14.1 能量的转化与守恒（同步分层作业 ）-2026-2027学年人教版（2024）物理九年级全一册

**基本信息** 该同步练习通过A、B、C三层递进设计，实现从基础概念到综合应用再到素养挑战的知识巩固路径，覆盖能量转化与守恒核心知识点，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A卷|能量形式、转化与转移、守恒定律基础概念|单一知识点直接应用，如选择题区分转化与转移，填空题考查定律内容，强化物理观念| |B卷|能量转化链分析、实验现象解释（滚摆、电动汽车）|综合应用与科学探究，实验题分析机械能损耗，综合题关联实际情境，培养科学思维| |C卷|永动机原理、能量转化链拓展（煤燃烧）|跨情境迁移与质疑创新，开放题探讨能源节约意义，深化科学态度与责任|

人教版（2024）物理·九年级全一册 同步分层作业·含解析 14.1 能量的转化与守恒（同步分层作业·解析版） 2026-2027学年人教版（2024）物理九年级全一册·第十四章 内能的利用 满分：100分（C卷18分为选做）　建议用时：60分钟 考点导览 1．常见的能量形式：动能、势能（重力势能、弹性势能）统称机械能；此外还有内能、电能、光能、化学能、核能等。 2．能量的转化：能量从一种形式变为另一种形式，如摩擦生热（机械能→内能）、燃料燃烧（化学能→内能）、电动机（电能→机械能）、光伏发电（太阳能→电能）。 3．能量的转移：能量从一个物体转移到另一个物体，形式不变，如热传递（高温物体→低温物体，都是内能）。 4．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。它是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，一切自然现象都遵守。 5．永动机不可能制成：任何机器只能转化或转移能量，不能创生能量，还要不可避免地因摩擦等损耗一部分能量——不消耗能量的永动机违背能量守恒定律。 A卷·基础过关（共50分） 一、选择题（每题3分，共30分，10题） 1．（3分）下列实例中，属于能量转移（而不是转化）的是（　　） A．燃料燃烧放热 B．热传递中热量从高温物体传向低温物体 C．电灯发光 D．摩擦生热 【答案】B 【解析】转移＝形式不变、只换载体：热传递前后都是内能，只是从一个物体到了另一个物体；A、C、D都是形式改变的转化。故选B。 2．（3分）如图所示是能量转化的示意图。太阳能电池板将太阳能转化为电能，电灯又将电能转化为光能（和内能）。下列关于这一过程的说法正确的是（　　）（中考真题改编） A．能量在转化过程中逐渐消失了 B．能量转化过程中总量保持不变 C．太阳能全部转化成了光能 D．能量可以凭空产生 【答案】B 【解析】能量守恒定律：转化过程中总量不变，能量不会消失、不会凭空产生，A、D错误；电灯发光时电能还转化为内能，不可能全部变成光能，C错误。故选B。 3．（3分）下列实例中，机械能转化为内能的是（　　） A．陨石坠入大气层烧毁 B．水轮机带动发电机发电 C．电动机带动水泵抽水 D．植物的光合作用 【答案】A 【解析】陨石与大气摩擦，机械能转化为内能（发热发光）；B是机械能→电能；C是电能→机械能；D是光能→化学能。故选A。 4．（3分）关于能量守恒定律，下列说法正确的是（　　） A．能量守恒定律只适用于物理变化 B．能量守恒定律只适用于没有摩擦的情况 C．任何情况下能量的总量都保持不变 D．随着科技发展，永动机是可以制成的 【答案】C 【解析】能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律，适用于一切自然现象（含化学、生命过程），与有无摩擦无关；不消耗能量的永动机违背能量守恒，不可能制成。故选C。 5．（3分）汽油机工作时，燃料在气缸内燃烧，这一过程中能量的转化主要是（　　） A．内能转化为化学能 B．