14.1 能量的转化与守恒 同步练习 2025-2026学年人教版物理九年级全一册

人教版九年级物理全一册第14章第1节《能量的转化与守恒》同步练习 一、课前练习 1. 下列现象中，属于内能转化为机械能的是（ ） A. 冬天搓手取暖 B. 烧开水时壶盖被顶起 C. 太阳能热水器加热水 D. 蓄电池充电 2. 能量守恒定律的核心内容是：能量既不会凭空______，也不会凭空______，它只会从一种形式______为其他形式，或者从一个物体______到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量______。 3. 用锤子敲打铁钉，铁钉温度升高，此过程中______能转化为______能，这一现象______（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 二、课堂练习 4. 下列关于能量转化的说法中，正确的是（ ） A. 电动机工作时，将机械能转化为电能 B. 植物光合作用时，将光能转化为化学能 C. 电饭锅煮饭时，将电能转化为机械能 D. 蓄电池放电时，将电能转化为化学能 5. 如图所示，小球从斜面上滚下，撞击水平面上的木块后一起向前运动，此过程中依次发生的能量转化是：重力势能→______→______。 6. 某同学将一个重物从一楼匀速搬到三楼，他对重物做功的过程中，消耗的______能转化为重物的______能，同时他的身体会发热，这说明部分能量转化为了______能，但总能量仍然守恒。 7. 下列过程中，能量转移的是（ ） A. 钻木取火 B. 暖手宝取暖 C. 发电机发电 D. 电动机转动 8. 一只氢气球在上升过程中，体积逐渐变大，机械能______（选填“变大”“变小”或“不变”），此过程中气球内氢气的内能转化为______能，遵循能量守恒定律。 9. 判断对错：“既然能量守恒，那么消耗多少能量就一定会得到多少有用的能量”，这种说法是______（选填“正确”或“错误”）的，因为能量在转化过程中会有______。 10. 流星在夜空中划过一道亮光，此过程中流星与大气层摩擦，______能转化为______能和______能，依据能量守恒定律，这些能量的总量与流星减少的______能相等。 三、课后练习 11. 某水电站每秒钟有100kg的水从10m高处落下冲击水轮机，水轮机带动发电机发电，若不计能量损失，求： （1）水下落过程中重力势能转化为动能的功率是多少？（g取10N/kg） （2）发电机每秒能产生多少电能？ 12. 下列关于能量守恒定律的应用，说法错误的是（ ） A. 热机效率不可能达到100%，是因为部分能量损失了 B. 永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律 C. 核电站发电时，核能转化为电能的过程中，能量总量减少 D. 家庭电路中，电能转化为其他形式能量的过程，总能量始终守恒 13. 如图是“风光互补”路灯，白天太阳能电池板将______能转化为______能储存起来，夜晚蓄电池放电，将______能转化为______能和______能，整个过程遵循能量守恒定律。 14. 某同学设计了一个“自动循环装置”，他认为：如图所示，将装满水的容器放在高处，水从管道流出冲击叶轮转动，叶轮带动抽水机将水抽回容器，如此循环，无需消耗其他能量。请你从能量守恒的角度分析，这个装置能否实现？为什么？ 15. 汽车刹车时，刹车片与车轮之间的摩擦会使车轮停止转动，此过程中汽车的动能转化为______能，这些能量______（选填“能”或“不能”）自动转化为汽车的动能使汽车重新行驶，这是因为能量的转化具有______性，但这并不违背能量守恒定律。 答案与解析 1.答案：B 解题思路： 明确“内能转化为机械能”的核心是“内能减少，机械能增加”。 分析选项： A. 冬天搓手取暖：通过摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，不符合题意。 B. 烧开水时壶盖被顶起：水蒸气膨胀对壶盖做功，水蒸气内能减少，壶盖机械能增加，属于内能转化为机械能，符合题意。 C. 太阳能热水器加热水：太阳能转化为水的内能，内能增加，无机械能产生，不符合题意。 D. 蓄电池充电：电能转化为蓄电池内部的化学能，属于电能与化学能的转化，与内能无关，不符合题意。 易错点提醒： 容易混淆“蓄电池充电”和“放电”的能量转化，充电是电能→化学能，放电是化学能→电能，需注意区分；同时避免将“太阳能转化为内能”误判为内能转化为其他形式的能。 2.答案：产生；消失；转化；转移；保持不变 解题思路： 直接对应能量守恒定律的核心定义，需准确记忆关键词：能量不会“产生”或“消失”，只会发生“转化”（不同形式间）或“转移”（同一形式在不同物体间），且总量“保持不变”。 易错点提醒： 易混淆“转化”和“转移”：转化是“形式改变”（如机械能→内能），转移是“形式不变，物体改变”（如热水袋的内能转移到人体），需注意用词精准；避免漏写“保持”二字，导致表述不完整。 3.答案：机械；内；遵循 解题思路： 用锤子敲打铁钉：锤子的机械能（动能）通过做功传递给铁钉，铁钉温度升高，内能增加，故是机械能转化为内能。 能量守恒定律是自然界普遍规律，所有能量转化或转移过程都必然遵循，无例外情况，故填“遵循”。 易错点提醒： 部分同学可能误将“机械能”写成“动能”，虽然锤子的能量主要是动能，但“机械能”更全面（包含动能和势能），需用规范术语；同时避免误认为“摩擦生热”等现象不遵循能量守恒，实际上任何能量变化都符合定律。 4.答案：B 解题思路： 逐一分析能量转化的方向是否正确： A. 电动机工作：消耗电能，产生机械能，应是电能→机械能，选项说反，错误。 B. 植物光合作用：吸收光能，合成有机物储存化学能，是光能→化学能，正确。 C. 电饭锅煮饭：消耗电能，产生内能加热食物，应是电能→内能，选项说机械能，错误。 D. 蓄电池放电：消耗化学能，产生电能，应是化学能→电能，选项说反，错误。 易错点提醒： 易混淆“电动机”和“发电机”的能量转化：电动机是“用电生运动”（电能→机械能），发电机是“用运动生电”（机械能→电能）；同时注意“放电”和“充电”的方向相反，避免记混。 5.答案：动能；内能 解题思路： 分阶段分析能量变化： 第一阶段：小球从斜面上滚下，高度降低，重力势能减少，速度增大，动能增加，故重力势能→动能。 第二阶段：小球撞击木块，因摩擦阻力，小球和木块的速度最终会减小，动能减少，同时温度升高，内能增加，故动能→内能。 易错点提醒： 容易忽略“撞击后摩擦生热”的过程，只填“动能”，遗漏“内能”；需注意“一起向前运动”后仍会因摩擦消耗能量，存在动能向内能的转化。 6.答案：化学；重力势；内 解题思路： 同学搬重物：身体消耗化学能（来自食物消化），对重物做功，重物高度升高，重力势能增加，故化学能→重力势能。 身体发热：是克服自身摩擦等产生的能量损失，化学能部分转化为内能，符合能量守恒（总能量=重力势能+内能）。 易错点提醒： 易将“化学能”误写为“机械能”，需明确人体做功的能量来源是体内化学能的转化，而非直接的机械能；同时注意“发热”对应的是内能，不是其他形式的能。 7.答案：B 解题思路： 区分“能量转移”和“能量转化”：转移是同一形式能量在不同物体间传递，转化是不同形式能量的转换。 分析选项： A. 钻木取火：机械能→内能，形式改变，是转化，不是转移。 B. 暖手宝取暖：暖手宝的内能传递到人体，形式不变，是转移，符合题意。 C. 发电机发电：机械能→电能，形式改变，是转化。 D. 电动机转动：电能→机械能，形式改变，是转化。 易错点提醒： 容易将“暖手宝取暖”误判为转化，需明确内能只是从暖手宝转移到人体，形式未变；同时注意“转移”和“转化”的本质区别，避免混淆。 8.答案：变大；机械 解题思路： 氢气球上升：高度升高，重力势能增加；体积变大，空气对气球的浮力做功，动能可能增加，故机械能（动能+势能）变大。 体积变大过程中，气球内氢气对外做功，内能减少，内能转化为机械能，符合能量守恒。 易错点提醒： 易误认为“体积变大机械能不变”，忽略高度升高带来的重力势能增加；同时需注意“内能转化为机械能”的方向，避免写成“机械能转化为内能”。 9.答案：错误；能量损失（或额外功） 解题思路： 能量守恒是“总能量守恒”，但有用能量只是总能量的一部分，能量转化过程中会因摩擦、散热等产生能量损失（如热机排气带走热量、机械摩擦消耗能量），这些损失的能量无法被利用，但总能量仍不变。 故“消耗多少能量就得到多少有用能量”的说法错误，原因是存在能量损失。 易错点提醒： 容易误解能量守恒定律为“有用能量守恒”，忽略“额外功”或“能量损失”的存在；需明确定律强调的是“总能量”守恒，而非“有用能量”守恒。 10.答案：机械；内；光；机械 解题思路： 流星与大气层摩擦：流星有机械能（动能+势能），摩擦过程中速度减小，机械能减少，同时温度升高（内能增加）并发光（光能产生），故机械能→内能+光能。 依据能量守恒，减少的机械能总量等于产生的内能和光能总量，故最后一空填“机械”。 易错点提醒： 容易遗漏“光能”，只填“内能”，忽略流星划过的“亮光”是光能；同时需注意能量来源是流星的机械能，而非其他形式的能。 11.答案：（1）10⁴W；（2）10⁴J 解题思路： （1）求重力势能转化为动能的功率： 首先明确“不计能量损失”时，重力势能减少量等于动能增加量，即W₁=W₂=Gh=mgh。 代入数据：m=100kg，g=10N/kg，h=10m，t=1s，计算W=mgh=100kg×10N/kg×10m=10⁴J。 功率P=W/t=10⁴J/1s=10⁴W。 （2）求发电机每秒产生的电能： 不计能量损失时，水的机械能全部转化为电能，故电能W电=W=10⁴J。 易错点提醒： 计算时容易忽略“每秒”这个时间条件，误将重力势能直接当作功率；或忘记“不计能量损失”的前提，额外考虑能量损耗导致计算错误；需注意单位统一（所有物理量用国际单位），避免数值计算错误。 12.答案：C 解题思路： 分析选项是否符合能量守恒定律： A. 热机效率不可能100%：因为部分能量会以废气、摩擦等形式损失，总能量守恒但有用能量减少，正确。 B. 永动机不可能制成：永动机试图不消耗能量却持续对外做功，违背能量守恒定律，正确。 C. 核电站发电能量总量减少：核能转化为电能、内能等，总能量始终守恒，不会减少，错误。 D. 家庭电路能量转化总守恒：电能转化为光能、内能等，总能量不变，正确。 易错点提醒： 容易误认为“能量转化过程中总量会减少”，忽略能量守恒定律的“总量不变”核心，需明确任何能量转化或转移过程，总能量都不会凭空增减。 13.答案：太阳；电；化学；电；光（或内） 解题思路： 白天太阳能电池板：将太阳能（光能）转化为电能，再储存在蓄电池中，电能进一步转化为化学能（蓄电池储存能量的形式）。 夜晚蓄电池放电：化学能转化为电能，电能带动路灯发光（光能），同时路灯工作时会发热（内能），故转化为光能和内能。 易错点提醒： 容易混淆“储存能量的形式”，误将蓄电池储存的能量写成“电能”，实际蓄电池是将电能转化为化学能储存；同时需注意夜晚能量转化的最终形式是“光（或内）能”，避免漏写其中一种。 14.答案：不能实现。 解题思路： 从能量守恒定律的实际应用分析： 装置运行过程中，水在管道流动、冲击叶轮、抽水机工作时，都会因摩擦产生内能，部分机械能转化为内能。 内能无法自动转化为机械能（能量转化具有方向性），导致装置中的机械能不断减少，最终会因能量耗尽而停止运转，无法实现“自动循环”。 核心逻辑：总能量守恒，但机械能不断转化为内能（不可利用的能量），有用机械能减少，无法持续循环。 易错点提醒： 容易误认为“总能量守恒就可以无限循环”，忽略能量转化的方向性和能量损失；需明确能量守恒不代表能量可以重复利用，部分能量会转化为不可利用的形式。 15.答案：内；不能；方向 解题思路： 汽车刹车：刹车片与车轮摩擦，汽车动能减少，温度升高，动能转化为内能。 这些内能不能自动转化为汽车的动能：因为能量的转化具有方向性（热量只能自发从高温物体转移到低温物体，内能无法自发转化为机械能）。 该过程仍遵循能量守恒定律：总能量（动能→内能）保持不变，只是能量形式和可利用性发生变化。 易错点提醒： 容易误认为“内能可以自动转化为动能”，忽略能量转化的方向性；或混淆“能量守恒”和“能量转化的方向性”，误以为不自动转化就是违背能量守恒，需明确两者的区别：守恒是总量不变，方向性是转化的难易程度。 学科网（北京）股份有限公司 $