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2022華師大版九上科學 7.4能量的轉化與守恒 學案
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[學習目標]：
1、知道各種形式的能是可以相互轉化的。
2、知道在轉化的過程中，能量的總量是保持不變的。
3、列舉出日常生活中能量守恒的實例。
4、運用能量守恒的觀點分析物理現象的意識。
一、知識點梳理：
知識點1、 自然界中的能量
1、能量是一切 的源泉，是一切 的基礎。
2、地球上絕大部分能量來自 。煤、石油、天然氣中蘊藏著的 能，經燃燒大量為人類所利用。 生物體內包含著能量，馬吃草、鷹吃魚正是為了補充 。
3、常見的能量形式有 等（舉三例）。
知識點2、能量的轉移
1、能量可以從 轉移到 ，從 轉移到 ；轉移過程中能的總量保持 ；
2、池塘中的水波將中心部分的振動向四面八方傳播開去。這時中心部分水面的振動能量就不斷向四 周 。
3、廣播、電視、移動通信，是利用電磁波傳播而實現的 過程，同時也是電磁波 。
知識點3、能量形式的轉化
1、能量的形式亦可以從 轉化為 。
2、當陽光照射在綠色植物的葉片上時，葉片就會將水和二氧化碳通過光合作用變成淀粉等化學物質，這個過程中， 能轉化為 能。
3、運動員消耗的能量來自他所吃進的各種食物。運動過程中，運動員將食物的 轉化為運動員的 及發出大量的熱。
4、各種自然力的發電設備，都是利用自然界的能量轉化為 的。如火力發電時將 能轉化為電能；水力發電時將 能轉化為電能；風力發電時將 能轉化為電能，等等。
知識點4、能量守恒定律
1、自然界中各種不同形式的能在一定條件下既可以發生 也可以發生 ，但是都具有一定的 性。如植物光合作用時，太陽能可轉化為化學能，但化學能不能轉化為光能；
2、大量事實告訴我們，任何一種形式的能量在轉化為其他形式的能量過程中，消耗多少某種形式的能量，就得到多少其他形式的能量，能量的 是保持不變的。
3、能量守恒定律的內容： 。
二、例題講解：
例題1、下列現象與對應的能的轉化關系不正確的是（ AB）
A. 子彈打入墻壁的過程中，機械能轉化為內能
B. 電流通過電爐時，電能轉化為內能
C. 暖水瓶中的水蒸氣把瓶塞沖起，內能轉化為機械能
D. 給蓄電池充電的過程中，化學能轉化為電能
例題2、下列關于能量轉化和守恒的說法或理解，正確的是（　　）
A．自然界中能量的形式是多種多樣的，所有形式的能量全部都能被人類利用
B．根據能量轉化和守恒定律，不同能量可以相互轉化，無須擔心地球能量不足
C．原子核所釋放的能量稱核能，可控制地進行核反應的裝置稱為核反應堆
D．汽車剎車時，車的動能轉化為內能，這些內能可以收集起來再作為車行駛的動力
例題3、1964年人類制成世界上第一盞用海浪發電的航標燈，如圖所示是它的氣室示意圖。它是利用海浪上下起伏的力量將空氣吸入氣室，壓縮后再推入工作室，然后推動渦輪機轉動（帶動發電機發電）。下列說法正確的是（　　）
A． 當K1開啟，K2開啟時，空氣的內能轉化為海水的機械能
B．當K1開啟，K2關閉時，海水的機械能轉化為空氣的內能
C．當K1開啟，K2關閉時，空氣的內能轉化為海水的機械能
D．當K1關閉，K2開啟時，海水的機械能轉化為空氣的內能
（例題3圖） （例題4圖）
例題4、如圖，同一小球在同一高度以相同速度向三個不同方向拋出（不計空氣阻力和摩擦），設小球剛落地時的速度分別為v1、v2、v3，則（　　）
A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1=v2=v3 D．無法確定
例題5、根據能量守恒定律，下列情形可能發生的是(　　)
A．隨著科學技術不斷發展和提高，永動機是可以制成的
B．兩個斜面相對連接，小球從左斜面滾下后沖上右斜面
C．孤島上被人們遺忘的一只機械表，默默地走了幾十年
D．給電水壺里沸騰的水斷電后，水的沸騰永遠不會停止
例題6、汽車剎車的過程中，伴隨著能量從機械能轉化為內能，內能散失到空氣中，此過程能量的總和____________（填“增加”“減少”或“不變”）。散失到空氣中的內能無法自動轉化為機械能再用來驅動汽車，這是因為能量的轉化和轉移具有____________ 。完全燃燒0.1kg汽油釋放的熱量為____________ J。若這些熱量的42%被水吸收，可以將100kg的水由20℃加熱到____________ ℃。[q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）]
三、隨堂練習：
1、關于電磁感應中的能量轉化，下列說法正確的是（ ）
A.電磁感應將電能轉化為機械能 B.電磁感應將機械能轉化為電能
C.電磁感應將化學能轉化為電能 D.電磁感應將電能轉化為化學能
2、關于生活中能量的轉化的例子，下列選項中錯誤的是（ ）
A.用磨刀石磨刀——機械能轉化為內能 B.保溫瓶的瓶蓋蹦起——內能轉化為機械能
C.電熱水器工作——電能轉化為內能 D.向上飛行的足球——勢能轉化為動能
3、如圖所示，用檸檬制得的水果電池可以讓發光二極管發光（類似小燈泡發光）。在這個化學變化過程中，化學能首先轉化成了（　　）
A．光能 B．電能 C．熱能 D．化學能
（第3題圖） （第4題圖） （第5題圖）
4、科技人員研發了一種智能電動百葉窗，其葉片表面貼有柔性太陽能面板（如圖），在光照時發電，給電動機供電以調節百葉窗的開合。此過程發生的能量轉化是（　　）
A．光能→電能→機械能 B．電能→機械能→光能
C．光能→機械能→電能 D．機械能→電能→光能
5、用兩塊銅片、熱電偶、電動機（帶風扇）組成一個電路，銅片1插在90℃熱水中，銅片2放在空氣中，如圖所示，半分鐘左右風扇發生轉動，這就是溫差發電現象。有關該實驗過程的說法，正確的是（　　）
A．溫差發電的實質是內能轉化為電能 B．溫差發電不遵守能量守恒定律
C．熱水的內能全部轉化成風扇的機械能 D．兩塊銅片有溫度差，風扇就會轉
6、將規格都是“220V，180W”的一臺電冰箱、一臺電風扇和一床電熱毯，分別接入同一家庭電路中，若通電時間相同，則下列說法正確的是（　　）
A．電冰箱產生的熱量最多 B． 電熱毯產生的熱量最多
C．電風扇產生的熱量最多 D．三者產生的熱量一樣多
7、下列實例中，不是通過化學反應提供能量的是(　　)
A．蓄電池放電 B．水力發電 C．內燃機做功沖程 D．火箭點火升空
8、根據能量轉化與守恒定律，在與外界沒有熱傳遞的條件下，物體內能的增加量與外界對物體做功多少相等。為了驗證此規律，某興趣小組設計了如圖所示的實驗：在容器里裝一定質量的水，中間裝上帶有葉片的轉軸，轉軸上繞上繩子，繩子另一端通過滑輪與一重物相連；當重物下降時，繩子拉動轉軸轉動，帶動葉片旋轉，使容器里的水溫度升高，結合水的比熱計算出水增加的內能，以此驗證水的內能增加量與重物的重力做功多少是否相等。
（1）為了完成此實驗，除已提供測質量的電子天平外，還需要的測量工具有：　 　。
（2）興趣小組在實驗過程中發現，水內能的增加量小于重物做功的大小，請寫出造成這種現象的一種原因：　 　。
（3）改進實驗后，獲得了如表數據，規律得到驗證。則若使容器內相同質量水的溫度升高2.5℃，則25千克的重物需下降　 　米。
四、課后鞏固：
1、下列四位同學關于汽車剎車時能量的轉化的說法中，正確的是（ ）
A.小丁說：“剎車時機械能轉化為勢能” B.小胡說：“剎車時機械能轉化為化學能”
C.小蘭說：“剎車時機械能轉化為聲能” D.小明說：“剎車時機械能轉化為內能”
2、白天讓太陽曬曬，晚上就能亮。太陽能路燈白天與晚上的能量轉化情況分別是(　　)
A．太陽能→電能→內能，內能→電能→光能 B．太陽能→電能→化學能，化學能→電能→光能
C．太陽能→內能→電能，電能→內能→光能 D．太陽能→化學能→電能，電能→化學能→光能
3、生活中能量轉化的實例很多，下列描述中正確的是（ ）
A．電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉化為機械能
B． 燃料燃燒放熱是把內能轉化為化學能
C．摩擦生熱是把內能轉化為機械能
D． 摩擦起電是把電能轉化為機械能
4、各種形式的能量都不是孤立的，它們可以在一定條件下發生轉化，且能量的轉化是有方向的。下面幾幅圖按能量轉化的順序，排列正確的是（ ）
A． ①②③④ B． ②③④① C． ②①③④ D． ①③④②
5、前段時間，“加水就能跑的神車”事件一度成為輿論熱點，該汽車實際是利用車內水解制氫技術獲得氫氣，通過氫燃料電池給車提供動力（該技術成本很高，目前仍處在試驗階段），但被曲解為“加水就能跑”。下列對該事件的看法錯誤的是（ ）
A． 氫燃料電池是將氫氣的化學能轉化為電能
B． 水解技術制取氫氣的過程一定要消耗其他能量
C． 對于熱點事件要遵從科學原理，不能盲從，更不能以訛傳訛
D． 該車行駛的能量最終來源于水，水是一種能源
6、下列各實驗現象的分析中，不正確的是( )
A．甲圖中，木塊被撞擊后移動的距離越大說明撞擊時鐵球具有的動能越大
B．乙圖中，瓶蓋起跳后瓶口出現白霧說明氣體對外做功后內能減少、溫度降低
C．丙圖中，滾擺的上下運動表明動能和重力勢能可以相互轉化
D．丁圖中，汽缸內的氣體推動活塞向下運動時，氣體的內能增大
7、下列關于能量的轉化和轉移現象的說法中正確的是（ ）
A.蓄電池充電時，化學能轉化為電能 B.暖瓶塞跳起時，機械能轉化為內能
C.用熱水袋取暖時，內能發生了轉移 D.電動機工作時，機械能轉化為電能
8、如圖所示，A、B、C是三個高度相同而傾角不同的光滑斜面，讓質量相同的小球沿斜面從頂端運動到底端，比較小球滾到底端時速度大（　　）
A．在A的速度最大 B．在C點的速度最大
C．在A，B，C三點速度相同 D．無法判斷
（第7題圖） （第8題圖） （第9題圖）
9、如圖表示一個人站在勻速上升的電梯上，下列分析正確的是（　 　）
A．電梯上升過程中，人的重力勢能不斷增大
B．電梯上升過程中，人的動能不斷增大
C．電梯上升過程中，電梯對人的支持力做功為零
D．人對電梯的壓力與電梯對人的支持力是一對平衡力
10、世界上很多發明都是受到生活現象的啟發而萌生的創意，比如：蒸汽機和汽油機，它們工作時，能的轉化過程是______________________________________。圖中______是汽油機的工作原理圖。
11、如圖所示為伽利略曾經做過的一個斜面實驗，他用兩個相連接的傾斜軌道，使一個小球從一個傾斜軌道的某一高度處滾下，小球在經過軌道最低點后沿軌道上升。
（1）小球從左側軌道上某高度處靜止開始運動至右側軌道最高點的過程中，比較a、b、c三圖實驗，最高點越來越高但并未達到原初始高度，從力學角度分析，原因是小球與軌道存在　 　。
（2）伽利略認為若忽略摩擦力，如圖（d）小球上升的高度與釋放的高度會相等。若減小右側斜面的傾斜角度如圖（e），小球依然會達到釋放時的高度，如果右側軌道是一個水平光滑軌道如圖（f），那么小球為達到“永遠也不能達到的初始高度”而在水平面上一直作勻速直線運動。在以上研究中，伽利略采用了實驗和　 　相結合的研究方法。
（3）下列哪一實驗所采用的研究方法與以上相同 （選填）。
A．探究“凸透鏡成像規律” B．研究“液體壓強與哪些因素有關”
C．研究“真空下不能傳播聲音” D．探究“杠桿平衡條件”
（第11題圖） （第12題圖）
12、把兩種不同材料的導線（如鐵線和銅線）組成如圖所示的閉合回路，當AB兩端存在溫度差時，回路中就會有電流通過，這就是塞貝克效應，這種電路叫熱電偶電路。實驗表明：熱電偶電路中電流的大小跟相互連接的兩種金屬絲的材料有關；跟接點A和B間的溫度差的大小有關，溫度差越大，回路電流越大。請回答下列問題。
（1）如圖所示，其他條件不變，只將A處杯中的冰水混合物換為沸水，電路中的電流　 　。
（2）這樣的熱電偶實際上是一個電源，它的電能是由　 　能轉化而來的。
（3）熱電偶電路可以把溫度信號轉換成電信號，利用該性質可以把熱電偶做成　 （寫出一種應用）。
13、為節約能源，某型號汽車在關閉發動機后，通過小型發電機將減速運動時的部分動能轉化為電能儲存在蓄電池中。表中所示是該型號汽車的部分技術參數，其中儲能效率是指汽車正常行駛時關閉發動機，直至汽車停止的過程中，通過發電機將動能轉化為電能的效率。耗油量是指汽車正常行駛100km消耗燃油的體積。測試中，先讓汽車正常行駛，然后關閉發動機，分別測出開啟和關閉發電機兩種情況下，汽車通過的路程s與對應的速度大小v，計算出動能Ek，作出Ek—s圖像，如圖所示。據此回答下列問題：
（1）發電過程中，動能除了轉化為電能外，由于線圈有電阻，還有部分能量轉化為 能。
（2）汽車正常行駛100km，消耗燃油的質量為____________kg，完全燃燒這些燃油產生的熱量為____________ J（燃油的密度ρ=0.7×103kg/m3，熱值q=4.6×107J/kg）。
（3）測試時，汽車在大小為800N的牽引力作用下，以25m/s的速度正常行駛1000m。此過程中，汽車____________。
A. 受到阻力為1.2×104N B. 行駛的時間為20s
C. 牽引力做的功為3.2×108J D. 牽引力的功率為20kW
（4）由圖像可知，表示開啟發電機進行測試的圖線是____________（填“①”或“②”），判斷的依據是________________________。
（5）若汽車正常行駛時的動能Ek0=3.75×105J，某時刻關閉發動機，同時發電機開始工作，最終有____________J的動能轉化為內能。
參考答案：
一、知識點梳理：
知識點1、
1、物質運動 生命活動 2、太陽 化學 能量 3、太陽能 光能 熱能 電能 機械能等（合理即可）
知識點2、
1、一個物體 另一個物體 空間的一處 另一處 不變
2、轉移 3、信息傳遞 能量轉移
知識點3、
1、一種形式 另一種形式 2、太陽能 化學能
3、化學能 運動能量 4、電能 燃料的化學能 水的機械能 空氣的機械能（風能）
知識點4、
1、轉移 轉化 2、總量
3、能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者 從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。
二、例題講解：
例題1、D
解析：A、子彈打入墻壁過程中機械能轉化為內能，故A正確，不符合題意；B、電流通過電爐時，電能轉化為內能，故B正確，不符合題意；C、暖水瓶中的水蒸氣把瓶塞沖起，內能轉化為機械能，故C正確，不符合題意；D、給蓄電池充電的過程中，電能轉化為化學能，故D錯誤，符合題意。
例題2、C
解析：自然界中能量的形式是多種多樣的，根據能量轉化和守恒定律，不同能量可以相互轉化，但是能量的轉化和轉移有方向性，例如燃料燃燒釋放的內能散失到空氣中后就不能再被利用了，故A、B錯誤； 原子核所釋放的能量稱核能，可控制地進行核反應的裝置稱為核反應堆，故C正確； 汽車剎車時，車的動能轉化為內能，這些內能不能再被收集起來轉化為汽車的動能，故D錯誤。
例題3、B
解析：根據圖片可知，海浪下沉時，活塞向下運動，此時k1關閉，k2打開，外面的空氣被吸入氣室。當海浪上伏時，活塞向上運動，壓縮空氣，此時開關k2閉合，k1打開，將空氣壓入工作室，此時將海浪的機械能轉化為空氣的內能，推動渦輪機轉動，帶動發電機發電，故B正確，而A、C、D錯誤。
例題4、C
解析：如果不計空氣阻力和摩擦，那么小球在運動過程中機械能守恒，即當它們落地時的機械能與開始時的機械能相等。開始運動時，小球的質量相同，高度相同，具有的重力勢能相等；出手時速度大小相等，那么動能相等。根據機械能=動能+重力勢能可知，開始時它們的機械能相同，所以落地時轉化成的動能相等，即速度相等，故C正確，而A、B、D錯誤。
例題5、B
解析：A.只要機械運轉，就會有能量損耗，因此無論科學技術怎樣發展和提高，永動機都不可以制成，故A錯誤；B.兩個斜面相對連接，小球從左斜面滾下后，將自身的重力勢能轉化為動能；沖上右斜面，再將動能轉化為重力勢能， 根據能量轉化的知識可知，這個可能發生，故B正確； C.機械表的表針旋轉，能量來自于自身發條形變后產生的彈性勢能。隨著時間的推移，發條的彈性勢能不斷減小，當它變成零時，表針就會停止轉動，故C錯誤； D.給電水壺里沸騰的水斷電后，水的溫度雖然等于沸點，但是不能繼續吸熱，所以水不會永遠沸騰，故D錯誤。
例題6、不變 方向性 4.6×106 24.6
解析：汽車剎車時能量從機械能轉化為內能，內能散失到空氣中，此過程能量的總和保持不變。散失到空氣中的內能無法自動轉化為機械能再用來驅動汽車，這是因為能量的轉化和轉移具有方向性。完全燃燒0.1kg汽油釋放的熱量為Q＝mq=0.1kg×4.6×107J/kg =4.6×106 J。若這些熱量的42%被水吸收，則水吸收的熱Q吸＝4.6×106 J×42%＝1.932×106 J，根據Q＝cm⊿t，有⊿t=Q/cm=1.932×106 J/[4.2×103J/（kg·℃）×0.1kg]=4.6℃，由于水吸熱而升溫，水溫可達20℃+4.6℃＝24.6℃。
三、隨堂練習：
1、B 2、D 3、B 4、A 5、A 6、B 7、B
8、（1）刻度尺、溫度計（2）由于轉軸處存在摩擦（或液體散熱）（3）20
四、課后鞏固
1、D 2、B 3、A 4、C 5、D 6、D 7、C 8、C 9、A
10、化學能轉化為內能、內能轉化為機 械能 乙
11、（1）摩擦力 （2）推理 （3）C
12、（1）變小 （2）內 （3）溫度計
13、（1）內 （2）7 3.22×108 （3）D
（4）② 開啟發電機時動能減少的速度加快 （5）1.5×105
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網（www.21cnjy.com） 21清風明月

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