11.2.能量转化的方向性和效率 2024-2025学年物理教科版九年级下册

第十一章　物理学与能源技术 2.能量转化的方向性和效率 基础·分点训练 ⁠ ⁠知识点1　能量转化的方向性 1.下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是（　B　） A.电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B.热量可以自发从高温物体传递给低温物体，却不能自发从低温物体传递到高温物体 C.动能可以和重力势能相互转化 D.机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2.如图所示是某火力发电站结构示意图，火力发电“吃”进的是煤，“吐”出的是电，在这个过程中能量的转化是（　B　） A.机械能→内能→化学能→电能 B.化学能→内能→机械能→电能 C.化学能→重力势能→动能→电能 D.内能→化学能→机械能→电能 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3.各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的.下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（　C　） ①燃煤电厂　②空调　③树林　　④太阳 A.①②③④ B.②③④① C.④③①② D.②①③④ C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4.加油机给战斗机加油，如图所示，以加油机为参照物，战斗机是 　静止　⁠（选填“静止”或“运动”）的.战斗机在落地制动减速的过程中，伴随着能量从机械能转化为 　内能　⁠，并散失到空气中，此过程能量的总和 　不变　⁠；散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动战斗机，这是因为能量的转移和转化具有 　方向　⁠性. 静止　 内能　 不变　 方向　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ⁠ ⁠知识点2　能量转化中的效率 5.LED灯已成为家庭照明的主要选择，如图所示，一个18 W的LED灯照明亮度和一个40 W的白炽灯是相等的.两个灯泡均正常工作时，以下说法正确的是（　D　） A.LED灯每秒消耗40 J电能 B.LED灯每秒产生的内能大于白炽灯 C.两个灯泡正常工作时的电功率相同 D.LED灯将电能转化为光能的效率较高 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6.清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车.车上的太阳能电池接收板的面积是8 m2，它正对太阳时，电池能产生120 V的电压，并对车上电动机提供10 A的电流，电动机的直流电阻为 4 Ω.而太阳光垂直照射到接收板时单位面积上的辐射功率为1.0×103 W/m2.则该车太阳能电池的效率是多少？ 解：太阳光垂直照射到电池接收板上的辐射功率： P1＝1.0×103 W/m2×8 m2＝8×103 W； 接收板正对太阳时的输出功率： P2＝UI＝120 V×10 A＝1 200 W； 该车太阳能电池的效率： η＝＝＝15％. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 中档·提分训练 7.夏天电冰箱正常工作一天，电流做功为W，电冰箱向周围空气散热为Q，则（　A　） A.W＜Q B.W＞Q C.W＝Q D.W与Q大小无法判断 8.如图所示为白炽灯将电能转化为光能和内能的大致比例，由此可以计算出白炽灯的发光效率为 　10％　⁠.一般节能灯的发光效率为30％，它只要有 　20　⁠W的功率就可以达到60 W的白炽灯的亮度. A 10％　 20　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9.武汉“光谷量子号”有轨电车的L2线路全长约20 km，若电车某次跑完全程需要50 min. （1）“光谷量子号”采用了能量回收系统，例如电车下坡时为了保持匀速运动，采用带动发电机发电的方法进行“刹车”，则在此过程中是将机械能转化为 　电　⁠能，并储存起来后供电车重新使用，所以更加节能环保. （2）如果电车下坡时为了保持匀速运动，进站时采用的是与普通汽车同样的刹车方式，机械能转化为内能，就无法重新供电车使用，说明能量转化具有一定的 　方向性　⁠. 电　 方向性　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 拓展·素养提升 10.我国自行生产的混合动力汽车已经面世，混合动力汽车的发动机由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池组充电. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 输出电压/V 300 额定功率/kW 30 最大容量/（kW·h） 30 质量/kg 320 (1)某种型号的混合动力汽车，所用的镍氢蓄电池组的部分参数如下表所示.汽车上的电机（充当电动机时）的额定功率应该 　小于　⁠（选填“大于”“等于”或“小于”）30 kW.简单说明你判断的理由： 　蓄电池组的额定功率为30 kW，蓄电池在带动电机工作的同时，还需要带动照明灯等电器工作，所有用电器的总功率不能超过蓄电池组的额定功率　⁠. 小于　 蓄电池组的额定功率为30 kW， 蓄电池在带动电机工作的同时，还需要带动照明灯等电器工作，所有用电器的 总功率不能超过蓄电池组的额定功率　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2）测试人员驾驶该车在平直公路上以50 km/h 的速度匀速直线行驶0.5 h，汽车消耗汽油5 kg，这个期间测试人员同时观察到：蓄电池组储存的能量由测试开始时最大值的80％增加到了最大值.已知汽油的热值为4.6×107 J/kg.汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示. 计算：①牵引力做功为多少. 解：①汽车通过的路程： s＝vt＝50 km/h×0.5 h＝25 km＝25 000 m； 由图像可知，车速为50 km/h时，阻力是2 000 N；因为车做匀速运动，所以牵引力也是2 000 N； 牵引力做的功： W1＝Fs＝2 000 N×25 000 m＝5×107 J. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ②燃油放出的热量： Q放＝mq＝5 kg×4.6×107 J/kg＝2.3×108 J； 蓄电池组获得的电能： W2＝（30－30×80％）kW·h＝2.16×107 J； W有用＝W1＋W2＝5×107 J＋2.16×107 J＝7.16×107 J；W总＝Q放＝2.3×108 J； 内燃机中汽油的能量转化效率： η＝＝≈31％. ②这种汽车内燃机中汽油的能量转化效率是多大.（精确到1％） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 本课结束 $$