第1节 能量及其形式 培优训练（举一反三）（含解析）-第一节 能量及其形式 培优训练（举一反三）（解析版）

第一节能量及其形式（举一反三）思维导图思维导图考点目录考点目录考点一、日常生活中的能考点二、区分不同形式的能考点精讲考点精讲考点一、日常生活中的能能是与物体运动形式有关的物理量，从宏观到微观，物体运动形态的多样性，决定了能量形式的多样性。能量也简称能。典例分析典例分析典例1：（2019·浙江模拟）如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。其中装置Y为氢氧燃料电池，下列说法正确的是（

）A.该系统中只存在3种形式的能量转化

B.太阳能电池是将太阳能转化为化学能的装置

C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生

D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化【答案】C【解析】燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高;另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。【解答】A、由图可知，该系统中存在电能、太阳能、机械能、化学能四种能量；故A错误；

B、太阳能电池是将太阳能转化为电能；故B错误；

C、太阳能电池产生的电能输入装置X，水也输入装置X，最后产生氢气和氧气，通入Y装置，产生电动机需要的机械能，并重新生成水，循环利用水；故C正确；

D、装置X、Y实现了物质的零排放，但化学能与电能转化过程中肯定有损失；故D错误；举一反三举一反三变式1：下列哪种现象不属于失控的能量释放（）A．爆破拆除建筑物 B．山洪暴发C．汶川大地震 D．锅炉爆炸【答案】A【解析】A、爆破拆除建筑物虽也是短时间内的巨大能量释放，但它是在人工控制下的，按计划进行的有序过程，符合题意；B、山洪暴发是目前人类无法控制的能量释放现象，属于失控的能量释放，不符合题意；C、大地震等自然灾害是目前人类无法控制的能量释放现象，属于失控的能量释放，不符合题意；D、锅炉爆炸是由于不遵守安全操作规则引起的，往往造成重大事故，也属失控状态能量释放现象，不符合题意；变式2：如图所示是“嫦娥一号”在绕月飞行时，卫星上的太阳能电池翼会遇到没有太阳照射的情况。为了有效帮助“嫦娥一号”内的电器设备渡过黑暗时光，你认为“嫦娥一号”内必须有的设备是（）A．性能良好的蓄电池 B．性能好的发电机 C．性能好的电动机 D．性能好的热机【答案】A【解析】A、用性能良好的蓄电池，故能较长时间的提供电能，故该选项符合题意；B、由于发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，所以需要消耗机械能，而太空中没有风等提供机械能的东西，故B错误；C、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，所以不能产生电能，故C错误；D、由于太空中没有空气，所以热机无法正常的工作，故D错误。变式3：（2019•芜湖模拟）能量是物理学中极其重要的一个基本概念，关于这个概念的说法全部正确的是①做功可以引起能量改变，根据做功的多少可以衡量能量变化的多少②热传递可以引起能量的变化，根据吸收或放出的热量的多少可以衡量能量的变化量③能量的形式多种多样，不同形式的能量间可以无条件地相互转化④不同的物体之间，能量可以无条件地随意转移⑤做饭时燃烧天然气，这是将天然气这种物质转变成能量，即用掉了物质生成了能量⑥电路中通过电流时，能量发生了转化，电源消耗的能量等于各部分电路中获得的总能量（）A．③④⑤ B．①②⑥ C．②④⑥ D．①③⑤【答案】B【解析】①做功可以引起能量改变，做功越多，消耗的机械能越多，所以根据做功的多少可以衡量能量变化的多少。此说法正确；②热传递可以引起能量的变化，物体吸收热量、能量增加，放出热量、能量减少，所以根据吸收或放出的热量的多少可以衡量能量的变化量。此说法正确；③能量的形式多种多样，不同形式的能量间可以相互转化，但转化都是有条件的。此说法错误；④不同的物体之间，能量的转移是有方向的。此说法错误；⑤做饭时燃烧天然气，这是将天然气的化学能转化成了内能，此说法错误；⑥电路中通过电流时，能量发生了转化，电源消耗的能量等于各部分电路中获得的总能量。此说法正确。变式4：（2019·浙江模拟）CCTV-10科教频道，《大“真”探》—－“野外求生”栏目受深大家的喜欢，下列说法不正确的是（

）A.在野外进行活动时，如遇到雷雨，可到附近较高的大树下避雨

B.登山杖的主要作用就是维持身体平衡，并减轻地面对人腿部的冲击力

C.在进入洞穴时要点火把,可探试洞穴内的氧气是否充足

D.钻木取火其原理就是摩擦生热，机械能转化为热能【答案】A【解析】A、雷雨天，如果到大树下避雨，可能会造成人触电，故错误；

B、登山使用登山杖，可以减小地面对人腿部的冲击力，正确；

C、洞穴里面二氧化碳浓度比较高，点火主要试探洞穴里面氧气是否充足，正确；

D、钻木取火通过摩擦生热，把机械能转化为内能，温度达到木材着火点就会燃烧，正确。变式5：（2017春•卢龙县期末）物体能够对外，就称这个物体具有能量。能量的单位是。一颗在轨运行的人造地球卫星，因为它在而具有动能，又因为它处在太空而具有，它的这两种能量之和是它的。【答案】做功；焦耳（J）；运动；重力势能；机械能。【解析】（1）物体能够对外做功，就称这个物体具有能量；能量的单位是焦耳，符号J。（2）在轨运行的人造地球卫星，由于它运动而具有动能，又因为它在太空处在一定的高度，而具有重力势能，它的这两种能量之和是它的机械能。考点精讲考点精讲考点二、区分不同形式的能在物理学中，把一个物体相对于另一个物体位置的变化称为机械运动，人类的行走属于机械运动，做机械运动的物体具有机械能；储存在食物中的能量属于化学能；燃料储存着化学能；声音具有的能量叫声能；电具有的能量叫电能；电磁辐射具有电磁能。典例分析典例分析典例1：填写能量名称：（1）流动的河水具有________；（2）静止在高山的大石具有________；（3）狂风、海啸、大浪具有较大的________；（4）压弯的跳板、拉开的弓具有________；（5）压缩引火是利用________能转化为________能；（6）热机是利用________能转化为________能．【答案】（1）动能

（2）重力势能

（3）动能

（4）弹性势能

（5）机械；内

（6）内；机械【解析】（1）物体由于运动而具有的能叫动能，它的大小跟物体的质量和速度有关；（2）物体由于被举高而具有的能叫重力势能，其大小跟物体的质量和被举高的高度有关；物体由于发生弹性形变具有的能叫弹性势能；动能和势能统称为机械能．（3）改变内能的方式有两种，做功和热传递，做功改变内能属于能量的转化，热传递改变内能是能量的转移．【解答】（1）流动的河水，由于运动具有动能；（2）静止在高山的大石，由于被举高具有重力势能；（3）狂风、海啸、大浪，由于运动具有较大的动能；（4）压弯的跳板、拉开的弓，由于发生弹性形变具有弹性势能；（5）压缩引火，通过做功增加空气的内能，是利用机械能转化为内能；（6）热机是利用内能做功的装置，是利用内能转化为机械能．举一反三举一反三变式1：（2018秋•武功县月考）关于能的概念，下列说法中正确的是（）A．一个物体只有做了功，才能说明它具有能B．一个物体被站立的人举在手中，物体不能做功，所以物体没有能C．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能D．一个物体已经做的功越多，说明它具有的能越多【答案】C【解析】A、一个物体能够做功，我们才说这个物体具有能量，但这里只是说能够做功即具有做功的能力就行，不一定就做功，故A选项不正确；B、被人举在手中的物体，它没有做功，但是具有重力势能，故选项B错误；C、一个物体能够做功，就说它具有能量，故选项C正确；D、一个物体已经做的功越多，它具有的能量不一定越大，因为物体有能量不一定必须全部用来做功，故选项D错误。变式2：（2018春•惠山区校级月考）有三个物体，甲是一个被拉伸了0.5m的弹簧；乙是一个从地面被举高0.5m的小球，丙是一个正在以0.5m/s的速度运动的小球。根据以上信息，请你判断上列三个物体具有的共性是（）A．都具有能量 B．都受到拉力的作用 C．所受的作用力相等 D．除数字相同外，没有其他共性【答案】A【解析】（1）甲是一个被拉伸了0.5m的弹簧，发生弹性形变，具有弹性势能；（2）乙是一个从地面被举高0.5m的小球，具有重力势能；（3）丙是一个正在以0.5m/s的速度运动的小球，具有动能。因此这三个物体都具有机械能。变式3：（2018•温州）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（）A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能 C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能【解析】太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能。故选：C。变式4：（2019·杭州模拟）如图所示，下列关于能量的叙述，正确的是（

）A.甲图中的食物燃烧时，是将储存在食物中的化学能转化为内能

B.乙图中的塞子弹出，其能量转化与汽油机工作时的压缩冲程相同

C.丙图的植物光合作用过程中，只有物质的变化，没有能量的转化

D.丁图氢弹爆炸时释放的核能是原子核裂变产生的【答案】A【解析】（1）由于每种食物所含营养素的种类和数量不同，它们所含的能量往往各不相同。

（2）高温高压的燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动，对外做功，实现把内能转化为机械能，这就是做功冲程。

（3）合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放氧气的过程。

（4）氢弹就是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。

【解答】A、食物燃烧时，是将储存在食物中的