能量和能源(原卷版+解析)

专题42能量和能源

考点透视

能量在初中物理中占有重要的地位，是课标中单独列出的一个一级标题，对我们从能量

是认识物理的里一个方面，本专题从常见的机械能、内能、核能、太阳能、电能等几个方面

介绍各自能量，使学生全面认识各种能量及其转化、转移和特点。能源是能量的一个重要来

源，考杳能量离不开能源的考杳。能量和能源在中考中占3〜4分左右。

迷津点拨与点对点讲练

一、能量：

能量是与物体运动有关的物理量，不同的运动形态对应着不同的能量形式，描述物质世界的

运动离不开对能量的研究，从宏观到微观，物质运动的多样性，决定了能量形式的多样性。

二、能量的种类：

(-)机械能：

1、机械能的种类和影响因素：

定义物体由于运动而具有的能叫动能一切运动的物体都具有动能

动能影响物体的动能与物体的质量有关速度相同的物体，质量越大动能越大

因素物体的动能与物体的速度有关质量相同的物体，速度越大动能越大

定义物体由于受到重力并处在一定的

重高度时所具有的能叫重力势能

力影响物体的重力势能与物体的质量有位置相同的物体，质量越大重力势能就越

势因素关大

势能物体的重力势能与物体的位置有质量相同的物体，位置越高重力势能就越

能关大

弹定义物体由于发生弹性形变而具有的物体发生的形变必须是弹性形变

性能量

势影响弹性形变量同一物体的弹性形变越大，弹性势能越大

''''''——

能因素物体的材料等

(1)动能和势能统称为机械能。物体只具有动能，我们可以说物体具有了机械能；物体只

具有重力势能（或弹性势能），我们也可以说物体具有了机械能；物体即具有动能，又具有

势能，我们也可以说物体具有了机械能。

（2）物体具有的机械能等于动能和势能之和。•个物体具有重力势能是5J,具有动能是4J,

该球的机械能等于两种能量相加等于9JO

例题1（2021山东济南）周末，小丽和妈妈去千佛山游玩。如图所示，小丽和妈妈乘坐索

道匀速上山时，她们的（

A.动能不变，势能减小B.动能不变，势能增大

C.动能增大，势能减小D.动能减小，势能增大

【答案】Bo

【解析】小丽和妈妈乘坐苑车匀速上山时.，她们的质量不变，速度不变，动能不变；质量不

变，高度增大，重力势能增大。故选B。

【点拨】“匀速”即速度大小不变，“上山”即位置变高，而质量不变，根据影响动能和势能

大小因素可以判断动能不变，重力势能增大。对于动能和势能大小变化关犍看影响它们的因

素有没有变化。

对点练：（2021内蒙古内蒙古）小球竖直向上运动并落回地面的过程中，先后经过A、B两

点。小球在这两点的动能和重力势能如图所示，则小球在B点的（）

能量J

1.0-

0.87,..........................日.....

0.6-

0.4-------r—y-----------------------------------------J—,

0.2.

°A点功能A点重力势能B点动能B点重力势能

A.动能等于在A点的B.机械能大于在A点的

C.速度比在A点的大D.离地高度比在A点的高

2、机械能的相互转化:

速度增大弹性形变增大

重力南度减小速度或小弹性

动能

势能速度减小速度增大势能

尚度增大弹性形变减小

例题2（2021内蒙古呼和浩特）如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将

一重为G的金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,

然后被弹簧弹起,上升到一定高度后再下落,如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，

测出这一过程弹簧弹力F短时间t变化的图像如图乙所示，则（）

A.11时刻小球的动能最大

B.白时刻小球的重力势能最大

C.t2时刻小球的机械能等于3时刻小球的机械能

I）.从开始下落到第一次到达最低点，小球内能增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量

【答案】Do

【解析】3时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，开始一段时间内弹力小于重力，则小球

仍然向下做加速运动，其动能变大，刚释放时高度最高，重力势能最大，A、B错误；t2时

刻弹簧具有弹性势能，如时刻弹簧没有弹籥弹性势能，所以小球机械能变小，C错误：从开

始下落到第一次到达最低点，这两个时刻小球机械能的减少量等「弹簧弹性势能增加最和小

球内能增加量，故小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量，D正确。故选Do

【点拨】分析此题，关键是分析好几个关键点：小球在下落压缩弹簧过程中，形变量的增大，

弹力增大，当弹力等于重力时，速度达到最大；当速度为0时，形变量最大，弹力最大；当

弹力达到最大后开始恢复原状，将小球回弹，开始时弹力大于重力，小球加速向上运动，当

当弹力等于重力时，速度达到最大；然后弹力小于重力，小球开始减速，直至小球脱落弹簧.

对点练：（2021四川德阳）水上蹦床是一种水上娱乐项目，游客站在上面可以自由蹦跳（如

图）。对于蹦床运动的分析，下列说法错误的是（）

A.游客每次蹦跳一定到达同一最高点，因为能量是守恒的

B.游客接触蹦床向下运助到最低点时，蹦床的弹性势能最大

C.游客离开蹦床向上运匆过程中，他的动能减小，重力势能增大

D.游客想弹得更高，就要在蹦床上发力，此过程将消耗游客体能

3、机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能

的总和保持不变，或者说机械能是守恒的。

4、实验探究一一物体的动能跟哪些因素有关：

（1）实验器材、实验装置：斜面、长木板、质量不同的钢球A、木块B、记号笔、刻度尺等

①转化法：通过观察钢球A推动木块B移动的距离来反映钢球A动能大小的。

②控制变量法：

a.探究动能与速度的关系时，控制小球质量相同，改变小球下落的高度；

b.探究动能与质量的关系时，控制小球下落的高度相同，改变小球的质量。

（3）实验结论：质量一定时，速度越大动能越大；速度一定时，质量越大动能越大.

例题3（2021天津）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他

们进行了如下探究：

【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？

【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟_____有关：

由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟______有关。

【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高

【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车______（选填“超载”

或“超速”）行驶时危险性大的原因。

【答案】速度质量大质量相同时，汽车（物体）的速度越大，动能越大超

载。

【解析】“十次车祸九次快”是速度快容易车祸，所以汽车的动能可能跟速度有关。

“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸，所以汽车的动能可能跟质量有关。

物块被撞得越远，球对物块做功越多，金属球到达水平面时的功能就越大。

分析甲、丙两图的实验现象，质量一样，球位置越高，到水平面速度越大，物块运动越远,

结论是质量相同时，物体为速度越大，动能越大。

甲、乙两图的实验现象，高度一样，球质量大，物块运动远，说明速度一样时，质量越大,

物体动能越大，故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。

【点拨】本实验注意以下几点：（1）将铁球在斜面的同一高度由静止释放目的是使铁球到达

水平面的初始速度相同；（2）如果水平面绝对光滑，将不能完成此实验，因为木块通过的距

离无法确定；（3）影响动能大小的因素中，速度对物体的动能影响更大。

对点练：（2021江苏无锡）用如图的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部

由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。

（1）实验时用木块被撞击后移动的来反映小车动能大小。

（2）让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水

平面上时的速度大小（选填“相等”或“不等”装有钩码的小车将木块推得较远，

（二）内能：

1、内能的定义:物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和，叫做物体的内能。

（1）内能是储存在物体内部的能量,内能是从微观角度定义的,但内能却是指物体的内能.

而不是分子的。

（2）一切物体在任何情况下都有内能，内能是无条件的存在着，无论是高温的铁水，还是

寒冷的冰块。

2、影响物体内能大小的因素（控制变量法）：

（1）温度一一物体的内能跟物体的温度有关，同一个物体温度升高，内能增大；温度降低，

内能减小。

（2）质量一一在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。

（3）材料一一在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。

（4）存在状态一一在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能

也可能不同。

3、内能与机械能的区别：

（1）机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动情况

有关；

（2）内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和。内

能大小与分子做无规则运动快慢及分了•间的相互作用有关。这种无规则运动是分了•在物体内

的运动，而不是物体的整体运动；

（3）内能的大小不影响机械能，而机械能的大小也不影响内能，但机械能和内能可以相互

转化。

例题4（2022重庆涌南九年级期末）内能是一种常见的能量形式，关于内能下列说法正确

的是（）

A.0°C的水不具有内能B.温度高的物体一定比温度低的物体内能多

C.静止的物体不具有内能D.内能与物体的温度有关

【答案】Do

【解析】一切物体都具有内能，所以的冰也具有内能，静止的物体也具有内能，A、C

错误；内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度不是决定物体内能大小的唯一因素，

应考虑其它因素，B错误，D正确。故选D。

【点拨】机械能大的物体，内能不一定大；内能大的物体，机械能也不一定大。机械能为（）

的物体，内能不为0,因为一切物体都有内能，而物体的机械能可以为0。比较内能大小既

要看温度、质量，还要看物体的状态、结构等，即采用控制变量法。

对点练：（2022山东省青岛第二「六中学九年级期木）（多选）关丁物体的内能，下列说法

正确的是（）

A.静止在海面上的浮冰，其机械能和内能均为零

B.一杯水放在高处比放在低处时的内能大

C.一杯水的温度降低，它具有的内能减少

D.做功不一定会使物体的内能发生变化

4、改变内能的两种方式：

(1)方式一一一做功

①做功改变内能的现象：撞击、敲打、压缩、膨胀、摩擦、弯折、下滑、搓手、跺脚等；

②对物体做功一一物体内能会增加，温度升高，如压缩气体，钻木取火，摩擦生热等：

物体对外做功一一物体内能会减少，温度降低，如气体膨胀，加热试管使塞子喷出；

③实质一一内能与其他形成的能量之间的转化。

(2)方式二一一热传递：内能从温度高的物体向温度低的物体直接传递，叫做热传递。

①热传递改变物体内能的现象：晒太阳，用火烤，用热水烫等

②热传递发生的条件：存在温度差

③热传递的方向：从高温物体传向低温物体

④热传递的结果：温度相等

⑤实质：内能的转移

⑥热传涕的特点：高温的物体放出热后，内能减少，温度降低：低温的物体吸收热最，内能

增加，温度升高。

说明：①热传递过程中传递的是内能，不是温度。

②热传递和做功在改变物体内能上是等效的。

例题5(2021辽宁大连)下列现象中，通过热传递改变内能的是()

A.太阳照射沙子，沙子变热B.反复穹折铁丝，铁丝变热

C.两手相互摩擦，手掌变热D.钢锯锯断木头，钢锯变热

【答案】A。

【解析】太阳照射沙子，沙子变热，这是沙子吸收太阳的热量，温度升高，是通过热传递改

变内能的，A正确；反复弯折铁丝，铁丝变热，这是力对铁丝做功，使铁丝温度升高，是通

过做功改变物体内能的，B错误；两手相互摩擦，手掌变热，是两手克服摩擦做功，使手的

温度升高，是通过做功改变物体内能的，C错误：钢锯锯断木头，钢锯变热，是锯条克服摩

擦做功，使锯条的温度力奇，是通过做功改变物体内能的，D错误。故选A。

【点拨】判断是哪种方式改变了物体的内能，一是熟记一些常见的实例，二是看能量形式是

否发生了变化，热传递能量形式不变，是能量发生了转移；做功是能量种类发生变化，是能

量发生了转化。

对点练：(2021广西)古时候人们常钻木取火，下列情境中改变内能的方式与其相同的是

()

A.吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手B.冬天，搓手可以使手暖和

C.发烧时，冷毛巾敷额头可以降温D.夏天，喝冷饮使人感到凉爽

（三）核能（原子能）

1、物质的微观结构：

,质子

分子一原子（中子

、核外电子

2、核能：原子核分裂或聚合时释放出的能吊，也叫原子能。

3、获得核能的途径：

（1）核裂变：用中子轰击较重的原子核，使其裂变为较轻原子核的一种核反应，同时放出

大量核能。

（2）核聚变：使较轻原子核结合成为较重的原子核的一种核反应，同时放出大量的核能。

4、核能的利用：

（1）核发电一一核电站：

①原理：核反应堆裂变（可控）一高温高压蒸汽一汽轮机一发电机一电能

②能量转化：核能一内能一机械能一电能

（2）原子弹：利用核燃料的裂变（不可控）制作的武器

（3）氢弹：利用核燃料的聚变（不可控）制作的武器

5、核能的优点和可能带来的问题

①核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省

大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫

和粉尘等对大气和环境污奥的物质，核电是一种比较清洁的能源。

②利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。

（四）太阳能：

1、本质：在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。

2、优点：总量巨大、供应时间长久、分布广阔、获取方便、无污染等。

3、直接利用太阳能的方式：

（1）太阳能转化为内能，如太阳灶、太阳能热水器.

（2）太阳能转化为电能，如太阳能电池.

（3）太阳能转化为化学能，如绿色植物通过太阳光进行光合作用.

例题6（2021四川绵阳）“华龙一号”是我国核电走向世界的“国家名片”，2021年1月

30日在福建福清投入商业运行，这对助力碳达峰、实现碳中和具有重要意义。“华龙一号”

核电站反应堆内的核反应是（）

A.可控的裂变B.不可控的裂变C.可控的聚变D.不可控的聚变

【答案】Ao

【解析】“华龙一号”核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的，核聚变的过程是可

控的，A正确。故选A。

【点拨】核能发电、原子强是利用的核裂变，氢弹、太阳能的获得是利用核聚变，二者的区

别在于裂变是重核分裂为较轻的原子核，而聚变是较轻原子核结合成为较重的原子核。

对点练：（2021湖北武汉）关于核能和太阳能，下列说法正确的是（）

A.现有核电站是利用聚变来发电的

B.核能是一次能源，也是可再生能源

C.太阳能来源干太阳内藻氢核的裂变反应

D.太阳能是未来理想能源的一个重要发展方向

（五）电能：

1、电流具有的能量叫电能。

2、电能的利用：利用电能的过程实际上是电能转化为其他形式能的过程，有多少电能转化

为其他形式的能量，我们就说电流做了多少功。利用电能的多少可以通过计算电功知晓。

3、测量电能仪器——电能表：

（1）电能表的读数：从电能表计数器上读出的数值的单位是kW-h,计数器上显示的是累

计消耗电能的数值，其中5位数中的最后一位是小数点后一位，如图读数是：2019.6kW-ho

ll™ll

220VIO（2O）A50Hz

2500r/kW-h

（2）电能的计量：用户在某短时间内消耗多少电能，等于计数器上前后两次读数之差。

（3）电能表的参数：

①220V：额定电压，指家用电器正常工作时，两端所加的电压为220Y；

②10A（20A）：10A指该电能表的标定电流，是正常工作时允许通过的最大电流，20A指额定

最大电流，是短时间允许通过的最大电流；

③250Ur/kW・h：指转动惨数，即电路中电器每消耗IkW♦h电能时，电能表转盘将转动25U0

转；

④50Hz:指交流电的频率是50Hzo

（4）电路允许接入的最大总功率：P=UI（U：220V,I：额定最大电流）

（5）电能表转过的转数与消耗的电能之间的关系式：VV=-（n：定时间内转过的转数，

N

N是转动参数）

（6）利用电能表计算电功率：用电器在t时间内单独工作，电能表转过了n转，则用电器

的功率P=/_。

Nt

4、电能的转化：电能可以转化为多种形式的能量，如转化为内能、机械能、化学能等；电

能也可以从各种形式的能量转化而来，如风能转化为电能、核能转化为电能、太阳能转化为

电能、水能转化为电能等。

例题7（2021辽宁鞍山）如图所示是小明家的电能表。将一个标有“220V1210W”的用电

器单独接入家庭电路中工作12min,电能表业的转盘转了500转，在此工作过程中，下列说

法正确的是（）

电能表

1123：4：

220V10(20)A50Hz

25OOrcvs/(kWh)

