教科新版物理九年级下册《11.2 能量转化的方向性和效率》2024年同步练习卷（含解析）
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| 名称 | 教科新版物理九年级下册《11.2 能量转化的方向性和效率》2024年同步练习卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 203.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-05 21:32:24 | ||
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文档简介
教科新版九年级下册《11.2 能量转化的方向性和效率》2024年同步练习卷
一、单选题：本大题共6小题，共12分。
1.有一个额定电压为的电动机通电后，当其正常转动时，测得其工作电流为，若用手捏着转头不让其转动，测得其电流为，则该电动机正常转动时的机械效率为( )
A. B. C. D.
2.某电动机的工作效率是，从能量转化看，它表示电动机工作时( )
A. 总共消耗了的电能 B. 将的电能转化成机械能
C. 将的电能转化成内能 D. 将的机械能转化成电能
3.我们的生产与生活总离不开能量及其转化。下列说法正确的是( )
A. 提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心
B. 全自动洗衣机工作时，电能全部转化为机械能
C. 吊装码头上，只要货物受到的合力为，它的能量就不变
D. 用燃气灶烧水，只要调大火力，燃气灶的加热效率就提高
4.关于能量的转化与转移，下列说法正确的是( )
A. 内能可以从温度高的物体向温度低的物体转移，也可以自发地从温度低的物体向温度高的物体转移
B. 空调既可以制热也可以制冷，说明能量的转化和转移没有方向
C. 实际过程中，能量经转化后，可利用的能量只会减少，不会增加
D. 发电机把机械能转化为电能，电动机又可以把电能转化为机械能。因此，自然界中所有的能量转化都是可逆的
5.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( )
燃煤电厂空调树林太阳
A. B. C. D.
6.若用电器工作一段时间后消耗的电能为，产生的热量为，则其电热效率以下用电器正常工作时的电热效率可能小于的是( )
A. 白炽灯 B. 电风扇 C. 电暖手宝 D. 电饭锅
二、多选题：本大题共1小题，共3分。
7.关于能量转移或转化的过程，以下说法正确的是( )
A. 热量不会自发地从低温物体传递到高温物体
B. 随着人类制造热机技术的提高，热机的转化效率最终可以达到
C. 人类无法使热量从低温物体转移到高温物体
D. 凡是与热现象有关的能量转化或转移过程都是不可逆的
三、填空题：本大题共8小题，共16分。
8.汽车刹车的过程，伴随着能量从______转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和______增大不变缩小。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有______性。
9.科学家们发现，以一种新式钙钛矿为原料的太阳能电池对太阳能转化为电能的转化效率可高达，为当前市面上太阳能电池转化效率的倍，如果某工厂安装了总功率为的钙钛矿太阳能电池发电系统，一天的有效光照时间为，一天能发电______度，该发电系统一天的发电量，如果由热电系统转化率为的热电厂来完成，需要燃烧热值为的煤______．
10.汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的______能，这些能量不能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有______。
11.自然界中，能量的转化和转移过程遵守______定律。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有______性。
12.用酒精炉烧水，已知酒精完全燃烧放出的热量为，放出的一部分热量被水吸收，如水吸收的热量为，则酒精炉的效率是______，损失的能量是______。
13.某燃气热水器将的水从加热到，完全燃烧了的燃气。水吸收的______，热水器的效率是热量是______。已知水的比热容为，燃气的热值为
14.如图是一辆以蓄电池为驱动能源的新型环保电动车，其电动机的额定电压为，额定电流为，则电动机的额定功率是______当它以额定功率匀速行驶时，速度为，电动车内行驶的路程是______；若此时电动车的牵引力为，则此时电能的转化效率是______。
15.为践行“低碳理念”，灯在生活中的应用越来越广泛。现有一盏标有“”的灯，其亮度与“”的普通白炽灯相当。
若上述灯和白炽灯都正常工作，相同时间内两灯消耗的电能之比为______。
白炽灯工作时的能量转化情况如图，则该白炽灯工作将产生______的热量。
灯的发光效率为______。
四、计算题：本大题共2小题，共16分。
