143能量的转化和守恒

14.3能量的转化和守恒（解析版）考点直击考点直击典例分析＋变式训练典例分析＋变式训练考点1能量及其存在的不同形式1、能量是物质运动的量化转换，简称“能”，在物理学中，能量是一个间接观察到的物理量，它往往被视为某一个物体对其他的物体做功的能力，由于功被定义为力作用一段距离，因此能量总是等同于沿着一定的长度阻挡大自然基本力量的能力；2、能量也有不同的形式，如机械运动的动能和势能，热运动的内能，电磁运动的电磁能，化学运动的化学能等，他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示；3、当运动形式发生变化或运动量发生转移时，能量也从一种形式转化为另一种形式，从一个系统传递给另一个系统；在转化和传递中总能量始终不变；4、自然界的能包括：天然气，核能，风能，海洋温差能，水能，汽油，太阳能，电能，煤炭，氢能，煤气，蒸汽，柴油，石油，地热能，潮汐能，生物质能等。

【典例1】（2021秋•柳州期末）热机的特点是将燃料燃烧获得内能，然后通过做功驱动机器。它们都是利用了储存在燃料中的（）A．势能 B．电能 C．化学能 D．机械能【答案】C。【解答】解：所有的燃料都储存了化学能，而热机工作的过程是将燃料的化学能转化为内能，再通过做功的方式将内能转化成机械能的过程，故ABD错误、C正确。故选：C。【典例2】（2021秋•兰州期末）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。【解答】解：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。故选：C。【典例3】（2021秋•临平区期中）小阳和小乐在收听新闻中发现：海啸、山洪、泥石流、火山爆发等自然灾害频繁发生。他们分头查阅了许多资料，得到了如下的一些信息：①发生海啸时，海洋中聚积的能量造成滔天巨浪，形成一堵堵水墙狠命向岸.上拍击，造成严重的人员财产损失②潮汐能也是蕴含在海洋中的一种能量，利用潮汐来推动发电机发电的技术已日趋成③火山爆发时，将大量的地热能带到地面，炽热岩浆将所到之处的动植物化为焦土④地热能，被看作是人类历史上开辟的又一个新能源，它可直接用在住宅取暖、温室、供热和工业上的发电⑤水力发电是利用江河水流从高处流到低处释放的势能发电⑥雨季，长江洪水爆发，就会冲毁堤坝，淹没大批农田和城镇⑦泥石流经常突然爆发，所到之处破坏性极大，一切尽被摧毁⑧封山育林、停耕还林可以固结表土，降低泥石流的发生频率（1）他们经过讨论将上述能量释放分为了两大类：一类属于有益的能量，如：②④⑤⑧（填序号）：另一类属于有害的能量，如：①③⑥⑦（填序号）。（2）他们发现海啸、山洪、泥石流、火山爆发、潮汐能、水能的共同特点是蕴含了大量的动能和重力势能，一旦释放可以产生强大的破坏力。（3）他们了解到灾害的直接原因是由动能引起的，他们又查阅了资料，得知动能的大小Ek＝mv2。可以推断出动能大小跟物体的质量和速度有关。【答案】（1）②④⑤⑧；①③⑥⑦；（2）动；重力势；（3）质量；速度。【解答】解：（1）上述能量释放分为了两大类：一类属于有益的能量，如：②④⑤⑧，因为它们都能为人类造福。①③⑥⑦，因为它们给人类带来伤害。（2）海啸、山洪、泥石流、火山爆发、潮汐能、水能的共同特点是蕴含了大量的动能和重力势能，一旦释放可以产生强大的破坏力。（3）查阅了资料，得知动能的大小Ek＝mv2。可以推断出动能大小跟物体的质量和速度有关。故答案为：（1）②④⑤⑧；①③⑥⑦；（2）动；重力势；（3）质量；速度。【变式训练1】（2021春•历下区期末）流动着的水、风、张开的弓都可以对别的物体做功，说明它们都具有能。那么关于功和能，下列说法不正确的是（）A．物体已经做的功越多，具有的能越多一B．物体做功的过程就是能量转化的过程C．能的单位与功的单位相同，都是焦耳 D．物体有时既具有动能也具有重力势能【答案】A。【解答】解：A、物体已经做的功越多只能说明能转化了多少，不能说明物体能的多少，故A错误；B、能的转化是通过做功来完成的，故B正确；C、功、能的单位都是焦耳，故C正确；D、运动中的物体有时既具有动能也具有重力势能，如：高空中飞行的飞机，故D正确。故选：A。【变式训练2】（2022•福田区校级模拟）下列关于功和能量的说法正确的是（）A．1J、1N•m都可以表示功的单位 B．一个物体只有对其他物体做了功，这个物体才具有能量 C．推出后的铅球在空中飞行的过程中，没有力对铅球做功 D．吊装码头上，只要货物受到的合力为0，它的机械能就不变【答案】A。【解答】解：A、由公式W＝Fs，可得出：1J＝1N•m，因此，1J、1N•m都可以表示功的单位，故A正确；B、能量表示物体能够对外做功的本领，而不是一定要对物体做功。一个物体具有能量不一定要对物体做功，故B错误；C、根据做功的两个必要条件知，推出后的铅球在空中飞行的过程中，受重力作用，且在重力方向上通过了距离，因此重力对铅球做了功，故C错误；D、吊装码头上，如果货物匀速竖直上升或竖直下降，其受到的合力为0，它的动能不变，但它的高度变化，所以重力势能改变，则机械能就改变，故D错误。故选：A。【变式训练3】（2021秋•青白江区期末）在声音共鸣中，与声源发生共鸣的物体吸收了随声波传播来的能量；家庭所用电力部分来自火力发电厂，火力发电厂燃烧的煤炭是上亿年的植物形成的，植物里储存的能量来自太阳能。【答案】能量；太阳能。【解答】解：当两个发声频率相同的物体，彼此相隔不远时，如果其中一个物体发声，与声源发生共鸣的物体吸收了随声波传播来的能量，另一个也跟着振动发出声音，这种现象叫共鸣；植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在植物体内，而煤炭是上亿年的植物形成的，所以现在开采煤，就是开采上亿年前的太阳能。故答案为：能量；太阳能。考点2能量守恒定律及其应用（1）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。这就是能量守恒定律，如今被人们普遍认同。

（2）能量守恒的普遍性：能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵循能量守恒定律。能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。能量守恒定律告诉我们，有一种形式的能量减少或消失，一定有另一种形式的能量增加或产生，能量的总量是不变的。

（3）应用：能量守恒定律对于科学研究、工程技术工作有着重要的指导意义。【典例4】（2022•武进区校级模拟）“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它能量 D．“加水就能跑的神车”不需要遵循能量守恒定律【答案】B。【解答】解：A、汽车在工作过程中不可避免地要克服机械间的摩擦而产生额外功，因此效率不能达到100%，故A错误；B、氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故B正确；C、根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故C错误；D、任何能量的转化都遵循能量守恒定律，“加水就能跑的神车”也需要遵循能量守恒定，故D错误。故选：B。【典例5】（2021秋•毕节市期末）根据能量守恒定律，下列情形中可能发生的是（）A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进 B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止 C．不考虑空气阻力时，小球从光滑的U形槽斜面由静止滚下后，会永不停息地在两侧来回运动 D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年【答案】C。【解答】解：A、出膛的子弹射穿木板，由于摩擦生热会使子弹的动能减小，它的速度减慢，故A错误；B、电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；C、不考虑空气阻力时，小球从光滑的U形槽斜面由静止滚下后，由于整个过程中没有机械能的损耗，即机械能守恒，所以小球会永不停息地在两侧来回运动，故C正确；D、机械表工作靠表内发条的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会走了几十年，故D错误。故选：C。【典例6】（2021秋•洛阳期末）广泛使用在营养计量中的“卡路里”简称“卡”，是能量的一个单位，“1卡”等于一标准大气压下，1g水温度升高1℃所吸收的热量，那么1卡等于4.2J。人吃下食物后，食物的化学能转化为内能、机械能等其它形式的能量，在这个过程中，能的总量保持不变（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】4.2；保持不变。【解答】解：（1）由题知，1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡，1g的水温度升高1℃所吸收的热量：Q吸＝c水m水△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.001kg×1℃＝4.2J，所以1卡＝4.2J。（2）由能量守恒定律可知，人吃下食物后，食物的化学能转化为内能、机械能等其它形式的能量，在这个过程中，能的总量保持不变。故答案为：4.2；保持不变。【变式训练1】（2021秋•召陵区期末）据澎湃新闻，近日，广西南宁隆生达发电力科技（简称“隆生达发”）声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组，引发争议．该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列分析正确的是（）A．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒 B．如果没有能量补充，装置最终会停下 C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D．不靠任何能量补充，1度电可变为10度电的装置可以实现【答案】B。【解答】解：A、发电的过程中，其他形式的能量转化为电能，在转化过程中，总的能量是守恒的，故A错误；B、如果没有能量补充，转化的电能会越来越少，装置最终会停下来，故B正确；C、根据能量守恒定律，会有一部分能量转化为内能，因此，装置不能一直转动下去，故C错误；D、根据能量守恒定律可知，不靠任何能量补充，1度电可变为10度电的装置是不能实现的，故D错误。故选：B。【变式训练2】（2021秋•邵阳县期末）下列关于能量的转化和守恒的说法，不正确的是（）A．“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律 B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C．用热水袋取暖，说明内能是可以发生转移的 D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生【答案】D。【解答】解：A、能量在转化和转移的过程中总量是守恒的，“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律，故A正确；B、酒精燃烧时，将自身的化学能转化为内能，故B正确；C、用热水袋取暖，是能量从热水袋转移给了人，说明内能是可以发生转移的，故C正确；D、人们对太阳能的开发和利用，是太阳能转化为其它形式的能，而不是说能量可以凭空产生，故D错误。故选：D。【变式训练3】（2022•雨花区校级模拟）“收官之作，星耀全球”。2020年6月2日，长征三号乙运载火箭搭载着北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射，标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。燃料燃烧时，将化学能转化为内能。火箭加速升空时，能的总量是不变（选填“增大”、“减小”或“不变”）的。【答案】化学；内；不变。【解答】解：火燃料燃烧时，将燃料的化学能转化为燃气的内能，燃气推动火箭和卫星上升。根据能量转化和守恒定律可知，火箭上升过程中，能的总量是不变的。故答案为：化学；内；不变。【变式训练4】（2021秋•蓬安县期中）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，而在其转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。因此永动机不可能制造出来。【答案】转移；永动机。【解答】解：能量守恒定律的内容是：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。根据能量守恒定律，永动机违背了能量守恒定律，所以永动机不可能制造出来。故答案为：转移；永动机。考点3能量的转化和转移1、正确理解能量守恒定律中的“转化”和“转移”

（1）能的转化：a．在一定条件下，一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量，这种现象即为能量的转化。如内燃机工作时，燃料在汽缸内燃烧，燃料内部储存的化学能通过燃烧转化成高温燃气的内能，高温燃气膨胀推动活塞运动做功，燃气的内能又转化为机械能，驱动机器转动。如果使用内燃机带动发电机发电，机械能又可以转化成电能，电能输送到各种用电器（电灯、电动机•电热器等），电能又转化为其他形的能量（光能机械能内能等）；

b．能量的转化有方向性：我们利用的各种形式的能最终会自然地转化成内能，散失到周围空气中，但内能不会自然地转化成其他形式的能量。如电灯在工作时，将电能转化为内能和光能，被周围的空气吸收，最终都变成了空气的内能，这是自然发生的，而空气的内能不能自动变成其他形式的能量。

（2）能的转移：a．指同一种形式的能从一个物体转移到另一个物体，能的形式并没有发生变化。能量的形式没有发生变化，但存在的位置发生了变化，这就是能的转移。内能够发生转移，其他形式的能也能够发生转移，如风吹帆船运动，流动空气的部分动能；

b．能量的转移也有方向性：在热传递过程中，热量总是自然地由高温物体传向低温物体，故内能也总是自然地从高温物体转移到低温物体，而不会自然地从低温物体转移到高温物体。所以能量的转移是有方向的。※注意能量的转化、能量的转移、都是有方向性的，要逆向转化或转移能量，就会消耗其他的能量。例如冰箱里的热不会自动转移到温度较高的外部，而必须要消耗其他的能量（电能）才能把冰箱里的热量转移到冰箱外部。

自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是受到限制的，这时如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是自然界的不可逆性；由此也说明了我们需要节约能源！【典例7】（2022•兴化市模拟）沙沟鱼圆是兴化特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，可水氽（tǔn），可油氽。水氽鱼圆白白嫩嫩，圆圆滚滚，油氽鱼圆色泽金黄，油而不腻。在沙沟鱼圆的制作过程中，以下说法正确的是（）A．土灶内木材燃烧时将内能转化为化学能 B．往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，“白气”的形成过程是汽化 C．锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，此时水蒸气的内能转化为锅盖的机械能 D．油氽鱼圆能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低【答案】C。【解答】解：A、木柴燃烧时将化学能转化为内能，故A错误；B、往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，这是因为水接触热锅后变为水蒸气，水蒸气溢出时，遇冷液化形成的，故B错误；C、锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，是因为水蒸气对锅盖做功，此时水蒸气的内能转化为锅盖的机械能，故C正确；D、油氽鱼圆能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点高，而不是低，故D错误。故选：C。【典例8】（2021秋•德州期末）下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（）A．内燃机的压缩冲程，是内能转化为机械能 B．锅盖被白气顶开，是机械能转化为内能 C．用退热贴给发烧的病人降温，让内能发生了转移 D．电动机工作时，机械能转化为电能【答案】C。【解答】解：A、内燃机的压缩冲程中，活塞压缩气体做功，是机械能转化为内能，故A错误；B、锅盖被白气顶开，是水蒸气膨胀对瓶塞做功，将内能转化为机械能，故B错误；C、用退热贴给发烧的病人降温，是通过热传递让内能发生了转移，故C正确；D、电动机工作时，将电能转化为机械能，故D错误。故选：C。【典例9】（2022•三元区模拟）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的化学能转化为燃气的内能，卫星的机械能增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）。【答案】化学；增大。【解答】解：燃料燃烧的过程中化学能转化为燃气的内能，加速上升过程中，卫星的动能和重力势能都变大，所以燃气的内能转化为卫星的机械能，使机械能增大。故答案为：化学；增大。【典例10】（2022•建湖县一模）如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。平衡车刹车时，机械能转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和不变（选填“增大”“不变”“减小”）。散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有方向性。【答案】机械能；不变；方向。【解答】解：平衡车刹车时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和不变。散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有方向性。故答案为：机械能；不变；方向。【变式训练1】（2022•长沙一模）下列关于能量转化现象的说法中，正确的是（）A．蓄电池充电时，化学能转化为电能 B．植物进行光合作用，光能转化为内能C．燃料燃烧发热时，化学能转化为内能 D．发电机工作时，电能转化为机械能【答案】C。【解答】解：A、给蓄电池充电时把电能转化为化学能，故A错误；B、植物进行光合作用，光能转化为化学能，故B错误；C、燃料燃烧发热时，消耗自身的化学能，转化为内能，故C正确；D、发电机工作时是用来发电，是将机械能转化为电能，不是将电能转化为内能，故D错误。故选：C。【变式训练2】（2022•五华区一模）图中能量的转化相同的是（）A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丙 D．乙、丁【答案】B。【解答】解：甲图中的气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，此时机械能转化为内能；乙图中在试管中装些水，用酒精灯加热的过程中，酒精的化学能转化内能，这些内能传递给试管中的水；使得水的内能增加，产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界的大气压，水蒸气就会将塞子冲出，即对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能；丙图中小孩从滑梯上滑下克服阻力做功，将机械能转化为内能；丁图中电水壶烧水时是将电能转化为内能。综上分析可知，图中能量的转化相同的是甲图和丙图。故选：B。【变式训练3】（2021秋•高新区期末）由于独有的特性，石墨烯被称为“神奇材料”，石墨烯锂电池被称为“超级电池”，科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。作为石墨烯生产原料的石墨是导体（填“半导体”、“导体”或“绝缘体”）；相对于“超级电池”，普通蓄电池充电时能量转化过程为电能转化为化学能。【答案】导体；电能转化为化学能。【解答】解：作为石墨烯生产原料的石墨善于导电，因此是导体；普通蓄电池充电时能量转化过程为电能转化为化学能，在作为电源使用时，再将化学能转化为电能。故答案为：导体；电能转化为化学能。【变式训练4】（2022•兴化市一模）燃油汽车的动力机械是内燃机。汽车匀速行驶时，内燃机通过燃烧汽油把化学能转化为气体的内能，然后通过做功冲程把内能转化成汽车的动能；而运动的汽车制时由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再用来驱动汽车，可见，能量的转化和转移过程是有方向性的。【答案】化学；内；动；内；方向。【解答】解：内燃机通过燃烧汽油把化学能转化为气体的内能，然后通过做功冲程把内能转化成汽车的动能；汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动用来驱动汽车，说明能量的转化和转移过程是有方向性的。故答案为：化学；内；动；内；方向。【变式训练5】（2021秋•龙山县期末）学习了能量守恒定律，请你从能量转化角度分析“正在行驶的汽车”，尽可能多的指出其中不同的能量转化形式。（要求指出现象及能量转化形式）【解答】答：汽车的发动机属于内燃机，内燃机工作时，燃料燃烧将化学能转化为内能，内能对外做功，转化为机械能；汽车在运动的过程中，克服地面的阻力做功，机械能转化为内能。课堂巩固训练课堂巩固训练一、选择题。1．（2021秋•江岸区校级月考）以下关于能量转化与守恒定律说法不正确的是（）A．小华家使用的天然气热水器是将电能转化为内能 B．子弹没击中目标，最后下落陷在土地中，子弹的一部分机械能转化为内能 C．LED灯发光效率高是因为它将电能绝大部分转化为光能 D．人体维持37℃，是因为人体内不断将食物的化学能转化为内能【答案】A。【解答】解：A、使用的天然气热水器是将化学能转化为内能，故A错误；B、子弹没击中目标，最后下落陷在土地中，子弹的克服摩擦力做功，子弹机械能转化为内能，故B正确；C、LED灯发光效率高是因为它将电能绝大部分转化为光能，故C正确；D、人体维持37℃，是因为人体内不断将食物的化学能转化为内能，故D正确。故选：A。2．（2021秋•台安县期中）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（）A．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的能量总量是保持不变的 C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的【答案】C。【解答】解：A、由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，所以小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，将机械能转化成了部分内能，但能量的总量是守恒的，故A错误；B、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，散失到了空气中，所以小球的能量总量会减小，故B错误；C、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，故C正确；D、只有在不计空气阻力、摩擦等的情况下，机械能才守恒；但能量守恒定律适用于所有的能量转化过程，是没有条件的，故D错误。故选：C。3．（2020秋•临沭县期末）关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是（）A．自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律 B．空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能 C．地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能 D．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】A。【解答】解：A、能量守恒定律普遍适用，自然界中水能的循环再生过程同样遵循能量守恒定律，故A错误；B、空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要利用压缩机来完成，消耗电能，故B正确；C、远古时期生物体吸收利用太阳能，经过非常复杂的过程和漫长的时间形成化石能源，故C正确；D、能量转移具有方向性，热水自然变凉，说明能量自发的从高温物体转移至低温物体，故D正确。故选：A。4．（2021秋•安徽月考）根据能量守恒定律，下列四幅图中仅发生能量转移的是（）A．下压活塞点燃棉花 B．滑下时臀部灼热 C．水蒸气推开试管塞 D．一球上升一球下降【答案】D。【解答】解：A、下压活塞时，活塞对封闭气体做功，将机械能转化为内能，使空气的内能增加、温度升高，然后空气的内能转移到棉花上，使棉花内能增大，温度升高，达到棉花着火点后，棉花便会燃烧，既有能量的转移，也有能量的转化，故A错误；B、从滑梯上滑下时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使臀部的内能增大，温度升高，属于能量的转化，故B错误；C、水蒸气推开试管塞，水蒸气膨胀做功，将内能转化为机械能，同时水蒸气的内能会有一部分转移到试管塞上，使试管塞内能增大，温度升高，既有能量的转移，也有能量的转化，故C错误；D、一球上升一球下降，一球的重力势能增加，另一球的重力势能减小，仅发生能量的转移，故D正确。故选：D。5．（2021•洪泽区二模）一杯水的内能自发集中到这杯水的上层，使上面的水剧烈地沸腾，而下面的水却结成了冰。这样的情景是不会出现的原因是（）A．违反能量守恒定律 B．水的比热容大 C．能量的转移有方向性 D．冰的密度较小【答案】C。【解答】解：因能量的转移具有方向性，内能会自发地从高温处向低温处转移，不会逆向转移，所以不会出现题中所说的情景。故C正确，ABD错误。故选：C。二、填空题。6．（2021秋•合江县月考）基础知识填空：（1）物理学中把物体位置变化叫做机械运动，自然界的一切物体都在运动，物质世界是个运动世界，所以运动是绝对的，而静止是相对的；判断一个物体是运动的还是静止的，以及它的运动情况如何，取决于所选的参照物，这就是运动和静止的相对性。（2）能量是与物体有关的物理量，不同运动形态对应着不同的能量形式，能量可以转移，不同形式的能量可以相互转化。【答案】（1）位置变化；绝对；相对；相对性；（2）转移；转化。【解答】解：（1）物理学里把一个物体相对另一个物体的位置的变化叫做机械运动；运动是绝对的，而静止是相对的；物体是运动还是静止，取决于选择的参照物，这就是运动和静止的相对性。（2）能量是与物体有关的物理量，不同运动形态对应着不同的能量形式，能量可以转移，不同形式的能量可以相互转化，而能量的总量是不变。故答案为：（1）位置变化；绝对；相对；相对性；（2）转移；转化。7．（2021秋•禹州市期末）滑滑梯是同学们小时候喜爱的娛乐活动，如图所示是从滑梯上滑下时的情景，滑下时会感到臀部发热，此过程中机械能转化为内能，能的总量不变。【答案】机械；内；不变。【解答】解：同学在下滑过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，臀部内能增加，温度升高，所以有灼热的感觉，这是通过做功的方式改变了他的内能；根据能量守恒定律可知，能量在转移和转化的过程中，能量的总量保持不变。故答案为：机械；内；不变。8．（2022•银川一模）水力发电是对自然资源的综合利用，往往会在用电低峰时，利用多余的电能把水再抽回上游，先储存起来，此时将电能转化为机械能；用电高峰时，则是将机械能转化为电能。【答案】电；机械。【解答】解：利用电动机把水再抽回上游，消耗了电能，获得了机械能，故是将电能转化为机械能。故答案为：电；机械。9．（2022•长沙模拟）湖南正全面推进生态文明建设，很多地区建有风力发电场。如图所示，风力发电是把风能转化为电能的过程，与使用化石燃料相比，请描述风力发电特有的一项优点：无污染。【答案】（1）电；（2）无污染。【解答】解：（1）风力发电机是通过空气流动带动发电机运动产生电能，即是利用电磁感应现象的原理制成的，故是将机械能转化为电能；（2）与煤矿和石油等发电相比，风力发电的优点是可再生能源，无污染。故答案为：（1）电；（2）无污染。10．（2021秋•南雄市期末）燃气灶、电饭煲和太阳能热水器等的家用设备，在使用时，将化学能转化为内能的是燃气灶；将光能转化为内能的是太阳能热水器；将电能转化为内能的是电饭煲。【答案】燃气灶；太阳能热水器；电饭煲。【解答】解：燃气灶工作时消耗化学能，产生内能，故是将化学能转化为内能的过程；太阳能热水器工作时消耗光能，