九年级物理全一册举一反三系列专题14.3能量的转化和守恒【三大题型】(人教版)(原卷版+解析)

这是一份九年级物理全一册举一反三系列专题14.3能量的转化和守恒【三大题型】(人教版)(原卷版+解析)，共13页。

TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 能量的转化】
\l "_Tc25206" 【题型2 能量的转移】
\l "_Tc9103" 【题型3 能量守恒定律】
【知识点1 能量的转化】
能量的转化和转移是具有方向性的。
【题型1 能量的转化】
【例1】（2022·上海·中考真题）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
【答案】B
【解析】
瀑布中的水在高处时具有重力势能，当水从高处倾泻而下时，将水的重力势能转化为动能，冲动发电机的叶轮旋转，从而将动能转化为电能。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【变式1-1】（2022·广西桂林·中考真题）2022年6月5日，长征2F火箭顺利将载有三名航天员的神舟十四号飞船送入预定轨道，飞船变轨后与天和核心舱成功对接。下列说法错误的是（ ）
A．火箭升空过程中，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能
B．飞船进入预定轨道后，飞船仍然具有惯性
C．飞船与核心舱对接后，以核心舱为参照物，飞船是静止的
D．航天员在核心舱里做实验时，仍然可以用天平测量物体的质量
【答案】D
【解析】
A．火箭升空过程中，火箭速度增大，高度增大，因此动能和势能都增加，即机械能增大，而消耗了燃烧，因此燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，故A正确，A不符合题意；
B．惯性只与质量有关，而质量与位置无关，因此飞船进入预定轨道后，质量不变，飞船仍然具有惯性，故B正确，B不符合题意；
C．飞船与核心舱对接后，以核心舱为参照物，飞船的位置保持不变，因此飞船相对于核心舱是静止的，故C正确，C不符合题意；
D．航天员在核心舱里做实验时，处于完全失重状态，无法用天平测量物体的质量，故D错误，D符合题意。
故选D。
【变式1-2】（2022·湖南益阳·中考真题）下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（ ）
A．燃料燃烧时发热
B．用热水袋取暖
C．钻木取火
D．电动机带动水泵把地下水送到地面
【答案】B
【解析】
A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能，属于能量的转化，故A不符合题意；
B．用热水袋取暖，是热传递过程，内能从热水袋转移到其它物体向上，属于能量的转移，故B符合题意；
C．钻木取火，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，属于能量的转化，故C不符合题意；
D．电动机带动水泵把地下水送到地面，电动机工作时将电能转化为机械能，属于能量的转化，故D不符合题意。
故选B。
【变式1-3】（2022·全国·九年级专题练习）下列过程中，能量转化情况相同的是（ ）

①钻木取火 ②水蒸气顶开活塞 ③热机压缩冲程 ④煤气炉灶烧水
A．①③B．②③C．②④D．③④
【答案】A
【解析】
①钻木取火将机械能转化为内能；②水蒸气顶开活塞是将水蒸气的内能转化为机械能；③热机压缩冲程是将机械能转化为内能；④煤气炉灶烧水是将化学能转化为内能，故①③能量转化相同，都是将机械能转化为内能，故A正确。
故选A。
【知识点2 能量的转移】
能量的转化和转移是具有方向性的。
【题型2 能量的转移】
【例2】（2022·全国·九年级专题练习）下列现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的是（ ）
A．夏天铁轨在室外被太阳晒热
B．体育考试时，抛出的实心球从高处落下
C．流星在高空中下落时，发出光和热
D．电流通过电热丝时，电热丝热得发红
【答案】A
【解析】
A．夏天铁轨在室外被太阳晒热是通过热传递改变了铁轨的内能，是能量的转移过程，故A符合题意；
B．体育考试时，抛出的实心球从高处落下，重力势能转化为动能，是能量的转化过程，故B不符合题意；
C．流星在高空中下落时，发出光和热，属于机械能转化为光能和内能，是能量的转化过程，故C不符合题意；
