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。 （三）永动机——不可能成功 所谓“永动机”是指不消耗任何能量和燃料,却能源源不断对外做功的机器。“永动机”不可能成功的事实告诉我们，违反能量转化和守恒定律的事件是不可能发生的。能量是不可能凭空创造出来的。即所谓的“消耗能量”“利用能量”“获得能量"的实质是能量相互转化或转移的过程。 （四）机械能守恒与能量守恒定律的区别 (1)机械能守恒是有条件的一没有能量损失或额外的能量补充。 因为机械能守恒是指一个物体如果只存在着动能和势能之间的转化时，机械能的总量将保持不变。如果存在机械能与其他形式的能之间的转化，机械能总量发生改变，机械能不再守恒，例如克服摩擦做功，产生内能，机械能的总量将减少，损失的机械能将转化为其他形式的能。 (2)能量守恒定律的成立不需要条件。这是因为能量转化形式是多样的，可以在机械能、内能、化学能、电能、光能、声能间相互转化，不限于动能和势能之间的转化，在转化过程中，一种形式的能减少，另一种形式的能必然增加，能的总量保持不变。 考点03 能量转化和转移的方向性 （一）内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，而不能从低温物体自发地转移到高温物体 如烧杯中的热水变冷等，是内能自发地从高温物体转移到低温物体。电冰箱、空调制冷，都是从低温物体的内部吸热，向外面放热，使内能从低温物体转移到高温物体。这种转移不是自发进行的，必须要有附加的条件:消耗电能，电动机(压缩机)做功。 （二）机械能可自发地转化为内能，但内能无法自发地转化为机械能 如汽车制动刹车时，由于摩擦，机械能转变成地面、轮胎及空气的内能，但是这些内能不能再次转化为汽车的机械能而使汽车重新启动。可见，能量的转移和转化是有 一定的方向性的。能量可以自发地朝一个方向进行，但不能自发地朝反方向进行。 1. 科学家研发出“激光橡皮”，专门用来去除白纸上的黑色碳粉字迹。在激光照射下，纸张上的黑色碳粉直接转变为高温碳蒸气，同时字迹消失。下列有关说法正确的是（　　） A．激光照射使纸张上的黑色碳粉发生了熔化 B．激光照射去除白纸上黑色碳粉字迹的过程发生了化学变化 C．清除黑色碳粉字迹是光能转化为内能的过程 D．由于激光直射眼睛会对视网膜造成伤害，所以该产品没有实际意义 2. “嫦娥六号”探测器在月球表面降落时，是通过遥控使反推火箭工作来实现软着陆的。下列有关说法中，正确的是（　　） A．遥控使反推火箭工作时利用了电磁能 B．燃料中储存的是热能 C．“嫦娥六号”在月球表面降落过程中只具有动能 D．“嫦娥六号”最后静止在月球表面时，不具有能 3. 如图所示是充电式小风扇，内置可充电的锂电池。下列说法正确的是（　　） A．给风扇充电时，化学能转化为电能 B．给风扇充电时，电能转化为化学能 C．风扇工作时，电能转化为化学能 D．风扇工作时，机械能转化为电能 4. 如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（　　） A．他的重力势能转化成了动能 B．他的重力势能转化成了动能和内能 C．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变 D．他的重力势能减小，动能不变，机械能减小 5. 如图所示，下列关于能量的叙述，正确的是（　　） A．甲图中的食物燃烧时，是将储存在食物中的化学能转化为内能 B．乙图中的塞子弹出，其能量转化与内燃机工作时的压缩冲程相同 C．丙图植物光合作用过程中，只有物质的变化，没有能量的转化 D．丁图氢弹爆炸时释放核能与燃料燃烧释放内能原理相同 6. 如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒 B．在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．小球运动到相同的高度，具有相同的动能 D．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 能量的转化可涉及两种或两种以上形式的能量;能量的转移只是能量的载体发生了变化，而能量的转化是能量的形式发生了变化。 我们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用。