14.3 能量的转化和守恒（2知识+3题型+课后巩固）--【课堂助手】2024--2025学年九年级物理全一册讲与练（人教版）

14.3 能量的转化和守恒 知识题型预览 世界上能量的形式多种多样，有风能、电能、热能、潮汐能、太阳能……这些能量间是可以相互的转化和转移的。 学新知 习教材 知识点1：能量的转化 1. 各种形式的能 2. 能量的转化与转移 （1）能量的转化 在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的转化。自然界转化各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。如图为能量转化示意图。 （2）能量的转移 能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。例如，在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分，这属于能量的转移。 （3）转化与转移的区别 ①能量的转化是伴随着做功体现出来的，能量的形式发生了变化，一种形式的能量增加，一定有其他形式的能量减少。 ②能量的转移过程中能量的形式没有发生变化。 ③能量的转化和转移具有方向性。 知识点2：能量守恒定律 1. 能量守恒定律 （1）能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会产生，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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 （2）对能量守恒定律的理解 ①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。 ②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 （3）机械能守恒和能量守恒的区别与联系 能量守恒是无条件的，机械能守恒有条件。机械能守恒的条件是在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体的重力势能（或弹性势能）和动能发生相互转化，没有其他形式的能转化为机械能，也没有机械能转化为其他形式的能。 2. 永动机 （1）永动机：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。 （2）永动机不可能实现。事实证明，能量在转化过程中只要有运动，摩擦就是不可避免的，从而产生热，这样运动的能量就会减少，如果不补充能量，运动就会停止。永动机违背了能量守恒定律，是不可能研制成功的。 经典例题 举一反三 题型1：能量的转化与转移 【典例1】（23-24九年级上·山西大同·阶段练习）人们在实际生活中使用下列设备时，所涉及的能量转化正确的是（　　） A．用天然气灶炒菜，是电能转化为内能 B．电梯运行过程中，是机械能转化为电能 C．用打气筒打气，是机械能转化为内能 D．水蒸气把壶盖顶起，是机械能转化内能 【变式1-1】（23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末）下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（　　） A．冬天人们在室外晒太阳，感觉暖和 B．植物吸收太阳光进行光合作用 C．摩擦生热 D．水电站里水轮机带动发电机发电 【变式1-2】（23-24九年级上·吉林·期中）下列情景中，属于能量转移的是（　　） A．钻木取火 B．电灯发光 C．用热水袋取暖 D．木炭燃烧 题型2：能量守恒定律 【典例2】（23-24九年级上·辽宁本溪·阶段练习）依据能量守恒定律，判断下列说法正确的是（　　） A．用做功的方法改变物体的内能是能量的转移 B．单摆的动能与势能在相互转化的过程中，机械能守恒 C．能量在转移和转化的过程中，各种形式的能量的总量不变 D．物体在做功的过程中，如果有摩擦力存在能量就不守恒 【变式2-1】（23-24九年级上·安徽阜阳·期中）2023年5月17日西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星。下列说法中正确的是（    ） A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大 B．与液氢相比，氢气的分子间作用力更大 C．火箭所使用的喷气式发动机也属于热机 D．