第6章 第2节 能量的转化与守恒-2026-2027学年高中物理必修第三册课堂重点&课时训练合集（鲁科版）

鲁科版·必修第三册·第6章能源与可持续发展 能量的转化与守恒 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 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，在转化或转移的过程中其总量保持不 变。 能量转化 能量从一种形式变为另一种形式的过程，如化学能→内能、电能→机械能、光 能→电能等。 能量转移 能量从一个物体传到另一个物体，而形式不变，如热传递（内能从高温物体转 3 移到低温物体)、做功（机械能从一个物体转移到另一个物体）。 功与能的关系 做功的过程就是能量转化或转移的过程；做了多少功，就有多少能量发生转化 或转移。功是能量转化的量度。 能量守恒定律的普适性 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本规律之一，适用于所有物理现象 5 (力、热、电、光、原子等)。 第一类永动机 不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器叫第一类永动机；它违背能量守 6 恒定律，因此不可能制成。 能量耗散 在能量转化过程中，一部分能量会转化为内能散布到环境中，虽然能量总量不 变，但可利用的品质降低了，这种现象叫能量耗散。 能量转化与转移的方向性 涉及内能的能量转化和转移过程具有方向性：内能总是自动地从高温物体传向 低温物体，不可能自发地从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。 能量守恒的表达式 E初=E末（初状态总能量等于末状态总能量）；或△E增=△E减（某种形式的能 9 量增加量等于其他形式能量的减少量)。 能量守恒与可持续发展 能量守恒定律表明能量总量不变，但可利用的能源（如煤、石油、天然气）是 10 有限的，且能量耗散使可利用能量品质下降，因此要节约能源、提高能量利用 率，走可持续发展道路。 记忆口诀 能量不生不灭，只转不移；总量守恒，方向有别；功是量度，耗散降质。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题3分，共10题） 1.关于能量守恒定律，下列说法正确的是 A.能量守恒定律只适用于机械能之间的转化 B.能量守恒定律只适用于热现象 C,能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本规律之一 D.能量守恒定律只适用于宏观物体，不适用于微观粒子 2.下列过程中，属于能量转移的是 A电动机带动水泵抽水B.燃料燃烧发光发热 C.热传递使一杯水的温度升高D.太阳能电池板发电 3.第一类永动机不可能制成的原因是 A制造技术不够先进B.找不到合适的材料 C,违背了能量守恒定律D.摩擦力太大 4.关于功与能的关系，下列说法正确的是 A.做功越多，物体具有的能量一定越多 B.做功的过程就是能量转化或转移的过程 C.不做功的物体没有能量 D.功就是能，两者单位不同但本质相同 5.下列现象中，属于能量耗散的是 A.电动机把电能转化为机械能和内能 B.水从高处流下带动水轮机做功 C.电池充电时电能转化为化学能 D.太阳能热水器把光能转化为内能 6.关于能量转化和转移的方向性，下列说法正确的是 A.内能可以自发地从低温物体传向高温物体 B.机械能可以自发地全部转化为内能，内能也可以自发地全部转化为机械能 C.内能总是自动地从高温物体传向低温物体 D.能量转化和转移没有任何方向性 7.一个物体沿粗糙斜面匀速下滑，在此过程中 A.物体的机械能守恒 B.物体的重力势能全部转化为动能 C.物体的机械能全部转化为内能 D.物体的动能保持不变，机械能减少 8.下列说法中正确的是 A.能量在转化过程中总量保持不变，因此不需要节约能源 B.能量耗散说明能量在转化过程中总量减少了 C.能量耗散使可利用能量的品质降低，因此要节约能源 D.能量守恒定律说明能源永远不会枯竭 9.下列过程中，能量转化形式为“电能→机械能”的是 A.发电机发电B.电动机工作C.电池放电 D.电灯发光 10.关于能量守恒定律的表达式，下列正确的是 A.E初>E未B.E初<E末C.E初=E末 D.无法确定 二、多选题（每题4分，共5题，选对但不全得2分，选错得0分） 11.下列过程中，遵循能量守恒定律的是 A.自由落体运动B.摩擦生热C.光电效应 D.核反应 12.关于能量转化和转移，下列说法正确的是 A.做功的过程一定伴随着能量的转化或转移 B.热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体 C.能量在转化过程中，其总量可能增加 D.能量在转移过程中，其形式不变 13.下列过程中，属于能量转化的有 A.燃料燃烧B.电动机带动传送带C.热传递使冰块熔化 D.太阳能电池供电 14.关于第一类永动机，下列说法正确的是 A.