A.该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4J的电能

B.该用电器的实际功率为1200W

C.该电路的实际电压为200V

D.若小明家所有用电器同时工作，则总功率不得超过2.2kK

【答案】Co

【解析】该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4kW・h的电能，A错误；该用电器消耗的

vnncW0.2kW・h

电能W=《=1k=0.2kW.h，则用电器的实际功率为娱=7=12

耘

N2500r/kW.hOUh

B错误；用电器的电阻为R=SZ=（22°V）=40C,该电路的实际电压

”道⑵0W

U实=7^=JooowX40c=200V,C正确；若小明家所有用电器同时工作，则总功率不

得超过P*UI=220VX20A=4400W=4.4kW,D错误。故选C。

【点拨】涉及到电能表的计算通常用常用单位比较简单，即电功W的单位用千瓦时小•h,

时间t的单位用小时h,功率P的单位用千瓦kW。

对点练：（2021江苏镇江）小华家中暖风机铭牌如图甲所示，电能表如图乙所示。暖风机的

额定电流为________A：若家中仅有暖风机工作，则正常工作lh,可使家中电能表示数增加

_kW-h,脉冲指示灯闪烁_____次。

爱K机参或表|2同2|1同

纪定电员220VkWh

廖定功率220OT脉;中指示灯-22OV

3000imp(k\Vh)

防水与滚IFX4

乙

三、能量的转化和守恒：

1、能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。

2、能量转移、转化的特点：具有方向性。

3、能量转化的效率：能量转化效率77=饰吗效能一。

输入能量

3、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭，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。

