沪科版（2024）九年级全册（2024）第一节 能量的转化与守恒导学案

这是一份沪科版（2024）九年级全册（2024）第一节 能量的转化与守恒导学案，文件包含新沪科版九年级物理全一册培优讲义第十四章内能与热机单元测试卷教师版docx、新沪科版九年级物理全一册培优讲义第十四章内能与热机单元测试卷学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共23页， 欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc200209972" 【重难题型讲解】 PAGEREF _Tc200209972 \h 1
\l "_Tc200209973" 题型1 能量的转移与转化 PAGEREF _Tc200209973 \h 1
\l "_Tc200209974" 题型2 能量守恒定律3
\l "_Tc200209974" 题型3 能量转移与转化的方向性5
\l "_Tc200209974" 题型4 能量转移与转化的效率6
\l "_Tc200209978" 【能力培优练】8
\l "_Tc200209979" 【链接中考】11
【重难题型讲解】
题型1 能量的转化与转移
1．自然界存在着各种不同形式的能量。
（1）机械能：包括动能、重力势能和弹性势能。
（2）内能：物体所有分子的动能与分子势能的总和。一切物体都具有内能。
（3）太阳能：太阳能是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能量。
（4）化学能：各种物质都储存化学能，如燃料、动物、食物都储存有化学能。
（5）电能：电流具有的能量。
（6）核能：也叫原子能。原子核结构发生裂变或聚变时放出的能量。
（7）地热能：高温的熔岩将附近的地下水加热而具有的能量。
（8）潮汐能：海水涨落时释放的能量。
2. .能量的转移
同种形式的能量在不同物体之间或同一物体的不同部分之间发生转移，称为能量的转移。
能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从物体的一部分转移到其他部分。
例如在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体或从物体的高温部分转移到低温部分。
3.能量的转化：
（1）能量转化的过程是一种形式的能转化为其他形式的能的过程。
（2）在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化。
4.地球上能量的来源：
我们生产、生活中利用的能量大都来自太阳能。太阳辐射向地球传递了巨大的能量。
【典例1-1】（2026八年级上·全国·课后作业）自行车、电动自行车、燃油小轿车消耗的能量的类型分别是（ ）
A．生物质能、太阳能、化学能
B．生物质能、电能、化学能
C．生物质能、核能、化学能
D．生物质能、电能、太阳能
【典例1-2】（2026九年级上·全国·课后作业）下列过程中，能量发生转化的是 ，能量发生转移的是 。（均填序号）
①杯中的热水慢慢变凉
②飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴
③水沸腾时，水壶盖被向上顶起来
④抱住热水袋，会感到双手暖和
⑤在磨刀石上磨刀时，刀会变热
跟踪训练1 （2026九年级上·全国·课前预习）在一定条件下，各种形式的能量是可以 的。
（1）摩擦生热， 能转化为 能。
（2）水电站里水轮机带动发电机发电， 能转化为 能。
（3）电动机带动水泵把水送到高处， 能转化为 能。
（4）植物吸收太阳光进行光合作用， 能转化为 能。
（5）燃料燃烧时发热， 能转化为 能。
跟踪训练2 （2026九年级上·全国·随堂练习）现阶段发现，像石墨烯、过渡金属二硫化物、、等高性能热电材料在能源转换领域具有重要的应用前景，特别是在废热回收和固态制冷方面。热电材料能够直接将内能转换为电能，或反过来通过电能产生温差。下列场景中能够让此类材料充分发挥其将废热转化为电能作用的是（ ）
A．电风扇B．冰箱
C．电热毯D．电暖气
题型2 能量守恒定律
1．能量守恒定律：
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，在转化或转移的过程中其总量不变。
2．对能量守恒定律的理解：
（1）普遍性：
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 自然界中的一切变化过程，只要有能量转移或转化，都遵循能量守恒定律。
（2）定律的成立是无条件的：
能量从一种形式转化为其他形式，一种形式的能量减少多少，其他形式的能量就会増加多少；能量从一个物体转移到另一个物体上，一个物体的能量减少多少，另一个物体的能量就増加多少。能量的总量保持不変。
3．分析能量守恒现象：
如图：小球的运动过程中，由于和空气间有阻力，小球克服空气阻力做功，一部分机械能逐渐转化为内能，机械能总量逐渐减少，最终机械能全部转化为内能。
【典例2-1】（2026九年级上·全国·课后作业）关于能量守恒定律，下列说法中错误的是（ ）
A．能量守恒定律的成立是有一定条件的
B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化
C．做功改变内能的过程是不同形式的能量的转化过程
D．热传递改变内能的过程是能量的转移过程
【典例2-2】（2026九年级上·全国·课后作业）下图是某抽水蓄能电站原理图，它由上下两个水库组成，在用电负荷低谷时，用电网过剩的电把水从下水库抽到上水库储存；在用电高峰时，从上水库向下水库放水发电。下列有关说法中错误的是（ ）
A．抽水时电能转化为水的机械能
B．发电时水的势能最终转化为电能
C．一定量的水，上下水位差越大，能发出的电越多
D．若不计内能产生，水的势能可以全部转化为电能
跟踪训练1 （2026·广西南宁·三模）目前我国越来越多的场馆均采用光伏发电、风力发电等供电方式。其中，光伏发电是将太阳能转化成 能；在此能量转化过程中， （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。
跟踪训练2 （2026九年级上·全国·单元测试）石墨烯是一种具有高强度、优异导电性和导热性、高透明度及化学性质稳定的二维碳材料。如图所示是某平台商家宣传的含有石墨烯的保暖裤，声称该保暖裤具有自发热功能，你认为这种宣传 （选填“属于”或“不属于”）虚假宣传，理由是 。
题型3 能量转移与转化的方向性
1．能量转移的方向性：
（1）瀑布飞流而下而不会由下往上流，这是因为：自然状态下水总是从高处流向低处。
（2）饮料中的冰块逐渐熔化，这是因为：自然状态下热量总是从高温物体传递到低温物体。
（3）归纳：能量的转移是有方向的。
2.能量转化的方向性：
（1）燃料燃烧是把化学能转化为内能，反之燃烧过的燃料则不可能反过来把内能转化为化学能。
（2）在摩擦生热现象中，是把机械能转化为内能，而不是反过来转化。
（3）归纳：能量的转化是有方向的。
3.永动机永远无法实现，因为它违背了能量守恒定律。
【典例3-1】（2026九年级上·全国·课后作业）能量转化的方向性：自发的能量转化和转移过程具有一定的 ，即自然进行的能量转化和转移过程是 的。
【典例3-2】（2026九年级上·全国·单元测试）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，叶片的转动带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。问：
(1)水在实际下落的过程中，机械能会减少吗？
(2)这种永动机能不能一直工作下去？
(3)什么定律可以支持你的观点？
跟踪训练1 （2026八年级下·四川自贡·期末）“神舟二十号”火箭在发射过程中，燃料燃烧时，能量转化的顺序正确的是（ ）
A．内能→化学能→机械能B．化学能→机械能→内能
C．机械能→内能→化学能D．化学能→内能→机械能
跟踪训练2 如图1所示是某型号手电筒风扇。只闭合照明开关时，照明灯亮起；只闭合风扇开关时，风扇单独工作。图2是手电筒风扇工作时的能量流向示意图，电池充电时，将能量以化学能的形式储存，工作时给电动机和照明灯供电。对下图方框中能量形式判断正确的是（ ）
A．甲是“内能” B．乙是“电能”
C．丙是“光能” D．丁是“机械能”
题型4 能量转移与转化的效率
1．能量转化效率：
在能量转移和转化的过程中，输出的有用能量与输入总能量之比称为能量转化效率，通常用百分率表示。例如：炉子效率、热机效率、机械效率等。
（1）炉子的效率：
A.定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
B.公式：η=Q吸/ Q放 ×100%
（2）热机效率：
A.定义：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
B.公式：η=W有用/ Q总 × 100%
2．提高能量转化效率：
提高能量利用的效率是节能问题的核心，是可持续发展的重要措施之一。
【典例3-1】（2026·吉林长春·中考真题）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，火箭起飞时，发动机内的燃料剧烈燃烧，以下说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧过程中，其热值变大B．燃料燃烧将化学能转化为内能
C．燃料燃烧过程中，能量的总量保持不变D．发动机的效率能达到100%
【典例3-2】 某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是（ ）
A．鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧
B．向炉内多加些煤，加大火力
C．煤磨成粉，用空气吹进炉膛
D．用各种办法增大受热面积
跟踪训练1 （2026九年级上·全国·课后作业）围炉煮茶是一种传统的文化活动，近两年又成为一种新颖、时尚的生活方式。茶水沸腾后，人们发现茶壶盖在不断跳动，同时壶嘴上方产生大量的“白气”，如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．木炭燃烧时将内能转化为化学能B．木炭燃烧放出的热量全部被茶水吸收
C．壶盖跳动时水蒸气的内能增大D．整个煮茶过程中能量守恒
跟踪训练2 （2026·山东烟台·中考真题）汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：① ② 。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为 kg。
【能力培优练】
1. （2026·山东济宁·中考真题）小球在摆动过程中（如图所示），由于摩擦的存在，一部分机械能会转化为 ，这部分能量不可能自动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，小球最终会停止运动。研究表明，自然界的能量是守恒的，能量的转化与转移具有 性。
2．（2026·山东济南·中考真题）自然界中，能量不但可以从一个物体转移到其他物体，而且可以从一种形式转化为其他形式。例如泉城广场荷花音乐喷泉利用电动机把水喷向空中时，电动机将 转化为机械能和内能，此过程中能的总量 （选填“逐渐增大”“保持不变”或“逐渐减小”）。
