第1節(jié)能量的轉(zhuǎn)化和守恒【題型導(dǎo)航】TOC\o"13"\h\z\u【重難題型講解】 1題型1能量及其存在的不同形式 1題型2能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移 2題型3能量守恒定律 4【能力培優(yōu)練】 5【鏈接中考】 9【重難題型講解】題型1能量及其存在的不同形式1、能量：物質(zhì)運(yùn)動的量化轉(zhuǎn)換，簡稱“能”，在物理學(xué)中，能量是一個間接觀察到的物理量，它往往被視為某一個物體對其他的物體做功的能力，由于功被定義為力作用一段距離，因此能量總是等同于沿著一定的長度阻擋大自然基本力量的能力。2、能量的不同的形式：機(jī)械運(yùn)動的動能和勢能；熱運(yùn)動的內(nèi)能；電磁運(yùn)動的電磁能；化學(xué)運(yùn)動的化學(xué)能等，他們分別以各種運(yùn)動形式特定的狀態(tài)參量來表示。3、自然界的能包括：天然氣，核能，風(fēng)能，海洋溫差能，水能，汽油，太陽能，電能，煤炭，氫能，煤氣，蒸汽，柴油，石油，地?zé)崮?，潮汐能，生物質(zhì)能等?！镜淅?1】我們生活在能量的世界里，下列關(guān)于能量的說法正確的是（）A．能量是與物體運(yùn)動無關(guān)的物理量B．物質(zhì)運(yùn)動的多樣性與能量形式的多樣性之間沒有關(guān)系C．不同形式的能量之間可以互相轉(zhuǎn)化D．能量不可以從一個地方轉(zhuǎn)移到另一個地方【典例12】如圖甲、乙、丙所示，不同的運(yùn)動形式對應(yīng)不同的形式，裝點(diǎn)城市美景的電能是通過電線從發(fā)電廠而來，而火力發(fā)電廠的電能是由煤炭燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化而來的，以上事實(shí)說明不同形式的能量可以互相。甲.運(yùn)動場上奔跑的運(yùn)動員具有能量乙.劇烈運(yùn)動的空氣形成丙.電為我們描繪出城市的燦爛景象跟蹤訓(xùn)練1從宏觀到微觀，物質(zhì)運(yùn)動的多樣性決定了能量形式的多樣性．下列與其他能量形式不同的是（

）A．流動的河水 B．運(yùn)動場上奔跑的運(yùn)動員C．龍卷風(fēng) D．電閃雷鳴跟蹤訓(xùn)練2能量是與物體運(yùn)動有關(guān)的物理量，物質(zhì)運(yùn)動的多樣性決定了能量形式的多樣性，比如龍卷風(fēng)主要具有能。不同形式能量之間還可以互相轉(zhuǎn)化，比如在給電動汽車充電時就將能轉(zhuǎn)化為能。題型2能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移1、能的轉(zhuǎn)化：在一定條件下，一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化成另一種形式的能量，這種現(xiàn)象即為能量的轉(zhuǎn)化。（1）常見的能的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象：內(nèi)燃機(jī)工作時，燃料在汽缸內(nèi)燃燒，燃料內(nèi)部儲存的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化成高溫燃?xì)獾膬?nèi)能，高溫燃?xì)馀蛎浲苿踊钊\(yùn)動做功，燃?xì)獾膬?nèi)能又轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動機(jī)器轉(zhuǎn)動。如果使用內(nèi)燃機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，機(jī)械能又可以轉(zhuǎn)化成電能，電能輸送到各種用電器，電能又轉(zhuǎn)化為其他形的能量。（2）能量的轉(zhuǎn)化有方向性：我們利用的各種形式的能最終會自然地轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，散失到周圍空氣中，但內(nèi)能不會自然地轉(zhuǎn)化成其他形式的能量。如電燈在工作時，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，被周圍的空氣吸收，最終都變成了空氣的內(nèi)能，這是自然發(fā)生的，而空氣的內(nèi)能不能自動變成其他形式的能量。2、能的轉(zhuǎn)移：同一種形式的能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，能的形式并沒有發(fā)生變化。（1）能量的形式?jīng)]有發(fā)生變化，但存在的位置發(fā)生了變化，這就是能的轉(zhuǎn)移。內(nèi)能夠發(fā)生轉(zhuǎn)移，其他形式的能也能夠發(fā)生轉(zhuǎn)移，如風(fēng)吹帆船運(yùn)動，流動空氣的部分動能。