例题8（2020山东威海）关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是（）

A.地球上的化石能源归根结底来自远占时期的太阳能

B.自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律

C.空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能

【）.热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体

【答案】Bo

【解析】地球上的化石能源都是太阳能转化来的，能量不会凭空产生也不会凭空消失，只会

从一种形式转化为另一种形式，从一个物体转移的另一个物体，A正确，B错误；空调将室

内空气的内能转移至高温的室外需要压缩机运转，压缩机运转需消耗电能，C正确：热传递

的条件是温度差，热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体，D正确。故选B。

【点拨】能量的转化具有方向性，如能量总是自发地从高温物体传到低温物体，而不可能自

发地从低湿物体传到高温物体;水从高处往低处流下后，无法自发回到同样的高度处，等等。

对点练：（2019北京）（多选）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

四、能源：

1、能源的种类：

分类标准类型定义实例

生产方式一次能源自然界直接取得，而不改变其风能、水能、太阳能、地热能、化石

基本形态的能源能源（煤、石油、天然气）、核能等

二次能源通过一次能源经过加工，转换电能、焦炭、酒精、蒸汽、汽油等

成另一种形态的能源

能否再生可再生能源可以在自然界中不断得到补充风能、水能、太阳能、生物质能、酒

的能源精等

不可再生能须经地质年代（亿万年）才能化石能源（煤、石油、天然气）、核

源形成而短期内无法再生的能源燃料等

利用先后常规能源已经大规模生产和广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能等

能源

新能源传统能源之外的各种能源形式太阳能、风能、海洋能、地热能、核

能等

对环境的清洁型能源对环境无污染或污染小的能源太阳能、水能、风能、酒精等

影响污染型能源对环境污染较大的能源煤、石油等

2、未来理想能源必须满足的条件：

（1）必须足够便宜，可以保证多数人用得起；

（2）相关的技术必须足够成熟，可以保证大规模使用；

（3）必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。

例题9（2021山东日照）下列关于能源和可持续发展的表述，正确的是（）

A.太阳能、地热能、核能都是可再生能源

B.原子弹是根据可以控制的核聚变工作的

C.为了保护环境，控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源

D.能量的转化、转移都是有方向性的，人类所能利用的能源是有限的，需要节约能源

【答案】Do

【解析】太阳能、地热能可以从自然界源源不断地得到，是可再生能源，核能使用后短时间

内不能得到补充，是不可再生能源，A错误；原子弹是根据可以控制的核裂变工作的，B错

误；大量使用化石能源会造成大气污染，因此应该控制化石能源的开采和利用，不能禁止,

C错误；能量的转化和转移是有方向性的，具有不可逆性，并不是所有的能量都可以被利用，

所以我们需要节约能源，D正确。故选D。

【点拨】•种能源由于分类方式不同，又可能兼有多重身份，如太阳能既是清洁能源，又是

新能源；天然气既是不可再生能源，又是常规能源。

对点练：（2021江苏常州）近期，世界在建的最大规模水电站一一中国白鹤滩水电站建设进

展顺利。水能属干（）

①可再生能源②不可再生能源③常规能源④新能源

A.①③B.①④C.②@D.②④

点对点提高训练

1、（2021湖南永州）关于能量和能源，下列说法正确的是（）

A.物体的质量越大，动能一定越大

B.竖直向上抛出的物体在上升过程中，动能减小，重力势能增大

C.水能是不可再生能源

D.能量是守恒的，节约能源是没有意义的

2、（2021湖南益阳）滑雪是人们喜爱的运动。如图所示，某同学坐在轮胎上从雪道的A点

由静止开始滑下，经最低点B滑行到右边坡道的最高点C,轮胎与雪道之间有摩擦力存在。

从A到C的过程中（）

A,重力势能一直减少B,动能一直减少C.动能一直增加D.机械能一直减少

3、（2021甘肃兰州）飞机在林场上空某一高度喷洒农药时，水平匀速飞行，关于飞机的动

能和势能变化下列说法中正确的是（）

A.动能减少，势能减少B.动能减少，势能增加

C.动能增加，势能减少D.动能不变，势能不变

4、（2021浙江衢州）如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块

的相关物理量随时间变化规律的图像正确的是（）

5、（2021广西柳州）（多选）下列物体中,具有动能的是（）

A.停在站台上的火车B.风驰电掣的过山车

C.静止在地面上的足球D.腾空而起的长征火箭

6、（2021湖南株洲）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它

可依次分解为如图所示几个连续的过程。目前，男子撑杆跳世界纪录（6.18m）比跳高世界

纪录（2.45m）高很多，从能量的角度分析，原因之一是在“举腿引体”过程中（）

转体过杆

A.利用了人体的惯性

B.人体的重力势能转化为了动能

C.人体的化学能转化为了重力势能

D.人体的动能转化为了撑杆的弹性势能

7、（2021江苏无锡）如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点。到达B点，A、B两点

等而。关于摆球，下列说法中正确的是（）

A.从A点到B点的过程中机械能守恒

B.在B点时处于平衡状态

C.在。点时重力势能最大

D.从A点到。点动能转化为重力势能

8、（2021山东烟台）如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员（不

包含降落伞和绳）下列说法正确的是（）

A.动能不变，重力势能不变,机械能不变

B.动能变大，重力势能变小,机械能不变

C.动能不变，重力势能交小,机械能变小

D.动能变小，重力势能变小,机械能变小

9、（2021湖南郴州）2021年5月29日，我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运

飞船，5月30口，天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心仓完成了交会对接。下列说

法正确的是（）

A.天舟二号货运6船加速上升过程中机械能守恒

B.天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能

C.天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能

D.对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓处于相对静止状态

10、（2020甘肃兰州）为了模拟研究超载和超速带米的安全隐患，小霞同学设计了如图所示

的探究实验：将A、B、C三个小球从同一装置高度分别为人、%、上的位置由静止滚下（HILIHB

<mc，hA=hc>hB）,推动小木块运动一段距离后停止，根据生活经验和所学的物理探究方法，

回答：

（1）在甲、丙两图所示的实验中，A、C两球刚滚到水平面时的速度（选填“相

等”或“不相等”）。

（2）用来研究超速带来的安全隐患时，小霞应选择两图所示的实验进行比较。

（3）后来小径分别用B球和C球将弹性相同的弹簧压缩到相同程度后再放手，如图J所不，

则两球离开弹簧时的速度___________（选填“相等”或“不相等”）。

11、（2021江苏常州）小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重

物质量m<Mo

实验步骤ABC

具体操作

实验现象

（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度判断.

（选填“小桌”或“重物”）的重力势能大小；

（2）由实验步骤和______,可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系；

（3）小明认为由实验步骤B和C,可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点

（选填“正确”或“错误”），理由是O

12、（2021四川绵阳九年级阶段练习）物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的

总和叫做物体的内能，关于内能，下列说法错误的是（）

A.因为分子在永不停息的做无规则运动，所以分子动能不可能为零

B.因为分子间存在相互作用的引力和斥力，所以分子势能不可能为零

C.等质量的热水的内能比冷水的内能大

D.冰熔化为水的过程中，分子动能和分子势能都变大

13、（2022江苏景山中学几年级期末）关于一定质量的物体的内能，卜.列说法中正确的是

（）

A.它的内能增加，一定是吸收了热量B.温度升高，内能一定增加

C.内能越大，含有的热量就越多I）.温度为0C时，它可能没有内能

14、（2021江苏）以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是（）

A.锯木头锯条发热B.铁丝反复弯折后发热

C.阳光下路面发热D.搓手时手掌发热

15、（2021黑龙江牡丹江：下列四张图中利用热传讲来改变物体内能的是（）

A.钻木取火B.煤炉烧水C.压缩空气升温D.搓手取暧

16、（2021四川资阳）2021年4月13日，日本政府召开阁僚会议，正式决定向太平洋排放

福岛第一核电站的核废水，消息一出，引起有关各方强烈反响。关于此事件涉及的物理知识，

下列说法正确的是（）

A.因为海水有自净能力，所以核废水可以不经过任何处理随意排入大海

B.核电站是将核能直接转化为电能，供外界使用

C.核电站是利用可控的核聚变来工作的

D.媒体在短时间就能让.世界人民知晓口本政府会议内容是利用了电磁波传递信息

17、（2021湖南益阳）我国的核电技术已进入世界先进行列。2021年5月19日下午，国家

主席习近平在北京通过视频连线，同俄罗斯总统普京共同见证两国核能合作项目一一田湾核

电站和徐大堡核电站开工仪式。下列关于田湾核电站和徐大堡核电站的说法正确的是（）

A.可以利用各种原子核发电

B.利用核聚变发电

C.发电后产生的核废料仍然具有放射性

D.核能能够全部转化为电能而没有损失

18、（2021广西梧州）如图所示的电能表示数是kW-ho若单独使用一个额定功率为

1000W的电饭锅煮饭，该电能表的转盘转过900转，则煮饭时间是______mine

19、（2021辽宁）小明断开家中所有用电器后，观察到此时电能表示数如图所示，根据电能

表参数分析，此电路中的用电器总功率不能超过W.然后接入“220V1210W”的电热

器单独工作30min,电能表示数变为0530回，则电热器实际工作电压为V,

在Imin内电能表转母转过

20、（2021湖北）城市交通指示灯大量使用了太阳能。白天，太阳能电池板除了将一部分太

阳能给交通指示灯供电外,还将多余的太阳能给蓄电池充电;夜晚蓄电池给交通指示灯供电。

此过程中关于能源及能量转化的说法正确的是（）

A.太阳能是可再生能源

B.太阳能电池板将太阳能转化为化学能

C.夜晚蓄电池将电能转化为化学能

D.交通指示灯将光能转化为电能

21、（2021广西柳州）如图所示的发电方式中，利用太阳能发电的是（）

A.

22、（2021贵州）有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的

是（）

A.装置所具有的机械能始终不变

B.如果没有能最补充，装置最终会停下来

C.根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去

I）.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化

23、（2021山东青岛）下列属于二次能源的是（）

A.水能B.风能C.电能D.太阳能

24、（2021广西玉林）下列能源属于清洁能源的是（）

A.煤B.柴薪C.石油D.太阳能

专题42能量和能源

考点透视

能量在初中物理中占有重要的地位，是课标中单独列出的一个一级标题，对我们从能量

是认识物理的里一个方面，本专题从常见的机械能、内能、核能、太阳能、电能等几个方面

介绍各自能量，使学生全面认以各种能量及其转化、转移和特点。能源是能量的•个重要米

源，考查能量离不开能源的考查。能量和能源在中考中占3〜4分左右。

迷津点拨与点对点讲练

一、能量：

能量是与物体运动有关的物理量，不同的运动形态对应着不同的能量形式，描述物质世界的

运动离不开对能量的研究，从宏观到微观，物质运动的多样性，决定了能量形式的多样性。

二、能量的种类：

（一）机械能：

1、机械能的种类和影响因素：

定义物体由于运动而具有的能叫动一切运动的物体都具有动能

能

动能

影响物体的动能与物体的质量有关速度相同的物体，质量越大动能越大

因素物体的动能与物体的速度有关质量相同的物体，速度越大动能越大

定义物体由于受到重力并处在一定

•R的高度时所具有的能叫重力势

力能

势影响物体的重力势能与物体的质量位置相同的物体，质量越大重力势能就

能因素有关越大

势物体的重力势能与物体的位置质号相同的物体，位置越高重力势能就

能有关越大

弹定义物体由于发生弹性形变而具有物体发生的形变必须是弹性形变

性的能量

势影响弹性形变量同一物体的弹性形变越大，弹性势能越

能因素大

物体的材料等'''''''一一

（1）动能和势能统称为机械能。物体只具有动能，我们可以说物体具有了机械能；物体只

具有重力势能（或弹性势能），我们也可以说物体具有了机械能；物体即具有动能，又具有

势能，我们也可以说物体具有了机械能。

（2）物体具有的机械能等于动能和势能之和。一个物体具有重力势能是5J,具有动能是4J,

该球的机械能等于两种能量相加等于9J。

例题1（2021山东济南）周末，小丽和妈妈去千佛山游玩。如图所示，小丽和妈妈乘坐索

道匀速上山时，她们的（）

A.动能不变，势能减小B.动能不变，势能增大

C.动能增大，势能减小D.动能减小，势能增大

【答案】Bo

【解析】小丽和妈妈乘坐苑车匀速上山时，她们的质量不变，速度不变，动能不变；质量不

变，高度增大，重力势能增大。故选B。

【点拨「'匀速”即速度大小不变，“上山”即位置变高，而质量不变，根据影响动能和势能

大小因素可以判断动能不变，重力势能增大。对于动能和势能大小变化关键看影响它们的因

素有没有变化。

对点练：（2021内蒙占内蒙占）小球竖直向上运动并落回地面的过程中，先后经过A、B两

点。小球在这两点的动能和重力势能如图所示，则小球在B点的（）

能量J

1.0-

0.8r...........................日.....

0.6-

0.4-------r—y----------------------------------------J—,

0.2.

°A点功能A点重力势能B点动能B点重力势能

A.动能等于在A点的B.机械能大于在A点的

C.速度比在A点的大D.离地高度比在A点的高

【答案】Co

【解析】由图可知，小球在B点的动能大于A点的动能，动能大小跟物体的质量和速度有关，

小球的质量不变，所以小球在B点的速度大于A点速度，A错误，C正确；球在运动过程中

没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重力势能之和，由图知，球在A点动能和B点重

力势能相等，A点的重力势能大于B点的动能，所以A点的机械能大于B点的机械能，B错

误；A点的重力势能大于B点的重力势能，重力势能跟物体的质量和高度有关，球的质量不

变，所以球在A点的高度大于B点的高度，D错误。故选C。

2、机械能的相互转化:

速度增大弹性形变增大

重力高度减小速度成小.弹性

动能

势能速度减,小,速度增大一势能

尚度增大弹性形变减小

例题2（2021内蒙古呼和浩特）如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面匕廿0时刻，将

一重为G的金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,

然后被弹簧弹起，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，

测出这一过程弹簧弹力F班时间t变化的图像如图乙所示，则（）

A.t1时刻小球的动能最大

B.L时刻小球的重力势能最大

C.tz时刻小球的机械能等于L时刻小球的机械能

D.从开始下落到第一次到达最低点，小球内能增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量

【答案】1）。

【解析】加时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，开始一段时间内弹力小于重力，则小球

仍然向下做加速运动，其动能变大，刚释放时高度最高，重力势能最大，A、B错误；t2时

刻弹簧具有弹性势能，匕时刻弹簧没有弹簧弹性势能，所以小球机械能变小，C错误；从开

始下落到第一次到达最低点，这两个时刻小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能增加量和小

球内能增加量，故小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量，D正确。故选Do

【点拨】分析此题，关键是分析好几个关键点：小球在下落压缩弹簧过程中，形变量的增大，

弹力增大，当弹力等于重力时，速度达到最大；当速度为（）时，形变量最大，弹力最大；当

弹力达到最大后开始恢复原状，将小球回弹，开始时弹力大于重力，小球加速向上运动，当

当弹力等于重力时，速度达到最大；然后弹力小于重力，小球开始减速，直至小球脱落弹簧。

对点练：（2021四川德阳）水上蹦床是一种水上娱乐项目，游客站在上面可以自由蹦跳（如

图）。对于蹦床运动的分析，下列说法错误的是（）

A.游客每次蹦跳一定到达同一最高点，因为能量是守恒的

B.游客接触蹦床向下运助到最低点时，蹦床的弹性势能最大

C.游客离开蹦床向上运动过程中，他的动能减小，重力势能增大

D.游客想弹得更高，就要在蹦床上发力，此过程将消耗游客体能

【答案】A。

【解析】从整个系统来说能量是守恒的。但游客在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部

分机械能会转化为人的内能，所以会越跳越低，A错误；游客在最低点时蹦蹦床的弹性形变

最大，其弹力最大，B正确；游客离开蹦床向上运动过程中，质量不变，速度变慢，高度增

加，因此他的动能减小，重力势能增大，C正确；想弹得更高，就要增加蹦床的弹性势能,

而蹦床的弹性势能是通过消耗人体的能量来获得的，DF确。故选A。

3、机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能

的总和保持不变，或者说机械能是守恒的。

4、实验探究一一物体的动能跟哪些因素有关：

（1）实验器材、实验装置：斜面、长木板、质量不同的钢球A、木块B、记号笔、刻度尺等

①转化法：通过观察钢球A椎动木块B移动的距离来反映钢球A动能大小的。

②控制变量法：

a.探究动能与速度的关系时，控制小球质量相同，改变小球下落的高度：

b.探究动能与质量的关系时，控制小球下落的高度相同，改变小球的质量。

（3）实验结论：质量一定时，速度越大动能越大；速度一定时，质量越大动能越大。

例题3（2021天津）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他

们进行了如下探究：

【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？

【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟有关；

由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟有关。

【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高

度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。

物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越;

【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：______;

【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车______（选填“超载”

或“超速”）行驶时危险性大的原因。

【答案】速度质量大质量相同时，汽车（物体）的速度越大，动能越大超

载。

【解析】“十次车祸九次快”是速度快容易车祸，所以汽车的动能可能跟速度有关。

“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸，所以汽车的动能可能跟质量有关。

物块被撞得越远，球对物块做功越多，金属球到达水平面时的动能就越大。

分析甲、丙两图的实验现象，质量•样，球位置越高，到水平面速度越大，物块运动越远，

结论是质量相同时，物体为速度越大，动能越大。

甲、乙两图的实验现象，岛度一样，球质量大，物块运动远，说明速度一样时，质量越大，

物体动能越大，故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。

【点拨】本实验注意以下几点：（1）将铁球在斜面的同一高度由静止释放目的是使铁球到达

水平面的初始速度相同；（2）如果水平面绝对光滑，将不能完成此实验，因为木块通过的距

离无法确定；（3）影响动能大小的因素中，速度对物体的动能影响更大。

对点练：（2021江苏无锡）用如图的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部

由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。

（1）实验时用木块被撞击后移动的来反映小车动能大小。

（2）让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水

平面上时的速度大小（选填“相等”或“不等”）,装有钩码的小车将木块推得较远，

这说明动能的大小与物体的有关。

【答案】（1）距离（2）相等质量。

【解析】（1）通过木块运动距离大小来反映小车动能大个，木块运动距离越远，小车具有动

能越大。

（2）因为从斜面顶部由静止开始下滑，所以达到底部速度相同，装有钩码的小车质量大，

将木块推得较远，说明速度相同时动能的大小与物体的质量有关。

（二）内能：

1、内能的定义:物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和，叫做物体的内能。

（1）内能是储存在物体内部的能最，内能是从微观角度定义的，但内能却是指物体的内能,

而不是分子的。

（2）一•切物体在任何情况下都有内能，内能是无条件的存在着，无论是高温的铁水，还是

寒冷的冰块。

2、影响物体内能大小的因素（控制变量法）：

（1）温度一一物体的内能跟物体的温度有关，同一个物体温度升高，内能增大；温度降低，

内能减小。

（2）质量一一在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。

（3）材料一一在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。

（4）存在状态一一在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能

也可能不同。

3、内能与机械能的区别：

（1）机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动情况

有关；

（2）内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和。内

能大小与分子做无规则运动快慢及分子间的相互作用有关。这种无规则运动是分子在物体内

的运动，而不是物体的整体运动；

（3）内能的大小不影响机械能，而机械能的大小也不影响内能，但机械能和内能可以相互

转化。

例题4（2022重庆潼南九年级期末）内能是一种常见的能量形式，关于内能下列说法正确

的是（）

A.0°C的水不具有内能B.温度高的物体一定比温度低的物体内能多

C.静止的物体不具有内能D.内能与物体的温度有关

【答案】Do

【解析】一切物体都具有内能，所以0℃的冰也具有内能，静止的物体也具有内能，A、C

错误；内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度不是决定物体内能大小的唯一因素，

应考虑其它因素，B错误，D正确。故选D。

【点拨】机械能大的物体，内能不一定大；内能大的物体，机械能也不一定大。机械能为0

的物体，内能不为0,因为一切物体都有内能，而物体的机械能可以为0。比较内能大小既

要看温度、质量，还要看物体的状态、结构等，即采用控制变量法。

对点练：（2022山东省青岛第二十六中学九年级期末）（多选）关于物体的内能，下列说法

正确的是（）

A.静止在海面上的浮冰，其机械能和内能均为零

B.一杯水放在高处比放在低处时的内能大

C.一杯水的温度降低，它具有的内能减少

D.做功不一定会使物体的内能发生变化

【答案】CD。

【解析】静止在海面上的浮冰，其机械能可以为零，内能不可能为零，A错误；内能的大小

与高度无关，B错误；一杯水的温度降低，分子动能越小，故它具有的内能越小，C正确；

若做功的同时发生热传递，物体的内能可能不改变，D正确。故选CD。

4、改变内能的两种方式：

（1）方式-----做功

①做功改变内能的现象：撞击、敲打、压缩、膨胀、摩擦、弯折、下滑、搓手、跺脚等；

②对物体做功物体内能会增加，温度升高，如压缩气体，钻木取火，摩擦生热等：

物体对外做功一一物体内能会减少，温度降低，如气体膨胀，加热试管使塞子喷出；

③实质一一内能与其他形成的能量之间的转化。

（2）方式二一一热传递：内能从温度高的物体向温度低的物体直接传递，叫做热传递。

①热传递改变物体内能的现象：晒太阳，用火烤，用热水烫等

②热传递发上的条件；存在温度差

③热传递的方向：从高温物体传向低温物体

④热传递的结果：温度相等

⑤实质：内能的转移

⑥热传递的特点：高温的物体放出热量，内能减少，温度降低；低温的物体吸收热量，内能

增加，温度升高。

说明：①热传递过程中传递的是内能，不是温度。

②热传递和做功在改变物体内能上是等效的。

例题5（2021辽宁大连）下列现象中，通过热传递改变内能的是（）

A.太阳照射沙子，沙子变热B.反复弯折铁丝，铁丝变热

C.两手相互摩擦，手掌变热I）.钢锯锯断木头，钢锯变热

【答案】A。

【解析】太阳照射沙子，沙子变热，这是沙子吸收太阳的热量，温度升高，是通过热传递改

变内能的，A正确；反复弯折铁丝，铁丝变热，这是力对铁丝做功，使铁丝温度升高，是通

过做功改变物体内能的，B错误；两手相互摩擦，手掌变热，是两手克服摩擦做功，使手的

温度升高，是通过做功改变物体内能的，C错误；钢锯锯断木头，钢锯变热，是锯条克服摩

擦做功，使锯条的温度升高，是通过做功改变物体内能的，D错误。故选A。

【点拨】判断是哪种方式改变了物体的内能，一是熟记一些常见的实例，二是看能量形式是