16.一艘完全依靠太阳能驱动的船，排水量吨此时满载，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为，若接收的太阳能只用来驱动船前进。某次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力随时间的变化关系如甲所示，船的运动速度随时间的变化关系如图乙所示。取求：
满载时太阳能船受到的浮力______；
第到第内牵引力做的功为多少？
第到第的运动过程中，太阳能船的效率为多少？
17.阅读下面短文。
发光二极管是一种应用非常广泛的电子元件，可以用作电路畅通的指示灯，比如电视机或者一些充电器的电源灯；激光笔里的关键部件就是一个激光器；也可以用作装饰灯或者是照明用的各种光源。节能灯用高亮度发光二极管作光源，作为一种新型的节能、环保的绿色光源产品，具有很多诱人的特性。例如：
高效节能：一只节能灯仅耗几度电普通白炽灯约耗度电，普通节能灯约耗度电。
超长寿命：半导体发光二极管，无灯丝、无玻璃泡、不怕振动、不易破碎，使用寿命可达普通白炽灯使用寿命仅有，普通节能灯使用寿命也只有。健康：光线健康，光线中不含紫外线和红外线普通灯光中含有紫外线和红外线；保护视力、直流驱动、无频闪普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪。
绿色环保：不含汞和氙等有害元素，利于回收，而且不会产生电磁干扰普通灯管中含有汞和铅等元素，节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰。
光效率高：发热少，的电能转化为可见光普通白炽灯的电能转化为内能，仅有的电能转化为光能。
节能灯必将会得到推广，在节能减排的浪潮中大放光彩。根据以上提供的材料，回答下列问题：
功率相等的灯和白炽灯，在相等的时间内，电能转化为内能较多的是______灯。
节能灯发出“健康光线”的原因是______。
节能灯工作时主要把______能转化为光能。
的节能灯工作小时耗______度电。
如图为一种电能无线传输装置的示意图，图中送电线圈接入的电压为，线圈中的电流为，受电线圈只接入一盏“”灯泡，且灯泡恰能正常发光，则该装置传输电能的效率为______。
五、综合题：本大题共1小题，共10分。
18.在家电博览会上，小亮家买了一款标有““的电热水器。
电热水器中的电热管工作时利用的是电流的______效应。智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度控制，红外线是______选填“可见”或“不可见”光。
大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有和两种，通过计算说明该电热水器应选用哪种规格的插座。
已知该电热水器的加热效率为，求它正常工作时把水从加热到需要的时间。。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：根据欧姆定律得，电机不转时，电动机线圈的电阻：；
由焦耳定律可得电机转动时间为时产生的热量：；
相同时间内消耗的电能为：，
则机械效率为：
。
故选：。
当电机不转时，电机可看作纯电阻，由欧姆定律可求得电阻；当电机正常转动时，电动机主要是将电能转化为机械能，求产生的热量时只能由焦耳定律计算出；先利用由电功的计算公式求出消耗的电能，电动机转化成的机械能即为；由效率公式可求得机械效率。
在非纯电阻电路中，电功及焦耳定律分别用来求出消耗的电能和发热量。
2.【答案】
【解析】解：电动机工作时主要将电能转化为机械能，电动机的工作效率是，表示其用来做有用功的机械能占消耗电能的总量的，即将的电能转化成机械能。故只有的说法正确，符合题意。
故选：。
电动机工作时主要将电能转化为机械能，其用来做有用功的机械能，占消耗电能的百分比，就是它的工作效率。
本题主要考查了我们对能量利用效率这一概念的理解，根据电动机工作时的能量转化情况可做出判断。
3.【答案】
【解析】解：
A、现在节能的主要措施中，提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心，故A正确；
B、全自动洗衣机工作时，大部分电能转化为机械能，还有少部分转化为内能，故B错误；
C、吊装码头上，如果货物匀速竖直上升或竖直下降，其受到的合力为，它的动能不变，但它的高度变化，所以重力势能改变，则机械能就改变，故C错误；
D、热效率是指有效利用的能量占燃料完全燃烧释放总能量的百分比；用燃气灶烧水时，调大火力，散失的热量也会增加，则水吸收的热量占燃气完全燃烧释放总能量的百分比不一定增大，因此燃气灶的加热效率不一定会提高，故D错误。
故选：。
现在节能的主要措施核心还是利用科技提高能量的转换率，以及加大对可再生资源的开发利用；
洗衣机工作时，大部分电能转化为机械能；
合力为零时处于平衡状态，但物体的能量同样会发生变化；
热效率是指有效利用的能量占燃料完全燃烧释放总能量的百分比，据此分析。
本题主要考查了对能量转化效率的理解，对节能措施的认识，对能量转化的判断等，有一定综合性，但难度不大。
4.【答案】
【解析】解：、热传递的条件是存在温度差，内能从温度高的物体向温度低的物体转移，不能从温度低的物体向温度高的物体转移，故A错误；
、自然界自发的过程中，能量的转化和转移是有方向的，一切与热现象有关的宏观过程都是有方向的。所以，不是所有的能量转化都是可逆的，故BD错误；