化石能源、核能等现在开采得越多，留给子孙的就越少。有的能量如内能，一旦耗散，便不可再利用。正是由于能量转化和转移的方向性，我们要“节约能源” 1. 核电站在发电时，能量转化的过程是（　　） A．核能→机械能→内能→电能 B．核能→内能→机械能→电能 C．内能→机械能→核能→电能 D．电能→机械能→内能→核能 1. 充电宝核心部件使用廉价材料，可能发生短路造成温度升高甚至燃烧。下列说法正确的是（　　） A．充电宝给手机充电时：化学能转化为电能 B．充电宝短路时：电能转化为化学能 C．给充电宝充电时：化学能转化为电能 D．充电宝燃烧时：内能转化为化学能 2. 喝水鸟是一款玩具，其结构如图。给头部滴一次水，能发现玻璃管内乙醚逐渐上升，“鸟身”逐渐绕支点顺时针转动；当身体接近水平时，玻璃管底部露出气体，头部的液体又回到底部，“鸟身”逐渐绕支点逆时针转动恢复初始状态。若鸟身前放一杯水，使鸟头前倾时能够沾到，保持鸟头湿润，则此过程可反复进行，因此又被称为“永动鸟”。请回答。 （1）给头部滴水的目的是利用水蒸发 （选填“吸热”或“放热”）热量，使头部温度下降。 （2）头部温度降低后，头部玻璃泡内的乙醚蒸气会 （填物态变化名称），使头部气压小于尾部气压。 （3）喝水鸟并非“永动机”，其运动过程消耗了 能，转化为鸟的机械能。 3. 阅读下列材料，回答问题： 材料一：2022年我市发布《绿色能源发展“十四五”规划》。指出到2025年，电力装机容量达到585万千瓦左右，其中抽水蓄能新增装机60万千瓦，光伏新增装机150万千瓦以上。 材料二：光伏发电是利用太阳能板将太阳能转化为电能的发电方式，光照强度是决定其发电功率的最直接、最主要的环境因素；抽水蓄能电站结构如图：可逆式水泵发电机连通上下两个水库，用电低谷期以水泵工况运行，从下水库向上抽水，在用电高峰期以发电机工况运行，从上水库放水发电。 （1）晴天时，光伏发电站发电功率在一天中的变化最接近 ； （2）抽水蓄能电站中可逆式水泵发电机以水泵工况运行时的能量转化是 ； （3）下列观点支持在我市大力发展抽水蓄能发电站的有 ； A.丽水市属于山地地形，地势起伏较大，且水资源丰富。 B.抽水蓄能电站前期投入大，建设工期长，且占用大量土地资源。 C.抽水蓄能电站被称电网调节器，能够弥补风光等清洁能源发电的不稳定性。 （4）某抽水蓄能电站装机总功率6.0×108瓦，每天发电3小时。若一天的发电量由热电转换效率为30%的火力发电厂提供，则需要消耗多少吨煤？（煤的热值q＝3.0×107焦/千克） 4. 能量转化和守恒定律是许多科学家长期探索建立的，是科学史上的重大发现。 材料一：1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度：1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。 材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。 （1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合？ 。 A.笛卡尔 B.莱布尼兹 C.达朗贝尔 （2）如图甲所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增加。为了研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律，小科根据焦耳的实验装置，设计了图乙所示装置来进行实验。重物A在下落1m的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热，使容器中0.4kg的水温度升高了0.2℃则水的内能增加 J。[重物A的质量及每次下落高度保持不变，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （3）日常生活中，下列现象属于内能转化为机械能的是 。 A.冬天用热水袋取暖 B.烧水时壶盖被顶起 C.钻木取火 D.电灯发出光和热 5. 如图所示，小球A、B用细绳相连，其中小球A沿斜面匀速上行，小球B匀速下降。若小球A的质量为mA，小球B的质量为mB一段时间内小球A在竖直方向上升的高度为hA小球B下降的高度为hB不考虑摩擦和绳重，则下列分析正确的是（　　） A．mA＞mB，hA＜hB B．mA＜mB，hA＜hB C．mA＞mB，hA＞hB D．mA＜mB，hA＞hB 6. 跳台滑雪是一种雪上竞技项目，若某运动员在该项目过程中的运动轨迹（a→b→c→d→e）如图所示，若不计空气阻力，则下列有关能量随时间变化的趋势正确的是（　　） A．①②③ B．①② C．①③ D．②③ 7. 科学课本上“食物与能量”的教学内容中，为了比较体内不同种类的有机物在呼吸作用中释放的能量多少，通过分别燃烧花生仁、大米、牛肉干来加热试管中的水，并比较水的温度变化的实验来推测三种食物所含能量的高低。下列选项与这个实验的科学原理、方法无直接关系的是（　　） A．能量转化与守恒定律 B．变量控制 C．氧化反应程度 D．光合作用 8. 用导线将开关、灵敏电流计和材质不同的钥匙甲、乙相连，将两钥匙插入橙子中（如图），闭合开关，灵敏电流计指针发生偏转。该橙子电池的电能直接来源于（　　） A．机械能 B．光能 C．核能 D．化学能 9. 在九三阅兵式上亮相的100型主战坦克采用了新型混合动力系统。在常规行驶时，由柴油发动机提供主要动力，并可同时为蓄电池充电。在静默行驶和加速行驶时，仅由蓄电池驱动电动机工作，给坦克的行进和坦克上的电子设备提供动力。关于100型主战坦克，描述不正确的是（　　） A．当坦克给蓄电池充电时，燃料的化学能直接转化为电池的化学能 B．用蓄电池提供电力驱动坦克行驶时，能量的转化路径是：化学能→电能→机械能 C．坦克配备大容量电池组，不仅是为了驱动车辆，也是为了给雷达、通信等电子设备提供稳定电力 D．坦克刹车时，其动能可以通过发电机转化为电能并储存回电池，实现了能量的回收利用 10. 把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（　　） A．是由水的内能转化来的 B．是由乒乓球的内能转化来的 C．是由乒乓球的化学能转化来的 D．是由水的重力势能转化来的 11. 下列关于能量的说法，正确的是（　　） A．汽车发动机的做功冲程将机械能转化为内能 B．陨石进入大气层后成为流星，将内能转化为机械能 C．水力发电是将化学能转化为电能 D．人造卫星将太阳能电池板展开，把太阳能转化为电能，将电能供给卫星上的用电器 12. 2024年9月25日，中国东风洲际导弹划破天际，如图所示，其飞行过程分为初段（燃烧储存的燃料，加速上升）、中段（发动机关闭，依靠惯性飞行，a、b两点距离地面等高）、末段（发动机再次打开，加速俯冲）。下列有关东风洲际导弹的说法中错误的是（　　） A．在初段机械能来自于燃料的化学能 B．在最高点动能为零 C．在ab段机械能不守恒 D．在末段重力势能减小 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第09讲 能的转化与能量守恒（培优讲义） 课标要点 1.通过生活实例，了解各种形式的能量之间的相互转化，能解释一些常见现象中的能量转化过程。 2.理解能量守恒定律，能利用能量转化与守恒的观点分析问题。 3.知道能量转化与转移有一定的方向性。 1、听课重点抓 2 个核心区分： 转化：不同形式能量互换（摩擦生热：机械能→内能） 转移：同种能量位置移动（热传递：内能从高温物体转移到低温物体） 2、牢记守恒定律是全章底层规律，所有能量变化都遵循它； 3、重点标记易错点：能量不会消失，只会转化、转移；损耗的能量没有不见 方法指导 考点01 能的相互转化 （一）能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化 (1)太阳能的转化 照射到植物叶片上----植物的化学能 照射到大气层中------空气的动能 照射到太阳能热水器--水的内能 照射到电池板上------电能 (2)人体能量的来源及转化:人体所需的能量都来自食物，食物被消化后且被分解的过程，是食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等能量的过程。被吸收的营养物质由血液输送到人体各处。 (3)火力发电厂的能量转化:燃料燃烧将燃料的化学能转化为内能来加热水，水沸腾后，产生的蒸汽驱动涡轮机转动将内能转化为机械能，涡轮机带动发电机发电将机械能转化为电能。 （二）能量转化的普遍性 自然界中的能量有多种表现形式，如机械能、内能、化学能、电能、电磁能、核能等。自然界中各种形式的能量不是孤立的，它们可以在一定的条件下发生转化，能量也可以在同一物体或不同的物体间相互转移。能量转化是普遍现象，自然界中物质运动形式的变化中伴随着能量的相互转化。 