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浙教版科学九年级上第三章第8节《能量的转化与守恒》培优训练
学习目标：
1.能表示能量的守恒定律，能解释日常生活中能量守恒的实例。
2.说明现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。
同步训练：
1.关于能量与能源，下列说法中错误的是(
)
A.能量的转化、能量的转移，都是有方向性的
B.化石能源、水能、核能，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源
C.人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响
D.可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向
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(
)
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
3.一根细长绳的下端系一个金属小球，上端固定，就制成一个摆。把小球拉离竖直位置松手，让它摆动起来，如图所示。可以观察到小球在摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小，最终会停下来，对于小球在摆动过程中的能量转化情况，下列说法中不正确的是(
)
A.小球从高处向低处摆动过程中，势能部分转化为动能
B.小球依次经过最低点时，动能会逐渐减小
C.小球在摆动过程中，机械能守恒
D.小球在摆动过程中，能量守恒
4.以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是(
)
5.有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10kV∽20kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是(
)
A.化学能转化为电能
B.内能转化为电能
C.光能转化为内能
D.机械能转化为电能
6.如图所示是某省高校学生设计的一款不夜灯，它的一侧是太阳能电池板，另一侧是高效节能的LED灯。关于不夜灯中所应用的物理知识，下列说法中正确的是(
)
A.太阳能电池板主要是靠白天接收阳光的照射而获得能量
B.太阳能电池板将电能转化为内能
C.LED灯的发光物体是由电阻很小的铜质材料制成的
D.LED灯不发光时也有电流通过
7.如图是一种太阳能汽车。太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为8×103W,在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的电压为160
V,并对车上的电动机提供10A的电流。问：
(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？
(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
(3)你认为太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，有什么优点？
8.如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热量交换。打开阀门K后，P中气体进人Q中，最终达到平衡。则(
)
A.气体的体积膨胀，内能增加
B.气体分子势能减少，内能增加
C.气体分子动能增加，内能不变
D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中去
9.排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。
(1)解释整个过程中能量是否守恒。
(2)排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小ΔV之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。
10.如图是我国西部某地区风力发电的外景。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。若此地平均风速为15m/s,1台这样的风车10
min获得的风能是
J,风能是
(填“可再生”或“不可再生”)能源；若某时间内风速为12m/s,一台风车工作1h所产生的电能供18只“220
V
100
W”灯泡正常工作8h,则这台风车发电效率为
。
平均风速／(m·s)
5
10
15
20
25
30
1s获得的能量／(×104J)
4
8
12
16
20
24
11.我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t,最大飞行高底达20000m,最大航行速度达2.5倍声速(合3060km/h),最大载油量为10t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度υ/(m·s-1)
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,飞机使用的航空燃油的热值为5×107
J/kg.问：
(1)飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少？
(2)当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少？
(3)若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少？
12.小明想通过实验探究永动机能否制成，他进行了如下实验：
(1)如图甲所示，在脸盆内装大半盆水，将毛巾一端浸在水中，另一端低垂在脸盆外。可以看到，搭在脸盆边的毛巾能自动吸水，并从垂在盆外的另一端不停地滴下。
(2)根据上述实验现象，他设计了一个如图乙所示的“水滴永动机”。为了论证上述图乙的设计是否科学可行，他又用水杯、棉纱织带、水进行如图丙所示的实验，通过观察发现：棉纱
(填“能”或“不能”，下同)自动地将水从低处抽到高处，相反，它
将上方容器里的水抽向低处。
(3)根据图丙中的实验现象，推理出：上述“水滴永动机”是
(填“能”或“不能”)制成的，因为它违背了
定律。
13.阅读下列材料，回答相关问题：
材料一：氢气作为未来理想能源的优点有：来源广泛，可以由水制得；燃烧的热值高，大约是汽油热值的两倍；最突出的优点是燃烧产物是水，不污染环境；燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。氢能源的开发主要有两种：一是电解水的方法，但消耗电量太多，成本高，不经济，不能大规模地制取氢气。第二种方法，也是最理想的制氢方法是寻找合适的光分解催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气。
材料二：太阳能具有总量巨大、安全经济、清洁无污染等优点。人类利用太阳能有三大技术领域,即光热转换、光电转换和光化转换。光电转换就是太阳能电池把太阳能直接转换成电能；光化转换包括：光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应，目前该技术领域尚处在实验研究阶段。
材料三：太阳能可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。如图所示是某海岛上一村民建在房顶上的分布式光伏电站，它属于家用并网型太阳能发电系统，发电功率为2kW,该电站发的电，满足自家使用后，多余的并入电网。
(1)①水分解产生氢气的过程属于
变化。
②自然界最普遍的光化转换发生在植物体上，植物体实现光化转换的主要器官是
。
③该并网型太阳能发电系统光照6h能发电
kW·h。
(2)对于氢能源和太阳能的开发，你认为以下课题中具有研究价值的是
(填字母编号)。
①寻找直接从空气中分离氢气的方法，节约制氢成本
②寻找合适的催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气
③寻找制作太阳能电池的新型材料，提高光电转换效率
(3)面对“能源危机”和“环境问题”，从自身出发，谈谈在日常生活中我们该怎么做。请写出一
项具体做法。
14.某智能百叶窗的叶片上贴有太阳的板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是(
)
A.电能→机械能→光能
B.光能→机械能→电能
C.光能→电能→机械能
D.机械能→电能→光能
15.下列关于能量的说法中，正确的是(
)
A.洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B.电水壶工作时是将内能转化为电能
C.用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移
D.能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
16.早期的风光互补发电巧妙利用太阳光强时风速小，光弱时风速大的自然特点，使风能、光能互补，从而基本保证发电功率稳定。
甲
乙
(1)风能和光能都来源于
，属于
能源。若太阳光弱的时候风速小，
(填“能”或“不能”)实现风光互补发电。
(2)风机功率和风速的三次方成正比，风速加倍，其功率增加到原来的
倍。光伏功率和光的辐射量有关，单位面积光能的功率叫光的辐射量，其单位是
。
(3)用风光互补发的电对额定功率P的用电器供电，风机功率为P1,光伏功率为P2,当P1+P2=
,用电器正常工作。如图乙是某风光互补发电系统一段时间内功率变化的图线，在
(填“9”或“11”)点钟左右，光伏功率最大。对于额定功率为1kW的用电器，在13点～16点这段时间里，风光互补发的电
(填“能”或“不能”)满足其工作。
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浙教版科学九年级上第三章第8节《能量的转化与守恒》培优训练
学习目标：
1.能表示能量的守恒定律，能解释日常生活中能量守恒的实例。
2.说明现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。
同步训练：
1.关于能量与能源，下列说法中错误的是(▲)
A.能量的转化、能量的转移，都是有方向性的
B.化石能源、水能、核能，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源
C.人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响
D.可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向
【答案】B
【解析】(1)能量可以从某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，在转化或转移的过程中能量的总量保持不变，能量转化具有方向性；(2)从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源。化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源。可再生能源清洁、对环境污染小，可以保证不会严重影响环境。
【分析】了解能量的转化转移的方向性，能源的分类，能源的利用对环境的影响等，是我们应该了解的常识。
【详解】A、热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量的转移具有方向性；同样，能量的转化也是有方向性的，故A正确；B、化石能源、核能，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源，水能可重复利用，属于可再生能源，故B错误；C、人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响，尤其是化石能源的污染最严重，故C正确；D、可再生能源可重复利用，且清洁、对环境污染小，是未来理想能源的一个重要发展方向，故D正确。故选B。
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(▲)
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
【答案】B
【解析】自然界中的能量都以各种形式的能储存起来，在一定条件下可以相互转化。
【分析】能量既不能产生也不能消失，它只会从一种形式化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体。
【详解】煤的燃烧将化学能转化为内能，传递给水产生高温、高压的水蒸气；水蒸气推动汽轮机转动，将内能转化为机械能；汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能。所以能量的转化过程是：化学能→内能→机械能→电能，故B项正确。故选B。
3.一根细长绳的下端系一个金属小球，上端固定，就制成一个摆。把小球拉离竖直位置松手，让它摆动起来，如图所示。可以观察到小球在摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小，最终会停下来，对于小球在摆动过程中的能量转化情况，下列说法中不正确的是(▲)
A.小球从高处向低处摆动过程中，势能部分转化为动能
B.小球依次经过最低点时，动能会逐渐减小
C.小球在摆动过程中，机械能守恒
D.小球在摆动过程中，能量守恒
【答案】C
【解析】【分析】【详解】AC.小球从高处向低处摆动过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，小球在摆动过程中摆动的幅度逐渐减小，说明机械能总量减小，重力势能部分转化为动能，即小球的机械能不再守恒，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意；B.小球依次经过最低点时，由于机械能逐渐减小，所以动能会逐渐减小，故B正确，不符合题意；D.由能量守恒定律可知，小球在摆动过程中，虽然机械能转化为其他形式的能，但是能的总量保持不变，即能量守恒，故D正确，不符合题意。故答案为：C。
4.以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是(▲)
【答案】A
【解析】电流做功的过程实质上是电能转化为其它形式能的过程，用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程。
【分析】用电器消耗电能的过程，实质是将电能转化为其它形式的能量的过程，重点是明确用电器得到了什么能。
【详解】在常见的家用电器中，电风扇主要把电能转化为机械能；而电水壶、电饭煲主要把电能转化为内能；电视机主要将电能转化为光能和声能。故选：A。
5.有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10kV∽20kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是(▲)
A.化学能转化为电能
B.内能转化为电能
C.光能转化为内能
D.机械能转化为电能
【答案】D
【解析】该压电效应中，用手指一压，消耗了机械能，然后就产生电能，由此分析即可。
【分析】该题考查能量的转化与守恒，在分析能量的转化时，要注意消耗的能量是什么种类，产生的能量是什么种类。
【详解】由题意，当对“压电陶瓷”的电子元件挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，根据能量转化的关系可知，在挤压或拉伸的过程中，要消耗机械能对它做功，同时产生电能，所以该能量转化的过程为机械能转化为电能。故D正确。故选：D。
6.如图所示是某省高校学生设计的一款不夜灯，它的一侧是太阳能电池板，另一侧是高效节能的LED灯。关于不夜灯中所应用的物理知识，下列说法中正确的是(▲)
A.太阳能电池板主要是靠白天接收阳光的照射而获得能量
B.太阳能电池板将电能转化为内能
C.LED灯的发光物体是由电阻很小的铜质材料制成的
D.LED灯不发光时也有电流通过
【答案】A
【解析】(1)根据太阳光的特点分析；(2)减小的能量转化为增加的能量；(3)二极管是由硅和锗等材料制作成，而硅和错是半导体材料；(4)用电器工作时有电流通过，不工作时无电流通过。
【分析】本题考查太阳能的利用，半导体的应用等，注意从生活中领悟知识的无处不在。
【详解】A、因为只有白天才有太阳光，所以太阳能电池板主要是靠白天接受阳光的照射而获得能量；A说法正确；B、太阳能电池板将电能全部转化为化学能；B说法错误；C、二极管是由硅和锗等材料制作成，而硅和锗是半导体材料，因此LED灯的发光物体是由半导体材料制成的；C说法错误；D、LED灯不发光时没有电流通过；D说法错误。故选A。
7.如图是一种太阳能汽车。太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为8×103W,在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的电压为160
V,并对车上的电动机提供10A的电流。问：
(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？
(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
(3)你认为太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，有什么优点？
【答案】1600W；20％；清洁无污染，太阳能取之不尽，用之不竭
【解析】(1)知道电池电压和对车上电动机提供的电流，利用P=UI计算电动机消耗的电功率；(2)已知太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为8×103W,又计算出了电动机消耗的电功率，太阳能转化为电能的效率等于电能功率和辐射总功率的比值；(3)太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，它取之不尽用之不竭，是一种新型的能源，越来越被广泛利用。
【分析】对于此类结合现代科技考查物理知识的题目，是现在中考的热点，解决此类问题时要紧扣物理考点，认真分析作答。
【详解】(1)根据电池板对着太阳时产生的电压为160V,并对车上的电动机提供10A的电流，∴电动机消耗的电功率P=UI=160V×10A=1600W，答：电动机消耗的电功率是1600W；(2)∵太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为P总=8×103W,电动机消耗的电功率P电=1600W,∴太阳能转化为电能的效率η=P电/P总×100%=1600W/(8×103W)×100％＝20%,答：太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是20%；(3)太阳能汽车的优点：清洁无污染，太阳能取之不尽，用之不竭；缺点：获取能量受四季、昼夜、阴晴条件限制等。答：太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，环保，无尾气污染等(其他答案合理即可)。
8.如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热量交换。打开阀门K后，P中气体进人Q中，最终达到平衡。则(▲)
A.气体的体积膨胀，内能增加
B.气体分子势能减少，内能增加
C.气体分子动能增加，内能不变
D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中去
【答案】D
【解析】(1)打开阀门后，不是真空，气体膨胀对外做功，出现了能量转化；如果是真空，没受到阻力，因此不存在克服阻力做功这一概念，也就有是说气体体积膨胀，对外不做功。(2)分子势能与分子的质量及分子间的相互作用力的大小有关；分子动能与分子的质量及分子的热运动速度有关。(2)能量的转化和转移是有方向性的。
【分析】解本题关键是要知道：气体膨胀，对外做功，将内能转化为机械能。
【详解】A、气体膨胀，Q内为真空，所以气体对外部做功，内能不变，故A错误；B、气体膨胀，分子间距离增大，分子间的作用力减小，所以分子分子势能减少；气体膨胀，对外做功，将内能转化为机械能，所以气体的内能减小，故B错误；C、气体膨胀，对外做功，将内能转化为机械能，所以气体的内能减小，温度降低，分子热运动变缓慢，所以分子动能也变小，故C错误；D、能量的转化和转移是有方向性的，Q中的气体不可能自发的全部退回到P中，故D正确。故选D。
9.排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。
(1)解释整个过程中能量是否守恒。
(2)排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小ΔV之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。
【答案】(1)整个过程中能量守恒，排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度，是因为由于空气的摩擦，有一部分机械能逐渐转化为内能，但能量的总量是守恒的。(2)排球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力和地面给予的弹力的作用，开始时重力大于弹力，速度逐渐增大；当重力等于弹力时，速度达到最大值；最后重力小于弹力，速度逐渐减小，直至速度为零。同时这一过程中动能转化为排球的弹性势能。
【解析】(1)根据能量守恒定律的观点，结合机械能与内能的转化可做出解释；(2)排球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力与弹力的作用，同时动能转化为球的弹性势能，据此分析。
【分析】熟知能量守恒的观点，会对排球的受力情况、机械能的转化情况进行分析是本题的关键。
【详解】略
10.如图是我国西部某地区风力发电的外景。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。若此地平均风速为15m/s,1台这样的风车10
min获得的风能是
▲
J,风能是
▲
(填“可再生”或“不可再生”)能源；若某时间内风速为12m/s,一台风车工作1h所产生的电能供18只“220
V
100
W”灯泡正常工作8h,则这台风车发电效率为
▲
。
平均风速／(m·s)
5
10
15
20
25
30
1s获得的能量／(×104J)
4
8
12
16
20
24
【答案】(1)7.2×107;
可再生；15％
【解析】(1)由表格的数据可知，平均风速为15m/s时，1s内获得的能量，进一步求出1台这样的风车10min获得的风能；(2)可以从自然界源源不断的获得叫可再生能源；(3)根据上表所提供的数据可以看出风车获得的能量与风速成正比关系，进而得出当风速为12m/s时，1s内获得的能量，从而求1h获得的能量；已知灯泡的额定功率和工作时间，根据公式W=Pt可求灯泡消耗的电能；灯泡消耗的电能与风车产生的电能之比就是这台风车发电的效率。
【分析】本题考查消耗电能、产生能量及效率的计算等知识，关键是公式及其变形的灵活运用，要学会从题目所给信息中找到有用的信息，解题过程中要注意单位的统一。
【详解】(1)由表格的数据可知，平均风速为15m/s时，1s内获得的能量为12×104J,则1台这样的风车10min获得的风能为：W=12×104J×10×60s=7.2×107；(2)风能可以从自然界中源源不断的获得，是可再生能源；(3)由表中数据可知，风车获得的能量随风速的增大而增大，并且成倍数的增加，所以风车获得的能量与风速成正比关系，即：P1／P2=υ1/υ2；若风速为12m/
s时，P2=(υ2/υ1)P1=(12m/s)/(15m/s)×1.2×105J/s=9.6×104J/s,则风车工作1小时获得的能量：W总=P2t2=9.6×104J/s×3600s=3.456×108J；风车工作1小时产生的电能：W=Pt=18×100W×8×3600s=5.184×107J；故风车发电的效率：η=W/W总×100％=5.184×107J/3.456×108J×100%=15%故答案为：7.2×107；可再生；15%。
11.我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t,最大飞行高底达20000m,最大航行速度达2.5倍声速(合3060km/h),最大载油量为10t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度υ/(m·s-1)
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,飞机使用的航空燃油的热值为5×107
J/kg.问：
(1)飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少？
(2)当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少？
(3)若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少？
【答案】(1)5×1011J；(2)1.92×104kW；(3)2.7×103km
【解析】(1)已知燃油的质量，根据Q=mq求出放出的热量；(2)根据表中提供的数据，利用P=W/t=Fs/t=FV可求得飞机发动机的输出功率是多少千瓦；(3)已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,求得机械能，从表中查到500m/s时的阻力，利用W=fs可求得飞机的最大航程。
【分析】新一代战斗机是一项高科技的研究成果，它包含了众多与物理学相关的知识，我们应该学会通过分析材料找出里面所包含的物理信息，并解答相关的疑问。
【详解】(1)燃油完全燃烧放出的热量：Q=mq=1×104kg×5×107J/kg=5×1011J；(2)由表中数据可知，飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为4.8×104N,则飞机发动机的输出功率P=W/t=Fs/t=Fυ=4.8×104N×400m/s=1.92×107W=1.92×104kW；(3)由(1)可知Q=5×1011J；已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,则有用功W=40%×Q=40%×5×1011J=2×1011J，根据表格查出500m/s时的阻力为7.5×104N，则由W=fs=Fs,可得s=W/f=2×1011J/7.5×104N≈2.7×106m=2.7×103km。答：(1)飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J；(2)当飞机以400m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是1.92×104kW,(3)若在飞机油箱中加满燃油，并且以开以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是2.7×103km。
12.(科学态度与责任)小明想通过实验探究永动机能否制成，他进行了如下实验：
(1)如图甲所示，在脸盆内装大半盆水，将毛巾一端浸在水中，另一端低垂在脸盆外。可以看到，搭在脸盆边的毛巾能自动吸水，并从垂在盆外的另一端不停地滴下。
(2)根据上述实验现象，他设计了一个如图乙所示的“水滴永动机”。为了论证上述图乙的设计是否科学可行，他又用水杯、棉纱织带、水进行如图丙所示的实验，通过观察发现：棉纱
▲
(填“能”或“不能”，下同)自动地将水从低处抽到高处，相反，它
▲
将上方容器里的水抽向低处。
(3)根据图丙中的实验现象，推理出：上述“水滴永动机”是
▲
(填“能”或“不能”)制成的，因为它违背了
▲
定律。
【答案】(2)不能；能；(3)不能；能量转化和守恒
【解析】浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象，叫做毛细现象，据此分析搭在盆边的毛巾能否自动吸水；当棉纱末端低于水面时，棉纱能使盆中的水滴下；利用棉纱一级一级向上提水，水的机械能增加，如果不消耗其他形式的能，水的机械能是不会增加的，据此解答！
【分析】【详解】(2)棉纱不能自动地将水从地处吸到高处，相反，它能将容器里上方的水抽向低处；(3)根据实验现象可知，棉纱不能自动地将水从地处抽到高处，所以图乙的设计是不可行的，只要有能量的变化，都无一例外地遵循能量守恒定律，即上述“水滴永动机”是不能制成的。故答案为：(2)不能；能；(3)不能；能量转化和守恒。
13.阅读下列材料，回答相关问题：
材料一：氢气作为未来理想能源的优点有：来源广泛，可以由水制得；燃烧的热值高，大约是汽油热值的两倍；最突出的优点是燃烧产物是水，不污染环境；燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。氢能源的开发主要有两种：一是电解水的方法，但消耗电量太多，成本高，不经济，不能大规模地制取氢气。第二种方法，也是最理想的制氢方法是寻找合适的光分解催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气。
材料二：太阳能具有总量巨大、安全经济、清洁无污染等优点。人类利用太阳能有三大技术领域,即光热转换、光电转换和光化转换。光电转换就是太阳能电池把太阳能直接转换成电能；光化转换包括：光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应，目前该技术领域尚处在实验研究阶段。
材料三：太阳能可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。如图所示是某海岛上一村民建在房顶上的分布式光伏电站，它属于家用并网型太阳能发电系统，发电功率为2kW,该电站发的电，满足自家使用后，多余的并入电网。
(1)①水分解产生氢气的过程属于
▲
变化。
②自然界最普遍的光化转换发生在植物体上，植物体实现光化转换的主要器官是
▲
。
③该并网型太阳能发电系统光照6h能发电
▲
kW·h。
(2)对于氢能源和太阳能的开发，你认为以下课题中具有研究价值的是
▲
(填字母编号)。
①寻找直接从空气中分离氢气的方法，节约制氢成本
②寻找合适的催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气
③寻找制作太阳能电池的新型材料，提高光电转换效率
(3)面对“能源危机”和“环境问题”，从自身出发，谈谈在日常生活中我们该怎么做。请写出一
项具体做法。
【答案】(1)①化学；②叶；③12；
(2)②③；
(3)合理即可
【解析】(1)①根据物质变化类型的判断依据来分析；②植物体实现光化转换的主要器官是叶绿体；③已知太阳能发电系统的发电功率和光照时间，由W=Pt即可计算出发电量；(2)根据能源开发是否具有实际意义来分析；(3)从节能减排和保护环境等方面进行分析解答。
【分析】本题考查了物质变化类型的判断依据、能源的开发、节约资源和保护环境等问题，难度不大。
【详解】①水和氢气不是同一种物质，因此水分解为氢气属于化学变化；②叶绿体是绿色植物进行光合作用的主要场所；③由题已知太阳能发电系统发电功率为2kW,由P=W/t得光照6小时能发电：
W=Pt=2kW×6h=12kW·h；(2)①空气中氢气的含量微乎其微，故没有研究价值；②在合适的催化剂作用下，可将地球上最多的物质－－水分解为氢气是一种可行的，具有研究价值的方案；③提高太阳能的转化效率，是可行的；故选②③；(3)日常生活中节约能源的措施：纸用双面，人走灯灭等，人们现在正在积极开发无污染、可再生的新能源，例如太阳能、风能、潮汐能、核能等；环境污染主要包括空气污染、水体污染、土壤污染等，根据空气污染，保护环境的做法或措施有禁止吸烟、不随地丢垃圾、使用脱硫煤、使用清洁燃料等；根据水污染，保护环境的做法或措施有合理使用农药化肥、生活污水集中处理后排放等；根据土壤污染，保护环境的做法或措施有使用可降解地膜等。故填：(1)化学；叶绿体；12；(2)②③；(3)纸用双面。
14.某智能百叶窗的叶片上贴有太阳的板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是(▲)
A.电能→机械能→光能
B.光能→机械能→电能
C.光能→电能→机械能
D.机械能→电能→光能
【答案】C
【解析】【分析】本题考查太阳能的利用，以及能量的转化是基础题。
【详解】太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合，故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能，故C正确，ABD错误。故选：C。
15.(2019·广安）下列关于能量的说法中，正确的是(▲)
A.洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B.电水壶工作时是将内能转化为电能
C.用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移
D.能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
【答案】C
【解析】(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量；(2)改变内能的方法是做功和热传递；(3)能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变。
【分析】能量转化的过程都是有规律可循的，在平常的学习中要注意总结归纳是解决这一类问题的关键，如燃料燃烧都是将化学能转化为内能，该类题目比较简单，要掌握做题的思路与方法。
【详解】A、洗衣机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程，故A错误；B、电水壶工作时消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故B错误；C、用热水泡脚，内能从热水传递到脚，身体的内能会增加，会感觉暖和，说明内能可以转移，故C正确；D、根据能量守恒知，能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变，故D错误。故选：C。
16.(2018·乌鲁木齐)早期的风光互补发电巧妙利用太阳光强时风速小，光弱时风速大的自然特点，使风能、光能互补，从而基本保证发电功率稳定。
甲
乙
(1)风能和光能都来源于
▲
，属于
▲
能源。若太阳光弱的时候风速小，
▲
(填“能”或“不能”)实现风光互补发电。
(2)风机功率和风速的三次方成正比，风速加倍，其功率增加到原来的
▲
倍。光伏功率和光的辐射量有关，单位面积光能的功率叫光的辐射量，其单位是
▲
。
(3)用风光互补发的电对额定功率P的用电器供电，风机功率为P1,光伏功率为P2,当P1+P2=
▲
,用电器正常工作。如图乙是某风光互补发电系统一段时间内功率变化的图线，在
▲
(填“9”或“11”)点钟左右，光伏功率最大。对于额定功率为1kW的用电器，在13点～16点这段时间里，风光互补发的电
▲
(填“能”或“不能”)满足其工作。
【答案】(1)太阳；可再生(或一次或清洁即可)；
不能；
(2)8；W/m2;
(3)P;11;能
【解析】(1)一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源；二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源。可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源；不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。风光互补发电是利用太阳光强时风速小，光弱时风速大的自然特点，使风能、光能互补；(2)根据发电机的输出功率P与风速υ的三次方成正比得出结论；单位面积光能的功率叫光的辐射量，即光的辐射量
光能功率/1m2，从而确定其功率；(3)用风光互补发的电对额定功率P的用电器供电，风机功率为P1,光伏功率为P2,当P1+P2=P,用电器正常工作；根据图象判断出光伏功率最大的时间；根据图象判断出额定功率为1kW的用电器，在13点～16点风光互补发的电能否满足其工作。
【分析】对于此类结合现代科技考查物理知识的题目，是现在中考的热点，解决此类问题时要紧扣物理考点，认真分析作答。
【详解】(1)根据能源分类的标准可知，太阳能、风能都来源于太阳能，可以从自然界直接获得源源不断的获得，属于一次能源或可再生能源；风光互补发电是利用太阳光强时风速小，光弱时风速大的自然特点，使风能、光能互补，如果太阳光弱的时候风速小，不能实现风光互补发电。(2)风机功率和风速的三次方成正比，风速加倍，其功率增加到原来的23=8倍；单位面积光能的功率叫光的辐射量，即光的辐射量
光能功率/1m2，其中光能功率的单位是“W”，故光的辐射量的单位是W/㎡。(3)风光互补发的电对额定功率P的用电器供电，风机功率为P1,光伏功率为P2,当P1+P2=P,用电器正常工作；根据图象知光伏功率最大的时间是11点；根据图象知在13点～16点风光互补发的电能的
和大于1kW,能满足额定功率为1kW的用电器工作。
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精品试卷·第
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