第1节 能量的转化与守恒（举一反三讲义）物理新教材人教版九年级全一册

第1节 能量的转化与守恒 目 录 【学习目标】 1 【思维导图】 3 【知识梳理】 3 知识点一：能量的转化和转移 3 知识点二：能量守恒定律 8 【方法技巧】 12 方法技巧1 能量的转化或转移 12 方法技巧2 能量守恒定律 12 【巩固训练】 12 【学习目标】 （一）学习目标 核心素养 具体目标内容 物理观念：建立“能量有多种形式，且在转化/转移中总量守恒”的认知，形成系统的能量知识框架； 科学思维：通过区分“转化与转移”、解释现象，培养“分类对比、逻辑推理”能力。 1.能说出6种以上常见能量形式，并能举例说明； 2.区分“能量转化”和“能量转移”，并能举例分析； 3.能准确复述能量守恒定律；并能利用定律解释生活实例； 4.知道永动机的概念，理解其不能实现的原因。 科学探究：通过分析实验、生活实例，提升“从现象提炼规律、用规律解释现象”的实践能力； 应用能力：将守恒定律转化为“分析实际问题、辨别错误设想（永动机）”的工具。 1.给定生活现象，能独立分析其中的能量转化/转移过程；结合实验现象，能推导能量转化关系，并用文字或简单图示表达； 2.能用能量守恒定律解释“看似能量减少”的现象；能从能量角度分析“设想中的永动机”不能工作的原因； 3.给出10个混合了“转化”和“转移”的实例，能准确分类。 科学态度与责任：树立“遵循科学规律办事”的观念，形成“节能、合理利用能量”的社会责任感； STSE观念：建立 “科学-技术-社会-环境” 的联系，认识能量利用对生活和环境的影响。 1.通过了解永动机的发展史，认识“科学规律对实践的指导作用”，摒弃“无中生有获取能量”的错误观念，养成“尊重科学规律、严谨求实”的态度；体会能量守恒定律的普遍性，感受自然界规律的统一性； 2.能主动发现生活中的能量转化/转移现象，认识“能量知识与日常生活、科技的紧密联系”； 3.尝试提出“合理利用能量”的建议，初步培养“节能、环保”的意识。 （二）重点难点 1.重点 （1）常见能量形式的识别与举例； （2）能量“转化”与“转移”的区别及实例分析； （3）能量守恒定律的内容及核心理解； （4）用能量转化/转移关系分析教材实验和简单生活实例。 2.难点 （1）复杂现象中的能量转化分析； （2）用能量守恒定律解释“能量看似消失”的现象； （3）永动机不能实现的深层原因理解； （4）准确区分“转化”与“转移”的边界案例。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点一：能量的转化和转移 1.常见的能量形式 （1）机械能：物体的动能与势能之和（如运动的汽车、被举高的杠铃）； （2）内能：物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和（如热水、高温铁块）； （3）化学能：物质发生化学变化时释放或吸收的能量（如燃料、食物、电池）； （4）电能：电流所具有的能量（如输电线路中的电、电池提供的电）； （5）光能：光辐射所携带的能量（如太阳光、灯光）； （6）其他形式：风能（空气流动的能量）、核能（原子核变化释放的能量）、潮汐能（天体引力引发的能量）等。 2.能量的转化 （1）特点 在一定条件下，不同形式的能量可以相互转化，转化过程中能量形式发生改变（如“机械能→内能”“光能→化学能”）。 （2）实验 实验操作 现象 能量转化关系 来回迅速摩擦双手 手发热 机械能→内能 黑塑料袋装水 + 温度计放阳光下 温度计示数升高 光能→内能 太阳能电池连小电扇（对阳光） 电扇转动 光能→电能→机械能 塑料笔杆摩擦头发后靠近纸片 纸片被吸引 机械能→电能（摩擦起电） （3）生活中常见的能量转化实例 现象 能量转化关系 燃料燃烧（如烧煤、汽油） 化学能→内能 热机工作（如汽车发动机） 化学能→内能→机械能 电灯发光发热 电能→光能 + 内能 电动机带动水泵抽水 电能→机械能 风力发电 风能→电能 水力发电 水能（机械能）→电能 植物光合作用 光能→化学能 钻木取火 机械能→内能 + 光能 撑杆跳高（助跑到上升） 化学能→动能→弹性势能→重力势能 3.能量的转移 （1）特点 能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量形式不发生改变。 （2）典型实例 ①热传递：如一杯热水将热量转移给冷水（内能从热水转移到冷水，形式仍为内能）； ②导线导电：电能从电源转移到用电器（形式仍为电能）； ③声音传播：声能从发声体转移到周围空气（形式仍为声能）。 4.转化与转移的区别 类别 能量形式变化 举例 能量转化 改变 摩擦生热（机械能→内能） 能量转移 不变 热传递（内能从热水到冷水） 【典例1】能量转化是非常普遍的现象，下列关于能量转化的叙述正确的是（    ） A．洗衣机甩干衣服时，将内能转化为机械能 B．给蓄电池充电时，将化学能转化为电能 C．炉灶中烘焙燃烧时，将内能转化为化学能 D．植物吸收太阳光进行光合作用，将光能转化为化学能 【答案】D 【解析】 A．洗衣机甩干衣服时，消耗电能，电动机将电能转化为机械能，故A错误； B．给蓄电池充电时，消耗电能，电能转化为化学能储存在电池中，故B错误； C．炉灶燃烧燃料时，化学能转化为内能，故C错误； D．植物光合作用，利用太阳光将水和二氧化碳转化成有机物，是将太阳能（光能）转化为化学能储存在有机物中，故D正确。 故选D。 【典例2】下列过程中，能量发生转化的是 ，能量发生转移的是 。（均填序号） ①杯中的热水慢慢变凉 ②飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴 ③水沸腾时，水壶盖被向上顶起来 ④抱住热水袋，会感到双手暖和 ⑤在磨刀石上磨刀时，刀会变热 【答案】②③⑤ ①④ 【解析】[1][2]能量转化是一种形式的能量转变为另一种形式的能量；能量转移是能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量形式不变。 ①杯中的热水慢慢变凉：热水的内能转移到空气中，能量形式不变，是能量转移。 ②飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴：流星与空气摩擦，机械能转化为内能和光能，是能量转化。 ③水沸腾时，水壶盖被向上顶起来：水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，是能量转化。 ④抱住热水袋，会感到双手暖和：热水袋的内能转移到手上，能量形式不变，是能量转移。 ⑤在磨刀石上磨刀，刀会变热：机械能转化为内能，是能量转化。 所以能量发生转化的是②③⑤，能量发生转移的是①④。 【变式1】（2025·辽宁葫芦岛·二模）无链条电动自行车有省力、灵活、安静等优点，此车可以通过骑行者踩脚踏板获得能量，踩脚踏板获得的能量存储在自行车框架中的锂电池内，这个过程是将 转化为电能；小军在骑车时突然撞到路旁的护栏向前扑出，这是因为小军具有 。 【答案】机械能 惯性 【解析】[1]由题意知，此车可以通过骑行者踩脚踏板获得电能，因此这一过程是将机械能转化为电能； [2]小军在骑车时突然撞到路旁的护栏，车子停止，而人由于惯性继续保持原来的运动状态，所以会向前扑出。 【变式2】下列现象中，没有发生能量转化的是（    ） A．锯木头时，锯条发热 B．点燃的爆竹腾空而起 C．手摸热水袋感到暖和 D．手冷时搓手取暖 【答案】C 【解析】A．锯木头时，锯条发热是由于摩擦做功，机械能转化为内能，发生了能量转化，故A不符合题意； B．爆竹腾空而起是火药燃烧释放化学能，转化为热能和机械能，发生了能量转化，故B不符合题意； C．手摸热水袋感到暖和时，热量通过热传递转移到手，属于内能的转移，能量形式未改变，故C符合题意； D．搓手取暖是通过摩擦做功，机械能转化为内能，发生了能量转化，故D不符合题意。 故选C。 【变式3】制作汽轮机。 （1）制作叶轮：在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝，将铝片插在小缝中，在叶轮中心用锥子钻一个小孔，将铁丝穿过小孔，使叶轮能在铁丝上自由转动。 （2）组装“汽轮机”：按照如图所示组装器材，注意调整叶轮的位置，使导管的管口正对着叶片。 （3）给烧瓶中的水加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷出时可以看到叶轮转了起来。 （4）探究思考： ①酒精燃烧， 能转化为水和水蒸气的内能。 ②汽轮机工作时，水蒸气对叶轮做功，将 能转化为 能。 ③瓶口处喷出大量“白气”是因为： 。 【答案】化学 内 机械 水蒸气遇冷液化形成的 【解析】（4）①[1]酒精燃烧时，将酒精内部储存的化学能转化为水和水蒸气的内能。 ②[2][3]汽轮机工作时，水蒸气推动叶轮转动，水蒸气对叶轮做功，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能。 ③[4]水蒸气的内能转化为叶轮的机械能，水蒸气的内能减小，温度降低，高温水蒸气遇冷液化为小水滴，形成白气。 知识点二：能量守恒定律 1. 内容 能量既不会凭空消灭，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。 2. 理解与实例 实例1：秋千越摆越低、小球弹跳高度逐渐降低 并非能量消失，而是部分机械能转化为内能（克服摩擦做功），机械能 + 内能的总能量不变。 实例 2：燃油汽车行驶 燃料化学能→燃气内能→机械能（驱动汽车）+ 内能（发动机散热），总能量不变。 3. 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，适用于物理学、化学、生物学、地理学等所有领域，从天体运动到原子核变化均遵循该定律。 4.永动机 （1）概念 设想中“不需要动力，就能源源不断对外做功的机器”。 （2）不能实现的原因 ①从能量转化角度：机器运转必然存在摩擦，部分机械能会转化为内能散失，无法循环补充，最终会停止； ②从能量守恒角度：机器做功需要消耗能量，而能量不能无中生有，无法 “不输入能量却持续输出功”，因此永动机永远无法制造成功。 易混点与拓展 1.易错提醒：不能说“能量消失”或“能量产生”，只能说“转化”或“转移”（遵循守恒定律）； 2.科学史拓展： （1）早期“热质说”认为热是“无质量流质”，被伦福德（钻孔生热实验）、戴维（摩擦冰熔化实验）否定； （2）焦耳通过大量实验，定量证明“机械功与内能的转化关系”，为能量守恒定律奠定基础。 【典例3】（2025·山东·中考真题）2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有 性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持 。 【答案】方向 不变 【解析】[1]在核聚变中，核能可转化为内能，但内能无法自发转化为核能，这体现了能量转化具有方向性，即能量的转化和转移是有特定方向的，不能随意反向进行。 [2]根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，在能量的转化和转移过程中，能量的总量始终保持不变。 【典例4】（2025·宁夏·中考真题）如图所示，是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。钢珠离开轨道B点上升的过程中，主要是将 能转化为 能；你认为钢珠在往复运动过程中， （选填“需要”或“不需要”）消耗其他形式的能量。 【答案】动 重力势 需要 【解析】[1][2]钢珠离开轨道B点上升的过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大，主要是将动能转化为重力势能。 [3]根据能量守恒定律，钢珠在往复运动过程中，由于受到摩擦力等阻力的作用，机械能会逐渐减小，所以需要消耗其他形式的能量来维持运动。 【典例5】科学家们曾设计过如图所示的装置，并设想只要一开始给这个装置一定的初速度，它便能一直运行转动，但是这样的设想始终没能实现，因为这种设想违背了 。 【答案】能量守恒定律 【解析】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，能量在转移或转化的过程中总量保持不变，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地转动下去，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1】（2025·辽宁抚顺·模拟预测）抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。它可将电网负荷低谷时的多余电能转变为电网高峰时期的高价值电能。将水抽至上水库时，水的 能增大，在用电高峰时转化为电能。这个过程中能量的总量是 的。 【答案】机械 守恒 【解析】[1]将水抽至上水库时，水的位置升高，重力势能增大，机械能增大，在用电高峰时转化为电能。 [2]根据能量守恒定律，这个过程中能量的总量是保持不变的。 【变式2】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，说明小球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．在小球的运动过程中，有一部分机械能转化成了内能 D．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的 【答案】C 【解析】A．由图可知，小球弹起高度越来越小，是因为运动过程中机械能转化为内能，如：空气阻力、与地面碰撞的能量损失，但整个系统的总能量是守恒的（机械能 + 内能的总量不变），并非能量不守恒，故A错误； B．在小球的运动过程中，与空气摩擦做功、与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，散失到了空气中和地面上，所以小球的机械能总量会减小，故B错误； C．小球运动时，因空气阻力摩擦、与地面碰撞，一部分机械能转化为内能，如：小球和空气的内能增加，导致机械能减少，弹起高度降低，故C正确； D．能量守恒定律是普遍成立的自然规律，不需要建立在特定条件之上。小球的现象只是机械能与内能的转化，总能量始终守恒，是没有条件的，故D错误。 故选C。 【变式3】如图甲所示为游乐园中过山车运行的情景，图乙是用小球和轨道模拟过山车某段运行过程的示意图，小球从A点由静止释放，沿轨道先后经过B、C、D三点，最后到达E点时小球的速度为零。已知B、D两点的高度相等，下列说法正确的是（　　） A．小球在B点的机械能等于其在D点的机械能 B．小球在整个运动过程中将部分机械能转化为内能 C．小球从A点运动到C点的过程中，内能转化为机械能 D．小球从A点运动到E点的过程中，机械能保持不变 【答案】B 【解析】A．小球在运动过程中受到摩擦阻力，机械能会因克服摩擦做功而转化为内能，因此机械能逐渐减小。由于B点在D点之前，小球在B点的机械能大于在D点的机械能，故A错误； B．小球运动时因摩擦阻力，部分机械能转化为内能（如轨道和小球的内能），因此整个运动过程中机械能有损耗，故B正确； C．小球从A点运动到C点的过程中，是机械能转化为内能（克服摩擦做功），而非内能转化为机械能，故C错误； D．由于存在摩擦阻力，小球的机械能会不断转化为内能，因此从A到E的过程中机械能不守恒（逐渐减小），故D错误。 故选B。 【方法技巧】 方法技巧1 能量的转化或转移 识别能量转化的方法 看关键字词：一般有“动”字对应的是机械能；有“热”字对应的是内能；有“电”字对应的是电能。 看能量的形式是否发生变化确定是转化或转移：能的形式发生变化的是转化；没有发生变化的是转移。 方法技巧2 能量守恒定律 三点理解能量守恒定律 （1）能量不会凭空产生或消失； （2）能量只会发生“转化”或“转移”； （3）能量的总量是不会发生变化的。 【巩固训练】 1．下列对能量转化的描述不正确的是（　　） A．发电机工作：机械能——电能 B．蓄电池放电：电能——化学能 C．萤火虫发光：生物质能——光能 D．内燃机工作：化学能——内能——机械能 【答案】B 【解析】A．发动机工作时，消耗机械能，产生电能，将机械能转化为电能，故A正确，不符合题意； B．蓄电池放电时，蓄电池相当于电源，是将化学能转化为电能，故B错误，符合题意； C．萤火虫发光时，将自身的生物质能（化学能）转化为光能，故C正确，不符合题意； D．内燃机工作时，燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．关于以下能量转化的说法正确的是（　　） A．蓄电池充电主要是化学能转化为电能 B．电水壶烧水主要是电能转化为机械能 C．植物的光合作用是把太阳能转化为化学能 D．