第3節(jié)能量的轉(zhuǎn)化和守恒雙基過(guò)關(guān)知識(shí)點(diǎn)一、能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移：1.自然界中的能量自然界中的各種現(xiàn)象相互關(guān)聯(lián)，可以從能量的角度反映這種關(guān)聯(lián)。常見(jiàn)的能量有以下幾種：（1）機(jī)械能：物體具有的動(dòng)能和勢(shì)能之和；（2）內(nèi)能：物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和；（3）化學(xué)能：物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)釋放出來(lái)的能量；（4）電能：電具有的能量；（5）光能：光所具有的能量；（6）其他形式的能：風(fēng)能、核能、潮汐能等。2.各種形式能的相互轉(zhuǎn)化（1）現(xiàn)象探究①燃料燃燒化學(xué)能→內(nèi)能②手來(lái)回摩擦生熱機(jī)械能→內(nèi)能③熱機(jī)正常運(yùn)行化學(xué)能→內(nèi)能→機(jī)械能④水在太陽(yáng)下暴曬升溫光能→內(nèi)能⑤電燈發(fā)熱發(fā)光電能→光能和內(nèi)能⑥電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行電能→機(jī)械能⑦風(fēng)力發(fā)電風(fēng)能→電能⑧水力發(fā)電水能→電能⑨植物光合作用光能→化學(xué)能⑩摩擦起電機(jī)械能→電能?鉆木取火機(jī)械能→內(nèi)能和光能?運(yùn)動(dòng)員撐桿跳高的過(guò)程化學(xué)能→動(dòng)能（助跑過(guò)程）→彈性勢(shì)能（壓縮桿的過(guò)程）→重力勢(shì)能（桿恢復(fù)運(yùn)動(dòng)員上升過(guò)程）→動(dòng)能（運(yùn)動(dòng)員下降過(guò)程）→彈性勢(shì)能（落到彈簧墊的過(guò)程）（2）歸納現(xiàn)象，得出結(jié)論①不同形式的能量可以在一定條件下相互轉(zhuǎn)化；②能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程是一種形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式。3.能量的轉(zhuǎn)移能量從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，也可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在這個(gè)過(guò)程中，能的形式?jīng)]有發(fā)生變化。如熱傳遞等?；A(chǔ)自測(cè)：1.我們的生產(chǎn)與生活總離不開(kāi)能量及其轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法正確的是（）A.提高能量利用中的轉(zhuǎn)化效率是節(jié)能問(wèn)題的核心B.全自動(dòng)洗衣機(jī)工作時(shí).電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.吊裝碼頭上，只要貨物受到的合力為0,它的能量就不變D.用燃?xì)庠顭?，只要調(diào)大火力,燃?xì)庠畹募訜嵝示吞岣摺敬鸢浮緼【解析】A，正確。B，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能。C，貨物所受合外力為0的，可能處于勻速直線上升或靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)勻速上升時(shí)，能量增加。D，加大火力，機(jī)械效率不會(huì)增加，還可能降低。2．下列過(guò)程，屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（）ABCDA.從滑梯上滑下時(shí)臀部發(fā)熱B.

電熱水壺?zé)瓹.內(nèi)燃機(jī)的做功沖程D.向下壓活塞引燃棉花【答案】C【解析】A、小朋友從滑梯上滑下，身體與滑梯接觸部分感覺(jué)發(fā)熱，是摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不符合題意；B、電熱水壺?zé)畷r(shí)，電流做功，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不符合題意；C、內(nèi)燃機(jī)的做功沖程，是利用高溫高壓燃?xì)庾龉?，將?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，符合題意；D、下壓活塞時(shí)，活塞對(duì)封閉氣體做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不符合題意。故選：C。改變內(nèi)能的方式有兩種，做功和熱傳遞。對(duì)物體做功，通常是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，物體對(duì)外做功，通常是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化主要是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)的，對(duì)物體做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；氣體對(duì)外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。3.如圖是汽車(chē)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)沖程示意圖，下列說(shuō)法正確的是（）A.該沖程是做功沖程B.該沖程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.這種汽車(chē)對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染D.此發(fā)動(dòng)機(jī)的效率可達(dá)90%【答案】A【解析】對(duì)于汽油機(jī)的四個(gè)沖程要加深理解，并且知道從圖像上辨別對(duì)應(yīng)沖程。壓縮沖程：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。做功沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。熱機(jī)對(duì)環(huán)境有一定污染，比如廢氣污染。廢氣會(huì)帶走大量的能量，因此熱機(jī)的效率不可能達(dá)到90%。4．如圖所示是演示點(diǎn)火爆炸的實(shí)驗(yàn)裝置，按動(dòng)電火花發(fā)生器的按鈕，點(diǎn)燃盒內(nèi)酒精，盒蓋迅速飛出，這個(gè)過(guò)程與四沖程汽油機(jī)中的哪一個(gè)沖程的能量轉(zhuǎn)化相同（）A．吸氣沖程B．壓縮沖程C．做功沖程D．排氣沖程【答案】C【解析】點(diǎn)燃盒內(nèi)酒精，盒蓋被打出去，這是因?yàn)榫凭紵a(chǎn)生的燃?xì)鈱?duì)外做功，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為盒蓋的機(jī)械能，故是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程；做功沖程也是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程，故選C。知識(shí)點(diǎn)二、能量守恒定律1.內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。2.永動(dòng)機(jī)（1）概念：不需要?jiǎng)恿湍茉丛床粩嗟貙?duì)外做功的機(jī)器。（2）從能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的角度分析永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)的原因①?gòu)哪芰哭D(zhuǎn)化的角度：在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，只要有運(yùn)動(dòng)，摩擦就不可能避免，就會(huì)產(chǎn)生熱量，這樣運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能就會(huì)減少，運(yùn)動(dòng)最終會(huì)停止。②從能量守恒的角度：機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)需要能量，而不能無(wú)中生有的制造能量，因此不需要能量就能運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器不可能制造出來(lái)。基礎(chǔ)自測(cè)5．有關(guān)能量守恒定律，下列說(shuō)法中正確的是（）A．能量守恒定律只適用于機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化B．能量守恒定律只適用于能量轉(zhuǎn)化過(guò)程C．“摩擦生熱”是創(chuàng)造了熱，它不符合能量守恒定律D．按照能量守恒定律，宇宙中的能量總和永遠(yuǎn)不會(huì)增減【答案】D【解析】分析

能量即不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過(guò)程中能的總量是保持不變的．解答

解：A、能量守恒定律適用于自然界中任何形式能的相互轉(zhuǎn)化，故錯(cuò)誤；B、能量守恒定律既適用能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，又適用于能量的轉(zhuǎn)移過(guò)程，故錯(cuò)誤；C、“摩擦生熱”是將機(jī)械轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程，所以它也是符合能量守恒定律的，故錯(cuò)誤；D、據(jù)能量守恒定律，宇宙中的能量總和不變，故正確；故選D．【點(diǎn)評(píng)】

知道并理解能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是解決該題的關(guān)鍵．6.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的說(shuō)法中，正確的是()A．蓄電池充電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．暖瓶塞跳起時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．用熱水袋取暖時(shí)，內(nèi)能發(fā)生了轉(zhuǎn)移D．電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能【答案】C【解析】蓄電池充電時(shí)，消耗電能得到化學(xué)能，是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯(cuò)誤；暖瓶塞跳起時(shí)，瓶?jī)?nèi)空氣的內(nèi)能減少，瓶塞獲得了機(jī)械能，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B錯(cuò)誤；利用熱水袋取暖時(shí)，熱水袋溫度降低，內(nèi)能減少，人體獲得熱量，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，故C正確；電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，消耗電能，得到機(jī)械能，是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。選C。7.“永動(dòng)機(jī)”至今沒(méi)有創(chuàng)造成功，其原因是（）A．科學(xué)技術(shù)還不夠先進(jìn)B．機(jī)器不能對(duì)外輸出能量C．違背了能量守恒定律D．機(jī)器只能轉(zhuǎn)移能量，不能轉(zhuǎn)化能量【答案】C【解析】第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)制不成，是因?yàn)樗`反能量守恒定律。故選C。第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)：不消耗能量而能永遠(yuǎn)對(duì)外做功的機(jī)器，可以無(wú)中生有產(chǎn)生出能量．這種永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第一定律能量守恒定律，但可以無(wú)視第二定律，因?yàn)橛袀€(gè)未知的能量源不停地產(chǎn)生能量差。第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)：在沒(méi)有溫度差的情況下，從自然界中的海水或空氣中不斷吸取熱量而使之連續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器，它違反了熱力學(xué)第二定律，可以將系統(tǒng)內(nèi)漸趨平衡的能量差，重新拉開(kāi)．如果拉開(kāi)前和拉開(kāi)后的總能量是一致的，那就沒(méi)有違背熱力學(xué)第一定律，但相對(duì)的，這樣的永動(dòng)機(jī)違背了第二定律，故稱(chēng)為“第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)”。【考點(diǎn)】能量守恒定律。【點(diǎn)評(píng)】本題比較簡(jiǎn)單，考查了永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因，特別注意第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律。8．小亮的叔叔承包了村里的魚(yú)塘，有人向叔叔推薦了一個(gè)一本萬(wàn)利的投資項(xiàng)目。設(shè)計(jì)圖紙如圖所示，用水管和水池就可以讓水車(chē)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)不斷發(fā)電。你認(rèn)為這個(gè)投資項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案（選填“可行”或”不可行”），理由是。【答案】不可行；水管中的水只能達(dá)到與水池水面相同的高度【解析】根據(jù)連通器原理及其特點(diǎn)分析解答：上端開(kāi)口下端連通的容器。連通器里只有一種液體，在液體不流動(dòng)的情況下，連通器各容器中液面的高度總是相平的。根據(jù)連通器其特點(diǎn)可知，連通器里只有一種液體，在液體不流動(dòng)的情況下，連通器各容器中液面的高度總是相平的。由圖可知，水管和水池上端開(kāi)口，底部連通，構(gòu)成了連通器，因此水管中的水只能達(dá)到與水池水面相同的高度，無(wú)法讓水車(chē)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，更不能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)不斷發(fā)電，所以這個(gè)投資項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案不可行?？键c(diǎn)突破考點(diǎn)1.能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移方法：識(shí)別能量轉(zhuǎn)化的方法看關(guān)鍵字詞：一般有“動(dòng)”字對(duì)應(yīng)的是機(jī)械能；有“熱”字對(duì)應(yīng)的是內(nèi)能；有“電”字對(duì)應(yīng)的是電能?？茨芰康男问绞欠癜l(fā)生變化確定是轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移：能的形式發(fā)生變化的是轉(zhuǎn)化；沒(méi)有發(fā)生變化的是轉(zhuǎn)移。例1.（2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真題）下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．壓縮沖程中柴油機(jī)氣缸里的氣體內(nèi)能減小B．物體吸收熱量后，內(nèi)能增大，溫度一定升高C．搓手時(shí)感到暖和是因?yàn)楫a(chǎn)生了熱量D．給手機(jī)充電時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】D【詳解】A．內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程，機(jī)械能轉(zhuǎn)為為氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能，氣體內(nèi)能增大，故A錯(cuò)誤；B．物體吸收熱量后，內(nèi)能增大，溫度不一定升高，比熱水沸騰過(guò)程和晶體熔化過(guò)程，物體吸收熱量，但溫度保持不變，故B錯(cuò)誤；C．搓手時(shí)感到暖和是因?yàn)樽龉κ刮矬w的內(nèi)能增大，溫度升高了，故C錯(cuò)誤；D．給手機(jī)充電，將電能轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池的化學(xué)能，故D正確。故選D。例2.（2021·貴州中考真題）如圖所示，用力將活塞迅速下壓，玻璃筒內(nèi)硝化棉燃燒起來(lái)，該過(guò)程能量是由______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能，這一特點(diǎn)與汽油機(jī)______沖程相同。完全燃燒0.5kg的汽油，放出的熱量是______J（已知汽油的熱值為4.6107J/kg）。【答案】機(jī)械內(nèi)壓縮2.3107【詳解】[1][2][3]活塞向下壓的過(guò)程是活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為硝化棉的內(nèi)能，這與汽油機(jī)的壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化相同。[4]完全燃燒0.5kg汽油放出的熱量Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J考點(diǎn)2.能量守恒定律方法：三點(diǎn)理解能量守恒定律（1）能量不會(huì)憑空產(chǎn)生或消失；（2）能量只會(huì)發(fā)生“轉(zhuǎn)化”或“轉(zhuǎn)移”；（3）能量的總量是不會(huì)發(fā)生變化的。例3.（2021年貴州省遵義市中考物理試題）有人設(shè)想的“永動(dòng)機(jī)”如圖所示。下列對(duì)該裝置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后的分析正確的是（）A．裝置所具有的機(jī)械能始終不變B．如果沒(méi)有能量補(bǔ)充，裝置最終會(huì)停下來(lái)C．根據(jù)能量守恒定律，裝置可以一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去D．裝置中小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能不會(huì)相互轉(zhuǎn)化【答案】B【詳解】ABC．由于裝置運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中需要克服摩擦做功，裝置所具有的機(jī)械能會(huì)不斷減小，如果沒(méi)有能量補(bǔ)充，裝置最終會(huì)停下來(lái)，故AC錯(cuò)誤，B正確；D．裝置中小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能不斷地發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，故D錯(cuò)誤。故選B。例4.關(guān)于能量守恒定律，下列說(shuō)法正確的是（）A.能量守恒定律只適用于機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化B.能量守恒定律只適用于能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程C.摩擦生熱是創(chuàng)造了熱，并不符合能量守恒定律D.按照能量守恒定律，宇宙中能量的總量永遠(yuǎn)不會(huì)增減【答案】D【解析】分析能量即不會(huì)消滅，