化学能转化为内能 C．机械能转化为内能 D．电能转化为内能 【答案】B 【解析】燃料燃烧是化学能转化为内能的过程；随后燃气推动活塞才是内能转化为机械能。故选B。 6．（3分）单摆在摆动过程中，每次摆到的高度逐渐降低，最后停下来。对此下列说法正确的是（　　）（中考真题改编） A．能量正在逐渐消失 B．机械能守恒，所以高度不会降低 C．机械能逐渐转化为内能，总能量守恒 D．动能和势能没有发生转化 【答案】C 【解析】摆动中动能与势能相互转化，同时克服空气摩擦做功，机械能逐渐转化为内能，摆幅减小；减少的机械能没有消失，而是变成了内能，总能量守恒。故选C。 7．（3分）下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．电风扇工作时：机械能转化为电能 B．蓄电池充电时：化学能转化为电能 C．水电站发电时：机械能转化为电能 D．热机工作时：机械能转化为化学能 【答案】C 【解析】电风扇：电能→机械能；蓄电池充电：电能→化学能；热机：化学能→内能→机械能；只有C正确。故选C。 8．（3分）用燃气灶烧水（如图所示），燃气燃烧把水烧开。下列说法正确的是（　　） A．燃气的化学能转化为水的内能，全部被水吸收 B．燃气燃烧释放的内能全部被水吸收 C．燃气灶烧水是通过热传递改变水的内能 D．烧水过程不遵守能量守恒定律 【答案】C 【解析】烧水是热传递（燃气内能→水的内能），C正确；燃气释放的热量只有一部分被水吸收（散失到空气、被器具吸收），A、B错误；任何过程都遵守能量守恒，D错误。故选C。 9．（3分）自行车下坡时不再蹬车，车速却越来越快。从能量角度看，这是因为（　　） A．重力势能转化为动能 B．动能转化为重力势能 C．内能转化为动能 D．能量凭空增加了 【答案】A 【解析】下坡时高度减小、速度增大，重力势能转化为动能，车速越来越快；总能量守恒，D错误。故选A。 10．（3分）下列关于"能量转化"与"能量转移"的说法，正确的是（　　） A．冬天手捂热水袋：能量的转化 B．电流通过电炉发热：能量的转移 C．木头互相摩擦发热：能量的转化 D．蒸馒头时馒头变热：能量的转化 【答案】C 【解析】摩擦发热是机械能转化为内能（转化），C正确；捂热水袋、蒸馒头是热传递（内能的转移），A、D是转移；电炉发热是电能转化为内能（转化），B错。故选C。 二、填空题（每题4分，共20分，5题） 11．（4分）能量既不会凭空______，也不会凭空______，它只会从一种形式______为其他形式，或者从一个物体______到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持______。这就是能量守恒定律。 【答案】消灭；产生；转化；转移；不变 【解析】能量守恒定律的完整表述，注意"转化"（变形式）与"转移"（换物体）两个词分别对应的情况。 12．（4分）水电站发电时，上游的水下泄冲动水轮机，水轮机带动发电机发电。这一过程中的能量转化：水的______能转化为水和水轮机的______能，再转化为______能。（中考真题改编） 【答案】机械（重力势）；机械（动）；电 【解析】高处的水具有重力势能，下泄中转化为动能，推动水轮机把机械能转化为电能。 13．（4分）写出下列过程中的能量转化： （1）摩擦生热：______能转化为______能； （2）光伏电池发电：______能转化为______能； （3）电流通过电饭锅发热：______能转化为______能。 【答案】（1）机械；内　（2）太阳（光）；电　（3）电；内 【解析】判断转化的要领：抓住起始能量形式和最终能量形式。 14．（4分）历史上有许多人想制造不消耗能量、却能源源不断对外做功的机器——永动机，都失败了。原因是这种机器违背了______定律；机器工作时不可避免地因摩擦等原因损耗一部分能量，这部分能量并没有消失，而是转化为______能。 