14.3 能量的转化和守恒【三大题型】-2024-2025学年九年级物理全一册同步高频考点精讲与热点题型精练（人教版）

14.3 能量的转化和守恒【三大题型】 【题型一 能量的转化和转移】 1．（2023•曲靖模拟）新农村建设是创建美丽宜居乡村，推进“乡村振兴”，实现农村现代化的国家战略。如图所示的是遍布城乡的风、光互补路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　　） A．光电池板将电能转化为光能 B．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能 C．照明灯将内能转化为电能 D．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能 2．（2023•南京期末）图中四个事例的能量转化与其余三个不同的是（　　） A．瓶塞冲出 B．做功冲程 C．压缩气体 D．盒盖飞出 3．（2023•贺州期中）人们在房屋装修过程中用到了一种打孔工具——冲击钻。冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示。冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（　　） A．内能转化为机械能 B．内能转化为电能 C．只有机械能和内能的转化 D．有电能、机械能和内能的转化 4．（2023•洛阳期末）利用焚烧垃圾来发电，此过程中的能量如何转化（　　） A．化学能→内能→机械能→电能 B．太阳能→内能→机械能→电能 C．核能→内能→机械能→电能 D．电能→太阳能→内能→机械能 5．（2023•聊城中考）如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是（　　） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．给蓄电池充电将电能转化为化学能 C．蓄电池放电将化学能转化为电能 D．小风扇工作将化学能转化为机械能 6．（2023•呼和浩特中考）人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图1是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图2是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（　　） A．水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置 B．流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能 C．图2中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果 D．流水通过水轮后，其机械能减小 7．（2023•营口期中）电动汽车越来越普及，许多电动汽车安装了能量回收装置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，将 　 　能转化为电能，再将电能转化为 　 　能储存在蓄电池里。 8．（2023•株洲模拟）如图所示是化学教师在课堂上演示氢气点火“爆鸣”的装置。按动电火花发生器的按钮，点燃纸盒内的氢气，纸盒被炸出去。氢气燃烧时释放的 　 　能转化为纸盒的 　 　能，这与四冲程内燃机的 　 　冲程能量转化相似。 【题型二 能量守恒定律】 9．（2023•深圳期中）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，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失了 10．（2023•长沙期中）有关能量守恒定律，下列说法中正确的是（　　） 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．按照能量守恒定律，永动机是不存在的 11．（2023•哈尔滨模拟）如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在水平平面，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为100J．让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为80J，随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所能达到的最高位置时，此过程中小球克服摩擦做的功可能是（不计空气阻力）（　　） A．10J B．20J C．60J D．70J 12．（2023•济南模拟）有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置及能量的分析正确的是（　　） A．能的总量是不变的，我们不需要节约能源 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 13．（2023•银川期中）在建筑工地上，常用打桩机打桩，气锤从高处落下打击桩头，气锤与桩头因相互作用而发热，在这一过程中（　　） A．动能守恒 B．势能守恒 C．机械能守恒 D．能量守恒 14．（2023•太原期中）现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机将汽车的机械能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量，小明认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶一边发电，永远运动下去，成为了永动机。小明的观点 　 （选填“正确”或“不正确”），理由是 　 。 15．（2023•聊城期中）如图是人们设想中的永动机，它通过高处水流冲击叶片，使叶片转动来带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机不能够永远工作下去，因为它违背了　 　，抽水机在工作过程中，机械能总量　 　（填“增大”“减少”或“不变”）。 【题型三 能量的转化与转移的方向性】 16．（2023•揭阳模拟）下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是（　　） A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体 C．动能可以和重力势能相互转化 D．电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能 17．（2023•泸州模拟）各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（　　） A．①②③④ B．②③④① C．④③①② D．②①③④ 18．（2023•西安模拟）抽水蓄能电站是电力保障项目之一。该电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处转化为水的机械能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列有关说法正确的是（　　） A．风能和光能不可从自然界直接获取 B．该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能 C．根据能量守恒定律可知，该电站抽水时消耗的电能全部转化为水的机械能 D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的 19．（2023•成都期中）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会由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。能源危机产生的根本原因是（　　） A．能量的转移和转化遵循守恒定律 B．人们在能量的转化或转移中利用能量 C．经转移或转化过程可利用能量增加 D．能量的转移和转化有方向性 20．（2023•宜昌期末）能量的转化具有方向性。例如：电能可以使电灯发光，同时产生的内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。汽车制动过程中，动能转化为地面、轮胎、空气的内能，这些内能　 　自动地转化为机械能用来开动汽车（可以/不可以）．以上能量在转化过程中，能的总量　 　（增大/减少/不变）。 21．（2023•济南中考）随着我国人民生活水平的不断提高，汽车已进入寻常百姓家。汽车发动机的主要部分是汽油机，是把汽油燃烧放出的 　 　转化为机械能的装置。汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车，这是由于能量转化具有 　 　，而我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 14.3 能量的转化和守恒【三大题型】 【题型一 能量的转化和转移】 1．（2023•曲靖模拟）新农村建设是创建美丽宜居乡村，推进“乡村振兴”，实现农村现代化的国家战略。如图所示的是遍布城乡的风、光互补路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　　） A．光电池板将电能转化为光能 B．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能 C．照明灯将内能转化为电能 D．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能 解：A、光电池板是将太阳能转化为电能，故A错误； B、蓄电池夜晚放电，是化学能转化为电能，故B错误； C、照明灯工作时，将电能转化为光能，故C错误； D、小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能，故D正确。 答案：D。 2．（2023•南京期末）图中四个事例的能量转化与其余三个不同的是（　　） A．瓶塞冲出 B．做功冲程 C．压缩气体 D．盒盖飞出 解： A、水蒸气将软木塞冲开，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能会减小，此过程中内能转化为机械能； B、做功冲程中，高温高压燃气对活塞做功，内能转化为机械能； C、用力将活塞压下，活塞对空气做功，使筒内空气的内能增大、温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程中机械能转化为内能； D、盒内气体对盒盖做功，此过程中内能转为机械能； 综上分析，C选项的能量转化与其余三个不同。 答案：C。 3．（2023•贺州期中）人们在房屋装修过程中用到了一种打孔工具——冲击钻。冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示。冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（　　） A．内能转化为机械能 B．内能转化为电能 C．只有机械能和内能的转化 D．有电能、机械能和内能的转化 解： （1）当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能； （2）钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能； 由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。 答案：D。 4．（2023•洛阳期末）利用焚烧垃圾来发电，此过程中的能量如何转化（　　） A．化学能→内能→机械能→电能 B．太阳能→内能→机械能→电能 C．核能→内能→机械能→电能 D．电能→太阳能→内能→机械能 解：焚烧垃圾时，垃圾的化学能转化为内能，通过热机转化为机械能，再通过发电机转化为电能，故A正确。 答案：A。 5．（2023•聊城中考）如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是（　　） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．给蓄电池充电将电能转化为化学能 C．蓄电池放电将化学能转化为电能 D．小风扇工作将化学能转化为机械能 解：A、太阳能电池板将太阳能转化为电能，故A正确； B、给蓄电池充电，蓄电池将电能转化为化学能，故B正确； C、蓄电池放电，蓄电池将化学能转化为电能，故C正确； D、小风扇工作时将电能转化为机械能，故D错误。 答案：D。 6．（2023•呼和浩特中考）人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图1是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图2是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（　　） A．水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置 B．流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能 C．图2中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果 D．流水通过水轮后，其机械能减小 解： A、水轮机带动发电机发电将动能转化为电能，故A正确； B、运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能，然后转化为电能，故B错误； C、拦河大坝通过增大落水差增大水的重力势能，故C正确； D、流水通过水轮后，水的机械能转化为电能，机械能减小，故D正确。 答案：B。 7．（2023•营口期中）电动汽车越来越普及，许多电动汽车安装了能量回收装置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，将 　机械　能转化为电能，再将电能转化为 　化学　能储存在蓄电池里。 解：电动汽车安装的能量回收装置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，将机械能转化为电能，再将电能转化为化学能储存在蓄电池里。 答案：机械；化学。 8．（2023•株洲模拟）如图所示是化学教师在课堂上演示氢气点火“爆鸣”的装置。按动电火花发生器的按钮，点燃纸盒内的氢气，纸盒被炸出去。氢气燃烧时释放的 　内　能转化为纸盒的 　机械　能，这与四冲程内燃机的 　做功　冲程能量转化相似。 解：按动电火花发声的按钮，点燃纸盒内的氢气，纸盒被炸出去，即该过程中消耗氢气燃烧的内能，变成了纸盒的机械能，所以是将内能转化为机械能的过程；四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，将内能转化为机械能。 答案：内；机械；做功。 【题型二 能量守恒定律】 9．（2023•深圳期中）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，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失了 解： AD、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，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，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，小球的机械能没有消失，而是将机械能转化成了部分内能，但能量的总量是守恒的，故AD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，所以小球的机械能总量会减小，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。 答案：C。 10．（2023•长沙期中）有关能量守恒定律，下列说法中正确的是（　　） 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．按照能量守恒定律，永动机是不存在的 解：A、能量守恒定律适用于所有形式的能量相互转化，故A错误； B、能量守恒定律不仅适用于能量转化的过程，也适用于能量的转移过程，故B错误； C、摩擦生热是机械能转化为内能，使物体内能增大，温度升高，而不是创造了热，这一过程同样符合能量守恒定律，故C错误； D、自然界中的能量是守恒，它既不会消灭，也不会创生，但由于能量的转化或转移具有方向性（如水只能从高处流向低处；热量只能从高温物体传向低温物体），所以永动机是不存在的，故D正确。 答案：D。 11．（2023•哈尔滨模拟）如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在水平平面，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为100J．让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为80J，随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所能达到的最高位置时，此过程中小球克服摩擦做的功可能是（不计空气阻力）（　　） A．10J B．20J C．60J D．70J 解：由题意可知，小球在与轨道摩擦的过程中，其机械能转化为内能，逐渐减小。不计空气阻力，小球从A点到达B点时，机械能从100J减小为80J，减少了20J．而从B点再到达左侧所能达到的最高位置时，其通过轨道的长度应该比第一次短，所以机械能减少的大小应该小于20J，故此过程中小球克服摩擦做的功可能是10J。 答案：A。 12．（2023•济南模拟）有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置及能量的分析正确的是（　　） A．能的总量是不变的，我们不需要节约能源 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 解：A、能的总量是不变的，但由于能的转化和转移具有方向性，可以利用的能源越来越少，因而我们需要节约能源；故A错误； B、该装置转动时由于存在摩擦因素，机械能会逐渐变小，如果没有能量补充，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、装置在运动的过程中，小球的高度会发生变化，重力势能发生改变，速度发生变化，动能发生改变，有重力势能和动能的转化，故D错误。 答案：B。 13．（2023•银川期中）在建筑工地上，常用打桩机打桩，气锤从高处落下打击桩头，气锤与桩头因相互作用而发热，在这一过程中（　　） A．动能守恒 B．势能守恒 C．机械能守恒 D．能量守恒 解：打桩时，气锤的高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，既气锤的重力势能减小，动能增加，所以动能和重力势能都不守恒，故AB错误； 同时锤和桩温度升高说明有内能增大，而锤的机械能减小，故发生了机械能和内能的转化，所以机械能也是不守恒的，故C错误； 故只能说明该系统的是能量守恒，故选D。 答案：D。 14．（2023•太原期中）现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机将汽车的机械能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量，小明认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶一边发电，永远运动下去，成为了永动机。小明的观点 　不正确　（选填“正确”或“不正确”），理由是 　因为行驶过程必须克服阻力做功，消耗一部分能量，因而可以发电的能量会很少　。 解：汽车一边行驶一边发电，反复循环，永远运动下去的设想是不能实现的，因为能量的转化和转移具有方向性，能量在转化过程中必然会有一部分转化为内能或做额外功消耗掉，这些能量不会再重新来加以利用。 答案：不正确；因为行驶过程必须克服阻力做功，消耗一部分能量，因而可以发电的能量会很少。 15．（2023•聊城期中）如图是人们设想中的永动机，它通过高处水流冲击叶片，使叶片转动来带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机不能够永远工作下去，因为它违背了　能量守恒定律　，抽水机在工作过程中，机械能总量　减少　（填“增大”“减少”或“不变”）。 解：他设想的机械装置不可能实现，因为抽水机在此过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，所以机械能总量不守恒，他设想的机械装置不能实现。即它违背了能量守恒定律。 答案：能量守恒定律；减少。 【题型三 能量的转化与转移的方向性】 16．（2023•揭阳模拟）下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是（　　） A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体 C．动能可以和重力势能相互转化 D．电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能 解：A、电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性； B、热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量转移具有方向性； C、动能可以和重力势能相互转化，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性； D、电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性。 答案：B。 17．（2023•泸州模拟）各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（　　） A．①②③④ B．②③④① C．④③①② D．②①③④ 解： 各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上大多数能量都直接或间接来自于太阳能，植物通过光合作用，将太阳能转化为自身的生物质能，再经过地壳变动在地质作用下，最终形成煤炭，发电厂将煤炭的化学能转化为电能，家用电器再将电能转化为其它形式的能，故四幅图中能量的转化顺序为：太阳→树林→燃煤电厂→空调；即序号为④③①②，故C正确。 答案：C。 18．（2023•西安模拟）抽水蓄能电站是电力保障项目之一。该电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处转化为水的机械能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列有关说法正确的是（　　） A．风能和光能不可从自然界直接获取 B．该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能 C．根据能量守恒定律可知，该电站抽水时消耗的电能全部转化为水的机械能 D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的 解：A、风能和光能是可再生能源，故A错误； B、该电站抽水蓄能时，可将电能转化为机械能储存起来，发电时可将机械能转化为电能，故B正确； C、该电站抽水时所消耗的电能不可能全部转化为水的势能，故C错误； D、能量的转移和转化都有方向性，如电灯发光、汽车制动过程中产生的内能散失在空气中，不可以自动转化为电能或机械能，因此风能、光能、机械能、电能可以相互转化，不能说明能量的转化是没有方向性的，故D错误。 答案：B。 19．（2023•成都期中）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会由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。能源危机产生的根本原因是（　　） A．能量的转移和转化遵循守恒定律 B．人们在能量的转化或转移中利用能量 C．经转移或转化过程可利用能量增加 D．能量的转移和转化有方向性 解：因能量转化和转移有方向性，并且能量释放过程失控就会产生灾害。 所以能源危机产生的根本原因是能量的转移和转化有方向性。 答案：D。 20．（2023•宜昌期末）能量的转化具有方向性。例如：电能可以使电灯发光，同时产生的内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。汽车制动过程中，动能转化为地面、轮胎、空气的内能，这些内能　不可以　自动地转化为机械能用来开动汽车（可以/不可以）．以上能量在转化过程中，能的总量　不变　（增大/减少/不变）。 解：能量的转化是具有方向性的，故电灯发光、汽车制动过程中产生的内能散失在空气中，不可以自动转化为电能或机械能。如内能是从高温物体转移向低温物体的；植物生长的过程中，总是按照生根、开花、结果这样的方向进行的，而不可能相反。 根据能量守恒定律可知：能量既不会创生，也不会消灭，它只能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，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。 答案：不可以，不变。 21．（2023•济南中考）随着我国人民生活水平的不断提高，汽车已进入寻常百姓家。汽车发动机的主要部分是汽油机，是把汽油燃烧放出的 　内能　转化为机械能的装置。汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车，这是由于能量转化具有 　方向性　，而我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。 解：汽油机是把汽油燃烧放出的内能转化为机械能的装置；能量的转化和转移，都是有方向性的，因此汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车。 答案：内能；方向性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$