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2022华师大版九上科学 7.4能量的转化与守恒 学案
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[学习目标]：
1、知道各种形式的能是可以相互转化的。
2、知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。
3、列举出日常生活中能量守恒的实例。
4、运用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
一、知识点梳理：
知识点1、 自然界中的能量
1、能量是一切 的源泉，是一切 的基础。
2、地球上绝大部分能量来自 。煤、石油、天然气中蕴藏着的 能，经燃烧大量为人类所利用。 生物体内包含着能量，马吃草、鹰吃鱼正是为了补充 。
3、常见的能量形式有 等（举三例）。
知识点2、能量的转移
1、能量可以从 转移到 ，从 转移到 ；转移过程中能的总量保持 ；
2、池塘中的水波将中心部分的振动向四面八方传播开去。这时中心部分水面的振动能量就不断向四 周 。
3、广播、电视、移动通信，是利用电磁波传播而实现的 过程，同时也是电磁波 。
知识点3、能量形式的转化
1、能量的形式亦可以从 转化为 。
2、当阳光照射在绿色植物的叶片上时，叶片就会将水和二氧化碳通过光合作用变成淀粉等化学物质，这个过程中， 能转化为 能。
3、运动员消耗的能量来自他所吃进的各种食物。运动过程中，运动员将食物的 转化为运动员的 及发出大量的热。
4、各种自然力的发电设备，都是利用自然界的能量转化为 的。如火力发电时将 能转化为电能；水力发电时将 能转化为电能；风力发电时将 能转化为电能，等等。
知识点4、能量守恒定律
1、自然界中各种不同形式的能在一定条件下既可以发生 也可以发生 ，但是都具有一定的 性。如植物光合作用时，太阳能可转化为化学能，但化学能不能转化为光能；
2、大量事实告诉我们，任何一种形式的能量在转化为其他形式的能量过程中，消耗多少某种形式的能量，就得到多少其他形式的能量，能量的 是保持不变的。
3、能量守恒定律的内容： 。
二、例题讲解：
例题1、下列现象与对应的能的转化关系不正确的是（ AB）
A. 子弹打入墙壁的过程中，机械能转化为内能
B. 电流通过电炉时，电能转化为内能
C. 暖水瓶中的水蒸气把瓶塞冲起，内能转化为机械能
D. 给蓄电池充电的过程中，化学能转化为电能
例题2、下列关于能量转化和守恒的说法或理解，正确的是（　　）
A．自然界中能量的形式是多种多样的，所有形式的能量全部都能被人类利用
B．根据能量转化和守恒定律，不同能量可以相互转化，无须担心地球能量不足
C．原子核所释放的能量称核能，可控制地进行核反应的装置称为核反应堆
D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来再作为车行驶的动力
例题3、1964年人类制成世界上第一盏用海浪发电的航标灯，如图所示是它的气室示意图。它是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机转动（带动发电机发电）。下列说法正确的是（　　）
A． 当K1开启，K2开启时，空气的内能转化为海水的机械能
B．当K1开启，K2关闭时，海水的机械能转化为空气的内能
C．当K1开启，K2关闭时，空气的内能转化为海水的机械能
D．当K1关闭，K2开启时，海水的机械能转化为空气的内能
（例题3图） （例题4图）
例题4、如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出（不计空气阻力和摩擦），设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3，则（　　）
A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1=v2=v3 D．无法确定
例题5、根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是(　　)
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
D．给电水壶里沸腾的水断电后，水的沸腾永远不会停止
例题6、汽车刹车的过程中，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和____________（填“增加”“减少”或“不变”）。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有____________ 。完全燃烧0.1kg汽油释放的热量为____________ J。若这些热量的42%被水吸收，可以将100kg的水由20℃加热到____________ ℃。[q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）]
三、随堂练习：
1、关于电磁感应中的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A.电磁感应将电能转化为机械能 B.电磁感应将机械能转化为电能
C.电磁感应将化学能转化为电能 D.电磁感应将电能转化为化学能
2、关于生活中能量的转化的例子，下列选项中错误的是（ ）
A.用磨刀石磨刀——机械能转化为内能 B.保温瓶的瓶盖蹦起——内能转化为机械能
C.电热水器工作——电能转化为内能 D.向上飞行的足球——势能转化为动能
3、如图所示，用柠檬制得的水果电池可以让发光二极管发光（类似小灯泡发光）。在这个化学变化过程中，化学能首先转化成了（　　）
A．光能 B．电能 C．热能 D．化学能
（第3题图） （第4题图） （第5题图）
4、科技人员研发了一种智能电动百叶窗，其叶片表面贴有柔性太阳能面板（如图），在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。此过程发生的能量转化是（　　）
A．光能→电能→机械能 B．电能→机械能→光能
C．光能→机械能→电能 D．机械能→电能→光能
5、用两块铜片、热电偶、电动机（带风扇）组成一个电路，铜片1插在90℃热水中，铜片2放在空气中，如图所示，半分钟左右风扇发生转动，这就是温差发电现象。有关该实验过程的说法，正确的是（　　）
A．温差发电的实质是内能转化为电能 B．温差发电不遵守能量守恒定律
C．热水的内能全部转化成风扇的机械能 D．两块铜片有温度差，风扇就会转
6、将规格都是“220V，180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（　　）
A．电冰箱产生的热量最多 B． 电热毯产生的热量最多
C．电风扇产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多
7、下列实例中，不是通过化学反应提供能量的是(　　)
A．蓄电池放电 B．水力发电 C．内燃机做功冲程 D．火箭点火升空
8、根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。
（1）为了完成此实验，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有：　 　。
（2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因：　 　。
（3）改进实验后，获得了如表数据，规律得到验证。则若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25千克的重物需下降　 　米。
四、课后巩固：
1、下列四位同学关于汽车刹车时能量的转化的说法中，正确的是（ ）
A.小丁说：“刹车时机械能转化为势能” B.小胡说：“刹车时机械能转化为化学能”
C.小兰说：“刹车时机械能转化为声能” D.小明说：“刹车时机械能转化为内能”
2、白天让太阳晒晒，晚上就能亮。太阳能路灯白天与晚上的能量转化情况分别是(　　)
A．太阳能→电能→内能，内能→电能→光能 B．太阳能→电能→化学能，化学能→电能→光能
C．太阳能→内能→电能，电能→内能→光能 D．太阳能→化学能→电能，电能→化学能→光能
3、生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（ ）
A．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
B． 燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C．摩擦生热是把内能转化为机械能
D． 摩擦起电是把电能转化为机械能
4、各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的。下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（ ）
A． ①②③④ B． ②③④① C． ②①③④ D． ①③④②
5、前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是（ ）
A． 氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能
B． 水解技术制取氢气的过程一定要消耗其他能量
C． 对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从，更不能以讹传讹
D． 该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源
6、下列各实验现象的分析中，不正确的是( )
A．甲图中，木块被撞击后移动的距离越大说明撞击时铁球具有的动能越大
B．乙图中，瓶盖起跳后瓶口出现白雾说明气体对外做功后内能减少、温度降低
C．丙图中，滚摆的上下运动表明动能和重力势能可以相互转化
D．丁图中，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
7、下列关于能量的转化和转移现象的说法中正确的是（ ）
A.蓄电池充电时，化学能转化为电能 B.暖瓶塞跳起时，机械能转化为内能
C.用热水袋取暖时，内能发生了转移 D.电动机工作时，机械能转化为电能
8、如图所示，A、B、C是三个高度相同而倾角不同的光滑斜面，让质量相同的小球沿斜面从顶端运动到底端，比较小球滚到底端时速度大（　　）
A．在A的速度最大 B．在C点的速度最大
C．在A，B，C三点速度相同 D．无法判断
（第7题图） （第8题图） （第9题图）
9、如图表示一个人站在匀速上升的电梯上，下列分析正确的是（　 　）
A．电梯上升过程中，人的重力势能不断增大
B．电梯上升过程中，人的动能不断增大
C．电梯上升过程中，电梯对人的支持力做功为零
D．人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对平衡力
10、世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是______________________________________。图中______是汽油机的工作原理图。
11、如图所示为伽利略曾经做过的一个斜面实验，他用两个相连接的倾斜轨道，使一个小球从一个倾斜轨道的某一高度处滚下，小球在经过轨道最低点后沿轨道上升。
（1）小球从左侧轨道上某高度处静止开始运动至右侧轨道最高点的过程中，比较a、b、c三图实验，最高点越来越高但并未达到原初始高度，从力学角度分析，原因是小球与轨道存在　 　。
（2）伽利略认为若忽略摩擦力，如图（d）小球上升的高度与释放的高度会相等。若减小右侧斜面的倾斜角度如图（e），小球依然会达到释放时的高度，如果右侧轨道是一个水平光滑轨道如图（f），那么小球为达到“永远也不能达到的初始高度”而在水平面上一直作匀速直线运动。在以上研究中，伽利略采用了实验和　 　相结合的研究方法。
（3）下列哪一实验所采用的研究方法与以上相同 （选填）。
A．探究“凸透镜成像规律” B．研究“液体压强与哪些因素有关”
C．研究“真空下不能传播声音” D．探究“杠杆平衡条件”
（第11题图） （第12题图）
12、把两种不同材料的导线（如铁线和铜线）组成如图所示的闭合回路，当AB两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应，这种电路叫热电偶电路。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B间的温度差的大小有关，温度差越大，回路电流越大。请回答下列问题。
（1）如图所示，其他条件不变，只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，电路中的电流　 　。
（2）这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由　 　能转化而来的。
（3）热电偶电路可以把温度信号转换成电信号，利用该性质可以把热电偶做成　 （写出一种应用）。
13、为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，作出Ek—s图像，如图所示。据此回答下列问题：
（1）发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，还有部分能量转化为 能。
（2）汽车正常行驶100km，消耗燃油的质量为____________kg，完全燃烧这些燃油产生的热量为____________ J（燃油的密度ρ=0.7×103kg/m3，热值q=4.6×107J/kg）。
（3）测试时，汽车在大小为800N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m。此过程中，汽车____________。
A. 受到阻力为1.2×104N B. 行驶的时间为20s
C. 牵引力做的功为3.2×108J D. 牵引力的功率为20kW
（4）由图像可知，表示开启发电机进行测试的图线是____________（填“①”或“②”），判断的依据是________________________。
（5）若汽车正常行驶时的动能Ek0=3.75×105J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有____________J的动能转化为内能。
参考答案：
一、知识点梳理：
知识点1、
1、物质运动 生命活动 2、太阳 化学 能量 3、太阳能 光能 热能 电能 机械能等（合理即可）
知识点2、
1、一个物体 另一个物体 空间的一处 另一处 不变
2、转移 3、信息传递 能量转移
知识点3、
1、一种形式 另一种形式 2、太阳能 化学能
3、化学能 运动能量 4、电能 燃料的化学能 水的机械能 空气的机械能（风能）
知识点4、
1、转移 转化 2、总量
3、能量既不会消灭，也不会创生，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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
二、例题讲解：
例题1、D
解析：A、子弹打入墙壁过程中机械能转化为内能，故A正确，不符合题意；B、电流通过电炉时，电能转化为内能，故B正确，不符合题意；C、暖水瓶中的水蒸气把瓶塞冲起，内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；D、给蓄电池充电的过程中，电能转化为化学能，故D错误，符合题意。
例题2、C
解析：自然界中能量的形式是多种多样的，根据能量转化和守恒定律，不同能量可以相互转化，但是能量的转化和转移有方向性，例如燃料燃烧释放的内能散失到空气中后就不能再被利用了，故A、B错误； 原子核所释放的能量称核能，可控制地进行核反应的装置称为核反应堆，故C正确； 汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能不能再被收集起来转化为汽车的动能，故D错误。
例题3、B
解析：根据图片可知，海浪下沉时，活塞向下运动，此时k1关闭，k2打开，外面的空气被吸入气室。当海浪上伏时，活塞向上运动，压缩空气，此时开关k2闭合，k1打开，将空气压入工作室，此时将海浪的机械能转化为空气的内能，推动涡轮机转动，带动发电机发电，故B正确，而A、C、D错误。
例题4、C
解析：如果不计空气阻力和摩擦，那么小球在运动过程中机械能守恒，即当它们落地时的机械能与开始时的机械能相等。开始运动时，小球的质量相同，高度相同，具有的重力势能相等；出手时速度大小相等，那么动能相等。根据机械能=动能+重力势能可知，开始时它们的机械能相同，所以落地时转化成的动能相等，即速度相等，故C正确，而A、B、D错误。
例题5、B
解析：A.只要机械运转，就会有能量损耗，因此无论科学技术怎样发展和提高，永动机都不可以制成，故A错误；B.两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后，将自身的重力势能转化为动能；冲上右斜面，再将动能转化为重力势能， 根据能量转化的知识可知，这个可能发生，故B正确； C.机械表的表针旋转，能量来自于自身发条形变后产生的弹性势能。随着时间的推移，发条的弹性势能不断减小，当它变成零时，表针就会停止转动，故C错误； D.给电水壶里沸腾的水断电后，水的温度虽然等于沸点，但是不能继续吸热，所以水不会永远沸腾，故D错误。
例题6、不变 方向性 4.6×106 24.6
解析：汽车刹车时能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和保持不变。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有方向性。完全燃烧0.1kg汽油释放的热量为Q＝mq=0.1kg×4.6×107J/kg =4.6×106 J。若这些热量的42%被水吸收，则水吸收的热Q吸＝4.6×106 J×42%＝1.932×106 J，根据Q＝cm⊿t，有⊿t=Q/cm=1.932×106 J/[4.2×103J/（kg·℃）×0.1kg]=4.6℃，由于水吸热而升温，水温可达20℃+4.6℃＝24.6℃。
三、随堂练习：
1、B 2、D 3、B 4、A 5、A 6、B 7、B
8、（1）刻度尺、温度计（2）由于转轴处存在摩擦（或液体散热）（3）20
四、课后巩固
1、D 2、B 3、A 4、C 5、D 6、D 7、C 8、C 9、A
10、化学能转化为内能、内能转化为机 械能 乙
11、（1）摩擦力 （2）推理 （3）C
12、（1）变小 （2）内 （3）温度计
13、（1）内 （2）7 3.22×108 （3）D
（4）② 开启发电机时动能减少的速度加快 （5）1.5×105
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网（www.21cnjy.com） 21清风明月

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