第8节能量的转化与守恒(学生版+解析)

第8节能量的转化与守恒目标导航目标导航课程标准课标解读1.通过生活实例，了解各种形式的能量之间的相互转化，能解释一些常见现象中的能量转化过程。

2.理解能量守恒定律，能利用能量转化与守恒的观点分析问题。

3.知道能量转化与转移有一定的方向性。解读1:理解能量的转化与守恒，举例说明能量的转化与守恒、能量的转化与传递的方向性，并能利用能量的转化与守恒知识解释简单问题。常见题型为选择题和填空题，难度较小。

解读2:结合生活、生产中的现象，了解提高能量利用效率和节能关系，常见题型为选择题和填空题，难度较小。知识精讲知识精讲知识点01能量的相互转化（一）能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化(1)太阳能的转化

照射到植物叶片上----植物的

照射到大气层中------空气的

照射到太阳能热水器--水的

照射到电池板上------

(2)人体能量的来源及转化:人体所需的能量都来自食物，食物被消化后且被分解的过程，是食物的转化为人体的内能、电能、机械能等能量的过程。被吸收的营养物质由血液输送到人体各处。

(3)火力发电厂的能量转化:燃料燃烧将燃料的转化为来加热水，水沸腾后，产生的蒸汽驱动涡轮机转动将内能转化为，涡轮机带动发电机发电将机械能转化为。

（二）能量转化的普遍性自然界中的能量有多种表现形式，如机械能、内能、化学能、电能、电磁能、核能等。自然界中各种形式的能量不是孤立的，它们可以在一定的条件下发生转化，能量也可以在同一物体或不同的物体间相互转移。能量转化是普遍现象，自然界中物质运动形式的变化中伴随着能量的相互转化。【即学即练1】下列四种过程中，只发生能量的转移而不发生能量转化的是(

)。A.烧水时，水蒸气顶起壶盖

B.给电动自行车的蓄电池充电

C.冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷

D.闭合开关后，小灯泡发光【即学即练2】下列装置工作时，有关能量转化的说法正确的是(

)。A.电动机将电能转化为机械能B.汽油机将机械能转化为内能

C.干电池将电能转化为化学能D.发电机将内能转化为电能知识点02能量的转化与守恒定律（一）内容能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式为另一种形式，或者从一个物体到另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量。这就是能量转化和守恒定律。

（二）意义能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动，无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。（三）永动机一不可能成功所谓“永动机”是指不消耗任何能量和燃料,却能源源不断对外做功的机器。“永动机”不可能成功的事实告诉我们，违反能量转化和守恒定律的事件是不可能发生的。能量是不可能凭空创造出来的。即所谓的“消耗能量”“利用能量”“获得能量"的实质是能量相互转化或转移的过程。

（四）机械能守恒与能量守恒定律的区别

(1)机械能守恒是有条件的一没有能量损失或额外的能量补充。

因为机械能守恒是指一个物体如果只存在着动能和势能之间的转化时，机械能的总量将保持不变。如果存在机械能与其他形式的能之间的转化，机械能总量发生改变，机械能不再守恒，例如克服摩擦做功，产生内能，机械能的总量将减少，损失的机械能将转化为其他形式的能。

(2)能量守恒定律的成立不需要条件。这是因为能量转化形式是多样的，可以在机械能、内能、化学能、电能、光能、声能间相互转化，不限于动能和势能之间的转化，在转化过程中，一种形式的能减少，另一种形式的能必然增加，能的总量保持不变。

【能力拓展】能量的转化可涉及两种或两种以上形式的能量;能量的转移只是能量的载体发生了变化，而能量的转化是能量的形式发生了变化。【即学即练3】关于利用能量转化与守恒解释实际问题，下列说法正确的是(

)。A.按照能量守恒定律，某个物体的能量总和是不变的

B.摩擦生热的过程是不可逆过程

C.空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性

D.“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律【即学即练4】如图为伽利略斜面实验图示，这是一种

实验，因为该实验必须在

的前提下才能实现。在该实验中，小球好像“记住”了运动的起始高度，事实上，小球“记住”的是与起始高度相联系的

。知识点03能量转化和转移的方向性（一）内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，而不能从低温物体自发地转移到高温物体如烧杯中的热水变冷等，是内能自发地从物体转移到物体。电冰箱、空调制冷，都是从低温物体的内部吸热，向外面放热，使内能从低温物体转移到高温物体。这种转移不是自发进行的，必须要有附加的条件:。

（二）机械能可自发地转化为内能，但内能无法自发地转化为机械能如汽车制动刹车时，由于摩擦，机械能转变成地面、轮胎及空气的内能，但是这些内能不能再次转化为汽车的机械能而使汽车重新启动。可见，能量的转移和转化是有一定的方向性的。能量可以自发地朝一个方向进行，但不能自发地朝反方向进行。

【能力拓展】我们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用。化石能源、核能等现在开采得越多，留给子孙的就越少。有的能量如内能，一旦耗散，便不可再利用。正是由于能量转化和转移的方向性，我们要“节约能源”【即学即练5】（2021·瑞安模拟）进入21世纪以来，我国多次向外太空发射航天器，对地球外的宇宙进行勘探，助推了我国的科技发展。（1）2020年，嫦娥五号在月球上的吕姆克山附近登陆。如图是吕姆克山附近一处的照片，其中A处是________。（2）月球车搭载太阳能电池板和蓄电池，太阳能电池板在月昼将太阳能转化为电能，为设备供电，并将部分能量储存在蓄电池里。蓄电池充电时发生的能量转化是________。【即学即练6】（2021·婺城模拟）2021年5月15日，我国首个自主的火星任务天问一号携带的着陆巡视组合体(包括着陆平台和火星车祝融号)成功穿越火星大气层，着陆于火星。请回答：（1）降落时，着陆平台相对于火星车是________(填“运动”或“静止”)的；（2）对使用太阳能板供电的祝融号来说，后续工作主要能量________能转化的电能。能力拓展能力拓展考法01误认为能量是守恒的，我们不需要节约能源常见的错误是认为能量在转化和转移的过程中，没有能量的损失，因此不需要节约能源。解决此类错误观点的关键是正确理解能量转化和转移的方向性。能量的转化和转移都是有方向性的，我们是在能量的转化或转移过程中利用能量的，因此不是什么能量都可以利用。能源的利用是有条件的，也是有代价的。有的可以成为能源，有的却不能。【典例1】关于能量守恒定律的理解，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.能量守恒定律既适用于能量的转化，又适用于能量的转移

C.由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机

D.凡是能量守恒的过程，就一定会发生能量的转化分层提分分层提分题组A基础过关练1.“白天让太阳晒晒，晚上就能亮？”这是人们初识太阳能路灯时产生的疑问。现在太阳能路灯已走上各地的街头，为城镇居民驱走夜晚的黑暗。太阳能路灯白天与晚上的能量转化情况分别是(

)A.太阳能→电能→内能，内能→电能→光能

B.太阳能→电能→化学能，化学能→电能→光能

C.太阳能→内能→电能，电能→内能→光能

D.太阳能→化学能→电能，电能→化学能→光能2.（2021·浙江模拟）1月19日，“德清一号”卫星成功发射升空并顺利进入预定轨道。它是全国首颗以县域冠名的卫星，主要围绕测绘、交通、水利、环保、农业、统计等多个行业提供遥感应用服务。下列说法正确的是（

）A.“德清一号”环绕着地球运动是受平衡力的作用B.“德清一号”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能C.“德清一号”离地球越远时机械能越大D.“德清一号”从近地点飞向远地点是因为受到惯性的作用3.如果甲热机的效率比乙热机的效率高，则可以说(

)。A.甲热机的功率比乙热机的大

B.在单位时间内甲热机消耗的燃料比乙热机的少

C.甲热机的转速比乙热机的大

D.甲热机将燃气产生的内能变成机械能的百分比比乙热机的大4.毛泽东的《沁园春．雪》气势磅礴，其中有这样一句：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。”从能量转化的角度来看，弯弓射箭的过程是(

)。A.动能转化为重力势能

B.弹性势能转化为动能

C.重力势能转化为动能

D.动能转化为弹性势能5.（2020九上·越城期末）如图是一种“磁悬浮电灯”，由灯泡和底座两部分组成。灯泡悬浮在空中，内部虽没有电池，也没有导线与其相连，但它却能发光。关于“磁悬浮电灯”的说法中，正确的是（

）

A.“磁悬浮电灯”发光，不需要消耗能量

B.“磁悬浮电灯”是高科技产品，不必遵守能量守恒定律

C.“磁悬浮电灯”不掉下来，是因为它受到的磁力大于重力

D.“磁悬浮电灯”发光所需要的能量一定需要通过某种方式获取6.（2021·定海模拟）同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，一个在空中、另一个沿光滑斜面，若不计阻力，小球能到达的最高点分别为h1和h2，则h1和h2的关系是（

）A.h1=h2

B.h1＜h2

C.h1＞h2

D.都有可能7.（2021·丽水模拟）疫情期间，人们利用5G无人配送车实现了非接触安心送，如图为一辆在水平路面上匀速行驶的无人配送车，速度为10千米/时，空载时质量为360千克，轮胎与路面的总接触面积为240厘米2，下列说法正确的是(

)A.该车所受的牵引力和阻力是对相互作用力

B.该车行驶过程中机械能守恒

C.该车行驶2千米需要12分钟

D.空载时，轮胎与地面的压强为15帕8.（2021·下城模拟）如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至P点，使细线处于拉直状态，然后由静止开始释放，小球经M、N至右侧最高点Q。下列分析正确的是（

）A.小球从P点到M点的过程中运动状态不变B.小球从M点到N点的过程中机械能保持不变C.小球到达Q点时，将返回N点，这是因为小球有惯性D.若小球到达Q点时细线断开，小球将竖直下落9.（2021·金华）立定跳远是我是体育中考项目之一，其动作分解如图所示。下列对运动员在立定跳远过程中的相关分析正确的是（

）A.起跳时，没有受到地面对它的作用

B.起跳后，能继续往前是，由于他具有惯性

C.腾空到达最高点时，速度大小刚好减为零

D.落地后站稳，机械能全部转化为化学能题组B能力提升练1.（2021九下·慈溪月考）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示，图乙是小科玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（

）A.在a状态时，弹簧的弹性势能最大B.在b状态时，小科的动能达到最大C.b→c，弹簧的弹性势能转化为小科的重力势能D.a→b，小科的机械能保持不变2.（2021九下·西湖开学考）如图甲是某运动员正在做蹦极运动。如图乙所示，运动员从高处O点开始下落，OA段的长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于其重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图丙所示（蹦极过程视为竖直方向的运动）。下列判断正确的是（

）A.t0时刻运动员正好在B点位置

B.运动员重力大小等于F0

C.从O点到B点过程中运动员动能增大

D.蹦极的整个过程，运动员的机械能保持不变3.（2020九上·镇海期末）如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，小球放在粗糙的水平木板上。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球从a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（

）A.小球在a点和c点处弹簧的弹性势能相等

B.小球从b点到c点的过程，小球的动能越来越小

C.整个过程机械能守恒

D.以上说法都不对4.（2020九上·临海期末）1964年人类制成世界上第一盏用海浪发电的航标灯，如图所示是它的气室示意图。它是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机转动（带动发电机发电）。下列说法正确的是（

）A.当K1开启，K2开启时，空气的内能转化为海水的机械能

B.当K1开启，K2关闭时，海水的机械能转化为空气的内能

C.当K1开启，K2关闭时，空气的内能转化为海水的机械能

D.当K1关闭，K2开启时，海水的机械能转化为空气的内能5.（2021·嘉善模拟）如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在o点，另一端系住运动员，运动员从o点自由下落，a点处弹性绳自然伸直，c点是运动员到达的最低点，最后静止时运动员停在b点，运动过程中忽略空气阻力，则下列说法正确的是（

）A.从a至c运动员一直在克服重力做功B.在下落过程中，运动员经过b点时受到的是平衡力C.从o至a运动员机械能不守恒。从a至c运动员机械能守恒D.从o至a运动员速度增大，从a至c运动员速度减小6.（2021·衢州）绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。（1）使用________灯照明更符合绿色生态理念。（2）两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为________。7.（2021·长兴模拟）3月7日，CCTV-1播放的《典籍里的中国》中撒贝宁、宋应星古今对谈见证中华科学梦。如图是《天工开物》的两幅图。（1）“赶稻及菽”中牛拉犁的力________(选填“大于”、“小于”或“等于”)犁拉牛的力（2）“炒蒸油料”中在同一灶台上同时炒和蒸能________

(填“提高”或“降低”)能源利用率。8.（2021·鄞州模拟）在试管里装一些水，用软木塞塞住，然后用酒精灯加热，使水沸腾，一会儿后，我们可以明显地看到两个现象，一是软木塞冲出试管口，二是试管口有“白气”出现。软木塞被冲出瞬间，高温高压的水蒸气的内能转化为软木塞的

。我们看到的“白气”其实是在软木塞被冲出过程中，水蒸气膨胀体积增大，温度降低，进而

而成的小水珠。9.（2021·桐乡模拟）如图为体育测试项目——排球垫球中排球离开手后上升的运动轨迹。相邻的点之间的运动时间相等，D点为上升的最高点。不计空气阻力对运动的影响。（1）从A上升到D的过程中，排球运动的速度越来越小，依据是________。（2）B点与C点的机械能________（选“相等”或“不相等”）。10.（2021九下·浙江期末）如图是太阳能燃料电池的组成与功能示意图，请据图回答下列问题：（1）电解槽的作用是电解水，写出该反应的化学方程式：________。（2）夜晚，太阳能燃料电池工作时的能量转化途径为____(填字母)。A.太阳能→电能→热能

B.化学能→电能→热能

C.太阳能→化学能→电能→热能

D.电能→化学能→电能→热能（3）太阳能燃料电池中可循环使用的原料是________。（4）与单一的太阳能电池相比，太阳能燃料电池的优点是________。11.（2021·普陀模拟）周末，小科和爸爸妈妈前往码头乘船回海岛看望爷爷奶奶，路途中，小科结合自己所学的知识，对生活中的现象进行了分析：（1）候船时发现码头侧面吊有数个轮胎(如图).他推测此装置可以将轮船靠拢时的一部分动能转化为________减少了过强撞击带来的震动和损坏。（2）登船时，由于轮船入口远高于码头，乘务人员为了安全便捷，架设了登船梯《如图)，其近似可看做是个斜面。则小科在登船梯上沿斜面拖动行李箱所施加的拉力________（填“大于”“等于”或“小于”）行李箱自身的重力。（3）轮船启动后，在海面上变速行驶，小科判断在整个过程中，能量应该是________（填“守恒”或“不守恒”）的。12.（2021·台州）如图所示，随着深海载入探测技术的不断发展，人们对深海的了解也越来越多。（1）早起科学家任务1000米以下的海洋深处没有生命，其原因可能是________。（2）19世纪科学家推测，深海生物的食物主要来自上次水域生物下沉的排泄物、尸体等，是因为他们认为深海生态系统缺乏能将无机物转化为有机物的某一成分。该成分是________。（3）深海地壳内喷出丰富的硫化氢、氢气等物质．周围微生物可以通过氧化硫化氢、氢气来获取能量，从而将无机物转化为有机物，为附近的动物提供能量，形成了特殊的热泉生态系统，该生态系统的能量主要来自于

。A.核能B.化学能C.机械能（4）研究深海生物的科学意义有________。题组C培优拔尖练1.（2021·乐清模拟）干热岩是一种高温岩体，埋藏于地下3~10千米，可用于发电、供暖等。（1）图甲为地球内部结构示意图，干热岩分布于________。（2）如图乙为利用干热岩发电的示意图，蒸汽轮机中的能量转化是________。（3）由于人们对干热岩利用存在不同的看法，导致是否建设干热岩发电厂意见不一。下列观点中，属于支持我国建设干热岩发电厂的有

。(可多选)A.可降低对石油、天然气等常规能源的依赖，优化能源结构

B.发电时不产生二氧化硫及烟尘等，不造成大气污染

C.需将水注入地下，可能会引起岩层断裂，诱发地质灾害

D.生产成本较低，技术较成熟

E.需要大量的水，可能加剧当地水资源紧张2.（2021九下·浙江期末）充电宝具有充电和供电功能，其内部单节锂电芯的输出电压为3～5V，如果电芯串联，则输出电压成倍增加；如果电芯并联，则输出电压不变。（1）在保障输出电压为3～5V不变时，为了增加充电宝储电能量，通常将多节锂电芯连接在一起，则其连接方式是________(选填“串联”或“并联”)。（2）手机电池标称容量“2000mA·h”，与手机相匹配的充电宝标称容量“10000mA·h”，用充电宝给耗尽电的该手机充满电，理论上能充电________次；实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，请写出造成充电宝输出能量损失的一种因素：________。3.（2021·鹿城模拟）2020年12月，嫦娥五号探测器从月球上采样并顺利返回地球。（1）12月3日，嫦娥五号的上升器与着陆器顺利分离(如图甲)，携带返回器返回地球。在分离过程中，以着陆器为参照物，上升器是________的。（2）飞离月球时，若上升器在3×103牛的推力作用下，沿推力方向飞行了1.5×104米，在该过程中，推力做功________焦。（3）如图乙为返回器的两种返回技术。嫦娥五号返回器采用“跳跃式返回”，与“直接进入返回”相比，返回器着陆时的速度更小。请从能量的转化角度分析其原因：________。4.（2021·宁波）2021年5月10日，成都市某小区电梯内发生一起电瓶车自燃事故。

（1）电瓶车自燃的原因很多，常见的是由于电源短路，形成大电流并产生大量的热。这一过程中，化学能转化为电能，电能再转化为________能。（2）针对上述电梯内电瓶车自燃隐患，宁波市未雨绸缪，早就采取了相应的措施，其中“阻车感应系统”已在多个小区推行。如图所示某阻车感应系统在电梯轿厢内的信息传递示意图，一旦电瓶车进入电梯，就会被摄像头检测到，语音告警器将进行语音提示，同时电梯门不会关闭。这一信息传递过程与反射弧类似，图中的________(填序号)类似于反射弧中的感受器。（3）电动汽车一般由电池包供电。若电池包意外进水，可能引发电动汽车自燃，其机理如下：水电解→可燃性气体累积→遇明火，气体燃烧→引燃整车这里的可燃性气体是________。5.用燃气灶烧水，燃烧0.5千克的煤气，能使50千克的水从20℃升高到70℃(不计热散失)。已知水的比热容为4.2×103焦/(千克·℃)，煤气的热值为4.2×107焦/千克。求：（1）.0.5千克煤气完全燃烧放出的热量。（2）.水吸收的热量。（3）.燃气灶烧水的效率。6.一辆小汽车在高速公路上匀速行驶144千米，用时2小时，消耗汽油9千克。已知小汽车发动机的输出功率为23千瓦，假设发动机对外做功全是克服阻力做功。请运用所学的知识解答下列问题。(汽油的热值为4.6×107焦/千克)（1）.汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？（2）.汽车发动机的效率是多少？7.（2021·绍兴）2021年3月,中央财经会议明确把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,争取在2060年前实现碳中和。“碳中和”是指在一定时间内产生的二氧化碳排放总量,通过二氧化碳去除手段来抵消掉这部分碳排放,达到“净零排放”的目的。（1）二氧化碳是引起温室效应的主要气体,根据图甲回答支持这一结论的信息是:________。

（2）科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。①浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”,利用微型藻类吸收二氧化碳实现固碳。微型藻类是________(选填“真核”或“原核”)生物,该技术的本质是利用微藻的________作用实现固碳。②固碳的另一种方法是将收集的二氧化碳和水混合后注入地下玄武岩中,最终与岩石中的矿物质作用形成固态的石头碳酸盐。这种固碳方式属于________变化(选填“物理”或“化学”)。③我国研发的“液态太阳燃料合成技术”(乙),甲醇(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。甲醇制取过程中能量转化是太阳能→电能→________

能。甲醇合成时,若碳元素全部来自于二氧化碳,则制取10吨甲醇需要消耗二氧化碳________

吨。(二氧化碳转化成甲醇的方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O)（3）交通领域的“以电代油”可以来实现“减碳”目标。图丙为某纯电动汽车与某燃油汽车的相关数据,请回答:①与燃油汽车相比,纯电动汽车每行驶100km会向空气减少排放________kg的二氧化碳。(ρ汽油=0.7×103kg/m3,结果精确到0.1)②从获取电能的各种方式看,相对于燃煤发电,符合“减碳”理念的是________发电。第8节能量的转化与守恒目标导航目标导航课程标准课标解读1.通过生活实例，了解各种形式的能量之间的相互转化，能解释一些常见现象中的能量转化过程。