考点02 能量守恒定律 （一）内容 能量既不会消灭，也不会创生，它只会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。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。 （二）意义 能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动，无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。 （三）永动机——不可能成功 所谓“永动机”是指不消耗任何能量和燃料,却能源源不断对外做功的机器。“永动机”不可能成功的事实告诉我们，违反能量转化和守恒定律的事件是不可能发生的。能量是不可能凭空创造出来的。即所谓的“消耗能量”“利用能量”“获得能量"的实质是能量相互转化或转移的过程。 （四）机械能守恒与能量守恒定律的区别 (1)机械能守恒是有条件的一没有能量损失或额外的能量补充。 因为机械能守恒是指一个物体如果只存在着动能和势能之间的转化时，机械能的总量将保持不变。如果存在机械能与其他形式的能之间的转化，机械能总量发生改变，机械能不再守恒，例如克服摩擦做功，产生内能，机械能的总量将减少，损失的机械能将转化为其他形式的能。 (2)能量守恒定律的成立不需要条件。这是因为能量转化形式是多样的，可以在机械能、内能、化学能、电能、光能、声能间相互转化，不限于动能和势能之间的转化，在转化过程中，一种形式的能减少，另一种形式的能必然增加，能的总量保持不变。 考点03 能量转化和转移的方向性 （一）内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，而不能从低温物体自发地转移到高温物体 如烧杯中的热水变冷等，是内能自发地从高温物体转移到低温物体。电冰箱、空调制冷，都是从低温物体的内部吸热，向外面放热，使内能从低温物体转移到高温物体。这种转移不是自发进行的，必须要有附加的条件:消耗电能，电动机(压缩机)做功。 （二）机械能可自发地转化为内能，但内能无法自发地转化为机械能 如汽车制动刹车时，由于摩擦，机械能转变成地面、轮胎及空气的内能，但是这些内能不能再次转化为汽车的机械能而使汽车重新启动。可见，能量的转移和转化是有 一定的方向性的。能量可以自发地朝一个方向进行，但不能自发地朝反方向进行。 1. 科学家研发出“激光橡皮”，专门用来去除白纸上的黑色碳粉字迹。在激光照射下，纸张上的黑色碳粉直接转变为高温碳蒸气，同时字迹消失。下列有关说法正确的是（　　） A．激光照射使纸张上的黑色碳粉发生了熔化 B．激光照射去除白纸上黑色碳粉字迹的过程发生了化学变化 C．清除黑色碳粉字迹是光能转化为内能的过程 D．由于激光直射眼睛会对视网膜造成伤害，所以该产品没有实际意义 【答案】C 【解答】解：AB、黑色碳粉是固态，碳蒸气是气态，由固态变成气态叫升华，属于物理变化，故AB错误； C、激光照射具有光能，字迹消失时由固态变成了气态，增加了内能，故能量转化过程是光能转化为内能，故C正确； D、由于激光直射眼睛会对视网膜造成伤害，使用时需要注意，但该产品同样具有实际意义，故D错误。 故选：C。 2. “嫦娥六号”探测器在月球表面降落时，是通过遥控使反推火箭工作来实现软着陆的。下列有关说法中，正确的是（　　） A．遥控使反推火箭工作时利用了电磁能 B．燃料中储存的是热能 C．“嫦娥六号”在月球表面降落过程中只具有动能 D．“嫦娥六号”最后静止在月球表面时，不具有能 【答案】A 【解答】解：A、遥控使反推火箭工作时利用了电磁波，电磁波具有电磁能，故A正确； B、燃料中储存的是化学能，故B错误； C、“嫦娥六号”在月球表面降落时具有动能和重力势能，故C错误； D、“嫦娥六号”最后静止在月球表面时，具有内能，故D错误。 故选：A。 3. 如图所示是充电式小风扇，内置可充电的锂电池。下列说法正确的是（　　） A．给风扇充电时，化学能转化为电能 B．给风扇充电时，电能转化为化学能 C．风扇工作时，电能转化为化学能 D．风扇工作时，机械能转化为电能 【答案】B 【解答】解：AB、给风扇充电时，消耗了电能，获得了化学能，是将电能转化为化学能，而不是将化学能转化为电能，故A错误，B正确。 CD、风扇工作时，消耗了电能，获得了机械能，是将电能转化为机械能，故CD错误。 故选：B。 4. 如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（　　） A．他的重力势能转化成了动能 B．他的重力势能转化成了动能和内能 C．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变 D．他的重力势能减小，动能不变，机械能减小 【答案】D 【解答】解：A、小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，所以不是动能和势能的转化，故错误； B、在该过程中，动能不变，势能减小，即机械能变小，即是将机械能转化为内能的过程，故错误； C、小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，即机械能变小，故错误； D、小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，即机械能变小，故正确； 故选：D。 5. 如图所示，下列关于能量的叙述，正确的是（　　） A．甲图中的食物燃烧时，是将储存在食物中的化学能转化为内能 B．乙图中的塞子弹出，其能量转化与内燃机工作时的压缩冲程相同 C．丙图植物光合作用过程中，只有物质的变化，没有能量的转化 D．丁图氢弹爆炸时释放核能与燃料燃烧释放内能原理相同 【答案】A 【解答】解：A.食物燃烧时将化学能转化为内能，故A正确； B.乙图中的塞子弹出，是内能转化为机械能，其能量转化与汽油机工作时的做功冲程相同，故B错误； C.丙图的植物光合作用过程中，太阳能转化为生物质能，故C错误； D.丁图氢弹爆炸时释放核能与燃料燃烧释放内能原理不相同，氢弹爆炸时释放的核能是原子核聚变产生的，燃料燃烧释放内能是化学能转化而来的，故D错误。 故选：A。 6. 如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒 B．在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．小球运动到相同的高度，具有相同的动能 D．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 【答案】D 【解答】解：AB、小球质量不变，运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小；小球速度越来越慢，说明动能越来越小；机械能等于动能和势能的总和，则小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，能量的总量是不变的，故AB错误； C、小球运动到相同的高度，质量不变，速度不同，动能不同，重力势能相同，故C错误； D、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，故D正确。 故选：D。 能量的转化可涉及两种或两种以上形式的能量;能量的转移只是能量的载体发生了变化，而能量的转化是能量的形式发生了变化。 我们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用。化石能源、核能等现在开采得越多，留给子孙的就越少。有的能量如内能，一旦耗散，便不可再利用。正是由于能量转化和转移的方向性，我们要“节约能源” 1. 核电站在发电时，能量转化的过程是（　　） A．核能→机械能→内能→电能 B．核能→内能→机械能→电能 C．内能→机械能→核能→电能 D．电能→机械能→内能→核能 【答案】B 【解答】解：核裂变释放核能，把水加热成高温高压蒸汽→核能→内能，蒸汽冲击汽轮机叶片转动→内能→机械能，汽轮机带动发电机，发电机切割磁感线产生电→机械能→电能。完整顺序核能→内能→机械能→电能。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 1. 充电宝核心部件使用廉价材料，可能发生短路造成温度升高甚至燃烧。下列说法正确的是（　　） A．充电宝给手机充电时：化学能转化为电能 B．充电宝短路时：电能转化为化学能 C．给充电宝充电时：化学能转化为电能 D．充电宝燃烧时：内能转化为化学能 【答案】A 【解答】解：A、充电宝给手机充电时，是充电宝内部的电池释放储存的化学能，转化为手机可以使用的电能，这个能量转化过程是化学能→电能，故A正确。 B、充电宝短路时，电流会瞬间增大，电池内部的化学能快速转化为内能，会导致充电宝发热甚至烧坏，而不是转化为化学能，故B错误。 C、给充电宝充电时，是将外接电源的电能输入到充电宝的电池中，转化为电池内部的化学能储存起来，能量转化过程是电能→化学能，故C错误。 D、充电宝燃烧时，是电池内部储存的化学能被释放，转化为燃烧时的内能（热能和光能），能量转化过程是化学能→内能，故D错误。 故选：A。 2. 喝水鸟是一款玩具，其结构如图。给头部滴一次水，能发现玻璃管内乙醚逐渐上升，“鸟身”逐渐绕支点顺时针转动；当身体接近水平时，玻璃管底部露出气体，头部的液体又回到底部，“鸟身”逐渐绕支点逆时针转动恢复初始状态。若鸟身前放一杯水，使鸟头前倾时能够沾到，保持鸟头湿润，则此过程可反复进行，因此又被称为“永动鸟”。请回答。 （1）给头部滴水的目的是利用水蒸发 （选填“吸热”或“放热”）热量，使头部温度下降。 （2）头部温度降低后，头部玻璃泡内的乙醚蒸气会 （填物态变化名称），使头部气压小于尾部气压。 （3）喝水鸟并非“永动机”，其运动过程消耗了 能，转化为鸟的机械能。 【答案】（1）吸热；（2）液化；（3）内。 【解答】解：（1）给头部滴水，水汽化时会吸收热量，使得使头部温度下降，气压降低。 （2）头部温度降低后，头部玻璃泡内的乙醚蒸气会遇冷液化，使头部气压小于尾部气压； （3）“饮水鸟”之所以能够循环往复，是因为水分蒸发吸收热能，使上面乙醚的内能减少，这时在气压的作用下引起水的流动，从而使它运动起来，因此它获得的机械能是由空气的内能转化而来。 故答案为：（1）吸热；（2）液化；（3）内。 3. 阅读下列材料，回答问题： 材料一：2022年我市发布《绿色能源发展“十四五”规划》。指出到2025年，电力装机容量达到585万千瓦左右，其中抽水蓄能新增装机60万千瓦，光伏新增装机150万千瓦以上。 材料二：光伏发电是利用太阳能板将太阳能转化为电能的发电方式，光照强度是决定其发电功率的最直接、最主要的环境因素；抽水蓄能电站结构如图：可逆式水泵发电机连通上下两个水库，用电低谷期以水泵工况运行，从下水库向上抽水，在用电高峰期以发电机工况运行，从上水库放水发电。 （1）晴天时，光伏发电站发电功率在一天中的变化最接近 ； （2）抽水蓄能电站中可逆式水泵发电机以水泵工况运行时的能量转化是 ； （3）下列观点支持在我市大力发展抽水蓄能发电站的有 ； A.丽水市属于山地地形，地势起伏较大，且水资源丰富。 B.抽水蓄能电站前期投入大，建设工期长，且占用大量土地资源。 C.抽水蓄能电站被称电网调节器，能够弥补风光等清洁能源发电的不稳定性。 （4）某抽水蓄能电站装机总功率6.0×108瓦，每天发电3小时。若一天的发电量由热电转换效率为30%的火力发电厂提供，则需要消耗多少吨煤？（煤的热值q＝3.0×107焦/千克） 【答案】（1）A；（2）电能转化为机械能；（3）AC；（4）需要消耗720t煤。 【解答】解：（1）正午时太阳直射，光伏发电达到峰值，故选：A。 （2）抽水蓄能电站中可逆式水泵发电机以水泵工况运行时的能量转化是电能转化为机械能。 （3）A.丽水市属于山地地形，地势起伏较大，且水资源丰富，故A符合题意； B.抽水蓄能电站前期投入大，建设工期长，不会占用大量土地资源，故B不符合题意； C.抽水蓄能电站被称电网调节器，能够弥补风光等清洁能源发电的不稳定性，故C符合题意。 故选：AC。 （4）某抽水蓄能电站装机总功率6.0×108瓦，每天发电3小时，得到的电能为：W＝Pt＝6.0×108W×3×3600s＝6.48×1012J； 根据效率公式有：； 需要燃烧煤的质量为：。 故答案为：（1）A；（2）电能转化为机械能；（3）AC；（4）需要消耗720t煤。 4. 能量转化和守恒定律是许多科学家长期探索建立的，是科学史上的重大发现。 材料一：1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度：1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。 材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。 （1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合？ 。 A.笛卡尔 B.莱布尼兹 C.