14.1 能量的转化与守恒（同步三级训练）2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 本同步练按基础过关、能力提升、综合拓展三层设计，以能量转化与守恒为核心，从概念辨析到实际应用，梯度递进巩固能量观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|能量转移与转化判断、守恒定律理解|结合生活实例（如冷水变热）和中考真题，强化基础概念| |能力提升练|多过程能量转化分析、守恒定律应用|涉及复杂情境（如航母弹射），培养科学推理能力| |综合拓展练|科技与生活中的能量问题、永动机辨析|联系火箭发射等科技情境，渗透科学态度与责任|

人教版（2024） · 物理 · 全一册 · 九年级 · 上 14.1 能量的转化与守恒 同步三级训练 基础过关练 1．（多选）下列四幅图展示的情景中，仅发生能量转移的是 （　 　） A. 试管内的冷水放入热水中变热 B. 用燃气将冷水烧热 C. 一球上升一球下降（不考虑摩擦） D. 风使风车转动（不考虑摩擦） 2. 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，发生了能量转移的是 （　 　） ① 图甲：高温的电炉丝使周围的空气温度上升 ② 图乙：流星快速划过夜空发出耀眼的光亮 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 3．如图是多米诺骨牌，将其按一定间距排列，轻轻碰倒第一张骨牌，骨牌倒下过程中其重力势能转化为_______能，前一张骨牌会将部分能量________（选填“转化”或“转移”）至后一张，如此“连锁反应”，最终使骨牌全部被推倒。 4．（2025年湖南长沙 · 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 5．（2025年湖南郴州 · 中考真题）下列事例中，属于内能转化为机械能的是 （ ） A. 用气筒给自行车打气时、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 6．（2026年四川内江 · 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 7. 下列有关能量转化的说法错误的是（　　） A. 太阳能电池——太阳能转化为电能 B. 热机工作——机械能转化为内能 C. 电风扇工作——电能转化为机械能 D. 水力发电——机械能转化为电能 8．（2025年山东青岛 · 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 9．如图所示，敦煌盐塔式光热电站将太阳光会聚到熔盐吸热塔，阳光的能量被熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气推动汽轮机发电，下列说法正确的是（　　） A．盐塔式光热电站实现了光电转化，将光能直接转化为电能 B．太阳能是不可再生能源 C．熔盐通过热传递的方式改变内能 D．能量在转移和转化过程中总量不断减少 10. 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 11．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，此时最左边小球的能量 （选填“转移”或“转化”）给最左边的小球；当最右边的小球撞击紧密排列的另外四个球后，最左边的小球向左摆，如此反复。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___________。   12．如图是我国古代的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒内空气被压缩，套筒内空气的内能________（选填“增大”或“减小”），推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过程中机械能转化为________能。在能量的转化和转移过程中，能的总量________（选填“不断减少”“保持不变”或“不断增加”）。 13．如图所示的是“烙画”牡丹图。相传烙画艺术源于秦朝，即用火烧铁杆（现代发展为电烙铁）在物体上熨出烙痕作画。电烙铁通电升温的过程是能量的　 　过程，“画布"升温的过程是能量的　 　(前两空均选填“转化”或“转移”)过程。整个过程中，能量　 　(选填“是”或“不是”)守恒的。 14. 如图是一位“发明家”设计的一种永动机，他想利用上水池中的水向下的冲力使水轮发电机发电，然后利用发电机发出电能驱动抽水机把下水池中的水再抽回上水池，从而循环工作。下面关于这款永动机的说法中正确的是 （　 　） A. 高处水下落过程中机械能守恒 B. 这款永动机可以在现实中推广 C. 这款永动机利用内能对外做功 D. 这一设想不符合能量守恒定律 15. 文艺复兴时期，意大利的达•芬奇设计了如图所示的“永动机”装置。他设计时认为，在轮子转动过程中，右边的小球总比左边的小球离轮心更远些，在两边不平衡的力作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，而且可以不断地向外输出能量。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. 装置中小球的动能和重力势能不会相互转化 C. 如果没有能量补充，装置最终会停下来 D. 根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 能力提升练 16．（多选）截止2026年8月，我国已正式服役3艘航母，是我国确立大国地位的坚强后盾。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．蒸汽弹射是将内能转化为机械能 B．蒸汽弹射是将机械能转化为内能 C．电磁弹射是将电能转化为机械能 D．电磁弹射是将机械能转化为电能 17．（2025年湖南岳阳 · 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 18．如图是小球在地面弹跳过程的频闪图片，其中E处和G处等高。此过程中，以下判断正确的是（　　） A．小球是从右向左运动的 B．小球在E处时的机械能小于在F处时的机械能 C．小球在E处时的机械能大于在G处时的机械能 D．小球在弹跳过程中，能量是不守恒的 19. 某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对下图方框中能量形式判断正确的是 （　　 ） A．甲是“电能” B．乙是“太阳能” C．丙是“电能” D．丁是“机械能” 20．（2025年宁夏 · 中考真题）如图所示，是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。钢珠离开轨道B点上升的过程中，主要是将________能转化为________能；你认为钢珠在往复运动过程中，________（选填“需要”或“不需要”）消耗其他形式的能量。 21. 目前我县正在兴建的孤山水电站，针对大坝涉及的物理知识，回答：水电站是利用______转化为______能的原理。如果是你负责建设水电站选址，从能量转换角度你将选择如图所示的地址______（选填“甲”或“乙”）。 综合拓展练 22．如图所示，是载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景，下列描述正确的是（　　） A．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象 B．火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能 C．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓 D．燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大 23．如图所示的是能在空间站使用的太空笔的结构简图，它包括笔尖、墨水、活塞、压缩氮气等，书写时，被压缩的氮气体积膨胀，将墨水推出，则笔内墨水的质量　 　，氮气的密度　 　，氮气的内能　 　（均选填“变大”“变小”或“不变”）。 24．（2025年江苏徐州 · 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　　　　　． 25．科技馆里有一种“水车”，其结构如图所示，叶片是由高分子聚合材料制成的，特点是：在常温下，叶片是平直的；在高温下，其叶片可向一侧弯曲。当把水车的下半部分放进热水中时，水车可以不停地转动起来，有人说这种“水车”是永动机，因为它没有外部动力也能转动，事实是这样吗？试加以说明。 参考答案及解析 1. 【答案】 A C D 【解析】 A. 热水温度高，冷水温度低，两者接触后发生热传递，热水的部分内能转移到冷水中，能量形式始终是内能，没有变成其他形式，只是从热水"跑"到了冷水，仅发生能量转移，故A正确； B. 燃气燃烧时，燃气的化学能转化为火焰的内能（这是能量转化），然后火焰的内能再转移到水，整个过程先有"化学能→内能"的转化，然后再有内能的转移，故B错误； C. 这是两个小球通过轻绳、定滑轮连接的系统，一个下降、一个上升，下降球的机械能减少，上升球的机械能增加，能量形式始终是机械能（重力势能和动能），只是从一个球转移到了另一个球，题目已说明"不考虑摩擦"，意味着没有机械能转化为内能，仅发生能量转移，故C正确； D. 流动的空气形成风，风具有机械能，风车转动获得机械能，机械能从空气转移到了风车，能量形式没有发生改变，属于能量的转移，故D正确。 故选A C D 2. 【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。 3. 【答案】[1] 动 [2] 转移 【解析】 [1] 每一个骨牌倒下时，骨牌所处的高度减小，重力势能减小，获得了骨牌倒下时运动的速度，动能增大，所以，骨牌倒下过程中，其重力势能转化为动能。 [2] 前一张骨牌倒下后停止运动，后一张骨牌由静止变为运动，所以前一张倒下的骨牌能量会转移到后一张骨牌上，以此类推，最终使骨牌全部被推倒。 4. 【答案】D 【解析】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。 5. 【答案】C 【解析】 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． 6. 【答案】D 【解析】 A．过山车从高处向下运动时，高度减小，速度在增大，重力势能转化为动能，故A正确，不符合题意； B．水电站的能量转化为水的机械能转化为电能，故B正确，不符合题意； 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，故C正确，不符合题意； 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，故D错误，符合题意。 故选D。 7. 【答案】B 【解析】 A. 太阳能电池消耗太阳能，得到电能，故A正确，不符合题意； B. 热机工作时，将燃料燃烧产生的内能转化为机械能对外做功，故B错误，符合题意； C. 电风扇工作时消耗电能，得到机械能，将电能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D. 水力发电时消耗机械能，得到电能，将机械能转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选B。 8. 【答案】C 【解析】 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，故A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，故B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，故C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，故D正确，不符合题意； 故选C。 9. 【答案】C 【解析】 A．光热电站并不是直接将光能转化为电能，而是先将太阳能通过熔盐吸热转化为内能，再通过加热水产生蒸汽推动汽轮机转化为机械能，最后转化为电能，故A错误； B．太阳能是可再生能源，因为太阳的能量在人类时间尺度上是取之不尽、用之不竭的，故B错误； C．熔盐吸收阳光的能量是通过热传递实现的，其内能因此增加，故C正确； D．根据能量守恒定律，能量在转移和转化过程中总量保持不变，故D错误。 故选C 。 10. 【答案】 D 【解析】 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。 11．【答案】 [1] 转移 [2] 不是 [3] 见解析 【解析】 [1] 当最左边的小球撞击紧密排列的另外四个球后，最左边的小球停止运动，机械能减小，同时最右边的小球向右摆动，机械能增加，说明最左边小球的能量转移给了最左边的小球； [2] [3] 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。这不是机械能消失了，而是一部分机械能转化成了内能。 12．【答案】 [1] 增大 [2] 内 [3] 保持不变 【解析】 [1] [2] 把推杆迅速推入牛角套筒时，推杆压缩空气对空气做功，套筒内空气的内能增大，在此过程中机械能转化为内能。 [3] 在上述过程中，机械能减小多少，内能就增加多少，能量的总量保持不变。 13．【答案】 [1] 转化 [2] 转移 [3] 是 【解析】 [1] 电烙铁通电升温，电能被消耗，电烙铁发热，温度升高，在此过程中电能转化为内能，这是能量的转化过程。 [2] 温度高的电烙铁接触温度低的“画布”后，两者发生热传递，内能从高温的电烙铁“跑”到了低温的画布上，能量的形式始终都是内能，没有发生变化，这是能量的转移。 [3] 根据能量守恒定律内容：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，即能量是守恒的。 14. 【答案】D 【解析】 A.此“永动机”中，高处的水流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，即水的机械能会逐渐减小，故A错误； B.该装置工作时，由于摩擦的存在，有一部分机械能转化为内能，同时机器又要对外做功，当高处的水全部流下后，机器只能将一部分水重新抽回高处，所以这种机器不能永远工作下去，即这款永动机不可以在现实中推广，故B错误； C.该装置工作时，利用水的机械能对外做功，故C错误； D.根据能量守恒定律可知，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，而能的总量保持不变，即这一设想不符合能量守恒定律，故D正确。 故选D。 15. 【答案】C 【解析】 ACD. 机器在转动过程中，克服空气阻力及摩擦力都要消耗机械能，使原有的机械能越来越少，如果没有能量补充，机器的转动会逐渐减慢，最终停止，故AD错误，C正确； B. 小球在下行的过程中，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能；在上行的过程中，高度增加，速度减小，动能转化为重力势能，故B错误。 故选C。 16．【答案】A C 【解析】 A.B. 蒸汽弹射利用航母锅炉产生的高压蒸汽，推动弹射器活塞运动，带动舰载机加速起飞，其能量转化是：高压蒸汽大量的内能→ 蒸汽膨胀做功，推动活塞和飞机运动 → 转化为飞机的机械能。故A正确、B错误； C. D. 电磁弹射是装置通电后产生强大的电磁推力，直接推动舰载机加速起飞，其能量转化：弹射系统消耗大量电能 → 产生电磁推力做功 → 转化为飞机的机械能。故C正确、D错。 故选A C。 17. 【答案】 C 【解析】 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。 故选C。 18. 【答案】 C 【解析】 A. 在小球弹跳过程中，一方面与空气摩擦做功，另一方面也与地面撞击做功，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左向右，故A错误； B. C. 在小球弹跳过程中，有一部分机械能转化成了内能，小球的机械能逐渐减小，因此小球的位置越靠前，机械能越大，位置越靠后机械能越小，故E处的机械能大于F处，F处的机械能大于G处，故B错误、C正确； 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，机械能减小的同时伴随着内能的增加，能量的总量是不变的，是守恒的，故D错误。 故选C。 19. 【答案】C 【解析】 按照能量转化的先后流程逐个分析方框内的能量形式：太阳能电池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；蓄电池对外供电时，将储存的化学能转化为电能；给路灯供电时，将电能转化为光能。 整个流程能量转化先后顺序为：太阳能→电能→化学能→电能→光能。 A．甲是太阳能，不是电能，故A错误； B．乙是电能，不是太阳能，故B错误； C．丙是电能，故C正确； D．丁是光能，不是机械能，故D错误。 故选C。 20. 【答案】 [1] 动 [2] 重力势 [3] 需要 【解析】 [1] [2] 钢珠离开轨道B点上升的过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大，主要是将动能转化为重力势能。 [3] 根据能量守恒定律，钢珠在往复运动过程中，由于受到摩擦力等阻力的作用，机械能会逐渐减小，所以需要消耗其他形式的能量来维持运动。 21. 【答案】 [1] 机械 [2] 电 [3] 乙 【解析】 [1] [2] 水电站的工作原理是水下落时的机械能转移到水轮机上，使水轮机转动，水轮机带动发电机转动，将机械能转化为电能。 [3] 建设水电站选址时，从能量利用角度来看，选择图所示的乙址；原因是乙址与甲址相比，乙址的地势更低，水库的水位落差更大，在水的质量一定时，水库中的水重力势能更大，下落时，转化成的动能更多，推动水轮机发的电也更多。 22．【答案】 D 【解析】 A．火箭发射时，高温的火焰向下喷射，大量的“白气”从发射台底部的大水池中涌出，这些“白气”产生的原因是：水池内的水汽化形成高温的水蒸气，水蒸气遇冷液化形成，故A错误； B．火箭上升过程中，速度增大、高度增大，则火箭的动能增大，重力势能增大，机械能增大，将燃料的化学能转化为机械能，故B错误； C．火箭喷出燃气后周围空气温度升高，分子的热运动加剧，故C错误； D．燃气主要通过热传递使周围的空气温度升高，内能增大，故D正确。 故选D。 23．【答案】 [1] 变小 [2] 变小 [3] 变小 【解析】 [1] 墨水被推出后，笔内墨水的质量将变小。 [2] 被压缩的氮气在密闭的空间内，质量不变，当其体积膨胀时，由 可知，氮气的密度变小。 [3] 被压缩的氮气体积膨胀时，对活塞做功，氮气的内能将变小。 24. 【答案】 [1] 动     [2] 大于     [3] 能量守恒定律 【解析】 [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； 25．【答案】见解析 【解析】 当“水车”的叶片浸在热水中时，由于温度升高，叶片向一侧迅速弯曲，给热水一个作用力，根据力的作用是相互的，热水会对叶片施加一个反作用力，使“水车”转动起来，当叶片转出水面时，温度下降，叶片又恢复成平直的状态，这个过程不断地进行就会使“水车”不停地转动，可见该“水车”是利用水温和室温的温度差使叶片发生形变而工作的，当水温和室温相同时该“水车”就会停止工作，故这种“水车”不是永动机。 第 1 页 ， 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $