10.6 能量转化与守恒 题型专练 2025-2026学年初中物理北师大版（2024）九年级全册

10.6 能量转化与守恒 xix   快速定位题型 题 型 目 录 【题型1】各种形式的能及其转化 1 【题型2】能量守恒定律 3 【题型3】能量转化的方向性 5 xix   夯实必备知识 新 知 梳 理 【题型1】各种形式的能及其转化 【典型例题】如图所示，关于能量转化图说法不正确的是（　　） A.燃料燃烧时，将化学能转化为光能和内能 B.植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能 C.水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能 D.能量转化是非常普遍的现象，各种形式的能量可以自由的相互转化 【举一反三1】如图是电风扇工作时的能量流向图（箭头粗细不代表能量的多少），括号的能量应该是（　　） A.电能 B.内能 C.化学能 D.机械能 【举一反三2】在科幻大片《流浪地球》中有这样一个场景：主人公为帮助地球脱离木星的吸引，点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星。以下与推离过程中能量转化方式相同的是（　　） A. B. C. D. 【举一反三3】用天然气灶蒸制碗糕，天然气燃烧更加充分时，天然气的热值        ，天然气灶的热效率         。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【举一反三4】如图所示是某单缸四冲程汽油机的能量流向图，则该汽油机的效率为      ；完全燃烧0.2kg的汽油，该汽油机能够输出      J的有用功；请你根据该汽油机的能量流向图，提出一条提高该汽油机效率的方法：      。（汽油的热值为） 【举一反三5】小军家买了一辆单缸四冲程汽车，在阅读了汽车发动机的说明书后，小军将发动机的能量流向制成了如图1所示的图表。某天，爸爸开车带小军和妈妈到郊外的湖边游玩，小军观察汽车的油量表发现，在这个过程中，发动机耗油4kg。已知汽油的热值为，水的比热容是。请回答下列问题： (1)图2所示为汽油机工作原理示意图，则一个汽缸正常工作时四个冲程的顺序是      （请对图2中甲、乙、丙、丁重新排序）； (2)汽车在行驶过程中，消耗的汽油完全燃烧所释放的热量； (3)汽车发动机工作时产生大量的热量，通常需要用水来冷却。请解释其中的道理； (4)结合图1，你认为可以在哪些方面改进创新以提高热机效率?（写出2条即可） 【题型2】能量守恒定律 【典型例题】下列说法正确的是（　　） A.摩擦生热创造了热，不符合能量守恒定律 B.能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况 C.不可能造出永动机，是因为它违反了能量守恒定律 D.火箭升空时，其势能和动能都在增大，能量守恒定律不适用 【举一反三1】下列说法中正确的是(　　) A.5g汽油比2kg汽油的热值少 B.比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关 C.物体吸收热量，温度一定升高 D.随着科学技术的进步，永动机有可能实现 【举一反三2】我们生活在能量的世界里，下列关于能量的说法正确的是（　　） A.能量是与物体运动无关的物理量 B.物质运动的多样性与能量形式的多样性之间没有关系 C.不同形式的能量之间可以互相转化 D.能量不可以从一个地方转移到另一个地方 【举一反三3】我们生活在能量的世界里，下列关于能量的说法正确的是（　　） A.能量是与物体运动无关的物理量 B.物质运动的多样性与能量形式的多样性之间没有关系 C.不同形式的能量之间可以互相转化 D.能量不可以从一个地方转移到另一个地方 【举一反三4】2023年7月12日9时00分，朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭，在我国酒泉卫星发射中心发射升空。至此，朱雀二号成为全球首款成功进入预定轨道的液氧甲烷火箭。火箭在加速升空的过程中，忽略质量损失，下列说法正确的是（　　） A.火箭发动机是利用内能做功的机械，它属于热机 B.火箭升空时，它的温度会升高，内能不变 C.火箭在加速升空的过程中，机械能守恒 D.火箭上升过程中摩擦生热创造了能量，不符合能量守恒定律 【举一反三5】如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片，在小球的运动中，有一部分机械能转化成了      能，这一过程能量的总量      （选填“变小”“不变”或“变大”）。 【举一反三6】北京时间2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射取得圆满成功。航天员在太空依靠      与地面通信，火箭在升空过程中能量的总量       （选填“增大”“减少”或“不变”）。 【举一反三7】北京时间2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射取得圆满成功。航天员在太空依靠      与地面通信，火箭在升空过程中能量的总量       （选填“增大”“减少”或“不变”）。 【举一反三8】小强制作了一个实验装置，自称为“永动机”，如图所示，它由转轮（5根轻杆组成）和转轴构成，在轻杆末端装有形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮，弯曲的叶片进入热水后，因吸热而伸展，起到“划水”的作用，从而推动转轮转动。叶片离开热水后，因冷却形状迅速恢复成弯曲，转轮因此能较长时间转动。请你回答： （1）进入热水的叶片会伸展，它的弹性势能转化为 　 　能。 （2）叶片在热水中吸收的热量一定 　 　叶片对水做的功。（选填“大于”、“等于”或“小于”） （3）实验证明这个“永动机”并不能一直工作，“永动机”的设想违背了 　 　。 【题型3】能量转化的方向性 【典型例题】下列关于信息、能源及可持续发展，判断正确的是（    ） A.利用声波和电磁波传递信息时都需要介质 B.因为核聚变比核裂变释放能量更大，所以被广泛利用于核电站 C.风能、水能、太阳能、电能都是一次可再生能源 D.能量的转化、能量的转移，都是有方向性的 【举一反三1】如图是古人锻造铁器的情景，下列说法正确的是（　　） A.把铁放入炉中加热是通过热传递改变铁的内能 B.锻打过程中，铁器的内能减少 C.淬火时铁器的内能增加，温度升高 D.加热后又进行淬火，根据“能量守恒定律”，不需要节约能源 【举一反三2】如图所示为四旋翼无人机，工人师傅利用它为核电站巡检。核电站是利用核能发电的，核能是      能源；无人机利用电能来工作，电能属于      能源（前两空均选填“一次”或“二次”），无人机上升过程中，将电能转化为      。    【举一反三3】同学们想过这样的问题没有，在一个盛水的烧杯内，无论你怎样操作都不能使如图所示烧杯内的水上面沸腾下面结冰，原因是能量的转化和转移具有         。 【举一反三4】冬天，火炉把自己的内能传递给房间里的空气，供人们取服；到了春天，不能把这些内能重新收集起来，来年再用，这说明了什么物理原理？就该原理再举出一个实例。 【举一反三5】a、b两个实验小组分别用图甲的装置探究“水在沸腾前后温度变化的特点”实验，两组同学根据记录的数据，分别绘制出水的温度随时间变化的图象，如图乙所示。 （1）水在沸腾过程中温度          ；当地的大气压          标准大气压。 （2）两组同学所用水的质量大小关系为          。 （3）热由酒精灯的火焰传给水，但不会反过来传递，这说明能量的转移有          性。 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.6 能量转化与守恒 xix   快速定位题型 题 型 目 录 【题型1】各种形式的能及其转化 1 【题型2】能量守恒定律 5 【题型3】能量转化的方向性 9 xix   夯实必备知识 新 知 梳 理 【题型1】各种形式的能及其转化 【典型例题】如图所示，关于能量转化图说法不正确的是（　　） A.燃料燃烧时，将化学能转化为光能和内能 B.植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能 C.水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能 D.能量转化是非常普遍的现象，各种形式的能量可以自由的相互转化 【答案】D 【解析】燃料燃烧时，发光和发热，将化学能转化为光能和内能，A正确；植物吸收太阳光，利用水和二氧化碳进行光合作用，将光能转化为化学能，使植物生长，B正确；水电站里水轮机带动发电机发电，将高处水的机械能转化为电能，C正确；能量转化是非常普遍的现象，各种形式的能量在一定条件下可以相互转化，D错误。 【举一反三1】如图是电风扇工作时的能量流向图（箭头粗细不代表能量的多少），括号的能量应该是（　　） A.电能 B.内能 C.化学能 D.机械能 【答案】A 【解析】电动机属于用电器，在工作时，消耗电能，转化为机械能和内能。 【举一反三2】在科幻大片《流浪地球》中有这样一个场景：主人公为帮助地球脱离木星的吸引，点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星。以下与推离过程中能量转化方式相同的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】科幻大片《流浪地球》中，点燃木星上的可燃气体将地球推开，此过程内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程；A中两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程；B中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程；C中进气门打开、排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程；D中进气门关闭、排气门打开，活塞上行，为排气冲程，B正确。 【举一反三3】用天然气灶蒸制碗糕，天然气燃烧更加充分时，天然气的热值        ，天然气灶的热效率         。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】不变 　　　 增大 【解析】热值是单位质量的燃烧完全燃烧时放出的热量，与燃料的质量、是否完全燃烧无关；天然气燃烧更加充分时，天然气的热值不变。 由热效率可知，同质量的天然气燃烧更加充分时，放出的热量多，可利用的热量多，天然气灶的热效率增大。 【举一反三4】如图所示是某单缸四冲程汽油机的能量流向图，则该汽油机的效率为      ；完全燃烧0.2kg的汽油，该汽油机能够输出      J的有用功；请你根据该汽油机的能量流向图，提出一条提高该汽油机效率的方法：      。（汽油的热值为） 【答案】30% 　　　 　　　 减少废气带走的热量 【解析】图中是某单缸四冲程汽油机的能量流向图，则该汽油机的效率为 完全燃烧0.2kg的汽油，放出的热量为 该汽油机能够输出的有用功为 根据图示热量损失途径，要提高汽油机效率的措施有：使汽油燃烧更充分、减少尾气带走的热量、减少热量的散失、减少摩擦做功等。 【举一反三5】小军家买了一辆单缸四冲程汽车，在阅读了汽车发动机的说明书后，小军将发动机的能量流向制成了如图1所示的图表。某天，爸爸开车带小军和妈妈到郊外的湖边游玩，小军观察汽车的油量表发现，在这个过程中，发动机耗油4kg。已知汽油的热值为，水的比热容是。请回答下列问题： (1)图2所示为汽油机工作原理示意图，则一个汽缸正常工作时四个冲程的顺序是      （请对图2中甲、乙、丙、丁重新排序）； (2)汽车在行驶过程中，消耗的汽油完全燃烧所释放的热量； (3)汽车发动机工作时产生大量的热量，通常需要用水来冷却。请解释其中的道理； (4)结合图1，你认为可以在哪些方面改进创新以提高热机效率?（写出2条即可） 【答案】(1)甲、乙、丁、丙 (2)1.88×108J (3)见解析 (4)见解析 【解析】（1）一个汽缸正常工作时四个冲程的顺序是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。这四个冲程共同构成了内燃机的一个完整工作循环，故图2所示汽油机汽缸正常工作时四个冲程的顺序是甲、乙、丁、丙。 （2）根据计算汽车在行驶过程中，消耗的汽油完全燃烧所释放的热量为 （3）因为水的比热容较大，由可知相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，汽车发动机工作时产生大量的热量，则需要用水来冷却。 （4）改良热机结构、减小摩擦、利用废气的热量等都可以方面改进创新以提高热机效率。 【题型2】能量守恒定律 【典型例题】下列说法正确的是（　　） A.摩擦生热创造了热，不符合能量守恒定律 B.能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况 C.不可能造出永动机，是因为它违反了能量守恒定律 D.火箭升空时，其势能和动能都在增大，能量守恒定律不适用 【答案】C 【解析】摩擦生热不是创造了热，而是机械能转化为内能，符合能量守恒定律，故A错误； 能量守恒定律在摩擦力和空气阻力存在的情况下仍然适用，故B错误； 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，故可知永动机是不可能制造出来的，故C正确； 火箭加速上升，动能和重力势能都在增大，燃料的化学能减小，化学能转化成动能、势能和内能，符合能量守恒定律，故D错误。 【举一反三1】下列说法中正确的是(　　) A.5g汽油比2kg汽油的热值少 B.比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关 C.物体吸收热量，温度一定升高 D.随着科学技术的进步，永动机有可能实现 【答案】B 【解析】燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，因此5g汽油和2kg汽油的热值一样大，故A错误； 比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类和状态有关，故B正确； 物体吸收热量，温度不一定升高，例如晶体在熔化过程，吸收热量，温度不变，故C错误； 永动机违反了能量的转化与守恒定律，所以永动机是不可能实现的，故D错误。 【举一反三2】我们生活在能量的世界里，下列关于能量的说法正确的是（　　） A.能量是与物体运动无关的物理量 B.物质运动的多样性与能量形式的多样性之间没有关系 C.不同形式的能量之间可以互相转化 D.能量不可以从一个地方转移到另一个地方 【答案】C 【解析】能量与物体的运动形式有关，从宏观到微观，物质运动形式的多样性（如机械运动、分子运动、电磁运动等），决定了能量形式的多样性，即物质运动的多样性与能量形式的多样性之间有关系，故AB错误； 由能量守恒定律可知，不同形式的能量之间可以互相转化，故C正确； 由能量守恒定律可知，能量可以从一个地方转移到另一个地方，或者由一个物体转移到另一个物体，故D错误。 【举一反三3】我们生活在能量的世界里，下列关于能量的说法正确的是（　　） A.能量是与物体运动无关的物理量 B.物质运动的多样性与能量形式的多样性之间没有关系 C.不同形式的能量之间可以互相转化 D.能量不可以从一个地方转移到另一个地方 【答案】C 【解析】能量与物体的运动形式有关，从宏观到微观，物质运动形式的多样性（如机械运动、分子运动、电磁运动等），决定了能量形式的多样性，即物质运动的多样性与能量形式的多样性之间有关系，故AB错误； 由能量守恒定律可知，不同形式的能量之间可以互相转化，故C正确； 由能量守恒定律可知，能量可以从一个地方转移到另一个地方，或者由一个物体转移到另一个物体，故D错误。 【举一反三4】2023年7月12日9时00分，朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭，在我国酒泉卫星发射中心发射升空。至此，朱雀二号成为全球首款成功进入预定轨道的液氧甲烷火箭。火箭在加速升空的过程中，忽略质量损失，下列说法正确的是（　　） A.火箭发动机是利用内能做功的机械，它属于热机 B.火箭升空时，它的温度会升高，内能不变 C.火箭在加速升空的过程中，机械能守恒 D.火箭上升过程中摩擦生热创造了能量，不符合能量守恒定律 【答案】A 【解析】火箭发动机利用内能做功，将内能转化为机械能，根据能量转化与热机原理相同，故A正确； 火箭升空时，它的温度会升高，内能会增加，故B错误； 火箭在加速升空的过程中，动能和重力势能均增加，机械能增加，故C错误； 火箭上升过程中摩擦生热，将机械能转化为内能，能量是守恒的，故D错误。 【举一反三5】如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片，在小球的运动中，有一部分机械能转化成了      能，这一过程能量的总量      （选填“变小”“不变”或“变大”）。 【答案】内能 　　 不变 【解析】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。 根据能量守恒定律可知，能量即不能创生，也不能被消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式的能转化成其它形式的能。所以在小球运动的整个过程中，能量的总量是不变的。 【举一反三6】北京时间2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射取得圆满成功。航天员在太空依靠      与地面通信，火箭在升空过程中能量的总量       （选填“增大”“减少”或“不变”）。 【答案】电磁波 　　 不变 【解析】电磁波的传播不需要介质，航天员在太空依靠电磁波与地面通信。 由能量守恒得，火箭在升空过程中能量的总量不变。 【举一反三7】北京时间2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射取得圆满成功。航天员在太空依靠      与地面通信，火箭在升空过程中能量的总量       （选填“增大”“减少”或“不变”）。 【答案】电磁波 　　 不变 【解析】电磁波的传播不需要介质，航天员在太空依靠电磁波与地面通信。 由能量守恒得，火箭在升空过程中能量的总量不变。 【举一反三8】小强制作了一个实验装置，自称为“永动机”，如图所示，它由转轮（5根轻杆组成）和转轴构成，在轻杆末端装有形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮，弯曲的叶片进入热水后，因吸热而伸展，起到“划水”的作用，从而推动转轮转动。叶片离开热水后，因冷却形状迅速恢复成弯曲，转轮因此能较长时间转动。请你回答： （1）进入热水的叶片会伸展，它的弹性势能转化为 　 　能。 （2）叶片在热水中吸收的热量一定 　 　叶片对水做的功。（选填“大于”、“等于”或“小于”） （3）实验证明这个“永动机”并不能一直工作，“永动机”的设想违背了 　 　。 【答案】（1）动；（2）大于；（3）能量守恒定律； 【解析】（1）进入热水的叶片会伸展，弹性势能减小，转化为动能；（2）叶片在热水中吸收的热量大部分对水做功，也有一部分散失掉了，热量一定大于叶片对水做的功；（3）“永动机”的设想违背了能量守恒定律，不能一直工作。 【题型3】能量转化的方向性 【典型例题】下列关于信息、能源及可持续发展，判断正确的是（    ） A.利用声波和电磁波传递信息时都需要介质 B.因为核聚变比核裂变释放能量更大，所以被广泛利用于核电站 C.风能、水能、太阳能、电能都是一次可再生能源 D.能量的转化、能量的转移，都是有方向性的 【答案】D 【解析】声波传播需要介质，电磁波传播不需要介质，A错误；核电站获得核能是在可控的条件下进行的，其获得核能的途径是核裂变，B错误；风能、水能、太阳能可以在自然界源源不断地得到，都是可再生能源，电能不是一次可再生能源，C错误；能量转化和转移过程是具有方向性的，D正确，选D． 【举一反三1】如图是古人锻造铁器的情景，下列说法正确的是（　　） A.把铁放入炉中加热是通过热传递改变铁的内能 B.锻打过程中，铁器的内能减少 C.淬火时铁器的内能增加，温度升高 D.加热后又进行淬火，根据“能量守恒定律”，不需要节约能源 【答案】A 【解析】把铁放入炉中加热，铁器从火中吸收热量，温度升高，内能增大，属于热传递改变物体的内能，故A正确； 用铁锤锻打工件，铁器会升温，铁器的内能增加，故B错误； 把铁器放在水中淬火，铁器向水中放热，铁器的内能减少，温度降低，故C错误； 能量的转化和转移具有方向性，加热后又进行淬火，淬火放出的能量不能自发地转化为燃料的化学能，所以整个过程中还是要燃烧燃料提供能量，需要节约能源，故D错误。 【举一反三2】如图所示为四旋翼无人机，工人师傅利用它为核电站巡检。核电站是利用核能发电的，核能是      能源；无人机利用电能来工作，电能属于      能源（前两空均选填“一次”或“二次”），无人机上升过程中，将电能转化为      。    【答案】 一次 二次 机械能 【解析】一次能源是指从自然界直接取得，而不改变其基本形态的能源；二次能源是一次能源经过加工，转换成另一种形态的能源。所以核能是一次能源，电能属于二次能源。无人机上升过程中，机械能越来越大，因此是将电能转化为机械能。 【举一反三3】同学们想过这样的问题没有，在一个盛水的烧杯内，无论你怎样操作都不能使如图所示烧杯内的水上面沸腾下面结冰，原因是能量的转化和转移具有         。 【答案】方向性 【解析】由于能量的转移或转化是具有方向性的，所以玻璃杯里水的内能不能自发集中到水的上层，使得上层水沸腾，下层水结冰。 【举一反三4】冬天，火炉把自己的内能传递给房间里的空气，供人们取服；到了春天，不能把这些内能重新收集起来，来年再用，这说明了什么物理原理？就该原理再举出一个实例。 【答案】见解析 【解析】据所学可知，一般情况下，内能只能从高温物体转移到低温物体，不能相反；火炉把自己的内能传递给房间里的空气，供人们取暖，到了春天我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用，这是因为能量的传递是有方向性的，只能自发地由高温物体传向低温物体。例如：物块在地面上因摩擦部分机械能转化为内能，这些内能不会再转化成机械能，也是能量具有方向性的实例。 【举一反三5】a、b两个实验小组分别用图甲的装置探究“水在沸腾前后温度变化的特点”实验，两组同学根据记录的数据，分别绘制出水的温度随时间变化的图象，如图乙所示。 （1）水在沸腾过程中温度          ；当地的大气压          标准大气压。 （2）两组同学所用水的质量大小关系为          。 （3）热由酒精灯的火焰传给水，但不会反过来传递，这说明能量的转移有          性。 【答案】（1）保持不变　　低于　　（2） 大于　　（3）方向 【解析】（1）由图可知，水的沸点为98℃，水在沸腾过程中，温度不变，在一个标准大气压下水的沸点为100℃，气压越低，沸点越低，可知当地的大气压低于标准大气压。 （2）由图可知，a的初温比b的初温高，a、b同时沸腾，说明吸收的热量相同，a升高的温度低，根据可知，a的质量大，即。 （3）热量自发地只能由高温物体传递到低温物体，不能自发地由低温物体传到高温物体，这说明能量在转化或转移时具有方向性。 学科网（北京）股份有限公司 $