14.1能量的转化与守恒 同步练习-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 本同步练习通过基础达标与素养提升两层设计，以1:1题量配比实现从单一能量转化判断到综合能源应用分析的梯度进阶，强化能量观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础达标|能量转化基本类型、守恒定律|单选直接考查概念（如电动机能量转化），填空结合生活情境（潮汐发电），错题改正强化守恒观念| |素养提升|能源分类、效率计算、实际应用|单选综合分析科技案例（压气储能），填空融入前沿情境（空间站太阳能），简答论证永动机可行性，培养科学论证能力|

2026-2027学年度人教版九年级全一册物理同步分层作业14.1能量的转化与守恒 第一部分基础达标 一．单项选择题（共5小题） 1．下列关于能量转化、转移现象的说法，错误的是（　　） A．植物进行光合作用时，光能转化为化学能 B．酒精燃烧时，内能转化为化学能 C．电动机工作，电能主要转化为机械能 D．用热水袋取暖，内能发生了转移 【答案】B 【解答】解：A、植物进行光合作用，是将光能转化为化学能储存在植物体内，故A正确； B、酒精具有化学能，燃烧时将化学能转化为内能，故B错误； C、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，其工作时消耗电能转化为机械能，故C正确； D、用热水袋取暖，是内能发生了转移，是通过热传递来改变物体的内能，故D正确。 故选：B。 2．据报道，近日，随着2024年第1000万辆新能源汽车下线，中国成为全球首个新能源汽车年度产量达到1000万辆的国家，对其主要部件电动机工作过程中能量转化的表述正确的是（　　） A．根据能量守恒定律，汽车的电能全部转化成机械能 B．汽车的电动机的效率虽然提高了，但也只有部分电能转化为机械能 C．汽车运行是太阳能转化成机械能 D．电动机工作是机械能转化成电能 【答案】B 【解答】解：新能源汽车是依靠电动机来工作，汽车运动时，电动机消耗电能，获得机械能，所以汽车运行时，将电能转化为机械能；汽车的电动机工作时效率较高，工作时电能主要转化为机械能，但还有一部分电能会转化为内能，即电能转化为机械能和内能，不会全部转化为机械能。综上分析可知，选项B正确，ACD错误。 故选：B。 3．如图所示展示的是“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。下列说法正确的是（　　） A．在太阳光照射下，太阳能电池板将光能转化成化学能 B．照明时，蓄电池将化学能转化为电能为灯泡供电 C．储能时，蓄电池充电过程将电能转化为内能 D．照明时，灯泡将化学能转化为光能和内能 【答案】B 【解答】解：A．在太阳光照射下，太阳能电池板工作，它是将太阳能（光能）转化为电能，然后再通过充电过程将电能存储到蓄电池中转化为化学能，故A错误； B．照明时，蓄电池向外供电，其内部发生化学变化，将储存的化学能转化为电能，为灯泡等用电器提供能量，故B正确； C．储能时，蓄电池充电过程是将电能转化为化学能储存起来，而不是电能转化为内能，故C错误； D．照明时，灯泡工作，是消耗电能，将电能转化为光能和内能，故D错误。 故选：B。 4．如图所示，北京时间2025年4月24日，神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，发射过程中，燃料燃烧产生巨大能量推动火箭升空。下列有关能量转化的说法不正确的是（　　） A．燃料燃烧的过程将化学能转化为内能 B．火箭发动机工作过程将内能转化为机械能 C．火箭与空气摩擦的过程将机械能转化为内能 D．火箭加速升空的过程将动能转化为重力势能 【答案】D 【解答】解：A．燃料燃烧的过程将化学能转化为内能，故A正确； B．火箭发动机属于热机，工作过程将内能转化为机械能，故B正确； C．火箭与空气摩擦的过程产生热量，将机械能转化为内能，故C正确； D．火箭加速升空过程质量不变，速度变大、高度变大，动能和势能都增加，内能转化为机械能，故D错误。 故选：D。 5．如图是某设备工作过程中的能量流向图，下列设备在工作过程中，能量转化与该图相符的是（　　） A．平衡车 B．电热足浴盆 C．燃油轿车 D．锅炉 【答案】C 【解答】解：根据能量流向图可知，该设备工作时，首先将化学能转化为内能，再将内能转化为机械能。 AB．平衡车和电热足浴盆工作时消耗电能，将电能转化为机械能和内能，故AB不符合题意； C．燃油轿车属于内燃机，工作时将汽油的化学能通过燃烧转化为气缸内气体的内能，大部分内能通过排气、散热直接散失到空气中，小部分内能推动活塞做功，转化为机械能驱动汽车前进，故C符合题意； D．锅炉工作目的是产热，将燃料的化学能转化为内能用于加热水或传热介质，故D不符合题意。 故选：C。 二．填空题（共5小题） 6．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。 【解答】解：利用潮汐发电的过程中，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。 故答案为：机械；电；不可能。 7．如图所示，科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，车顶部的巨型叶子是一个高效光电转换器，光电转换器实际就是把光能转换成 　 能。 【答案】电。 【解答】解：叶子车的顶部安装的是高效光电转换器，光电转换器实际就是把光能转换成电能。 故答案为：电。 8．如图所示，取一支按压式圆珠笔，将笔的按压式小帽朝下按在桌面上，放手后笔将会向上弹起一定的高度。按压过程中，通过人做功，化学能转化为弹簧的 　 。 【答案】弹性势能。 【解答】解：按压过程中，通过人做功，人的化学能转化为弹簧的弹性势能。 故答案为：弹性势能。 9．电单车是生活中常见的交通工具，电单车里安装的电动机在工作时将电能转化为　 　 能；骑行电单车时要注意安全，骑行速度较快时，电单车的惯性将　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】机械；不变 【解答】解：电单车里安装的电动机在工作时消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程； 惯性是物体本身的一种性质，骑行电单车速度较快时，虽然速度改变，但其惯性是不变的。 故答案为：机械；不变。 10．某同学在笔记中记录了如下错题，请你帮他找出错误之处，分析错因并写出正确的解答过程。 错题记录 错题改正 某商家在宣传一款价格低廉的“自发热石墨烯”保暖内衣时，声称该内衣内含石墨烯材料，穿戴时无需消耗其它能量，凭借石墨烯特殊的物质结构和极好的热稳定性，就能凭空产生热量，在任何时间和环境中都能实现“自发热”功能。请你利用所学的物理知识，判断该商家对“自发热”功能的宣传是否科学，并解释其原因。 答：该商家的宣传具有科学性。利用石墨烯特殊的物质结构和极好的热稳定性，无需消耗能量即可产生热量，是可以实现“自发热”功能。 错误之处：　 　 。 错因分析：　 　 。 正确解答：　 　 。 【答案】该商家的宣传具有科学性；该商家的宣传违背了能量守恒定律；该商家的宣传不具有科学性，石墨烯产生的热量需要消耗能量。 【解答】解：错误之处：结合能量守恒定律可知，该商家的宣传违背了能量守恒定律，故商家的宣传具有科学性说法错误； 错因分析：该商家的宣传违背了能量守恒定律； 正确解答：该商家的宣传不具有科学性。石墨烯产生的热量是需消耗能量的。 故答案为：该商家的宣传具有科学性；该商家的宣传违背了能量守恒定律；该商家的宣传不具有科学性，石墨烯产生的热量是需消耗能量的。 第二部分 素养提升 一．单项选择题（共5小题） 1．关于能量和能源，下列说法不正确的是（　　） A．能源是为人类提供某种形式能量的物质资源 B．能量的转化具有方向性，转移不具有方向性 C．电能属于二次能源，石油属于不可再生能源 D．永动机不能实现，是因为违背能量守恒定律 【答案】B 【解答】解：A、能源是能为人类提供某种形式能量的物质资源，故A正确。 B、能量的转化和转移都具有方向性，如热量只能自发从高温物体传向低温物体，故B错误。 C、电能无法直接从自然界获取，属于二次能源；石油消耗后短时间内无法再生，属于不可再生能源，故C正确。 D、永动机违背能量守恒定律，无法实现，故D正确。 故选：B。 2．如图所示，在2025年第十五届全运会开幕式上，主火炬塔使用氢气作为燃料。氢气燃烧时将化学能转化为（　　） A．内能 B．电能 C．机械能 D．核能 【答案】A 【解答】解：氢气燃烧是将氢气的化学能转化为内能的过程，故A符合题意。 故选：A。 3．2024年4月，世界首套300MW级压气储能电站——湖北应城压气储能电站示范工程并网成功，如图所示。其工作原理是：利用电网负荷低谷时的剩余电力驱动电动压缩机压缩空气，将其储存在高压密封设施内，在用电高峰释放压缩空气驱动膨胀机带动发电机发电。以下分析正确的是（　　） A．储能过程中，电能最终转化为化学能 B．储能过程中，压缩空气做功，空气内能增大 C．释能过程中，空气膨胀做功，其内能增大 D．释能过程中，化学能最终转化为电能 【答案】B 【解答】解：A．储能过程：电能驱动压缩机压缩空气，电能最终转化为空气的内能，故A错误； B．储能过程，压缩机对空气做功，机械能转化为内能，空气内能增大，故B正确； C．释能过程，高压空气膨胀推动膨胀机，空气对外做功，自身内能减小，故C错误； D．释能过程，空气内能先转化为膨胀机的机械能，膨胀机的机械能再带动发电机转化为电能，故D错误。 故选：B。 4．2025年5月29日，我国用长征三号乙运载火箭成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空如图所示，关于火箭升空下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分，其热值越大 B．火箭发动机工作过程中的热机效率不可能达到100% C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至﹣253℃时，其内能为零 D．火箭的外壳与大气摩擦生热是创造了能量，不遵循能量守恒定律 【答案】B 【解答】解：A、热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，所以火箭的燃料燃烧得越充分，热值不变，故A错误； B、火箭发动机工作过程中不可避免会有能量的损失，所以热机效率不可能达到100%，故B正确； C、一切物体都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至﹣253℃时也有内能，故C错误； D、任何能量的转化或转移都要遵循能量守恒定律，故D错误。 故选：B。 5．某家车行办店展销活动，主推某款搭载6C超级快充电池（“6C”为充电倍率，指电池可在小时内充满电）的新能源车。现场演示充电时，经监测，电池温度较初始状态略有升高，但未超出车辆安全温度阈值。下列关于该现象及相关技术的说法，正确的是（　　） A．电池温度升高是因为充电时电能全部转化为内能 B．充电过程中电能全部转化为化学能 C．电池发热说明其内部的分子热运动在加剧 D．充电时电池的内能一定等于增加的化学能 【答案】C 【解答】解：AB．充电时电能主要转化为化学能，但部分会因电阻转化为内能，所以电池温度升高，故AB错误； C．温度是分子热运动剧烈程度的标志。电池发热意味着温度升高，根据分子动理论，温度升高时分子热运动加剧，故C正确； D．充电时电能主要转化为化学能，一部分转化为内能，内能的增加量是电能转化过程中的部分能量损失，而化学能是主要的能量储存形式，两者没有必然的相等关系，故D错误。 故选：C。 二．填空题（共4小题） 6．抽水蓄能电站的基本结构如图所示，当电网上的电能不足时，打开大坝使原来抽到高处上水库的水再流回下水库。水流从上水库流向下水库的过程中 能主要转化为 能，并利用水流的 能推动蓄能机组转动，带动发电机工作。 【答案】重力势；动；动。 【解答】 解：水流从上水库流向下水库的过程，水的质量不变，高度减小，重力势能减少，速度增大，动能增加，是重力势能转化为动能。利用水流动能推动蓄能机组转动，带动发电机工作。 故答案为：重力势；动；动。 7．在科学实践活动中，小亮同学自制了一款太阳能小车，他向同学介绍说：“这是一款无动力，零耗能，见光走的小车。”你认为小亮的说法是 　 　 （选填“正确”或“错误”）的，你的依据是 　 　 （答案合理即可）。 【答案】错误；电池板将太阳能转化为电能，电能再转化为机械能，为小车提供动力，所以“无动力，零耗能”的说法是错误的。 【解答】解：力是改变运动状态的原因，要让小车运动，必须要有动力，而提供动力必须要消耗能量，因此，太阳能小车不可能零耗能；实事上，是电池板将太阳能转化为电能，电能再转化为机械能，为小车提供动力，所以“无动力，零耗能”的说法是错误的。 故答案为：错误；电池板将太阳能转化为电能，电能再转化为机械能，为小车提供动力，所以“无动力，零耗能”的说法是错误的。 8．中国空间站为人类探索太空贡献着中国力量。空间站主要靠太阳能帆板提供能源，帆板工作时将太阳能转化为　 　 能。能量在转化的过程中，总量　 　 （选填“增大”“减小”或“保持不变”）。 【答案】电；保持不变。 【解答】解：太阳能帆板工作时，吸收太阳能并将其转化为电能，因为空间站的各种设备运行需要的是电能，所以这一过程实现了太阳能到电能的转化。 根据能量守恒定律可知，能量在转化的过程中总量保持不变。 故答案为：电；保持不变。 9．汽车在运行过程中，能量转化情况如图所示。该汽车的能量转化效率为 　 　 ；汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎等的内能，此过程中能量 　 　 （选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】30%；守恒。 【解答】解：（1）由图计算汽车在运行过程中，燃料完全燃烧释放的热量为100%，其中废气带走33%，冷却水带走30%，摩擦与辐射带走7%，转化为有用功的能量占比为：100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%，所以该汽车的能量转化效率为30%。 （2）汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎等的内能，根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它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，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，所以此过程中能量守恒。 故答案为：30%；守恒。 三．简答题（共1小题） 10．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，将汽车的机械能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有同学认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶一边发电，永远运动下去。你认为此观点是否正确？简述你判断的理由。 【答案】错误；在汽车刹车时带动发电机，发电机将机械能转化为电能，再转化为蓄电池的化学能储存起来。由于在能量的转化过程中，有能量的散失，所以汽车不能永远运动下去，这种观念违背了能量守恒定律。 【解答】答：错误；在汽车刹车时带动发电机，发电机将机械能转化为电能，再转化为蓄电池的化学能储存起来。由于在能量的转化过程中，有能量的散失，所以汽车不能永远运动下去，这种观念违背了能量守恒定律。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年度人教版九年级全一册物理同步分层作业14.1能量的转化与守恒 第一部分基础达标 一．单项选择题（共5小题） 1．下列关于能量转化、转移现象的说法，错误的是（　　） A．植物进行光合作用时，光能转化为化学能 B．酒精燃烧时，内能转化为化学能 C．电动机工作，电能主要转化为机械能 D．用热水袋取暖，内能发生了转移 2．据报道，近日，随着2024年第1000万辆新能源汽车下线，中国成为全球首个新能源汽车年度产量达到1000万辆的国家，对其主要部件电动机工作过程中能量转化的表述正确的是（　　） A．根据能量守恒定律，汽车的电能全部转化成机械能 B．汽车的电动机的效率虽然提高了，但也只有部分电能转化为机械能 C．汽车运行是太阳能转化成机械能 D．电动机工作是机械能转化成电能 3．如图所示展示的是“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。下列说法正确的是（　　） A．在太阳光照射下，太阳能电池板将光能转化成化学能 B．照明时，蓄电池将化学能转化为电能为灯泡供电 C．储能时，蓄电池充电过程将电能转化为内能 D．照明时，灯泡将化学能转化为光能和内能 4．如图所示，北京时间2025年4月24日，神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，发射过程中，燃料燃烧产生巨大能量推动火箭升空。下列有关能量转化的说法不正确的是（　　） A．燃料燃烧的过程将化学能转化为内能 B．火箭发动机工作过程将内能转化为机械能 C．火箭与空气摩擦的过程将机械能转化为内能 D．火箭加速升空的过程将动能转化为重力势能 5．如图是某设备工作过程中的能量流向图，下列设备在工作过程中，能量转化与该图相符的是（　　） A．平衡车 B．电热足浴盆 C．燃油轿车 D．锅炉 二．填空题（共5小题） 6．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。 7．如图所示，科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，车顶部的巨型叶子是一个高效光电转换器，光电转换器实际就是把光能转换成 　 能。 8．如图所示，取一支按压式圆珠笔，将笔的按压式小帽朝下按在桌面上，放手后笔将会向上弹起一定的高度。按压过程中，通过人做功，化学能转化为弹簧的 　 。 9．电单车是生活中常见的交通工具，电单车里安装的电动机在工作时将电能转化为　 　 能；骑行电单车时要注意安全，骑行速度较快时，电单车的惯性将　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 10．某同学在笔记中记录了如下错题，请你帮他找出错误之处，分析错因并写出正确的解答过程。 错题记录 错题改正 某商家在宣传一款价格低廉的“自发热石墨烯”保暖内衣时，声称该内衣内含石墨烯材料，穿戴时无需消耗其它能量，凭借石墨烯特殊的物质结构和极好的热稳定性，就能凭空产生热量，在任何时间和环境中都能实现“自发热”功能。请你利用所学的物理知识，判断该商家对“自发热”功能的宣传是否科学，并解释其原因。 答：该商家的宣传具有科学性。利用石墨烯特殊的物质结构和极好的热稳定性，无需消耗能量即可产生热量，是可以实现“自发热”功能。 错误之处：　 　 。 错因分析：　 　 。 正确解答：　 　 。 第二部分 素养提升 一．单项选择题（共5小题） 1．关于能量和能源，下列说法不正确的是（　　） A．能源是为人类提供某种形式能量的物质资源 B．能量的转化具有方向性，转移不具有方向性 C．电能属于二次能源，石油属于不可再生能源 D．永动机不能实现，是因为违背能量守恒定律 2．如图所示，在2025年第十五届全运会开幕式上，主火炬塔使用氢气作为燃料。氢气燃烧时将化学能转化为（　　） A．内能 B．电能 C．机械能 D．核能 3．2024年4月，世界首套300MW级压气储能电站——湖北应城压气储能电站示范工程并网成功，如图所示。其工作原理是：利用电网负荷低谷时的剩余电力驱动电动压缩机压缩空气，将其储存在高压密封设施内，在用电高峰释放压缩空气驱动膨胀机带动发电机发电。以下分析正确的是（　　） A．储能过程中，电能最终转化为化学能 B．储能过程中，压缩空气做功，空气内能增大 C．释能过程中，空气膨胀做功，其内能增大 D．释能过程中，化学能最终转化为电能 4．2025年5月29日，我国用长征三号乙运载火箭成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空如图所示，关于火箭升空下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分，其热值越大 B．火箭发动机工作过程中的热机效率不可能达到100% C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至﹣253℃时，其内能为零 D．火箭的外壳与大气摩擦生热是创造了能量，不遵循能量守恒定律 5．某家车行办店展销活动，主推某款搭载6C超级快充电池（“6C”为充电倍率，指电池可在小时内充满电）的新能源车。现场演示充电时，经监测，电池温度较初始状态略有升高，但未超出车辆安全温度阈值。下列关于该现象及相关技术的说法，正确的是（　　） A．电池温度升高是因为充电时电能全部转化为内能 B．充电过程中电能全部转化为化学能 C．电池发热说明其内部的分子热运动在加剧 D．充电时电池的内能一定等于增加的化学能 二．填空题（共4小题） 6．抽水蓄能电站的基本结构如图所示，当电网上的电能不足时，打开大坝使原来抽到高处上水库的水再流回下水库。水流从上水库流向下水库的过程中 能主要转化为 能，并利用水流的 能推动蓄能机组转动，带动发电机工作。 7．在科学实践活动中，小亮同学自制了一款太阳能小车，他向同学介绍说：“这是一款无动力，零耗能，见光走的小车。”你认为小亮的说法是 　 　 （选填“正确”或“错误”）的，你的依据是 　 　 （答案合理即可）。 8．中国空间站为人类探索太空贡献着中国力量。空间站主要靠太阳能帆板提供能源，帆板工作时将太阳能转化为　 　 能。能量在转化的过程中，总量　 　 （选填“增大”“减小”或“保持不变”）。 9．汽车在运行过程中，能量转化情况如图所示。该汽车的能量转化效率为 　 　 ；汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎等的内能，此过程中能量 　 　 （选填“守恒”或“不守恒”）。 三．简答题（共1小题） 10．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，将汽车的机械能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有同学认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶一边发电，永远运动下去。你认为此观点是否正确？简述你判断的理由。 学科网（北京）股份有限公司 $