D．电流通过电热丝时，电热丝热得发红，是电能转化为内能，是能量的转化过程，故D不符合题意。
故选A。
【变式2-1】（2022·全国·九年级专题练习）以下现象中属于能量转移的是（ ）
A．启动汽车发动机，汽车向前开B．利用电饭煲烧饭
C．利用太阳能电池给十字路口的红绿灯供电D．试管中的冷水放入热水中变热
【答案】D
【解析】
A．启动汽车发动机，汽车向前开，是将内能转化为机械能，属于能量的转化，故A不符合题意；
B．利用电饭煲烧饭是将电能转化为内能，属于能量的转化，故B不符合题意；
C．利用太阳能电池给十字路口的红绿灯供电是将太阳能转化为内能，故C不符合题意；
D．试管中的冷水放入热水中，由于热水的温度高于冷水的温度，会发生热传递，内能会从热水传递给冷水，属于能量的转移，故D符合题意。
故选D。
【变式2-2】（2022·四川成都·中考真题）北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来，运行稳定，持续为全球用户提供优质服务，系就服务能力步入世界一流行列。下列说法正确的是（ ）
A．北斗卫星利用电磁波向地面传递信息B．电磁波在空气中的传播速度为340m/s
C．北斗卫星上的芯片采用超导材料制成D．北斗卫星长期工作不需要消耗任何能量
【答案】A
【解析】
A．太空中是真空环境，声音无法传播，北斗卫星是利用电磁波向地面传递信息，故A正确；
B．电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s，故B错误；
C．北斗卫星上的芯片是采用硅等半导材料制成，故C错误；
D．由能量守恒定律可知，北斗卫星长期工作需要消耗能量，故D错误。
故选A。
【变式2-3】（2022·四川成都·中考真题）北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来，运行稳定，持续为全球用户提供优质服务，系就服务能力步入世界一流行列。下列说法正确的是（ ）
A．北斗卫星利用电磁波向地面传递信息B．电磁波在空气中的传播速度为340m/s
C．北斗卫星上的芯片采用超导材料制成D．北斗卫星长期工作不需要消耗任何能量
【答案】A
【解析】
A．太空中是真空环境，声音无法传播，北斗卫星是利用电磁波向地面传递信息，故A正确；
B．电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s，故B错误；
C．北斗卫星上的芯片是采用硅等半导材料制成，故C错误；
D．由能量守恒定律可知，北斗卫星长期工作需要消耗能量，故D错误。
故选A。
【题型3 能量守恒定律】
【例3】（2022·四川自贡·中考真题）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
【答案】C
【解析】
ABC．由能量守恒定律可知，能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量保持不变，故AB错误，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，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故D错误。
故选C。
【变式3-1】（2022·江苏无锡·一模）据2021年9月29日澎湃新闻，广西南宁隆生达发电力科技有限公司声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列有关该装置的分析正确的是（ ）
A．根据能量守恒定律，该装置会一直转动下去
B．如果没有能量补充，该装置最终会停下来
C．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒
D．不靠任何能量补充，该装置可实现1度电变为10度电
【答案】B
【解析】
A．发电时由于克服摩擦做功，会有一部分能量转化为内能，根据能量守恒定律，装置不能一直转动下去，故A错误；
B．如果没有能量补充，转化的电能会越来越少，装置最终会停下来，故B正确；
C．发电的过程中，其他形式的能量转化为电能，但在转化过程中，总的能量是守恒的，故C错误；
D．根据能量守恒定律可知，不靠任何能量补充，1度电可变为10度电的装置是不可能实现的，故D错误。
故选B。
【变式3-2】（2022·辽宁鞍山·中考真题）小林用燃气灶烧水，给爷爷泡了一壶茶。善于思考的小林发现在这个过程中包含很多物理知识，下列说法中正确的是（ ）
A．燃气灶烧水时，燃料的化学能转化为内能
B．水的温度升高，含有的热量增多
C．茶香四溢，是因为分子在不停地做无规则运动
D．泡茶时，通过做功的方式改变了茶叶的内能
【答案】AC
【解析】
A．燃气灶是通过燃料的燃烧放出热量，将燃料化学能转化为内能，故A正确；
B．水的温度升高，分子运动越剧烈内能增加；而热量是热传递过程中传递的内能多少，是过程量，不能“含有”来描述，故B错误；
C．茶香四溢，这是扩散现象，表明香味分子不停地无规则运动，故C正确；
D．泡茶时，是利用热传递来改变茶叶的内能，故D错误。
故选AC。
【变式3-3】（2022·浙江宁波·中考真题）核酸检测采样时使用的“采样拭子”，其顶端是如图所示的植绒拭子，安全、无毒。有一种植绒方式是：植绒机产生数万伏的高压静电，通过电子转移让喷头中的绒毛带上负电荷，然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂，移动喷头靠近被植绒物体，绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面，呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴含了许多科学知识，下列描述不合理的是（ ）
A．喷头中的绒毛带上负电荷，是由于绒毛得到了电子
B．以移动的喷头为参照物，被植绒物体是运动的
C．绒毛能在高压静电作用下运动，是由于能量可以创生
D．绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面，是由于力能改变物体的运动状态
【答案】C
【解析】
A．物质的原子整体不显电性，物体对外不显电性，当物体带上多余的电荷，对外显负电，所以绒毛带上负电荷是得到了电子，故A不符合题意；
B．喷头在移动时，靠近被植绒物体，即被植绒物体相对喷头有位置变化，是运动的，故B不符合题意；
C．绒毛在高压静电作用下从喷头飞升到被植绒物体的过程是，电能转化为机械能的过程。据能量守恒定律，能量只能从一个物体转移到另一个物体，或由一种形式转化为另一种形式，不能凭空消失，也不能凭空产生，故C符合题意；
D．绒毛能从喷头中飞升到被植绒物体表面，是由于绒毛受到力的作用，而这个力的作用，让绒毛改变了运动状态，故D不符合题意。
故选C。
专题14.3 能量的转化和守恒【三大题型】
【人教版】
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 能量的转化】
\l "_Tc25206" 【题型2 能量的转移】
\l "_Tc9103" 【题型3 能量守恒定律】
【知识点1 能量的转化】
能量的转化和转移是具有方向性的。
【题型1 能量的转化】
【例1】（2022·上海·中考真题）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
【答案】B
【解析】
瀑布中的水在高处时具有重力势能，当水从高处倾泻而下时，将水的重力势能转化为动能，冲动发电机的叶轮旋转，从而将动能转化为电能。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【变式1-1】（2022·广西桂林·中考真题）2022年6月5日，长征2F火箭顺利将载有三名航天员的神舟十四号飞船送入预定轨道，飞船变轨后与天和核心舱成功对接。下列说法错误的是（ ）
A．火箭升空过程中，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能
B．飞船进入预定轨道后，飞船仍然具有惯性
C．飞船与核心舱对接后，以核心舱为参照物，飞船是静止的
D．航天员在核心舱里做实验时，仍然可以用天平测量物体的质量
【答案】D
【解析】
A．火箭升空过程中，火箭速度增大，高度增大，因此动能和势能都增加，即机械能增大，而消耗了燃烧，因此燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，故A正确，A不符合题意；
B．惯性只与质量有关，而质量与位置无关，因此飞船进入预定轨道后，质量不变，飞船仍然具有惯性，故B正确，B不符合题意；
C．飞船与核心舱对接后，以核心舱为参照物，飞船的位置保持不变，因此飞船相对于核心舱是静止的，故C正确，C不符合题意；
D．航天员在核心舱里做实验时，处于完全失重状态，无法用天平测量物体的质量，故D错误，D符合题意。
故选D。
【变式1-2】（2022·湖南益阳·中考真题）下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（ ）
A．燃料燃烧时发热
B．用热水袋取暖
C．钻木取火
D．电动机带动水泵把地下水送到地面
【答案】B
【解析】
A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能，属于能量的转化，故A不符合题意；
B．用热水袋取暖，是热传递过程，内能从热水袋转移到其它物体向上，属于能量的转移，故B符合题意；
C．钻木取火，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，属于能量的转化，故C不符合题意；
D．电动机带动水泵把地下水送到地面，电动机工作时将电能转化为机械能，属于能量的转化，故D不符合题意。
故选B。
【变式1-3】（2022·全国·九年级专题练习）下列过程中，能量转化情况相同的是（ ）

①钻木取火 ②水蒸气顶开活塞 ③热机压缩冲程 ④煤气炉灶烧水
A．①③B．②③C．②④D．③④
【答案】A
【解析】
①钻木取火将机械能转化为内能；②水蒸气顶开活塞是将水蒸气的内能转化为机械能；③热机压缩冲程是将机械能转化为内能；④煤气炉灶烧水是将化学能转化为内能，故①③能量转化相同，都是将机械能转化为内能，故A正确。
故选A。
【知识点2 能量的转移】
能量的转化和转移是具有方向性的。
【题型2 能量的转移】
【例2】（2022·全国·九年级专题练习）下列现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的是（ ）
A．夏天铁轨在室外被太阳晒热
B．体育考试时，抛出的实心球从高处落下
C．流星在高空中下落时，发出光和热
D．电流通过电热丝时，电热丝热得发红
【答案】A
【解析】
A．夏天铁轨在室外被太阳晒热是通过热传递改变了铁轨的内能，是能量的转移过程，故A符合题意；
B．体育考试时，抛出的实心球从高处落下，重力势能转化为动能，是能量的转化过程，故B不符合题意；
C．流星在高空中下落时，发出光和热，属于机械能转化为光能和内能，是能量的转化过程，故C不符合题意；
D．电流通过电热丝时，电热丝热得发红，是电能转化为内能，是能量的转化过程，故D不符合题意。
故选A。
【变式2-1】（2022·全国·九年级专题练习）以下现象中属于能量转移的是（ ）
A．启动汽车发动机，汽车向前开B．利用电饭煲烧饭
C．利用太阳能电池给十字路口的红绿灯供电D．试管中的冷水放入热水中变热
【答案】D
【解析】
A．启动汽车发动机，汽车向前开，是将内能转化为机械能，属于能量的转化，故A不符合题意；
B．利用电饭煲烧饭是将电能转化为内能，属于能量的转化，故B不符合题意；
C．利用太阳能电池给十字路口的红绿灯供电是将太阳能转化为内能，故C不符合题意；
D．试管中的冷水放入热水中，由于热水的温度高于冷水的温度，会发生热传递，内能会从热水传递给冷水，属于能量的转移，故D符合题意。
故选D。
【变式2-2】（2022·四川成都·中考真题）北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来，运行稳定，持续为全球用户提供优质服务，系就服务能力步入世界一流行列。下列说法正确的是（ ）
A．北斗卫星利用电磁波向地面传递信息B．电磁波在空气中的传播速度为340m/s
C．北斗卫星上的芯片采用超导材料制成D．北斗卫星长期工作不需要消耗任何能量
【答案】A
【解析】
A．太空中是真空环境，声音无法传播，北斗卫星是利用电磁波向地面传递信息，故A正确；
B．电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s，故B错误；
C．北斗卫星上的芯片是采用硅等半导材料制成，故C错误；
D．由能量守恒定律可知，北斗卫星长期工作需要消耗能量，故D错误。
故选A。
【变式2-3】（2022·四川成都·中考真题）北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来，运行稳定，持续为全球用户提供优质服务，系就服务能力步入世界一流行列。下列说法正确的是（ ）
A．北斗卫星利用电磁波向地面传递信息B．电磁波在空气中的传播速度为340m/s
C．北斗卫星上的芯片采用超导材料制成D．北斗卫星长期工作不需要消耗任何能量
【答案】A
【解析】
A．太空中是真空环境，声音无法传播，北斗卫星是利用电磁波向地面传递信息，故A正确；