C、能量转化过程中，由于存在能量是损失，可利用的能量不断减少，而不会增加，故C正确；
故选：。
在热传递过程中传递内能的多少叫热量，热量是个过程量，热传递的条件是：物体之间存在着温度差；
能量在转化或转移过程中具有方向性；
能量转化过程中，由于存在能量是损失，可利用的能量不断减少。
本题考查能量守恒定律的内容及意义以及能量转化的方向性，应熟练掌握。
5.【答案】
【解析】解：
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，地球上大多数能量都直接或间接来自于太阳能，植物通过光合作用，将太阳能转化为自身的生物质能，再经过地壳变动在地质作用下，最终形成煤炭，发电厂将煤炭的化学能转化为电能，家用电器再将电能转化为其它形式的能，故四幅图中能量的转化顺序为：太阳树林燃煤电厂空调；即序号为，故C正确。
故选：。
可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源，根据一次能源和二次能源概念和能量转化的方向性进行排列。
本题难度不大，主要是理解地球上的能量都是直接或间接来自于太阳能，并能准确进行分类和判断其转化顺序。
6.【答案】
【解析】解：用电器工作一段时间后消耗的电能为，产生的热量为，则其电热效率。
白炽灯、电暖手宝、电饭锅主要把电能转化为内能；其正常工作时的电热效率远大于；
电风扇电能主要转化为机械能和小部分内能，电风扇用电器正常工作时的电热效率可能小于。
故选：。
电风扇电能主要转化为机械能和小部分内能。
本题主要考查能量的效率，要理解能量的转换。
7.【答案】
【解析】解：
A、能量的转移和转化具有方向性，热量只能自发地从高温物体传到低温物体，不能自发地从低温物体传到高温物体，故A正确；
B、热机在工作时不可避免地有能量的损耗与散失，所以热机的效率不可能达到，故B错误；
C、热量不可以自发的从低温物体转移到高温物体，在外界的影响下，热量可以从低温物体转移到高温物体，例如电冰箱在压缩机消耗电能的情况下，热量可以从低温物体转移到高温物体，故C错误；
D、自然界自发的过程中，能量的转化和转移是有方向的，一切与热现象有关的宏观过程都是有方向的，不可逆的，故D正确。
故选：。
热传递的条件：存在温度差，并且热量总是从高温物体转移向低温物体的，或从物体的高温部分转移至低温部分；
热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，热机排出的废气损失能量，克服摩擦做功损失损失能量，机械吸收能量等；
自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的。
本题考查了对能量守恒定律，能量转化和转移方向性的理解，是一道基础题。
8.【答案】机械能 不变 方向
【解析】解：
据能量的守恒定律可知，汽车刹车的过程，通过做功，将机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和是不变的；
散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有方向性。
故答案为：机械能；不变；方向。
做功可以改变物体的内能。能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，表明能量是不能被创造或消灭的。
9.【答案】；
【解析】解：由，
光电转换系统每天发电量为：；
由题，发电系统一天的发电量，需要燃烧的质量：
．
故答案为：；．
已知发电系统的光电转换效率、总功率和一天光照时间，由，计算一天发电量；
已知热电系统转化率，可由计算需要燃煤的质量．
此题考查的是我们对电能、热量计算公式的掌握和应用，是一道联系实际生活的应用题，渗透了情感态度价值观．
10.【答案】内 方向性
【解析】解：汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量会散发到周围的环境中，无法再回收利用；
摩擦生热时内能以热量的形式散发掉，所以能量转化和转移具有方向性，这些内能不能自动地再次开动汽车。
故答案为：内；方向性。
汽车刹车时，机械能会转化为内能，这些能量无法再转化利用。是因为能量转化和转移有方向性，如：热传递时内能从高温物体转移向低温物体的；植物生长的过程中，总是按照生根、开花、结果这样的方向进行的，而不可能相反，否则会引起其他能量的变化，消耗别的能量。
本题考查能量转化和转移的一个特点：方向性，达到正确理解能量转化和转移的方向性的要求。
11.【答案】能量守恒 方向
【解析】解：自然界中，能量的转化和转移过程都遵守能量守恒定律。
能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有方向性。
故答案为：能量守恒；方向。
能量守恒定律：是各种形式能量互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，表明能量是不能被创造或消灭的。能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变；能量在转化的过程中具有方向性，很多能量转化的实例都说明了这一点。
本题考查了能量转化的方向性，属于基础题，难度较小。
12.【答案】 。
【解析】解：根据效率公式可得酒精炉的效率：
；
损失的能量是放出的热量减去水吸收的热量：
。
故答案为：；。
利用效率公式计算出酒精炉的效率；损失的能量是放出的热量减去水吸收的热量。
本题考查学生对热效率公式的理解和灵活运用，以及损失能量的理解，常见题目。
13.【答案】
【解析】解：水吸收的热量：
；
燃气完全燃烧放出的热量：
；
该热水器烧水的效率：
。
故答案为：；。
知道水的质量、水的比热容以及初温、末温，利用求水吸收的热量；
知道燃气的体积和热值，利用求出燃气完全燃烧放出的热量；再利用求出该热水器烧水的效率。
本题考查了燃料完全燃烧释放热量公式、吸热公式、效率公式的应用，属于基础题目。
14.【答案】
【解析】解：电动机的额定功率。
已知速度，，
电动车内行驶的路程。
。
。
电能的转化效率。
故答案为：；；。
已知电动机的额定电压和电流，根据公式可求电动机的额定功率。
已知速度和时间，根据求路程。
已知牵引力，根据公式求出有用功，根据求电能的转化效率。
本题考查速度、功率和效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道汽车做匀速运动时牵引力所做的功是电能的转化来的有用功。
15.【答案】：
【解析】解：
因为两灯正常工作，所以，，
因为，时间相同，所以两灯消耗的电能之比：
：：：：：；
由图可知，白炽灯产生热量的效率为：；
白炽灯工作消耗的电能为：；
白炽灯工作产生的热量为；
由图可知，，，
因额定功率为的灯的亮度与额定功率为的普通白炽灯相当，
所以，相同时间内产生的光能相等，
则白炽灯消耗电能的工作时间：，
灯消耗的电能：，
则灯的发光效率：。
故答案为：：；；。
由两灯的铭牌可知两灯的额定功率，正常工作时的实际功率等于各自的额定功率，利用比较相同时间内消耗电能的大小关系；
根据和效率求出产生的热量；
额定功率为的灯的亮度与额定功率为的普通白炽灯相当，相同时间内产生的光能相等，根据求出工作时间，根据求出灯消耗的电能，利用效率公式求出灯的发光效率。
本题考查了电功公式和电能利用效率的计算，利用好“额定功率为的灯的亮度与额定功率为的普通白炽灯相当”是关键。
16.【答案】
【解析】解：太阳能船受到的浮力；
由图甲可知，第到第内，太阳能船的牵引力等于，
由图乙可知，第到第内，太阳能船作匀速运动，速度为，
太阳能船运动的路程，
第到第内太阳能船牵引力做的功；
第到第内太阳能船接收的太阳能，
太阳能船的效率。
答：；
第到第内太阳能船牵引力做的功是；
太阳能船的效率是。
已知船的排水量，根据阿基米德原理计算船受到的浮力；
由图甲可知，第到第内，太阳能船的牵引力等于，由图乙可知，第到第内，太阳能船做匀速运动，速度为，根据速度公式可求出太阳能船运动的路程，再利用可求出第到第内太阳能船牵引力做的功；
第到第内太阳能船牵引力做的功是有用功，根据太阳能电池板接收太阳能的功率，利用可求出第到第内太阳能船接收的太阳能，利用可求出太阳能船的效率。
本题主要考查物体漂浮条件的应用，功公式的应用，能量的利用效率的应用，其中根据图像获取有用的信息是解本题的关键。
17.【答案】白炽 光线中不含紫外线和红外线，无频闪 电
【解析】解：功率相等的灯和白炽灯，在相等的时间内，电能转化为内能较多的是白炽灯，灯主要将电能转化为光能；
由材料中的介绍可以看出，节能灯发出“健康光线”的原因包括：光线中不含紫外线和红外线普通灯光中含有紫外线和红外线；保护视力，直流驱动，无频闪普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪；
由题意可知，节能灯工作时主要把电能转化为光能；
的节能灯工作小时耗电为：；
该装置有效利用的电能为：；
相同时间内输送的电能为：；
则该装置传输电能的效率为：。
故答案为：白炽；光线中不含紫外线和红外线，无频闪；电；；。
结合材料中的介绍，从能量转化的角度对灯和普通白炽灯的不同进行对比，同时从材料中可以找出“健康光线”的原因。
电能的效率为有效利用的电能与输送的总电能的比。
本题解答的关键是要学会从材料中找出重要的内容，再逐一解答题干中的问题，难度不大。
18.【答案】解：电热水器中的电热管工作时利用的是电流的热效应；
智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度控制，红外线是不可见光；
标有““的电热水器，表示电热水器的额定电压为，额定功率为，根据，电热水器的额定电流为：；
故该电热水器应选用规的插座；
满箱水的质量：；
水从加热到所需吸收热量：，
；
加热所需时间：。
答：热；不可见
该电热水器应选用的插座；
正常工作时把水从加热到需要的。
【解析】本题为电热综合综合题，考查电流的热效应、不可见光的知识、电功率公式、密度公式、电功公式、吸热公式、效率公式的运用。
电热水器中的电热管工作时利用的是电流的热效应；紫外线和红外线都是不可见光；
电热水器标有““的字样的含义，由得出热水器的额定电流，确定电热水器应选用插座的规格；
根据求出满箱水的质量，由求出水从加热到所需吸收热量，根据求出加热所需时间。
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一、单选题：本大题共6小题，共12分。
1.有一个额定电压为的电动机通电后，当其正常转动时，测得其工作电流为，若用手捏着转头不让其转动，测得其电流为，则该电动机正常转动时的机械效率为( )
A. B. C. D.
2.某电动机的工作效率是，从能量转化看，它表示电动机工作时( )
A. 总共消耗了的电能 B. 将的电能转化成机械能
C. 将的电能转化成内能 D. 将的机械能转化成电能
3.我们的生产与生活总离不开能量及其转化。下列说法正确的是( )
A. 提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心
B. 全自动洗衣机工作时，电能全部转化为机械能
C. 吊装码头上，只要货物受到的合力为，它的能量就不变
D. 用燃气灶烧水，只要调大火力，燃气灶的加热效率就提高
4.关于能量的转化与转移，下列说法正确的是( )
A. 内能可以从温度高的物体向温度低的物体转移，也可以自发地从温度低的物体向温度高的物体转移
B. 空调既可以制热也可以制冷，说明能量的转化和转移没有方向
C. 实际过程中，能量经转化后，可利用的能量只会减少，不会增加
D. 发电机把机械能转化为电能，电动机又可以把电能转化为机械能。因此，自然界中所有的能量转化都是可逆的
5.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( )
燃煤电厂空调树林太阳
A. B. C. D.
6.若用电器工作一段时间后消耗的电能为，产生的热量为，则其电热效率以下用电器正常工作时的电热效率可能小于的是( )
A. 白炽灯 B. 电风扇 C. 电暖手宝 D. 电饭锅
二、多选题：本大题共1小题，共3分。
7.关于能量转移或转化的过程，以下说法正确的是( )
A. 热量不会自发地从低温物体传递到高温物体
B. 随着人类制造热机技术的提高，热机的转化效率最终可以达到
C. 人类无法使热量从低温物体转移到高温物体
D. 凡是与热现象有关的能量转化或转移过程都是不可逆的
三、填空题：本大题共8小题，共16分。
8.汽车刹车的过程，伴随着能量从______转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和______增大不变缩小。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有______性。
9.科学家们发现，以一种新式钙钛矿为原料的太阳能电池对太阳能转化为电能的转化效率可高达，为当前市面上太阳能电池转化效率的倍，如果某工厂安装了总功率为的钙钛矿太阳能电池发电系统，一天的有效光照时间为，一天能发电______度，该发电系统一天的发电量，如果由热电系统转化率为的热电厂来完成，需要燃烧热值为的煤______．
10.汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的______能，这些能量不能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有______。
11.自然界中，能量的转化和转移过程遵守______定律。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有______性。
12.用酒精炉烧水，已知酒精完全燃烧放出的热量为，放出的一部分热量被水吸收，如水吸收的热量为，则酒精炉的效率是______，损失的能量是______。
13.某燃气热水器将的水从加热到，完全燃烧了的燃气。水吸收的______，热水器的效率是热量是______。已知水的比热容为，燃气的热值为
14.如图是一辆以蓄电池为驱动能源的新型环保电动车，其电动机的额定电压为，额定电流为，则电动机的额定功率是______当它以额定功率匀速行驶时，速度为，电动车内行驶的路程是______；若此时电动车的牵引力为，则此时电能的转化效率是______。
15.为践行“低碳理念”，灯在生活中的应用越来越广泛。现有一盏标有“”的灯，其亮度与“”的普通白炽灯相当。
若上述灯和白炽灯都正常工作，相同时间内两灯消耗的电能之比为______。
白炽灯工作时的能量转化情况如图，则该白炽灯工作将产生______的热量。
灯的发光效率为______。
四、计算题：本大题共2小题，共16分。
16.一艘完全依靠太阳能驱动的船，排水量吨此时满载，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为，若接收的太阳能只用来驱动船前进。某次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力随时间的变化关系如甲所示，船的运动速度随时间的变化关系如图乙所示。取求：
满载时太阳能船受到的浮力______；
第到第内牵引力做的功为多少？
第到第的运动过程中，太阳能船的效率为多少？
17.阅读下面短文。
发光二极管是一种应用非常广泛的电子元件，可以用作电路畅通的指示灯，比如电视机或者一些充电器的电源灯；激光笔里的关键部件就是一个激光器；也可以用作装饰灯或者是照明用的各种光源。节能灯用高亮度发光二极管作光源，作为一种新型的节能、环保的绿色光源产品，具有很多诱人的特性。例如：
高效节能：一只节能灯仅耗几度电普通白炽灯约耗度电，普通节能灯约耗度电。
超长寿命：半导体发光二极管，无灯丝、无玻璃泡、不怕振动、不易破碎，使用寿命可达普通白炽灯使用寿命仅有，普通节能灯使用寿命也只有。健康：光线健康，光线中不含紫外线和红外线普通灯光中含有紫外线和红外线；保护视力、直流驱动、无频闪普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪。
绿色环保：不含汞和氙等有害元素，利于回收，而且不会产生电磁干扰普通灯管中含有汞和铅等元素，节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰。
光效率高：发热少，的电能转化为可见光普通白炽灯的电能转化为内能，仅有的电能转化为光能。
节能灯必将会得到推广，在节能减排的浪潮中大放光彩。根据以上提供的材料，回答下列问题：
功率相等的灯和白炽灯，在相等的时间内，电能转化为内能较多的是______灯。
节能灯发出“健康光线”的原因是______。
节能灯工作时主要把______能转化为光能。
的节能灯工作小时耗______度电。
如图为一种电能无线传输装置的示意图，图中送电线圈接入的电压为，线圈中的电流为，受电线圈只接入一盏“”灯泡，且灯泡恰能正常发光，则该装置传输电能的效率为______。
五、综合题：本大题共1小题，共10分。
18.在家电博览会上，小亮家买了一款标有““的电热水器。
电热水器中的电热管工作时利用的是电流的______效应。智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度控制，红外线是______选填“可见”或“不可见”光。
大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有和两种，通过计算说明该电热水器应选用哪种规格的插座。
已知该电热水器的加热效率为，求它正常工作时把水从加热到需要的时间。。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：根据欧姆定律得，电机不转时，电动机线圈的电阻：；
由焦耳定律可得电机转动时间为时产生的热量：；
相同时间内消耗的电能为：，
则机械效率为：
。
故选：。
当电机不转时，电机可看作纯电阻，由欧姆定律可求得电阻；当电机正常转动时，电动机主要是将电能转化为机械能，求产生的热量时只能由焦耳定律计算出；先利用由电功的计算公式求出消耗的电能，电动机转化成的机械能即为；由效率公式可求得机械效率。
在非纯电阻电路中，电功及焦耳定律分别用来求出消耗的电能和发热量。
2.【答案】
【解析】解：电动机工作时主要将电能转化为机械能，电动机的工作效率是，表示其用来做有用功的机械能占消耗电能的总量的，即将的电能转化成机械能。故只有的说法正确，符合题意。
故选：。
电动机工作时主要将电能转化为机械能，其用来做有用功的机械能，占消耗电能的百分比，就是它的工作效率。
本题主要考查了我们对能量利用效率这一概念的理解，根据电动机工作时的能量转化情况可做出判断。
3.【答案】
【解析】解：
A、现在节能的主要措施中，提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心，故A正确；
B、全自动洗衣机工作时，大部分电能转化为机械能，还有少部分转化为内能，故B错误；
C、吊装码头上，如果货物匀速竖直上升或竖直下降，其受到的合力为，它的动能不变，但它的高度变化，所以重力势能改变，则机械能就改变，故C错误；
D、热效率是指有效利用的能量占燃料完全燃烧释放总能量的百分比；用燃气灶烧水时，调大火力，散失的热量也会增加，则水吸收的热量占燃气完全燃烧释放总能量的百分比不一定增大，因此燃气灶的加热效率不一定会提高，故D错误。
故选：。
现在节能的主要措施核心还是利用科技提高能量的转换率，以及加大对可再生资源的开发利用；
洗衣机工作时，大部分电能转化为机械能；
合力为零时处于平衡状态，但物体的能量同样会发生变化；
热效率是指有效利用的能量占燃料完全燃烧释放总能量的百分比，据此分析。
本题主要考查了对能量转化效率的理解，对节能措施的认识，对能量转化的判断等，有一定综合性，但难度不大。
4.【答案】
【解析】解：、热传递的条件是存在温度差，内能从温度高的物体向温度低的物体转移，不能从温度低的物体向温度高的物体转移，故A错误；
、自然界自发的过程中，能量的转化和转移是有方向的，一切与热现象有关的宏观过程都是有方向的。所以，不是所有的能量转化都是可逆的，故BD错误；
C、能量转化过程中，由于存在能量是损失，可利用的能量不断减少，而不会增加，故C正确；
故选：。
在热传递过程中传递内能的多少叫热量，热量是个过程量，热传递的条件是：物体之间存在着温度差；
能量在转化或转移过程中具有方向性；
能量转化过程中，由于存在能量是损失，可利用的能量不断减少。
本题考查能量守恒定律的内容及意义以及能量转化的方向性，应熟练掌握。
5.【答案】
【解析】解：
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，地球上大多数能量都直接或间接来自于太阳能，植物通过光合作用，将太阳能转化为自身的生物质能，再经过地壳变动在地质作用下，最终形成煤炭，发电厂将煤炭的化学能转化为电能，家用电器再将电能转化为其它形式的能，故四幅图中能量的转化顺序为：太阳树林燃煤电厂空调；即序号为，故C正确。
故选：。
可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源，根据一次能源和二次能源概念和能量转化的方向性进行排列。
本题难度不大，主要是理解地球上的能量都是直接或间接来自于太阳能，并能准确进行分类和判断其转化顺序。
6.【答案】
【解析】解：用电器工作一段时间后消耗的电能为，产生的热量为，则其电热效率。
白炽灯、电暖手宝、电饭锅主要把电能转化为内能；其正常工作时的电热效率远大于；
电风扇电能主要转化为机械能和小部分内能，电风扇用电器正常工作时的电热效率可能小于。
故选：。
电风扇电能主要转化为机械能和小部分内能。
本题主要考查能量的效率，要理解能量的转换。
7.【答案】
【解析】解：
A、能量的转移和转化具有方向性，热量只能自发地从高温物体传到低温物体，不能自发地从低温物体传到高温物体，故A正确；
B、热机在工作时不可避免地有能量的损耗与散失，所以热机的效率不可能达到，故B错误；
C、热量不可以自发的从低温物体转移到高温物体，在外界的影响下，热量可以从低温物体转移到高温物体，例如电冰箱在压缩机消耗电能的情况下，热量可以从低温物体转移到高温物体，故C错误；
D、自然界自发的过程中，能量的转化和转移是有方向的，一切与热现象有关的宏观过程都是有方向的，不可逆的，故D正确。
故选：。
热传递的条件：存在温度差，并且热量总是从高温物体转移向低温物体的，或从物体的高温部分转移至低温部分；
热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，热机排出的废气损失能量，克服摩擦做功损失损失能量，机械吸收能量等；
自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的。
本题考查了对能量守恒定律，能量转化和转移方向性的理解，是一道基础题。
8.【答案】机械能 不变 方向
【解析】解：
据能量的守恒定律可知，汽车刹车的过程，通过做功，将机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和是不变的；
散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有方向性。
故答案为：机械能；不变；方向。
做功可以改变物体的内能。能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，表明能量是不能被创造或消灭的。
9.【答案】；
【解析】解：由，
光电转换系统每天发电量为：；
由题，发电系统一天的发电量，需要燃烧的质量：
．
故答案为：；．
已知发电系统的光电转换效率、总功率和一天光照时间，由，计算一天发电量；
已知热电系统转化率，可由计算需要燃煤的质量．
此题考查的是我们对电能、热量计算公式的掌握和应用，是一道联系实际生活的应用题，渗透了情感态度价值观．
10.【答案】内 方向性
【解析】解：汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量会散发到周围的环境中，无法再回收利用；
摩擦生热时内能以热量的形式散发掉，所以能量转化和转移具有方向性，这些内能不能自动地再次开动汽车。
故答案为：内；方向性。
汽车刹车时，机械能会转化为内能，这些能量无法再转化利用。是因为能量转化和转移有方向性，如：热传递时内能从高温物体转移向低温物体的；植物生长的过程中，总是按照生根、开花、结果这样的方向进行的，而不可能相反，否则会引起其他能量的变化，消耗别的能量。
本题考查能量转化和转移的一个特点：方向性，达到正确理解能量转化和转移的方向性的要求。
11.【答案】能量守恒 方向
【解析】解：自然界中，能量的转化和转移过程都遵守能量守恒定律。
能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有方向性。
故答案为：能量守恒；方向。
能量守恒定律：是各种形式能量互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，表明能量是不能被创造或消灭的。能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变；能量在转化的过程中具有方向性，很多能量转化的实例都说明了这一点。
本题考查了能量转化的方向性，属于基础题，难度较小。
12.【答案】 。
【解析】解：根据效率公式可得酒精炉的效率：
；
损失的能量是放出的热量减去水吸收的热量：
。
故答案为：；。
