14.1 能量的转化与守恒 讲义-2026-2027学年人教版物理九年级全一册
2026-07-21
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摘要:
本讲义聚焦初中物理“能量的转化与守恒”核心知识点,从认识机械能、内能等能量形式入手,通过摩擦生热、水力发电等实例分析能量转化,对比热传递等实例明确转化与转移的区别,最终理解能量守恒定律及永动机不可能制成的原理,构建完整知识支架。
该资料以丰富实例(如风力发电、抽水蓄能电站)和思维导图梳理知识,通过随学随练和题型解析培养能量观念与科学思维。课中辅助教师直观教学,课后助力学生通过分层练习查漏补缺,提升分析实际问题的能力。
内容正文:
第1节 能量的转化与守恒
课时目标
课标要点
1. 通过实例分析,认识能量的多样性,知道不同形式的能量之间可以相互转化;
2. 能区分能量的转化和能量的转移,并能结合具体实例进行判断;
3. 理解能量守恒定律的内容,能运用能量守恒定律解释常见的自然现象;
4. 知道永动机不可能制成,体会能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
学习重难点
重点:能量的转化与转移的判断;能量守恒定律的理解。
难点:运用能量守恒定律解释永动机不可能制成的道理,以及分析实际过程中能量的转化与转移情况。
知识点1 能量的转化
1. 能量的形式
自然界中能量的形式多种多样,常见的有:
机械能:物体由于运动或发生弹性形变而具有的能量;
内能:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和;
电能:与电荷的定向移动有关的能量;
化学能:储存在物质内部、通过化学反应释放的能量;
光能:由光源发出的能量;
核能:原子核发生变化时释放的能量。
能量是与物体的运动(包括宏观和微观)相联系的,不同形式的能量对应不同形式的运动。
2. 能量的转化
能量可以从一种形式转化为另一种形式,这就是能量的转化。
实例
转化过程
说明
摩擦生热
机械能 → 内能
克服摩擦做功,机械能转化为内能
电动机工作
电能 → 机械能
电流通过电动机,电能转化为机械能
光合作用
光能 → 化学能
植物将光能转化为化学能储存
燃料燃烧
化学能 → 内能
燃料燃烧时释放内能
水力发电
机械能 → 电能
水流推动水轮机,机械能转化为电能
太阳能电池
光能 → 电能
太阳能电池将光能直接转化为电能
火力发电
化学能 → 内能 → 机械能 → 电能
燃料燃烧经过多次能量转化
电池放电
化学能 → 电能
电池将储存的化学能转化为电能
3. 能量转化的普遍性
自然界中,能量的转化是普遍存在的。各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化。
【特别提醒】
判断能量是否发生转化,关键是看能量的形式是否发生了改变。如果形式改变了,就是能量的转化;如果形式没有改变,只是从A物体转移到B物体,则是能量的转移。
随学随练
1.(25-26八年级下·云南昭通·期末)马树高原风力资源丰富,风能发电过程主要能量转化是( )
A.电能转化为机械能 B.机械能转化为电能
C.内能转化为电能 D.化学能转化为电能
2.(24-25九年级上·山东聊城·期末)以下情景中,关于能量转化的说法正确的是( )
A.钻木取火的过程中,内能转化为机械能
B.电动机在通电过程中带动水泵把水送到高处,机械能转化为电能
C.蓄电池充电时,电能转化为机械能
D.汽油机工作过程中,化学能转化为机械能
3.(25-26八年级下·河北保定·期末)河北丰宁抽水蓄能电站是2022年北京冬奥会的电力保障项目之一,该电站可以利用风能资源充足时发电,将水抽到高处储存起来,需要时再利用这些储存的能量发电,从而弥补了风能不稳定且转化的电能难储存的不足。下列说法正确的是( )
A.风具有机械能 B.风力发电将风能直接转化为电能
C.将水抽到高处后水的机械能减小 D.放水发电时水的机械能变大
知识点2 能量的转移
1. 能量的转移
能量可以从一个物体转移到另一个物体,这就是能量的转移。
实例
转移过程
说明
热传递
内能从高温物体转移到低温物体
温度不同的物体接触时,内能自发地从高温物体转移到低温物体
2. 能量转化与转移的区别
区别
能量的转化
能量的转移
本质
能量形式发生改变
能量形式不变,只是转移了对象
判断依据
看最终能量形式是否与原来相同
能量形式不变,从A到B
实质
能量的转化
能量的转移
举例
摩擦生热(机械能→内能)
热水袋取暖(内能从水→人)
【易错提醒】
判断是能量转化还是能量转移,关键看能量的形式是否发生改变。形式变则为转化,形式不变则为转移。
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.(25-26九年级上·全国·课后作业)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
3.(25-26九年级上·全国·课前预习)下列能量转化或转移的过程中,属于内能的转移的是( )
A.光合作用 B.用电灯照明
C.用暖水袋取暖 D.天然气的燃烧
知识点3 能量守恒定律
1. 能量守恒定律的内容
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. 对能量守恒定律的理解
要点
说明
普遍性
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,适用于所有能量转化和转移的过程
永恒性
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能转化或转移
总量不变
在能量转化和转移的过程中,能量的总量保持不变
适用范围
适用于宏观世界和微观世界,适用于所有形式的能量
3. 永动机不可能制成
永动机:不消耗能量就能源源不断地对外做功的机器。
永动机不可能制成的原因:违背了能量守恒定律——任何机器在转化和转移能量的过程中都会有一部分能量转化为内能散失到周围环境中,能量的总量不可能凭空增加。能量的转化和转移是有条件的,具有方向性。
【易错提醒】
能量守恒定律不是“能量不会减少”,而是“能量的总量保持不变”。在能量转化和转移的过程中,虽然能量的总量不变,但能量的品质会降低(如机械能转化为内能后,不能再全部转化为机械能),即能量的转化和转移具有方向性。
随学随练
1.(25-26九年级上·陕西渭南·期末)生活垃圾分类回收是生态环保的需要,为了处理这些垃圾可以建设生活垃圾焚烧发电厂。垃圾在燃烧过程中把___________能转化为___________能,此能量转化过程___________(选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
2.(2026·安徽阜阳·三模)为了检验ASF人工弹簧泡沫的反弹效果,从高处释放铅球,记录铅球第1次被反弹的高度,如图所示,下列说法正确的是( )
A.铅球下落过程中,动能变小
B.铅球恰好接触材料到最低点的过程中,材料的弹性势能变小
C.铅球被反弹到最高点时,受力不平衡
D.整个测试过程中,能量不守恒
3.(25-26九年级上·山东青岛·阶段检测)(多选)如图所示是不同形式的能量的相互转化图,下列说法正确的是( )
A.序号⑩的实例可以是摩擦生热
B.序号④的实例可以是给充电宝充电
C.圆圈内B的能量形式是电能
D.各种形式的能量都可以无条件的相互转化,且转化过程都要遵守能量守恒定律
题型1 能量转化与转移的辨析
解题核心规律
判断能量转化还是能量转移的唯一标准:看能量的形式是否发生改变。
形式改变 → 能量的转化
形式不变 → 能量的转移
步骤:
1. 确定研究对象和过程;
2. 分析过程前后能量的形式;
3. 比较形式是否变化,给出判断。
活学活用
1.(23-24九年级上·陕西渭南·阶段检测)生活中能量转化的实例很多,下列描述中正确的是( )
A.摩擦起电是把电能转化为机械能
B.摩擦生热是把内能转化为机械能
C.燃料燃烧时放热,是将化学能转化为内能
D.电动机工作过程中消耗的电能全部转化为机械能
2.(2026·宁夏银川·三模)嫦娥五号返回器采用类似“打水漂”的方式着陆地球,部分轨迹简化如图。返回器由M点首次进入大气层,滑行至A点后上升至B点穿出大气层,后由C点再次进入大气层,经D点最终着陆。说法正确( )
(1)返回器在MA段减少的重力势能等于其增加的动能
(2)返回器在M点的动能与在C点时动能可能相等
(3)通过这样“打水漂”的方式,可有效减小飞行器着陆时的动能
(4)整个着陆过程中能量守恒
A.(1)(2) B.(2)(3) C.(1)(4) D.(3)(4)
3.(25-26八年级上·四川德阳·阶段检测)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
4.(25-26九年级上·海南省直辖县级单位·阶段检测)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
5.(24-25九年级上·四川自贡·阶段检测)下面几种现象中,只有能量的转移而不发生能量的转化的是( )
A.压缩筒内空气使筒内乙醚达到着火点燃烧
B.国庆节放礼花弹,礼花腾空而起
C.冬天,人在暖气旁感到暖暖的
D.电灯发光
题型2 能量守恒定律的理解与应用
解题核心规律
(1)能量守恒定律适用于所有能量转化和转移过程;
(2)任何过程都必须遵循能量守恒定律,永动机违背了能量守恒定律;
(3)能量转化和转移具有方向性:内能只能自发地从高温物体转移到低温物体,机械能可以全部转化为内能,但内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化。
步骤:
1. 明确研究对象和过程;
2. 分析过程中能量形式的变化;
3. 判断是否遵循能量守恒定律。
活学活用
1.(2026·河南洛阳·一模)如图是小球在水平地面弹跳过程的频闪照片,其中处和处等高。关于该弹跳过程,下列说法正确的是( )
A.小球从左向右运动
B.小球的机械能不断减小
C.小球弹跳高度不同说明能量是不守恒的
D.小球在处时的机械能等于在处时的机械能
2.(2026·甘肃平凉·一模)《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”(如图所示)。使用时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.该装置不需要消耗人力便可不断做功,属于永动机
B.水被匀速输送到高处的过程中重力势能增加,机械能增大
C.流水驱动轮子转动时将内能转化为机械能
D.该机械不符合能量守恒定律
3.(2025·安徽阜阳·三模)如图所示,《天工开物》中记录的筒车是一种利用水力驱动的灌溉工具,主要靠水流冲击转轮上的水筒来带动转轮旋转,从而将水从低处提升到高处。在筒车工作的过程中,下列说法正确的是( )
A.水流冲击水筒时,水的动能转化为筒车的重力势能,机械能守恒
