3、能量转化的基本规律-【拔尖特训】2025-2026学年九年级下册物理(苏科版·新教材)

拔尖特训·物理（苏科版）九年级下 三、能量转 自基础进阶 1.如图所示为13世纪法国的亨内考设计的“魔 轮”。轮子边缘上通过可以自由转动的铰链 等距离地安装了12根相同的活动短杆，杆端 分别套上一个相同的重球。他认为由于右侧 重球距离转轴较远，即重力的 较大， 转轮会沿顺时针方向越转越快，其实根据 的原理，无须精确测量就能判定 他的这一设想是不能实现的。 (第1题) (第2题) 2.易错题如图所示，滚摆在运动过程中上升的 最大高度会逐渐降低，它的机械能逐渐转化 为 能，散失到空气中，但能量的总量 (增加/不变/减少)。 3.如图所示，图甲中房间里的空气自动聚拢到 某个角落；图乙中，一杯水的内能突然集中在 这杯水的上层，从而使上面的水剧烈沸腾，而 下面的水却结了冰。你认为这两种情况有可 能发生吗？ (可能/不可能)。为什 么？ @划 甲 (第3题) 4.(2025·苏州)关于能量的转化和转移，下列 说法中不正确的是 A.金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小 B.核电站利用核裂变释放的能量来发电 C.汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能 D.能量的转移和转化具有方向性，需要节约 能源 66 的基本规律 ●“答案与解析”见P35 司素能攀升 5.科学家设想把一种多酚乙烯聚合物涂料刷到 屋顶上，在阳光照射下涂料正面温度高、背面 温度低，利用温度差就可以发电。这种发电 方式是将 能转化为 能，再 转化为 能。 6.(2024·武威)国产新型电动汽车具有各种 “超能力”，其中“能量回收装置”是在踩下制 动踏板时，通过对电路的控制，使驱动电动机 变为发电机，以发电机发电产生的阻力来制 动，此时，将 能转化为电能，再将电 能转化为 能储存在蓄电池里 7.如图所示为深受年轻人喜爱的电动 平衡车。平衡车刹车时， 能转化为内能，内能最终散失到空 气中，此过程中所有能量的总和（第7题） (增大/不变/减小)。散失到空气中 的内能无法再直接利用了，这是因为能量的 转化和转移具有 8.*根据能量守恒定律，下列现象中，仅发生能 量转移的一组是 ) h ①试管内的冷水放入 ②煤气灶将 热水中后变热 冷水烧热 新可 ③一球上升，一球下降 ④小灯泡通 (不考虑摩擦的影响) 电后会亮 (第8题) A.①②B.②③C.③④D.①③ 9.某市区里的老旧小区正在进行水路改造，改 造中用到了一种打孔工具—冲击钻，冲击 钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲 击墙壁并打出圆孔。如图所示，冲击钻在工 作过程中，关于其能量转化，下列说法中正确 的是 () A.内能转化为机械能 B.内能转化为电能 C.只有机械能和内能的转化 D.有电能、机械能和内能的转化 冲击钻 (第9题) (第10题) 10.如图所示为“风光互补”景观照明灯。它“头 顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯， “脚踩”蓄电池。下列解释中，合理的是( A.光电池板将电能转化为光能 B.照明灯将内能转化为电能 C.小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能 D.蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能 11.如图所示为“混合动力汽车”结构示意图，该 车在行驶过程中把电能转化为机械能的部 件是 ( A.汽油发动机 B.电池 C.发电机 D.电动机 汽油发 电池 动机 发电机 电动机 777777777 (第11题 (第12题) 12.如图所示，材质均匀的弧形轨道固 定在竖直平面内，将小球置于轨道 的顶端A点，小球具有的机械能为 100J。让小球从A点由静止开始滚动，到 右侧所能达到的最高位置B点时，具有的 机械能为80J。随即小球向左侧滚动，当滚 动到左侧所能达到的最高位置时，它具有的 机械能可能是（不计空气阻力） ( A.80JB.70JC.60JD.50J 第十八章能源与可持续发展 节思维拓展 3.由金属杆组成如图所示的导轨，其中水平面 上两平行导轨足够长且全部置于竖直向上 的磁场中，与倾斜放置的导轨ABCD平滑 且固定连接。将一金属棒ab从倾斜导轨上 的一定高度处由静止释放，运动过程中始终 与导轨垂直接触且不受摩擦，请你判断金属 棒ab在水平导轨上的运动情况： ;从能量转化的角度简述理由： 。上水库 引 磁场 山体 道 下水库 ATTTITM发电电动机 (第13题) (第14题) 14.(2025·福建)抽水蓄能电站被称为“超级充 电宝”，用电低谷时段利用电网多余电能抽 水至上水库，用电高峰时段再放水至下水库 发电，如图所示。关于抽水蓄能电站，下列 说法中正确的是 ) A.用电低谷时，以电能的形式储能 B.用电高峰时，机械能转化为电能 C.选址时，上下水库的高度差要小 D.存储的能量可以全部转化为电能 5.小明用玩具车的电动机提升重物， 电动机的额定电压为3V,线圈电 阻为12，允许通过的最大电流为 1.5A。把这只电动机接在电压恒为3V的 电源上，2s内将8N的重物匀速提升 0.5m。若不计摩擦，关于该过程，下列说法 中错误的是 A电动机的功率为3W B.有4J的电能转化为内能 C.有4J的电能转化为机械能 D.消耗了6J的电能 67类对能量的全部需要，而8×100兆 10 瓦×1000=8X10兆瓦，即人类对 能量的全部需求不超过8×10兆瓦。 三、 能量转化的基本规律 1.力臂能量守恒 2.内不变 易错警示 机械能守恒有条件， 能量守恒无条件 机械能守恒是有条件的一 只有机械能的转移和转化，没有机 械能的损失和补充：能量守恒是无 条件的，任何能量在转移和转化过 程中都是守恒的。 3.不可能能量的转移具有方向性 4.A 5.太阳内电解析：在阳光照射 下涂料正面温度高、背面温度低，利用 温度差就可以发电，在此过程中太阳 能先转化为内能，内能通过发电设备 再转化为电能。 6.机械化学解析：以发电机发电 产生的阻力来制动，此时，将机械能转 化为电能：再给蓄电池充电，将电能转 化为化学能储存起来。 7.机械不变方向性解析：平衡 车刹车时，克服摩擦力做功，将机械能 转化为内能，内能最终散失到空气中， 此过程中所有能量的总和不变。散失 到空气中的内能无法再直接利用了， 这是因为能量的转化和转移具有方 向性。 8.D解析：题图①中将热水的一部 分内能转移给冷水，使冷水的内能增 加，温度升高：题图②中煤气燃烧时， 煤气的化学能转化为火焰的内能，火 焰的一部分内能转移给水；题图③中 下降的球的部分机械能被转移给上升 的球：题图④中蓄电池的化学能转化 为电能，小灯泡亮时将电能转化为内 能和光能。 ~方法归纳 能量的转移 内能、机械能和电能都可能发 生转移。 9.D解析：冲击钻在工作时，有电流 通过电动机，电流做功，消耗的电能转 化为机械能和内能。钻头冲击墙壁， 克服摩棕做功，将机械能转化为内能。 由此可知，在该过程中存在电能、机械 能和内能的转化，故D正确。 10.C解析：光电池板将光能转化为 电能，A错误；照明灯将电能转化为光 能，B错误；小风扇利用电磁感应，将 机械能转化为电能，C正确：蓄电池放 电时，将化学能转化为电能，D错误。 11.D解析：该车行驶过程中，汽油 发动机（属于内燃机）把内能转化为机 械能：电池充电时把发电机提供的电 能转化为化学能储存起来，放电时把 储存的化学能转化为电能提供给电动 机：发电机把机械能转化为电能：电动 机把电能转化为机械能。 12.B解析：据题意可知，小球在从 A点滚动到B点的过程中，由于克服 轨道的摩擦力做功而消耗的机械能 △E=100J一80J=20J,这部分机械 能将转化为内能；小球在从B点向左 侧滚动到所能达到的最高位置的过程 中，因s变小，故消耗的机械能△E'< AE=20J,据能量守恒定律可知，小球 滚动到左侧所能达到的最高位置时具 有的机械能满足80J一20J<E 80J,即60J<E<80J 13.做减速直线运动直至静止金属 棒的动能不断转化为电能再转化为内 能，直至动能为零解析：金属棒αb 从倾斜导轨进人水平导轨时，以一定 的速度向右运动（具有动能），由于金 属棒ab属于闭合回路的一部分导体 且进人水平导轨后做切割磁感线运 动，所以金属棒ab中会产生感应电流 (动能转化为电能)：由于导轨和金属 棒有一定电阻，电流流过导轨和金属 棒会产生热量，所以电能又转化为内 能，内能最终散失到空气中，导致金属 棒的动能越来越少，直至为零，金属棒 ab静止。 14.B解析：用电低谷时，抽水蓄能 电站利用电网多余电能抽水至上水 库，把电能转化为水的机械能，A错 35 误：用电高峰时，水从上水库放出到下 水库，使水轮机带动发电机发电，机械 能转化为电能，B正确：重力势能的大 小与质量和高度有关，质量越大，高度 越高，重力势能越大，故水库的上、下 高度差应大一些，C错误；由于能量在 转化或转移时会有不可避免的损耗， 故存储的能量不可能全部转化为电 能，D错误。 15.B解析：电动机2s内将8N的 重物匀速提升0.5m,对重物做的功 W机械=Gh=8N×0.5m=4J,则有 4J的电能转化为机械能，故C正确： 设电路中的电流为I,则电动机消耗 的电能W=UIt,线圈产生的热量 Q=IR1,不计摩擦，电动机消耗的电 能转化为机械能和内能，则有U1= IRt十W机被，代人数据可得3V×I× 2s=I2X12X2s+4J,解得I=2A 或1A,其中2A大于1.5A,舍去，则 I=1A,所以电动机的功率P=UI= 3V×1A=3W,电动机消耗的电能 W=Pt=3WX2s=6J,故A、D正 确：线圈产生的热量Q=IRt= (1A)2×12×2s=2J,则有2J的电 能转化为内能，故B错误。 四、能源与可持续发展 1.35%大气污染（合理即可） 2.B3.D4.A 5.170015%解析：据题意，E总= 2000J,E有用=300J,则据能量守恒定 律，输出的内能和声能E=E总 E有用=2000J-300J=1700J;小轿 E有用X 车正常工作时的效率？=E8 10%-0×10%=15% 6.D解析：节能灯正常工作时消耗 的电能W=Pt=10WXt,白炽灯正 常工作时消耗的电能W'=P't= 60W×t,则60W的白炽灯的发光效 W 率大约是”一丽 100%=10wX× 60W×t1 100%≈17%。 7.C解析：煤炭、石油、天然气在使 用时会排放大量的二氧化碳、氮氧化