第18章 四、能量转化的基本规律-【拔尖特训】2024-2025学年九年级下册物理（苏科版）

m=60000kW ·h 200kW·h/t=300t. 14. (1) 可再生 (2) 压力 (3) 小 (4) 越大 不能 [解析](1) 风力发 电利用的是风能,风能可以在自然界 中源源不断地得到补充,风能是取之 不尽、用之不竭的能源,所以风能是可 再生能源.(2) 由图乙知,叶片的上面 是突出的弧形,下面是平面,空气流过 时,上面的空气流速大于下面的空气 流速,上面的压强小于下面的压强,由 于叶片两面空气流速不同而产生向上 的压力差,使风叶旋转.(3) 风机叶片 的材料质量轻、强度大、耐磨损、密度 小、硬度大,可以减小阻力,延长使用 寿命.(4) 由图丙知,当风速在v1 和 v2之间时,风速越大,发电机的输出 功率越大;当风速大于v2 时,风速越 大,发电机的输出功率不会增大. 二、 核能　三、 太阳能 1. 质子 中子 正电 斥力 核力 核能 2. (1) 电 (2) 内 (3) 裂 3. D 4. 核裂变 不可再生 二氧化碳 [解析]核电站所用的核燃料属于不可 再生能源,由于核裂变是可控的,故核 电站中的核反应堆就是通过核裂变过 程中释放核能来带动发电机发电的, 与火力发电站相比,核能发电不会向 大气中排放二氧化碳气体,从而有效 地缓解了温室效应. 5. (1) 传播 (2) 电能 1.8×104 [解析](1) “光伏声屏障”是在传播过 程中减弱噪声,即通过阻断噪声传播 的方式来控制噪声的.(2) 光伏电池 板利用太阳能的方式是将太阳能转化 为电能;无烟煤完全燃烧放出的热量 Q放=1.7×105kW·h=1.7×105× 3.6×106J=6.12×1011J,由Q放= mq可知,完全燃烧无烟煤的质量 m= Q放 q无烟煤 = 6.12×10 11J 3.4×107J/kg =1.8× 104kg. 6. C [解析]原子核由带正电的质子 和不带电的中子构成,A错误;核裂变 会持续产生中子,不需要从外界获得 中子,B错误;如果原子核的链式反应 在可控的核反应堆中进行,就可以和 平利用核能发电,若不加控制,会非常 危险,C正确;氢弹是利用核聚变原理 制造的武器,D错误. 7. B [解析]地热能是由地球深处的 放射性元素发生衰变而产生的内能, 它与太阳无关;煤、石油、天然气是由 远古时代动植物的遗体深埋在地下, 经过多年地质变化形成的,它们实质 上是由古代生物储存下来的太阳能, 所以说这些化石能源也都来自太阳; 潮汐能是由于太阳和月球对地球的吸 引而产生的,它不全是来自太阳;核能 是原子核发生变化而释放出来的,它 与太阳无关.故选B. 8. A [解析]太阳能属于可再生能 源,A正确;据题意,一天中各个反射 镜在计算机的控制下不断调整朝向, 以使反射的太阳光聚集在塔顶的集热 器(锅炉)上,B错误;水蒸气推动汽轮 机做功时,水蒸气的部分内能转化为 汽轮机的机械能,C错误;汽轮机带动 发电机发电时,机械能转化为电能,D 错误. 9. D [解析]太阳能清洁环保无污 染;太阳能从太阳传递到薄膜电池上 有一定的效率,有能量损耗;薄膜太阳 能电池将光能直接转化为电能;W= 6×10-3kW·h=6×10-3×3.6× 106J=2.16×104J. 10. (1) 不同 斥 (2) 电流 不做 功 能 [解析](1) 核电站是利用核 能发电,利用了核裂变原理.它的核心 设备是核反应堆.核反应堆中发生的 链式反应,是可以控制的.与氘、氚原 子核在超高温下结合成氦原子核的核 聚变方式不同.由于同种电荷相互排 斥,故带正电的氘、氚原子核间具有很 强的静电斥力.(2) 奥斯特实验表明 通电导体周围存在着磁场,EAST装 置中,超导线圈中的强大电流产生强 磁场,强磁场产生强磁力约束氘、氚原 子核在真空室的环形轨道内运动.由 材料知,氘、氚原子核运动方向始终与 磁力方向垂直,没有在磁力方向上移 动距离,故磁力对氘、氚原子核不做 功.氘、氚原子核在磁力作用下被约束 在真空室的环形轨道内运动,运动方 向时刻在变化,故该过程能说明磁力 可以改变物体的运动状态. 11. 5 5.4×109 [解析]通过光控 开关S的电流I=2IL=2× PL额 UL额 = 2×60W24V=5A ;可节约的总功率P= (420W-120W)×500=1.5× 105W,可节约的总电能W =Pt= 1.5×105 W×10×3.6×103s= 5.4×109J. 12. B [解析]地热能、核能不是来自 太阳的能源;煤炭、水能、木柴、天然 气、石油不是新能源;煤炭、天然气、石 油、核能是不可再生能源.故选B. 四、 能量转化的基本规律 1. 动 电动机 2. 力臂 能量守恒 3. 内 不变 机械能守恒有条件, 能量守恒无条件 机械能守恒是有条件的——— 只有机械能的转移和转化,没有机 械能的损失和补充;能量守恒是无 条件的,任何能量在转移和转化过 程中都是守恒的. 4. 热传递 方向 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 04 5. 不可能 能量的转移具有方向性 6. 太阳 内 电 [解析]在阳光照 射下涂料正面温度高、背面温度低,利 用温度差就可以发电,在此过程中太 阳能先转化为内能,内能通过发电设 备再转化为电能. 7. 机械 化学 [解析]以发电机发 电产生的阻力来制动,此时,将机械能 转化为电能;再给蓄电池充电,将电能 转化为化学能储存起来. 8. (1) 800 (2) 方向性 不变 [解析](1) C919的飞行速度为v= s t= 400km 0.5h=800km /h.(2) 生物航 煤燃烧时将化学能转化为内能,但内 能不能自发地转化为化学能,说明能 量的转化具有方向性.在能量转化和 转移的过程中,能量的总量不变,这是 能量守恒定律. 9. D [解析]题图①中将热水的一部 分内能转移给冷水,使冷水的内能增 加,温度升高;题图②中煤气燃烧时, 煤气的化学能转化为火焰的内能,火 焰的一部分内能被转移给水;题图③ 中下降的球的部分机械能被转移给上 升的球;题图④中蓄电池的化学能转 化为电能,小灯泡亮时将电能转化为 内能和光能.故选D. 能量的转移 内能、机械能和电能都可能发 生转移. 10. D [解析]冲击钻在工作时,有电 流通过电动机,电流做功,消耗的电能 转化为机械能和内能.钻头冲击墙壁, 克服摩擦做功,将机械能转化为内能. 由此可知,在该过程中存在电能、机械 能和内能的转化.故D正确. 11. C [解析]光电池板将光能转化 为电能,A错误;照明灯将电能转化为 光能,B错误;小风扇利用电磁感应, 将机械能转化为电能,C正确;蓄电池 放电时,将化学能转化为电能,D错误. 12. B [解析]据题意可知,小球在从 A点滚动到B点的过程中,由于克服 轨道的摩擦力f做功而消耗的机械 能ΔE=100J-80J=20J,这部分机 械能将转化为内能;小球在从B点向 左侧滚动到所能达到的最高位置的过 程中,因f不变,s变小,故消耗的机 械能ΔE'<ΔE=20J,据能量守恒定 律可知,小球滚动到左侧所能达到的 最高位置时具有的机械能满足80J- 20J<E<80J,即60J<E<80J,故 选B. 13. 内能 做功 机械能 [解析]在 用电低谷时段利用电网多余电能驱动 压缩机压缩空气,对空气做功,使空气 内能增大.在用电高峰时段高压空气 被释放,膨胀对外做功,使膨胀机转 动,将内能转化为机械能,带动发电机 产生电能输送至电网. 14. 做减速直线运动直至静止 金属 棒的动能不断转化为电能再转化为内 能,直至动能为零 [解析]金属棒ab 从倾斜导轨进入水平导轨时,以一定 的速度向右运动(具有动能),由于金 属棒ab属于闭合回路的一部分导体 且进入水平导轨后做切割磁感线运 动,所以金属棒ab中会产生感应电流 (动能转化为电能);由于导轨和金属 棒有一定电阻,电流流过导轨和金属 棒会产生热量,所以电能又转化为内 能,内能最终散失到空气中,导致金属 棒的动能越来越少,直至为零,金属棒 ab静止. 15. B [解析]据能量守恒定律和 题 意:P电 =P机 +P热,即 UI= Fv + I2R,R = UI-Fv I2 = 110V×5A-500N×0.9m/s (5A)2 =4Ω. 五、 能源与可持续发展 1. 35% 大气污染(合理即可) 2. B 3. D 4. A 5. 1700 15% [解析]据题意, E总=2000J,E有用=300J,则据能量 守恒定律,输出的内能和声能E= E总-E有用=2000J-300J=1700J; 小轿车正常工作时的效率η= E有用 E总 × 100%=300J2000J×100%=15%. 6. D [解析]由图可知汽车最终用于 车辆克服空气阻力的能量占发动机输 出有用功的42%,故A错误;内燃机 工作的时候将内能转化为机械能,故 B错误;随着技术的进步,该汽车的能 量利用率不能达到100%,故C错误; 由图可知,发动机输出的有用功用于 多方面,并没有完全用于车辆的行驶, 故D正确. 7. D [解析]节能灯正常工作时消耗 的电能W=Pt=10W×t,白炽灯正 常工作时消耗的电能W'=P't= 60W×t,则60W的白炽灯的发光效 率大约是η= W W'×100%= 10W×t 60W×t× 100%≈17%.故选D. 8. A [解析]太阳能、水能、风能都是 可再生能源,且利用其发电没有碳排 放,火力发电燃烧煤等物质,有碳排 放,故选A. 9. [解析](1) 根据题意得,Q吸 = 70%W电=70%×1.8×104J=1.26× 104J,由Q吸=c水 m水 Δt可得Δt= Q吸 c水m水= 1.26×104J 4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg = 30℃.(2) 根据题意得,Q火= W电' 40%= 4.8×1011J 0.4 =1.2×10 12J,煤炭质量 m= Q火 q = 1.2×10 12J 3.0×107J/kg =4×104kg. 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 14 75 四、 能量转化的基本规律 ▶ “答案与解析”见P40 1. (2024·福建)福建舰是我国首艘采用电磁弹 射系统的航空母舰.电磁弹射系统采用飞轮 储能技术,即利用电能驱动大质量的飞轮高 速旋转,把电能转化为飞轮的 能,这 种能量转化方式与我们学过的 (电 动机/发电机)相似. (第2题) 2. 如图所示为13世纪法国的亨 内考设计的“魔轮”.轮子边缘 上通过可以自由转动的铰链等 距离地安装了12根相同的活 动短杆,杆端分别套上一个相同的重球.他认 为由于右侧重球距离转轴较远,即重力的 较大,转轮会沿顺时针方向越转越 快,其实根据 的原理,无需精确测 量就能判定他的这一设想是不能实现的. 3. ★如图所示,滚摆在运动过程中上升的最大高 度会逐渐降低,它的机械能逐渐转化为 能,散失到空气中,但能量的总量 (增加/不变/减少). (第3题) (第5题) 4. (2024·江西)某同学用餐时发现从热汤中取 出的金属勺很烫手,这是通过 的方式 改变物体的内能,在这种内能改变的过程中, 内能总是自动地从高温物体向低温物体转 移,说明能量在转移过程中具有 性. 5. 如图所示,图甲中房间里的空气自动聚拢到 某个角落;图乙中,一杯水的内能突然集中在 这杯水的上层,从而使上面的水剧烈沸腾,而 下面的水却结了冰.你认为这两种情况有可 能发生吗? (可能/不可能).为什 么? . 6. 科学家设想把一种多酚乙烯聚合物涂料刷到 屋顶上,在阳光照射下涂料正面温度高、背面 温度低,利用温度差就可以发电.这种发电方 式是将 能转化为 能,再转 化为 能. 7. (2024·甘肃)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. 8. (2024·长春)生物航煤是以动植物油脂、餐 饮废油等为原料生产的航空燃油.6月5日, 国产大飞机C919加注了我国自主研发的生 物航煤,成功完成试飞任务. (1) 若C919飞行400km用时0.5h,则C919 的飞行速度为 km/h. (2) 生物航煤燃烧时将化学能转化为内能, 但内能不能自发地转化为化学能,说明能量 的转化具有 ;在能量转化和转移的 过程中,能量的总量 . 9. ★根据能量守恒定律,下列现象中,仅发生能 量转移的一组是 ( ) (第9题) A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①③ 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十八章　能源与可持续发展 76 10. 某市区里的老旧小区正在进行水路改造,改 造中用到了一种打孔工具———冲击钻,冲击 钻工作时,钻头在电动机的带动下不断地冲 击墙壁并打出圆孔.如图所示,冲击钻在工 作过程中,关于其能量转化,下列说法中正 确的是 ( ) A. 内能转化为机械能 B. 内能转化为电能 C. 只有机械能和内能的转化 D. 有电能、机械能和内能的转化 (第10题) (第11题) 11. 如图所示为“风光互补”景观照明 灯.它“头顶”小风扇,“肩扛”光电 池板,“腰挎”照明灯,“脚踩”蓄电 池.下列解释中,合理的是 ( ) A. 光电池板将电能转化为光能 B. 照明灯将内能转化为电能 C. 小风扇利用风力发电,将机械能转化为电能 D. 蓄电池夜晚放电,将电能转化为化学能 12. 如图所示,材质均匀的弧形轨道固定在竖直 平面内,将小球置于轨道的顶端A 点,小球 具有的机械能为100J.让小球从A 点由静 止开始滚动,到右侧所能达到的最高位置B 点时,具有的机械能为80J.随即小球向左 侧滚动,当滚动到左侧所能达到的最高位置 时,它具有的机械能可能是(不计空气阻力) ( ) (第12题) A. 80J B. 70J C. 60J D. 50J 13. (2024·湖北)2024年4月30日,全球最大 的压缩空气储能项目在我国并网发电,工作 原理如图.在用电低谷时段利用电网多余电 能驱动压缩机压缩空气,使空气 (填能量形式)增大;在用电高峰时段高压空 气被释放,膨胀对外 ,使膨胀机转 动,将内能转化为 ,带动发电机产 生电能输送至电网. (第13题) 14. 由金属杆组成如图所示的导轨,其中水平面 上两平行导轨足够长且全部置于竖直向上 的磁场中,与倾斜放置的导轨ABCD 平滑 且固定连接.将一金属棒ab从倾斜导轨上 的一定高度处由静止释放,运动过程中始终 与导轨垂直接触且不受摩擦,请你判断金属 棒ab在水平导轨上的运动情况: ;从能量转化的角度简述理由: . (第14题) (第15题) 15. 如图所示为直流电动机提升重物的示意图, 电源电压为110V且保持不变,电路中的电 流是5A,重力为500N的物体在电动机带 动下以0.9m/s的速度匀速上升,若不计各 处摩擦,则电动机线圈的电阻是 ( ) A. 2Ω B. 4Ω C. 10Ω D. 22Ω 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级下