电风扇工作主要是电能转化为内能 【答案】C 【解析】A．蓄电池充电过程中将电能转化为化学能储存在电池中，故A错误； B．电水壶烧水主要是电能转化为内能，使水的内能增加，故B错误； C． 植物的光合作用产生有机物，是把太阳能转化为化学能，故C正确； D．电风扇工作消耗电能，产生机械能，把电能转化为机械能，故D错误。 故选C。 3．下列实例中，将内能转化为机械能的是（　　） A．流星穿过大气层时发光发热 B．冬天嘴对着双手哈气 C．水沸腾时，蒸汽推动壶盖 D．不锈钢汤勺放在热汤中 【答案】C 【解析】A．流星穿过大气层时发光发热，是流星与空气摩擦，克服摩擦力做功，使流星温度升高，内能增加，是将机械能转化为内能，故A不符合题意； B．冬天嘴对着双手哈气，是通过热传递的方式改变手的内能，哈出的热气温度高于手的温度，热量从热气转移到手上，使手的内能增加，属于内能的转移，并非能量的转化，故B不符合题意； C．水沸腾时，蒸汽推动壶盖，蒸汽对壶盖做功，蒸汽的内能减少，壶盖的机械能增加，此过程将内能转化为机械能，故C符合题意； D．不锈钢汤勺放在热汤中，汤的温度高于汤勺，热量从热汤转移到汤勺，使汤勺的内能增加，属于热传递改变内能，是内能的转移，不是能量的转化，故D不符合题意。 故选C。 4．下列4幅图的说法中正确的是（　　） A．甲图，用燃气灶烧水时，燃气的化学能转化为水的内能 B．乙图，小球弹跳的高度逐渐降低，说明能量会凭空消失 C．丙图，火箭发射时加速上升，是动能转化为重力势能 D．丁图，只要坚持不懈，科学家们终有一天会发明出永动机 【答案】A 【解析】A．用燃气灶烧水时，燃气燃烧时产生大量的热，将化学能转化为内能，再通过热传递将热量传递给水，水的内能增加，该过程中燃气的化学能转化为水的内能，故A正确； B．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，故B错误； C．火箭发射时加速上升，质量不变，速度增大，高度增大，动能和重力势能均增加，动能没有转化为重力势能，故C错误； D．根据能量守恒定律可知，能量的总量保持不变，但是机械在运转过程中，由于摩擦等因素的存在，总会有一部分能量转化成了其它形式的能，所以机械能有损失，故永动机不可能发明出来的，故D错误。 故选A。 5．如图所示，在一次校科技运动会上，小吕同学展示了“水火箭”项目，他将气体打入密闭的容器内，使得容器内空气的气压增大，当超过橡皮塞与瓶口接合的最大程度时，瓶口与橡皮塞自由脱离，容器内水向后喷出，获得反作用力射出。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A．在打气过程中，内能转化为机械能 B．“水火箭”上升过程中克服空气阻力做功，内能减小 C．“水火箭”上升时，主要把动能转化为重力势能 D．“水火箭”下降时降落伞打开，匀速下降，此过程中不遵循能量守恒定律 【答案】C 【解析】A．在打气过程中，对瓶内气体做功，机械能转化为气体的内能，故A错误； B．水火箭上升过程中克服空气阻力做功，机械能转化为内能，内能增大，故B错误； C．“水火箭”上升时，速度变小，动能变小，高度增加，重力势能增加，主要将动能转化为重力势能，小部分动能转化为内能，故C正确； D．能量不管如何转移和转化，总量都是不变的，都遵循能量守恒定律，故D错误。 故选C。 6．如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众可以看到纸片小人的影子运动起来。下列有关能量转化的说法中，正确的是（　　） A．蜡烛燃烧—内能转化为化学能 B．烛焰驱动扇叶转动—烛焰内能转化为扇叶的机械能 C．蜡烛的化学能全部转化为扇叶和马的机械能 D．扇叶最后停止运动，所有的能量消失了 【答案】B 【解析】A．蜡烛燃烧的过程是蜡烛所含的化学能转化为热能（内能）和光能，不是“内能转化为化学能”，故A错误； B．加热后空气向上流动对扇叶做功，烛焰放出的热量（内能）转化为扇叶的机械能，故B正确； C．蜡烛燃烧放出的化学能除一部分转化为扇叶等的机械能外，还转化为热能、光能等，不会全部变为机械能，故C错误； D．扇叶停止转动时，机械能转化为其它形式的能（如内能）并未消失，故D错误。 故选B。 7．关于能量的转化和转移，下列说法正确的是（　　） A．金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小 B．冬天搓手取暖是将内能转化为机械能 C．汽油机的做功冲程主要将机械能转化为内能 D．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变 【答案】D 【解析】A．金属汤勺放在热汤中，金属汤勺吸收热量，内能增加，温度升高，故A错误； B．改变物体内能的方式有两种，是做功和热传递；搓手取暖是机械能转化为内能，是通过做功的方式改变内能，故B错误； C．汽油机的做功冲程中高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程将机械能转化为内能，故C错误； D．能量的转化和转移具有方向性，在转化和转移过程中能量的总量保持不变，可利用的能源是有限的，所以要节约能源，故D正确。 故选D。 8．2025年9月27日03时28分，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙遥四十五运载火箭成功发射风云三号08星（H星）。火箭中燃料燃烧并向下喷出燃气推进火箭上升，主要发生的能量转化是（　　） A．电能→光能→化学能 B．化学能→内能→机械能 C．机械能→内能→化学能 D．化学能→电能→光能 【答案】B 【解析】燃料燃烧，燃料的化学能转化为高温气体的内能；火箭上升，气体的内能转化为火箭的机械能。所以火箭中燃料燃烧并向下喷出燃气推进火箭上升，主要发生的能量转化是：化学能→内能→机械能，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 9．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，下列关于能量转化或转移现象的说法中，正确的是（　　） A．太阳能电池工作时，电能转化为光能 B．摩擦起电时，机械能转化为电能 C．热水瓶瓶塞跳起时，机械能转化为内能 D．电风扇工作时，机械能转化为电能 【答案】B 【解析】A．太阳能电池工作时，是将光能转化为电能，而不是电能转化为光能，故A错误； B．摩擦起电时，通过摩擦做功，将机械能转化为电能，故B正确； C．热水瓶瓶塞跳起时，是瓶内气体的内能转化为瓶塞的机械能，故C错误； D．电风扇工作时，是电能转化为机械能，故D错误。 故选 B。 10．如图是一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（　　） A．机械能→电能→化学能→光能 B．电能→机械能→化学能→光能 C．机械能→电能→光能→化学能 D．电能→机械能→光能→化学能 【答案】A 【解析】球在被踢的过程中运动，具有机械能；其内部装置发电，是将机械能转化为电能；产生的电能储存在蓄电池中，是将电能转化为化学能；蓄电池为LED灯供电使其发光，是将化学能转化为光能，因此，整个过程的能量转化形式是：机械能→电能→化学能→光能，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 11．（2025·辽宁抚顺·模拟预测）太阳内部的氢原子在超高温度下释放巨大的核能，并且时刻向外辐射热量为地球上生命的存活提供了必不可少的能量。下列关于太阳的说法正确的是（    ） A．太阳能属于可再生能源 B．原子是自然界中的最小微粒不可以再分 C．人晒太阳时会感觉热是因为太阳能转化为光能 D．太阳内部的氢原子发生裂变释放出巨大的能量 【答案】A 【解析】A．太阳能可以源源不断获得，是可再生能源，故A正确； B．原子由原子核和电子组成，原子核又由质子和中子组成，因此原子可以再分，故B错误； C．晒太阳感觉热，是因为太阳能被皮肤吸收后转化为内能，故C错误； D．太阳能量来自核聚变（氢聚变成氦），不是核裂变，故D错误。 故选A。 12．以下是小倩总结的几个能量转移的情景，其中错误的是（    ） A．绿萝进行光合作用，是将光能转化为化学能 B．给手机充电，是将电能转化为化学能 C．阳光照射太阳能电池时，是将太阳能转化为化学能 D．使用水力发电，是将机械能转化为电能 【答案】C 【解析】A．光合作用是将光能转化为化学能储存，故A正确，不符合题意； B．手机充电时电池是用电器，此时电能转化为电池的化学能，故B正确，不符合题意； C．太阳能电池是直接将光能转化为电能，而非化学能，故C错误，符合题意； D．水力发电通过水的机械能带动发电机发电，是将机械能转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选C。 13．我国风能资源丰富，利用风力发电机组可以进行发电。如图是某城市风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，再由蓄电池为路灯供电的过程，对图示方框中能量形式判断正确的是（） A．甲和丙都是“电能”，而且大小相等 B．甲和丙都是“电能”，而且大小不等 C．乙是“电能” D．丁是“化学能” 【答案】B 【解析】由风力发电、存储、使用的过程可知，风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，再由蓄电池为路灯供电，因此，甲为电能、乙为化学能、丙为电能、丁为光能。甲和丙虽然都是电能，但电能在转化为化学能的过程中和化学能再转化为电能的过程中，会有一部分能量转化为内能，因此，甲和丙的大小不相等，故B正确，ACD错误。 故选B。 14．（多选）“多米诺骨牌”是一项有趣的活动。如图所示，按一定距离排列的骨牌，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，下列说法中正确的是（　　） A．骨牌在倒下时将重力势能转化成动能 B．利用较少的能量就可以产生较多的能量，整个过程能量不守恒 C．前面木块与后面木块相互作用时，将一部分机械能传递给后面木块 D．“连锁反应”过程中机械能是守恒的 【答案】AC 【解析】A．骨牌倒下时重心会降低，即高度降低，骨牌质量不变，所以其重力势能会减小，速度增加，动能增加，因此是将重力势能转化为动能，故A正确； B．能量守恒定律是自然界最基本定律之一，能量不可能凭空产生，利用较少的能量不可能产生较多的能量，骨牌在倒下时，整个过程能量守恒，故B错误； C．前面木块与后面木块碰撞时，将一部分机械能传递给后面木块，前面的木块机械能减小，故C正确； D．“连锁反应”过程中存在摩擦阻力，部分机械能转化成内能，机械能不守恒，故D错误。 故选AC。 15．（多选）学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为正确的是（　　） A．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化 B．热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化 C．燃气推动嫦娥五号探测器调整姿态发生了能量的转化 D．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 【答案】ACD 【解析】A．做功改变物体的内能，本质是不同形式的能相互转化（例如：摩擦生热是机械能转化为内能，压缩气体是机械能转化为内能），故A正确； B．热传递改变物体的内能，本质是内能的转移（高温物体的内能转移到低温物体，是同种形式的能的转移，而非不同形式的能的转化），故B错误； C．燃气推动嫦娥五号探测器调整姿态时，燃气的内能转化为探测器的机械能，发生了能量的转化，故C正确； D．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中，虽然会有损耗（如转化为内能散失），但能量的总量保持不变，故D正确。 故选ACD。 16．（多选）关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　） A．永动机遵循能量守恒定律 B．电热水器效率可以达到100% C．酒精燃烧放热是将化学能转化为内能 D．植物的光合作用是光能转化为化学能 【答案】CD 【解析】A．永动机不能制作成功，违背了能量守恒定律，故A错误； B．电热水器给水加热时，一定存在能量的损失，其效率不可能达到100%，故B错误； C．酒精燃烧时，化学能减少，内能增加，故是将化学能转化为内能，故C正确； D．植物吸收太阳光进行光合作用，消耗光能，产生化学能，将光能转化为化学能，故D正确。 故选CD。 17．能量与物体运动有关，不同的运动形态对应着不同的能量，我们利用能量的过程实质上是能量的 和 的过程。 【答案】转移 转化 【解析】[1][2]能量是与物体运动有关的物理量，不同的运动形态对应着不同的能量形式，能量的利用过程，实质上是能量的转移和转化过程。 18．能量的转化 (1)能量的转化：在一定条件下，一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，这种现象叫作能量的 。 (2)能量的转移：能量从一个物体转移到其他物体，或者从同一物体的一部分转移到另一部分，能量的形式 。 【答案】(1)转化 (2)不变 【解析】（1）能量的转化是指在一定条件下，一种形式的能量转变为另一种形式的能量，如机械能转化为电能。 （2）能量的转移是指能量在不同物体或同一物体的不同部分之间传递，但能量的形式保持不变，如热传递过程中内能的转移。 19．（2025·江苏无锡·中考真题）玉兔二号巡视器所在的月球背面着陆区，月夜的最低温度达到-190℃，我国科研人员为它设计了如图所示的保温装置。该装置以氨为工作物质，液态氨通过蒸发器时，吸收核热源释放的热量变为高温蒸气，蒸气经汇流器聚集，沿蒸气管路到达巡视器本体结构的铝蜂窝结构板，为结构板加热并变为液态氨，再沿着液体管路经储液器、分流器进入蒸发器，循环往复。保温装置中的核热源将核能转化为氨的 能。氨在蒸发器中发生 （填物态变化名称）吸收热量，在铝蜂窝结构板发生液化， 热量。 【答案】内 汽化 放出 【解析】[1][2]液态氨通过蒸发器时，吸收核热源释放的热量变为高温蒸气，氨在此过程中吸收热量，内能增大，由液态变为气态，是发生了汽化现象，同时核热源将核能转化为氨的内能。 [3]蒸气经汇流器聚集，沿蒸气管路到达巡视器本体结构的铝蜂窝结构板，为结构板加热并变为液态氨，氨由气态变为液态，是发生了液化现象，液化需要放出热量。 20．2025年1月，中国“人造太阳”核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。这说明能量的转化具有 性。 【答案】方向 【解析】能量的转化具有方向性：能量可以从一种形式转化为另一种形式，但转化过程往往具有特定的方向。在核聚变中，核能可转化为内能，但内能无法自发地反向转化为核能，这体现了能量转化的方向性。 21．美丽的湖畔，景色宜人，在湖岸的两侧架设了许多特殊的路灯（风光互补路灯），如图所示，它头顶的风力发电机能将风能转化为 。 【答案】电能 【解析】风能首先推动发电机的叶片旋转，将风能转化为叶片的机械能。旋转的叶片带动发电机内部的线圈转动，进一步将机械能转化为电能，所以风力发电机能将风能最终转化为电能。 22．如图是用热成像手机拍摄的老师擦黑板时的情景，黑板擦过的地方又红又亮，这说明擦黑板时机械能转化为 能。 【答案】内 【解析】擦黑板时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使黑板的温度升高，因此用热成像手机拍摄的老师擦黑板时的情景，黑板擦过的地方又红又亮。 23．图为台球比赛时的情景。打台球时，运动的白球撞击目标球后，速度会变慢，这是由于白球的动能 到了目标球上； 两球撞击时，由于相互摩擦，会发生能量的 前两空均选填“转移”或“转化”）；台球撞击过程 能量守恒定律。（选填“遵守”或“不遵守”） 【答案】转移 转化 遵守 【解析】[1]运动的白球撞击目标球后速度变慢，是因为白球的部分动能传递给了目标球，这种同一形式能量在不同物体间的传递属于能量的转移。 [2]两球撞击时相互摩擦，机械能会转化为内能，这种不同形式能量之间的转变属于能量的转化。 [3]能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，无论能量是转移还是转化，总能量始终保持不变。台球撞击过程中，虽然存在动能的转移和机械能与内能的转化，但总能量是守恒的，所以遵守能量守恒定律。 24．如图是古人锻造铁器的几个过程，其中加热和淬火属于能量的 ，锻打属于能量的 （均选填“转移”或“转化”） 【答案】转移 转化 【解析】[1][2]用铁锤锻打工件，工件会发热，属于做功改变物体内能，属于能量的转化；用火对铁器加热，铁器从火中吸收热量，把铁器放在水中淬火，铁器向水中放热，所以加热和淬火属于热传递改变物体内能，属于能量的转移。 25．《说文解字》记载：炙，炮肉也，从肉在火上。“炙”一字本义指烧烤，把去毛的兽肉串起来在火上熏烤，是通过 方式改变物体的内能。这一过程 能量守恒定律（填“遵守”或“不遵守”）。闻到扑鼻的肉香，这是 现象。 【答案】热传递 遵守 扩散 【解析】[1]把去毛的兽肉串起来在火上熏烤，肉吸收热量，内能增大，这是通过热传递的方式改变物体的内能。 [2]由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，所以兽肉串起来在火上熏烤，这一过程遵守能量守恒定律。 [3]闻到扑鼻的肉香，是因为气味分子不停做无规则运动，进入空气中，这是扩散现象。 26．生活垃圾分类回收是生态环保的需要，为了处理这些垃圾可以建设生活垃圾焚烧发电厂。垃圾在燃烧过程中 能转化为内能，此过程中能量的总量 。 【答案】化学 保持不变 【解析】[1][2]生活垃圾焚烧发电厂焚烧垃圾产生大量的热量，垃圾在燃烧过程中将化学能转化为内能，由能量守恒定律可知，此过程中能量的总量保持不变。 27．如图所示是一个香薰炉，点燃炉内蜡烛加热香瓶液，一会儿，房间内充满了香气。 (1)蜡烛燃烧过程中，香薰液通过 的方式增加了内能； (2)香气弥漫整个房间，这是 现象，说明香气分子 ； (3)蜡烛燃烧时，将 能转化为内能和光能。 【答案】(1)热传递 (2)扩散 不停地做无规则运动 (3)化学 【解析】（1）做功和热传递是改变内能的两种方式，做功是能量的转化，热传递是能量的转移；香薰液通过炉内蜡烛加热，蜡烛放出热量，香薰液吸收热量，所以是通过热传递的方式来增加内能。 （2）[1][2]香气弥漫是因为香薰液的分子在不停地做无规则运动，使整个房间都能闻到香气，这是扩散现象。 （3）蜡烛燃烧时，蜡烛发生化学反应，同时放出热量和发光，所以是将化学能转化为内能和光能。 28．某老师发明新能源自行车，不用脚蹬，只要有空气就能跑。他将空气压缩后存储在高压气罐中，通过控制压缩空气的释放来驱动自行车。该车在行驶时将 能转化为自行车的 能。空气动力自行车行驶时完全不依赖汽油或电池， （选填 “违背”或“不违背”）能量守恒定律。 【答案】内 机械 不违背 【解析】[1][2]压缩空气存储在高压气罐中，此时空气具有内能。驱动自行车时，空气的内能通过膨胀做功转化为自行车的机械能。 [3]空气动力自行车行驶时消耗了空气的内能，将空气的内能转化为机械能，能的总量不变，不违背能量守恒定律。 29．如图所示，某蔬菜种植基地的温室大棚由棚膜和土墙搭建而成。为使大棚白天吸收太阳更多的热量，科研人员指导农户用水墙替换土墙。这是利用水比土有更大的 。大棚还安装了太阳能电池板，将太阳能 （选填“转移”或“转化”）为电能，为大棚里的用电器供电。 【答案】比热容 转化 【解析】[1]为使大棚白天吸收太阳更多的热量，科研人员指导农户用水墙替换土墙，这是因为水比土有更大的比热容，由可知，在质量和升高温度一定时，能吸收更多热量。 [2]太阳能电池板吸收太阳能，将太阳能转化为电能。 30．如图所示是某科技馆展出的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的叶子实际上是一个高效光电转换器，光电转换器的能量转化过程是 转化成 （填能量名称），该过程中能量的总和 （填“增加”“减少”或“保持不变”） 【答案】太阳能 电能 保持不变 【解析】[1][2]汽车顶部的叶子安装的是高效光电转换器，它吸收太阳能，产生电能，是把太阳能转化为电能的装置。 [3]根据能量守恒定律可知，该过程中能的总量保持不变。 31．如图所示为利用“深井拉铁”技术储存电能：用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处，电能转化为 能，该装置 （选填“是”或“不是”）永动机。在能量转化和转移的过程中，能量的总量 （选填“增多”“不变”或“减少”）。 【答案】机械 不是 不变 【解析】[1]用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处，电能转化为机械能（重物被提升，具有了重力势能，属于机械能）。 [2]永动机是不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器，而该装置需要消耗电能来提升重物，不是永动机。 [3]根据能量守恒定律，在任何能量转化或转移过程中，能量的总量始终保持不变（只会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，不会凭空增减）。该装置中，电能转化为机械能，后续机械能可能再转化为其他形式的能（如用电高峰时重物下落，机械能可能转化为电能），但整个过程中所有形式能量的总和始终不变。 32．陕西的夏天雨水增多。下雨时常常伴随着打雷和闪电，我们总是先看到闪电后听到雷声，这是因为光在空气中的传播速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）声音在空气中的传播速度。雨后天边出现的彩虹是光的 现象。太阳能电池板是将光能转化为 能。 【答案】大于 色散 电 【解析】[1]在空气中，雷电同时发生，光的传播速度约为，声音的传播速度约为，由此可知，因为光的传播速度大于声音的传播速度，所以我们是先看到闪电后听到雷声的。 [2]雨后彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的。 [3]太阳能电池板吸收太阳光能，并将光能转化为电能。 33．“温故而知新”，小明同学在学习后及时梳理、比较了下面两个实验： 实验1：配有活塞的厚壁玻璃筒中放一团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧起来。 实验2：用锡箔纸将电池的正负极直接相连，片刻之后锡箔纸被点燃。 他发现虽然最终都起火了，但能量转化的过程略有不同：实验1中实现了 能向内能的转化；实验2中实现了电能向 能的转化。 【答案】机械 内 【解析】[1]实验1中，压气体做功，消耗机械能，实现了机械能向内能的转化。 [2]实验2中，用锡箔纸将电池的正负极直接相连，片刻之后锡箔纸被点燃，达到了锡箔纸的燃点，消耗了电能，实现了电能向内能的转化。 34．中医是中华文化的瑰宝。如图所示在熬制中药的过程中发现壶的盖子在不断地跳动，此过程能量转化情况是将 转化为 。同时空气中弥漫着浓浓的中药味道，这是 现象。 【答案】内能 机械能 扩散 【解析】[1][2]在熬制中药的过程中发现壶的盖子在不断地跳动，是壶内的水对壶盖做功，将内能转化为机械能。 [3]空气中弥漫着浓浓的中药味道，这是扩散现象，说明分子在做永不停息的无规则运动。 35．气压为一标准大气压的环境下，某次小华同学在实验过程中加热初温为，体积为的水，过程中风车有出现转动，整个过程中的能量转化为 ，当水吸收了的热量，测量剩余水的质量为，则若要把此时水全部烧干，水还需要吸收 J的热量。（、） 【答案】化学能转化为内能，内能转化为机械能 2.034×105 【解析】[1]整个过程中，酒精燃烧，发生化学反应，同时释放出大量的热，将化学能转化为内能；水和水蒸气吸收热量内能增大，水蒸气推动风车转动，将水蒸气的内能转化为风车的机械能。 [2]由得，的水的质量 水加热到沸腾吸收的热量为 水吸收了的热量，水蒸发的量为 则10g水被烧干吸收的热量为 则要把此时水全部烧干，水还需要吸收 36．如图所示是“风光互补”景观照明灯。它最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。其中风力发电机的能量转化是 ；太阳能电池板的能量转化是 。 【答案】 风能转化为电能 太阳能转化为电能 【解析】[1]风力发电机利用电磁感应，消耗风能，产生电能，是将风能转化为电能。 [2]太阳能电池板消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能。 37．（2025·江苏盐城·中考真题）阅读短文，回答问题。 液态空气储能 据报道，青海格尔木“60MW/600MW·h”液态空气储能示范项目正在加速建设，即将投入运行。液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量，并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量。 充电阶段：在电力富余时段，电能驱动压缩机将空气压缩至高压状态，并通过净化装置去除水分、二氧化碳等杂质，避免液化过程中结冰堵塞管道。压缩后的空气经制冷系统冷却至-194℃，达到液化状态后存储于低温常压储罐中，体积仅为室温气态时的。 发电阶段：用电高峰时，液态空气从储罐释放，吸收热量迅速汽化，体积膨胀形成常温高压气体。高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，驱动发电机产生电能回馈电网。 液态空气可以发电。液态空气储能技术的成功运用为我国储能产业发展开辟了新的道路。 (1)由于二氧化碳的凝固点比氧气 ，所以在液化过程中容易结冰堵塞管道。 (2)在充电阶段，压缩后的空气经制冷系统冷却时，内能 ；在发电阶段，高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，将内能转化成了 。 (3)根据材料内容，概括液态空气储能的好处： 。（至少说出两条） 【答案】(1)高 (2)减小 机械能 (3)安全，无污染；能量储存时间长 【解析】（1）当进行气体液化操作时，环境温度降低过程中，凝固点相对较高的二氧化碳更容易达到其凝固点从而凝固成固态冰状物质，进而堵塞管道 。由于二氧化碳的凝固点比氧气高，因此二氧化碳更容易在低温下结冰。 （2）[1]压缩后的空气经制冷系统冷却时，温度降低，其内能减小。 [2]高压气体推动膨胀机运转，消耗内能，获得机械能，该过程将内能转化为机械能。 （3）阅读材料可知，液态空气储能属于清洁能源，不污染环境；液态空气可在低温常压储罐中长期储存，适合电网调峰需求。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 能量的转化与守恒 目 录 【学习目标】 1 【思维导图】 3 【知识梳理】 3 知识点一：能量的转化和转移 3 知识点二：能量守恒定律 6 【方法技巧】 9 方法技巧1 能量的转化或转移 9 方法技巧2 能量守恒定律 9 【巩固训练】 10 【学习目标】 （一）学习目标 核心素养 具体目标内容 物理观念：建立“能量有多种形式，且在转化/转移中总量守恒”的认知，形成系统的能量知识框架； 科学思维：通过区分“转化与转移”、解释现象，培养“分类对比、逻辑推理”能力。 1.能说出6种以上常见能量形式，并能举例说明； 2.区分“能量转化”和“能量转移”，并能举例分析； 3.能准确复述能量守恒定律；并能利用定律解释生活实例； 4.知道永动机的概念，理解其不能实现的原因。 科学探究：通过分析实验、生活实例，提升“从现象提炼规律、用规律解释现象”的实践能力； 应用能力：将守恒定律转化为“分析实际问题、辨别错误设想（永动机）”的工具。 1.给定生活现象，能独立分析其中的能量转化/转移过程；结合实验现象，能推导能量转化关系，并用文字或简单图示表达； 2.能用能量守恒定律解释“看似能量减少”的现象；能从能量角度分析“设想中的永动机”不能工作的原因； 3.给出10个混合了“转化”和“转移”的实例，能准确分类。 科学态度与责任：树立“遵循科学规律办事”的观念，形成“节能、合理利用能量”的社会责任感； STSE观念：建立 “科学-技术-社会-环境” 的联系，认识能量利用对生活和环境的影响。 1.通过了解永动机的发展史，认识“科学规律对实践的指导作用”，摒弃“无中生有获取能量”的错误观念，养成“尊重科学规律、严谨求实”的态度；体会能量守恒定律的普遍性，感受自然界规律的统一性； 2.能主动发现生活中的能量转化/转移现象，认识“能量知识与日常生活、科技的紧密联系”； 3.尝试提出“合理利用能量”的建议，初步培养“节能、环保”的意识。 （二）重点难点 1.重点 （1）常见能量形式的识别与举例； （2）能量“转化”与“转移”的区别及实例分析； （3）能量守恒定律的内容及核心理解； （4）用能量转化/转移关系分析教材实验和简单生活实例。 2.难点 （1）复杂现象中的能量转化分析； （2）用能量守恒定律解释“能量看似消失”的现象； （3）永动机不能实现的深层原因理解； （4）准确区分“转化”与“转移”的边界案例。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点一：能量的转化和转移 1.常见的能量形式 （1）机械能：物体的动能与势能之和（如运动的汽车、被举高的杠铃）； （2）内能：物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和（如热水、高温铁块）； （3）化学能：物质发生化学变化时释放或吸收的能量（如燃料、食物、电池）； （4）电能：电流所具有的能量（如输电线路中的电、电池提供的电）； （5）光能：光辐射所携带的能量（如太阳光、灯光）； （6）其他形式：风能（空气流动的能量）、核能（原子核变化释放的能量）、潮汐能（天体引力引发的能量）等。 2.能量的转化 （1）特点 在一定条件下，不同形式的能量可以相互转化，转化过程中能量形式发生改变（如“机械能→内能”“光能→化学能”）。 （2）实验 实验操作 现象 能量转化关系 来回迅速摩擦双手 手发热 机械能→内能 黑塑料袋装水 + 温度计放阳光下 温度计示数升高 光能→内能 太阳能电池连小电扇（对阳光） 电扇转动 光能→电能→机械能 塑料笔杆摩擦头发后靠近纸片 纸片被吸引 机械能→电能（摩擦起电） （3）生活中常见的能量转化实例 现象 能量转化关系 燃料燃烧（如烧煤、汽油） 化学能→内能 热机工作（如汽车发动机） 化学能→内能→机械能 电灯发光发热 电能→光能 + 内能 电动机带动水泵抽水 电能→机械能 风力发电 风能→电能 水力发电 水能（机械能）→电能 植物光合作用 光能→化学能 钻木取火 机械能→内能 + 光能 撑杆跳高（助跑到上升） 化学能→动能→弹性势能→重力势能 3.能量的转移 （1）特点 能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量形式不发生改变。 （2）典型实例 ①热传递：如一杯热水将热量转移给冷水（内能从热水转移到冷水，形式仍为内能）； ②导线导电：电能从电源转移到用电器（形式仍为电能）； ③声音传播：声能从发声体转移到周围空气（形式仍为声能）。 4.转化与转移的区别 类别 能量形式变化 举例 能量转化 改变 摩擦生热（机械能→内能） 能量转移 不变 热传递（内能从热水到冷水） 【典例1】能量转化是非常普遍的现象，下列关于能量转化的叙述正确的是（    ） A．洗衣机甩干衣服时，将内能转化为机械能 B．给蓄电池充电时，将化学能转化为电能 C．炉灶中烘焙燃烧时，将内能转化为化学能 D．植物吸收太阳光进行光合作用，将光能转化为化学能 【典例2】下列过程中，能量发生转化的是 ，能量发生转移的是 。（均填序号） ①杯中的热水慢慢变凉 ②飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴 ③水沸腾时，水壶盖被向上顶起来 ④抱住热水袋，会感到双手暖和 ⑤在磨刀石上磨刀时，刀会变热 【变式1】（2025·辽宁葫芦岛·二模）无链条电动自行车有省力、灵活、安静等优点，此车可以通过骑行者踩脚踏板获得能量，踩脚踏板获得的能量存储在自行车框架中的锂电池内，这个过程是将 转化为电能；小军在骑车时突然撞到路旁的护栏向前扑出，这是因为小军具有 。 【变式2】下列现象中，没有发生能量转化的是（    ） A．锯木头时，锯条发热 B．点燃的爆竹腾空而起 C．手摸热水袋感到暖和 D．手冷时搓手取暖 【变式3】制作汽轮机。 （1）制作叶轮：在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝，将铝片插在小缝中，在叶轮中心用锥子钻一个小孔，将铁丝穿过小孔，使叶轮能在铁丝上自由转动。 （2）组装“汽轮机”：按照如图所示组装器材，注意调整叶轮的位置，使导管的管口正对着叶片。 （3）给烧瓶中的水加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷出时可以看到叶轮转了起来。 （4）探究思考： ①酒精燃烧， 能转化为水和水蒸气的内能。 ②汽轮机工作时，水蒸气对叶轮做功，将 能转化为 能。 ③瓶口处喷出大量“白气”是因为： 。 知识点二：能量守恒定律 1. 内容 能量既不会凭空消灭，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。 2. 理解与实例 实例1：秋千越摆越低、小球弹跳高度逐渐降低 并非能量消失，而是部分机械能转化为内能（克服摩擦做功），机械能 + 内能的总能量不变。 实例 2：燃油汽车行驶 燃料化学能→燃气内能→机械能（驱动汽车）+ 内能（发动机散热），总能量不变。 3. 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，适用于物理学、化学、生物学、地理学等所有领域，从天体运动到原子核变化均遵循该定律。 4.永动机 （1）概念 设想中“不需要动力，就能源源不断对外做功的机器”。 （2）不能实现的原因 ①从能量转化角度：机器运转必然存在摩擦，部分机械能会转化为内能散失，无法循环补充，最终会停止； ②从能量守恒角度：机器做功需要消耗能量，而能量不能无中生有，无法 “不输入能量却持续输出功”，因此永动机永远无法制造成功。 易混点与拓展 1.易错提醒：不能说“能量消失”或“能量产生”，只能说“转化”或“转移”（遵循守恒定律）； 2.科学史拓展： （1）早期“热质说”认为热是“无质量流质”，被伦福德（钻孔生热实验）、戴维（摩擦冰熔化实验）否定； （2）焦耳通过大量实验，定量证明“机械功与内能的转化关系”，为能量守恒定律奠定基础。 【典例3】（2025·山东·中考真题）2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有 性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持 。 【典例4】（2025·宁夏·中考真题）如图所示，是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。钢珠离开轨道B点上升的过程中，主要是将 能转化为 能；你认为钢珠在往复运动过程中， （选填“需要”或“不需要”）消耗其他形式的能量。 【典例5】科学家们曾设计过如图所示的装置，并设想只要一开始给这个装置一定的初速度，它便能一直运行转动，但是这样的设想始终没能实现，因为这种设想违背了 。 【变式1】（2025·辽宁抚顺·模拟预测）抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。它可将电网负荷低谷时的多余电能转变为电网高峰时期的高价值电能。将水抽至上水库时，水的 能增大，在用电高峰时转化为电能。这个过程中能量的总量是 的。 【变式2】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，说明小球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．在小球的运动过程中，有一部分机械能转化成了内能 D．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的 【变式3】如图甲所示为游乐园中过山车运行的情景，图乙是用小球和轨道模拟过山车某段运行过程的示意图，小球从A点由静止释放，沿轨道先后经过B、C、D三点，最后到达E点时小球的速度为零。已知B、D两点的高度相等，下列说法正确的是（　　） A．小球在B点的机械能等于其在D点的机械能 B．小球在整个运动过程中将部分机械能转化为内能 C．小球从A点运动到C点的过程中，内能转化为机械能 D．小球从A点运动到E点的过程中，机械能保持不变 【方法技巧】 方法技巧1 能量的转化或转移 识别能量转化的方法 看关键字词：一般有“动”字对应的是机械能；有“热”字对应的是内能；有“电”字对应的是电能。 看能量的形式是否发生变化确定是转化或转移：能的形式发生变化的是转化；没有发生变化的是转移。 方法技巧2 能量守恒定律 三点理解能量守恒定律 （1）能量不会凭空产生或消失； （2）能量只会发生“转化”或“转移”； （3）能量的总量是不会发生变化的。 【巩固训练】 1．下列对能量转化的描述不正确的是（　　） A．发电机工作：机械能——电能 B．蓄电池放电：电能——化学能 C．萤火虫发光：生物质能——光能 D．内燃机工作：化学能——内能——机械能 2．关于以下能量转化的说法正确的是（　　） A．蓄电池充电主要是化学能转化为电能 B．电水壶烧水主要是电能转化为机械能 C．植物的光合作用是把太阳能转化为化学能 D．电风扇工作主要是电能转化为内能 3．下列实例中，将内能转化为机械能的是（　　） A．流星穿过大气层时发光发热 B．冬天嘴对着双手哈气 C．水沸腾时，蒸汽推动壶盖 D．不锈钢汤勺放在热汤中 4．下列4幅图的说法中正确的是（　　） A．甲图，用燃气灶烧水时，燃气的化学能转化为水的内能 B．乙图，小球弹跳的高度逐渐降低，说明能量会凭空消失 C．丙图，火箭发射时加速上升，是动能转化为重力势能 D．丁图，只要坚持不懈，科学家们终有一天会发明出永动机 5．如图所示，在一次校科技运动会上，小吕同学展示了“水火箭”项目，他将气体打入密闭的容器内，使得容器内空气的气压增大，当超过橡皮塞与瓶口接合的最大程度时，瓶口与橡皮塞自由脱离，容器内水向后喷出，获得反作用力射出。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A．在打气过程中，内能转化为机械能 B．“水火箭”上升过程中克服空气阻力做功，内能减小 C．“水火箭”上升时，主要把动能转化为重力势能 D．“水火箭”下降时降落伞打开，匀速下降，此过程中不遵循能量守恒定律 6．如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众可以看到纸片小人的影子运动起来。下列有关能量转化的说法中，正确的是（　　） A．蜡烛燃烧—内能转化为化学能 B．烛焰驱动扇叶转动—烛焰内能转化为扇叶的机械能 C．蜡烛的化学能全部转化为扇叶和马的机械能 D．扇叶最后停止运动，所有的能量消失了 7．关于能量的转化和转移，下列说法正确的是（　　） A．金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小 B．冬天搓手取暖是将内能转化为机械能 C．汽油机的做功冲程主要将机械能转化为内能 D．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变 8．2025年9月27日03时28分，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙遥四十五运载火箭成功发射风云三号08星（H星）。火箭中燃料燃烧并向下喷出燃气推进火箭上升，主要发生的能量转化是（　　） A．电能→光能→化学能 B．化学能→内能→机械能 C．机械能→内能→化学能 D．化学能→电能→光能 9．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，下列关于能量转化或转移现象的说法中，正确的是（　　） A．太阳能电池工作时，电能转化为光能 B．摩擦起电时，机械能转化为电能 C．热水瓶瓶塞跳起时，机械能转化为内能 D．电风扇工作时，机械能转化为电能 10．如图是一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（　　） A．机械能→电能→化学能→光能 B．电能→机械能→化学能→光能 C．机械能→电能→光能→化学能 D．电能→机械能→光能→化学能 11．（2025·辽宁抚顺·模拟预测）太阳内部的氢原子在超高温度下释放巨大的核能，并且时刻向外辐射热量为地球上生命的存活提供了必不可少的能量。下列关于太阳的说法正确的是（    ） A．太阳能属于可再生能源 B．原子是自然界中的最小微粒不可以再分 C．人晒太阳时会感觉热是因为太阳能转化为光能 D．太阳内部的氢原子发生裂变释放出巨大的能量 12．以下是小倩总结的几个能量转移的情景，其中错误的是（    ） A．绿萝进行光合作用，是将光能转化为化学能 B．给手机充电，是将电能转化为化学能 C．阳光照射太阳能电池时，是将太阳能转化为化学能 D．使用水力发电，是将机械能转化为电能 13．我国风能资源丰富，利用风力发电机组可以进行发电。如图是某城市风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，再由蓄电池为路灯供电的过程，对图示方框中能量形式判断正确的是（） A．