第三章能量的转化和守恒-第五节-物体的内能-随堂练习-提升-测试

浙教版九年级上科学第三章能量的转化与守恒单元检测一、选择题（本大题共15小题，共60.0分）1.下列用电器主要利用电流热效应工作的是（）A. 电饭煲B. 电视机C. 洗衣机D. 油烟2.在0℃的房间里，把0℃的冰块投入到0℃的水中，过一段时间后，下列说法正确的是（）A. 水的质量增多B. 冰的质量增多C. 水和冰的质量不变D. 以上三种情况都有可能3.甲醛对人体的危害非常严重，因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。

“创新”小组的同学们设计了甲醛监测设备，原理如图甲所示。

电源电压恒为3V，R0为10Ω的定值电阻，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，污染指数在50以下为轻度污染，50～100间为中度污染，100以上为重度污染。

以下分析正确的是A. 污染指数越小，电压表示数越大B. 电压表示数为1V时，属于重度污染C. 污染指数越大，电路中消耗的总功率越小D. 污染指数为50时，电压表示数为2.5V4.如图所示,用轻质弹簧(弹簧质量和空气阻力忽略不计)把小球挂在天花板上,当小球从如图水平位置放手后摆动到最低点的过程中,下列说法正确的是（）5.A. 小球的机械能守恒B. 小球的重力势能的减少量等于小球动能的增加量C. 小球的重力势能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量D. 小球的重力势能的减少量小于小球动能的增加量6.乒乓球静止在两头开口盛有水的矿泉水瓶下端，当用手掌按住瓶口后，球上升并漂浮在水面上，整个过程如图，有关说法正确的是A. 静止在矿泉水瓶下端的乒乓球受到浮力B. 静止在矿泉水瓶下端的乒乓球所受重力等于浮力C. 乒乓球上升至露出水面前，动能转化为重力势能D. 乒乓球上升至露出水面前，动能和重力势能都变大7.如图所示，在推油桶上台阶时，油桶（）A. 是杠杆，支点在A点B. 不是杠杆C. 是杠杆，支点在B点D. 无法判断8.图中的皮划艇运动员一只手支撑住桨柄的末端，另一只手用力划桨，此时的船桨可看作一个杠杆。

第三章基础知识分析第一节能量的相互转化1.雪崩时的能量转化: 势能转化为动能2.人造卫星: 太阳能转化为电能3.青蛙跃起扑食的过程: 化学能转化为动能和势能4.胶片感光成像: 光能转化为化学能5.特技跳伞: 势能转化为动能和热能6.森林火灾: 化学能转化为热能7.植物生长: 光能转化为化学能8.水电站(工作时): 机械能转化为电能第二节能量转化的量度1.功的两个必要因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在力的方向上移动的距离。

2.功的计算公式：W=Fs=Pt 功的单位：焦3.功率（1）功率是反映物体做功快慢的物理量。

（2）功率的定义：单位时间里完成的功叫功率（3）功率的计算公式： P=W/t P=Fv（4）功率的单位：瓦常用单位还有：千瓦、兆瓦（5）1千瓦=1000瓦 1兆瓦=106瓦第三节认识简单机械一、杠杆1.杠杆：在力的作用下能绕固定点的硬棒叫做杠杆。

2.杠杆的五要素（1）支点：使杠杆绕着转动的固定点。

（2）动力：使杠杆转动的力。

（3）阻力：阻碍杠杆转动的力（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。

（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。

3、杠杆平衡：指杠杆保持静止状态或匀速转动状态4、杠杆平衡原理：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1×L1=F2×L2二、杠杆的分类（1）L1＞L2时，叫省力杠杆，其特点是省了力但费了距离。

如开瓶盖的起子、铡刀、老虎钳、道钉撬等。

（2）L1＜L2时，叫费力杠杆，其特点是费了力但省了距离。

如钓鱼杆、筷子、镊子、缝纫机脚踏板等。

（3）L1=L2时，叫等臂杠杆，其特点是不省力也不费力，不省距离也不费距离。

如天平、定滑轮等。

三、滑轮（1）定滑轮是等臂杠杆，不省力，但可以改变力的方向。

（2）动滑轮是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮可以省一半的力：F=G/2。

（3）滑轮组既能省力又能改变力的方向。

重物和动滑轮的总重力由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重力的几分之一：F=1/nG，拉力所通过的距离为物体上升距离的几倍。

物体的内能能的转化和守恒定律要点·疑点·考点课前热身能力·思维·方法延伸·拓展要点·疑点·考点1.内能的概念(1)分子的平均动能：物体内分子动能的平均值叫分子平均动能.温度是分子平均动能的标志.温度越高，分子平均动能越大.要点·疑点·考点【说明】①温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来讲，温度无意义.②不同物质的物体，如果温度相同，则它们的分子平均动能相同，但它们的分子平均速率不同.③分子的平均动能与物体机械运动的速率无关.要点·疑点·考点(2)分子势能：①意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能，称为分子势能.②分子势能的决定因素.微观上：决定于分子间距离和分子排列情况.宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关，但和温度与分子平均动能的关系不同，分子势能随物体的体积的变化并不是单调的.要点·疑点·考点(3)物体的内能：物体中所有分子动能与势能的总和叫物体的内能.内能是状态量.物体的内能是由物质的量、温度、体积等因素所决定的.对于气体，只考分子动能，一定质量气体的内能只由温度决定.要点·疑点·考点2.物体的内能的变化改变物体的内能有两种方式：(1)做功——其他形式的能与内能相互转化的过程，内能改变可以用做功的数值来量度. (2)热传递——是物体间内能转移的过程.内能改变可以用传递的热量数值来量度.要点·疑点·考点热传递的条件：温度不同.热量自动地从高温物体向低温物体传递，当温度相等时达到动态平衡——即热平衡.热量是过程量，与物体的内能多少、温度高低无关.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的.要点·疑点·考点二、能的转化和守恒定律1.热力学第一定律：(1)内容：物体内能的增量△E等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q的总和.(2)表达式：W+Q=△E，(3)符号法则：外界对物体做功物体体积减小，W取正值；物体对外界做功物体体积增大，W取负值.物体吸收热量，Q取正值；物体放出热量，Q取负值；物体内能增加，△E取正值，物体内能减少，△E取负值.要点·疑点·考点2.能的转化和守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到别的物体.【说明】(1)能的转化和守恒定律是自然界的普遍规律.违背该定律的永动机每类永动机是永远无法实现的.(2)物质的不同运动形式对应不同的形式的能.各种形式的能在一定条件下可以转化或转移，在转化或转移过程中，能的总量守恒.要点·疑点·考点3.热力学第二定律(1)两种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化.或：第二类永动机是不可能制成的.(2)意义：有大量分子参与的宏观过程有方向性.如“能量耗散”要点·疑点·考点4.能源与环境常规能源有：煤、石油、天然气等，存量有限，利用时对环境有污染.新能源有：风能、水流能、太阳能、沼气、原子能等，资源丰富，无(或者少)污染.课前热身1.A、B两个分子，在外力作用下从相距10-6m处逐渐靠近到不能再靠近的过程中，分子力对A、B两个分子(Ｃ)A.始终做正功B.始终做负功C.先做正功后做负功D.先做负功后做正功课前热身2.下列说法中正确的是(A)A.温度相等的物本内部分子的平均动能相等B.体积相等的物体内部分子的势能相等C.温度、体积相等的物体的内能相等D.吸收相等热量的物体的内能相等课前热身3.内能可与其他形式的能互相转化，例如，通过电流的导线温度升高，是电能转化为内能；燃料燃烧生热，是化学能转化为内能；炽热的电灯灯丝发光，是电能转化为光能.课前热身4.设想发明一种热机，用它把物体与地面摩擦产生的热量全部都吸过来，并再对该物体做功，将内能全部转化为动能，使因摩擦而停止运动的物体重新运动起来，而不引起其他变化，这是否违背了能量守恒定律? 不违背，那么这种热机能造出来吗? 不能若不能，那么是违背了热力学第二定律 .课前热身5.用活塞压缩气缸里的空气，对空气做了850J的功，同时气缸向外散热200J，空气的内能将增加(填“增加”或“减小”)650J .能力·思维·方法【例1】关于分子势能，下列说法中正确的是(设两分子相距无穷远时分子势能为0)(C)A.体积增大，分子势能增大，体积缩小，分子势能减小时，分子间合力为0，所以分子势B.当分子间距离r=r能为0C.当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大D.当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大能力·思维·方法【解析】设想两个分子间距处于无穷远处(r＞10-9m)，此时分子间势能为0.当两个分子越来越近，分子间引时，分子势能减到力做正功，分子势能减小，当r=r最小为负值，故选项B错误.分子间为引力时，体积越大，分子间距越大，分子间引力做负功，分子势能增大；分子间为斥力时，体积越大，分子间距越大，分子间斥力做正功，分子势能减小.故选项A与D错，选项C正确能力·思维·方法【例2】关于物体内能及其变化，下列说法正确的是(B)A.物体的温度改变时，其内能必定改变B.物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能不一定改变C.对物体做功，物体内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变D.若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变能力·思维·方法【解析】一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定 物体的温度改变时，其内能不一定改变.所以A错误.做功和热传递是改变物体内能的两种方式 若物体对外做功W焦，同时吸收Q焦的热量，且①W＞Q，则物体的内能减少；②W＝Q，则物体的内能不变；③W＜Q，则物体的内能增加，所以只有B正确.能力·思维·方法【解题回顾】关于内能变化的讨论，一方面从内能的微观意义和对应宏观表征量来看，取决于温度、体积和物质的量；另一方面有两种物理过程——做功和热传递都可以改变物体的内能 分析问题既要有发散思维选准思路，又要有全面的观点注意思维的严密性.能力·思维·方法【例3】一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问：(1)物体的内能增加还是减少?变化量是多少?(2)分子势能是增加还是减少?(3)气体的温度是增加还是减少?能力·思维·方法【解析】(1)气体从外界吸热，Q=4.2×105Ｊ气体对外做功，W=-6×105J.由热力学第一定律得：△E=W+Q=(-6×105)+(4.2×105)J=-1.8×105J.△E为负，说明气体的内能减少了，减少1.8×105J (2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，考虑此时分子间相互作用为引力，分子力做负功，气体分子势能增加了(3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了 所以，气体温度增大.能力·思维·方法【解题回顾】本题中虽然判断出分子势能增加了，但无法确定分子势能增加了多少，因而也无法确定分子动能减少了多少 还应注意研究对象不是理想气体.能力·思维·方法【例4】下面设想符合能量转化和守恒定律的是(D)A.利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械B.做成一条船，利用流水的能量逆水航行C.通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行D.利用核动力，驾驶地球离开太阳系能力·思维·方法【解析】利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能使转动停止，故A错，让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞；故B、C可选；设计一种利用反冲理论以核动力为能源，使地球获得足够大的能量，挣脱太阳引力的束缚而离开太阳系，故D可选.延伸·拓展【例5】用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触2点插在冷水中，如图8-2-2所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象 这一实验是否违反热力学第二定律?热水和冷水的温度是否会发生变化?简述这过程中能的转化情况.图8-2-2延伸·拓展【解析】这一实验不违反热力学第二定律 热力学第二定律的开尔文表述为“不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其他影响 ”此实验中热水为高温热源，冷水为低温热源 热水的温度下降，冷水的温度升高 这说明热水中的一部分内能转化为电流的能量，而一部分电流能量在冷水中放热，又转化为冷水的内能，即产生了其他影响.。

14.3能量的转化和守恒一．基础过关1．能量守恒定律：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，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，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变。

能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。

一切有能量转化或转移的场合，大到宇宙、小到原子核内部，也不论是生物、化学还是物理、地质现象，都遵守能量守恒定律。

自然界中能量的总量保持不变，但是对于某一物体可能改变。

【答案】消失；产生；一种形式；另一种形式；一个物体；另一个物体；保持不变【解答】解：由能量守恒定律的内容可知，能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，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，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变。

故答案为：消失；产生；一种形式；另一种形式；一个物体；另一个物体；保持不变。

2．“永动机”是不能永动的，原因是它违反了能量守恒定律。

如图所示的两种情况是不可能发生的，原因是能量的转化和转移具有方向性。

【答案】能量守恒定律；方向性【解答】解：（1）根据能量守恒定律可知，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，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，但能量转化过程中要有一定的消耗，故永动机违反了能量守恒定律，是不可能制成的。

（2）若房间内空气自行聚拢、上面水沸腾和下面水结冰，说明能量发生转移或转化，而两种情况不可能发生，说明能量的转化和转移具有方向性。

故答案为：能量守恒定律；方向性。

3．在自然界中，能量转化是非常普遍的，各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化，请你在表的空格中任意填上三个能量转化的实例（每个空格限填1例）．填写时请注意：（1）所填实例应系本空格左方对应的能量形式转化为上方对应的能量形式（见表中示例）。

（2）所填实例应是两种不同形式的能量之间的直接转化而非间接转化。

机械能电能化学能光能内能转化为实例由机械能电能日光灯发光化学能蓄电池放电光能内能【答案】机械能电能化学能光能内能转化为实例由机械能发电机发电钻木取火电能电动机转动蓄电池充电日光灯发光电水壶烧水化学能蓄电池放电燃料燃烧燃料燃烧植物光合作用晒太阳暖和光能太阳能电池板发电白炽灯发光内能高温气体推动子弹前进【解答】解：机械能转化为电能的有：发电机发电，电风扇工作等；机械能转化为内能的有：钻木取火；电能转化为机械能的有：电动机转动；电能转化为化学能的有：蓄电池充电；电能转化为光能的有：日光灯发光；电能转化为内能的有：电水壶烧水；化学能转化电能的有：蓄电池放电；化学能转化为光能和热能的有：燃料燃烧；光能转化为电能的有：太阳能电池板发电；光能转化为化学能的有：植物光合作用；太阳能转化为内能的有：晒太阳暖和；内能转化为机械能的有：高温气体推动子弹前进；内能转化为光能的有：白炽灯发光。

第一节、能量的相互转化常见的能有：动能、势能（动能和势能总称机械能）、内能（热能）、太阳能、化学能、光能、核能、电能、地热能、潮汐能。

第二节能量的转化和度量1、做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过了距离。

2、做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。

3、机械功的计算公式：W＝Fs W＝Pt W＝Gh（提起重物）4、功的单位是牛·米，其专用名称叫焦。

5、功率描述做功的快慢。

功率的定义：物体在单位完成的功叫做功率。

6、人步行的功率约70瓦，表示：每秒钟人做功约70焦。

7、功率的计算公式：P＝W/tP＝Fv（v表示速度，单位是米/秒，1米/秒＝3.6千米/时）8、功率的单位是瓦，常用单位还有千瓦、兆瓦。

第三节认识简单机械1、一根硬棒如果在力的作用下，能绕固定点转动，这根硬棒叫做杠杆。

2、杠杆的五要素：（1）杠杆绕着转动的固定点O叫做支点；（2）使杠杆转动的力F1叫做动力；（3）阻碍杠杆转动的力F2叫做阻力；（4）从支点到动力作用线的垂直距离l1叫做动力臂；（5）从支点到阻力作用线的垂直距离l2叫做阻力臂。

3、杠杆保持静止状态或匀速转动状态，都叫做杠杆平衡。

4、杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂即F1 l1＝F2 l2表示动力臂是阻力臂的几倍，则动力是阻力的几分之一。

5、杠杆的类型及特点：（1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂，能省力，但要费距离。

（2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂，能省距离，但要费力。

（3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂。

不省力，也不省距离。

6、使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力，定滑轮实质上是一个等臂杠杆。

7、使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆。

9、使用滑轮组既能省力，又能改变力的方向。

10、使用滑轮组时，重物和动滑轮由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。