第26课时 内能、核能、能量守恒与转化
一、能的多种形式
考点1 列举能的多种形式(机械能、内能、电能、化学能、核能) a
能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有机械能、内能、________________、化学能、________________等。
二、内能
1．内能含义：构成物质的大量微粒(如分子、原子、离子等)做
___________而具有的能，俗称热能。____________都有内能。
2．物体温度________________，内能________________；温度越低，内能越小。
3．克服摩擦做功，能使物体的内能增加。
1．做功：对物体做功，物体的内能________________；物体对外界做功，
物体的内能________________。实质是能的形式发生了转化。
2．热传递：物体吸热，内能________________；物体放热，内能________________。实质是内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分________________到低温部分的过程。能的形式未发生转化。
注意：做功和热传递对改变物体的内能是________________的。
在热传递中，传递的能量多少叫________________。低温物体从外界吸收多少热量，内能就________________多少；高温物体向外界放出多少热量，内能就 多少。
1．化学能是物质发生化学反应时所释放的能量，它不能直接用来做功，只有在发生_______的时候才释放出来，变成内能或者其他形式的能量。
2．化学能与内能的转化
常见吸热反应：________________转变为化学能
大多数分解反应；大多数需要加热或高温条件下才能进行的反应。
常见放热反应：化学能转变为内能
燃烧；中和反应；金属与酸反应；一般化合反应(如生石灰和水反应)。
1．(2017·金华)下列关于”热与能”的表述中正确的是 ( )
A．物体在吸热过程中，其温度一定升高
B．在搓手取暖过程中，内能转化为机械能
C．水常被用作冷却剂，是因为水的比热容大
D．铁块在煅烧过程中，其内能从零开始增加
2．(2017·杭州)将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度(两物体与外界没有热量交换)，则有 ( )
A．高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B．高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C．高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D．高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度
三、热机
考点6 说出汽油机的工作过程，知道汽油机的能量转化 a
1．热机是指各种利用内能做功的机械。热机原理是将燃料的____________________转化成内能再转化成____________________。
2．热机的四个冲程：吸气冲程，____________________冲程，____________________冲程，____________________冲程。
3．(2016·宁波)在如图所示的”汽油机模型”实验中，厚壁有机玻璃圆筒内底装
有两根与静电起电机相连接的放电针。
将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机。如果观察到放电
针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体____________________，即可
模拟四冲程汽油机工作时的____________________冲程。
4．(2017·绍兴、义乌)如图所示是某轿车发动机的四冲程汽油机的一个工作循环示意图。表示做功冲程的是 ( )
四、核能的利用
1．含义：原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能。
2．获得核能的途径
重核裂变：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成两个新原子核，并释放出能量的过程。
原子弹：根据________________的原理制成。
轻核聚变：两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。
氢弹：根据________________的原理制成。
1．原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，如α射线、γ射线、X射线、β射线等。
2．大量放射线对人畜会造成很大的伤害。如：建造核电站通常要修建很厚的水泥防护层，防止放射线外泄。
3．较小量的射线可以为人类做许多事。如：利用γ射线探伤；育种；放射线治疗肿瘤等疾病。
1．核电站原理：________________。
2．核电站的能量转化：核能→________________→机械能→________________。
5．(2016·温州)据报道，氢能源和核能是二十一世纪最有前途的绿色能源。
(1)氢能源被称为绿色能源，是因为氢气在空气中燃烧的产物是____________________。
(2)发展核能是缓解能源紧张的一种方案。获得核能的途径有核裂变和核聚变，当前核电站获得核能的途径是____________________。
核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是( )
A．核能→化学能→内能→电能
B．核能→化学能→机械能→电能
C．核能→内能→机械能→电能
D．核能→机械能→内能→电能
五、能量的转化与守恒
1．能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式________________为其他形式，或者从一个物体________________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的________________，这就是________________。
2．能量的转化和守恒定律是自然科学最基本的规律。”永动机”是不可能成功的，因为它违背了________________________________________________________________。
能量的转化与传递有一定的________________：例如热能可以从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体；可燃物可以通过燃烧将化学能转化成内能，但不可能将内能自发地转化成化学能。
1．能量利用效率是指有效利用的能与总能量之比。
2．提高能量利用效率的方法：减少能量浪费和损失；改进机械设备。
7．(2016·嘉兴、舟山)能量的形式多种多样且可以相互转化。下列事例中，属于内能转化为机械能的是 ( )
如图所示，两只相同的塑料瓶，分别装有相等质量的水和
沙子，从斜面的相同高度同时由静止滚下，结果装水的瓶子会先到
达终点。原因是装水的瓶子在下滚过程中，通过克服摩擦做功把势能转化成的________________较少，从而获得较大的动能。
如图是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图，阳光穿
过透明的集热棚顶使棚内空气变热，热空气从烟囱中上冲，带动发电机发电。这种发电站利用的能源是________________能。这种发电站________________(填”能”或”不能”)将获得的能量完全转化为电能。这种发电方式与火力发电相比优点是______________(写出一条即可)。
(2017·天水)如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是( )
A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
2．(2017·舟山)下列各项都能使右图瓶内铁屑内能增加，其中属于做功的是 ( )
A．不断晃动瓶子 B．用酒精灯加热
C．用手捂瓶子 D．在烈日下照射
物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置来提升重物M，图乙是物体上升过程某段时间内的s－t图线，已知物体重为1N，闭合开关后，在2.4s～2.8s这段时间内，电流表和电压表的示数分别为0.2A和4V，则2.4s～2.8s这段时间内该装置提升重物做的有用功为________________J，它的效率是________________%。
3．(2016·枣庄)太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是 ( )
A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
【提醒】解决此题的关键是知道乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低。
(2016·滨州)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．是由水的重力势能转化来的
C．是由乒乓球的内能转化来的 D．是由乒乓球的化学能转化来的
(2015·嘉兴、舟山)2015年3月，全球最大的太阳能飞机”阳光动力2号”(如图所示)开始首次环球航行，途径我国重庆和南京两个城市，此行的重要目的是传播新能源理念。
该机白天飞行时，利用高效太阳能电池板将电磁能(太阳能)转化成
___________能；夜间飞行时，利用其超轻薄锂离子电池储备的
_____________能转化成电能，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油。
(2)该机从重庆飞往南京的航程约为1260千米。用时17.5小时，则它的飞行速度为多少千米/小时？
(3)为降低飞行时的能量消耗，该机选用新型轻质材料。取面积为1平方米、厚度为1毫米的新型材料，测得其质量为250克，则该材料的密度为多少？
(4)该机计划从南京起飞后直飞美国夏威夷，是此次环球航行中最具挑战性的一段航程，飞行时间长达120小时。飞行过程中依靠平均功率为10千瓦的电动机提供动力，其消耗的能量全部由电池板吸收的太阳能提供，则此段航行中至少需要吸收多少太阳能？(太阳能电池板的转化效率约为30%)
(友情提示：本栏目建议午休时间完成)
(2017·滨州)2016年8月16日，我国用长征二号丁运载火箭成功将世界
首颗量子科学实验卫星(简称”量子卫星”)”墨子号”发射升空，如图所示，火箭在加速上升的过程中 ( ) 第1题图
A．动能不变，重力势能增加，机械能增加
B．动能增加，重力势能不变，机械能增加
C．动能增加，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
2．(2017·杭州)如图，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确
的是 ( )
压缩冲程，机械能转化为内能
B．压缩冲程，内能转化为机械能 第2题图
C．做功冲程，机械能转化为内能
D．做功冲程，内能转化为机械能
3．(2017·湖州)电水壶是常用小家电。下列有关电水壶烧水的观察和思考，正
确的是 ( )
A．加热过程中，水的内能通过热传递改变
B．加热过程中，水的热量不断增加 第3题图
C．沸腾时，所冒的”白气”是水汽化产生的水蒸气
D．沸腾时，继续吸热水温不断上升
(2017·遵义)如图所示，瓶内有一些水，用带孔的橡皮塞把瓶口塞住，向瓶内打
气一会儿后，瓶塞跳起，在瓶塞跳起的过程中，下列关于瓶内气体说法正确的
是 ( )
A．气体对瓶塞做功，气体的内能减少 第4题图
B．瓶塞对气体做功，气体的内能减少
C．气体对瓶塞做功，气体的内能增加
D．瓶塞对气体做功，气体的内能增加
5．(2016·南昌)汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是 ( )
A．温度降低，内能增大 B．温度不变，内能不变
C．温度升高，内能增大 D．温度降低，内能减小
冲击钻是一种打孔的工具。工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)。冲击钻在工作的过程中 ( ) 第6题图
A．只有电能和内能的转化 B．只有电能和机械能的转化
C．有电能、机械能和内能的转化 D．没有机械能和内能的转化
7．(2016·丽水)央视二套”是真的吗”栏目播出：人站在风车下就能让它转动(如
图)。原理是人体可以加热周围的空气，热空气密度变小会上升，导致风车
转动。 第7题图
(1)人体加热周围空气，导致风车转动，其实质是内能转化为____________________。
(2)若风车正下方站的人越多，则风车转动越____________________。
(2015·北京)有甲、乙两种不同品牌的保温杯，为了比较这两种品牌的保温杯盛水时的保温效果，小明按照科学探究的程序，明确了具体的探究问题，选择了适当的器材，在控制变量的前提下，在室内进行了实验，得到了一段时间内，甲、乙两种保温杯内水的温度的实验数据，根据数据绘制的图像如图所示。请你根据图像所提供的信息回答以下问题：
