10.6《能量转化与守恒》学科素养同步分层练习设计（培优版） 2026-2027学年 北师大版初中物理九年级上册

**基本信息** 《能量转化与守恒》学科素养同步分层练习设计（培优版），适用于初中物理九年级上册（北师郭玉英新教材）新授课，以“基础认知—综合应用—拓展探究”分层设计，通过生活与科技情境强化能量转化与守恒的物理观念及科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|单一能量转化判断（如风力发电、太阳能背包能量形式）|选择题、填空题基础题，结合生活情境（达坂城风电、风光互补路灯），夯实能量观念| |综合应用|多过程能量转化、跨学科实践（如热机冲程、简易汽轮机）|多选题、填空题综合题，关联热学知识（汽油机做功冲程），培养科学推理| |拓展探究|实际问题定量分析、科普阅读（如兆瓦级风电系统计算、加湿器原理）|实验探究题、计算题、科普阅读题，融入科技前沿（“南鲲号”波浪能发电），体现科学探究与社会责任|

10.6《能量转化与守恒》学科素养同步分层练习设计（培优版） 初中物理九年级上册（北师郭玉英新教材） 一、选择题 1．我国风能资源丰富，利用风力发电机组可以进行发电。如图是某城市风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，再由蓄电池为路灯供电的过程，对图示方框中能量形式判断正确的是（　　） A．甲和丙都是“电能”，而且大小相等 B．甲和丙都是“电能”，而且大小不等 C．乙是“电能” D．丁是“化学能” 【答案】B 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】风力发电机将风能转化为电能，所以甲是电能；给蓄电池充电时，将电能转化为化学能，所以乙是化学能；蓄电池给路灯供电时，将化学能转化为电能，所以丙是电能；路灯工作时，将电能转化为光能，所以丁是光能；甲和丙虽然都是电能，但电能在转化为化学能的过程中和化学能再转化为电能的过程中，会有一部分能量转化为内能，所以甲和丙的大小不相等，故ACD错误，B正确。 故选B。 【分析】风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，将电能转化为化学能，再由蓄电池将化学能转化为电能，为路灯供电，将电能转化为光能。 2．小明用纸杯的杯底做成图甲所示的纸杯风车，放在用纸杯和铜丝做成的底座上，如图乙所示。点燃底座中的蜡烛后，纸杯风车逐渐转了起来。下列说法正确的是（　　） A．蜡烛点燃前内能为零 B．点燃蜡烛后风车中空气含有的热量增加 C．风车转动时的能量转化与热机做功冲程相似 D．蜡烛燃烧产生的内能全部转化为风车的机械能 【答案】C 【知识点】热量的概念；温度、热量与内能的关系；热机；能量的转化或转移 【解析】【解答】A、一切物体在任何温度下都具有内能，蜡烛点燃前内能不为零，故 A 错误； B、热量是过程量，只能说吸收、放出热量，不能说物体含有热量，故 B 错误； C、热空气推动风车转动，内能转化为机械能；热机做功冲程也是内能转化为机械能，二者能量转化形式相同，故 C 正确； D、蜡烛燃烧产生的内能一部分散失到空气中，一部分被空气吸收推动风车，不会全部转化为风车的机械能，故 D 错误； 故答案为：C。 【分析】A、考查内能的概念，所有物体都有内能； B、区分热量与内能，热量不能用 “含有” 描述； C、分析能量转化，风车转动、热机做功冲程均为内能→机械能； D、能量转化存在损耗，内能无法全部转化为机械能。 3．如图所示是“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“腰”挎照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释正确的是（　　） A．光电池板是将光能转化为内能的装置 B．小风扇是风力发电机，工作时将风能转化为电能 C．蓄电池在夜晚供电时，将电能转化为化学能 D．照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，能量的总量不守恒 【答案】B 【知识点】能量的转化或转移；能量守恒定律 【解析】【解答】 A．根据能量转化的知识可知，光电池板是将光能转化为电能的装置，故A错误； B．小风扇是风力发电机，发电时将风能转化为电能，故B正确； C．蓄电池在夜晚供电时，将化学能转化为电能，再通过灯泡将电能转化为光能，故C错误； D．照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，但是此过程中能量的总量始终守恒，故D错误。 故选B。 【分析】ABC.根据景观照明灯的工作过程结合能量转化的知识判断； D.自然界所有的能量转化都遵循能量守恒定律。 4．跨学科实践小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热至沸腾，而后，蒸汽从管口喷出使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A．酒精燃烧时，内能转化为化学能 B．管口喷出的“白气”是水蒸气 C．蒸汽被喷出时，内能转化为机械能 D．蒸汽的内能可以全部转化为风车的机械能 【答案】C 【知识点】液化及液化放热；做功改变物体内能；能量的转化或转移 【解析】【解答】A．酒精燃烧前有化学能，燃烧后得到内能，则将酒精储存的化学能转化为内能，故A错误； B．“白气”是水蒸气从气态变成液态发生液化形成的小水滴，故B错误； C．蒸汽喷出时推动风车转动，将蒸汽的内能转化为风车的机械能，故C正确； D．任何能量转化过程中都存在能量损耗，因此蒸汽的内能不可以全部转化为风车的机械能，故D错误。 故选 C。 【分析】AC.根据能量转化的知识判断； B.物质从气态变成液态发生液化； D.任何能量转化构成都存在能量损耗。 5．如图所示，“南鲲号”是中国第一座、也是世界第一座漂浮式波浪能发电装置，其质量约为，“南鲲号”可通过向水箱注水使自身沉入大海，以抵御超强台风，也可像普通船一样在海上进行移动以便更好地获取波浪能进行发电。关于“南鲲号”下列说法正确（　　） A．“南鲲号”漂浮时受到的浮力约为 B．“南鲲号”从长江驶入海洋的过程中，浮力变大 C．“南鲲号”获取波浪能进行发电过程中电能转化为机械能 D．