第1节 能量的转化与守恒（模型与方法）物理人教版九年级全一册

本讲义聚焦能量的转化与守恒核心知识点，通过12个模型系统梳理常见能量形式、转化与转移、方向性、守恒与损耗、效率及应用等内容，从基础辨识到综合应用层层递进，构建完整学习支架。 资料以模型建构为核心，结合技巧口诀（如“机械能看动与位”）和生活实例（如风力发电、抽水蓄能），培养学生能量观念与科学推理能力。分层练测与真题演练助力课中教学深化，课后学生可通过例题变式查漏补缺，强化科学态度与责任。

第1节 能量的转化与守恒 ( 模型破解 规范思维路径，强化科学逻辑 …………………………………………………… … ………… 01 ~ 16 模型 0 1. 常见能量形式 …………………………………………………………………………………… 01 模型02. 单一能量转化 …………………………………………………………………………………… 03 模型03. 能量的转化 ……………………………………………………………………………………… 04 模型04. 生活中能量的转化 ……………………………………………………………………………… 05 模型05. 能量的转移 …………………… ………………………………………………………………… 06 模型0 6 . 能量转化与转移的辨识 ………… ……………………………………………………………… 07 模型0 7 . 多种 形式 能量 的 转化 ……………… …………………………………………………………… 08 模型0 8 . 能量转化与转移具有方向性 …… ……………………………………………………………… 10 模型 09 . 能量守恒与损耗 ……………………………………………… …………………… …………… 1 1 模型1 0 . 能量转化的效率 ……………… ………………………………………………………………… 12 模型1 1 . 能量转化与守恒的应用 …… …………………………………………………………………… 14 模型1 2 . “ 永动机 ” 是不存在的 ………… ……………………………………………………………… 15 真题演练 熟悉考试形式，提升实战能力 ………… …… ……………………………………… … ……… 17 ~ 1 8 分层练测 实现精准提效，最终整体达标 ………………………………………………………………… 19 ~ 24 基础夯实 …………………………………………………………………………………… 19 ~ 21 培优拔高 …………………………………………………………………………………… 21 ~ 24 ) 模型01.常见能量形式 ( 技巧： 明确基础定义 ‌ ： 能量是物体做功的能力，常见形式包括机械能（动能 + 势能）、热能、电能、化学能、光能、声能、核能等，不同形式对应不同的物质运动形态。 核心区分特征 ‌ ： 动能对应运动的物体，重力势能对应被举高的物体，弹性势能对应发生弹性形变的物体；化学能储存在燃料、食物、电池的化学键中，只有发生化学反应时才会释放；热能本质是分子 ) ( 热运动的能量总和，宏观表现和温度直接相关。 口诀： 机械能看动与位，动能速度势能随； 内能分子热运动，温度越高越剧烈； 电能电荷有电压，电流做功能量现； 光能电磁波传播，真空也能自由传； 化学能藏键能里，反应释放或储存； 原子核内蕴核能，裂变聚变能量生； 太阳能光热一体，万物生长靠它哺； 生物能光合转化，食物能量供生命。 提醒： 静止的物体也具有内能（热能），不要误以为静止物体没有任何能量； 不同能量形式可相互转化，判断时要区分 “ 初始能量形式 ” 和 “ 转化后的能量形式 ” ，避免混淆。 ) 【例1】如图所示，将某种下水道疏通泡腾片放入堵塞的管道中，再加入清水，泡腾片会与水发生化学反应产生高温高压的气体，通过管道内气体的膨胀将管道疏通。泡腾片与水发生反应的过程中，化学能转化为________；管道疏通后，管道内气体的温度________。 【变式1-1】东汉刘熙所著的《释名》中记载有“随风张幔曰帆，使舟疾泛泛然也”，其中能“使舟疾”所利用的能源是（ ） A.水能 B.风能 C.电能 D.太阳能 【变式1-2】用两块铜片、热电偶、电动机（带风扇）组成一个电路，铜片1插在90℃的热水中，铜片2放在空气中，如图所示，半分钟左右风扇发生转动，这就是温差发电现象。温差发电的实质是_________能转化为________能。 【变式1-3】如图所示，表示了电能的来源，在火力发电站中，发电站将煤炭的________能最终转化成了_______能送到千家万户中。 模型02.单一能量转化 ( 技巧： 一种特定形式 ‌ （如化学能）转化为 ‌ 另一种特定形式 ‌ （如热能），过程中总能量不变，但往往伴随副产物（如废热）。 双态定位法 ‌ ： 先明确过程中 ‌ 消耗的初始能量形式 ‌ 和 ‌ 最终得到的能量形式 ‌ ，直接锁定转化方向，比如钻木取火，消耗机械能、得到内能，就能快速判断转化关系。 区分转化与转移： 转化是能量形式发生改变，转移是能量形式不变、仅位置/载体变化（如热传递是内能转移），避免概念混淆。 口诀： 初态能量先辨明，末时形态细分明。 亏盈相抵守恒定，转递方向不逆行。 提醒： 警惕 “ 部分转化 ” 陷阱：比如电风扇工作，电能并非全部转化为机械能，还有一小部分转化为内能，不能忽略次要能量形式。 结合能量守恒验证：单一转化过程中总能量保持不变，可反向核对初末能量的总量是否匹配，排除错误选项。 ) 【例2】利用能量的过程，就是能量________或转化的过程。新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为________，从而减少二氧化碳排放。 【变式2-1】如图所示的机器狗在托运一袋大米，机器狗内部电池充电时，能量转化情况为_________________；在此过程中，能量的总量保持________。 【变式2-2】《天工开物》记载“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”如图甲，图乙为筒车简化图。其工作原理可理解为把流水的________能转化为_________能。筒车“昼夜不息”，________（选填“能”或“不能”）说明它就是永动机。 【变式2-3】如图所示为趣味物理社团制作的“噗噗船”。与铜管相连的水槽中充有一定量的水，当水槽内的水被蜡烛加热，随着水温升高，产生的水蒸气从管口喷出，发出“噗噗”的声响，船就会在水池中向前移动；此过程将水蒸气的内能转化为船的_________，此时水蒸气内能减少主要是通过________的方式改变的。 模型03.能量的转化 ( 技巧： 转化与转移 ‌ ： 转化是能量形式发生改变（如摩擦生热，机械能 → 内能）；转移是能量形式不变，仅位置 / 对象变化（如热传递，内能从高温物体到低温物体）。 ‌ 双态定位法 ‌ ： 先明确初始状态的能量形式，再确定最终 / 过程中生成的能量形式，直接对应转化关系，结合常见实例辅助验证。 口诀： 能量转化不用愁，先把初末状态瞅， 形式变了叫转化，形式不变叫转移， 总量永远不会丢，守恒定律记心头。 提醒： 充电 “ 电变化学 ” ，放电 “ 化转电 ” ，别把转化方向搞反。 ) 【例3】关于能量的转化，下列说法正确的是（ ） A.干电池对外供电时，将电能转化为化学能 B.电热水器给水加热时，内能转化为电能 C.风力发电机发电时，电能转化为机械能 D.酒精燃烧放热过程，化学能转化为内能 【变式3-1】下列事例中，属于化学能转化为内能的是（ ） A.双手摩擦生热 B.燃料燃烧发热 C.植物的光合作用 D.电动机把水抽到高处 【变式3-2】如图是“风光互补”景观照明灯。它的最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。下面说法错误的是（ ） A.风力发电机是将风能转化为电能 B.太阳能电池板是将太阳能转化为电能 C.照明灯是将风能转化为光能 D.蓄电池充电是电能转化为化学能 【变式3-3】关于图中四个事例涉及的能量转化，以下说法错误的是（ ） A.甲：风机桨叶带动发电机发电，把机械能转化为电能 B.乙：自行车运动员奋力蹬车时，把化学能转化为机械能 C.丙：行驶的高速电动列车，把电能转化为机械能 D.丁：古人“钻木取火”，把内能转化为机械能 模型04.生活中的能量转化 ( 技巧： 生活中的能量转化是指能量在不同形式（如化学能、电能、机械能、热能、光能等）之间相互转换的过程，遵循 ‌ 能量守恒定律 ‌ ，且转化具有 ‌ 方向性 ‌ ，常伴随部分能量以热能形式耗散 。 ‌‌ 区分转化与转移 ‌ ： 转化是能量形式发生改变，转移是能量形式不变，仅从一个物体到另一个物体，比如热水袋取暖是内能转移，摩擦生热是机械能转化为内能。 记常见能量形式 ‌ ： 快速识别场景里的机械能、内能、电能、化学能、光能等基础能量类型，避免混淆。 口诀： 定初态，辨末态，中间链路拆明白； 转是形变移不变，守恒底线不能坏。 提醒： 发电机是 ‌ 机械能转化为电能 ‌ ，不要和电动机的 “ 电能转化为机械能 ” 记反。 摩擦起电是 ‌ 机械能转化为电能 ‌ ，不是电能转化为机械能，这是选择题的高频陷阱。 蓄电池充电是电能转化为化学能，放电是化学能转化为电能，充放电过程的能量转化方向不能搞反。 热电站发电是多步转化：化学能 → 内能 → 机械能 → 电能，不是内能直接转化为电能。 ) 【例4】某款太阳能背包，前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列关于该太阳能背包的说法中正确的是（ ） A.太阳能电池板可将太阳能转化为电能 B.蓄电池放电时，将电能转化为化学能 C.给手机充电时，将电能转化为化学能 D.小风扇工作时，将电能转化为机械能 【变式4-1】目前，市区里的老旧小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具一冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下，不断冲击墙壁打出圆孔。如图所示，冲击钻在工作过程中，关于其能量转化正确的是（ ） 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 【变式4-2】山东老师发明新能源自行车，不用脚蹬，只要有空气就能跑。他将空气压缩后存储在高压气罐中，通过控制压缩空气的释放来驱动自行车。该车在行驶时将________能转化为自行车的机械能。空气动力自行车完全不依赖汽油或电池，________（选填“违背”或“不违背”）能量守恒定律。 【变式4-3】全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如如图所示。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气________（填能量形式）增大；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外________，使膨胀机转动，将内能转化为__________，带动发电机产生电能输送至电网。 模型05.能量的转移 ( 技巧： 先辨明本质特征 ‌ ：能量转移的核心是 ‌ 能量形式不发生改变 ‌ ，仅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，和 “ 形式改变 ” 的能量转化有明确区别。 快速识别典型场景 ‌ ：热传递（高温物体向低温物体传递内能）、碰撞中动能的传递、热辐 射 / 对流 / 传导这三类是能量转移的高频考点场景，看到这类场景可直接判定为能量转移。 ) ( 口诀： 移能形定是根基，热量不离热传递， 无中生有皆虚语，守恒二字总相依。 提醒： 不要把热传递、热水袋取暖这类内能传递过程误判为能量转化，这类过程没有新的能量形式生成。 注意区分 “ 转移 ” 和 “ 转化 ” 的边界：只要过程中出现了不同形式的能量增减，就不属于单纯的能量转移。 ) 【例5】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 【变式5-1】下列实例中，属于能量转移的是（ ） A.水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 B.两手相互搓一搓，手心发热 C.流星与空气摩擦，发光发热 D.用暖手宝捂手，手心变热 【变式5-2】下列实例中，属于能量转移的是（ ） A.水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 B.两手相互搓一搓，手心发热 C.给电灯通电，电灯发光 D.用暖手宝捂手热 【变式5-3】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 模型06.能量转化与转移的辨识 ( 技巧： 看过程中 ‌ 能量形式是否改变 ‌ ，形式变了就是能量转化，形式不变就是能量转移。 转移示例：热传递中内能从高温物体传到低温物体，能量形式始终是内能。 转化示例：摩擦生热，机械能变成内能，能量形式发生变化。 口诀： 能量变样叫转化，模样不变叫搬家 。 ) ( 热传内能跑别家，撞球动能换东家 。 提醒： 能量转化和转移都具有方向性，逆向过程需要额外消耗其他能量。 电池充电是 ‌ 电能 → 化学能 ‌ ，放电才是化学能 → 电能，不要混淆两个过程。 ) 【例6】下列现象中属于能量转移的是___________，属于能量转化的是___________。 【变式6-1】汉字是由象形文字发展而来的， 一字本义指烧烤，把去毛的兽肉串起来在火上熏烤，是通过_________方式改变物体的内能。这一过程________能量守恒定律（选填“遵守”或“不遵守”）。 【变式6-2】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 【变式6-3】下列四幅图中，关于能量转化的说法错误的是（　　） A.过山车向下运动时将重力势能转化为动能 B.水电站将水的机械能转化为电能 C.自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为机械能 D.汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为机械能 模型07.多种形式能量的转化 ( 技巧： 定初末状态 ‌ ： 先明确过程开始、结束时的主要能量形式，比如电灯发光，初始是电能，最终是光能和内能。 ) ( ‌ 辨转化与转移 ‌ ： 能量形式改变属于转化（如电能→光能），形式不变仅位置转移属于转移（如热水暖手，内能传递）。 口诀： 光入青枝化韵藏，核热递转电流长。 千般转化终循律，总量恒一不逾疆。 提醒： 不要混淆机械能守恒和能量守恒：机械能守恒需要满足特定条件，能量守恒无条件适用。 分析核电站等复杂场景时，要按步骤拆解：核能 → 内能 → 机械能 → 电能，避免跳步出错。 注意能量转化的方向性，比如扩散的内能不能自发重新聚拢变回可利用的机械能。 ) 【例7】我国风能资源丰富，利用风力发电机组可以进行发电。如图是某城市风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，再由蓄电池为路灯供电的过程，对图示方框中能量形式判断错误的是（ ） A.甲是“电能” B.乙是“内能” C.丙是“电能” D.丁是“光能” 【变式7-1】如图所示，一个纸风车放在点燃的酒精灯火焰上方，风车会转动起来。在这个过程中，酒精的________能通过燃烧转化为燃气的________能，最终转化为风车的________能。 【变式7-2】如图所示，装点城市的灯光是由电能转化而来，电能是通过电线从发电厂输送而来，其中火力发电厂的电能是由煤炭燃烧转化而来的，这个过程的能量转化是_________转化为电能再转化为________。 【变式7-3】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_____________________________。 模型08.能量转化与转移具有方向性 ( 技巧： 区分转移与转化 ‌ ： 能量转移是形式不变（如热传递），转化是形式改变（如摩擦生热），两者的方向性判断都要紧扣 “ 自发 ” 这个核心条件。 记典型正向过程 ‌ ： 热量自发从高温到低温、机械能可完全转化为内能、电能可自发转为内能，这些都是符合方向性的正向场景。 反向过程带条件 ‌ ： 所有反向过程（如低温向高温传热、内能完全变机械能）都需要外界做功，无法自发发生，这是判断方向性的核心依据。 口诀： 能量转化有方向， 从 高 到低传热量 ， 逆动必借外力助 ，耗散难收节能讲。 提醒： 混淆 “ 自发 ” 与 “ 非自发 ” 、误判能量可用性、忽视 “ 其他变化 ” 。 热传递 ‌ ：内能由高温→低温（自发），反之需做功 ； ‌ 机械能耗散 ‌ ：动能→内能（自发，如刹车），反之无法自动发生 ； ‌ 能源利用 ‌ ：化石能源燃烧后，化学能转化为内能散失，无法自动复原为化学能。 ‌‌ ) 【例8】如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。平衡车刹车时，_________转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和________（选填“增大”“不变”“减小”）。散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有________性。 【变式8-1】给手机充电时，电能转化为化学能储存在电池里，但同时手机会微微发热。有一部分电能变成了内能损失掉。这些损失掉的内能无法自发地重新变回电能。这说明能量的转化具有________，但在能量的转移和转化过程中，能的总量保持________。 【变式8-2】随着我国人民生活水平的不断提高，汽车已进入寻常百姓家。汽车发动机的主要部分是汽油机，是把汽油燃烧放出的________转化为机械能的装置。汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车，这是由于能量转化具有__________，而我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。 【变式8-3】一块大石头从斜面顶部滚动到底部，能量转化为重力势能转化为________能，大石头不能自发地从斜面底部滚到顶部，原因是能量转化具有________性。 模型09.能量守恒与损耗 ( 技巧： 明确两类能量变化 ‌ ： 转化是能量形式改变（如机械能 → 内能），转移是能量形式不变（如热传递），这是解题第一步判断的核心依据。 区分两类守恒边界 ‌ ： 机械能守恒仅适用于无摩擦、无空气阻力的理想场景；总能量守恒是普适规律，即使有能量损耗，系统总能量依然保持不变。 牢记损耗核心本质 ‌ ： 初中阶段的能量损耗几乎都以摩擦生热的形式转化为内能，不会凭空消失。 口诀： 能量恒存不偏倚，摩擦耗散内能起。 初末能值对等比，永动虚言直接弃。 提醒： 不要混淆 “ 机械能守恒 ” 和 “ 总能量守恒 ” ，只要有摩擦，机械能必然减少，但总能量永远守恒。 任何能量转化过程效率都小于100%，不存在无任何损耗的理想现实场景。 ) 【例9】汽车是常见的交通工具，它给人们带来交通便利的同时，也带来了环境污染、交通安全等一些社会问题。请运用所学的物理知识回答下列问题： （1）请你结合如图所示的某款小汽车行驶时的能耗分配图，对汽车行驶时能量形式的转化与损耗途径做出分析。 （2）为了减少交通安全事故发生，请写出一条有效措施。 【变式9-1】如图为某大学教授课堂演示情景，教授将⼀个摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有砸到他的下巴，这⼀过程摆球的机械能________（选填“减小”或“不变”），这一过程________（选填“符合”或“不符合”）能量守恒定律。 【变式9-2】科学家正在用“以声消声”的方法开发一种新的反噪声术。简单地说，就是用话筒将噪声收集起来传送到专门的电脑进行分析，根据分析结果通过喇叭发出新的噪声，它恰好能将原来噪声的振动抵消，从而达到消除和降低噪声的目的。你分析，这种“以声消声”的技术，能量_______消失（填写“有”或“没有”）；如图展示的是冰壶竞赛，冰壶向前运动时，同队有两名队员手持毛刷，在冰壶运行的前方用力左右擦刷冰面，刷冰时，使冰层表面温度升高，让表面上的冰层熔化；冰层熔化后，大大减小了摩擦力，使冰壶溜进营垒或接近营垒。在这一过程中，发生的能量转化是_____________________。 【变式9-3】“多米诺骨牌”是一项有趣的活动，按一定距离排列的骨牌，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒，如图所示，下列说法中正确的是（ ） A.骨牌在倒下时将机械能转化为内能 B.利用较少的能量就可以产生较多的能量，整个过程中能量增加 C.整个过程内能逐渐减小，转化成了机械能 D.永动机不能实现，因为机械能是守恒的 模型10.能量转化的效率 ( 技巧： 锚定通用公式 ‌ ： 所有能量转化效率的核心公式为 ​ ，效率始终小于 100% ，无单位。 区分两类能量 ‌ ： 先明确能量的 “ 来源 ” （总能量）和 “ 有效用途 ” （有用能量），排除题目中的干扰数据，避免混淆两者。 统一物理单位 ‌ ： 所有物理量必须统一为国际单位，计算前先核对单位换算，避免低级错误。 ) ( 口诀： 先辨总有用，公式套准数，单位全统一，结果不出错。 提醒： 任何能量转化过程都存在额外损耗，比如燃料无法完全燃烧、废气带走热量、摩擦生热等，技术再先进也不可能让效率达到100%。 ) 【例10】我国风电装机容量已连续多年位居全球首位。风力发电利用空气流动具有的动能对外做功，同一风场中，空气质量一定，风速越大，空气具有的动能越________；风能具有间歇性，电网常利用抽水蓄能电站消纳过剩电能：用电动机带动水泵将下水库的水抽到高处水库，相同的水，位置越高，它的__________能越大；抽水蓄能电站的能量转化效率__________（选填“可能”或“不可能”）达到100%。 【变式10-1】如图所示，我国空间站太阳翼采用“T”字构型，可接收更多的太阳能，提高发电效果。关于太阳能的利用，下列说法正确的是（　　） A.太阳能属于不可再生能源 B.太阳能电池也会污染环境 C.太阳翼工作时将太阳能转化为电能 D.太阳能的转化效率可以达到100% 【变式10-2】重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。空白处的能量形式是__________。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。储能系统将2个质量均为3×104kg，重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为1.44×107J，则该过程的发电效率是_________。 【变式10-3】将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过A、B两点，在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示，若A 、B 两点为图甲中“①、②、③”点中的某两点，则B点可能是其中的_______（选填“①”、“②”或“③”）点；整个能量  转化的过程中，能的总量_______（选填“守恒”或“不守恒”）。 模型11.能量转化与守恒的应用 ( 技巧： 明确研究对象 ： 先圈定分析对象，理清内涉及的所有能量形式（机械能、内能、电能、化学能等）。 区分转化转移 ‌ ： 判断能量是形式发生改变（转化），还是仅位置 / 载体变化、形式不变（转移）。 口诀： 转是换个新模样，移是换个新地方， 初末两端一对照，守恒等式马上冒。 提醒： 不要混淆机械能守恒和能量守恒：机械能守恒是有条件的特例，能量守恒无条件适用于所有场景。 表述要使用标准物理术语，比如写 “ 机械能转化为内能 ” ，不能用口语化的 “ 动能变热能 ” 。 ) 【例11】如图所示是某抽水蓄能电站原理图，它由上下两个水库组成，在用电负荷低谷时，用电网过剩的电把水从下水库抽到上水库储存；在用电高峰时，从上水库向下水库放水发电。下列有关说法中错误的是（ ） A.抽水时电能转化为水的机械能 B.发电时水的势能最终转化为电能 C.一定量的水，上下水位差越大，能发出的电越多 D.若不计内能产生，水的势能可以全部转化为电能 【变式11-1】为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，我市部分农村地区已经使用上了天然气烧水煮饭。小明同学用他家的天然气灶将质量为1kg，初温为25℃的水加热到95℃，水吸收的热量是________J；天然气灶燃烧过程中是将________能转化为内能。（水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3） 【变式11-2】小明书桌上摆放了一个有趣的科学玩具——牛顿摆，如图。当最左边的小球撞击紧密排列的另外四个球后，最右边的小球向右摆动；当最右边的小球撞击后，最左边的小球向左摆……，小明发现随着时间的推移两侧小球摆动的幅度越来越小，最后全部静止。上述现象中，能量是不是逐渐消失了？________。说说你的理由_______________________________________。   【变式11-3】人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图甲是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图乙是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（ ） A.水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置 B.流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能 C.右图中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果 D.流水通过水轮后，其机械能减小 模型12.“永动机”是不存在的 ( 技巧： 永动机不存在的核心是它 违背了能量守恒定律 ‌ ，这是所有相关题型的解题核心依据。 填空基础题 ‌ ： 直接填 “ 能量守恒 ” 即可得分，是该类题的标准唯一答案。 图示分析题 ‌ ： 比如达芬奇的转轮永动机、水力循环永动机，先点明违背能量守恒，再结合图示结构说明能量损耗的具体路径，比如水力永动机中水的机械能会因摩擦损耗，无法全部抽回原高度。 辨析说理题 ‌ ： 先给出 “ 不可能实现 ” 的结论，再按 “ 定义 → 违背定律 → 实际损耗 ” 的逻辑串联作答，踩中所有得分点。 口诀： 永动机，是空想，不供能量还做功， 违背能量守恒律，摩擦耗能必停转。 提醒： 选择题中，只要选项出现 “ 永动机可以实现 ”“ 能量可以凭空产生 ” 这类表述，直接判定为错误。 不要混淆 “ 永远运动的物体 ” 和 “ 永动机 ” ：宇宙中不受外力的匀速运动物体不需要额外能量，但它不能持续对外做功，不属于永动机的定义范畴。 ) 【例12】如图所示是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。 （1）水从高处流下冲击叶片转动，水的_________能转化为叶片的________能； （2）叶片转动带动抽水器把水抽到高处，叶片的________能转化为水的_________能； （3）在叶片的转动带动抽水器抽水的过程中，即使不考虑对外做功，由于摩擦等因素，会不可避免地产生________能散失掉，正是由于这些能量的散失，致使抽到高处的水________（选填“大于”、“等于”或“小于”）从高处流下的水，从而使永动机最终动不了。 【变式12-1】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。你认为制作者说法可信吗?_________（填“可信”或“不可信”），判断的依据是________________________。 【变式12-2】如图是一位“发明家”设计的一种永动机。利用上水池的水使水轮发电机发电，利用水发电时，_________转化为电能，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机。这个永动机________（填“能”或“不能”）持续运转，因为它违背了____________定律。 【变式12-3】摩擦焊接技术在航空航天中应用广泛。如图所示，焊接时，两根金属棒高速旋转，剧烈摩擦，使焊接面温度升高变为液态，冷却后焊接在一起。 （1）摩擦焊接改变金属棒内能的方式是_________，此过程中________能转化为内能； （2）能量转化的过程中，遵循能量_________定律；能否造出永动机？_________； （3）降温冷却后两块金属棒很难拉开，是因为各微粒间存在_________。 1.（2026·广西）2025年12月29日，广西首座抽水蓄能电站建成投产。在用电低谷时电站通过________（选填“抽水机”或“发电机”）将水从低处抽至高处储存，在用电高峰时放水发电，将机械能转化为________能。 2.（2026·福建）我国复兴号CR450型电力动车组是全球跑得最快的高铁列车。列车牵引功率达1.1×107W，在该功率下运行60s，牵引力做功________J；刹车时，通过“再生制动”系统，将列车________能转化为电能，实现节能。 3.（2026·福建）如图所示，用自制的水果电池与发光二极管组成电路。下列说法正确的是（ ） A.电路中水果电池是并联的 B.发光二极管由超导材料制成 C.发光二极管工作时电能主要转化为光能 D.水果电池供电时电能转化为化学能 4.（2026·内江）如图所示是某同学在水平路面上骑自行车的情景，下列说法正确的是（　　） A.该同学在骑行的过程中将机械能转化为电能 B.自行车在水平路面上匀速行驶的过程中，动能不变 C.刹车时，握紧自行车手闸减速是为了减小摩擦 D.自行车把手有凹凸不平的花纹，这是为了减小摩擦 5.（2026·自贡）关于“天舟十号”运载火箭在加速升空过程中的说法，不正确的是（ ） A.动能增加 B.机械能增加 C.运动状态发生改变 D.化学能全部转化为机械能 6.（2026·四川成都）用酒精灯给试管加热至管内水沸腾，一段时间后橡皮塞被水蒸气冲出，如图所示。下列说法正确的是（ ） A.酒精燃烧过程，化学能全部转化为水的内能 B.水的内能增加，是通过做功的方式来实现的 C.橡皮塞被冲出过程，水蒸气的温度升高 D.橡皮塞被冲出过程，内能转化为机械能 7.（2026·四川成都）神舟二十二号载人飞船返回舱，于2026年5月29日在东风着陆场成功着陆。如图是返回舱着陆前的场景，在返回舱减速下降的过程中，关于返回舱能量变化，说法正确的是（ ） A.机械能增大 B.动能不断减小 C.机械能保持不变 D.重力势能转化为动能 8.（2026•连云港）如图1所示是建立在戈壁滩上的熔盐塔式光热电站，其工作原理如图2所示。计算机控制1.2万多面定日镜的反射方向，持续地将太阳光聚集在260m高的吸热塔塔顶的吸热器上，单面定日镜面积约为115m2。该地区每天平均日照时长约8h，辐射照度约950W/m2。吸热器设计要求入口熔盐温度约290℃，出口熔盐温度约560℃。熔盐在吸热器吸热后向下流入高温熔盐罐，热泵将它打入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的蒸汽，蒸汽推动汽轮发电机发电。经过蒸汽发生器的熔盐，放出热量后回到低温熔盐罐。该电站利用高温熔盐罐把多余的热量储存起来，夜晚再把储存的热量释放出来用于发电，可以实现24h连续稳定的电力输出。 （1）该熔盐发电站能量转移和转化情况是（图3）①________；②________；③__________。 （2）该熔盐发电站单面定日镜每天获取的光能约_________kW•h。 （3）吸热塔建造的很高，你认为原因是___________________________________________________。 （4）在选择熔盐时，下列属性符合要求的是________。 A.熔点高、粘度大、导热性差 B.熔点低、粘度小、导热性好 C.熔点高、粘度小、导热性好 D.熔点低、粘度大、导热性好 （5）吸热器入口熔盐温度约290℃，如果天气多云，为了使出口熔盐温度达到设计要求，请你设计一种合理的解决办法。__________________________________。 【基础夯实】 1.十九大报告指出：绿水青山就是金山银山。近几年达州市也响应号召，积极行动，极大改善了环境。在丰富多彩的赏花节中，游客徜徉在花海中闻到阵阵花香，这是________现象。汗流满面的游客打开电动小风扇的开关按钮，小风扇便转动起来，这个过程是通过将电能转化为________能。 2.如图为我国03式远火弹道导弹发射时的情景。发射后，导弹在加速升空的过程中，其机械能将________。导弹引爆后会产生极大的破坏力，这是因为导弹在被引爆时，________能被释放出来，转化为内能、光能等。 3.图甲、乙所示分别是我国研发出的首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车。甲车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。 4.绿色发展是高质量发展的底色，为了更好践行绿色发展和“双碳目标”，我国大力发展节能项目，请参照示例，另外列举一个项目，并写出对应的原理。 【示例】项目：光伏发电。 原理：太阳能转化为电能。 项目：_________________； 原理：___________________________。 5.支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后弹壳内火药燃烧射出一颗子弹，如图所示。子弹没有击中目标，最后下落陷在土地中。下列关于以上过程发生的能量转化说法错误的是（　　） A.火药燃烧是化学能转化为内能 B.射出子弹是内能转化为机械能 C.子弹在空中飞行时内能转化为机械能 D.子弹陷入土地中时机械能转化为内能 6.下列有关能量的转化和守恒的说法中，正确的是（ ） A.内能和机械能不可以相互转化 B.能量只有在忽略摩擦力和阻力时才能守恒 C.小球在地面弹跳的高度越来越低，说明能量的总量减少了 D.一个物体具有的能量增加，必然有别的物体具有的能量减少 7.如图是“风能-太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（ ） A.风能是可再生能源 B.太阳能来自太阳内部的核裂变 C.给蓄电池充电时电能转化为化学能 D.控制器中的集成电路主要用超导材料制成 8.全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，在用电高峰时段高压空气被释放，使膨胀机转动，带动发电机产生电能输送至电网。其工作过程能的转化分析正确的是（ ） A.用电低谷：机械能→内能→电能 B.用电低谷：电能→内能→机械能 C.用电高峰：电能→内能→机械能 D.用电高峰：内能→机械能→电能 9.为实现我国“碳中和”“碳达峰”的目标，政府鼓励市民绿色出行，公交车成为市民首选的公共交通之一； （1）公交车上的语音提示，让乘客知道到站信息，说明声音能传递________； （2）坐在行驶的公交车中，乘客看到窗外的景物向后退，这是以__________为参照物；乘车时需扶好把手，这是为了防止紧急刹车时由于________造成的意外伤害； （3）燃料燃烧将化学能转化为内能，其中一部分内能转化为汽车的________能，使汽车获得动力；车辆在行驶时，由于轮胎和路面摩擦而发热，是通过________方式增加了轮胎的内能，在这一系列能量的转化过程中，能量的总量________。 10.阅读短文，回答问题： 全球最大的“充电宝” 河北丰宁抽水蓄能电站有世界最大的“充电宝”之称。它的设计年发电量为66亿千瓦时，年抽水量为87亿千瓦时。每年可节约48.08万吨标准煤，减少二氧化碳排放120万吨，相当于造林24万亩。其规模和发电能力，都位列全球第一。 抽水蓄能电站被称作巨型“充电宝”，是因为通过电网调度，电站可以在用电低谷时从下水库抽水至上水库，等到了用电高峰期，上水库再放水到下水库，推动水轮机发电，由此解决了电能难以存储的难题。 现有的储能装置大体可分为机械储能（抽水蓄能、压缩空气、飞轮）、电磁储能（超导、电容器）和化学储能（电池）。相比于其他储能方式，抽水蓄能以其资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点，因而得到了快速发展和广泛应用，是电力系统中最成熟、最实用的大规模储能方式。丰宁电站首次实现抽蓄电站接入柔性直流电网，能有效支撑具有网络特性的直流电网高可靠高效率运行，为中国环首都地区提供绵绵绿电。 （1）现有的储能装置可分为机械储能、__________、化学储能等几种方式； （2）该电站抽水蓄能时可将________能转化为机械能，发电时可将________能转化为电能； （3）说出一条抽水蓄能电站的特点_______________________________________________。 【培优拔高】 1.阜阳某生态园安装的太阳能路灯，其光伏电池板白天将太阳能转化为________能储存于蓄电池中。 2.如图所示是我国“东风—17”高超音速导弹。某次演习中，导弹在大气层中高速飞行时，弹头与空气剧烈摩擦，__________转化为内能，弹头内能增大，温度________（选填“升高”“降低”或“不变”）。 3.潮汐现象（如图）是由于月球、太阳与地球的引力作用而产生的。潮涨和潮落都蕴藏着巨大的能量，这种能量可以用来发电。在利用潮汐发电的过程中，能量的转化情况是海水的________能转化为________能。根据能量守恒定律可知，永动机________（选填“可能”或“不可能”）实现。 4.完成太空之旅后，航天员需要乘坐返回舱“回家”。返回舱在进入大气层时，与大气层剧烈摩擦，速度由7.9千米每秒降至几百米每秒，实现“超级减速”，忽略返回舱质量的变化，在该过程中返回舱内能的增加量E1与返回舱重力势能的减少量E2的关系为E1_______E2（选填“>”“<”或“=”），原因是________________________；由于摩擦而产生的部分热量会传至舱内使返回舱温度升高，请你写出一条能保持返回舱内温度适宜的方法____________________________（合理即可）。 5.电动车越来越受到人们的青睐，下列关于电动车的“电瓶”能量转化的说法中，正确的（ ） A.充电时，电能转化为化学能；放电时，化学能转化为电能 B.充电时，化学能转化为电能；放电时，电能转化为化学能 C.充电时，电能转化为内能；放电时，内能转化为电能 D.充电时，内能转化为电能；放电时，电能转化为内能 6.有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（ ） A.装置所具有的机械能始终不变 B.如果没有能量补充，装置最终会停下来 C.根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化 7.如图所示是一种太阳能背包，它的前面有一块太阳能电池板，书包里有一蓄电池，可以给手机、小风扇等电子产品供电。下列关于该背包的说法正确的是（ ） A.太阳能电池板将太阳能转化为电能 B.给蓄电池充电是将内能转化为化学能 C.蓄电池放电时将化学能转化为电能 D.小风扇工作时将电能主要转化为机械能 8.如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众可以看到纸片小人的影子运动起来。下列有关能量转化的说法中，正确的是（ ） A.蜡烛燃烧—内能转化为化学能 B.热空气驱动扇叶转动—机械能转化为内能 C.蜡烛的化学能全部转化为扇叶和马的机械能 D.扇叶最后停止运动，扇叶的机械能最终转化为空气的内能 9.如图所示是一个香薰炉，点燃炉内蜡烛加热香瓶液，一会儿，房间内充满了香气。 （1）蜡烛燃烧过程中，香薰液通过__________的方式增加了内能； （2）香气弥漫整个房间，这是________现象，说明香气分子___________________； （3）蜡烛燃烧时，将________能转化为内能和光能。 10.学校科技社团小组在科技实践活动中拍下了学校太阳能路灯的图片，如图15甲所示，它由太阳能电池板、控制器、蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成，其结构示意图如图乙所示，工作时的能量流程如图丙所示。其中太阳能电池的核心部件是光电板，社团小组想知道光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关？他们提出了以下猜想： 猜想1：可能与光电板的光照时间有关； 猜想2：可能与光电板的面积有关； 猜想3；可能与光电板的颜色有关。 根据以上猜想，他们设计好实验，然后用不同的光电板正对太阳光照射并对蓄电池充电，一段时间后用蓄电池给LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如表： 序号 光电板的面积/m2 光照时间/min 光电板表面所涂颜色 LED灯的发光时间/min 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.1 30 黑色 90 4 0.2 10 黑色 60 5 0.3 10 黑色 90 6 0.1 10 绿色 20 7 0.1 10 白色 5 （1）如图乙所示，在白天控制开关S应与a接通，太阳能电池板将太阳能转化为________。 （2）分析序号_________三组数据可对猜想1进行验证，得出的结论是：在光电板面积和光电板颜色相同时，光电板吸收太阳能的多少与光照时间成正比。分析数据可得出正比关系的原因是：_______________________________________________。 （3）分析序号1、4、5三组数据，得出的结论是：在光电板颜色和光照时间相同时，_______________________________________________。 （4）由表中数据分析可知：制作太阳能光电板用黑色最好，因为_____________________________。 （5）除以上影响因素外，光电板吸收太阳能的多少还可能与___________有关。（写一种即可） 第 1 页 共 24 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 能量的转化与守恒 ( 模型破解 规范思维路径，强化科学逻辑 …………………………………………………… … ………… 01 ~ 24 模型 0 1. 常见能量形式 …………………………………………………………………………………… 01 模型02. 单一能量转化 …………………………………………………………………………………… 03 模型03. 能量的转化 ……………………………………………………………………………………… 05 模型04. 生活中能量的转化 ……………………………………………………………………………… 07 模型05. 能量的转移 …………………… ………………………………………………………………… 09 模型0 6 . 能量转化与转移的辨识 ………… ……………………………………………………………… 11 模型0 7 . 多种 形式 能量 的 转化 ……………… …………………………………………………………… 13 模型0 8 . 能量转化与转移具有方向性 …… ……………………………………………………………… 15 模型 09 . 能量守恒与损耗 ……………………………………………… …………………… …………… 16 模型1 0 . 能量转化的效率 ……………… ………………………………………………………………… 18 模型1 1 . 能量转化与守恒的应用 …… …………………………………………………………………… 20 模型1 2 . “ 永动机 ” 是不存在的 ………… ……………………………………………………………… 22 真题演练 熟悉考试形式，提升实战能力 ………… …… ……………………………………… … ……… 24 ~ 28 分层练测 实现精准提效，最终整体达标 ………………………………………………………………… 28 ~ 37 基础夯实 …………………………………………………………………………………… 28 ~ 32 培优拔高 …………………………………………………………………………………… 32 ~ 37 ) 模型01.常见能量形式 ( 技巧： 明确基础定义 ‌ ： 能量是物体做功的能力，常见形式包括机械能（动能 + 势能）、热能、电能、化学能、光能、声能、核能等，不同形式对应不同的物质运动形态。 核心区分特征 ‌ ： 动能对应运动的物体，重力势能对应被举高的物体，弹性势能对应发生弹性形变的物体；化学能储存在燃料、食物、电池的化学键中，只有发生化学反应时才会释放；热能本质是分子 ) ( 热运动的能量总和，宏观表现和温度直接相关。 口诀： 机械能看动与位，动能速度势能随； 内能分子热运动，温度越高越剧烈； 电能电荷有电压，电流做功能量现； 光能电磁波传播，真空也能自由传； 化学能藏键能里，反应释放或储存； 原子核内蕴核能，裂变聚变能量生； 太阳能光热一体，万物生长靠它哺； 生物能光合转化，食物能量供生命。 提醒： 静止的物体也具有内能（热能），不要误以为静止物体没有任何能量； 不同能量形式可相互转化，判断时要区分 “ 初始能量形式 ” 和 “ 转化后的能量形式 ” ，避免混淆。 ) 【例1】如图所示，将某种下水道疏通泡腾片放入堵塞的管道中，再加入清水，泡腾片会与水发生化学反应产生高温高压的气体，通过管道内气体的膨胀将管道疏通。泡腾片与水发生反应的过程中，化学能转化为________；管道疏通后，管道内气体的温度________。 【答案】内能；降低 【解析】泡腾片与水发生化学反应产生高温高压的气体，所以此过程是化学能转化为内能。 管道疏通的过程是管道内气体膨胀对外做功的过程，所以管道内气体的内能减小，温度降低。 【变式1-1】东汉刘熙所著的《释名》中记载有“随风张幔曰帆，使舟疾泛泛然也”，其中能“使舟疾”所利用的能源是（ ） A.水能 B.风能 C.电能 D.太阳能 【答案】B 【解析】“随风张幔曰帆，使舟疾泛泛然也”，意思是顺着风的方向张开布幔（这布幔就叫帆），能让船快速地、轻快地航行。“使舟疾”即能使船走得快些，所以能“使舟疾”所利用的能源是风能，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式1-2】用两块铜片、热电偶、电动机（带风扇）组成一个电路，铜片1插在90℃的热水中，铜片2放在空气中，如图所示，半分钟左右风扇发生转动，这就是温差发电现象。温差发电的实质是_________能转化为________能。 【答案】内；电 【解析】由题意知，温差发电的实质是消耗内能，产生电能，故温差发电的实质是将内能转化为电能。 【变式1-3】如图所示，表示了电能的来源，在火力发电站中，发电站将煤炭的________能最终转化成了_______能送到千家万户中。 【答案】化学；电 【解析】火力发电站将燃料的化学能先转化为内能，内能对外做功，转化为电能。 模型02.单一能量转化 ( 技巧： 一种特定形式 ‌ （如化学能）转化为 ‌ 另一种特定形式 ‌ （如热能），过程中总能量不变，但往往伴随副产物（如废热）。 双态定位法 ‌ ： 先明确过程中 ‌ 消耗的初始能量形式 ‌ 和 ‌ 最终得到的能量形式 ‌ ，直接锁定转化方向，比如钻木取火，消耗机械能、得到内能，就能快速判断转化关系。 区分转化与转移： 转化是能量形式发生改变，转移是能量形式不变、仅位置/载体变化（如热传递是内能转移），避免概念混淆。 口诀： 初态能量先辨明，末时形态细分明。 亏盈相抵守恒定，转递方向不逆行。 提醒： 警惕 “ 部分转化 ” 陷阱：比如电风扇工作，电能并非全部转化为机械能，还有一小部分转化为内能，不能忽略次要能量形式。 结合能量守恒验证：单一转化过程中总能量保持不变，可反向核对初末能量的总量是否匹配，排除错误选项。 ) 【例2】利用能量的过程，就是能量________或转化的过程。新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为________，从而减少二氧化碳排放。 【答案】转移；电能 【解析】能量不会凭空产生或消失，利用能量的过程，就是能量转移或转化的过程。新疆的风力发电站工作原理是：风吹动风机叶片旋转，带动发电机运转，将风能（机械能的一种）转化为电能，从而替代部分化石能源发电，减少二氧化碳排放。 【变式2-1】如图所示的机器狗在托运一袋大米，机器狗内部电池充电时，能量转化情况为_________________；在此过程中，能量的总量保持________。 【答案】电能转化为化学能；不变 【解析】机器狗内部电池充电时，消耗电能，获得化学能，储存在电池中，所以能量转化情况为电能转化为化学能。 由能量守恒定律可知，能量转化过程中，能量的总量保持不变。 【变式2-2】《天工开物》记载“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”如图甲，图乙为筒车简化图。其工作原理可理解为把流水的________能转化为_________能。筒车“昼夜不息”，________（选填“能”或“不能”）说明它就是永动机。 【答案】动；重力势；不能 【解析】水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增加，重力势能增大，是动能转化为重力势能。 筒车可以一直工作是水流一直存在，源源不断提供能量，但能的总量是守恒的，永动机是不可能实现的，故筒车“昼夜不息”不能说明它是永动机。 【变式2-3】如图所示为趣味物理社团制作的“噗噗船”。与铜管相连的水槽中充有一定量的水，当水槽内的水被蜡烛加热，随着水温升高，产生的水蒸气从管口喷出，发出“噗噗”的声响，船就会在水池中向前移动；此过程将水蒸气的内能转化为船的_________，此时水蒸气内能减少主要是通过________的方式改变的。 【答案】机械能；做功 【解析】当水槽内的水被蜡烛加热，产生的水蒸气从管口喷出，船就会在水池中向前移动；此过程将水蒸气对船做功，水蒸气将内能转化为船的机械能（或动能）。此时水蒸气内能减少主要是通过做功的方式改变的。 模型03.能量的转化 ( 技巧： 转化与转移 ‌ ： 转化是能量形式发生改变（如摩擦生热，机械能 → 内能）；转移是能量形式不变，仅位置 / 对象变化（如热传递，内能从高温物体到低温物体）。 ‌ 双态定位法 ‌ ： 先明确初始状态的能量形式，再确定最终 / 过程中生成的能量形式，直接对应转化关系，结合常见实例辅助验证。 口诀： 能量转化不用愁，先把初末状态瞅， 形式变了叫转化，形式不变叫转移， 总量永远不会丢，守恒定律记心头。 提醒： 充电 “ 电变化学 ” ，放电 “ 化转电 ” ，别把转化方向搞反。 ) 【例3】关于能量的转化，下列说法正确的是（ ） A.干电池对外供电时，将电能转化为化学能 B.电热水器给水加热时，内能转化为电能 C.风力发电机发电时，电能转化为机械能 D.酒精燃烧放热过程，化学能转化为内能 【答案】D 【解析】A.干电池内部通过化学反应产生电能，因此是将化学能转化为电能，故A错误； B.电热水器给水加热时消耗电能，使水的温度升高，内能增加。因此是将电能转化为水的内能。故B错误； C.风力发电机利用风力（机械能）驱动发电机转动，从而产生电能。因此是将机械能转化为电能，故C错误； D.酒精燃烧是一种化学反应，燃烧过程中释放热量，使周围物体的内能增加。因此是将酒精的化学能转化为内能。故D正确。 故选D。 【变式3-1】下列事例中，属于化学能转化为内能的是（ ） A.双手摩擦生热 B.燃料燃烧发热 C.植物的光合作用 D.电动机把水抽到高处 【答案】B 【解析】A.双手摩擦生热，指的是克服摩擦做功，使相互摩擦的两个物体温度升高。这是机械能转化为内能，故A不符合题意； B.燃料燃烧时放出热量，是化学能转化为内能，故B符合题意； C.植物吸收太阳光进行光合作用，将太阳能转化为化学能，故C不符合题意； D.电动机带动水泵把水抽到高处，将电能转化为机械能，故D不符合题意。 故选B。 【变式3-2】如图是“风光互补”景观照明灯。它的最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。下面说法错误的是（ ） A.风力发电机是将风能转化为电能 B.太阳能电池板是将太阳能转化为电能 C.照明灯是将风能转化为光能 D.蓄电池充电是电能转化为化学能 【答案】C 【解析】A.风力发电机消耗风能，产生电能，是将风能转化为电能，故A正确，不符合题意； B.太阳能电池板消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故B正确，不符合题意； C.照明灯消耗电能，将电能转化为光能和内能，故C错误，符合题意； D.蓄电池充电时，消耗电能，将电能转化为化学能，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式3-3】关于图中四个事例涉及的能量转化，以下说法错误的是（ ） A.甲：风机桨叶带动发电机发电，把机械能转化为电能 B.乙：自行车运动员奋力蹬车时，把化学能转化为机械能 C.丙：行驶的高速电动列车，把电能转化为机械能 D.丁：古人“钻木取火”，把内能转化为机械能 【答案】D 【解析】A.甲图中风力发电是将机械能（风能）转化为电能，故A正确，不符合题意； B.乙图中骑车时用力蹬车，是消耗人体的化学能转化成车子运动的机械能，故B正确，不符合题意； C.丙图中的高速电动列车行驶时消耗电能，转化为车子前进的机械能，故C正确，不符合题意； D.丁图中钻木取火是克服摩擦做功，机械能转化为内能，故D错误，符合题意。 故选D。 模型04.生活中的能量转化 ( 技巧： 生活中的能量转化是指能量在不同形式（如化学能、电能、机械能、热能、光能等）之间相互转换的过程，遵循 ‌ 能量守恒定律 ‌ ，且转化具有 ‌ 方向性 ‌ ，常伴随部分能量以热能形式耗散 。 ‌‌ 区分转化与转移 ‌ ： 转化是能量形式发生改变，转移是能量形式不变，仅从一个物体到另一个物体，比如热水袋取暖是内能转移，摩擦生热是机械能转化为内能。 记常见能量形式 ‌ ： 快速识别场景里的机械能、内能、电能、化学能、光能等基础能量类型，避免混淆。 口诀： 定初态，辨末态，中间链路拆明白； 转是形变移不变，守恒底线不能坏。 提醒： 发电机是 ‌ 机械能转化为电能 ‌ ，不要和电动机的 “ 电能转化为机械能 ” 记反。 摩擦起电是 ‌ 机械能转化为电能 ‌ ，不是电能转化为机械能，这是选择题的高频陷阱。 蓄电池充电是电能转化为化学能，放电是化学能转化为电能，充放电过程的能量转化方向不能搞反。 热电站发电是多步转化：化学能 → 内能 → 机械能 → 电能，不是内能直接转化为电能。 ) 【例4】某款太阳能背包，前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列关于该太阳能背包的说法中正确的是（ ） A.太阳能电池板可将太阳能转化为电能 B.蓄电池放电时，将电能转化为化学能 C.给手机充电时，将电能转化为化学能 D.小风扇工作时，将电能转化为机械能 【答案】ACD 【解析】A.太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故A正确； B.蓄电池放电时，消耗化学能，产生电能，将化学能转化为电能，故B错误； C.手机充电时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能，故C正确； D.小风扇工作时，消耗了电能，产生机械能，将电能转化为机械能，故D正确。 故选ACD。 【变式4-1】目前，市区里的老旧小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具一冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下，不断冲击墙壁打出圆孔。如图所示，冲击钻在工作过程中，关于其能量转化正确的是（ ） 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。 【解析】冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下转动，该过程电能主要转化成机械能和一少部分内能；冲击钻在冲击墙壁打圆孔时，机械能转化为内能；故选D。 【变式4-2】山东老师发明新能源自行车，不用脚蹬，只要有空气就能跑。他将空气压缩后存储在高压气罐中，通过控制压缩空气的释放来驱动自行车。该车在行驶时将________能转化为自行车的机械能。空气动力自行车完全不依赖汽油或电池，________（选填“违背”或“不违背”）能量守恒定律。 【答案】内；不违背 【解析】根据题意知道，通过控制压缩空气的释放来驱动自行车，由于空气被压缩，空气内能增大，所以驱动自行车的过程是内能转化为机械能。 空气动力自行车行完全不依赖汽油或电池，但可以通过其他形式的能量转化成机械能，所以并没有违背能量守恒定律。 【变式4-3】全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如如图所示。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气________（填能量形式）增大；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外________，使膨胀机转动，将内能转化为__________，带动发电机产生电能输送至电网。 【答案】内能；做功；机械能 【解析】本题考查改变内能的方式、能量转化的相关物理知识，结合压缩空气储能的两个工作阶段分析如下： 用电低谷阶段，压缩机对空气做功，空气内部分子热运动剧烈程度升高，内能增大，此过程将电网多余的电能先转化为电动机的机械能，再转化为空气的内能储存起来。 用电高峰阶段，高压空气被释放后膨胀，对外做功，自身内能减少，内能转化为膨胀机转动的机械能，随后机械能通过发电机转化为电能输送到电网。 模型05.能量的转移 ( 技巧： 先辨明本质特征 ‌ ：能量转移的核心是 ‌ 能量形式不发生改变 ‌ ，仅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，和 “ 形式改变 ” 的能量转化有明确区别。 快速识别典型场景 ‌ ：热传递（高温物体向低温物体传递内能）、碰撞中动能的传递、热辐 射 / 对流 / 传导这三类是能量转移的高频考点场景，看到这类场景可直接判定为能量转移。 口诀： 移能形定是根基，热量不离热传递， 无中生有皆虚语，守恒二字总相依。 提醒： 不要把热传递、热水袋取暖这类内能传递过程误判为能量转化，这类过程没有新的能量形式生成。 注意区分 “ 转移 ” 和 “ 转化 ” 的边界：只要过程中出现了不同形式的能量增减，就不属于单纯的能量转移。 ) 【例5】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 【解析】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。 【变式5-1】下列实例中，属于能量转移的是（ ） A.水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 B.两手相互搓一搓，手心发热 C.流星与空气摩擦，发光发热 D.用暖手宝捂手，手心变热 【答案】D 【解析】A.水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起，是水蒸气对壶盖做功，内能转化为机械能，是能量的转化过程，故不A符合题意； B.冬天手冷时，搓搓手就暖和了，是做功改变了物体的内能，是能量的转化过程，故B不符合题意； C.流星与空气摩擦，发光发热，是做功改变了物体的内能，是能量的转化过程，故C不符合题意； D.用暖手宝捂手，手心变热，是暖手宝的内能转移到了手上，热传递改变了物体的内能，是能量的转移过程，故D符合题意。 故选D。 【变式5-2】下列实例中，属于能量转移的是（ ） A.水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 B.两手相互搓一搓，手心发热 C.给电灯通电，电灯发光 D.用暖手宝捂手热 【答案】D 【解析】A.水沸腾以后，壶盖被水蒸气顶起，是因为水蒸气对壶盖做功，内能转化为机械能，属于能量的转化，故A不符合题意； B.两手相互搓一搓，手心发热，是做功改变了手的内能，机械能转化为内能，属于能量的转化，故B不符合题意； C.给电灯通电，电灯发光，是由电能转化为光能和内能，属于能量的转化，故C不符合题意； D.用暖手宝捂手，手心变热，是因为暖手宝的内能转移到了手心，是热传递改变了物体的内能，属于能量的转移，故D符合题意。 故选D。 【变式5-3】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 【解析】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。 模型06.能量转化与转移的辨识 ( 技巧： 看过程中 ‌ 能量形式是否改变 ‌ ，形式变了就是能量转化，形式不变就是能量转移。 转移示例：热传递中内能从高温物体传到低温物体，能量形式始终是内能。 转化示例：摩擦生热，机械能变成内能，能量形式发生变化。 口诀： 能量变样叫转化，模样不变叫搬家 。 热传内能跑别家，撞球动能换东家 。 提醒： 能量转化和转移都具有方向性，逆向过程需要额外消耗其他能量。 电池充电是 ‌ 电能 → 化学能 ‌ ，放电才是化学能 → 电能，不要混淆两个过程。 ) 【例6】下列现象中属于能量转移的是___________，属于能量转化的是___________。 【答案】②；①③④ 【解析】①煤炭燃烧，消耗了化学能，得到内能，化学能转化为内能，属于能量转化； ②热水自然冷却，是通过热传递的方式改变水的内能，属于能量的转移； ③搓手取暖，是通过做功的方式改变内能，是机械能转化为内能，属于能量转化； ④灯泡发光，消耗电能，获得光能和内能，电能转化为光能和内能，属于能量转化； 故属于能量转移的是②，属于能量转化的是①③④。 【变式6-1】汉字是由象形文字发展而来的， 一字本义指烧烤，把去毛的兽肉串起来在火上熏烤，是通过_________方式改变物体的内能。这一过程________能量守恒定律（选填“遵守”或“不遵守”）。 【答案】热传递；遵守 【解析】兽肉串起来在火上熏烤，燃料燃烧放出热量，肉吸收热量，所以是通过热传递的方式改变物体的内能。 由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，所以兽肉串起来在火上熏烤，这一过程遵守能量守恒定律。 【变式6-2】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 【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。 【变式6-3】下列四幅图中，关于能量转化的说法错误的是（　　） A.过山车向下运动时将重力势能转化为动能 B.水电站将水的机械能转化为电能 C.自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为机械能 D.汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为机械能 【答案】D 【解析】A.图甲，过山车向下运动时，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，故重力势能转化为动能，故A正确，不符合题意； B.图乙，水力发电，消耗水的机械能，获得了电能，将机械能转化为电能，故B正确，不符合题意； C.图丙，自行车运动员奋力蹬车时，消耗了人的化学能，获得了自行车和人的机械能，人体内的一部分化学能转化为动能，故C正确，不符合题意； D.图丁，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，此过程中克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故D错误，符合题意。 故选D。 模型07.多种形式能量的转化 ( 技巧： 定初末状态 ‌ ：先明确过程开始、结束时的主要能量形式，比如电灯发光，初始是电能，最终是光能和内能。 ‌ 辨转化与转移 ‌ ：能量形式改变属于转化（如电能→光能），形式不变仅位置转移属于转移（如热水暖手，内能传递）。 口诀： 光入青枝化韵藏，核热递转电流长。 千般转化终循律，总量恒一不逾疆。 提醒： 不要混淆机械能守恒和能量守恒：机械能守恒需要满足特定条件，能量守恒无条件适用。 分析核电站等复杂场景时，要按步骤拆解：核能 → 内能 → 机械能 → 电能，避免跳步出错。 注意能量转化的方向性，比如扩散的内能不能自发重新聚拢变回可利用的机械能。 ) 【例7】我国风能资源丰富，利用风力发电机组可以进行发电。如图是某城市风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，再由蓄电池为路灯供电的过程，对图示方框中能量形式判断错误的是（ ） A.甲是“电能” B.乙是“内能” C.丙是“电能” D.丁是“光能” 【答案】B 【解析】A.甲：风力发电机的作用是将风能（机械能） 转化为电能，故A正确，不符合题意； B.乙：电能到蓄电池，这是电能被用来给蓄电池充电。充电过程中，电能转化为化学能储存在蓄电池中，所以乙化学能，故B错误，符合题意； C.丙：这是蓄电池放电时，将化学能转化为电能，供给路灯，故C正确，不符合题意； D.丁：是路灯工作时，将电能转化为光能（照明），同时也产生少量热能（内能），但主要输出是光能。所以丁是光能，故D正确，不符合题意。 故选 B。 【变式7-1】如图所示，一个纸风车放在点燃的酒精灯火焰上方，风车会转动起来。在这个过程中，酒精的________能通过燃烧转化为燃气的________能，最终转化为风车的________能。 【答案】化学；内；机械/动 【解析】酒精燃烧，化学能转化成内能，火焰上方空气加热后体积膨胀，根据可知空气密度变小，会向上运动，流动的空气吹动风车转动，使风车得到动能，因此是酒精的化学能最终转化成了风车的机械能（或动能）。 【变式7-2】如图所示，装点城市的灯光是由电能转化而来，电能是通过电线从发电厂输送而来，其中火力发电厂的电能是由煤炭燃烧转化而来的，这个过程的能量转化是_________转化为电能再转化为________。 【答案】化学能；光能 【解析】煤炭具有化学能，煤炭与空气的混合物在锅炉中燃烧，化学能转化为内能，温度升高，压力增大；高温高压气体推动活塞运动或汽轮机运转，即通过热机将内能转化为机械能；机械能通过对发电机做功， 转化为电能。装点城市的灯具消耗电能，产生光能，此过程是电能转化为光能。 【变式7-3】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 【解析】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。 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。 模型08.能量转化与转移具有方向性 ( 技巧： 区分转移与转化 ‌ ： 能量转移是形式不变（如热传递），转化是形式改变（如摩擦生热），两者的方向性判断都要紧扣 “ 自发 ” 这个核心条件。 记典型正向过程 ‌ ： 热量自发从高温到低温、机械能可完全转化为内能、电能可自发转为内能，这些都是符合方向性的正向场景。 反向过程带条件 ‌ ： 所有反向过程（如低温向高温传热、内能完全变机械能）都需要外界做功，无法自发发生，这是判断方向性的核心依据。 口诀： 能量转化有方向， 从 高 到低传热量 ， 逆动必借外力助 ，耗散难收节能讲。 提醒： 混淆 “ 自发 ” 与 “ 非自发 ” 、误判能量可用性、忽视 “ 其他变化 ” 。 热传递 ‌ ：内能由高温→低温（自发），反之需做功 ； ‌ 机械能耗散 ‌ ：动能→内能（自发，如刹车），反之无法自动发生 ； ‌ 能源利用 ‌ ：化石能源燃烧后，化学能转化为内能散失，无法自动复原为化学能。 ‌‌ ) 【例8】如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。平衡车刹车时，_________转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和________（选填“增大”“不变”“减小”）。散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有________性。 【答案】机械能；不变；方向 【解析】平衡车刹车时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和不变。 散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有方向性。 答案：机械能；不变；方向。 【变式8-1】给手机充电时，电能转化为化学能储存在电池里，但同时手机会微微发热。有一部分电能变成了内能损失掉。这些损失掉的内能无法自发地重新变回电能。这说明能量的转化具有________，但在能量的转移和转化过程中，能的总量保持________。 【答案】方向性；不变 【解析】能量的转化和转移具有方向性，不能逆向自发进行。 根据能量守恒定律，在能量的转移和转化过程中，能的总量始终保持不变，不会凭空产生，也不会凭空消失。 【变式8-2】随着我国人民生活水平的不断提高，汽车已进入寻常百姓家。汽车发动机的主要部分是汽油机，是把汽油燃烧放出的________转化为机械能的装置。汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车，这是由于能量转化具有__________，而我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。 【答案】内能；方向性 【解析】汽油燃烧发生化学反应，同时放出热量，所以汽油机将内能转化为机械能。 由于燃料燃烧放出热量，将内能转化为机械能，但燃料燃烧产生的内能不能再转化为燃料的化学能，所以能量的转化具有方向性。 【变式8-3】一块大石头从斜面顶部滚动到底部，能量转化为重力势能转化为________能，大石头不能自发地从斜面底部滚到顶部，原因是能量转化具有________性。 【答案】动；方向 【解析】一块大石头从斜面顶部滚动到底部，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能。 石头不能自发地从斜面底部滚到顶部，原因是能量的转化具有方向性。 模型09.能量守恒与损耗 ( 技巧： 明确两类能量变化 ‌ ： 转化是能量形式改变（如机械能 → 内能），转移是能量形式不变（如热传递），这是解题第一步判断的核心依据。 区分两类守恒边界 ‌ ： 机械能守恒仅适用于无摩擦、无空气阻力的理想场景；总能量守恒是普适规律，即使有能量损耗，系统总能量依然保持不变。 牢记损耗核心本质 ‌ ： 初中阶段的能量损耗几乎都以摩擦生热的形式转化为内能，不会凭空消失。 口诀： 能量恒存不偏倚，摩擦耗散内能起。 初末能值对等比，永动虚言直接弃。 提醒： 不要混淆 “ 机械能守恒 ” 和 “ 总能量守恒 ” ，只要有摩擦，机械能必然减少，但总能量永远守恒。 任何能量转化过程效率都小于100%，不存在无任何损耗的理想现实场景。 ) 【例9】汽车是常见的交通工具，它给人们带来交通便利的同时，也带来了环境污染、交通安全等一些社会问题。请运用所学的物理知识回答下列问题： （1）请你结合如图所示的某款小汽车行驶时的能耗分配图，对汽车行驶时能量形式的转化与损耗途径做出分析。 （2）为了减少交通安全事故发生，请写出一条有效措施。 【答案】（1）见解析；（2）见解析 【解析】（1）能量转化：汽油的化学能转化为内能，然后再转化为机械能。 损耗途径：绝大部分是以内能形式损失的，克服摩擦力做功导致发动机的能量损失，还有少量是汽油蒸发损失。 （2）汽车司机和乘客要系上安全带；不要超速行驶；不超载等。 【变式9-1】如图为某大学教授课堂演示情景，教授将⼀个摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有砸到他的下巴，这⼀过程摆球的机械能________（选填“减小”或“不变”），这一过程________（选填“符合”或“不符合”）能量守恒定律。 【答案】减小；符合 【解析】摆球在摆动过程中部分的机械能因为和空气摩擦转化为内能，导致摆球的机械能减少。这一过程同样符合能量的转化和守恒定律，即能的总量保持不变，机械能减小了，但是能量的总和不变。 【变式9-2】科学家正在用“以声消声”的方法开发一种新的反噪声术。简单地说，就是用话筒将噪声收集起来传送到专门的电脑进行分析，根据分析结果通过喇叭发出新的噪声，它恰好能将原来噪声的振动抵消，从而达到消除和降低噪声的目的。你分析，这种“以声消声”的技术，能量_______消失（填写“有”或“没有”）；如图展示的是冰壶竞赛，冰壶向前运动时，同队有两名队员手持毛刷，在冰壶运行的前方用力左右擦刷冰面，刷冰时，使冰层表面温度升高，让表面上的冰层熔化；冰层熔化后，大大减小了摩擦力，使冰壶溜进营垒或接近营垒。在这一过程中，发生的能量转化是_____________________。 【答案】没有；机械能转化为内能 【解析】根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失。这种“以声消声”的技术，能量并没有消失，而是产生了新的噪声，它恰好能将原来噪声的振动抵消。 刷冰时，冰面的温度升高，这是摩擦生热现象，该过程中将机械能转化为内能。 【变式9-3】“多米诺骨牌”是一项有趣的活动，按一定距离排列的骨牌，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒，如图所示，下列说法中正确的是（ ） A.骨牌在倒下时将机械能转化为内能 B.利用较少的能量就可以产生较多的能量，整个过程中能量增加 C.整个过程内能逐渐减小，转化成了机械能 D.永动机不能实现，因为机械能是守恒的 【答案】A 【解析】A.骨牌站立时具有重力势能，倒下时，重力势能转化为动能。当一个骨牌撞击下一个骨牌时，发生非弹性碰撞，同时伴随着摩擦和空气阻力，部分机械能会转化为内能和声能。因此，骨牌在倒下时，存在机械能向内能的转化，故A正确； B.根据能量守恒定律，能量不会凭空产生，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，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。该过程中，是骨牌储存的势能被依次释放，而不是产生了新的能量，故B错误； C.整个过程中，由于碰撞和摩擦，机械能不断转化为内能，所以系统的内能是增加的，机械能是逐渐减小的，故C错误； D.永动机不能实现，因为它违背了能量守恒定律，而不是因为机械能守恒。在有摩擦等能量损耗的情况下，机械能本身是不守恒的，故D错误。 故选A。 模型10.能量转化的效率 ( 技巧： 锚定通用公式 ‌ ： 所有能量转化效率的核心公式为 ​ ，效率始终小于 100% ，无单位。 区分两类能量 ‌ ： 先明确能量的 “ 来源 ” （总能量）和 “ 有效用途 ” （有用能量），排除题目中的干扰数据，避免混淆两者。 统一物理单位 ‌ ： 所有物理量必须统一为国际单位，计算前先核对单位换算，避免低级错误。 口诀： 先辨总有用，公式套准数，单位全统一，结果不出错。 提醒： 任何能量转化过程都存在额外损耗，比如燃料无法完全燃烧、废气带走热量、摩擦生热等，技术再先进也不可能让效率达到100%。 ) 【例10】我国风电装机容量已连续多年位居全球首位。风力发电利用空气流动具有的动能对外做功，同一风场中，空气质量一定，风速越大，空气具有的动能越________；风能具有间歇性，电网常利用抽水蓄能电站消纳过剩电能：用电动机带动水泵将下水库的水抽到高处水库，相同的水，位置越高，它的__________能越大；抽水蓄能电站的能量转化效率__________（选填“可能”或“不可能”）达到100%。 【答案】大；重力势；不可能 【解析】动能的大小与物体的质量和速度有关，当空气质量（质量）一定时，风速越大，空气的速度越大，因此空气具有的动能越大；重力势能的大小与物体的质量和高度有关，相同的水质量相同，位置越高，高度越大，它的重力势能越大；在能量转化过程中，总会有一部分能量因克服摩擦、散热等损耗掉，无法完全转化为有用能量，所以抽水蓄能电站的能量转化效率不可能达到100%。 【变式10-1】如图所示，我国空间站太阳翼采用“T”字构型，可接收更多的太阳能，提高发电效果。关于太阳能的利用，下列说法正确的是（　　） A.太阳能属于不可再生能源 B.太阳能电池也会污染环境 C.太阳翼工作时将太阳能转化为电能 D.太阳能的转化效率可以达到100% 【答案】C 【解析】A.太阳能可源源不断地从自然界得到，是可再生能源，故A错误； B.太阳能电池在全生命周期中存在污染环境的风险，主要体现在制造环节的化学污染和废弃后的回收处理问题，但在使用过程不会污染环境，故B错误； C.太阳翼工作时，将吸收的太阳能转化为电能，故C正确； D.能量转换存在损耗，所以太阳能的转化效率不会达到100%，故D错误。 故选C。 【变式10-2】重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。空白处的能量形式是__________。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。储能系统将2个质量均为3×104kg，重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为1.44×107J，则该过程的发电效率是_________。 【答案】机械能；80% 【解析】重物被提升，高度增大，重力势能增大，所以机械能增大，因此将电能转化为机械能储存起来。 2个重物的重力为： G=mg=2×3×104kg×10N/kg=6×105N 重力储能系统对重物做的功为： W′=Gh=6×105N×30m=1.8×107J 重力储能系统放下重物发电的效率为： 【变式10-3】将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过A、B两点，在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示，若A 、B 两点为图甲中“①、②、③”点中的某两点，则B点可能是其中的_______（选填“①”、“②”或“③”）点；整个能量  转化的过程中，能的总量_______（选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】①；守恒 【解析】B点的动能300J，占总能量的60%，总的机械能： B点重力势能为500J×40%=200J A点重力势能200J，占总能量的60%，那么A点的总机械能： A、B两点的重力势能，则它们高度相同，B点的机械能比A点的机械能更大，故B点可能是①点。 自然界的能量不会变多，也不会变少，能量总是从一个物体转移到另一个物体，或者从一种能量转换成另一种能量，在能量转移和转化的过程中能量总是守恒的，故题中情形能量转化过程中，能量总是守恒的。 模型11.能量转化与守恒的应用 ( 技巧： 明确研究对象 ： 先圈定分析对象，理清内涉及的所有能量形式（机械能、内能、电能、化学能等）。 区分转化转移 ‌ ： 判断能量是形式发生改变（转化），还是仅位置 / 载体变化、形式不变（转移）。 口诀： 转是换个新模样，移是换个新地方， 初末两端一对照，守恒等式马上冒。 提醒： 不要混淆机械能守恒和能量守恒：机械能守恒是有条件的特例，能量守恒无条件适用于所有场景。 表述要使用标准物理术语，比如写 “ 机械能转化为内能 ” ，不能用口语化的 “ 动能变热能 ” 。 ) 【例11】如图所示是某抽水蓄能电站原理图，它由上下两个水库组成，在用电负荷低谷时，用电网过剩的电把水从下水库抽到上水库储存；在用电高峰时，从上水库向下水库放水发电。下列有关说法中错误的是（ ） A.抽水时电能转化为水的机械能 B.发电时水的势能最终转化为电能 C.一定量的水，上下水位差越大，能发出的电越多 D.若不计内能产生，水的势能可以全部转化为电能 【答案】D 【解析】AB.该抽水蓄能水电站抽水蓄能时，消耗电能，将电能转化为水的机械能储存起来；发电时，水的重力势能减小，可将水的重力势能重新转化为电能，故AB正确，不符合题意； C.一定量的水，上下水位差越大，水具有的重力势能越多，带动发电机工作时能发出的电越多，故C正确，不符合题意； D.若不计内能产生，水的势能大部分转化为电能，水向下流动时还会保留一部分动能，还有一小部分转化为水轮机的机械能，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式11-1】为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，我市部分农村地区已经使用上了天然气烧水煮饭。小明同学用他家的天然气灶将质量为1kg，初温为25℃的水加热到95℃，水吸收的热量是________J；天然气灶燃烧过程中是将________能转化为内能。（水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3） 【答案】2.94×105；化学 【解析】水吸收的热量是： Q=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（95-25）℃=2.94×105J 天然气灶燃烧过程中发生化学反应，产生热量，是将化学能转化为内能。 【变式11-2】小明书桌上摆放了一个有趣的科学玩具——牛顿摆，如图。当最左边的小球撞击紧密排列的另外四个球后，最右边的小球向右摆动；当最右边的小球撞击后，最左边的小球向左摆……，小明发现随着时间的推移两侧小球摆动的幅度越来越小，最后全部静止。上述现象中，能量是不是逐渐消失了？________。说说你的理由_______________________________________。   【答案】不是；见解析 【解析】小球在空气中运动以及和其它小球碰撞过程中，一部分机械能转化成了小球与空气的内能，导致小球的机械能不断变小，因而摆动的幅度会越来越小。 【变式11-3】人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图甲是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图乙是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（ ） A.水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置 B.流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能 C.右图中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果 D.流水通过水轮后，其机械能减小 【答案】B 【解析】A.根据能量转化可知，甲、乙两图的水轮是将水能转化成水轮动能的装置，故A正确，不符合题意； B.流水冲击水轮，带动发电机发电，由于不可避免要克服摩擦做功，因此减少的水能不能全部转化为发电机产生的电能，即减少的水能不等于发电机产生的电能，故B错误，符合题意； C.拦河大坝是为了提高上游水位，增加水的重力势能，使得水下落时可以获得更多的动能，故C正确，不符合题意； D.流水通过水轮后，由于有部分机械能转化为水轮的动能，因此其机械能减小，故D正确，不符合题意。 故选B。 模型12.“永动机”是不存在的 ( 技巧： 永动机不存在的核心是它 违背了能量守恒定律 ‌ ，这是所有相关题型的解题核心依据。 填空基础题 ‌ ： 直接填 “ 能量守恒 ” 即可得分，是该类题的标准唯一答案。 图示分析题 ‌ ： 比如达芬奇的转轮永动机、水力循环永动机，先点明违背能量守恒，再结合图示结构说明能量损耗的具体路径，比如水力永动机中水的机械能会因摩擦损耗，无法全部抽回原高度。 辨析说理题 ‌ ： 先给出 “ 不可能实现 ” 的结论，再按 “ 定义 → 违背定律 → 实际损耗 ” 的逻辑串联作答，踩中所有得分点。 口诀： 永动机，是空想，不供能量还做功， 违背能量守恒律，摩擦耗能必停转。 提醒： 选择题中，只要选项出现 “ 永动机可以实现 ”“ 能量可以凭空产生 ” 这类表述，直接判定为错误。 不要混淆 “ 永远运动的物体 ” 和 “ 永动机 ” ：宇宙中不受外力的匀速运动物体不需要额外能量，但它不能持续对外做功，不属于永动机的定义范畴。 ) 【例12】如图所示是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。 （1）水从高处流下冲击叶片转动，水的_________能转化为叶片的________能； （2）叶片转动带动抽水器把水抽到高处，叶片的________能转化为水的_________能； （3）在叶片的转动带动抽水器抽水的过程中，即使不考虑对外做功，由于摩擦等因素，会不可避免地产生________能散失掉，正是由于这些能量的散失，致使抽到高处的水________（选填“大于”、“等于”或“小于”）从高处流下的水，从而使永动机最终动不了。 【答案】（1）重力势；动；（2）动；重力势；（3）内；小于 【解析】（1）水从高处流下冲击叶片转动，水的高度减小，水的重力势能减小，叶轮发生转动，叶轮的动能增大，水的重力势能转化为叶轮的动能。 （2）叶片转动带动抽水器把水抽到高处，消耗叶片的动能，产生水的重力势能，将叶片的动能转化为水的重力势能。 （3）抽水机在此过程中，克服摩擦做功，有部分机械能会转化为内能，机械能会逐渐减少，这些内能散失掉，致使抽到高处的水小于从高处流下的水，从而使永动机最终动不了。 【变式12-1】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。你认为制作者说法可信吗?_________（填“可信”或“不可信”），判断的依据是________________________。 【答案】不可信；违背了能量守恒定律 【解析】能量守恒定律是自然界的基本定律之一，它表明能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 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（如热能等），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。 【变式12-2】如图是一位“发明家”设计的一种永动机。利用上水池的水使水轮发电机发电，利用水发电时，_________转化为电能，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机。这个永动机________（填“能”或“不能”）持续运转，因为它违背了____________定律。 【答案】机械能；不能；能量守恒 【解析】利用水发电时，水的机械能减少，将机械能转化为电能。 因为发电和抽水的过程中，有部分机械能和部分电能会转化为内能，即机械能和电能都会逐渐减少，所以机械能和电能的总量不守恒，故这个永动机不能持续运转，它违背了能量守恒定律。 【变式12-3】摩擦焊接技术在航空航天中应用广泛。如图所示，焊接时，两根金属棒高速旋转，剧烈摩擦，使焊接面温度升高变为液态，冷却后焊接在一起。 （1）摩擦焊接改变金属棒内能的方式是_________，此过程中________能转化为内能； （2）能量转化的过程中，遵循能量_________定律；能否造出永动机？_________； （3）降温冷却后两块金属棒很难拉开，是因为各微粒间存在_________。 【答案】（1）做功；机械；（2）守恒；不能；（3）引力 【解析】（1）做功与热传递都能改变内能，摩擦焊接过程中，接触部位高速摩擦，将机械能转化为内能，故改变金属棒内能的方式是做功。 （2）能量转化的过程中，能量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，能量的总量是保持不变的，称为能量守恒定律，任何机械工作时都会因为摩擦将一部分机械能转化为内能，故不可能造出永动机的。 （3）组成物质的分子间存在相互作用的引力和斥力，降温冷却后两块金属棒很难拉开，是因为各微粒间存在引力。 1.（2026·广西）2025年12月29日，广西首座抽水蓄能电站建成投产。在用电低谷时电站通过________（选填“抽水机”或“发电机”）将水从低处抽至高处储存，在用电高峰时放水发电，将机械能转化为________能。 【答案】抽水机；电 【解析】用电低谷时电力资源富余，需要将电能转化为水的重力势能储存，此过程依靠抽水机完成，抽水机消耗电能把水从低处抽至高处； 用电高峰时放水发电，水流的机械能推动发电机运转，发电机将机械能转化为电能，实现能量的转化利用。 2.（2026·福建）我国复兴号CR450型电力动车组是全球跑得最快的高铁列车。列车牵引功率达1.1×107W，在该功率下运行60s，牵引力做功________J；刹车时，通过“再生制动”系统，将列车________能转化为电能，实现节能。 【答案】6.6×108；机械/动 【解析】牵引力做功： W=Pt=1.1×107W×60s=6.6×108J 刹车时列车速度减小，其动能减少，动能属于机械能，因此系统将机械能转化为电能，实现能量回收节能。 3.（2026·福建）如图所示，用自制的水果电池与发光二极管组成电路。下列说法正确的是（ ） A.电路中水果电池是并联的 B.发光二极管由超导材料制成 C.发光二极管工作时电能主要转化为光能 D.水果电池供电时电能转化为化学能 【答案】C 【解析】A.图中水果电池依次连接，电流只有一条路径，属于串联，故A错误； B.发光二极管由半导体材料制成，故B错误； C.发光二极管工作时消耗电能，主要转化为光能使其发光，故C正确； D.水果电池供电时发生化学反应，将化学能转化为电能，故D错误。 故选C。 4.（2026·内江）如图所示是某同学在水平路面上骑自行车的情景，下列说法正确的是（　　） A.该同学在骑行的过程中将机械能转化为电能 B.自行车在水平路面上匀速行驶的过程中，动能不变 C.刹车时，握紧自行车手闸减速是为了减小摩擦 D.自行车把手有凹凸不平的花纹，这是为了减小摩擦 【答案】B 【解析】A.普通自行车骑行过程中，是将人的化学能转化为自行车的机械能，不是机械能转化为电能，故A错误； B.动能大小由质量和速度决定，自行车在水平路面匀速行驶时，总质量不变、速度不变，因此动能不变，故B正确； C.刹车时握紧手闸，是通过增大压力来增大摩擦，实现减速，不是减小摩擦，故C错误； D.自行车把手的凹凸花纹，是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦，不是减小摩擦，故D错误。 故选B。 5.（2026·自贡）关于“天舟十号”运载火箭在加速升空过程中的说法，不正确的是（ ） A.动能增加 B.机械能增加 C.运动状态发生改变 D.化学能全部转化为机械能 【答案】D 【解析】AB.火箭加速升空，速度变大，动能增加，高度变大，重力势能增加，所以机械能增加，故AB正确； C.火箭的速度一直在变，所以运动状态发生了改变，故C正确； D.燃料燃烧的化学能一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，故D不正确。 故选D。 6.（2026·四川成都）用酒精灯给试管加热至管内水沸腾，一段时间后橡皮塞被水蒸气冲出，如图所示。下列说法正确的是（ ） A.酒精燃烧过程，化学能全部转化为水的内能 B.水的内能增加，是通过做功的方式来实现的 C.橡皮塞被冲出过程，水蒸气的温度升高 D.橡皮塞被冲出过程，内能转化为机械能 【答案】D 【解析】A.酒精燃烧时，化学能转化为内能，但部分内能会散失到空气中，被试管吸收，并没有全部转化为水的内能，故A错误； B.试管的热量传递给水，水温度升高，内能增加，是通过酒精灯热传递的方式实现的，故B错误； C.橡皮塞被冲出时，水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气自身内能减少，温度降低，故C错误； D.水蒸气推动橡皮塞冲出的过程中，水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能，故D正确。 故选D。 7.（2026·四川成都）神舟二十二号载人飞船返回舱，于2026年5月29日在东风着陆场成功着陆。如图是返回舱着陆前的场景，在返回舱减速下降的过程中，关于返回舱能量变化，说法正确的是（ ） A.机械能增大 B.动能不断减小 C.机械能保持不变 D.重力势能转化为动能 【答案】B 【解析】返回舱减速下降过程中，质量几乎不变，速度减小，动能减小；高度降低，重力势能减小，机械能减小，返回舱受空气阻力作用，机械能转化为内能，不是重力势能转化为动能。故选B。 8.（2026•连云港）如图1所示是建立在戈壁滩上的熔盐塔式光热电站，其工作原理如图2所示。计算机控制1.2万多面定日镜的反射方向，持续地将太阳光聚集在260m高的吸热塔塔顶的吸热器上，单面定日镜面积约为115m2。该地区每天平均日照时长约8h，辐射照度约950W/m2。吸热器设计要求入口熔盐温度约290℃，出口熔盐温度约560℃。熔盐在吸热器吸热后向下流入高温熔盐罐，热泵将它打入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的蒸汽，蒸汽推动汽轮发电机发电。经过蒸汽发生器的熔盐，放出热量后回到低温熔盐罐。该电站利用高温熔盐罐把多余的热量储存起来，夜晚再把储存的热量释放出来用于发电，可以实现24h连续稳定的电力输出。 （1）该熔盐发电站能量转移和转化情况是（图3）①________；②________；③__________。 （2）该熔盐发电站单面定日镜每天获取的光能约_________kW•h。 （3）吸热塔建造的很高，你认为原因是___________________________________________________。 （4）在选择熔盐时，下列属性符合要求的是________。 A.熔点高、粘度大、导热性差 B.熔点低、粘度小、导热性好 C.熔点高、粘度小、导热性好 D.熔点低、粘度大、导热性好 （5）吸热器入口熔盐温度约290℃，如果天气多云，为了使出口熔盐温度达到设计要求，请你设计一种合理的解决办法。__________________________________。 【答案】（1）内能；内能；机械能；（2）874；（3）避免定日镜反射光线被遮挡，使更多太阳光会聚至吸热器，提高聚光效率；（4）C；（5）增加参与聚光的定日镜数量 【解析】（1）太阳光经定日镜汇聚后熔盐吸热，光能转化为内能，①为内能；高温熔盐加热冷水产生蒸汽，内能转移给水，②为内能；蒸汽推动汽轮机运转，内能转化为机械能，③为机械能。 （2）单位换算950W/m2=0.95kW/m2，单面定日镜接收功率：P=0.95kW/m2×115m2=109.25kW， 日照时间t=8h，一天获取光能：W=Pt=109.25kW×8h=874kW； （3）光沿直线传播，高塔可避免地面设备遮挡反射光线，让更多太阳光会聚到吸热器，提升聚光效率； （4）熔盐工作温度290℃~560℃，需要熔点高防止凝固、粘度小方便泵送、导热性好便于换热；A、粘度大、导热差，不符合；B、熔点低，低温易凝固，不符合；C、熔点高、粘度小、导热好，符合；D、熔点低、粘度大，不符合；故选：C； （5）多云光照变弱，可增加投入聚光的定日镜数量，增大总吸热能量；或降低熔盐流动速度，延长吸热时长。 故答案为：（1）内能；内能；机械能；（2）874；（3）避免定日镜反射光线被遮挡，使更多太阳光会聚至吸热器，提高聚光效率；（4）C；（5）增加参与聚光的定日镜数量。 【点评】本题依托熔盐塔式光热电站工程情境，分小题分别运用能量转化、电能计算、光的直线传播、物质物理属性、吸热影响因素原理，兼顾计算、原理简答、材料选择、工程优化等多种题型，考查物理知识在新能源设备中的综合应用。 【基础夯实】 1.十九大报告指出：绿水青山就是金山银山。近几年达州市也响应号召，积极行动，极大改善了环境。在丰富多彩的赏花节中，游客徜徉在花海中闻到阵阵花香，这是________现象。汗流满面的游客打开电动小风扇的开关按钮，小风扇便转动起来，这个过程是通过将电能转化为________能。 【答案】扩散；机械 【解析】游客徜徉在花海中闻到阵阵花香，这是扩散现象，因为分子在不停地做无规则运动。 电动小风扇工作时，消耗电能，使得扇叶旋转，是将电能转化为机械能。 2.如图为我国03式远火弹道导弹发射时的情景。发射后，导弹在加速升空的过程中，其机械能将________。导弹引爆后会产生极大的破坏力，这是因为导弹在被引爆时，________能被释放出来，转化为内能、光能等。 【答案】变大；化学 【解析】发射后，导弹在加速升空的过程中，其高度增加，速度变大，质量不变，故其重力势能和动能均增加，则其机械能将变大。 导弹在被引爆时，炸药存储的化学能被释放出来，转化为内能、光能等。 3.图甲、乙所示分别是我国研发出的首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车。甲车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。 【答案】内；太阳 【解析】对于甲汽车：题目中提到甲是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力。压缩空气具有较大的内能，在推动活塞做功的过程中，空气的内能减少，汽车获得了机械能，所以这种车在开车时将空气的内能转化为机械能。 对于乙汽车：已知乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器。而光电转换器的作用是将光能转化为电能，这里的光能主要来源于太阳，所以它可将太阳能转化为电能。 4.绿色发展是高质量发展的底色，为了更好践行绿色发展和“双碳目标”，我国大力发展节能项目，请参照示例，另外列举一个项目，并写出对应的原理。 【示例】项目：光伏发电。 原理：太阳能转化为电能。 项目：_________________； 原理：___________________________。 【答案】风能发电；机械能转化为电能 【解析】践行绿色发展和“双碳目标”我国大力发展大批量节能项目，如：新能源汽车项目，原理是电能转化为机械能；风能发电项目，原理是机械能转化为电能。 5.支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后弹壳内火药燃烧射出一颗子弹，如图所示。子弹没有击中目标，最后下落陷在土地中。下列关于以上过程发生的能量转化说法错误的是（　　） A.火药燃烧是化学能转化为内能 B.射出子弹是内能转化为机械能 C.子弹在空中飞行时内能转化为机械能 D.子弹陷入土地中时机械能转化为内能 【答案】C 【解析】A.火药燃烧时，发生化学反应产生高温的燃气，将化学能转化成内能，故A正确，不符合题意； B.射出子弹时，是燃气的内能推动子弹做功，即内能转化为子弹的机械能，故B正确，不符合题意； C.子弹在空中飞行时需要克服摩擦阻力做功，一部分机械能会转化为内能，故C错误，符合题意； D.子弹陷入土地中时，克服摩擦做功，子弹的机械能转化为内能，故D正确，不符合题意。 故选C。 6.下列有关能量的转化和守恒的说法中，正确的是（ ） A.内能和机械能不可以相互转化 B.能量只有在忽略摩擦力和阻力时才能守恒 C.小球在地面弹跳的高度越来越低，说明能量的总量减少了 D.一个物体具有的能量增加，必然有别的物体具有的能量减少 【答案】D 【解析】A.内能和机械能能相互转化，如蒸汽机将内能转化为机械能，摩擦生热将机械能转化为内能，故A错误； B.能量守恒是普遍规律，无论是否忽略摩擦力、阻力，总能量始终守恒（摩擦力、阻力会使部分能量转化为内能，但内能仍属于总能量的一部分），并非只有忽略时才守恒，故B错误； C.小球弹跳高度越来越低，是因为部分机械能转化为内能（克服空气阻力、地面摩擦做功），但总能量（机械能+内能）仍然守恒，能量总量并未减少，故C错误； D.根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，因此，一个物体能量增加，必然有其他物体通过能量转移或转化使其能量减少，总能量保持不变，故D正确。 故选 D。 7.如图是“风能-太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（ ） A.风能是可再生能源 B.太阳能来自太阳内部的核裂变 C.给蓄电池充电时电能转化为化学能 D.控制器中的集成电路主要用超导材料制成 【答案】AC 【解析】A.风能可以从自然界源源不断地获得，是可再生能源，故A正确； B.核反应有可控的核裂变与不可控的核聚变，太阳能来自太阳内部不可控的核聚变，故B错误； C.给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，故C正确； D.控制器中的集成电路主要是用半导体材料制成，而不是超导材料，故D错误。 故选AC。 8.全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，在用电高峰时段高压空气被释放，使膨胀机转动，带动发电机产生电能输送至电网。其工作过程能的转化分析正确的是（ ） A.用电低谷：机械能→内能→电能 B.用电低谷：电能→内能→机械能 C.用电高峰：电能→内能→机械能 D.用电高峰：内能→机械能→电能 【答案】D 【解析】AB.用电低谷时段，电网多余电能驱动压缩机工作，将电能转化为机械能压缩空气，使空气内能增大，能量转化顺序应为电能→机械能→内能，故AB错误； CD.用电高峰时段，储存的高压空气具有较大内能，释放时先转化为膨胀机的机械能，再通过发电机转化为电能，完整呈现了"内能→机械能→电能"的转化链条，故C错误，D正确。 故选D。 9.为实现我国“碳中和”“碳达峰”的目标，政府鼓励市民绿色出行，公交车成为市民首选的公共交通之一； （1）公交车上的语音提示，让乘客知道到站信息，说明声音能传递________； （2）坐在行驶的公交车中，乘客看到窗外的景物向后退，这是以__________为参照物；乘车时需扶好把手，这是为了防止紧急刹车时由于________造成的意外伤害； （3）燃料燃烧将化学能转化为内能，其中一部分内能转化为汽车的________能，使汽车获得动力；车辆在行驶时，由于轮胎和路面摩擦而发热，是通过________方式增加了轮胎的内能，在这一系列能量的转化过程中，能量的总量________。 【答案】（1）信息；（2）公交车；惯性；（3）机械；做功；不变 【解析】（1）声音可以传递信息和能量。公交车上的语音提示，让乘客知道到站信息，说明声音能传递信息。 （2）坐在行驶的公交车中，以公交车为参照物，窗外的景物位置发生了变化，且向后运动。 乘车时需扶好把手，这是为了防止紧急刹车时由于惯性乘客继续向前而造成的意外伤害。 （3）使汽车获得动力的能量是机械能，燃料燃烧将化学能转化为内能，其中一部分内能转化为汽车的机械能，使汽车获得动力。 车辆在行驶时，由于轮胎和路面摩擦而发热，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，通过做功的方式改变轮胎的内能。 由能量守恒定律可知，能量转化与转移过程中，能量的总量将不变。 10.阅读短文，回答问题： 全球最大的“充电宝” 河北丰宁抽水蓄能电站有世界最大的“充电宝”之称。它的设计年发电量为66亿千瓦时，年抽水量为87亿千瓦时。每年可节约48.08万吨标准煤，减少二氧化碳排放120万吨，相当于造林24万亩。其规模和发电能力，都位列全球第一。 抽水蓄能电站被称作巨型“充电宝”，是因为通过电网调度，电站可以在用电低谷时从下水库抽水至上水库，等到了用电高峰期，上水库再放水到下水库，推动水轮机发电，由此解决了电能难以存储的难题。 现有的储能装置大体可分为机械储能（抽水蓄能、压缩空气、飞轮）、电磁储能（超导、电容器）和化学储能（电池）。相比于其他储能方式，抽水蓄能以其资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点，因而得到了快速发展和广泛应用，是电力系统中最成熟、最实用的大规模储能方式。丰宁电站首次实现抽蓄电站接入柔性直流电网，能有效支撑具有网络特性的直流电网高可靠高效率运行，为中国环首都地区提供绵绵绿电。 （1）现有的储能装置可分为机械储能、__________、化学储能等几种方式； （2）该电站抽水蓄能时可将________能转化为机械能，发电时可将________能转化为电能； （3）说出一条抽水蓄能电站的特点_______________________________________________。 【答案】（1）电磁储能；（2）电；机械；（3）资金投入少、设备寿命长 【解析】（1）阅读材料可知，现有的储能装置大体可分为机械储能（抽水蓄能、压缩空气、飞轮）、电磁储能（超导、电容器）和化学储能（电池）。 （2）该电站抽水蓄能时，可将电能转化为机械能储存起来，发电时可将机械能转化为电能。 （3）抽水蓄能以其资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点。 【培优拔高】 1.阜阳某生态园安装的太阳能路灯，其光伏电池板白天将太阳能转化为________能储存于蓄电池中。 【答案】化学 【解析】白天光伏电池板将太阳能转化为电能后，会给蓄电池充电，电能最终转化为化学能储存于蓄电池中。 2.如图所示是我国“东风—17”高超音速导弹。某次演习中，导弹在大气层中高速飞行时，弹头与空气剧烈摩擦，__________转化为内能，弹头内能增大，温度________（选填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】机械能/动能；升高 【解析】在这个过程中，弹头克服空气阻力做功，机械能（动能）不断减少，内能不断增加，即机械能转化为内能，从而导致弹头温度升高。 3.潮汐现象（如图）是由于月球、太阳与地球的引力作用而产生的。潮涨和潮落都蕴藏着巨大的能量，这种能量可以用来发电。在利用潮汐发电的过程中，能量的转化情况是海水的________能转化为________能。根据能量守恒定律可知，永动机________（选填“可能”或“不可能”）实现。 【答案】机械；电；不可能 【解析】在利用潮汐发电的过程中，能量的转化情况是海水的机械能传递给发电机，通过发电机转化为电能。 根据能量守恒定律可知，永动机工作时必然有一部分机械能转化为内能散失到空气中，因此永动机不可能实现。 4.完成太空之旅后，航天员需要乘坐返回舱“回家”。返回舱在进入大气层时，与大气层剧烈摩擦，速度由7.9千米每秒降至几百米每秒，实现“超级减速”，忽略返回舱质量的变化，在该过程中返回舱内能的增加量E1与返回舱重力势能的减少量E2的关系为E1_______E2（选填“>”“<”或“=”），原因是________________________；由于摩擦而产生的部分热量会传至舱内使返回舱温度升高，请你写出一条能保持返回舱内温度适宜的方法____________________________（合理即可）。 【答案】＞；见解析；返回舱用隔热性好的材料制造 【解析】根据能量守恒定律，返回舱下降时重力势能减少、动能减少、内能升高，故内能增加量E1应该等于重力势能减少量E2和动能减少量之和，故E1应该大于E2。 为了使舱内温度不会升高太高，可以使返回舱整体用隔热性好的材料，减少热量传入舱内；也可以在返回舱的内侧放置一层熔点低的物质，在热量传进来时，让该物质熔化吸热。 5.电动车越来越受到人们的青睐，下列关于电动车的“电瓶”能量转化的说法中，正确的（ ） A.充电时，电能转化为化学能；放电时，化学能转化为电能 B.充电时，化学能转化为电能；放电时，电能转化为化学能 C.充电时，电能转化为内能；放电时，内能转化为电能 D.充电时，内能转化为电能；放电时，电能转化为内能 【答案】A 【解析】电动车在充电过程中，是将电能转化为化学能，电动车的骑车过程（放电过程）是将化学能转化为电能，使电机转动，电动车行走。故A正确，BCD错误。 故选A。 6.有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（ ） A.装置所具有的机械能始终不变 B.如果没有能量补充，装置最终会停下来 C.根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化 【答案】B 【解析】ABC.由于装置运转过程中需要克服摩擦做功，装置所具有的机械能会不断减小，如果没有能量补充，装置最终会停下来，故AC错误，B正确； D.装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化，故D错误。 故选B。 7.如图所示是一种太阳能背包，它的前面有一块太阳能电池板，书包里有一蓄电池，可以给手机、小风扇等电子产品供电。下列关于该背包的说法正确的是（ ） A.太阳能电池板将太阳能转化为电能 B.给蓄电池充电是将内能转化为化学能 C.蓄电池放电时将化学能转化为电能 D.小风扇工作时将电能主要转化为机械能 【答案】ACD 【解析】A.太阳能电池板通过光伏效应将太阳辐射的太阳能直接转化为电能，故A正确； B.给蓄电池充电时是将电能转化为化学能储存，并非将内能转化为化学能，故B错误； C.蓄电池放电时通过化学反应将储存的化学能转化为电能输出，故C正确； D.小风扇工作时，电动机将输入的电能转化为扇叶转动的机械能，故D正确。 故选ACD。 8.如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众可以看到纸片小人的影子运动起来。下列有关能量转化的说法中，正确的是（ ） A.蜡烛燃烧—内能转化为化学能 B.热空气驱动扇叶转动—机械能转化为内能 C.蜡烛的化学能全部转化为扇叶和马的机械能 D.扇叶最后停止运动，扇叶的机械能最终转化为空气的内能 【答案】D 【解析】A.蜡烛燃烧时将蜡烛中化学能转化为内能和光能，故A错误； B.热空气推动扇叶转动，将内能转化为机械能，故B错误； C.蜡烛燃烧将化学能转化成空气的内能，空气的内能部分转化为扇叶和马的机械能，部分转移到周围环境中，故C错误； D.扇叶和空气摩擦最后停止运动，其机械能最终会转化为内能，故D正确。 故选D。 9.如图所示是一个香薰炉，点燃炉内蜡烛加热香瓶液，一会儿，房间内充满了香气。 （1）蜡烛燃烧过程中，香薰液通过__________的方式增加了内能； （2）香气弥漫整个房间，这是________现象，说明香气分子___________________； （3）蜡烛燃烧时，将________能转化为内能和光能。 【答案】（1）热传递；（2）扩散；不停地做无规则运动；（3）化学 【解析】（1）做功和热传递是改变内能的两种方式，做功是能量的转化，热传递是能量的转移；香薰液通过炉内蜡烛加热，蜡烛放出热量，香薰液吸收热量，所以是通过热传递的方式来增加内能。 （2）香气弥漫是因为香薰液的分子在不停地做无规则运动，使整个房间都能闻到香气，这是扩散现象。 （3）蜡烛燃烧时，蜡烛发生化学反应，同时放出热量和发光，所以是将化学能转化为内能和光能。 10.学校科技社团小组在科技实践活动中拍下了学校太阳能路灯的图片，如图15甲所示，它由太阳能电池板、控制器、蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成，其结构示意图如图乙所示，工作时的能量流程如图丙所示。其中太阳能电池的核心部件是光电板，社团小组想知道光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关？他们提出了以下猜想： 猜想1：可能与光电板的光照时间有关； 猜想2：可能与光电板的面积有关； 猜想3；可能与光电板的颜色有关。 根据以上猜想，他们设计好实验，然后用不同的光电板正对太阳光照射并对蓄电池充电，一段时间后用蓄电池给LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如表： 序号 光电板的面积/m2 光照时间/min 光电板表面所涂颜色 LED灯的发光时间/min 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.1 30 黑色 90 4 0.2 10 黑色 60 5 0.3 10 黑色 90 6 0.1 10 绿色 20 7 0.1 10 白色 5 （1）如图乙所示，在白天控制开关S应与a接通，太阳能电池板将太阳能转化为________。 （2）分析序号_________三组数据可对猜想1进行验证，得出的结论是：在光电板面积和光电板颜色相同时，光电板吸收太阳能的多少与光照时间成正比。分析数据可得出正比关系的原因是：_______________________________________________。 （3）分析序号1、4、5三组数据，得出的结论是：在光电板颜色和光照时间相同时，_______________________________________________。 （4）由表中数据分析可知：制作太阳能光电板用黑色最好，因为_____________________________。 （5）除以上影响因素外，光电板吸收太阳能的多少还可能与___________有关。（写一种即可） 【答案】（1）电能；（2）1、2、3；LED灯的发光时间与光照时间的比值为定值； （3）光电板吸收的太阳能与光电板的面积成正比；（4）黑色能吸收所有颜色的光；（5）光照强度 【解析】（1）如图乙所示，在白天控制开关S应与a接通，太阳能电池板将太阳能转化为电能，给蓄电池充电。 （2）由序号1、2、3得，当其他条件相同时，光照时间越长，LED灯的发光时间越长，且LED灯的发光时间与光照时间的比值为定值，说明在光电板面积和光电板颜色相同时，光电板吸收太阳能的多少与光照时间成正比。 （3）分析序号1、4、5三组数据得，在光电板颜色和光照时间相同时， LED灯的发光时间与光电板面积的比值为定值，说明在光电板颜色和光照时间相同时，光电板吸收的太阳能与光电板的面积成正比。 （4）由于黑色能吸收所有颜色的光，因此制作太阳能光电板用黑色最好。 （5）其他条件相同时，光照强度越强，光电板吸收的太阳能可能越大，除以上影响因素外，光电板吸收太阳能的多少还可能与光照强度有关。 第 1 页 共 37 页 学科网（北京）股份有限公司 $