10.6《能量转化与守恒》学科素养同步分层练习设计（基础版）2026-2027学年北师大版初中物理九年级全一册

**基本信息** 本练习为《能量转化与守恒》基础版同步练，以物理观念为核心，通过从单一能量转化判断到守恒定律综合应用的梯度设计，适配新授课知识巩固，强化能量观念与科学态度。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|能量转化判断、守恒定律理解、简单应用|选择题聚焦单一转化（如风力发电机机械能→电能），填空题强化守恒定律（如能量总量不变），实验探究题结合生活实例（如热机模型化学能→内能→机械能）|

10.6《能量转化与守恒》学科素养同步分层练习设计（基础版） 初中物理九年级上册（北师郭玉英新教材） 一、选择题 1．（【真题圈】四川名校练考试卷教科版物理八年级上9.学情调研(二) (1.1-4.4)） “风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“脚踩”蓄电池，“腰挎”照明灯。下列解释合理的是(　　) A．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 B．照明灯是将电能转化为热能 C．太阳能电池板是将光能转化为电能 D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 2．（2025九上·通渭月考）甘肃酒泉风电基地是我国第一个千万级风电基地的启动项目，基地中的风力发电机工作时的能量转化为（　　） A．机械能→电能 B．光能→电能 C．电能→机械能 D．电能→内能 3．（2025九上·清水月考）2020年国家能源区总投资4.4亿元三峡新能源清水—白驼60兆瓦风电项目，首批7台风电机组已完成并网，其中“风力发电”和“光伏发电”的能量转换说法正确的是（　　） A．太阳能转化为内能，太阳能转化为电能 B．太阳能转化为电能，再转化为化学能 C．机械能转化为电能，光能转化为电能 D．太阳能转化为电能，再转化为光能 4．（2025九上·纳溪月考）如图所示，是用易拉罐做成的一个热风车，下边放一只点燃的蜡烛，风车就会转起来。四冲程内燃机中与此能量转化相同的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5．（2025九上·南海期中）风力发电机工作时的能量转化是（　　） A．电能→机械能 B．光能→电能 C．机械能→电能 D．电能→内能 6．（2024九上·武汉月考）小军中秋节回老家，发现在道路两旁装了风光互补型太阳能道路灯，查资料得知，它是利用风能和太阳能系统共同发电的装置，如图，它是由小风扇、光电池板、蓄电池、照明灯组成，下列解释合理的是（　　） A．照明灯工作时，没有消耗电能 B．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 C．太阳能电池板是将光能转化为电能的装置 D．小风扇是风力发电机，工作时是将电能转化为机械能 7．（2025九上·南山期末）如图所示，将试管中的水加热后，水蒸气从橡皮塞小孔冲出，推动风车转动。汽油机工作时，与水蒸气推动风车转动时能量转化过程相同的冲程是（ ） A． B． C． D． 8．（2025九上·长沙月考）如图所示为一款户外旅行用的太阳能背包，背包表面有一块太阳能电池板，背包里有一块蓄电池，可以给手机、小风扇等电子产品供电。下列说法中不正确的是（　　） A．小风扇工作时将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将太阳能转化为电能 C．蓄电池充电时将内能转化为化学能 D．蓄电池放电时将化学能转化为电能 二、填空题 9．（2024九上·重庆市开学考）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。”如图所示，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　 　能从而减少CO2的排放。在转化过程中，能的总量　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 10．（2025八上·中江期中）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。 11．（2026·新会模拟）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%。 12．（2025八下·岳阳期末）河北丰宁抽水蓄能电站是2022年北京冬奥会的电力保障项目之一，该电站可以利用风能、太阳能资源充足时发电获得的部分　 　能，将水抽到高处转化为水的　 　能储存起来，需要时再利用这些储存的能量发电，从而弥补了风能、太阳能不稳定且转化的电能难储存的不足，堪称电力系统的巨型“充电宝”。 13．（2025·和政模拟）为了实现中国2030年前“碳达峰”，风力发电场可将风能转化为电能从而减少的排放，在转化过程中，能量的总量　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 14．（2026九上·常宁期末）如图所示，这是我国“东风—51”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，　 　能转化为内能，这是通过　 　改变物体内能。 三、综合题 15．（2024九上·鹤山月考）小蒋同学家购买了一辆自主品牌轿车，如图所示，汽车应用了许多物理知识。请你运用所学的物理知识解答下列问题： （1）汽油机是汽车的“心脏”，汽油机的做功冲程是将　 　能转化为　 　能； （2）汽车发动机是用水作冷却剂的，这是利用了水的　 　的性质；冬天，小蒋的父亲开车行驶在路上，不一会儿汽车挡风玻璃内侧出现了一层“白雾”，为了尽快消除“白雾”，你认为应该开启空调的　 　（选填“冷”或“热”）风，从而加快水的　 　； （3）开车上坡前，往往加大油门，以提高汽车的速度，这是为了增大　 　（选填“惯性”和“动能”）。 四、简答题 16．（2023八下·昌平期末）地球上，海水朝夕涨落，江河日夜奔腾；有时微风拂面，有时狂风劲吹。从能量的角度来看，自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源．我们的祖先很早就开始利用水能和风能了。请你举一个人类利用水能或风能的实例：　 　。（如：用水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉；船靠风力鼓起帆来推动它们航行。） 五、实验探究题 17．（2026·长沙模拟）如图所示，某跨学科实践小组利用易拉罐制作了一个简易热机模型：实验时向易拉罐内注入半罐水，将去掉笔芯的水性笔管插入罐中，并将易拉罐与水性笔连接处密封，笔尖对准小风扇的扇叶。点燃罐下的酒精灯加热，一段时间后，水性笔管一端有蒸汽喷出，扇叶转动。 （1）该模型工作过程的能量转化情况为：化学能→　 　→机械能。 （2）罐中水的内能增大是通过　 　方式实现的。 答案解析部分 1．【答案】C 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】A. 小风扇是风力发电机，工作时将机械能转化为电能，故A错误； B. 照明灯工作时将电能转化为光能，同时伴随少量内能，主要不是转化为热能，故B错误； C. 太阳能电池板是将光能转化为电能，故C正确； D. 蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D错误。 故选C。 【分析】1、风力发电机：风吹动扇叶，把机械能转化成电能； 2、照明灯工作，消耗电能，主要输出光能； 3、太阳能电池板，接收太阳光，把光能转化为电能； 4、蓄电池充电：电能转化化学能；蓄电池放电：化学能转换为电能。 2．【答案】A 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】风能属于机械能，风力发电机工作时，是利用风的机械能，带动发电机的叶片转动，从而发电，将机械能转化为电能。A符合题意。 故选A。 【分析】发电机发电，将机械能转化为电能。 3．【答案】C 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】风力发电，消耗风能，产生电能，将机械能转化为电能，“光伏发电”是将光能转化为电能，故ABD错误，C正确。 故选C。 【分析】根据消耗的能量和获得的能量，判断能量变化规律。 4．【答案】C 【知识点】热机的四个冲程；能量的转化或转移 【解析】【解答】蜡烛燃烧释放内能，热空气推动风车转动，内能转化为机械能。 A、吸气冲程：只吸入混合气，无能量转化 B、压缩冲程：机械能→内能 C、做功冲程：内能→机械能（匹配题干能量转化） D、排气冲程：只排出废气，无能量转化 故答案为：C。 【分析】1、热风车能量转化：内能转化为机械能 2、四冲程汽油机能量变化： 压缩冲程：活塞压缩气体，机械能转化内能 做功冲程：燃气膨胀推动活塞，内能转化机械能 3、吸气、排气冲程仅机械运动，不发生能量转换。 5．【答案】C 【知识点】机械能及其转化；能量的转化或转移 【解析】【解答】A：电能一机械能，是电动机的能量转化，不符合风力发电机的工作原理，错误。 B：光能一电能，是太阳能电池的能量转化，与风力无关，错误。 C：机械能一电能，符合风力发电机将风能(机械能)转化为电能的过程，正确 D：电能一内能，如电热器的能量转化，与发电机无关，错误。 综上，答案是C 【分析】要解决这道题，需明确风力发电机的能量转化过程，风力发电机的叶片在风的作用下转动(具有机械能)发电机通过电磁感应原理，将叶片的机械能转化为电能。 6．【答案】C 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】A．照明灯提供照明时，将电能转化为光能和内能，故A错误； B．蓄电池在放电提供电能时，将化学能转化为电能，故B错误意； C．太阳能电池板工作时，是将光能转化为电能，故C正确； D．小风扇属于风力发电机，将机械能转化为电能，故D错误。 故选C。 【分析】分析电池板、照明灯、小风扇、蓄电池工作时消耗和获得的能量是什么，可逐一做出判断。 A、照明灯提供照明时，消耗了电能，获得了光能和内能 ； B、蓄电池在放电提供电能时，消耗了化学能，获得了电能 ； C、太阳能电池板工作时，消耗了太阳能，获得了电能； D、小风扇工作时消耗了机械能，获得了电能 。 7．【答案】B 【知识点】热机的四个冲程；能量的转化或转移 【解析】【解答】水蒸气从小孔冲出，推动风车转动，将内能转化为机械能，汽油机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，做功冲程中，气门关闭，活塞下行，B符合题意。 故选B。 【分析】汽油机的气门关闭，活塞下行，是做功冲程，将内能转化为机械能。 8．【答案】C 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】 解：A．小风扇工作时，消耗电能使扇叶转动，将电能转化为机械能，故A正确； B．太阳能电池板的核心作用是将太阳能转化为电能，用于供电或给蓄电池充电，故B正确； C．蓄电池充电时，是将电能转化为化学能储存起来，故C错误； D．蓄电池放电时，将储存的化学能转化为电能，为电子产品供电，故D正确。 故选：C。 【分析】能量转化的过程中，必定有一种能量减少，另一种能量增加；分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。 9．【答案】电；不变 【知识点】能量的转化或转移；能量守恒定律 【解析】【解答】 风是空气流动形成的，由于空气具有质量(m)和速度(v)，风具有动能。风力发电装置将这种动能转化为电能。 根据能量守恒定律，能量不会凭空产生或消失，只能从一种形式转化为另一种形式（如风能→电能），或者从一个物体转移到另一个物体，在整个转化过程中总能量保持不变。 【分析】1、能量守恒：能量在转化或者转移过程中，能量不会消失也不会凭空产生，即遵循能量守恒。 2、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。 10．【答案】转移；电能 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】利用能量的过程，就是能量转移或转化的过程。风力发电站发电时，消耗了风能，获得了电能，将风能转化为电能，从而减少二氧化碳排放。 故答案为：转移；电能。 【分析】能量转化的过程中，必定有一种能量减少，另一种能量增加；分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。 11．【答案】大；重力势；不可能 【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；能量的转化或转移 【解析】【解答】动能的大小与物体的质量和速度有关，当空气质量一定时，风速越大，空气的速度越大，其动能也越大；重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量相同的水，位置越高，重力势能越大；在能量转化过程中，总有一部分能量会因克服摩擦、散热等因素损耗，无法完全转化为有用能量，因此抽水蓄能电站的能量转化效率不可能达到 100%。 故答案为：大；重力势；不可能； 【分析】结合动能、重力势能的影响因素和能量转化的损耗规律进行解答；关键知识点为动能与质量、速度的关系，重力势能与质量、高度的关系，以及能量转化过程中的损耗规律。 12．【答案】电；重力势 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】利用风能、太阳发电，获得电能，为电路提供电能；水被抽到高处，水的重力势能增大，电能转化为重力势能。故第1空填：电；第2空填：重力势。【分析】发动机将其他能量转化为电能；质量一定时，高度变大，重力势能变大。 13．【答案】不变 【知识点】能量守恒定律 【解析】【解答】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。【分析】自然界中能量是守恒的，但消耗的能源产生的能量不能充分利用，以其它能量的形式损失掉。能量在转化中具有方向性；能重复利用或循环获得的能量是可再生的，否则是不可再生的。 14．【答案】机械；做功 【知识点】做功改变物体内能；能量的转化或转移 【解析】【解答】 弹头在高速飞行中与空气剧烈摩擦，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能。 故答案为：机械；做功。 【分析】 改变物体内能的两种方式：做功和热传递，做功是能量的转化，热传递是能量的转移。 15．【答案】内；机械；比热容大；热；汽化；动能 【知识点】液化及液化放热；动能的影响因素；热机；热机的四个冲程；能量的转化或转移 【解析】【解答】（1）汽油机是汽车的“心脏”，汽油机是将燃料的化学能转化为内能，在做功冲程中将内能转化为机械能； （2）第3空，和质量相同的其它物质相比，升高相同的温度，水吸热多，即：水的比热容大；汽车发动机用水作冷却剂就是利用水的这个特性； 第4空，第5空，冬天，行驶的汽车挡风玻璃内侧出现了一层“白雾”，是由于车内热水蒸气遇到冷的玻璃发生液化形成的小水珠，故可以通过开启空调的热风加热，加快小水珠变为水蒸气的过程即汽化； （3）汽车上坡前，加大油门，可以提高汽车的速度，增大车的动能，惯性只与汽车的质量有关，速度增大，惯性不变。 故答案为：（1）内；机械；（2）比热容大；热；加快；（3）动能； 【分析】（1）汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能； （2）因为水的比热容大，和同样质量的其它物质相比，升高相同的温度，水从发动机吸热多； 我们看到的白雾之类的都是液态小水滴，是热水蒸气遇冷发生液化形成；汽化指物质从液态变为气态的过程，提高液体温度可以加快汽化的过程； （3）惯性只与物体的质量有关，与物体的速度无关；物体的动能与物体质量和速度有关。 16．【答案】人类利用水的重力势能进行水力发电。 【知识点】能量的转化或转移 【解析】【解答】人们利用水的重力势能来发电，将重力势能转化为电能。 【分析】利用水从高处下落，将水的重力势能转化为电能。 17．【答案】（1）内能 （2）热传递 【知识点】热传递改变物体内能；热机；能量的转化或转移 【解析】【解答】（1）酒精发生燃烧反应时，会把自身储存的化学能转化为内能，进而使金属罐内水和水蒸气的内能升高，当高温水蒸气向外喷出时推动扇叶转动，此时水蒸气的内能又进一步转化为扇叶转动的机械能，所以整个装置的能量转化过程依次为：化学能→内能→机械能。 （2）改变物体内能的方式有做功和热传递两种，在本题中，酒精灯燃烧时向外释放热量，这些热量通过热传递的方式转移给了金属罐内的水，因此水的内能增大是通过热传递的方式实现的。 【分析】1、简易汽轮机的模型的工作的能量转化为化学能转换为内能，内能转换为机械能。 2、本题涉及的热机模型，酒精灯在外部燃烧，属于外燃机； 3、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能。 （1）酒精燃烧过程将化学能转化为内能，使罐内水和水蒸气的内能增加，高温水蒸气喷出推动扇叶转动，再将内能转化为机械能，因此能量转化过程为：化学能→内能→机械能。 （2）改变内能的方式分为做功和热传递，本题中酒精灯燃烧放出热量，热量通过热传递转移给罐内的水，因此水的内能增大是通过热传递的方式实现的。 学科网（北京）股份有限公司 $