14.3能量的轉(zhuǎn)化和守恒（講義）教師版

人教版八年級(jí)物理上冊(cè)第14章《內(nèi)能的利用》第3節(jié)能量的轉(zhuǎn)化和守恒講義（知識(shí)點(diǎn)總結(jié)+例題講解）序號(hào)知識(shí)點(diǎn)難易程度例題數(shù)變式題數(shù)合計(jì)一能量的轉(zhuǎn)化★5520二能量守恒定律★55一、能量的轉(zhuǎn)化：1.能量的轉(zhuǎn)化實(shí)例：實(shí)例能量轉(zhuǎn)化實(shí)例能量轉(zhuǎn)化摩擦生熱機(jī)械能→內(nèi)能光合作用光能→化學(xué)能發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)械能→電能燃料燃燒化學(xué)能→內(nèi)能電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)電能→機(jī)械能電池供電化學(xué)能→電能2.能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移區(qū)分：（1）能量的轉(zhuǎn)化：一種能量形式轉(zhuǎn)化為另一種能量形式，比如說光能轉(zhuǎn)化為熱能；（2）能量的轉(zhuǎn)移：是一個(gè)物體的能量轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，能量性質(zhì)不孌；3.能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化具有方向性：（1）能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移其實(shí)指的就是熱傳導(dǎo)，根據(jù)熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容，熱傳導(dǎo)的過程是有方向性的。這個(gè)過程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行，但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行，因此能量的的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性。（2）能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移需要逆向進(jìn)行時(shí)，需要外界的干擾。例如：熱量的傳遞可以自發(fā)的從高溫物體傳向低溫物體，而不能自發(fā)的從低溫物體傳向高溫物體。但是，在外界的作用下，也可以使低溫物體的熱量傳向高溫物體?！纠}1】下列對(duì)能量轉(zhuǎn)化的描述不正確的是（ ）A.蓄電池充電：電能——化學(xué)能B.發(fā)電機(jī)工作：電能—一機(jī)械能C.螢火蟲發(fā)光：生物質(zhì)能—一光能D.內(nèi)燃機(jī)工作：化學(xué)能——內(nèi)能——機(jī)械能【答案】B【解析】A.給蓄電池充電時(shí)，蓄電池相當(dāng)于用電器，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，故A正確，不符合題意；B.發(fā)電機(jī)工作：機(jī)械能一電能，故B不正確，符合題意；C.螢火蟲發(fā)光：生物質(zhì)能一光能，故C正確，不符合題意；D.內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D正確，不符合題意；故選B?！咀兪?】瀑布從高峰傾瀉而下，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，在此過程中能量轉(zhuǎn)化的順序?yàn)椋ǎ〢．動(dòng)能→重力勢(shì)能→電能 B．重力勢(shì)能→動(dòng)能→電能C．電能→重力勢(shì)能→動(dòng)能 D．重力勢(shì)能→電能→動(dòng)能【答案】B【解析】解：瀑布從高峰傾瀉而下，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，又將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，所以能量轉(zhuǎn)化是重力勢(shì)能→動(dòng)能→電能。故選：B?！纠}2】下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的說法，錯(cuò)誤的是（）A．過山車向下運(yùn)動(dòng)時(shí)是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B．給電動(dòng)車充電時(shí)，是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．汽車在剎車過程中，剎車片會(huì)發(fā)熱，是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能D．自行車運(yùn)動(dòng)員奮力蹬車時(shí)，人體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能【答案】C【解析】解：A、過山車向下運(yùn)動(dòng)時(shí)質(zhì)量不變，高度減小，速度增大，則重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增多，是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故A正確；B、給電動(dòng)車充電時(shí)，蓄電池相當(dāng)于用電器，這一過程是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故B正確；C、汽車在剎車過程中，剎車片會(huì)發(fā)熱，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；D、自行車運(yùn)動(dòng)員奮力蹬車時(shí)，消耗了人體的化學(xué)能，獲得了動(dòng)能，所以人體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故D正確。故選：C?！咀兪?】下列關(guān)于燒開水、泡茶、喝茶的物理知識(shí)不正確的是（）A．從冰箱中拿出的茶葉放置一段時(shí)間會(huì)變得“濕潤(rùn)”和揭開杯蓋茶杯上方冒“白氣”的實(shí)質(zhì)不一樣B．用沸水才能很快泡出茶香、茶色、茶味，這是因?yàn)闇囟仍礁?，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯C．用沸水泡了茶的玻璃杯“燙手”是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能D．用電熱水壺?zé)_水，可說明能量既可以發(fā)生轉(zhuǎn)化也可以發(fā)生轉(zhuǎn)移【答案】A【解析】解：A、從冰箱中拿出的茶葉放置一段時(shí)間會(huì)變得“濕潤(rùn)“，是因?yàn)榭諝庵械乃魵庥隼湟夯纬傻?，茶杯上方的“白氣”是溫度較高的水蒸氣遇冷液化形成的小水滴，二者實(shí)質(zhì)一樣，故A錯(cuò)誤；B、溫度越高分子運(yùn)動(dòng)越快，故泡茶時(shí)，用開水浸泡是因?yàn)樗臏囟仍礁?，分子運(yùn)動(dòng)越激烈，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯，故B正確；C、用沸水泡了茶的玻璃杯“燙手”是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能，故C正確；D、用電熱水壺?zé)_水，通過電流做功使壺的內(nèi)能增加，溫度升高，然后通過熱傳遞的方式將內(nèi)能傳遞給水，使水的內(nèi)能增加，溫度升高，故可說明能量既可以發(fā)生轉(zhuǎn)化也可以發(fā)生轉(zhuǎn)移，故D正確。故選：A?！纠}3】如圖所示，是“風(fēng)光互補(bǔ)”景觀照明燈，它“頭頂”小風(fēng)扇，“肩扛”電池板，“腳踩”蓄電池，“腰”挎照明燈，下列解釋合理的是（）A．小風(fēng)扇是風(fēng)力發(fā)電機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．照明燈是將光能轉(zhuǎn)化電能C．光電池板是將光能轉(zhuǎn)化為電能D．蓄電池在夜晚放電時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】C【解析】解：這種新能源的路燈，“肩扛”太陽能電池板也可以把太陽能轉(zhuǎn)化為電能；“頭頂”的小風(fēng)扇可以把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，這樣只要有風(fēng)，這種路燈也可以發(fā)電，填補(bǔ)了一點(diǎn)陰天和晚上不能發(fā)電的空白，有利于路燈晚上照明使用；蓄電池在夜晚放電時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；同時(shí)照明燈消耗電能而發(fā)光，即是將電能轉(zhuǎn)化為光能，所以明確“風(fēng)光互補(bǔ)”景觀節(jié)能燈的各部分功能后，即可得知C選項(xiàng)正確。故選：C。【變式3】我國(guó)的空間站可在外太空在軌運(yùn)行十年以上，空間站所需的能源主要來自于大面積的可展收柔性電池板。為我們的航天員在空間站提供日常生活需要，電池板主要的能量轉(zhuǎn)化是（）A．太陽能轉(zhuǎn)化為電能B．機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】A【解析】解：太陽能電池板能直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，不能直接產(chǎn)生機(jī)械能與電能、化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化，故只有A說法正確。故選：A。【例題4】中國(guó)力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”。為了踐行綠色低碳發(fā)展，我市推行純電動(dòng)汽車（如圖）。汽車蓄電池充電過程中將（）A．機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能B．電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能【答案】C【解析】解：給汽車蓄電池充電時(shí)，蓄電池相當(dāng)于用電器，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。故選：C。【變式4】用水壺?zé)畷r(shí)，壺中水蒸氣將壺蓋頂起，水蒸氣的轉(zhuǎn)化為壺蓋的能?！敬鸢浮?jī)?nèi)；機(jī)械能?！窘馕觥繜_水時(shí)，壺蓋被水蒸氣頂起，是水蒸氣對(duì)壺蓋做功的結(jié)果，這時(shí)水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為壺蓋的機(jī)械能。故答案為：內(nèi)；機(jī)械能?！纠}5】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(shí)發(fā)熱B．用熱水袋取暖C．鉆木取火D．電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把地下水送到地面【答案】B【解析】解：A、燃料燃燒時(shí)發(fā)熱，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于能量的轉(zhuǎn)化，故A錯(cuò)誤。B、用熱水袋取暖，通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能，屬于能量的轉(zhuǎn)移，故B正確。C、鉆木取火，通過做功改變物體的內(nèi)能，屬于能量的轉(zhuǎn)化，故C錯(cuò)誤；D、電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把地下水送到地面，將電能轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能，屬于能量的轉(zhuǎn)化，故D錯(cuò)誤。故選：B?！咀兪?】根據(jù)能量守恒定律，下列說法中僅發(fā)生能量轉(zhuǎn)移的一組是（）A．試管中的冷水放入熱水中變熱B．煤氣爐將冷水燒熱C．用打氣筒打氣，筒壁變熱D．小燈泡通電發(fā)光【答案】A【解析】解：A、試管中的冷水放入熱水中吸收熱量，內(nèi)能增大，溫度升高，僅發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)移，故A符合題意；B、煤氣爐將冷水燒熱，煤氣燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是能量的轉(zhuǎn)化；冷水吸熱，內(nèi)能增大，屬于熱傳遞，是能量的轉(zhuǎn)移，故B不符合題意；C、用打氣筒打氣，活塞壓縮空氣做功，空氣內(nèi)能增大，是能量的轉(zhuǎn)化；筒壁吸收熱量，內(nèi)能增大，屬于熱傳遞，是能量的轉(zhuǎn)移，故C不符合題意；D、小燈泡通電發(fā)光，將電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能，是能量的轉(zhuǎn)化，故D不符合題意。故選：A。二、能量守恒定律：1.能量守恒定律：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)移的過程中，能量的總量保持不變。2.能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，也無論是物理學(xué)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，都遵從能量守恒定律。3.永動(dòng)機(jī)：不需要?jiǎng)恿湍茉丛床粩嗟貙?duì)外做功的機(jī)械；永動(dòng)機(jī)永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗`背了能量守恒定律?！纠}6】關(guān)于能量守恒定律，下列說法正確的是（）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】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)化過程，又適用于能量的轉(zhuǎn)移過程，故錯(cuò)誤；C、“摩擦生熱”是將機(jī)械轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，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?！咀兪?】下列關(guān)于能量守恒定律的說法不正確的是（）A．能量守恒定律否定了制造永動(dòng)機(jī)的設(shè)想B．能量守恒定律只適用于物理學(xué)C．能量守恒定律適用于任何學(xué)科的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移D．汽車剎車后停下來的過程中，它的機(jī)械能并沒有消失，而是轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】B【解析】解：A、永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，所以永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制造出來的，故A正確。B、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律適用于任何能量的變化，不只是適應(yīng)于物理學(xué)，故B錯(cuò)誤。C、任何的能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，都會(huì)遵從能量守恒定律，故C正確。D、汽車剎車后停下來的過程中，克服摩擦做功，它的機(jī)械能并沒有消失，而是轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D正確。故選：B。【例題7】下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化和守恒，說法正確的是（）A．即使科技再發(fā)達(dá)也不可能制造出永動(dòng)機(jī)B．能量守恒定律只適用于能量的轉(zhuǎn)化過程C．“摩擦生熱”是創(chuàng)造了熱，它不符合能量守恒定律D．根據(jù)能量守恒定律，機(jī)械能總和不變【答案】A【解析】解：A、根據(jù)能量守恒定律，能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中總有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這部分內(nèi)能不可能自動(dòng)地再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如果沒有能量的補(bǔ)充，最終會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，所以不可能造出永動(dòng)機(jī)，故A正確；B、能量守恒定律既適用于能量轉(zhuǎn)化過程，也適用于能量的轉(zhuǎn)移過程，故B錯(cuò)誤；C、“摩擦生熱”是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，所以也符合能量守恒定律，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)能量守恒定律，自然界中能的總量保持不變，但是機(jī)械能不一定守恒，故D錯(cuò)誤；故選：A?！咀兪?】下列關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化和守恒的說法，不正確的是（）A．“既要馬兒跑，又要馬兒不吃草”違背了能量守恒定律B．酒精燃燒時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．用熱水袋取暖，說明內(nèi)能是可以發(fā)生轉(zhuǎn)移的D．人們對(duì)太陽能的開發(fā)和利用，說明能量可以憑空產(chǎn)生【答案】D【解析】解：A、能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中總量是守恒的，“既要馬兒跑，又要馬兒不吃草”違背了能量守恒定律，故A正確；B、酒精燃燒時(shí)，將自身的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確；C、用熱水袋取暖，是能量從熱水袋轉(zhuǎn)移給了人，說明內(nèi)能是可以發(fā)生轉(zhuǎn)移的，故C正確；D、人們對(duì)太陽能的開發(fā)和利用，是太陽能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，而不是說能量可以憑空產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤。故選：D?！纠}8】今年世界環(huán)境日的中國(guó)主題是“關(guān)愛自然，刻不容緩”，下列做法和想法錯(cuò)誤的是（）A．在倡導(dǎo)“節(jié)能環(huán)保”的今天，盡可能使用風(fēng)能、太陽能B．因?yàn)槟芰吭谵D(zhuǎn)化過程中是守恒的，所以能源是取之不盡，用之不竭的C．在交通工具方面，為減少尾氣排放，應(yīng)大力推廣非石油燃料的新能源汽車D．將使用后的廢舊電池集中起來，統(tǒng)一處理【答案】B【解析】解：A、在倡導(dǎo)“節(jié)能環(huán)保”的今天，盡可能使用風(fēng)能、太陽能，因?yàn)轱L(fēng)能、太陽能屬于可再生能源，且屬于無污染的綠色能源，故A正確。B、能量在轉(zhuǎn)化過程中是守恒的，但是人類對(duì)能源的消耗越來越多，能源會(huì)逐漸減少，故B錯(cuò)誤。C、大力推廣非石油燃料的新能源汽車，能減少?gòu)U氣的排放，緩解溫室效應(yīng)，故C正確。D、將使用后的廢舊電池集中起來，統(tǒng)一處理，是因?yàn)閺U舊電池中含有大量有害物質(zhì)，故D正確。故選：B?！咀兪?】學(xué)習(xí)了內(nèi)能及能量的轉(zhuǎn)化和守恒后，同學(xué)們?cè)谝黄鹗崂碇R(shí)時(shí)交流了以下想法，你認(rèn)為不正確的是（）A．做功改變物體的內(nèi)能是不同形式的能的相互轉(zhuǎn)化 B．物體放出熱量，發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)移，其溫度一定降低 C．水電站主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 D．能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中總會(huì)有損耗，但能量的總量保持不變【答案】B【解析】解：A、做功過程是能量轉(zhuǎn)化過程，做功改變物體的內(nèi)能是不同形式的能的相互轉(zhuǎn)化，故A正確；B、晶體凝固過程中，放熱，內(nèi)能變小，但溫度不變，故B錯(cuò)誤；C、水電站主要將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故C正確；D、能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中總會(huì)有損耗，但能量的總量保持不變，故D正確。故選：B。【例題9】關(guān)于能量守恒定律，下列說法正確的是（）A．能量可以憑空消失B．能量可以憑空產(chǎn)生C．能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變D．熱機(jī)在工作的過程中不遵循能量守恒定律【答案】C【解析】解：AB、能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，故AB錯(cuò)誤；C、據(jù)能量守恒定律，能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變，故C正確；D、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D錯(cuò)誤；故選：C?！咀兪?】關(guān)于能源與可持續(xù)發(fā)展，下列說法中正確的是（）A．能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，總量會(huì)增加B．目前我國(guó)正式運(yùn)營(yíng)的核電站發(fā)電時(shí)，發(fā)生的核反應(yīng)是核裂變C．化石能源是不可再生能源，核能、風(fēng)能、水能、太陽能是可再生能源D．能量在轉(zhuǎn)化過程中是守恒的。因此能源是“取之不盡，用之不竭”的【答案】B【解析】解：A、在能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變，這就是能量守恒定律，故A錯(cuò)誤；B、核電站都是利用核裂變釋放的能量來發(fā)電，故B正確；C、化石能源指的是億萬年前的大量生物經(jīng)過地殼變化，被埋藏在地下，受地層壓力和溫度的影響，緩慢地形成的可以燃燒的礦物質(zhì)，在短時(shí)間內(nèi)不能再生，是不可再生能源，核能屬于不可再生能源，太陽能、風(fēng)能、水能能源源不斷獲得，它們都是可再生能源，故C錯(cuò)誤；D、能量在轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化過程中總是守恒的，但是能量的轉(zhuǎn)化具有方向性，所以要節(jié)約能源，故D錯(cuò)誤。故選：B?！纠}10】關(guān)于能