（2）能量的轉(zhuǎn)移也有方向性：在熱傳遞過程中，熱量總是自然地由高溫物體傳向低溫物體，故內(nèi)能也總是自然地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，而不會自然地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。所以能量的轉(zhuǎn)移是有方向的?！锾貏e提醒能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移、都是有方向性的，要逆向轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移能量，就會消耗其他的能量。例如冰箱里的熱不會自動轉(zhuǎn)移到溫度較高的外部，而必須要消耗其他的能量（電能）才能把冰箱里的熱量轉(zhuǎn)移到冰箱外部。自然界中的一切實(shí)際變化過程都具有方向性，朝某個方向的變化是可以自發(fā)發(fā)生的，相反方向的變化卻是受到限制的，這時如果要使變化了的事物重新恢復(fù)到原來的狀態(tài)，一定會對外界產(chǎn)生無法消除的影響，這就是自然界的不可逆性；由此也說明了我們需要節(jié)約能源！【歸納總結(jié)】（1）能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的本質(zhì)是不同的，“轉(zhuǎn)化”是指能量由一種形式變?yōu)榱硪环N形式；“轉(zhuǎn)移”只是能量由一個物體傳遞到另一個物體，能量的形式不變。（2）有能量轉(zhuǎn)化時，必定會有一種形式的能量減少，另一種形式的能量增加。（3）要明白消耗能量、利用能量或獲得能量的過程就是能量的相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程，能在具體情景中分析能量形式的轉(zhuǎn)化例。【典例21】下列對能量轉(zhuǎn)化過程的描述，不正確的是（）A．發(fā)電機(jī)工作：機(jī)械能→電能B．蓄電池放電：電能→化學(xué)能C．植物進(jìn)行光合作用：光能→化學(xué)能D．內(nèi)燃機(jī)工作：化學(xué)能→內(nèi)能→機(jī)械能【典例22】2024年10月30日04時27分，搭載著神舟十九號載人飛船的長征二號F遙十九運(yùn)載火箭（如圖）在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射?；鸺x地加速升空時，機(jī)械能（選填“增大”“減小”或“不變”）；火箭發(fā)動機(jī)的燃料燃燒過程中，能轉(zhuǎn)化為能。跟蹤訓(xùn)練1如圖是小球在地面彈跳的頻閃照片，下列說法中正確的是（）A．小球彈起的高度越來越小，在此過程中能量守恒B．小球和地面之間發(fā)生撞擊，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．在小球的運(yùn)動中是通過熱傳遞的方式使其內(nèi)能增加D．根據(jù)能量守恒定律，在此過程中小球的機(jī)械能總量是保持不變的跟蹤訓(xùn)練2人吃下食物后，食物的能一部分轉(zhuǎn)化為能以維持人正常的體溫，一部分轉(zhuǎn)化為能維持人的心跳或做跑跳等運(yùn)動。跟蹤訓(xùn)練3我國大中城市步入了地鐵時代。小華搜索相關(guān)的信息：地鐵站臺前都有一條黃色的安全線；地鐵列車車身線形流暢、優(yōu)美，頭部向前突出頗像子彈頭；當(dāng)列車剎車時，能回收能量。請你回答：（1）為什么乘客候車時都在站在黃色的安全線外，因?yàn)椋唬?）剎車時，列車向前減速運(yùn)動到停車，在此過程中能量轉(zhuǎn)化形式為。題型3能量守恒定律1、能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量不變；這就是能量守恒定律。2、應(yīng)用：能量守恒定律對于科學(xué)研究、工程技術(shù)工作有著重要的指導(dǎo)意義?！锾貏e提醒能量守恒的普遍性：能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。大到天體，小到原子核，無論是物理學(xué)的問題還是化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)的問題，所有能量轉(zhuǎn)化的過程，都遵循能量守恒定律。能量守恒定律是人類認(rèn)識自然、利用自然、保護(hù)自然的有力武器。能量守恒定律告訴我們，有一種形式的能量減少或消失，一定有另一種形式的能量增加或產(chǎn)生，能量的總量是不變的！【典例31】不同形式的能量可以在一定條件下相互轉(zhuǎn)化，如圖中給出了兩個實(shí)例下列對此圖的補(bǔ)充錯誤的是（）A．圓圈A內(nèi)，能量的形式是內(nèi)能B．圓圈B內(nèi)，能量的形式是電能C．序號⑤的實(shí)例有燃料燃燒D．能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，總量保持不變【典例32】電動車是人們?nèi)粘３鲂斜貍涞拇焦ぞ?，但使用過程中續(xù)航里程依舊是十分困擾的事情。創(chuàng)新小組設(shè)想：如果在電動車的前輪裝一個發(fā)電機(jī)，可以一邊行駛一邊發(fā)電，同時給蓄電池充電，這樣就可以帶動后輪的電動機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)無限行駛。你認(rèn)為創(chuàng)新小組的設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)？（選填“能”或“不能”），支持你的理由是。跟蹤訓(xùn)練1在各種形式的能量相互轉(zhuǎn)化過程中，下列說法中正確的是（