第8题图
(1)小明探究的问题的自变量是________________。(选填选项前的字母)
A．保温杯的品牌 B．水冷却的时间 C．水的温度
(2)请比较甲、乙两种保温杯的保温效果：________________。(选填选项前的字母)
A．甲保温杯的保温效果好
B．乙保温杯的保温效果好
C．甲、乙两种保温杯的保温效果一样好
(3)请估计实验过程中第5小时的室温：________________℃。
9．(2017·衢州)大家都知道：”摩擦生热”，那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？
第9题图
焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验：如图甲，在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量____________________和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功(W)；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热(Q)。
(1)焦耳做这个实验的目的是________________________________________________。
(2)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测定做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是：
①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯。
②用天平称量一定质量的水，记为m水，用温度计测出水的温度，记为t1。
③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水。计算出h杯－h水，这也就是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计(连接处密闭绝热)，盖紧保温杯，如图乙。
⑤____________________(填写操作)，计算出水的重力所做的功(W)。
⑥测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤、⑥数据，得出两者的比值关系。
参 考 答 案
第26课时 内能、核能、能量守恒与转化
课前预热
考点1 电能 核能
考点2 1.无规则运动 任何物质 2.越高 越大
考点3 1.增加 减少 2.增加 减少 传递 等效
考点4 热量 增加 减少
考点5 1.化学变化 2.内能
【考点真题】1.C 2.B
考点6 1.化学能 机械能 2.压缩 做功 排气
【考点真题】3.冲出 做功 4.C
考点7 2.核裂变 核聚变
考点9 1.原子核裂变 2.内能 电能
【考点真题】5.(1)水 (2)核裂变 6.C
考点10 1.转化 转移 总量保持不变 能量转化和守恒定律 2.能量的转化和守恒定律
考点11 方向性
【考点真题】7.D
课堂突破
例1 内能(或热能) 例2 C 例3 0.2 62.5 例4 B 例5 (1)电 化学 (2)72千米/小时 (3)0.25×103千克/米3 (4)1.44×1010焦
【变式拓展】 1．太阳(光) 不能 清洁(经济等) 2.A 3.A
校内作业
1．C 2.A 3.A 4.A 5.D 6.C 7．(1)机械能 (2)快 8．(1)A (2)B (3)20
9．所挂重物的重力(质量) (1)研究摩擦做功和产生热(量)的关系 (2)⑤将保温杯慢慢上下翻转多次(n次)
课件48张PPT。第二篇 物质科学(一)第26课时 内能、核能、能量守恒与转化
一、能的多种形式
考点1 列举能的多种形式(机械能、内能、电能、化学能、核能) a
能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有机械能、内能、________、化学能、_______等。
电能核能二、内能
考点2 知道克服摩擦做功与物体内能改变的关系 a
(1)内能含义：构成物质的大量微粒(如分子、原子、离子等)做________________而具有的能，俗称热能。_________________都有内能。
(2)物体温度______，内能____；温度越低，内能越小。
(3)克服摩擦做功，能使物体的内能增加。无规则运动任何物质越高越大考点3 知道做功和热传递是改变内能的两种途径 a
1．做功：对物体做功，物体的内能______；物体对外界做功，物体的内能______。实质是机械能转化为内能。能的形式发生了转化。
2.热传递：物体吸热，内能_______；物体放热，内能______。实质是内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分_______到低温部分的过程。能的形式未发生转化。
注意：做功和热传递对改变物体
的内能是______的。传递等效增加减少增加减少考点4 知道在热传递过程中用热量来量度内能的变化 a
在热传递中，传递的能量多少叫 。低温物体从外界吸收多少热量，内能就 多少；高温物体向外界放出多少热量，内能就 多少。
考点5 举例说出化学能与内能的转化
(1)化学能是物质发生化学反应时所释放的能量，它不能直接用来做功，只有在发生_________的时候才释放出来，变成内能或者其他形式的能量。热量增加减少化学变化(2)化学能与内能的转化
常见吸热反应：_____转变为化学能
大多数分解反应；大多数需要加热或高温条件下才能进行的反应。
常见放热反应：化学能转变为内能
燃烧；中和反应；金属与酸反应；一般化合反应(如生石灰和水反应)。内能1．(2017·金华)下列关于“热与能”的表述中正确的是 ( )
A．物体在吸热过程中，其温度一定升高
B．在搓手取暖过程中，内能转化为机械能
C．水常被用作冷却剂，是因为水的比热容大
D．铁块在煅烧过程中，其内能从零开始增加C2．(2017·杭州)将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度(两物体与外界没有热量交换)，则有( )
A．高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B．高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C．高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D．高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度B三、热机
考点6 说出汽油机的工作过程，知道汽油机的能量转化 a
1．热机是指各种利用内能做功的机械。热机原理是将燃料的_________转化成内能再转化成________。
2．热机的四个冲程：吸气冲程，__________冲程，________冲程，________冲程。化学能机械能压缩做功排气3．(2016·宁波)在如图所示的“汽油机模型”实验中，厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根与静电起电机相连接的放电针。
将适量的汽油喷入筒内，用软
木塞塞住筒口，摇动起电机。
如果观察到放电针放电，汽油
燃烧，软木塞被高温高压的气
体 ，即可模拟四冲程汽
油机工作时的 冲程。冲出做功4．(2017·绍兴、义乌)如图所示是某轿车发动机的四冲程汽油机的一个工作循环示意图。表示做功冲程的是 ( )C四、核能的利用
考点7 知道裂变和链式反应；知道聚变和热核反应 a
(1)含义：原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能。
(2)获得核能的途径
重核裂变：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成两个新原子核，并释放出能量的过程。
原子弹：根据_________的原理制成。
轻核聚变：两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。
氢弹：根据________的原理制成。核裂变核聚变考点8 知道放射性及其应用 a
(1)原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，如α射线、γ射线、X射线、β射线等。
(2)大量放射线对人畜会造成很大的伤害。如：建造核电站通常要修建很厚的水泥防护层，防止放射线外泄。
(3)较小量的射线可以为人类做许多事。如：利用γ射线探伤；育种；放射线治疗肿瘤等疾病。
考点9 知道核电站是利用核裂变的原理来工作的 a
(1)核电站原理：________________________。
(2)核电站的能量转化：
核能→___________→机械能→______。原子核裂变内能电能5．(2016·温州)据报道，氢能源和核能是二十一世纪最有前途的绿色能源。
(1)氢能源被称为绿色能源，是因为氢气在空气中燃烧的产物是____。
(2)发展核能是缓解能源紧张的一种方案。获得核能的途径有核裂变和核聚变，当前核电站获得核能的途径是 。核裂变水★6．核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是 ( )
A．核能→化学能→内能→电能
B．核能→化学能→机械能→电能
C．核能→内能→机械能→电能
D．核能→机械能→内能→电能C【解析】在核反应堆中，核能转化为介质的内能，在汽轮机中蒸汽的内能转化为汽轮机的机械能，在发电机中，机械能转化为电能，最终输送到电网上，因此，选项C的描述符合题意。五、能量的转化与守恒
考点10 举例说出能量的转化与守恒定律 a
(1)能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式______为其他形式，或者从一个物体______到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的 ，这就是_____________________。
(2)能量转化和守恒是自然科学最基本的规律。“永动机”是不可能成功的，因为它违背了_______________
_____________。转化转移总量保持不变能量转化和守恒定律守恒定律能量的转化和考点11 举例说出能量的转化与传递有一定的方向性 a
能量的转化与传递有一定的__________：例如热能可以从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体；可燃物可以通过燃烧将化学能转化成内能，但不可能将内能自发地转化成化学能。
考点12 知道能量利用效率和节能的关系 a
(1)能量利用效率是指有效利用的能与总能量之比。
(2)提高能量利用效率的方法：减少能量浪费和损失；改进机械设备。方向性7．(2016·嘉兴、舟山)能量的形式多种多样且可以相互转化。下列事例中，属于内能转化为机械能的是( )D
高频点1 多种形式的能之间的转化
★例1 如图所示，两只相同的塑料瓶，分别装有相等质量的水和沙子，从斜面的相同高度同时由静止滚下，结果装水的瓶子会先到达终点。原因是装水的瓶子在下滚过程中，通过克服摩擦做功把势能转化成的_____________较少，从而获得较大的动能。内能(或热能)【解析】在两个瓶子下滚过程中，若不计克服摩擦做额外功，应同时到达终点。但由于克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，迟到终点的瓶子转化为额外功多，获得的动能较少，速度较小。
1．如图是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图，阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热，热空气从烟囱中上冲，带动发电机发电。这种发电站利用的能源是______________能。这种发电站________(填“能”或“不能”)将获得的能量完全转化为电能。这种发电方式与火力发电相比优点是_________________(写出一条即可)。太阳(光)不能清洁(经济等)高频点2 做功改变物体的内能
★例2 (2017·天水)如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是 ( )CA．图甲，厚玻璃筒内的空气被
压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞
子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动
塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞
向下运动时，气体的内能增大【解析】A.图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误；B.图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减少，故B错误；C.图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，故C正确；D.图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程)，内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少，故D错误。故选C。2．(2017·舟山)下列各项都能使右图瓶内铁屑内能增加，其中属于做功的是 ( )
A．不断晃动瓶子 B．用酒精灯加热
C．用手捂瓶子 D．在烈日下照射A高频点3 能量的转化与守恒
★例3 物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置来提升重物M，图乙是物体上升过程某段时间内的s－t图线，已知物体重为1N，闭合开关后，在2.4s～2.8s这段时间内，电流表和电压表的示数分别为0.2A和4V，则2.4s～2.8s这段时间内该装置提升重物做的有用功为 ________J，它的效率是________%。0.262.5【解析】由图乙可知在2.4s～2.8s这段时间内，重物提升的高度：s＝0.75m－0.55m＝0.2m，W有用＝Gh＝1N×0.2m＝0.2J；通电时间：t＝2.8s－2.4s＝0.4s，W总＝UIt＝4V×0.2A×0.4s＝0.32J，3．(2016·枣庄)太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是( )AA．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为
化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转
化为水的内能C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为
信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直
接转化为飞机的机械能
【提醒】解决此题的关键是知道乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低。
★例4 (2016·滨州)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．是由水的重力势能转化来的
C．是由乒乓球的内能转化来的
D．是由乒乓球的化学能转化来的B【解析】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，水的重心不断降低，重力势能不断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，故乒乓球的机械能不断增加；故选B。
例5 (2015·嘉兴、舟山)2015年3月，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”(如图所示)开始首次环球航行，途径我国重庆和南京两个城市，此行的重要目的是传播新能源理念。
(1)该机白天飞行时，利用高
效太阳能电池板将电磁能(太
阳能)转化成____能；夜间飞
行时，利用其超轻薄锂离子
电池储备的_______能转化成
电能，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油。电化学(2)该机从重庆飞往南京的航程约为1260千米。用时17.5小时，则它的飞行速度为多少千米/小时？
(3)为降低飞行时的能量消耗，该机选用新型轻质材料。取面积为1平方米、厚度为1毫米的新型材料，测得其质量为250克，则该材料的密度为多少？
(4)该机计划从南京起飞后直飞美国夏威夷。是此次环球航行中最具挑战性的一段航程，飞行时间长达120小时。飞行过程中依靠平均功率为10千瓦的电动机提供动力，其消耗的能量全部由电池板吸收的太阳能提供，则此段航行中至少需要吸收多少太阳能？(太阳能电池板的转化效率约为30%)【答案】(2)72千米/时 (3)0.25×103千克/米3(4)1.44×1010焦
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1．(2017·滨州)2016年8月16日，我国用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)“墨子号”发射升空，如图所示，火箭在加速上升的过程中 ( )
A．动能不变，重力势能增加，机械能增加
B．动能增加，重力势能不变，机械能增加
C．动能增加，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变C第1题图2．(2017·杭州)如图，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确的是 ( )
A．压缩冲程，机械能转化为内能
B．压缩冲程，内能转化为机械能
C．做功冲程，机械能转化为内能
D．做功冲程，内能转化为机械能A第2题图3.(2017·湖州)电水壶是常用小家电。下列有关电水壶烧水的观察和思考，正确的是 ( )
A．加热过程中，水的内能通过热传递改变
B．加热过程中，水的热量不断增加
C．沸腾时，所冒的“白气”是水汽化产生的水蒸气
D．沸腾时，继续吸热水温不断上升A第3题图4．(2017·遵义)如图所示，瓶内有一些水，用带孔的橡皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气一会儿后，瓶塞跳起，在瓶塞跳起的过程中，下列关于瓶内气体说法正确的是 ( )
A．气体对瓶塞做功，气体的内能减少
B．瓶塞对气体做功，气体的内能减少
C．气体对瓶塞做功，气体的内能增加
D．瓶塞对气体做功，气体的内能增加A第4题图5．(2016·南昌)汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是 ( )
A．温度降低，内能增大 B．温度不变，内能不变
C．温度升高，内能增大 D．温度降低，内能减小D★6．冲击钻是一种打孔的工具。工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)。冲击钻在工作的过程中 ( )
A．只有电能和内能的转化
B．只有电能和机械能的转化
C．有电能、机械能和内能的转化
D．没有机械能和内能的转化C第6题图【解析】当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能。7．(2016·丽水)央视二套“是真的吗”栏目播出：人站在风车下就能让它转动(如图)。原理是人体可以加热周围的空气，热空气密度变小会上升，导致风车转动。
(1)人体加热周围空气，导致风车转动，
其实质是内能转化为 ；
(2)若风车正下方站的人越多，则风车
转动越 。机械能快第7题图★8.(2015·北京)有甲、乙两种不同品牌的保温杯，为了比较这两种品牌的保温杯盛水时的保温效果，小明按照科学探究的程序，明确了具体的探究问题，选择了适当的器材，在控制变量的前提下，在室内进行了实验，得到了一段时间内，甲、乙两种保温杯内水的温度的实验数据，根据数据绘制的图像如图所示。请你根据图像所提供的信息回答以下问题：
第8题图(1)小明探究的问题的自变量是____。(选填选项前的字母)
A．保温杯的品牌
B．水冷却的时间
C．水的温度
(2)请比较甲、乙两种保温杯的保温效果：____。(选填选项前的字母)
A．甲保温杯的保温效果好
B．乙保温杯的保温效果好
C．甲、乙两种保温杯的保温效果一样好
(3)请估计实验过程中第5小时的室温：____℃。AB20【解析】(1)由题意可知，此实验是为了比较两种品牌的保温杯盛水时的保温效果，所以其自变量是保温杯的品牌，故A符合题意；(2)由图像可知，在相同时间内，乙的水温下降较慢，甲的水温下降较快，所以乙保温杯的保温效果好，故B符合题意；(3)由图像可知，当温度降到20℃时，温度不再变化，所以室温为20℃，第5小时室温当然也是20℃。9．(2017·衢州)大家都知道：“摩擦生热”，那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？
焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验：如图甲，在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高。第9题图焦耳通过测量________________________和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功(W)；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热(Q)。
(1)焦耳做这个实验的目的是
________________________________。
(2)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测定做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是：
①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯。
②用天平称量一定质量的水，记为m水，用温度计测出水的温度，记为t1。所挂重物的重力(质量)研究摩擦做功和产生热(量)的关系③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水。计算出h杯－h水，这也就是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计(连接处密闭绝热)，盖紧保温杯，如图乙。
⑤________________________________(填写操作)，计算出水的重力所做的功(W)。
⑥测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤、⑥数据，得出两者的比值关系。将保温杯慢慢上下翻转多次(n次)第26课时 内能、核能、能量守恒与转化
1．(2017·广州)甲、乙两杯水温度各为40℃、80℃，下列说法正确的是( )
A．只有加热才能使水升温
B．甲杯中水的内能一定比乙杯中的小
C．乙杯中水的温度降低，水的内能一定减小
D．甲杯中的水分子运动一定比乙杯中的剧烈
如图所示，小球从左端由静止释放，在左右摆动过程中，不计空气阻力，则( )
第2题图
A．从最高点运动到最低点的过程，一部分重力势能转化为动能
B．从最低点运动到最高点的过程，一部分动能转化为重力势能
C．左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度
D．左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度
(2016·常州)世界上还有许多欠发达地区至今用不上电。美国哈佛大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是( )
A．动能→电能→化学能→光能
B．电能→动能→化学能→光能
C．动能→电能→光能→化学能
D．电能→动能→光能→化学能
4．(2017·连云港)下列关于温度、内能和热量的说法，正确的是( )
A．0℃的冰没有内能
B．冬天搓手取暖是利用做功来改变内能
C．物体温度越高，所含热量越多
D．物体的机械能越多，其内能就越多
(2016·长沙)如图，是酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的是( )
第5题图
A．酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大
B．酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C．试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D．橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程
(2017·海南)如图所示，塞子从试管口跳出，是由于水蒸气对塞子做了功，这个过程中能量的转化是( )
第6题图
A．内能转化为机械能
B．化学能转化为内能
C．机械能转化为内能
D．只有内能的转移
7．(2017·北京)下列实例中，用热传递的方式来改变物体内能的是( )
A．用热水袋暖手，手的温度升高
B．用锯条锯木板，锯条的温度升高
C．两手相互摩擦，手的温度升高
D．用手反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高
如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出鸡蛋刚离开手时的动能最接近于(质量为m、速度为v的物体所具有的动能的计算公式：Ek＝mv2；质量为m的物体在高度h处的重力势能的计算公式：Ep＝mgh)( )
第8题图
A．0.3J B．3J C．30J D．300J
(2016·荆门)笔记本电脑发热会影响使用寿命。如图是一款笔记本电脑散热支架，通过导线与电脑连接时，五个风扇就转动起来，从而帮助电脑散热。下列分析正确的是( )
第9题图
A．风扇转动的原理是电磁感应
B．风扇之间一定串联
C．风扇在工作时主要将电能转化为内能
D．电脑是通过与空气之间的热传递来散热的
10．(2015·成都)2014年8月，我国自主研发的“华龙一号”核电站总体技术方案通过专家评审。 核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法正确的是( )
A．目前核电站都是通过聚变反应来释放核能
B．核电站产生的核废料对环境没有污染
C．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
D．核反应堆所用的核燃料主要是氢的同位素
11．(2016·湖州)中国科研人员首次在自然界中发现金属铀。金属铀和二氧化铀按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块，就可以投入核反应堆使用。此反应堆获得核能的途径是________________(填“裂变”或“聚变”)。目前工业上的金属铀可用四氟化铀(UF4)和镁通过热还原法来制备，化学方程式为UF4＋2MgU＋2MgF2，此反应属于基本反应类型中的________________反应。
12．(2016·临沂)山东沂蒙抽水蓄能电站已于2015年7月19日在我市境内开工建设。抽水蓄能电站原理示意图如图所示，它通过上下两个水库将水循环利用，不仅能像常规水电站一样发电，还能像水泵站那样抽水蓄能。抽水蓄能电站实现了________________能和________________能之间的相互转化。
第12题图
(2017·江西)如图所示，两个容积相同的保温杯，同时装满温度相同的热水，过了一会儿，甲杯的外壁比乙杯热，由此可判断________杯保温性能较好，杯壁变热是通过____________________的方式改变了它的内能。
第13题图
(2015·湖州)2015年3月17日，我国具有自主知识产权的新型喷气式客机ARJ21－700(如图)完成首次航线演示飞行，一位试乘员描述了飞机起飞时的场景：接到控制塔信号后，飞机启动并加速，跑道往后移动越来越快，突然飞机离开了地面，喷气发动机的推动力使它疾驶空中。
第14题图
(1)试乘员看到窗外的跑道往后移动是以________________为参照物的。
(2)飞机离开地面时，机翼上方的空气流速________________机翼下方的空气流速。(填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)飞机的喷气发动机和汽油机都属于内燃机，它们通过做功把________________转化为机械能。
15．(2017·温州)根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。
第15题图
(1)为了完成此实验，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有：____________________。
(2)兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因： _。
(3)改进实验后，获得了如下数据，规律得到验证。
实验
序号
重物质量
(千克)
下降高
度(米)
升高温
度(℃)
1
20
5
0.5
2
20
10
1.0
3
20
15
1.5
实验
序号
重物质量
(千克)
下降高
度(米)
升高温
度(℃)
4
10
10
0.5
5
30
10
1.5
6
40
10
2.0
若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25千克的重物需下降 米。
(2017·宜昌)“共享单车”普及后，王老师由原来开汽车上班改成骑“共享单车”上班，如图所示的“共享单车”，它具有GPS定位功能，方便人们用手机寻找到附近“共享单车”的具体位置，它的前货仓底板是一个太阳能电池板，为GPS功能供电。
第16题图
(1)太阳能电池板工作时，把光能转化为____________________能。GPS工作是靠____________________来实现定位的。
(2)王老师上班骑车的平均速度为15km/h，骑行时间为20min，比以前开汽车走相同的路上班要减少二氧化碳排放多少千克？(王老师开汽车上班的油耗为10L/100km，燃烧1L汽油要排放二氧化碳2.4kg。)
参考答案
第26课时 内能、核能、能量守恒与转化
1．C 2.D 3.A 4.B 5.C 6.A 7.A 8.A
9．D 10.C
11．裂变 置换
12．机械 电
13．乙 热传递
14．(1)飞机 (2)大于 (3)内能
15．(1)刻度尺、温度计 (2)由于转轴处存在摩擦(或液体散热)(其他合理答案也可) (3)20
16．(1)电 电磁波 (2)要减少二氧化碳排放1.2千克。
课件26张PPT。第26课时 内能、核能、能量守恒与转化1．(2017·广州)甲、乙两杯水温度各为40℃、80℃，下列说法正确的是 ( )
A．只有加热才能使水升温
B．甲杯中水的内能一定比乙杯中的小
C．乙杯中水的温度降低，水的内能一定减小
D．甲杯中的水分子运动一定比乙杯中的剧烈C2．如图所示，小球从左端由静止释放，在左右摆动过程中，不计空气阻力，则 ( )
A．从最高点运动到最低点的过程，
一部分重力势能转化为动能
B．从最低点运动到最高点的过程，
一部分动能转化为重力势能
C．左侧最高点的高度大于右侧
最高点的高度
D．左侧最高点的高度等于右侧
最高点的高度第2题图D 【解析】小球在摆动过程中，不计空气阻力，所以机械能守恒；左右两侧最高点的速度都为0，即动能为0，则重力势能相同，所以两侧最高点的高度相等，故D正确。3．(2016·常州)世界上还有许多欠发达地区至今用不上电。美国哈佛大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是( )
A．动能→电能→化学能→光能
B．电能→动能→化学能→光能
C．动能→电能→光能→化学能
D．电能→动能→光能→化学能
A 【解析】球在被踢的过程中，其内部的小发电机工作，是将动能转化为电能；然后再将电能转化为化学能储存在蓄电池中；LED灯发光时，将化学能转化为光能；故A正确，BCD错误。故选A。4．(2017·连云港)下列关于温度、内能和热量的说法，正确的是 ( )
A．0℃的冰没有内能
B．冬天搓手取暖是利用做功来改变内能
C．物体温度越高，所含热量越多
D．物体的机械能越多，其内能就越多B5．(2016·长沙)如图，是酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的是 ( )
A．酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大
B．酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C．试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D．橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程C第5题图 【解析】A.燃料的热值仅与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故A错误；B.酒精燃烧放出的热量要散失到空气中一部分，被试管吸收一部分，所以酒精燃烧放出的热量不能全部被试管中的水吸收，故B错误；C.加热过程中，通过热传递的方式增加水的内能，故C正确；D.塞子冲出时，是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故D错误。6．(2017·海南)如图所示，塞子从试管口跳出，是由于水蒸气对塞子做了功，这个过程中能量的转化是 ( )
A．内能转化为机械能
B．化学能转化为内能
C．机械能转化为内能
D．只有内能的转移第6题图A 7．(2017·北京)下列实例中，用热传递的方式来改变物体内能的是 ( )
A．用热水袋暖手，手的温度升高
B．用锯条锯木板，锯条的温度升高
C．两手相互摩擦，手的温度升高
D．用手反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高A8．如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出鸡蛋刚离开手时的动能最接近于(质量为m、速度为v的物体所具有的动能的计算公式：Ek＝
mv2；质量为m的物体在高度h处的重力势能的计算公式：Ep＝mgh) ( )
A．0.3J
B．3J
C．30J
D．300JA第8题图 【解析】一个鸡蛋的质量约为60g＝0.06kg，由图可知大约能抛的高度为h＝0.5m，则鸡蛋到达最高点时的重力势能：Ep＝mgh＝0.06kg×10N/kg×0.5m＝0.3J；如果不计空气阻力，鸡蛋的动能与重力势能相互转化，保持守恒，所以鸡蛋刚离开手时的动能最接近于0.3J。9．(2016·荆门)笔记本电脑发热会影响使用寿命。如图是一款笔记本电脑散热支架，通过导线与电脑连接时，五个风扇就转动起来，从而帮助电脑散热。下列分析正确的是 ( )
A．风扇转动的原理是电磁感应
B．风扇之间一定串联
C．风扇在工作时主要将电能转化为内能
D．电脑是通过与空气之间的热传递来散热的D第9题图 【解析】A.电风扇的主要部件是电动机，电动机是利用通电导线在磁场中受磁场力的作用原理制成的，不是利用电磁感应原理制成的，故A错误；B.笔记本电脑散热支架上的五个风扇虽然能同时工作，但它们互不影响，能独立工作，其中的某个风扇坏了，其他风扇能正常工作，因此是并联的，故B错误；C.电风扇主要是电能转化成机械能，故C错误；D.电脑散热时，热量由电脑转移到空气中，是通过热传递来散热的，故D正确。故选D。10．(2015·成都)2014年8月，我国自主研发的“华龙一号”核电站总体技术方案通过专家评审。 核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法正确的是 ( )
A．目前核电站都是通过聚变反应来释放核能
B．核电站产生的核废料对环境没有污染
C．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
D．核反应堆所用的核燃料主要是氢的同位素C11．(2016·湖州)中国科研人员首次在自然界中发现金属铀。金属铀和二氧化铀按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块，就可以投入核反应堆使用。此反应堆获得核能的途径是_______(填“裂变”或“聚变”)。目前工业上的金属铀可用四氟化铀(UF4)和镁通过热还原法来制备，化学方
程式为UF4＋2Mg(=======)U＋2MgF2，此反应属于基本反应类型中的_________反应。一定温度裂变置换第12题图12．(2016·临沂)山东沂蒙抽水蓄能电站已于2015年7月19日在我市境内开工建设。抽水蓄能电站原理示意图如图所示，它通过上下两个水库将水循环利用，不仅能像常规水电站一样发电，还能像水泵站那样抽水蓄能。抽水蓄能电站实现了______能和______能之间的相互转化。机械电13.(2017·江西)如图所示，两个容积相同的保温杯，同时装满温度相同的热水，过了一会儿，甲杯的外壁比乙杯热，由此可判断 杯保温性能较好，杯壁变热是通过 的方式改变了它的内能。乙第13题图热传递14.(2015·湖州)2015年3月17日，我国具有自主知识产权的新型喷气式客机ARJ21－700(如图)完成首次航线演示飞行，一位试乘员描述了飞机起飞时的场景：接到控制塔信号后，飞机启动并加速，跑道往后移动越来越快，突然飞机离开了地面，喷气发动机的推动力使它疾驶空中。第14题图(1)试乘员看到窗外的跑道往后移动是以 为参照物的。
(2)飞机离开地面时，机翼上方的空气流速 机翼下方的空气流速。(填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)飞机的喷气发动机和汽油机都属于内燃机，它们通过做功把 转化为机械能。飞机大于内能15．(2017·温州)根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。(1)为了完成此实验，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有： 。
(2)兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因： 。刻度尺、温度计由于转轴处存在摩擦(或液体散热)(其他合
理答案也可)第15题图(3)改进实验后，获得了如下数据，规律得到验证。20 若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25千克的重物需下降 米。16．(2017·宜昌)“共享单车”普及后，王老师由原来开汽车上班改成骑“共享单车”上班，如图所示的“共享单车”，它具有GPS定位功能，方便人们用手机寻找到附近“共享单车”的具体位置，它的前货仓底板是一个太阳能电池板，为GPS功能供电。第16题图(1)太阳能电池板工作时，把光能转化为__电__能。GPS工作是靠 来实现定位的。
(2)王老师上班骑车的平均速度为15km/h，骑行时间为20min，比以前开汽车走相同的路上班要减少二氧化碳排放多少千克？(王老师开汽车上班的油耗为10L/100km，燃烧1L汽油要排放二氧化碳2.4kg。)电磁波【答案】要减少二氧化碳排放1.2千克。 【解析】(1)太阳能电池板能把太阳能转化为电能；GPS工作是靠电磁波来实现定位的；(2)由v＝
可知王老师通过的距离为：s＝vt＝15km/h× h＝5km；则通过5km的路程消耗的汽油为：V＝5km×
＝0.5L，燃烧1L汽油要排放二氧化碳2.4kg，则燃烧0.5L汽油要排放二氧化碳1.2kg。
