12.5 能量的转化和守恒（重难点专练）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

**基本信息** 以能量转化、转移、方向性及守恒定律为核心，通过生活与科技实例构建“概念辨析-规律应用”的专项训练体系，强化能量观念与科学推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |能量的转化|5题（神舟发射、汽车刹车）|判断能量形式是否改变|从具体实例归纳转化本质，建立“一种形式→另一种形式”认知| |能量的转移|5题（热水变凉、冰块熔化）|明确能量形式不变，仅物体间转移|对比转化，突出“形式不变”核心特征| |方向性|5题（喷气背包、人造太阳）|识别转化/转移的不可逆性|深化能量规律的限定条件，体现科学思维严谨性| |守恒定律|5题（电磁弹射、永动机）|总量不变，解释转化/转移过程|整合前序内容，形成能量规律的完整认知链|

12.5 能量的转化和守恒 题型01 能量的转化 题型02 能量的转移 题型03 能量转化和转移的方向性 题型04 能量守恒定律 ▌题型01 能量的转化 1．2024年10月30日凌晨4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空，火箭起飞时，采用液态氢作为燃料，原因是液态氢的__________（选填“比热容”或“热值”）大，燃料燃烧时，把燃料的__________能转化为__________能，最终转化为火箭升空的机械能。 【答案】 热值 化学 内 【详解】火箭选用液态氢作为燃料，是因为液态氢的热值大，完全燃烧相同质量的液态氢与其他燃料相比，能够释放出更多的热量，可为火箭升空提供充足的能量； 燃料内部储存着化学能，燃烧过程中发生化学反应，将燃料的化学能转化为内能。 2．2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭点火发射。长征二号F遥十八运载 火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的___________能，能量转化过程中能的总量是不变的，这就是___________定律。 【答案】 机械 能量守恒 【详解】火箭升空时，燃料燃烧释放的内能一方面让火箭速度增大、动能增大，另一方面让火箭高度不断提升、重力势能增大，动能和重力势能都属于机械能，因此是内能转化为机械能； 能量既不会凭空消失，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，这就是能量守恒定律。 3．汽车在刹车过程中，因摩擦将________________能转化为地面、轮胎和空气的________________能。在能量的转化或转移过程中，能的总量保持________________。 【答案】 机械 内 不变 【详解】汽车刹车时，摩擦做功使汽车的机械能减少，摩擦过程中产生热量，使地面、轮胎和空气的内能增加，能量从机械能转化为内能。依据能量守恒定律，能量在转化或转移过程中，总量不会发生变化。 4．下列实例中，能说明电能转化为机械能的是（     ） A．电风扇吹风 B．木柴燃烧 C．植物的光合作用 D．电灯发光 【答案】A 【详解】 A. 电风扇工作时消耗电能，输出机械能，是电能转化为机械能，故A正确； B. 木柴燃烧是化学能转化为内能，故B错误； C. 植物光合作用是光能转化为化学能，故C错误； D. 电灯发光是电能转化为内能和光能，故D错误。 故选A。 5．近年来，我国新能源汽车发展迅速，许多新能源汽车都配备了刹车辅助系统；在刹车过程中，部分机械能会转化为________能，温度升高，但能量的总量________（选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 【答案】 内 保持不变 【详解】刹车时汽车受摩擦力作用，摩擦力做功将部分机械能转化为内能，导致相关部件温度升高； 依据能量守恒定律，能量在转化或转移过程中，其总量不会发生变化，既不会凭空增加也不会凭空减少。 ▌题型02 能量的转移 能量的转移:能量形式不发生改变，只是从一个物体转移到另一个物体。 6．下列过程中，能量发生转移的是（     ） A．杯中的热水慢慢变凉 B．水沸腾时，水壶盖被向上顶起来 C．在磨刀石上磨刀时，刀会变热 D．飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴 【答案】A 【详解】A．杯中的热水慢慢变凉，是热水的内能通过热传递的方式转移到周围空气中，内能的形式没有改变，属于能量的转移，故A符合题意。 B．水沸腾时，水壶盖被向上顶起来，是水蒸气的内能转化为水壶盖的机械能，属于能量的转化，故B不符合题意。 C．在磨刀石上磨刀时，刀会变热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于能量的转化，故C不符合题意。 D．飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴，是流星克服空气摩擦做功，机械能转化为内能和光能，属于能量的转化，故D不符合题意。 故选A。 7．能量不会凭空产生也不会凭空消灭，它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，能量的总量保持不变。冰块熔化时，能量从空气中_________（选填“转化”或“转移”）到冰块，人乘坐电梯上楼时，人的机械能_________（选填“增大”、“不变”、“减小”），这是由于消耗了_________能。 【答案】 转移 增大 电 【详解】冰块熔化是通过热传递改变内能，热传递过程中能量形式未发生变化，只是从一个物体转移到另一个物体。 机械能由动能和势能组成，公式为。人乘坐电梯上楼时，质量不变、速度不变则动能不变，高度升高则重力势能增大，因此机械能增大。 电梯运行时将电能转化为人体的机械能，此过程消耗的是电能。 8．燃料燃烧属于能量的__________（转移、转化），冰镇饮料的过程属于能量的_____________（转移、转化）。 【答案】 转化 转移 【详解】燃料燃烧时，能量形式发生了改变，燃料的化学能转化为内能。 冰镇饮料的过程中，饮料的内能转移到低温介质中，能量形式始终为内能，未发生变化，符合能量转移的定义。 9．关于能量的转化或转移，下列说法正确的是（　　） A．自然界中水能的循环再生过程遵循能量守恒定律 B．能源既可以创生也可以消失。 C．夏天空调将室内空气的内能转移至高温的室外不需要消耗能量 D．热水自然变凉，说明能量自发的从内能大的物体转移至内能小的物体 【答案】A 【详解】A．能量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律，水能的循环再生过程中，能量只会在不同形式间转化、不同物体间转移，总量始终保持不变，完全遵循能量守恒定律，故A正确； B．根据能量守恒，能量既不会凭空创生，也不会凭空消失，能源作为能量的载体同样不能被随意创生或消失，故B错误； C．内能自发转移的方向是从高温物体到低温物体，空调把室内低温环境的内能转移到温度更高的室外，属于非自发的逆向转移过程，必须消耗电能才能实现，故C错误； D．热水自然变凉是热传递过程，能量自发转移的方向是从温度高的物体到温度低的物体，而非从内能大的物体到内能小的物体，故D错误。 故选A。 10．下列现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的是（     ） A．通电的电热丝热得发红 B．篮球从球框落下 C．流星在空中发出光和热 D．用热水袋取暖 【答案】D 【详解】A．通电的电热丝发热，是将电能转化为内能，属于能量转化，故A不符合题意； B．篮球从球框落下，重力势能转化为动能，属于能量转化，故B不符合题意； C．流星发光发热，是流星克服空气摩擦做功，机械能转化为内能和光能，属于能量转化，故C不符合题意； D．用热水袋取暖，是热水袋的内能转移到人体，能量形式始终是内能，只发生了能量的转移，没有能量转化，故D符合题意。 故选D。 ▌题型03 能量转化和转移的方向性 能量的转化、转移具有方向性。很多能量转化过程不能自发反向进行 11．目前有一种备受关注的喷气飞行背包。人背上后背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，从而获得动力。汽油燃烧将___________能转化为内能，用来对人和飞行背包做功，还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有___________。如果汽油燃烧了一部分后，剩余汽油的热值___________。 【答案】 化学 方向性 不变 【详解】汽油属于燃料，燃料燃烧的过程是将自身储存的化学能转化为内能； 散失到空气中的内能无法再被利用来做功，这体现了能量的转移和转化具有方向性，能量的转化、转移有特定方向，并非所有内能都能被重新利用来做功； 热值是燃料的固有特性，仅与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧情况无关，所以汽油燃烧一部分后，剩余汽油的热值不变。 12．我们生活在能量的世界里，下列关于热机工作和能量的说法不正确的是（     ） A．热机工作时产生的废气会污染环境 B．物质运动的多样性与能量形式的多样性之间没有关系 C．能量转化和转移过程是有方向性、不可逆的 D．提高热机的效率可以节约能源减少污染 【答案】B 【详解】A．热机工作排出的废气含有有毒有害物质，会污染环境，故A正确，不符合题意； B．不同的运动形式对应不同的能量形式，物质运动的多样性与能量形式的多样性存在对应关系，故B错误，符合题意； C．根据能量转化和转移的规律，能量转化和转移过程具有方向性、不可逆性，故C正确，不符合题意； D．热机效率公式为，输出相同有用功时，效率越高，燃料完全燃烧释放的总能量越少，消耗的燃料越少，可节约能源减少污染，故D正确，不符合题意。 故选B。 13．2025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，说明能量的转化______（选填“具有”或“不具有”）方向性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 具有 不变 【详解】能量的转化和转移存在特定的方向，核能可转化为内能，但内能无法自发转化为核能，这体现了能量的转化具有方向性。 根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，在能量的转化和转移过程中，能量的总量始终保持不变。 14．广州已部署多条L4级（高度自动驾驶）公交线路，截至2025年10月，无人驾驶公交车累计安全行驶超210万公里。公交车静止时，其受到的重力和地面对它的支持力________（选填“是”或“不是”）一对平衡力；紧急刹车时，刹车片的内能________（选填“增加”“不变”或“减少”），这些内能最终散失到空气中，无法再驱动公交车，这是因为能量的转移和转化具有________性。 【答案】 是 增加 方向 【详解】根据平衡力的判定条件，公交车静止时，重力与地面对它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上且作用在同一直线上，是一对平衡力；紧急刹车时，刹车片与车轮间存在摩擦，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以刹车片的内能增加；能量的转移和转化具有方向性，散失到空气中的内能无法被重新收集利用来驱动公交车。 15．国际热核聚变实验堆（ITER）计划俗称“人造太阳”，“人造太阳”的核聚变原料是地球上储量丰富的氘和氚，同时生成物没有危害，被称为“终极能源”。“人造太阳”与我国正在运行的核电站获得核能的方式是________（选填“相同”或“不同”）的；在核反应过程中产生的内能不能再自动转化为核能，这说明能量的转化和转移具有________性。 【答案】 不同 方向 【详解】核电站获得核能的方式是核裂变，“人造太阳”利用核聚变获得核能，二者获取核能的方式不同。 能量的转化和转移具有方向性，这意味着能量的转化与转移有固定的方向，无法逆向自动进行。 ▌题型04 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。 16．2025年9月22日，歼-15T，歼-35和空警-600在“福建舰”上完成首次弹射起飞和着舰训练。航母上的电磁弹射装置，其原理如图所示，通电时线圈周围产生磁场，炮弹（铁质）被磁化，受到强大的作用力而高速飞出炮口。此过程中能量转化是：电能主要转化为________能，能量的总量________（选填：“增加”“减小”“保持不变”）。 【答案】 机械 保持不变 【详解】[1]电磁弹射装置工作时，电能驱动线圈产生磁场，磁场对磁化后的炮弹施加作用力，使炮弹获得高速运动的机械能，因此电能主要转化为机械能。 [2]根据能量守恒定律，能量在转化和转移过程中，既不会凭空产生，也不会凭空消失，其总量始终保持不变，所以该过程中能量的总量保持不变。 17．如图是人们设想中的永动机，它不能够永远工作下去，因为它违背了_________，抽水机在工作过程中，机械能总量_________（填：增大、减少或不变），机械能_________（填：守恒、不守恒）。 【答案】 能量守恒定律 减少 不守恒 【详解】永动机试图实现无中生有地持续对外做功，不消耗任何能量却能不断输出能量，这种设想违背了能量守恒定律，这是自然界的基本规律，因此永动机不可能永远工作下去。 抽水机工作过程中，水流会不断克服摩擦、对外做功，部分机械能会转化为内能等其他形式的能量，因此机械能的总量会减少。 由于工作过程中机械能总量在不断减少，有部分能量转化为其他形式的能，因此机械能不守恒。 18．纯电动汽车作为新能源汽车的一种，有着环保和能源效率高等优点。小军曾设想制作一辆这样的电动汽车：电动车车轮连接一台发电机，车轮可以带动发电机转动发电，发的电又可以驱动车轮转动，如此循环工作，就可以不需要外界提供能量就可以永久运动下去。小军设想的机器属于________，你觉得小军的想法_________（填“能”或“不能”）实现，原因是________。 【答案】 永动机 不能 违背了能量守恒定律 【详解】这类不需要外界输入能量就能持续运转的机器属于永动机，小军的想法不能实现。 根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，在转化和转移过程中总量保持不变。在设想的工作循环中，车轮带动发电机、发电机驱动车轮的过程里，会存在摩擦生热、电能转化为内能等能量损耗，无法让能量完全循环利用来维持永久运动，因此该设想违背了能量守恒定律，无法实现。 19．某品牌汽车在高速公路上以110km/h的速度行驶了100km，共消耗汽油的质量为6kg，已知汽油的热值为，它表示的物理意义是____________，若此时四冲程汽油机曲轴转速为3600r/min，则汽油机每秒对外做功______次。在汽车刹车的过程中的能量转化是______________，参与转化的所有能量的总和______________。（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 1kg汽油完全燃烧放出的热量为 30 机械能转化为内能 不变 【详解】热值的定义是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量，因此汽油热值的含义就是1kg汽油完全燃烧放出的热量为； 曲轴转速 四冲程汽油机飞轮每转2周完成一个工作循环，对外做功1次，因此每秒对外做功次数为次； 汽车刹车时克服摩擦力做功，将汽车的机械能转化为内能； 根据能量守恒定律，能量在转化和转移过程中总量保持不变，所以刹车过程中能量的总和不变。 20．2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭点火发射。长征二号F遥十八运载火箭以偏二甲肼做燃料是因为偏二甲肼的________大；火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的________能，此过程________（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 【答案】 热值 机械 遵循 【详解】运载火箭选择偏二甲肼作为燃料，是因为偏二甲肼的热值大，相同质量的该燃料完全燃烧时，可以释放出更多的热量，能为火箭提供更充足的动力。 火箭升空时，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的动能与重力势能，动能和重力势能统称为机械能，故该过程是内能转化为机械能。 能量守恒定律是自然界的普遍规律，所有能量转化或转移过程都不会违背该定律，因此此过程遵循能量守恒定律。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.5 能量的转化和守恒 题型01 能量的转化 题型02 能量的转移 题型03 能量转化和转移的方向性 题型04 能量守恒定律 ▌题型01 能量的转化 1．2024年10月30日凌晨4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空，火箭起飞时，采用液态氢作为燃料，原因是液态氢的__________（选填“比热容”或“热值”）大，燃料燃烧时，把燃料的__________能转化为__________能，最终转化为火箭升空的机械能。 2．2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭点火发射。长征二号F遥十八运载 火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的___________能，能量转化过程中能的总量是不变的，这就是___________定律。 3．汽车在刹车过程中，因摩擦将________________能转化为地面、轮胎和空气的________________能。在能量的转化或转移过程中，能的总量保持________________。 4．下列实例中，能说明电能转化为机械能的是（     ） A．电风扇吹风 B．木柴燃烧 C．植物的光合作用 D．电灯发光 5．近年来，我国新能源汽车发展迅速，许多新能源汽车都配备了刹车辅助系统；在刹车过程中，部分机械能会转化为________能，温度升高，但能量的总量________（选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 ▌题型02 能量的转移 能量的转移:能量形式不发生改变，只是从一个物体转移到另一个物体。 6．下列过程中，能量发生转移的是（     ） A．杯中的热水慢慢变凉 B．水沸腾时，水壶盖被向上顶起来 C．在磨刀石上磨刀时，刀会变热 D．飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴 7．能量不会凭空产生也不会凭空消灭，它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，能量的总量保持不变。冰块熔化时，能量从空气中_________（选填“转化”或“转移”）到冰块，人乘坐电梯上楼时，人的机械能_________（选填“增大”、“不变”、“减小”），这是由于消耗了_________能。 8．燃料燃烧属于能量的__________（转移、转化），冰镇饮料的过程属于能量的_____________（转移、转化）。 9．关于能量的转化或转移，下列说法正确的是（　　） A．自然界中水能的循环再生过程遵循能量守恒定律 B．能源既可以创生也可以消失。 C．夏天空调将室内空气的内能转移至高温的室外不需要消耗能量 D．热水自然变凉，说明能量自发的从内能大的物体转移至内能小的物体 10．下列现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的是（     ） A．通电的电热丝热得发红 B．篮球从球框落下 C．流星在空中发出光和热 D．用热水袋取暖 ▌题型03 能量转化和转移的方向性 能量的转化、转移具有方向性。很多能量转化过程不能自发反向进行 11．目前有一种备受关注的喷气飞行背包。人背上后背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，从而获得动力。汽油燃烧将___________能转化为内能，用来对人和飞行背包做功，还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有___________。如果汽油燃烧了一部分后，剩余汽油的热值___________。 12．我们生活在能量的世界里，下列关于热机工作和能量的说法不正确的是（     ） A．热机工作时产生的废气会污染环境 B．物质运动的多样性与能量形式的多样性之间没有关系 C．能量转化和转移过程是有方向性、不可逆的 D．提高热机的效率可以节约能源减少污染 13．2025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，说明能量的转化______（选填“具有”或“不具有”）方向性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 14．广州已部署多条L4级（高度自动驾驶）公交线路，截至2025年10月，无人驾驶公交车累计安全行驶超210万公里。公交车静止时，其受到的重力和地面对它的支持力________（选填“是”或“不是”）一对平衡力；紧急刹车时，刹车片的内能________（选填“增加”“不变”或“减少”），这些内能最终散失到空气中，无法再驱动公交车，这是因为能量的转移和转化具有________性。 15．国际热核聚变实验堆（ITER）计划俗称“人造太阳”，“人造太阳”的核聚变原料是地球上储量丰富的氘和氚，同时生成物没有危害，被称为“终极能源”。“人造太阳”与我国正在运行的核电站获得核能的方式是________（选填“相同”或“不同”）的；在核反应过程中产生的内能不能再自动转化为核能，这说明能量的转化和转移具有________性。 ▌题型04 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。 16．2025年9月22日，歼-15T，歼-35和空警-600在“福建舰”上完成首次弹射起飞和着舰训练。航母上的电磁弹射装置，其原理如图所示，通电时线圈周围产生磁场，炮弹（铁质）被磁化，受到强大的作用力而高速飞出炮口。此过程中能量转化是：电能主要转化为________能，能量的总量________（选填：“增加”“减小”“保持不变”）。 17．如图是人们设想中的永动机，它不能够永远工作下去，因为它违背了_________，抽水机在工作过程中，机械能总量_________（填：增大、减少或不变），机械能_________（填：守恒、不守恒）。 18．纯电动汽车作为新能源汽车的一种，有着环保和能源效率高等优点。小军曾设想制作一辆这样的电动汽车：电动车车轮连接一台发电机，车轮可以带动发电机转动发电，发的电又可以驱动车轮转动，如此循环工作，就可以不需要外界提供能量就可以永久运动下去。小军设想的机器属于________，你觉得小军的想法_________（填“能”或“不能”）实现，原因是________。 19．某品牌汽车在高速公路上以110km/h的速度行驶了100km，共消耗汽油的质量为6kg，已知汽油的热值为，它表示的物理意义是____________，若此时四冲程汽油机曲轴转速为3600r/min，则汽油机每秒对外做功______次。在汽车刹车的过程中的能量转化是______________，参与转化的所有能量的总和______________。（选填“增大”“减小”或“不变”）。 20．2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭点火发射。长征二号F遥十八运载火箭以偏二甲肼做燃料是因为偏二甲肼的________大；火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的________能，此过程________（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $