14.1能量的转化与守恒 ----2025-2026学年人教版（2024）九年级全一册物理

2025-2026学年人教版新教材物理九年级上学期课堂限时训练： 14.1能量的转化与守恒 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题：本大题共9小题，共18分。 1.下列情景中，属于能量转移的是(    ) A. 钻木取火 B. 燃料燃烧时发热 C. 在热水中加入凉水变成一杯温水 D. 电动机带动水泵把地下水送到地面 2.下列对能量转化的描述正确的是(    ) A. 蓄电池放电：化学能电能 B. 电热水器工作：内能电能 C. 日光灯工作：电能化学能 D. 摩擦生热：内能机械能 3.下列属于内能转移的是(    ) A. 双手摩擦生热 B. 泡热水取暖 C. 植物光合作用 D. 用电灯照明 4.第届夏季奥林匹克运动会的主火炬的上部是一个高为、直径为的热气球。火炬手点燃火焰环后，热气球缓缓腾空，如图所示。下列说法中正确的是(    ) A. 点燃火焰环后，燃料的内能转化为化学能 B. 点燃火焰环后，热气球缓缓腾空，这个过程中内能转化为机械能 C. 热气球缓缓腾空的过程中动能和重力势能的总和是不变的 D. 热气球缓缓腾空的过程说明可以创造机械能 5.如图所示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. 在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C. 小球运动到相同的高度，具有相同的动能 D. 在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 6.关于功和能的关系，下列说法正确的是(    ) A. 物体具有的能越多，它做的功越多 B. 物体有了能就一定正在做功 C. 能量的转化是通过做功实现的 D. 做功的物体不一定具有能 7.以下四幅图中，关于能量转化说法正确的是(    ) A. 图甲所示，过山车向下运动时是动能转化为重力势能 B. 图乙所示，水电站将水的电能转化为机械能 C. 图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能 D. 图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将热能转化为动能 8.下列关于能量转化的说法，正确的是(    ) A. 甲图中，水力发电时水的重力势能越大，能发出的电越多 B. 乙图中，风力发电将电能转化为空气的动能 C. 丙图中，人造卫星从远地点到近地点时将动能转化为重力势能 D. 丁图中，运动员拉弓射箭，弓的弹性势能转化为箭的弹性势能 9.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子如图所示。在阳光的照射下，小电扇快速转动，该装置的能量转化情况是(    ) A. 太阳能电能机械能 B. 太阳能机械能电能 C. 电能太阳能机械能 D. 机械能太阳能电能 二、填空题：本大题共6小题，共12分。 10.如图所示是离手后的篮球在空中的部分运动轨迹。若点和点等高，且不计空气阻力，则篮球在点的动能______选填“大于”“等于”或“小于”在点的动能，整个过程机械能的总量______选填“守恒”或“不守恒”。 11.能量的转化在生活中处处可见。请仿照示例，写出一个生活中能量转化的实例并说明能量的转化情况不能与示例类同。 示例：实例：闭合开关，电扇转动。 能的转化：电能转化为机械能。 实例：          ； 能的转化：           。 12.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。 13.电动汽车在行驶时，电能主要转化为______；而电动机产生的热量很难回收，这是因为能量的转化和转移是具有______的。有人认为随着科技进步，人类可以制造出不消耗能量的永动机，让汽车永远运动下去，这种说法违背了______定律。 14.如图把易拉罐剪开做成热风车，把蜡烛点燃，风车转动起来，通过______选填“做功”或“热传递”改变了空气内能。整个过程中能量转化是______。 15.年月，国家卫健委提出将持续推进“体重管理”三年行动。 身体质量指数是国际上常用的衡量人体胖瘦程度和健康风险的简易指标，计算公式为：。中国成人分类标准如表所示： 范围 体重分类 健康风险 体重过低 营养不良、免疫力下降风险 正常范围 健康风险最低 超重 高血压、糖尿病风险 肥胖 血管疾病、代谢综合征风险 某质量，身高的成年男性，其身体质量评估为______填“体重过低”“正常范围”“超重”或“肥胖”。为践行健康生活，该男子开始通过跑步锻炼身体，跑步时闻到的花香是______填“分子”“原子”或“物体”的扩散现象。跑步时膝关节承受的冲击力约为体重的倍，换用鞋底面积是原来倍的缓震跑鞋后，跑步时对地面的压强将______填“增大”“减小”或“不变”。 卡路里是衡量能量的单位，专门用于量化食物提供的能量或人体消耗的能量。卡路里卡定义为使水温度升高所需的热量，即______，人体维持体温的能量主要来源于食物化学能转化成的______能。小华吃了一个千卡的苹果，他想通过爬楼梯消耗能量，假设爬楼功率为，需持续运动约______填“”“”或“”秒才能消耗这些能量。水的比热容是 三、实验探究题：本大题共2小题，共12分。 16.