14.3能量的转化和守恒-2023-2024学年九年级物理全一册学优生重难点易错题精练（人教版）

14.3能量的转化和守恒同步易错题集高频考点高频考点一、能量的转化和转移1、能量的存在形式：机械能、内能、光能、化学能、电能等。2、在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。例如，摩擦生热：机械能转化为内能；水电站：机械能转化为电能；光合作用：光能转化为化学能；燃料燃烧：化学能转化为内能。能量转化和转移的判断（1）能量的转移：能量形式未发生变化，例如，热传递。（2）能量的转化：能量形式发生变化，例如，燃料燃烧时，化学能转化为内能。二、能量守恒定律1、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它形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。2、“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。3、机械能守恒与能量守恒区别：能量守恒定律的成立不需要条件，机械能守恒必须满足物体只存在着动能和势能之间的转化。易错题集易错题集一、选择题（共12小题）1．（2022•自贡中考）关于能量守恒定律，下列说法正确的是（）A．能量可以凭空消失 B．能量可以凭空产生 C．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变 D．热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律解：AB、能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，故AB错误；C、据能量守恒定律，能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变，故C正确；D、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，故D错误；答案：C。2．（2023•苏州）《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源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．水在输送过程中重力势能不变 C．转轮转速越快输水做功功率越大 D．上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮解：A、这一装置在工作时，存在摩擦和空气阻力，不是一台“永动机”，故A错误；B、水在输送过程中高度改变，所以重力势能改变，故B错误；C、转轮转速越快，相同时间内输水做功越多，则功率越大，故C正确；D、上、下两个转轮在转动时，它们的轴始终是固定不动的，不符合动滑轮的特点，里面不存在动滑轮，故D错误。答案：C。3．（2023•镇江）即将建成的镇江仑山湖抽水蓄能电站，在用电低谷时利用多余的电能，将山下的水抽往山上的水库实现“蓄能”；在用电高峰时释放山上的水来发电。该电站可以实现“蓄能”主要是将多余的电能转化为水的（）A．重力势能 B．内能 C．动能 D．化学能解：蓄能时，水被抽到上水库中，水的高度增加，所以电能转化为水的重力势能，故A正确。答案：A。4．（2022•福州模拟）中国力争在2030年前实现“碳达峰”。为了践行绿色低碳发展，我市推行纯电动汽车（如图）。汽车蓄电池充电过程中将（）A．机械能转化为电能 B．电能转化为机械能 C．电能转化为化学能 D．化学能转化为电能解：给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能。答案：C。5．（2023•绵阳模拟）关于能量的转移和转化，下列判断正确的是（）A．热量可以从低温物体转移到高温物体 B．能量转移和转化没有方向性 C．电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用 D．汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车解：A、热量不可以自发的从低温物体转移到高温物体，在外界的影响下，热量可以从低温物体转移到高温物体，例如电冰箱在压缩机消耗电能的情况下，热量可以从低温物体转移到高温物体，故A正确。B、能量转移和转化有方向性，故B错误；C、电取暖器辐射到房间里的热量被人和房间吸收，由于内能的转移具有方向性，所以这部分内能不可以再利用，故C错误；D、汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量会散发到周围的环境中，无法再回收利用，因此不能驱动汽车，故D错误。答案：A。6．（2023•长沙模拟）目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具﹣﹣冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示，冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（）A．内能转化为机械能 B．内能转化为电能 C．只有机械能和内能的转化 D．有电能、机械能和内能的转化解：（1）当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；（2）钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。答案：D。7．（2023•内江模拟）根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（）A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的 B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面 C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去 D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动解：A、永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故A错误；B、两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故B正确；C、在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故C错误；D、子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故D错误。答案：B。8．（2023•遵义模拟）有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（）A．装置所具有的机械能始终不变 B．如果没有能量补充，装置最终会停下来 C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化解：A、装置在工作的过程中，由于存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能会变小，故A错误；BC、如果没有能量补充，机械能会逐渐变小，装置最终会停下来，故B正确，C错误；D、装置在运动的过程中，小球的高度会发生变化，重力势能发生改变，速度发生变化，动能发生改变，有重力势能和动能的转化，故D错误。答案：B。9．（2022•上海）瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中能量转化的顺序为（）A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→动能→电能 C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→电能→动能解：瀑布从高峰倾泻而下，将重力势能转化为动能，驱动发动机转动发电，又将动能转化为电能，所以能量转化是重力势能→动能→电能。答案：B。10．（2022•泰州模拟）如图是某地区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（）A．光电池板是将太阳能转化为化学能 B．照明灯工作时，LED灯是将内能转化为电能 C．利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能 D．蓄电池夜晚放电时，蓄电池将化学能转化为光能解：A、光电池板是将太阳能转化为电能，而不是化学能，故A错误；B、照明灯工作时，将电能转化为光能，故B错误；C、利用风力发电时，“小风扇”将机械能转化为电能，故C正确；D、蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将化学能转化为光能，故D错误。答案：C。11．（2022•宜昌期末）如图所示，关于能量转化图的说法不正确的是（）A．摩擦生热，机械能转化为内能 B．能量转化是非常普遍的现象，但是各种形式的能量之间不能自由的相互转化 C．随着技术的发展，电灯通电后可以全部转化为光能 D．燃料燃烧时，将化学能转化为光能和内能解：A、摩擦生热时，要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A正确；B、能量转化是非常普遍的现象，但各种形式的能量之间的相互转化是有一定条件的，即各种形式的能量之间不能自由的相互转化，故B正确；C、即使技术发展的程度再高，电灯通电后也不可能全部转化为光能，肯定会有一部分电能转化为内能，故C错误；D、燃料燃烧时消耗化学能，获得了内能和光能，故是将化学能转化为光能和内能的过程，故D正确。答案：C。12．（2022•日照期末）太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是（）A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能 C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能 D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能解：A、绿色植物的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、太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误；C、太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；D、太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误。答案：A。二、填空题（共6小题）13．（2023•济南）随着我国人民生活水平的不断提高，汽车已进入寻常百姓家。汽车发动机的主要部分是汽油机，是把汽油燃烧放出的内能转化为机械能的装置。汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车，这是由于能量转化具有方向性，而我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。解：汽油机是把汽油燃烧放出的内能转化为机械能的装置；能量的转化和转移，都是有方向性的，因此汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车。答案：内能；方向性。14．（2023•青岛模拟）大量的研究表明，自然界的能量是守恒的，科学家们将研究的结果概括为能量守恒定律，即：能量既不会消灭，也不会创生，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，而能的总量保持不变。解：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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。答案：转化；转移。15．（2022•宜昌）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，这种观念违背了能量守恒定律。解：在汽车刹车时带动发电机，发电机将机械能转化为电能储存起来；汽车就可以一边行驶，一边发电，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。答案：机械；能量守恒定律。16．（2022•内江模拟）不同能量之间可以相互转化，在转化过程中，能量的总量保持不变。除此之外，能量的转化还存在一定的方向性。解：根据能量守恒定律可知：能量的利用过程，本质是能量的转移或转化过程，在转移或转化过程中，总量是不变的；但能量的转移或转化具有方向性，所以人类可利用的能量不断减少，出现了能源危机。答案：不变；方向。17．（2022•广州模拟）混合动力汽车拥有汽油机和电动机两套动力系统。某辆油电混合动力汽车在平直路面上加速行驶时，仪表盘上显示只有汽油机在工作。在这个过程中，汽油机把内能转化为汽车的机械能。某一时刻，汽车的动能为E1，驾驶员踩下制动踏板。在车辆停下来的过程中，仪表盘显示汽车正在进行“动能回收”，把回收的能量转化为蓄电池的化学能E2，进行储存。当汽车再次起步时，仪表盘显示此时只有电动机在提供动力，蓄电池和电动机把刚才储存下来的能量又重新转化为车的动能E3。你认为E1、E2、E3的大小关系是E1＞E2＞E3。解：汽油机属于内燃机，汽油机工作过程中，将燃料燃烧产生的内能转化为机械能；汽车的动能为E1，驾驶员踩下制动踏板，汽车把回收的能量转化为蓄电池的化学能E2，由于在能量的转化过程中有能量散失，则E1＞E2；当汽车再次起步时，电动机在提供动力，蓄电池和电动机把刚才储存下来的能量又重新转化为车的动能E3，由于在能量的转化过程中有能量散失，则E2＞E3；故E1、E2、E3的大小关系是：E1＞E2＞E3。答案：内；机械；E1＞E2＞E3。18．（2023•太原模拟）小梦在学习完能量转化知识后，设想了如图所示的方案，先利用水力发电，然后再利用发出的电驱动抽水机把水抽到蓄水池，这样就可以一直循环下去。你认为这个设计方案不可行（选填“可行”或“不可行”），理由是违背了能量守恒定律。解：题中设想的能量转化过程是这样的：电能→机械能→电能→机械能，根据能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，所以上述能量转化中均应是守恒的，在转化的过程中，由于有能量的散失，所以水的机械能不可能完全转化为电能，电能也不可能完全转化为水的机械能，所以不能循环下去。答案：不可行；违背了能量守恒定律。三、解答题（共2小题）19．（2022•茂名期末）请根据上述材料，回答下列问题：火龙出水和神火飞鸦火药是我国古代的四大发明之一，黑火药是在适当的外界能量作用下，自身能进行迅速而有规律的燃烧，同时生成大量高温燃气的物质。在军事上主要用作枪弹，炮弹的发射药和火箭的推进剂及其他驱动装置的能源，是弹药的重要组成部分，古人利用黑火药制造出了“火龙出水”火箭和“神火飞鸦”等武器。“火龙出水”火箭作为近代火箭的始祖，被世界广泛认可。“火龙出水”火箭一般用于对敌军的船只实施火攻，根据相关记载显示，“火龙出水”火箭用竹管做龙身，用木料做龙头和龙尾，龙身侧面装上小火箭，每只小火箭里都装上火药，龙的腹内装上数支火箭，龙身侧面的小火箭引信是连在一起的，并且这些引信与龙腹内火箭引信也是相连的，当两军的船只在水面上相遇时，从一方的船上发射出“火龙出水”火箭，发射前点燃头龙身上侧面小火箭的火药桶，火药燃烧时，火药燃气从火箭尾部喷出，向后喷射的气体产生反作用力，使火龙向前运动，因为龙身侧面引信与龙腹内火箭引信相连，所以当第一级火箭燃烧完毕，就会自动引燃腹内的火箭，这是第二级火箭，此时就从龙腹里射出数支火箭，发射到敌船上，烧毁敌船。明代史书记数的军用火箭“神火飞鸦”外型如鸦，用细竹或芦苇编成，内部填充火药，鸦身两侧各装两支“起火”，“起火”的药筒底部和鸦身内的火药用药线相连，作战时，用“起火”的推力将飞鸦射至100丈开外，飞鸦落地时内部装的火药被点燃爆炸，爆炸时飞鸦宛如今天的火箭弹。到了16世纪，抗日名将戚继光已在军中大量装备火箭，箭长5尺以上，绑附火药筒，能飞行300步，倭观见之丧胆。（1）火龙出水，火箭的第一级火箭被点燃后快速向前飞行，发生的能量转化主要是内能转化为机械能。（2）“火龙出水”火箭的第二级火箭点燃敌船使之燃烧，发生的能量转化主要是化学能转化为内能。（3）为了达到“神火飞鸦”的飞行距离很长的目的，制作好的鸦身应该A。A.质量很小B.热值很大C.比热容很小D.易燃（4）火龙出水和神火飞鸦内填充的都是黑火药，黑火药燃烧之所以能使这些