第十四章
第3节
能量的转化和守恒
辅导科目
物理
年
级
九年级
教材版本
人教版
讲义类型
拔高版（适用于考试得分率高于80%的学员）
教学目的
1．知道各种形式的能是可以相互转化的。
2、知道各种能在转化的过程中，能量的总量
是保持不变的。
3、能列举出日常生活中能量守恒的实例。
重、难点
重点：各种形式的能的转化；能量守恒定律
难点：区别能量转移和能量转化，并运用能量守恒定律分析具体问题
授课时长
建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
由能量守恒定律可以看出，转移、转化是能量运动的普遍形式。人类在利用能量方面所从事的主要工作正是广泛地寻找其来源，有效地控制其去处，以达到驾驭它，利用它，让它为人类造福的目的。那么人们是如何利用内能的呢？这一节我们就来讨论这个问题。热机的效率是在以前学习机械效率的延伸，是进一步学习能量守恒定律的基础。本章是中考的内容，其常考点是汽油机的工作原理、热值的计算、热机的效率及能量的转化，常以选择题、填空题、计算题的形式出现。
【新知讲解】
※知识点一：能量转化与守恒
探究活动一：请大家自己动手完成教材P27《想想做做》中的小实验.根据现象思考，并试着说说原因.
实验1：来回迅速摩擦双手；
现象是____手会发热_______；说明
机械
能转化为_____内能______。
实验2：黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好，放在阳光下；
现象是
___一会儿温度计示数升高_____；说明
太阳
能转化为___内能______________。
实验3：将连在小电扇上的太阳能电池对着太阳光；
现象是
___小电扇会转动起来__________；说明
光
能转化为_转化为电能再转化为机械能。
实验4：用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦；
现象是
__钢笔会发热，并同时吸引小纸片；说明
机械
能转化为__电能及内能_____。
探究活动二：读
p27页图14.3-1按要求试着补充能量转化的实例。
1.自然界中有各种形式的能，包括机械能、内能、光能、化学能、电能、太阳能、核能等。
2.以上实验还说明各种形式的能子啊一定条件下，可以相互转化
。
3.指出以下能的转化情况：
(1)电池是一种把其它形式的能转化成电能的装置。干电池是把化学
能转化成电能
。为神舟号系列飞船在太空中飞行时提供电源的太阳能帆板则是将太阳
能转化成电能，火箭
发射升空时，燃料燃烧的_内能转化为火箭的_机械__能.
(2)电风扇工作时，是将电
转化为机械能；植物的光合作用过程是将光转化为化学能；水轮机带动发电机发电是将机械能
转化为电能
；
（3）给手机的电池充电，是将电能转化为化学能；使用时是将电能
转化为光能和声能
。
探究活动三：讨论第28页“想想议议”.
1.思考：（1）秋千停止用力机械能越来越少，减少的机械能哪里去了？
（2）掉在地上的小球会跳起，但是越跳越低，为什么？是否丢失了能量？
2.根据以上想想议议的讨论，提出能量守恒定律：
（1）．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，而在转化和转移过程中，能量的总量_保持不变。
（2）．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一；是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。
3．讨论：发现能量守恒定律以前，人
们总是想制造出永动机，但无一例外都失败了，是什么原因呢？
永动机不可制成的原因
是因为违背能量守恒定律。
【精讲点拨】
1．自然界中的各种现象都是互相联系的，可以从能量的角度反映这种联系。
2.
在能量守恒定律中，能量的“转化”是指：一种形式的能量转化成为另一种形式的能量，即前后两种状态，能量的形式发生了变化，如“钻木取火”是机械能转化为内能；而能量的“转移”是指：一个物体所具有的一种形式的能量，转移到另一个物体上后，能量的形式并没有发生变化，如“热传递”就是一个物体具有的内能转移到另一个物体上，前后都是内能。
◎例题
【例1】下列关于能量的说法中，正确的是（ ）
A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B．电水壶工作时是将内能转化为电能
C．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移
D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
【答案】C
【解析】A选项中，洗衣机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程，故A错误；
B选项中，电水壶工作时消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故B错误；
C选项中，用热水泡脚，内能从热水传递到脚，身体的内能会增加，会感觉暖和，说明内能可以转移，故C正确；
D选项中，根据能量守恒知，能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，故D错误。
【例2】如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。此实验中，主要是通过做功改变物体内能的过程是(
)
A.
试管变热的过程
B.
水变热的过程
C.
水变成水蒸气的过程
D.
水蒸气推出橡胶塞的同时变成“白气”的过程
【答案】D
【解析】A选项中，试管变热，是试管从火吸收热量，内能增加，是通过热传递改变物体的内能，故A错；
B选项中，水变热，是水吸收热量、内能增大，是通过热传递改变物体的内能，故B错；
C选项中，水吸热，温度升高，汽化成水蒸气，是通过热传递改变物体的内能，故C错；
D选项中，水蒸气推出橡胶塞的同时变成“白气”的过程，是水蒸气膨胀做功，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，是通过做功改变物体的内能。
?练习
1、专业蹦床运动逐渐进入大众生活，下列对蹦床运动的表述错误的是（ ）
A．下落到蹦床前运动员的重力势能转化为动能
B．运动员下降到最低点时，蹦床的弹性势能最大
C．运动员想弹得更高，就要在蹦床上发力，消耗体能
D．若运动员不发力，会一直运动下去，因为能量是守恒的
【答案】D
【解析】A、下落到蹦床前运动员的质量不变，高度降低，速度变大，故重力势能减少，动能增加，是重力势能转化为动能。故A正确；
B、运动员下降到最低点时，蹦床的形变程度最大，所以弹性势能最大。故B正确；
C、运动员在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为人的内能，所以越跳越低。想弹得更高，就要增加蹦床的弹性势能，而蹦床的弹性势能是通过消耗人体的能量来获得的。故C正确；
D、从整个系统来说能力是守恒的。但运动员在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为人的内能，所以若运动员不发力，不会一直运动下去。故D错误。故选：D。
2、我们的生产与生活总离不开能量及其转化。下列说法正确的是（
）
A.提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心
B.全自动洗衣机工作时.电能全部转化为机械能
C.吊装码头上，只要货物受到的合力为0,它的能量就不变
D.用燃气灶烧水，只要调大火力,燃气灶的加热效率就提高
【答案】A
【解析】A，正确。B，电能转化为机械能和内能。C，货物所受合外力为0的，可能处于匀速直线上升或静止状态，当匀速上升时，能量增加。D，加大火力，机械效率不会增加，还可能降低。
§知识小结
【课堂检测】
1．如图所示是内燃机的能量流向图，则热机效率（η）等于（ ）
A．
B．
C．
D．
2．2009年4月15日零时16分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第二颗北斗导航卫星送入预定轨道。“长征三号丙”运载火箭采用液态氢做为火箭的燃料，原因是液态氢具有（ ）
A．较大的比热容
B．较低的沸点
C．较大的热值
D．较高的凝固点
3．某种巧克力的营养成分表上标有“每100g能量2360J”，该标识的含义与以下哪个物理量的含义类似（ ）
A．热量
B．热值
C．内能
D．比热容
4．烧开同样一壶水，不计热量散失，完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，但是干木材和无烟煤（ ）
A．放热相等
B．比热容相同
C．具有相同的内能
D．燃烧时间相等
5．现代的火箭使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（ ）
A．较大的热值
B．较大的比热容
C．较高的凝固点
D．较低的沸点
6．已知天然气的热值为4.4×107J/kg，20g天然气完全燃烧放出的热量为
J．用天然气将一壶水烧开，水壶中水的温度升高的过程中，水的内能
（选填“减小”、“不变”或“增大”），壶口上方的水蒸气液化成“白气”的过程中
（选填“吸收”或“放出”）热量。
7．实验室有2kg酒精，测得其热值是3.0×107J/kg，从中取0.5kg
酒精完全燃烧放出的热量是
J，剩下的酒精热值是
J/kg。
8．鹅卵石、猛砂、石英砂、活性炭均为过滤材料，为了比较活性炭和石英砂对泥水的过滤效果，小东选用了两个相同的下端带有漏水小孔的透明柱形容器甲和乙，在甲容器放入过滤材料如图1所示。
（1）乙容器中应该如何放置过滤材料？请在图1乙中画出放置过滤材料的示意图。
（2）过滤水的质量为1kg，初温（如图2所示）为
℃；若6×10﹣3m3的天然气完全燃烧，放出热量为
J；这些热量被过滤水完全吸收（还没沸腾），水升高的温度是
℃。
已知：天然气热值为3.5×107J/m3；c水＝4.2×103J/（kg?℃）
9．下列能量形式与运动形式对应正确的是（ ）
A．汽车的运动﹣机械能
B．空气的运动一内能
C．分子的运动一电能
D．原子的运动一核能
10．下列关于热和能的说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧过程中，内能转化为化学能
B．热机做功过程中，内能转化为机械能
C．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
D．热机的效率越高，做功越快
11．关于能量及能量之间的转化，下列说法正确的是（ ）
A．火山具有内能，冰山不具有内能
B．火箭在加速上升时，机械能保持不变
C．坠落的陨石在空中划过一道亮光时，内能转化为机械能
D．拦河大坝使水位升高，增加了水的重力势能
12．关于能量的转化与转移，下列说法错误的是（ ）
A．植物进行光合作用，是将光能转化为化学能
B．燃料燃烧，是将化学能转化为内能
C．能量在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变
D．热量无论如何都无法从温度低的物体转移到温度高的物体
13．下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（ ）
A．“既要马儿跑得好，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律
B．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
C．发电机发电时，将机械能转化为电能
D．酒精燃烧时，将化学能转化为内能
14．下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性“的事例是（ ）
A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能
B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体
C．动能可以和重力势能相互转化
D．电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能
15．我国某地区采用风力发电，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成。下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量E与风速v的定量关系式是E＝
。
如表给出了在不同风速下某风机获得的能量
平均风速（m/s）51015201s内获得的能量（×104J）182764
16．汽车刹车动能转化为地面、轮胎、空气的
能，无法再次转化为机械能，开动汽车等事实说明，能量的转移和转化具有
。
17．如图所示为一种人们设想的永动机，它高处的水流下时将
能转化为动能，冲击叶片，叶片转动又带动抽水机将水抽到高处，从而循环工作，这种不消耗能量又不断对外做功的“永动机”是
（选填“能够”或“不能够”）水远工作下去的，它违背了
定律，抽水机在工作过程中，有部分机械能会转化为
，机械能总量减少。
【答案】
1．D；
2．C；
3．B；
4．A；5．A；6．8.8×105；增大；放出；7．1.5×107；3.0×107；8．26；2.1×105；50；9．A；10．B；
11．D；
12．D；
13．B；14．B；14．80v3；
16．内；方向性；17．重力势；不能够；能量守恒定律；内能；
【课堂总结】
【家庭作业】
1.如图所示试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动，下列说法正确的是( )
A．
小叶轮的转动是热传递的结果
B．
小叶轮的转动是内能转化为机械能
C．
小叶轮的转动是机械能转化为内能
D．
内燃机中的压缩冲程与此相同
2.汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2
g汽油(热值为4.6×107J/kg)获得的机械能是( )
A．
2.76×104J
B．
3.22×104J
C．
0.92×104J
D．
2.3×104J
3.汽油机吸气冲程吸入气缸内的物质是( )
A．
柴油
B．
汽油和空气
C．
汽油
D．
空气
4.下列现象中，属于内能转化为机械能的是( )
A．
用打气筒打气，气筒壁发热
B．
锯木头时，锯条发热
C．
用电熨斗烫衣服，电熨斗发热
D．
被点燃的冲天炮腾空而起
5.以下机械属于热机的是( )
A．
火箭发动机
B．
发电机
C．
滑轮组
D．
洗衣机
6.
一颗数十吨的陨石落向地球，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦而燃烧，犹如一颗火球扑向地面．陨石下落过程中，其能量的变化情况是( )
A．
动能增加、内能增加
B．
动能增加、内能减小
C．
动能减小、内能增加
D．
动能减小、内能减小
7.如图，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲程试管口，这个过程与四冲程汽油机的哪一个冲程中的能量转化是相同的( )
A．
吸气冲程
B．
压缩冲程
C．
做功冲程
D．
排气冲程
变式：
8.近年以来，安宁河谷地区大力发展风力发电，风力发电的过程中涉及到的能量转化说法正确的是( )
A．
太阳能转化为电能
B．
电能转化为风能
C．
水能转化为电能
D．
风能转化为电能
9.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
10.目前，大连地区电能的主要来源是火力发电．关于火力发电过程中的能量转化，下列说法正确的是( )
A．
化学能→内能→动能→电能
B．
化学能→内能→机械能→电能
C．
内能→机械能→电能
D．
化学能→内能→电能
11.在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化情况相同的是(
)
A．
丙和丁
B．
甲和丙
C．
甲和乙
D．
乙和丁
12.如图所示，国产“和谐号”动车进站前的减速过程分两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，在这期间关闭动力，列车依靠惯性前行并带动发电机发电，速度从250
km/h减至90
km/h；第二阶段采用传统的“机械刹车”，速度从90
km/h不断减小直至停下来．国产“和谐号”动车在进站前减速的整个过程中，发生的能量转化情况主要是( )
A．
第一阶段：动能转化为电能；第二阶段：动能转化为内能
B．
第一阶段：电能转化为动能；第二阶段：动能转化为内能
C．
第一阶段：动能转化为电能；第二阶段：内能转化为动能
D．
第一阶段：电能转化为动能；第二阶段：内能转化为动能
13.按如图所示装置进行实验，把试管中的水加热至沸腾，试管上方的小叶轮会转动起来，此过程中能量的转化与热机工作中的________冲程能量的转化相同．
14.喷气式发动机有两种，需要用大气中的氧气来助燃的是______________发动机，自带燃料和氧化剂的是_____________发动机，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作，能够用来发射人造卫星和宇宙飞船．
15.内燃机是用燃料燃烧的内能来做功的．图甲中问号部分的能量是表示________热量．如图所示的设计是上面水箱里的水冲到叶轮上，带动水泵旋转把下面水箱的水又抽到上面水箱中，从而实现了能量的转化和守恒．这样的设计________实现(填“能”或“不能”)．
16.比较不同燃料的热值实验：
(1)为保证实验结论的可靠，小王同学在实验中应保持水的质量、________、以及两个烧杯等都应相同．
(2)实验数据记录如下表，根据表中数据，估算出燃料2的热值是________
J/kg.
(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏________(大/小)，出现这样情况的主要原因是________________________________________________________________________．(写出一点)
17.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同．
(1)比较不同物质吸热升温的特点，应选择___________两图进行实验．如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出，_________液体的温度升高得较慢，_________液体的比热容较大．
(2)比较不同燃料的热值，应选择__________两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过_______________来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”)．
若想利用上述装置估测燃料的热值，那么还需要补充的测量仪器是__________，利用此实验方法计算出的热值将比真实值___________
.
18.在比较不同燃料热值的实验中，小明利用图示两套完全相同的实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片，同时点燃后对质量和初温相等的水加热，记录燃烧相同时间水升高的温度Δt.
(1)小明设计的方案存在明显的缺陷，请你帮他指出来．答：________，理由是：________.
(2)小华针对小明方案中的缺陷进行修改．简要写出修改后正确的实验方案．答：________.
(3)小华按正确方法进行实验，发现用酒精作为燃料的水升高的温度Δt1是用纸作为燃料水升高的温度Δt2的2倍．由此，她能否得出“酒精的热值是碎纸片的2倍”的结论．答：________(能/不能)；简要说明理由________________．
19.国际航空运输协会希望能在2050年实现飞行器的碳排放量为零，瑞士“阳光动力号”太阳能飞机(如图)在这方面作出了大胆的尝试．该飞机的机翼承载200
m2的光伏电池面板，太阳辐射功率约为1.44×106J/(m2·h)(太阳辐射功率是指1
h内辐射到1
m2面积上的太阳能)请解答：
(1)若飞机每天接受光照的时间为10
h，光伏电池面板每天接收的太阳能E为多少焦？
(2)
用光伏电池面板每天接收的太阳能替代航空燃油，每月(按30天)可节约航空燃油多少千克？(假设航空燃油完全燃烧，航空燃油的热值q＝4.32×107J/kg)
20.一辆汽车牵引力是4000
N，行驶10
km，消耗3
kg的汽油，这辆车的效率是多少？(汽油的热值是4.6×107J/kg)
21.下表是某品牌小轿车的一些技术参数．其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大．空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比．汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量．该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为1.35
kg/m3,1
min内高温高压的燃气推动活塞做功2600次．请你计算发动机在最大功率工作时，
(1)1
min内做的有用功
(2)做一次功消耗汽油的质量
(3)发动机的效率
【答案】
1.
B
2.
D
3.
B
4.
D
5.
A
6.
A
7.
C
8.
D
9.
B
10.
B
11.
D
12.
A
13.
做功
14.
空气喷气 火箭喷气
15.
高温废气带走的 不能
16.
(1)燃料的质量 (2)1.2×
107 (3)小 燃料燃烧放出的热不能被水全部吸收
17.
(1)甲、丙 b b (2)甲、乙 温度计示数 天平 小
18.
(1)不应比较相同时间内水升高的温度；不同燃料燃烧速度不一定相同，相同时间内消耗燃料质量不一定相等 (2)比较燃料完全燃尽后水升高的温度 (3)不能 两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收
19.
(1)每天接收的太阳能：
E＝PSt＝1.44×106J/(m2·h)×200
m2×10
h＝2.88×109J，
(2)每月航空燃油完全燃烧放出的热量：
Q放＝30E＝30×2.88×109J＝8.64×1010J，
由Q＝mq得：
节约航空燃油的质量：
m＝＝＝2
000
kg.
答：(1)光伏电池面板每天接受的太阳能E为2.88×109J
(2)可节约的航空燃油2000
kg.
20.
牵引力做的功：
W＝FS＝4000
N×104m＝4×107J.
汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝qm＝4.6×107J/kg×3
kg＝1.38×108J.
这辆车的效率：
η＝×100%＝×100%≈20%.
答：这辆车的效率是29%.
21.
(1)1
min内做的有用功：W＝Pt＝7.5×104W×60
s＝4.5×106J.
(2)燃气的质量：m＝ρv＝1.35
kg/m3×1.8×10－3m3＝2.43×10－3kg,
因为空燃比是14∶1，所以燃油的质量是整个质量的，
做一次功消耗的汽油质量：2.43×10－3kg×＝1.62×10－4kg.
(3)1
min内汽油燃烧释放的热量：Q＝mq＝1.62×10－4kg×4.6×107J/kg×2600＝1.94×107J,
发动机的效率：
η＝×100%＝×100%＝23.2%.
答：(1)1
min内做的有用功为4.5×106J.
(2)做功一次消耗汽油的质量是1.62×10－4kg.
(3)发动机的效率是23.2%.第十四章
第3节
能量的转化和守恒
辅导科目
物理
年
级
九年级
教材版本
人教版
讲义类型
基础版（适用于考试得分率低于60%的学员）
教学目的
1．知道各种形式的能是可以相互转化的。
2、知道各种能在转化的过程中，能量的总量
是保持不变的。
3、能列举出日常生活中能量守恒的实例。
重、难点
重点：各种形式的能的转化；能量守恒定律
难点：区别能量转移和能量转化，并运用能量守恒定律分析具体问题
授课时长
建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
从酒精灯点燃到塞子飞出去，能量是怎么转化与转移的？
答：酒精具有化学能，燃烧后化学能转化为内能
，内能通过热传递的方式转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸汽，水蒸汽推动塞子做功，内能转化为塞子的动能。
【新知讲解】
※知识点一：能量转化与守恒
1、能量的转化
太阳能汽车驱动前进------太阳能（光能）变为电能，最终变为机械能，说明能量之间可以相互进行转化。
思考：除太阳能，还知道哪些形式的能量？
机械能、内能、电能、化学能、核能等。
能量的转化
【机械能转化为内能】
【机械能转化为电能】
【化学能转化为光能和内能】
【其他形式能的相互转化】
2、能量守恒定律
观察与思考
秋千越摆越低，弹性小球越跳越低：空气阻力做功，秋千、小球的机械能转化为内能，机械能越来越小。
能量守恒定律
大量事实表明，能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
永动机为什么不能永动
如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去？
◎例题
【例1】在各种形式的能量的相互转化的过程中，下列说法中正确的是
（
）
A、机械能一定守恒
B、各种形式的能量都守恒
C、各种形式的能的总量一定守恒
D、只有机械能转化为内能
【例2】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
【例3】能量守恒是自然界的基本规律之一，下列能量转化过程中，属于内能的转移的是（
）
A．用电灯照明
B．光合作用
C．用暖水袋取暖
D．天然气的燃烧
?练习
1、根据能量守恒定律,下列如下图中的四幅图仅发生能量转移的一组是( )
A.①②
B.②③
C.③④
D.①③
2、下面是小丽关于能量转化或转移的一些说法,其中错误的是( )
A.摩擦起电是将电能转化为机械能的过程
B.冬天将手放在炉旁烤火感到暖和,是内能从一个物体转移到另一个物体的过程
C.木柴燃烧是将化学能转化为内能的过程
D.打桩机的重锤下落的过程是将重力势能转化为动能的过程
3、从能的转化和守恒的观点来看，用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是能量
的过程，用做功方法来改变物体的内能，实质上是能量的
过程。
§知识小结
【课堂检测】
1.（2019
四川广安）下列关于能量的说法中，正确的是（ ）
A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B．电水壶工作时是将内能转化为电能
C．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移
D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
2.（2019
四川省乐山）下列说法正确的是（ ）
A.
两个削平的铅块被紧压在一起不易分开，是因为分子间只有引力，没有斥力
B.
腌制咸鸭蛋，利用了分子在不停地做有规则运动
C.
内燃机的压缩冲程，将机械能转化成内能
D.
常用水作汽车发动机的冷却液，是因为水的比热容较小
3.（2019
四川省泸州市）西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空。下列说法中正确的是（ ）
A.
火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大
B.
火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能
C.
北斗导航卫星加速升空过程中，其动能和重力势能均增大
D.
北斗导航卫星加速升空过程中，其惯性增大
4.（2019
山东枣庄市）如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能
B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能
D．做功冲程，将机械能转化成内能
5.（
2019
上海市）四冲程柴油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（ ）
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
6.（2019
山东临沂)下列过程，属于内能转化为机械能的是（
）
A
B
C
D
A.从滑梯上滑下时臀部发热
B.电热水壶烧水
C.内燃机的做功冲程
D.向下压活塞引燃棉花
7.（2019
四川眉山市）家庭中使用电热壶烧开水，能量的转化是______；若4.2×105J的热量被水全部吸收，在1个标准大气压下，能将2kg、20℃的水加热到______℃．[c水=4.2×103J/（kg℃）]
8.(2019
苏州市)如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与汽油机的
冲程相同；某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了体4kg汽油，该汽油机对外做的机械功为
(汽油热值为46×107J/kg)
9．(2019
泰安)古人“钻木取火”，摩擦生热，属于机械能转化为
能。
10.(2019哈尔滨市)自然界中，能量的转化和转移过程遵守
定律.
水能和风能都属于
能.?
【答案】
1.C
【解析】A选项中，洗衣机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程，故A错误；
B选项中，电水壶工作时消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故B错误；
C选项中，用热水泡脚，内能从热水传递到脚，身体的内能会增加，会感觉暖和，说明内能可以转移，故C正确；
D选项中，根据能量守恒知，能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，故D错误。
2.C
【解析】A选项中，分子间的引力与斥力总是同时存在的；故A错。
B选项中，腌制咸蛋，是利用分子不停做无规则运动；故B错。
C选项中，内燃机压缩冲程，活塞往上运动，压缩气缸内的气体，活塞对气缸内的气体做功，活塞的机械能转化为气体的内能；故C正确。
D选项中，水因为比热容大常常用作冷却液；故D错。
3.C
【解析】A选项中，发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故A错误；
B选项中，火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故B错误；
C选项中，北斗导航卫星加速升空的过程中，速度增大，高度增大，因此动能和重力势能都增大，机械能的总量也增大，故C正确；
D选项中，北斗导航卫星加速升空过程中，其质量不变，惯性不变，故D错误。
4.C
【解析】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能；故选C。
5.C
【解析】在四冲程汽油机的工作过程，四冲程汽油机工作过程中，有两次能的转化，其中压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能，因此本题选C。
6.C
【解析】A选项中，小朋友从滑梯上滑下，身体与滑梯接触部分感觉发热，是摩擦做功，将机械能转化为内能，不符合题意；
B选项中，电热水壶烧水时，电流做功，将电能转化为内能，不符合题意；
C选项中，内燃机的做功冲程，是利用高温高压燃气做功，将内能转化为机械能，符合题意；
D选项中，下压活塞时，活塞对封闭气体做功，机械能转化为内能，不符合题意。
7.电能转化为内能
?
70
【解析】使用电热壶烧开水时，消耗电能，使电热丝和水的内能增大，即将电能转化为内能；
由Q吸=cm△t可得，水升高的温度：△t===50℃；
已知水的初温为20℃，则水吸热后温度将升高到：t=t0+△t=20℃+50℃=70℃。
8.压缩；4.6×107.
【解析】用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，是此过程是机械能转化为内能，相当于汽油机的压缩冲程；燃烧4kg的汽油释放的热量为Q放=mq=4.6×107J/kg×4kg=1.84×108J；
汽油机的热效率为25%即被汽油机吸收的热量来做机械功的能量占总消耗能量的25%，所以被汽油机吸收的热量Q吸=1.84×108J×25%=4.6×107J.
9．内
【解析】古人“钻木取火”是摩擦生热过程，消耗了机械能，使物体的内能增大，即机械能转化为内能。
10.(1).
能量守恒
(2).
机械
【解析】能量不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到其他物体或从一种形式的能转化为其他形式的能，能量的转化和转移过程遵守能量守恒定律，水和风是由于运动或具有一定的高度因而具有了对外做功的能力，因此水能和风能都属于机械能。
【课堂总结】
【家庭作业】
1、木块从粗糙的斜面顶端匀速下滑到底端的过程中（ ）
A．木块的重力势能全部转化为动能
B．木块的动能增加，重力势能减小
C．木块有一部分机械能转化为内能
D．木块的机械能全部转化为内能
2、某物体对外做功，消耗了100J的机械能，如果未发生能量转移，那么这些机械能转化为其他形
式的能量是（ ）
A．50J B．100J C．0J D．无法确定
3、用打桩机打桩，打桩锤从3m高处自由落下时，锤与桩因冲击力作用，表面温度升高，这说明（ ）
A．机械能守恒 B．动能守恒
C．势能守恒 D．能量守恒
4、下面关于能量的说法中，正确的是（ ）
A．用砂轮磨刀是由内能转化为动能
B．陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能[来源:学科网]
C．壶中的水沸腾时壶盖不停地跳动，是水的势能转化为壶盖的动能
D．用打气筒给轮胎打气，打气筒发热，是机械能转化为内能
5、下列能量的转化中，属于机械能转化为内能的是（ ）
A．点燃爆竹，爆竹腾空而起 B．汽车紧急刹车，轮胎发热
C．给生石灰加水，温度升高
D．给电炉通电，电炉发热
6、火柴通常是擦燃的，在擦燃的过程中，是将________能转化________能，这是通过________方式使火柴燃烧的.当火柴在火上烤时，也很快的燃烧起来，这是通过________方式使火柴燃烧的。
7、水轮机带动发电机发电，是将________能转化为________能，电动机带动水泵抽水，将________能转化为________能。
8、在热机的各种能量损失中________带走的能量最多，设法利用________能量，是提高燃料________的重要措施.________就是利用蒸汽轮机的________来供热的，它比火电站对燃料的利用率大大提高。?
9、下列现象是经常发生在我们身边的物理现象，请从能量的转化来具体说明：
(1)植物白天进行光合作用，是______________。
(2)晚上用电灯照明，是______________。
(3)电风扇吹出爽风，是______________。
(4)给手机电池充电，是______________。
(5)“流星”从夜空滑过，是______________。
(6)轮胎受热爆胎，是______________。
(7)爆竹在空中爆炸，是______________。
(8)电吹风吹出热风，是______________。
10、下列能量转化，其中正确的是（
）?
A.对手哈气，手变暖是机械能转化为内能?
B.对蓄电池充电，是电能转化为内能?
C.滑冰时，冰刀和冰之间相互摩擦，出现一道痕迹，是内能转化为机械能?
D.冲天炮点燃后冲上天，是内能转化为机械能?
11、内燃机的工作能量来源于燃料的（
）?
A.化学能?
B.机械能?
C.内能?
D.机械能和内能?
12、某热机效率是40%，表示它每做100?J的有用功，需要（
）
A.消耗燃料放出400J的内能?
B.消耗燃料放出250J的内能?
C.消耗燃料放出40J的内能?
D.40s的时间?
13、两拖拉机耕同样的一块地(做有用功相同)，甲拖拉机耗油30kg，用时2h耕完，乙拖拉机耗油40kg，但1h耕完。则下列说法正确的是?（
）
A.甲的功率大，效率高
B.甲的功率大，效率低
C.乙的功率大，效率低?
D.乙的功率大，效率高?
14、一个单缸四冲程柴油机，每分钟转1800n，每一工作循环燃烧燃料做功为500J，则在1h内柴油机做了多少功？如果柴油机的效率是30%，做这些功需完全燃烧多少千克的柴油？(柴油的热值为4.28×J/kg)?第十四章
第3节
能量的转化和守恒
辅导科目
物理
年
级
九年级
教材版本
人教版
讲义类型
提升版（适用于考试得分率在60%——80%以内的学员）
教学目的
1．知道各种形式的能是可以相互转化的。
2、知道各种能在转化的过程中，能量的总量
是保持不变的。
3、能列举出日常生活中能量守恒的实例。
重、难点
重点：各种形式的能的转化；能量守恒定律
难点：区别能量转移和能量转化，并运用能量守恒定律分析具体问题
授课时长
建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
（1）请双手不停地来回搓动，体会有何感受？
学生动手操作后回答：手心发热.
（2）从能量的角度分析下，能量如何变化？
机械能转化为内能.
（3）从现象的角度分析，揭示什么关系？
摩擦生热，说明力现象与热现象互相联系.
（4）分析的很好.除此之外，自然界中的其他现象之间有联系吗？它们之间的能量可以相互转化吗？在转化过程中有什么规律？下面我们就来讨论这些问题.
【新知讲解】
※知识点一：能量转化与守恒
一、能量的转化
请自己动手完成教材P27页《想想做做》中的小实验，注意观察实验现象,并且小组讨论四个小实验中分别发生了哪些能量转化.
实验1:来回迅速摩擦双手,手会感觉到发热.
讨论回答:机械能转化为内能.
实验2:黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下,过一会儿可观察到温度升高.
讨论回答:太阳能转化为内能.
实验3:太阳能小电扇放在阳光下一会儿,风扇就转动起来.
讨论回答:光能转化为电能再转化为机械能.
实验4:钢笔杆或塑料尺在头发上或者毛衣上摩擦几下,能够吸引小纸片.
讨论回答:机械能转化为电能.
师：
由此可见，自然界中的各种现象之间是互相联系的，在一定的条件下，各种形式的能量都可以相互转化.
在生活中能量的转化现象是普遍存在的,你能说出几个?试着分析看看.
1.能量转化：
（1）划火柴：机械能转化为内能.
（2）用铁锤敲打烧红铁块：机械能转化为内能.
（3）小朋友滑滑梯:机械能转化为内能.
（4）气体膨胀做功:内能转化为机械能.
（5）：植物的光合作用：光能转化为化学能.
（6水力发电:机械能转化为电能.
（7）火力发电:内能转化为机械能再转化为电能.
（8）电流通过电热器时：电能转化为内能.
（9）电流通过电动机：电能转化为机械能.
有关能量转化的事例同学们一定能举出许多,请同学分析教材P27图14.3-1中的能量转化.
【拓展延伸】 在判断能量是如何转化时,可先找出是哪一种形式的能量减少了,哪一种形式的能量增加了.增加的那一种形式的能量就是由减少的那一种形式的能量转化而来的.
总结：（1）在一定的条件下，各种形式的能量都可以相互转化.
（2）自然界中的各种现象之间是互相联系的.
学生举例，师就学生所举事例引导学生分析，点评.
2.能量的转移
教师演示实验：把铁丝放在酒精灯上加热；运动的甲钢球撞击静止的乙钢球.提示学生观察，并分析能量如何变化.
生：酒精燃烧释放出的内能转移给铁丝，使铁丝内能增加；甲球的机械能转移到乙球.在这种转移的过程中能量形式没有变，只是由一个物体转移到另一个物体.
二、能量守恒定律
【演示实验】
（1）单摆实验；
单摆摆动的幅度越来越小，最终停了下来；乒乓球弹跳的高度越来越小，最终停了下来.这是为什么？它们的能量丢失了吗？减少的机械能到哪里去了？
（2）把乒乓球从高处释放的实验.
乒乓球自由落在地上会弹起来,但是越跳越低,最终会静止不动.
单摆
乒乓球弹起
小组讨论:乒乓球弹起的高度越来越低,能量是否消失了?减少的能量到哪里去了?
生：思考、讨论和交流，发表各自的见解.
教师引导学生分析：单摆、乒乓球克服空气阻力做功，机械能逐步转化为内能.每次机械能减少了多少，内能相应地就增加了多少，因此，总能量并没有变化，只是换了一种形式.由此可见，能量的总量是不变的.
教师总结：大量事实证明，在普遍存在的能量的转化和转移过程中，消耗多少某种形式的能量，就得到多少其他形式的能量，能的总量是保持不变的.
科学工作者经过长期的实践探索，直到19世纪，才确立了这个自然界最普遍的定律——能量守恒定律.
1.内容:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.
2.意义:是自然界最普遍的、最重要的定律之一.在形形色色的自然现象中,只要有能量的转化,就一定服从能量守恒规律.从物理的、化学的现象到地质的、生物的现象,大到宇宙天体的演变,小到原子核内部粒子的运动,都服从能量守恒的规律.
3.作用:能量守恒定律是人类认识自然的重要依据.人类认识自然,就要根据种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,而且人类认识的其他规律也必定符合能量守恒定律.
能量守恒定律是人类利用自然的重要武器.纵观人类科学技术进步的历史,也是一部认识能量、利用能量、实现能量转化的历史.从原始人钻木取火,到水能的利用;从蒸汽机的发明,到电能的利用;从太阳能的广泛应用,到核能的利用.人类总是在认识、利用能源,逐步实现能量的转化.
【拓展延伸】 定律中能的转化是指通过做功使能的形式发生了改变,一种形式的能转化为其他形式的能.例如钻木取火就是通过克服摩擦做功,使机械能转化为内能.能的转移是指同一种能从一个物体转移到其他物体上(或者从物体的一部分转移到另一部分),能的形式没有改变.例如热传递过程中,内能从高温物体转移到低温物体.
师：很久以前，各国总有人设想制造一个不需要任何能量的永动机，结果梦想都失败了.同学们，你们想一想，为什么他们总是以失败告终？
4.永动机:
永动机有两种解释:早期的永动机是指不需要能量,且能永远运动下去.能量守恒定律发现之后,第一种永动机被证明不能实现.后来又有人提出另一种永动机,它不违反能量守恒定律,而且既经济又方便.比如,这种机器可直接从海洋或大气中吸取热量使之完全做功.由于海洋和大气的能量是取之不尽的,因而这种热机可永不停息地运转做功,也是一种永动机.然而在大量实践经验的基础上,英国物理学家开尔文于1851年提出了一条新的普遍原理:物质不可能从单一的热源吸取热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响.所以这种永动机也是不可能实现的.
板书：
学生思考、讨论.这种永动机没有可能：因为它违背了能量守恒定律.
要使机器持续不断地做功，就要消耗能量把低处的水抽到高处，而做机械运动的各部件间有摩擦，会有部分机械能转化为内能，一部分能量用来对外做功抽水，使流下的水不能全部抽回.违背能量守恒定律的永动机是永远不能制成的。
◎例题
【例1】某同学在烧杯中装人质量为100g、初温为20℃的水，然后用酒精灯给水加热一段时间后，水的温度升高到70℃，此过程中水的内能增加了______J，水增加的内能______（选填“大于”、“小于”或“等于”）酒精完全燃烧所放出的热量。已知c水=4.2×103J/（kg?℃）。
【答案】(1).2.1×104
(2).小于.
【解析】水吸收的热量（水的内能增加值）：Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×0.1kg×（70℃-20℃）℃=2.1×104J；由于酒精不可能完全燃烧，有热量散失，且烧杯也会吸收一部分热量，所以，水增加的内能小于酒精完全燃烧所放出的热量。
【例2】自然界中，能量的转化和转移过程遵守
定律.
水能和风能都属于
能.?
【答案】(1).
能量守恒
(2).
机械
【解析】能量不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到其他物体或从一种形式的能转化为其他形式的能，能量的转化和转移过程遵守能量守恒定律，水和风是由于运动或具有一定的高度因而具有了对外做功的能力，因此水能和风能都属于机械能。
?练习
1、目前，人类利用核能发电的主要方式是
（选填“核裂变”或“核聚变”）。随着科技的发展，人类
（选填“会”或“不会”）制造出永动机。
【答案】核裂变；不会。
【解析】核能发电的主要方式是核裂变。核聚变没有核污染，但目前还不能和平利用。
永动机是永远也不会制造出来的，因为它违背能量守恒定律。
2、家庭中使用电热壶烧开水，能量的转化是___________；若4.2×105J的热量被水全部吸收，在1个标准大气压下，能将2kg、20℃的水加热到___________℃。【c水=4.2×l03J/(
kg．℃)】
【答案】电能转化为内能
70
【解析】电热壶烧开水是消耗电能，通过电流做功，把电能转化为内能。
t=t0+50℃=70℃
§知识小结
【课堂检测】
1.（2019
湖北宜昌市）前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是（ ）
A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能
B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量
C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹
D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源
2.（2019
湖北宜昌）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到棉花燃烧起来，活塞被向上顶起。关于这个过程说法正确的是（
）
A．活塞对棉花做功，使棉花温度升高
B．缓慢压下活塞也能看到同样的实验现象
C．压下活塞的过程中是内能转化为机械能
D．活塞被向上顶起相当于内燃机的做功冲程
3．(2019·南京)关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．温度相同的物体内能一定相等
B．汽油机做功冲程中燃气的内能减小
C．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
D．电能可以使灯泡发光，同时产生内能，这些内能又可以自动地转化为电能
4.
（2019
四川成都）用两只相同的电加热器,分别给相同体积的水和某种油加热,在开始和加热3min时各记录一次温度,如下表所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3，C水=4.2×103J/(kg.℃),
ρ油=0.8×103kg/m3,加热的效率都为90%,油的末温没有达到它的沸点。下列说法正确的是（
）
加热时间（min）0
3水的温度（℃）1828油的温度（℃）1843
A.这种油的比热容为1.68×103J/(kg.℃)
B.这种油的比热容为2.1×103J/(kg.℃)
C.因为这种油的密度比水小，所以它的比热容比水小
D.加热效率没有达到100%，是因为电加热器没有把电能全部转化为内能
5.（2019
四川省泸州市）西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空。下列说法中正确的是（ ）
A.
火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大
B.
火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能
C.
北斗导航卫星加速升空过程中，其动能和重力势能均增大
D.
北斗导航卫星加速升空过程中，其惯性增大
6.（2019
无锡市）如图所示，用电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体，能将盒盖喷出很远。此过程中的能量转化方式与汽油机的哪一个冲程相似（
）
A.
压缩冲程
B.
吸气冲程
C.
排气冲程
D.
做功冲程
7.(2019
四川攀枝花)如图所示的实验中，打开酒精灯的盖子就能闻到酒精的气味，这说明酒精分子在做
运动。加热一段时间，塞子被冲出，这个过程中能量的转化与四冲程汽油机的
冲程相同。
8.（2019东营）目前，人类利用核能发电的主要方式是
（选填“核裂变”或“核聚变”）。随着科技的发展，人类
（选填“会”或“不会”）制造出永动机。
9.（2019武汉）如图所示是嫦娥4号的中继卫星“鹊桥”由长征4号丙运载火箭发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时，燃气推动火箭和卫星上升，卫星的机械能会______（填“增大”“不变”或“减小”），火箭外壳的温度会______（填“升高”“不变”或“降低”）。“鹊桥”最终在距地球约45万千米的轨道上运行，由此可知，从地球上发射的电磁波信号经过______秒后就会被“鹊桥”接收到。
10.(2019
湖北省宜昌）近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台。如图所示某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为3m2，假设某天有效光照时间为6h，每平方米太阳的平均辐射功率为2.4×106J/h，将热水器内初温为15℃的水温度升高到70℃．（太阳能热水器的工作效率为50%）
（1）家用燃气热水器的工作效率为60%，把相同质量的水从15℃加热到70℃，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气？（液化石油气的热值为4×107J/kg）
（2）人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换”，即利用
将太阳能转化为电能；还有“光化转换”，即通过
将太阳能转化为化学能。
【答案】
1.
D
【解析】A选项中，氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故A正确；
B选项中，根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故B正确；
C选项中，由科学常识可知，对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹，故C正确；
D选项中，该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接说水是这里的能源，故D错误。
2.D
【解析】AC、把活塞迅速压下去，此时活塞对筒内的空气做功，空气的内能变大，温度升高，是机械能转化为内能，空气和棉花之间发生热传递，使得棉花的温度升高，故AC错误，
B、缓慢压下活塞，由于存在热损失，在慢慢下压的过程中，空气的内能增加的较小，温度升的不高，达不到棉花的燃点，棉花不会燃烧，故B错误；
D、活塞被向上顶起是因为筒内的空气推动活塞做功，内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同，故D正确。
3．B
【解析】A、内能跟物体的质量、状态、温度有关，温度相同的物体，内能不一定相同，故A错误；
B、汽油机的做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为机械能，所以燃气的内能减少，故B正确；
C、我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高；热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故C错误；
D、电能可以使电灯发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能，是因为能量的转化是有方向性的，故D错误。
4.C
【解析】利用公式Q=cm△t，加热时间相同等价于吸收相同热量，可列等式Q水=Q油，注意二者是同体积，还要用质量密度公式进行代还，可计算出B选项。
5.C
【解析】A选项中，发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故A错误；
B选项中，火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故B错误；
C选项中，北斗导航卫星加速升空的过程中，速度增大，高度增大，因此动能和重力势能都增大，机械能的总量也增大，故C正确；
D选项中，北斗导航卫星加速升空过程中，其质量不变，惯性不变，故D错误。
6.D
【解析】按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，变成盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，将内能转化为机械能。
7.无规则；做功。
【解析】（1）因为一切物质的分子都在永不停息的做无规则运动，酒精分子扩散到空气中，就会闻到酒精的气味；
（2）图中的塞子被试管内的水蒸气推出过程是水蒸气的内能转化为塞子机械能的过程，与热机的做功冲程的能量转化相同。
8.核裂变；不会。
【解析】核能发电的主要方式是核裂变。核聚变没有核污染，但目前还不能和平利用。
永动机是永远也不会制造出来的，因为它违背能量守恒定律。
9.增大；升高；1.5。
【解析】火箭中的燃料燃烧时，燃气推动火箭和卫星上升，卫星的质量不变，速度变大，高度增加，所以卫星的动能、重力势能都增大，其机械能会增大；火箭上升过程中，克服与大气间的摩擦，机械能转化为内能，所以火箭外壳的温度会升高；电磁波在太空中的传播速度为3×108m/s=3×105km/s，由v=
可得，电磁波传播时间：
=1.5s。
10.（1）使用太阳能热水器可节约0.9千克液化石油气；
（2）太阳能电池（光伏电池）；光合作用（植物）。
【解析】
解：（1）太阳能热水器接收太阳能：W太＝2.4×106J/（hm2）×6h×3m2＝4.32×107J，
太阳能热水器的工作效率为50%，由η100%得，水吸收的热量：
Q吸＝η1W太＝50%×4.32×107J＝2.16×107J，
都把相同质量的水从15℃加热到70℃，则水吸收的热量相同，且家用燃气热水器的工作效率为60%，
则由η100%得，液化石油气完全燃烧放出的热量：Q放3.6×107J，
由Q＝mq得，需要燃烧液化石油气的质量：m=0.9kg，
所以，使用太阳能热水器可节约0.9kg液化石油气。
（2）“光电转换”是通过太阳能电池（光伏电池）把太阳能转化为电能；
“光化转换”是通过植物的光合作用把太阳能转化为化学能。
【课堂总结】
【家庭作业】
1.（2017?河北）汽油机作为汽车的“心脏”，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧，将
能转化成
能，一辆汽车一年行驶三万公里，消耗汽油2t，这些汽油完全燃烧放出
J的热量。（q汽油=4.6×107J/kg）
2．（2017?衡阳）今年5月18日，我国首次在南海成功试采海域可燃冰，可燃冰具有热值大、储值大、能直接点燃等特点，它的热值约为1.4×1010J/m3，则3m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量为
J，假设这些热量全部被比热容为4.2×103J/（kg·℃）的水吸收，可以使
kg的水温度升高50℃。
3.（2017?贵港）汽车已经广泛进入家庭．四冲程汽油机的
冲程将内能转化为机械能，使汽车获得前进的动力．汽车导航仪与卫星之间是通过
来传递信息的。
4．（2017?贵港）“可燃冰”是未来洁净的新能源．2017年5月，我国首次可燃冰试采成功。可燃冰具有热值大，能直接点燃等特点，她的热值约为5.9×109J/m3．问完全燃烧1m3的可燃冰能使质量约为多少kg的20℃的水温度升高到100℃？（水的比热容为4.2×103J/（kg℃））
5.(2017?绥化)用煤气灶烧水时，燃烧1kg的煤气，使100kg的水从20℃升高到70℃，则水吸收的热量是
J，煤气完全燃烧放出的热量是
J。（q煤气=4.2×107J/kg）
6．（2017?咸宁）2017年5月18日，我国宣布在南海进行的可燃冰试采获得成功．可燃冰是一种固态晶体，在常温压下会迅速
（填物态变化）为气态；它的热值约为1.4×1010J/m3，2m3的可燃冰完全燃烧后可放出
J的热量，若这些热量60%被水吸收，可以将
kg的水从0℃加热到100℃。（C水=4.2×103J/（kg?℃））
7．（2017?西宁）2017年5月18日，我国在南海海域“可燃冰”试采成功，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的
很大；以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧出的热量为
J。（q煤气=4.2×107J/kg）
8．（2017?云南）可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了12m3天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值q=4.2×107J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气锅炉烧水时的效率；
（3）若换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰．
9．（2017?广元）汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，其中由机械能转化为内能的是
冲程。．已知汽油的热值为4.6×107J/kg，2kg汽油完全燃烧时释放的热量为
J。已知汽车防冻液比热容为4.2×103J/（kg?℃），防冻液从90℃冷却到20℃的过程中，放出的热量为2.94×106J，则汽车防冻液的质量为
kg。
10．（2017?眉山）在四冲程汽油机工作过程中，实现内能转化为机械能的是
冲程；完全燃烧500g汽油释放出的热量是
J。（汽油的热值为4.6×107J/Kg）
【答案】
1.【解析】（1）内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中压缩冲程将机械能转化成内能，压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧是化学能转化为内能；做功冲程将内能转化成机械能；（2）燃料完全燃烧放出的热量用公式Q=qm计算，其中q为燃料的热值。
解答如下：
（1）内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧是化学能转化为内能，其中压缩冲程将机械能转化成内能；
（2）2t汽油完全燃烧要放出的热量：Q放=mq=2×103kg×4.6×107J/kg=9.2×1010J。
故答案为：化学、内、9.2×1010。
【答案】化学、内、9.2×1010。
2．【解析】根据题目中已知热值为，体积为，
则燃烧放出的热量：，
根据公式可得
【答案】4.2×1010、2×105。
3.【解析】（1）内燃机包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程．其中压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能；（2）卫星通讯利用了电磁波来传递信息。
解答：（1）在汽油机的四个冲程中，做功冲程高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能；（2）汽车导航仪与卫星之间是通过电磁波来传递信息的。
故答案为：做功、电磁波。
【答案】做功、电磁波。
4．【解析】知道可燃冰的体积和热值，利用Q放=Vq求1m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量。由题知Q吸=Q放，再利用Q吸=cm△t，可求得可使多少千克的水从20℃升高到100℃。
5.【解析】（1）知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；（2）知道煤气的质量和煤气的热值，利用Q放=mq计算煤气完全燃烧放出的热量。
【答案】解：（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（70℃﹣20℃）=2.1×107J；
（2）1kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=1kg×4.2×107J/kg=4.2×107J。
故答案为：2.1×107；4.2×107。
6．【解析】（1）物质由固态直接变成气态的过程叫做升华，升华吸热；（2）知道可燃冰的质量和热值，根据Q放=mq求出完全燃烧释放热量的计算，根据求出水吸收的热量，再根据Q吸=cm（t﹣t0）求出加热水的质量。
解：（1）可燃冰在常温压下会迅速变为气态，此过程为升华过程；
（2）2m3的可燃冰完全燃烧释放的热量：Q放=Vq=2m3×1.4×1010J/m3=2.8×1010J，
由可得，水吸收的热量：
Q吸=ηQ放=60%×2.8×1010J=1.68×1010J，
由Q吸=cm（t-t0）可得，加热水的质量：
故答案为：升华、2.8×1010、4×104。
【答案】升华、2.8×1010、4×104。
7．【解析】（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值；（2）利用Q放=mq求出1kg煤气完全燃烧放出的热量，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的10倍，据此求1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热。
解：（1）在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大。
（2）1kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=1kg×4.2×l07J/kg=4.2×l07J，
1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q放′=Q放×10=4.2×l07J×10=4.2×l08J；
故答案为：热值、4.2×108。
【答案】热值、4.2×108。
8．【答案】（1）水吸收的热量为1.68×108J；（2）燃气锅炉烧水时的效率为33.3%；（3）若换用可燃冰，应使用0.075m3可燃冰。
9．【解析】（1）在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是压缩冲程，内能转化为机械能的是做功冲程；（2）知道汽油的质量、热值，根据Q=mq求出汽油完全燃烧时释放的热量；（3）知道防冻液放出的热量、比热容、初温和末温，利用Q放=cm△t求汽车防冻液的质量。
10．【解析】（1）在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是压缩冲程，内能转化为机械能的是做功冲程；（2）根据Q=mq求出放出的热量。
解答如下：在内燃机的压缩冲程中，活塞压缩气体做功，使气体的内能增大，温度升高，机械能转化为内能；
做功冲程，高温高压燃气对活塞做功，自身内能减小，活塞机械能增加，即将内能转化为机械能；
完全燃烧500kg汽油放出的热量：Q=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J；
故答案为：做功、2.3×107。
【答案】做功、2.3×107。