3. （2026·甘肃白银·中考真题）国产新型电动汽车具有各种“超能力”，其中“能量回收装置”是在踩下制动踏板时，通过对电路的控制，使驱动电动机变为发电机，以发电机发电产生的阻力来制动，此时，将 能转化为电能，再将电能转化为 能储存在蓄电池里。
4.（2026·江苏南通·中考真题）2024年5月，中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，与该过程能量转化形式相同的是（ ）
A．热机做功冲程 B．钻木取火过程
C．水力发电过程 D．物体上抛过程
5.（2026·内蒙古呼和浩特·中考真题）人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图甲是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图乙是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（ ）

A．水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置
B．流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能
C．右图中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果
D．流水通过水轮后，其机械能减小
6. 关于图中四个事例涉及的能量转化，以下说法错误的是（ ）

A．甲： 风机桨叶带动发电机发电，把机械能转化为电能
B．乙：自行车运动员奋力蹬车时，把化学能转化为机械能
C．丙：行驶的高速电动列车，把电能转化为机械能
D．丁：古人“钻木取火”，把内能转化为机械能
7．用燃气灶烧水，燃烧2kg的煤气，使200kg的水从20℃升高到70℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg。求：
（1）2kg煤气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）燃气灶烧水的效率。
8．阅读短文，回答问题。
风力发电
风电技术就是利用风能发电的技术，风能是可再生环保能源，所以开发风电技术是当今诸多国家的发展主要战略，见图甲。
见图乙，风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，并通过增速机将旋转的速度提高，从而带动风机内的发电机发电。发电机所发的电通过电缆输送到升压变压器提升电压后，由高压输电线路输送给用户。风电是清洁能源，每生产1度电，就可相应节约0.4千克标准煤，同时减少污染排放0.272kg碳粉尘、0.997kg二氧化碳、0.03kg二氧化硫、0.015kg氮氧化物。
回答下列问题：
（1）风力发电是将风能转化为 能的一种技术，风机中的发电机是利用 原理进行发电的；
（2）华锐风电科技集团研发的SL6000风力发电机组，最大发电功率为6×106W；此风力发电机组满功率工作5h，可生产 J的电能，相当于 kg热值为3×107J/kg的煤完全燃烧释放的热能；可向大气减少排放 kg的二氧化碳。
【链接中考】
1．（2026·吉林长春·三模）国际热核聚变实验堆（ITER）计划俗称“人造太阳”。“人造太阳”的核聚变原料是地球上储量丰富的氘和氚，同时生成物没有危害，被称为“终极能源”。
(1)“人造太阳”与我国正在运行的核电站获得核能的方式是 （选填“相同”或“不同”）的。
(2)在核反应过程中产生的内能不能再自动转化为核能，这说明能量的转化和转移具有 性。
(3)“人造太阳”工作时主要用水进行冷却，这是利用水的 的特点。
2．（2026·河南郑州·三模）完成太空之旅后，航天员需要乘坐返回舱“回家”。返回舱在进入大气层时，与大气层剧烈摩擦，速度由7.9千米每秒降至几百米每秒，实现“超级减速”，忽略返回舱质量的变化，在该过程中返回舱内能的增加量与返回舱重力势能的减少量的关系为E1 E2（选填“＞”“＜”或“＝”），原因是 ；由于摩擦而产生的部分热量会传至舱内使返回舱温度升高，请你写出一条能保持返回舱内温度适宜的方法 （合理即可）。
3．（2026·青海西宁·二模）如图所示是不同形式能量的相互转化图，其中圆圈内B的能量形式是 能，序号1的实例可以是 。
4．（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
5．（2021·贵州遵义·中考真题）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
6．（2026·河南郑州·三模）对于下列四幅图所示的情景，说法正确的是（ ）
A．图甲中，紧固锤头时主要是利用了锤柄的惯性
B．图乙中，降落伞和人一起减速时，人对绳的拉力和绳对人的拉力不是相互作用力
C．图丙中，跳台滑雪运动时，运动员滑到空中最高点C时速度不为0
D．图丁中，天荒坪蓄水电站开闸发电时可以将水的机械能全部转化为电能
7．（2026·陕西西安·一模）现阶段发现，像石墨烯、过渡金属二硫化物、Bi2Te3、Sb2Te3等高性能热电材料在能源转换领域具有重要的应用前景，特别是在废热回收和固态制冷方面。热电材料能够直接将热能转换为电能，或反过来通过电能产生温差。下列场景中能够让此类材料充分发挥其将废热转化为电能作用的是（ ）
A．汽车发动机B．冰箱冷冻室C．电热毯D．电暖气
8．（2026·贵州铜仁·三模）2024年10月全球最大的26兆瓦级海上风力发电机组在福建下线，进一步提升我国制造水平，它发电时利用的能量是（ ）
A．核能B．水能C．光能D．风能