“南鲲号”通过向水箱注水使自身沉入大海是通过改变自身重力来实现的 【答案】D 【知识点】能量的转化或转移；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用 【解析】【解答】A：漂浮时浮力等于重力，重力，故错误； B：从长江驶入海洋，始终漂浮，浮力等于重力，重力不变，浮力不变，故错误； C：波浪能发电是将机械能转化为电能，不是电能转化为机械能，故错误； D：通过向水箱注水改变自身重力，实现下沉，故正确； 故答案选 D。 【分析】A：漂浮条件——浮力等于重力。 B：同一物体漂浮时，浮力等于重力，与液体密度无关。 C：发电机的工作原理——机械能转化为电能。 D：物体的浮沉条件——通过改变自身重力实现上浮、下沉。 6．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 【答案】D 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】 A、太阳能电池板是将太阳能转化为电能，故A正确，不符合题意。 B、给蓄电池充电是将电能转换为化学能，储存在蓄电池里边，故B正确，不符合题意。 C、蓄电池放电实际上化学能转化为电能，故C正确，不符合题意。 D、小风扇工作是将电能转化为机械能。故D错误，符合题意。 答案为：D 【分析】小风扇是用电器，工作时将消耗电能，把电能转化为机械能。 7．配套千万千瓦级风、光电基地，河北丰宁抽水蓄能电站将低谷过剩电能转换为高峰电能，被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。如图所示，当风、光发电盘大用不完时，电站从下水库向上水库抽水蓄能（a）；当风、光发电量不足时，电站则向下水库放水发电（b）。下列说法中错误的是（　　） A．光伏发电是将光能转化为化学能 B．风力发电是将风能转化为电能 C．电机抽水是将电能转化为机械能 D．放水发电是将水能转化为电能 【答案】A 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】A．光伏发电时，获得电能，将光能转化为电能，故A错误，符合题意﹔ B．风力发电时，获得电能，将风能转化为电能，故B正确，不符合题意； C．电机抽水，消耗电能，水位变高，得到机械能，将电能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．放水发电，获得电能，将水能转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选A。 【分析】根据能量转化时，消耗的能量和获得的能量，判断能量变化过程。 二、多选题 8．年月日时分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功，下列说法正确的是（　　） A．火箭内燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B．火箭升空时，内能转化为机械能 C．空间站的太阳能电池板将电能转化为太阳能 D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能 【答案】A,B,D 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】A：火箭内燃料燃烧时，将化学能转化为内能，A正确； B：火箭升空时，内能转化为机械能，B正确； C：空间站的太阳能电池板将太阳能转化为电能，C错误； D：返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能，D正确。 故选ABD。 【分析】燃料燃烧时是化学能转化为内能；火箭升空时，燃料燃烧，将内能转化为机械能；太阳能电池板将太阳能转化为电能的装置；返回舱进入大气层后与大气摩擦，摩擦力做功，将机械能转化为内能。 三、填空题 9．新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为　 　，从而减少二氧化碳排放。风将石头从地面吹飞起来的过程中石头的重力势能　 　。 【答案】电能；增大 【知识点】势能的影响因素；能量的转化或转移 【解析】【解答】（1）风力发电站可以将风能转化为电能，从而减少二氧化碳排放。 （2）根据题意可知，风将石头从地面吹飞起来的过程中，石头的质量不变，高度增大，则重力势能增大。 【分析】（1）根据能量转化的知识解答； （2）重力势能与质量和高度有关。 10．美丽的湖畔，景色宜人，在湖岸的两侧架设了许多特殊的路灯——风光互补路灯。如图所示，它头顶的风力发电机能将风能转化为　 　，其肩上的太阳能电池板能将　 　转化为电能。 【答案】电能；太阳能 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】风力发电机消耗风能，得到电能，将风能转化为电能。太阳能电池板将太阳能转化为电能，实现了风能和太阳能的双重利用，两种可再生能源的互补发电，提高了路灯的供电可靠性。故第1空填：电能；第2空填：太阳能。【分析】风能发电，风能转化为电能；太阳能发电，将太阳能转化为电能。 11．如图，小华发现家中蒸蛋器在使用时会通过上方小孔喷出蒸汽，于是小心地将自制的风车放在小孔附近，成功的让风车转了起来，蒸汽推动风车时能量转化与汽油机　 　冲程的能量转化相同；某单缸四冲程汽油机工作时，飞轮转速为3000r/min，则其1s内对外做功　 　次；若缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离为0.05m，则功率是　 　W。 【答案】做功；25；2.5×104 【知识点】功率计算公式的应用；热机；热机的四个冲程；能量的转化或转移；功的计算及应用 【解析】【解答】（1） 蒸汽推动风车转动时，将内能转化成了机械能，与汽油机的做功冲程的能量转化相同。 （2）四冲程汽油机飞轮转速3000r/min=r/s，所以1s内该汽油机对外做功次。 （3） 若缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离为0.05m， 则汽缸内燃气推动活塞一次所做的功； 做功一次所用的时间， 则汽油机的功率。 【分析】（1）汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能；压缩冲程，将机械能转化为内能； （2） 四冲程内燃机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次； （3）首先根据W=Fs计算燃气一次做功，然后根据计算汽油机的功率。 