如图小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球和的质量大于分别从不同的高度和由静止开始滚下，观察木块被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。 实验中木块移动的距离长短是用来反映          选填“小球的动能大小”或“木块所受摩擦力大小”。 实验中，钢球滚到斜面底端后会继续向前运动，是因为钢球具有          若水平面绝对光滑，本实验将          选填“能”或“不能”达到探究目的。 由图甲、乙两图可得实验结论：          。 甲、丙两图中摩擦力对木块做的功分别为和，二者的大小关系是           同组的小李用图丁所示的器材探究影响重力势能大小的因素：将铁球从斜面由静止释放然后压缩弹簧，记录铁球速度减为时弹簧的长度，小球的重力势能最终转化成了弹簧的          铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越          选填“大”或“小”。 结合本实验和所学知识，分析图戊所示的水坝，发电机安装在          位置较为合理选填“”或“”。 17.在跨学科实践课上，某小组开展了“设计太阳能小车”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流会的实践过程，请帮助完成下列内容。 【项目分解】 设计太阳能小车。 优化太阳能小车电力系统。 【项目实施】 设计太阳能小车。 太阳能小车的核心是太阳能电池板；太阳能电池板工作时，是将太阳能转化成______能，再带动电动机工作，其中电动机的工作原理是______。 优化太阳能小车电力系统。 小组同学发现，太阳能发电受光照强度影响，在光照不足时小车的动力不足，用来补充光照不足时能量缺口。在光照充足时，可为蓄电池充电，在电路中相当于______；光照不足时，蓄电池为小车提供电能，此时蓄电池内发生的能量转化是______。 【项目拓展】 太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车，相比传统热机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排放，太阳能汽车被诸多国家所提倡。 若一辆太阳能汽车在水平路面上以最大机械功率运动，一段时间后再将功率减小到，并保持此功率运动，运动过程中汽车受到的阻力恒定不变，则阻力为______，的大小为______。 四、简答题：本大题共2小题，共10分。 18.图甲是运动员在年北京冬奥会自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从高的跳台上的点自由滑下，从点冲出，如图乙所示。运动员在空中能否达到与点高度相同的点？为什么？ 19.如图所示，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量，所以能量守恒定律不成立。你认为他的说法正确吗？说说理由。 五、综合题：本大题共2小题，共20分。 20.阅读短文，回答问题． 超材料体素 超材料体素具有轻量化、高性能、易制造、组装速度快等特性．简单来说，超材料体素就像是一块网格状乐高积木，以它为材料来排列组合，可以组建赛车、机器人等各类复杂事物．如图是目前已经研发出来的一款由超材料体素组成的赛车，当撞上障碍物后，赛车网格状的内部结构发生变形后反弹吸收冲击力，使赛车几乎不受到损坏．已有资料显示，超材料体素运用在风力涡轮机的叶片上，可实现叶片现场组装拆卸乃至回收利用．用超材料体素制作的飞机机翼可以在具有高强度特性的同时更加灵活，更贴近鸟类翅膀，可以顺势、持续改变形状来应对气压或风速的变化．超材料体素运用在机器人领域，可使机器人完成各类灵活动作，多个机器人甚至可以重组成一座桥． 超材料体素组成的赛车在撞上障碍物后，几乎不受到损坏的原因是          ． 用超材料体素制作的飞机机翼通过改变形状来应对风速的变化，应用的物理原理是          ． 超材料体素运用在风力涡轮机的叶片上，可实现叶片现场组装拆卸乃至回收利用．小明由此设想：可以利用超材料体素制成风力发电永动机，通过回收的叶片来储存能量以实现循环使用．你认为小明的设想          选填“能”或“不能”实现，理由是          ． 结合文中信息，提出一个可研究的物理问题：          不得与小问重复 21.阅读短文，回答问题． 喷气发动机 喷气发动机分为火箭喷气发动机和空气喷气发动机年，我国的长征四号丙运载火箭，成功将一颗卫星送入预定轨道该运载火箭靠火箭喷气发动机获得推进力． 火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，其燃料有固体的和液体的如图甲所示为液体火箭喷气发动机的工作原理示意图，燃料和氧化剂分别装在两个箱子里，由输送系统按时按量地把燃料和氧化剂喷入燃烧室，用电火花点燃，燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出，对火箭产生强大的反冲推力使它前进． 空气喷气发动机本身只携带燃料，需要从外界空气中获得足够的氧来助燃空气喷气发动机的种类很多，如图乙所示为空气涡轮喷气发动机结构图工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行． 地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收          进行通信的． 火箭喷气发动机工作过程中，先将燃料的化学能转化为          能，然后再将其转化为火箭的          能           火箭空气喷气发动机不能在大气层外工作． 如图乙所示的空气涡轮喷气发动机工作过程中，气体温度是不断变化的图丙中，能大致反映气体的温度随时间变化的是          ． 答案和解析 1.【答案】  【解析】略 2.【答案】  【解析】略 3.【答案】  【解析】略 4.【答案】  【解析】略 5.【答案】  【解析】略 6.【答案】  【解析】A.物体具有的能越多，物体能够对外做的功越多，它做的功不一定越多，故A错误； B.具有能的物体不一定正在做功，故B错误； C.能量转化是通过做功来实现的，故C正确； D.正在做功的物体一定具有能，故D错误。 7.【答案】  【解析】解：、图甲中，过山车向下运动时质量不变，高度减小，速度增大，是重力势能转化为动能，故A错误； B、图乙中，水力发电，将水的机械能转化为电能，故B错误； C、图丙中，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为机械能动能，故C正确； D、图丁中，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，是通过摩擦做功将机械能转化为内能，故D错误。 故选：。 能量转化的过程中，必定有一种能量减少，另一种能量增加；分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。 能量转化的过程都是有规律可循的，在平常的学习中要注意总结归纳。例如燃料燃烧都是将化学能转化成内能、植物体中蕴含的能量可统称为化学能等。 8.【答案】  【解析】解：、一定量的水，水具有的重力势能越多，带动发电机工作时能发出的电越多，故A正确。 B、风力发电将空气的动能转化为电能，故B错误。 C、人造卫星从远地点到近地点时质量不变，高度变小，速度变大，则重力势能减少，动能增加，将重力势能转化为动能，故C。 D、运动员拉弓射箭，弓的弹性势能转化为箭的机械能，故D错误。 故选：。 能量转化的过程中，必定有一种能量减少，另一种能量增加；分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。 能量转化的过程都是有规律可循的，在平常的学习中要注意总结归纳。 9.【答案】  【解析】略 10.【答案】等于  守恒  【解析】解：由题意知，不计空气阻力，篮球在空中运动过程中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量守恒； 图中点和点等高，篮球的质量不变，则在点和点时篮球的重力势能相等，所以，篮球在点的动能等于在点的动能。 故答案为：等于；守恒。 影响动能大小的因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大；机械能是动能与势能的和。在不计空气阻力和摩擦时，机械能守恒。 本题考查了对机械能概念的理解与机械能守恒条件的认识，属基础题。 11.【答案】植物吸收太阳光进行光合作用 光能转化为化学能   【解析】解：示例一：植物吸收太阳光进行光合作用；能量的转化：光能转化为化学能； 示例二：搓手时，手的温度升高；能量的转化：机械能转化为内能。 故答案为：植物吸收太阳光进行光合作用；光能转化为化学能。 判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。 此题考查能量的转化和转移，为开放性题目，答案不唯一。在自然界中，能量转化的现象很多，但需要通过一些器械装置或在一定条件下。能量的转化也是有规律可循的，例如用电器都是将电能转化成了其它形式的能。在日常的学习中我们要注意总结归纳。 12.【答案】不能 内 小于   【解析】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，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。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。 13.【答案】机械能  方向性  能量守恒  【解析】解：电动汽车在行驶时，电能主要转化为机械能；而电动机产生的热量很难回收，这是因为能量的转化和转移是具有方向性的。有人认为汽车在行驶过程中，可以使发电机发电，从而永远运动下去，这种说法违背了能量守恒定律。 故答案为：机械能；方向性；能量守恒。 自然界中的能量以不同的形式存在，它们之间可以相互转化，在能量的转化和转移过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律。能量的转化和转移具有方向性。 本题考查了对能量守恒定律的认识、对能量转化的判断、对能量转化和转移方向性的了解，属基础题。 14.【答案】热传递  化学能转化为内能，再转化为机械能  【解析】解：蜡烛点燃，烛焰的温度高于烛焰周围的空气，存在温度差，具备热传递发生的条件，热传递的方向，是由高温物体向低温物体传递热量，所以通过热传递改变了空气内能； 蜡烛燃烧，通过燃料燃烧具有的化学能转化为蜡烛周围空气的内能，使烛焰周围的空气受热膨胀，形成上升的气流对风车做功，所以空气的内能又转化为风车的机械能。 故答案为：热传递；化学能转化为内能，再转化为机械能。 改变物体内能的方式有两种：做功和热传递； 判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。 本题考查内能的改变、及能量的转化与守恒，难度不大。 15.【答案】超重；分子；增大；  ；热；  【解析】解：身高对应的值：，，属于超重范围； 闻到花香是由于分子在不停地做无规则运动，发生了扩散现象； 跑步时膝关节承受的冲击力约为体重的倍，换用鞋底面积是原来倍的缓震跑鞋后，由知跑步时对地面的压强将变大； 由题知，的水温度升高所吸收的热量为卡， 的水温度升高所吸收的热量：， 所以卡； 人体维持体温的能量主要来源于食物化学能转化成的热能； 千卡； 假设爬楼功率为，需持续运动的时间为： 。 故答案为：超重；分子；增大；；热；。 根据题意利用求出卡合多少焦；一切物质的分子都在不停地做无规则运动； 本题考查了分子动理论的知识、热量公式以及功率公式的应用，是一道力热综合题。 16.【答案】小球的动能大小； 惯性；不能； 当物体的质量一定时，速度越大，物体的动能越大； ； 弹性势能；小；   【解析】实验中采用了转换法，通过观察木块移动的距离长短来反映小球的动能大小，小球动能越大，推动木块移动的距离就越远； 钢球滚到斜面底端后会继续向前运动，是因为钢球具有惯性，会保持原来的运动状态继续向前运动； 若水平面绝对光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来比较小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的； 图甲、乙两图中，小球的质量相同，从不同高度滚下，到达水平面时的速度不同，高度越高速度越大，推动木块移动的距离越远，小球的动能越大，故可得出结论：当物体的质量一定时，速度越大，物体的动能越大； 甲、丙两图中，木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同，所以木块所受的摩擦力相同，木块移动的距离，根据这里为摩擦力可知，摩擦力对木块做的功； 将铁球从斜面由静止释放然后压缩弹簧，小球的重力势能最终转化成了弹簧的弹性势能； 铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，说明弹簧的弹性形变越小，铁球对弹簧做的功越少，则铁球的重力势能越小； 由图戊可知，相同水位，相对于的高度较高，因而具有的重力势能较大，发电时可以产生更多的电能，所以发电机安装在位置较为合理。 17.【答案】电能  通电导体在磁场中受力而转动  用电器  化学能转换为电能      【解析】解：太阳能电池板工作时，将太阳能转化成电能； 电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的； 在光照充足时，可为蓄电池充电，在电路中相当于用电器； 光照不足时，蓄电池为小车提供电能； 【项目拓展】若一辆太阳能汽车在水平路面上以最大机械功率运动，由图像知， 根据得，则汽车受到的牵引力是；汽车进行匀速直线运动，则汽车受到的阻力是； 当汽车速度减小时，汽车受到的阻力不变， 汽车保持速度运动时的功率。 故答案为：电；通电线圈在磁场中受力而转动；用电器；化学能转化为电能；【项目拓展】；。 太阳能电池板是利用太阳能发电，电动机的原理是通电导体在磁场中受力而转动； 充电时，消耗电能，是用电器，放电时将化学能转化为电能释放； 【项目拓展】首先根据图像分析小车的运动速度，然后结合功率公式计算牵引力，结合运动状态，判断阻力的大小，然后根据功率计算式计算功率。 本题考查了功率的相关计算以及电动机的原理，属于基础题目，难度较小。 18.【答案】运动员在空中不能达到与点高度相同的点，因为运动员从点自由下滑过程中有机械能损失，导致其在空中的机械能小于在点时的机械能，故无法到达与点高度相同的点。  【解析】在能量的转化和转移过程中，会有能量的损失，运动员从点自由下滑过程中，受到空气阻力、摩檫力等，有机械能损失，导致其在空中的机械能小于在点时的机械能，故无法到达与点高度相同的点。 19.【答案】这种说法不正确。理由：轻轻推倒第一块小木板，小木板在倒下过程中，其重力势能转化为动能，这部分动能传递给下一块木板，使下一块木板也获得能量发生运动，如此依次传递能量，最终使得最后一块大木板被推倒。在整个过程中，并不是产生了更多的能量，而是能量在不同木板之间进行传递和转化。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，这就是能量守恒定律。所以，该实验并没有违背能量守恒定律，此说法错误。  【解析】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。轻轻推倒第一块小木板，小木板在倒下过程中，其重力势能转化为动能，这部分动能传递给下一块木板，使下一块木板也获得能量发生运动，如此依次传递能量，最终使得最后一块大木板被推倒。在整个过程中，并不是产生了更多的能量，而是能量在不同木板之间进行传递和转化。所以，该实验并没有违背能量守恒定律，此说法错误。 20.【答案】赛车网格状的内部结构发生变形后反弹吸收冲击力 流速越大的位置，压强越小 合理即可 不能 违背了能量守恒定律合理即可 超材料体素赛车网格状的内部结构吸收冲击力的大小与网格大小是否有关 合理即可   【解析】略 21.【答案】电磁波 内 机械 空气   【解析】略 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$