火箭升空时与空气摩擦生热，温度升高，且机械能增大，此过程不遵循能量守恒定律 【变式2-2】(多选）（23-24九年级上·北京·期中）关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　） A．内燃机工作时可以将内能全部转化为机械能 B．太阳能电池可以将太阳能转化为电能 C．电风扇可以将电能转化为机械能 D．行驶的汽车遇到紧急情况刹车并停住，这个过程中能量逐渐消失 题型3：永动机 【典例3】（23-24九年级上·山西晋中·期末）著名科学家达·芬奇曾设计过这样一种装置，如图所示，车轮里面安装一些倾斜的滑道，用来装十几个金属球，它们在运行过程中会保持滚动，并且总是朝着特定的方向倾斜轮子，这样就可以使装置不停的转动下去。这样的装置 （选填“可能”或“不可能”）实现，理由是 。 【变式3-1】（23-24九年级上·河南许昌·期末）小亮书桌上摆放了一个有趣的科学玩具——牛顿摆，如图所示。当最左边的小球撞击紧密排列的另外四个球后，最右边的小球向右摆动；当最右边的小球撞击其他球后，最左边的小球向左摆。小亮发现随着时间的推移两侧小球摆动的幅度越来越小，最后全部静止，这说明小球的 能减少了，上述现象中，能量是不是逐渐消失了？说说你的看法并说明理由 。 【变式3-2】（22-23九年级上·北京·阶段练习）如图是一位“发明家”设计的一种永动机。设想“利用上水池的水使水轮发电机发电，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池（一部分电能供用电器使用）。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机”。这个永动机 （选填“能”或“不能”）持续运转。实际中，抽水机和发电机工作时会发热，有一部分能量转化为 能。一段时间内，抽水机向上的抽水量 （选填“大于”“等于”或“小于”）经水轮发电机流下来的水量。 巩固提高 一、单选题 1．（23-24九年级上·山西晋城·阶段练习）下列对常见现象的能量转化分析，正确的是（　　） A．白炽灯工作——电能转化为光能 B．木柴燃烧——化学能转化为内能 C．电风扇工作——电能转化为内能 D．火力发电——电能转化为化学能 2．（23-24九年级上·河北石家庄·期末）随着新能源汽车的发展，电动车慢慢出现在大街小巷。电动车电量不足时，需通过充电桩给电动车的电池充电，在充电过程中（　　） A．电能转移到电动车 B．化学能转移到电动车 C．电能转化为化学能 D．化学能转化为电能 3．（23-24九年级上·河北石家庄·阶段练习）生活中能量转化的实例很多，下列描述中错误的是（　　） A．摩擦起电是把电能转化为机械能 B．摩擦生热是把机械能转化为内能 C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能 D．燃料燃烧放热是把化学能转化为内能 4．（23-24九年级上·全国·单元测试）配套千万千瓦级风、光电基地，河北丰宁抽水蓄能电站将低谷过剩电能转换为高峰电能，被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。如图所示，当风、光发电量用不完时，电站从下水库向上水库抽水蓄能（a）；当风、光发电量不足时，电站则向下水库放水发电（b）。下列说法中错误的是（    ） 抽水蓄能电站工作原理示意图 A．抽水时电能转化为水的机械能 B．发电时水的势能最终转化为电能 C．一定量的水，上下水位差越大，能发出的电越多 D．水轮机的效率可以达到 5．（23-24九年级上·安徽六安·期末）如图所示是自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验，分析不正确的是（　　） A．如果纸筒内的酒精不完全燃烧，其热值不变 B．酒精燃烧时化学能转化为内能 C．燃气推动纸筒飞出的过程，燃气的内能增加 D．该过程是通过做功的方式改变了物体的内能 6．（23-24九年级上·河南新乡·阶段练习）如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器将水从低处抽到高处，从而循环工作。这种永动机不能成功的原因是（　　） A．科学技术还不够先进 B．违背了能量守恒定律 C．机器不能对外输出能量 D．机器只能转移能量，不能转化能量 7．（23-24九年级上·河南郑州·期末）图甲是小明用可乐瓶制作的水火箭，图乙是水火箭的示意图。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列分析错误的是（    ） A．使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 B．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 C．水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能 D．在整个过程中，能量总量是保持不变的 8．（23-24九年级上·宁夏吴忠·阶段练习）下列说法中错误的是（　　） A．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变 B．永动机违背了能量守恒定律，所以不能制作出来 C．各种形式的能在一定条件下都可以相互转化 D．做功改变物体的内能是同一形式的能的转移 9．（23-24九年级上·陕西西安·期末）2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。神舟十六号航天员乘组在与神舟十七号航天员乘组完成在轨轮换任务后，于10月31日成功返回东风着陆场。下列说法正确的是（　　） A．在火箭燃料燃烧的过程中，内能转化为化学能 B．在大气层内的降落过程中，返回舱与空气摩擦是机械能转化成内能 C．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为液氢含有大量的热量 D．火箭加速上升过程中，载人飞船的机械能不变 二、填空题 10．（23-24九年级上·全国·单元测试）用两块铜片、热电偶、电动机（带风扇）组成一个电路，铜片1插在热水中，铜片2放在空气中，如图所示，半分钟左右风扇发生转动，这就是温差发电现象。温差发电的实质是 能转化为 能。温差发电 （选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。 11．（23-24九年级上·全国·单元测试）自然界中的各种现象都是互相联系的。科学家们经过长期探索，发现能量转化是非常普遍的，不同形式的能量在一定条件下相互转化的示意图如图所示，请将（1）（2）处内容补充完整：（1） ，（2） 。 12．（24-25九年级上·全国·假期作业）石墨烯被称为“新材料之王”，一款新型石墨烯快速充电宝，在自充过程中， （填能量转化）；利用石墨烯电热涂料供暖，涂料通电发热后，通过 方式改变房间内空气的内能。 13．（2024·山东济南·二模）学习了《牛顿第一定律》之后，小刚做了如图所示的实验：取四个大小不同的碗，让一钢球从碗口左端由静止滚下，自由滚动至碗口的右端，该实验简单模拟了著名物理学家 的理想实验过程；实验中发现，碗越小、碗的内壁越光滑，小球就越是接近碗口的另一端，从能量的角度考虑，这在一定程度上也体现了 定律。 三、简答题 14．（2024·甘肃武威·一模）绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车、电动单车已经成为了人们日常外出的重要交通工具，请用物理知识回答下列问题。 （1）电动车的能量转换方向主要是将什么能转化为什么能？ （2）电动车利用电动机获得牵引力，电动机的工作原理是？ 15．（2024·辽宁铁岭·三模）如图是种能爬墙的机器人，它的四只脚上各有一个吸盘，让它能在爬墙时如履平地。请你回答下列问题： （1）吸盘能吸住墙的原因是什么； （2）机器人向下爬墙时所受摩擦力的方向向哪个方向； （3）机器人在使用前需要充电，充电时能量是如何转化的？ 第 1 页 共 18 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 14.3 能量的转化和守恒 知识题型预览 世界上能量的形式多种多样，有风能、电能、热能、潮汐能、太阳能……这些能量间是可以相互的转化和转移的。 学新知 习教材 知识点1：能量的转化 1. 各种形式的能 2. 能量的转化与转移 （1）能量的转化 在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的转化。自然界转化各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。如图为能量转化示意图。 （2）能量的转移 能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。例如，在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分，这属于能量的转移。 （3）转化与转移的区别 ①能量的转化是伴随着做功体现出来的，能量的形式发生了变化，一种形式的能量增加，一定有其他形式的能量减少。 ②能量的转移过程中能量的形式没有发生变化。 ③能量的转化和转移具有方向性。 知识点2：能量守恒定律 1. 能量守恒定律 （1）能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会产生，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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 （2）对能量守恒定律的理解 ①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。 ②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 （3）机械能守恒和能量守恒的区别与联系 能量守恒是无条件的，机械能守恒有条件。机械能守恒的条件是在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体的重力势能（或弹性势能）和动能发生相互转化，没有其他形式的能转化为机械能，也没有机械能转化为其他形式的能。 2. 永动机 （1）永动机：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。 （2）永动机不可能实现。事实证明，能量在转化过程中只要有运动，摩擦就是不可避免的，从而产生热，这样运动的能量就会减少，如果不补充能量，运动就会停止。永动机违背了能量守恒定律，是不可能研制成功的。 经典例题 举一反三 题型1：能量的转化与转移 【典例1】（23-24九年级上·山西大同·阶段练习）人们在实际生活中使用下列设备时，所涉及的能量转化正确的是（　　） A．用天然气灶炒菜，是电能转化为内能 B．电梯运行过程中，是机械能转化为电能 C．用打气筒打气，是机械能转化为内能 D．水蒸气把壶盖顶起，是机械能转化内能 【答案】C 【详解】A．用天然气灶炒菜，消耗天然气的化学能，得到菜肴的内能，所以是化学能转化为内能的过程，故A错误； B．电梯运行过程中，消耗电能，得到机械能，所以是电能转化为机械能的过程，故B错误； C．用打气筒打气时，压缩气体做功，气体内能增大，机械能转化为内能，故C正确； D．水蒸气把壶盖顶起，是内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 【变式1-1】（23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末）下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（　　） A．冬天人们在室外晒太阳，感觉暖和 B．植物吸收太阳光进行光合作用 C．摩擦生热 D．水电站里水轮机带动发电机发电 【答案】A 【详解】A．晒太阳，人们吸收太阳光，太能的能量转移到人身上，人的内能增大，感觉暖和，故A符合题意； B．植物吸收太阳光进行光合作用，是太能能转化为化学能，故B不符合题意； C．摩擦生热，是机械能转化为内能，故C不符合题意； D．水电站里水轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，故D不符合题意。 故选A。 【变式1-2】（23-24九年级上·吉林·期中）下列情景中，属于能量转移的是（　　） A．钻木取火 B．电灯发光 C．用热水袋取暖 D．木炭燃烧 【答案】C 【详解】ABD．能量转化是一种形式的能转化为另一种形式的能，前后的能量形式不同；钻木取火，将机械能转化为水的内能，电灯发光，将电能转化为水的内能，木炭燃烧时发热，将化学能转化为水的内能，都属于能量的转化，故ABD不符合题意； C．能量的转移过程中，前后的能量形式相同，用热水袋取暖，发生了热传递，内能发生了转移，属于能量的转移，故C符合题意。 故选C。 题型2：能量守恒定律 【典例2】（23-24九年级上·辽宁本溪·阶段练习）依据能量守恒定律，判断下列说法正确的是（　　） A．用做功的方法改变物体的内能是能量的转移 B．单摆的动能与势能在相互转化的过程中，机械能守恒 C．能量在转移和转化的过程中，各种形式的能量的总量不变 D．物体在做功的过程中，如果有摩擦力存在能量就不守恒 【答案】C 【详解】A．做功改变物体的内能实质上是能量的转化，故A错误； B．由于存在空气阻力和摩擦阻力，单摆的动能与势能在相互转化的过程中一定有一部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒，故B错误； CD．物体在做功的过程中，如果有摩擦力做功，一定有机械能转化为内能，机械能一定不守恒；但根据能量守恒定律可知，在转化或转移的过程中能量的总量保持不变，故C正确，D错误。 故选C。 【变式2-1】（23-24九年级上·安徽阜阳·期中）2023年5月17日西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星。下列说法中正确的是（    ） A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大 B．与液氢相比，氢气的分子间作用力更大 C．火箭所使用的喷气式发动机也属于热机 D．火箭升空时与空气摩擦生热，温度升高，且机械能增大，此过程不遵循能量守恒定律 【答案】C 【详解】A．发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故A错误； B．同种物质状态不同，分子间的作用力大小不同。氢气与液氢相比，氢气的分子间距离更大，使得分子间的作用力更小一些，故B错误； C．各种将蒸汽或燃气的内能转化为机械能的发动机称为热机。故火箭的喷气式发动机是热机的一种，故C正确； D．能量即不会消灭，也不会创生，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上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的。火箭升空过程中，外壳与大气摩擦，克服摩擦做功，温度升高，且燃料燃烧释放的内能转化机械能，其机械能增大，此过程遵循能量守恒定律，故D错误。 故选C。 【变式2-2】(多选）（23-24九年级上·北京·期中）关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　） A．内燃机工作时可以将内能全部转化为机械能 B．太阳能电池可以将太阳能转化为电能 C．电风扇可以将电能转化为机械能 D．行驶的汽车遇到紧急情况刹车并停住，这个过程中能量逐渐消失 【答案】BC 【详解】A．内燃机工作时将一部分内能转化为机械能，但存在能量的损失和消耗，内能没有全部转化为机械能，故A错误； B．太阳能电池是接收太阳能，产生电能，因此可以将太阳能转化为电能，故B正确； C．电风扇工作时，消耗电能，产生机械能和内能，主要将电能转化为机械能，故C正确； D．行驶的汽车遇到紧急情况刹车并停住，这个过程中克服摩擦做功，将机械能转化为内能，能量并不是逐渐消失了，故D错误。 故选BC。 题型3：永动机 【典例3】（23-24九年级上·山西晋中·期末）著名科学家达·芬奇曾设计过这样一种装置，如图所示，车轮里面安装一些倾斜的滑道，用来装十几个金属球，它们在运行过程中会保持滚动，并且总是朝着特定的方向倾斜轮子，这样就可以使装置不停的转动下去。这样的装置 （选填“可能”或“不可能”）实现，理由是 。 【答案】 不可能 违背了能量守恒定律 【详解】[1][2]能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化成另一种形式，或从一个物体转移到其它物体，，能量的总量保持不变，如图所示，车轮里面安装一些倾斜的滑道，用来装十几个金属球，它们在运行过程中会保持滚动，并且总是朝着特定的方向倾斜轮子，这样就可以使装置不停的转动下去，即可以不断地产生机械能，这违背了上述的能量守恒定律，这样的装置不可能实现。 【变式3-1】（23-24九年级上·河南许昌·期末）小亮书桌上摆放了一个有趣的科学玩具——牛顿摆，如图所示。当最左边的小球撞击紧密排列的另外四个球后，最右边的小球向右摆动；当最右边的小球撞击其他球后，最左边的小球向左摆。小亮发现随着时间的推移两侧小球摆动的幅度越来越小，最后全部静止，这说明小球的 能减少了，上述现象中，能量是不是逐渐消失了？说说你的看法并说明理由 。 【答案】 机械 见解析 【详解】[1][2]当最左边的小球撞击紧密排列的另外四个球后，右边的小球向右摆动，左边的小球在撞击过程中把自己的机械能转移到右边的小球上；当最右边的小球撞击其他球后，左边的小球向左摆，右边的小球在撞击过程中把自己的机械能转移到左边的小球上，因为小球在摆动的过程中受到空气阻力作用，一部分机械能转化为内能，所以，小球的机械能减少。小球摆动的幅度会越来越小，到最后会静止下来。能量不会凭空的产生或消失，在转化和转移的过程中，能量的总量不变。 【变式3-2】（22-23九年级上·北京·阶段练习）如图是一位“发明家”设计的一种永动机。设想“利用上水池的水使水轮发电机发电，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池（一部分电能供用电器使用）。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机”。这个永动机 （选填“能”或“不能”）持续运转。实际中，抽水机和发电机工作时会发热，有一部分能量转化为 能。一段时间内，抽水机向上的抽水量 （选填“大于”“等于”或“小于”）经水轮发电机流下来的水量。 【答案】 不能 内 小于 【详解】[1][2]因为抽水发电，发电又抽水的过程中，是机械能与电能的相互转化，在此过程中，有部分机械能和部分电能会转化为内能，即机械能和电能都会逐渐减少，所以机械能和电能的总量不守恒，发电机和抽水机就不可能不停地运转下去，不可能永远有供用电器工作的电。 [3]一段时间内，有部分能量转化为内能，用来抽水的能量越来越少，所以抽水机向上的抽水量小于经水轮发电机流下来的水量。 巩固提高 一、单选题 1．（23-24九年级上·山西晋城·阶段练习）下列对常见现象的能量转化分析，正确的是（　　） A．白炽灯工作——电能转化为光能 B．木柴燃烧——化学能转化为内能 C．电风扇工作——电能转化为内能 D．火力发电——电能转化为化学能 【答案】B 【详解】A．白炽灯工作时，电流通过灯丝产生热量，使灯丝发热至白炽状态而发光，虽然灯丝发光是光能的表现，但在这个过程中，电能主要转化为内能（热能），只有一小部分内能转化为光能。故A错误； B．木柴燃烧时，木柴中的化学能通过燃烧反应释放出来，转化为内能（热能）和光能，因此可以认为木柴燃烧是化学能转化为内能。故B正确； C．电风扇工作时，电流通过电动机驱动扇叶旋转，从而产生风，在这个过程中，电能主要转化为机械能（扇叶的动能），只有一小部分电能由于电阻等原因转化为内能。故C错误； D．火力发电是利用煤、石油等燃料的化学能通过燃烧反应转化为内能（热能），然后利用这些内能加热水产生蒸汽，蒸汽再驱动汽轮机旋转，最终通过发电机将机械能转化为电能。故D错误。 故选B。 2．（23-24九年级上·河北石家庄·期末）随着新能源汽车的发展，电动车慢慢出现在大街小巷。电动车电量不足时，需通过充电桩给电动车的电池充电，在充电过程中（　　） A．电能转移到电动车 B．化学能转移到电动车 C．电能转化为化学能 D．化学能转化为电能 【答案】C 【详解】充电桩在给电动车充电过程中，充电桩给电动车提供电能，将电能转化为电动车电池的化学能，故 C符合题意。 故选C。 3．（23-24九年级上·河北石家庄·阶段练习）生活中能量转化的实例很多，下列描述中错误的是（　　） A．摩擦起电是把电能转化为机械能 B．摩擦生热是把机械能转化为内能 C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能 D．燃料燃烧放热是把化学能转化为内能 【答案】A 【详解】A．摩擦起电时电子发生了转移，摩擦过程中消耗了机械能，获得电能，是机械能转化为电能，故A错误，符合题意； B．摩擦生热是克服摩擦做功，摩擦过程中消耗了机械能，内能增大，把机械能转化为内能，故B正确，不符合题意； C．电动机带动水泵把水送到高处，消耗了电能，使水的机械能增大，因此是把电能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．燃料燃烧，消耗燃料，将化学能转化为内能，故D正确，不符合题意。 故选A。 4．（23-24九年级上·全国·单元测试）配套千万千瓦级风、光电基地，河北丰宁抽水蓄能电站将低谷过剩电能转换为高峰电能，被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。如图所示，当风、光发电量用不完时，电站从下水库向上水库抽水蓄能（a）；当风、光发电量不足时，电站则向下水库放水发电（b）。下列说法中错误的是（    ） 抽水蓄能电站工作原理示意图 A．抽水时电能转化为水的机械能 B．发电时水的势能最终转化为电能 C．一定量的水，上下水位差越大，能发出的电越多 D．水轮机的效率可以达到 【答案】D 【详解】A．抽水时，消耗电能，水的机械能增加，电能转化为水的机械能，故A正确；A不符合题意； B．发电时，最终得到了电能，故水的势能最终转化为电能，故B正确，B不符合题意； C．一定量的水，上下水位差越大，水的机械能越大，更多的机械能将转化为电能，故C正确，C不符合题意； D．存在克服摩擦力做功，一部分转化为内能，水轮机的效率不可能达到，故D错误，D符合题意。 故选D。 5．（23-24九年级上·安徽六安·期末）如图所示是自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验，分析不正确的是（　　） A．如果纸筒内的酒精不完全燃烧，其热值不变 B．酒精燃烧时化学能转化为内能 C．燃气推动纸筒飞出的过程，燃气的内能增加 D．该过程是通过做功的方式改变了物体的内能 【答案】C 【详解】A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃烧的情况无关，所以酒精不完全燃烧时热值是不变的，故A正确，不符合题意； B．燃料本身具有化学能，酒精燃烧时将化学能转化为内能，故B正确，不符合题意； C．燃气推动纸筒飞出的过程中，内能转化为机械能，燃气的内能减少，故C错误，符合题意； D．该过程是燃气是通过做功的方式将内能转化为机械能来改变了物体的内能，故D正确，不符合题意。 故选C。 6．（23-24九年级上·河南新乡·阶段练习）如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器将水从低处抽到高处，从而循环工作。这种永动机不能成功的原因是（　　） A．科学技术还不够先进 B．违背了能量守恒定律 C．机器不能对外输出能量 D．机器只能转移能量，不能转化能量 【答案】B 【详解】设想中的永动机不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作，永动机违背了能量守恒定律，所以不会成功。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．（23-24九年级上·河南郑州·期末）图甲是小明用可乐瓶制作的水火箭，图乙是水火箭的示意图。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列分析错误的是（    ） A．使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 B．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 C．水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能 D．在整个过程中，能量总量是保持不变的 【答案】B 【详解】A．向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能，能量转化方式是相同的，故A正确，不符合题意； B．水从水火箭中喷出，是里面的气体对外做功，相当于内燃机的做功冲程，故B错误，符合题意； C．水火箭升空过程中水从尾部的金属管向下喷出对瓶做功，将内能转化为水火箭的机械能故C正确，不符合题意； D．根据能量守恒定律可知，水火箭向上飞向空中的过程中，内能转化成水瓶的动能和重力势能，由于摩擦一部分转化成内能，在整个过程中能量总量是保持不变的，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．（23-24九年级上·宁夏吴忠·阶段练习）下列说法中错误的是（　　） A．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变 B．永动机违背了能量守恒定律，所以不能制作出来 C．各种形式的能在一定条件下都可以相互转化 D．做功改变物体的内能是同一形式的能的转移 【答案】D 【详解】A．根据能星守恒定律可知，能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但所有能量的总量保持不变，故A正确，不符合题意； B．永动机工作过程中有能量的转化，永动机违背了能量守恒定律，所以不能制作出来，故B正确，不符合题意； C．自然界中存在不同形式的能量，各种不同的能量可以相互转化，故C正确，不符合题意； D．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化，例如两只手掌相互摩擦生热就是机械能转化内能，是不同形式的能的相互转化，故D错误，符合题意。 故选D。 9．（23-24九年级上·陕西西安·期末）2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。神舟十六号航天员乘组在与神舟十七号航天员乘组完成在轨轮换任务后，于10月31日成功返回东风着陆场。下列说法正确的是（　　） A．在火箭燃料燃烧的过程中，内能转化为化学能 B．在大气层内的降落过程中，返回舱与空气摩擦是机械能转化成内能 C．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为液氢含有大量的热量 D．火箭加速上升过程中，载人飞船的机械能不变 【答案】B 【详解】A．火箭的燃料燃烧的过程是化学能转化为内 能，故A错误； B．在大气层内的降落过程中，克服摩擦力做功，是机械能转化成内能，故B正确； C．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的热值，故C错误； D．火箭加速上升的过程中，载人飞船的质量不变，速度变大，动能变大，高度增加，重力势能变大，故机械能变大，故D错误。 故选B。 二、填空题 10．（23-24九年级上·全国·单元测试）用两块铜片、热电偶、电动机（带风扇）组成一个电路，铜片1插在热水中，铜片2放在空气中，如图所示，半分钟左右风扇发生转动，这就是温差发电现象。温差发电的实质是 能转化为 能。温差发电 （选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。 【答案】 内 电 遵守 【详解】[1][2]温差发电的实质是消耗内能，产生电能，故温差发电的实质是将内能转化为电能。 [3]在自然界中，能量不会无故消失，也不会凭空产生，仅仅是从内能转化为电能，遵守能量守恒定律。 11．（23-24九年级上·全国·单元测试）自然界中的各种现象都是互相联系的。科学家们经过长期探索，发现能量转化是非常普遍的，不同形式的能量在一定条件下相互转化的示意图如图所示，请将（1）（2）处内容补充完整：（1） ，（2） 。 【答案】 内能 电风扇 【详解】[1]对物体做功，机械能转化成内能；电加热器加热物体，电能转化成内能；酒精燃烧使物体温度升高，化学能转化成内能；太阳光下物体温度升高，光能转化成内能，所以此处填写内能。 [2]电扇在工作时主要将电能转化为机械能，所以此处填写:电风扇。 12．（24-25九年级上·全国·假期作业）石墨烯被称为“新材料之王”，一款新型石墨烯快速充电宝，在自充过程中， （填能量转化）；利用石墨烯电热涂料供暖，涂料通电发热后，通过 方式改变房间内空气的内能。 【答案】 电能转化为化学能 热传递 【详解】[1]给充电宝充电过程中，充电宝内部发生化学变化，使消耗的电能转化为化学能。 [2]利用石墨烯电热涂料供暖，涂料通电发热后的温度高于房间内的气温，这是通过热传递的方式改变房间内空气的内能。 13．（2024·山东济南·二模）学习了《牛顿第一定律》之后，小刚做了如图所示的实验：取四个大小不同的碗，让一钢球从碗口左端由静止滚下，自由滚动至碗口的右端，该实验简单模拟了著名物理学家 的理想实验过程；实验中发现，碗越小、碗的内壁越光滑，小球就越是接近碗口的另一端，从能量的角度考虑，这在一定程度上也体现了 定律。 【答案】 伽利略 能量守恒 【详解】[1]实验模拟了伽利略的实验，推导出如果一切接触面都是光滑的，一个钢珠从斜面的某一高度静止滚下，由于只受重力，没有阻力产生能量损耗，那么它必定到达另一斜面的同一高度，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。 [2]实验发现，碗越小、碗的内壁越光滑，小球就越是接近碗口的另一端，小球最终的能量越接近刚释放时的能量，从能量的角度考虑，这在一定程度上也体现了能量守恒定律。 三、简答题 14．（2024·甘肃武威·一模）绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车、电动单车已经成为了人们日常外出的重要交通工具，请用物理知识回答下列问题。 （1）电动车的能量转换方向主要是将什么能转化为什么能？ （2）电动车利用电动机获得牵引力，电动机的工作原理是？ 【答案】（1）电动车在工作过程中是为了提供动力的，由此可判断其主要的能量转化方向为将电能转化机械能；（2）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。 【详解】（1）电动车在工作过程中是为了提供动力的，由此可判断其主要的能量转化方向为将电能转化机械能。 （2）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。 15．（2024·辽宁铁岭·三模）如图是种能爬墙的机器人，它的四只脚上各有一个吸盘，让它能在爬墙时如履平地。请你回答下列问题： （1）吸盘能吸住墙的原因是什么； （2）机器人向下爬墙时所受摩擦力的方向向哪个方向； （3）机器人在使用前需要充电，充电时能量是如何转化的？ 【答案】（1）大气压强；（2）竖直向上：（3）电能转化学能 【详解】（1）吸盘内气压小于外界大气压，在大气压的的作用下吸盘能吸住墙。 （2）机器人向下爬墙时，因机器人受到竖直向下的重力而向下滑动，所以在接触面上会产生阻碍它滑动的摩擦力，则机器人所受摩擦力的方向竖直向上。 （3）机器人充电时，将电能储存起来，故电能转化为化学能。 第 1 页 共 18 页 学科网（北京）股份有限公司 $$