它不消耗任何能量却能不断对外做功 B.它违背了能量守恒定律 C.随着科技发展，它有可能被制成 D.它不可能制成 15.关于能量耗散，下列说法正确的是 A.能量耗散过程中能量总量减少 B.能量耗散过程中能量总量不变 C.能量耗散使可利用能量的品质降低 D.能量耗散说明能量的转化具有方向性 三、判断题（每题2分，共5题，对的写“”，错的写“×”） 16.能量守恒定律表明能量永远不会消失，因此人类不需要节约能源。 17.做功的过程就是能量转化或转移的过程，做了多少功就有多少能量发生转化或转移。 18.内能可以自发地从低温物体传向高温物体。 19.能量在转化或转移过程中，其总量保持不变。 20.第一类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成。 四、填空题（每题3分，共5题） 21.能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式 _为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量」 22.做功的过程就是能量 或 的过程，功是能量转化的 23.第一类永动机是指不消耗任何能量却能 的机器，它违背了 定律。 24.在能量转化过程中，一部分能量会转化为 散布到环境中，虽然能量总量不变，但可利用能量的 降低了，这种现象叫能量耗散。 25.能量守恒定律的表达式为E初= ,或△E增= 五、简答题（每题5分，共2题） 26.请用能量守恒定律解释：为什么第一类永动机不可能制成？ 27.请简述能量耗散现象，并说明为什么能量耗散要求我们节约能源。 六、计算题（每题8分，共3题） 28.一个质量为2kg的物体从高5m处自由下落（不计空气阻力，g取10m/s2)。求： (1)物体落地时的动能； (2)若物体落地后陷入沙坑中静止，沙坑对物体的平均阻力为200N,求物体陷入沙坑的深度。 29.一台电动机正常工作时，输入电功率为2.2kW,输出机械功率为1.8kW。求： (1)电动机工作1小时消耗的电能； (2)电动机工作1小时产生的内能； (3)电动机的效率。 30.一个质量为1kg的物体以初速度10m/s沿粗糙水平面滑行，滑行一段距离后停止。已知物体与水平面间的动摩擦 因数为0.5，g取10m/s2。求： (1)物体初动能； (2)物体滑行的距离； (3)在此过程中有多少机械能转化为内能。 模块3 参考答案 一、单选题 1.c 2.C 3.C 4.B 5.A 6.C 7.D 8.C 9.B 10.C 二、多选题 11.ABCD 12.ABD 13.ABD 14.ABD 15.BCD 三、判断题 16.× 17. 18.× 19.T 20.√厂 四、填空题 21.转化；转移；保持不变 22.转化；转移；量度 23.源源不断对外做功；能量守恒 24.内能；品质 25.E末；△E减 五、简答题 26.答：第一类永动机是指不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器。根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也 不会凭空消失，机器对外做功必须消耗相应的能量。第一类永动机试图在不消耗能量的情况下对外做功，这违背了能量守 恒定律，因此不可能制成。 27,答：能量耗散是指在能量转化过程中，一部分能量会转化为内能散布到环境中，虽然能量总量不变，但可利用能量的 品质降低了。能量耗散说明能量转化具有方向性，可利用的能源是有限的，且能量耗散使可利用能量减少，因此我们要节 约能源，提高能量利用率，走可持续发展道路。 六、计算题 28. (1)物体自由下落过程中，重力势能转化为动能，机械能守恒。由能量守恒定律：mgh=Ek。代入数据：Ek=2×10× 5=100J。物体落地时的动能为100J。 (2)物体陷入沙坑过程中，动能转化为内能，由能量守恒定律：Ek=f·d。代入数据：100=200×d,解得d=0.5m。 物体陷入沙坑的深度为0.5m。 29. (1)电动机消耗的电能：W电=P入·t。代入数据：W电=2.2×103×3600=7.92×106J。电动机工作1小时消耗的 电能为7.92×106J。 (2)电动机产生的内能：Q=W电-W机=(P入-P出)·t。代入数据：Q=(2.2-1.8)×103×3600=1.44×106J。电动 机工作1小时产生的内能为1.44×106J。 (3)电动机的效率：n=P出/P入×100%。代入数据：n=1.8/2.2×100%≈81.8%。电动机的效率约为81.8%。 30. (1)物体初动能：Ek0=mvo2。代入数据：Ek0=h×1×102=50J。物体初动能为50J。 (2)物体滑行过程中，动能全部转化为内能，由能量守恒定律：Ek0=f·s=μmg·S。代入数据：50=0.5×1×10× s,解得s=10m。物体滑行的距离为10m。 (3)在此过程中，机械能全部转化为内能：Q=Ek0=50J。有50J的机械能转化为内能。