学年教科版九年级下册物理 第十一章 第二节 能量转化的方向性和效率.docx

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学年教科版九年级下册物理第十一章第二节能量转化的方向性和效率

2017-2018学年教科版九年级下册物理第十一章第二节能量转化的方向性和效率

一、单选题（共10题；共20分）

1.下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（  ）

A. 钻木取火是将机械能转化成内能                  B. 酒精燃烧时，将化学能转化为内能

C. 发电机发电时，将机械能转化为电能           D. 人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生

2.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. 电取暧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

3.下列关于能量转化、转移现象的说法中，错误的是（  ）

A. 暖瓶塞被热气弹开，内能转化为机械能               

B. 给电池充电，化学能转化为电能

C. 电饭锅工作，电能转化为内能                             

D. 用热水袋取暖，内能发生了转移

4.下列关于能量的说法中，不正确的是（  ）

A. 所有能量转化过程，都遵守能量守恒定律

B. 汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能

C. 电动机在工作的过程中，电能转化为机械能的效率小于1

D. 物体受到平衡力的作用时，其重力势能一定保持不变

5.下列关于能量转化和守恒的说法或理解，正确的是（　　）

A. 自然界中能量的形式是多种多样的，所有形式的能量全部都能被人类利用

B. 根据能量转化和守恒定律，不同能量可以相互转化，无需担心地球能量不足

C. 原子核能所释放的能量称为核能；可控制地进行核反应的装置称为核反应堆

D. 汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来再作为车行驶的动力

6.如图所示的四个过程，从能量转化和转移的角度看，属于机械能转化为内能的是（　　）

A. 

夏天晾衣服                        

B. 

用湿毛巾降温

C. 

厨房炒菜                                    D. 

锯木头电锯发热

7.关于能量及其能量之间的转化，下列说法正确的是（　　）

A. 坠落的陨石在空中划过一道亮光时，内能转化为机械能     

B. 火箭在加速上升时，机械能保持不变

C. 拦河大坝使水位升高，增加了水的重力势能                       D. 火山具有内能，冰山不具有内能

8.下列家用电器，主要利用电流热效应工作的是（  ）

A. 收音机                                

B. 电烤炉                                

C. 电风扇                                

D. 电视机

9.下列四种现象中，只有能的转移而不发生能的转化过程的是（）　　　

A. 冬天，用手摸户外的铁块时感到冷                      

B. 植物吸收太阳光进行光合作用

C. 水蒸气会把壶盖顶起来                                       

D. 闭合开关，电灯会发光

10.关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　）

A. 植物吸收太阳光进行光合作用，是光能转化为化学能

B. 水电站里水轮机带动发电机发电，是电能转化为机械能

C. 能量可以凭空产生

D. 永动机是可以制成的

二、多选题（共1题；共3分）

11.下列关于能量转化的说法中正确的是（  ）

A. 电动机将电能转化为内能                                    

B. 发电机将电能转化为机械能

C. 太阳能电池将太阳能转化为电能                         

D. 四冲程柴油机的做功冲程将内能转化为机械能

三、填空题（共4题；共8分）

12.如图所示，小汽车行驶时发动机工作时，内部能量转化形式是________ ；从小汽车的外型判断，小汽车在水平路面行驶时对地面的压强________ 小汽车静止时对地面的压强（填“大于”、“小于”或“等于”

13.如今电动车越来越受到人们的欢迎，行驶中的电动车主要是将________能转化为________能，

在给电动车充电时，电能转化为________能储存在蓄电池内。

14.众所周知，爱因斯坦是一位伟大的理论科学家，他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱．这种电冰箱内部有一种小型的浸入式致冷器，它能浸在需要冷却的液体中。

这种电冰箱根本不需要常规电源，它的运行仅靠水龙头的压力，带动一台射水泵，从而在一个气室内产生真空，水和少量甲醇则在此处化为蒸气．管中甲醇会慢慢用完，但是这种液体不仅价格便宜，而且很容易弄到。

