11.2能量转化的方向性和效率 课课练 2024-2025学年教科版物理九年级下册

11.2能量转化的方向性和效率 课课练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．人类首次探测到的引力波是由13亿光年之外的双黑洞合并形成的。双黑洞的初始质量分别是太阳质量的29倍和36倍，合并后的黑洞质量是太阳的62倍。亏损的质量以强大引力波的形式释放到宇宙，经过漫长的旅行抵达地球。下列说法正确的是（ ） A．牛顿预言了引力波的存在 B．双黑洞合并过程质量守恒 C．该引力波产生于13亿年前 D．引力波只能在介质中传播 2．联合国把每年的6月5日定为“世界环境日”，旨在唤起全世界人民的环境保护意识。以下措施有利于环境保护的是（　　） A．大量砍伐树木 B．大量使用农药和化肥 C．工业废水直接排放 D．将含汞量高的旧电池投到标有“有害垃圾”的垃圾桶里 3．我们的国家正在建立节约型社会，节约用电是我们每个公民的义务和责任。下表对不同用电器列出了其中一种省电方法和相应的省电原理，请你补充完整（　　） 电器名称 省电方法 省电原理 电风扇 不热的时候尽量不开 减少用电时间 电视机 尽量调低音量和光度 减小工作电流 电灯 A．将灯泡换成功率小一些的    减少用电时间 B．将白炽灯换成节能灯        提高发光效率 C．将白炽灯换成节能灯       减少工作时间 D．光线不暗时尽量不开        提高发光效率 4． 能量守恒是自然界的基本规律之一．下列能量转化过程中，化学能转化为电能的是（    ） A．用潮汐发电 B．用电灯照明 C．用干电池作电源 D．用电动机带动水泵将水抽到高处 5．人们是在能量的转移和转化过程中利用能量的，图中的各种现象与对应的能量转化错误的是（　　） A．用电灯照明：电能转化为光能 B．篝火燃烧：化学能转化为内能和光能 C．原子弹爆炸：核能转化为机械能和内能 D．汽艇在海上行驶：化学能直接转化为机械能 6．下列连线完全正确的一组是（  ） A． B． C． D． 二、填空题 7．如图所示为某电力驱动的高速列车，该列车行驶中主要的能量转化是 。列车从A地到B地做匀速直线运动，静坐在行驶的列车中的小东相对于路边的树木是 （选填“静止”或“运动”）的。若A地到B地的距离是60km，列车的行驶速度为150km/h，则小东从A地到B地所用的时间是 min。 8．按要求填空： (1)不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如图1所示。以下事例中分别属于哪些能量转化（只需考虑最主要的能量转化），请将图1中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。 例：电热水器工作时 ； ①热机的压缩冲程 ； ②给某锂电池充电时 ； ③植物吸收太阳光进行光合作用 ； ④电动机带动水泵把水送到高处 ； (2)如图2所示是某装置工作时的能量流向图，请根据图中信息判断：此装置可能是 （选填“热机”或“电灯”或“电风扇”），其工作效率为 ； (3)如图3是 （选填“汽油机”或“柴油机”）的做功冲程，这种机器吸气冲程吸入的是： 。 9．如图所示，是内燃机工作时的 冲程；一台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中总共消耗了10g汽油(汽油的热值为4.6×10７J/kg)，这些汽油完全燃烧产生的热量是 J；如果这台汽油机的效率为30％，则一个工作循环中输出的有用机械能为 J，而损耗的内能则不会自发的转化为我们需要的能量，说明能量的转移或转化具有 性． 10．如图所示，把一个薄壁金属管固定在支架上，管中装一些酒精，然后用软木塞塞紧。用皮条缠绕在金属管上，迅速来回拉动皮条，过一会儿会看到软木塞被顶开。根据实验现象回答下列问题： （1）来回拉动皮条，使金属管的温度升高，这是通过 的方式改变物体内能； （2）酒精温度升高，这是通过 的方式改变物体内能； （3）酒精蒸气将木塞顶开的过程，酒精蒸气的内能 （选填“增加”或“减少”），转化为木塞的 （选填“机械”或“内”）能，这一过程的能量转化方式与四冲程汽油机工作时的 冲程相同。 11．2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆，神舟十七号载人飞行任务取得  圆满成功。返回舱进入大气层，与空气摩擦温度升高是通过 (选填“热传递” 或“做功”)方式改变内能：返回舱进入大气层的机械能转化为舱体、空气等的内能，  但这些内能无法自动转化回去。这是因为能量的转移和转化是有 的。 12．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功。火箭主要用液态氢作为燃料是因为液态氢的 大；火箭加速升空时燃料燃烧后燃气的内能转化为火箭的 能。 三、简答题 13．如图所示为国产油电混合动力汽车。给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器；汽车发动机工作时，汽车在公路上行驶；发动机散热器常用水做冷却剂。请从上述现象中选取一个现象，参照示例从能量的角度进行解释。 示例现象：给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器； 解释：电能转化为化学能。 现象： ； 解释： 。 14．2014年4月的北京车展，新能源汽车出尽风头．如图所示，特斯拉纯电动汽车，汽车没有引擎，没有变速箱，完全不用一滴油，却可以一次充满电跑500公里，0到100km/h加速只需要不到5s！配置丰富，手机可以远程操控爱车，设定空调温度，开启天窗，查看剩余电量，八个安全气囊、50：50前后配重、主动式空气悬挂、电动助力转向，宽大的四条扁平花纹轮胎，后座USB插孔、LED雾灯、hid头灯，卫星导航、倒车影像、无钥匙启动应有尽有．请参照示例写出电动汽车所涉及的物理现象和对应的物理知识（不得与示例重复）． 示例：物理现象：汽车启动向前行驶 物理知识：力是改变物体运动状态的原因 作答：物理现象： 物理知识： ． 15．近年来机器人在反恐、防爆中起到了重要的作用，如图是一种履带式防爆机器人，使用电力驱动装置。它的特点是：体积小、质量小、转向灵活，便于在狭窄的地方工作；操作人员可以在几百米到几公里以外通过无线电或光缆控制其活动；装有多台CCD摄像机用来对抱着我进行观察；机器人上装有可自由旋转的机械手，锋利的夹钳可将爆炸物的引线剪断，灵活的手爪可把雷管拧下来，并把爆炸物举起运走；还装有猎枪，利用激光指示器瞄准目标后，可把爆炸物的定时装置及引爆装置击毁；另装有高压水枪，可以切割爆炸物。请参照示例写出这个机器人所涉及的物理信息和对应的物理知识（不得与示例重复） 示例：物理信息：使用电力驱动装置。 物理知识：电能转化为机械能。 作答：物理信息： 。 物理知识： 。 16．塑料给我们生活带来便利的同时也在危害着自然环境。科学家从自然界中大多数生物体内都发现了塑料的踪迹。为了减少塑料的危害，我国已经规定禁止使用一次性塑料吸管。那么作为一名公民，你可以为“限塑”做些什么呢？（列举两条即可） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 答案 C D B C D B 1．C 【详解】A．爱因斯坦预言了引力波的存在，故A错误； B．双黑洞合并过程质量是亏损的，故B错误； C．由于引力波是由13亿光年之外的双黑洞合并形成的，所以该引力波产生于13亿年前，故C正确； D．太空中没有介质，引力波也能传播，所以引力波可以在真空中传播，故D错误； 故选C。 2．D 【详解】A．大量砍伐树木会造成水土流失，土地贫瘠，对环境有很大的危害，所以A不符合题意； B．大量使用农药和化肥会破坏当地生态环境、导致土地板结、水体富营养化等，所以B不符合题意； C．未经处理的工业废水中含有大量有害物质，有些物质在自然环境中不易分解，若直接排放，对当地环境的危害非常大，所以C不符合题意； D．汞对人体是有害的，处理含汞的物质时不能采用简单填埋的方式，将含汞量高的旧电池投到标有“有害垃圾”的垃圾桶里集中合理处理，可以将危害降到最低，所以D符合题意。 故选D。 3．B 【详解】A．将灯泡换成功率小一些的，根据P=UI可知，省电原理是减小工作电流，A不符合题意； BC．将白炽灯换成节能灯，节能灯将电能几乎都转化为光能，省电原理是提高发光效率，故B符合题意，C不符合题意； D．光线不暗时尽量不开，原理是减少工作时间，故D不符合题意。 故选B。 4．C 【详解】A. 用潮汐发电，水的机械能转化为电能，不符合题意； B. 用电灯照明，电能转化为内能和光能，不符合题意； C. 用干电池作电源时，电池内部的化学能转化电能向外供电，符合题意； D. 用电动机带动水泵将水抽到高处，电能转化为水的机械能，不符合题意． 选C． 5．D 【详解】A．用电照明时，电流通过灯泡把电能转化成光能，故A正确，不符合题意； B．篝火燃烧过程中，将燃料的化学能转化为内能和光能，故B正确，不符合题意； C．原子弹是利用了核裂变的链式反应产生的巨大机械能和内能，故C正确，不符合题意； D．内燃机的做功冲程是把化学能直接转化为内能，再把内能转化为机械能，而不是化学能直接转化为机械能，故D错误，符合题意。 故选D。 6．B 【详解】A．沈括首先发现磁偏角，高锟被誉为光纤之父，南仁东是天眼首席科学家，墨子和他的学生，做了世界上第一个小孔成倒像的实验，故A错误； B．不在高压线下钓鱼，远离高压带电体，是不靠近高压带电体的安全用电原则；控制灯泡的开关接在火线上，当开关断开时，能切断火线，若开关接在零线上，当开关断开时，灯泡仍然连接着火线，不安全；洗衣机的金属外壳接地，避免因漏电而发生触电事故，故B正确； C．书包带制作的宽大是为了减小压强；利用重力的方向始终竖直向下可以制作重垂线来检验墙砌得是否竖直；电视机塑料外壳不容易导电，是绝缘体，故C错误； D．锂电池是电能转化为化学能；汽油机是内能转化为机械能，发电机是机械能转化为电能，故D错误。 故选B。 7． 电能转化为机械能 运动 24 【详解】[1]列车行驶时，消耗电能，获得机械能，所以是将电能转化为机械能。 [2]静坐在行驶的列车中的小东相对于路边的树木的位置发生了变化，所以是运动的。 [3]小东从A地到B地所用的时间为 8．(1) K C J G A (2) 热机 37.5% (3) 汽油机 汽油和空气的混合物 【详解】（1）[1]热水器是利用电流热效应工作的用电器，将电能转化为内能，故选K。 [2]热机的压缩冲程，活塞对气体做功，将机械能转化为内能，故选C。 [3]给某锂电池充电时，电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，故选J。 [4]植物吸收太阳光进行光合作用，将光能转化为有机物中的化学能储存在植物体内，故选G。 [5]电动机带动水泵把水送到高处，消耗的电能，增大了水的机械能，所以是将电能转化为机械能，故选A。 （2）[1]由图可知，有一部分内能转化为机械能，还有一部分内能以热量的形式散失，热机可以将机械能转化为内能，故可能是热机，电灯消耗的是电能，转化为光能和内能，故电灯不符合题意；电风扇将电能转化为机械能和内能，故电风扇不符合题意。所以是热机。 [2]由图可知，总能量为1.2×106J，机械能输出为4.5×105J，工作效率为 （3）[1][2]由题图知，内燃机的顶端是火花塞，所以该内燃机是汽油机；在汽油机的吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物。 9． 做功 4.6×105J 1.38×105J 方向性 【详解】(1)由图可知，两个气阀都关闭，活塞向下运动，所以是做功冲程；(2)汽油完全燃烧产生的热量利用公式Q＝mq＝10×10−3kg×4.6×107J/kg＝4.6×105J，(3)输出的机械能为W＝Q×η＝4.6×105×30%＝1.38×105；(4)损耗的内能则不会自发的转化为我们需要的能量，说明能量的转移或转化具有方向性． 【点睛】（1）做功冲程两个气阀都关闭，活塞向下运动；（2）知道汽油的质量和热值，利用燃料完全放热公式Q放＝qm求汽油完全燃烧产生的热量（总能量）；（3）热值是燃料的一种性质，热值与燃料有关，与燃料的质量、燃烧的程度无关；知道汽油机的效率，利用效率公式求有用机械能；（4）能量的转化和转移具有方向性． 10． 做功 热传递 减少 机械 做功 【详解】（1）[1]拉动皮条克服摩擦力做功，是将机械能转化为内能，这是通过做功方式改变金属管内能。 （2）[2]酒精吸收热量，内能增加，温度升高，这是通过热传递改变物体的内能。 （3）[3][4][5]塞子被酒精蒸气顶出，是筒内酒精蒸气膨胀对塞子做功，酒精蒸气的内能减少，木塞的机械能增大，酒精蒸气内能转化为木塞的机械能，其能量转化过程与内燃机中的做功冲程相同。 11． 做功 方向性 【解析】【小题1】[1]返回舱在大气层中下降时，克服空气的摩擦阻力做功，机械能转化为内能，返回舱的表面温度升高；这是通过做功的方式改变内能的。 [2]能量的转移和转化的过程中能量可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行，能量的转化和转移具有方向性，故这些能量无法自动转化回去。 12． 热值 机械 【详解】[1]火箭采用液氢作为燃料，是因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。 [2]火箭发射升空时，质量不变，高度升高，重力势能增大，速度增大，动能增大，机械能增大，是燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能，使火箭的机械能增大。 13． 见解析 见解析 【详解】[1][2]汽车发动机工作，驱动汽车向前行驶，发动机工作的过程消耗电能，故其能量转化过程是电能转化为机械能。 14．汽车充电；电能转化为化学能 【详解】试题分析： （1）物理现象：汽车充电， 物理知识：电能转化为化学能； （2）物理现象：倒车影像， 物理知识：凸透镜成像； （3）物理现象：安全气囊， 物理知识：防止惯性造成危害． 故答案为汽车充电；电能转化为化学能． 15．履带式机器人 增大受力面积，减小压强；机器人由电力驱动 电能转化为机械能； 有多台CCD摄像机   凸透镜成像；锋利的铗钳可将爆炸物的 引信剪断   减小受力面积，增大压强等。 【详解】由题中所给的信息可知：履带式机器人通过增大受力面积，减小压强；机器人由电力驱动，工作时将电能转化为机械能；有多台CCD摄像机利用了凸透镜成像的规律；锋利的铗钳可将爆炸物的引信剪断通过减小受力面积，增大压强；质量小，转向灵活，物体的质量小惯性小，运动状态易发生改变等等。 16．见解析 【详解】作为一名公民，为减少塑料的危害，可以做的措施有：①平时出门购物自带购物袋；②采用纸质包装的物品。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$