学年人教版九年级全一册物理精讲精练143 能量的转化和守恒含答案Word文档下载推荐.docx

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是电磁感应现象，先是机械能转化为电能，电能又转化为光能。

知识点二：

能量守恒定律

1.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。

2.能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。

大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。

3.“第一类永动机”永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。

4.试论述能量的转化、转移和守恒问题。

（1）在一定条件下各种形式的能都可以相互转化。

能量转化反映了各种现象之间的联系，如摩擦生热说明了机械运动和热现象之间存在的联系；

电风扇转动说明了电现象和机械运动之间存在的联系。

（2）不同形式的能量通过做功可以相互转化，同种形式的能量之间通过热传递可以进行转移，能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。

（3）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。

（4）根据能量守恒定律，在分析自然现象时，如果发现某种形式的能量减少，一定能找到另一种形式的能量增加;

反之，当某种形式的能量增大时，也一定可以找到另一种形式的能量减少。

【例题2】

（2019广东）如图所示的摆设，正常运行时，小轮在支架上来回滚动，每次到达的最大高度相同。

小明发现摆设上有一电源，关掉电源后，小轮逐渐停下来（）

A．小轮滚动过程中没有力对其做功

B．正常运行时，小轮的速度一直不变

C．断电后小轮会停下，说明能量守恒定律不一定成立

D．正常运行时，小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能

【答案】D

【解析】A．小轮在滚动过程需要克服摩擦力做功，故A错误；

B．正常运行时，小轮存在重力势能与动能之间的转化，所以其速度是不断变化的，故B错误；

C．断电后小轮会停下，说明小轮的机械能转化成其它形式的能，在转化过程总的能量保持不变，所以能量守恒定律一定是成立的，故C错误；

D．小轮在往返过程需要克服摩擦力做功，从而使机械能减少，但为了使小轮每次到达的最大高度相同，就要使小轮的机械能保持不变，则需要提供另外一种能量来补偿减少的机械能，而这个另外的能量正是由电源提供的，因此小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能。

故应选D。

一、选择题

1．（2019北京）下列说法中正确的是（　　）

A．风力发电机可以将机械能转化为电能B．太阳能电池可以将太阳能转化为电能

C．电暖气正常工作时，主要是将电能转化为机械能D．电风扇正常工作时，主要是将电能转化为机械能

【答案】ABD

【解析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。

A.风力发电机是利用电磁感应现象工作的，工作时将机械能转化为电能，故A正确；

B.使用太阳能电池的目的是将太阳能转化为电能，储存起来再加以利用，故B正确；

C.电暖气是利用电流的热效应工作的，是将电能转化为内能，故C错误；

D.电风扇工作时，主要是将电能转化为机械能，使风扇转动，故D正确。

2．（2019•宜昌）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它能量

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

【解析】A.氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故A正确；

B.根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故B正确；

C.由科学常识可知，对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹，故C正确；

D.该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接说水是这里的能源，故D错误。

3．（2019•泸州）西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第四十四

颗北斗导航卫星成功送上太空。

下列说法中正确的是（　　）

A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大

B．火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能

C．北斗导航卫星加速升空过程中，其动能和重力势能均增大

D．北斗导航卫星加速升空过程中，其惯性增大

【答案】C

【解析】A.发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故A错误；

B.火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故B错误；

C.北斗导航卫星加速升空的过程中，速度增大，高度增大，因此动能和重力势能都增大，机械能的总量也增大，故C正确；

D.北斗导航卫星加速升空过程中，其质量不变，惯性不变，故D错误。

4．（2019•广安）下列关于能量的说法中，正确的是（　　）

A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能

B．电水壶工作时是将内能转化为电能

C．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移

D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少

【解析】A.洗衣机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程，故A错误；

B.电水壶工作时消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故B错误；

C.用热水泡脚，内能从热水传递到脚，身体的内能会增加，会感觉暖和，说明内能可以转移，故C正确；

D.根据能量守恒知，能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，故D错误。

5.（2019•乐山）下列关于能量转化的说法，正确的是（　　）

ABCD

A.图中，风力发电将空气的动能转化为电能

B．图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大

C．图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒

D．图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能

【解析】A.风力发电是将机械能转化为电能，故A正确；

B.拉开的弹弓发生了弹性形变，具有弹性势能，当放开石子时，弹弓的弹性形变程度变小，所以弹性势能变小，故B错误；

C.当飞船减速着陆时，飞船的质量不变，速度减小，动能减小；

质量不变，高度越来越小，重力势能越来越小，机械能减小，故C错误；

D.汽车在水平路面上匀速行驶的过程中，质量不变，速度和高度也不变，则汽车的动能和重力势能都不变，故D错误。

6.（2019•泰安）如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达d点。

下列说法正确的是（　　）

A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小B．小物块从c向a运动的过程中，重力势能减小

C．小物块从b向a运动的过程中，动能增加D．小物块在整个运动过程中，机械能守恒

【答案】B

【解析】A.弹簧被压缩到最短时，其形变程度最大，所以弹簧的弹性势能最大，故A错误；

B.小物块从c向a运动的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，故B正确；

C.小物块从b向a运动的过程中，物块不再受到弹力，由于受到摩擦力的作用，其速度会逐渐减小，所以其动能会减小，故C错误；

D.小物块在整个运动过程中，由于摩擦力的作用，其机械能总量会减少，即机械能不守恒，故D错误。

7．（2019•成都）如图所示的情景中，关于能量的说法正确的是（　　）

A．水力发电，将电能转化为机械能B．在空中飞行的C919，只具有重力势能

C．张弓待发，弓静止，所以没有能量D．过山车冲上高处的过程中，重力势能增加

【解析】A.水力发电，将水的机械能转化为电能，故A错误；

B.在空中飞行的C919，由于是运动的，所以具有动能，由于在空中，所以还具有重力势能，故B错误；

C.张弓待发，弓静止，但发生了弹性形变，所以弓具有弹性势能，故C错误；

D.过山车冲上高处的过程中，速度减小，高度增加，所以重力势能增加，故D正确。

8.（经典题）在下列现象中，能量转化的说法错误的是（）

A.用锯锯木头，过一会锯条变热了，是机械能转化为内能

B.木材燃烧，发光发热，是内能转化化学和光能

C.植物进行光合作用，是光能转化为化学能

D.电动机通电后转动起来，是电能能转化机械能

【答案】B

【解析】能量的转化是非常普遍的，各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化。

正确区分转化前、后能量的存在形式，理解转化过程，即可判断能量是怎样转化的。

9.（经典题）能量守恒定律表明的是（）

A．动能和势能是守恒的B．内能和机械能是守恒的

C．能量的变化等于做功的多少D．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失

【解析】能量既不会消失，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．

10.（经典题）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．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去

D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动

答案：

B

解析：

A.永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故A错误；

B.两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故B正确；

C.在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故C错误；

D.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D错误。

11.（经典题）现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光。

则这款鞋发

光的原理，从能量转化的角度分析正确的是（　　）

【解析】穿上鞋走路时，具有机械能，鞋会发光，具有光能；

根据题意可知，该鞋（发电鞋）的工作原理是电磁感应现象，先是机械能转化为电能，电能又转化为光能。

12.（经典题）如图所示的摆设，正常运行时，小轮在支架上来回摆动，每次到达的最大高度相同，小明发现摆设上有一电源，关掉电源后，小轮逐渐停下来（ 

）

A. 

小轮滚动过程中没有力对其做功

B. 

正常运行时，小轮的速度一直不变

C. 

断电后小轮会停下，说明能量守定律不一定成立

D. 

正常运行时，小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能

【答案】D

【解析】

（1）功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过距离的乘积，分析重力和电能是否对它做功；

（2）小轮的轨道是弯曲的，分析下降和上升过程中，动能的变化，进而判断速度的变化；

（3）从机械能和内能的转化角度进行解答；

（4）小轮运动过程中，会有机械能转化为内能，如果没有电能的补充，那么小轮到达的高度肯定会越来越低。

A.在小轮滚动过程中，前半程是下降的，重力肯定对其做功；

此外，用电能补充消耗的机械能，电对小轮做功，故A错误；

B.正常运行时，由于小轮的高度先降低再升高，所以它的重力势能先减小后增大；

因为重力势能和动能相互转化，所以动能先变大后变小，即速度先变大后变小，故B错误；

C.断电后，最终小轮会停下来，但是它的机械能并没有消失，而是转化成内能，肯定遵循能量守恒定律，故C错误；

D.由于摩擦力的存在，在运行时，小轮的机械能肯定会有一部分转化为内能；

只有消耗电能，将损失的机械能补充，小轮才能回到原来的高度，往复运动，故D正确。

二、填空题

13．（2019•宜昌）汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为　　能，这些能量不能自动地用来驱动汽车；

而有些新能源汽车有“动能回收装置”，即在刹车时带动发电机工作，将汽车的动能转化为　　能并为电池充电，之后电池又可以再次驱动汽车。

【答案】内；

电。

【解析】汽车刹车时，由于要克服摩擦做功（摩擦生热），则汽车的动能会转化为内能；

刹车时带动发电机工作，将汽车的动能转化为电能并为电池充电。

14．（2019•青岛）基础问答、作图和计算

（1）射箭运动员用力拉满号，从能量转化的角度分析，这是为了让弓具有更大的　　，可以更多地转化为箭的　　，将箭射得更远。

（2）如图，物体A、B在力F作用下，以相同的速度在水平面上向右做匀速直线运动。

请画出物体B在水平方向上的受力示意图。

（3）我国“蛟龙号”载人潜水器下潜至7km深的海水中，若海水的密度取1.0×

103kgm3，潜水器受到水的压强大小约是　　。

【答案】

（1）弹性势能；

动能；

（2）见图；

（3）7×

107Pa。

（1）物体弹性形变越大，弹性势能越大，所以射箭运动员用力拉满号，是为了让弓具有更大的弹性势能，可以更多地转化为箭的动能，将箭射得更远；

（2）物体A、B在力F作用下，以相同的速度在水平面上向右做匀速直线运动，所以小车B在水平方向上受到物体A对它向右的摩擦力和地面对它向左的摩擦力，因为小车做匀速直线运动，所以这两个摩擦力大小相等，如图所示：

（3）海水对潜水器产生的压强为：

p＝ρgh＝1.0×

103kg/m3×

10N/kg×

7000m＝7×

15．（2019•桂林）我国于2019年5月17日在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射一颗北斗导航卫星。

如图所示，长征三号丙运载火箭升空时，燃料燃烧后通过做功，

把　　能转化为　　能。

机械。

【解析】燃料燃烧时化学能转化为内能，燃料燃烧后通过做功，使火箭升空，将内能转化为机械能。

16．（2018•滨州）利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车，如图所示为“并联混合动力型汽车”的原理图，这种汽车在制动减速时，电动机的飞轮与汽车轮子摩擦，电动机作为发电机使用，把动能转化成了　　能，实现了对电池的充电，混合动力型汽车节约了汽油，减少了尾气排放，是节约能源的一种可行的办法。

【答案】电

【解析】混合动力型汽车在制动时，汽车的动能一部分转化为内能；

电动机作为发电机使用，把汽车的一部分动能转化为电能；

混合动力型汽车制动时，由于要克服摩擦做功，所以汽车的一部分动能转化为内能，而另一部分动能通过发电机转化为电能。

17．（经典题）由金属杆组成如图所示的导轨，其中水平面上两平行导轨足够长且全部置于竖直向上的磁场中，与倾斜放置的导轨ABCD平滑且固定连接．将一金属棒ab从倾斜导轨上一定高度由静止释放，运动过程中始终与导轨垂直接触且不受摩擦，请你判断ab棒在水平导轨上的运动情况：

　　；

并从能量转化的角度简述理由：

　．

【答案】减速运动，最后静止；

导体棒在下滑过程中，重力势能转化动能；

滑到水平导轨上后，导体棒需要克服安培力做功，消耗机械能，机械能越来越小，速度越来越慢，最后静止．

【解析】导体棒在下滑过程中，重力势能转化为动能；

滑到水平导轨上后，根据右手定则判断出导体棒中的电流方向，再根据左手定则判断出导体棒受到安培力的方向，导体棒需要克服安培力做功，消耗机械能，动能越来越小．

导体棒在下滑过程中，重力势能转化为动能，做加速运动；

滑到水平导轨上后，导体棒做切割磁感线运动，根据右手定则可以判断出导体棒中的电流方向为b﹣a，再根据左手定则判断出导体棒受到安培力的方向和导体棒运动方向相反，对导体棒的运动起到阻碍作用，导体棒需要克服安培力做功，消耗机械能，机械能越来越小，所以做减速运动，最后静止．

18.（经典题）把一个薄壁金属管固定在桌上，里面放一些酒精，用塞子塞紧，拿一根绳子在管外绕几圈，并迅速地来回拉动绳子，过一会儿，你会看到塞子跳了起来，如图所示。

从能量的角度分析,这个现象表明_______内能转化机械能__________________。

【答案】内能和机械能之间可以相互转化（和转移）

【解析】绳子与金属管摩擦，机械能转化为内能；

高温筒壁对酒精加热，这是能量的转移；

高温酒精推动塞子做功，使塞子跳起，内能转化为机械能。

所以在整个过程中，存在着内能和机械能之间的相互转化，也存在着能量的转移。

能答出“内能和机械能之间可以相互转化”即可。

19.（经典题）写出能量守恒定律的内容：

能量既不会凭空出现，也不会凭空消失，它只会从一种形式______为其他形式，或者从一个物体_________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保不变。

这就是能量守恒定律。

【答案】转化，转移。

【解析】能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，它揭示了各种形式能量之间的深刻联系，应重点掌握。

20.（经典题）在摩擦生热的现象中机械能能转化为____能；

在气体膨胀做功的现象中内能转化为____能；

在热传递的过程中，高温物体的内能_____，低温物体的内能______，内能从高温物体转移到低温物体，而能的总量________．

机械；

减少；

增加；

保持不变．

【解析】分析此题的关键在于如何理解“能量守恒定律”中的“转化”、“转移”和“守恒”这几个关键的词，当能量发生转化时一定表现为：

一种形式的能减少而变化成另一种形式的能，则另一种形式的能增大．而“转移”则是指一种形式的能在物体与物体间，或同一物体的不同部分间发生了数量的变化，即增加与减少，而没有形式的变化．但能的总量却保持不变．所以无论在摩擦生热现象中，气体膨胀做功的过程中及热传递的过程中，都服从“能量守恒”定律．

三、简答题

21.（经典题）如图所示，是承承在乒乓球比赛中，高抛发球时的情景，不计空气阻力，请你回答下列问题：

（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的能量是如何转化的？

其机械能如何变化？

（2）乒乓球运动到最高点时，是否处于平衡状态？

请说明理由．

（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的质量不变，速度变小，动能减小，同时高度升高，重力势能变大，动能转化为重力势能；

机械能为动能和势能之和，所以不计空气阻力，机械能大小不变；

（2）乒乓球运动到最高点时，不处于平衡状态；

因乒乓球运动到最高点时，只受重力作用，合外力不为零．

【解析】影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能．在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析．处于平衡状态的物体一定受到非平衡力的作用，对乒乓球运动到最高点时进行受力分析即可解答．

22．（2017•烟台）各种形式的能在一定的条件下可以相互转化，请你仿照图中给出的两个示例，写出电能转化为机械能、化学能转化为电能、光能转化为内能的实例。

【答案】见解析。

【解析】能量的转化和转移普遍存在，能量的利用和浪费实质上是能量的转化或转移过程。

电风扇在工作过程中消耗电能，转化为机械能；

干电池使用过程中消耗化学能，得到电能；

太阳能热水器工作过程中将光能转化为内能。

23.（经典题）某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率。

他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水时锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低。

（1）请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施。

（2）要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？

（1）锅炉效率低的原因：

①锅炉冒出大量的黑烟，说明煤燃烧不完全；

②锅炉周围的温度很高，说明锅炉向周围散失的热量太多。

（2）改进措施：

尽量使燃料燃烧充分；

利用烟气携带的热量对其他的水进行预加热，综合利用内能。

【解析】在当今的低耗、高效的形式下，锅炉效率低是社会关注的焦点问题。

在本题中，师生通过共同调查研究，发现了锅炉效率低的主要原因表现症状：

经常冒出大量的黑烟；

锅炉周围的温度很高。

针对这两种表现，通过分析，揭示其效率低的原因：

燃烧问题和散热问题。

发现问题，分析问题，如何解决问题呢？

烟气带走热量，是普遍存在的问题，让同学们提出解决方案，渗透、融合了情感态度价值观的教育，可谓是一箭双雕。

24.（经典题）请阅读下面的介绍，回答相关问题。

焦耳是一位伟大的物理学家，他成功地发现了焦耳定律，测出了热功当量……。

但他在探索科学真理的道路上，也走过弯路。

年轻的时候，焦耳也和许多人一样设想能制作出一种“永动机”——不需要给它提供任何动力（即不消耗任何能源）就能自动工作起来的机械装置。

他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计、制作，但没有一次是成功的。

接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样“执迷不悟”，而是反思原来的设想，重新确定新的探究课题。

经过不懈地努力，他终于在新的研究领域中取得了成功，发现了科学真理。

（1）“永动机”制造一直失败的原因是：

它违背了______________________。

（2）你从焦耳科学探究的历程中得到的启示是:

______________________。

（1）能量守恒定律

（2）科学探究要善于思考，认清方向，经常反思，不懈努力。

【解析】解决此类问题，首先要静下心来读题，先粗读，知道题目叙述的概况；

后精读，分析有关题目的内容和特征。

然后提取相关信息，排出干扰因素，弄清物理情景、物理过程，建立物理模型，找出物理规律。

最后应用所学知识解答题目中的问题。

25．（经典题）排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度．

（1）解释整个过程中能量是否守恒．

（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小△V之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系．

（1）整个过