12．在制作简易热机模型的跨学科实践活动中，某探究小组的同学制作了如图所示的简易汽轮机装置，在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽，使小风扇转动。 （1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→内能→　 　； （2）蒸汽从管口喷出推动风扇转动的过程，与四冲程汽油机的　 　冲程能量转化情况相似。 （3）在测试过程中，发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下解决方案中你认为可行的是（　　） A．增加酒精灯的高度，用其内焰加热 B．检查罐身是否破损，并用密封胶加固中性笔管与易拉罐的接口，防止蒸汽泄漏 【答案】（1）机械能 （2）做功 （3）B 【知识点】热机；热机的四个冲程；能量的转化或转移 【解析】【解答】（1）实验时，酒精灯点燃，有蒸汽从易拉罐喷出时，扇叶转动起来；酒精燃烧，将化学能转化为内能，蒸汽推动扇叶转动，内能转化为机械能，则化学能→内能→机械能。 （2）蒸汽从管口喷出，推动风扇转动，内能转化为机械能，四冲程汽油机中，做功冲程将内能转化为机械能。 （3）A． 酒精灯的外焰温度最高，应用外焰加热，内焰温度低，加热的效率降低，水更难沸腾，蒸汽量会更少，喷射力更弱，故A不符合题意； B．若有蒸汽泄露，则喷出的蒸汽压力和流量不足，则风扇转动缓慢。可减少蒸汽泄漏，提高蒸汽喷射力，使风扇转得更快，故B符合题意。 故选B。 【分析】（1）燃料燃烧，化学能转化为内能；内能对外做功，转化为机械能； （2）四冲程汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能； （3）酒精灯外焰温度高，加热效率高；减少能量损失，可以提高能量的利用率。 （1）实验时将易拉罐下面的酒精灯点燃，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来；酒精燃烧将化学能转化为内能，蒸汽推动扇叶转动，将内能转化为机械能。因此汽轮机模型工作过程的能量转化为：化学能→内能→机械能。 （2）蒸汽从管口喷出推动风扇转动的过程，是利用蒸汽对风扇做功，内能转化为机械能，而四冲程汽油机中，做功冲程能量转化为内能转化为机械能，故与四冲程汽油机的做功冲程能量转化情况相似。 （3）A． 酒精灯的外焰温度最高，加热时应使用外焰，用内焰加热会使加热效率降低，水更难沸腾，蒸汽量会更少，喷射力会更弱，故A不符合题意； B．如果罐身或接口处有蒸汽泄露，会导致喷出的蒸汽压力和流量不足，从而使风扇转动缓慢。检查并密封罐身和接口，可以减少蒸汽泄漏，提高蒸汽喷射力，从而让风扇转得更快，故B符合题意。 故选B。 13．【护国大将军】国际局势风云动荡，2024年9月25日祖国生日前夕，“东风快递使命必达”——东风31AG洲际导弹21分钟飞达12000km外，向世界展示了中国有能力捍卫国家安全，完成下题。 （1）本次发射的火箭使用了新型固体燃料，其能量主要来自新型固体燃料储存的　 　能，主要原因是新型固体燃料的　 　较大，发射过程中该值　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）在整个试射过程中，火箭与大气间剧烈摩擦，通过　 　的方式使得火箭表面温度急剧升高；火箭加速升空阶段，内能转化成　 　能，在能量的转化过程中，能量的总量　 　（选填“不断增大”“不断减小”或“保持不变”）。 【答案】（1）化学；热值；不变 （2）做功；机械；保持不变 【知识点】做功改变物体内能；燃料的热值；能量的转化或转移；能量守恒定律 【解析】【解答】（1）本次发射的火箭使用了新型固体燃料，其能量主要来自新型固体燃料储存的化学能，燃料燃烧时，将化学能转化为内能；火箭飞行时需要大量的能量，因此所用的燃料需要具有较高的热值，即选用热值大的固体燃料；热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此在燃料质量不断减少的过程中，其热值不变； （2）在整个试射过程中，火箭与大气间剧烈摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式使得火箭表面温度急剧升高；火箭加速升空阶段，内能转化成机械能，由能量守恒定律可知，在能量的转化过程中，能量的总量保持不变。 【分析】（1）燃料燃烧时，将化学能转化为内能；单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，燃料的热值越高，在质量相同时，完全燃烧时放出的热量越大；热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关。 （2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；在能量的转移和转化过程中，能的总量保持不变。 （1）[1]本次发射的火箭使用了新型固体燃料，其能量主要来自新型固体燃料储存的化学能，将化学能转化为内能。 [2]火箭飞行时需要大量的能量，当完全燃烧的燃料的量相同时，燃料的热值越大，燃料释放的热量越多，故火箭所用的燃料需要具有较高的热值。 [3]热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，因此在燃料质量不断减少的过程中，新型固体燃料的热值不变。 （2）[1]在整个试射过程中，火箭与大气间剧烈摩擦，火箭不断克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，内能增大，是通过做功的方式改变内能。 [2]火箭加速升空阶段，火箭的质量不变，速度增大，高度升高，火箭的动能增大，重力势能增大，机械能是动能与势能的总和，则火箭的机械能增大，此过程中火箭将内能转化成机械能。 [3]由能量守恒定律得，在能量的转化过程中，能量的总量保持不变。 四、实验探究题 14．制作简易汽轮机模型 （1）项目分析：制作前应考虑以下问题： ①可以用　 　作热源； ②工作物质是：　 　； （2）设计制作：向易拉罐内部注入半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐，用橡皮泥将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 （3）测试实验：用热源加热，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→内能→　 　。 （4）实验改进： 调整后再次测试，发现风扇转动得很慢。请写出一个你认为可行的解决方案　 　。 【答案】酒精灯；水；机械能；换用火焰更旺的热源 【知识点】做功改变物体内能；热传递改变物体内能；热机；能量的转化或转移 【解析】【解答】（1） 此处需要持续稳定的热源，酒精灯是最佳选择。酒精灯能维持稳定的火焰温度，使易拉罐内的水持续受热升温，直至汽化为水蒸气，为整个实验装置提供动力来源。 该实验的驱动原理是水的相变：水受热后转变为水蒸气，体积急剧膨胀并从笔管高速喷出，由此产生的反作用力推动扇叶旋转。因此，水是实验中的关键工作介质。 （3）燃料燃烧时将化学能转化为内能，内能通过热传递使水汽化，能量储存在水蒸气中，水蒸气喷射时将内能转化为扇叶转动的机械能 （4）提升扇叶转速的关键在于增强蒸汽喷射动力。建议采用燃烧强度更大的热源（如酒精喷灯替代普通酒精灯）。 【分析】简易汽轮机模型动力冲程的能量转换为内能转换为机械能，工作的原理酒精灯加热水蒸气，水蒸气体积膨胀，推动扇叶旋转。 五、计算题 15．2025年9月，我国自主研制的兆瓦级商用浮空风电系统在新疆进行了试飞测试，标志着人类首次实现兆瓦级高空风能的工程化应用。风电系统在试飞测试开始时置于地面，通过三根系留缆绳（内有传输电缆）固定后往主气囊充入氦气，系统慢慢浮空离开地面，地面卷扬机控制系留缆绳缓慢释放，系统在竖直方向以0.8 m/s的速度匀速上升。已知系统刚释放时三根系留缆绳竖直向下的总拉力为，不考虑系留缆绳的重力与空气的阻力。已知近空气的密度，氦气的密度。 （1）该风电系统工作时将　 　能转化为　 　能。 （2）如图是其到达高空稳定后的情景，表格中是其部分参数。 长/m 宽/m 高/m 总质量/t 最大发电效率/% 60 40 40 50 52 ①刚开始释放系统时，经过10s系统克服重力做了多少焦耳的功？系统受到的浮力为多大？ ②系统最终悬停在1500m高空，系留缆绳拉力变为0，不计气囊体积的变化，求此处空气的密度。 【答案】（1）机械；电 （2）解：系统受到的重力 经过10s克服重力做功 系统受到的浮力 在刚开始释放系统时，系统受到的浮力 系统的体积 悬停在1500 m高空，系统受到的浮力 此处空气的密度 答：①经过10s系统克服重力做的功为，系统受到的浮力为；②此处空气的密度为。 【知识点】能量的转化或转移；重力及其大小的计算；阿基米德原理；功的计算及应用 【解析】【解答】（1）风电系统工作时，转动的机械能转化为电能。 【分析】1、能量转化：风力发电过程中，机械能（风能）转化为电能。 2、速度公式：，用于计算物体运动的路程。 重力计算公式：G=mg，计算物体所受重力。 功的计算公式：W=Fs，克服重力做功可用 W=Gh 计算。 二力平衡：匀速直线运动、静止的物体受力平衡，合力为0，向上的力与向下的力大小相等。 阿基米德原理：气体、液体浮力均满足F浮=流体gV排，可灵活变形求解流体密度、排开体积、浮力大小。 （1）该风电系统工作时将风能（或机械能）转化为电能 （2）系统受到的重力 经过10s克服重力做功 系统受到的浮力 在刚开始释放系统时，系统受到的浮力 系统的体积 悬停在1500 m高空，系统受到的浮力 此处空气的密度 六、科普阅读题 16．阅读科普短文，回答问题。 空气加湿器 加湿器可以增加室内空气湿度，如图甲是某蒸发型加湿器。它是采用蒸发原理加湿的，其内部结构如图乙所示。加湿器上部有一个小型风扇，还有电源、时间、风速、湿度设定等按键。加湿器下部有三部分装置，分别是加湿滤网、滤网架（含浮筒）和水箱。加湿滤网安装在滤网架上，加湿滤网呈蜂窝状，放入水箱后，水会布满整个滤网。当感知水箱中的水量不足时，蒸发型加湿器风扇停止转动，起控制作用的是利用浮力原理设计的自动开关。如图丙所示，浮筒是一个轻质塑料件，质量是。当水量充足时浮筒接通触点开关，风扇通电转动，蒸发加快；当水量不足时，浮筒下降，触点开关断开，风扇断电停止转动。 （1）蒸发型加湿器的加湿滤网是通过增加　 　的方式加快水的蒸发的。 （2）该蒸发型加湿器通电后主要把电能转化为　 　。 （3）当水量充足时浮筒接通触点开关，浮筒的浮沉状态是　 　，此时浮筒受到的浮力大小是　 　；当水量不足时，要给水箱加水，在加水的过程中水对箱底的压强将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】（1）液体表面积 （2）机械能 （3）漂浮；0.5N；变大 【知识点】影响蒸发快慢的因素；能量的转化或转移；液体压强计算公式的应用；物体的浮沉条件及其应用 【解析】【解答】（1）我们知道，液体蒸发的速度和三个因素有关：液体的温度、液体的表面积、液体表面空气的流动速度。题目里这款加湿滤网采用了蜂窝状结构，可以让水布满整个滤网，这个设计增大了水和空气的接触面积，也就是增大了液体的表面积，从而达到加快水蒸发的效果。 （2）这款加湿器工作时，主要是依靠风扇转动加快空气流动，来促进水蒸发，风扇转动时获得机械能，因此加湿器通电工作后，电能主要转化为了风扇转动的机械能。 （3）当水箱水量充足时，浮筒漂浮在水面上，同时接通触点开关，此时浮筒的浮沉状态为漂浮；根据漂浮条件，物体漂浮时受到的浮力等于自身的重力。已知浮筒质量，因此浮筒受到的浮力为 向水箱加水的过程中，水箱内水的深度逐渐增加，水的密度保持不变，根据液体压强公式可知，水的深度越大，水对水箱底部的压强就越大，因此加水过程中水对箱底的压强将变大。 【分析】1、影响蒸发的因素有温度和空气流速， 减小液体表面空气的流动速度 以及降低温度都可以降低蒸发的速度，增大温度以及加快空气的流速，可以加快蒸发速度； 2、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机，能量转化为电能转化为机械能；通电导线受力的方向和磁场以及电流方向有关。 3、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度； 4、压强的计算：公式为P=ρgh，压强和液体的密度、浸没深度有关，且密度越大，压强越大，深度越大，压强越大，在同种液体的同一深度，液体向各个方向的压强相同。 （1）影响蒸发快慢的因素有液体温度、液体表面积、液体表面空气流速。加湿滤网为蜂窝状结构，水会布满整个滤网，该设计通过增大水与空气的接触面积，即增加液体表面积，加快水的蒸发。 （2）该加湿器工作时主要依靠风扇转动加快空气流速来促进蒸发，风扇转动获得机械能，因此通电后电能主要转化为机械能。 （3）水量充足时，浮筒浮在水面上接通触点开关，浮沉状态为漂浮；漂浮时浮力等于自身重力，浮筒质量，因此浮力 加水过程中，水箱内水的深度逐渐增大，水的密度不变，根据液体压强公式，水对箱底的压强会随深度增大而变大，因此压强将变大。 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.6《能量转化与守恒》学科素养同步分层练习设计（培优版） 初中物理九年级上册（北师郭玉英新教材） 一、选择题 1．我国风能资源丰富，利用风力发电机组可以进行发电。如图是某城市风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，再由蓄电池为路灯供电的过程，对图示方框中能量形式判断正确的是（　　） A．甲和丙都是“电能”，而且大小相等 B．甲和丙都是“电能”，而且大小不等 C．乙是“电能” D．丁是“化学能” 2．小明用纸杯的杯底做成图甲所示的纸杯风车，放在用纸杯和铜丝做成的底座上，如图乙所示。点燃底座中的蜡烛后，纸杯风车逐渐转了起来。下列说法正确的是（　　） A．蜡烛点燃前内能为零 B．点燃蜡烛后风车中空气含有的热量增加 C．风车转动时的能量转化与热机做功冲程相似 D．蜡烛燃烧产生的内能全部转化为风车的机械能 3．如图所示是“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“腰”挎照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释正确的是（　　） A．光电池板是将光能转化为内能的装置 B．小风扇是风力发电机，工作时将风能转化为电能 C．蓄电池在夜晚供电时，将电能转化为化学能 D．照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，能量的总量不守恒 4．跨学科实践小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热至沸腾，而后，蒸汽从管口喷出使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A．酒精燃烧时，内能转化为化学能 B．管口喷出的“白气”是水蒸气 C．蒸汽被喷出时，内能转化为机械能 D．蒸汽的内能可以全部转化为风车的机械能 5．如图所示，“南鲲号”是中国第一座、也是世界第一座漂浮式波浪能发电装置，其质量约为，“南鲲号”可通过向水箱注水使自身沉入大海，以抵御超强台风，也可像普通船一样在海上进行移动以便更好地获取波浪能进行发电。关于“南鲲号”下列说法正确（　　） A．“南鲲号”漂浮时受到的浮力约为 B．“南鲲号”从长江驶入海洋的过程中，浮力变大 C．“南鲲号”获取波浪能进行发电过程中电能转化为机械能 D．“南鲲号”通过向水箱注水使自身沉入大海是通过改变自身重力来实现的 6．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 7．配套千万千瓦级风、光电基地，河北丰宁抽水蓄能电站将低谷过剩电能转换为高峰电能，被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。如图所示，当风、光发电盘大用不完时，电站从下水库向上水库抽水蓄能（a）；当风、光发电量不足时，电站则向下水库放水发电（b）。下列说法中错误的是（　　） A．光伏发电是将光能转化为化学能 B．风力发电是将风能转化为电能 C．电机抽水是将电能转化为机械能 D．放水发电是将水能转化为电能 二、多选题 8．年月日时分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功，下列说法正确的是（　　） A．火箭内燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B．火箭升空时，内能转化为机械能 C．空间站的太阳能电池板将电能转化为太阳能 D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能 三、填空题 9．新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为　 　，从而减少二氧化碳排放。风将石头从地面吹飞起来的过程中石头的重力势能　 　。 10．美丽的湖畔，景色宜人，在湖岸的两侧架设了许多特殊的路灯——风光互补路灯。如图所示，它头顶的风力发电机能将风能转化为　 　，其肩上的太阳能电池板能将　 　转化为电能。 11．如图，小华发现家中蒸蛋器在使用时会通过上方小孔喷出蒸汽，于是小心地将自制的风车放在小孔附近，成功的让风车转了起来，蒸汽推动风车时能量转化与汽油机　 　冲程的能量转化相同；某单缸四冲程汽油机工作时，飞轮转速为3000r/min，则其1s内对外做功　 　次；若缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离为0.05m，则功率是　 　W。 12．在制作简易热机模型的跨学科实践活动中，某探究小组的同学制作了如图所示的简易汽轮机装置，在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽，使小风扇转动。 （1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→内能→　 　； （2）蒸汽从管口喷出推动风扇转动的过程，与四冲程汽油机的　 　冲程能量转化情况相似。 （3）在测试过程中，发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下解决方案中你认为可行的是（　　） A．增加酒精灯的高度，用其内焰加热 B．检查罐身是否破损，并用密封胶加固中性笔管与易拉罐的接口，防止蒸汽泄漏 13．【护国大将军】国际局势风云动荡，2024年9月25日祖国生日前夕，“东风快递使命必达”——东风31AG洲际导弹21分钟飞达12000km外，向世界展示了中国有能力捍卫国家安全，完成下题。 （1）本次发射的火箭使用了新型固体燃料，其能量主要来自新型固体燃料储存的　 　能，主要原因是新型固体燃料的　 　较大，发射过程中该值　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）在整个试射过程中，火箭与大气间剧烈摩擦，通过　 　的方式使得火箭表面温度急剧升高；火箭加速升空阶段，内能转化成　 　能，在能量的转化过程中，能量的总量　 　（选填“不断增大”“不断减小”或“保持不变”）。 四、实验探究题 14．制作简易汽轮机模型 （1）项目分析：制作前应考虑以下问题： ①可以用　 　作热源； ②工作物质是：　 　； （2）设计制作：向易拉罐内部注入半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐，用橡皮泥将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 （3）测试实验：用热源加热，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→内能→　 　。 （4）实验改进： 调整后再次测试，发现风扇转动得很慢。请写出一个你认为可行的解决方案　 　。 五、计算题 15．2025年9月，我国自主研制的兆瓦级商用浮空风电系统在新疆进行了试飞测试，标志着人类首次实现兆瓦级高空风能的工程化应用。风电系统在试飞测试开始时置于地面，通过三根系留缆绳（内有传输电缆）固定后往主气囊充入氦气，系统慢慢浮空离开地面，地面卷扬机控制系留缆绳缓慢释放，系统在竖直方向以0.8 m/s的速度匀速上升。已知系统刚释放时三根系留缆绳竖直向下的总拉力为，不考虑系留缆绳的重力与空气的阻力。已知近空气的密度，氦气的密度。 （1）该风电系统工作时将　 　能转化为　 　能。 （2）如图是其到达高空稳定后的情景，表格中是其部分参数。 长/m 宽/m 高/m 总质量/t 最大发电效率/% 60 40 40 50 52 ①刚开始释放系统时，经过10s系统克服重力做了多少焦耳的功？系统受到的浮力为多大？ ②系统最终悬停在1500m高空，系留缆绳拉力变为0，不计气囊体积的变化，求此处空气的密度。 六、科普阅读题 16．阅读科普短文，回答问题。 空气加湿器 加湿器可以增加室内空气湿度，如图甲是某蒸发型加湿器。它是采用蒸发原理加湿的，其内部结构如图乙所示。加湿器上部有一个小型风扇，还有电源、时间、风速、湿度设定等按键。加湿器下部有三部分装置，分别是加湿滤网、滤网架（含浮筒）和水箱。加湿滤网安装在滤网架上，加湿滤网呈蜂窝状，放入水箱后，水会布满整个滤网。当感知水箱中的水量不足时，蒸发型加湿器风扇停止转动，起控制作用的是利用浮力原理设计的自动开关。如图丙所示，浮筒是一个轻质塑料件，质量是。当水量充足时浮筒接通触点开关，风扇通电转动，蒸发加快；当水量不足时，浮筒下降，触点开关断开，风扇断电停止转动。 （1）蒸发型加湿器的加湿滤网是通过增加　 　的方式加快水的蒸发的。 （2）该蒸发型加湿器通电后主要把电能转化为　 　。 （3）当水量充足时浮筒接通触点开关，浮筒的浮沉状态是　 　，此时浮筒受到的浮力大小是　 　；当水量不足时，要给水箱加水，在加水的过程中水对箱底的压强将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 答案解析部分 1．【答案】B 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】风力发电机将风能转化为电能，所以甲是电能；给蓄电池充电时，将电能转化为化学能，所以乙是化学能；蓄电池给路灯供电时，将化学能转化为电能，所以丙是电能；路灯工作时，将电能转化为光能，所以丁是光能；甲和丙虽然都是电能，但电能在转化为化学能的过程中和化学能再转化为电能的过程中，会有一部分能量转化为内能，所以甲和丙的大小不相等，故ACD错误，B正确。 故选B。 【分析】风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，将电能转化为化学能，再由蓄电池将化学能转化为电能，为路灯供电，将电能转化为光能。 2．【答案】C 【知识点】热量的概念；温度、热量与内能的关系；热机；能量的转化或转移 【解析】【解答】A、一切物体在任何温度下都具有内能，蜡烛点燃前内能不为零，故 A 错误； B、热量是过程量，只能说吸收、放出热量，不能说物体含有热量，故 B 错误； C、热空气推动风车转动，内能转化为机械能；热机做功冲程也是内能转化为机械能，二者能量转化形式相同，故 C 正确； D、蜡烛燃烧产生的内能一部分散失到空气中，一部分被空气吸收推动风车，不会全部转化为风车的机械能，故 D 错误； 故答案为：C。 【分析】A、考查内能的概念，所有物体都有内能； B、区分热量与内能，热量不能用 “含有” 描述； C、分析能量转化，风车转动、热机做功冲程均为内能→机械能； D、能量转化存在损耗，内能无法全部转化为机械能。 3．【答案】B 【知识点】能量的转化或转移；能量守恒定律 【解析】【解答】 A．根据能量转化的知识可知，光电池板是将光能转化为电能的装置，故A错误； B．小风扇是风力发电机，发电时将风能转化为电能，故B正确； C．蓄电池在夜晚供电时，将化学能转化为电能，再通过灯泡将电能转化为光能，故C错误； D．照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，但是此过程中能量的总量始终守恒，故D错误。 故选B。 【分析】ABC.根据景观照明灯的工作过程结合能量转化的知识判断； D.自然界所有的能量转化都遵循能量守恒定律。 4．【答案】C 【知识点】液化及液化放热；做功改变物体内能；能量的转化或转移 【解析】【解答】A．酒精燃烧前有化学能，燃烧后得到内能，则将酒精储存的化学能转化为内能，故A错误； B．“白气”是水蒸气从气态变成液态发生液化形成的小水滴，故B错误； C．蒸汽喷出时推动风车转动，将蒸汽的内能转化为风车的机械能，故C正确； D．任何能量转化过程中都存在能量损耗，因此蒸汽的内能不可以全部转化为风车的机械能，故D错误。 故选 C。 【分析】AC.根据能量转化的知识判断； B.物质从气态变成液态发生液化； D.任何能量转化构成都存在能量损耗。 5．【答案】D 【知识点】能量的转化或转移；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用 【解析】【解答】A：漂浮时浮力等于重力，重力，故错误； B：从长江驶入海洋，始终漂浮，浮力等于重力，重力不变，浮力不变，故错误； C：波浪能发电是将机械能转化为电能，不是电能转化为机械能，故错误； D：通过向水箱注水改变自身重力，实现下沉，故正确； 故答案选 D。 【分析】A：漂浮条件——浮力等于重力。 B：同一物体漂浮时，浮力等于重力，与液体密度无关。 C：发电机的工作原理——机械能转化为电能。 D：物体的浮沉条件——通过改变自身重力实现上浮、下沉。 6．【答案】D 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】 A、太阳能电池板是将太阳能转化为电能，故A正确，不符合题意。 B、给蓄电池充电是将电能转换为化学能，储存在蓄电池里边，故B正确，不符合题意。 C、蓄电池放电实际上化学能转化为电能，故C正确，不符合题意。 D、小风扇工作是将电能转化为机械能。故D错误，符合题意。 答案为：D 【分析】小风扇是用电器，工作时将消耗电能，把电能转化为机械能。 7．【答案】A 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】A．光伏发电时，获得电能，将光能转化为电能，故A错误，符合题意﹔ B．风力发电时，获得电能，将风能转化为电能，故B正确，不符合题意； C．电机抽水，消耗电能，水位变高，得到机械能，将电能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．放水发电，获得电能，将水能转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选A。 【分析】根据能量转化时，消耗的能量和获得的能量，判断能量变化过程。 8．【答案】A,B,D 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】A：火箭内燃料燃烧时，将化学能转化为内能，A正确； B：火箭升空时，内能转化为机械能，B正确； C：空间站的太阳能电池板将太阳能转化为电能，C错误； D：返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能，D正确。 故选ABD。 【分析】燃料燃烧时是化学能转化为内能；火箭升空时，燃料燃烧，将内能转化为机械能；太阳能电池板将太阳能转化为电能的装置；返回舱进入大气层后与大气摩擦，摩擦力做功，将机械能转化为内能。 9．【答案】电能；增大 【知识点】势能的影响因素；能量的转化或转移 【解析】【解答】（1）风力发电站可以将风能转化为电能，从而减少二氧化碳排放。 （2）根据题意可知，风将石头从地面吹飞起来的过程中，石头的质量不变，高度增大，则重力势能增大。 【分析】（1）根据能量转化的知识解答； （2）重力势能与质量和高度有关。 10．【答案】电能；太阳能 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】风力发电机消耗风能，得到电能，将风能转化为电能。太阳能电池板将太阳能转化为电能，实现了风能和太阳能的双重利用，两种可再生能源的互补发电，提高了路灯的供电可靠性。故第1空填：电能；第2空填：太阳能。【分析】风能发电，风能转化为电能；太阳能发电，将太阳能转化为电能。 11．【答案】做功；25；2.5×104 【知识点】功率计算公式的应用；热机；热机的四个冲程；能量的转化或转移；功的计算及应用 【解析】【解答】（1） 蒸汽推动风车转动时，将内能转化成了机械能，与汽油机的做功冲程的能量转化相同。 （2）四冲程汽油机飞轮转速3000r/min=r/s，所以1s内该汽油机对外做功次。 （3） 若缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离为0.05m， 则汽缸内燃气推动活塞一次所做的功； 做功一次所用的时间， 则汽油机的功率。 【分析】（1）汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能；压缩冲程，将机械能转化为内能； （2） 四冲程内燃机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次； （3）首先根据W=Fs计算燃气一次做功，然后根据计算汽油机的功率。 12．【答案】（1）机械能 （2）做功 （3）B 【知识点】热机；热机的四个冲程；能量的转化或转移 【解析】【解答】（1）实验时，酒精灯点燃，有蒸汽从易拉罐喷出时，扇叶转动起来；酒精燃烧，将化学能转化为内能，蒸汽推动扇叶转动，内能转化为机械能，则化学能→内能→机械能。 （2）蒸汽从管口喷出，推动风扇转动，内能转化为机械能，四冲程汽油机中，做功冲程将内能转化为机械能。 （3）A． 酒精灯的外焰温度最高，应用外焰加热，内焰温度低，加热的效率降低，水更难沸腾，蒸汽量会更少，喷射力更弱，故A不符合题意； B．若有蒸汽泄露，则喷出的蒸汽压力和流量不足，则风扇转动缓慢。可减少蒸汽泄漏，提高蒸汽喷射力，使风扇转得更快，故B符合题意。 故选B。 【分析】（1）燃料燃烧，化学能转化为内能；内能对外做功，转化为机械能； （2）四冲程汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能； （3）酒精灯外焰温度高，加热效率高；减少能量损失，可以提高能量的利用率。 （1）实验时将易拉罐下面的酒精灯点燃，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来；酒精燃烧将化学能转化为内能，蒸汽推动扇叶转动，将内能转化为机械能。因此汽轮机模型工作过程的能量转化为：化学能→内能→机械能。 （2）蒸汽从管口喷出推动风扇转动的过程，是利用蒸汽对风扇做功，内能转化为机械能，而四冲程汽油机中，做功冲程能量转化为内能转化为机械能，故与四冲程汽油机的做功冲程能量转化情况相似。 （3）A． 酒精灯的外焰温度最高，加热时应使用外焰，用内焰加热会使加热效率降低，水更难沸腾，蒸汽量会更少，喷射力会更弱，故A不符合题意； B．如果罐身或接口处有蒸汽泄露，会导致喷出的蒸汽压力和流量不足，从而使风扇转动缓慢。检查并密封罐身和接口，可以减少蒸汽泄漏，提高蒸汽喷射力，从而让风扇转得更快，故B符合题意。 故选B。 13．【答案】（1）化学；热值；不变 （2）做功；机械；保持不变 【知识点】做功改变物体内能；燃料的热值；能量的转化或转移；能量守恒定律 【解析】【解答】（1）本次发射的火箭使用了新型固体燃料，其能量主要来自新型固体燃料储存的化学能，燃料燃烧时，将化学能转化为内能；火箭飞行时需要大量的能量，因此所用的燃料需要具有较高的热值，即选用热值大的固体燃料；热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此在燃料质量不断减少的过程中，其热值不变； （2）在整个试射过程中，火箭与大气间剧烈摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式使得火箭表面温度急剧升高；火箭加速升空阶段，内能转化成机械能，由能量守恒定律可知，在能量的转化过程中，能量的总量保持不变。 【分析】（1）燃料燃烧时，将化学能转化为内能；单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，燃料的热值越高，在质量相同时，完全燃烧时放出的热量越大；热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关。 （2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；在能量的转移和转化过程中，能的总量保持不变。 （1）[1]本次发射的火箭使用了新型固体燃料，其能量主要来自新型固体燃料储存的化学能，将化学能转化为内能。 [2]火箭飞行时需要大量的能量，当完全燃烧的燃料的量相同时，燃料的热值越大，燃料释放的热量越多，故火箭所用的燃料需要具有较高的热值。 [3]热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，因此在燃料质量不断减少的过程中，新型固体燃料的热值不变。 （2）[1]在整个试射过程中，火箭与大气间剧烈摩擦，火箭不断克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，内能增大，是通过做功的方式改变内能。 [2]火箭加速升空阶段，火箭的质量不变，速度增大，高度升高，火箭的动能增大，重力势能增大，机械能是动能与势能的总和，则火箭的机械能增大，此过程中火箭将内能转化成机械能。 [3]由能量守恒定律得，在能量的转化过程中，能量的总量保持不变。 14．【答案】酒精灯；水；机械能；换用火焰更旺的热源 【知识点】做功改变物体内能；热传递改变物体内能；热机；能量的转化或转移 【解析】【解答】（1） 此处需要持续稳定的热源，酒精灯是最佳选择。酒精灯能维持稳定的火焰温度，使易拉罐内的水持续受热升温，直至汽化为水蒸气，为整个实验装置提供动力来源。 该实验的驱动原理是水的相变：水受热后转变为水蒸气，体积急剧膨胀并从笔管高速喷出，由此产生的反作用力推动扇叶旋转。因此，水是实验中的关键工作介质。 （3）燃料燃烧时将化学能转化为内能，内能通过热传递使水汽化，能量储存在水蒸气中，水蒸气喷射时将内能转化为扇叶转动的机械能 （4）提升扇叶转速的关键在于增强蒸汽喷射动力。建议采用燃烧强度更大的热源（如酒精喷灯替代普通酒精灯）。 【分析】简易汽轮机模型动力冲程的能量转换为内能转换为机械能，工作的原理酒精灯加热水蒸气，水蒸气体积膨胀，推动扇叶旋转。 15．【答案】（1）机械；电 （2）解：系统受到的重力 经过10s克服重力做功 系统受到的浮力 在刚开始释放系统时，系统受到的浮力 系统的体积 悬停在1500 m高空，系统受到的浮力 此处空气的密度 答：①经过10s系统克服重力做的功为，系统受到的浮力为；②此处空气的密度为。 【知识点】能量的转化或转移；重力及其大小的计算；阿基米德原理；功的计算及应用 【解析】【解答】（1）风电系统工作时，转动的机械能转化为电能。 【分析】1、能量转化：风力发电过程中，机械能（风能）转化为电能。 2、速度公式：，用于计算物体运动的路程。 重力计算公式：G=mg，计算物体所受重力。 功的计算公式：W=Fs，克服重力做功可用 W=Gh 计算。 二力平衡：匀速直线运动、静止的物体受力平衡，合力为0，向上的力与向下的力大小相等。 阿基米德原理：气体、液体浮力均满足F浮=流体gV排，可灵活变形求解流体密度、排开体积、浮力大小。 （1）该风电系统工作时将风能（或机械能）转化为电能 （2）系统受到的重力 经过10s克服重力做功 系统受到的浮力 在刚开始释放系统时，系统受到的浮力 系统的体积 悬停在1500 m高空，系统受到的浮力 此处空气的密度 16．【答案】（1）液体表面积 （2）机械能 （3）漂浮；0.5N；变大 【知识点】影响蒸发快慢的因素；能量的转化或转移；液体压强计算公式的应用；物体的浮沉条件及其应用 【解析】【解答】（1）我们知道，液体蒸发的速度和三个因素有关：液体的温度、液体的表面积、液体表面空气的流动速度。题目里这款加湿滤网采用了蜂窝状结构，可以让水布满整个滤网，这个设计增大了水和空气的接触面积，也就是增大了液体的表面积，从而达到加快水蒸发的效果。 （2）这款加湿器工作时，主要是依靠风扇转动加快空气流动，来促进水蒸发，风扇转动时获得机械能，因此加湿器通电工作后，电能主要转化为了风扇转动的机械能。 （3）当水箱水量充足时，浮筒漂浮在水面上，同时接通触点开关，此时浮筒的浮沉状态为漂浮；根据漂浮条件，物体漂浮时受到的浮力等于自身的重力。已知浮筒质量，因此浮筒受到的浮力为 向水箱加水的过程中，水箱内水的深度逐渐增加，水的密度保持不变，根据液体压强公式可知，水的深度越大，水对水箱底部的压强就越大，因此加水过程中水对箱底的压强将变大。 【分析】1、影响蒸发的因素有温度和空气流速， 减小液体表面空气的流动速度 以及降低温度都可以降低蒸发的速度，增大温度以及加快空气的流速，可以加快蒸发速度； 2、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机，能量转化为电能转化为机械能；通电导线受力的方向和磁场以及电流方向有关。 3、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度； 4、压强的计算：公式为P=ρgh，压强和液体的密度、浸没深度有关，且密度越大，压强越大，深度越大，压强越大，在同种液体的同一深度，液体向各个方向的压强相同。 （1）影响蒸发快慢的因素有液体温度、液体表面积、液体表面空气流速。加湿滤网为蜂窝状结构，水会布满整个滤网，该设计通过增大水与空气的接触面积，即增加液体表面积，加快水的蒸发。 （2）该加湿器工作时主要依靠风扇转动加快空气流速来促进蒸发，风扇转动获得机械能，因此通电后电能主要转化为机械能。 （3）水量充足时，浮筒浮在水面上接通触点开关，浮沉状态为漂浮；漂浮时浮力等于自身重力，浮筒质量，因此浮力 加水过程中，水箱内水的深度逐渐增大，水的密度不变，根据液体压强公式，水对箱底的压强会随深度增大而变大，因此压强将变大。 学科网（北京）股份有限公司 $