沪科版（五四制）(2024)九年级下册（2024）第1节 能量的转移和转化学案

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知识点1、能量的转化和转移
1. 物质不同的运动形式对应不同的能量
1.1、机械能：机械能包括动能、重力势能和弹性势能。
1.2、内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都具有内能。
1.3、太阳能：太阳能是一种可再生能源。
1.4、化学能：各种物质都储存化学能，如燃料、动物、食物都储存有化学能。
1.5、电能：电能是指使用电以各种形式做功的能力。
1.6、核能：即原子能。原子核结构发生变化放出的能量。
2. 能量的转化和转移
不同形式的能量在一定条件下都可以转移或转化。
3、方法技巧：识别能量转化的方法
看关键字词：一般有“动”字的对应的是机械能；有“热”字的对应的是内能；有“电”字的对应的是电能。看能量的形式是否发生变化：发生变化的则为能量的转化；没有发生变化的则为能量的转移。
4、方法技巧：对能量转化和转移的理解
能量转化和转移是整个自然界中能量的转化和转移，不是局部的。在分析有关现象时，要整体考虑，防止得出片面的结论。如在密闭的房间里吹电风扇，人会感到凉爽，但室温并没有降低。人感到凉爽的原因是电风扇吹出来的风加快了人体表面汗液的蒸发，而蒸发吸热，所以人感到凉爽；而从总体上来看，电风扇转动的过程中消耗了电能，一部分电能转化为内能，所以室内温度不仅不下降反而会上升。
专题讲练1
1.1、能量的转化
1．能量是与物体运动有关的物理量，生活中很多现象中存在能量的转化：
(1)电灯发光时，将电能转化为光能和 能；
(2)手机充电时，将电能转化为手机电池的 能；
(3)张家界极限荒野求生挑战中钻木取火比赛时，将 能转化为内能；
2．下列现象中，没有发生能量转化的是（ ）
A．锯木头时，锯条发热B．点燃的爆竹腾空而起
C．手摸热水袋感到暖和D．手冷时搓手取暖
3、2024年，我国成功发射一枚洲际弹道导弹，飞行距离约1.2万公里，精确命中预定海域。如图所示为该洲际弹道导弹点火后的情景，工作时该导弹的发动机主要将化学能转化为 能。
4、美丽的湖畔，景色宜人，在湖岸的两侧架设了许多特殊的路灯（风光互补路灯），如图所示，它头顶的风力发电机能将风能转化为 。
5、如图是一种新型的风光互补景观照明灯，其太阳能电池板和风力发电机产生的电能，输送至蓄电池储存起来，供路灯照明使用，下列解释正确的是（ ）
A．蓄电池夜晚放电时将电能转化为化学能
B．照明灯工作时，将风能转化为光能
C．太阳能电池板将电能转化为太阳能
D．利用风力发电时，“风扇”将风能转化为电能
6、如图所示，太阳能路灯以太阳光为能源，白天，太阳能电池板给蓄电池充电，傍晚则由蓄电池给路灯供电。太阳能路灯的自动控制电路所发生的能量转化顺序是（ ）
A．太阳能→电能→内能→电能→光能
B．太阳能→电能→化学能→电能→光能
C．太阳能→内能→化学能→电能→光能 D．太阳能→电能→化学能→光能
7、能量转化是非常普遍的现象，下列关于能量转化的叙述正确的是（ ）
A．洗衣机甩干衣服时，将内能转化为机械能 B．给蓄电池充电时，将化学能转化为电能
C．炉灶中烘焙燃烧时，将内能转化为化学能 D．植物吸收太阳光进行光合作用，将光能转化为化学能
8、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
9、下列对能量转化的描述错误的是（ ）
A．发电机工作：机械能——电能 B．蓄电池放电：电能——化学能
C．萤火虫发光：生物质能——光能 D．内燃机工作：化学能——内能——机械能
10、下列现象中，没有发生能量转化的是（ ）
A．锯木头时，锯条发热 B．点燃的爆竹腾空而起
C．手摸热水袋感到暖和 D．手冷时搓手取暖
11、如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（ ）
A．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒
B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C．在小球的运动过程中，有一部分机械能转化成了内能
D．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的
12、如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A点以速度v沿轨道滚下，经过右侧等高点B后到达最高点C，下列分析不正确的是（ ）
A．整个过程只有重力对小球做功
B．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vC＜vB＜vA
C．小球在运动过程中能量是守恒的
D．小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功
13、如图所示，我国在文昌卫星发射中心用长征五号运载火箭将“嫦娥五号”发射升空，下列说法正确的是（ ）
A．用液态氢做燃料，原因之一是因为氢的热值大