B.筒车在将水从低处提升到高处的过程中,水的重力势能转化为动能
C.筒车在转动的过程中,由于要克服阻力做功,因此不遵循能量守恒定律
D.筒车工作时,水流的机械能一部分转化为筒车和水的机械能,一部分因克服阻力转化为内能,但总能量保持守恒
基础通关
1.(25-26九年级下·全国·课后作业)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
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.(2026·广东惠州·一模)如图是我国古籍《天工开物》中描绘造纸时“透火焙干”的情景。下列说法正确的是( )
A.木柴燃烧——化学能转化为电能 B.湿纸变干——升华
C.砖块升温——内能减少 D.透火焙干——热传递
4.(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
5.(25-26九年级上·北京·期中)(多选)如图为小衡同学自制的简易热机模型,易拉罐内装入适量水,酒精灯对易拉罐底部加热,将“叶轮”靠近由罐子顶端小孔喷出的蒸气,叶轮快速转动。关于该热机模型工作过程中涉及到的知识以下说法正确的是( )
A.酒精燃料燃烧过程中,内能转化为化学能
B.罐中的水温是通过热传递的方式升高的
C.叶轮转动获得的机械能是由气体的内能转化而来的
D.若忽略叶轮轴部摩擦,则气体的内能全部转化为叶轮的机械能
素养提升
6.(25-26九年级上·河南焦作·期中)如图所示是运动员在2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从60m高的跳台上的A点自由滑下,从B点冲出,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.运动员在从A点到B点的过程中,机械能总量保持不变
B.运动员在从A点到B点的过程中,部分机械能转化为内能,不再遵循能量守恒定律
C.运动员从B点冲出后,部分机械能转化为内能,不能到达与A点高度相同的C点
D.运动员从B点冲出后,动能全部转化为重力势能,机械能总量保持不变
7.(25-26九年级上·内蒙古赤峰·期末)多米诺骨牌起源于我国北宋时期。如图所示,将大小不一的木板按一定间距排列,轻轻碰倒第一张木板,其余木板将会依次倒下。推倒第一张最小的木板,我们提供的动能是很小的,但最后倒下的大木板却拥有很大的动能。关于能量为什么增加,下列说法正确的是( )
A.木板碰撞时内能转化为机械能 B.能量是可以凭空产生的
C.倒下木板的重力势能转化转移而来的 D.木板的惯性转化而来的
8.(2026·四川广元·一模)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.(25-26九年级上·广西南宁·期中)如图是小球在地面弹跳的频闪照片,下列说法中正确的是( )
A.小球运动到相同的高度,具有相同的动能
B.在此过程中,小球的机械能总量是保持不变的
C.小球弹起的高度越来越小,说明在此过程中能量不守恒
D.在小球的运动过程中,有一部分机械能转化成了内能
10.(25-26九年级上·山东济南·期末)(多选)如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型,在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上,用蜡烛对铜质容器底部加热,一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽,铜管向后喷气,“蒸汽船”就会向前行驶,下列说法正确的是( )
A.水温升高是通过热传递来改变内能的
B.蜡烛在燃烧过程中,其热值保持不变
C.水在沸腾时虽然有热量的散失,但能量的总量守恒
D.在容器中多装水,“蒸汽船”运动的速度一定能增大
迁移创新
11.(25-26九年级上·山西吕梁·期中)神奇的“饮水鸟”能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚,乙醚吸收空气中的热量汽化后,下球气压增大,将乙醚压入上球,饮水鸟的重心上移,“低头喝水”,如图乙,此时上、下球连通,气压相同,乙醚流回下球,恢复图甲状态,如此反复。则( )
A.“饮水鸟”低头过程中将机械能转化为电能
B.如果没有能量补充,“饮水鸟”会停止运动
C.“饮水鸟”在运动的过程中不涉及能量的转化
D.“饮水鸟”不遵循能量守恒定律
12.(2020·山东潍坊·二模)(多选)如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后将它从不太陡的斜面滚下,会看到它从斜面上加速滚下,滚到水平面上后减速停止,然后又反向滚回到斜面上( )
A.罐子在滚动过程中没有力对其做功
B.罐子滚动过程中第一次速度变为零时,橡皮筋的弹性势能最大
C.罐子在水平面上最终停止运动说明能量守恒定律不一定成立
D.罐子在斜面和水平面上来回滚动的过程中,机械能不守恒
【13.(25-26九年级上·河南许昌·期中)喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶身(如图乙);拧松瓶盖(如图丙),瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶口出现白雾(如图丁),这四个过程分析正确的是( )
A.瓶口出现的白雾是水蒸气
B.扭转瓶身的过程,相当于汽油机的压缩冲程
C.瓶盖冲出后瓶内气体的内能增加,温度降低
D.瓶盖被瓶内的气体冲出的过程,机械能转化为内能
14.(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 ___________。
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第1节 能量的转化与守恒
课时目标
课标要点
1. 通过实例分析,认识能量的多样性,知道不同形式的能量之间可以相互转化;
2. 能区分能量的转化和能量的转移,并能结合具体实例进行判断;
3. 理解能量守恒定律的内容,能运用能量守恒定律解释常见的自然现象;
4. 知道永动机不可能制成,体会能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
学习重难点
重点:能量的转化与转移的判断;能量守恒定律的理解。
难点:运用能量守恒定律解释永动机不可能制成的道理,以及分析实际过程中能量的转化与转移情况。
知识点1 能量的转化
1. 能量的形式
自然界中能量的形式多种多样,常见的有:
机械能:物体由于运动或发生弹性形变而具有的能量;
内能:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和;
电能:与电荷的定向移动有关的能量;
化学能:储存在物质内部、通过化学反应释放的能量;
光能:由光源发出的能量;
核能:原子核发生变化时释放的能量。
能量是与物体的运动(包括宏观和微观)相联系的,不同形式的能量对应不同形式的运动。
2. 能量的转化
能量可以从一种形式转化为另一种形式,这就是能量的转化。
实例
转化过程
说明
摩擦生热
机械能 → 内能
克服摩擦做功,机械能转化为内能
电动机工作
电能 → 机械能
电流通过电动机,电能转化为机械能
光合作用
光能 → 化学能
植物将光能转化为化学能储存
燃料燃烧
化学能 → 内能
燃料燃烧时释放内能
水力发电
机械能 → 电能
水流推动水轮机,机械能转化为电能
太阳能电池
光能 → 电能
太阳能电池将光能直接转化为电能
火力发电
化学能 → 内能 → 机械能 → 电能
燃料燃烧经过多次能量转化
电池放电
化学能 → 电能
电池将储存的化学能转化为电能
3. 能量转化的普遍性
自然界中,能量的转化是普遍存在的。各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化。
【特别提醒】
判断能量是否发生转化,关键是看能量的形式是否发生了改变。如果形式改变了,就是能量的转化;如果形式没有改变,只是从A物体转移到B物体,则是能量的转移。
随学随练
1.(25-26八年级下·云南昭通·期末)马树高原风力资源丰富,风能发电过程主要能量转化是( )
A.电能转化为机械能 B.机械能转化为电能
C.内能转化为电能 D.化学能转化为电能
【答案】B
【详解】风吹动风机叶片转动,风能属于机械能,发电机将叶片转动的机械能转化为电能,符合风力发电的能量转化过程。
故选 B。
2.(24-25九年级上·山东聊城·期末)以下情景中,关于能量转化的说法正确的是( )
A.钻木取火的过程中,内能转化为机械能
B.电动机在通电过程中带动水泵把水送到高处,机械能转化为电能
C.蓄电池充电时,电能转化为机械能
D.汽油机工作过程中,化学能转化为机械能
【答案】D
【详解】A.钻木取火是通过做功增大木头内能,过程中是机械能转化为内能,故A错误;
B.电动机带动水泵工作时,消耗电能获得机械能,是电能转化为机械能,故B错误;
C.蓄电池充电时,将电能储存为化学能,是电能转化为化学能,故C错误;
D.汽油机工作时,消耗汽油的化学能,最终对外输出机械能,整体为化学能转化为机械能,故D正确。
故选D。
3.(25-26八年级下·河北保定·期末)河北丰宁抽水蓄能电站是2022年北京冬奥会的电力保障项目之一,该电站可以利用风能资源充足时发电,将水抽到高处储存起来,需要时再利用这些储存的能量发电,从而弥补了风能不稳定且转化的电能难储存的不足。下列说法正确的是( )
A.风具有机械能 B.风力发电将风能直接转化为电能
C.将水抽到高处后水的机械能减小 D.放水发电时水的机械能变大
【答案】A
【详解】A.机械能包括动能和势能,风是运动的空气,具有动能,动能属于机械能,因此风具有机械能,故A正确;
B.风力发电过程中,风能先转化为风车叶片的机械能,再由机械能转化为电能,并非直接将风能转化为电能,故B错误;
C.将水抽到高处,水的质量不变,高度增加,重力势能增大,因此水的总机械能增大,故C错误;
D.放水发电时,水的机械能转化为电能,水自身的机械能会减小,故D错误。
故选A。
知识点2 能量的转移
1. 能量的转移
能量可以从一个物体转移到另一个物体,这就是能量的转移。
实例
转移过程
说明
热传递
内能从高温物体转移到低温物体
温度不同的物体接触时,内能自发地从高温物体转移到低温物体
2. 能量转化与转移的区别
区别
能量的转化
能量的转移
本质
能量形式发生改变
能量形式不变,只是转移了对象
判断依据
看最终能量形式是否与原来相同
能量形式不变,从A到B
实质
能量的转化
能量的转移
举例
摩擦生热(机械能→内能)
热水袋取暖(内能从水→人)
【易错提醒】
判断是能量转化还是能量转移,关键看能量的形式是否发生改变。形式变则为转化,形式不变则为转移。
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.(25-26九年级上·全国·课后作业)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。
3.(25-26九年级上·全国·课前预习)下列能量转化或转移的过程中,属于内能的转移的是( )
A.光合作用 B.用电灯照明
C.用暖水袋取暖 D.天然气的燃烧
【答案】C
【详解】A.光合作用是太阳能转化为化学能,发生能量的转化,故A不符合题意;
B.电灯照明是电能转换为光能,发生能量的转化,故B不符合题意;
C.用暖水袋取暖是内能的转移,将暖水袋中水的内能转移到人的身上,故C符合题意;
D.天然气的燃烧是化学能转化为内能,发生能量的转化,故D不符合题意。
故选C。
知识点3 能量守恒定律
1. 能量守恒定律的内容
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. 对能量守恒定律的理解
要点
说明
普遍性
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,适用于所有能量转化和转移的过程
永恒性
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能转化或转移
总量不变
在能量转化和转移的过程中,能量的总量保持不变
适用范围
适用于宏观世界和微观世界,适用于所有形式的能量
3. 永动机不可能制成
永动机:不消耗能量就能源源不断地对外做功的机器。
永动机不可能制成的原因:违背了能量守恒定律——任何机器在转化和转移能量的过程中都会有一部分能量转化为内能散失到周围环境中,能量的总量不可能凭空增加。能量的转化和转移是有条件的,具有方向性。
【易错提醒】
能量守恒定律不是“能量不会减少”,而是“能量的总量保持不变”。在能量转化和转移的过程中,虽然能量的总量不变,但能量的品质会降低(如机械能转化为内能后,不能再全部转化为机械能),即能量的转化和转移具有方向性。
随学随练
1.(25-26九年级上·陕西渭南·期末)生活垃圾分类回收是生态环保的需要,为了处理这些垃圾可以建设生活垃圾焚烧发电厂。垃圾在燃烧过程中把___________能转化为___________能,此能量转化过程___________(选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
【答案】
化学
内
遵循
【详解】垃圾燃烧属于化学变化,燃烧过程中垃圾内部储存的化学能转化为内能,以热量的形式释放出来。
能量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律,任何能量的转化或转移过程都不会违背该定律,因此此能量转化过程遵循能量守恒定律。
2.(2026·安徽阜阳·三模)为了检验ASF人工弹簧泡沫的反弹效果,从高处释放铅球,记录铅球第1次被反弹的高度,如图所示,下列说法正确的是( )
A.铅球下落过程中,动能变小
B.铅球恰好接触材料到最低点的过程中,材料的弹性势能变小
C.铅球被反弹到最高点时,受力不平衡
D.整个测试过程中,能量不守恒
【答案】C
【详解】A.铅球下落过程中,重力势能转化为动能,动能变大,故A错误;
B.铅球恰好接触材料到最低点的过程中,材料的形变程度变大,弹性势能变大,故B错误;
C.铅球被反弹到最高点时,铅球只受到重力作用,受力不平衡,故C正确;
D.所有能量转化的过程,都遵守能量守恒定律,故D错误。
故选C。
3.(25-26九年级上·山东青岛·阶段检测)(多选)如图所示是不同形式的能量的相互转化图,下列说法正确的是( )
A.序号⑩的实例可以是摩擦生热
B.序号④的实例可以是给充电宝充电
C.圆圈内B的能量形式是电能
D.各种形式的能量都可以无条件的相互转化,且转化过程都要遵守能量守恒定律
【答案】ABC
【详解】AC.由图知道,加热器工作时将电能转化为内能,因此,圆圈内A的能量形式应该是内能,B是电能;序号⑩是机械能转化为内能的过程,摩擦生热的过程中将机械能转化为内能,所以序号⑩的实例可以是摩擦生热,故AC正确;
B.序号④是电能转化为化学能,给充电宝充电是电能转化为化学能,能量的转化相同,故B正确;
D.根据能量转化和守恒定律知道,各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化,且转化过程都要遵守能量守恒定律,故D错误。
故选ABC。
题型1 能量转化与转移的辨析
解题核心规律
判断能量转化还是能量转移的唯一标准:看能量的形式是否发生改变。
形式改变 → 能量的转化
形式不变 → 能量的转移
步骤:
1. 确定研究对象和过程;
2. 分析过程前后能量的形式;
3. 比较形式是否变化,给出判断。
活学活用
1.(23-24九年级上·陕西渭南·阶段检测)生活中能量转化的实例很多,下列描述中正确的是( )
A.摩擦起电是把电能转化为机械能
B.摩擦生热是把内能转化为机械能
C.燃料燃烧时放热,是将化学能转化为内能
D.电动机工作过程中消耗的电能全部转化为机械能
【答案】C
【详解】A.摩擦起电时电子发生了转移,摩擦过程中,消耗了机械能,获得了电能,因此是把机械能转化为电能,故A错误;
B.摩擦生热是克服摩擦做功,摩擦过程中,消耗了机械能,内能增大,把机械能转化为内能,故B错误;
C.燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能,故C正确;
D.电动机工作过程中,消耗的电能大部分转化为机械能,还有一部分转化为内能(如线圈发热),并非全部转化为机械能,故D错误。
故选 C。
2.(2026·宁夏银川·三模)嫦娥五号返回器采用类似“打水漂”的方式着陆地球,部分轨迹简化如图。返回器由M点首次进入大气层,滑行至A点后上升至B点穿出大气层,后由C点再次进入大气层,经D点最终着陆。说法正确( )
(1)返回器在MA段减少的重力势能等于其增加的动能
(2)返回器在M点的动能与在C点时动能可能相等
(3)通过这样“打水漂”的方式,可有效减小飞行器着陆时的动能
(4)整个着陆过程中能量守恒
A.(1)(2) B.(2)(3) C.(1)(4) D.(3)(4)
【答案】D
【详解】MA段位于大气层内,返回器运动过程中需要克服空气阻力做功,一部分重力势能会转化为内能,因此减少的重力势能大于增加的动能,故(1)错误;
从M点到B点的过程中,返回器要克服阻力做功,总机械能减少;从B点到C点,返回器的机械能守恒。M点与C点高度相同,因此M点与C点的重力势能相等。机械能等于动能和重力势能之和,则返回器在M点时的动能大于在C点时的动能,故(2)错误;
这种“打水漂”的方式让返回器多次进入大气层,通过克服空气阻力做功,将大量机械能转化为内能,有效减小了着陆时的动能,故(3)正确;
整个着陆过程中,返回器的机械能不断转化为内能散失到大气中,但总能量保持不变,遵循能量守恒定律,故(4)正确。
故选D。
3.(25-26八年级上·四川德阳·阶段检测)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。
4.(25-26九年级上·海南省直辖县级单位·阶段检测)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。
5.(24-25九年级上·四川自贡·阶段检测)下面几种现象中,只有能量的转移而不发生能量的转化的是( )
A.压缩筒内空气使筒内乙醚达到着火点燃烧
B.国庆节放礼花弹,礼花腾空而起
C.冬天,人在暖气旁感到暖暖的
D.电灯发光
【答案】C
【详解】A.压缩筒内空气使筒内乙醚达到着火点燃烧,机械能转换为内能,故A不符合题意;
B.国庆节放礼花弹,礼花腾空而起,是内能转换为机械能,故B不符合题意;
C.冬天,人在暖气旁感到暖暖的,是热传递改变内能,只涉及能量的转移,故C符合题意;
D.电灯发光是将电能转换为光能,故D不符合题意。
故选C。
题型2 能量守恒定律的理解与应用
解题核心规律
(1)能量守恒定律适用于所有能量转化和转移过程;
(2)任何过程都必须遵循能量守恒定律,永动机违背了能量守恒定律;
(3)能量转化和转移具有方向性:内能只能自发地从高温物体转移到低温物体,机械能可以全部转化为内能,但内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化。
步骤:
1. 明确研究对象和过程;
2. 分析过程中能量形式的变化;
3. 判断是否遵循能量守恒定律。
活学活用
1.(2026·河南洛阳·一模)如图是小球在水平地面弹跳过程的频闪照片,其中处和处等高。关于该弹跳过程,下列说法正确的是( )
A.小球从左向右运动
B.小球的机械能不断减小
C.小球弹跳高度不同说明能量是不守恒的
D.小球在处时的机械能等于在处时的机械能
【答案】B
【详解】AB.在小球的运动中,与空气摩擦做功或与地面撞击做功,有一部分机械能转化成了内能,小球的机械能逐渐减小,弹起的高度会越来越小,所以小球运动的方向是从右向左,故A错误,B正确;
C.小球弹起的高度逐次降低是由于空气阻力、地面碰撞等因素导致机械能转化为内能,机械能减小,但总能量保持不变,故C错误;
D.小球撞击地面时,被弹起的高度逐次降低,说明机械能在减小,所以P点机械能小于Q点,故D错误。
故选B。
2.(2026·甘肃平凉·一模)《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”(如图所示)。使用时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.该装置不需要消耗人力便可不断做功,属于永动机
B.水被匀速输送到高处的过程中重力势能增加,机械能增大
C.流水驱动轮子转动时将内能转化为机械能
D.该机械不符合能量守恒定律
【答案】B
【详解】A.永动机是不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器,这种机械违反能量守恒定律,是不可能存在的,而“高转筒车”转动需要流水提供动力,没有流水就不能转动,所以“高转筒车”不是永动机,故A错误;
B.水在匀速输送的过程中,竹筒中水的质量不变,速度不变,动能不变;水的高度变大,重力势能增大,机械能变大,故B正确;
C.流水驱动轮子转动,是流水的机械能传递给轮子,属于机械能之间的转移,不是内能转化为机械能。故C错误;
D.能量守恒定律是自然界普遍存在的规律,任何能量的转化都符合能量的转化和守恒定律,“高转筒车”也不例外,故D错误。
故选B。
3.(2025·安徽阜阳·三模)如图所示,《天工开物》中记录的筒车是一种利用水力驱动的灌溉工具,主要靠水流冲击转轮上的水筒来带动转轮旋转,从而将水从低处提升到高处。在筒车工作的过程中,下列说法正确的是( )
A.水流冲击水筒时,水的动能转化为筒车的重力势能,机械能守恒
B.筒车在将水从低处提升到高处的过程中,水的重力势能转化为动能
C.筒车在转动的过程中,由于要克服阻力做功,因此不遵循能量守恒定律
D.筒车工作时,水流的机械能一部分转化为筒车和水的机械能,一部分因克服阻力转化为内能,但总能量保持守恒
【答案】D
【详解】A.水流冲击水筒时,水的动能转化为筒车的动能,由于存在摩擦等阻力,机械能不守恒,故A错误;
B.筒车在将水从低处提升到高处的过程中,水的质量不变,高度增加,则重力势能增加,是水的动能转化为重力势能,故B错误;
C.筒车在转动的过程中,虽然要克服阻力做功,但是依然遵循能量守恒定律,故C错误;
D.筒车工作时,水流的机械能一部分转化为筒车和水的机械能,一部分因克服阻力转化为内能,但总能量保持守恒,即遵循能量守恒定律,故D正确。
故选D。
基础通关
1.(25-26九年级下·全国·课后作业)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 。
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.(2026·广东惠州·一模)如图是我国古籍《天工开物》中描绘造纸时“透火焙干”的情景。下列说法正确的是( )
A.木柴燃烧——化学能转化为电能 B.湿纸变干——升华
C.砖块升温——内能减少 D.透火焙干——热传递
【答案】D
【详解】A.木柴燃烧是一种化学反应,化学能转化为内能。故A错误;
B.湿纸变干,水分由液态变为气态,是汽化过程。故B错误;
C.砖块温度升高,内能增大。故C错误;
D.透火焙干,热量从高温物体传递给低温物体,是热传递过程。故D正确。
故选D。
4.(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。
5.(25-26九年级上·北京·期中)(多选)如图为小衡同学自制的简易热机模型,易拉罐内装入适量水,酒精灯对易拉罐底部加热,将“叶轮”靠近由罐子顶端小孔喷出的蒸气,叶轮快速转动。关于该热机模型工作过程中涉及到的知识以下说法正确的是( )
A.酒精燃料燃烧过程中,内能转化为化学能
B.罐中的水温是通过热传递的方式升高的
C.叶轮转动获得的机械能是由气体的内能转化而来的
D.若忽略叶轮轴部摩擦,则气体的内能全部转化为叶轮的机械能
【答案】BC
【详解】A.酒精燃烧是将燃料储存的化学能转化为内能,故A错误;
B.酒精灯加热过程中,热量从火焰转移到罐内水中,通过热传递的方式使水的内能增加,温度升高,故B正确;
C.高压水蒸气喷出推动叶轮转动,水蒸气的内能转化为叶轮的机械能,故C正确;
D.即使忽略轴摩擦,仍然有大量热量随水蒸气散失到空气中,不可能全部转化为叶轮的机械能,故D错误。
故选BC。
素养提升
6.(25-26九年级上·河南焦作·期中)如图所示是运动员在2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从60m高的跳台上的A点自由滑下,从B点冲出,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.运动员在从A点到B点的过程中,机械能总量保持不变
B.运动员在从A点到B点的过程中,部分机械能转化为内能,不再遵循能量守恒定律
C.运动员从B点冲出后,部分机械能转化为内能,不能到达与A点高度相同的C点
D.运动员从B点冲出后,动能全部转化为重力势能,机械能总量保持不变
【答案】C
【详解】A.运动员从A到B的过程中,需要克服滑雪道的摩擦力和空气阻力做功,部分机械能会转化为内能,机械能总量减小,故A错误;
B.能量守恒定律是自然界的普遍规律,所有能量转化过程都遵循能量守恒;机械能转化为内能后,总能量仍然保持不变,故B错误;
C.运动员从B点冲出后,仍然不断克服阻力做功,机械能持续转化为内能,总机械能比A点更小,因此不能到达和A点高度相同的C点,故C正确;
D.由于空气阻力的存在,运动员从B点冲出后,动能不会全部转化为重力势能,部分动能会转化为内能,机械能总量减小,故D错误。
故选C。
7.(25-26九年级上·内蒙古赤峰·期末)多米诺骨牌起源于我国北宋时期。如图所示,将大小不一的木板按一定间距排列,轻轻碰倒第一张木板,其余木板将会依次倒下。推倒第一张最小的木板,我们提供的动能是很小的,但最后倒下的大木板却拥有很大的动能。关于能量为什么增加,下列说法正确的是( )
A.木板碰撞时内能转化为机械能 B.能量是可以凭空产生的
C.倒下木板的重力势能转化转移而来的 D.木板的惯性转化而来的
【答案】C
【详解】A.木板碰撞时主要是机械能的传递,并非内能转化为机械能,故A错误;
B.根据能量守恒定律,能量不能凭空产生,故B错误;
C.每张木板在倒下时,自身的重力势能会转化为动能,并传递给下一张木板,最终大木板累积了大量动能,故C正确;
D.惯性是物体的固有属性,不能转化为能量,故D错误。
故选C。
8.(2026·四川广元·一模)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.(25-26九年级上·广西南宁·期中)如图是小球在地面弹跳的频闪照片,下列说法中正确的是( )
A.小球运动到相同的高度,具有相同的动能
B.在此过程中,小球的机械能总量是保持不变的
C.小球弹起的高度越来越小,说明在此过程中能量不守恒
D.在小球的运动过程中,有一部分机械能转化成了内能
【答案】D
【详解】AB.由频闪照片可见弹跳高度递减,说明总机械能逐渐衰减;相同高度,重力势能相同,但因总机械能逐次衰减,故动能必然逐次减小,故AB错误;