B．电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s，故B错误；
C．北斗卫星上的芯片是采用硅等半导材料制成，故C错误；
D．由能量守恒定律可知，北斗卫星长期工作需要消耗能量，故D错误。
故选A。
【题型3 能量守恒定律】
【例3】（2022·四川自贡·中考真题）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
【答案】C
【解析】
ABC．由能量守恒定律可知，能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量保持不变，故AB错误，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，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故D错误。
故选C。
【变式3-1】（2022·江苏无锡·一模）据2021年9月29日澎湃新闻，广西南宁隆生达发电力科技有限公司声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列有关该装置的分析正确的是（ ）
A．根据能量守恒定律，该装置会一直转动下去
B．如果没有能量补充，该装置最终会停下来
C．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒
D．不靠任何能量补充，该装置可实现1度电变为10度电
【答案】B
【解析】
A．发电时由于克服摩擦做功，会有一部分能量转化为内能，根据能量守恒定律，装置不能一直转动下去，故A错误；
B．如果没有能量补充，转化的电能会越来越少，装置最终会停下来，故B正确；
C．发电的过程中，其他形式的能量转化为电能，但在转化过程中，总的能量是守恒的，故C错误；
D．根据能量守恒定律可知，不靠任何能量补充，1度电可变为10度电的装置是不可能实现的，故D错误。
故选B。
【变式3-2】（2022·辽宁鞍山·中考真题）小林用燃气灶烧水，给爷爷泡了一壶茶。善于思考的小林发现在这个过程中包含很多物理知识，下列说法中正确的是（ ）
A．燃气灶烧水时，燃料的化学能转化为内能
B．水的温度升高，含有的热量增多
C．茶香四溢，是因为分子在不停地做无规则运动
D．泡茶时，通过做功的方式改变了茶叶的内能
【答案】AC
【解析】
A．燃气灶是通过燃料的燃烧放出热量，将燃料化学能转化为内能，故A正确；
B．水的温度升高，分子运动越剧烈内能增加；而热量是热传递过程中传递的内能多少，是过程量，不能“含有”来描述，故B错误；
C．茶香四溢，这是扩散现象，表明香味分子不停地无规则运动，故C正确；
D．泡茶时，是利用热传递来改变茶叶的内能，故D错误。
故选AC。
【变式3-3】（2022·浙江宁波·中考真题）核酸检测采样时使用的“采样拭子”，其顶端是如图所示的植绒拭子，安全、无毒。有一种植绒方式是：植绒机产生数万伏的高压静电，通过电子转移让喷头中的绒毛带上负电荷，然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂，移动喷头靠近被植绒物体，绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面，呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴含了许多科学知识，下列描述不合理的是（ ）
A．喷头中的绒毛带上负电荷，是由于绒毛得到了电子
B．以移动的喷头为参照物，被植绒物体是运动的
C．绒毛能在高压静电作用下运动，是由于能量可以创生
D．绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面，是由于力能改变物体的运动状态
【答案】C
【解析】
A．物质的原子整体不显电性，物体对外不显电性，当物体带上多余的电荷，对外显负电，所以绒毛带上负电荷是得到了电子，故A不符合题意；
B．喷头在移动时，靠近被植绒物体，即被植绒物体相对喷头有位置变化，是运动的，故B不符合题意；
C．绒毛在高压静电作用下从喷头飞升到被植绒物体的过程是，电能转化为机械能的过程。据能量守恒定律，能量只能从一个物体转移到另一个物体，或由一种形式转化为另一种形式，不能凭空消失，也不能凭空产生，故C符合题意；
D．绒毛能从喷头中飞升到被植绒物体表面，是由于绒毛受到力的作用，而这个力的作用，让绒毛改变了运动状态，故D不符合题意。
故选C。