利用效率公式计算出酒精炉的效率；损失的能量是放出的热量减去水吸收的热量。
本题考查学生对热效率公式的理解和灵活运用，以及损失能量的理解，常见题目。
13.【答案】
【解析】解：水吸收的热量：
；
燃气完全燃烧放出的热量：
；
该热水器烧水的效率：
。
故答案为：；。
知道水的质量、水的比热容以及初温、末温，利用求水吸收的热量；
知道燃气的体积和热值，利用求出燃气完全燃烧放出的热量；再利用求出该热水器烧水的效率。
本题考查了燃料完全燃烧释放热量公式、吸热公式、效率公式的应用，属于基础题目。
14.【答案】
【解析】解：电动机的额定功率。
已知速度，，
电动车内行驶的路程。
。
。
电能的转化效率。
故答案为：；；。
已知电动机的额定电压和电流，根据公式可求电动机的额定功率。
已知速度和时间，根据求路程。
已知牵引力，根据公式求出有用功，根据求电能的转化效率。
本题考查速度、功率和效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道汽车做匀速运动时牵引力所做的功是电能的转化来的有用功。
15.【答案】：
【解析】解：
因为两灯正常工作，所以，，
因为，时间相同，所以两灯消耗的电能之比：
：：：：：；
由图可知，白炽灯产生热量的效率为：；
白炽灯工作消耗的电能为：；
白炽灯工作产生的热量为；
由图可知，，，
因额定功率为的灯的亮度与额定功率为的普通白炽灯相当，
所以，相同时间内产生的光能相等，
则白炽灯消耗电能的工作时间：，
灯消耗的电能：，
则灯的发光效率：。
故答案为：：；；。
由两灯的铭牌可知两灯的额定功率，正常工作时的实际功率等于各自的额定功率，利用比较相同时间内消耗电能的大小关系；
根据和效率求出产生的热量；
额定功率为的灯的亮度与额定功率为的普通白炽灯相当，相同时间内产生的光能相等，根据求出工作时间，根据求出灯消耗的电能，利用效率公式求出灯的发光效率。
本题考查了电功公式和电能利用效率的计算，利用好“额定功率为的灯的亮度与额定功率为的普通白炽灯相当”是关键。
16.【答案】
【解析】解：太阳能船受到的浮力；
由图甲可知，第到第内，太阳能船的牵引力等于，
由图乙可知，第到第内，太阳能船作匀速运动，速度为，
太阳能船运动的路程，
第到第内太阳能船牵引力做的功；
第到第内太阳能船接收的太阳能，
太阳能船的效率。
答：；
第到第内太阳能船牵引力做的功是；
太阳能船的效率是。
已知船的排水量，根据阿基米德原理计算船受到的浮力；
由图甲可知，第到第内，太阳能船的牵引力等于，由图乙可知，第到第内，太阳能船做匀速运动，速度为，根据速度公式可求出太阳能船运动的路程，再利用可求出第到第内太阳能船牵引力做的功；
第到第内太阳能船牵引力做的功是有用功，根据太阳能电池板接收太阳能的功率，利用可求出第到第内太阳能船接收的太阳能，利用可求出太阳能船的效率。
本题主要考查物体漂浮条件的应用，功公式的应用，能量的利用效率的应用，其中根据图像获取有用的信息是解本题的关键。
17.【答案】白炽 光线中不含紫外线和红外线，无频闪 电
【解析】解：功率相等的灯和白炽灯，在相等的时间内，电能转化为内能较多的是白炽灯，灯主要将电能转化为光能；
由材料中的介绍可以看出，节能灯发出“健康光线”的原因包括：光线中不含紫外线和红外线普通灯光中含有紫外线和红外线；保护视力，直流驱动，无频闪普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪；
由题意可知，节能灯工作时主要把电能转化为光能；
的节能灯工作小时耗电为：；
该装置有效利用的电能为：；
相同时间内输送的电能为：；
则该装置传输电能的效率为：。
故答案为：白炽；光线中不含紫外线和红外线，无频闪；电；；。
结合材料中的介绍，从能量转化的角度对灯和普通白炽灯的不同进行对比，同时从材料中可以找出“健康光线”的原因。
电能的效率为有效利用的电能与输送的总电能的比。
本题解答的关键是要学会从材料中找出重要的内容，再逐一解答题干中的问题，难度不大。
18.【答案】解：电热水器中的电热管工作时利用的是电流的热效应；
智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度控制，红外线是不可见光；
标有““的电热水器，表示电热水器的额定电压为，额定功率为，根据，电热水器的额定电流为：；
故该电热水器应选用规的插座；
满箱水的质量：；
水从加热到所需吸收热量：，
；
加热所需时间：。
答：热；不可见
该电热水器应选用的插座；
正常工作时把水从加热到需要的。
【解析】本题为电热综合综合题，考查电流的热效应、不可见光的知识、电功率公式、密度公式、电功公式、吸热公式、效率公式的运用。
电热水器中的电热管工作时利用的是电流的热效应；紫外线和红外线都是不可见光；
电热水器标有““的字样的含义，由得出热水器的额定电流，确定电热水器应选用插座的规格；
根据求出满箱水的质量，由求出水从加热到所需吸收热量，根据求出加热所需时间。
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