达朗贝尔 （2）如图甲所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增加。为了研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律，小科根据焦耳的实验装置，设计了图乙所示装置来进行实验。重物A在下落1m的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热，使容器中0.4kg的水温度升高了0.2℃则水的内能增加 J。[重物A的质量及每次下落高度保持不变，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （3）日常生活中，下列现象属于内能转化为机械能的是 。 A.冬天用热水袋取暖 B.烧水时壶盖被顶起 C.钻木取火 D.电灯发出光和热 【答案】（1）C；（2）336；（3）B。 【解答】解：（1）功是力和力的方向上通过的距离的乘积，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度，所以科学家达朗贝尔的观点与“功”概念相符合，故选C。 （2）水增加的内能为：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.4kg×0.2℃＝336J。 （3）A．冬天用热水袋取暖，这是热水的内能转移给人体，属于热传递，故A不符合题意； B．烧水时壶盖被顶起，是水蒸气对壶盖做功，将内能转化为机械能，故B符合题意； C．钻木取火时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．电灯发出光和热是将电能转化为光能和内能，故D不符合题意。 故选：B。 故答案为：（1）C；（2）336；（3）B。 5. 如图所示，小球A、B用细绳相连，其中小球A沿斜面匀速上行，小球B匀速下降。若小球A的质量为mA，小球B的质量为mB一段时间内小球A在竖直方向上升的高度为hA小球B下降的高度为hB不考虑摩擦和绳重，则下列分析正确的是（　　） A．mA＞mB，hA＜hB B．mA＜mB，hA＜hB C．mA＞mB，hA＞hB D．mA＜mB，hA＞hB 【答案】A 【解答】解：不考虑摩擦和绳重，定滑轮即不省力又不省距离，则绳子对A的拉力等于B的重力，当B下降时，B下降的高度hB等于A沿斜面上升的距离LA大于A竖直上升的高度hA，根据功的原理可知，重力对B做的功等于绳子的拉力对A做的功，也等于克服A的重力做的功，即mAghA＝mBghB，因hA＜hB，所以mA＞mB，故A正确，BCD错误。 故选：A。 6. 跳台滑雪是一种雪上竞技项目，若某运动员在该项目过程中的运动轨迹（a→b→c→d→e）如图所示，若不计空气阻力，则下列有关能量随时间变化的趋势正确的是（　　） A．①②③ B．①② C．①③ D．②③ 【答案】A 【解答】解：①a→b→c→d→e最后停止，运动员在雪地上滑动时，由于克服滑雪板与雪之间的摩擦做功，消耗机械能，机械能减小；运动员在空中运动时，不计空气阻力，运动员的机械能不变；所以运动员的机械能先减小，后不变，再后来又减小，故图①正确； ②a→b→c→d→e的过程中，质量不变，高度变化是：高→低→高→低，重力势能变化是：大→小→大→小，故图②正确； ③a→b→c→d→e的过程中，质量不变，速度变化是：小→大→小→大→小，动能变化是：小→大→小→大→小，故图③正确；BCD错误，故A正确。 故选：A。 7. 科学课本上“食物与能量”的教学内容中，为了比较体内不同种类的有机物在呼吸作用中释放的能量多少，通过分别燃烧花生仁、大米、牛肉干来加热试管中的水，并比较水的温度变化的实验来推测三种食物所含能量的高低。下列选项与这个实验的科学原理、方法无直接关系的是（　　） A．能量转化与守恒定律 B．变量控制 C．氧化反应程度 D．光合作用 【答案】D 【解答】解：A．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它形式，或从一个物体转移到另一个物体，而能量的总量保持不变。该实验通过燃烧食物来将食物中储存的化学能转化为水的热能，就是利用了能量从一种形式向另一种形式的转化，故A不符合题意。 B．要比较不同种食物所含能量的高低，必需使食物的量相同，加热前水的温度和量相同，而要控制的是食物的种类不同，否则实验结果就没有可比性，因此该实验也牵扯到控制变量的问题，故B不符合题意。 C．食物中的有机物在体内的氧化分解是缓慢进行的，而在体外燃烧的氧化反应速度是比较剧烈的，能量的释放也是很快的，同时，不同物质的氧化反应程度也不一样，故C不符合题意。 D．光合作用是植物通过叶绿体，将水和二氧化碳在光的作用下转化为有机物和氢气，该实验与光合作用没有直接关系，故D符合题意。 故选：D。 8. 用导线将开关、灵敏电流计和材质不同的钥匙甲、乙相连，将两钥匙插入橙子中（如图），闭合开关，灵敏电流计指针发生偏转。该橙子电池的电能直接来源于（　　） A．机械能 B．光能 C．核能 D．化学能 【答案】D 【解答】解：实验电路中，灵敏电流计指针发生偏转，说明有电能产生，它来自于橙子内的化学能，故ABC错误，D正确。 故选：D。 9. 在九三阅兵式上亮相的100型主战坦克采用了新型混合动力系统。在常规行驶时，由柴油发动机提供主要动力，并可同时为蓄电池充电。在静默行驶和加速行驶时，仅由蓄电池驱动电动机工作，给坦克的行进和坦克上的电子设备提供动力。关于100型主战坦克，描述不正确的是（　　） A．当坦克给蓄电池充电时，燃料的化学能直接转化为电池的化学能 B．用蓄电池提供电力驱动坦克行驶时，能量的转化路径是：化学能→电能→机械能 C．坦克配备大容量电池组，不仅是为了驱动车辆，也是为了给雷达、通信等电子设备提供稳定电力 D．坦克刹车时，其动能可以通过发电机转化为电能并储存回电池，实现了能量的回收利用 【答案】A 【解答】解：A、当坦克给蓄电池充电时，柴油发动机工作，燃料的化学能首先转化为内能，内能再转化为机械能，机械能通过发电机转化为电能，电能最终转化为电池的化学能， 故A不正确。 B、蓄电池提供电力驱动坦克行驶时，蓄电池内部发生化学反应，化学能转化为电能；电能驱动电动机工作，电动机将电能转化为机械能，故B正确。 C、题目明确提到“给坦克的行进和坦克上的电子设备提供动力”，因此大容量电池组不仅驱动车辆，还为雷达、通信等电子设备提供稳定电力，故C正确。 D、坦克刹车时，动能带动发电机转动，发电机将动能转化为电能并储存回电池，实现能量回收利用，这是混合动力系统常见的功能，故D正确。 故选：A。 10. 把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（　　） A．是由水的内能转化来的 B．是由乒乓球的内能转化来的 C．是由乒乓球的化学能转化来的 D．是由水的重力势能转化来的 【答案】D 【解答】解：在乒乓球上升的过程中，乒乓球占据了水面的水的位置，上面的水落到下面，即水的重力势能变小；可见乒乓球增大的机械能来源于水的重力势能。 故ABC错误，D正确； 故选：D。 11. 下列关于能量的说法，正确的是（　　） A．汽车发动机的做功冲程将机械能转化为内能 B．陨石进入大气层后成为流星，将内能转化为机械能 C．水力发电是将化学能转化为电能 D．人造卫星将太阳能电池板展开，把太阳能转化为电能，将电能供给卫星上的用电器 【答案】D 【解答】解：A、汽车发动机的做功冲程将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故A错误； B、陨石克服大气的摩擦阻力做功，机械能转化为内能，故B错误； C、水力发电是将水中蕴含的机械能转化为电能，故C错误； D、人造卫星展开太阳电池板，把太阳能转化为电能提供给卫星上的用电器，故D正确。 故选：D。 12. 2024年9月25日，中国东风洲际导弹划破天际，如图所示，其飞行过程分为初段（燃烧储存的燃料，加速上升）、中段（发动机关闭，依靠惯性飞行，a、b两点距离地面等高）、末段（发动机再次打开，加速俯冲）。下列有关东风洲际导弹的说法中错误的是（　　） A．在初段机械能来自于燃料的化学能 B．在最高点动能为零 C．在ab段机械能不守恒 D．在末段重力势能减小 【答案】B 【解答】解：A、在初段，燃料燃烧，燃料的化学能转化为内能，内能再转化为导弹的机械能，所以在初段机械能来自于燃料的化学能，故A正确。 B、在最高点时，导弹依靠惯性飞行，仍然有水平方向的速度，所以动能不为零，故B错误。 C、在ab段，发动机关闭，依靠惯性飞行，由于存在空气阻力，机械能会转化为内能，机械能不守恒，故C正确。 D、在末段，导弹加速俯冲，高度降低，质量不变，根据重力势能的影响因素，重力势能减小，故D正确。 故选：B。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $