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14.1 能量的转化与守恒
目 录 A组 巩固过关 知识点1：基础概念 知识点2：能量的转化与转移 知识点3：能量守恒定律的理解 B组 能力进阶 C组 思维拔高
基础概念
1. 能量的转化是指______从一种形式转化为______的过程，转化过程中能量的形式______发生改变。
2. 能量的转移是指能量从______转移到______，转移过程中能量的形式______发生改变。
3. 能量守恒定律的内容：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______。
4. 根据能量守恒定律，永动机______被制造成功（选填“能”“不能”），因为永动机违反了______。
答案：1.能量；另一种形式；一定会
2.一个物体；另一个物体；不会
3.产生；消灭；转化；转移；保持不变
4.不能；能量守恒定律
能量的转化与转移
5．（25-26九年级上·河南周口·期末）下列能量转化过程中，属于机械能转化为电能的是（　　）
A．电饭煲煮饭 B．电动机转动 C．风力发电 D．电灯发光
【答案】C
【详解】A．电饭煲煮饭，电能转化为内能，故A不符合题意；
B．电动机转动，电能转化为机械能和内能，故B不符合题意；
C．风力发电，机械能转化为电能，故C符合题意；
D．电灯发光，电能转化为光能和内能，故D不符合题意。
故选C。
6．（25-26九年级上·河北石家庄·期末）下列关于能量转化的说法中，正确的是（ ）
A．燃料燃烧——化学能转化为内能
B．汽车刹车时，刹车片会发热——内能转化为机械能
C．太阳能电池板——太阳能转化为化学能
D．干电池给电路供电——电能转化为化学能
【答案】A
【详解】A．燃料燃烧时放出热量，将化学能转化为内能，故A正确；
B．汽车刹车时，刹车片因为克服摩擦而发热，机械能转化为内能，故B错误；
C．太阳能电池板将太阳能转化为电能，故C错误；
D．干电池给电路供电时将化学能转化为电能，故D错误。
故选A。
7．（25-26九年级上·山东济南·期末）小明同学在寒假参与社区义务劳动，下列对其劳动过程中的能量转化分析正确的是（ ）
A．用电动扫地机清扫路面——电能转化为内能
B．把重物搬到楼上——机械能转化为化学能
C．用燃气灶烧水——化学能转化为内能
D．给电动自行车充电——机械能转化为电能
【答案】C
【详解】A．用电动扫地机清扫路面——电能转化为机械能，故A错误；
B．把重物搬到楼上——化学能转化为机械能，故B错误；
C．用燃气灶烧水——燃料燃烧，化学能转化为内能，用于给水加热，故C正确；
D．给电动自行车充电——电能转化为化学能，故D错误。
故选C。
8．（25-26九年级上·安徽阜阳·期末）阜阳某生态园安装的太阳能路灯，其光伏电池板白天将太阳能转化为_______能储存于蓄电池中。
【答案】化学
【详解】白天光伏电池板将太阳能转化为电能后，会给蓄电池充电，电能最终转化为化学能储存于蓄电池中。
9．（25-26九年级上·重庆永川·期末）2025年4月30日神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。当返回舱以23倍音速穿越大气层时，剧烈摩擦产生的高温将返回舱表面烧得一片通红，这个过程是将机械能转化为_______能，是通过_______的方式发生能量转化的。
【答案】 内 做功
【详解】[1][2]返回舱穿越大气层时，返回舱克服摩擦力做功，使返回舱的机械能转化为内能，这是通过做功的方式发生能量转化。
10．（25-26九年级上·江西赣州·期末）神舟二十一号返回舱于2025年11月14日成功着陆，标志着我国载人航天工程取得又一辉煌成就。返回舱返回地球时与大气层剧烈摩擦，其舱体的_____能转化为内能，导致舱体外温度高达上千摄氏度。这一过程中，返回舱内能的增加是通过_______的方式实现的。
【答案】 机械 做功
【详解】[1][2]返回舱进入大气层后，与大气层摩擦产生高温形成火球，在此过程中克服摩擦做功，将机械能转化为内能，内能增加，这是通过做功的方式改变物体内能。
能量守恒定律的理解
11．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）下列关于能量及其转化的说法中，正确的是（　　）
A．水电站的水轮机带动发电机发电，将内能转化为电能
B．植物吸收太阳光进行光合作用，将光能转化为化学能
C．燃料燃烧时发热，将内能转化为光能
D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，说明能量是不守恒的
【答案】B
【详解】A．水电站的水轮机带动发电机发电，是将机械能（水的动能、重力势能）转化为电能，故A错误；
B．植物光合作用利用光能，将二氧化碳和水转化为有机物，把光能转化为化学能储存在有机物中，故B正确；
C．燃料燃烧时发热，是将燃料内部的化学能转化为内能和光能，故C错误；
D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，是因为机械能克服空气阻力和地面摩擦转化为内能，但能量的总量是守恒的，只是机械能不守恒，故D错误。
故选B。
12．（25-26九年级上·河南信阳·期末）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。
13．（25-26九年级上·广东揭阳·期末）如图所示是一种设想中的永动机，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功。同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。下列关于这款永动机的分析，正确的是（　　）
A．高处水下落过程中机械能守恒 B．这款永动机的机械效率为100%
C．这款永动机利用内能对外做功 D．这一设想不符合能量守恒定律
【答案】D
【详解】AB．设想中的永动机不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，机械能不守恒，由于摩擦力的存在，机械效率要小于100%，故AB错误；
C．永动机是利用机械能工作的，不是内能对外做功，故C错误；
D．永动机违背了能量守恒定律，是不可能实现的，故D正确。
故选D。
14．（25-26九年级上·广西钦州·期末）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（ ）
A．小球的能量慢慢消失了 B．小球的能量可以凭空产生
C．小球在此过程中遵循能量守恒定律 D．小球弹起的高度越来越小说明能量不守恒
【答案】C
【详解】AB．根据能量守恒定律，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，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其它物体，不管如何转移和转化，能量的总量不变。故AB错误；
CD．小球在此过程中遵循能量守恒定律，之所以小球弹起的高度越来越小是因为小球的一部分机械能转化为了其它能，故C正确，D错误。
故选C。
15．（25-26九年级上·河北沧州·期末）如图所示，是一位科学爱好者制作的“永动机”制作者声称该装置中不存在热动力系统，只需轻轻拨动其中任意一只瓶子，这套装置就能转动起来，而且速度恒定，一直转动下去。你认为这个装置___________（选填“能”或“不能”）一直转动，判断的依据是违背___________。
【答案】 不能 能量守恒定律
【详解】在这个“永动机”装置中，只要运转就会存在摩擦等阻力。根据能量守恒定律，克服摩擦等阻力做功时，机械能会不断转化为内能，机械能逐渐减少。所以装置的机械能会因为能量的损耗而不断减少，不可能一直以恒定速度转动下去，因此制作者的说法不可信。
16．（25-26九年级上·云南红河·期末）2025年11月1日，搭载长征二号F运载火箭的神舟二十一号载人飞船成功对接天和核心舱，创造了3.5小时快速交会对接的最快纪录。中国空间站的供电核心依赖实验舱外部的柔性太阳翼，其能将太阳能转化为________能，这些能量的产生与转化过程_________（选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。
【答案】 电 遵守
【详解】[1][2]空间站的供电主要依赖装在实验舱外部的柔性太阳翼，它可以将太阳能转化为电能，供用电器使用；能量守恒定律是自然界普遍适用的定律，任何形式的能量转化和转移都遵守能量守恒定律，所以这些能量的产生、转化遵守能量守恒定律。
17．（25-26九年级上·湖北宜昌·期末）“永动机”是指不需要输入能量就能永不停息地对外做功的机器，历史上许多人经历了大量制作永动机失败的教训后，逐渐总结出________定律。如图是一款叫“饮水鸟”的玩具，放一杯水在其前方，它就可以长时间重复“低头喝水、恢复直立”的过程。“饮水鸟”________（选填“能”或“不能”）永远重复饮水的动作。
【答案】 能量守恒 不能
【详解】[1]根据能量守恒定律：能量既不会凭空产生也不会凭空消失，永动机不可能实现。历史上大量失败的永动机尝试最终促成了该定律的确立。
[2]根据能量守恒定律，永动机不可能实现，则“饮水鸟”不能永远重复饮水的动作。
18．（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）某机器的能量流向如图所示，下列家用电器工作时，符合此能量流向的是（ ）
A．电灯 B．电风扇 C．电视机 D．电热水壶
【答案】B
【详解】由能量流向图可知，该用电器工作时，输入电能，最终输出机械能和内能，即电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能。
A．电灯工作时，将电能转化为内能和光能，不输出机械能，故A不符合题意；
B．电风扇工作时，输入电能后，大部分电能转化为机械能输出，少部分因为电流热效应转化为内能输出，符合图中能量流向，故B符合题意；
C．电视机工作时，将电能主要转化为光能、声能和内能，几乎不输出机械能，故C不符合题意；
D．电热水壶工作时，将电能几乎全部转化为内能，没有机械能输出，故D不符合题意。
故选B。
19．（25-26九年级上·湖北襄阳·期末）如图所示为某科技节活动设计的一款节能环保可调节室温的地下水降温技术。在夏天，把地下水抽到室内冷凝器里，利用地下水与室内存在的温度差实现室内降温。下列说法不正确的是（　　）
A．电动机抽水过程中电能转化为机械能 B．水在室内降温过程中水的内能减少
C．用水降温用到了水的比热容大的特点 D．水是通过热传递的方式带走室内热量
【答案】B
【详解】A．电动机抽水过程中，消耗电能，使水获得机械能，因此电能转化为机械能，故A正确，不符合题意；
B．水在室内降温过程中，从室内吸收热量，温度升高，根据内能与温度的关系，水的内能会增加，而非减少，故B错误，符合题意；
C．水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，在升高相同温度时可以吸收更多的热量，因此适合作为冷却介质，故C正确，不符合题意；
D．水与室内空气之间存在温度差，通过热传递的方式吸收室内空气的热量，从而带走室内热量，故D正确，不符合题意。
故选B。
20．在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确的是（　　）
A．做功可以改变物体的内能
B．热传递改变物体内能是不同形式的能量在相互转化
C．在一定条件下各种形式的能量都可以相互转化
D．能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变
【答案】B
【详解】A．做功和热传递都可以改变物体的内能，故A正确，A不符合题意；
B．热传递是能量的转移，是能量从高温物体转移到了低温物体，能量的形式没变，故B错误，B符合题意；
CD．由能量守恒定律可知：能量既不会创生，也不会消失，只能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，并且在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变，故CD正确，CD不符合题意。
故选B。
21．（25-26九年级上·陕西宝鸡·期末）如图所示是中国古代玩具饮水鸟的示意图，它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚（乙醚极易汽化），乙醚吸收空气中的热量，汽化后气压增大，将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移“低头喝水”，如图2；此时上下球连通，气压相同，乙醚流回下球，恢复图1状态，如此反复。则（　　）
A．“饮水鸟”将机械能转化为内能 B．下球中乙醚发生汽化，不能自发地发生液化
C．即使没有能量补充，“饮水鸟”也不会停止运动 D．“饮水鸟”的能量转化过程不遵循能量守恒定律
【答案】B
【详解】A．“饮水鸟”的工作过程是乙醚吸收空气中的热量汽化，内能转化为乙醚蒸气的内能，推动乙醚液体上升，使“饮水鸟”的重心升高，机械能增加，这个过程主要是将内能转化为机械能，故A不符合题意；
B．下球中乙醚汽化的过程，吸收热量，是通过热传递的方式改变了内能大小，而液化需要放出热量，无法自发进行，故B符合题意；
C．“饮水鸟”的运动需要不断地从周围空气中吸收热量（能量）来维持，如果没有能量补充，乙醚无法持续汽化，它就会停止运动，故C不符合题意；
D．“饮水鸟”和外界有能量交换，不是凭空动起来的，其能量转化过程符合能量守恒定律，故D不符合题意。
故选B。
22．（25-26九年级上·山东烟台·期末）国产某新型电动汽车为了节能，安装有“能量回收装置”。踩下制动踏板，驱动电动机变为发电机，以其发电时产生的阻力来制动汽车，此过程把______能转化为电能，再将电能转化为______能储存在蓄电池里。有人认为，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。这种观点是不对的，因为它违背了______。
【答案】 机械 化学 能量守恒定律
【详解】[1][2]踩下制动踏板，驱动电动机变为发电机，以其发电时产生的阻力来制动汽车，此过程线圈切割磁感线产生感应电流，把机械能转化为电能，再将电能转化为化学能储存在蓄电池里，这是一个能量回收利用的装置。
[3]由于存在摩擦和空气阻力，部分机械能会转化为内能等形式的能量散失掉，导致汽车的能量不断减小，故汽车不会永远运动下去，这种想法违背了能量守恒定律。
23．（25-26九年级上·河南濮阳·期末）路边崩爆米花的场景是一代人的回忆。伴随着一声巨响，空气中飘散出令人回味的香味，这是_________现象；高温高压气体将爆米花崩出时，气体的内能转化为爆米花的_________（填能量形式名称），这个过程中能量的总量_________（填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 扩散 机械能 不变
【详解】[1][2][3]崩爆米花时，空气中飘散出令人回味的香味，是因为香味分子在不停地做无规则运动，是扩散现象；高温高压的气体将爆米花崩出时，气体内能转化为爆米花的机械能，根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，在转化和转移过程中，能量的总量保持不变，所以这个过程中能量的总量不变。
24．（25-26九年级上·甘肃陇南·期末）电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车和下坡时，都能带动发电机发电，将汽车的________能转化为电能。有一次，小明爸爸把电动车开到山顶后，原路开车下山。小明认为他家的车可以这样一直重复开着而不用充电。小明的这种观念是________（选填“正确”或“错误”）的。
【答案】 机械 错误
【详解】[1]在汽车刹车和下坡时带动发电机，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。
[2]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，这种观念是错误的，它违背了能量守恒定律。
25．（2025·江苏盐城·一模）汽车紧急刹车后减速滑行，汽车的___________能转化为刹车和刹车片、轮胎与地面的内能，该过程中刹车与刹车片增加的总内能___________于汽车减少的动能。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有___________性。
【答案】 动能 小于 方向
【详解】[1]汽车紧急刹车时，由于摩擦，汽车的机械能（主要是动能 ）转化为刹车、刹车片、轮胎与地面的内能。
[2]根据能量守恒定律，能量不会凭空消失或产生，只会从一种形式转化为另一种形式，汽车较少的动能一部分转化为刹车系统的内能，还有一部分内能散失在空气中，因此刹车系统增加的总内能小于汽车减少的动能。
[3]内能散失到空气中后，无法再收集起来利用，这是因为能量的转化和转移具有方向性（即不可逆性）。
26．（23-24九年级下·贵州黔东南·开学考试）如图所示是新农村建设中一道靓丽的风景——风光互补路灯。“有风无光”时利用叶片转动发电，“有光无风”时利用太阳能电池板发电，二者皆备同时发电，并日夜蓄能。请你说出该路灯两种发电方式的能量转化，并写出一条该路灯的优点。
【答案】能量转化：叶片转动发电将机械能转化为电能；太阳能电池板发电将太阳能转化为电能。优点：清洁无污染，能源可持续。（合理即可）
【详解】略。
27．（24-25九年级上·山西朔州·期末）如图所示是《天工开物》中记载的水碾，可用来加工谷物，使谷物脱壳或粉碎，流动的水能带动水磨转动。请你回答下列问题：
(1)请从能量转化的角度分析水碾工作的原理。
(2)若要使水流冲击下面的水轮盘时能带动质量更大的磨盘，请你提出一个改进的方案。
【答案】(1)水从高处流下，重力势能转化为动能，流动的水对水轮会产生力的作用，所以“水磨”以流水的动能为动力带动水轮引擎运转，水轮引擎再带动石磨转动，是水的重力势能转化为水磨的动能。
(2)使水流冲击水轮盘时能带动质量更大的下扇磨盘转动，需要水的动能更大，而动能与质量和速度有关，因而可以通过增大水的落差以增大水的流速，把“水磨”建在水流量更大的位置，减小传动件之间的摩擦等。
【详解】【小题1】根据能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到其他物体，而能量的总量保持不变。水从高处流下，重力势能转化为动能，流动的水对水轮会产生力的作用，所以“水磨”以流水的动能为动力带动水轮引擎运转，水轮引擎再带动石磨转动，是水的重力势能转化为水磨的动能；
【小题2】为了使水流冲击水轮盘时能带动质量更大的磨盘转动，需要水的动能更大，而动能与质量和速度有关，因而可以通过增大水的落差以增大水的流速，把“水磨”建在水流量更大的位置，减小传动件之间的摩擦等。（合理即可）
28．为了纪念伟大的物理学家爱因斯坦在100年前完成的三项重大科学发现，联合国把2005年定为“国际物理年”，在纪念活动中，小伟展示给大家一幅“特殊烧水装置”图，表达了他对自然界中能量转化规律的理解。
（1）请结合本图内容，说明能量在自然界中的转化规律。
（2）在生产、生活中有许多涉及多次能量转化的事例，请试举一例（至少涉及两次能量转化）
【答案】见解析
【详解】（1）太阳→西红柿：太阳能转化为化学能；人→车轮：人的能量转化为车轮的机械能；车轮→发电机：机械能转化为电能；发电机→电炉子：电能转化为内能；气体发声：内能转化为声能。规律：自然界中的能量是守恒的；能量既不会消灭，也不会创生；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；在转化和转移过程中，能量的总量不变。
（2）举例：火电站在工作过程中：燃料燃烧，化学能转化为内能，热机把内能转化为机械能；发电机把机械能转化为电能。
29．（25-26九年级上·广东·期末）国家卫健委《儿童青少年肥胖食养指南（2024年版）》中指出，2023年青少年肥胖率为7.9%，相比1982年的0.2%有显著增长；城市青少年肥胖率较高，农村青少年肥胖率增长迅速。为改善这一状况，该指南提出：要养成健康饮食行为，保持合理膳食结构，能量来源比例为碳水化合物55%、蛋白质20%、脂肪25%，早午晚三餐能量比例为3∶4∶3；应坚持每天运动，保证每天至少60分钟以有氧运动为主的中高强度身体活动。请根据下表回答以下问题：
类别 基础代谢 Q/kJ
初三男生 6500
初三女生 6000
运动项目 时间 t/min 消耗能量Q/kJ
跳绳 10 600
跑步 10 500
游泳 10 250
营养物质 生理热值 kJ/g
碳水化合物 15
蛋白质 18
脂肪 38
营养成分表
项目 方便面
每80克
蛋白质 脂肪 碳水化合物 钠 10g 20g 50g 705mg
(1)初三男同学小明在一天之内完成了10分钟跳绳，30分钟跑步和20分钟游泳，请计算完成这些运动、共计消耗________kJ能量，这一天总共需要摄入_________kJ能量才能满足小明身体的需要。
(2)小明晚上只吃了一个质量为80g的方便面作为晚餐，营养成分表如图所示，请估算，此晚餐能够提供_______ kJ能量，________（选填“能”或“不能”）达到他这一天所需总能量30%，营养物质供能比例_________（选填“合理”或“不合理”），_________（选填某种营养物质）摄入过多了。
注：a。基础代谢是指人体维持生命的所有器官所需要的最低能量；
b。生理热值；该种食物在人体内被吸收时的热值；
c。为方便计算，题中数据已做简化处理。
【答案】(1) 2600 9100 (2)1690 不能 不合理 脂肪
【详解】（1）[1]由表格数据可知，10分钟跳绳消耗能量为，30分钟跑步消耗的能量为
20分钟游泳消耗的能量为
所以完成这些运动共计消耗的能量为
[2]从表格可知初三男生基础代谢能量为6500kJ，一天所需总能量就是基础代谢能量加上运动消耗能量，即
（2）[1]根据营养成分表，方便面中蛋白质10g，蛋白质生理热值为18kJ/g，蛋白质提供的能量为
脂肪20g，脂肪生理热值为38kJ/g，脂肪提供的能量为
碳水化合物50g，碳水化合物生理热值为15kJ/g，碳水化合物提供的能量为
此晚餐能够提供的能量为
[2]一天所需总能量为9100kJ，其30%为
因为，所以不能达到他这一天所需总能量30%。
[3][4]保持合理膳食结构，能量来源比例应该为碳水化合物55%、蛋白质20%、脂肪25%。
该晚餐中蛋白质供能比例为
脂肪供能比例为
碳水化合物供能比例为
对比合理比例可知，脂肪摄入过多，营养物质供能比例不合理。
29．（25-26九年级上·广东深圳·阶段检测）阅读短文，回答问题。
氢燃料电池
氢燃料电池是一种正在推广的环保电池，其工作原理如甲图所示。把氢和氧分别供给阳（负）极和阴（正）极，大部分氢通过阳极向外扩散并与电解质发生反应后，放出的电子通过外部工作电路到达阴极，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板。氢燃料电池通常和蓄电池配合使用，蓄电池寿命可以用“循环寿命”来衡量，是指电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数。例如某辆氢燃料电池车电池堆栈最大功率为114kW，体积功率密度为3kW/L，百公里耗氢为0.8kg，该氢燃料电池车行驶时将蓄电池电量从90%用到30%，则这次的放电深度为60%；再次使用前通过氢燃料电池将蓄电池充电到70%后，又用到30%，这次的放电深度为40%，则这两次总共完成了1次100%全循环放电，研究人员以不同的放电深度，对蓄电池进行充、放电循环研究，得到了如题图乙所示的蓄电池100%全循环放电次数与放电深度的关系。
(1)完成如图丙氢燃料电池车的部分能量转化流程图：①______、②______；
(2)如图甲，氢燃料电池工作时，通过电动机的电流方向为______（选填“从左到右”或“从右到左”）；
(3)该车的燃料电池的体积是______升，氢燃料电池车行驶百公里消耗的氢完全燃烧放出的热量为______J；（氢的热值为）
(4)某辆氢燃料电池大巴每天使用前都要充电，若每天使用前都充电到总电量的95%，第一天结束行驶后电池电量为45%，若第二天开始每天耗电量都比前一天增加10%，则电动车电池在连续5天时间内完成了约______次的100%全循环放电。
【答案】(1)化学能 电能 (2)从右到左 (3)38 (4)3
【详解】（1）由短文材料可知，氢燃料电池车先将化学能转化为电能，然后通过电动机将电能转化为机械能，给电池车提供动力。
（2）由图可知，电子的定向移动方向是从左向右，物理学中规定，正电荷定向移动的方向为电流的方向，因此通过电动机的电流方向为从右到左。
（3）[1][2]由题干可知，氢燃料电池车电池堆栈最大功率为114kW，体积功率密度为3kW/L，则该车的燃料电池的体积为
百公里消耗氢燃料大约0.8kg，则百公里消耗的氢完全燃烧放出的热量
（4）第一天结束行驶后电池放电
由于第二天开始每天耗电量都比前一天增加10%，则第二天结束行驶后电池放电
同理可知，第三天结束行驶后电池放电
第四天结束行驶后电池放电
第五天结束行驶后电池放电
所以，电动车电池在连续5天时间内放电
完成了全循环放电次数为/ 让教学更有效
14.1 能量的转化与守恒
目 录 A组 巩固过关 知识点1：基础概念 知识点2：能量的转化与转移 知识点3：能量守恒定律的理解 B组 能力进阶 C组 思维拔高
基础概念
1. 能量的转化是指______从一种形式转化为______的过程，转化过程中能量的形式______发生改变。
2. 能量的转移是指能量从______转移到______，转移过程中能量的形式______发生改变。
3. 能量守恒定律的内容：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______。
4. 根据能量守恒定律，永动机______被制造成功（选填“能”“不能”），因为永动机违反了______。
能量的转化与转移
5．（25-26九年级上·河南周口·期末）下列能量转化过程中，属于机械能转化为电能的是（　　）
A．电饭煲煮饭 B．电动机转动 C．风力发电 D．电灯发光
6．（25-26九年级上·河北石家庄·期末）下列关于能量转化的说法中，正确的是（ ）
A．燃料燃烧——化学能转化为内能
B．汽车刹车时，刹车片会发热——内能转化为机械能
C．太阳能电池板——太阳能转化为化学能
D．干电池给电路供电——电能转化为化学能
7．（25-26九年级上·山东济南·期末）小明同学在寒假参与社区义务劳动，下列对其劳动过程中的能量转化分析正确的是（ ）
A．用电动扫地机清扫路面——电能转化为内能 B．把重物搬到楼上——机械能转化为化学能
C．用燃气灶烧水——化学能转化为内能 D．给电动自行车充电——机械能转化为电能
8．（25-26九年级上·安徽阜阳·期末）阜阳某生态园安装的太阳能路灯，其光伏电池板白天将太阳能转化为_______能储存于蓄电池中。
9．（25-26九年级上·重庆永川·期末）2025年4月30日神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。当返回舱以23倍音速穿越大气层时，剧烈摩擦产生的高温将返回舱表面烧得一片通红，这个过程是将机械能转化为_______能，是通过_______的方式发生能量转化的。
10．（25-26九年级上·江西赣州·期末）神舟二十一号返回舱于2025年11月14日成功着陆，标志着我国载人航天工程取得又一辉煌成就。返回舱返回地球时与大气层剧烈摩擦，其舱体的_____能转化为内能，导致舱体外温度高达上千摄氏度。这一过程中，返回舱内能的增加是通过_______的方式实现的。
能量守恒定律的理解
11．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）下列关于能量及其转化的说法中，正确的是（　　）
A．水电站的水轮机带动发电机发电，将内能转化为电能
B．植物吸收太阳光进行光合作用，将光能转化为化学能
C．燃料燃烧时发热，将内能转化为光能
D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，说明能量是不守恒的
12．（25-26九年级上·河南信阳·期末）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
13．（25-26九年级上·广东揭阳·期末）如图所示是一种设想中的永动机，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功。同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。下列关于这款永动机的分析，正确的是（　　）
A．高处水下落过程中机械能守恒 B．这款永动机的机械效率为100%
C．这款永动机利用内能对外做功 D．这一设想不符合能量守恒定律
14．（25-26九年级上·广西钦州·期末）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（ ）
A．小球的能量慢慢消失了 B．小球的能量可以凭空产生
C．小球在此过程中遵循能量守恒定律 D．小球弹起的高度越来越小说明能量不守恒
15．（25-26九年级上·河北沧州·期末）如图所示，是一位科学爱好者制作的“永动机”制作者声称该装置中不存在热动力系统，只需轻轻拨动其中任意一只瓶子，这套装置就能转动起来，而且速度恒定，一直转动下去。你认为这个装置___________（选填“能”或“不能”）一直转动，判断的依据是违背___________。
16．（25-26九年级上·云南红河·期末）2025年11月1日，搭载长征二号F运载火箭的神舟二十一号载人飞船成功对接天和核心舱，创造了3.5小时快速交会对接的最快纪录。中国空间站的供电核心依赖实验舱外部的柔性太阳翼，其能将太阳能转化为________能，这些能量的产生与转化过程_________（选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。
17．（25-26九年级上·湖北宜昌·期末）“永动机”是指不需要输入能量就能永不停息地对外做功的机器，历史上许多人经历了大量制作永动机失败的教训后，逐渐总结出________定律。如图是一款叫“饮水鸟”的玩具，放一杯水在其前方，它就可以长时间重复“低头喝水、恢复直立”的过程。“饮水鸟”________（选填“能”或“不能”）永远重复饮水的动作。
18．（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）某机器的能量流向如图所示，下列家用电器工作时，符合此能量流向的是（ ）
A．电灯 B．电风扇 C．电视机 D．电热水壶
19．（25-26九年级上·湖北襄阳·期末）如图所示为某科技节活动设计的一款节能环保可调节室温的地下水降温技术。在夏天，把地下水抽到室内冷凝器里，利用地下水与室内存在的温度差实现室内降温。下列说法不正确的是（　　）
A．电动机抽水过程中电能转化为机械能 B．水在室内降温过程中水的内能减少
C．用水降温用到了水的比热容大的特点 D．水是通过热传递的方式带走室内热量
20．在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确的是（　　）
A．做功可以改变物体的内能
B．热传递改变物体内能是不同形式的能量在相互转化
C．在一定条件下各种形式的能量都可以相互转化
D．能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变
21．（25-26九年级上·陕西宝鸡·期末）如图所示是中国古代玩具饮水鸟的示意图，它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚（乙醚极易汽化），乙醚吸收空气中的热量，汽化后气压增大，将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移“低头喝水”，如图2；此时上下球连通，气压相同，乙醚流回下球，恢复图1状态，如此反复。则（　　）
A．“饮水鸟”将机械能转化为内能 B．下球中乙醚发生汽化，不能自发地发生液化
C．即使没有能量补充，“饮水鸟”也不会停止运动 D．“饮水鸟”的能量转化过程不遵循能量守恒定律
22．（25-26九年级上·山东烟台·期末）国产某新型电动汽车为了节能，安装有“能量回收装置”。踩下制动踏板，驱动电动机变为发电机，以其发电时产生的阻力来制动汽车，此过程把______能转化为电能，再将电能转化为______能储存在蓄电池里。有人认为，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。这种观点是不对的，因为它违背了______。
23．（25-26九年级上·河南濮阳·期末）路边崩爆米花的场景是一代人的回忆。伴随着一声巨响，空气中飘散出令人回味的香味，这是_________现象；高温高压气体将爆米花崩出时，气体的内能转化为爆米花的_________（填能量形式名称），这个过程中能量的总量_________（填“增大”“减小”或“不变”）。
24．（25-26九年级上·甘肃陇南·期末）电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车和下坡时，都能带动发电机发电，将汽车的________能转化为电能。有一次，小明爸爸把电动车开到山顶后，原路开车下山。小明认为他家的车可以这样一直重复开着而不用充电。小明的这种观念是________（选填“正确”或“错误”）的。
25．（2025·江苏盐城·一模）汽车紧急刹车后减速滑行，汽车的___________能转化为刹车和刹车片、轮胎与地面的内能，该过程中刹车与刹车片增加的总内能___________于汽车减少的动能。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有___________性。
26．（23-24九年级下·贵州黔东南·开学考试）如图所示是新农村建设中一道靓丽的风景——风光互补路灯。“有风无光”时利用叶片转动发电，“有光无风”时利用太阳能电池板发电，二者皆备同时发电，并日夜蓄能。请你说出该路灯两种发电方式的能量转化，并写出一条该路灯的优点。
27．（24-25九年级上·山西朔州·期末）如图所示是《天工开物》中记载的水碾，可用来加工谷物，使谷物脱壳或粉碎，流动的水能带动水磨转动。请你回答下列问题：
(1)请从能量转化的角度分析水碾工作的原理。
(2)若要使水流冲击下面的水轮盘时能带动质量更大的磨盘，请你提出一个改进的方案。
28．为了纪念伟大的物理学家爱因斯坦在100年前完成的三项重大科学发现，联合国把2005年定为“国际物理年”，在纪念活动中，小伟展示给大家一幅“特殊烧水装置”图，表达了他对自然界中能量转化规律的理解。
（1）请结合本图内容，说明能量在自然界中的转化规律。
（2）在生产、生活中有许多涉及多次能量转化的事例，请试举一例（至少涉及两次能量转化）
29．（25-26九年级上·广东·期末）国家卫健委《儿童青少年肥胖食养指南（2024年版）》中指出，2023年青少年肥胖率为7.9%，相比1982年的0.2%有显著增长；城市青少年肥胖率较高，农村青少年肥胖率增长迅速。为改善这一状况，该指南提出：要养成健康饮食行为，保持合理膳食结构，能量来源比例为碳水化合物55%、蛋白质20%、脂肪25%，早午晚三餐能量比例为3∶4∶3；应坚持每天运动，保证每天至少60分钟以有氧运动为主的中高强度身体活动。请根据下表回答以下问题：
类别 基础代谢 Q/kJ
初三男生 6500
初三女生 6000
运动项目 时间 t/min 消耗能量Q/kJ
跳绳 10 600
跑步 10 500
游泳 10 250
营养物质 生理热值 kJ/g
碳水化合物 15
蛋白质 18
脂肪 38
营养成分表
项目 方便面
每80克
蛋白质 脂肪 碳水化合物 钠 10g 20g 50g 705mg
(1)初三男同学小明在一天之内完成了10分钟跳绳，30分钟跑步和20分钟游泳，请计算完成这些运动、共计消耗________kJ能量，这一天总共需要摄入_________kJ能量才能满足小明身体的需要。
(2)小明晚上只吃了一个质量为80g的方便面作为晚餐，营养成分表如图所示，请估算，此晚餐能够提供_______ kJ能量，________（选填“能”或“不能”）达到他这一天所需总能量30%，营养物质供能比例_________（选填“合理”或“不合理”），_________（选填某种营养物质）摄入过多了。
注：a。基础代谢是指人体维持生命的所有器官所需要的最低能量；
b。生理热值；该种食物在人体内被吸收时的热值；
c。为方便计算，题中数据已做简化处理。
29．（25-26九年级上·广东深圳·阶段检测）阅读短文，回答问题。
氢燃料电池
氢燃料电池是一种正在推广的环保电池，其工作原理如甲图所示。把氢和氧分别供给阳（负）极和阴（正）极，大部分氢通过阳极向外扩散并与电解质发生反应后，放出的电子通过外部工作电路到达阴极，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板。氢燃料电池通常和蓄电池配合使用，蓄电池寿命可以用“循环寿命”来衡量，是指电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数。例如某辆氢燃料电池车电池堆栈最大功率为114kW，体积功率密度为3kW/L，百公里耗氢为0.8kg，该氢燃料电池车行驶时将蓄电池电量从90%用到30%，则这次的放电深度为60%；再次使用前通过氢燃料电池将蓄电池充电到70%后，又用到30%，这次的放电深度为40%，则这两次总共完成了1次100%全循环放电，研究人员以不同的放电深度，对蓄电池进行充、放电循环研究，得到了如题图乙所示的蓄电池100%全循环放电次数与放电深度的关系。
(1)完成如图丙氢燃料电池车的部分能量转化流程图：①______、②______；
(2)如图甲，氢燃料电池工作时，通过电动机的电流方向为______（选填“从左到右”或“从右到左”）；
(3)该车的燃料电池的体积是______升，氢燃料电池车行驶百公里消耗的氢完全燃烧放出的热量为______J；（氢的热值为）
(4)某辆氢燃料电池大巴每天使用前都要充电，若每天使用前都充电到总电量的95%，第一天结束行驶后电池电量为45%，若第二天开始每天耗电量都比前一天增加10%，则电动车电池在连续5天时间内完成了约______次的100%全循环放电。

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