10.6 能量转化与守恒（重难点专练）物理新教材北师大版九年级全一册

**基本信息** 以能量转移、转化、守恒及方向性为核心，通过生活与科技实例构建从概念到应用的逻辑体系，强化能量观念与科学推理 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |能量的转移|9题（冰壶碰撞/热传递）|实例判断与分类|从定义出发，通过热传递、碰撞等实例建立转移模型| |能量的转化|10题（火箭发射/抽水蓄能）|形式转化分析与判断|结合能量转化示意图，考查不同场景中能量形式变化| |能量守恒定律|10题（永动机/多米诺骨牌）|守恒应用与永动机辨析|以定律内容为核心，区分机械能守恒与能量守恒，批判永动机谬误| |能量转移（化）的方向性|5题（汽车尾气/龙骨水车）|不可逆性实例分析|基于热传递方向性，延伸至能量转化的普遍不可逆性|

10.6 能量转化与守恒 题型01 能量的转移 题型02 能量的转化 题型03 能量守恒定律 题型04 能量转移（化）的方向性 ▌题型01 能量的转移 能量的转移：能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。 例如，在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分，这属于能量的转移。 1．寒冷的冬天小亮在家做作业时，用热水袋捂手，是通过 _____的方式改变手的内能，这是能量发生了 _____（选填“转移”或“转化”）。 2．2026年3月10日，冬残奥会中国队冰壶选手王蒙、杨金桥获得混双金牌。比赛中“打定”是一种投掷方式，指投掷一方用自己滑行的冰壶把对方的冰壶碰走，自己的冰壶静止留下的过程，此现象说明能量是可以发生________（选填“转移”或“转化”）的，冰壶离开手后仍能继续向前运动，是因为冰壶具有________。 3．下列过程中，能量发生转化的是______，能量发生转移的是______。（均填序号） ①杯中的热水慢慢变凉 ②飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴 ③水沸腾时，水壶盖被向上顶起来 ④抱住热水袋，会感到双手暖和 ⑤在磨刀石上磨刀时，刀会变热 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。 5．如图为台球比赛时的情形。打台球时，运动的白球撞击目标球后，白球速度变慢，这是由于白球的动能________（选填“转移”或“转化”）到目标球上，在球与球相互撞击过程中还会因为摩擦而产生热量。这些能量在转化和转移的过程中，总量_________。 6．利用能量的过程，实质上就是能量转移和转化的过程。下列现象中属于能量转移的是（    ） A．煤炭燃烧 B．火力发电 C．冷水降温 D．电灯发光 7．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 8．根据能量守恒定律，下列四幅图中仅发生能量转移的一组是（　　） ①试管内的冷水放入热水中变热 ②煤气炉将冷水烧热 ③一球上升一球下降（不考虑摩擦影响） ④小灯泡通电发光 A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 9．自然界的能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为其他形式。如图所示的事例中，能量的形式发生了转移的是 （　　） ①图甲：高温的电炉丝使周围的空气温度上升 ②图乙：流星从夜空快速滑过发出耀眼的光亮 ③图丙：试管中高温水蒸气弹出管口的橡胶塞 ④图丁：涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动 A．①② B．②③ C．①④ D．②④ ▌题型02 能量的转化 能量的转化：在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的转化。自然界各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。如图为能量转化示意图。 1．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．下列实例中，将内能转化为机械能的是（　　） A．流星穿过大气层时发光发热 B．冬天嘴对着双手哈气 C．水沸腾时，蒸汽推动壶盖 D．不锈钢汤勺放在热汤中 3．如图所示，抽水蓄能电站能在用电低谷时段利用电网多余电能将水抽至上水库，在用电高峰时段再放水至下水库发电。关于抽水蓄能电站，下列说法正确的是（　　 ） A．放水时，水的机械能一直增大 B．选址时，上下水库的高度差要小一些 C．用电高峰时，存储的能量可全部转化为电能 D．用电低谷时，将电网多余的电能转化成水的机械能 4．我国抽水蓄能电站技术已经处于世界先进水平。其结构图如图甲所示，图乙是其工作流程图。下列说法正确的是（     ） A．图乙①，抽水蓄能时，水的重力势能转化为电能 B．图乙①，上下水位差越小，能发出的电越多 C．图乙②，上水库放水时，流下的水的重力势能减小 D．图乙②，放水发电时，水的总机械能保持不变 5．2024年5月3日17时27分，“长征五号遥八”运载火箭携带“嫦娥六号”月球探测器从中国文昌航天发射场成功发射（如图）。飞行约37分钟后，将嫦娥六号探测器送入地月转移轨道，由此开启世界首次月背“挖宝”之旅。以下关于该过程能量转化的说法不正确的是（　　 ） A．燃料燃烧，燃料的化学能转化为燃气的内能 B．火箭升空，燃气的内能转化为火箭的机械能 C．火箭升空，燃料的化学能直接转化为火箭的机械能 D．升空过程中，火箭与空气摩擦，机械能转化为内能 6．下列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是（　　） A．电风扇 B．电热水壶 C．电熨斗 D．电视机 7．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” 8．下列关于能量形式及应用的说法，正确的是（　　） A．汽车刹车时，刹车片发热，是机械能转化为内能 B．蜡烛燃烧时，化学能全部转化为光能 C．从热汤中取出金属勺子，由烫手到不烫手的过程其内能不变 D．植物吸收太阳光进行光合作用，将化学能转化为光能 9．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”） 10．某地抽水蓄能电站可以利用风能、太阳能资源充足时发电获得的_________能，将水抽到高处转化为水的_________能储存起来，需要时再利用这些能量发电，从而弥补了风能、太阳能不稳定且转化的电能很难储存的不足，堪称电力系统的巨型“充电宝”。 ▌题型03 能量守恒定律 1.能量守恒定律 （1）能量守恒定律内容：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，在转化和转移过程中，能量的总和保持不变。 （2）对能量守恒定律的理解 ①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律之一。大到宇宙空间，小到原子世界，都遵循能量守恒定律。 ②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 （3）机械能守恒和能量守恒的区别与联系 机械能守恒需要满足一定的条件，能量守恒不需要条件。机械能守恒是能量守恒的特殊情况。 2.永动机 （1）不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫作永动机。然而，从没有一种永动机成功过。 （2）能量守恒定律使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能“无中生有”地创造能量。因此，“永动机”是不可能制成的。 1．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___________。 2．2025年9月5日，中国在西昌和酒泉分别发射一枚运载火箭，均成功进入预定轨道。忽略火箭燃料质量的变化，关于火箭发射，下列说法正确的是（     ） A．火箭燃料燃烧，燃料的化学能转化为内能 B．火箭在加速上升时，动能转化为重力势能 C．火箭在匀速上升时，飞行稳定，机械能守恒 D．火箭在大气层内飞行时，需要克服空气阻力，所以能量不守恒 3．“多米诺骨牌”是一项集动手、动脑于一体的运动。如图所示，将骨牌按一定距离排列，轻轻推倒第一张骨牌，其它骨牌会依次倒下。下列说法正确的是（     ） A．骨牌倒下的过程中动能转化为重力势能 B．后面骨牌被推倒的速度越来越大 C．前后骨牌相互作用时，前面骨牌的机械能全部传递给后面骨牌 D．利用较少的能量就可以产生较多的能量，整个过程能量不守恒 4．“赶秋节”是苗族人民在立秋时节举行的重大传统节日，节日里人们通过各种方式庆祝丰收、祭祀祈福，其中的“八人秋千”特别受年轻人喜欢，如图所示，通过人力推动横轴旋转，乘坐者在秋千上即兴对歌。下列说法正确的是（    ） A．该秋千可以不停地转动，属于永动机 B．乘秋千的人匀速下降的过程中，他的机械能大小不变 C．秋千在匀速转动过程中，运动状态不变 D．乘坐者在最高点时，重力势能最大 5．如图是小明设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中，下列说法正确的是（     ） A．顶部的定滑轮可以省功 B．此无碳小车违背了能量守恒定律 C．主要是利用动能转化为重力势能 D．若要使无碳小车运动得更远，可增大重物的下落高度 6．如图，木块以某初速度从A滑过B点，到C点滑出下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析正确的是（     ） A．D点与A点相比，动能一定增加，势能一定减少，机械能不变 B．A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能 C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于D点的动能 D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能 7．2026年4月中国空间站计划将T型三舱扩容为十字形，新扩展舱段将用到相变材料控温，当温度升高时吸热熔化，温度降低时固化放热，以此稳定站内温度应对太空极端温差。下列说法正确的是（     ） A．相变材料熔化吸热凝固放热，是发生了能量的转移 B．空间站向阳面温度比背阴面温度高，所以向阳面的内能一定更大一点 C．空间站进入地球阴影区，温度骤降到0℃以下，整个设备不再具有内能 D．空间站被火箭加速推进升空时，其动能和重力势能均增大，违背了能量守恒定律 8．我国正大力发展液态阳光技术：利用太阳能发电，再将电能转化为甲醇中的化学能储存；甲醇作为燃料供给汽车，实现清洁高效利用。下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．太阳能电池板将电能转化为太阳能 B．未来液态阳光技术的能量转化效率可达100% C．发动机将甲醇的化学能最终转化为汽车的机械能 D．能量在转化过程中总量会不断减少 9．《天工开物》中记载了一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。其下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（　　） A．该装置属于永动机 B．该装置机械效率100% C．水被输送到高处的过程中重力势能增加 D．流水驱动轮子转动时将内能转化为机械能 10．如图所示的是物理学家焦耳设计并制作的实验装置。装置中的两个配重的重力不等，释放后大配重下降，小配重上升；反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度上升，实现能量转化。实验中科学家某次测得的数据如下表所示。 小配重的重力，大配重的重力，配重每升降一次各自移动的距离，热量计中水的质量，升降次数与水温变化的关系如下表所示： 升降次数 1 2 3 4 5 6 温度变化/℃ 0.2 0.39 0.59 0.78 0.98 1.18 (1)请计算配重升降一次对动叶轮做的功是________J。 (2)水的温度升高0.2℃相当于吸收了________J的热量。〔〕 (3)在该实验中________转化为________能。根据第一组实验数据可知，减小的机械能________（选填“大于”“小于”或“等于”）增加的内能。 (4)本实验中的误差来源于________（写出一条即可）。 (5)焦耳在这个实验的基础上继续研究，提出了________定律。 ▌题型04 能量转移（化）的方向性 热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不会自发地从低温物体传到高温物体。 大量事实表明，自发的能量转化和转移过程具有一定的方向性，即自然进行的能量转化和转移过程是不可逆的，所以需要节约能源。 1．下列事例中，可以表示能量转化或转移具有方向性的是（　　） A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B．内能可以自发地从高温物体传递给低温物体，但不能自发地从低温物体传递给高温物体 C．动能可以和重力势能相互转化 D．电能可以转化为内能，内能的一部分也可以转化为电能 2．汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车。同样，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量，例如电冰箱就需要消耗电能。实际上，涉及热现象的能量转化和转移过程是有___________性、不可逆的。 3．如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图，输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。燃料燃烧过程中，将化学能转化为内能，但内能不能自发地转化为化学能，说明能量的转化具有 ________ ，燃料箱中剩余燃料的热值 _______ （选填“变大”“变小”或“不变”）。火箭加速升空过程中能量 _______ （选填“守恒”或“不守恒”）。 4．汽车尾气带走的能量_________（选填“能”或“不能”）自动汇集回来转化成燃料的化学能，这反映了能量的转化具有_________。 5．如图所示，《天工开物》中记录的“龙骨水车”是我国古代江南地区主要的灌溉农具。将水车一端浸入水中，另一端固定于岸上，使轮轴转动，带动嵌满刮水板的链条运动，槽内板叶刮水向上运行，倾灌于地势较高的田中。使用时木链条和轮轴的动能________（选填“转移”或“转化”）为水的重力势能；各部件摩擦时产生的内能无法自发地再转化为机械能，这是因为能量的转移和转化具有________。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.6 能量转化与守恒 题型01 能量的转移 题型02 能量的转化 题型03 能量守恒定律 题型04 能量转移（化）的方向性 ▌题型01 能量的转移 能量的转移：能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。 例如，在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分，这属于能量的转移。 1．寒冷的冬天小亮在家做作业时，用热水袋捂手，是通过 _____的方式改变手的内能，这是能量发生了 _____（选填“转移”或“转化”）。 【答案】 热传递 转移 【详解】[1][2]改变物体的内能包括做功和热传递；用热水袋捂手，是由于存在温度差，通过热传递的方式改变手的内能，热传递是物质内部能量的转移过程。 2．2026年3月10日，冬残奥会中国队冰壶选手王蒙、杨金桥获得混双金牌。比赛中“打定”是一种投掷方式，指投掷一方用自己滑行的冰壶把对方的冰壶碰走，自己的冰壶静止留下的过程，此现象说明能量是可以发生________（选填“转移”或“转化”）的，冰壶离开手后仍能继续向前运动，是因为冰壶具有________。 【答案】 转移 惯性 【详解】[1]能量转移是能量从一个物体转移到另一物体且能量形式不变，能量转化是能量形式发生改变。投掷方滑行冰壶经碰撞后速度减小，机械能减小，对方冰壶速度增大，机械能增大，属于能量的转移。 [2]惯性是物体保持运动状态不变的性质，冰壶离开手后，由于惯性，保持原来的运动状态继续向前运动。 3．下列过程中，能量发生转化的是______，能量发生转移的是______。（均填序号） ①杯中的热水慢慢变凉 ②飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴 ③水沸腾时，水壶盖被向上顶起来 ④抱住热水袋，会感到双手暖和 ⑤在磨刀石上磨刀时，刀会变热 【答案】 ②③⑤ ①④ 【详解】[1][2]能量转化是一种形式的能量转变为另一种形式的能量；能量转移是能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量形式不变。 ①杯中的热水慢慢变凉：热水的内能转移到空气中，能量形式不变，是能量转移。 ②飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴：流星与空气摩擦，机械能转化为内能和光能，是能量转化。 ③水沸腾时，水壶盖被向上顶起来：水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，是能量转化。 ④抱住热水袋，会感到双手暖和：热水袋的内能转移到手上，能量形式不变，是能量转移。 ⑤在磨刀石上磨刀，刀会变热：机械能转化为内能，是能量转化。 所以能量发生转化的是②③⑤，能量发生转移的是①④。 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 【详解】[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。 5．如图为台球比赛时的情形。打台球时，运动的白球撞击目标球后，白球速度变慢，这是由于白球的动能________（选填“转移”或“转化”）到目标球上，在球与球相互撞击过程中还会因为摩擦而产生热量。这些能量在转化和转移的过程中，总量_________。 【答案】 转移 保持不变 【详解】[1]白球在运动过程中具有动能，撞击目标球后白球速度变慢，白球的质量不变，动能变小，目标球由原来的静止到运动说明有了动能，说明白球的动能转移到目标球上。 [2]根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变。 6．利用能量的过程，实质上就是能量转移和转化的过程。下列现象中属于能量转移的是（    ） A．煤炭燃烧 B．火力发电 C．冷水降温 D．电灯发光 【答案】C 【详解】A．煤炭燃烧时发热，将燃料的化学能转化为内能，属于能量的转化，故A不符合题意； B．火力发电，通过燃料燃烧将化学能转化为内能，再通过汽轮机将内能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，属于能量的转化，故B不符合题意； C．冷水降温，被降温物体放出热量，冷水吸收热量，是通过热传递改变降温物体的内能，属于能量的转移，故C符合题意； D．灯泡发光，是电能转化为光能和内能，属于能量的转化，故D不符合题意。 故选C。 7．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。 8．根据能量守恒定律，下列四幅图中仅发生能量转移的一组是（　　） ①试管内的冷水放入热水中变热 ②煤气炉将冷水烧热 ③一球上升一球下降（不考虑摩擦影响） ④小灯泡通电发光 A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 【答案】D 【详解】①冷水放入热水中，属于热传递，发生了内能的转移； ②煤气燃烧时，先将化学能转化为内能，通过热传递将冷水加热成为热水，发生了能量的转化和转移； ③一球上升一球下降，属于机械能在两球之间的转移，发生了能量转移； ④小灯泡通电发光，将电能转化为内能和光能，发生了能量的转化，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 9．自然界的能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为其他形式。如图所示的事例中，能量的形式发生了转移的是 （　　） ①图甲：高温的电炉丝使周围的空气温度上升 ②图乙：流星从夜空快速滑过发出耀眼的光亮 ③图丙：试管中高温水蒸气弹出管口的橡胶塞 ④图丁：涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动 A．①② B．②③ C．①④ D．②④ 【答案】C 【详解】①高温电炉丝使周围空气温度上升，将热量传递给空气，能量发生转移，故①符合题意； ②流星从夜空快速滑过，与大气摩擦做功，将机械能转化为内能，使物体温度升高，发出耀眼的光亮，此过程中能量发生了转化，故②不符合题意； ③试管中高温水蒸气将管口的橡胶塞弹出，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，此过程中能量发生了转化，故③不符合题意； ④涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机，将海水的机械能转移到水轮机上，使水轮机转动，故④符合题意。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 ▌题型02 能量的转化 能量的转化：在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的转化。自然界各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。如图为能量转化示意图。 1．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．下列实例中，将内能转化为机械能的是（　　） A．流星穿过大气层时发光发热 B．冬天嘴对着双手哈气 C．水沸腾时，蒸汽推动壶盖 D．不锈钢汤勺放在热汤中 【答案】C 【详解】A．流星穿过大气层时发光发热，是流星与空气摩擦，克服摩擦力做功，使流星温度升高，内能增加，是将机械能转化为内能，故A不符合题意； B．冬天嘴对着双手哈气，是通过热传递的方式改变手的内能，哈出的热气温度高于手的温度，热量从热气转移到手上，使手的内能增加，属于内能的转移，并非能量的转化，故B不符合题意； C．水沸腾时，蒸汽推动壶盖，蒸汽对壶盖做功，蒸汽的内能减少，壶盖的机械能增加，此过程将内能转化为机械能，故C符合题意； D．不锈钢汤勺放在热汤中，汤的温度高于汤勺，热量从热汤转移到汤勺，使汤勺的内能增加，属于热传递改变内能，是内能的转移，不是能量的转化，故D不符合题意。 故选C。 3．如图所示，抽水蓄能电站能在用电低谷时段利用电网多余电能将水抽至上水库，在用电高峰时段再放水至下水库发电。关于抽水蓄能电站，下列说法正确的是（　　 ） A．放水时，水的机械能一直增大 B．选址时，上下水库的高度差要小一些 C．用电高峰时，存储的能量可全部转化为电能 D．用电低谷时，将电网多余的电能转化成水的机械能 【答案】D 【详解】A．放水过程中，水向下流动时需要克服摩擦阻力做功，部分机械能会转化为内能，水的机械能减小，故A错误； B．重力势能与高度有关，上下水库高度差越大，同等质量的水储存的重力势能越大，发电时能转化更多电能，因此选址时高度差要大一些，故B错误； C．存储的水的机械能转化为电能时存在能量损耗，不可能把存储的能量全部转化为电能，故C错误； D．用电低谷时，利用多余电能将水抽到高处的上水库，将电能转化为水的重力势能（机械能）储存，故D正确。 故选D。 4．我国抽水蓄能电站技术已经处于世界先进水平。其结构图如图甲所示，图乙是其工作流程图。下列说法正确的是（     ） A．图乙①，抽水蓄能时，水的重力势能转化为电能 B．图乙①，上下水位差越小，能发出的电越多 C．图乙②，上水库放水时，流下的水的重力势能减小 D．图乙②，放水发电时，水的总机械能保持不变 【答案】C 【详解】A．抽水蓄能时，需要消耗电能将水从下水库抽到上水库储存，能量转化是电能转化为水的重力势能，故A错误； B．重力势能和高度差有关，水位差越小，相同质量水的重力势能越小，最终能发出的电能也越少，故B错误； C．重力势能大小和高度有关，上水库放水时，流下的水高度不断降低，质量不变，因此重力势能减小，故C正确； D．放水发电时，水的机械能会转化为发电机的电能，同时水流和管道摩擦也会消耗机械能，因此水的总机械能减小，故D错误。 故选C。 5．2024年5月3日17时27分，“长征五号遥八”运载火箭携带“嫦娥六号”月球探测器从中国文昌航天发射场成功发射（如图）。飞行约37分钟后，将嫦娥六号探测器送入地月转移轨道，由此开启世界首次月背“挖宝”之旅。以下关于该过程能量转化的说法不正确的是（　　 ） A．燃料燃烧，燃料的化学能转化为燃气的内能 B．火箭升空，燃气的内能转化为火箭的机械能 C．火箭升空，燃料的化学能直接转化为火箭的机械能 D．升空过程中，火箭与空气摩擦，机械能转化为内能 【答案】C 【详解】A．燃料燃烧过程中，将燃料储存的化学能转化为燃气的内能，故A正确； B．火箭升空时，燃气膨胀对火箭做功，将燃气的内能转化为火箭的机械能，故B正确； C．火箭升空的能量转化过程为：燃料的化学能先转化为燃气的内能，再通过燃气做功转化为火箭的机械能，不是化学能直接转化为火箭的机械能，故C错误； D．升空过程中，火箭与空气摩擦，克服摩擦做功，火箭的机械能转化为内能，故D正确。 本题选择错误的选项，故选C。 6．下列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是（　　） A．电风扇 B．电热水壶 C．电熨斗 D．电视机 【答案】A 【详解】A．电风扇依靠电动机工作，正常工作时电能主要转化为机械能，故A符合题意； B．电热水壶是加热设备，电能主要转化为内能，故B不符合题意； C． 电熨斗依靠发热工作，电能主要转化为内能，故C不符合题意； D．电视机工作时，电能主要转化为光能和声能，故D不符合题意。 故选A 。 7．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。 8．下列关于能量形式及应用的说法，正确的是（　　） A．汽车刹车时，刹车片发热，是机械能转化为内能 B．蜡烛燃烧时，化学能全部转化为光能 C．从热汤中取出金属勺子，由烫手到不烫手的过程其内能不变 D．植物吸收太阳光进行光合作用，将化学能转化为光能 【答案】A 【详解】A．汽车在刹车过程中，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，故A正确； B．蜡烛燃烧是将蜡烛的化学能通过燃烧释放出来，转化为光能和内能，故B错误； C．从热汤中取出金属勺子，勺子从烫手到不烫手的过程，温度降低，向周围空气散热，内能减小，故C错误； D．植物吸收太阳光进行光合作用，将太阳能转化为化学能，储存起来，故D错误。 故选A。 9．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。 10．某地抽水蓄能电站可以利用风能、太阳能资源充足时发电获得的_________能，将水抽到高处转化为水的_________能储存起来，需要时再利用这些能量发电，从而弥补了风能、太阳能不稳定且转化的电能很难储存的不足，堪称电力系统的巨型“充电宝”。 【答案】 电 重力势 【详解】风能、太阳能发电的过程，是将风能、太阳能转化为电能，因此发电获得的是电能。 水被抽到高处过程中，消耗电能，水的高度增加，质量不变，水的重力势能增大，是将电能转化为水的重力势能储存起来。 ▌题型03 能量守恒定律 1.能量守恒定律 （1）能量守恒定律内容：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，在转化和转移过程中，能量的总和保持不变。 （2）对能量守恒定律的理解 ①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律之一。大到宇宙空间，小到原子世界，都遵循能量守恒定律。 ②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 （3）机械能守恒和能量守恒的区别与联系 机械能守恒需要满足一定的条件，能量守恒不需要条件。机械能守恒是能量守恒的特殊情况。 2.永动机 （1）不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫作永动机。然而，从没有一种永动机成功过。 （2）能量守恒定律使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能“无中生有”地创造能量。因此，“永动机”是不可能制成的。 1．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。 2．2025年9月5日，中国在西昌和酒泉分别发射一枚运载火箭，均成功进入预定轨道。忽略火箭燃料质量的变化，关于火箭发射，下列说法正确的是（     ） A．火箭燃料燃烧，燃料的化学能转化为内能 B．火箭在加速上升时，动能转化为重力势能 C．火箭在匀速上升时，飞行稳定，机械能守恒 D．火箭在大气层内飞行时，需要克服空气阻力，所以能量不守恒 【答案】A 【详解】A．燃料燃烧时，储存的化学能释放，转化为燃气的内能，故A正确； B．火箭加速上升，质量不变，速度增大，动能变大；高度升高，重力势能也变大，是燃料内能转化为动能和重力势能，故B错误； C．火箭匀速上升时，质量不变，速度不变，动能不变；高度升高，重力势能增大，机械能等于动能与势能之和，所以机械能增大，故C错误； D．能量守恒定律是普遍规律，整个宇宙总能量一定守恒，克服阻力只是机械能转化为内能，总能量不变，故D错误。 故选A。 3．“多米诺骨牌”是一项集动手、动脑于一体的运动。如图所示，将骨牌按一定距离排列，轻轻推倒第一张骨牌，其它骨牌会依次倒下。下列说法正确的是（     ） A．骨牌倒下的过程中动能转化为重力势能 B．后面骨牌被推倒的速度越来越大 C．前后骨牌相互作用时，前面骨牌的机械能全部传递给后面骨牌 D．利用较少的能量就可以产生较多的能量，整个过程能量不守恒 【答案】B 【详解】A．骨牌倒下的过程中，质量不变，重心高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能，故A错误； B． 骨牌倒下的过程中，重力势能转化为动能，在推倒下一张骨牌时，除了传递过来的动能，还有自身重力势能转化的动能，因此传递下去的动能越来越大，后面骨牌被推倒的速度越来越大，故B正确； C． 前后骨牌相互作用时，由于存在摩擦和碰撞发声，部分机械能会转化为内能，所以前面骨牌的机械能不可能全部传递给后面骨牌，故C错误； D． 能量的转化和转移过程中，能量的总量是保持不变的，即整个过程能量是守恒的，故D错误。 故选 B。 4．“赶秋节”是苗族人民在立秋时节举行的重大传统节日，节日里人们通过各种方式庆祝丰收、祭祀祈福，其中的“八人秋千”特别受年轻人喜欢，如图所示，通过人力推动横轴旋转，乘坐者在秋千上即兴对歌。下列说法正确的是（    ） A．该秋千可以不停地转动，属于永动机 B．乘秋千的人匀速下降的过程中，他的机械能大小不变 C．秋千在匀速转动过程中，运动状态不变 D．乘坐者在最高点时，重力势能最大 【答案】D 【详解】A．永动机是不消耗能量就能永远对外做功的机器，违反能量守恒定律；该秋千转动过程需要人持续提供能量，还会克服摩擦消耗机械能，无法不消耗能量持续转动，不属于永动机，故A错误； B．机械能等于动能与重力势能之和。人匀速下降时，质量不变、速度不变，因此动能不变；高度降低，重力势能减小，总机械能减小，故B错误； C．物体运动状态不变是指速度大小和方向都不变，秋千匀速转动时，速度方向不断改变，因此运动状态不断改变，故C错误； D．重力势能的大小与质量和高度有关，质量不变时，高度越大，重力势能越大；乘坐者在最高点时高度最大，因此重力势能最大，故D正确。 故选D。 5．如图是小明设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中，下列说法正确的是（     ） A．顶部的定滑轮可以省功 B．此无碳小车违背了能量守恒定律 C．主要是利用动能转化为重力势能 D．若要使无碳小车运动得更远，可增大重物的下落高度 【答案】D 【详解】A．定滑轮只能改变力的方向，不能省力，且任何机械都不能省功，故A错误； B．在重物下落驱动无碳小车运动的过程中，因为克服摩擦做功，有一部分机械能转化为内能，机械能减少，但总能量守恒，能量转化符合能量守恒定律，故B错误； C．重物下落驱动小车时，是重物的重力势能转化为小车的动能，故C错误； D．重物下落高度越大，初始重力势能越大，下落过程可转化为小车的动能越多，小车就能运动得更远，故D正确。 故选D。 6．如图，木块以某初速度从A滑过B点，到C点滑出下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析正确的是（     ） A．D点与A点相比，动能一定增加，势能一定减少，机械能不变 B．A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能 C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于D点的动能 D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能 【答案】B 【详解】A．D点高度小于A点，木块质量不变，D点重力势能一定小于A点，由于可能存在摩擦，机械能会转化为内能，机械能减小，速度不确定，动能变化不确定，故A错误； B．B与C等高，又因为A和B、C和D之间的垂直距离均为h，空气阻力忽略不计，所以A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故B正确； C．A到B过程中，如果接触面之间有摩擦，且重力势能减少量刚好等于克服摩擦力做的功，则B点动能可以等于A点动能；木块由B到D重力势能减小，如果接触面之间有摩擦，且重力势能减少量刚好等于克服摩擦力做的功，则B点的动能可以等于D点的动能，故C错误； D．木块由A到B重力势能减小，如果接触面之间有摩擦，则减少的重力势能可能全部转化为内能，即动能不会增加，所以B点的动能可能等于A点的动能，故D错误。 故选 B。 7．2026年4月中国空间站计划将T型三舱扩容为十字形，新扩展舱段将用到相变材料控温，当温度升高时吸热熔化，温度降低时固化放热，以此稳定站内温度应对太空极端温差。下列说法正确的是（     ） A．相变材料熔化吸热凝固放热，是发生了能量的转移 B．空间站向阳面温度比背阴面温度高，所以向阳面的内能一定更大一点 C．空间站进入地球阴影区，温度骤降到0℃以下，整个设备不再具有内能 D．空间站被火箭加速推进升空时，其动能和重力势能均增大，违背了能量守恒定律 【答案】A 【详解】A．相变材料熔化吸热凝固放热，是热量发生了转移，故A正确； B．物体的内能与物体的质量、状态、温度等有关，空间站向阳面温度比背阴面温度高，向阳面的内能不一定更大，故B错误； C．任何物体均有内能，空间站进入地球阴影区，温度骤降到0℃以下，整个设备仍具有内能，故C错误； D．空间站被火箭加速推进升空时，其质量不变，速度变大，高度升高，动能和重力势能均增大，机械能变大；这是因为火箭的推力对空间站做了功，将燃料的化学能部分转化为了空间的机械能，总能量守恒，该过程遵守能量守恒定律，故D错误。 故选A。 8．我国正大力发展液态阳光技术：利用太阳能发电，再将电能转化为甲醇中的化学能储存；甲醇作为燃料供给汽车，实现清洁高效利用。下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．太阳能电池板将电能转化为太阳能 B．未来液态阳光技术的能量转化效率可达100% C．发动机将甲醇的化学能最终转化为汽车的机械能 D．能量在转化过程中总量会不断减少 【答案】C 【详解】A．太阳能电池板吸收太阳能，输出电能，将太阳能转化为电能，故A错误； B．能量的损失不可避免，未来液态阳光技术的能量转化效率不可能达到100%，故B错误； C．甲醇作为燃料供给汽车的发动机，最终驱动汽车行驶，发动机将甲醇的化学能最终转化为汽车的机械能，故C正确； D．根据能量守恒定律，能量在转化过程中总量不变，故D错误。 故选C。 9．《天工开物》中记载了一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。其下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（　　） A．该装置属于永动机 B．该装置机械效率100% C．水被输送到高处的过程中重力势能增加 D．流水驱动轮子转动时将内能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．永动机是指不需要外界输入能量或只需要一个初始能量就可以永远持续做功的机器，它违背了能量守恒定律，高转筒车是利用流水的机械能来做功的，消耗了水的能量，所以它不是永动机，故A错误； B．该装置工作时，流水的机械能一部分转化为被提升的水的重力势能，另一部分因摩擦等转化为内能而损失，该装置机械效率不可能达到100%，故B错误； C．重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关。水被输送到高处的过程中，水的质量不变，高度增加，所以其重力势能增加，故C正确； D．流水驱动轮子转动时，是流水的机械能（主要是动能）转化为轮子的机械能（动能），而不是内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 10．如图所示的是物理学家焦耳设计并制作的实验装置。装置中的两个配重的重力不等，释放后大配重下降，小配重上升；反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度上升，实现能量转化。实验中科学家某次测得的数据如下表所示。 小配重的重力，大配重的重力，配重每升降一次各自移动的距离，热量计中水的质量，升降次数与水温变化的关系如下表所示： 升降次数 1 2 3 4 5 6 温度变化/℃ 0.2 0.39 0.59 0.78 0.98 1.18 (1)请计算配重升降一次对动叶轮做的功是________J。 (2)水的温度升高0.2℃相当于吸收了________J的热量。〔〕 (3)在该实验中________转化为________能。根据第一组实验数据可知，减小的机械能________（选填“大于”“小于”或“等于”）增加的内能。 (4)本实验中的误差来源于________（写出一条即可）。 (5)焦耳在这个实验的基础上继续研究，提出了________定律。 【答案】(1)420/4.2×102 (2)420/4.2×102 (3) 机械能 内 等于 (4)克服摩擦做功（合理即可） (5)能量守恒 【详解】（1）小配重的重力，大配重的重力，合力为420N，配重每升降一次各自移动的距离，即绳子一端移动的距离是1m，所以配重升降一次对动叶轮做的功。 （2）由表可知，配重升降一次，水温升高0.2℃，水吸收的热量。 （3）[1][2][3]在实验过程中，机械能转化为内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能。根据第一组实验数据可以看出，减小的机械能等于增加的内能。 （4）摩擦是不可避免的，所以本实验中的误差主要来源于克服摩擦做功。 （5）由物理史实可知，焦耳在这个实验的基础上继续研究，提出了能量守恒定律。 ▌题型04 能量转移（化）的方向性 热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不会自发地从低温物体传到高温物体。 大量事实表明，自发的能量转化和转移过程具有一定的方向性，即自然进行的能量转化和转移过程是不可逆的，所以需要节约能源。 1．下列事例中，可以表示能量转化或转移具有方向性的是（　　） A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B．内能可以自发地从高温物体传递给低温物体，但不能自发地从低温物体传递给高温物体 C．动能可以和重力势能相互转化 D．电能可以转化为内能，内能的一部分也可以转化为电能 【答案】B 【详解】A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故A不符合题意； B．内能可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量转移具有方向性，故B符合题意； C．动能可以和重力势能相互转化，说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故C不符合题意； D．电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故D不符合题意。 故选B。 2．汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车。同样，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量，例如电冰箱就需要消耗电能。实际上，涉及热现象的能量转化和转移过程是有___________性、不可逆的。 【答案】方向 【详解】略 3．如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图，输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。燃料燃烧过程中，将化学能转化为内能，但内能不能自发地转化为化学能，说明能量的转化具有 ________ ，燃料箱中剩余燃料的热值 _______ （选填“变大”“变小”或“不变”）。火箭加速升空过程中能量 _______ （选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】 方向性 不变 守恒 【详解】[1]燃料燃烧时将化学能转化为内能，但内能不能自发地转化为化学能，说明能量的转化具有方向性。 [2]热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，所以燃料箱中剩余燃料的热值不变。 [3]根据能量守恒定律可知，火箭加速升空过程中能量守恒。 4．汽车尾气带走的能量_________（选填“能”或“不能”）自动汇集回来转化成燃料的化学能，这反映了能量的转化具有_________。 【答案】 不能 方向性 【详解】[1]汽车燃料燃烧时，化学能转化为内能，其中一部分内能以尾气的形式散失到空气中，这些能量不能在空气中将尾气自发的变成燃料，则这些散失的能量不能自动汇集回来再次转化为燃料的化学能。 [2]汽车尾气带走的能量不能自动汇集回来转化成燃料的化学能，说明能量的转化过程中需要满足一定的条件，这说明能量的转化是有方向性、是不可逆的。 5．如图所示，《天工开物》中记录的“龙骨水车”是我国古代江南地区主要的灌溉农具。将水车一端浸入水中，另一端固定于岸上，使轮轴转动，带动嵌满刮水板的链条运动，槽内板叶刮水向上运行，倾灌于地势较高的田中。使用时木链条和轮轴的动能________（选填“转移”或“转化”）为水的重力势能；各部件摩擦时产生的内能无法自发地再转化为机械能，这是因为能量的转移和转化具有________。 【答案】 转化 方向性 【详解】[1]使用时木链条带动轮轴转动，具有动能，将水倾灌于地势较高的田中，转化为水的重力势能。 [2]能量的转移或转化过程可以自发地朝着某个方向进行，但无法自发地反向进行，这就是能量的转移和转化的方向性。 15 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.6 能量转化与守恒 ▌题型01 能量的转移 1．【答案】 热传递 转移 2．【答案】 转移 惯性 3．【答案】 ②③⑤ ①④ 4．【答案】 动 转移 5．【答案】 转移 保持不变 6．【答案】C 7．【答案】D 8．【答案】D 9．【答案】C ▌题型02 能量的转化 1．【答案】C 2．【答案】C 3．【答案】D 4．【答案】C 5．【答案】C 6．【答案】A 7．【答案】B 8．【答案】A 9．【答案】 转移 转化 10．【答案】 电 重力势 ▌题型03 能量守恒定律 1．【答案】 不能 能量守恒定律 2．【答案】A 3．【答案】B 4．【答案】D 5．【答案】D 6．【答案】B 7．【答案】A 8．【答案】C 9．【答案】C 10．【答案】(1)420/4.2×102 (2)420/4.2×102 (3) 机械能 内 等于 (4)克服摩擦做功（合理即可） (5)能量守恒 ▌题型04 能量转移（化）的方向性 1．【答案】B 2．【答案】方向 3．【答案】 方向性 不变 守恒 4．【答案】 不能 方向性 5．【答案】 转化 方向性 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $