能量转化与守恒

1、第五节第五节 能量的转化和守恒能量的转化和守恒 一个物体能够对外做功，我们一个物体能够对外做功，我们 就说这个物体具有就说这个物体具有能量能量。 另外自然另外自然 界中还存在界中还存在 如如化学能化学能、 电能电能、光能光能、 太阳能太阳能、风风 能能、潮汐能潮汐能、 原子能原子能等等。等等。 各种形式的是可以相互转化的各种形式的是可以相互转化的 食物具有化学能，我们的身食物具有化学能，我们的身 体把这种化学能转化成为维持体把这种化学能转化成为维持 生命所必须的内能和机械能。生命所必须的内能和机械能。 电能转化为内能电能转化为内能 太阳能转化为电能太阳能转化为电能 光能光能转化为转化为化学能化

2、学能 水果电池水果电池 化学能转化为电能化学能转化为电能 不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。 做功的过程就是各种形式的能量之间转化（或转移的做功的过程就是各种形式的能量之间转化（或转移的 过程，且做了多少功，就有多少能量发生转化（或转过程，且做了多少功，就有多少能量发生转化（或转 移），因此移），因此 能量既不会消灭，也不会创生，它能量既不会消灭，也不会创生，它 只会从一种形式转化为其他形式或者从一个物只会从一种形式转化为其他形式或者从一个物 体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程 中，能量的总和保

3、持不变中，能量的总和保持不变 想一想想一想 分析一下，想象中的永动机会实现吗？分析一下，想象中的永动机会实现吗？ 跟据能量守恒定律可知，跟据能量守恒定律可知， 不会实现不会实现 【资料链接资料链接】 20042004十大科技骗局之六：永动机神话十大科技骗局之六：永动机神话 梁星人，号称永动机发明人梁星人，号称永动机发明人. .其所在的海南星人其所在的海南星人 永动机发电厂有限公司称，将建设装机总容量永动机发电厂有限公司称，将建设装机总容量300300万万 KWKW的宇宙引力能发电厂及年产的宇宙引力能发电厂及年产1010万辆宇宙引力能小轿万辆宇宙引力能小轿 车厂项目车厂项目. .据报道，海南星人

4、永动机发电厂是据报道，海南星人永动机发电厂是“当今当今 世界独一无二，独家建设，独家经营世界独一无二，独家建设，独家经营. .其廉价的电力其廉价的电力 资源，可以与任何一家电力企业竞争，会永远处于不资源，可以与任何一家电力企业竞争，会永远处于不 败之地败之地”，“永动发电机结构简单，原理深奥，造价永动发电机结构简单，原理深奥，造价 不高，但高科技含量达不高，但高科技含量达100%”.100%”. 在在20042004年岁末，梁星人还郑重其事筹备于年岁末，梁星人还郑重其事筹备于1212月月2727 日在珠海度假村酒店千禧宫举办日在珠海度假村酒店千禧宫举办“永动机问世全球性永动机问世全球性 新闻发

5、布会新闻发布会”. .而且发布会打算邀请的与会人物也足以而且发布会打算邀请的与会人物也足以 吓坏小市民，包括：安南、布什、克里、小泉、阿罗吓坏小市民，包括：安南、布什、克里、小泉、阿罗 约、普京、布莱尔约、普京、布莱尔都是梁星人的邀请对象都是梁星人的邀请对象. .据报道，据报道， 南街村为研究永动机发电项目投入的南街村为研究永动机发电项目投入的20002000多万元全部多万元全部 打了水漂打了水漂, ,结果电没有发出来，骗子也失踪了结果电没有发出来，骗子也失踪了. .根据国根据国 家专利法，永动机不具备实用性，所以没有一件永动家专利法，永动机不具备实用性，所以没有一件永动 机发明获得过国家专利

6、授权机发明获得过国家专利授权. . 内能总是自发地从高温内能总是自发地从高温 物体向低温物体转移物体向低温物体转移 而不会自发的由低温物而不会自发的由低温物 体向高温物体转移体向高温物体转移 机械能可以全部转化为内机械能可以全部转化为内 能能 而内能不可全部转化为机而内能不可全部转化为机 械能而不引起其他变化械能而不引起其他变化 热机的效率不可能热机的效率不可能1001000 0/ /0 0 例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有 37370 0/ /0 0通过发动机散热系统排除，通过发动机散热系统排除，37370 0/ /0 0直接由排气管直

7、接由排气管 排出，有排出，有26260 0/ /0 0变为发动机输出的机械能变为发动机输出的机械能 能量的耗散从能量转化的角度反能量的耗散从能量转化的角度反 映出自然界中宏观过程的方向性。映出自然界中宏观过程的方向性。 正是因为能量转化的方向性，能正是因为能量转化的方向性，能 量的利用受这种方向性的制约，所以量的利用受这种方向性的制约，所以 能量的利用是有条件的，也是有代价能量的利用是有条件的，也是有代价 的的 通过以上分析我们知道了：通过以上分析我们知道了： 【典例典例】（20092009株洲中考）市面上出售一种装有太阳株洲中考）市面上出售一种装有太阳 能电扇的帽子（如图所示）能电扇的帽子（

8、如图所示）. .在阳光的照射下，小电扇在阳光的照射下，小电扇 快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意. .该装置的能该装置的能 量转化情况是量转化情况是 A.A.太阳能太阳能电能电能机械能机械能 B.B.太阳能太阳能机械能机械能电能电能 C.C.电能电能太阳能太阳能机械能机械能 D.D.机械能机械能太阳能太阳能电能电能 【解析解析】选选A.A.在阳光照射下太阳能电池板把太阳能转化在阳光照射下太阳能电池板把太阳能转化 为电能，电动机再把电能转化为机械能为电能，电动机再把电能转化为机械能. . 1.1.（20092009济宁中考）水电站用拦河坝提高上游水位济宁中考

9、）水电站用拦河坝提高上游水位, , 被提高了水位的水流下来时被提高了水位的水流下来时, ,冲击水轮机的叶轮冲击水轮机的叶轮, ,带动带动 发电机发电发电机发电. .在这个过程中在这个过程中, ,能量的转化顺序正确的是能量的转化顺序正确的是 （ ） A.A.势能、动能、电能势能、动能、电能 B.B.动能、势能、电能动能、势能、电能 C.C.内能、电能、动能内能、电能、动能 D.D.动能、电能、势能动能、电能、势能 【解析解析】选选A.A.被提高了水位的水流下来时，水的流速加被提高了水位的水流下来时，水的流速加 大，水的重力势能转化为动能，冲击水轮机的叶轮带动大，水的重力势能转化为动能，冲击水轮机

10、的叶轮带动 发电机发电，水的动能转化为电能发电机发电，水的动能转化为电能. . 2.2.小王同学分析了四个常见事例中的能量转化，其中不小王同学分析了四个常见事例中的能量转化，其中不 正确的是（正确的是（ ） A.A.在汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能在汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能 B.B.摩擦生热，机械能主要转化为内能摩擦生热，机械能主要转化为内能 C.C.电热水器工作过程中，电能转化为内能电热水器工作过程中，电能转化为内能 D.D.跳水运动员在空中下落的过程中跳水运动员在空中下落的过程中, ,动能转化为重力势动能转化为重力势 能能 【解析解析】选选D.D.汽油机做功冲程，机械能转

11、化为内能，摩汽油机做功冲程，机械能转化为内能，摩 擦生热中，机械能主要转化为内能；电热水器工作过程擦生热中，机械能主要转化为内能；电热水器工作过程 中，电能转化为内能；跳水运动员下落过程中，重力势中，电能转化为内能；跳水运动员下落过程中，重力势 能转化为动能能转化为动能. . 3.3.如图所示四种情景中，能说明电能转化为机械能的是如图所示四种情景中，能说明电能转化为机械能的是 （ ） 【解析解析】选选D.D.植物的光合作用是太阳能转化为化学能，植物的光合作用是太阳能转化为化学能， 电灯发光是电能转化为光能和内能，木材燃烧是化学能电灯发光是电能转化为光能和内能，木材燃烧是化学能 转化为内能，电风

12、扇吹风是电能转化为机械能，故选转化为内能，电风扇吹风是电能转化为机械能，故选D.D. 4.4.下列现象中，只有能的转移而不发生能的转化的过程下列现象中，只有能的转移而不发生能的转化的过程 是（是（ ） A.A.子弹从枪膛射出子弹从枪膛射出 B.B.用火焰烧开水时，水温升高用火焰烧开水时，水温升高 C.C.电灯发光电灯发光 D.D.冬天用手摸户外的东西感到冷冬天用手摸户外的东西感到冷 【解析解析】选选D.D.子弹从枪膛射出是化学能转化为内能再转子弹从枪膛射出是化学能转化为内能再转 化为机械能；用火焰烧开水时，水温升高是化学能转化化为机械能；用火焰烧开水时，水温升高是化学能转化 为内能；电灯发光是

13、电能转化为光能；冬天用手摸户外为内能；电灯发光是电能转化为光能；冬天用手摸户外 的东西感到冷是热传递，是人体的内能转移到户外的东的东西感到冷是热传递，是人体的内能转移到户外的东 西上西上. .故选故选D.D. 5.605.60周年国庆彩车游行队伍中，不周年国庆彩车游行队伍中，不 “喝喝”油的新能源动力彩车首次亮油的新能源动力彩车首次亮 相相. .新能源动力彩车就是以电力作为新能源动力彩车就是以电力作为 动力，是将动力，是将_能转化为能转化为_能能. . 【解析解析】本题考查能的转化，新能源动力彩车输入的是本题考查能的转化，新能源动力彩车输入的是 电能，电能推动彩车行驶，将电能转化为机械能电能，

14、电能推动彩车行驶，将电能转化为机械能. . 答案：答案：电电 机械机械 6.6.（20092009兰州中考）各种形式的能在一定的条件下兰州中考）各种形式的能在一定的条件下 可以相互转化，图中已给出了两个实例，请你补充其余可以相互转化，图中已给出了两个实例，请你补充其余 两个两个. . 【解析解析】能量在一定条件下可以相互转化，如：水力发能量在一定条件下可以相互转化，如：水力发 电、风力发电、发电机等将机械能转化为电能，热机是电、风力发电、发电机等将机械能转化为电能，热机是 将内能转化为机械能将内能转化为机械能. . 答案：答案：发电机发电机 热机（热机（“汽油机、柴油机或内燃机汽油机、柴油机或

15、内燃机”等等 均可）均可） 一、选择题（本大题共一、选择题（本大题共6 6小题，每题小题，每题2 2分，共分，共1212分）分） 1.1.（20092009安溪中考）下列说法中，正确的是（安溪中考）下列说法中，正确的是（ ） A.A.电动机将机械能转化为电能电动机将机械能转化为电能 B.B.发电机将电能转化为机械能发电机将电能转化为机械能 C.C.内燃机将机械能转化为内能内燃机将机械能转化为内能 D.D.干电池将化学能转化为电能干电池将化学能转化为电能 【解析解析】选选D.D.电动机将电能转化为机械能；发电机将其电动机将电能转化为机械能；发电机将其 他形式的能转化为电能；内燃机将内能转化为机械

16、能他形式的能转化为电能；内燃机将内能转化为机械能. . 2.2.下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是 （ ） A.A.高山上滚下的石块越来越快，说明重力势能转化为动高山上滚下的石块越来越快，说明重力势能转化为动 能能 B.B.酒精燃烧时，将化学能转化为内能酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C.C.发电机发电时，将机械能转化为电能发电机发电时，将机械能转化为电能 D.D.人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生 【解析解析】选选D.D.高山上滚下的石块越来越快，是因为石块高山上滚下的石块越来越快，是因为

17、石块 高度减小，重力势能转化为动能高度减小，重力势能转化为动能. .酒精燃烧是化学能转酒精燃烧是化学能转 化为内能，发电机发电是机械能转化为电能，选项化为内能，发电机发电是机械能转化为电能，选项A A、B B、 C C说法对说法对. .能量不会凭空消失也不会凭空产生，人们对太能量不会凭空消失也不会凭空产生，人们对太 阳能的开发和利用，是把太阳能转化为其他形式的能供阳能的开发和利用，是把太阳能转化为其他形式的能供 人们利用，选项人们利用，选项D D说法错，故选说法错，故选D.D. 3.20093.2009年年1212月月1 1日，俄日，俄“联盟联盟TMA-15”TMA-15”载人飞船返回舱载人飞

18、船返回舱 成功着陆，在返回舱进入大气层到着陆这一过程中，返成功着陆，在返回舱进入大气层到着陆这一过程中，返 回舱能量转化的方式是（回舱能量转化的方式是（ ） A A重力势能重力势能动能动能内能内能 B.B.动能动能重力势能重力势能内能内能 C C内能内能重力势能重力势能动能动能 D.D.内能内能动能动能重力势能重力势能 【解析解析】选选A. A. 返回舱进入地球大气层后，朝地面飞行，返回舱进入地球大气层后，朝地面飞行， 离地面高度减小，重力势能减小，动能增加，重力势能离地面高度减小，重力势能减小，动能增加，重力势能 转化为动能，高速运动的返回舱和大气摩擦，克服摩擦转化为动能，高速运动的返回舱和

19、大气摩擦，克服摩擦 做功，动能转化为内能做功，动能转化为内能. .故选故选A.A. 4.4.中国将于中国将于20112011年发射年发射“天宫一号天宫一号”目标飞行器，飞行目标飞行器，飞行 器在深空飞行时，会遇到没有太阳照射的情况，飞行器器在深空飞行时，会遇到没有太阳照射的情况，飞行器 表面的温度会急剧下降，为有效帮助表面的温度会急剧下降，为有效帮助“天宫一号天宫一号”经过经过 黑暗时光，下列措施不可行的是（黑暗时光，下列措施不可行的是（ ） A.A.提高蓄电池性能提高蓄电池性能 B.B.通过与大气摩擦生热通过与大气摩擦生热 C.C.节约用电节约用电 D.D.加强保温措施加强保温措施 【解析解

20、析】选选B.B.飞行器所在的深空没有空气，因此不可能飞行器所在的深空没有空气，因此不可能 通过摩擦生热通过摩擦生热. . 5.5.关于能量守恒定律，下列说法正确的是（关于能量守恒定律，下列说法正确的是（ ） A.A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B.B.能量守恒定律只适用于能量转化过程能量守恒定律只适用于能量转化过程 C.C.摩擦生热是创造了热，并不符合能量守恒定律摩擦生热是创造了热，并不符合能量守恒定律 D.D.按照能量守恒定律，宇宙中能量的总量永远不会增减按照能量守恒定律，宇宙中能量的总量永远不会增减 【解析解析】选选D.D.能量守恒

21、定律适用于整个宇宙的能量转化能量守恒定律适用于整个宇宙的能量转化 和转移的过程，能量既不会消灭，也不会创造，只能从和转移的过程，能量既不会消灭，也不会创造，只能从 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，能量的总量保持不变，故一个物体，能量的总量保持不变，故D D项正确项正确. . 6.6.有一种电压塑料薄膜，在压力作用下表面会产生电压有一种电压塑料薄膜，在压力作用下表面会产生电压. . 若将它用在微型扬声器或话筒上，可以将电信号转化为若将它用在微型扬声器或话筒上，可以将电信号转化为 发声振动，或将发声振动转化为电信号；另外，

22、当它受发声振动，或将发声振动转化为电信号；另外，当它受 热时还会产生电流，可以用来制作火警预警装置热时还会产生电流，可以用来制作火警预警装置. .以上以上 信息中没有涉及的能量转化过程是（信息中没有涉及的能量转化过程是（ ） A.A.机械能转化为电能机械能转化为电能 B.B.电能转化为机械能电能转化为机械能 C.C.内能转化为电能内能转化为电能 D.D.内能转化为化学能内能转化为化学能 【解析解析】选选D.AD.A是机械能（压力）转化为电能（电压）；是机械能（压力）转化为电能（电压）； B B是电能是电能( (电信号）转化为机械能电信号）转化为机械能( (发声振动），发声振动）， C C是内是

23、内 能（受热）转化为电能（电流）能（受热）转化为电能（电流）. . 二、填空题（本大题共二、填空题（本大题共4 4小题，每空小题，每空2 2分，共分，共1818分）分） 7.7.救灾汽车正在公路上急驶，突然发现山体滑坡，紧急救灾汽车正在公路上急驶，突然发现山体滑坡，紧急 刹车刹车. .此时刹车片和轮胎都变热，汽车的机械能转化为此时刹车片和轮胎都变热，汽车的机械能转化为 _能，这一过程是通过能，这一过程是通过_实现的，但能量的总量实现的，但能量的总量 _._. 【解析解析】紧急刹车，摩擦生热，机械能通过做功转化为紧急刹车，摩擦生热，机械能通过做功转化为 内能，根据能量守恒定律可知，能量的总量不变

24、内能，根据能量守恒定律可知，能量的总量不变. . 答案：答案：内内 做功做功 不变不变 8.8.如图所示日月坛如图所示日月坛微排大厦（简称微排大厦（简称 日月坛），是全球最大太阳能办公大日月坛），是全球最大太阳能办公大 楼楼. .实现了太阳能热水供应、采暖、制实现了太阳能热水供应、采暖、制 冷、光伏发电等冷、光伏发电等. .利用光伏发电，白天太阳能转化为电利用光伏发电，白天太阳能转化为电 能，除供正常使用外，将多余的能量储存在蓄电池内供能，除供正常使用外，将多余的能量储存在蓄电池内供 夜晚使用夜晚使用. .请完成下面的方框图，使其正确反映这个过请完成下面的方框图，使其正确反映这个过 程中能量发

25、生转化的情况程中能量发生转化的情况. . 【解析解析】白天，太阳能转化为电能，除供正常使用外，白天，太阳能转化为电能，除供正常使用外， 将多余的能量以化学能的形式储存在蓄电池内，夜晚蓄将多余的能量以化学能的形式储存在蓄电池内，夜晚蓄 电池再把化学能转化为电能使用电池再把化学能转化为电能使用. . 答案：答案：化学能化学能 电能电能 9.9.在八百多年前，我国就发明了如图所示的流行于民间在八百多年前，我国就发明了如图所示的流行于民间 的玩具式走马灯，它的工作原理和近代的燃气轮机相同的玩具式走马灯，它的工作原理和近代的燃气轮机相同. . 如果点燃走马灯内的蜡烛，燃烧产生的高温气体将如果点燃走马灯内

26、的蜡烛，燃烧产生的高温气体将 _（选填（选填“向上运动向上运动”、“向向 下运动下运动”或或“绕蜡烛旋转绕蜡烛旋转”），运），运 动的热空气便推动纸风车和固定在动的热空气便推动纸风车和固定在 转轴上的纸马转动转轴上的纸马转动. .这种走马灯工作这种走马灯工作 时将内能转化为时将内能转化为_能能. . 【解析解析】如果点燃走马灯内的蜡烛，燃烧产生的高温气如果点燃走马灯内的蜡烛，燃烧产生的高温气 体密度比空气小，将向上运动，运动的热空气便推动纸体密度比空气小，将向上运动，运动的热空气便推动纸 风车和固定在转轴上的纸马转动，说明纸马具有了动能风车和固定在转轴上的纸马转动，说明纸马具有了动能. . 答

27、案：答案：向上运动向上运动 动（或机械）动（或机械） 10.10.（20092009海南中考）如图是农民海南中考）如图是农民 使用沼气烧水的情景使用沼气烧水的情景. .燃烧沼气是将燃烧沼气是将 化学能转化为化学能转化为_能，使用沼气与木能，使用沼气与木 柴相比，在环保方面的突出优点是柴相比，在环保方面的突出优点是 _（简要答出一个即可）（简要答出一个即可）. . 【解析解析】燃料的燃烧是将化学能转化为内能，清洁无污燃料的燃烧是将化学能转化为内能，清洁无污 染染. . 答案：答案：内内 无污染无污染 三、综合题（三、综合题（1010分）分） 11.11.阅读短文，回答问题阅读短文，回答问题. .

28、 过山车过山车 当你在游乐场乘过山车当你在游乐场乘过山车 奔驰之际，你是否会想奔驰之际，你是否会想 到：过山车为什么不需到：过山车为什么不需 要引擎来推动就能要引擎来推动就能“翻翻 山越岭山越岭”呢呢? ? 过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的， 但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了， 从这时起带动它沿轨道行驶的惟一从这时起带动它沿轨道行驶的惟一“发动机发动机”就是重力就是重力 势能势能. .过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值， 当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大； 由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘小山丘” 设计的比开始时的设计的比开始时的“小山丘小山丘”低低( (如图所示如图所示).). 像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它 在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来. . （1 1