【答案】能量守恒；内 【解析】能量只能转化或转移，不能创生；"损耗"的能量以内能等形式散布，仍守恒。 15．（4分）滚摆在下落过程中，______能转化为______能；上升过程中，______能转化为______能。若不计空气阻力和摩擦，机械能总量______。 【答案】重力势；动；动；重力势；不变 【解析】动能与势能的相互转化是机械能内部的转化；无摩擦时机械能守恒，有摩擦时机械能部分转化为内能。 B卷·能力提升（共32分） 三、选择题（每题4分，共8分，2题） 16．（4分）2024 年我国航天事业捷报频传。火箭发射升空时，燃料燃烧后燃气高速喷出，推动火箭加速上升。关于此过程，下列说法正确的是（　　）（中考真题改编） A．燃气的内能转化为火箭的机械能 B．火箭的机械能守恒 C．燃料燃烧时内能转化为化学能 D．火箭加速上升说明能量不守恒 【答案】A 【解析】燃气向后喷出对火箭做功，内能转化为火箭的机械能，A正确；火箭加速上升且高度增加，机械能增大，机械能不守恒（但总能量守恒），B、D错误；燃烧是化学能→内能，C错误。故选A。 17．（4分）在一密闭的房间里打开冰箱门，让冰箱工作很长时间，房间温度将（　　） A．越来越低 B．越来越高 C．保持不变 D．无法判断 【答案】B 【解析】冰箱把冰箱内空气的内能"搬"到冰箱外，同时消耗电能；电能最终全部转化为房间的内能（包括压缩机发热），所以房间温度越来越高——能量守恒的生动体现。故选B。 四、实验探究题（每题8分，共16分，2题） 18．（8分）如图所示是滚摆实验：把滚摆悬起，让它从最高处释放，观察它上下往复运动。（中考真题改编） （1）滚摆下降时，______能转化为______能；上升时，______能转化为______能； （2）实际观察发现：滚摆每次上升的最大高度都比前一次低一些，最后停下来。滚摆的机械能去哪里了？ （3）这个现象违背能量守恒定律吗？请说明理由； （4）实验中要保持滚摆从同一高度由静止释放，采用了什么研究方法？ 【答案】（1）重力势；动；动；重力势　（2）见解析　（3）见解析　（4）控制变量法 【解析】（2）滚摆克服绳的摩擦和空气阻力做功，一部分机械能转化为内能（滚摆和周围物体温度略升），机械能减小。 （3）不违背。减少的机械能转化为内能，能量总量不变——能量守恒定律指的是"总能量"守恒，不是"机械能"守恒。 （4）控制初始条件相同，便于比较每次上升的高度。 19．（8分）电动汽车行驶时能量的流动如下：电池输出电能，电动机把电能转化为机械能驱动车轮，同时电流通过各种导体时会发热，轮胎与地面摩擦也会发热。（中考真题改编） （1）写出电动汽车行驶过程中主要的能量转化（两步）； （2）电池输出的电能是否全部转化为驱动汽车的机械能？为什么？ （3）工程师为什么要努力减少"发热损耗"？减少损耗有什么意义？ （4）刹车减速时，传统的刹车方式把汽车的动能转化为内能白白散失；现代电动汽车采用"动能回收"，请说说动能回收的能量转化。 【答案】（1）见解析　（2）见解析　（3）见解析　（4）见解析 【解析】（1）电池（化学能）→电能→机械能。 （2）不是。一部分电能转化为电动机和导线的内能（发热），还有摩擦损耗，所以电动机效率低于100%。 （3）减少发热损耗可以提高能源利用率，增加续航里程，节约能源。 （4）动能回收：车轮带动电机发电（机械能→电能），把电能存回电池——能量转化的巧妙应用。（合理即可） 五、综合应用题（共8分） 20．（8分）风力发电把"风"变成了家家户户插座里的电。（中考真题改编） （1）写出风力发电过程中的能量转化链（至少三步）； （2）风吹动风车叶片，这里的能量最初来自哪里？ （3）有人说："风停了发电机就发不了电，可见能量有时不守恒。"请纠正他的说法； （4）与火力发电相比，风力发电有什么优点和局限？（各说一条） 【答案】（1）风（空气）的机械能→风轮的机械能→发电机转子的机械能→电能　（2）见解析　（3）见解析　（4）见解析 【解析】（2）风能归根结底来自太阳能：太阳照射使地表受热不均，空气流动形成风——太阳能→空气的机械能。 （3）不对。风停只是能量的来源中断了，任何过程能量都守恒；"发不了电"是能量输入停止，不是能量不守恒。 （4）优点：清洁可再生、无碳排放；局限：受天气影响不稳定、占地面积大、能量密度低。（各一条合理即可） C卷·素养挑战（选做）（共18分） 六、综合应用题（共10分） 21．（10分）历史上有人设计了一种"永动机"：用高处的水流下冲击水轮，水轮一边带动磨盘工作，一边带动抽水机把流下去的水再抽回高处，如此循环，机器永远转动。（中考真题改编） （1）请用能量守恒定律分析这个方案为什么必然失败； （2）实际上，即使没有磨盘工作，水流回高处的量也会越来越少，为什么？ （3）"第一类永动机"指不消耗能量却对外做功的机器；科学家还提出了"第二类永动机"——从海水吸热全部转化为功而不产生其他影响，它也不可制成（违反热力学第二定律）。请说说第二类永动机与能量守恒定律是否矛盾，这说明什么？ 【答案】（1）见解析　（2）见解析　（3）见解析 【解析】（1）水从高处流下，重力势能转化为动能，最多能提供这些能量；用这些能量既要带动磨盘做功、又要抽水回高处，抽回的水获得的能量必然小于流下的能量（还要补偿摩擦损耗），循环几次水就抽不回原高度了——机器不消耗能量却持续做功，凭空创造能量，违背能量守恒定律。 （2）水流冲击水轮和管道摩擦不可避免，一部分机械能转化为内能耗散，回到高处的越来越少。 （3）第二类永动机并不违背能量守恒定律（能量总量没变，只是把内能全部变成功）——但它违反了能量转化的方向性规律（热量不能自发地全部转化为功而不产生其他影响）。这说明：自然界中能量的转化和转移是有方向性的，能量守恒只是必要条件之一。 七、开放创新题（共8分） 22．（8分）（1）从"一块煤燃烧"出发，请写出一条尽量长的能量转化链（至少四步），最终与你的生活联系起来； （2）"节约能源"从能量守恒角度看并不是"节约能量总量"（能量总量本来不变），请解释"节约能源"的真实含义； （3）请评价："只要人类不断努力，造出不消耗能量而永远做功的机器是有可能的。" 【答案】开放性试题，合理即可（参考答案见解析） 【解析】（1）示例：煤的化学能→（燃烧）内能→（加热蒸汽推动汽轮机）机械能→（发电机）电能→（电水壶）内能→烧开的水泡茶暖手。（链条合理即可） （2）能量总量虽守恒，但可被人类方便利用的能量（如电能、机械能）会转化为难以利用的内能耗散到环境；"节约能源"实质是节约"便于利用的高品质能量"，减缓其贬值为内能的速度。（合理即可） （3）不可能。不消耗能量而永远做功的机器违背能量守恒定律——自然界最普遍的规律，无数实践（包括历史上所有永动机方案）都失败了。（言之有理即可） 易错点拨 1．区分"转化"与"转移"：转化是形式变了（燃烧：化学能→内能），转移是形式不变只换主人（热传递）。 2．"摩擦生热"不是能量消失了：机械能转化为内能，总能量守恒；"能量被消耗掉了"的准确说法是"能量转化成了其他形式（如内能）"。 3．能量守恒定律是自然界普遍规律，但不等于"机械能守恒"：有摩擦时机械运动会减少（部分机械能转化为内能），机械能不守恒。 4．判断能量转化方向要看清起始和结果："电流通过电灯"是电能→内能和光能；"水轮机发电"是机械能→电能。 第 页　共 页 学科网（北京）股份有限公司 $人教版（2024）物理·九年级全一册 同步分层作业·含解析 14.1 能量的转化与守恒（同步分层作业） 2026-2027学年人教版（2024）物理九年级全一册·第十四章 内能的利用 满分：100分（C卷18分为选做）　建议用时：60分钟 注意事项： 1．答题前，请将班级、姓名写在指定位置；选择题答案填入题后括号内，填空题答案写在横线上。 2．本练习分A、B、C三层：A卷面向全体同学，B卷面向大部分同学，C卷为素养挑战选做题。 3．计算题应写出必要的公式与单位，只有结果没有过程不能得分。 考点导航 1．常见的能量形式：动能、势能（重力势能、弹性势能）统称机械能；此外还有内能、电能、光能、化学能、核能等。 2．能量的转化：能量从一种形式变为另一种形式，如摩擦生热（机械能→内能）、燃料燃烧（化学能→内能）、电动机（电能→机械能）、光伏发电（太阳能→电能）。 3．能量的转移：能量从一个物体转移到另一个物体，形式不变，如热传递（高温物体→低温物体，都是内能）。 4．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。它是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，一切自然现象都遵守。 5．永动机不可能制成：任何机器只能转化或转移能量，不能创生能量，还要不可避免地因摩擦等损耗一部分能量——不消耗能量的永动机违背能量守恒定律。 A卷·基础过关（共50分） 一、选择题（每题3分，共30分，10题） 1．（3分）下列实例中，属于能量转移（而不是转化）的是（　　） A．燃料燃烧放热 B．热传递中热量从高温物体传向低温物体 C．电灯发光 D．摩擦生热 2．（3分）如图所示是能量转化的示意图。太阳能电池板将太阳能转化为电能，电灯又将电能转化为光能（和内能）。下列关于这一过程的说法正确的是（　　）（中考真题改编） A．能量在转化过程中逐渐消失了 B．能量转化过程中总量保持不变 C．太阳能全部转化成了光能 D．能量可以凭空产生 3．（3分）下列实例中，机械能转化为内能的是（　　） A．陨石坠入大气层烧毁 B．水轮机带动发电机发电 C．电动机带动水泵抽水 D．植物的光合作用 4．（3分）关于能量守恒定律，下列说法正确的是（　　） A．能量守恒定律只适用于物理变化 B．能量守恒定律只适用于没有摩擦的情况 C．任何情况下能量的总量都保持不变 D．随着科技发展，永动机是可以制成的 5．（3分）汽油机工作时，燃料在气缸内燃烧，这一过程中能量的转化主要是（　　） A．内能转化为化学能 B．化学能转化为内能 C．机械能转化为内能 D．电能转化为内能 6．（3分）单摆在摆动过程中，每次摆到的高度逐渐降低，最后停下来。对此下列说法正确的是（　　）（中考真题改编） A．能量正在逐渐消失 B．机械能守恒，所以高度不会降低 C．机械能逐渐转化为内能，总能量守恒 D．动能和势能没有发生转化 7．（3分）下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．电风扇工作时：机械能转化为电能 B．蓄电池充电时：化学能转化为电能 C．水电站发电时：机械能转化为电能 D．热机工作时：机械能转化为化学能 8．（3分）用燃气灶烧水（如图所示），燃气燃烧把水烧开。下列说法正确的是（　　） A．燃气的化学能转化为水的内能，全部被水吸收 B．燃气燃烧释放的内能全部被水吸收 C．燃气灶烧水是通过热传递改变水的内能 D．烧水过程不遵守能量守恒定律 9．（3分）自行车下坡时不再蹬车，车速却越来越快。从能量角度看，这是因为（　　） A．重力势能转化为动能 B．动能转化为重力势能 C．内能转化为动能 D．能量凭空增加了 10．（3分）下列关于"能量转化"与"能量转移"的说法，正确的是（　　） A．冬天手捂热水袋：能量的转化 B．电流通过电炉发热：能量的转移 C．木头互相摩擦发热：能量的转化 D．蒸馒头时馒头变热：能量的转化 二、填空题（每题4分，共20分，5题） 11．（4分）能量既不会凭空______，也不会凭空______，它只会从一种形式______为其他形式，或者从一个物体______到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持______。这就是能量守恒定律。 12．（4分）水电站发电时，上游的水下泄冲动水轮机，水轮机带动发电机发电。这一过程中的能量转化：水的______能转化为水和水轮机的______能，再转化为______能。（中考真题改编） 13．（4分）写出下列过程中的能量转化： （1）摩擦生热：______能转化为______能； （2）光伏电池发电：______能转化为______能； （3）电流通过电饭锅发热：______能转化为______能。 14．（4分）历史上有许多人想制造不消耗能量、却能源源不断对外做功的机器——永动机，都失败了。原因是这种机器违背了______定律；机器工作时不可避免地因摩擦等原因损耗一部分能量，这部分能量并没有消失，而是转化为______能。 15．（4分）滚摆在下落过程中，______能转化为______能；上升过程中，______能转化为______能。若不计空气阻力和摩擦，机械能总量______。 B卷·能力提升（共32分） 三、选择题（每题4分，共8分，2题） 16．（4分）2024 年我国航天事业捷报频传。火箭发射升空时，燃料燃烧后燃气高速喷出，推动火箭加速上升。关于此过程，下列说法正确的是（　　）（中考真题改编） A．燃气的内能转化为火箭的机械能 B．火箭的机械能守恒 C．燃料燃烧时内能转化为化学能 D．火箭加速上升说明能量不守恒 17．（4分）在一密闭的房间里打开冰箱门，让冰箱工作很长时间，房间温度将（　　） A．越来越低 B．越来越高 C．保持不变 D．无法判断 四、实验探究题（每题8分，共16分，2题） 18．（8分）如图所示是滚摆实验：把滚摆悬起，让它从最高处释放，观察它上下往复运动。（中考真题改编） （1）滚摆下降时，______能转化为______能；上升时，______能转化为______能； （2）实际观察发现：滚摆每次上升的最大高度都比前一次低一些，最后停下来。滚摆的机械能去哪里了？ （3）这个现象违背能量守恒定律吗？请说明理由； （4）实验中要保持滚摆从同一高度由静止释放，采用了什么研究方法？ 19．（8分）电动汽车行驶时能量的流动如下：电池输出电能，电动机把电能转化为机械能驱动车轮，同时电流通过各种导体时会发热，轮胎与地面摩擦也会发热。（中考真题改编） （1）写出电动汽车行驶过程中主要的能量转化（两步）； （2）电池输出的电能是否全部转化为驱动汽车的机械能？为什么？ （3）工程师为什么要努力减少"发热损耗"？减少损耗有什么意义？ （4）刹车减速时，传统的刹车方式把汽车的动能转化为内能白白散失；现代电动汽车采用"动能回收"，请说说动能回收的能量转化。 五、综合应用题（共8分） 20．（8分）风力发电把"风"变成了家家户户插座里的电。（中考真题改编） （1）写出风力发电过程中的能量转化链（至少三步）； （2）风吹动风车叶片，这里的能量最初来自哪里？ （3）有人说："风停了发电机就发不了电，可见能量有时不守恒。"请纠正他的说法； （4）与火力发电相比，风力发电有什么优点和局限？（各说一条） C卷·素养挑战（选做）（共18分） 六、综合应用题（共10分） 21．（10分）历史上有人设计了一种"永动机"：用高处的水流下冲击水轮，水轮一边带动磨盘工作，一边带动抽水机把流下去的水再抽回高处，如此循环，机器永远转动。（中考真题改编） （1）请用能量守恒定律分析这个方案为什么必然失败； （2）实际上，即使没有磨盘工作，水流回高处的量也会越来越少，为什么？ （3）"第一类永动机"指不消耗能量却对外做功的机器；科学家还提出了"第二类永动机"——从海水吸热全部转化为功而不产生其他影响，它也不可制成（违反热力学第二定律）。请说说第二类永动机与能量守恒定律是否矛盾，这说明什么？ 七、开放创新题（共8分） 22．（8分）（1）从"一块煤燃烧"出发，请写出一条尽量长的能量转化链（至少四步），最终与你的生活联系起来； （2）"节约能源"从能量守恒角度看并不是"节约能量总量"（能量总量本来不变），请解释"节约能源"的真实含义； （3）请评价："只要人类不断努力，造出不消耗能量而永远做功的机器是有可能的。" 第 页　共 页 学科网（北京）股份有限公司 $