第12章 第2节 能量的转化-2026-2027学年高中物理必修第三册课堂重点&课时训练合集（沪科版）

沪科版·必修第三册·第十二章能源与可持续发展 12 能量的转化 课时重点&课堂同步 模块1 本课时重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，而能量的总量保持不变。 能量转化的方向性 自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，如热量只能自发地从高 2 温物体传到低温物体，不能自发地反向传递。 能量耗散 在能量转化过程中，一部分能量转化为内能散失到环境中，虽然总能量守恒， 3 但可利用的品质降低了，这种现象称为能量耗散。 能量转化与转移的三种基 ①动能与势能的相互转化（机械能内部转化）；②机械能与内能的转化（摩擦 4 本形式 生热、做功改变内能)；③电能、化学能、光能、核能等与内能、机械能之间 的转化。 5 第一类永动机 不消耗任何能量却能不断对外做功的机器，违背能量守恒定律，不可能制成。 第二类永动机 从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化的机器，违背热力学第二 6 定律（能量转化的方向性），不可能制成。 能量转化效率 η=有用能量输出/总能量输入×100%，效率总是小于100%，因为总有部分 能量以废热等形式耗散。 能源分类（按能否再生） ①可再生能源：太阳能、风能、水能、生物质能等；②不可再生能源：煤、石 8 油、天然气、核燃料等。 能量转化的基本规律对比 能量守恒定律：总量不变，说明“能量不会减少”；热力学第二定律：转化有 9 方向性，说明“能量品质会降低”。 能量转化实例（课本常 火力发电：化学能→内能→机械能→电能；水力发电：机械能→电能；太阳能 10 见) 电池：光能→电能；电动机：电能→机械能（部分转化为内能）。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（侮题只有一个正确选项） 1.关于能量守恒定律，下列说法正确的是 A.能量可以凭空产生 B.能量可以凭空消失 C.能量只会从一种形式转化为另一种形式，总量保持不变 D.能量转化过程中总量会减少 2.下列过程中，属于机械能转化为内能的是 A.电动机带动水泵抽水B.摩擦生热 C.太阳能电池发电D.火力发电中锅炉燃烧 3.关于能量耗散，下列说法正确的是 A.能量耗散说明能量不守恒 B.能量耗散说明能量消失了 C.能量耗散过程中总能量仍然守恒，但可利用的品质降低了 D.能量耗散只发生在热现象中，与机械运动无关 4.第一类永动机不可能制成的原因是 A.违背了热力学第二定律B.违背了能量守恒定律 C.违背了牛顿第一定律D.违背了机械能守恒定律 5.第二类永动机不可能制成的原因是 A.违背了能量守恒定律B.违背了热力学第二定律 C.违背了牛顿第二定律D.违背了电荷守恒定律 6.下列能源中，属于可再生能源的是 A煤B.石油C.天然气D.风能 7.火力发电过程中，能量的转化顺序正确的是 A.化学能→机械能→内能→电能B.化学能→内能→机械能→电能C.内能→化学能→机械能→电能 D.机械能→内能→化学能→电能 8.关于能量转化效率，下列说法正确的是 A.效率可以等于100%B.效率可以大于100%C.效率总是小于100%D.效率与能量耗散无关 9.下列关于能量转化方向性的说法，正确的是 A.热量可以自发地从低温物体传到高温物体 B.热量只能自发地从高温物体传到低温物体 C.内能可以自发地全部转化为机械能而不引起其他变化 D.能量转化没有方向性 10.水力发电过程中，能量转化主要是 A.化学能→电能 B.机械能→电能 C.光能→电能 D.内能→电能 二、多选题（每题有多个正确选项） 11.下列过程中，涉及能量转化的有 A.电灯发光B.电池充电C.汽车刹车D.冰块在0℃熔化 12.关于能量守恒定律和热力学第二定律，下列说法正确的是 A.能量守恒定律说明能量不会减少 B.热力学第二定律说明能量品质会降低 C.两者是相互矛盾的 D.两者共同描述了能量转化的规律 13.下列属于不可再生能源的有 A煤B.石油C.太阳能D.核燃料 14.关于能量耗散，下列说法正确的是 A.能量耗散过程中总能量守恒B.能量耗散过程中可利用能量减少 C.能量耗散是可逆过程 D.能量耗散与热现象有关 15.下列能量转化实例中，正确的是 A.太阳能电池：光能→电能 B.电动机：电能→机械能 C.火力发电：化学能→内能→机械能→电能 D.水力发电：机械能→电能 三、填空题（每空2分） 16.能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，而能量的总量保持 17.自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有 性。 18.在能量转化过程中，一部分能量转化为 散失到环境中，虽然总能量守恒，但可利用的品质降低了，这 种现象称为 19.能量转化效率的计算公式为n= ×100%,效率总是 100%。 20.不消耗任何能量却能不断对外做功的机器叫做 ，它违背了 定律。 21.从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化的机器叫做 它违背了 定律。 四、判断题（正确打“”，错误打“X”) 22.能量守恒定律说明能量不会减少，热力学第二定律说明能量品质会降低，两者是相互矛盾的。 23.热量可以自发地从低温物体传到高温物体。 24.能量耗散过程中总能量仍然守恒。 25.可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能等。 26.能量转化效率可以等于100%。 五、简答题（每题5分） 27.请简述能量守恒定律的内容。 28.请说明第一类永动机和第二类永动机不可能制成的原因分别是什么。 29.请列举三种能量转化的实例，并说明每种实例中能量的转化过程。 六、计算题（每题6分） 30.某火力发电厂燃烧煤释放的总能量为5.0×109J,最终输出的电能为1.5×109J。求该发电厂的能量转化效率。 31.一台电动机消耗电能为2.0×106J,输出的机械能为1.6×106J。求： (1)该电动机的效率； (2)损失的能量。 32.某太阳能热水器接收太阳能的总量为4.2×107J,水吸收的内能为2.1×107J。求该热水器的能量转化效率。 模块3 参考答案 一、单选题 1.C 2.B 3.C 4.B 5.B 6.D 7.B 8.C 9.B 10.B 二、多选题 11.ABC 12.ABD 13.ABD 14.ABD 15.ABCD 三、填空题 16.转化；转移；不变 17.方向 18.内能；能量耗散 19.有用能量输出/总能量输入；小于 20.第一类永动机；能量守恒 21.第二类永动机；热力学第二 四、判断题 22.× 23.× 24.√厂 25.√ 26.X 五、简答题 27.答：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，而能量的总量保持不变。 28.答：第一类永动机不消耗任何能量却能不断对外做功，违背了能量守恒定律，因此不可能制成；第二类永动机从单一 热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化，违背了热力学第二定律（能量转化的方向性），因此不可能制成。 29.答：示例：①火力发电：化学能→内能→机械能→电能；②水力发电：机械能→电能；③太阳能电池：光能→电能； ④电动机：电能→机械能（部分转化为内能）。（任选三种即可） 六、计算题 30. 已知：总能量输入Q总=5.0×109J,有用能量输出W有用=1.5×109J η=W有用/Q总×100%=1.5×109J/5.0×109J×100%=0.3×100%=30% 答：该发电厂的能量转化效率为30%。 31. 已知：消耗电能W总=2.0×106J,输出机械能W有用=1.6×106J (1)n=W有用/W总×100%=1.6×106J/2.0×106J×100%=0.8×100%=80% (2)损失能量△E=W总-W有用=2.0×106J-1.6×106J=4.0×105J 答：(1)该电动机的效率为80%；(2)损失的能量为4.0×105J。 32. 已知：接收太阳能总量Q总=4.2×107J,水吸收内能Q有用=2.1×107J η=Q有用/Q总×100%=2.1×107J/4.2×107J×100%=0.5×100%=50% 答：该热水器的能量转化效率为50%。