20.3 能量的转化与能量守恒（分层作业）物理新教材沪粤版九年级下册

20.3 能量的转化与能量守恒 目录 1 一、能量的转移和转化 1 二、能量守恒定律 2 三、能量在转移和转化过程中的方向性 2 3 7 一、能量的转移和转化 1．如图为近年来流行的一种手压式自发电手电筒，按压手电筒上的按柄时，通过塑料齿轮带动铜丝线圈内的磁性飞轮高速旋转，从而产生电流点亮灯泡。这个过程中把 能转化为电能，电流的产生是利用了 原理 2．关于核电站下列说法正确的是（    ） A．核燃料发电后产生的废弃物可以按照一般垃圾处理 B．核电站中的能量转化是将核能最终转化为电能 C．核电站是利用核聚变释放能量来发电 D．通过改进科学技术，可以让核电站的能源转化效率达到100％ 3．利用能量的过程，就是能量 或转化的过程。新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为 ，从而减少二氧化碳排放。 4．如图是多米诺骨牌，将其按一定间距排列，轻轻碰倒第一张小骨牌，骨牌倒下过程中其重力势能转化为 能，前一张骨牌会将部分能量 （转化/转移）至后一张，如此“连锁反应”，最终使最大的骨牌被推倒。 二、能量守恒定律 5．能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一。下列说法正确的是（    ） A．能量是不守恒的 B．能量可以被消灭，也可以被创造 C．能量转化过程中，数量虽然没有减少，但在可利用的品质上降低了 D．因为能量是守恒的，所以不可能发生能源危机 6．汽车发动机工作时将燃料燃烧放出的内能转化为 能；此过程中，能量的总量 （选填“变大”“变小”或“不变”）。工作一段时间后，油箱中剩余燃料的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 7．二氧化碳（）爆破是工程建设中环保的爆破技术。起爆前利用高压泵使通过压缩方式发生液化，流入爆破筒内。如图所示，通电后电加热管发热，液态迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔喷出，实施爆破，这一过程相当于内燃机的 冲程，整个过程中 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 8．如图所示，小兰将一个橙子用细绳悬挂起来制成单摆，让橙子从点由静止释放，橙子会在、两点之间来回摆动且摆幅越来越小。下列说法正确的是（　　） A．悬挂点到橙子的重心的距离即摆长越短，此单摆的周期越长 B．来回摆动的过程中，橙子的机械能守恒 C．橙子来回摆动的过程中，违背了能量守恒定律 D．假设橙子摆到最高处时所有外力同时消失，橙子将处于静止状态 三、能量在转移和转化过程中的方向性 9．关于能源、信息与材料，下列说法正确的是（　　） A．风能、地热能、电能均属于一次能源 B．手机内部的芯片主要由超导体制成 C．能量的转化和转移都是有方向性的 D．光从光导纤维一端射入，在内壁多次折射，把携带的信息传送出去 10．为了节能，现在很多电动汽车安装了“能量回收装置”，在刹车时该装置可带动发电机发电。在汽车刹车制动时，轮胎与地面摩擦会产生大量内能，但这些内能是 （选填“可以”或“不可以”）自动转化成机械能供汽车运动的，这是因为能量的转移和转化具有 。 11．下列说法正确的有（　　） ①太空中需要3颗地球同步卫星才能几乎实现全球卫星通信； ②微波炉是应用电流的热效应来工作的； ③电磁波能够在真空中传播，而声音不能在真空中传播； ④能量的转移与转化具有方向性，因此要注意节约能源； ⑤随着科学技术的快速发展，我国已建立了利用核聚变发电的核电站； ⑥“5G”移动通信技术中的5G芯片是由超导体材料制成的，铜是磁性材料可以被磁化。 A．①③④ B．①③⑤ C．①④⑥ D．②③④ 12．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化或转移。 (1)根据能量守恒定律，在能量发生转化或转移的过程中，能的总量是 （选填“变化”或“不变”）的。 (2)能量的转化是有方向的，如图所示的几幅图按能量转化的顺序，正确的排列是 。 一、单选题 1．如图是一款“收音机钢笔”，当书写的时候，笔端摇摆产生电流，就能给钢笔的内置电池储存电能，同时供笔端微型收音机和扬声器工作。在繁重的学习中可以听听音乐，缓解学习的压力。关于“收音机钢笔”的说法正确的是（    ） A．“产生电流”利用了电磁感应的原理 B．电磁感应现象由奥斯特首先发现 C．扬声器工作原理与发电机工作原理相同 D．“储存电能”时把化学能转化为电能 2．假设2025年10月31日23时44分，神舟二十一号载人飞船发射成功，并成功对接于空间站天和核心舱前向端口，下列说法正确的是（   ） A．火箭应选用热值大的燃料 B．火箭点火时，底座的温度升高，含有的热量增大 C．火箭加速升空时，机械能变大，所以能量不守恒 D．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，此时内能为零 3．如图甲是某型号可充电台灯风扇，图乙是台灯风扇经历充电和工作时的主要能量流向图。下列说法正确的是（　　） A．电池在充电时相当于电源 B．图乙中a、b均为电能 C．图乙中d为机械能 D．风扇工作时，其原理与动圈式话筒相同 4．如图所示是我国空间站在太空中飞行的场景，太阳翼可将太阳能转化为电能，同时利用电能驱使太阳翼转动，以确保太阳光垂直照射在太阳翼上。下列说法正确的是（　　） A．太阳能属于不可再生能源 B．空间站利用超声波向地面传递信息 C．太阳翼转动时，将电能转化为机械能 D．太阳翼转动时，不遵循能量守恒定律 5．2025年5月17日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征三号乙”运载火箭，成功将“实践二十五号”卫星发射升空。关于运载火箭，下列说法中错误的是（　　） A．火箭加速上升时，将动能转化为重力势能 B．燃料燃烧过程中，质量减少，热值不变 C．发射火箭时需要配备喷水系统来冷却发射台，这是利用了水汽化可以吸热 D．燃料燃烧过程中将化学能转化为内能 6．如图所示是不同形式的能量的相互转化图，下列说法不正确的是（　　） A．序号①的实例可以是“炙手可热” B．序号④的实例可以是电动机带动水泵把水送到高处 C．序号③的实例可以是植物吸收太阳光进行光合作用 D．序号②的实例可以是将塑料尺在头发上摩擦后带电 二、填空题 7．如图所示，是小球在地面弹跳实验拍下的频闪照片，小球弹起的高度逐渐降低，说明小球机械能在 （选填“增大”“减小”或“不变”）；利用红外线测温仪分别测量实验前小球的初温和实验后小球的末温，则 （选填“大于”“小于”或“等于”）。 8．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机将汽车的机械能转化为电能，此过程中所有的能量总和 （选填“增大”“减小”或“不变”）。转化的电能为汽车提供后续运动的能量，小明认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶一边发电，永远运动下去，成为了永动机。小明的观点 （选填“正确”或“不正确”），理由是 。 9．教材图片及知识点运用 教材图片 知识点运用 ［教材P113图18.1-4］ 某同学家中一周前、后电能表示数如图所示，若该家庭所在地区每度电的电费是0.6元，则本周该家庭用电花费 元。已知该电能表铭牌上标有“2000 imp/（kW•h）”，若一个电水壶单独工作5 min，电能表的脉冲指示灯闪烁200次，则该电水壶的电功率为 W ［教材P120图18.4-1］ 电炉工作时将 能转化为 能，这利用了电流的 效应；电炉丝热得发红而导线却几乎不发热，这是因为导线的电阻远 电炉丝的电阻 10．华为手机拥有反向无线充电的技术。如图所示，现将手机甲置于手机乙之上，就能给手机甲充电，此时的甲手机相当于电路中的 （填电路元件名称），此时乙手机的能量转化情况主要是 能转化为 能。 三、综合题 11．电动自行车新国标已于2019年4月15日全面落地实施，新国标在防火阻燃、整车质量、北斗定位、防篡改设计等方面进行了全面升级，旨在提升安全性能。 项目 内容 电池容量 20A·h 电池输出电压 48V 电动机额定电压 48V 电动机最大功率 400W (1)电动车的电动机工作时把 能转化成 能。 (2)表格中是某款电动车铭牌的部分内容，由表格中信息可得，电池充满电后，储存了 kW·h的电能。电池只供电动机以最大功率工作，最多能连续工作 小时。 (3)将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，整车通电，车锁相当于电路中的 。骑着电动车在路上低速行驶时闻到路边的花香，花香四溢是 现象。 12．跨学科实践。 制作简易可调速风扇 学习了变阻器的相关知识后，同学们成立了制作简易可调速风扇的项目小组，制订了“需求分析——方案设计——动手制作——测试优化——展示交流”的学习流程，研究了变阻器原理，收集材料制作了可调速风扇模型。 实验材料：微型小风扇、电位器（标有、、三个接线端）、开关、导线、电池盒（3V电源）。 电路连接说明：将微型小风扇与电位器串联后接入电路，通过旋转电位器旋钮改变电路中的电阻，从而调节风扇转速。 (1)电位器连接：如图，同学们选择电位器、、三个接线端中的 两个接线柱连入电路中，可使逆时针旋转旋钮时，风扇转速变快； (2)能量转化：可调速风扇工作时的能量转化情况为 ； (3)故障排查：某同学在测试时发现小风扇无法转动，出现这种情况的原因可能是 ；（答出一点即可） (4)电路优化：展示交流环节中，有同学提出：“电路中串联一个定值电阻会更好一些。”请你替他说明原因： 。 一、单选题 1．（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）能量的获取和应用与我们的生活息息相关，下列关于能量说法正确的是（　　） A．核电站发电是将核能最终转化为电能 B．根据能量守恒定律永动机是存在的 C．能量的转移和转化不具有方向性 D．光在光纤中传播，光能损耗非常多 2．（2025·山东青岛·中考真题）抽水蓄能是存储电能的方式之一。原理如图所示：蓄能时，电动机将水从下蓄水池抽入上蓄水池；需要电能时，打开闸门，让水流驱动发电机来发电。下列说法正确的是（  ） A．蓄能时，将机械能转化为电能 B．电动机的工作原理是电磁感应现象 C．发电机的工作原理是电流的磁效应 D．蓄水量一定，上蓄水池建的位置越高，能储存的电能就越多 3．（2025·江苏盐城·中考真题）我国于2024年7月成功研制出世界上最轻、最小的太阳能动力微型无人机，该无人机可在纯自然光下实现持续飞行。这款无人机主要由静电驱动推进系统和超轻千伏动力系统组成。静电电机利用电荷间相互作用驱动，能量转化效率是传统电机的10倍以上。超轻高压变换器将电压为4.5V的太阳能电池升压至9000V，实现高效电能传输。由上述信息可以推断，这款无人机（　　） A．可在无光环境下飞行 B．飞行时会产生较多热量 C．太阳能电池板面积很大 D．静电电机比传统电机能耗小得多 二、填空题 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。 5．（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。 三、综合题 6．（2025·江苏无锡·中考真题）抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩的电能，通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来，然后待用电高峰期再释放上水库中的水，冲击水电站中的水轮发电机组发电，输送回电网，工作原理示意图如图所示。我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站，上水库容量为4.5×107m3，上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400m高度，冲击水轮发电机组发电，可获得1.44×1014J的电能。（，g取10N/kg） (1)抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的 能，在需要的时候再通过发电机组转化为 能，输送回电网； (2)水轮发电机组的发电效率为多少？ 四、科普阅读题 7．（2025·青海西宁·中考真题）科普阅读题 察尔汗盐湖，位于青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市，是目前中国面积最大的盐湖，总面积达5856平方千米，东西长160多千米，南北宽20~40千米，盐层最厚可达20米。这片盐湖形成源于数亿年前的地壳变迁，古海洋随着青藏高原的隆起逐渐萎缩，海水干涸后，高浓度卤水结晶而成。湖边有一条由盐铺设而成的公路——“万丈盐桥”，它的表面硬度和一般的柏油马路相近，可以通车。当路面出现损坏时，只要洒上卤水就能使路面复原，十分神奇！ 察尔汗盐湖不仅有迷人的风光，更是一座巨大的资源宝库。它是一个以钾盐为主，伴生有镁、钠、锂、硼、碘等多种矿产。其中，钾、镁、锂资源储量居中国首位，潜在经济价值巨大；锂产能接近全国产能的三分之一，为我国新能源汽车蓬勃发展提供了锂资源。某款国产纯电动汽车锂电池充电电压最高400V，充电功率最高120kW，电池容量为，动力电池能量密度为（能量密度等于电池容量与电池质量的比值）。 (1)夏季修复盐桥时卤水变干了，发生的物态变化是 ； (2)该汽车电池充电时 能主要转化为 能； (3)该汽车锂电池的质量为 kg。 8．（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） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 20.3 能量的转化与能量守恒 目录 1 一、能量的转移和转化 1 二、能量守恒定律 2 三、能量在转移和转化过程中的方向性 4 6 12 一、能量的转移和转化 1．如图为近年来流行的一种手压式自发电手电筒，按压手电筒上的按柄时，通过塑料齿轮带动铜丝线圈内的磁性飞轮高速旋转，从而产生电流点亮灯泡。这个过程中把 能转化为电能，电流的产生是利用了 原理 【答案】 机械 电磁感应 【解析】[1][2]由题意可知，按压手电筒上的按柄时，通过塑料齿轮带动铜丝线圈内的磁性飞轮高速旋转，线圈切割磁感线产生感应电流，故可知利用了电磁感应原理；这个过程由机械能转化为电能。 2．关于核电站下列说法正确的是（    ） A．核燃料发电后产生的废弃物可以按照一般垃圾处理 B．核电站中的能量转化是将核能最终转化为电能 C．核电站是利用核聚变释放能量来发电 D．通过改进科学技术，可以让核电站的能源转化效率达到100％ 【答案】B 【解析】A．核燃料发电后产生的废弃物具有放射性，不可以按照一般垃圾处理，故A错误； B．核电站中的能量转化是将核能释放出来，转化为内能，内能再转化为机械能，最终由机械能转化为电能，故B正确； C．核电站是利用核裂变释放能量来发电的，故C错误； D．通过改进科学技术，可以提高能量的利用效率，但效率不可能达到，故D错误。 故选B。 3．利用能量的过程，就是能量 或转化的过程。新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为 ，从而减少二氧化碳排放。 【答案】 转移 电能 【解析】[1][2]能量不会凭空产生或消失，利用能量的过程，就是能量转移或转化的过程。新疆的风力发电站工作原理是：风吹动风机叶片旋转，带动发电机运转，将风能（机械能的一种）转化为电能，从而替代部分化石能源发电，减少二氧化碳排放。 4．如图是多米诺骨牌，将其按一定间距排列，轻轻碰倒第一张小骨牌，骨牌倒下过程中其重力势能转化为 能，前一张骨牌会将部分能量 （转化/转移）至后一张，如此“连锁反应”，最终使最大的骨牌被推倒。 【答案】 动 转移 【解析】[1]骨牌倒下时，所处高度减小，重力势能减小，从而获得速度，动能增大，所以，骨牌倒下过程中，其重力势能转化为动能。 [2]前一张骨牌倒下后停止运动，后一张骨牌由静止变为运动，所以前一张倒下的骨牌能量会转移到后一张骨牌上。 二、能量守恒定律 5．能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一。下列说法正确的是（    ） A．能量是不守恒的 B．能量可以被消灭，也可以被创造 C．能量转化过程中，数量虽然没有减少，但在可利用的品质上降低了 D．因为能量是守恒的，所以不可能发生能源危机 【答案】C 【解析】A．能量守恒定律明确指出，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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其它物体，而能量的总量保持不变。故A错误； B．能量既不能被创造，也不能被消灭，只能转化或转移，故B错误； C．能量转化过程中总能量不变，但部分能量会以不可利用的形式（如内能）散失，导致可利用品质降低，故C正确； D．尽管能量是守恒的，但由于能量转化的方向性，可利用的能源（如化石能源）是有限的，会逐渐减少，所以能源危机是可能发生的。故D错误。 故选C。 6．汽车发动机工作时将燃料燃烧放出的内能转化为 能；此过程中，能量的总量 （选填“变大”“变小”或“不变”）。工作一段时间后，油箱中剩余燃料的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 机械 不变 不变 【解析】[1][2]汽车发动机工作时，燃料燃烧释放的内能转化为机械能，用于驱动汽车运动。根据能量守恒定律，内能转化为机械能的过程中，能量的总量保持不变。 [3]热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，工作一段时间后，油箱中剩余燃料的热值不变。 7．二氧化碳（）爆破是工程建设中环保的爆破技术。起爆前利用高压泵使通过压缩方式发生液化，流入爆破筒内。如图所示，通电后电加热管发热，液态迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔喷出，实施爆破，这一过程相当于内燃机的 冲程，整个过程中 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 【答案】 做功 遵循 【解析】[1]内燃机的做功冲程是内能转化为机械能。这里液态CO2迅速汽化，形成高压气体喷出，对外做功，内能转化为机械能，所以相当于内燃机的做功冲程。    [2]能量守恒定律是普遍适用的，任何能量转化过程都遵循，所以整个过程遵循能量守恒定律。 8．如图所示，小兰将一个橙子用细绳悬挂起来制成单摆，让橙子从点由静止释放，橙子会在、两点之间来回摆动且摆幅越来越小。下列说法正确的是（　　） A．悬挂点到橙子的重心的距离即摆长越短，此单摆的周期越长 B．来回摆动的过程中，橙子的机械能守恒 C．橙子来回摆动的过程中，违背了能量守恒定律 D．假设橙子摆到最高处时所有外力同时消失，橙子将处于静止状态 【答案】D 【解析】A．单摆的周期与摆长有关，悬挂点到橙子的重心的距离即摆长越短，此单摆的周期越短，故A错误； B．让橙子从点由静止释放，橙子会在、两点之间来回摆动且摆幅越来越小，说明来回摆动的过程中，橙子的机械能减小，故B错误； C．橙子来回摆动的过程中，仍然遵循能量守恒定律，橙子的机械能减小，是因为转化为了其他形式的能，故C错误； D．橙子摆到最高处时速度为零，根据牛顿第一定律，若所有外力同时消失，橙子将处于静止状态，故D正确。 故选D。 三、能量在转移和转化过程中的方向性 9．关于能源、信息与材料，下列说法正确的是（　　） A．风能、地热能、电能均属于一次能源 B．手机内部的芯片主要由超导体制成 C．能量的转化和转移都是有方向性的 D．光从光导纤维一端射入，在内壁多次折射，把携带的信息传送出去 【答案】C 【解析】A．一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，又称天然能源；二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源。风能和地热能是自然界中以原有形式存在的能源，属于一次能源。电能是由其他形式的能转化而来的，例如火力发电是将化学能转化为电能，水力发电是将机械能转化为电能，所以电能属于二次能源，故A错误； B．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有一些特殊的电学性能，可用于制作各种电子元件。手机内部的芯片主要是由半导体材料制成的，利用半导体的特性可以实现各种复杂的电路功能。 超导体是指在一定温度下电阻变为零的导体，目前超导体主要应用于输电、磁悬浮列车等领域，并不用于制作手机芯片，故B错误 C．能量的转化和转移具有方向性。例如，热量可以自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体；汽车制动时，由于摩擦，动能转化为内能，这些内能无法自动地再转化为机械能用来驱动汽车。 所以，能量的转化和转移都是有方向性的，故C正确； D．光导纤维是利用光的全反射原理来传递信息的。光从光导纤维一端射入，在内壁上多次反射，而不是折射，这样光就可以沿着光导纤维传播到另一端，从而把携带的信息传送出去，故D错误。 故选C。 10．为了节能，现在很多电动汽车安装了“能量回收装置”，在刹车时该装置可带动发电机发电。在汽车刹车制动时，轮胎与地面摩擦会产生大量内能，但这些内能是 （选填“可以”或“不可以”）自动转化成机械能供汽车运动的，这是因为能量的转移和转化具有 。 【答案】 不可以 方向性 【解析】[1][2]在汽车制动时，与轮胎接触的地面、轮胎及空气等获得的内能，无法自动转化成机械能供汽车运动，这是因为能量的转移和转化具有方向性。 11．下列说法正确的有（　　） ①太空中需要3颗地球同步卫星才能几乎实现全球卫星通信； ②微波炉是应用电流的热效应来工作的； ③电磁波能够在真空中传播，而声音不能在真空中传播； ④能量的转移与转化具有方向性，因此要注意节约能源； ⑤随着科学技术的快速发展，我国已建立了利用核聚变发电的核电站； ⑥“5G”移动通信技术中的5G芯片是由超导体材料制成的，铜是磁性材料可以被磁化。 A．①③④ B．①③⑤ C．①④⑥ D．②③④ 【答案】A 【解析】①由于超短波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等。因此，人们用通信卫星作中继站。目前，用3颗同步卫星就可以覆盖全球，故①正确； ②微波炉就是用微波来煮饭烧菜的。微波是一种电磁波，即微波炉是应用电磁波工作，故②错误； ③光和电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，故③正确； ④能量的转移与转化具有方向性，有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，故④正确； ⑤目前已建成的核电站的能量来自于重核的裂变，而不是轻核聚变，故⑤错误； ⑥5G芯片是由半导体材料制成的，铜不是磁性材料，不可以被磁化，故⑥错误。 综上所述，正确的是①③④。 故选A。 12．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化或转移。 (1)根据能量守恒定律，在能量发生转化或转移的过程中，能的总量是 （选填“变化”或“不变”）的。 (2)能量的转化是有方向的，如图所示的几幅图按能量转化的顺序，正确的排列是 。 【答案】(1)不变 (2)②①③④ 【解析】（1）根据能量守恒定律可知，能量在转化和转移过程中，能的总量保持不变； （2）各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向性的，地球上许多能量直接或间接来自太阳能，所以题中的图片按能量转化的顺序排列为太阳、树木、火力发电厂、空调，即顺序为②①③④。 一、单选题 1．如图是一款“收音机钢笔”，当书写的时候，笔端摇摆产生电流，就能给钢笔的内置电池储存电能，同时供笔端微型收音机和扬声器工作。在繁重的学习中可以听听音乐，缓解学习的压力。关于“收音机钢笔”的说法正确的是（    ） A．“产生电流”利用了电磁感应的原理 B．电磁感应现象由奥斯特首先发现 C．扬声器工作原理与发电机工作原理相同 D．“储存电能”时把化学能转化为电能 【答案】A 【解析】A．当书写时笔端摇摆产生电流，这是导体在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，利用了电磁感应原理，故A正确； B．电磁感应现象是由法拉第首先发现的，奥斯特发现的是电流的磁效应，故B错误； C．扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，而发电机的工作原理是电磁感应，二者原理不同，故C错误； D．“储存电能”时，是将产生的电能转化为电池内部的化学能储存起来，而不是化学能转化为电能，故D错误。 故选A。 2．假设2025年10月31日23时44分，神舟二十一号载人飞船发射成功，并成功对接于空间站天和核心舱前向端口，下列说法正确的是（   ） A．火箭应选用热值大的燃料 B．火箭点火时，底座的温度升高，含有的热量增大 C．火箭加速升空时，机械能变大，所以能量不守恒 D．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，此时内能为零 【答案】A 【解析】A．火箭选用热值大的燃料，相同质量的燃料完全燃烧时能释放出更多的热量，转化为的机械能更多，能使火箭获得更大的推力，故A正确； B．热量是一个过程量，不能说物体“含有”多少热量，只能说在热传递过程中吸收或放出了多少热量。火箭点火时，底座温度升高，是因为吸收了热量，内能增大，而不是“含有的热量增大”，故B错误。 C．火箭加速升空时，燃料燃烧部分内能转化为机械能，机械能增大，能量始终守恒，故C错误； D．一切物体都具有内能，火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能也不为零，故D错误。 故选A。 3．如图甲是某型号可充电台灯风扇，图乙是台灯风扇经历充电和工作时的主要能量流向图。下列说法正确的是（　　） A．电池在充电时相当于电源 B．图乙中a、b均为电能 C．图乙中d为机械能 D．风扇工作时，其原理与动圈式话筒相同 【答案】B 【解析】A．电池在充电时要消耗电能，此时的电池相当于用电器，故A错误； B．电池充电时，消耗电能，把电能转化为化学能；电池给电路供电时，把化学能转化为电能，故a、b均为电能，故B正确； C．照明灯工作时，消耗电能，把电能转化为光能和内能，不会产生机械能，故C错误； D．风扇工作时，把电能转化为机械能，其原理是：通电导体在磁场中受力的作用；而动圈式话筒的原理是：电磁感应原理。故D错误。 故选B。 4．如图所示是我国空间站在太空中飞行的场景，太阳翼可将太阳能转化为电能，同时利用电能驱使太阳翼转动，以确保太阳光垂直照射在太阳翼上。下列说法正确的是（　　） A．太阳能属于不可再生能源 B．空间站利用超声波向地面传递信息 C．太阳翼转动时，将电能转化为机械能 D．太阳翼转动时，不遵循能量守恒定律 【答案】C 【解析】A．太阳能取之不尽，属于可再生能源，故A错误；     B．空间站利用电磁波向地面传递信息，故B错误； C．太阳翼的电动机转动时，消耗电能，将电能转化为机械能，故C正确；      D．能量守恒定律是自然界普遍存在的规律，任何情况都要遵循能量守恒定律。故D错误。 故选C。 5．2025年5月17日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征三号乙”运载火箭，成功将“实践二十五号”卫星发射升空。关于运载火箭，下列说法中错误的是（　　） A．火箭加速上升时，将动能转化为重力势能 B．燃料燃烧过程中，质量减少，热值不变 C．发射火箭时需要配备喷水系统来冷却发射台，这是利用了水汽化可以吸热 D．燃料燃烧过程中将化学能转化为内能 【答案】A 【解析】A．火箭加速上升时，速度增大，则动能增大，高度增加，则重力势能变大，并不是动能转化为重力势能，故A错误，符合题意； B．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，所以燃料在燃烧过程中，质量减少，但热值不变，故B正确，不符合题意； C．配备喷水系统，是利用了水汽化吸热，从而起到冷却发射台的作用，故C正确，不符合题意； D．燃料燃烧是将燃料的化学能转换成内能的过程，故D正确，不符合题意。 故选A。 6．如图所示是不同形式的能量的相互转化图，下列说法不正确的是（　　） A．序号①的实例可以是“炙手可热” B．序号④的实例可以是电动机带动水泵把水送到高处 C．序号③的实例可以是植物吸收太阳光进行光合作用 D．序号②的实例可以是将塑料尺在头发上摩擦后带电 【答案】A 【解析】A．“炙手可热”属于热传递改变内能，是能量的转移，序号①是机械能转化为内能，是能量的转化，所以序号①的实例不能是“炙手可热”，故A错误，符合题意； B． 序号④描述的是电能转化为机械能，是电动机工作时的能量转化情况，可以是电动机带动水泵把水送到高处，故B正确，不符合题意； C． 植物的光合作用是：吸收太阳光将光能转化为化学能，所以序号③的实例可以是植物吸收太阳光进行光合作用，故C正确，不符合题意； D． 序号②说的是机械能转化为电能，这是发电机工作时的能量转化情况，也是摩擦起电过程的能量转化，所以该实例可以是将塑料尺在头发上摩擦后带电，故D正确，不符合题意。 故选A。 二、填空题 7．如图所示，是小球在地面弹跳实验拍下的频闪照片，小球弹起的高度逐渐降低，说明小球机械能在 （选填“增大”“减小”或“不变”）；利用红外线测温仪分别测量实验前小球的初温和实验后小球的末温，则 （选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】 减小 ＜ 【解析】[1][2]由图可知，小球在运动过程中弹起的高度越来越小，是因为小球在不断弹起的过程中，要克服与空气的摩擦做功，将部分机械能转化为内能，故机械能减小；由于小球的部分机械能转化为小球的内能，使得小球的温度升高，故。 8．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机将汽车的机械能转化为电能，此过程中所有的能量总和 （选填“增大”“减小”或“不变”）。转化的电能为汽车提供后续运动的能量，小明认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶一边发电，永远运动下去，成为了永动机。小明的观点 （选填“正确”或“不正确”），理由是 。 【答案】 不变 不正确 能量在转化过程中有损失 【解析】[1]在汽车刹车时，发电机将机械能转化为电能，此过程遵循能量守恒定律，即能量既不会凭空产生也不会消失，只会从一种形式转化为另一种形式，因此所有能量的总和保持不变。 [2][3]小明的观点不正确，理由是违背了能量守恒定律，能量的转化和转移具有方向性，能量在转化过程中必然会有一部分转化为内能或做额外功消耗掉，这些能量不会再重新来加以利用，能量在转化过程中有损失，所以汽车一边行驶一边发电，反复循环，永远运动下去的设想是不能实现的。 9．教材图片及知识点运用 教材图片 知识点运用 ［教材P113图18.1-4］ 某同学家中一周前、后电能表示数如图所示，若该家庭所在地区每度电的电费是0.6元，则本周该家庭用电花费 元。已知该电能表铭牌上标有“2000 imp/（kW•h）”，若一个电水壶单独工作5 min，电能表的脉冲指示灯闪烁200次，则该电水壶的电功率为 W ［教材P120图18.4-1］ 电炉工作时将 能转化为 能，这利用了电流的 效应；电炉丝热得发红而导线却几乎不发热，这是因为导线的电阻远 电炉丝的电阻 【答案】 25.08 1200 电 内 热 小于 【解析】[1]本周该家庭用电量 则本周该家庭用电费为： [2]该电能表铭牌上标有“2000 imp/（kW•h）”，表示每消耗电能，指示灯闪烁2000次。闪烁200次消耗的电能 工作时间，则该电水壶的电功率为 [3][4][5]电炉工作时将电能转化为内能，这利用了电流的热效应。 [6]根据可知，电流和通电时间相同时，电阻越小，产生的热量越少，所以电炉丝热得发红而导线却几乎不发热，这是因为导线的电阻远小于电炉丝的电阻。 10．华为手机拥有反向无线充电的技术。如图所示，现将手机甲置于手机乙之上，就能给手机甲充电，此时的甲手机相当于电路中的 （填电路元件名称），此时乙手机的能量转化情况主要是 能转化为 能。 【答案】 用电器 化学 电 【解析】[1]在反向无线充电过程中，手机甲作为能量接收方，从手机乙获取电能并存储到其电池中。因此，甲手机在电路中扮演消耗电能的角色，相当于用电器。 [2][3]乙手机作为能量发送方，其内部电池的化学能转化为电能。 三、综合题 11．电动自行车新国标已于2019年4月15日全面落地实施，新国标在防火阻燃、整车质量、北斗定位、防篡改设计等方面进行了全面升级，旨在提升安全性能。 项目 内容 电池容量 20A·h 电池输出电压 48V 电动机额定电压 48V 电动机最大功率 400W (1)电动车的电动机工作时把 能转化成 能。 (2)表格中是某款电动车铭牌的部分内容，由表格中信息可得，电池充满电后，储存了 kW·h的电能。电池只供电动机以最大功率工作，最多能连续工作 小时。 (3)将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，整车通电，车锁相当于电路中的 。骑着电动车在路上低速行驶时闻到路边的花香，花香四溢是 现象。 【答案】(1) 电 机械 (2) 0.96 2.4 (3) 开关 扩散 【解析】（1）电动机工作时，消耗电能，让电动自行车动起来。因此电动机工作时把电能转化成机械能。 （2）[1]蓄电池充满电后储存的电能 [2] 电池只供电动机以最大功率工作，最多能连续工作 （3）[1]车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，整车通电，车锁控制电路的通断，因此相当于电路中的开关。 [2] 骑着电动车在路上低速行驶时闻到路边的花香，花香四溢是分子不停做无规则运动造成的，是扩散现象。 12．跨学科实践。 制作简易可调速风扇 学习了变阻器的相关知识后，同学们成立了制作简易可调速风扇的项目小组，制订了“需求分析——方案设计——动手制作——测试优化——展示交流”的学习流程，研究了变阻器原理，收集材料制作了可调速风扇模型。 实验材料：微型小风扇、电位器（标有、、三个接线端）、开关、导线、电池盒（3V电源）。 电路连接说明：将微型小风扇与电位器串联后接入电路，通过旋转电位器旋钮改变电路中的电阻，从而调节风扇转速。 (1)电位器连接：如图，同学们选择电位器、、三个接线端中的 两个接线柱连入电路中，可使逆时针旋转旋钮时，风扇转速变快； (2)能量转化：可调速风扇工作时的能量转化情况为 ； (3)故障排查：某同学在测试时发现小风扇无法转动，出现这种情况的原因可能是 ；（答出一点即可） (4)电路优化：展示交流环节中，有同学提出：“电路中串联一个定值电阻会更好一些。”请你替他说明原因： 。 【答案】(1)、 (2)电能转化为机械能 (3)导线接触不良 (4)见解析 【解析】（1）逆时针旋转旋钮时，风扇转速变快，说明此时通过风扇的电流变大，电位器两端电压不变，说明电位器接入电路的电阻变小，即逆时针旋转旋钮时，电位器接入电路的电阻丝的长度变短，由图可知，此时应该接b、c两个接线柱。 （2）可调速风扇工作时消耗电能，风扇转动具有机械能，将电能转化为机械能。 （3）某同学在测试时发现小风扇无法转动，出现这种情况的原因可能是导线接触不良存在断路，或者电池电量不足造成通过小风扇的电流太小等。 （4）电路中串联一个定值电阻，可以防止当电位器移动到阻值最小处时，电路中的电流过大烧坏小风扇，对电路起到保护作用。 一、单选题 1．（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）能量的获取和应用与我们的生活息息相关，下列关于能量说法正确的是（　　） A．核电站发电是将核能最终转化为电能 B．根据能量守恒定律永动机是存在的 C．能量的转移和转化不具有方向性 D．光在光纤中传播，光能损耗非常多 【答案】A 【解析】A．核电站发电过程：核能先转化为内能；水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能；蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能，故A正确； B．根据能量守恒定律：能量不会凭空产生也不会凭空消失，只会发生转化和转移。根据功的机械原理，机械在对能量在利用过程中，会有一部分能源未被利用而损失掉，因此能源的利用率都会低于100%，因此永动机不存在，故B错误； C．能量的转移和转化具有方向性，如内能只能从高温物体转移到低温物体，不能直接从低温物体转移到高温物体，故C错误； D．光在光纤中全反射传播，传播时能量消耗非常少，故D错误。 故选A。 2．（2025·山东青岛·中考真题）抽水蓄能是存储电能的方式之一。原理如图所示：蓄能时，电动机将水从下蓄水池抽入上蓄水池；需要电能时，打开闸门，让水流驱动发电机来发电。下列说法正确的是（  ） A．蓄能时，将机械能转化为电能 B．电动机的工作原理是电磁感应现象 C．发电机的工作原理是电流的磁效应 D．蓄水量一定，上蓄水池建的位置越高，能储存的电能就越多 【答案】D 【解析】A．蓄能时，电动机将水从下蓄水池抽入上蓄水池，电动机工作是消耗电能，将电能转化为水的机械能，而不是将机械能转化为电能，故A错误； B．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，而电磁感应现象指的是闭合回路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流的现象。是发电机的工作原理，故B错误； C．发电机的工作原理是电磁感应现象，电流的磁效应是指通电导线周围存在磁场，与发电机工作原理无关，故C错误； D．蓄水量一定时，上蓄水池建的位置越高，水具有的重力势能越大，即机械能越大。需要电能时，水流下驱动发电机发电，机械能转化为电能，所以能储存的电能就越多，故D正确。 故选D。 3．（2025·江苏盐城·中考真题）我国于2024年7月成功研制出世界上最轻、最小的太阳能动力微型无人机，该无人机可在纯自然光下实现持续飞行。这款无人机主要由静电驱动推进系统和超轻千伏动力系统组成。静电电机利用电荷间相互作用驱动，能量转化效率是传统电机的10倍以上。超轻高压变换器将电压为4.5V的太阳能电池升压至9000V，实现高效电能传输。由上述信息可以推断，这款无人机（　　） A．可在无光环境下飞行 B．飞行时会产生较多热量 C．太阳能电池板面积很大 D．静电电机比传统电机能耗小得多 【答案】D 【解析】ABD．由题可知，微型无人机能实现纯自然光供能下的持续飞行，说明微型静电电机在没有光的环境下不能飞行；静电电机利用电荷间相互作用驱动，能量转化效率是传统电机的10倍以上，说明微型静电电机具有发热小，效率高的特点，则静电电机比传统电机能耗小得多，故AB不符合题意，D符合题意； C．由题可知，该机器为微型无人机，则说明了太阳能电池板的面积小，故C不符合题意； 故选D。 二、填空题 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。 5．（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。 三、综合题 6．（2025·江苏无锡·中考真题）抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩的电能，通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来，然后待用电高峰期再释放上水库中的水，冲击水电站中的水轮发电机组发电，输送回电网，工作原理示意图如图所示。我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站，上水库容量为4.5×107m3，上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400m高度，冲击水轮发电机组发电，可获得1.44×1014J的电能。（，g取10N/kg） (1)抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的 能，在需要的时候再通过发电机组转化为 能，输送回电网； (2)水轮发电机组的发电效率为多少？ 【答案】(1) 重力势 电 (2)80% 【解析】（1）[1]抽水过程中，电动抽水机消耗电能，将水抽到高处，水的高度增加，重力势能增大，所以是将过剩的电能转化为水的重力势能。 [2]发电时，上水库的水冲击水轮发电机组，水的机械能转化为电能，所以通过发电机组转化为电能输送回电网。 （2）上水库容量为，水的密度为，水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×4.5×107m3=4.5×1010kg 水的重力为G=mg=4.5×1010kg×10N/kg=4.5×1011N 水从高度400m处下落，重力做功W=Gh=4.5×1011N×400m=1.8×1014J 水轮发电机组输出的电能为1.44×1014J，故发电效率 四、科普阅读题 7．（2025·青海西宁·中考真题）科普阅读题 察尔汗盐湖，位于青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市，是目前中国面积最大的盐湖，总面积达5856平方千米，东西长160多千米，南北宽20~40千米，盐层最厚可达20米。这片盐湖形成源于数亿年前的地壳变迁，古海洋随着青藏高原的隆起逐渐萎缩，海水干涸后，高浓度卤水结晶而成。湖边有一条由盐铺设而成的公路——“万丈盐桥”，它的表面硬度和一般的柏油马路相近，可以通车。当路面出现损坏时，只要洒上卤水就能使路面复原，十分神奇！ 察尔汗盐湖不仅有迷人的风光，更是一座巨大的资源宝库。它是一个以钾盐为主，伴生有镁、钠、锂、硼、碘等多种矿产。其中，钾、镁、锂资源储量居中国首位，潜在经济价值巨大；锂产能接近全国产能的三分之一，为我国新能源汽车蓬勃发展提供了锂资源。某款国产纯电动汽车锂电池充电电压最高400V，充电功率最高120kW，电池容量为，动力电池能量密度为（能量密度等于电池容量与电池质量的比值）。 (1)夏季修复盐桥时卤水变干了，发生的物态变化是 ； (2)该汽车电池充电时 能主要转化为 能； (3)该汽车锂电池的质量为 kg。 【答案】(1)汽化 (2) 电 化学 (3)400 【解析】（1）卤水变干了，液态的水变成水蒸气，发生的物态变化是汽化。 （2）[1][2]汽车电池充电时，消耗电能，获得化学能储存在电池中，此过程中电能主要转化为化学能。 （3）电池容量为，动力电池能量密度为，根据能量密度的定义可知，该汽车锂电池的质量为 8．（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。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $