【暑假衔接】人教版初中物理九年级（八升九）暑假自学讲练 06 能量的转化和守恒（原卷版+解析版）

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1．能量的转化的转化：各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化.
2．能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在这两个过程中，能量的总量不变.
3．能量的转化和转移是有方向的.
4．永动机是不可能做成的，因为其违反了能量守恒定律.
【注意】
●判断能量是发生转化还是发生转移的方法是看能量的形式是否发生变化。
●在改变物体内能的两种方式中，做功改变内能实质上是能量的转化，热传递改变内能实质上是能量的转移。
考点1：能量的转化和转移
【例1】如图所示的四幅图中，仅发生能量转移的是( )
往饮料中加冰块 B. 煤气炉将冷水烧热 C. 卫星绕地球飞行 D. 钻木取火
【答案】A
【分析】理解能量转移的实质：在转移过程中，能量的形式不变。燃料燃烧是化学变化，是化学能转化为内能。
【解析】A 中发生的是热传递，能量发生转移；B 中，化学能转化为内能，还有能的转移(热传递)；C 中，势能和动能相互转化；D 中，机械能转化为内能。
【例2】如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯．它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．下列解释合理的是( )
A．光电池板是将电能转化为光能
B．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
C．照明灯是将内能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】A项，这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能，故A说法错误；B项，“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，风能属于机械能的一种，故B说法正确；C项，照明灯工作时，将电能转化为光能，故C说法错误；D项，蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将电能转化为化学能，故D说法错误．
【变式训练】
【变式1】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. 电热水器烧水：电能﹣内能
C. 太阳能电池板工作：太阳能﹣化学能 D. 内燃机工作：化学能﹣内能﹣机械能
【答案】C
【解析】A. 给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，故A正确；B. 电热水器烧水时，消耗电能，使水的内能增大，即是将电能转化为内能的过程，故B正确；C. 太阳能电池板工作时，消耗太阳能，转化为电能，即是将太阳能转化为电能的过程，故C错误；D. 内燃机工作时，燃料燃烧将化学能转化为内能，内能再转化为机械能，故D正确．故选C．
【变式2】各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化，如图中通过图示和文字给出了部分能量转化的实例，请你按(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)旁箭头所指的方向，填出能量转化的实例．
(a)________；(b)________；(c)________；(d)________；(e)________；(f)________；(g)________．
【解析】(a)钻木取火的过程是机械能转化为内能；(b)燃烧发光是将内能转化为光能；(c)光合作用是将光能转化为化学能；(d)火力发电是将化学能转化为电能；(e)电动机是将电能转化为机械能；(f)太阳能电池是将光能转化为电能的过程；(g)手机电池充电是将电能转化为化学能．
【答案】(a)钻木取火 (b)燃烧发光 (c)光合作用
(d)火力发电 (e)电动机 (f)太阳能电池 (g)手机电池充电
【变式3】大量研究表明，能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从一种形式转化为其他形式，而自
然界中能量的总量是 的；但由于能量的转化或转移具有 ，因而人类可利用的资源是有
限的，所以我们仍然要注意节约能源。
【解答】解：能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形
式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。
能量的转化和转移都是具有方向性的，不能反过来转化。
【答案】不变；方向性。

考点2：能量守恒定律
【例3】下列说法中正确的是( )
A. 既然能量是守恒的，那么任何能量我们都可以利用
B. 能量是守恒的，所以我们有用不尽的能量
C. 在能量转化和转移的过程中虽然能量的总量保持不变，但有的能量却是无法利用的
D. 以上说法都不对
【答案】C
【分析】判断与定律(定理)相关的说法是否正确，先梳理出理解定律(定理)的易错点，实际分析时采用对号入座的方式判断。
【解析】汽车刹车时，机械能转化成内能，得到的内能无法收集起来再次利用。
【例4】（2021·甘肃武威市·中考真题）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的___________能转化为燃气的内能，卫星的机械能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】化学 增大
【解析】
[1]火箭在加速上升过程中，燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。
[2]卫星的速度和高度都增大，质量不变，动能和重力势能都增大，机械能增大。
【变式训练】
【变式1】（2021·广东中考真题）如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为______能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】热值 内 不守恒
【详解】
[1]利用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的热值大，相同质量的液态氢完全燃烧产生的热量多。
