10.6 能量转化与守恒（分层作业）物理新教材北师大版九年级全一册

10.6 能量转化与守恒（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、能量转化与转移 二、能量守恒定律 三、能量转化的方向性 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、能量转化与转移 1．根据能量守恒定律，下列四幅图中仅发生能量转移的一组是（　　） ①试管内的冷水放入热水中变热 ②煤气炉将冷水烧热 ③一球上升一球下降（不考虑摩擦影响） ④小灯泡通电发光 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①③ 2．下列有关能量转化或转移的说法中正确的是（　　） A. 洗衣机工作时将机械能转化为电能 B. 古人钻木取火是通过做功的方式将机械能转化为内能 C. 火箭加速升空时，燃料燃烧获得的内能全部转化为火箭的重力势能 D. 冬天搓手感到手掌发热，这是通过热传递的方式将机械能转化为内能 3．下列关于能量守恒和转化的说法正确的是（　　） A. 风力发电，是将电能转化为机械能 B. 摩擦双手变热，说明内能可以转化为机械能 C. 燃料燃烧时发热，化学能转化为内能 D. 小球弹跳高度越来越低，说明能量总量减少 4．（多选）如图所示是一款“风光互补”路灯，由风力发电机、太阳能电池板、蓄电池和LED灯组成。白天发电系统为蓄电池充电。夜晚当风力发电机发电量大于照明耗电量时，剩余电能继续为蓄电池充电；当风力发电机发电量小于照明耗电量时，蓄电池补充供电。下列说法正确的是（　　） A. 在光照充足且无风的中午，系统能量转化是：太阳能→化学能 B. 蓄电池放电过程，消耗的化学能大于其转化的LED灯的光能 C. 有风的夜晚，风能和蓄电池的化学能转化为LED灯的光能 D. 风力发电机发电过程不遵循能量守恒定律 二、能量守恒定律 5．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机械能与内能之间的相互转化 B. “永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律 C. 能量在转化过程中越来越少，因此需要节约能源 D. 摩擦生热过程中产生的热量是凭空创造出来的 6．有关能量守恒定律，下列说法正确的是（　　） A. 能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B. 能量守恒定律只适用于能量转化过程 C. “摩擦生热”是创造了内能，它不符合能量守恒定律 D. 能量在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变 7．如图所示，是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，使叶片转动来对外做功，同时带动抽水机将水从低处抽到高处，从而循环工作。水流从高处流下时，水的重力势能转化为水的　　　　　　能；水流冲击叶片转动时，水的动能　　　　　　（选填“转移”或“转化”）到叶片；叶片转动，把水从低处抽到高处时，叶片的动能转化为水的　　　　　　能。在周而复始的转化过程中，各部件之间由于摩擦，会使得机械能转化为　　　　　　能，装置的机械能越来越　　　　　　，所以永动机　　　　　　（选填“能够”或“不能”）永远转动下去。 8．（2025·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。 三、能量转化的方向性 9．下列现象能够说明“能量的转化和转移具有方向性”的是（     ） A. 电动机可以将电能转化为机械能，发电机可以将机械能转化为电能 B. 水泵将低处的水抽往高处 C. 冰箱工作时内部温度降低，外部温度升高 D. 汽车行驶时有机械能转化为内能，这些内能无法再自动转化为机械能用来驱动汽车 10．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 11．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（     ） A. 一个用细线悬挂的小球在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒 B. 空调既能制热，又能制冷，说明自发的热传递不存在方向性 C. 因为自然界中的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天 D. 任何制造永动机的设想，无论看上去多么巧妙，都是一种徒劳 12．（2025·山东·中考真题）2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有　　　　性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持　　　　。 【B 能力提升题】 13．《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图所示）。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不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（　　） A. 这是一台“永动机” B. “高转筒车”工作时不遵循能量守恒定律 C. “高转筒车”工作时，将河水的动能主要转化为竹筒中水的重力势能 D. “高转筒车”工作时，各部件之间发生摩擦，机械能转化为内能，这些内能可以自动地聚集起来推动转轮持续转动 14．如图所示，某同学在冰壶场地用水平推力使冰壶从A点向前运动，到B点时松手，冰壶滑行到C点静止，已知水平冰面粗糙程度相同，下列说法不正确的是（　　） A. 冰壶从A到B的过程，该同学对冰壶做了功 B. 冰壶能够从B运动到C，是由于它具有惯性 C. 冰壶从B到C的过程，机械能转化为内能 D. 冰壶在AB段所受的摩擦力大于在BC段所受的摩擦力 15．如图所示，是小孩玩的滑梯游戏。 （1）若不计摩擦和空气阻力，小孩在下滑过程中，机械能　　　　　　　　　　。 （2）若小孩在滑梯上匀速下滑，在这一过程中，他的机械能　　　　　　　　　　。 （3）若小孩在滑梯上下滑时，屁股有灼热的感觉，在这一过程中，　　　　　能转化为　　　　　　能。 （4）根据能量守恒定律，小孩开始滑下时具有1600J机械能，而滑到中点时他只剩下1300J的机械能，设小孩受到的摩擦力大小不变，那么滑到滑梯底端时，他的动能为　　　　　　　J，整个过程有　　　　　　J的机械能转化为内能。 16．荡秋千时，若忽略空气阻力和各种摩擦，秋千从一侧荡到另一侧能上升到相同的高度，这是因为在这一过程中，能的总量是　　　　　　的；而在现实生活中，秋千在摆动过程中会慢慢停下来，此过程中机械能转化为内能散失到空气中，但散失到空气中的内能却不能自动地再转化为机械能，这是因为能量的转化或转移具有　　　　　　。 17．2024年5月28日，比亚迪第五代DM技术发布暨秦LDM-i、海豹06DM-i发布会在陕西西安举行。DM-I5.0是比亚迪最新一代的双模混合动力技术，该动力系统的汽车，在电池电量充足的情况下，电池为电动机供电。当电池电量不足时，系统便启动发动机带动发电机对电池进行充电。为节约能源，该混合动力汽车采用再生制动器，开启时它把汽车刹车制动时消耗的一部分动能转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，开启再生制动器，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。其驱动原理如图甲所示：行驶动力可由电动机或发动机单独提供，也可以由二者同时提供。 （1）当电池电量充足时，该汽车行驶时通过电池使电动机转动，从而驱动汽车行驶。此过程中电能转化为　　　　　　　　　　　能： （2）当电池电量不足时，插电式混动汽车动力由发动机提供。发动机是内燃机，通过燃油燃烧产生高压气体推动活塞做功，图乙中发动机产生动力的冲程的是　　　　　　　　　　　（填“A”、“B”、“C”、“D”）； （3）汽车上坡时，将挡位切换为低速挡，以减小行驶的速度，这样做的目的是___________； A. 增大能耗效率 B. 省电 C. 减小摩擦力 D. 增大爬坡的牵引力 （4）在测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程与对应的速度大小，计算出动能，画出随变化的图像如下图所示。则图中表示开启再生制动器的图线是　　　　　　　　　　　，在本次测试过程中的储能效率为　　　　　　　　　　　： （5）作为插电式混合动力的研发成果，比亚迪第五代DM技术可实现发动机热效率高达46%、最低百公里亏电油耗，这些数据在全球汽车市场首屈一指。汽车在亏电时正常匀速行驶的同时需要给电池补充电能（该过程只消耗汽油，不消耗电能），该过程消耗的汽油完全燃烧放出的能量为　　　　　　　　　　　J。在此过程中汽车所受阻力为，则剩余能为电池充电的能量为　　　　　　　　　　　（汽油密度取，汽油热值取）。 18．（2025·贵州贵阳第一实验·三模）目前在路面上行驶的大多燃油轿车刹车时采用的是传统制动系统——将汽车的动能通过与刹车片摩擦最终转为内能被释放到空气中，形成了能源的浪费。为节约能源，我国制造的新能源混合动力汽车在传动制动系统的基础上加入了能量再生制动系统，如图所示。能量再生制动系统能把汽车刹车制动时消耗的部分机械能转化为电能而储存起来，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少机械制动器中摩擦片的磨损；根据上述信息回答下列问题： （1）某司机制动反应时间为0.5s，这段时间某新能源汽车保持原速前行了10m，则汽车刹车前的速度是多少m/s？ （2）某新能源汽车行驶一段距离共消耗了2kg汽油，则汽油完全燃烧放出的热量是多少J？（q汽油=4.6×107J/kg） （3）若该新能源汽车的质量为2000kg，刹车时轮胎与路面滑行时受到的摩擦阻力为车重的0.1倍，滑行距离为40m，则该车克服摩擦力做功为多少J。 （4）该新能源汽车在刹车时受到水平路面摩擦力一定时，仅使用传动制动系统与同时使用两种系统相比较，那个方式刹车距离更短？请从做功与能量的转化角度解释其中的原因？ 【C 拓展培优题】 19．（2026·四川自贡·中考真题）关于“天舟十号”运载火箭在加速升空过程中的说法，不正确的是（        ） A. 动能增加 B. 机械能增加 C. 运动状态发生改变 D. 化学能全部转化为机械能 20．（2026·四川成都·中考真题）用酒精灯给试管加热至管内水沸腾，一段时间后橡皮塞被水蒸气冲出，如图所示。下列说法正确的是（        ） A. 酒精燃烧过程，化学能全部转化为水的内能 B. 水的内能增加，是通过做功的方式来实现的 C. 橡皮塞被冲出过程，水蒸气的温度升高 D. 橡皮塞被冲出过程，内能转化为机械能 21．（2026·四川内江·中考真题）如图所示是某同学在水平路面上骑自行车的情景，下列说法正确的是（　　） A. 该同学在骑行的过程中将机械能转化为电能 B. 自行车在水平路面上匀速行驶的过程中，动能不变 C. 刹车时，握紧自行车手闸减速是为了减小摩擦 D. 自行车把手有凹凸不平的花纹，这是为了减小摩擦 22．（2026·青海·中考真题）青海省拉西瓦水电站是目前黄河上发电量最大的水电站，发电过程中（        ） A. 机械能转化为电能 B. 核能转化为电能 C. 化学能转化为电能 D. 内能转化为电能 23．（2026·吉林·中考真题）2026年5月24日，搭载神舟二十三号载人飞船的长征二号F遥二十三运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。 （1）飞船与空间站对接成功后，以空间站为参照物，飞船是　　　　　　　　　　　的。空间站上的太阳能电池翼可以把　　　　　　　　　　　能转化为电能。 （2）在空间站内，宇航员吃饭时能闻到香味，这是由于物质的分子都在不停地做无规则的　　　　　　　　　　　；宇航员们说话时，他们的声音是由声带　　　　　　　　　　　产生的。 24．（2026·江苏南通·中考真题）张雪机车多次问鼎世界超级摩托车赛事，打破国外品牌的百年垄断。机车采用的是三缸水冷四冲程发动机，利用循环水冷却是因为水的　　　　　　　　较大，这是利用　　　　　　　　的方式改变内能；机车燃烧汽油获取能量，其能量转化不可逆，说明能量转化是有　　　　　　　　的；机车冲过终点不会立即停下，是因为机车具有　　　　　　　　。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.6 能量转化与守恒（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、能量转化与转移 二、能量守恒定律 三、能量转化的方向性 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、能量转化与转移 1．根据能量守恒定律，下列四幅图中仅发生能量转移的一组是（　　） ①试管内的冷水放入热水中变热 ②煤气炉将冷水烧热 ③一球上升一球下降（不考虑摩擦影响） ④小灯泡通电发光 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①③ 【答案】D 【详解】①冷水放入热水中，属于热传递，发生了内能的转移； ②煤气燃烧时，先将化学能转化为内能，通过热传递将冷水加热成为热水，发生了能量的转化和转移； ③一球上升一球下降，属于机械能在两球之间的转移，发生了能量转移； ④小灯泡通电发光，将电能转化为内能和光能，发生了能量的转化，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．下列有关能量转化或转移的说法中正确的是（　　） A. 洗衣机工作时将机械能转化为电能 B. 古人钻木取火是通过做功的方式将机械能转化为内能 C. 火箭加速升空时，燃料燃烧获得的内能全部转化为火箭的重力势能 D. 冬天搓手感到手掌发热，这是通过热传递的方式将机械能转化为内能 【答案】B 【详解】A．洗衣机工作时消耗电能，将电能转化为机械能，故A错误； B．古人钻木取火是通过做功的方式将机械能转化为内能，使木材温度升高，从而点燃木头，故B正确； C．火箭加速升空时，燃料燃烧获得的内能，一部分转化为火箭的机械能（包括动能和重力势能），还有一部分会以热量等形式散失掉，并非全部转化为重力势能，故C错误； D．冬天搓手感到手掌发热，这是通过做功的方式将机械能转化为内能，使手温度升高，故D错误。 故选B。 3．下列关于能量守恒和转化的说法正确的是（　　） A. 风力发电，是将电能转化为机械能 B. 摩擦双手变热，说明内能可以转化为机械能 C. 燃料燃烧时发热，化学能转化为内能 D. 小球弹跳高度越来越低，说明能量总量减少 【答案】C 【详解】A．风力发电，是将机械能转化为电能，故A错误； B．摩擦双手变热，说明机械能可以转化为内能，故B错误； C．燃料燃烧时发热，是将燃料的化学能转化为内能，故C正确； D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，是因为小球在运动过程中，机械能通过与空气的摩擦以及与地面的碰撞等，逐渐转化为内能，但整个过程中能量的总量是守恒的，故D错误。 故选C。 4．（多选）如图所示是一款“风光互补”路灯，由风力发电机、太阳能电池板、蓄电池和LED灯组成。白天发电系统为蓄电池充电。夜晚当风力发电机发电量大于照明耗电量时，剩余电能继续为蓄电池充电；当风力发电机发电量小于照明耗电量时，蓄电池补充供电。下列说法正确的是（　　） A. 在光照充足且无风的中午，系统能量转化是：太阳能→化学能 B. 蓄电池放电过程，消耗的化学能大于其转化的LED灯的光能 C. 有风的夜晚，风能和蓄电池的化学能转化为LED灯的光能 D. 风力发电机发电过程不遵循能量守恒定律 【答案】AB 【详解】A．太阳能电池板将太阳能转化为电能，再转化为电池的化学能储存在大容量蓄电池内，故系统能量转化是太阳能转化成化学能，故A正确； B．蓄电池放电过程中，化学能转化为电能，电能再转化为 LED 灯的光能，但在能量转化过程中，由于存在能量损耗（如热量散失等），所以消耗的化学能大于其转化的 LED 灯的光能，故B正确； C．有风的夜晚，当风力发电机发电量大于照明耗电量时，是风能转化为电能（部分继续为蓄电池充电，部分供 LED 灯照明）；当风力发电机发电量小于照明耗电量时，是风能和蓄电池的化学能转化为 LED 灯的光能，选项表述不全面，故C错误； D．能量守恒定律是自然界的基本定律之一，任何能量的转化和转移过程都遵循能量守恒定律，风力发电机发电过程也遵循能量守恒定律，故D错误。 故选AB。 二、能量守恒定律 5．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机械能与内能之间的相互转化 B. “永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律 C. 能量在转化过程中越来越少，因此需要节约能源 D. 摩擦生热过程中产生的热量是凭空创造出来的 【答案】B 【详解】A．能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，适用于各种形式能量间的相互转化，不仅仅局限于机械能与内能之间的相互转化，故A错误； B．“永动机”是指不消耗能量而能永远对外做功的机器，它凭空地创造了能量，这违背了能量守恒定律，所以“永动机”不可能制成，故B正确； C．能量在转化过程中不会减少，但能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源，故C错误； D．能量不能凭空创造，只能转移或者转化，故D错误。 故选B。 6．有关能量守恒定律，下列说法正确的是（　　） A. 能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B. 能量守恒定律只适用于能量转化过程 C. “摩擦生热”是创造了内能，它不符合能量守恒定律 D. 能量在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变 【答案】D 【详解】 7．如图所示，是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，使叶片转动来对外做功，同时带动抽水机将水从低处抽到高处，从而循环工作。水流从高处流下时，水的重力势能转化为水的　　　　　　能；水流冲击叶片转动时，水的动能　　　　　　（选填“转移”或“转化”）到叶片；叶片转动，把水从低处抽到高处时，叶片的动能转化为水的　　　　　　能。在周而复始的转化过程中，各部件之间由于摩擦，会使得机械能转化为　　　　　　能，装置的机械能越来越　　　　　　，所以永动机　　　　　　（选填“能够”或“不能”）永远转动下去。 【答案】① 动    ② 转移    ③ 重力势    ④ 内    ⑤ 少    ⑥ 不能 【详解】水从高处流下时，水的质量不变、高度变小、重力势能变小，速度变大、动能变大，水的重力势能转化为动能。 水流冲击叶片转动时，水的动能从水转移到叶片上，是能量的转移过程，没有能量形式的本质变化。 叶片转动，运动叶片具有的动能，把水抽到高处时，水的重力势能变大，此过程中叶片的动能转化为运动到高处的水的重力势能。 由于装置的各部件之间在运动时存在摩擦，所以装置会克服摩擦做功从而把机械能转化为内能，从而导致装置具有的机械能越来越少，最终停止运动，因此这个永动机不能永远运动下去。 8．（2025·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。 【答案】① 动    ② 重力势    ③ 需要 【详解】[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。 三、能量转化的方向性 9．下列现象能够说明“能量的转化和转移具有方向性”的是（     ） A. 电动机可以将电能转化为机械能，发电机可以将机械能转化为电能 B. 水泵将低处的水抽往高处 C. 冰箱工作时内部温度降低，外部温度升高 D. 汽车行驶时有机械能转化为内能，这些内能无法再自动转化为机械能用来驱动汽车 【答案】D 【详解】A．电动机（电能→机械能）和发电机（机械能→电能）展示了能量的双向转化，并没有体现“转化过程不可逆”的方向性，故A不符合题意； B．水泵把水从低处抽到高处，是消耗电能来实现的，只是一个能量转移的过程，没有体现“自发过程的不可逆性”，故B不符合题意； C．冰箱内部降温、外部升温，是消耗电能让热量从低温物体转移到高温物体，这是非自发过程，但题目要的是“说明方向性”，这个现象本身是“方向性的逆过程”，并不能直接体现方向性，故C不符合题意； D．汽车行驶时，机械能通过摩擦转化为内能（比如轮胎、刹车发热），这些内能会散失到环境中，无法自动重新转化为机械能来驱动汽车。这直接体现了：机械能可以自发转化为内能，但内能不能自发转化为机械能，完美说明了能量转化的方向性，故D符合题意。 故选D。 10．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 【答案】B 【详解】A．给手机充电时，将电能转化为化学能，故A错误； B．汽车紧急刹车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，故B正确； C．地球卫星在太空中由近地点向远地点运动的过程，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，故C错误； D．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，机械能转化为内能，此时的机械能是不守恒的，故D错误。 故选B。 11．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（     ） A. 一个用细线悬挂的小球在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒 B. 空调既能制热，又能制冷，说明自发的热传递不存在方向性 C. 因为自然界中的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天 D. 任何制造永动机的设想，无论看上去多么巧妙，都是一种徒劳 【答案】D 【详解】A．小球停下来是因为机械能通过摩擦和克服空气阻力转化为内能，总能量仍然守恒，故A错误； B．空调工作需要电能驱动，并非自发过程，不能说明热传递无方向性，故B错误； C．自然界的能量是守恒的，但能量的转化或转移是有方向性的，因此能源危机是存在的，是指可用能源减少，故C错误； D．永动机违背了能量守恒定律，因此是无法实现，故D正确。 故选D。 12．（2025·山东·中考真题）2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有　　　　性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持　　　　。 【答案】① 方向    ② 不变 【详解】[1]在核聚变中，核能可转化为内能，但内能无法自发转化为核能，这体现了能量转化具有方向性，即能量的转化和转移是有特定方向的，不能随意反向进行。 [2]根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，在能量的转化和转移过程中，能量的总量始终保持不变。 【B 能力提升题】 13．《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图所示）。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不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（　　） A. 这是一台“永动机” B. “高转筒车”工作时不遵循能量守恒定律 C. “高转筒车”工作时，将河水的动能主要转化为竹筒中水的重力势能 D. “高转筒车”工作时，各部件之间发生摩擦，机械能转化为内能，这些内能可以自动地聚集起来推动转轮持续转动 【答案】C 【详解】A．永动机违背能量守恒定律，无法实现；“高转筒车” 是利用流水的能量工作，并非永动机，故A错误； B．所有机械的工作都遵循能量守恒定律，“高转筒车” 也不例外，故B错误； C．流水驱动转轮转动（利用河水的动能），竹筒将水输送到上方（使水的重力势能增加），因此河水的动能主要转化为竹筒中水的重力势能，故C正确； D．摩擦产生的内能会散失到环境中，无法自动聚集起来推动转轮持续转动（违背能量的转化方向性），故D错误。 故选C。 14．如图所示，某同学在冰壶场地用水平推力使冰壶从A点向前运动，到B点时松手，冰壶滑行到C点静止，已知水平冰面粗糙程度相同，下列说法不正确的是（　　） A. 冰壶从A到B的过程，该同学对冰壶做了功 B. 冰壶能够从B运动到C，是由于它具有惯性 C. 冰壶从B到C的过程，机械能转化为内能 D. 冰壶在AB段所受的摩擦力大于在BC段所受的摩擦力 【答案】D 【详解】A．冰壶从A到B的过程中，运动员对冰壶施加了水平推力，且冰壶在推力的方向上移动了距离，因此运动员对冰壶做了功，故A正确； B．松手后冰壶由于惯性，会继续从B运动到C，故B正确； C．冰壶从B到C滑行过程中，受到摩擦力作用，克服摩擦力做功，机械能逐渐转化为内能，最终冰壶静止，故C正确； D．冰壶对冰面的压力等于自身重力，大小不变，且冰面粗糙程度相同，因此AB段和BC段冰壶受到的摩擦力大小相等，故D错误。 该题选择错误选项，故选D。 15．如图所示，是小孩玩的滑梯游戏。 （1）若不计摩擦和空气阻力，小孩在下滑过程中，机械能　　　　　　　　　　。 （2）若小孩在滑梯上匀速下滑，在这一过程中，他的机械能　　　　　　　　　　。 （3）若小孩在滑梯上下滑时，屁股有灼热的感觉，在这一过程中，　　　　　能转化为　　　　　　能。 （4）根据能量守恒定律，小孩开始滑下时具有1600J机械能，而滑到中点时他只剩下1300J的机械能，设小孩受到的摩擦力大小不变，那么滑到滑梯底端时，他的动能为　　　　　　　J，整个过程有　　　　　　J的机械能转化为内能。 【答案】（1）不变     （2）变小     （3）① 机械    ② 内     （4）① 1000    ② 600      【详解】(1)小问详解： 若不计摩擦和空气阻力，没有能量损失，只有动能和重力势能相互转化，所以机械能守恒（保持不变）。 (2)小问详解： 小孩匀速下滑时，速度不变（动能不变），高度降低（重力势能减小），同时要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以机械能变小。 (3)小问详解： [1][2]小孩下滑时，屁股有灼热感，是因为克服摩擦力做功，消耗了机械能，产生了内能，所以是机械能转化为内能。 (4)小问详解： [1][2]上半段损失的机械能：这部分机械能全部转化为内能。 下半段损失的机械能：摩擦力不变，路程相同，所以也损失 300 J。 滑到底端时的机械能：。 此时小孩在底端，重力势能为0，所以机械能全部为动能，即动能为1000 J。 整个过程转化为内能的机械能：。 16．荡秋千时，若忽略空气阻力和各种摩擦，秋千从一侧荡到另一侧能上升到相同的高度，这是因为在这一过程中，能的总量是　　　　　　的；而在现实生活中，秋千在摆动过程中会慢慢停下来，此过程中机械能转化为内能散失到空气中，但散失到空气中的内能却不能自动地再转化为机械能，这是因为能量的转化或转移具有　　　　　　。 【答案】① 守恒    ② 方向性 【详解】[1]在忽略空气阻力和各种摩擦的情况下，秋千在摆动过程中，只有动能和重力势能的相互转化，根据能量守恒定律，能的总量是守恒的。 [2]在现实生活中，能量的转化和转移是有方向性的。所以秋千摆动时机械能转化为内能散失到空气中，这些内能却不能自动地再转化为机械能使秋千重新摆动起来。 17．2024年5月28日，比亚迪第五代DM技术发布暨秦LDM-i、海豹06DM-i发布会在陕西西安举行。DM-I5.0是比亚迪最新一代的双模混合动力技术，该动力系统的汽车，在电池电量充足的情况下，电池为电动机供电。当电池电量不足时，系统便启动发动机带动发电机对电池进行充电。为节约能源，该混合动力汽车采用再生制动器，开启时它把汽车刹车制动时消耗的一部分动能转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，开启再生制动器，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。其驱动原理如图甲所示：行驶动力可由电动机或发动机单独提供，也可以由二者同时提供。 （1）当电池电量充足时，该汽车行驶时通过电池使电动机转动，从而驱动汽车行驶。此过程中电能转化为　　　　　　　　　　　能： （2）当电池电量不足时，插电式混动汽车动力由发动机提供。发动机是内燃机，通过燃油燃烧产生高压气体推动活塞做功，图乙中发动机产生动力的冲程的是　　　　　　　　　　　（填“A”、“B”、“C”、“D”）； （3）汽车上坡时，将挡位切换为低速挡，以减小行驶的速度，这样做的目的是___________； A. 增大能耗效率 B. 省电 C. 减小摩擦力 D. 增大爬坡的牵引力 （4）在测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程与对应的速度大小，计算出动能，画出随变化的图像如下图所示。则图中表示开启再生制动器的图线是　　　　　　　　　　　，在本次测试过程中的储能效率为　　　　　　　　　　　： （5）作为插电式混合动力的研发成果，比亚迪第五代DM技术可实现发动机热效率高达46%、最低百公里亏电油耗，这些数据在全球汽车市场首屈一指。汽车在亏电时正常匀速行驶的同时需要给电池补充电能（该过程只消耗汽油，不消耗电能），该过程消耗的汽油完全燃烧放出的能量为　　　　　　　　　　　J。在此过程中汽车所受阻力为，则剩余能为电池充电的能量为　　　　　　　　　　　（汽油密度取，汽油热值取）。 【答案】（1）机械能     （2）C     （3）D     （4）① ②    ②      （5）①     ②       【详解】(1)小问详解： 汽车行驶时通过电池使电动机转动，消耗电能，从而驱动汽车行驶，产生机械能，此过程中能量的转化形式为：电能主要转化为机械能。 (2)小问详解： 当电池电量不足时，插电式混动汽车动力由发动机提供。发动机是内燃机，通过燃油燃烧产生高压气体推动活塞做功，是做功冲程，此时进排气门都必须关闭，其他膨胀做功，活塞下移，故图乙中发动机产生动力的冲程的是C。 (3)小问详解： 由可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 (4)小问详解： [1]关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，开启再生制动器，有部分动能转化为电能，克服摩擦力做功的能量减少，摩擦力大小不变，因此汽车运动的距离减小，所以开启再生制动器的图线是②； [2]由图象可以看出正常行驶的情况下，关闭发动机后行驶，开启再生制动器行驶的距离为，因此动能转化为内能的效率为 所以储能效率 (5)小问详解： [1]由题意可知，最低百公里亏电油耗3L，则汽车消耗汽油的质量 汽油完全燃烧放出的热量 [2]由题意可知，最高发动机的效率高达46%，汽油机输出的有用能量 汽车所受阻力为，汽车做匀速直线运动，则牵引力，汽车克服阻力所做的功 则最终蓄电池增加的能量 18．（2025·贵州贵阳第一实验·三模）目前在路面上行驶的大多燃油轿车刹车时采用的是传统制动系统——将汽车的动能通过与刹车片摩擦最终转为内能被释放到空气中，形成了能源的浪费。为节约能源，我国制造的新能源混合动力汽车在传动制动系统的基础上加入了能量再生制动系统，如图所示。能量再生制动系统能把汽车刹车制动时消耗的部分机械能转化为电能而储存起来，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少机械制动器中摩擦片的磨损；根据上述信息回答下列问题： （1）某司机制动反应时间为0.5s，这段时间某新能源汽车保持原速前行了10m，则汽车刹车前的速度是多少m/s？ （2）某新能源汽车行驶一段距离共消耗了2kg汽油，则汽油完全燃烧放出的热量是多少J？（q汽油=4.6×107J/kg） （3）若该新能源汽车的质量为2000kg，刹车时轮胎与路面滑行时受到的摩擦阻力为车重的0.1倍，滑行距离为40m，则该车克服摩擦力做功为多少J。 （4）该新能源汽车在刹车时受到水平路面摩擦力一定时，仅使用传动制动系统与同时使用两种系统相比较，那个方式刹车距离更短？请从做功与能量的转化角度解释其中的原因？ 【答案】（1）20m/s     （2）9.2×107J     （3）8×104J     （4）仅使用传动制动系统刹车时，汽车克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，开启再生制动器，有部分动能转化为电能，克服摩擦力做功的能量减少，摩擦力大小不变，所以同时使用两种系统刹车距离更短。      【详解】(1)小问详解： 汽车原来的速度 (2)小问详解： 汽油完全燃烧放出的能量 (3)小问详解： 受到的摩擦阻力 该车克服摩擦力做功 (4)小问详解： 略。 【C 拓展培优题】 19．（2026·四川自贡·中考真题）关于“天舟十号”运载火箭在加速升空过程中的说法，不正确的是（        ） A. 动能增加 B. 机械能增加 C. 运动状态发生改变 D. 化学能全部转化为机械能 【答案】D 【详解】AB．火箭加速升空，速度变大，动能增加，高度变大，重力势能增加，所以机械能增加，故AB正确； C．火箭的速度一直在变，所以运动状态发生了改变，故C正确； D．燃料燃烧的化学能一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，故D不正确。 故选D。 20．（2026·四川成都·中考真题）用酒精灯给试管加热至管内水沸腾，一段时间后橡皮塞被水蒸气冲出，如图所示。下列说法正确的是（        ） A. 酒精燃烧过程，化学能全部转化为水的内能 B. 水的内能增加，是通过做功的方式来实现的 C. 橡皮塞被冲出过程，水蒸气的温度升高 D. 橡皮塞被冲出过程，内能转化为机械能 【答案】D 【详解】A．酒精燃烧时，化学能转化为内能，但部分内能会散失到空气中，被试管吸收，并没有全部转化为水的内能，故A错误； B．试管的热量传递给水，水温度升高，内能增加，是通过酒精灯热传递的方式实现的，故B错误； C．橡皮塞被冲出时，水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气自身内能减少，温度降低，故C错误； D．水蒸气推动橡皮塞冲出的过程中，水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能，故D正确。 故选D。 21．（2026·四川内江·中考真题）如图所示是某同学在水平路面上骑自行车的情景，下列说法正确的是（　　） A. 该同学在骑行的过程中将机械能转化为电能 B. 自行车在水平路面上匀速行驶的过程中，动能不变 C. 刹车时，握紧自行车手闸减速是为了减小摩擦 D. 自行车把手有凹凸不平的花纹，这是为了减小摩擦 【答案】B 【详解】A．普通自行车骑行过程中，是将人的化学能转化为自行车的机械能，不是机械能转化为电能，故A错误； B．动能大小由质量和速度决定，自行车在水平路面匀速行驶时，总质量不变、速度不变，因此动能不变，故B正确； C．刹车时握紧手闸，是通过增大压力来增大摩擦，实现减速，不是减小摩擦，故C错误； D．自行车把手的凹凸花纹，是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦，不是减小摩擦，故D错误。 故选B。 22．（2026·青海·中考真题）青海省拉西瓦水电站是目前黄河上发电量最大的水电站，发电过程中（        ） A. 机械能转化为电能 B. 核能转化为电能 C. 化学能转化为电能 D. 内能转化为电能 【答案】A 【详解】水电站的工作原理是抬高水位储存水的重力势能，水流下时将重力势能转化为动能，进而推动水轮机转动带动发电机发电，重力势能和动能都属于机械能，因此发电过程是机械能转化为电能，故选A。 23．（2026·吉林·中考真题）2026年5月24日，搭载神舟二十三号载人飞船的长征二号F遥二十三运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。 （1）飞船与空间站对接成功后，以空间站为参照物，飞船是　　　　　　　　　　　的。空间站上的太阳能电池翼可以把　　　　　　　　　　　能转化为电能。 （2）在空间站内，宇航员吃饭时能闻到香味，这是由于物质的分子都在不停地做无规则的　　　　　　　　　　　；宇航员们说话时，他们的声音是由声带　　　　　　　　　　　产生的。 【答案】（1）① 静止    ② 太阳     （2）① 运动    ② 振动      【详解】(1)小问详解： 判断物体运动状态需看其相对参照物的位置变化，飞船与空间站对接后相对位置不变，因此以空间站为参照物，飞船是静止的； 太阳能电池翼的作用是将太阳能（或光能）转化为电能，为空间站提供能量。 (2)小问详解： 闻到香味是扩散现象，本质是物质的分子在不停地做无规则运动，这是分子动理论的基本内容； 声音由物体振动产生，宇航员说话的声音是由声带振动产生的。 24．（2026·江苏南通·中考真题）张雪机车多次问鼎世界超级摩托车赛事，打破国外品牌的百年垄断。机车采用的是三缸水冷四冲程发动机，利用循环水冷却是因为水的　　　　　　　　较大，这是利用　　　　　　　　的方式改变内能；机车燃烧汽油获取能量，其能量转化不可逆，说明能量转化是有　　　　　　　　的；机车冲过终点不会立即停下，是因为机车具有　　　　　　　　。 【答案】① 比热容    ② 热传递    ③ 方向    ④ 惯性 【详解】用水做冷却剂，是因为水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时，可以吸收更多热量，冷却效果好； 水和高温发动机之间发生热量交换，是通过热传递的方式改变物体内能； 能量转化不可逆，说明能量的转化具有方向性（能量耗散，不能自发变回原来形式）； 机车冲过终点不会立刻停下，是因为机车具有惯性，要保持原来的运动状态。 / 学科网（北京）股份有限公司 $