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3.9能量的轉化與守恒
點擊要點
1．能的轉化和守恒定律：能量既不會 ，也不會 ，它只會從 轉化為 ，或者 轉移到 ，而在轉化和轉移的過程中，能的總量 。
2．能的轉化和守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。無論是機械運動還是生命運動，無論是宇宙天體還是微觀粒子，都遵循這個定律。
3．能量的轉移和轉化有一定的 。
(1)“永動機”不可能成功是因為它違背了
(2)自然界事物的運動和變化都必須遵循 ，但符合能量轉化和守恒定律的事件卻 能夠發生。
典題分析
例1 下列說法錯誤的是( )
A．用線懸掛的物體，因為沒有做功所以沒有能
B．物體具有能說明它有做功的本領，但未必就在做功
C．一個物體對別的物體做了功，這個物體的能量可能會減小
D．物體在能量的轉化過程中，機械能不一定守恒
鞏固訓練1 如圖所示，在空可樂瓶內滴一滴酒精，用裝有氣
門芯的橡皮塞塞緊瓶1:1，再用打氣筒通過氣門芯向瓶內打氣。
當瓶內氣壓達到足夠大時，塞子將從瓶口沖出，且原來透明的瓶
內充滿了白霧，這一實驗現象表明( )
A氣體對外界做功，瓶內溫度升高，內能減少
B．外界對氣體做功，瓶內溫度升高，內能增加
C．氣體對外界做功，瓶內溫度降低，內能減少
D．外界對氣體做功，瓶內溫度降低，內能增加
例2 既然能量是守恒的，那么為什么還會出現能源危機呢
鞏固訓練2 能量可以相互轉化。將圖中各能量間轉化的實例根據例①的形式將其他空填完：
①鉆木取火。
② 。
③ 。
④ 。
⑥ 。
⑤ 。
⑦ 。
跟蹤演練
一、選擇題
1．汽車關閉發動機后在水平地面上繼續運動一段距離后停止，此過程中汽車的( )
A．動能轉化為熱能 B．動能轉化為勢能
C．機械能保持不變 D．能量消失了
2．(2010莆田)下列關于內能的說法中正確的是( )
A．靜止的物體沒有內能
B．0℃以下的物體沒有內能
C．內能和機械能是同一種形式的能量
D．內能與物體的溫度有關
3．(2010肇慶)根據能量守恒定律，下列四幅圖中僅發生能量轉移的一組是( )
A①② 8．②③ C．③④ D．①③
4．一物體沿固定的粗糙斜面勻速下滑，物體在下滑的過程中( )
A．動能不變，勢能減小，機械能不變
B．動能不變，勢能減小，機械能減小
C．動能增大，勢能減小，機械能不變
D．動能增大，勢能減小，機械能減小
5．(2010德州)蕩秋千是一種常見的娛樂休閑活動，也是我國民族運動會的一個比賽項目。小娟同學蕩秋千時，在從一側的最高點蕩到另一側的最高點這一過程中，小娟的( )
A．重力勢能一直減小 B．動能一直增大
C．動能先減小后增大 D．重力勢能先減小后增大
6．電磁爐是利用高頻電流在電磁爐內部線圈中產生磁場，磁化鐵質鐵鍋，從而形成無數個小渦流(即電流)，加速鍋底分子運動，使鍋底自身發熱達到加熱食品的目的，它具有安全可靠、節能環保等優點，是現代家庭中的理想灶具，其工作原理如圖所示。下列有關電磁爐的說法中正確的是( )
A電磁爐在使用中利用了電流的磁效應和化學效應
B．電磁爐在使用中會產生煙塵和廢氣
C電磁爐加熱食物時把電能轉化為內能
D．鐵、鋁、銅鍋均可在電磁爐上使用
二、填空題
7．小雨通過學習了解到火力發電廠“吃”的是煤，“發”的是電，在整個發電過程中，能量轉化的情況如下，請你幫她在方框中填入相應的能量形式：
8．氫氣球釋放后，若它的運動可看成是勻速上升，則上升過程中氫氣球的動能 ，重力勢能 ，機械能 (填“增大”、“不變”或“減小”)。常見汽車的動力機械是內燃機，從能量轉化的角度來看，內燃機是把內能轉化為 能的機器。內燃機的效率較低，它在工作過程中，能量大部分以 能的形式耗散掉了。
9．(2010廣東)改變內能有不同的方式，如圖(甲)是在一個配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小團蘸了乙醚的棉花，當迅速壓下活塞時，可看見筒內棉花燃燒起來。這是通過一方式使玻璃筒內的空氣 增加，溫度升高，達到棉花的燃點，使棉花燃燒。如圖(乙)是通過 方式把試管里的水加熱至沸騰。
三、分析計算題
10．電能便于輸送，還可以方便地轉化成其他形式的能來滿足人們多方面的需求。從發電站發出來的電能，要經過輸電線送到用電的地方，如圖是電能輸送的示意圖。在輸電線上，由于電流的熱效應，必然有一部分電能轉化成熱能而損失掉，導線越長，損失越多。目前遠距離送電主要采取高壓送電的方式來減少線路上的損失。請回答下列問題：
(1)在圖下的橫線上填寫與輸電過程相對應的名稱。
(2)在保證輸送功率不變的情況下，為什么采用高壓送電
(3)輸電是輸送能量的一種方式。如果從云南利用高壓輸電線路輸送功率為l00萬千瓦的電到廣東，按熱值為3×107J·kg-1的標準煤來折算，這相當于每天運輸標準煤
噸。
提高班習題精選
1．(2010揚州)下列實例中屬于機械能轉化為內能的是( )
A．內燃機的活塞在燃氣推動下運動 B．點燃的火箭飛向太空
C．夏天，廣場上的石凳被曬得發燙 D．隕石墜人地球大氣層成為流星
2．不同的物理現象往往遵循同一物理規律。例如：跳傘運動員從空中徐徐下降；剎車后，水平路面上行駛的公交車逐漸減速停靠在車站。這些現象中能量轉化有共性的是( )
A．物體的動能全部轉化為重力勢能 B．其他形式的能量轉化為物體的機械能
C．物體的機械能轉化為其他形式的能量 D．物體白勺、重力勢能轉化為其他形式的能量
3．一只熱氣球的下方用細線吊一只小皮球，當小皮球隨熱氣球勻速上升到高度H位置時，細線突然斷開，那么在不計空氣阻力下，在皮球落地無能量損失時，皮球落地又反彈后上升的最大高度的說法中正確的是( )
A．皮球上升到H處 B．皮球上升的高度大于H
C．皮球上升的高度小于H D．無法確定皮球能上升的最大高度
4．將質量相同的甲、乙兩乒乓球，在離地面相同高度處，分別以，和功速度豎直向上拋出，且>。則下列說法正確的是( )
A．甲球的機械能小于乙球的機械能
B．兩球達到最高點時，甲球動能大于乙球動能
C．兩球達到最高點時，甲球重力勢能大于乙球重力勢能
D．下落相同高度時，兩球機械能相等
5．流動的空氣形成了風，風具有一定的能量，稱為風能。風
力發電利用自然界的風，通過風力發電系統來為人類提供
電能。風力發電機中的葉片在風力的推動下轉動，并帶動機頭
發電機發電。
(1)風力發電機是將 能轉化成 能的設備。
(2)某小型風力發電機參數如下表所示，小明的父親想用它解決出海漁船的用電問題，若他用這臺風力發電機直接給用電器供電，在選擇用電器時要注意的問題是：
① ；
② 。
××型風力發電機
額定功率(w) 200
輸出電壓／V 36
起動風速／m／s 3
額定風速／m／s 6
風能利用系數 0.38
(3)南通毗鄰黃海，有較豐富的風力資源，即將并網的“十萬千瓦”風力發電機組，預計年發電量2.5×108kW·h，相當于完全燃燒 kg的煤放出的能量。(煤的熱值為3.0×107J／kg)
(4)請你結合本地實際及上圖中的有關信息，說說目前風力發電開發的困難和前景。
6．我國對家用電冰箱、空調這兩個產品率先實施能源效率標識制度。
(1)據有關部門科學預測，在推行能效標識后未來的l0年間，家用空調器和冰箱可累計節電548億度。這些電能相當于多少噸標準煤完全燃燒時所釋放的熱量 (已知標準煤的熱值為2.9×107J／kg)
(2)目前，一臺電功率為ll60W的高效節能制冷空調A，售價大致為3000元，另一臺制冷效果相同的一般節能制冷空調B電功率為l500W，售價大致為2000元。若空調的使用壽命為12年，家用平均每年使用500h，1度電的價格按0.50元計算。試求出使用12年，高效節能空調比一般節能空調所節約的電費。
答案
【點擊要點】
1．消失刨生一種形式其他形式從一個物體另一個物體保持不變3．方向性 (1)能的轉化和守恒定律(2)能量轉化和守恒定律不一定
【典題分析】
典題例題l A解析：學生對能量與做功的關系理解往往較膚淺，回答上述問題容易出現錯誤。一些同學錯誤地認為用線懸掛的物體既然沒有做功，就可能沒有做功的本領，它是不具有能的。具有能的物體只是有潛在的做功本領，這種本領不一定非得發揮出來。如果發揮出來對別的物體做了功，它本身的做功本領(即能量)將會變小，(除非另外得到能量的補充，如汽車加油)，這個物體的能量將轉移(或轉化)到別的物體土。能量轉化過程中，若僅限于動能與勢能之間的相互轉化，則機械能守恒；若機械能與其它形式的能發生轉化，則機械能不守恒，但總能量仍是守恒的。
鞏固訓練l C
例2 解析：能量是守恒的，但由于能量的轉化和轉移是有方向的，能源卻不是取之不盡、用之不竭的物質，化石能源、核能等是不可再生的能源，現在開采得越多，留給子孫后代的就越少。為了人類的未來，我們必須要節約能源。比如冰箱里的能量不會自動轉移到外部，而必須消耗其他的能量(電能)才能把能量轉移出來，使冰箱內部變冷。
鞏固訓練2 (2)電風扇通電旋轉 (3)熱電站發電(4)酒精燃燒(5)電燈發光(6)蓄電池充電 (7)植物光合作用
【跟蹤演練】
1．A 2．D 3．C 4．B 5．D 6．C 7．內機械8．不變增大增大機械內9．做功 內能熱傳遞10．(1)升壓變壓器高壓輸電線 (2)由焦耳定律Q=FRt可知：減小f，可以減小電能的損失，又由P=UI可知，當P一定時，要減小I，必需增大U(3)2.88×103
【提高班習題精選】
1．D 2．C 3．B 4．C 5．(1)風電(2)應選用額定電壓為36V的用電器 用電器總功率不超過200W(3)3×107(4)困難：風力不穩定；前期投資大，導致風力發電成本較高等前景：隨著技術不斷的成熟，成本下降較快，有望低于火力發電成本；風力發電對環境幾乎沒有污染等
6．(1)Q放=548×108kWh×3.6×106J=1.973×1017J，
m===6.8×109kg=6.8×106t
(2)W省=WB一WA=PBt—PAt=(PB—PA)t=(1.5kW一1.16kW)×12×500h=2040kW·h l2年共節約電費：2040kW·h×0.5元／kW·h=1020元
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 精品資料·第 4 頁 （共 5 頁） 版權所有@21世紀教育網

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