14.1 能量的转化与守恒 14.2 热机 同步练习-2026-2027学年人教版九年级物理全一册

**基本信息** 初中物理“能量的转化与守恒 热机”同步练，通过“基础-提升-素养”分层设计，实现从单一知识点到综合应用的巩固路径，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |夯实基础/基础提质|能量转化、守恒定律、热机概念等单一知识点|以选择、填空为主，直接考查概念（如水力发电能量形式判断、汽油机冲程识别），强化物理观念| |能力提升|能量转化与守恒的综合应用、热机工作原理|结合实际情境（风光互补照明、走马灯），通过选择、填空考查分析能力，体现科学推理| |素养提优|能量技术应用（液态空气储能）|阅读题形式，考查信息提取与综合解释，培养科学探究与社会责任|

能量的转化与守恒 热机 同步练习 模块一 能量的转化与守恒 夯实基础 知识点 1 能量的转化和转移 1.「2026 江苏常州期中」2025 年 7 月 19 日上午，西藏林芝的雅鲁藏布江畔，雅鲁藏布江下游水电工程正式破土动工！工程主要采取截弯取直、隧洞引水的开发方式，将建设 5 座梯级电站，创造 3 个三峡的发电量。水力发电利用的是（ ） A. 机械能 B. 内能 C. 太阳能 D. 化学能 2.「2026 山东德州期中」下列有关能量的转化不正确的是（ ） A. 太阳能电池板将光能转化为电能 B. 古人钻木取火将机械能转化为内能 C. 蓄电池供电时将化学能转化为电能 D. 风力发电将电能转化为机械能 知识点 2 能量守恒定律 3.「2026 河北廊坊期末」多选 如图所示，光滑桌面上的弹性小球由 A 点被弹出后，落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，C、F 点等高。下列有关小球运动的描述正确的是（ ） A. 从 A 点运动到 F 点的过程中，总能量守恒 B. 从 B 点运动到 C 点，重力势能主要转化为动能 C. 小球在 E 点的机械能大于在 D 点的机械能 D. 小球在 C 点的速度大于小球在 F 点的速度 4.「2026 山东济南月考」现在很多电动汽车为了节能安装了一套 “能量回收装置”。在刹车时该装置可带动发电机发电，将机械能转化为电能储存起来，但轮胎与地面摩擦会产生大量内能，这些内能是无法自动转化成机械能供汽车运动的，这是因为能量的转移和转化具有______。这种 “能量回收装置” 工作时______（选填 “遵循” 或 “不遵循”）能量守恒定律。 能力提升 5.「2026 河南郑州期中」如图所示是 “风光互补” 照明灯，它头 “顶” 小风扇，肩 “扛” 太阳能电池板，腰 “挎” 照明灯，脚 “踩” 蓄电池。关于 “风光互补” 照明灯，下列解释合理的是（ ） A. 太阳能电池板将太阳能转化为化学能 B. 给蓄电池充电时将化学能转化为电能 C. 蓄电池放电时将化学能转化为电能 D. 风力发电机工作时将电能转化为机械能 6.「2026 山东淄博期中」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和纸马的影子运动起来。下列有关能量转化的说法正确的是（ ） A. 蜡烛燃烧时内能转化为化学能 B. 热空气驱动扇叶转动时机械能转化为内能 C. 蜡烛的化学能全部转化为扇叶、纸片小人和纸马的机械能 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 7.「2026 河南郑州期中」关于能量的转化，下列说法正确的是（ ） A. 给手机充电时，化学能转化为电能 B. 汽车紧急刹车，路面上会留下清晰的刹车痕迹，机械能转化为内能 C. 地球卫星在太空中由近地点向远地点运动的过程中，重力势能全部转化为动能 D. 飞船返回舱进入大气层后下落的过程中，重力势能减小、动能增加，机械能守恒 8.「2026 安徽合肥月考」如图是一种自动引水灌溉工具 ——“高转筒车”。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动转轮转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断地输送到上方农田中。下列说法正确的是（ ） A. 这是一台 “永动机” B. 在输送过程中，水的重力势能增加 C. 流水驱动转轮转动时，机械能守恒 D. 该机械不符合能量守恒定律 9.「2026 山东青岛期中」如图甲所示为游乐园中过山车运行时的情景，图乙是用小球和轨道模拟过山车某段运行过程的示意图，小球从 A 点由静止释放，沿轨道先后经过 B、C、D 三点，最后到达 E 点时小球的速度为零。已知 B、D 两点的高度相等，下列说法正确的是（ ） A. 小球在 B 点的机械能等于其在 D 点的机械能 B. 小球在整个运动过程中将部分机械能转化为内能 C. 小球从 A 点运动到 C 点的过程中，内能转化为机械能 D. 小球从 A 点运动到 E 点的过程中，机械能保持不变 10.「2026 河北石家庄月考」如图所示是某博物馆展出的名为 “叶子” 的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，汽车的动力由压缩空气膨胀时推动活塞提供。光电转换器的作用实际就是把______能转化为______能，能量转化过程中，能的总量______（选填 “增加”“减少” 或 “保持不变”）。 素养提优 11.「2025 江苏盐城中考」阅读短文，回答问题。 液态空气储能 据报道，青海格尔木 “60 MW/(600 MW・h)” 液态空气储能示范项目正在加速建设，即将投入运行。液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量，并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量。 充电阶段：在电力富余时段，电能驱动压缩机将空气压缩至高压状态，并通过净化装置去除水分、二氧化碳等杂质，避免液化过程中结冰堵塞管道。压缩后的空气经制冷系统冷却至−194 ℃，达到液化状态后存储于低温常压储罐中，体积仅为室温气态时的。 发电阶段：用电高峰时，液态空气从储罐释放，吸收热量迅速汽化，体积膨胀形成常温高压气体。高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，驱动发电机产生电能回馈电网。 液态空气可以发电。液态空气储能技术的成功运用为我国储能产业发展开辟了新的道路。 (1) 由于二氧化碳的凝固点比氧气______，所以在液化过程中容易结冰堵塞管道。 (2) 在充电阶段，压缩后的空气经制冷系统冷却时，内能______；在发电阶段，高压气体推动膨胀机 (或涡轮机) 运转，将内能转化成了______。 (3) 根据材料内容，概括液态空气储能的好处：________________________。(至少说出两条) 模块二 热机 基础提质 知识点 1 热机 1.「2025 内蒙古中考」如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（ ） A. 酒精燃烧将内能转化为化学能 B. 水的内能增加的方式是热传递 C. 蒸汽被喷出后内能保持不变 D. 蒸汽的内能全部转化为风车的机械能 知识点 2 汽油机 2.「2025 江苏镇江中考」下列汽油机工作的冲程中，压缩冲程是（ ） 3.「2025 黑龙江龙东地区中考」一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是 2400 r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（ ） A. 完成 80 个冲程，对外做功 20 次 B. 完成 80 个冲程，对外做功 40 次 C. 完成 40 个冲程，对外做功 10 次 D. 完成 40 个冲程，对外做功 40 次 知识点 3 柴油机 4.「2025 广东深圳中考」晓凤同学提出问题：收割机用四冲程柴油机提供动力，其中压缩冲程中，柴油机气缸内气体（ ） A. 质量变大  B. 内能减小 C. 体积变大  D. 温度升高 5.「2026 河北保定期中」下列有关柴油机和汽油机的说法不正确的是（ ） A. 汽油机有火花塞 B. 柴油机有喷油嘴 C. 汽油机的效率一般比柴油机的高 D. 汽油机的点火方式是点燃式 能力提升 6.「2026 江苏无锡月考」下列有关内燃机的说法正确的是（ ） A. 内燃机大部分冲程依靠飞轮的惯性完成 B. 压缩冲程中大部分内能转化为机械能 C. 柴油机工作时，每个冲程都能提供动力 D. 汽油机做功冲程的点火方式是压燃式 7.「2026 北京朝阳月考」如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，把水加热至沸腾一段时间后，塞子受到水蒸气的压力会冲出去，下列说法正确的是（ ） A. 塞子冲出去前，试管内气体压强变小 B. 塞子冲出去时，试管口周围出现的白雾是空气液化成小水珠形成的 C. 塞子冲出去时，气体的内能增大 D. 这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理 8.「2026 福建厦门月考」光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图所示，密闭气室中在光照下分解，使气室气压增大，推动活塞右移。活塞右移过程相当于汽油机的（ ） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 9.「2026 北京东城月考」如图是我国古代流行于民间的走马灯。当点燃走马灯内的蜡烛时，燃烧产生的高温气体上升并推动扇叶和固定在转轴上的纸马转动。内燃机的四个冲程与之类似的是（ ） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 10.「2026 辽宁本溪期中」如图所示，甲是汽油机某个冲程的工作示意图，乙是柴油机某个冲程的工作示意图。下列说法正确的是（ ） A. 甲是汽油机的压缩冲程，飞轮转动靠的是惯性 B. 甲是汽油机的做功冲程，燃料燃烧释放的能量部分转化为有用机械能 C. 乙是柴油机的吸气冲程，吸进气缸的是柴油和空气的混合物 D. 乙是柴油机的吸气冲程，此时气缸内的气压大于气缸外的气压 11.「2026 湖北武汉月考」如图甲、乙、丙，为蒸汽机或汽 (柴) 油机原理图，下列说法正确的是（ ） A. 汽油机有喷油嘴，柴油机有火花塞 B. 柴油机做功冲程中，燃气的内能增大 C. 图甲为汽油机工作原理图，图乙为蒸汽机原理图 D. 图丙为汽油机做功冲程，将内能转化为机械能 12.「2025 江苏无锡中考」如图所示，是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种取火器，它以牛角作外套筒，木制推杆，杆前端黏附艾绒，取火时，一手握住套筒，一手猛推推杆入筒，随即将杆拔出，艾绒即燃，它的尺寸如图。下列说法中正确的是（ ） A. 这种取火器的体积太大，不便于携带 B. 取火时是通过做功增加筒内空气的内能 C. 取火时是通过热传递增加筒内空气的内能 D. 取火的原理与汽油机的做功冲程相同 13.「2026 江苏常州期中」如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图______是将机械能转化为内能的冲程，图______不是靠飞轮惯性完成的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为 1 800 r/min，这台汽油机每分钟完成______个冲程，对外做______次功。 答案解析 模块一 能量的转化与守恒 基础提质 1.A 水力发电利用水的机械能转化为电能发电。故选 A。 2.D 太阳能电池板将太阳能 (光能) 转化为电能；钻木取火将机械能转化为内能；蓄电池供电时将化学能转化为电能；风力发电将风的机械能转化为电能。故选 D。 3.ABD 从A点运动到F点的过程中，小球受到空气阻力，小球与地面碰撞时，机械能会有损失，机械能转化为内能，但总能量守恒；从B点运动到C点，小球高度下降，质量不变，重力势能减小，速度增加，动能增大，即重力势能主要转化为动能；小球在运动过程中与地面碰撞，每次碰撞都会损失一部分机械能，由于E点比D点更靠后，所以小球在E点机械能更小；C点和F点等高，重力势能相同，但由于整个过程中机械能逐渐减小，因此小球在C点的动能大于在F点的动能，小球在C点的速度大于在F点的速度。故选 A、B、D。 4.答案 方向性 遵循 解析 在汽车刹车时，轮胎与地面摩擦产生的内能无法自动转化成机械能供汽车运动，是因为能量的转移和转化具有方向性。自然界的物理现象都遵循能量守恒定律，这种 “能量回收装置” 工作时也遵循能量守恒定律。 能力提升 5.C 太阳能电池板将太阳能转化为电能；蓄电池充电时将电能转化为化学能；蓄电池放电时将化学能转化为电能；风力发电机工作时将机械能转化为电能。故选 C。 6.D 蜡烛燃烧时将化学能转化为内能和光能；热空气驱动扇叶转动，将内能转化为机械能；蜡烛燃烧将化学能转化成光能和空气的内能，空气的内能部分转化为扇叶、纸片小人和纸马的机械能，部分转移到周围环境中；扇叶和空气摩擦最后停止运动，其机械能最终会转化为空气的内能。故选 D。 7.B 给手机充电时，电能转化为化学能；汽车紧急刹车时路面上会留下清晰的刹车痕迹，克服摩擦力做功，机械能转化成内能；地球卫星在太空中由近地点向远地点运动的过程中，高度增大，重力势能增大，动能减小，总机械能守恒，动能转化为重力势能；飞船返回舱进入大气层后下落的过程中，质量不变，速度增大，动能增大，高度降低，重力势能减小，返回舱和空气摩擦，部分机械能转化为内能，故机械能不守恒。故选 B。 8.B “高转筒车” 转动时，需要水能提供动力，如果没有水能，它将不能转动，因此它不是 “永动机”；水从河里被输送到上方农田的过程中，水的高度增加了，水的重力势能增加；流水驱动转轮转动时，有一部分机械能转化为内能，机械能减小；任何能量的转化都符合能量守恒定律，因此该机械符合能量守恒定律。故选 B。 9.B 小球在运动过程中受到摩擦阻力作用，部分机械能转化为内能，因此整个运动过程中机械能有损耗，小球的机械能逐渐减小。由于 B 点在 D 点之前，小球在 B 点的机械能大于在 D 点的机械能；小球从 A 点运动到 C 点的过程中，是机械能转化为内能。故选 B。 10.答案 光 电 保持不变解析 光电转换器的作用实际就是把光能转化为电能。能量转化过程中，遵循能量守恒定律，能的总量保持不变。 素养提优 11.答案 （1）高 （2）减小 机械能 （3）安全、无污染或能量储存时间长解析 (1) 由于二氧化碳的凝固点比氧气高，当进行气体液化操作时，温度降低的过程中，凝固点相对较高的二氧化碳更容易达到其凝固点从而凝固成固态物质，进而堵塞管道。(2) 压缩后的空气经制冷系统冷却时，温度降低，其内能减小。高压气体推动膨胀机 (或涡轮机) 运转，消耗内能，获得机械能，该过程将内能转化为机械能。(3) 阅读材料可知，液态空气储能不污染环境，安全性高，液态空气可在低温常压储罐中长期储存，适合电网调峰需求。 模块二 热机 基础提质 1.B 酒精燃烧将化学能转化为内能；加热过程中，易拉罐中的水吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加内能；蒸汽被喷出后，对外做功，内能转化为机械能，内能减小；因为有热量损失，所以蒸汽的内能不会全部转化为风车的机械能。故选 B。 2.B 压缩冲程中进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动。故选 B。 3.A 四冲程汽油机的一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次。当飞轮的转速是，即，每秒完成 80 个冲程，对外做功 20 次。故选 A。 4.D 四冲程柴油机中的压缩冲程，活塞向上移动，气缸内气体体积变小，气体质量不变，压缩冲程将机械能转化为内能，内能变大，温度升高。故选 D。 5.C 汽油机与柴油机的结构不同，汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式，柴油机的燃料燃烧比较充分，汽油机的效率一般比柴油机的低。故选 C。 能力提升 6.A 在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的，故 A 正确；压缩冲程中，活塞向上运动，对气缸内的气体做功，将机械能转化为内能，故 B 错误；柴油机工作时，只有做功冲程提供动力，故 C 错误；汽油机做功冲程的点火方式是点燃式，柴油机采用的是压燃式，故 D 错误。故选 A。 7.D 塞子冲出前，随着不断对试管加热，试管内水的温度升高，并不断汽化成水蒸气，体积一定，水蒸气不断增多，试管内气体压强不断增大，A 错误；塞子冲出去时，试管口周围出现的白雾是水蒸气液化成小水珠形成的，B 错误；塞子冲出去时，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减小，C 错误；蒸汽机工作时将内能转化为机械能，试管内水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故该实验基本展示了蒸汽机的工作原理，D 正确。故选 D。 8.C 当活塞右移时，活塞对外做功，将内能转化为机械能，则该过程相当于汽油机四个冲程中的做功冲程。故选 C。 9.C 走马灯中，燃烧产生的高温气体上升并推动扇叶和固定在转轴上的纸马转动，将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程的原理相同。故选 C。 10.B 由图甲知，两个气门关闭，活塞下行，是做功冲程；吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的，燃料燃烧释放的能量部分转化为机械能。由图乙知，一个气门打开、一个气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，吸入的只是空气，此时外界气压大，空气才能被吸入气缸内。故选 B。 11.D 汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；柴油机做功冲程中，燃气膨胀推动活塞对外做功，将内能转化为机械能，燃气的内能减少；图甲中，把水烧成水蒸气，推动风车转动，是蒸汽机的工作原理；图丙中，活塞向下运动，两个气门关闭，是做功冲程，将内能转化为机械能，为汽油机提供动力。故选 D。 12.B 由图可知，取火器全长接近，横截面直径约为，体积较小，便于携带；取火时，一手握住套筒，一手猛推推杆入筒的过程中，压缩内部的气体，推杆对筒内气体做功，使得筒内气体内能增大，温度升高，是通过做功增大了筒内空气的内能；取火的原理与汽油机的压缩冲程相同。故选 B。 13.答案 乙 丙 解析 图乙中，两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，把机械能转化为内能。图丙中，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，靠燃料燃烧做功来完成该冲程，不是靠飞轮惯性完成的冲程。飞轮转完成 1 个工作循环，有 4 个冲程；飞轮的转速为，即转，完成 900 个工作循环，冲程个数为。1 个工作循环对外做功 1 次，900 个工作循环对外做功 900 次。 学科网（北京）股份有限公司 $