14.1 能量的转化与守恒（讲义）物理新教材人教版九年级全一册

本讲义聚焦“能量的转化与守恒”核心知识点，系统梳理多种能量形式识别、转化与转移的区分方法、能量守恒定律内容及应用，构建从能量形式认知到转化转移判断，再到守恒定律理解及永动机问题解释的递进式学习支架。 该资料通过分层练习设计（随学随练、基础通关到迁移创新），结合太阳能照明风扇、压缩空气储能等生活实例培养物理观念，以永动机问题分析强化科学思维，课中辅助教师授课，课后助力学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第十四章 内能的利用 第1节 能量的转化与守恒 课标要点 1. 认识自然界存在多种形式的能量，能识别常见能量之间的相互转化； 2. 准确说出能量转化实例，分清消耗、得到的能量形式； 3. 熟记能量守恒定律内容，理解定律两层核心含义； 4. 会用能量守恒定律解释永动机不可能实现的原因； 5. 能结合生活、热机实例分析能量转化与总量不变规律。 学习重难点 重点：常见能量形式识别、能量转化判断；能量守恒定律内容与理解。 难点：复杂场景能量转化分析；理解能量转化过程中有能量损耗，但总能量不变；解释永动机无法制成。 知识点 多种形式的能量 自然界中存在多种能量，常见分类： 1. 机械能：物体运动具有动能、被举高 / 发生形变具有势能；例：流动河水、运动汽车、拉伸弹簧 2. 内能：物体内分子动能与分子势能总和，一切物体都有内能；例：热水、高温燃气 3. 电能：电荷定向移动产生；例：电池、电网供电 4. 光能：发光物体携带；例：太阳光、灯光 5. 化学能：储存在燃料、食物、电池中；例：汽油、煤炭、水果、干电池 6. 核能：原子核裂变、聚变释放的能量；例：核电站、太阳发光发热 随学随练 1．（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）某机器的能量流向如图所示，下列家用电器工作时，符合此能量流向的是（     ） A．电灯 B．电风扇 C．电视机 D．电热水壶 【答案】B 【详解】由能量流向图可知，该用电器工作时，输入电能，最终输出机械能和内能，即电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能。 A．电灯工作时，将电能转化为内能和光能，不输出机械能，故A不符合题意； B．电风扇工作时，输入电能后，大部分电能转化为机械能输出，少部分因为电流热效应转化为内能输出，符合图中能量流向，故B符合题意； C．电视机工作时，将电能主要转化为光能、声能和内能，几乎不输出机械能，故C不符合题意； D．电热水壶工作时，将电能几乎全部转化为内能，没有机械能输出，故D不符合题意。   故选B。 2．（25-26九年级上·山西·阶段检测）图甲是太阳能照明风扇，图乙是太阳能照明风扇工作时的能量转化流程图，白天安装在室外的太阳能电池板工作时，给蓄电池充电，将能量以化学能的形式储存，室内的照明风扇工作时蓄电池给电动机和照明灯供电。对图乙方框中能量形式判断正确的是（　　） A．①是“内能” B．②是“电能” C．③是“光能” D．④是“机械能” 【答案】B 【详解】我们按照能量转化的流程逐个分析方框的能量形式： 太阳能电池板先将太阳能转化为电能，给蓄电池充电时，电能转化为化学能储存在蓄电池中，因此①是电能；蓄电池对外供电时，将储存的化学能转化为电能，因此②是电能；电动机工作时，将电能转化为机械能带动风扇转动，因此③是机械能；照明灯工作时，将电能转化为光能实现照明，因此④是光能。 A．①是电能，不是内能，故A错误； B．②是电能，故B正确； C．③是机械能，不是光能，故C错误； D．④是光能，不是机械能，故D错误。 故选B。 3．（25-26九年级上·广东肇庆·期末）某学校运动会开幕式，3架固定翼遥控飞机翱翔于学校上空。飞机携带的电池给电机提供能量，电池储存的___________能转化为___________能输送给电机。表演结束后，关闭电机，飞机在无动力状态下加速俯冲降落，此过程中飞机的机械能___________（选填“变大”、“不变”、“变小”）。 【答案】 化学 电 变小 【详解】[1]电池储存的是化学能，工作时会将化学能转化为电能。 [2]电池将化学能转化为电能，输送给电机，让电机工作。 [3]飞机在无动力状态下加速俯冲降落时，因为其质量不变，速度变大，所以动能变大，又因为飞行高度降低，所以重力势能变小，但飞机俯冲时存在空气阻力，机械能会因克服阻力做功而变小。 知识点 能量的转化与转移 1. 能量转化（能量形式发生改变） 判断口诀：消耗 XX 能，得到 XX 能 2. 能量转移（能量形式不变） 只有热传递属于能量转移：高温物体内能转移到低温物体，始终是内能，形式不变。 易错提醒：转化≠转移：形式变 = 转化；形式不变 = 转移。 随学随练 1．（25-26九年级上·湖南郴州·阶段检测）下列有关能量转化和转移的实例中，属于能量转移的是（　　） A．钻木取火 B．摩擦生热 C．光伏发电 D．烤火取暖 【答案】D 【详解】能量转移是指能量从一个物体传递到另一个物体，且能量形式不变；能量转化是指能量从一种形式转换为另一种形式。 A．钻木取火，通过摩擦将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，使木头燃烧，属于能量转化，故A不符合题意； B．摩擦生热，两个物体摩擦时，机械能转化为内能，属于能量转化，故B不符合题意； C．光伏发电，太阳能电池将光能转化为电能，属于能量转化，故C不符合题意； D．烤火取暖，火的内能传递到人体，能量形式不变，属于能量转移，故D符合题意。 故选D。 2．（25-26八年级上·四川德阳·期中）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 【详解】[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。 3．（25-26九年级上·甘肃定西·阶段检测）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 【详解】[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。 知识点 能量守恒定律（难点） 1. 定律完整内容 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. 两层核心含义 （1）能量不会凭空产生 / 消失（无中生有、凭空消失都不可能）； （2）转化、转移全过程，所有能量加起来总和不变。 教材延伸：永动机问题 （1）永动机设想：不消耗任何能量，却能源源不断对外做功的机器； （2）无法制造的原因：违背能量守恒定律，机器对外做功必然消耗能量，能量不可能无限凭空产生。 特别提醒 能量转化过程中，总会有一部分能量以热量形式散失（损耗），但散失的内能依然属于总能量，总能量不变。 随学随练 1．（25-26九年级上·河北沧州·期末）如图所示，是一位科学爱好者制作的“永动机”制作者声称该装置中不存在热动力系统，只需轻轻拨动其中任意一只瓶子，这套装置就能转动起来，而且速度恒定，一直转动下去。你认为这个装置___________（选填“能”或“不能”）一直转动，判断的依据是违背___________。 【答案】 不能 能量守恒定律 【详解】在这个“永动机”装置中，只要运转就会存在摩擦等阻力。根据能量守恒定律，克服摩擦等阻力做功时，机械能会不断转化为内能，机械能逐渐减少。所以装置的机械能会因为能量的损耗而不断减少，不可能一直以恒定速度转动下去，因此制作者的说法不可信。 2．（25-26九年级上·广西南宁·期中）如图所示，科技馆展出的小型低碳化汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电池。光电池把光能转换成___________能，能量转化过程中，能的总量___________（选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 【答案】 电 保持不变 【详解】[1]高效光电池的作用是将光能转化为电能，供汽车工作。 [2]根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中，既不会凭空产生，也不会凭空消失，能的总量保持不变。 3．（25-26九年级上·广东佛山·期末）市场上出现了一种由玻璃纤维和碳纤维制成的“发热纸”，在其末端连上电池后会发热，这种纸可用于面包、香肠等小食品包装，通电后能使食品香热可口，因而很受市民青睐。“发热纸”使用时将______能转化为______能，此过程______（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 【答案】 电 内 遵循 【详解】[1][2]“发热纸”使用时消耗电能，放出热量，是将电能转化为内能。 [3]在能量的转化过程中，能量的总量不变，“发热纸”使用时遵循能量守恒定律。 题型 辨识能量的转化与转移 判断依据 能量形式是否发生变化。若能量在过程中，能量的种类（形式）发生了改变，则为能量的转化；若能量始终保持同一种形式，仅从一个物体转移到另一个物体，或从同一物体的一部分转移到另一部分，则为能量的转移。 活学活用 1．（25-26九年级上·山东青岛·阶段检测）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 【详解】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。 2．下列现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的是（　　） A．夏天铁轨在室外被太阳晒热 B．体育考试时，抛出的实心球从高处落下 C．流星在高空中下落时，发出光和热 D．电流通过电热丝时，电热丝热得发红 【答案】A 【详解】A．夏天铁轨在室外被太阳晒热是通过热传递改变了铁轨的内能，是能量的转移过程，故A符合题意； B．体育考试时，抛出的实心球从高处落下，重力势能转化为动能，是能量的转化过程，故B不符合题意； C．流星在高空中下落时，发出光和热，属于机械能转化为光能和内能，是能量的转化过程，故C不符合题意； D．电流通过电热丝时，电热丝热得发红，是电能转化为内能，是能量的转化过程，故D不符合题意。 故选A。 题型 能量守恒定律 核心规律 1．永动机：不需要消耗能量就能持续对外做功的永动机，违背了能量守恒定律，永远不可能制成。 2．能量损耗：能量转化过程中，总会有一部分能量转化为内能散失到周围环境中，这部分能量仍然没有消失，总能量仍然守恒，只是可被人类利用的能量减少了，因此节约能源非常有必要。 活学活用 3．（25-26九年级上·四川绵阳·阶段检测）焚烧垃圾可以实现综合热利用。垃圾焚烧发电站对热值较高的废弃物进行高温焚烧，产生的能量把水加热成高温蒸汽，推动汽轮机转动，再带动发电机发电。在这个过程中，能量是从化学能转化为________，再转化为汽轮机的机械能，最后输出电能，输出的电能_______（选填“大于”“小于”或“等于”）推动汽轮机转动的内能。 【答案】 内能 小于 【详解】[1]垃圾燃烧时，储存的化学能通过燃烧释放，转化为水和蒸汽的内能，内能再推动汽轮机转动，转化为汽轮机的机械能，最后发电机把机械能转化为电能。 [2]在能量转化过程中，总会有部分能量因散热、克服摩擦等损耗掉，不可能全部转化为最终需要的能量，因此最终输出的电能小于推动汽轮机转动的内能。 4．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）如图所示，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。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量。原因是后面更大木板倒下时的动能有一部分是自身的重力势能转化来的，推倒最后一个大木板的能量是前面所有_________能的叠加，此过程遵循________。 【答案】 重力势 能量守恒定律 【详解】[1]后面更大木板倒下时的动能有一部分是自身的重力势能转化来的，前面木板与后面木板碰撞时，将一部分机械能传递给后面木板，所以最后一个大木板的能量是前面所有重力势能的叠加。 [2]整个过程中，所有参与的木板的总能量是守恒的，并没有产生更多的能量，只是能量在不同木板之间进行了转移和转化，所以此过程遵循能量守恒定律。 题型 永动机问题 核心规律 永动机：不需要消耗能量就能持续对外做功的永动机，违背了能量守恒定律，永远不可能制成。 活学活用 5．（2025·广东韶关·一模）《天工开物》记载“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”如图甲，图乙为筒车简化图。其工作原理可理解为把流水的________能转化为________能。筒车“昼夜不息”，________（选填“能”或“不能”）说明它就是永动机。 【答案】 动 重力势 不能 【详解】[1][2]水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增加，重力势能增大，是动能转化为重力势能。 [3]筒车可以一直工作是水流一直存在，源源不断提供能量，但能的总量是守恒的，永动机是不可能实现的，故筒车“昼夜不息”不能说明它是永动机。 6．（24-25九年级上·湖北黄冈·阶段检测）如图是一位“发明家”设计的一种永动机。利用上水池的水使水轮发电机发电，利用水发电时，__________转化为电能，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机。这个永动机_________（填“能”或“不能”）持续运转，因为它违背了__________定律。 【答案】 机械能 不能 能量守恒 【详解】[1]利用水发电时，水的机械能减少，将机械能转化为电能。 [2][3]因为发电和抽水的过程中，有部分机械能和部分电能会转化为内能，即机械能和电能都会逐渐减少，所以机械能和电能的总量不守恒，故这个永动机不能持续运转，它违背了能量守恒定律。 基础通关 1．（25-26九年级上·河北唐山·期中）自然界中的各种现象都是互相联系的。能量的转化非常普遍，下列现象中对应的能量转化不正确的是（　　） A．太阳能电池：太阳能转化为电能 B．电暖气取暖：电能转化为内能 C．植物光合作用：光能转化为内能 D．木材燃烧：化学能转化为内能和光能 【答案】C 【详解】A．太阳能电池板能将接收的太阳能转化为电能，故A正确，不符合题意； B．电暖气取暖工作时消耗了电能获得了内能，是将电能转化为内能的，故B正确，不符合题意； C．植物光合作用是将光能转化为化学能，故C错误，符合题意； D．木材燃烧时发生化学反应，并发光发热，是将化学能转化为内能和光能，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．（25-26九年级上·河南周口·期末）下列能量转化过程中，属于机械能转化为电能的是（　　） A．电饭煲煮饭 B．电动机转动 C．风力发电 D．电灯发光 【答案】C 【详解】A．电饭煲煮饭，电能转化为内能，故A不符合题意；      B．电动机转动，电能转化为机械能和内能，故B不符合题意；      C．风力发电，机械能转化为电能，故C符合题意；      D．电灯发光，电能转化为光能和内能，故D不符合题意。 故选C。 3．（25-26九年级上·黑龙江佳木斯·期末）下列事例中，属于电能转化为机械能的是（    ） A．运动员奔跑 B．电风扇工作 C．氢弹爆炸 D．内燃机做功冲程 【答案】B 【详解】A．运动员奔跑：将体内的化学能转化为机械能，不涉及电能。故A不符合题意； B．电风扇工作：消耗电能，驱动扇叶转动，将电能转化为机械能，故B符合题意； C．氢弹爆炸：将核能转化为内能、光能等，不涉及电能。故C不符合题意； D．内燃机做功冲程：将内能转化为机械能，不涉及电能。故D不符合题意。 故选B。 4．（25-26九年级上·广东佛山·期中）2024年4月30日17时46分，神舟十七号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域。下列关于该返回舱穿越大气层的说法中正确的是（　　） A．返回舱与大气摩擦将机械能转化为内能 B．返回舱与大气摩擦将机械能转化为化学能 C．返回舱穿越大气层时内能保持不变 D．返回舱在此过程中通过热传递改变内能 【答案】A 【详解】该返回舱穿越大气层时，返回舱与大气摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，内能增加，通过做功的方式改变内能，故A正确，BCD错误。 故选A。 5．（25-26九年级上·湖南邵阳·期中）下列关于能量及其转化的说法中，正确的是（　　） A．电风扇工作时，将机械能转化为电能 B．干电池对外供电时，将化学能转化为电能 C．汽油机压缩冲程是将内能转化为机械能 D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，说明能量是不守恒的 【答案】B 【详解】A．电风扇工作消耗电能，输出机械能，是将电能转化为机械能，故A错误； B．干电池内部储存化学能，对外供电时消耗化学能转化为电能，故B正确； C．汽油机压缩冲程中，活塞压缩气体做功，是将机械能转化为内能，做功冲程才是内能转化为机械能，故C错误； D．小球弹跳高度减小，是因为部分机械能转化为内能（克服摩擦、空气阻力做功），总能量仍然符合能量守恒定律，能量是守恒的，故D错误。 故选B。 6．（25-26九年级上·云南迪庆·期中）下列关于能量守恒和转化的说法正确的是（　　） A．风力发电，是将电能转化为机械能 B．摩擦双手变热，说明内能可以转化为机械能 C．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能 D．小球弹跳高度越来越低，说明能量总量减少 【答案】C 【详解】A．风力发电，是将机械能转化为电能，故A错误； B．摩擦双手变热，说明机械能可以转化为内能，故B错误； C．燃料燃烧时发热，是将燃料的化学能转化为内能，故C正确； D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，是因为小球在运动过程中，机械能通过与空气的摩擦以及与地面的碰撞等，逐渐转化为内能，但整个过程中能量的总量是守恒的，故D错误。 故选C。 7．（25-26九年级上·安徽滁州·期末）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，观众可以看到纸马运动起来。下列说法错误的是（   ） A．蜡烛燃烧时化学能转化为内能 B．在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变 C．热空气驱动扇叶转动时内能转化为机械能 D．扇叶不断地转动，说明能的总量不断在增加 【答案】D 【详解】A．蜡烛燃烧是化学反应，这个过程中，蜡烛储存的化学能转化为内能和光能，故A正确，不符合题意； B．根据能量守恒定律可知，在能的转化和转移过程中，能量的总量保持不变，故B正确，不符合题意； C．蜡烛燃烧产生的热空气密度变小而上升，形成对流，上升的热空气推动扇叶转动，带动纸马运动，这个过程是热空气的内能转化为扇叶和纸马的机械能，故C正确，不符合题意； D．根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能发生转化或转移，但能的总量保持不变，故D错误，符合题意。 故选D。 8．（25-26九年级上·河北石家庄·期末）如图为华为最新全球首发的三折叠屏手机，标志着华为在折叠屏市场的又一次重大突破。其折叠屏主要是由____________材料制成的柔性发光二极管（选填。“导体”、“半导体”或“超导体”），手机使用过程中，电池的能量转化是__________________。 【答案】 半导体 化学能转化为电能 【详解】[1]发光二极管（LED）是由半导体材料制成，这是半导体在电子元件中的典型应用，所以华为三折叠屏手机的折叠屏主要是由半导体材料制成的柔性发光二极管。 [2]手机电池在使用时，内部发生化学反应，将储存的化学能转化为电能供手机使用，因此手机使用过程中，电池的能量转化是化学能转化为电能。 9．（25-26九年级上·云南昭通·期末）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气________增大；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外做功，使膨胀机转动，将内能转化为________，带动发电机产生电能输送至电网（两空均填能量形式）。 【答案】 内能 机械能 【详解】[1] 压缩机压缩空气时，对空气做功，根据做功改变物体内能的规律，对物体做功会使物体的内能增大。 [2] 高压空气膨胀对外做功，推动膨胀机转动，此过程中空气的内能转化为膨胀机的机械能，后续机械能再转化为电能。 10．（25-26九年级上·福建莆田·期末）如图为S1500型浮空风力发电系统，其工作原理是利用氦气气囊提供浮力升空，在1500米左右的空中让高速气流流经环翼形通道，驱动轻量化发电机组工作，此过程是将_______能转化为________能。 【答案】 机械/风 电 【详解】[1][2]发电机是把机械能转化为电能的装置，利用的是电磁感应原理。 11．（25-26九年级上·江苏淮安·期中）某轻轨车站的设计方案如图所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡，列车进站时，把___________转化成重力势能，使速度___________（选填“增大”“不变”或“减小”，下同），能量转化的过程中，机械能___________。 【答案】 动能 减小 减小 【详解】[1][2][3]列车进站时驶上缓坡，高度增加，将自身的动能转化为重力势能；动能减小，列车质量不变，因此速度减小；实际过程中列车需要克服摩擦力、空气阻力做功，部分机械能会转化为内能，因此机械能总量减小，这种设计可以节能。 12．（25-26九年级上·山东聊城·期中）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。在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持___________。 【答案】不变 【详解】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其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 13．（25-26九年级上·河南商丘·期末）垃圾分类回收是生态环保的需要，我国将生活垃圾焚烧用来发电，不仅能快速处理垃圾，还能输出电能。垃圾在燃烧过程中把______能转化为______能，此过程中能量的总量______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】化学 内 不变 【详解】[1][2]垃圾在燃烧过程中发生化学变化，产生大量的热，将化学能转化为内能。 [3]根据能量守恒定律可知，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，所以此过程中能量的总量保持不变。 14．（25-26九年级上·湖北宜昌·期末）“永动机”是指不需要输入能量就能永不停息地对外做功的机器，历史上许多人经历了大量制作永动机失败的教训后，逐渐总结出________定律。如图是一款叫“饮水鸟”的玩具，放一杯水在其前方，它就可以长时间重复“低头喝水、恢复直立”的过程。“饮水鸟”________（选填“能”或“不能”）永远重复饮水的动作。 【答案】 能量守恒 不能 【详解】[1]根据能量守恒定律：能量既不会凭空产生也不会凭空消失，永动机不可能实现。历史上大量失败的永动机尝试最终促成了该定律的确立。 [2]根据能量守恒定律，永动机不可能实现，则“饮水鸟”不能永远重复饮水的动作。 素养提升 15．（25-26九年级上·陕西咸阳·期末）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。下列说法错误的是（　　） A．图乙中a、b均为电能 B．图乙中c为光能和内能 C．电池在充电时相当于用电器 D．能量转化过程中，能量的总量不断减少 【答案】D 【详解】A．电池在充电时电能转化为化学能，电池供电时化学能转化为电能，所以图乙中a、b均为电能，故A正确，不符合题意； B．照明灯工作时将电能转化为光能和内能，所以图乙中c为光能和内能，故B正确，不符合题意； C．电池在充电时消耗电能，在电路中相当于用电器，故C正确，不符合题意； D．根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，总量保持不变，故D错误，符合题意。 故选D。 16．（25-26九年级上·山东青岛·期末）枪虾的大螯猛地合上时，能挤出速度很大的水柱，水柱产生的微小气泡在破裂瞬间会产生高温并发出很大的声音，还会发出一道极短的光。在这个过程中，没有涉及的能量转化是（   ） A．机械能转化为声能 B．机械能转化为内能 C．光能转化为化学能 D．机械能转化为光能 【答案】C 【详解】A．枪虾大螯合上挤出水柱，水柱产生的微小气泡在破裂瞬间发出很大的声音，这个过程将机械能转化为了声能，故A不符合题意； B．气泡在破裂瞬间会产生高温，说明物体的内能增加，这个过程将机械能转化为了内能，故B不符合题意； C．光能转化为化学能是指利用光能来发生化学反应，从而储存能量的过程，题干描述的现象是发光，是能量的释放，而不是吸收光能储存化学能，没有涉及该能量转化，故C符合题意； D．气泡在破裂瞬间还会发出一道极短的光，这个过程将机械能转化为了光能，故D不符合题意。 故选C。 17．（25-26九年级上·山东青岛·阶段检测）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 【详解】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。 18．（24-25九年级上·江苏宿迁·阶段检测）如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中，有以下说法： A．缓冲器的机械能守恒 B．摩擦力做功消耗机械能 C．垫板的动能全部转化为内能 D．弹簧的弹性势能全部转化为动能 从上面选项中选择正确说法 ___________，然后解释该结构工作的原理 ___________。 【答案】B 缓冲器通过摩擦将部分动能转化为内能，还会储存部分弹性势能，再次向内能和动能转化 【详解】[1]A．通过克服摩擦力做功，系统的机械能向内能转化，故机械能减小，故A错误； B．通过克服摩擦力做功，系统的机械能向内能转化，故B正确； C．垫块的动能转化为弹性势能和内能，故C错误； D．弹簧的弹性势能转化为动能和内能，故D错误。 故选B。 [2]工作原理：缓冲器通过摩擦将部分动能转化为内能，还会储存部分弹性势能，再次向内能和动能转化。 19．（25-26九年级上·新疆乌鲁木齐·期末）在一代代中国航天人的不懈努力下，实现了多项航天技术突破，使我国成为航天强国。 (1)部分火箭发动机采用偏二甲肼作为燃料，主要是因为其____（选填“热值”或“比热容”）大，这意味着在完全燃烧相同质量的燃料时能释放更____（选填“多”或“少”）的热量。燃料燃烧过程中将燃料的____能转化为内能，从而产生巨大推力。 (2)空间站搭载的太阳翼可灵活展开，增大受光面积，以提高太阳能转化为电能的____（选填“功率”或“效率”），这个能量转化过程与____（选填“风力发电”或“光伏发电”）的能量转化原理相同。太阳翼每平方米每小时接收太阳能可以使质量为50kg的水温度升高，则太阳翼每平方米每小时接收的太阳能为____J。不计能量的损失[水的比热容为] 【答案】(1)热值 多 化学 (2)功率 光伏发电 【详解】（1）[1][2]部分火箭发动机采用偏二甲肼作为燃料，具有较高的热值，与质量相同的其它燃料相比，完全燃烧时，偏二甲肼可以释放出更多的热量。 [3]燃料燃烧过程中，储存在燃料中的化学能通过化学反应释放，转化为内能。 （2）[1][2]增大受光面积可增加单位时间接收的太阳能，从而提高输出功率，光伏发电将光能转化为电能，风力发电将机械能转化为电能，所以这个能量转化过程与光伏发电的能量转化原理相同。 [3]水吸收的热量 不计能量的损失，所以接收的太阳能为。 20．（25-26九年级上·广东广州·期末）某小组在“动手动脑学物理”活动中，查阅资料、制作模型如下。 (1)图a是我国传统的“走马灯”，点燃底部蜡烛，将化学能主要转化成内能；空气受热上升驱动扇叶转动，带动纸片小人转动，内能转化为___________能。这一能量转化过程与四冲程汽油机的___________冲程相似； (2)图b是简易热机模型，向易拉罐内注入半罐水，将其放在支架上，笔的尖端对准风扇的___________（选填“扇叶”“中心”），点燃酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。这台热机模型的工作物质是___________（选填“水蒸气”“空气与酒精的混合物”）； (3)图c枪虾的大螯猛地合上时，能挤出速度很大的水柱，水柱产生的微小气泡在破裂瞬间会产生高温并发出很大的声音，还会发出一道极短的光。在这个过程中，机械能转化为___________能、___________能和声能。 【答案】(1)机械 做功 (2)扇叶 水蒸气 (3)内 光 【详解】（1）[1][2]蜡烛燃烧时，内部的化学物质发生反应，释放热量，加热周围空气，使空气内能增加，空气受热上升驱动扇叶转动，使纸片小人转动，这一过程是内能转化为机械能，四冲程汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，这一能量转化过程与四冲程汽油机的做功冲程相似。 （2）[1][2]向易拉罐内注入半罐水，将其放在支架上，笔的尖端对准风扇的扇叶，当有蒸汽喷出时，蒸汽具有内能，蒸汽推动扇叶转动，使扇叶获得了机械能，故充当能量传递和转化的核心物质是水蒸气。 （3）[1][2]大螯猛地合上时，能挤出速度很大的水柱，水柱产生的微小气泡在破裂瞬间会产生高温，说明产生内能，发出很大的声音，说明产生声能，还会发出一道极短的光，说明产生光能，所以在这个过程中，机械能转化为内能、声能和光能。 21．（25-26九年级上·全国·单元测试）如图所示是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。问： (1)水在实际下落的过程中，机械能会减少吗？ (2)这种永动机能不能一直工作下去？ (3)什么定律可以支持你的观点？ 【答案】(1)机械能会减少 (2)该永动机不能一直工作下去 (3)能量守恒定律可以支持这一观点 【详解】（1）机械能包括动能和势能（重力势能、弹性势能），在只有动能和势能相互转化的理想情况下，机械能的总量保持不变。但在实际情况中，水下落时会受到空气阻力的作用，同时水流冲击叶片的过程中，部分机械能会转化为叶片和水的内能（比如摩擦生热），还有少量机械能会以声音的形式散失（比如水流冲击的声音）。这些转化出去的能量无法再全部恢复为水的机械能，所以水在实际下落过程中，机械能会减少。 （2）这种永动机的设计思路是让水流冲击叶片带动抽水器，将低处的水抽回高处，从而实现循环工作。但结合小问 1 的分析，水在下落过程中机械能会不断减少，导致水流冲击叶片的能量越来越小。叶片获得的能量减少后，带动抽水器抽水时，能抽到高处的水的量会逐渐减少，或者抽水的高度会逐渐降低，无法维持最初将水抽到足够高度的状态。随着时间推移，机械能的损失会不断累积，最终整个装置会因为能量不足而停止运转，所以这种永动机不能一直工作下去。 （3）能量守恒定律指出：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另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这种永动机的设想试图让系统在没有外部能量补充的情况下，持续循环工作并对外输出能量（或维持自身运转），但实际上在运转过程中，机械能不断转化为内能、声能等其他形式的能量，这些能量无法再全部转化为推动装置循环的机械能，导致系统内可利用的机械能逐渐减少，违背了能量守恒定律。因此，能量守恒定律可以支持“这种永动机不能一直工作下去”的观点。 22．（25-26九年级上·山西运城·阶段检测）小明在一个视频中看到了一个“永动机”模型，如图所示。这个“永动机”通过安放在转轮上一系列可动的悬臂实现永动，即左右两侧相同高度的小球，右侧的动力臂大于左侧的阻力臂，进而驱动“魔轮”不停地顺时针转动。请你用所学过的能量相关的知识解释视频中“永动机”模型不可能实现的原因。 【答案】见详解 【详解】任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量，即该“永动机”模型违背了能量守恒定律，所以这个“永动机”模型不可能实现。 迁移创新 23．（25-26九年级上·山西吕梁·期末）阅读短文，回答问题。 压缩空气储能 如图甲是我国建设的全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。 该项目的工作原理如图乙所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。 该工程就像一个“超级充电宝”，储存1000J电能最终能放出720J的电能，能够保障超过20万户家庭用电需求并减少二氧化碳排放。 (1)空气压缩机把_______能转化为________能； (2)换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处_______（选填“吸热”或“放热”）； (3)要增加项目储存的能量，请从工程建设角度思考，提出一条建议：________。 【答案】(1)机械 内 (2)吸热 (3)增大地下盐穴的体积 【详解】（1）[1][2]空气压缩机对空气做功，把机械能转化为内能。 （2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处吸热，内能增大。 （3）要增加项目储存的能量，请从工程建设角度思考，可以增大地下盐穴的体积，增大其容积。 24．（25-26九年级上·北京通州·期中）阅读短文，回答问题。 热功当量 在焦耳生活的时代，人们普遍相信热是一种没有质量的“热质流体”。但焦耳却提出了一个大胆的猜想：“热”其实是能量的一种形式，可以与“功”互相转化。为了验证这个想法，他设计了一系列巧妙的实验。最经典的是“桨叶搅拌”实验。在一个绝热的容器里装水，用下落的重物通过绳索带动桨叶转动使水的温度升高。他精确测量重物的质量和下落的高度，计算出重力对重物做的功；同时测量水的质量和温度变化，根据水的比热容，计算出水吸收的热量Q，然后用找到热量与功的对应关系。当时热量的单位用的是“卡”（热量单位“卡路里”，简称“卡”），功的单位是“J”。为了确保结论的普适性，他还用鲸鱼油、水银等液体代替水测量热量与功的关系，得到了比较相近的结果，即产生一定量的热，总是需要消耗固定比例的功。焦耳经过400多次实验，并不断修正实验结果，最终确定了热与功的重要关系：1卡的热量约等于4.18焦耳的功。这一关系后来被称为“热功当量”，它像一座桥梁，把“热”和“功”这两个看似独立的概念统一了起来。焦耳的工作为物理学最基本的定律之一“能量守恒定律”的最终确立奠定了坚实的实验基础。 (1)在焦耳提出猜想“热是能量的一种形式”之前，人们普遍认为热是一种___________。 (2)“桨叶搅拌”实验中，带动桨叶转动的能量来自于（　　）（选项唯一） A．水的内能 B．绝热容器的内能 C．重物的重力势能 D．电能 (3)“桨叶搅拌”实验中，水吸收热量的多少是通过公式___________来计算的。 (4)卡路里是焦耳时代热量的单位，科学家把1g的水温度升高1℃需要吸收的热量值定义为1卡（符号为cal）。那时常见的单位还有“大卡（符号为kcal）”，1kcal=1000cal。若粗略地将热量和功的关系表示为1cal=4.2J，把水的比热容[中“J”换算成“cal”，则水的比热容还可以表示为___________。 【答案】(1)热质流体 (2)C (3)Q=cmΔt (4)1 kcal/(kg·°C)/ 1cal/(g・℃) 【详解】（1）焦耳之前的主流观点是 “热质说”，认为热是一种没有质量、可以流动的特殊物质，即 “热质流体”。 （2）实验中重物下落时，重物的重力势能转化为桨叶转动的动能，再通过摩擦转化为水的内能，所以带动桨叶转动的能量来自于重物的重力势能，故C符合题意。 故选C。 （3）热量计算的核心公式是，其中c为比热容，m为质量，为温度变化量，这是计算物质吸热或放热的基础公式。水吸收热量的多少是通过该公式计算的。 （4）水的比热容为，结合1cal=4.2J，1kcal=1000cal 换算后等于1kcal/(kg·°C) 又因为1kg=1000g，最终又可以简化为1cal/(g・℃)。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章 内能的利用 第1节 能量的转化与守恒 课标要点 1. 认识自然界存在多种形式的能量，能识别常见能量之间的相互转化； 2. 准确说出能量转化实例，分清消耗、得到的能量形式； 3. 熟记能量守恒定律内容，理解定律两层核心含义； 4. 会用能量守恒定律解释永动机不可能实现的原因； 5. 能结合生活、热机实例分析能量转化与总量不变规律。 学习重难点 重点：常见能量形式识别、能量转化判断；能量守恒定律内容与理解。 难点：复杂场景能量转化分析；理解能量转化过程中有能量损耗，但总能量不变；解释永动机无法制成。 知识点 多种形式的能量 自然界中存在多种能量，常见分类： 1. 机械能：物体运动具有动能、被举高 / 发生形变具有势能；例：流动河水、运动汽车、拉伸弹簧 2. 内能：物体内分子动能与分子势能总和，一切物体都有内能；例：热水、高温燃气 3. 电能：电荷定向移动产生；例：电池、电网供电 4. 光能：发光物体携带；例：太阳光、灯光 5. 化学能：储存在燃料、食物、电池中；例：汽油、煤炭、水果、干电池 6. 核能：原子核裂变、聚变释放的能量；例：核电站、太阳发光发热 随学随练 1．（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）某机器的能量流向如图所示，下列家用电器工作时，符合此能量流向的是（     ） A．电灯 B．电风扇 C．电视机 D．电热水壶 2．（25-26九年级上·山西·阶段检测）图甲是太阳能照明风扇，图乙是太阳能照明风扇工作时的能量转化流程图，白天安装在室外的太阳能电池板工作时，给蓄电池充电，将能量以化学能的形式储存，室内的照明风扇工作时蓄电池给电动机和照明灯供电。对图乙方框中能量形式判断正确的是（　　） A．①是“内能” B．②是“电能” C．③是“光能” D．④是“机械能” 3．（25-26九年级上·广东肇庆·期末）某学校运动会开幕式，3架固定翼遥控飞机翱翔于学校上空。飞机携带的电池给电机提供能量，电池储存的___________能转化为___________能输送给电机。表演结束后，关闭电机，飞机在无动力状态下加速俯冲降落，此过程中飞机的机械能___________（选填“变大”、“不变”、“变小”）。 知识点 能量的转化与转移 1. 能量转化（能量形式发生改变） 判断口诀：消耗 XX 能，得到 XX 能 2. 能量转移（能量形式不变） 只有热传递属于能量转移：高温物体内能转移到低温物体，始终是内能，形式不变。 易错提醒：转化≠转移：形式变 = 转化；形式不变 = 转移。 随学随练 1．（25-26九年级上·湖南郴州·阶段检测）下列有关能量转化和转移的实例中，属于能量转移的是（　　） A．钻木取火 B．摩擦生热 C．光伏发电 D．烤火取暖 2．（25-26八年级上·四川德阳·期中）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。 3．（25-26九年级上·甘肃定西·阶段检测）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”） 知识点 能量守恒定律（难点） 1. 定律完整内容 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. 两层核心含义 （1）能量不会凭空产生 / 消失（无中生有、凭空消失都不可能）； （2）转化、转移全过程，所有能量加起来总和不变。 教材延伸：永动机问题 （1）永动机设想：不消耗任何能量，却能源源不断对外做功的机器； （2）无法制造的原因：违背能量守恒定律，机器对外做功必然消耗能量，能量不可能无限凭空产生。 特别提醒 能量转化过程中，总会有一部分能量以热量形式散失（损耗），但散失的内能依然属于总能量，总能量不变。 随学随练 1．（25-26九年级上·河北沧州·期末）如图所示，是一位科学爱好者制作的“永动机”制作者声称该装置中不存在热动力系统，只需轻轻拨动其中任意一只瓶子，这套装置就能转动起来，而且速度恒定，一直转动下去。你认为这个装置___________（选填“能”或“不能”）一直转动，判断的依据是违背___________。 2．（25-26九年级上·广西南宁·期中）如图所示，科技馆展出的小型低碳化汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电池。光电池把光能转换成___________能，能量转化过程中，能的总量___________（选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 3．（25-26九年级上·广东佛山·期末）市场上出现了一种由玻璃纤维和碳纤维制成的“发热纸”，在其末端连上电池后会发热，这种纸可用于面包、香肠等小食品包装，通电后能使食品香热可口，因而很受市民青睐。“发热纸”使用时将______能转化为______能，此过程______（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 题型 辨识能量的转化与转移 判断依据 能量形式是否发生变化。若能量在过程中，能量的种类（形式）发生了改变，则为能量的转化；若能量始终保持同一种形式，仅从一个物体转移到另一个物体，或从同一物体的一部分转移到另一部分，则为能量的转移。 活学活用 1．（25-26九年级上·山东青岛·阶段检测）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 2．下列现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的是（　　） A．夏天铁轨在室外被太阳晒热 B．体育考试时，抛出的实心球从高处落下 C．流星在高空中下落时，发出光和热 D．电流通过电热丝时，电热丝热得发红 题型 能量守恒定律 核心规律 1．永动机：不需要消耗能量就能持续对外做功的永动机，违背了能量守恒定律，永远不可能制成。 2．能量损耗：能量转化过程中，总会有一部分能量转化为内能散失到周围环境中，这部分能量仍然没有消失，总能量仍然守恒，只是可被人类利用的能量减少了，因此节约能源非常有必要。 活学活用 3．（25-26九年级上·四川绵阳·阶段检测）焚烧垃圾可以实现综合热利用。垃圾焚烧发电站对热值较高的废弃物进行高温焚烧，产生的能量把水加热成高温蒸汽，推动汽轮机转动，再带动发电机发电。在这个过程中，能量是从化学能转化为________，再转化为汽轮机的机械能，最后输出电能，输出的电能_______（选填“大于”“小于”或“等于”）推动汽轮机转动的内能。 4．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）如图所示，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。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量。原因是后面更大木板倒下时的动能有一部分是自身的重力势能转化来的，推倒最后一个大木板的能量是前面所有_________能的叠加，此过程遵循________。 题型 永动机问题 核心规律 永动机：不需要消耗能量就能持续对外做功的永动机，违背了能量守恒定律，永远不可能制成。 活学活用 5．（2025·广东韶关·一模）《天工开物》记载“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”如图甲，图乙为筒车简化图。其工作原理可理解为把流水的________能转化为________能。筒车“昼夜不息”，________（选填“能”或“不能”）说明它就是永动机。 6．（24-25九年级上·湖北黄冈·阶段检测）如图是一位“发明家”设计的一种永动机。利用上水池的水使水轮发电机发电，利用水发电时，__________转化为电能，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机。这个永动机_________（填“能”或“不能”）持续运转，因为它违背了__________定律。 基础通关 1．（25-26九年级上·河北唐山·期中）自然界中的各种现象都是互相联系的。能量的转化非常普遍，下列现象中对应的能量转化不正确的是（　　） A．太阳能电池：太阳能转化为电能 B．电暖气取暖：电能转化为内能 C．植物光合作用：光能转化为内能 D．木材燃烧：化学能转化为内能和光能 2．（25-26九年级上·河南周口·期末）下列能量转化过程中，属于机械能转化为电能的是（　　） A．电饭煲煮饭 B．电动机转动 C．风力发电 D．电灯发光 3．（25-26九年级上·黑龙江佳木斯·期末）下列事例中，属于电能转化为机械能的是（    ） A．运动员奔跑 B．电风扇工作 C．氢弹爆炸 D．内燃机做功冲程 4．（25-26九年级上·广东佛山·期中）2024年4月30日17时46分，神舟十七号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域。下列关于该返回舱穿越大气层的说法中正确的是（　　） A．返回舱与大气摩擦将机械能转化为内能 B．返回舱与大气摩擦将机械能转化为化学能 C．返回舱穿越大气层时内能保持不变 D．返回舱在此过程中通过热传递改变内能 5．（25-26九年级上·湖南邵阳·期中）下列关于能量及其转化的说法中，正确的是（　　） A．电风扇工作时，将机械能转化为电能 B．干电池对外供电时，将化学能转化为电能 C．汽油机压缩冲程是将内能转化为机械能 D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，说明能量是不守恒的 6．（25-26九年级上·云南迪庆·期中）下列关于能量守恒和转化的说法正确的是（　　） A．风力发电，是将电能转化为机械能 B．摩擦双手变热，说明内能可以转化为机械能 C．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能 D．小球弹跳高度越来越低，说明能量总量减少 7．（25-26九年级上·安徽滁州·期末）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，观众可以看到纸马运动起来。下列说法错误的是（   ） A．蜡烛燃烧时化学能转化为内能 B．在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变 C．热空气驱动扇叶转动时内能转化为机械能 D．扇叶不断地转动，说明能的总量不断在增加 8．（25-26九年级上·河北石家庄·期末）如图为华为最新全球首发的三折叠屏手机，标志着华为在折叠屏市场的又一次重大突破。其折叠屏主要是由____________材料制成的柔性发光二极管（选填。“导体”、“半导体”或“超导体”），手机使用过程中，电池的能量转化是__________________。 9．（25-26九年级上·云南昭通·期末）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气________增大；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外做功，使膨胀机转动，将内能转化为________，带动发电机产生电能输送至电网（两空均填能量形式）。 10．（25-26九年级上·福建莆田·期末）如图为S1500型浮空风力发电系统，其工作原理是利用氦气气囊提供浮力升空，在1500米左右的空中让高速气流流经环翼形通道，驱动轻量化发电机组工作，此过程是将_______能转化为________能。 11．（25-26九年级上·江苏淮安·期中）某轻轨车站的设计方案如图所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡，列车进站时，把___________转化成重力势能，使速度___________（选填“增大”“不变”或“减小”，下同），能量转化的过程中，机械能___________。 12．（25-26九年级上·山东聊城·期中）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。在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持___________。 13．（25-26九年级上·河南商丘·期末）垃圾分类回收是生态环保的需要，我国将生活垃圾焚烧用来发电，不仅能快速处理垃圾，还能输出电能。垃圾在燃烧过程中把______能转化为______能，此过程中能量的总量______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 14．（25-26九年级上·湖北宜昌·期末）“永动机”是指不需要输入能量就能永不停息地对外做功的机器，历史上许多人经历了大量制作永动机失败的教训后，逐渐总结出________定律。如图是一款叫“饮水鸟”的玩具，放一杯水在其前方，它就可以长时间重复“低头喝水、恢复直立”的过程。“饮水鸟”________（选填“能”或“不能”）永远重复饮水的动作。 素养提升 15．（25-26九年级上·陕西咸阳·期末）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。下列说法错误的是（　　） A．图乙中a、b均为电能 B．图乙中c为光能和内能 C．电池在充电时相当于用电器 D．能量转化过程中，能量的总量不断减少 16．（25-26九年级上·山东青岛·期末）枪虾的大螯猛地合上时，能挤出速度很大的水柱，水柱产生的微小气泡在破裂瞬间会产生高温并发出很大的声音，还会发出一道极短的光。在这个过程中，没有涉及的能量转化是（   ） A．机械能转化为声能 B．机械能转化为内能 C．光能转化为化学能 D．机械能转化为光能 17．（25-26九年级上·山东青岛·阶段检测）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 18．（24-25九年级上·江苏宿迁·阶段检测）如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中，有以下说法： A．缓冲器的机械能守恒 B．摩擦力做功消耗机械能 C．垫板的动能全部转化为内能 D．弹簧的弹性势能全部转化为动能 从上面选项中选择正确说法 ___________，然后解释该结构工作的原理 ___________。 19．（25-26九年级上·新疆乌鲁木齐·期末）在一代代中国航天人的不懈努力下，实现了多项航天技术突破，使我国成为航天强国。 (1)部分火箭发动机采用偏二甲肼作为燃料，主要是因为其____（选填“热值”或“比热容”）大，这意味着在完全燃烧相同质量的燃料时能释放更____（选填“多”或“少”）的热量。燃料燃烧过程中将燃料的____能转化为内能，从而产生巨大推力。 (2)空间站搭载的太阳翼可灵活展开，增大受光面积，以提高太阳能转化为电能的____（选填“功率”或“效率”），这个能量转化过程与____（选填“风力发电”或“光伏发电”）的能量转化原理相同。太阳翼每平方米每小时接收太阳能可以使质量为50kg的水温度升高，则太阳翼每平方米每小时接收的太阳能为____J。不计能量的损失[水的比热容为] 20．（25-26九年级上·广东广州·期末）某小组在“动手动脑学物理”活动中，查阅资料、制作模型如下。 (1)图a是我国传统的“走马灯”，点燃底部蜡烛，将化学能主要转化成内能；空气受热上升驱动扇叶转动，带动纸片小人转动，内能转化为___________能。这一能量转化过程与四冲程汽油机的___________冲程相似； (2)图b是简易热机模型，向易拉罐内注入半罐水，将其放在支架上，笔的尖端对准风扇的___________（选填“扇叶”“中心”），点燃酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。这台热机模型的工作物质是___________（选填“水蒸气”“空气与酒精的混合物”）； (3)图c枪虾的大螯猛地合上时，能挤出速度很大的水柱，水柱产生的微小气泡在破裂瞬间会产生高温并发出很大的声音，还会发出一道极短的光。在这个过程中，机械能转化为___________能、___________能和声能。 21．（25-26九年级上·全国·单元测试）如图所示是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。问： (1)水在实际下落的过程中，机械能会减少吗？ (2)这种永动机能不能一直工作下去？ (3)什么定律可以支持你的观点？ 22．（25-26九年级上·山西运城·阶段检测）小明在一个视频中看到了一个“永动机”模型，如图所示。这个“永动机”通过安放在转轮上一系列可动的悬臂实现永动，即左右两侧相同高度的小球，右侧的动力臂大于左侧的阻力臂，进而驱动“魔轮”不停地顺时针转动。请你用所学过的能量相关的知识解释视频中“永动机”模型不可能实现的原因。 迁移创新 23．（25-26九年级上·山西吕梁·期末）阅读短文，回答问题。 压缩空气储能 如图甲是我国建设的全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。 该项目的工作原理如图乙所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。 该工程就像一个“超级充电宝”，储存1000J电能最终能放出720J的电能，能够保障超过20万户家庭用电需求并减少二氧化碳排放。 (1)空气压缩机把_______能转化为________能； (2)换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处_______（选填“吸热”或“放热”）； (3)要增加项目储存的能量，请从工程建设角度思考，提出一条建议：________。 24．（25-26九年级上·北京通州·期中）阅读短文，回答问题。 热功当量 在焦耳生活的时代，人们普遍相信热是一种没有质量的“热质流体”。但焦耳却提出了一个大胆的猜想：“热”其实是能量的一种形式，可以与“功”互相转化。为了验证这个想法，他设计了一系列巧妙的实验。最经典的是“桨叶搅拌”实验。在一个绝热的容器里装水，用下落的重物通过绳索带动桨叶转动使水的温度升高。他精确测量重物的质量和下落的高度，计算出重力对重物做的功；同时测量水的质量和温度变化，根据水的比热容，计算出水吸收的热量Q，然后用找到热量与功的对应关系。当时热量的单位用的是“卡”（热量单位“卡路里”，简称“卡”），功的单位是“J”。为了确保结论的普适性，他还用鲸鱼油、水银等液体代替水测量热量与功的关系，得到了比较相近的结果，即产生一定量的热，总是需要消耗固定比例的功。焦耳经过400多次实验，并不断修正实验结果，最终确定了热与功的重要关系：1卡的热量约等于4.18焦耳的功。这一关系后来被称为“热功当量”，它像一座桥梁，把“热”和“功”这两个看似独立的概念统一了起来。焦耳的工作为物理学最基本的定律之一“能量守恒定律”的最终确立奠定了坚实的实验基础。 (1)在焦耳提出猜想“热是能量的一种形式”之前，人们普遍认为热是一种___________。 (2)“桨叶搅拌”实验中，带动桨叶转动的能量来自于（　　）（选项唯一） A．水的内能 B．绝热容器的内能 C．重物的重力势能 D．电能 (3)“桨叶搅拌”实验中，水吸收热量的多少是通过公式___________来计算的。 (4)卡路里是焦耳时代热量的单位，科学家把1g的水温度升高1℃需要吸收的热量值定义为1卡（符号为cal）。那时常见的单位还有“大卡（符号为kcal）”，1kcal=1000cal。若粗略地将热量和功的关系表示为1cal=4.2J，把水的比热容[中“J”换算成“cal”，则水的比热容还可以表示为___________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $