教科版初中物理九下11.2能量转化的方向性和效率习题（含解析）

11.2能量转化的方向性和效率
基础知识
1．对于我们所学的电学知识，下列说法正确的是（　　）
A．电风扇工作时只将电能转化为机械能
B．通过导体的电流跟电压成正比
C．某一盏路灯坏了，其他灯还能照常工作表明它们是并联的
D．电流的方向是从电源的负极经过导线、用电器到电源的正极
2．下列关于能量的转化正确的是（　　）
A．摩擦生热——内能转化为机械能
B．燃料燃烧——化学能转化为内能
C．水果电池——电能转化为化学能
D．摩擦起电——内能转化为电能
3．下列各例中，属于内能转化为机械能的过程是（　　）
A．火箭升空 B．衣服在阳光下暴晒升温
C．用电炉加热水 D．双手摩擦生热
4．2021年9月17日13 时30分，神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后，神舟十二安全降落在东风着陆场预定区域，这是神舟飞船首次在东风着陆场着陆，返回舱以第一宇宙速度进入大气时，空气粒子会强烈撞击返回舱的表面，在这个过程中，返回舱表面将会产生最高超过2000 ℃的高温，返回舱降落过程中 　 　能转化成
　 　能。
5．由于独有的特性，石墨烯被称为“神奇材料”，石墨烯锂电池被称为“超级电池”，科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。 作为石墨烯生产原料的石墨是　 　（填“半导体”、“导体”或“绝缘体”）；相对于“超级电池”，普通蓄电池充电时能量转化过程为　 　。
重难点突破
6．2021年9月17日13时30分许，神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后，神十二安全降落在东风着陆场预定区域（如图所示为飞船返回过程模拟示意图）。下列有关说法正确的是（　　）
A．火箭的燃料燃烧的过程是内能转化为化学能
B．反推发动机点火后，发动机工作是机械能转化为内能
C．在大气层内的降落过程中，与空气摩擦是机械能转化成内能
D．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的比热容
7．关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是（　　）
A．自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律
B．空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能
C．地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能
D．热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体
8．下列有关能量转化的表述中，正确的是（　　）
A．蓄电池充电时化学能转化为电能
B．电饭锅工作时电能转化为内能
C．匀速上升的电梯中的人，动能转化为重力势能
D．汽油机做功冲程中，机械能转化为内能
9．火力发电厂“吃”的是煤，“发”的是电，整个发电过程中，能量转化情况如下，请填上相应的能量形式：
化学能 　 　能 　 　能 电能。
10．标准大气压下使用快壶对2 kg水进行加热，水的初始温度为50 ℃，若将其加热至沸腾，则水吸收的热量是 　 　J，加热过程中耗电5.25×105 J，则该快壶的热效率是 　 　。
能力提升
11．下列对能量转化的描述不正确的是（　　）
A．蓄电池充电：电能——化学能
B．太阳能电池板：电能——太阳能
C．萤火虫发光：生物质能——光能
D．内燃机工作：化学能——内能——机械能
12．将如图所示的四种装置连接成一个简单电路，工作时主要将电能转化成机械能的装置是（　　）
A．干电池 B．带鳄鱼夹的导线（若干）
C．单刀单掷开关 D．小电扇
13．很多公路两旁都安装了一种新型节能的风力太阳能路灯，如图所示。下列关于该路灯的说法正确的是（　　）
A．太阳能电池板将太阳能转化为化学能
B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的
C．小风扇将机械能转化为电能
D．蓄电池放电时将电能转化为机械能
14．恰逢中秋佳节到来，2021年9月20日，长征七号运载火箭成功发射天舟三号货运飞船，为空间站送去“专属中秋大礼”。燃料燃烧时，将 　 　能转化为 　 　能。火箭加速升空时，能量的总和是 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）的。
15．某家庭用燃气热水器将质量为100 kg、温度为10 ℃的自来水加热到60 ℃，消耗的天然气体积为2 m3（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为4.2×103 J/（kg ℃），天然气的热值为3×107 J/m3，天然气完全燃烧放出的热量 　 　；该热水器工作时的效率 　 　。
参考答案与解析
基础知识
1．【解答】解：A.电风扇工作时，消耗掉了电能，得到了机械能，同时还会产生少量的内能，因此是将电能转化为机械能和内能；故A错误；
B.只有在电阻一定时，通过导体的电流才与导体两端的电压成正比，故B错误；
C.因为并联电路中，各用电器互不影响，所以某一盏路灯坏了，其他灯还能照常工作表明它们是并联的，故C正确；
D.在电源外部，电流总是从电源的正极出发，经用电器回到负极，故D错误。
故选：C。
2．【解答】解：A.摩擦生热的过程中，消耗了机械能，获得了内能，是将机械能转化为内能，故A错误；
B.燃料燃烧的过程中，消耗了燃料的化学能，获得了内能，是将化学能转化为内能，故B正确；
C.水果电池与其它化学电池类似，是将化学能转化为内能，故C错误；
D.摩擦起电的过程中，消耗了机械能，获得了电能，是将机械能转化为电能，故D错误。
故选：B。
3．【解答】解：A.火箭升空的过程是将燃气产生的内能转化为火箭的机械能，故A符合题意；
B.衣服在阳光下暴晒升温是内能发生了转移，故B不合题意；
C.用电炉加热水是电能转化为内能，故C不合题意；
D.双手摩擦生热是机械能转化为内能，故D不合题意。
故选：A。
4．【解答】解：返回舱以第一宇宙速度进入大气时，返回舱与空气摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能。
故答案为：机械；内。
5．【解答】解：作为石墨烯生产原料的石墨善于导电，因此是导体；
普通蓄电池充电时能量转化过程为电能转化为化学能，在作为电源使用时，再将化学能转化为电能。
故答案为：导体；电能转化为化学能。
重难点突破
6．【解答】解：A.燃料燃烧是化学变化，将化学能转化为内能，故A错误；
B.反推发动机点火后，发动机将内能转化为机械能，故B错误；
C.在大气层内的降落过程中，火箭与空气摩擦做功，机械能转化成内能，故C正确；
D.火箭的发动机选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量，故D错误。
故选：C。
7．【解答】解：A.能量守恒定律普遍适用，自然界中水能的循环再生过程同样遵循能量守恒定律，故A错误；
B.空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要利用压缩机来完成，消耗电能，故B正确；
C.远古时期生物体吸收利用太阳能，经过非常复杂的过程和漫长的时间形成化石能源，故C正确；
D.能量转移具有方向性，热水自然变凉，说明能量自发的从高温物体转移至低温物体，故D正确。
故选：A。
8．【解答】解：A.蓄电池充电时相当于用电器，将电能转化为化学能，故A错误；
B.电饭锅工作时将电能转化为内能，故B正确；
C.匀速上升的电梯中的人，质量不变、速度不变，所以动能不变，因此不是动能转化为重力势能，故C错误；
D.汽油机做功冲程中，将燃气的内能转化为机械能，故D错误。
故选：B。
9．【解答】解：煤与空气混合物在锅炉中燃烧，将化学能转化为内能，这些内能推动机器转动，将内能转化为机械能，机器再带动发电机转动，将机械能转化为电能。
故答案为：内；机械。
10．【解答】解：（1）1个标准大气压下，水的沸点是100 ℃，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103 J/（kg ℃）×2 kg×（100 ℃﹣50 ℃）＝4.2×105 J；
（2）电热水壶的效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
故答案为：4.2×105；80%。
能力提升
11．【解答】解：A.给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，故A正确；
B.太阳能电池板可以将太阳能直接转化为电能，故B错误；
C.萤火虫发光将生物质能转化为光能，故C正确；
D.内燃机工作：将燃料的化学能先转化为内能，再通过做功将内能转化为机械能，故D正确。
故选：B。
12．【解答】解：A.干电池是将化学能转化成电能的装置，故A不符合题意；
B.带鳄鱼夹的导线用于传输电流，故B不符合题意；
C.单刀单掷开关用于控制电路的通断，故C不符合题意；
D.小电扇工作时，将电能转化成机械能，故D符合题意。
故选：D。
13．【解答】解：A.太阳能电池板是将太阳能转化为电能，故A错误；
B.风扇式发电机可以通过风吹动扇片转动，把机械能转化为电能，不是用来给太阳能电池板散热的，故B错误、C正确；
D.蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D错误。
故选：C。
14．【解答】解：燃料燃烧时，将燃料的化学能转化为燃气的内能，燃气推动火箭和卫星上升。
根据能量转化和守恒定律可知，火箭上升过程中，能的总和是不变的。
故答案为：化学；内；不变。
15．【解答】解：
（1）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝2 m3×3×107 J/m3＝6×107 J；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103 J/（kg ℃）×100 kg×（60 ℃﹣10 ℃）＝2.1×107 J；
（3）热水器的效率：
η＝×100%＝×100%＝35%。
故答案为：6×107 J；35%。
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