B．液态氢在燃烧过程中，将内能转化为化学能
C．火箭在大气层中加速升空时，能量不守恒
D．火箭在大气层中加速升空时，动能不变
14、抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩的电能，通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来，然后待用电高峰期再释放上水库中的水，冲击水电站中的水轮发电机组发电，输送回电网，工作原理示意图如图所示。我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站，上水库容量为4.5×107m3，上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400m高度，冲击水轮发电机组发电，可获得1.44×1014J的电能。（，g取10N/kg）
（1）抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的 能，在需要的时候再通过发电机组转化为 能，输送回电网；
（2）水轮发电机组的发电效率为多少？
15、近日媒体报道：国产C919即将投入使用，将打破波音空客巨头垄断地位！我国具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919已完成多次试飞，若C919以200m/s的速度匀速直线航行50s，消耗航空燃油2×103kg，飞机发动机的功率为8.8×108W（航空燃油的热值为4×107J/kg）。求：
（1）航空燃油燃烧过程中将 能转化成 能；
（2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少 ？
（3）发动机的效率是多少 ？
（4）飞机在航行过程中的阻力是多少 ？
16、人造地球同步卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。从地面上看，它相对于地球静止于赤道上空，与地球转动同步，故称地球同步卫星。在赤道上空约为36000km的高度上布设3颗通讯卫星，可实现除两极外的全球通讯。地球同步卫星常用于通讯、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面，以实现对同一地区的连续工作。
（1）同步卫星相对于地面是 （选填“运动”或“静止”）的；
（2）点火加速阶段中能量转化为：化学能→ 能→ 能；
（3）同步卫星在点火加速阶段中动能 ，重力势能 ，机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；
（4）从地面发送电磁波信号通过同步卫星返回至少需要 s（电磁波传播速度3.0×108m/s）。
1.2、能量的转移
1、下列能量转化或转移的过程中，属于内能的转移的是（ ）
A．光合作用 B．用电灯照明 C．用暖水袋取暖 D．天然气的燃烧
2、以下现象中只有能量转移的是（ ）
A．煤气炉将水烧开 B．足球在草坪上越滚越慢 C．通电后小灯泡发光 D．抱着热水袋取暖
3、下列实例中，属于能量转移的是（ ）
A．水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起B．两手相互搓一搓，手心发热
C．给电灯通电，电灯发光D．用暖手宝捂手，手心变热
4、如图是古人锻造铁器的几个过程，其中加热和淬火属于能量的 ，锻打属于能量的 （均选填“转移”或“转化”）
5、下列过程中，能量发生转化的是 ，能量发生转移的是 。（均填序号）
①杯中的热水慢慢变凉 ②飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴
③水沸腾时，水壶盖被向上顶起来 ④抱住热水袋，会感到双手暖和 ⑤在磨刀石上磨刀时，刀会变热
6、下列现象中属于能量转移的是 ，属于能量转化的是 。
7、下列实例中，属于能量转移的是（ ）
A．水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起B．两手相互搓一搓，手心发热
C．给电灯通电，电灯发光 D．用暖手宝捂手，手心变热
8、“多米诺骨牌”是一项有趣的活动。如图所示，按一定距离排列的骨牌，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒，下列说法中正确的是（ ）
A．骨牌在倒下时将重力势能转化成内能
B．利用较少的能量就可以产生较多的能量，整个过程能量不守恒
C．前面木块与后面木块相互作用时，将一部分机械能传递给后面木块
D．“连锁反应”过程中机械能是守恒的
知识点2、能量守恒定律
1. 能量守恒定律
能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，它只会从一种形式转化为其他 ，或者从一个物体转移到其他 ，或者从物体的一部分转移到其他部分；在转化或转移的过程中，能量的总和保持 。
2. 对能量守恒定律的理解
2.1、能量守恒定律，是自然界 、 的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。
2.2、能量守恒定律包括“能量 ”和“能量 ”两个方面。
3. 永动机
（1）不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。然而，从没有一种永动机成功过，因为违背了能量守恒定律。
（2）能量守恒定律使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本 制造出永动机。
4. 能量转化或转移的过程不仅遵循能量守恒定律，还具有方向性。
专题讲练2
2.1、能量守恒定律
1、下列有关能量的转化和守恒的说法中，正确的是（ ）
A．用打气筒给自行车轮胎打气，筒壁发热，是内能转化为机械能
B．太阳能热水器将水加热，是太阳能转化为水的内能
C．冬天用热水袋取暖，热水袋变凉，是机械能转化为内能
D．如图所示的“永动机”模型，说明能量可以凭空产生
2、下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是（ ）
A．钻木取火是将内能转化为机械能 B．氢气燃烧是将化学能转化为内能
C．汽油机工作过程中，燃料完全燃烧放出的内能只有部分转化为机械能，剩下的能量凭空消失了
D．人们对太阳能的开发和利用说明能量可以凭空产生
3、下列对能量转化的描述不正确的是（ ）
A．蓄电池充电：电能→化学能 B．发电机发电：电能→机械能
C．人骑自行车：化学能→机械能 D．内燃机工作：化学能→内能→机械能
4、下列选项可能符合能量流向的是（ ）
A． B．
C． D．
5、下列有关能量的转化和守恒的说法中，正确的是（ ）
A．来回迅速摩擦双手，手掌变热，机械能转化为内能
B．黑塑料袋内盛有水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下，水的温度上升，内能转化为太阳能
C．将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后靠近细碎的纸片，发现钢笔杆能吸引纸片，电能转化为机械能
D．随着科技的进步和发展，永动机是可以制造出来的
6、图甲是太阳能照明风扇，图乙是太阳能照明风扇工作时的能量转化流程图，白天安装在室外的太阳能电池板工作时，给蓄电池充电，将能量以化学能的形式储存，室内的照明风扇工作时蓄电池给电动机和照明灯供电。对图乙方框中能量形式判断正确的是（ ）
A．①是“内能” B．②是“电能” C．③是“光能” D．④是“机械能”
7．如图所示是不同形式的能量的相互转化图，下列说法正确的是（ ）
A．序号①的实例可以是“炙手可热”和“钻木取火”
B．序号③的实例可以是植物吸收太阳光进行光合作用
C．序号②的实例可以是水电站里水轮机带动发电机发电
D．序号④的实例可以是给手机电池充电
8、2025年9月16日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭——远征一号S上面级，成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。在发射火箭过程中，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的 能，整个发射过程中能量遵循 定律。
9、新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”如图所示，为了实现中国2030年前“碳达峰”；新疆的风力发电站可以将风能转化为 能从而减少CO2的排放。在转化过程中，能的总量 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
10．如图是小徽学了能量守恒后设计的一个小蒸汽轮机，下列说法不正确的是（ ）
A．能量在转化的过程中总量越来越少
B．酒精在燃烧的过程中，是将化学能转化为内能
C．能量的转化和转移都是有方向的
D．轮子的转动说明永动机是不可以实现的
11、关于能量守恒定律，下列说法正确的是（ ）
A．能量可以凭空消失
B．能量可以凭空产生
C．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变
D．热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
12、如图所示是某科技馆展出的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的叶子实际上是一个高效光电转换器，光电转换器的能量转化过程是 转化成 （填能量名称），该过程中能量的总和 （填“增加”“减少”或“保持不变”）
13、如图，轻轻碰倒第一块木板就会产生连锁反应，使其余木板依次倒下。木板在倒下时，其 能会减小，并转化为 能，撞击到第二块木板，由于能量的传递以及每块站立的木板都具有重力势能，其机械能就会比前面的木板的大，这个过程 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。
2.2、“永动机”
1、有人设计出如图所示的“永动机”，认为小球的重力势能和动能之间会不断地相互转化，从而实现“永动”，但机器在工作的过程中，有部分机械能会转化为 ，机械能会逐渐减少，这种“永动机”并没有永远工作下去，原因是它违背了 定律。
2、上图是某科技馆的一台“永动机”，由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片。轻杆进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原，该过程水的内能转化为该“永动机”的 ；没有能量的补充该“永动机” （选填“能”或“不能”）一直运转下去。
3、有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（ ）
A．装置所具有的机械能始终不变
B．如果没有能量补充，装置最终会停下来
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
2.3、能量的转化和转移具有方向性
1、汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，这些内能却无法自动转化为汽车的机械能，说明能量的转化和转移具有 性。
2、城市里工厂和交通工具的废热排放与大气污染使城市温度普遍高于郊区，形成了热岛效应。而这些损失的热不能自动收集起来再利用，说明能量的转化或转移具有 性。
3、下列关于能量转移和转化有方向性的描述中，正确的是（ ）
A．机械能可以转化为内能，内能不可以转化为机械能 B．热可以自发地由低温物体传向高温物体
C．内能不可能全部转化成机械能，而不产生其他影响
D．自然界的一切物理过程都是不可逆的
4、2025年1月，中国“人造太阳”核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。这说明能量的转化具有 性。
5、电动汽车在行驶时，电能主要转化为 能；而电动机产生的热量很难回收，这是因为能量的转化和转移是具有 的。有人认为汽车在行驶过程中，可以使发电机发电，从而永远运动下去，这种说法违背了 定律。
6、在能量的转化和转移过程中，都遵循 ；汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，这些内能将无法自发地转化为汽车的机械能，这说明自发的能量转化过程是有 性。
7、一杯热水慢慢变凉后不会自己重新变热，说明能量的转移和转化具有 ；但在能量的转化和转移过程中，能量的总量 （选填“不断减少”“保持不变”或“不断增加”）。
8、生物航煤是以动植物油脂、餐饮废油等为原料生产的航空燃油。生物航煤燃烧时将化学能转化为内能，但内能不能自发地转化为化学能，说明能量的转化具有 。在能量转化和转移的过程中，能量的总量 。
9、如图所示，“海盗船”是同学们非常喜欢的游乐项目。启动时，海盗船在电机的牵引下越摆越高；关闭电机，海盗船会继续自由摆动，但摆动高度却越来越低，这是因为海盗船的部分机械能正逐渐转化为内能，但这部分内能不可能自动地再让海盗船摆动起来，这说明能量的转移和转化具有 ；在转化和转移过程中，能量的总量 （选填“不断减少”“保持不变”或“不断增加”）。
2.4、能量的转化和转移、能量守恒定律综合辨析
1、下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是（ ）
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．按照能量守恒定律，永动机是不存在的
C．能量在转化或转移的过程中，总量会减少 D．机械能和电能可以相互转化，所以能量转化没有方向性
2、关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（ ）
A．一个用细线悬挂的小球在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒
B．空调既能制热，又能制冷，说明自发的热传递不存在方向性
C．因为自然界中的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人优天
D．任何制造永动机的设想，无论看上去多么巧妙，都是一种徒劳
3、关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（ ）
A．金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小 B．植物生长，是把太阳能转化为化学能
C．汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能 D．能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源
4、关于能量及其转化，下列说法中正确的是（ ）
A．既然能量是守恒的，那么能源危机就是不存在的
B．利用水库的水发电，再用这些电把水抽回水库，这样发电机和抽水机就会永远不停地运转下去
C．自发的能量转化和转移具有方向性，即自发的能量转化和转移过程是不可逆的
D．荡秋千时，秋千的摆动幅度会逐渐减小最后停下来，说明这个过程的能量不守恒