14.1 能量的转化与守恒（分层作业）物理新教材人教版九年级全一册

**基本信息** 本练习通过A、B、C三层设计，以能量转化与守恒为核心，从基础概念到综合应用递进，强化能量观念与科学思维，适配新授课分层巩固需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A基础达标|能量转化判断、机械能与内能转化、守恒定律理解、生活应用实例、永动机原理|以选择填空为主，结合中考真题，巩固单一知识点，如太阳能路灯能量转化分析| |B能力提升|能量转化综合分析、实际情境能量计算|通过压电薄膜、汽车刹车等复杂情境，融合填空与计算，提升科学推理能力| |C拓展培优|多形式能量转化、能源分类与应用|结合冲击钻、有轨电车等真实问题，渗透科学态度与社会责任，深化综合应用|

14.1 能量的转化与守恒（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、能量的转化 二、机械能减少与内能增加 三、能量守恒定律 四、能量转化和转移的生活应用 五、永动机不可能制成 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、能量的转化 1．（25-26九年级上·期中）下列对能量转化分析错误的是 A. 水电站主要将机械能转化为电能 B. 核电站主要将核能转化为电能 C. 太阳能热水器主要将太阳能转化为内能 D. 热机主要将机械能转化为电能 【答案】D 【详解】A．水电站是将水流动的机械能最终转化为电能的；故A正确，不符合题意； B．核电站是将核裂变时释放的能量最终转化为电能；故B正确，不符合题意；； C．太阳能热水器是吸收太阳能来加热水的，是将太阳能转化为内能；故C正确，不符合题意； D．热机是利用热来工作的机器，将内能转化为机械能，故D错误，符合题意。 故选D。 2．（2026·届四川乐山）下列对能量转化的描述不正确的是（　　） A. 蓄电池充电：电能→化学能 B. 发电机发电：电能→机械能 C. 人骑自行车：化学能→机械能 D. 内燃机工作：化学能→内能→机械能 【答案】B 【详解】A．给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，故A正确，不符合题意； B．发电机工作：机械能一电能，故B不正确，符合题意； C．人骑自行车时，人体内储存的化学能最终转化为向前运动的机械能，故C正确，不符合题意； D．内燃机工作时，燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能，故D正确，不符合题意。 故选B。 3．（25-26九年级·陕西渭南韩城·期末）如图所示，太阳能路灯的顶端是太阳能电池板，它白天向灯杆中的蓄电池充电，而夜晚则由蓄电池给路灯供电。下列表述不正确的是（　　） A. 太阳能属于一次能源 B. 蓄电池白天将化学能转化为电能 C. 灯泡将电能转化为光能 D. 在使用太阳能路灯的整个过程中，能量是守恒的 【答案】B 【详解】A．太阳能是直接从自然界获取的，所以太阳能是一次能源；故A正确；不符合题意； B．白天，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化为电能利用，也可以将多余的太阳能给蓄电池充电，将电能转化为化学能储存起来。故B错误，符合题意； C．灯泡消耗电能转化为光能，故C正确，不符合题意； D．根据能量守恒定律，在使用太阳能路灯的整个过程中，能量是守恒的，故D正确；不符合题意。 故选B。 4．（2025·湖南郴州·中考真题）下列事例中，属于内能转化为机械能的是 A. 用气筒给自车打气时、气筒会发热 B. 两手互相摩擦，手心变热 C. 水壶中水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 D. 流星与空气摩擦生热发光 【答案】C 【详解】【分析】（1）自然界的能量既不会消失，也不会创生，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上． （2）生活中存在很多机械能和其他形式能的转化的现象．内燃机是内能转化为机械能；发电机是机械能转化为电能；电动机是电能转化为机械能；摩擦生热是机械能转化为内能等等． A、用打气筒给自行车打气时，活塞压缩空气做功，空气内能增加，温度升高，机械能转化为内能；故A错误； B、两手相互搓一搓，手心变热是摩擦生热，也就是做功的方式使内能增加，是把机械能转化为内能；故B错误； C、烧水时蒸气把壶盖顶起，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能；故C正确； D、流星与空气摩擦，温度升高，发光发热，是机械能转化为内能；故D错误． 故选C． 5．（2025·陕西西工大附中届第八次·适应性）据报道,我国正在建造的第二艘国产载人航母将安装弹射器．航母弹射器能推动舰载机增大起飞速度,缩短滑跑距离．舰载机弹射起飞有蒸汽弹射和电磁弹射两种,从能量转化的角度看,它们工作时 A. 蒸汽弹射是将化学能转化为机械能 B. 蒸汽弹射是将机械能转化为内能 C. 电磁弹射是将机械能转化为电能 D. 电磁弹射是将电能转化为机械能 【答案】D 【详解】A. B. 蒸汽弹射过程将蒸汽的内能转化为舰载机的机械能，使舰载机以更大的速度起飞，故A、 B错误； C. D. 电磁弹射过程是将电能转化为舰载机的机械能，使舰载机以更大的速度起飞，故C错误，D正确，． 故选D. 二、机械能减少与内能增加 6．（24-25九年级·全国·课后作业）如图所示，滚摆在运动过程中，上升的高度会逐渐降低，它的机械能逐渐转化为　　　　　　　　能，散失到空气中，但能量的总量　　　　　　　　；（填“增加、减少或不变“） 【答案】① 内    ② 不变 【详解】当滚摆在滚动时，由于滚摆克服空气阻力做功，使得一部分机械能转化为内能，所以滚摆每次上升的高度都会小于原来的高度，据能量的转化和守恒定律可知，在该过程中，能的总量是保持不变的． 点睛：能量即不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的．由于空气阻力的作用，滚摆在运动过程中，不计动能和重力势能可以发生相互转化，且还有一部分机械能转化为内能． 7．（25-26九年级·全国·课后作业）抛向地面的乒乓球上下弹跳几次后停下来，说明乒乓球的　　　　　　　　能减少了，减少的那部分能量转化成了　　　　　　能，能量的总量　　　　　　　． 【答案】① 机械    ② 内    ③ 保持不变 【详解】抛向地面的乒乓球上下弹跳几次后停下来，因抛出时乒乓球具有动能和重力势能，最后停止下来，动能和重力势能均为零，故机械能减少了；减少的能量克服摩擦做功转化为内能，根据能量转化和守恒定律可知，能量的总量保持不变． 8．（24-25九年级·全国·课后作业）如图，从斜面滚下的小球在推动水平面上的木块前进一段距离后，二者都静止．则 A. 球和木块的机械能都消失了 B. 球的机械能转移到木块上，但机械能的总量保持不变 C. 球和木块的机械能转化成内能，但能的总量保持不变 D. 以上说法都不对 【答案】C 【详解】【分析】当小球从斜面滚下时，重力势能转化为动能，在小球与木块共同前进的过程中，机械能再转化为内能，据此即可解答 根据能量守恒定律知道，能量是不会消失的，故A错误；最后小球和木块都静止了，则说明小球和木块的机械能减小了，故B错误；由于小球跟斜面、小球和木块与水平面间都有摩擦存在，小球和木块都要克服摩擦做功，使机械能转化为内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变，故C正确；既然C正确，故D是错误的，故选C． 9．（2025·江苏南京·中考真题）第二届亚洲青年运动会将于2025年8月在南京举行。2025年5月8日上午10点20分许，通过古老的钻木取火方式，在几分钟内采火成功，这个过程中　　　　　　　　能转化为　　　　　　　　能。之后，用采集的火种点燃亚青会火炬，此过程是通过　　　　　　　　方式改变物体内能的。 【答案】① 机械能    ② 内能    ③ 热传递 【详解】[1][2]钻木取火过程，钻头运转的动能转化为内能是木屑温度升高到燃点着火，此为机械能转化为内能。 [3]火种点燃火炬，高温的火种使火炬升温到燃点着火此为热传递。 三、能量守恒定律 10．（25-26九年级·山西晋中榆次区·期中）如图是世界首款新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，将空气的　　　　　　能转化为机械能，在能量的转化过程中，能的总量　　　　　　（填“变大” “变小”或“不变”）。 【答案】① 内    ② 不变 【详解】[1]根据题意知道，空气动力汽车在工作时将空气的内能转化为车的机械能。 [2]能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体，能量的总量不变。 11．（24-25九年级·辽宁葫芦岛连山区·期末）如图甲和乙所示分别是我国研发出首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车，甲是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的　　　　　能转化为机械能，乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将　　　　　能转化为电能，以上能量的转化过程中，能的总量　　　　　（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】① 内    ② 太阳（光）    ③ 不变 【详解】[1]空气膨胀推动活塞运动，属于空气的内能转化为机械能。 [2]光电转换器是将太阳能转化为电能。 [3]由能量守恒可知，在转化过程中，能的总量不发生变化。 12．（24-25九年级上·湖北黄石大冶还地桥镇教联体·月考）蒸汽机、内燃机、电动机都是将各种形式的能量转化为机械能，虽然效率各不相同，但总能量是　　　　　　　　　　　（填“守恒”或“不守恒”）的。如图所示为一种人们设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动带动砂轮转动打磨工件，同时又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机 　　　　　　　　　　　（填“能够”或“不能够”）永远工作下去。能源利用的实质是能量的转化或转移，因为能量的转化或转移具有　　　　　　　　　　　（选填“方向”或“往复”）性，所以，人类可利用的能量不断减少，开发利用新能源是当务之急。 【答案】① 守恒    ② 不能够    ③ 方向 【详解】[1]能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失，蒸汽机、内燃机、电动机都是将各种形式的能量转化为机械能，虽然效率各不相同，但总能量都是守恒的。 [2]人们设想的永动机不可能实现，因为打磨工件的过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减小，机械能总量不守恒，所以人们设想的永动机不能永远工作下去。 [3]能源利用的实质是能量的转化或转移，因为能量的转化或转移具有方向性，所以，人类可利用的能量不断减少，开发利用新能源是当务之急。 13．（24-25九年级·全国·课后作业）由能量守恒定律可知：做功改变物体的内能，实质上是能量发生了　　　　　　　　　　；热传递改变物体的内能，实质上是能量发生了　　　　　　　　　　．(均填“转化”或“转移”) 【答案】① 转化    ② 转移 【详解】解答：用做功的方法来改变物体的内能，实质上是能量转化的过程．用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是能量转移的过程． 14．（2025·山东济南历城区·一模）（多选）学习了能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时根据生活经验，交流了以下想法，你认为正确的是（　　） A. 各种形式的能在一定条件下都可以相互转化 B. 一个单摆摆动多次后最终停了下来，说明能量的总量逐渐减小 C. 空调既可以制热也可以制冷，说明能量的转化和转移没有方向性 D. 用电蒸锅蒸煮医疗器械，将电能转化为内能 【答案】AD 【详解】A．自然界中存在不同形式的能量，各种不同形式的能量在一定条件下可以相互转化，故A正确； B．一个单摆摆动多次后最终停了下来是因为存在摩擦阻力，机械能转化为内能，即机械能减少了，但能量的总量保持不变，故B错误； C．能量的转化和转移有方向性，例如热传递时，热量总是从高温物体传递到低温物体，故C错误； D．用电蒸锅蒸煮医疗器械时，消耗了电能，使器械的内能增大，是将电能转化为内能的过程，故D正确。 故选AD。 四、能量转化和转移的生活应用 15．（2025年福建）关于能量的转化和转移，下列说法错误的是 A. 给手机电池充电，电能转化为化学能 B. 电饭锅工作时，电能转化为内能 C. 冬天人们烤火取暖，内能发生了转移 D. 摩擦生热，机械能发生了转移 【答案】D 【详解】A、给手机电池充电,消耗了电能,得到了化学能,因此将电能转化为化学能;所以A选项是正确的;  B、电饭锅工作时,消耗了电能,得到了内能,因此将电能转化为内能,所以B选项是正确的;  C、冬天人们烤火取暖,内能发生了转移,是热传递改变物体的内能,所以C选项是正确的;  D、摩擦生热,消耗了机械能,得到了内能,机械能发生了转化,而不是转移,故D错误.  所以D选项是符合题意的. 16．（2025·山东青岛·中考真题）下列关于能量转化、转移现象的说法中，错误的是: A. 电池充电，电能转化为化学能 B. 电动机工作，电能转化为机械能 C. 暖瓶塞被热气弹开，机械能转化为内能 D. 用热水袋取暖，内能发生了转移 【答案】C 【详解】A．电池充电，消耗了电能，得到了化学能，因此将电能转化为化学能；说法正确；不符合题意； B．电动机工作，消耗了电能，得到了机械能，因此将电能转化为机械能；说法正确；不符合题意； C．暖瓶塞被热气弹开，消耗了内能，得到了机械能，故将内能转化为了机械能；说法错误；符合题意； D．用热水袋取暖，是通过热传递的方式改变能量的，因此内能发生了转移，说法正确，不符合题意； 17．（2026·四川内江·中考真题）以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是( ) A. 图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能 B. 图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能 C. 图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能 D. 图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能 【答案】D 【详解】A．过山车从高处向下运动时，高度减小，速度在增大，故重力势能转化为动能，A说法正确； B．水电站的能量转化为水的机械能转化为电能，B说法正确； C．骑自行车的运动员奋力蹬车，消耗人的化学能，获得动能故化学能转化为动能，C说法正确； D．汽车在刹车过程中，速度减小，机械能减小，刹车片会发热温度升高，内能增加，故将机械能转化为内能，D说法错误． 18．（2025·四川乐山·中考真题）下列关于能量转化的说法，正确的是 A. 甲图中，风力发电将空气的动能转化为电能 B. 乙图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大 C. 丙图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒 D. 丁图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能 【答案】A 【详解】风力发电是将机械能转化为电能，即将空气的动能转化为电能，故A正确； 拉开的弹弓发生了弹性形变，具有弹性势能，当放开石子时，弹性势能转化为石子的动能，弹性势能变小，故B错误； 当飞船着陆时，质量不变，速度减小，则动能减小；质量不变，高度越来越小，则重力势能减小，即机械能减小，故C错误； 汽车在水平路面上匀速行驶的过程中，质量不变，速度和高度也不变，所以汽车的动能和重力势能都不变，故D错误． 五、永动机不可能制成 19．（2025·江苏徐州·中考真题）小强制作了一个实验装置，自称为“永动机”，如图所示，它由转轮（5根轻杆组成）和转轴构成，在轻杆末端装有形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮，弯曲的叶片进入热水后，因吸热而伸展，起到“划水”的作用，从而推动转轮转动．叶片离开热水后，因冷却形状迅速恢复成弯曲，转轮因此能较长时间转动．请你回答： （1）进入热水的叶片会伸展，它的弹性势能转化为　　　　　能． （2）叶片在热水中吸收的热量一定　　　　　叶片对水做的功．（选填“大于”、“等于”或“小于”） （3）实验证明这个“永动机”并不能一直工作，“永动机”的设想违背了　　　　　． 【答案】① 动    ② 大于    ③ 能量守恒定律 【详解】解答：(1)进入热水的叶片会伸展，弹性势能减小，转化为动能；(2)叶片在热水中吸收的热量大部分对水做功，也有一部分散失掉了，故热量一定小于叶片对水做的功； (3)“永动机”的设想违背了能量守恒定律，故不能一直工作．故答案为(1)动;(2)大于;(3)能量守恒定律； 20．（2025届安徽安庆·期末）达·芬奇是意大利著名的画家，他曾经设计了一个“永动机”，如图所示．他设计时认为右边的钢球比左边的钢球离轮心更远些，在两边不均衡的作用力下，轮子会沿箭头方向转动不息．你认为达·芬奇的“永动机” 　　　　　　　　　 （选填“能”或“不能”）永远转动．你的判断理由是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ． 【答案】① 不能    ② 能量守恒定律内容为：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变．由于 在转动过程中克服摩擦做功，将一部分机械能转化为内． 【详解】能量守恒定律内容为：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变．由于在转动过程中克服摩擦做功，将一部分机械能转化为内能，所以，达·芬奇的“永动机”——不能永远转动． 21．（24-25八年级·全国·课后作业）如图是有人设想的一种能永远运动的装置“永动机”．想一想，它真的能一直不停地运动下去吗？　　　　　　　　 （选填“能”或“不能”）一直不停地运动下去，因为能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为　　　　　　　　 ，或者从一个物体转移到其他物体，而能的　　　　　　　　 保持不变． 永动机模型 【答案】① 不能    ② 另一种形式    ③ 总量 【详解】【分析】根据能量守恒定律分析“永动机”不可能制成． 给永动机一个动力后，由于小球的滚动，永动机在一定时间内能够保持转动，但由于摩擦力的存在，将有一部分能量以热量的形式散失掉，如果不补充能量，则机器不能永远运动，所以自然界中不可能存在永动机，它违背了能量守恒定律；根据能量守恒定律：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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变． 22．（2025·湖南岳阳·中考真题）根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（       ） A. 出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进 B. 电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止 C. 两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面 D. 孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年 【答案】C 【详解】A．子弹射穿木板，说明子弹运动的速度快，子弹具有动能的动能大，子弹在运动的过程中由于摩擦生热会使一部分动能转化为内能，故子弹运动的速度会越来越慢，故A错误； B．液体沸腾的条件是：达到沸点继续吸热．在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误； C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，重力势能转化为动能，到达最低点动能达到最大值，由于具有动能，会继续冲上右斜面将动能转化为重力势能，故C正确； D．机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为动能，几天后弹性势能就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D错误． 【B 能力提升题】 23．（24-25九年级·全国·课后作业）有一种压电塑料薄膜受到压力时表面会产生电压，应用在微型扬声器或话筒上，可将发声振动转化为电信号，或将电信号转化为发声振动．这种薄膜受热时也会产生电流，可应用于火警预警装置．以上信息中没有涉及的能量转化过程是 A. 机械能→电能 B. 内能→电能 C. 电能→机械能 D. 内能→化学能 【答案】D 【详解】【分析】根据题意知道，涉及到了三个能量转化过程：①在压力作用下表面会产生电压．若将它用在话筒上，会将声音转化为电信号，②可将电信号转化为声音，③它受热时还会产生电流，然后由过程再去对应能量转化即可 根据题意知道，压电塑料薄膜在压力作用下表面会产生电压；若将它用在话筒上，会将发声振动转化为电信号，此过程中，是机械能转化为电能，故A正确；压电塑料薄膜用在微型扬声器上可将电信号转化为发声振动，此过程中，是将电能转化成了机械能，故C正确；它受热时还会产生电流，这个过程中是由内能转化为电能，故B正确，D错误，故选D． 24．（24-25九年级·全国·课后作业）生活中有如下常见现象，请分析其中的能量转化情况： (1)汽车刹车时将　　　　　　　　　　能转化为　　　　　　　能； (2)白炽灯工作时，将电能大部分转化为　　　　　能，并同时获得光能； (3)炎热的夏天，电风扇不停地扇，如果用手去摸一下电风扇的外壳，会有发热的感觉，这表明电风扇工作时将　　　　　　　　　　能大部分转化为机械能，同时还有一小部分转化为　　　　　　　　　　能． 【答案】① 机械    ② 内    ③ 内    ④ 电    ⑤ 内 【详解】解答：(1)汽车刹车时摩擦生热是将机械能转化为内能；(2)白炽灯工作时，消耗电能将电能大部分转化为内能，并同时获得光能；(3)炎热的夏天，电风扇不停地扇，如果用手去摸一下电风扇的外壳，会有发热的感觉，这表明电风扇工作时消耗电能，转化为电风扇转动的机械能，同时还有一小部分转化为内能． 【点睛】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量． 25．（2025·江苏东台）为了节能减排，很多地方采用了太阳能交通信号灯，这种灯能将太阳能最终转化为　　　　　　　　能贮存起来，供交通信号灯夜间或阴雨天使用.根据能量的转化和守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，其总量　　　　　　　　.电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能.该现象说明能量的转化具有　　　　　　　　. 【答案】① 化学能    ② 保持不变    ③ 方向性 【详解】太阳能交通信号灯，通过太阳能电池板将太阳能最终转化为化学能能贮存起来，然后再由化学能转化为电能供交通信号灯夜间或阴雨天使用；根据能量的转化和守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变；根据能量的转化和守恒定律知能量在转化和转移中总量保持不变，但能量在转化中具有方向性，即电能可以完全转化为内能，但内能不能全部转化成电能． 故答案为化学能 ；保持不变；方向性． 26．（24-25九年级·全国·课后作业）如图所示，这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置！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；通过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，从而实现能量转化．实验中科学家某次测得了的数据如下： 小配重重力，大配重重力，每升降一次配重各自移动的距离，热量计中水的质量， 升降次数与水温变化的关系： 升降次数 温度变化 请计算配重升降一次对动叶轮做功是多少？　　　　　　　　　 通过分析数据，科学家得出了结论：在上述现象中能量是守恒的!请你帮他补出计算和判断过程（分析第一次实验数据即可）：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 本实验中的误差主要来源于是什么？知道吗：那个著名物理学家叫焦耳！那个伟大的定律叫能量守恒定律！刚才你所经历的正是这个伟大工作的一个缩影．对此用一句话谈谈你的感受．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【答案】① 420J    ② 由表格知，升降一次水温升高0.2℃，∴水吸收的热量是：Q＝cm△t＝4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×0.2℃＝420J，∵Q＝W，∴能量是守恒的    ③ 本实验中的误差主要来源于克服摩擦做功消耗一部分能量；实验结论是建立在大量的实验的基础上． 【详解】(1)小配重重力G小＝100N,大配重重量G大＝520N，合力为420N，每升降一次配重各自移动的距离h＝1m，即绳子一端移动的距离是1m.∴对叶对水做的功为：W＝G⋅h＝420N×1m＝420J；(2)由表格知，升降一次水温升高0.2℃，∴水吸收的热量是：Q＝cm△t＝4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×0.2℃＝420J，∵Q＝W，∴能量是守恒的．(3)机械能转化为的内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能．克服摩擦做功消耗一部分能量；实验结论是建立在大量的实验的基础上．真理往往是不断探索，反复试验得出的；对待科学要做到一丝不苟的精神． 【点睛】 （1）已知大配重下降，小配重上升，合力为420N，根据W＝Gh求得配重升降一次对动叶轮做功；（2）利用W＝Gh计算消耗的机械能，Q＝cm△t来计算转化为的内能．（3）机械能转化为的内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能． 【C 拓展培优题】 27．（2025·湖南长沙·中考真题）目前长沙城区的老居民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，打出圆孔，如图所示．冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（ ） 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 【答案】D 【详解】冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下，先将电能转化为机械能；当钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁时，部分机械能转化为内能，所以冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是：有电能、机械能和内能的转化。 故选D。 28．（2025·浙江湖州·中考真题）能量的转化是自然界普遍的现象，下列关于能量转化的分析不正确的是 A.  水果电池，化学能→电能 B.  电磁感应，电能→机械能 C.  光合作用，光能→化学能 D.  钻木取火，机械能→内能 【答案】B 【详解】水果电池是化学能转化为电能，故A正确；电磁感应是将机械能转化为电能，故B错误；光合作用是把光能转化为化学能，故C正确；钻木取火是将机械能转化为内能，故D正确． 29．（2025·江西南昌·中考真题）能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式 　　　　　为其他形式，或者从一个物体 　　　　　到其他物体，在这些变化过程中，能量的总量保持不变．能源是人类社会生存和发展的重要物质，你熟悉的能源中， 　　　　　属于可再生能源， 　　　　　属于不可再生能源（各举一例）． 【答案】① 转化    ② 转移     ③ 风能    ④ 石油 【详解】试题分析：利用能量的过程，就是能量转移和转换的过程（同种能量叫转移，不同的能量叫转化）．在这些变化过程中，能量的总量保持不变． 风能、水能、太阳能等属于可再生能源；煤、石油、核燃料等属于不可再生能源． 考点：能量守恒定律；能源的分类 30．（2025·四川成都·中考真题）为缓解城市交通压力，近几年成都大力发展有轨交通，几条地铁线路已经开通运行，同时又在积极投建有轨电车，以取代部分用柴油机作动力的公交车。关于电车和柴油车，下列说法不正确的是（ ） A. 电车电动机工作时利用了磁场对电流的作用 B. 电车电动机能够将电能全部转化为机械能 C. 一般情况下，电车电动机的效率比柴油机的效率高 D. 电车对环境的污染比柴油车对环境的污染小 【答案】B 【详解】A.电车电动机工作时利用了磁场对电流的作用，故A正确； B.电车电动机能够将电能大部分转化为机械能，但也会产生一少部分内能，故B错误； C.一般情况下，电车电动机的能量损失小，所以电动机的效率比柴油机的效率高，故C正确； D.电车不存在尾气的排放、噪音小，所以对环境的污染比柴油车对环境的污染小，故D正确。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.1 能量的转化与守恒（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、能量的转化 二、机械能减少与内能增加 三、能量守恒定律 四、能量转化和转移的生活应用 五、永动机不可能制成 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、能量的转化 1．（25-26九年级上·期中）下列对能量转化分析错误的是 A. 水电站主要将机械能转化为电能 B. 核电站主要将核能转化为电能 C. 太阳能热水器主要将太阳能转化为内能 D. 热机主要将机械能转化为电能 2．（2026·届四川乐山）下列对能量转化的描述不正确的是（　　） A. 蓄电池充电：电能→化学能 B. 发电机发电：电能→机械能 C. 人骑自行车：化学能→机械能 D. 内燃机工作：化学能→内能→机械能 3．（25-26九年级·陕西渭南韩城·期末）如图所示，太阳能路灯的顶端是太阳能电池板，它白天向灯杆中的蓄电池充电，而夜晚则由蓄电池给路灯供电。下列表述不正确的是（　　） A. 太阳能属于一次能源 B. 蓄电池白天将化学能转化为电能 C. 灯泡将电能转化为光能 D. 在使用太阳能路灯的整个过程中，能量是守恒的 4．（2025·湖南郴州·中考真题）下列事例中，属于内能转化为机械能的是 A. 用气筒给自车打气时、气筒会发热 B. 两手互相摩擦，手心变热 C. 水壶中水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 D. 流星与空气摩擦生热发光 5．（2025·陕西西工大附中届第八次·适应性）据报道,我国正在建造的第二艘国产载人航母将安装弹射器．航母弹射器能推动舰载机增大起飞速度,缩短滑跑距离．舰载机弹射起飞有蒸汽弹射和电磁弹射两种,从能量转化的角度看,它们工作时 A. 蒸汽弹射是将化学能转化为机械能 B. 蒸汽弹射是将机械能转化为内能 C. 电磁弹射是将机械能转化为电能 D. 电磁弹射是将电能转化为机械能 二、机械能减少与内能增加 6．（24-25九年级·全国·课后作业）如图所示，滚摆在运动过程中，上升的高度会逐渐降低，它的机械能逐渐转化为　　　　　　　　能，散失到空气中，但能量的总量　　　　　　　　；（填“增加、减少或不变“） 7．（25-26九年级·全国·课后作业）抛向地面的乒乓球上下弹跳几次后停下来，说明乒乓球的　　　　　　　　能减少了，减少的那部分能量转化成了　　　　　　能，能量的总量　　　　　　　． 8．（24-25九年级·全国·课后作业）如图，从斜面滚下的小球在推动水平面上的木块前进一段距离后，二者都静止．则 A. 球和木块的机械能都消失了 B. 球的机械能转移到木块上，但机械能的总量保持不变 C. 球和木块的机械能转化成内能，但能的总量保持不变 D. 以上说法都不对 9．（2025·江苏南京·中考真题）第二届亚洲青年运动会将于2025年8月在南京举行。2025年5月8日上午10点20分许，通过古老的钻木取火方式，在几分钟内采火成功，这个过程中　　　　　　　　能转化为　　　　　　　　能。之后，用采集的火种点燃亚青会火炬，此过程是通过　　　　　　　　方式改变物体内能的。 三、能量守恒定律 10．（25-26九年级·山西晋中榆次区·期中）如图是世界首款新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，将空气的　　　　　　能转化为机械能，在能量的转化过程中，能的总量　　　　　　（填“变大” “变小”或“不变”）。 11．（24-25九年级·辽宁葫芦岛连山区·期末）如图甲和乙所示分别是我国研发出首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车，甲是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的　　　　　能转化为机械能，乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将　　　　　能转化为电能，以上能量的转化过程中，能的总量　　　　　（填“变大”“变小”或“不变”）。 12．（24-25九年级上·湖北黄石大冶还地桥镇教联体·月考）蒸汽机、内燃机、电动机都是将各种形式的能量转化为机械能，虽然效率各不相同，但总能量是　　　　　　　　　　　（填“守恒”或“不守恒”）的。如图所示为一种人们设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动带动砂轮转动打磨工件，同时又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机 　　　　　　　　　　　（填“能够”或“不能够”）永远工作下去。能源利用的实质是能量的转化或转移，因为能量的转化或转移具有　　　　　　　　　　　（选填“方向”或“往复”）性，所以，人类可利用的能量不断减少，开发利用新能源是当务之急。 13．（24-25九年级·全国·课后作业）由能量守恒定律可知：做功改变物体的内能，实质上是能量发生了　　　　　　　　　　；热传递改变物体的内能，实质上是能量发生了　　　　　　　　　　．(均填“转化”或“转移”) 14．（2025·山东济南历城区·一模）（多选）学习了能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时根据生活经验，交流了以下想法，你认为正确的是（　　） A. 各种形式的能在一定条件下都可以相互转化 B. 一个单摆摆动多次后最终停了下来，说明能量的总量逐渐减小 C. 空调既可以制热也可以制冷，说明能量的转化和转移没有方向性 D. 用电蒸锅蒸煮医疗器械，将电能转化为内能 四、能量转化和转移的生活应用 15．（2025年福建）关于能量的转化和转移，下列说法错误的是 A. 给手机电池充电，电能转化为化学能 B. 电饭锅工作时，电能转化为内能 C. 冬天人们烤火取暖，内能发生了转移 D. 摩擦生热，机械能发生了转移 16．（2025·山东青岛·中考真题）下列关于能量转化、转移现象的说法中，错误的是: A. 电池充电，电能转化为化学能 B. 电动机工作，电能转化为机械能 C. 暖瓶塞被热气弹开，机械能转化为内能 D. 用热水袋取暖，内能发生了转移 17．（2026·四川内江·中考真题）以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是( ) A. 图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能 B. 图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能 C. 图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能 D. 图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能 18．（2025·四川乐山·中考真题）下列关于能量转化的说法，正确的是 A. 甲图中，风力发电将空气的动能转化为电能 B. 乙图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大 C. 丙图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒 D. 丁图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能 五、永动机不可能制成 19．（2025·江苏徐州·中考真题）小强制作了一个实验装置，自称为“永动机”，如图所示，它由转轮（5根轻杆组成）和转轴构成，在轻杆末端装有形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮，弯曲的叶片进入热水后，因吸热而伸展，起到“划水”的作用，从而推动转轮转动．叶片离开热水后，因冷却形状迅速恢复成弯曲，转轮因此能较长时间转动．请你回答： （1）进入热水的叶片会伸展，它的弹性势能转化为　　　　　能． （2）叶片在热水中吸收的热量一定　　　　　叶片对水做的功．（选填“大于”、“等于”或“小于”） （3）实验证明这个“永动机”并不能一直工作，“永动机”的设想违背了　　　　　． 20．（2025届安徽安庆·期末）达·芬奇是意大利著名的画家，他曾经设计了一个“永动机”，如图所示．他设计时认为右边的钢球比左边的钢球离轮心更远些，在两边不均衡的作用力下，轮子会沿箭头方向转动不息．你认为达·芬奇的“永动机” 　　　　　　　　　 （选填“能”或“不能”）永远转动．你的判断理由是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ． 21．（24-25八年级·全国·课后作业）如图是有人设想的一种能永远运动的装置“永动机”．想一想，它真的能一直不停地运动下去吗？　　　　　　　　 （选填“能”或“不能”）一直不停地运动下去，因为能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为　　　　　　　　 ，或者从一个物体转移到其他物体，而能的　　　　　　　　 保持不变． 永动机模型 22．（2025·湖南岳阳·中考真题）根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（       ） A. 出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进 B. 电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止 C. 两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面 D. 孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年 【B 能力提升题】 23．（24-25九年级·全国·课后作业）有一种压电塑料薄膜受到压力时表面会产生电压，应用在微型扬声器或话筒上，可将发声振动转化为电信号，或将电信号转化为发声振动．这种薄膜受热时也会产生电流，可应用于火警预警装置．以上信息中没有涉及的能量转化过程是 A. 机械能→电能 B. 内能→电能 C. 电能→机械能 D. 内能→化学能 24．（24-25九年级·全国·课后作业）生活中有如下常见现象，请分析其中的能量转化情况： (1)汽车刹车时将　　　　　　　　　　能转化为　　　　　　　能； (2)白炽灯工作时，将电能大部分转化为　　　　　能，并同时获得光能； (3)炎热的夏天，电风扇不停地扇，如果用手去摸一下电风扇的外壳，会有发热的感觉，这表明电风扇工作时将　　　　　　　　　　能大部分转化为机械能，同时还有一小部分转化为　　　　　　　　　　能． 25．（2025·江苏东台）为了节能减排，很多地方采用了太阳能交通信号灯，这种灯能将太阳能最终转化为　　　　　　　　能贮存起来，供交通信号灯夜间或阴雨天使用.根据能量的转化和守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，其总量　　　　　　　　.电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能.该现象说明能量的转化具有　　　　　　　　. 26．（24-25九年级·全国·课后作业）如图所示，这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置！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；通过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，从而实现能量转化．实验中科学家某次测得了的数据如下： 小配重重力，大配重重力，每升降一次配重各自移动的距离，热量计中水的质量， 升降次数与水温变化的关系： 升降次数 温度变化 请计算配重升降一次对动叶轮做功是多少？　　　　　　　　　 通过分析数据，科学家得出了结论：在上述现象中能量是守恒的!请你帮他补出计算和判断过程（分析第一次实验数据即可）：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 本实验中的误差主要来源于是什么？知道吗：那个著名物理学家叫焦耳！那个伟大的定律叫能量守恒定律！刚才你所经历的正是这个伟大工作的一个缩影．对此用一句话谈谈你的感受．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【C 拓展培优题】 27．（2025·湖南长沙·中考真题）目前长沙城区的老居民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，打出圆孔，如图所示．冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（ ） 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 28．（2025·浙江湖州·中考真题）能量的转化是自然界普遍的现象，下列关于能量转化的分析不正确的是 A.  水果电池，化学能→电能 B.  电磁感应，电能→机械能 C.  光合作用，光能→化学能 D.  钻木取火，机械能→内能 29．（2025·江西南昌·中考真题）能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式 　　　　　为其他形式，或者从一个物体 　　　　　到其他物体，在这些变化过程中，能量的总量保持不变．能源是人类社会生存和发展的重要物质，你熟悉的能源中， 　　　　　属于可再生能源， 　　　　　属于不可再生能源（各举一例）． 30．（2025·四川成都·中考真题）为缓解城市交通压力，近几年成都大力发展有轨交通，几条地铁线路已经开通运行，同时又在积极投建有轨电车，以取代部分用柴油机作动力的公交车。关于电车和柴油车，下列说法不正确的是（ ） A. 电车电动机工作时利用了磁场对电流的作用 B. 电车电动机能够将电能全部转化为机械能 C. 一般情况下，电车电动机的效率比柴油机的效率高 D. 电车对环境的污染比柴油车对环境的污染小 / 学科网（北京）股份有限公司 $