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3.1能量及其形式
科學觀念:理解能量的定義，掌握能量的單位;了解能量的分類;理解不同形式能量之間的轉化規律。
科學思維:了解能量的概念和形式，能認識生活中的各種能量，運用能量的思維分析生活中的現象。
探究實踐:能通過實驗探究能量大小與工作效果的關系。注重實驗習慣、實驗思維方式的培養，引導學生控制變量，仔細觀察、及時記錄、分析現象、得出并交流結論。
態度責任:激發學生對物理學科的興趣，培養學生的探究精神和團隊合作意識;讓學生認識到能量在生活中的重要性，培養節約能源、保護環境的意識。
1、斜面斜面實驗中,小球好像“記住”了其起始高度。事實上小球“記住”的是與起始高度相聯系的 。當我們把小球提高到 A 處時，就給予了小球一種與升高高度相聯系的能量。能量也簡稱為 。
2、做機械運動的物體都具有 。
3、食物、植物、汽油、木材、天然氣、沼氣、煤炭等燃料都儲存著能量，這種能量屬于 。
4、人耳能聽到聲音，超過一定強度的聲音會使人耳產生痛感，使聽力受到損傷。強度很大的聲音（如爆炸聲）還能將玻璃震碎。可見，聲音具有能量，這種能量稱為
5、家用電器通電后才能工作，電力機車通電后才能行駛，機器人通電后才能執行指令，這表明電具有 ，即 。
6、用遙控器遙控機器時，遙控器將發出電磁輻射，電磁輻射具有能量，這種能量叫做 , 我們每天看到的光就是一種 。
7、人類的行走屬于 運動，所具有的能是 能。食物中儲存的能量屬于 能。煤炭等燃料儲存的能也屬于 能。
任務一：探究認識能量。
1、如圖實驗中，小球一旦從斜面滾下，它將會繼續滾上另一個斜面，如果沒有摩擦力，小球在斜面乙、丙上的最高點高度是否相同呢 。
2、【思考與討論】我們日常生活中的每一項活動都與能量有關嗎 請舉例說明。
任務二：探究能量的形式
1、【思考與討論】雷電交加的場面非常壯觀，那么，雷電具有哪些形式的能量？
2、【思考與討論】有一種手搖手電筒，使用時只要將它來回搖晃幾下，手電筒的小燈泡就能發光。
來回搖晃手電筒時，手電筒具有什么形式的能量？
總結本節的概念，梳理概念之間的聯系，畫出思維導圖。
1、維持人體生命活動需要能量，人們從事生產活動也需要能量，這些能量最終主要來自 （　　）
A．流水和風 B．太陽輻射能
C．綠色植物的能量 D．深埋在地下的煤和石油
2、下列關于能的說法，不正確的是（　　）
A．能量無處不在，能量的形式多種多樣
B．我們的生活離不開能量，即使在睡覺的時候也需要能量
C．運動的物體具有能量，靜止的物體是沒有能量的
D．所有的自然現象都涉及能量
3、法國國家頻率管理局9月12日發布公告稱，檢測結果顯示蘋果iPhone12手機的電磁波輻射值超出歐盟標準，已要求蘋果公司自當日起從法國市場暫時下架這款手機。“手機的電磁波輻射”具有（　　）
A．機械能 B．電磁能 C．電能 D．內能
4、能量形式多種多樣，下列有關物體具備的能量描述錯誤的是（　　）
A．風具有風能 B．奔跑的豹有動能
C．食物中有化學能 D．跳水運動員有彈性勢能
5、如圖所示是車載搖擺太陽花，在陽光下才會使勁搖擺。它的搖擺所需的能量來自（　　）
A．太陽能 B．動能 C．電能 D．化學能
6、某智能百葉窗的葉片上貼有太陽能板，在光照時發電，給電動機供電以調節百葉窗的開合。該過程中發生的能量轉換是（ ）
A．電能→機械能→光能 B．光能→機能→電能
C．光能→電能→機械能 D．機械能→電能→光能
7、關于常見的能，下列說法不正確的是（　　）
A．河水流淌時具有機械能
B．儲存在食物中的能量屬于化學能
C．雷達能接收、發射電磁能
D．煤炭等燃料儲存的能量屬于機械能
8、我國科學工作者在南中國海海底發現了一種俗稱“可燃冰”的冰塊天然氣水合物，能源總量可達到全國石油總量的一半，燃燒1m3“可燃冰”釋放的能量與164m3天然氣相當，據此可判斷“可燃冰”（　　）
A．具有較高的內能 B．具有較高的化學能
C．只有燃燒時才有內能 D．沒有點燃時沒有化學能
9、甲同學和乙同學分頭查閱了關于能量的許多資料，得到了如下一些信息。
①海嘯時，海洋中聚積的能量形成滔天巨浪，造成嚴重的損失。
②潮汐能也是蘊含在海洋中的一種能量，可利用它來發電。
③火山爆發將大量的地熱能帶到地面，給所到之處帶來較大破壞。
④地熱能可直接用于室內取暖、供熱和工業發電。
⑤水力發電是利用水能進行發電。
⑥雨季，長江洪水暴發時會沖毀堤壩，淹沒大批農田和城鎮。
⑦泥石流突然暴發具有極大的破壞性。
（1）他們經過討論將上述能量分為兩大類：一類屬于有益的能量，如　 　；另一類屬于有害的能量，如　 　。
（2）他們發現海嘯、山洪暴發、泥石流暴發的共同特點是蘊含了大量的　 　能，一旦釋放可以產生強大的破壞力。
10、甲同學和乙同學分頭查閱了關于能量的許多資料，得到了如下一些信息。
①海嘯時，海洋中聚積的能量形成滔天巨浪，造成嚴重的損失。
②潮汐能也是蘊含在海洋中的一種能量，可利用它來發電。
③火山爆發將大量的地熱能帶到地面，給所到之處帶來較大破壞。
④地熱能可直接用于室內取暖、供熱和工業發電。
⑤水力發電是利用水能進行發電。
⑥雨季，長江洪水暴發時會沖毀堤壩，淹沒大批農田和城鎮。
⑦泥石流突然暴發具有極大的破壞性。
（1）他們經過討論將上述能量分為兩大類：一類屬于有益的能量，如　 　；另一類屬于有害的能量，如　 　。
（2）他們發現海嘯、山洪暴發、泥石流暴發的共同特點是蘊含了大量的　 　能，一旦釋放可以產生強大的破壞力。
11、金秋時節正是涌泉蜜桔豐收的季節，農民需在不同的時期合理施肥才能讓橘子皮薄汁多。
（1）下列化肥中，屬于氮肥的是 。（填字母）
A．碳酸氫銨[NH4HCO3] B．草木灰（主要成分[K2CO3] ） C．磷礦粉[Ca3(PO4)2]
（2）涌泉一些果農種植大棚早熟蜜柑時，常向大棚中補充氣體肥料CO2，目的是促進其光合作用。此過程實現的能量轉化為 。
12、杭州繞城下沙南出口在元旦開通，下沙開車去機場最快十分鐘．地鐵1號線三期從下沙江濱到機場也只需要12分鐘左右．
（1）小應開車從下沙南出發，小應的汽車使用無鉛汽油，我國部分地區使用乙醇汽油．請寫出乙醇（C2H5OH）在足量的氧氣中完全燃燒生成CO2和H2O的化學方程式．　 　
（2）為了改善汽車內空氣質量，車內安裝智能空氣凈化器。空氣凈化一般經過 ①濾網過濾 ②活性炭吸附 ③負離子沉降 ④臭氧消毒等四步驟，其中主要通過化學變化實現凈化目的的是　 　。（填序號）
（3）從低碳環保考慮，許多人會選擇電動汽車代步，用直流充電樁給電動汽車充電時將電能轉化為　 　貯存在電動汽車的蓄電池內．
（4）地鐵的動力為電力，開動時電車上裸露的電刷沿架空電線滑動．當它開動時，跟架空電線的接觸點上，由于高速摩擦，會產生高溫，因此接觸點上材料應該具有耐高溫、不易氧化，能導電的性質．下列材料較為合適的是______.
