第3节 能量的转化和守恒
【基础主干落实】
1.常见的能量形式及其转化:
(1)自然界中存在着各种形式的能,如 、内能、 、光能、化学能等。
(2)在一定条件下,各种形式的能都可以 。
2.能量守恒定律:
能量既不会凭空 ,也不会凭空 ,它只会从一种形式 为其他形式,或者从一个物体 到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持 。
【重点案例探析】
重点一 能量的转化和转移
【典题1】(2024·益阳中考)下列能量转化或转移的情景中,属于能量转移的是 ( )
A.燃料燃烧时发热
B.用热水袋取暖
C.钻木取火
D.电动机带动水泵把地下水送到地面
【点拨】能量转化和转移的辨析
(1)能量的转化:能量的形式发生变化;
(2)能量的转移:能量的形式没有发生变化,只是能量的载体发生了改变。
关键点:明确能量的形式是否发生变化。
重点二 能量守恒定律的理解
【典题2】(2023·遵义中考)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.如果没有能量补充,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
D.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
【点拨】正确理解能量守恒定律
(1)“普适性”:能量守恒定律适用于一切变化过程,并且定律的成立是无条件的。
(2)“分析角度”:能量守恒包括“能量转化”和“能量转移”两个方面,无论发生能量转化还是能量转移,能量的总量总不变。
【A层·基础必会】
考点一 能量的转化
1.(2023·铜仁期中)下列各例中,属于内能转化为机械能的过程是 ( )
A.火箭升空
B.衣服在阳光下暴晒升温
C.用电炉加热水
D.双手摩擦生热
2.(2023·黔东南月考)下列事例中,关于能量转化说法错误的是 ( )
A.植物吸收太阳光进行光合作用,光能转化为化学能
B.手机电池充电时,化学能转化为电能
C.火柴擦燃,机械能转化为内能
D.太阳能发电,光能转化为电能
3.汽车前进时内燃机“推动”汽车做功,内燃机使用燃料,燃料燃烧时将 能转化为 能,再转化为 能。
4.如图所示是科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车,车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器,车子的动力是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的。光电转换器实际就是把光能转化成 能,开车时发动机是将空气的
能转化为机械能。
考点二 能量守恒定律的理解
5.有关能量的转化和守恒定律,下列说法正确的是 ( )
A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.能量守恒定律只适用于能量转化过程
C.“摩擦生热”是创造了热,它不符合能量守恒定律
D.根据能量守恒定律,宇宙中的能量总和不变
6.为了彻底解决电动车续航里程短的特点,有网友设想在电动车前轮上装一个边走路边发电的发电机,在行驶的同时发电并给蓄电池充电,蓄电池充电后再带动后轮的电动机转动,这样就可以行驶无限里程了。你认为该网友的设想 实现(选填“能”或“不能”),理由是 。
7.(2023·贵州段考)如图所示是一种设想中的永动机,它通过高处的水流冲击叶片,叶片的转动用来对外做功,同时带动抽水器从低处将水抽到高处,从而循环工作。请你从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去
易错点 误认为在能量转化过程中各种形式的能量都守恒
8.在各种形式的能量相互转化过程中,下列说法正确的是 ( )
A.机械能一定守恒
B.各种形式的能量都守恒
C.各种形式能的总量一定守恒
D.内能一定守恒
纠错:能量守恒定律指的是各种形式能的总量一定守恒不变,而不是所有的能量形式都会出现守恒。
【B层·能力提升】
9.“加水就能跑的神车”一度成为舆论热点,该汽车实际是利用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正确的是 ( )
A.该车行驶的效率能达到100%
B.氢燃料电池能将化学能转化为电能
C.水解技术制取氢气的过程不需要消耗其他能量
D.“加水就能跑的神车”不需要遵循能量守恒定律
10.汽车在给人们的出行带来便利的同时,也带来了能源消耗、尾气污染等问题。
材料一:如图是一辆小汽车行驶时的能耗分配图。汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量,大约只有13%用于驱动汽车前进,而其余87%的能量则被损耗掉了。
材料二:排出的尾气除了CO2、H2O外,还有CO、NO、NO2及未燃烧的碳氢化合物等有害气体。
结合材料:
(1)对汽车行驶时能量形式的转化与损耗途径作出分析。
(2)请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。第3节 能量的转化和守恒
【基础主干落实】
1.常见的能量形式及其转化:
(1)自然界中存在着各种形式的能,如 机械能 、内能、 电能 、光能、化学能等。
(2)在一定条件下,各种形式的能都可以 相互转化 。
2.能量守恒定律:
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 。
【重点案例探析】
重点一 能量的转化和转移
【典题1】(2024·益阳中考)下列能量转化或转移的情景中,属于能量转移的是 (B)
A.燃料燃烧时发热
B.用热水袋取暖
C.钻木取火
D.电动机带动水泵把地下水送到地面
【点拨】能量转化和转移的辨析
(1)能量的转化:能量的形式发生变化;
(2)能量的转移:能量的形式没有发生变化,只是能量的载体发生了改变。
关键点:明确能量的形式是否发生变化。
重点二 能量守恒定律的理解
【典题2】(2023·遵义中考)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 (B)
A.装置所具有的机械能始终不变
B.如果没有能量补充,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
D.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
【点拨】正确理解能量守恒定律
(1)“普适性”:能量守恒定律适用于一切变化过程,并且定律的成立是无条件的。
(2)“分析角度”:能量守恒包括“能量转化”和“能量转移”两个方面,无论发生能量转化还是能量转移,能量的总量总不变。
【A层·基础必会】
考点一 能量的转化
1.(2023·铜仁期中)下列各例中,属于内能转化为机械能的过程是 (A)
A.火箭升空
B.衣服在阳光下暴晒升温
C.用电炉加热水
D.双手摩擦生热
2.(2023·黔东南月考)下列事例中,关于能量转化说法错误的是 (B)
A.植物吸收太阳光进行光合作用,光能转化为化学能
B.手机电池充电时,化学能转化为电能
C.火柴擦燃,机械能转化为内能
D.太阳能发电,光能转化为电能
3.汽车前进时内燃机“推动”汽车做功,内燃机使用燃料,燃料燃烧时将 化学 能转化为 内 能,再转化为 机械 能。
4.如图所示是科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车,车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器,车子的动力是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的。光电转换器实际就是把光能转化成 电 能,开车时发动机是将空气的
内 能转化为机械能。
考点二 能量守恒定律的理解
5.有关能量的转化和守恒定律,下列说法正确的是 (D)
A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.能量守恒定律只适用于能量转化过程
C.“摩擦生热”是创造了热,它不符合能量守恒定律
D.根据能量守恒定律,宇宙中的能量总和不变
6.为了彻底解决电动车续航里程短的特点,有网友设想在电动车前轮上装一个边走路边发电的发电机,在行驶的同时发电并给蓄电池充电,蓄电池充电后再带动后轮的电动机转动,这样就可以行驶无限里程了。你认为该网友的设想 不能 实现(选填“能”或“不能”),理由是 该设想违背了能量守恒定律 。
7.(2023·贵州段考)如图所示是一种设想中的永动机,它通过高处的水流冲击叶片,叶片的转动用来对外做功,同时带动抽水器从低处将水抽到高处,从而循环工作。请你从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去
答:此“永动机”中,高处的水流冲击叶片转动对外做功时,因为摩擦等原因,有部分机械能转化为其他形式的能,从高处流下的水不可能全部被抽回原高度,根本不会“永动下去”。
易错点 误认为在能量转化过程中各种形式的能量都守恒
8.在各种形式的能量相互转化过程中,下列说法正确的是 (C)
A.机械能一定守恒
B.各种形式的能量都守恒
C.各种形式能的总量一定守恒
D.内能一定守恒
纠错:能量守恒定律指的是各种形式能的总量一定守恒不变,而不是所有的能量形式都会出现守恒。
【B层·能力提升】
9.“加水就能跑的神车”一度成为舆论热点,该汽车实际是利用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正确的是 (B)
A.该车行驶的效率能达到100%
B.氢燃料电池能将化学能转化为电能
C.水解技术制取氢气的过程不需要消耗其他能量
D.“加水就能跑的神车”不需要遵循能量守恒定律
10.汽车在给人们的出行带来便利的同时,也带来了能源消耗、尾气污染等问题。
材料一:如图是一辆小汽车行驶时的能耗分配图。汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量,大约只有13%用于驱动汽车前进,而其余87%的能量则被损耗掉了。
材料二:排出的尾气除了CO2、H2O外,还有CO、NO、NO2及未燃烧的碳氢化合物等有害气体。
结合材料:
(1)对汽车行驶时能量形式的转化与损耗途径作出分析。
(2)请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。
答:(1)汽车行驶时的能量转化分析:汽油的化学能转化为气体内能,然后再转化为活塞的机械能,最后转化为汽车机械能,转化率很低。
损耗途径分析:绝大部分是以热能形式损失的,部分是未完全燃烧的碳氢化合物损失,还有少量是汽油蒸发损失、发动机摩擦损失。
(2)技术改进建议:减少散热器、排气管和发动机的热损失;减少汽油的蒸发;使汽油充分燃烧;研制和使用混合动力。