这种冰箱在工作时，被冷却的液体内能________（选填“增大”、“减小”），

你认为这种不用电的冰箱________（选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。

15.在寒冷冬天人们经常使用暖手鼠标垫，其工作过程中将 ________转化为内能．

​

四、解答题（共1题；共5分）

16.三峡水利枢纽工程是中国规模最大的水利枢纽工程，如图所示．枢纽控制流域面积约1.0×106km2，占长江流域面积的56%，坝址所在位置年平均流量为Q=4.51×1011m3．水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面，在发电方面，三峡水电站共安装32台7×105kW水轮发电机组，另外还有2台5×104kW电源机组，总装机容量（指34台发电机组同时工作时的总发电功率）P=2.25×107kW，设计年发电量约W=1011kW•h．

阅读上述材料，解答下列问题（水的密度ρ=1．O×103kg/m3，取g=10N/kg）：

（1）若三峡电站上、下游水位差按h=110m计算，试求三峡电站将水的势能转化为电能的效率η．

（2）若34台发电机组全部发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电机组平均年发电时间t为多少天？

五、综合题（共1题；共6分）

17.某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号普通轿车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图，请你参与讨论有关问题．

（1）根据图中的能量流向，说出该轿车行驶时有哪几个方面的能量损耗．

（2）若将机器转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”．由图中提供的数据可知得，该轿车的能量转化效率为________．（保留三位小数）

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】D

【解析】【解答】解：

A、钻木取火的过程克服摩擦做功，是将机械能转化成内能，说法正确；

B、酒精燃烧时温度升高，所以是得到了内能，故是化学能转化为内能，说法正确；

C、发电机的工作原理是把机械能转化为电能，说法正确；

D、能量是不能凭空产生的，此说法违背了能量守恒定律，故此说法是错误的．

故选D．

【分析】①判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能．②能量既不能凭空产生也不能凭空消失，总是由一种能量转化为另一种能量，在转化的过程中能的总量保持不变．

2.【答案】A

【解析】【解答】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、电取暧器辐射到房间里的热量被人和房间吸收，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．

故选A．

【分析】

（1）热传递的条件：

存在温度差；并且热量从高温物体转移向低温物体的；

（2）能量转化和转移有方向性；（3）根据热量的作用进行判断．

3.【答案】B

【解析】【解答】A．暖瓶塞被热气弹开，是热气对瓶塞做功的过程，热气的内能转化为瓶塞的机械能，该选项说法正确；B．给电池充电，电池相当于用电器，消耗电能，转化为化学能储存，该选项说法错误；C．电饭锅工作，利用了电流的热效应，将电能转化为内能，该选项说法正确；D．用热水袋取暖，是热传递现象，内能发生了转移，该选项说法正确；故选B。

【分析】判断能量的转化时，看什么能量减少了，什么能量增加了，对一些常见现象，其能量形式的变化我们应该熟记。

4.【答案】D

【解析】【解答】解：

A、所有能量转化过程，都遵守能量守恒定律，故A正确．不符合题意．B、汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能，故B正确．不符合题意．

C、电动机在工作的过程中，因为还存在电能转化为内能，则电能转化为机械能的效率小于1，故C正确．不符合题意．

D、物体受到平衡力的作用时，其重力势能受其质量和离地高度的影响，若上升高度处于变化中，则其重力势能是变化的，故D错误．不符合题意．

故选D．

【分析】

（1）在能的转化过程中，能的总量保持不变，这就是能量守恒定律；

（2）内燃机的做功冲程中实现了内能向机械能的转化；（3）电动机是将电能转化为机械能的机器，电能转化为机械能的效率小于1；（4）物体受到平衡力的作用时，其重力势能受其质量和离地高度的影响．

5.【答案】C

【解析】【解答】解：

A、自然界中能量的形式是多种多样的，但并不是所有形式的能量都都能被人类利用，故A错误；

B、虽然自然界中能量是守恒的，不同能量可以相互转化，但能量的转化具有方向性，很多能量一旦消耗，将无法被人类所利用，故B错误；

C、原子核能所释放的能量称为核能，可控制地进行核反应的装置称为核反应堆，故C正确；

D、汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能无法收集起来再作为车行驶的动力，故D错误．

故选C．

【分析】能量既不会消灭也不会创生，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移的过程中，能的总量保持不变．结合具体的实例可逐一做出判断．

6.【答案】D

【解析】【解答】A、夏天晾衣服，太阳光把衣服晒干，衣服从太阳吸热，使衣服的内能增加、温度升高，是通过热传递改变内能，没有能量的转化，A不合题意；

B、用湿毛巾降温，湿毛巾从人体吸收热量，温度降低，是通过热传递改变内能，没有能量的转化，B不合题意；

C、炒菜时，菜从锅上吸收热量，菜的温度升高，内能增加，是通过热传递改变内能，没有能量的转化，C不合题意；

D、锯木头时，电锯克服摩擦力做功，电锯温度升高，内能增加，机械能转化为内能，D符合题意．

故答案为：

D．

【分析】夏天晾衣服、用湿毛巾降温、厨房炒菜都是只发生了能量的转移并没有能量的转化；锯木头时，电锯克服摩擦力做功，消耗了机械能，同时物体的内能增加，机械能转化为内能.

7.【答案】C

【解析】【解答】A、坠落的陨石在空中划过一道亮光时，是陨石与大气发生摩擦，将机械能转化为内能，故A错误；

B、火箭在加速上升时，高度增加，速度增大，动能和重力势能均增大，所以机械能增大，故B错误；

C、拦河大坝使水位升高，在质量一定时，增加了水的重力势能，故C正确；

D、内是物体的所有分子做无规则运动的动能与分子势能的总和，一切物体都有内能，故D错误．

故选C．

【分析】

（1）摩擦生热的过程中，机械能转化为内能；

（2）机械能包括动能和势能，动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此判断；

（3）根据重力势能的影响因素做出判断；

（4）一切物体都有内能．

8.【答案】B

【解析】【解答】解：

A、收音机工作时，主要将电能转化为声能，不是利用电流的热效应，不合题意；B、电烤箱工作时，主要将电能转化为内能，是利用电流的热效应，符合题意；

C、电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应，不合题意；

D、电视机工作时，主要将电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应，不合题意．

故选B．

【分析】当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应．明确各用电器使用时的能量转化可做出判断．

9.【答案】A

【解析】【解答】A、手摸户外金属时发生了热传递，使手的内能减小，金属的内能增加，热传递过程是内能转移的过程，符合题意；

B、植物吸收太阳光进行光合作用，将太阳能转化为植物的化学能，不符合题意；

C、水蒸气把壶盖顶起来，是水蒸气对外做功，将内能转化为壶盖的机械能，不符合题意；

D、电灯发光，消耗电能发光发热，将电能转化为内能、光能，不符合题意；

故选A．

【分析】认清能量的转移和转化的区别：

能量的转移是同一种能量从一个物体转移到另一种物体或从同一物体的一部分转移到另一部分，能量的形式不变．能量的转化则是能量从一种形式转化为另一种形式，能量的形式发生了改变．

（1）能量守恒定律：

能不会创生，也不会消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中，能的总量保持不变．

（2）人们利用能的过程实际是能转移或转换的过程

10.【答案】A

【解析】【解答】A、植物吸收太阳光进行光合作用，是光能转化为化学能，储存在植物体内，故A正确；

B、水电站里水轮机带动发电机发电，是机械能转化为电能，故B错误；

C、能量既不会消灭也不会创生，故C错误；

D、永动机违背了能量守恒定律，是不可能制成的，故D错误。

故选A。

【分析】能量既不会消灭也不会创生，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移的过程中，能的总量保持不变．结合具体的实例可逐一做出判断。

二、多选题

11.【答案】C,D

【解析】【解答】解：

A、电动机工作时，将电能转化为了机械能，A不合题意；

B、发电机工作时，将机械能转化为电能，B不合题意；

C、太阳能电池工作时，将太阳能转化为了电能，C符合题意；

D、四冲程柴油机的做功冲程中，将内能转化为了机械能，D符合题意．

故答案为：

CD．

【分析】能量是可以相互转化的.在能的转化过程中能的总量保持不变，一种能减少了，是因为这种能量转化成了其它能量，增加的能量是由其它形式的能量转化来的.

三、填空题

12.【答案】化学能转化为内能，内能转化为机械能；小于

【解析】【解答】解：

（1）燃料在发动机内发生了两次能量转化，先由燃料的化学能转化为内能，再由内能转化为机械能；

（2）小汽车外型是流线型，当汽车行驶时，相同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，故车上方的空气流速大，压强小；车下方的空气流速小，压强大，故汽车在压强差下产生向上的升力，汽车对路面的压力减小，小于汽车的重力．

故答案为：

化学能转化为内能，内能转化为机械能；小于．

【分析】

（1）燃料燃烧时，自身的化学能转化成了内能，推动汽车前进的过程中，内能转化成了机械能．

（2）小汽车的造型为流线型，行驶时上方气体比下方气体流速大．根据“流速越大，压强越小”的原理，可得出结论．

13.【答案】电；机械；化学

【解析】【解答】行驶中的电动车消耗电能，获得机械能，因此主要是将电能转化为机械能．

在给电动车充电时，电能转化为化学能能储存在蓄电池内。

故答案为：

电；机械；化学

【分析】电动车行驶时将电能转化为机械能；给蓄电池充电的过程是将电能转化为化学能的过程。

14.【答案】减小；遵守

【解析】【解答】冰箱在工作时，被冷却的液体的温度降低，故其内能减小；对于能量的转化和守恒定律是自然界普遍的规律，任何一种能量转化都遵守能量守恒定律，故这种不用电的冰箱也是遵守能量的守恒定律的。

故答案为：

减小；遵守

【分析】内能是物体内部所有分子热运动的分子动能和分子势能的总和，衡量内能大小的变化主要看其温度是否发生了变化；能量在转化和转移的过程中，始终是守恒的，这是自然界中普遍存在的规律。

15.【答案】电能

【解析】【解答】冬天人们使用暖手鼠标垫工作时，消耗电能，产生内能，所以是将电能转化为内能的过程；

故答案为：

电能．

【分析】判断清楚该过程中消耗了哪种形式的能，进而产生了哪种形式的能即可判断．

四、解答题

16.【答案】解：

（1）年平均流水量总重：

G=mg=ρVg=1．O×103kg/m3×4.51×1011m3×10N/kg=4.51×1015N，

流水年平均做的总功：

W总=Gh=4.51×1015N×110m=4.961×1017J，

年平均发电量：

W=1011kW•h=3.6×1017J，

三峡电站将水流的势能转化为电能的效率为：

η=

×100%=

×100%=72.6%；

（2）平均发电时间：

t=

=

=4444.4h=185天．

答：

（1）三峡电站将水的势能转化为电能的效率η为72.6%．

（2）每台发电机组平均年发电机组平均年发电时间t为185天．

【解析】【分析】

（1）有年平均流量为Q=4.51×1O11m3和水位差h=11Om，根据W水=Gh=mgh求出流水年平均做的总功，再有年平均发电量W=1011kW•h，求出电站将水流的势能转化为电能的效率η的数值；

（2）已知总装机容量为P=2.25×107kW，年平均发电量约为W=1011kW•h．根据t=

可求出时间；

五、综合题

17.【答案】

（1）解：

四个方面：

摩擦损耗、散热损耗、排放废气损耗、燃料损耗．

（2）15.2%

【解析】【解答】解：

（1）从能量流程图上可以读出，有用功之外的能量损耗为：

摩擦损耗、散热损耗、排放废气损耗、燃料损耗；

（2）轿车的能量转化效率为η=

×100%=

×100%≈0.152=15.2%；故答案为：

（1）四个方面：

摩擦损耗、散热损耗、排放废气损耗、燃料损耗．

（2）该轿车的能量转化率为15.2%．【分析】

（1）有用功是指某一物理过程中不得不做的功，从流程图上看能量损耗为有用功之外的损耗．

（2）机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，根据定义和图解计算出能量转化率．