CD.小球在弹跳过程中需要克服空气阻力做功,部分机械能转化为内能,同时与地面碰撞时也会有部分机械能转化为内能。这些因素导致小球的机械能逐渐减少,但总能量仍然是守恒的,故C错误,D正确。
故选D。
10.(25-26九年级上·山东济南·期末)(多选)如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型,在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上,用蜡烛对铜质容器底部加热,一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽,铜管向后喷气,“蒸汽船”就会向前行驶,下列说法正确的是( )
A.水温升高是通过热传递来改变内能的
B.蜡烛在燃烧过程中,其热值保持不变
C.水在沸腾时虽然有热量的散失,但能量的总量守恒
D.在容器中多装水,“蒸汽船”运动的速度一定能增大
【答案】ABC
【详解】A.用蜡烛对铜质容器底部加热,水吸收铜制容器传递的热量,温度升高,此过程是通过热传递改变内能,故A正确;
B.热值是燃料的一种特性,其大小由燃料的种类决定,与燃料的质量、是否燃烧、燃烧是否充分等因素无关,因此蜡烛燃烧过程中,热值保持不变,故B正确;
C.根据能量守恒定律,水沸腾时虽有热量散失,但散失的热量并未消失,只是转移到了周围环境中,能量总量仍守恒,故C正确;
D.“蒸汽船”运动的速度取决于蒸汽对船体的推力大小等因素,过多的水可能导致蒸汽产生速度减慢,推力也不一定增大,因此多装水“蒸汽船”运动的速度不一定增大,故D错误。
故选ABC。
迁移创新
11.(25-26九年级上·山西吕梁·期中)神奇的“饮水鸟”能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚,乙醚吸收空气中的热量汽化后,下球气压增大,将乙醚压入上球,饮水鸟的重心上移,“低头喝水”,如图乙,此时上、下球连通,气压相同,乙醚流回下球,恢复图甲状态,如此反复。则( )
A.“饮水鸟”低头过程中将机械能转化为电能
B.如果没有能量补充,“饮水鸟”会停止运动
C.“饮水鸟”在运动的过程中不涉及能量的转化
D.“饮水鸟”不遵循能量守恒定律
【答案】B
【详解】A.“饮水鸟”的工作过程是乙醚吸收空气中的热量汽化,内能转化为乙醚蒸气的内能,推动乙醚液体上升,使“饮水鸟”的重心升高,机械能增加,这个过程主要是将内能转化为机械能,不涉及电能的转化,故A错误;
B.“饮水鸟”的运动需要不断地从周围空气中吸收热量(能量)来维持,如果没有能量补充,乙醚无法持续汽化,内外压强差不能维持,它就会停止运动,故B正确;
C.“饮水鸟”在运动的过程中,存在内能和机械能之间的相互转化,并非不涉及能量转化,故C错误;
D.“饮水鸟”和外界有能量交换,不是凭空动起来的,因此根据能量守恒定律可知,“饮水鸟”不是永动机,其能量转化过程符合能量守恒定律,故D错误。
故选B。
12.(2020·山东潍坊·二模)(多选)如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后将它从不太陡的斜面滚下,会看到它从斜面上加速滚下,滚到水平面上后减速停止,然后又反向滚回到斜面上( )
A.罐子在滚动过程中没有力对其做功
B.罐子滚动过程中第一次速度变为零时,橡皮筋的弹性势能最大
C.罐子在水平面上最终停止运动说明能量守恒定律不一定成立
D.罐子在斜面和水平面上来回滚动的过程中,机械能不守恒
【答案】BD
【详解】A.罐子在向下滚动的过程中,受到竖直向下的重力,所以重力做了功,同时,罐子在反向滚回前要克服橡皮筋的弹力做功,反向滚回过程,橡皮筋的弹力对罐子做功,故A不符合题意;
B.罐子从斜面滚下时,重力势能转化为动能和弹性势能,在水平面滚动时,动能转化为弹性势能,当动能减小到0,即速度为0时,弹性势能最大。之后,反向滚回斜面,再次速度为零。故B符合题意;
C.罐子在斜面与水平面间运动,最后在水平面停止的过程,机械能转化成内能,而不是机械能消失了,故C不符合题意;
D.罐子在斜面和水平面上来回滚动的过程中,受到摩擦力,将部分机械能转化为其它形式的能,所以机械能不守恒,故D符合题意。
故选BD。
13.(25-26九年级上·河南许昌·期中)喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶身(如图乙);拧松瓶盖(如图丙),瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶口出现白雾(如图丁),这四个过程分析正确的是( )
A.瓶口出现的白雾是水蒸气
B.扭转瓶身的过程,相当于汽油机的压缩冲程
C.瓶盖冲出后瓶内气体的内能增加,温度降低
D.瓶盖被瓶内的气体冲出的过程,机械能转化为内能
【答案】B
【详解】A.瓶口出现的白雾是水蒸气遇冷液化的小水珠,不是水蒸气,因为水蒸气人眼看不到,故A错误;
B.扭转瓶身的过程中,压缩瓶内气体做功,将机械能转化为瓶内气体的内能,相当于汽油机的压缩冲程,故B正确;
C.瓶盖冲出时,瓶内气体对瓶盖做功,将内能转化为盖子的机械能,故瓶内气体的内能减小,温度降低,故C错误;
D.瓶盖被瓶内的气体冲出的过程,瓶内气体的内能转化为瓶盖的机械能,故D错误。
故选B。
14.(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。
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