2.理解能量守恒定律，能利用能量转化与守恒的观点分析问题。

3.知道能量转化与转移有一定的方向性。解读1:理解能量的转化与守恒，举例说明能量的转化与守恒、能量的转化与传递的方向性，并能利用能量的转化与守恒知识解释简单问题。常见题型为选择题和填空题，难度较小。

解读2:结合生活、生产中的现象，了解提高能量利用效率和节能关系，常见题型为选择题和填空题，难度较小。知识精讲知识精讲知识点01能量的相互转化（一）能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化(1)太阳能的转化

照射到植物叶片上----植物的化学能

照射到大气层中------空气的动能

照射到太阳能热水器--水的内能

照射到电池板上------电能

(2)人体能量的来源及转化:人体所需的能量都来自食物，食物被消化后且被分解的过程，是食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等能量的过程。被吸收的营养物质由血液输送到人体各处。

(3)火力发电厂的能量转化:燃料燃烧将燃料的化学能转化为内能来加热水，水沸腾后，产生的蒸汽驱动涡轮机转动将内能转化为机械能，涡轮机带动发电机发电将机械能转化为电能。

（二）能量转化的普遍性自然界中的能量有多种表现形式，如机械能、内能、化学能、电能、电磁能、核能等。自然界中各种形式的能量不是孤立的，它们可以在一定的条件下发生转化，能量也可以在同一物体或不同的物体间相互转移。能量转化是普遍现象，自然界中物质运动形式的变化中伴随着能量的相互转化。【即学即练1】下列四种过程中，只发生能量的转移而不发生能量转化的是(

)。A.烧水时，水蒸气顶起壶盖

B.给电动自行车的蓄电池充电

C.冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷

D.闭合开关后，小灯泡发光【答案】C【解析】A.烧水时，水蒸气顶起壶盖，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故A不合题意；

B.给电动自行车的蓄电池充电，将电能转化为化学能，故B不合题意；

C.冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，将手的内能转移到金属杆上，故C符合题意；

D.闭合开关后，小灯泡发光，将电能转化为光能和热能，故D不合题意。【即学即练2】下列装置工作时，有关能量转化的说法正确的是(

)。A.电动机将电能转化为机械能B.汽油机将机械能转化为内能

C.干电池将电能转化为化学能D.发电机将内能转化为电能【答案】A【解析】A.电动机将电能转化为机械能，故A正确；

B.汽油机将内能转化为机械能，故B错误；

C.干电池将化学能转化为电能，故C错误；

D.发电机将机械能转化为电能，故D错误。知识点02能量的转化与守恒定律（一）内容能量既不会消灭，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，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。

（二）意义能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动，无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。（三）永动机一不可能成功所谓“永动机”是指不消耗任何能量和燃料,却能源源不断对外做功的机器。“永动机”不可能成功的事实告诉我们，违反能量转化和守恒定律的事件是不可能发生的。能量是不可能凭空创造出来的。即所谓的“消耗能量”“利用能量”“获得能量"的实质是能量相互转化或转移的过程。

（四）机械能守恒与能量守恒定律的区别

(1)机械能守恒是有条件的一没有能量损失或额外的能量补充。

因为机械能守恒是指一个物体如果只存在着动能和势能之间的转化时，机械能的总量将保持不变。如果存在机械能与其他形式的能之间的转化，机械能总量发生改变，机械能不再守恒，例如克服摩擦做功，产生内能，机械能的总量将减少，损失的机械能将转化为其他形式的能。

(2)能量守恒定律的成立不需要条件。这是因为能量转化形式是多样的，可以在机械能、内能、化学能、电能、光能、声能间相互转化，不限于动能和势能之间的转化，在转化过程中，一种形式的能减少，另一种形式的能必然增加，能的总量保持不变。

【能力拓展】能量的转化可涉及两种或两种以上形式的能量;能量的转移只是能量的载体发生了变化，而能量的转化是能量的形式发生了变化。【即学即练3】关于利用能量转化与守恒解释实际问题，下列说法正确的是(

)。A.按照能量守恒定律，某个物体的能量总和是不变的

B.摩擦生热的过程是不可逆过程

C.空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性

D.“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律【答案】B【解析】A.按照能量守恒定律，某个物体的能量会发生变化，但是整个系统的能量总和不变，故A错误；

B.摩擦生热，即通过摩擦的方式将机械能转化为内能，但是这部分内能再也不能转化为机械能，故B正确；

C.空调机既能制热时，将室外的热量转移到室内；制冷时，将室内的热量转移到室外，故C错误；

D.“摩擦生热”是不是创造了热，它是由机械能转化而成，它照样符合能量守恒定律，故D错误。【即学即练4】如图为伽利略斜面实验图示，这是一种

实验，因为该实验必须在

的前提下才能实现。在该实验中，小球好像“记住”了运动的起始高度，事实上，小球“记住”的是与起始高度相联系的

。【答案】理想；没有摩擦；能量【解析】从斜面最高点滚下，小球的机械能守恒，机械能保持不变；小球会滚到对面斜面上的最高处，此时两点的机械能相同，由于此时动能为0，所以重力势能相同，即高度相同，据此分析解答。

【解答】图为伽利略斜面实验图示，这是一种理想实验，因为该实验必须在没有摩擦的前提下才能实现。在该实验中，小球好像“记住”了运动的起始高度，事实上，小球“记住”的是与起始高度相联系的能量。知识点03能量转化和转移的方向性（一）内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，而不能从低温物体自发地转移到高温物体如烧杯中的热水变冷等，是内能自发地从高温物体转移到低温物体。电冰箱、空调制冷，都是从低温物体的内部吸热，向外面放热，使内能从低温物体转移到高温物体。这种转移不是自发进行的，必须要有附加的条件:消耗电能，电动机(压缩机)做功。

（二）机械能可自发地转化为内能，但内能无法自发地转化为机械能如汽车制动刹车时，由于摩擦，机械能转变成地面、轮胎及空气的内能，但是这些内能不能再次转化为汽车的机械能而使汽车重新启动。可见，能量的转移和转化是有一定的方向性的。能量可以自发地朝一个方向进行，但不能自发地朝反方向进行。

【能力拓展】我们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用。化石能源、核能等现在开采得越多，留给子孙的就越少。有的能量如内能，一旦耗散，便不可再利用。正是由于能量转化和转移的方向性，我们要“节约能源”【即学即练5】（2021·瑞安模拟）进入21世纪以来，我国多次向外太空发射航天器，对地球外的宇宙进行勘探，助推了我国的科技发展。（1）2020年，嫦娥五号在月球上的吕姆克山附近登陆。如图是吕姆克山附近一处的照片，其中A处是________。（2）月球车搭载太阳能电池板和蓄电池，太阳能电池板在月昼将太阳能转化为电能，为设备供电，并将部分能量储存在蓄电池里。蓄电池充电时发生的能量转化是________。【答案】（1）环形山（或月坑）

（2）电能转化为化学能【解析】月球是围绕地球旋转的球形天体，同时也是地球唯一的天然卫星。能量转化是指各种能量之间在一定条件下互相转化过程。（1）由图可知，A点中间低四周高，属于环形山（月坑）；

（2）充电时，太阳能电池板把太阳能转化为电能，然后给蓄电池充电，把电能转化为化学能；【即学即练6】（2021·婺城模拟）2021年5月15日，我国首个自主的火星任务天问一号携带的着陆巡视组合体(包括着陆平台和火星车祝融号)成功穿越火星大气层，着陆于火星。请回答：（1）降落时，着陆平台相对于火星车是________(填“运动”或“静止”)的；（2）对使用太阳能板供电的祝融号来说，后续工作主要能量________能转化的电能。【答案】（1）静止（2）太阳能【解析】（1）物体相对参照物的位置发生改变，则物体是运动的；否则，物体是静止的；

（2）根据太阳能电池板的能量转化过程解答。【解答】（1）降落时，着陆平台相对于火星车的位置保持不变，因此是静止的；

（2）对使用太阳能板供电的祝融号来说，后续工作主要能量太阳能转化的电能。能力拓展能力拓展考法01误认为能量是守恒的，我们不需要节约能源常见的错误是认为能量在转化和转移的过程中，没有能量的损失，因此不需要节约能源。解决此类错误观点的关键是正确理解能量转化和转移的方向性。能量的转化和转移都是有方向性的，我们是在能量的转化或转移过程中利用能量的，因此不是什么能量都可以利用。能源的利用是有条件的，也是有代价的。有的可以成为能源，有的却不能。【典例1】关于能量守恒定律的理解，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.能量守恒定律既适用于能量的转化，又适用于能量的转移

C.由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机

D.凡是能量守恒的过程，就一定会发生能量的转化【答案】B【解析】能量守恒定律适用于能量存在的一切场景，故A错误；

能量守恒定律既适用于能量的转化，又适用于能量的转移，故B正确；

能量的转化和转移具有方向性，虽然能量总和不变，但是有些能量形式就无法再被利用，那么发生能源危机的可能性极大，故C错误；

当用热传递的方式改变物体内能时，就没有发生能量的转化，故D错误。

分层提分分层提分题组A基础过关练1.“白天让太阳晒晒，晚上就能亮？”这是人们初识太阳能路灯时产生的疑问。现在太阳能路灯已走上各地的街头，为城镇居民驱走夜晚的黑暗。太阳能路灯白天与晚上的能量转化情况分别是(

)A.太阳能→电能→内能，内能→电能→光能

B.太阳能→电能→化学能，化学能→电能→光能

C.太阳能→内能→电能，电能→内能→光能

D.太阳能→化学能→电能，电能→化学能→光能【答案】B【解析】白天时，路灯不工作，此时不消耗电能，即太阳能通过电池板转化为电能，电能再转化为蓄电池的化学能。晚上时，没有太阳，路灯工作，此时蓄电池将化学能转化为电能，路灯将电能转化为光能，故B正确，而A、C、D错误。

2.（2021·浙江模拟）1月19日，“德清一号”卫星成功发射升空并顺利进入预定轨道。它是全国首颗以县域冠名的卫星，主要围绕测绘、交通、水利、环保、农业、统计等多个行业提供遥感应用服务。下列说法正确的是（

）A.“德清一号”环绕着地球运动是受平衡力的作用B.“德清一号”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能C.“德清一号”离地球越远时机械能越大D.“德清一号”从近地点飞向远地点是因为受到惯性的作用【答案】B【解析】A.德清一号”环绕着地球运动时，运动方向和速度大小不断改变，肯定不处于平衡状态，受到的不是平衡力，故A错误；

B.“德清一号”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能，故B正确；

C.“德清一号”在运行时几乎不受阻力，因此机械能守恒，离开地球距离变大后机械能保持不变，C错误；

D.“德清一号”从近地点飞向远地点是因为受到万有引力的作用，故D错误。

3.如果甲热机的效率比乙热机的效率高，则可以说(

)。A.甲热机的功率比乙热机的大

B.在单位时间内甲热机消耗的燃料比乙热机的少

C.甲热机的转速比乙热机的大

D.甲热机将燃气产生的内能变成机械能的百分比比乙热机的大【答案】D【解析】热机的效率等于产生的机械能与燃料完全燃烧放出热量的比值，据此分析判断。

A.热机的效率与功率没有关系，故A错误；

B.热机的效率与单位时间内消耗燃料的多少无关，故B错误；

C.热机的效率与转速无关，故C错误；

D.甲热机的效率高，其实就是甲热机将燃气产生的内能变成机械能的百分比比乙热机的大，故D正确。

4.毛泽东的《沁园春．雪》气势磅礴，其中有这样一句：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。”从能量转化的角度来看，弯弓射箭的过程是(

)。A.动能转化为重力势能

B.弹性势能转化为动能

C.重力势能转化为动能

D.动能转化为弹性势能【答案】B【解析】弹性势能的大小与弹性形变的程度有关，动能与物体的质量和速度有关，据此分析能量的转化过程。

【解答】在弯弓射箭时，弓的形变程度减小，则弹性势能减小；箭的质量不变但速度增大，那么动能增大，因此将弹性势能转化为动能，故B正确，而A、C、D错误。

5.（2020九上·越城期末）如图是一种“磁悬浮电灯”，由灯泡和底座两部分组成。灯泡悬浮在空中，内部虽没有电池，也没有导线与其相连，但它却能发光。关于“磁悬浮电灯”的说法中，正确的是（

）

A.“磁悬浮电灯”发光，不需要消耗能量

B.“磁悬浮电灯”是高科技产品，不必遵守能量守恒定律

C.“磁悬浮电灯”不掉下来，是因为它受到的磁力大于重力

D.“磁悬浮电灯”发光所需要的能量一定需要通过某种方式获取【答案】D【解析】能量既不会创生，也不会消失，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，这就是能量转化守恒定律，自然界的所有现象都要遵守，故A、B错误；

根据能量转化和守恒定律可知，“磁悬浮电灯”发光的能量肯定通过某种方式获取，故D正确；

“磁悬浮电灯”不掉下来，处于平衡状态，那么它受到向下的重力和向上的磁力相互平衡，即二者相等，故C错误。

6.（2021·定海模拟）同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，一个在空中、另一个沿光滑斜面，若不计阻力，小球能到达的最高点分别为h1和h2，则h1和h2的关系是（

）A.h1=h2

B.h1＜h2

C.h1＞h2

D.都有可能【答案】C【解析】已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以抛出时具有的动能相同，不考虑空气阻力，根据机械能守恒定律分析解答。

【解答】已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能相同。不考虑空气阻力，小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零，即动能全部转化为重力势能，重力势能大，高度高；而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度，即动能只有一部分转化为重力势能，重力势能小，因此上升高度小一些，即h1＞h2，故C正确，而A、B、D错误。

7.（2021·丽水模拟）疫情期间，人们利用5G无人配送车实现了非接触安心送，如图为一辆在水平路面上匀速行驶的无人配送车，速度为10千米/时，空载时质量为360千克，轮胎与路面的总接触面积为240厘米2，下列说法正确的是(

)A.该车所受的牵引力和阻力是对相互作用力

B.该车行驶过程中机械能守恒

C.该车行驶2千米需要12分钟

D.空载时，轮胎与地面的压强为15帕【答案】C【解析】A.该车受到的牵引力和阻力同时作用在一个物体上，肯定不是相互作用力，故A错误；

B.该车行驶过程中，不断的克服地面阻力，将机械能转化为内能，故B错误；

C.该车行驶2km需要的时间：，故C正确；

D.空载时，轮胎与地面的压强：，故D错误。

8.（2021·下城模拟）如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至P点，使细线处于拉直状态，然后由静止开始释放，小球经M、N至右侧最高点Q。下列分析正确的是（

）A.小球从P点到M点的过程中运动状态不变B.小球从M点到N点的过程中机械能保持不变C.小球到达Q点时，将返回N点，这是因为小球有惯性D.若小球到达Q点时细线断开，小球将竖直下落【答案】D【解析】A.小球从P点到M点的过程中，速度不断增大，运动方向不断改变，因此运动状态改变，故A错误；

B.小球到达右侧最高点Q时，它的高度低于开始时的高度P，说明小球的重力势能有损失，即机械能不守恒，因此N点的机械能小于M点的机械能，故B错误；

C.小球到达Q点时，将返回N点，这是因为小球受到重力的作用，而不是重力，故C错误；

D.小球到达Q点时，它的速度为零，只受重力作用。此时细线断开，小球将在重力作用下竖直下落，故D正确。

9.（2021·金华）立定跳远是我是体育中考项目之一，其动作分解如图所示。下列对运动员在立定跳远过程中的相关分析正确的是（

）A.起跳时，没有受到地面对它的作用

B.起跳后，能继续往前是，由于他具有惯性

C.腾空到达最高点时，速度大小刚好减为零

D.落地后站稳，机械能全部转化为化学能【答案】B【解析】物体保持运动状态不变的性质叫惯性；从竖直和水平两个方向分析速度是否为零；

A.起跳时，由静止变为运动，运动员的运动状态发生改变，那么肯定受到地面对它力的作用，故A错误；

B.起跳后，能继续往前是由于他具有惯性，故B正确；

C.腾空到达最高点时，它竖直方向上的速度为零，而水平方向上的速度保持不变，故C错误；

D.落地后站稳，机械能全部转化为内能，故D错误。

题组B能力提升练1.（2021九下·慈溪月考）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示，图乙是小科玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（

）A.在a状态时，弹簧的弹性势能最大B.在b状态时，小科的动能达到最大C.b→c，弹簧的弹性势能转化为小科的重力势能D.a→b，小科的机械能保持不变【答案】A【解析】（1）弹性势能的大小与物体形变程度的大小有关；

（2）当物体受到的合力方向与运动方向一致时，做加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动，据此分析速度变化，进而判断动能变化；

（3）弹簧的弹性势能不能直接变成重力势能，需要先转化为动能，动能再转化为重力势能；

（4）根据弹性势能与小科的机械能的转化分析。【解答】A．a是最低位置，此时弹簧的形变程度最大，所以在a状态时弹簧的弹性势能最大；A符合题意；BD．a→b的过程中，弹簧的形变程度减小，弹簧的弹性势能减小，弹簧的弹性势能不断转化为小科的机械能，故小科的机械能不断增加；开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，速度达到最大，此时动能最大；弹力继续减小，当向上的弹力小于向下的重力时，做减速运动；所以，a→b的过程中，小科先加速后减速，在b状态时速度并不是最大，此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段，故在b时动能不是最大，BD不符合题意；C．b→c的过程中，即人离开地面上升的过程，小科的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中是动能转化为人的重力势能，C不符合题意。2.（2021九下·西湖开学考）如图甲是某运动员正在做蹦极运动。如图乙所示，运动员从高处O点开始下落，OA段的长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于其重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图丙所示（蹦极过程视为竖直方向的运动）。下列判断正确的是（

）A.t0时刻运动员正好在B点位置

B.运动员重力大小等于F0

C.从O点到B点过程中运动员动能增大

D.蹦极的整个过程，运动员的机械能保持不变【答案】C【解析】A.根据图乙可知，B点时弹性绳的弹力恰好等于运动员的重力，那么此时弹力肯定不为零；根据图丙可知，t0时，弹性绳的弹力为零，故A错误；

B.根据图丙可知，最终静止下来时，弹性绳的弹力小于F0；此时运动员的重力和弹性绳的弹力相互平衡，因此运动员的重力肯定小于F0，故B错误；

C.从O到A，运动员不受弹力，只受重力，合力向下；从A到B，运动员受到向下的重力始终大于弹力，合力还是向下，因此这段过程中，合力的方向与运动方向相同，运动员做加速运动，它的动能不断增大，故C正确；

D.根据图丙可知，运动员每次到达最低点时所受的弹力越来越小，即弹性势能越来越小。而它的弹性势能由运动员的机械能转化而来，因此运动员的机械能越来越小，故D错误。

3.（2020九上·镇海期末）如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，小球放在粗糙的水平木板上。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球从a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（

）A.小球在a点和c点处弹簧的弹性势能相等

B.小球从b点到c点的过程，小球的动能越来越小

C.整个过程机械能守恒

D.以上说法都不对【答案】B【解析】（1）（3）根据机械能和内能之间的转化分析；

（2）（4）如果合力的方向与运动方向一致，那么物体做加速运动；如果合力为零，那么加速停止，此时速度最大；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动，据此分析动能的变化即可。

【解答】小球从a到c的过程中，弹簧的长度先变小后变大，因此重力势能先变小后变大，其实就是弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球的动能再转化为弹性势能。由于摩擦的存在，小球的机械能会不断变成内能，从而使转化成的机械能减小，导致到达c点时转化成的弹性势能减小，故A、C错误；

小球从b点到c点的过程中，小球受到向左的摩擦力和弹簧的拉力，合力的方向与运动方向相反，因此做减速运动，即它的动能越来越小，故B正确，D错误。

4.（2020九上·临海期末）1964年人类制成世界上第一盏用海浪发电的航标灯，如图所示是它的气室示意图。它是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机转动（带动发电机发电）。下列说法正确的是（

）A.当K1开启，K2开启时，空气的内能转化为海水的机械能

B.当K1开启，K2关闭时，海水的机械能转化为空气的内能

C.当K1开启，K2关闭时，空气的内能转化为海水的机械能

D.当K1关闭，K2开启时，海水的机械能转化为空气的内能【答案】B【解析】根据图片可知，海浪下沉时，活塞向下运动，此时k1关闭，k2打开，外面的空气被吸入气室。当海浪上伏时，活塞向上运动，压缩空气，此时开关k2闭合，k1打开，将空气压入工作室，此时将海浪的机械能转化为空气的内能，推动涡轮机转动，带动发电机发电，故B正确，而A、C、D错误。

5.（2021·嘉善模拟）如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在o点，另一端系住运动员，运动员从o点自由下落，a点处弹性绳自然伸直，c点是运动员到达的最低点，最后静止时运动员停在b点，运动过程中忽略空气阻力，则下列说法正确的是（

）A.从a至c运动员一直在克服重力做功B.在下落过程中，运动员经过b点时受到的是平衡力C.从o至a运动员机械能不守恒。从a至c运动员机械能守恒D.从o至a运动员速度增大，从a至c运动员速度减小【答案】B【解析】运动员最终静止在b点，此时处于平衡状态，即重力和弹力平衡，则弹力等于重力，故B正确；

从a到b时，弹力小于重力，合力向下，此时重力做功；从b到c时，此时弹力等于重力，合力向上，克服重力做功，故A错误；

从o到a时，运动员只受重力，没有能量损失，这段时间机械能守恒；从a到c时，运动员受到重力和弹力，它的机械能会转化为弹性势能，这段时间机械能不守恒，故C错误；

从o到a时，运动员只受重力，合力方向与运动方向一致，做加速运动。从a到b，弹力小于重力，合力向下，这段时间仍然做加速运动；从b到c时，弹力等于重力，合力向上，这段时间做减速运动，故D错误。

6.（2021·衢州）绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。（1）使用________灯照明更符合绿色生态理念。（2）两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为________。【答案】（1）LED（2）1：12【解析】（1）LED灯将电能转化为光能，而白炽灯将电能转化为内能和光能，可见LED灯更符合绿色生态理念。

（2）通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比。7.（2021·长兴模拟）3月7日，CCTV-1播放的《典籍里的中国》中撒贝宁、宋应星古今对谈见证中华科学梦。如图是《天工开物》的两幅图。（1）“赶稻及菽”中牛拉犁的力________(选填“大于”、“小于”或“等于”)犁拉牛的力（2）“炒蒸油料”中在同一灶台上同时炒和蒸能________

(填“提高”或“降低”)能源利用率。【答案】（1）等于（2）提高【解析】（1）相互作用力的特点：大小相等，方向相反，作用在同一直线和两个物体上；

（2）同时炒和蒸，可以减小热量的散失，提高能源的利用率。【解答】（1）“赶稻及菽”中牛拉犁的力和犁拉牛的力是一对相互作用力，因此二者大小相（2）“炒蒸油料”中在同一灶台上同时炒和蒸能提高能源利用率。8.（2021·鄞州模拟）在试管里装一些水，用软木塞塞住，然后用酒精灯加热，使水沸腾，一会儿后，我们可以明显地看到两个现象，一是软木塞冲出试管口，二是试管口有“白气”出现。软木塞被冲出瞬间，高温高压的水蒸气的内能转化为软木塞的

。我们看到的“白气”其实是在软木塞被冲出过程中，水蒸气膨胀体积增大，温度降低，进而

而成的小水珠。【答案】机械能；液化【解析】（1）根据能量转化的知识解答；（2）根据物态变化的知识解答。【解答】（1）软木塞被冲出瞬间，高温高压的水蒸气的内能转化为软木塞的机械能；

（2）水蒸气放热，由气态变成液态发生液化现象形成小水珠。9.（2021·桐乡模拟）如图为体育测试项目——排球垫球中排球离开手后上升的运动轨迹。相邻的点之间的运动时间相等，D点为上升的最高点。不计空气阻力对运动的影响。（1）从A上升到D的过程中，排球运动的速度越来越小，依据是________。（2）B点与C点的机械能________（选“相等”或“不相等”）。【答案】（1）相同时间内通过的距离越来越小（2）相等【解析】根据可知，时间相同时，物体通过的距离越小，说明物体运动的速度越小，据此分析解答；

（1）从A上升到D的过程中，排球运动的速度越来越小，依据是：相同时间内通过的距离越来越小。

（2）从B到C的过程中，排球不受空气阻力，即没有机械能的损失，那么两点的机械能相等。10.（2021九下·浙江期末）如图是太阳能燃料电池的组成与功能示意图，请据图回答下列问题：（1）电解槽的作用是电解水，写出该反应的化学方程式：________。（2）夜晚，太阳能燃料电池工作时的能量转化途径为____(填字母)。A.太阳能→电能→热能

B.化学能→电能→热能

C.太阳能→化学能→电能→热能

D.电能→化学能→电能→热能（3）太阳能燃料电池中可循环使用的原料是________。（4）与单一的太阳能电池相比，太阳能燃料电池的优点是________。【答案】（1）2H2O2H2↑＋O2↑

（2）B

（3）水

（4）晚上也可以使用【解析】（1）确定反应物、反应条件和生成物，据此写出反应的方程式；

（2）根据太阳能电池的工作过程确定能量转化情况；

（3）根据图片，分析哪种物质既是反应物，又是生成物，那么它就是可以循环使用的物质；

（4）根据两种电池的使用时间段分析解答。【解答】（1）水电解时，生成氢气和氧气，那么反应的方程式为：2H2O

2H2↑＋O2↑；

（2）夜晚时太阳能电池释放电能，即将自身的化学能转化为电能；然后通过热水器，转化为内能，故选B。

（3）太阳能燃料电池中可循环使用的原料是水。

（4）与单一的太阳能电池相比，太阳能燃料电池的优点是晚上也可以使用。

11.（2021·普陀模拟）周末，小科和爸爸妈妈前往码头乘船回海岛看望爷爷奶奶，路途中，小科结合自己所学的知识，对生活中的现象进行了分析：（1）候船时发现码头侧面吊有数个轮胎(如图).他推测此装置可以将轮船靠拢时的一部分动能转化为________减少了过强撞击带来的震动和损坏。（2）登船时，由于轮船入口远高于码头，乘务人员为了安全便捷，架设了登船梯《如图)，其近似可看做是个斜面。则小科在登船梯上沿斜面拖动行李箱所施加的拉力________（填“大于”“等于”或“小于”）行李箱自身的重力。（3）轮船启动后，在海面上变速行驶，小科判断在整个过程中，能量应该是________（填“守恒”或“不守恒”）的。【答案】（1）弹性势能（2）小于（3）守恒【解析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；

（2）使用斜面时，通过增大距离的方式减小所用的力；

（3）能量不会创生也不会消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，这就是能量转化和守恒定律。【解答】（1）轮船靠岸时，轮胎受到挤压变形，从而将轮船的部分动能转化为轮胎的弹性势能，减小了过强撞击带来的震动和损坏。

（2）使用斜面的目的就是省力，则小科在登船梯上沿斜面拖动行李箱所施加的拉力小于行李箱自身的重力。

（3）轮船启动后，在海面上变速行驶，小科判断在整个过程中，能量应该是守恒的。12.（2021·台州）如图所示，随着深海载入探测技术的不断发展，人们对深海的了解也越来越多。（1）早起科学家任务1000米以下的海洋深处没有生命，其原因可能是________。（2）19世纪科学家推测，深海生物的食物主要来自上次水域生物下沉的排泄物、尸体等，是因为他们认为深海生态系统缺乏能将无机物转化为有机物的某一成分。该成分是________。（3）深海地壳内喷出丰富的硫化氢、氢气等物质．周围微生物可以通过氧化硫化氢、氢气来获取能量，从而将无机物转化为有机物，为附近的动物提供能量，形成了特殊的热泉生态系统，该生态系统的能量主要来自于

。A.核能B.化学能C.机械能（4）研究深海生物的科学意义有________。【答案】（1）深海中水压过大。(合理即可)

（2）生产者

（3）B

（4）保护生态系统的多样性。(合理即可)【解析】深海中缺乏阳光，静水压力大，形成黑暗、低温和高压的环境。由于不能进行光合作用，深海生态系统中没有光合作用的植物，没有植食性动物，只有碎食性和肉食性动物、异养微生物和少量滤食性动物。液体压强，简称液压，是指在液体容器底、内壁、内部中，由液体本身的重力而形成的压强。【解答】（1）水的压强随着深度的增大而增大，1000米以下压强很大，生物难以承受；

（2）生态系统中将无机物转化为有机物的成分是生产者；

（3）该生态系统的能量主要来自微生物分解硫化氢和氢气等化学物质来获得能量，所以生态熊的能量来源是化学能；

（4）研究深海生物的科学意义，对生物的进化有着重要的意义，同样也可以对生态系统保护有着重要的作用；

题组C培优拔尖练1.（2021·乐清模拟）干热岩是一种高温岩体，埋藏于地下3~10千米，可用于发电、供暖等。（1）图甲为地球内部结构示意图，干热岩分布于________。（2）如图乙为利用干热岩发电的示意图，蒸汽轮机中的能量转化是________。（3）由于人们对干热岩利用存在不同的看法，导致是否建设干热岩发电厂意见不一。下列观点中，属于支持我国建设干热岩发电厂的有

。(可多选)A.可降低对石油、天然气等常规能源的依赖，优化能源结构

B.发电时不产生二氧化硫及烟尘等，不造成大气污染

C.需将水注入地下，可能会引起岩层断裂，诱发地质灾害

D.生产成本较低，技术较成熟

E.需要大量的水，可能加剧当地水资源紧张【答案】（1）地壳（2）内能转化为机械能（3）A,B,D【解析】地壳，是指由岩石组成的固体外壳，地球固体圈层的最外层，岩石圈的重要组成部分。能量转化是指各种能量之间在一定条件下互相转化过程。【解答】（1）干热岩埋藏于地下3~10千米，处于地壳范围内；

（2）由图乙可知，利用水把干热岩的热能转为水的内能，从而推动蒸汽轮机的转动，即机械能；

（3）A、可降低对石油、天然气等常规能源的依赖，优化能源结构，该观点属于支持建设干热岩发电厂；故A符合题意；

B、发电时不产生二氧化硫及烟尘等，不造成大气污染，该观点属于支持建设干热岩发电厂；故B符合题意；

C、需将水注入地下，可能会引起岩层断裂，诱发地质灾害，该观点属于反对建设干热岩发电厂；故C不符合题意；

D、生产成本较低，技术较成熟，该观点属于支持建设干热岩发电厂；故D符合题意；

E、需要大量的水，可能加剧当地水资源紧张，该观点属于反对建设干热岩发电厂；故E不符合题意；

2.（2021九下·浙江期末）充电宝具有充电和供电功能，其内部单节锂电芯的输出电压为3～5V，如果电芯串联，则输出电压成倍增加；如果电芯并联，则输出电压不变。（1）在保障输出电压为3～5V不变时，为了增加充电宝储电能量，通常将多节锂电芯连接在一起，则其连接方式是________(选填“串联”或“并联”)。（2）手机电池标称容量“2000mA·h”，与手机相匹配的充电宝标称容量“10000mA·h”，用充电宝给耗尽电的该手机充满电，理论上能充电________次；实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，请写出造成充电宝输出能量损失的一种因素：________。【答案】（1）并联

（2）5；充电时电池发热消耗能量(合理即可)【解析】（1）根据并联电路的电压规律分析解答；

（2）充电次数=；在充电时，肯定有电流产生，因此部分电能会转化为热能而损失掉，据此分析充电次数变小的原因。【解答】（1）在并联电路中，各支路两端电压相等，因此：在保障输出电压为3～5V不变时，为了增加充电宝储电能量，通常将多节锂电芯连接在一起，则其连接方式是并联。

（2）用充电宝给耗尽电的该手机充满电，理论上能充电：。实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，造成充电宝输出能量损失的一种因素：充电时电池发热消耗能量。3.（2021·鹿城模拟）2020年12月，嫦娥五号探测器从月球上采样并顺利返回地球。（1）12月3日，嫦娥五号的上升器与着陆器顺利分离(如图甲)，携带返回器返回地球。在分离过程中，以着陆器为参照物，上升器是________的。（2）飞离月球时，若上升器在3×103牛的推力作用下，沿推力方向飞行了1.5×104米，在该过程中，推力做功________焦。（3）如图乙为返回器的两种返回技术。嫦娥五号返回器采用“跳跃式返回”，与“直接进入返回”相比，返回器着陆时的速度更小。请从能量的转化角度分析其原因：________。【答案】（1）运动

（2）4.5×107

（3）“跳跃式返回”与“直接进入返回”相比，返回器与大气摩擦通过的距离更长，使机械能转化为内能更多，所以着陆速度更小。【解析】（1）如果物体相对参照物的位置保持不变，那么物体是静止的；如果物体相对参照物的位置不断改变，那么物体是运动的；

（2）根据公式W=Fs计算推力做的功；

（3）根据W=fs可知，当摩擦力的大小相同时，通过的距离越长，克服摩擦做的功越多，机械能的损失越大，自然剩余的动能越小，速度越小，据此分析解答。【解答】（1）在分离过程中，以着陆器为参照物，上升器相对着陆器的位置不断改变，因此它是运动的；

（2）在该过程中，推力做功W=Fs=3×103N×1.5×104m=4.5×107J；

（3）如图乙为返回器的两种返回技术。嫦娥五号返回器采用“跳跃式返回”