A．金剛石 B．石墨 C．鋁 D．銅3.1能量及其形式
科學觀念:理解能量的定義，掌握能量的單位;了解能量的分類;理解不同形式能量之間的轉化規律。
科學思維:了解能量的概念和形式，能認識生活中的各種能量，運用能量的思維分析生活中的現象。
探究實踐:能通過實驗探究能量大小與工作效果的關系。注重實驗習慣、實驗思維方式的培養，引導學生控制變量，仔細觀察、及時記錄、分析現象、得出并交流結論。
態度責任:激發學生對物理學科的興趣，培養學生的探究精神和團隊合作意識;讓學生認識到能量在生活中的重要性，培養節約能源、保護環境的意識。
1、斜面斜面實驗中,小球好像“記住”了其起始高度。事實上小球“記住”的是與起始高度相聯系的能量。當我們把小球提高到 A 處時，就給予了小球一種與升高高度相聯系的能量。能量也簡稱為能。
2、做機械運動的物體都具有機械能。
3、食物、植物、汽油、木材、天然氣、沼氣、煤炭等燃料都儲存著能量，這種能量屬于化學能。
4、人耳能聽到聲音，超過一定強度的聲音會使人耳產生痛感，使聽力受到損傷。強度很大的聲音（如爆炸聲）還能將玻璃震碎。可見，聲音具有能量，這種能量稱為聲能
5、家用電器通電后才能工作，電力機車通電后才能行駛，機器人通電后才能執行指令，這表明電具有能量，即電能 。
6、用遙控器遙控機器時，遙控器將發出電磁輻射，電磁輻射具有能量，這種能量叫做電磁能, 我們每天看到的光就是一種電磁能。
7、人類的行走屬于機械運動，所具有的能是機械能。食物中儲存的能量屬于化學能。煤炭等燃料儲存的能也屬于化學能。
任務一：探究認識能量。
1、如圖實驗中，小球一旦從斜面滾下，它將會繼續滾上另一個斜面，如果沒有摩擦力，小球在斜面乙、丙上的最高點高度是否相同呢 。
【答案】在這里我們會發現一個富有啟發性的事實:如果沒有摩擦力，不管斜面乙、丙比斜面甲陡些還是緩些，小球總是會滾到斜面乙上的B處或斜面丙上的C處，而B處或C處離桌面的高度與小球出發點A處的高度相同。
2、【思考與討論】我們日常生活中的每一項活動都與能量有關嗎 請舉例說明。
【答案】我們日常生活中的每一項活動都與能量有關。例如，人在運動時需要消耗能量;汽車行駛時需要消耗燃料中的能量。
任務二：探究能量的形式
1、【思考與討論】雷電交加的場面非常壯觀，那么，雷電具有哪些形式的能量？
【答案】雷電發出震耳欲聾的聲音說明雷電具有聲能;雷電是大氣中的一種放電現象，說明雷電具有電能;發生雷電時,收音機發出“咔咔”聲、閃電能發出炫目的光,說明閃電具有電磁能。
2、【思考與討論】有一種手搖手電筒，使用時只要將它來回搖晃幾下，手電筒的小燈泡就能發光。
來回搖晃手電筒時，手電筒具有什么形式的能量？
【答案】使用時只要將手電筒來回搖晃幾下，手電筒的小燈泡就能發光，使用時將它來回搖晃，線圈在磁場中就做切割磁感線運動，故線圈中有感應電流產生，在這個過程中能量轉化是機械能轉化為電能。
總結本節的概念，梳理概念之間的聯系，畫出思維導圖。
1、維持人體生命活動需要能量，人們從事生產活動也需要能量，這些能量最終主要來自 （　　）
A．流水和風 B．太陽輻射能
C．綠色植物的能量 D．深埋在地下的煤和石油
【答案】B
【解答】植物利用太陽能進行光合作用，制造處有機物，有機物中儲存著化學能，有機物中的能量通過細胞的呼吸作用重新釋放出來，維持生命活動所需的能量，所以維持人體生命活動需要能量，人們從事生產活動也需要能量，這些能量最終主要來自太陽能；故答案為：B.
2、下列關于能的說法，不正確的是（　　）
A．能量無處不在，能量的形式多種多樣
B．我們的生活離不開能量，即使在睡覺的時候也需要能量
C．運動的物體具有能量，靜止的物體是沒有能量的
D．所有的自然現象都涉及能量
【答案】C
【解答】A.能量無處不在，能量的形式多種多樣，故A正確不合題意；B.我們的生活離不開能量，即使在睡覺的時候也需要能量，故B正確不合題意；C.運動的物體具有能量，靜止的物體照樣有能量，故C錯誤符合題意；D.所有的自然現象都涉及能量，故D正確不合題意。故選C。
3、法國國家頻率管理局9月12日發布公告稱，檢測結果顯示蘋果iPhone12手機的電磁波輻射值超出歐盟標準，已要求蘋果公司自當日起從法國市場暫時下架這款手機。“手機的電磁波輻射”具有（　　）
A．機械能 B．電磁能 C．電能 D．內能
【答案】B
【解答】 “手機的電磁波輻射”具有電磁能，故B正確，A、C、D錯誤。故選B。
4、能量形式多種多樣，下列有關物體具備的能量描述錯誤的是（　　）
A．風具有風能 B．奔跑的豹有動能
C．食物中有化學能 D．跳水運動員有彈性勢能
【答案】D
【解析】（1）空氣流動形成風，風具有的能量叫風能；（2）物體由于運動而具有的能叫動能；（3）化學能是物質發生化學反應時才釋放出來的能量，一般儲存在物體內部。（4）物體發生彈性形變而具有的能量叫彈性勢能。
【解答】A.風具有風能，故A正確不合題意； B.奔跑的豹有動能，故B正確不合題意； C.食物中有化學能，故C正確不合題意； D.跳水運動員沒有發生彈性形變，不具有彈性勢能，故D錯誤符合題意。
故選D。
5、如圖所示是車載搖擺太陽花，在陽光下才會使勁搖擺。它的搖擺所需的能量來自（　　）
A．太陽能 B．動能 C．電能 D．化學能
【答案】A
【詳解】花盆表面的太陽能電板在光照下，電板將太陽能轉化為電能，產生電流驅動電動機，使小花左右擺動。故選A。
6、某智能百葉窗的葉片上貼有太陽能板，在光照時發電，給電動機供電以調節百葉窗的開合。該過程中發生的能量轉換是（ ）
A．電能→機械能→光能 B．光能→機能→電能
C．光能→電能→機械能 D．機械能→電能→光能
【答案】C
【詳解】太陽能板把太陽能（光能）轉化為電能，供給電動機，轉化為機械能，調節百葉窗的開合。綜上所述此過程中發生的能量轉換與答案C一致。故選C。
7、關于常見的能，下列說法不正確的是（　　）
A．河水流淌時具有機械能
B．儲存在食物中的能量屬于化學能
C．雷達能接收、發射電磁能
D．煤炭等燃料儲存的能量屬于機械能
【答案】D
【解答】A.河水流淌時，由于水做機械運動具有機械能，故A正確不合題意； B.儲存在食物中的能量屬于化學能，故B正確不合題意； C.雷達能接收、發射電磁波，即接受和發射電磁能，故C正確不合題意； D.煤炭等燃料儲存的能量屬于化學能，故D錯誤符合題意。故選D。
8、我國科學工作者在南中國海海底發現了一種俗稱“可燃冰”的冰塊天然氣水合物，能源總量可達到全國石油總量的一半，燃燒1m3“可燃冰”釋放的能量與164m3天然氣相當，據此可判斷“可燃冰”（　　）
A．具有較高的內能 B．具有較高的化學能
C．只有燃燒時才有內能 D．沒有點燃時沒有化學能
【答案】B
【解析】能夠燃燒的物體叫做燃料，燃料本身具有化學能，燃燒時將化學能轉化為內能。1m3可燃冰釋放出的能量與燃燒164m3天然氣釋放的能量相當，由此可判斷“可燃冰”具有很高化學能．故選B．一切物體都具有內能，燃料還具有化學能；“可燃冰”燃燒時可以釋放出很大的能量，即將化學能轉化為內能．
9、甲同學和乙同學分頭查閱了關于能量的許多資料，得到了如下一些信息。
①海嘯時，海洋中聚積的能量形成滔天巨浪，造成嚴重的損失。
②潮汐能也是蘊含在海洋中的一種能量，可利用它來發電。
③火山爆發將大量的地熱能帶到地面，給所到之處帶來較大破壞。
④地熱能可直接用于室內取暖、供熱和工業發電。
⑤水力發電是利用水能進行發電。
⑥雨季，長江洪水暴發時會沖毀堤壩，淹沒大批農田和城鎮。
⑦泥石流突然暴發具有極大的破壞性。
（1）他們經過討論將上述能量分為兩大類：一類屬于有益的能量，如　 　；另一類屬于有害的能量，如　 　。
（2）他們發現海嘯、山洪暴發、泥石流暴發的共同特點是蘊含了大量的　 　能，一旦釋放可以產生強大的破壞力。
【答案】（1）②④⑤；①③⑥⑦ （2）機械
【解答】（1）根據題干可知，屬于有益的能量的是 ②④⑤ ；屬于有害的能量，如①③⑥⑦。（2）他們發現海嘯、山洪暴發、泥石流暴發的共同特點是蘊含了大量的機械能，一旦釋放可以產生強大的破壞力。
10、甲同學和乙同學分頭查閱了關于能量的許多資料，得到了如下一些信息。
①海嘯時，海洋中聚積的能量形成滔天巨浪，造成嚴重的損失。
②潮汐能也是蘊含在海洋中的一種能量，可利用它來發電。
③火山爆發將大量的地熱能帶到地面，給所到之處帶來較大破壞。
④地熱能可直接用于室內取暖、供熱和工業發電。
⑤水力發電是利用水能進行發電。
⑥雨季，長江洪水暴發時會沖毀堤壩，淹沒大批農田和城鎮。
⑦泥石流突然暴發具有極大的破壞性。
（1）他們經過討論將上述能量分為兩大類：一類屬于有益的能量，如　 　；另一類屬于有害的能量，如　 　。
（2）他們發現海嘯、山洪暴發、泥石流暴發的共同特點是蘊含了大量的　 　能，一旦釋放可以產生強大的破壞力。
【答案】（1）②④⑤；①③⑥⑦ （2）機械
【解析】（1）凡是被人類利用的能量就是有益的能量，凡是影響人類生活和生產的能量都是有害的能量；（2）物體由于做宏觀運動而產生的能量叫機械能，據此分析解答。
【解答】（1）根據題干可知，屬于有益的能量的是 ②④⑤ ；屬于有害的能量，如①③⑥⑦。（2）他們發現海嘯、山洪暴發、泥石流暴發的共同特點是蘊含了大量的機械能，一旦釋放可以產生強大的破壞力。
11、金秋時節正是涌泉蜜桔豐收的季節，農民需在不同的時期合理施肥才能讓橘子皮薄汁多。
（1）下列化肥中，屬于氮肥的是 。（填字母）
A．碳酸氫銨[NH4HCO3] B．草木灰（主要成分[K2CO3] ） C．磷礦粉[Ca3(PO4)2]
（2）涌泉一些果農種植大棚早熟蜜柑時，常向大棚中補充氣體肥料CO2，目的是促進其光合作用。此過程實現的能量轉化為 。
【答案】 A 太陽能 → 化學能
【詳解】（1）A、碳酸氫銨[NH4HCO3]中含有氮元素，屬于氮肥，正確；
B、草木灰[主要成分K2CO3]中含有鉀元素，屬于鉀肥，錯誤；
C、磷礦粉[Ca3（PO4）2]中含有磷元素，屬于磷肥，錯誤。
故選A。
（2）光合作用，通常是指綠色植物（包括藻類）吸收光能，把二氧化碳和水合成葡萄糖，同時釋放氧氣的過程。常向大棚中補充氣體肥料CO2，目的是促進其光合作用。此過程實現的能量轉化為太陽能 → 化學能。
12、杭州繞城下沙南出口在元旦開通，下沙開車去機場最快十分鐘．地鐵1號線三期從下沙江濱到機場也只需要12分鐘左右．
（1）小應開車從下沙南出發，小應的汽車使用無鉛汽油，我國部分地區使用乙醇汽油．請寫出乙醇（C2H5OH）在足量的氧氣中完全燃燒生成CO2和H2O的化學方程式．　 　
（2）為了改善汽車內空氣質量，車內安裝智能空氣凈化器。空氣凈化一般經過 ①濾網過濾 ②活性炭吸附 ③負離子沉降 ④臭氧消毒等四步驟，其中主要通過化學變化實現凈化目的的是　 　。（填序號）
（3）從低碳環保考慮，許多人會選擇電動汽車代步，用直流充電樁給電動汽車充電時將電能轉化為　 　貯存在電動汽車的蓄電池內．
（4）地鐵的動力為電力，開動時電車上裸露的電刷沿架空電線滑動．當它開動時，跟架空電線的接觸點上，由于高速摩擦，會產生高溫，因此接觸點上材料應該具有耐高溫、不易氧化，能導電的性質．下列材料較為合適的是______.
A．金剛石 B．石墨 C．鋁 D．銅
【答案】（1）C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O （2）④ （3）化學能 （4）B
【解析】（1）根據酒精燃燒生成二氧化碳和水分析；
（2）根據化學變化有新物質生成分析；
（3）根據充電是電能轉化為化學能分析；
（4）根據金剛石不能導電，石墨導電、耐高溫、常溫化學性質穩定，鋁和銅易氧化分析。
【解答】（1）酒精燃燒生成二氧化碳和水，反應方程式為C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O ；
（2） ①濾網過濾、②活性炭吸附、③負離子沉降都沒有新物質生成，發生的是物理變化， ④臭氧消毒有新物質生成，發生的化學變化；
（3） 用直流充電樁給電動汽車充電時將電能轉化為化學能；
（4）金剛石不具有導電性，鋁、銅易氧化，石墨耐高溫、不易氧化且能導電，故選B。

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