沪粤版物理九年级下册
第二十章 能源与能量守恒定律
20.3 能的转化与能量守恒
自主预习 教材感知
知识点一 能的转移与转化
自然界中能量不仅可以从一个物体 到其他物体，而且在一定条件下，形式不同的能量之间还可以相互 。
知识点二 能量守恒定律
1. 内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空 ，只能从一个物体 到其他物体，或者从一种形式 为其他形式。能量在转移和转化的过程中，能的总量保持 。
2. 永动机是不可制成的，它违反了 。
知识点三 能在转移和转化过程中的方向性
能的转化和转移过程是有 的，多数能源在消耗过程中，用一点就少一点，不能再生，因此节约能源，提高 是当务之急。
课后提升 精学精练
1. 下列现象中，属于内能转化为机械能的是( )
A. 用打气筒打气，气筒壁变热 B. 锯木头时，锯条发热
C. 用电熨斗熨衣服，电熨斗发热 D. 被点燃的爆竹腾空而起
2. 在下列事例中属于内能转化为机械能的是( )
A．钻木取火
B．厚玻璃筒内的空气被压缩，温度升高
C．把热的工件放到冷水中，水温升高
D．水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起
3. 从能量转化的角度来看，下列说法错误的是( )
A. 电风扇工作时主要将电能转化为机械能
B. 铅蓄电池充电时将化学能转化为电能
C. 发电机工作时主要将机械能转化为电能
D. 电热水壶工作时将电能转化为内能
4. 永动机是不可能制成的，这是因为永动机( )
A．不符合机械能守恒定律 B．违背了能量守恒定律
C．没有合理的设计方案 D．找不到合适的材料
5. 水力发电中能量的转化情况是( )
A．水的机械能→水轮机的内能 B．水的机械能→水轮机的机械能→电能
C．水轮机的机械能→水的机械能→电能 D．水的机械能→发电机的电能
6. 为了减少碳的排放量，东北首座300千瓦光伏发电站在锦州市滨海新区正式投产发电。这个光伏发电站每年可发电42万千瓦时，减少碳排放252吨。关于太阳能光伏发电站，下面说法正确的是( )
A. 这个发电站工作时将太阳能转化为内能
B. 这个发电站工作时将电能转化为光能
C. 这个发电站工作时不会对周围环境产生污染
D. 这个发电站在任何时候都能正常工作
7. 以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是( )
甲 乙 丙 丁
A. 图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能
B. 图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能
C. 图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能
D. 图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能
8. 如图所示的新式路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。有关这种新式路灯说法正确的是( )
A. 小风扇是美化城市的时尚装饰
B. 小风扇是用来给太阳能电池散热的
C. 小风扇是小型风力发电机
D. 太阳能电池同时向小风扇和路灯供电
9. 各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下图中几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是( )
A．①②③④ B．②③④① C．②①③④ D．①③④②
10. 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
11. 能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一。下列说法中正确的是( )
A．因为能量是不守恒的，所以需要节约能源
B．因为能量是守恒的，所以不可能发生能源危机
C．能量转化过程中，数量虽然没有减少，但在可利用的品质上降低了
D．能量可以凭空消失，也可以凭空产生
12. 关于能量守恒定律，下列说法中错误的是( )
A. 能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化
B. 只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律
C. 能的转化和守恒定律是人们认识自然、利用自然、保护自然的有力武器
D. 任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量保持不变
13. 水电站用拦河坝提高上游水位，被提高了水位的水流下泄时，冲击水轮机的叶轮，带动发电机发电。在这个过程中，能量的转化顺序是( )
A. 动能、势能、电能 B. 势能、动能、电能
C. 内能、电能、动能 D. 动能、电能、势能
14. 如图，小华坐在充满空气的房间里，突然这些空气自行聚拢到某一个角落，使人窒息。关于这个情境下列说法合理的是( )
A. 它违反了能量守恒定律，但可能发生
B. 它不违反能量守恒定律，但不可能发生
C. 它违反了能量守恒定律，但不可能发生
D. 它不违反能量守恒定律，但可能发生
15. 在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中错误的是( )
A. 做功改变物体内能是不同形式的能的相互转化
B. 热传递改变物体内能是不同形式的能量的相互转化
C. 各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化
D. 能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变
16. 能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式 为其他形式，或从一个物体 到其他物体，在这些变化的过程中，能量的总量保持不变。
17. 汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和________(选填“增大”“不变”或“减小”)。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有______性。
18. 能量的转化和转移是有 的。热量 自发地从低温物体传给高温物体；汽车制动时，由于摩擦动能转化为内能，这些内能 自动地再次开动汽车(后两空选填“能”或“不能”)。
19. 如图所示是利用频闪摄影对乒乓球跳动拍摄的照片。乒乓球从一定的高度落到地面反弹，每一次弹起的高度都比上一次要低，机械能 ， 能增加，最后停止在地面上，能的总量 。
第19题 第20题
20. 我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功将“嫦娥四号”月球探测器送入太空。“嫦娥四号”首次实现月球背面软着陆和月面巡视勘察，为我国探月工程开启新的征程。火箭升空时将燃料燃烧产生的________能转化为火箭的机械能。“玉兔号”月球车(如图)上的“帆板”可以把________能转化为电能。
21. 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。
22. 加拿大科学家发明了一种用氟石储存太阳能的新方法，氟石是种性能活跃的天然石头，能大量吸热，因此能储存许多太阳能。将氟石装入容器中，然后放在阳光下暴晒，把装氟石的容器放到需要取暖的房间内，氟石遇到湿润的空气后，就将储存的太阳能释放出来，使室内的温度升高。你能说出这个过程中的能量转化或转移吗?
23. 用绳子把一个铁锁悬挂起来，把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子，稳定后松手，头不动，如图所示，铁锁由开始位置a沿弧线ac向另一侧的最高点c运动，然后再从c往回运动。
(1)从a点到最低点b点的过程中，铁锁的动能、重力势能如何变化?
(2)从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子?
(3)在此过程中，机械能是否守恒?能的总量是否守恒?
24. 某电热水壶内装有3 kg水，插在220 V的家用电源上.水从20 ℃加热至98 ℃，已知水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃).求：
(1)水在这个过程中是吸热还是放热?
(2)在这个过程中由什么能向什么能转化?
(3)这个过程中水吸收或放出的热量是多少?
参考答案
自主预习 感知教材
知识点一 转移 转化
知识点二 1. 消失 转移 转化 不变 2. 能量守恒定律
知识点三 方向性 能源的利用率
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1. D 【解析】用打气筒打气、锯木头都是将机械能转化为内能；用电熨斗熨衣服是电能转化为内能；被点燃的爆竹腾空而起是内能转化为机械能。
2. D
3. B 【解析】电风扇工作时，消耗电能产生机械能，故是将电能主要转化为机械能，故A正确；给铅蓄电池充电是消耗电能转化为化学能，故B错误；发电机工作，是将机械能主要转化为电能，故C正确；电热水壶工作时是消耗电能而产生内能，故D正确。
4. B
5. B
6. C 【解析】这个发电站工作时将太阳能转化为电能，但受天气影响，工作时不会对周围环境产生污染。
7. D 【解析】A、B、C三个选项均正确.汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将动能转化为内能，故D错误。
8. C 【解析】由题意可知路灯“头顶”的小风扇为风力发电机，它工作时把风能(机械能)转化为电能；路灯“肩扛”的太阳能电池板是把太阳能转化为电能，给路灯供电。
9. C 【解析】空调工作所需的电能由电厂提供，电厂所需的燃煤是由上亿年前的植物经过漫长的地质年代转变而来，植物生长过程中进行光合作用，将太阳能转化为化学能。
10. 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。
11. C
12. A 【解析】能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，大到天体，小到原子核，无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律，故A选项错误，B选项正确；人类认识自然，就要根据各种自然现象总结规律，能量守恒定律就是人类总结出的规律之一，能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的重要武器，故C选项正确；根据能量守恒定律的内容可知D选项正确。
13. B
14. B 【解析】空气均匀充满房间，如果突然这些空气聚拢到某一个角落，一定是能量发生了转化或转移，而能量的转化和转移是具有方向性的，因此，空气不会自行聚拢到房间的角落。即此现象不违反能量守恒定律，但却不可能发生。
15. B 【解析】能的转化是伴随着物体做功而实现的，在做功改变物体内能的过程中，能的形式发生了变化，即做功改变物体的内能是内能与其他形式的能之间的相互转化，故选项A正确；热传递改变物体内能是内能从一个物体转移到另一个物体上，能量的形式没有变化，故选项B错误；各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化，故选项C正确；根据能量守恒定律可知，故选项D正确。
16. 转化 转移
17. 不变 方向
18. 方向性 不能 不能
19. 减少 内 不变
20. 内 太阳
21. 机械(或重力势) 电 解析：由图示可知，在发电过程中，水的机械能转化为电能；蓄能过程中，电能转化为水的机械能；所以抽水蓄能电站实现了机械能和电能之间的相互转化.
22. 解：在阳光下暴晒氟石的过程：太阳能转化为氟石的内能；将装氟石的容器放到房间内，氟石的内能转移到空气中。
23. 解：(1)从a点到b点，重力势能逐渐减少，动能增加。
(2)不能，因为铁锁从a点到c点和由c点返回到a点的过程中，要克服空气阻力做功，消耗能量，一部分机械能转化为内能，铁锁返回时不能到达a点，所以铁锁摆回时不能碰到鼻子。
(3)铁锁在摆动的过程中，有一部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒；但整个过程中，能的总量是守恒的。