甲和丙都是“电能”，而且大小相等 B．甲和丙都是“电能”，而且大小不等 C．乙是“电能” D．丁是“化学能” 14．（多选）“多米诺骨牌”是一项有趣的活动。如图所示，按一定距离排列的骨牌，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，下列说法中正确的是（　　） A．骨牌在倒下时将重力势能转化成动能 B．利用较少的能量就可以产生较多的能量，整个过程能量不守恒 C．前面木块与后面木块相互作用时，将一部分机械能传递给后面木块 D．“连锁反应”过程中机械能是守恒的 15．（多选）学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为正确的是（　　） A．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化 B．热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化 C．燃气推动嫦娥五号探测器调整姿态发生了能量的转化 D．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 16．（多选）关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　） A．永动机遵循能量守恒定律 B．电热水器效率可以达到100% C．酒精燃烧放热是将化学能转化为内能 D．植物的光合作用是光能转化为化学能 17．能量与物体运动有关，不同的运动形态对应着不同的能量，我们利用能量的过程实质上是能量的 和 的过程。 18．能量的转化 (1)能量的转化：在一定条件下，一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，这种现象叫作能量的 。 (2)能量的转移：能量从一个物体转移到其他物体，或者从同一物体的一部分转移到另一部分，能量的形式 。 19．（2025·江苏无锡·中考真题）玉兔二号巡视器所在的月球背面着陆区，月夜的最低温度达到-190℃，我国科研人员为它设计了如图所示的保温装置。该装置以氨为工作物质，液态氨通过蒸发器时，吸收核热源释放的热量变为高温蒸气，蒸气经汇流器聚集，沿蒸气管路到达巡视器本体结构的铝蜂窝结构板，为结构板加热并变为液态氨，再沿着液体管路经储液器、分流器进入蒸发器，循环往复。保温装置中的核热源将核能转化为氨的 能。氨在蒸发器中发生 （填物态变化名称）吸收热量，在铝蜂窝结构板发生液化， 热量。 20．2025年1月，中国“人造太阳”核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。这说明能量的转化具有 性。 21．美丽的湖畔，景色宜人，在湖岸的两侧架设了许多特殊的路灯（风光互补路灯），如图所示，它头顶的风力发电机能将风能转化为 。 22．如图是用热成像手机拍摄的老师擦黑板时的情景，黑板擦过的地方又红又亮，这说明擦黑板时机械能转化为 能。 23．图为台球比赛时的情景。打台球时，运动的白球撞击目标球后，速度会变慢，这是由于白球的动能 到了目标球上； 两球撞击时，由于相互摩擦，会发生能量的 前两空均选填“转移”或“转化”）；台球撞击过程 能量守恒定律。（选填“遵守”或“不遵守”） 24．如图是古人锻造铁器的几个过程，其中加热和淬火属于能量的 ，锻打属于能量的 （均选填“转移”或“转化”） 25．《说文解字》记载：炙，炮肉也，从肉在火上。“炙”一字本义指烧烤，把去毛的兽肉串起来在火上熏烤，是通过 方式改变物体的内能。这一过程 能量守恒定律（填“遵守”或“不遵守”）。闻到扑鼻的肉香，这是 现象。 26．生活垃圾分类回收是生态环保的需要，为了处理这些垃圾可以建设生活垃圾焚烧发电厂。垃圾在燃烧过程中 能转化为内能，此过程中能量的总量 。 27．如图所示是一个香薰炉，点燃炉内蜡烛加热香瓶液，一会儿，房间内充满了香气。 (1)蜡烛燃烧过程中，香薰液通过 的方式增加了内能； (2)香气弥漫整个房间，这是 现象，说明香气分子 ； (3)蜡烛燃烧时，将 能转化为内能和光能。 28．某老师发明新能源自行车，不用脚蹬，只要有空气就能跑。他将空气压缩后存储在高压气罐中，通过控制压缩空气的释放来驱动自行车。该车在行驶时将 能转化为自行车的 能。空气动力自行车行驶时完全不依赖汽油或电池， （选填 “违背”或“不违背”）能量守恒定律。 29．如图所示，某蔬菜种植基地的温室大棚由棚膜和土墙搭建而成。为使大棚白天吸收太阳更多的热量，科研人员指导农户用水墙替换土墙。这是利用水比土有更大的 。大棚还安装了太阳能电池板，将太阳能 （选填“转移”或“转化”）为电能，为大棚里的用电器供电。 30．如图所示是某科技馆展出的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的叶子实际上是一个高效光电转换器，光电转换器的能量转化过程是 转化成 （填能量名称），该过程中能量的总和 （填“增加”“减少”或“保持不变”） 31．如图所示为利用“深井拉铁”技术储存电能：用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处，电能转化为 能，该装置 （选填“是”或“不是”）永动机。在能量转化和转移的过程中，能量的总量 （选填“增多”“不变”或“减少”）。 32．陕西的夏天雨水增多。下雨时常常伴随着打雷和闪电，我们总是先看到闪电后听到雷声，这是因为光在空气中的传播速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）声音在空气中的传播速度。雨后天边出现的彩虹是光的 现象。太阳能电池板是将光能转化为 能。 33．“温故而知新”，小明同学在学习后及时梳理、比较了下面两个实验： 实验1：配有活塞的厚壁玻璃筒中放一团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧起来。 实验2：用锡箔纸将电池的正负极直接相连，片刻之后锡箔纸被点燃。 他发现虽然最终都起火了，但能量转化的过程略有不同：实验1中实现了 能向内能的转化；实验2中实现了电能向 能的转化。 34．中医是中华文化的瑰宝。如图所示在熬制中药的过程中发现壶的盖子在不断地跳动，此过程能量转化情况是将 转化为 。同时空气中弥漫着浓浓的中药味道，这是 现象。 35．气压为一标准大气压的环境下，某次小华同学在实验过程中加热初温为，体积为的水，过程中风车有出现转动，整个过程中的能量转化为 ，当水吸收了的热量，测量剩余水的质量为，则若要把此时水全部烧干，水还需要吸收 J的热量。（、） 36．如图所示是“风光互补”景观照明灯。它最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。其中风力发电机的能量转化是 ；太阳能电池板的能量转化是 。 37．（2025·江苏盐城·中考真题）阅读短文，回答问题。 液态空气储能 据报道，青海格尔木“60MW/600MW·h”液态空气储能示范项目正在加速建设，即将投入运行。液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量，并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量。 充电阶段：在电力富余时段，电能驱动压缩机将空气压缩至高压状态，并通过净化装置去除水分、二氧化碳等杂质，避免液化过程中结冰堵塞管道。压缩后的空气经制冷系统冷却至-194℃，达到液化状态后存储于低温常压储罐中，体积仅为室温气态时的。 发电阶段：用电高峰时，液态空气从储罐释放，吸收热量迅速汽化，体积膨胀形成常温高压气体。高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，驱动发电机产生电能回馈电网。 液态空气可以发电。液态空气储能技术的成功运用为我国储能产业发展开辟了新的道路。 (1)由于二氧化碳的凝固点比氧气 ，所以在液化过程中容易结冰堵塞管道。 (2)在充电阶段，压缩后的空气经制冷系统冷却时，内能 ；在发电阶段，高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，将内能转化成了 。 (3)根据材料内容，概括液态空气储能的好处： 。（至少说出两条） / 学科网（北京）股份有限公司 $