第5章 第3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（粤教版）

粤教版·必修第三册·第五章电能与能源的可持续发展 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。 能量转化的普遍性 自然界中各种形式的能量一机械能、内能、电能、化学能、光能、核能等 都可以相互转化。 做功与能量转化 做功是能量转化的量度。重力做功对应重力势能变化；合力做功对应动能变 3 化；电场力做功对应电势能变化。 能量转移的两种方式 ①做功：能量从一种形式转化为另一种形式；②热传递：内能从高温物体转移 到低温物体。 第一类永动机不可能制成 不需要任何动力或燃料，却能不断对外做功的机器叫第一类永动机，它违背了 能量守恒定律，因此不可能制成。 能量耗散 在能量转化过程中，部分能量转化为内能扩散到环境中，无法自动重新收集利 6 用，这种现象叫能量耗散。 能量耗散的方向性 能量的转化和转移具有方向性：自发的能量转化过程总是沿着使系统无序程度 增大的方向进行，相反方向的过程不能自发进行。 能源与可持续发展 能量守恒定律表明能量总量不变，但可利用的能源是有限的。因此需要节约能 源、提高能源利用率、开发可再生能源。 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（某物体能量增 9 加量等于另一物体能量减少量)。 应用能量守恒解题的一般 ①明确研究对象和过程；②分析涉及哪些形式的能量；③列出能量转化或转移 10 思路 的关系式；④代入数据求解。 记忆口诀 能量不生不灭，只转不移总量恒；做功热传是途径，耗散方向不可逆。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（共10题） 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.能量只能从一种形式转化为另一种形式，总量保持不变 D.能量在转化过程中总量会减少 2.下列过程中，属于电能转化为机械能的是 A.电炉丝发热B.电动机带动水泵抽水C.蓄电池充电D.灯泡发光 3.下列关于第一类永动机的说法正确的是 A.第一类永动机可以制成，只是效率较低 B.第一类永动机违背了能量守恒定律，不可能制成 C.第一类永动机违背了牛顿第二定律，不可能制成 D.第一类永动机只需要不断补充燃料就能工作 4.自由摆动的秋千，摆幅越来越小，下列说法正确的是 A.机械能守恒B.总能量守恒，机械能减少C.总能量减少 D.动能全部转化为重力势能 5.下列现象中，属于能量耗散的是 A.电流通过电阻丝发热 B.摩擦生热后，内能扩散到周围环境 C.太阳能电池板将光能转化为电能 D.水电站将机械能转化为电能 6.关于能量的转化和转移的方向性，下列说法正确的是 A.热量可以自发地从低温物体传到高温物体 B.内能可以自发地全部转化为机械能 C.能量的转化和转移具有方向性，某些过程可以自发进行，其逆过程不能自发进行 D.能量的转化和转移没有方向性 7.一个物体从高处自由落下（不计空气阻力），下列说法正确的是 A.重力势能全部转化为动能，机械能守恒 B.重力势能全部转化为内能 C.动能全部转化为重力势能 D.机械能逐渐减少 8.下列关于能量守恒定律的表述，正确的是 A.某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量一定等于增加量 B.某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量一定大于增加量 C.能量在转化过程中，总量可能增加 D.能量在转移过程中，总量可能减少 9.关于能源与可持续发展，下列说法错误的是 A.能量守恒定律说明能量总量不变，因此不存在能源危机 B.煤、石油、天然气属于不可再生能源 C.太阳能、风能、水能属于可再生能源 D.提高能源利用率有助于可持续发展 10.某同学将一石块从地面举高1，然后松手让石块自由落下。若不计空气阻力，则石块在空中下落过程中 A动能增大，重力势能减小，机械能总量不变 B.动能减小，重力势能增大，机械能总量不变 C.动能增大，重力势能减小，机械能总量减小 D.动能不变，重力势能减小，机械能总量减小 二、多选题（共5题） 11.下列过程中，遵循能量守恒定律的是 A.摩擦生热B.电灯发光C,植物光合作用 D.核反应 12.关于做功与能量转化的关系，下列说法正确的是 A重力做正功，重力势能减少B.合力做正功，动能增加 C.电场力做正功，电势能增加 D.克服摩擦力做功，内能增加 13.下列能源中，属于可再生能源的是 A太阳能B.风能C.天然气D.水能 14.关于能量耗散，下列说法正确的是 A.能量耗散说明能量在转化过程中总量减少 B.能量耗散说明能量转化具有方向性 C.能量耗散过程中，能量的总量仍然守恒 D.能量耗散过程中，可利用的能量减少 15.关于能量守恒定律的应用，下列说法正确的是 A.能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一 B.能量守恒定律只适用于机械运动 C.能量守恒定律适用于所有物理过程 D.利用能量守恒定律可以计算某些物理过程中的能量变化 三、判断题（共5题） 16.能量守恒定律表明，能量在转化或转移过程中总量保持不变。 17.第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律。 18.热量可以自发地从低温物体传到高温物体。 19.能量耗散过程中，能量的总量减少了。 20.可再生能源是指可以不断补充的能源，如太阳能、风能等。 四、填空题（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.做功是能量 的量度。重力做功对应 能的变化；合力做功对应 能的变化。 23.能量转移的两种方式是 和 24.在能量转化过程中，部分能量转化为 扩散到环境中，无法自动重新收集利用，这种现象叫 25.能量守恒定律的表达式为E初= ,或△E增= 五、简答题（供3题） 26.请简述能量守恒定律的内容。 27.为什么第一类永动机不可能制成？ 28.请从能量守恒的角度说明为什么需要节约能源。 六、计算题（供2题） 29.一个质量为2kg的物体从离地面5m高处自由落下（不计空气阻力，g取10m/s2)。求： (1)物体落地时的动能； (2)物体落地时的速度大小。 30.一台电动机将质量为50kg的物体匀速提升10m,电动机消耗的电能为6000J（g取10m/s2)。求： (1)物体增加的重力势能； (2)电动机的效率。 模块3 参考答案 一、单选题 1.c 2.B 3.B 4.B 5.B 6.c 7.A 8.A 9.A 10.A 二、多选题 11.ABCD 12.ABD 13.ABD 14.BCD 15.ACD 三、判断题 16.√ 17.V 18.× 19.X 20.√ 四、填空题 21.转化；转移；保持不变 22.转化；重力势；动 23.做功；热传递 24.内能；能量耗散 25.E末；△E减 五、简答题 26.答：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。 27.答：第一类永动机是指不需要任何动力或燃料，却能不断对外做功的机器。它违背了能量守恒定律，因为能量不能凭 空产生，所以不可能制成。 28.答：虽然能量守恒定律表明能量总量保持不变，但在能量转化和转移过程中，部分能量会以耗散的形式（如内能扩散 到环境中)无法自动重新收集利用，因此可利用的能源是有限的。为了人类社会的可持续发展，需要节约能源。 六、计算题 29. 解：(1)物体自由落下，不计空气阻力，机械能守恒。以地面为零势能面。 初始机械能：E初=mgh=2×10×5J=100J 落地时重力势能为零，动能等于初始机械能： Ek=E初=100J (2)由Ek=hmv2得： v=√(2Ek/m)=√(2×100/2)m/s=√100m/s=10m/s 答：(1)物体落地时的动能为100J;(2)落地时速度大小为10m/s。 30. 解：(1)物体增加的重力势能： △Ep=mgh=50×10×10J=5000J (2)电动机的效率： η=W有用/W总×100%=5000/6000×100%≈83.3% 答：(1)物体增加的重力势能为5000J;(2)电动机的效率约为83.3%。