[2]燃料燃烧时将化学能转化为内能。
[3]火箭发射升空时，高度和速度都增大，所以重力势能和动能增大，机械能增大，机械能不守恒。
【变式2】（2021年贵州省遵义市中考）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
【答案】B
【详解】
ABC．由于装置运转过程中需要克服摩擦做功，装置所具有的机械能会不断减小，如果没有能量补充，装置最终会停下来，故AC错误，B正确；
D．装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化，故D错误。
故选B。
【变式3】关于能量守恒定律，下列说法正确的是（ ）
A. 能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B. 能量守恒定律只适用于能量转化的过程
C. 摩擦生热是创造了热，并不符合能量守恒定律
D. 按照能量守恒定律，宇宙中能量的总量永远不会增减
【答案】D
【解析】A. 能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，故错误；
B. 能量守恒定律既适用能量转化过程，又适用于能量的转移过程，故错误；
C. “摩擦生热”是将机械转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故错误；
D. 据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，故正确．故选D.
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】（1）判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量；
（2）改变内能的方法是做功和热传递；
（3）能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变。
A、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、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、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、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. 多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的，从能量转化的角度看，存在着内能转化为机械能的过程的是（ ）
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】C
【解析】汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确。
3．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
【答案】B
【解析】（1）物体的内能跟物体的质量、状态、温度有关；热量总是从温度高的物体传给温度低的物体。
（2）热机是燃料在气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气对活塞做功，内能转化为机械能；
（3）热量是个过程量，区别于状态量，只是在热传递这个过程中才有热量这个物理量，当两物体温差达到相等时，热传递就停止。所以只能说某物体吸收了多少热量，放出了多少热量，而不能说含有多少热量；
（4）能量在转化的过程中具有方向性，很多能量转化的实例都说明了这一点。
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.电动机通电后，电动机带动其他机器运转，一段时间后，电动机的外壳就会变得烫手，则下列关于能的转化和守恒的说法中正确的是（ ）
A．电能全部转化为机械能，总的能量守恒
B．电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒
C．电能全部转化为内能，内能守恒
D．电能转化为机械能和内能，机械能守恒
【答案】B
【解析】
A、因为电动机的外壳就会变得烫手，说明有少量一部分电能转化成了内能，故A错误；
B、电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒，故B正确．
C、在转化中是电能转化为机械能及小部分的内能，故内能不守性，故C错误；
D、因为电能转化为机械能和内能，机械能增加了，但是，能的总量守恒，故D错误；
故选B．
5. 下列四种过程中，发生能量转移的是( )
A．植物吸收太阳光，进行光合作用
B．水蒸气会把壶盖顶起来
C．冬天用手摸户外的金属时感到冷
D．闭合开关，电灯会发光
【答案】C
【解析】 能量从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分叫能量的转移；能量从一种形式转化为另一种形式叫能量的转化。植物的光合作用是光能转化为化学能；水蒸气把壶盖顶起来是内能转化为机械能；冬天用手摸户外的金属是内能由手传递给金属；电灯发光是电能转化为光能和内能。
6．如图2所示的摆设，正常运行时，小轮在支架上来回滚动，每次到达的最大高度相同。小明发现摆设上有一电源，关掉电源后，小轮逐渐停下来（ ）
小轮
支架
底座
A．小轮滚动过程中没有力对其做功
B．正常运行时，小轮的速度一直不变
C．断电后小轮会停下，说明能量守恒定律不一定成立
D．正常运行时，小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能
【答案】D
【解析】A．小轮在滚动过程需要克服摩擦力做功，故A错误；B．正常运行时，小轮存在重力势能与动能之间的转化，所以其速度是不断变化的，故B错误；C．断电后小轮会停下，说明小轮的机械能转化成其它形式的能，在转化过程总的能量保持不变，所以能量守恒定律一定是成立的，故C错误；D．小轮在往返过程需要克服摩擦力做功，从而使机械能减少，但为了使小轮每次到达的最大高度相同，就要使小轮的机械能保持不变，则需要提供另外一种能量来补偿减少的机械能，而这个另外的能量正是由电源提供的，因此小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能。故应选D。
7．如图所示，是四冲程汽油机某一冲程的工作示意图，该冲程是将 能转化为 能。
【答案】机械 内
【解析】两个气门均关闭，活塞向上运动，因此该冲程是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程。
8．中国“嫦娥四号”探测器，于2019年1月3日10时26分在月球背面首次成功着陆，这是中国探月事业的一大进步。“嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中，机械能将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；运载火箭中的燃料燃烧释放的 能转化为探测器的机械能。
【答案】变大 内
【解析】“嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中，质量不变，速度增大，高度增加，因此动能和重力势能都变大，故机械能变大；运载火箭中的燃料燃烧释放的内能转化为探测器的机械能。
9. 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】能量守恒定律；可再生
【解析】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体传递给另一个物体，而且能量的形式也可以互相转换；从能量的角度来看，自然界中的流水和风都是可再生能源。
10.在摩擦生热的现象中，______能转化为______能；在气体膨胀做功的现象中．______能转化为______能；在热传递过程中，高温物体的内能______，低温物体的内能______．内能从______转移到______而能量的总量______．
【答案】机械；内；内；机械；减少；增加；高温物体；低温物体；保持不变．
【解析】在摩擦生热的现象中，机械能转化为内能；在气体膨胀做功的现象中，内能能转化为机械能；在热传递过程中，高温物体的内能减少，低温物体的内能增加．内能从高温物体转移到低温物体，而能量的总量保持不变。
故答案为：机械；内；内；机械；减少；增加；高温物体；低温物体；保持不变。