）A．機(jī)械能一定守恒 B．每種形式的能量都是守恒的C．各種形式的能的總量守恒 D．只有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能才守恒跟蹤訓(xùn)練2如圖所示，某科技館展出的小型低碳化未來汽車，汽車頂部的巨型葉子實(shí)際上是一個高效光電轉(zhuǎn)換器。光電轉(zhuǎn)換器的能量轉(zhuǎn)化過程是光能轉(zhuǎn)化為電能，該過程中能的總量（選填“增加”“減少”或“保持不變”）?！灸芰ε鄡?yōu)練】1．如圖是一種太陽能背包。它的前面有一個太陽能電池板，里面還有一個蓄電池，可以給手機(jī)、小風(fēng)扇或數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品供電。下列與之相關(guān)能量轉(zhuǎn)化說法正確的是（

）A．太陽能電池板工作時將太陽能轉(zhuǎn)化為電能B．給蓄電池充電將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C．蓄電池放電將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．小風(fēng)扇工作將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2．下列能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的情景中，屬于能量轉(zhuǎn)移的是（）A．燃料燃燒時發(fā)熱B．用熱水袋取暖C．鉆木取火D．電動機(jī)帶動水泵把地下水送到地面3．從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，下列說法正確的是（）A．電風(fēng)扇工作時主要將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．手機(jī)電池充電時主要將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．燃料燃燒時將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．太陽能電池板工作時將太陽能轉(zhuǎn)化為電能4．有關(guān)能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化和利用，下列說法正確的是（）A．電烤爐取暖，是電能轉(zhuǎn)移到人體B．鉆木取火，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．中醫(yī)提倡的熱水泡腳，是通過熱傳遞的方式增大腳部的內(nèi)能D．機(jī)械能和電能可以相互轉(zhuǎn)化，所以能量轉(zhuǎn)化沒有方向性5．在巴黎奧運(yùn)會跳水項(xiàng)目男子10米跳臺決賽中，中國選手曹緣奪得冠軍。如圖所示情景，下列關(guān)于能量或能量轉(zhuǎn)化說法正確的是（）A．曹緣被彈起后，跳板來回彈幾下就停止說明機(jī)械能可以產(chǎn)生也可以消失B．曹緣被跳板剛剛彈起時跳板的彈性勢能最小C．曹緣被跳板彈起直到入水過程中機(jī)械能會不斷減少D．曹緣下降過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能6．美國哈佛大學(xué)的學(xué)生設(shè)計(jì)制作了一種發(fā)電足球，球在被踢的過程中，其內(nèi)部裝置能夠發(fā)電，并將產(chǎn)生的電能儲存在蓄電池中，用來點(diǎn)亮LED燈，該過程中的能量轉(zhuǎn)化分析不正確的是（）A．球在被踢的過程中，其內(nèi)部裝置發(fā)電是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能B．將產(chǎn)生的電能儲存在蓄電池中是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．點(diǎn)亮LED燈時是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為光能D．整個過程中機(jī)械能守恒7．如圖為一種自熱火鍋的構(gòu)件圖。該自熱火鍋的發(fā)熱包內(nèi)有鐵粉、鋁粉、炭粉、生石灰等物質(zhì)，將發(fā)熱包放到水中，會放出大量的熱。有關(guān)該自熱火鍋的說法不正確的是（）A．生石灰與水反應(yīng)放出大量的熱是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．打開盒蓋時會冒出“白氣”，是水蒸氣液化形成的C．加熱時，溫度從發(fā)熱包傳遞給食物D．食物被加熱時，溫度升高，內(nèi)能增大8．下列關(guān)于能量及其轉(zhuǎn)化的說法不正確的是（

）A．物體勻速上升的過程中其機(jī)械能增大B．太陽能電池板在工作過程中主要是將太陽能的光能轉(zhuǎn)化為電能C．給蓄電池充電過程是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化電能9．如圖所示是《天工開物》中記載的古人炒蒸油料的場景。下列過程與物理知識對應(yīng)不正確的是（）A．飄香，一屬于擴(kuò)散現(xiàn)象B．蒸煮——油料吸收熱量，內(nèi)能增大C．翻炒一主要利用做功的方式增加油料的內(nèi)能D．加熱一木炭燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此過程中能量是守恒的10．《天工開物》是我國古代的科學(xué)著作，其中這樣寫道：“凡河濱有制筒車者，堰陂障流繞于車下，激輪使轉(zhuǎn)，挽水入筒，一一頃于枧內(nèi)，流入畝中，晝夜不息，百畝無憂?！痹摱挝淖置枋隽送曹囘@樣一種以水流作動力，用來取水的機(jī)械，如圖所示。筒車“晝夜不息”，（選填“能”或“不能”）說明它就是永動機(jī)，理由是。11．如圖所示是牛頓擺球．當(dāng)左邊的小球撞擊后靜止了，右邊的小球向右擺動．當(dāng)右邊的小球撞擊后靜止時，左邊的小球向左擺．經(jīng)過較長時間就會發(fā)現(xiàn)，小球擺動的幅度會越來越小，到最后會靜止下來，這說明小球的能減少了，轉(zhuǎn)化為能了，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量。12．2024年9月17日和18日，黎巴嫩多地接連發(fā)生傳呼機(jī)和對講機(jī)大規(guī)模爆炸事件，造成數(shù)千人死傷。其原理是利用預(yù)先植入的程序遠(yuǎn)程控制使傳呼機(jī)或?qū)χv機(jī)的電流增大，電池的溫度升高，達(dá)到預(yù)埋炸藥的燃點(diǎn)，引燃炸藥，此時炸藥的能變?yōu)閮?nèi)能，內(nèi)能急劇增加導(dǎo)致機(jī)體瞬間爆炸，該過程中內(nèi)能主要轉(zhuǎn)換為能。13．陸良麻衣馓子是一種具有200多年歷史的傳統(tǒng)地方小吃，以其“香、脆、酥、甜”的特點(diǎn)而聞名，這種小吃主要原料包括小麥面、白砂糖、菜油和飴糖，通過油炸和糖水浸泡的工藝制作而成。銷售麻衣馓子的地方很遠(yuǎn)就能聞到其獨(dú)特的香味，這是現(xiàn)象；用爐火油炸面團(tuán)是將燃料的能轉(zhuǎn)化為面團(tuán)的內(nèi)能。14．某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)室的器材探究“物體對外做功，內(nèi)能改變”，如圖所示。將燒瓶內(nèi)裝有少量的水，用塞子塞緊，并用氣筒往瓶內(nèi)打氣，瓶內(nèi)壓強(qiáng)大到一定程度時，瓶塞就會跳起來，且瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧。（1）本實(shí)驗(yàn)中“物體對外做功”中的“物體”指的是；（2）瓶塞跳起時，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是能轉(zhuǎn)化為能；（3）能說明以上能量轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別對應(yīng)為：和。15．如圖所示實(shí)驗(yàn)和設(shè)想。(1)圖甲中，兩個底面平整、干凈的鉛柱壓緊后，下面可吊起一個重物，說明鉛柱的分子間存在力；(2)圖乙所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團(tuán)硝化棉，如圖迅速下壓活塞后，玻璃筒內(nèi)的空氣溫度，硝化棉的內(nèi)能（選填“增加”或“減少”）；(3)圖丙是一種設(shè)想中的永動機(jī)。從能量守恒的角度可知它（選填“能”或“不能”）一直工作下去?！炬溄又锌肌?．（2023·陜西·中考真題）2023年5月28日，國產(chǎn)C919大型客機(jī)圓滿完成首次商業(yè)飛行。下列有關(guān)說法正確的是（）A．飛機(jī)加速升空的過程中，動能減小B．飛機(jī)燃料在燃燒的過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．飛機(jī)減速下降的過程中，重力勢能不變D．飛機(jī)降落后能在跑道上繼續(xù)