14.1 能量的转化与守恒 导学案 2025-2026学年物理人教版九年级上册

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14.1 能量的转化与守恒 导学案 2025-2026学年物理人教版九年级上册

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         14.1 能量的转化与守恒
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INCLUDEPICTURE "课标解读下.tif" INCLUDEPICTURE "../../课标解读下.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课标解读下.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课标解读下.tif" \* MERGEFORMAT eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "课前梳理.tif" INCLUDEPICTURE "../../课前梳理.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课前梳理.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课前梳理.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(       ))
1.能量的转化
分析下列能量转化实例,完成下列填空:
(1)来回迅速摩擦双手:机械能→内能。
(2)用黑塑料袋盛些水,插入温度计后系好袋口,放在阳光下:太阳能→内能。
(3)将太阳能电池连在小电扇上,并使太阳能电池对着阳光:光能→电能。
(4)将塑料笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸屑:机械能→电能。
科学家们经过长期探索,发现在一定条件下, 各种形式的能量是可以相互转化的。
2.能量守恒定律
大量事实表明: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,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "课堂解析.tif" INCLUDEPICTURE "../../课堂解析.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课堂解析.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课堂解析.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(       ))
INCLUDEPICTURE "三角.tif" INCLUDEPICTURE "../../三角.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../三角.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../三角.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../三角.tif" \* MERGEFORMAT 重难突破
1.正确理解能量的“转化”和“转移”
(1)能量的转化:能量的形式发生了改变。如:弯折铁丝时,铁丝的温度升高,内能增加,机械能转化成了内能。在能量的转化过程中,一种形式的能量增加了,肯定有其他形式的能量减少了。
(2)能量的转移:能量的形式并没有变化。能量只是从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分。如:用锅烧水时内能从高温的火转移到低温的水和锅上;流水推动水轮机转动,水的机械能转移到了水轮机上。
【典例1】下列实例中没有发生能量转化的是(  )
A.太阳能电池发电
B.泥石流冲垮房屋
C.电风扇通电吹风
D.雷击引发森林火灾
2.能量守恒定律
(1)能量守恒定律的普遍性:能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。自然界中的一切变化过程,只要有能量转移或转化,都遵循能量守恒定律。
(2)能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。
(3)不消耗能量,能够永远对外做功的机器——永动机是不存在的,它违背了能量守恒定律。
(4)能量守恒定律的成立是无条件的。能量从一种形式转化为其他形式,一种形式的能量减少多少,其他形式的能量就会增加多少;能量从一个物体转移到另一个物体上,一个物体的能量减少多少,另一个物体的能量就增加多少。能量的总量保持不变。
【典例2】根据能量守恒定律,下列情形可能发生的是(  )
A.出膛的子弹射穿木板后,以更快的速度继续前进
B.水壶里的水沸腾了,停止加热,壶中的水继续沸腾
C.一个从距地面5 m高的位置自由掉落的小球,落地后,将弹到距离地面8 m高的位置
D.两个对接的斜面,小球从一个斜面滚下后,继续滚上另一个斜面
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知识点一 能量的转化
1.有一种太阳能背包,它的前面有一个太阳能电池板,里面有一个蓄电池,可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是(   )
A.太阳能电池板将太阳能转化为电能
B.给蓄电池充电将电能转化为化学能
C.蓄电池放电将化学能转化为电能
D.小风扇工作将化学能转化为机械能
2.如图所示是一种“风光互补”景观照明灯,它的最上端是一台风力发电机,灯柱上还配有太阳能电池板,底部的蓄电池可以储存电能。下列说法不正确的是(  )
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A.蓄电池白天是将化学能转化为电能
B.照明灯晚上工作时将电能主要转化为光能
C.小风扇利用风力发电时,是将机械能转化为电能
D.太阳能电池板工作时是将太阳能转化为电能
知识点二 能量守恒定律
3.聪聪和红红在公园里荡秋千,在秋千荡起一定高度后,让秋千自由摆动,发现每次上升的高度逐渐减小,这是因为在此过程中一部分机械能转化为________能,在这个过程中能量________(选填“守恒”或“不守恒”);红红在聪聪的背后轻轻推一下,聪聪就能荡回到原来的高度,推的过程中消耗了红红身体中由糖分等提供的________能,此时秋千增加的机械能________(选填“大于”“小于”或“等于”)之前损耗的机械能。
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "课后练习.tif" INCLUDEPICTURE "../../课后练习.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课后练习.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课后练习.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(       ))
INCLUDEPICTURE "三角.tif" INCLUDEPICTURE "../../三角.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../三角.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../三角.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../三角.tif" \* MERGEFORMAT 基础巩固
1.下列说法错误的是(   )
A.一杯水慢慢变凉,内能逐渐减小
B.天然气燃烧时,化学能转化为内能
C.高山滑雪运动员从山顶滑下时,动能转化为重力势能
D.电风扇工作的过程主要是电能转化为机械能
2.下列关于能量的转化和守恒的说法错误的是(   )
A.“钻木取火”是通过做功的方式改变内能
B.发电机发电时,将机械能转化为电能
C.“既要马儿跑,又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律
D.人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生
3.市场上出现了一种由玻璃纤维和碳纤维制成的“发热纸”,在其末端连上电池后会发热,这种纸可用于面包、香肠等小食品包装,通电后能使食品香热可口,因而很受市民青睐。“发热纸”使用时将电能转化为________能,此过程________(选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
4.平衡车是一种现代科技产物,在个人出行和运动娱乐等领域都有应用。平衡车行驶时最主要的能量转化是__________________;刹车时,伴随着能量从机械能转化为内能,内能散失到空气中,此过程中所有的能量总和________。
5.如图所示,是小明设计制作的过山车模型,若A、D、F点处高度相同,小明说“现让小球从A点静止开始运动,小球将顺利经过D、F点到达终点”。你判断小明的说法________(选填“正确”或“不正确”),理由是:______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
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INCLUDEPICTURE "三角.tif" INCLUDEPICTURE "../../三角.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../三角.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../三角.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../三角.tif" \* MERGEFORMAT 能力达标
6.下列说法正确的是(  )
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "../../WL14-8.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-8.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-8.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(甲))     eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "../../WL14-9.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-9.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-9.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(乙))
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "../../WL14-10.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-10.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-10.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(丙))     eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "../../WL14-11.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-11.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-11.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5( 丁))
A.图甲:壶中水的温度升高是通过做功的方式使水的内能增大
B.图乙:小球弹跳的高度逐渐降低,机械能不守恒,但能量总量守恒
C.图丙:火箭升空时,燃料减少的化学能等于火箭增加的机械能
D.图丁:由于能量总量保持不变,所以机械能不变,于是科学家们发明了永动机
7.不同形式的能量可以在一定条件下相互转化,图中给出了两个实例。下列对此图的补充错误的是(  )
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A.圆圈A内,能量的形式是内能
B.圆圈B内,能量的形式是电能
C.序号⑤的实例有燃料燃烧
D.能量在转化和转移的过程中,总量保持不变
8.2024年珠海航展再度吸引全球航空科技的目光,数十款国产新型无人机成为航展上的耀眼明星。无人机蜂群加速升空时,重力势能________(选填“增大”“减小”或“不变”);到达一定高度时保持水平匀速飞行过程中,机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。某无人机采用氢燃料电池发电为其提供动力,从能量的转化角度看,氢燃料电池工作时把________能转化为电能。
9.阅读短文,回答问题。
超材料体素
超材料体素具有轻量化、高性能、易制造、组装速度快等特性。简单来说,超材料体素就像是一块网格状积木,以它为材料来排列组合,当撞上障碍物后,赛车网格状的内部结构发生变形后会反弹吸收冲击力。超材料体素运用在风力涡轮机的叶片上,可实现叶片现场组装拆卸乃至回收利用。用超材料体素制作的飞机机翼可以在具有高强度特性的同时更加灵活,可以顺势、持续改变形状来应对气压或风速的变化。超材料体素运用在机器人领域,可使机器人完成各种灵活动作。
(1)超材料体素组成的赛车在撞上障碍物后,几乎不受到损坏的原因是______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(2)用超材料体素制作的飞机机翼通过改变形状来应对风速的变化,应用的物理原理是___________________________________________________________。
(3)超材料体素运用在风力涡轮机的叶片上,可实现叶片现场组装拆卸乃至回收利用。小明由此设想:可以利用超材料体素制成风力发电永动机,通过回收的叶片来储存能量以实现循环使用。你认为小明的设想________(选填“能”或“不能”)实现,理由是____________________________________________________。
(4)结合文中信息,提出一个可研究的物理问题:___________________________________________________________________。INCLUDEPICTURE "第十四章.tif" INCLUDEPICTURE "../../第十四章.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../第十四章.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../第十四章.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../第十四章.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../第十四章.tif" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "节.tif" INCLUDEPICTURE "../../节.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../节.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../节.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../节.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../节.tif" \* MERGEFORMAT
         第1节 能量的转化与守恒
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1.认识生活中常见的能量,知道能量的转移和转化。2.(重点)掌握在转化的过程中,能量的总量是保持不变的。具有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。3.树立科学的世界观,形成可持续发展的意识。
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1.能量的转化
分析下列能量转化实例,完成下列填空:
(1)来回迅速摩擦双手:机械能→内能。
(2)用黑塑料袋盛些水,插入温度计后系好袋口,放在阳光下:太阳能→内能。
(3)将太阳能电池连在小电扇上,并使太阳能电池对着阳光:光能→电能。
(4)将塑料笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸屑:机械能→电能。
科学家们经过长期探索,发现在一定条件下, 各种形式的能量是可以相互转化的。
2.能量守恒定律
大量事实表明: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,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "课堂解析.tif" INCLUDEPICTURE "../../课堂解析.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课堂解析.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课堂解析.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课堂解析.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../课堂解析.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(       ))
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1.正确理解能量的“转化”和“转移”
(1)能量的转化:能量的形式发生了改变。如:弯折铁丝时,铁丝的温度升高,内能增加,机械能转化成了内能。在能量的转化过程中,一种形式的能量增加了,肯定有其他形式的能量减少了。
(2)能量的转移:能量的形式并没有变化。能量只是从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分。如:用锅烧水时内能从高温的火转移到低温的水和锅上;流水推动水轮机转动,水的机械能转移到了水轮机上。
【典例1】下列实例中没有发生能量转化的是(  )
A.太阳能电池发电
B.泥石流冲垮房屋
C.电风扇通电吹风
D.雷击引发森林火灾
解析 太阳能电池发电是太阳能转化为电能,故A不符合题意;泥石流冲垮房屋主要是力对物体做功,属于机械能的转移,没有典型的能量转化,故B符合题意;电风扇通电吹风是电能转化为机械能,故C不符合题意;雷击引发森林火灾是电能转化为内能,故D不符合题意。故选B。
答案 B
2.能量守恒定律
(1)能量守恒定律的普遍性:能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。自然界中的一切变化过程,只要有能量转移或转化,都遵循能量守恒定律。
(2)能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。
(3)不消耗能量,能够永远对外做功的机器——永动机是不存在的,它违背了能量守恒定律。
(4)能量守恒定律的成立是无条件的。能量从一种形式转化为其他形式,一种形式的能量减少多少,其他形式的能量就会增加多少;能量从一个物体转移到另一个物体上,一个物体的能量减少多少,另一个物体的能量就增加多少。能量的总量保持不变。
【典例2】根据能量守恒定律,下列情形可能发生的是(  )
A.出膛的子弹射穿木板后,以更快的速度继续前进
B.水壶里的水沸腾了,停止加热,壶中的水继续沸腾
C.一个从距地面5 m高的位置自由掉落的小球,落地后,将弹到距离地面8 m高的位置
D.两个对接的斜面,小球从一个斜面滚下后,继续滚上另一个斜面
解析 子弹射穿木板的情景,子弹高速运动,说明子弹具有动能,由于摩擦生热会使动能减小,它的速度减慢,故A不符合题意;把水加热到沸腾后停止加热,温度达到了沸点,但不能继续吸热,所以不能沸腾,故B不符合题意;一个从距地面5 m高的位置自由掉落的小球,落地后,由于碰撞,一部分动能转化为内能,所以,将不会弹到距离地面8 m高的位置,故C不符合题意;两个斜面相对接,小球从一个斜面滚下后,由于具有动能,在另一个斜面上动能转化为重力势能,所以会继续冲上另一个斜面,故D符合题意。故选D。
答案 D
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知识点一 能量的转化
1.有一种太阳能背包,它的前面有一个太阳能电池板,里面有一个蓄电池,可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是( D )
A.太阳能电池板将太阳能转化为电能
B.给蓄电池充电将电能转化为化学能
C.蓄电池放电将化学能转化为电能
D.小风扇工作将化学能转化为机械能
【解析】太阳能电池板工作时,消耗太阳能,产生电能,将太阳能转化为电能,故A正确;给蓄电池充电,消耗电能,产生化学能,将电能转化为化学能,故B正确;蓄电池放电,消耗化学能,产生电能,将化学能转化为电能,故C正确;小风扇工作时将电能转化为机械能,故D错误。故选D。
2.如图所示是一种“风光互补”景观照明灯,它的最上端是一台风力发电机,灯柱上还配有太阳能电池板,底部的蓄电池可以储存电能。下列说法不正确的是( A )
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A.蓄电池白天是将化学能转化为电能
B.照明灯晚上工作时将电能主要转化为光能
C.小风扇利用风力发电时,是将机械能转化为电能
D.太阳能电池板工作时是将太阳能转化为电能
【解析】蓄电池白天充电,光电池板是将太阳能转化为电能,产生的电能转化为化学能储存在蓄电池中,故A错误,D正确;照明灯晚上工作时,将电能主要转化为光能,故B正确;小风扇利用风力发电时,将机械能转化为电能,故C正确。故选A。
知识点二 能量守恒定律
3.聪聪和红红在公园里荡秋千,在秋千荡起一定高度后,让秋千自由摆动,发现每次上升的高度逐渐减小,这是因为在此过程中一部分机械能转化为________能,在这个过程中能量________(选填“守恒”或“不守恒”);红红在聪聪的背后轻轻推一下,聪聪就能荡回到原来的高度,推的过程中消耗了红红身体中由糖分等提供的________能,此时秋千增加的机械能________(选填“大于”“小于”或“等于”)之前损耗的机械能。
【答案】内 守恒 化学 等于
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "课后练习.tif" INCLUDEPICTURE "../../课后练习.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课后练习.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课后练习.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../课后练习.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../课后练习.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(       ))
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1.下列说法错误的是( C )
A.一杯水慢慢变凉,内能逐渐减小
B.天然气燃烧时,化学能转化为内能
C.高山滑雪运动员从山顶滑下时,动能转化为重力势能
D.电风扇工作的过程主要是电能转化为机械能
2.下列关于能量的转化和守恒的说法错误的是( D )
A.“钻木取火”是通过做功的方式改变内能
B.发电机发电时,将机械能转化为电能
C.“既要马儿跑,又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律
D.人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生
3.市场上出现了一种由玻璃纤维和碳纤维制成的“发热纸”,在其末端连上电池后会发热,这种纸可用于面包、香肠等小食品包装,通电后能使食品香热可口,因而很受市民青睐。“发热纸”使用时将电能转化为________能,此过程________(选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
【答案】内 遵循
4.平衡车是一种现代科技产物,在个人出行和运动娱乐等领域都有应用。平衡车行驶时最主要的能量转化是__________________;刹车时,伴随着能量从机械能转化为内能,内能散失到空气中,此过程中所有的能量总和________。
【答案】电能转化为机械能 不变
5.如图所示,是小明设计制作的过山车模型,若A、D、F点处高度相同,小明说“现让小球从A点静止开始运动,小球将顺利经过D、F点到达终点”。你判断小明的说法________(选填“正确”或“不正确”),理由是:______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
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【答案】不正确 小球从A点由静止滚下时,将受到轨道摩擦力的作用,重力势能转化为动能和内能,机械能减小,小球不会滑到终点
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6.下列说法正确的是( B )
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "../../WL14-8.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-8.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-8.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-8.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../WL14-8.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(甲))     eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "../../WL14-9.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-9.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-9.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-9.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../WL14-9.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(乙))
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "../../WL14-10.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-10.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-10.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-10.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../WL14-10.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(丙))     eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "../../WL14-11.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-11.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-11.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../WL14-11.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../WL14-11.tif" \* MERGEFORMAT ),\s\do5( 丁))
A.图甲:壶中水的温度升高是通过做功的方式使水的内能增大
B.图乙:小球弹跳的高度逐渐降低,机械能不守恒,但能量总量守恒
C.图丙:火箭升空时,燃料减少的化学能等于火箭增加的机械能
D.图丁:由于能量总量保持不变,所以机械能不变,于是科学家们发明了永动机
7.不同形式的能量可以在一定条件下相互转化,图中给出了两个实例。下列对此图的补充错误的是( C )
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A.圆圈A内,能量的形式是内能
B.圆圈B内,能量的形式是电能
C.序号⑤的实例有燃料燃烧
D.能量在转化和转移的过程中,总量保持不变
【解析】由题图分析可知,电灯将电能转化为光能,判断圆圈B内能量的形式为电能,加热器将电能转化为内能,圆圈A内能量的形式为内能,A、B正确;序号⑤表示将机械能转化为内能,而燃料燃烧是将化学能转化为内能,C错误;大量事实表明,能量在转化和转移的过程中,其总量不变,D正确。故选C。
8.2024年珠海航展再度吸引全球航空科技的目光,数十款国产新型无人机成为航展上的耀眼明星。无人机蜂群加速升空时,重力势能________(选填“增大”“减小”或“不变”);到达一定高度时保持水平匀速飞行过程中,机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。某无人机采用氢燃料电池发电为其提供动力,从能量的转化角度看,氢燃料电池工作时把________能转化为电能。
【答案】增大 不变 化学
9.阅读短文,回答问题。
超材料体素
超材料体素具有轻量化、高性能、易制造、组装速度快等特性。简单来说,超材料体素就像是一块网格状积木,以它为材料来排列组合,当撞上障碍物后,赛车网格状的内部结构发生变形后会反弹吸收冲击力。超材料体素运用在风力涡轮机的叶片上,可实现叶片现场组装拆卸乃至回收利用。用超材料体素制作的飞机机翼可以在具有高强度特性的同时更加灵活,可以顺势、持续改变形状来应对气压或风速的变化。超材料体素运用在机器人领域,可使机器人完成各种灵活动作。
(1)超材料体素组成的赛车在撞上障碍物后,几乎不受到损坏的原因是______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(2)用超材料体素制作的飞机机翼通过改变形状来应对风速的变化,应用的物理原理是___________________________________________________________。
(3)超材料体素运用在风力涡轮机的叶片上,可实现叶片现场组装拆卸乃至回收利用。小明由此设想:可以利用超材料体素制成风力发电永动机,通过回收的叶片来储存能量以实现循环使用。你认为小明的设想________(选填“能”或“不能”)实现,理由是____________________________________________________。
(4)结合文中信息,提出一个可研究的物理问题:___________________________________________________________________。
【答案】(1)赛车网格状的内部结构发生变形后会反弹吸收冲击力
(2)流速越大的位置,压强越小
(3)不能 违背了能量守恒定律
(4)超材料体素赛车网格状的内部结构吸收冲击力的大小与网格大小是否有关
【解析】(1)当撞上障碍物后,赛车网格状的内部结构发生变形后会反弹吸收冲击力,因此超材料体素组成的赛车在撞上障碍物后,几乎不受到损坏。
(2)用超材料体素制作的飞机机翼通过改变形状来应对风速的变化,应用的物理原理是流速越大的位置压强小:机翼上方空气流速快,下方流速慢,产生向上的压强差。
(3)因为能量的转移和转化具有方向性,且能量是守恒的,所以小明的设想风力发电永动机不可能实现。
(4)结合文中信息,可提出问题:超材料体素赛车网格状的内部结构吸收冲击力的大小与网格大小是否有关。

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