14.1 能量的转化与守恒 同步练 2026-2027学年人教版物理九年级上学期

**基本信息** 以能量转化与守恒为核心，通过基础实例辨析、综合情境分析及科学探究实验，构建从单一知识点到综合应用的巩固路径，分层梯度清晰，适配新授课教学。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|单一能量转化形式及实例|单选1-5、填空7-10通过氢气燃烧、风力帆船等生活实例强化能量观念| |中档|能量守恒定律应用及简单计算|单选6、填空11-12结合永动机、火箭发射情境培养科学推理| |提升|综合情境分析与科学探究|简答15、实验16通过斜面弹簧、篮球反弹实验发展科学探究能力|

14.1能量的转化与守恒（同步练）解析版 姓名：___________班级：九年级（ ）班 学号：___________ 一、单选题 1．如图所示，在2025年第十五届全运会开幕式上，主火炬塔使用氢气作为燃料。氢气燃烧时将化学能转化为（     ） A．内能 B．电能 C．机械能 D．核能 【参考答案】A 【解析】氢气燃烧是将氢气的化学能转化为内能的过程。 故选A。 2．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 【参考答案】D 【解析】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。 3．青海省拉西瓦水电站是目前黄河上发电量最大的水电站，发电过程中（     ） A．机械能转化为电能 B．核能转化为电能 C．化学能转化为电能 D．内能转化为电能 【参考答案】A 【解析】水电站的工作原理是抬高水位储存水的重力势能，水流下时将重力势能转化为动能，进而推动水轮机转动带动发电机发电，重力势能和动能都属于机械能，因此发电过程是机械能转化为电能，故选A。 4．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 【参考答案】B 【解析】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。 5．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 【参考答案】D 【解析】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。 6．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） 【参考答案】D 【解析】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。 二、填空题 7．下列生活中常见的能量使用，分别属于哪种能量形式： (1)风力驱动帆船前进，利用的是___________能。 (2)植物进行光合作用，利用的是___________能。 【参考答案】(1)风 (2)光 【解析】风推动帆船，是风能转化为帆船的机械能，利用的是风能； 植物进行光合作用，利用的是来自太阳的光能。 8．2025年4月19日，全球首场由人形机器人参赛的半程马拉松在北京亦庄鸣枪开跑，如图所示。人形机器人“天工Ultra”以2时40分42秒的优异成绩跑完21.0975公里，勇夺冠军，其内部电池将化学能转化为____________能。 【参考答案】电 【解析】电池供电工作时，会将自身储存的化学能转化为电能，再为人形机器人的运动提供能量。 9．中国的无人机技术处于世界领先水平。一架无人机在执行某次任务时，在空中匀速上升，在此过程中，无人机的动能________（选填“变大”“变小”或“不变”），无人机内电池的电能转化成无人机的________（选填“动能”或“重力势能”）。 【参考答案】不变 重力势能 【解析】无人机匀速上升时，质量与速度均保持不变，因此动能不变； 无人机的高度增加，重力势能增大。该过程中消耗了电池的电能，将电能转化为无人机的重力势能。 10．2025年11月25日，搭载神舟二十二号飞船的长征二号F遥二十二运载火箭成功发射。在穿越大气层时，火箭克服摩擦，将机械能转化成________能，该过程中能量的总量________（选填“增多”“不变”或“减少”）。 【参考答案】内 不变 【解析】火箭穿越大气层时克服摩擦做功，机械能通过摩擦生热的形式转化为内能。 根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中，总量始终保持不变。 11．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___________。 【参考答案】不能 能量守恒定律 【解析】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。 12．一颗质量为的子弹从枪膛中水平射出。若子弹在枪膛内受火药爆炸后产生的气体向前的平均推力是，枪膛长，射出枪膛后子弹在空中飞行了。则在该过程中火药的__________转化为子弹的动能；在整个过程中气体对子弹做的功是__________J。 【参考答案】化学能 100 【解析】[1]火药爆炸是化学反应过程，此过程中火药的化学能转化为气体的内能，再转化为子弹的动能。 [2]只有子弹在枪膛内时，才受到气体的推力，子弹在推力方向上移动的距离为枪膛长度，即 根据，可得在整个过程中气体对子弹做的功为 三、简答题 13．传统的空调冷却方式需要的电力成本巨大，海底就像一个天然的冰箱。某公司将一个装有864台服务器的数据中心原型机沉入海底深处，不仅散热速度更快，还能够利用海洋的潮汐能，直接在海洋中获得电力。潮汐发电过程中能量如何转化？ 答：根据题意，潮汐发电过程中能量转化为：将水的机械能转化为电能。 14．如图为冰箱和空调工作原理图，其工作原理是液态制冷剂是极易液化和汽化的物质，通过物态变化把“热量 ”搬走。空调工作时，液态制冷剂经过节流装置进入室内的蒸发器迅速变为气态吸收屋内热量，气体温度升高，内能增大，生成的气体又被压缩机抽走，压入室外的冷凝器（空调的外机）重新变为液体后再次进入节流装置。制冷就这样不断循环来降低室温。 (1)冰箱和空调的电动压缩机工作时能量转化过程：___________ (2)冰箱的结构和空调相似，小明由此产生了一个想法，夏天室内较热打开冰箱门是不是也可以降低室内的温度呢？请对比空调制冷说说想法？ 答：（1）压缩机实际上是一个电动机，电动机工作时，把电能转化为机械能。 （2）不能起到降温效果，空调的制冷剂在室内吸热，在室外的冷凝器放热，室温降低，打开冰箱门，吸放热都在室内，冰箱起不到制冷的效果，且有部分电能转化为内能，使室内温度升高。 15．如图所示，倾角为θ的斜面固定在地面上，轻质弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点。用一根不可伸长的轻绳通过轻质定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，mA>mB。现给A一初速度v，使A由静止开始沿斜面向下运动，物体A将弹簧压缩到最短。比较此过程中物体A机械能的减少量ΔEA 与弹簧增加的弹性势能ΔE的大小，并说明理由。（不计滑轮与绳和滑轮与轴之间的摩擦及空气阻力） 答：根据能量守恒定律，A沿斜面向下运动压缩弹簧的过程中，会带动B向上运动，使B的重力势能EPB增加，同时弹簧被压缩，弹性势能E增加。能量转化满足关系，其中为B增加的重力势能，，因此可得。 四、实验题 16．小西进行篮球训练时发现，篮球落在水泥地面、塑胶地面和草坪上反弹的高度各不相同。篮球反弹高度与哪些因素有关？小西做了如下猜想： 猜想1：与篮球内气压大小有关； 猜想2：与下落的高度有关； 猜想3：与地面的材料有关。 (1)如图甲所示，小西将相同的篮球充入不同气压的气体后于同一高度由静止释放，第一次反弹高度分别如图甲中虚线所示，通过实验现象可知，猜想1是______（选填“正确”或“错误”）的。 (2)为了探究猜想2和猜想3，小西选用家中三种不同材质的接触面（瓷砖、实木、毛毯），用同一篮球从不同高度处由静止释放，进行多次实验，并记录数据如下表： 实验序号 地面材料 篮球被举起的高度／m 篮球反弹的高度／m 1 瓷砖 0.5 0.4 2 瓷砖 1 0.75 3 瓷砖 1.5 1.2 4 实木 1 0.5 5 毛毯 1 0.15 ①通过分析1、2、3三组实验数据可知，其他条件相同时，篮球下落时的高度越大，反弹的高度越______。 ②通过分析______三组实验数据可知，篮球反弹的高度与地面材质有关。 (3)篮球从高处下落过程中，将重力势能主要转化为______能。实验中发现篮球都无法反弹到原有的高度，且最终停在地上，小西猜想篮球的能量消失了，小西的猜想违背了______定律。 (4)如图乙，小西在给篮球打气时，发现打气筒的筒壁变得很热。为了确定筒壁变热是因为活塞摩擦生热还是打气筒压缩空气做功使空气变热，他用手分别摸了筒底的处和筒口的处，发现处温度比处高，则发热的主要原因是______。 (5)在工业生产中，常使用一定质量的物体冲击被检测物体表面来检测物体硬度，测量物体在距被测物表面1mm处的冲击前、后的速度大小，从而测出被测物体的硬度。冲击前后速度大小变化越小，被测物体硬度越______（选填“大”或“小”）。 【参考答案】(1)正确 (2)高 2、4、5 (3)动 能量守恒 (4)压缩空气做功，使空气内能增加、温度升高，进而使筒壁发热 (5)大 【解析】（1）由图甲可知，三次实验的地面材料和下落高度相同，篮球内气压大小不同，篮球触地后反弹的高度不同，由此可以证明猜想1是正确的。 （2）[1]要探究“篮球反弹高度与下落高度的关系”，需要控制篮球内气压大小和地面材料相同；由1、2、3三组实验数据可知，下落的高度越大，反弹的高度越高。 [2]由表格可知，2、4、5三组实验数据，下落的高度相同，地面材质不同，反弹的高度不同，说明篮球反弹的高度与地面材质有关。 （3）[1]篮球从高处下落时，高度降低、速度增大，重力势能主要转化为动能。 [2]能量不会凭空消失，篮球反弹高度降低、最终停下，是因为机械能转化为内能（摩擦、撞击生热），总能量保持不变，小西的猜想违背了能量守恒定律。 （4）打气时，活塞压缩筒内空气做功，机械能转化为空气的内能，使空气温度升高，筒底A处是压缩空气，使A处温度更高；筒口B处远离压缩做功区域，温度更低，因此发热主因是压缩空气做功，而非活塞摩擦。 （5）冲击前后速度变化越小，说明物体的动能损失越少，被测物体对冲击的抵抗能力越强，即硬度越大。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.1能量的转化与守恒（同步练）原卷版 姓名：___________班级：九年级（ ）班 学号：___________ 一、单选题 1．如图所示，在2025年第十五届全运会开幕式上，主火炬塔使用氢气作为燃料。氢气燃烧时将化学能转化为（     ） A．内能 B．电能 C．机械能 D．核能 2．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 3．青海省拉西瓦水电站是目前黄河上发电量最大的水电站，发电过程中（     ） A．机械能转化为电能 B．核能转化为电能 C．化学能转化为电能 D．内能转化为电能 4．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 5．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 6．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） 二、填空题 7．下列生活中常见的能量使用，分别属于哪种能量形式： (1)风力驱动帆船前进，利用的是___________能。 (2)植物进行光合作用，利用的是___________能。 8．2025年4月19日，全球首场由人形机器人参赛的半程马拉松在北京亦庄鸣枪开跑，如图所示。人形机器人“天工Ultra”以2时40分42秒的优异成绩跑完21.0975公里，勇夺冠军，其内部电池将化学能转化为____________能。 9．中国的无人机技术处于世界领先水平。一架无人机在执行某次任务时，在空中匀速上升，在此过程中，无人机的动能________（选填“变大”“变小”或“不变”），无人机内电池的电能转化成无人机的________（选填“动能”或“重力势能”）。 10．2025年11月25日，搭载神舟二十二号飞船的长征二号F遥二十二运载火箭成功发射。在穿越大气层时，火箭克服摩擦，将机械能转化成________能，该过程中能量的总量________（选填“增多”“不变”或“减少”）。 11．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___________。 12．一颗质量为的子弹从枪膛中水平射出。若子弹在枪膛内受火药爆炸后产生的气体向前的平均推力是，枪膛长，射出枪膛后子弹在空中飞行了。则在该过程中火药的__________转化为子弹的动能；在整个过程中气体对子弹做的功是__________J。 三、简答题 13．传统的空调冷却方式需要的电力成本巨大，海底就像一个天然的冰箱。某公司将一个装有864台服务器的数据中心原型机沉入海底深处，不仅散热速度更快，还能够利用海洋的潮汐能，直接在海洋中获得电力。潮汐发电过程中能量如何转化？ 14．如图为冰箱和空调工作原理图，其工作原理是液态制冷剂是极易液化和汽化的物质，通过物态变化把“热量 ”搬走。空调工作时，液态制冷剂经过节流装置进入室内的蒸发器迅速变为气态吸收屋内热量，气体温度升高，内能增大，生成的气体又被压缩机抽走，压入室外的冷凝器（空调的外机）重新变为液体后再次进入节流装置。制冷就这样不断循环来降低室温。 (1)冰箱和空调的电动压缩机工作时能量转化过程：___________ (2)冰箱的结构和空调相似，小明由此产生了一个想法，夏天室内较热打开冰箱门是不是也可以降低室内的温度呢？请对比空调制冷说说想法？ 15．如图所示，倾角为θ的斜面固定在地面上，轻质弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点。用一根不可伸长的轻绳通过轻质定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，mA>mB。现给A一初速度v，使A由静止开始沿斜面向下运动，物体A将弹簧压缩到最短。比较此过程中物体A机械能的减少量ΔEA 与弹簧增加的弹性势能ΔE的大小，并说明理由。（不计滑轮与绳和滑轮与轴之间的摩擦及空气阻力） 四、实验题 16．小西进行篮球训练时发现，篮球落在水泥地面、塑胶地面和草坪上反弹的高度各不相同。篮球反弹高度与哪些因素有关？小西做了如下猜想： 猜想1：与篮球内气压大小有关； 猜想2：与下落的高度有关； 猜想3：与地面的材料有关。 (1)如图甲所示，小西将相同的篮球充入不同气压的气体后于同一高度由静止释放，第一次反弹高度分别如图甲中虚线所示，通过实验现象可知，猜想1是______（选填“正确”或“错误”）的。 (2)为了探究猜想2和猜想3，小西选用家中三种不同材质的接触面（瓷砖、实木、毛毯），用同一篮球从不同高度处由静止释放，进行多次实验，并记录数据如下表： 实验序号 地面材料 篮球被举起的高度／m 篮球反弹的高度／m 1 瓷砖 0.5 0.4 2 瓷砖 1 0.75 3 瓷砖 1.5 1.2 4 实木 1 0.5 5 毛毯 1 0.15 ①通过分析1、2、3三组实验数据可知，其他条件相同时，篮球下落时的高度越大，反弹的高度越______。 ②通过分析______三组实验数据可知，篮球反弹的高度与地面材质有关。 (3)篮球从高处下落过程中，将重力势能主要转化为______能。实验中发现篮球都无法反弹到原有的高度，且最终停在地上，小西猜想篮球的能量消失了，小西的猜想违背了______定律。 (4)如图乙，小西在给篮球打气时，发现打气筒的筒壁变得很热。为了确定筒壁变热是因为活塞摩擦生热还是打气筒压缩空气做功使空气变热，他用手分别摸了筒底的处和筒口的处，发现处温度比处高，则发热的主要原因是______。 (5)在工业生产中，常使用一定质量的物体冲击被检测物体表面来检测物体硬度，测量物体在距被测物表面1mm处的冲击前、后的速度大小，从而测出被测物体的硬度。冲击前后速度大小变化越小，被测物体硬度越______（选填“大”或“小”）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $