人教版物理九年级（全册）同步练习14.3能量的转化和守恒（培优卷）
一、选择题
1．（2024九上·乌鲁木齐月考）已知物体的动能表达式为EK=mv2，其中m 为物体的质量，v 为物体的运动速度。如图所示，质量m1=8kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上，车顶与左侧光滑平台等高，平台上放置质量m2=2kg的小物块，小物块以5m/s 的初速度向右运动，滑上小车。最终小物块静止在小车上，并以1m/s 的速度一起向右运动。若此过程中机械能全 部转化为内能，且全部被小物块吸收，则能使小物块的温度升高多少 [小物块的比热容为2×103J/（kg·℃）] （ ）
A．2.5×10-4℃ B．1×10-3℃
C．5×10-3℃ D．6.25×10-3℃
【答案】C
【知识点】比热容；能量的转化或转移
【解析】【解答】小物块在静止时的动能
小物块移动后的动能
因为原来小车速度为零，所以原来小车的动能也为零，小车动能的增加量
小物块增加的内能
由知道，小物块升高的温度，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【分析】根据试题给的公式 EK=mv2 以及进行计算。
2．（2024九下·广州月考） 图1甲为注射器，在室温恒为 T1的环境中，张老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙 所示，（由于气体分子间距离比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化）（ ）
A．活塞下压时，是通过热传递改变针筒内气体的内能
B．t1－t2过程的能量转化与图2乙相同
C．密封气体在 t2时刻的内能小于 t3时刻的内能
D．活塞静止后，密封气体的温度最终保持在 T2
【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系；做功改变物体内能；热传递改变物体内能；热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】A.活塞下压时，压缩气体做功，通过做功改变针筒内气体的内能，A错误
B.乙图是内燃机的压缩冲程，机械能转为内能，对应的是密封气体内能增加的过程（t1-t2过程），B正确
C.由图知道，密闭气体的质量不变，t2时刻温度比t1时刻的高，因此t2时刻气体内能更大，C错误
D.装置会与周围的空气发生热传递，最终会与室温平衡，温度相等，所以最终温度为T1 ，D错误
选项ACD错误，答案选择B
【分析】质量、状态不变，物体的温度越高，其内能越大。内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，其中在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能。改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化，具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，物体的内能减少，温度降低。
3．（粤沪版物理九年级下册第20章第3节能的转化与能量守恒同步练习）根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
【答案】C
【知识点】能量守恒
【解析】【解答】A、子弹射穿木板时，由于克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以它的动能减小，它的速度减慢，故A错误；
B在电水壶的使用过程中，消耗电能消耗电能产生热量，断电后不能放出热量，水不能吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；
C两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，到达斜面底端时由于具有动能，所以会继续冲上右斜面，故C正确；
D机械表工作将表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D错误。
故选C
【分析】能量既不会消灭，也不会创生，它只能从一种形式转化为另一种形式，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，这就是能量守恒定律．能量的转化和转移具有方向性。
4．（2024九上·龙岗期中）如图 a为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（ ）
A．图 a中汽缸内的蒸气体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B．汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C．从能量转化角度讲，蒸汽体积膨胀推动活塞工作时与图乙所示的原理相似
D．汽油机一个工作循环的正确顺序是，甲乙丙丁
【答案】C
【知识点】热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】A、图a中汽缸内的蒸气体积膨胀，向右推动活塞，使舰载机获得牵引力，正确，A不符合题意；
B、汽缸内的蒸汽推动活塞时，消耗内能，内能减小，正确，B不符合题意；
C、蒸汽体积膨胀，推动活塞工作时，将内能转化为机械能，与图乙的做功原理相似，不正确，C符合题意；
D、图b中，A图进气门打开，活塞向下，是吸气冲程，B图气门关闭，活塞向上，是压缩冲程；C图，气门关闭，活塞向下，是做功冲程，D图排气门打开，活塞向上，是排气冲程，则工作顺序是，甲乙丙丁，D正确。
故选C。
【分析】气体膨胀，内能对外做功，内能转化为机械能；根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程，判断顺序。
5．（2024九上·广东期中）近年来一款新型太阳能风力发电路灯出现在某些城市街头，其外观结构如图所示.它“头顶”“小风扇”，“肩扛”太阳能光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池.白天，太阳能光电池板接受光照向蓄电池充电.在风吹动“小风扇”，使扇叶转动的过程中，“小风扇”同样会向蓄电池充电.当夜晚光线变弱时，蓄电池就会为照明灯供电.下列解释合理的是（ ）
A．白天，太阳能光电池板将电能转化为光能
B．夜晚，照明灯工作时，照明灯将内能转化为电能
C．“小风扇”向蓄电池充电时，风扇将机械能转化为电能
D．夜晚，蓄电池为照明灯供电，蓄电池将电能转化为化学能
【答案】C
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】 A. 白天， 太阳能电池板可以把太阳能转化为电能，故A错误；
B. 夜晚， 照明灯工作时，将电能转化为光能和内能，故B错误；
C.“小风扇”向蓄电池充电时，风扇将机械能转化为电能，故C正确；
D.蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，故D错误；
故选C。
【分析】根据能量转化的知识分析判断。
6．（2023九上·越秀期中）下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（ ）
A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
C．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能
D．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
【答案】C
【知识点】热机；能量的转化或转移
【解析】【解答】汽油机一个循环有四个冲程，是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据图像，①是压缩冲程，活塞压缩吸入气体，机械能转化为内能，③是做功冲程，燃气对外做功，把内能转化为机械能，产生动力，C正确。
故选C。
【分析】根据汽油机的工作冲程，补充缺少的冲程，汽油机工作时，压缩冲程，机械能转化为内能；做功冲程，内能转化为机械能。
7．（2024九上·深圳期中）美国哈佛大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化分析不正确的是（ ）
A．球在被踢的过程中，其内部装置发电是机械能转化为电能
B．将产生的电能储存在蓄电池中是电能转化为化学能
C．点亮LED灯时是化学能转化为电能再转化为光能
D．整个过程中机械能守恒
【答案】D
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】AD．踢球时，球在运动，具有机械能，内部装置发电，将机械能转化为电能，机械能减少，故A正确，不符合题意；故D错误，符合题意；
B．蓄电池储存化学能，电能存入电池时，将电能转化为化学能储存起来，故B正确，不符合题意；
C．LED灯发光时，蓄电池中的化学能转化为电能，再通过LED灯转化为光能，故C正确，不符合题意。
故选D。
【分析】运动的物体具有机械能，运动物体发电时，将机械能转化为电能；蓄电池储存电能时，转化为化学能；LED灯发光时，电能转化为光能。
8．（2024九上·广州期中）厨房中有很多热现象，下列描述的现象中，物体增加的内能是由机械能转化而来的是（ ）
①电饭煲工作时，米和水的内能增大；②燃气炉烧水时，水内能增大；③磨刀时，刀内能增大；④绞肉机绞碎肉时，肉的内能增大；⑤蒸冷鸡蛋时，鸡蛋内能增大；⑥阳光晒在厨台上，厨台内能增大；
A．①④ B．②⑤ C．③④ D．③⑥
【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【解答】①电饭煲工作时，米和水的内能增大，将电能转化为内能，故①不符合题意；
②燃气炉烧水时，水内能增大，通过热传递的方式改变物体的内能，属于能量的转移，故②不符合题意；
③磨刀时，刀内能增大，将机械能转化为内能，故③符合题意；
④绞肉机绞碎肉时，肉的内能增大，将机械能转化为内能，故④符合题意；
⑤蒸冷鸡蛋时，鸡蛋内能增大，通过热传递的方式改变物体的内能，属于能量的转移，故⑤不符合题意；
⑥阳光晒在厨台上，厨台内能增大，通过热传递的方式改变物体的内能，属于能量的转移，故⑥不符合题意。
故选C。
【分析】1、做功和热传递都能改变内能。
2、对物体做功，使物体内能增加，热传递中物体吸热内能增加。
3、温度升高则内能增加。
二、多选题
9．2014年3月8日凌晨，马来西亚航空MH370航班突然与地面失去联系，机上载有中国人154名，生死不明，事发后，我国立即派出多艘舰艇和飞机前往出事海域进行搜素，并启用红外线遥感卫星进行搜素．下列有关飞机和舰艇的说法正确的是（ ）
A．飞机能飞在空中，是应用空气的浮力升空的
B．舰艇上的发动机将燃料燃烧释放的内能转化为机械能
C．舰艇上的声呐系统是利用次声波来发现海底的可疑目标的
D．红外线遥感卫星能够捕捉不同物体辐射的红外线，物体的温度越高辐射的红外线就越强
【答案】B,D
【知识点】红外线；能量的转化或转移；飞机的升力；超声波与次声波
【解析】【解答】A、飞机升空是利用了流体压强和流速的关系，而不是利用浮力升空的，故A错误；
B、舰艇上的发动机属于热机的一种，工作时将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故B正确；
C、舰艇上的声呐系统是利用超声波来发现海底的可疑目标的，不是利用次声波，故C错误；
D、红外线遥感卫星能够捕捉不同物体辐射的红外线，物体的温度越高辐射的红外线就越强，故D正确．
故选BD．
【分析】（1）飞机升空是利用了流体压强和流速的关系：流速大，压强小；流速小，压强大；
（2）判断出燃料燃烧时消耗了哪种形式的能，进而又产生了哪种形式的能是解决该题的关键；
（3）声呐是利用超声波来工作的；
（4）红外线遥感卫星是利用了红外线，物体的温度越高辐射的红外线就越强．
三、填空题
10．（粤沪版物理九年级下册第20章第3节能的转化与能量守恒同步练习）如图所示，是世界上早期的蒸汽汽车模型，燃料燃烧使水温升高，水的 能增加，再转化为汽车的 能，使汽车前进。
【答案】内；机械
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】燃料燃烧将化学能转化为内能，释放的内能用来加热水，使水温升高，内能增加；水蒸气通过对外做功，再将水蒸气的内能转化为汽车的机械能，推动汽车前进。
故答案为：内；机械
【分析】蒸汽汽车原理：燃料燃烧放出热量，被水吸收，水的内能增加，水沸腾产生大量的水蒸气，水蒸气从容器口喷出，给空气一个力，由于物体间力的作用是相互的，因此蒸汽汽车向后喷气，气体会给蒸汽汽车一个向前的动力。
11．（人教版物理九年级第十四章第3节能量的转化与守恒同步练习）如图，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验．若甲乙斜面光滑，则拉力F甲 F乙．将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度v甲 v乙．（选填“>”、“<”或“=”）
【答案】<；=
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）使用光滑的斜面提升物体时，所用拉力做的功等于克服重力做的功，即Fs=Gh，由于甲斜面长度较大，所以拉力较小，即F甲＜F乙；（2）同一物体在高度相同的光滑斜面上滑下，重力势能全部转化为动能，即木块到达底端的动能相同；又因为是同一物体，质量相同，所以速度相同，即v甲=v乙．
【分析】（1）斜面是一种省力机械，沿斜面将物体由底端拉到顶端的过程中，克服物重的拉力与斜面的长度有关：斜面越长越省力；（2）同一物体从同一高度沿不同的光滑斜面下滑，到达斜面底端的过程中，把重力势能全部转化为动能，根据动能的影响因素可判断速度关系．
四、实验探究题
12．（2024九上·广州开学考）如图所示，无摩擦的轨道装置固定在水平桌面上。轨道前半部分是弧形的，后半部分是水平的。装置配套有三个质量不同、体积相同的金属球，把一个金属球从轨道上方某处由静止释放后，它会沿轨道一直运动到末端，离开轨道后，球会在空中继续飞行，最后掉到水平地面上。（忽略空气阻力）
请完成：
（1）金属球从4运动到B的过程中，它的 能转化为 能：
（2）小明猜想：
猜想；金属球的质量越大，它在空中运动的水平距离s就越大：
猜想二：球静止释放时的高度越高，它在空中运动的水平距离s就越大。设计实验（可自选测器材）.验证猜想一是否正确，
①写出实验步骤（可图文结合）。
②验证猜想是否正确的依据。
【答案】（1）重力势；动
（2）①实验步骤：
1、让质量为m1的小钢球在轨道装置某一高度静止释放，用卷尺测出小钢球落地时离C点之间的水平距离s1；
2、再分别换用质量为m2、m3的小钢球在轨道装置同一高度静止释放，用卷尺分别测出小钢球落地时离C点之间的水平距离s2、s3；
判断依据：若 s1＞s2＞s3，则猜想正确，否则不正确。
②设计表格如下：
实验序号 抛出点离地面的高度H/m 小球的质量m/kg 小球释放时的高度h/m 落地点与抛出点的水平距离s/m
1
2
3
……
【知识点】能量的转化或转移；控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】 （1）金属球从A运动到B的过程中，它的重力势能减小，而动能增大，因此重力势能转化为动能。
【分析】 （1）因为是光滑的曲面，所以，在曲面上滑下的小球没有能量的损耗，在能量转化过程中能量是守恒的，重力势能全部转化为动能；
（2）控制变量法是初中物理接触比较多的一种探究方法，需要掌握．控制变量法进行分析解答，知道应该控制哪些因素不变，改变哪些因素；探究性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动．同时要注意实验时的控制变量。
13．（2019九上·茂名月考）如图所示，探究改变物体内能的实验：
（1）烧瓶内盛少量水。给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过 （选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。
（2）继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后，内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），温度 （选填“升高”、“降低”或“不变”），瓶内气体中所含的水蒸气放热 成了小水珠。这一过程中，瓶内气体的内能化成了瓶塞的 能，这是通过 （选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。
【答案】（1）增大；做功
（2）减小；降低；液化；机械；做功
【知识点】做功改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）向密闭的烧瓶中打气，瓶内的气体内能增大，这是通过做功改变的内能；
（2）烧瓶的瓶塞跳起时，瓶内的内能减少，温度降低，水蒸气放热会会液化成小水滴，瓶塞跳起时，内能转化为了机械能，这种改变内能的方式是做功。
【分析】（1）对物体做功，物体的内能增加；
（2）内能向外做功，内能减少，物体运动产生机械能，水蒸气放热会内能减小，能液化为小水滴。
五、科普阅读题
14．（2024九下·福田模拟）阅读短文，回答问题：
2024年5月28日，比亚迪第五代DM技术发布暨秦LDM-i、海豹06DM-i发布会在陕西西安举行。作为插电式混合动力的研发成果，比亚迪第五代DM技术可实现最高发动机热效率高达46%、最低百公里亏电油耗3L和最长综合续航2100公里，这些数据在全球汽车市场首屈一指。
DMI5.0是比亚迪最新一代的双模混合动力技术，该动力系统的汽车，在电池电量充足的情况下，电池为电动机供电。当电池电量不足时，系统便启动发动机带动发电机对电池进行充电。为节约能源，该混合动力汽车采用再生制动器，开启时它把汽车刹车制动时消耗的一一部分动能转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，开启再生制动器，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。其驱动原理如图甲所示：行驶动力可由电动机或发动机单独提供，也可以由二者同时提供。
（1）当电池电量充足时，该汽车行驶时通过电池使电动机转动，从而驱动汽车行驶。此过程中电能转化为 能；
（2）当电池电量不足时，插电式混动汽车动力由发动机提供。发动机是内燃机，通过燃油燃烧产生高压气体推动活塞做功，图乙中发动机产生动力的冲程的是 （填“A”、“B”、“C”、“D”）；
（3）汽车上坡时，将挡位切换为低速挡，以减小行驶的速度，这样做的目的是 ；
A．增大能耗效率 B.省电 C.减小摩擦力 D.增大爬坡的牵引力
（4）在测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能，画出随s变化的图像如下图所示。则图中表示开启再生制动器的图线是 ，在本次测试过程中的储能效率为 ；
（5）汽车在亏电时正常匀速行驶100km，汽油完全燃烧放出的能量为 J，在此过程中所受阻力为400N，如剩余能量则用于为电池充电，则电池所增加的电能为 J（汽油密度取，汽油热值取）。
【答案】机械；C；D；②；40%；1.2×108；1.52×107
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；热机的效率；热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）汽车行驶时通过电池使电动机转动，电能主要转化为机械能。
（2）发动机是内燃机，做功冲程提供动力，此时进排气门都必须关闭，火花塞点燃，活塞下移，故图乙中发动机产生动力的冲程的是C，ABD错误；
综上选C。
（3）汽车上坡时，将挡位切换为低速挡，功率不变，根据P=Fv可知减速可以获得更大的牵引力，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（4）关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车动能全部转化为内能，开启再生制动器，动能转化为电能，克服摩擦力做功的能量减少，汽车运动的距离减小，所以开启再生制动器的图线是②；由图象可以看出正常行驶的情况下，关闭发动机后行驶10m；开启再生制动器行驶的距离为6m，因此根据效率公式可计算动能转化为内能的效率为；储能效率η'=1-η=1-60%=40%；
（5）根据密度公式m汽油=ρ汽油V计算：汽车消耗汽油的质量m汽油=ρ汽油V=0.8×103kg/m3×3×10-3m3=2.4kg；根据热值公式计算汽油完全燃烧放出的热量Q放=m汽油q=2.4kg×5×107J/kg=1.2×108J；根据效率公式计算汽油机输出的有用能量W有用=Q放η=1.2×108J×46%=5.52×107J；根据二力平衡可知汽车所受阻力等于牵引力400N，根据做功公式计算汽车克服阻力所做的功为W=Fs=400N×100×103m=4×107J，所以最终蓄电池增加的能量W电=W有用-W机械=5.52×107J-4×107J=1.52×107J；
综上 第1空、 机械； 第2空、C； 第3空、D； 第4空、②； 第5空、40%； 第6空、1.2×108； 第7空、1.52×107.
【分析】1、吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、功率的计算：公式为P=Fv；
3、功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是牵引力做功，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率：η= 。
15．（2024九下·肇庆月考）比亚迪“秦”是国产高性能混合动力车，“秦”充电即可达到纯电动模式续航里程，能满足日常上下班短途用电需求，长途可使用油电混合动力，最高时速可达，百公里综合油耗仅，“秦”电动机效率为即有的电能转化为有用的机械能。
（1）“秦”纯电动模式行驶时电池将化学能转化为 能供电动机使用，若电池电量过低需要插在充电桩上充电，此时的电池相当于电路中的 ；
（2）汽车前排两侧的后视镜采用 镜，若小明透过后视镜看到路边电子钟的时间如图所示，则电子钟实际的时间是 ；
（3）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系在车上人员的安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，起缓冲保护作用；待冲击力峰值过去时，安全带会自动适当放松，避免因拉力过大造成二次伤害，同时自锁装置使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。当发生碰撞时，则安全带对人的拉力随时间变化的图像是 。
（4）若某一次纯电动模式行驶中“秦”消耗电能，若用效率为的燃油汽车需要 的汽油。汽油热值为
【答案】（1）电；用电器
（2）凸面；2：11：22
（3）B
（4）1.152
【知识点】凸面镜和凹面镜；燃料的热值；能量的转化或转移；平面镜成像的原理、特点
【解析】【解答】（1）“秦”纯电动模式行驶时电池对电动机提供电能，为电源，将化学能转化为电能。
电池充电时，消耗电能转化为化学能，将电能转化为化学能，此时的电池相对当电路中的用电器。
（2）y①汽车前排两侧的后视镜采用凸面镜，成正立、缩小的虚像，则可以扩大司机的视野范围；
②若小明透过后视镜看到路边电子钟的时间如图，根据平面镜成像的对称性可，则电子钟实际的时间是：2：11：22，如下图所示：
（3）由题意可知，当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带对人的拉力先从某个值开始变大，冲击力减小时拉力减小，最后在某一值不变，故B符合题意，A、C、D不合题意。
故选B。
（4）因为“秦”电动机效率为80%，所以纯电动模式行驶中“秦”消耗电能4kW h转化成的有用功：
W有=80%×4×3.6×107J=1.152×107J；
若用效率为25%的燃油汽车需要做的总功：，
那么消耗汽油的质量：。
【分析】（1）电池供电时，提供电能，将化学能转化为电能；电池充电时，消耗电能，将电能转化为化学能；
（2）①根据凸面镜的成像特点分析；
②根据镜面对称的性质，凸面镜中的像与现实中的事物恰好是左右相反；
（3）根据发生碰撞时，力的变化做出选择；
（4）利用效率公式计算某一次行驶中“秦”消耗4kW h电能做功可得燃油需要燃烧放出的总热量，利用热效率公式结合Q=mq可求得消耗的汽油质量。
16．（2023九上·南海月考）阅读短文，回答文后的问题：
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
（1）汽油机的吸气冲程吸入的是 （选填“空气”或“空气和汽油的混合物），汽油机工作时将燃料燃烧得到的内能转化为 能；
（2）已知汽油的热值为4×107J/kg，如果该发动机装有4kg的汽油，若这些汽油充分燃烧2kg，应放出的热量为 J，剩余汽油热值是 J/kg；
（3）四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的冲程是 ____；
A．吸气 B．压缩 C．做功 D．排气
（4）设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为2400r/min时，每个工作循环所需要的时间为 秒，该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P＝ 。
【答案】（1）空气和汽油的混合物；机械
（2）8×107；4×107
（3）A
（4）0.05；20p0V排
【知识点】燃料的热值；热机；热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，汽油机工作时将燃料燃烧得到的内能转化为机械能。
（2）已知汽油燃烧的质量m=2kg，热值为q=4×107J/kg ，可求放出的热量Q=mq=2kg×4×107J/kg = 8×107J/kg ；热值是物质的特性，与质量的多少无关，所以汽油热值依旧是4×107J/kg 。
（3）此四缸发动机的各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。由于1号汽缸在做功冲程中，活塞在向下运动，所以活塞也是在向下运动的4号汽缸所处的冲程为吸气冲程。
（4）发动机转速为2400r/min=40r/s，即1秒转40圈，飞轮转两圈对应发动机一个循环，则1秒20个循环，所以一个循环时间为0.05秒；该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则一个活塞的排气量为；根据功的公式W=Fs，可求每个做功冲程气缸内气体对活塞做功，所以其功率为，又由于有4个气缸，所以该轿车的输出功率P=4P0=4×5p0V排=20p0V排。
【分析】（1）汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，汽油机工作时将燃料燃烧得到的内能转化为机械能。
（2）已知汽油燃烧的质量和热值，即可求放出的热量；热值是物质的特性，与其质量多少无关。
（3）注意利用题干中有效信息及图中有效信息，即可判断各气缸所处的冲程；
（4）根据发动机转速，以及发动机循环次数与飞轮转圈的次数关系，可求每个工作循环所需要的时间；根据功的公式、功率的定义式、以及相关几何关系，可求出该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系。
六、计算题
17．已知太阳正射到地球表面每平方米上的功率为1.0kW，现有一太阳能热水器，其收集阳光的面积为3.0×8.0m2 ，转换太阳辐射能为水的内能的效率为80%.假设此热水器的进水温度与室温皆为25℃，该热水器的热量损失率正比于热水器内水温与室温之温差.当热水器出水口关闭时，经过长时间照射后，热水器内的水温可以达到85℃，问：当热水器以每分钟6L的流量出水，经过一段时间后，其稳定的出水温度为多少摄氏度？
【答案】解：太阳能热水器的输入功率为P=3.0×8.0×1.0×103×0.8W=1.92×104 W
设热水器的损失功率为P=k(T-T0).当没有出水时，热水器水温维持在85℃ ，这时能量的输入功率和热损失功率相等，有
1.92×104=k(85- 25)=>k=320W/℃
当热水器出水时，设其稳定的出水温度为T' ，由能量守恒得
×c水×(T'-T0) +k(T'-T0)=P
代入数值计算得T'=51℃
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【分析】首先用每平方米上的功率×热水器收集阳光的面积求出太阳能热水器的输入功率； 水温稳定时，输入功率与散失热量的功率相等，根据题意求出热量散失系数，最后由能量守恒定律求出出水时稳定的出水温度。
七、综合题
18．（2024九上·武汉月考）如图甲是小明家用的燃气热水器，乙图是连接在热水器上的一个混水阀。若将混水阀开关调到O位置左边并抬起把手，热水器自动点火，天然气燃烧，水龙头出热水； 往O 点右边调出冷水，按下把手则停止出水。小明在某次使用热水器时，把热水器的出水温度设定为44℃，此时测得从B管流进的自来水的流量为4L/ min，从C 管流出的温度为 40℃。小明检查燃气表，发现热水器工作1 分钟消耗天然气0.08m3（自来水的温度为20℃，天然气的热值是3.6×107J/m3）。请解决下列问题：
（1）天然气燃烧时， 能转化为 能；
（2）从A 管流进混水阀的热水的流量为多少L/ min？（计算过程中不计热损失）
（3）该热水器的加热效率是多少？
【答案】（1）化学；内
（2）解：
不计热损失，热水放出的热量全部被自来水吸收，热水放出的热量等于自来水吸收的热量，
即；
变形得；
从B管流进的自来水的流量为4L/min，即每分钟流进B管的冷水体积VB=4L，
根据，并将数据代入上式可得
；
解得：；
故从A管流进混水阀的热水的流量为20L/min。
（3）解：
热水器的出水温度设定为44℃（即加热时水的末温），水加热前的初温为20℃；
被热水器加热的水的体积为VA=20L；
每分钟被热水器加热的水的质量为
；
则热水器中水吸收的热量
天然气放出的热量为
；
则烧水的效率为
。
【知识点】比热容；热机的效率；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）天然气燃烧时，消耗化学能，产生内能，所以是将化学能转化为内能的过程。
【分析】 （1）燃料燃烧过程是将化学能转化为内能的过程；
（2）热水放出的热量全部被水吸收，根据吸热和放热公式求出水的流量；
（3）根据吸热公式和放热公式求出热量，再根据效率公式求出烧水的热效率。
（1）[1][2]天然气燃烧时，消耗化学能，产生内能，所以是将化学能转化为内能的过程。
（2）不计热损失，热水放出的热量全部被自来水吸收，热水放出的热量等于自来水吸收的热量，即
变形得
从B管流进的自来水的流量为4L/min，即每分钟流进B管的冷水体积VB=4L，根据，并将数据代入上式可得
解得
故从A管流进混水阀的热水的流量为20L/min。
（3）热水器的出水温度设定为44℃（即加热时水的末温），水加热前的初温为20℃；被热水器加热的水的体积为VA=20L；每分钟被热水器加热的水的质量为
则热水器中水吸收的热量
天然气放出的热量为
则烧水的效率为
19．我们可以认为光是由一个个能量粒子组成的.组成光束的每一个能量粒子所拥有的能量可近似为E0=3.9×10-19 J. (若球的半径为r，则球的表面积S= 4πr2)
（1）一个功率P= 100W的白炽灯泡，其发光效率为15%，假设灯泡可以均匀地向四周辐射光能量，求在距灯泡40cm处垂直于光的传播方向上1cm2的面积内，每秒钟平均通过的光能量粒子的数量.
（2）已知太阳辐射的总功率P0=4×1026 W，太阳到地球的距离r=1.5×1011m，太阳光传播到达地面的过程中由于云层的反射和大气的吸收作用，大约有60%的能量损耗，太阳能电池的能量转化效率为15%，某太阳能电池板设计的输出功率为2000W.求：
①此太阳能电池板的最小面积.
②此电池板上每平方厘米的面积每秒钟平均吸收的光能量粒子的数量.
【答案】（1）解：1秒钟内灯泡发光的能量E1 =Pη 1=15J
距灯泡40cm处垂直于光传播方向上1cm2上的能量E2=×10-4≈7.46×10-4 J
距灯泡40cm处垂直于光传播方向1cm2面积上的光能量粒子个数n=≈1.9×1015(个)
（2）解：①1秒钟内太阳光到达地面垂直于光传播方向1m2面积上的能量E3==566J(η2=0.4)
设太阳能电池板的最小面积为S，根据太阳能电池的能量转化效率与输出功率的要求，应有：E3η3S≈P出(ηs=0.15)
解得S=23.55m2(答案在23~24之间均可)
②设电池板1m2面积上每秒钟平均吸收的光能量粒子数为n0，则有n3SE0n0=P出
解得n0=1.45×1021
所以每平方厘米面积上的光能量粒子个数为n' =1.45×1017个
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】（2）①每秒钟太阳光到达地面垂直于光传播方向单位面积的能量：
，
因太阳能电池的能量转化效率为15%，
所以每秒钟内单位面积上太阳能电池板获得的电能：E4=E3η3=566.17J×15%≈84.93J，
则单位面积上太阳能电池板获得电能的功率：，
因太阳能电池板设计的输出功率为2000W，
所以，此太阳能电池板的最小面积：；
②因每秒钟太阳光到达地面垂直于光传播方向单位面积的能量为566.17J，
此电池板上每平方米的面积上，每秒钟平均吸收的光能量粒子的数量，
，
即1.45×1021个。
【分析】 （1）知道白炽灯泡的功率，根据W=Pt求出每秒钟白炽灯泡消耗的电能，根据白炽灯泡的发光效率为15%求出每秒钟白 炽灯发光的能量，然后求出在距灯泡40cm处垂直于光的传播方向上1cm2的能量，然后求出在距灯泡40cm处垂直于光的 传播方向上1cm2上每秒钟平均通过的光能量粒子的数量；
（2）①根据W=Pt结合60%的能量损耗求出每秒钟太阳光到达地面垂直于光传播方向单位面积的能量，根据太阳能电 池的能量转化效率为15%求出每秒钟内单位面积上太阳能电池板获得的电能，然后求出单位面积上太阳能电池板获得电 能的功率，然后求出太阳能电池板设计的输出功率为2000W时此太阳能电池板的最小面积；
②知道每秒钟太阳光到达地面垂直于光传播方向单位面积的能量，然后求出此电池板上每平方厘米的面积上获得能量， 然后求出此电池板上每平方厘米的面积上每秒钟平均吸收的光能量粒子的数量。
20．某密闭房间内有一台空调，当房间内温度为t2，房间外温度为t1，正常工作时空调每秒消耗的电功W=2kJ，此时空调每秒从房间吸取的热量为Q2 ，向室外释放的热量为Q1，W与Q2、Q1之间满足如下关系式：
①W +Q2=Q ；②设：T=t +273，则有：
若室外向房间每秒漏进(或漏出)的热量与房间内、外的温差成正比.当室外温度为30℃ ，温度控制器开关使其间断运转30%的时间(例如开了角3 min就停7 min，如此交替开停)，发现这时室内保持20℃不变.试问：
（1）在夏天仍要求维持室内温度为20℃，则该空调可允许正常连续运转的最高室外温度是多少摄氏度？
（2）若在冬天，空调从外界吸热，室内放热，仍要求维持室内为20℃，则它能正常运转的最低室外温度是多少摄氏度？
【答案】（1）解：由题中①、②两式得Q2 =
设室外向房间每秒漏热为Q漏=D(t1-t2)
空调使房间内温度维持不变，则有Q漏=Q2即D(t1-t2)=
代入数值D(30- 20)=0.3×× 2000，解得D= 1758(J/℃)
设室外温度为t1’，空调连续工作可保持t2 =20℃不变.
则有D(t1’-t2)= ，代入数值计算得t2= 38.26(℃)
（2）解：设冬天时房间温度为t2'= 20℃，室外温度为t1”，由房间向室外泄漏热能为Q漏‘，空调从室外吸热而向房间放热，有Q漏’=D(t2’-t1”).W+Q2’=Q1’， ，式中Q1’、Q2’分别为向房间释放的热能和从室外吸收的热能.当房间保持温度t2’=20℃不变时，
有Q漏’=Q1’，即D(t2’-t1”)=
代入数值1758×(20-t1”)= × 2000
解得t1”≈1.74(℃)
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【分析】 （1）根据题干中的①②得出房间吸取的热量Q2的表达式，因室外向房间每秒漏进（或漏出）的热量与房间内外的温差 成正比，可设室外向房间的漏热为Q漏=D（t1-t2），利用室外温度为30℃、温度控制器开关使其间断运转30%的时间 可保持室内温度20℃不变求出D的大小，设出夏天仍要求维持室内温度为20℃时室外的温度，代入上面得到的表达式即 可求出此时室外的温度；
（2）冬天空调需要从室外吸收热量，室内向室外漏热，再把相应的数据代入上问中的表达式即可求出此时室外的最低温度。
21．（2023九上·武汉开学考）物理兴趣小组进行社会实践活动。小丽对一台如图所示的便携式丁烷气炉的加热效率进行探究。内置一瓶新的燃气，参数如表所示。
气瓶规格
品名 总质量 主要成分 热值
蓝焰 丁烷
（1）丁烷燃烧 能转化为 能。
（2）用气炉给的水加热，同时绘制出了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。分钟后，停止加热，拆下气瓶，称得气瓶质量为，若每分钟燃烧的丁烷气体质量相等，则 分钟内选填“”、“”、“”的加热效率最大，并计算此最大加热效率是多少。
【答案】（1）化学；内
（2）0~2；30%
【知识点】热量的计算；燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）丁烷燃烧化学能转化为内能。
（2）①每分钟内燃烧的丁烷质量相等，根据Q放=q气m气可知，则相同时间内放出相同的热量。根据图2可知，0-2min内温度升高30℃最大，根据Q吸=cm△t可知，此时水吸收的热量最多。根据可知，0-2min内加热效率最大。
②0-2min内燃烧气体质量m气=（354g-312g）×=14g；
则这段时间内放出的热量：Q放=q气m气=9×107J/kg×0.014kg=1.26×106J；
这段时间内水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×（50℃-20℃）=3.78×105J；
则最大加热效率为：。
【分析】（1）根据能量转化的知识分析；
（1）根据图像2确定不同时间段内升高的温度，根据Q吸=cm△t比较水吸收热量多少，再根据Q放=q气m气比较放出热量多少，最后根据计算比较加热效率的大小。
22．（2018九上·武城开学考）科学家发现某种合金具有“形状记忆功能”：如果在较低温度时将它弯曲成某一形状，然后加热到较高温度时再弯曲成另一形状，那么当降到原来较低温度时，它会自行恢复到低温时的形状。
现用它制成如图所示装置：在可绕圆O转动的均匀轻质圆盘上安装了一个用形状记忆合金做成的螺旋圈，它在温度低时收紧、在温度高时放松。实验表明：当把该圆盘的下半部分浸在盛有一定量热水的水槽中时，只要给圆盘一个起始转动的力，圆盘就能克服摩擦和水的阻力连续转动起来。
（1）上述装置能否看作是一个“永动机”？为什么？
答： 。
（2）发挥你的想象力，提出一个巧妙应用形状记忆合金的设想（参照示例，另举1例）。
示例：用形状记忆合金制作一个“保险丝”，安装在电器内易发热物体附近，当温度过高时，记忆合金就恢复到它高温时的形状，断开电路，防止电器过热。
设想：（所提的设想应是制作“保险丝”以外的） 。
【答案】（1）不能。因为它需用热水，消耗热能，如果热水变成了冷水，它也就不转了
（2）用形状记忆合金制作一个“警示铃”，安装在仓库门口附近，当发生火灾温度升高时，记忆合金恢复到高温时的形状，接通电路，电铃响起
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗热能（或者如果热水变成了冷水），它也就不转了，因此永动机违背了能量守恒定律；（2）可类比上述应用，用形状记忆合金制作一个“警示铃”，安装在仓库门口附近，当发生火灾温度升高时，记忆合金恢复到高温时的形状，接通电路，电铃响起。
【分析】（1）能量的转化或转移中都会有损失和消耗，所以永动机不可能实现；
（2）形状记忆合金对温度敏感，可以用来监控温度变化，当温度变化时起到报警的作用。
23．（2018九下·海安模拟）随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭。请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是该汽油机的 冲程，用水冷却发动机是因为水的 大。
（2）当前，电动汽车发展很快。某电动汽车采用锂电池组作为动力来源驱动电动机行驶．下表为某品牌电动汽车车部分技术参数，能量密度是指电池单位质量所输出的电能．
若该电动汽车在水平路面上以72km/h的速度匀速行驶时，受到的阻力1200N，当耗能为锂电池总储存能量的50%时，电动机的平均输出功率为 kW，平衡车行驶的路程是 km．
（3）如图乙是该电动汽车的启动原理图。请在图乙中用笔画线代替导线将汽车的启动原理图连接完整 ，说明：当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动（相当子闭合开关），电动机工作，启动轿车；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压．图乙中，通电螺线管的上端是 （N/S）极．
（4）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放．通过测量获得某太阳能汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：
根据表中数据所反映的规律可知，当该车速度为80km/h时对应的制动距离是 m．
（5）某太阳能汽车安装有再生制动器。再生制动器是指刹车的同时还可以发电机发电。先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，作出Ek-s图像，如图丙可以看出，开启再生制动器进行测试的图线是①、②中的 ，该次测试中储能效率为 ．
【答案】（1）做功；比热容
（2）24；60
（3）；N
（4）32
（5）①；40%
【知识点】功率的计算；比热容；热机的效率；能量的转化或转移；功的计算及应用
【解析】【解答】(1)由图可知，汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以此冲程为做功冲程；为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；选择用水作为冷却剂，是因为水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，在升高相同温度时，水能吸收的热量多，故用水冷却效果好；
(2) 电动汽车在水平路面上匀速行驶，所以电动机的牵引力：F＝1200N，因为P＝ ＝Fv，所以电动机平均输出功率：P＝Fv＝1200N×20m/s＝24000W＝24kW；
由题知，耗能为锂电池总储存能量的50%，由表格数据知，电动机的能量转化效率为 80%，锂电池能量密度 0.25kW h/kg，锂电池的总质量200kg，所以电池提供电能用来做功的能量W＝50%×80%×0.25kW h/kg×200kg＝20kW h＝7.2 J，由W＝Fs可得电动汽车行驶的路程：s＝ ＝60000m＝60km；
(3)电路连接如图，钥匙孔与一节电池、电磁铁组成控制电路，电动机与总电源组成工作电路。通电螺线管中电流由下端流入，根据安培定则可知通电螺线管的上端是N极。
；
(4)第n次实验，速度vn，制动距离mn，根据表中数据所反映的规律为：mn＝0.1×(n+1)×vn＝0.1×(3+1)×80m＝32m，
(5)关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，开启再生制动器，有部分动能转化为电能，克服摩擦力做功的能量减少，摩擦力大小不变，所以汽车运动的距离减小，所以汽车动能变化曲线是①；(2)关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，由图②可知，关闭发动机时汽车的动能为EK0＝W＝fs2＝f×(40m 30m)＝10m×f，开启再生制动器，由图①可知，汽车克服摩擦力做功W＝fs1＝f×(36m 30m)＝6m×f，则动能转化为的电能为E＝EK0 E＝10m×f 6m×f＝4m×f，则该次测试中储能效率η＝ ×100%＝40%.
【分析】(1)水作为冷却剂，是因为水的比热容大；
(2) 根据功率公式及功的公式解答；
(3)根据安培定则进行解答；
(4)根据表中数据所反映的规律进行解答；
(5)根据能量的转化及效率公式来进行解答.
24．（人教版物理九年级第十四章第3节能量的转化与守恒同步练习）在农村，电动自行车（如图所示）已是生活中最重要的交通工具之一．下表是某种型号电动自行车主要的技术参数．一个体重为700N的人骑着电动车在水平路面匀速行驶，已知电动自行车受到的阻力是人与车总重的0.02倍，在额定功率下行驶了5min，通过了2.4km距离．
整车 重量 300N
电动机 额定电压 36V
额定功率 200W
（1）电动自行车充电过程把 能转化为 能；电动自行车行驶放电过程把 能转化为 能，再转化为电动自行车的 能．
（2）求电动车的牵引力及正常工作的额定电流．
（3）求牵引力所做的功及电动车的效率．
【答案】（1）电；化学；化学；电；机械
（2）20N；5.56A
（3）48000J；80%
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）电动车自行车的电池为蓄电池，因此电动自行车充电过程把电能转化为化学能；电动自行车行驶放电过程把化学能转化为电能，再转化为电动自行车的机械能；（2）①电动车的牵引力F=f=0.02G=0.02×（700N+300N）=20N；②因为P=UI所以电动自行车以额定功率行驶时的工作电流：I= ≈5.56A．（2）牵引力做的功为W动=Fs=20N×2400m=48000J；因为P= ，所以电动车消耗的电能为W=Pt=200W×300s=60000J电动车的效率为：η= ．
【分析】（1）蓄电池充电时将电能转化为化学能，蓄电池放电时，先将化学能转化为电能，再将电能转化为其它形式的能；（2）自行车匀速行驶时，牵引力等于阻力，根据阻力与重力的关系即可求出牵引力的大小；已知额定功率和额定电压，根据P=UI的变形公式即可求出电动车正常工作的额定电流；（3）根据W=FS即可求出牵引力做的，即有用功；根据W=Pt即可求出消耗的电能，再根据η= 即可求出电动车的效率．
25．伦敦奥运会期间，一种环保混合动力汽车穿梭于各场馆之间，混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量．一测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油 4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的能量由最大值的60%增加到80%，蓄电池组储存的能量的最大值为1.08×108J．从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示．
（1）混合动力车启动时，蓄电池 能转化为汽车 能．
（2）该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是多少？
（3）该车在测试过程中蓄电池组储存的能量增加了多少？
（4）试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机机械传动及充电过程中的能量损失）．
【答案】（1）化学；机械
（2）答：由图象可知，当汽车的速度为50km/h时，汽车受到的阻力为2000N，
因汽车做匀速运动时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，汽车牵的引力：
F=f=2000N，
由v=可得，汽车通过的路程：
s=vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，
则牵引力做的功：
W1=Fs=2000N×25000m=5×107J；
（3）该车在测试过程中蓄电池组储存的能量增加了：
W2=1.08×108J×（80%﹣60%）=2.16×107J；
（4）解：燃油放出的热量：
Q放=mq=4.475kg×4.0×107J/kg=1.79×108J，
被有效利用的能量：
W有用=W1+W2=5×107J+2.16×107J=7.16×107J，
该汽车内燃机的效率：
η=×100%=×100%=40%．
【知识点】燃料的热值；热机的效率；能量的转化或转移；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）混合动力车启动时，蓄电池的化学能转化为机械能；
（2）由图象求出汽车的行驶速度为50km/h时汽车受到的阻力，汽车匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件求出汽车的牵引力，由速度公式的变形公式求出汽车行驶的距离，根据公式W=Fs求出牵引力做的功；
（3）已知蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%，可求出转化成的电能；
（4）已知燃油的质量4.475kg，燃油的热值为4.0×107J/kg，根据Q放=mq可求出燃油放出的热量，被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和，最后根据效率公式求出内燃机的效率．
1 / 1人教版物理九年级（全册）同步练习14.3能量的转化和守恒（培优卷）
一、选择题
1．（2024九上·乌鲁木齐月考）已知物体的动能表达式为EK=mv2，其中m 为物体的质量，v 为物体的运动速度。如图所示，质量m1=8kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上，车顶与左侧光滑平台等高，平台上放置质量m2=2kg的小物块，小物块以5m/s 的初速度向右运动，滑上小车。最终小物块静止在小车上，并以1m/s 的速度一起向右运动。若此过程中机械能全 部转化为内能，且全部被小物块吸收，则能使小物块的温度升高多少 [小物块的比热容为2×103J/（kg·℃）] （ ）
A．2.5×10-4℃ B．1×10-3℃
C．5×10-3℃ D．6.25×10-3℃
2．（2024九下·广州月考） 图1甲为注射器，在室温恒为 T1的环境中，张老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙 所示，（由于气体分子间距离比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化）（ ）
A．活塞下压时，是通过热传递改变针筒内气体的内能
B．t1－t2过程的能量转化与图2乙相同
C．密封气体在 t2时刻的内能小于 t3时刻的内能
D．活塞静止后，密封气体的温度最终保持在 T2
3．（粤沪版物理九年级下册第20章第3节能的转化与能量守恒同步练习）根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
4．（2024九上·龙岗期中）如图 a为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（ ）
A．图 a中汽缸内的蒸气体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B．汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C．从能量转化角度讲，蒸汽体积膨胀推动活塞工作时与图乙所示的原理相似
D．汽油机一个工作循环的正确顺序是，甲乙丙丁
5．（2024九上·广东期中）近年来一款新型太阳能风力发电路灯出现在某些城市街头，其外观结构如图所示.它“头顶”“小风扇”，“肩扛”太阳能光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池.白天，太阳能光电池板接受光照向蓄电池充电.在风吹动“小风扇”，使扇叶转动的过程中，“小风扇”同样会向蓄电池充电.当夜晚光线变弱时，蓄电池就会为照明灯供电.下列解释合理的是（ ）
A．白天，太阳能光电池板将电能转化为光能
B．夜晚，照明灯工作时，照明灯将内能转化为电能
C．“小风扇”向蓄电池充电时，风扇将机械能转化为电能
D．夜晚，蓄电池为照明灯供电，蓄电池将电能转化为化学能
6．（2023九上·越秀期中）下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（ ）
A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
C．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能
D．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
7．（2024九上·深圳期中）美国哈佛大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化分析不正确的是（ ）
A．球在被踢的过程中，其内部装置发电是机械能转化为电能
B．将产生的电能储存在蓄电池中是电能转化为化学能
C．点亮LED灯时是化学能转化为电能再转化为光能
D．整个过程中机械能守恒
8．（2024九上·广州期中）厨房中有很多热现象，下列描述的现象中，物体增加的内能是由机械能转化而来的是（ ）
①电饭煲工作时，米和水的内能增大；②燃气炉烧水时，水内能增大；③磨刀时，刀内能增大；④绞肉机绞碎肉时，肉的内能增大；⑤蒸冷鸡蛋时，鸡蛋内能增大；⑥阳光晒在厨台上，厨台内能增大；
A．①④ B．②⑤ C．③④ D．③⑥
二、多选题
9．2014年3月8日凌晨，马来西亚航空MH370航班突然与地面失去联系，机上载有中国人154名，生死不明，事发后，我国立即派出多艘舰艇和飞机前往出事海域进行搜素，并启用红外线遥感卫星进行搜素．下列有关飞机和舰艇的说法正确的是（ ）
A．飞机能飞在空中，是应用空气的浮力升空的
B．舰艇上的发动机将燃料燃烧释放的内能转化为机械能
C．舰艇上的声呐系统是利用次声波来发现海底的可疑目标的
D．红外线遥感卫星能够捕捉不同物体辐射的红外线，物体的温度越高辐射的红外线就越强
三、填空题
10．（粤沪版物理九年级下册第20章第3节能的转化与能量守恒同步练习）如图所示，是世界上早期的蒸汽汽车模型，燃料燃烧使水温升高，水的 能增加，再转化为汽车的 能，使汽车前进。
11．（人教版物理九年级第十四章第3节能量的转化与守恒同步练习）如图，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验．若甲乙斜面光滑，则拉力F甲 F乙．将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度v甲 v乙．（选填“>”、“<”或“=”）
四、实验探究题
12．（2024九上·广州开学考）如图所示，无摩擦的轨道装置固定在水平桌面上。轨道前半部分是弧形的，后半部分是水平的。装置配套有三个质量不同、体积相同的金属球，把一个金属球从轨道上方某处由静止释放后，它会沿轨道一直运动到末端，离开轨道后，球会在空中继续飞行，最后掉到水平地面上。（忽略空气阻力）
请完成：
（1）金属球从4运动到B的过程中，它的 能转化为 能：
（2）小明猜想：
猜想；金属球的质量越大，它在空中运动的水平距离s就越大：
猜想二：球静止释放时的高度越高，它在空中运动的水平距离s就越大。设计实验（可自选测器材）.验证猜想一是否正确，
①写出实验步骤（可图文结合）。
②验证猜想是否正确的依据。
13．（2019九上·茂名月考）如图所示，探究改变物体内能的实验：
（1）烧瓶内盛少量水。给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过 （选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。
（2）继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后，内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），温度 （选填“升高”、“降低”或“不变”），瓶内气体中所含的水蒸气放热 成了小水珠。这一过程中，瓶内气体的内能化成了瓶塞的 能，这是通过 （选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。
五、科普阅读题
14．（2024九下·福田模拟）阅读短文，回答问题：
2024年5月28日，比亚迪第五代DM技术发布暨秦LDM-i、海豹06DM-i发布会在陕西西安举行。作为插电式混合动力的研发成果，比亚迪第五代DM技术可实现最高发动机热效率高达46%、最低百公里亏电油耗3L和最长综合续航2100公里，这些数据在全球汽车市场首屈一指。
DMI5.0是比亚迪最新一代的双模混合动力技术，该动力系统的汽车，在电池电量充足的情况下，电池为电动机供电。当电池电量不足时，系统便启动发动机带动发电机对电池进行充电。为节约能源，该混合动力汽车采用再生制动器，开启时它把汽车刹车制动时消耗的一一部分动能转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，开启再生制动器，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。其驱动原理如图甲所示：行驶动力可由电动机或发动机单独提供，也可以由二者同时提供。
（1）当电池电量充足时，该汽车行驶时通过电池使电动机转动，从而驱动汽车行驶。此过程中电能转化为 能；
（2）当电池电量不足时，插电式混动汽车动力由发动机提供。发动机是内燃机，通过燃油燃烧产生高压气体推动活塞做功，图乙中发动机产生动力的冲程的是 （填“A”、“B”、“C”、“D”）；
（3）汽车上坡时，将挡位切换为低速挡，以减小行驶的速度，这样做的目的是 ；
A．增大能耗效率 B.省电 C.减小摩擦力 D.增大爬坡的牵引力
（4）在测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能，画出随s变化的图像如下图所示。则图中表示开启再生制动器的图线是 ，在本次测试过程中的储能效率为 ；
（5）汽车在亏电时正常匀速行驶100km，汽油完全燃烧放出的能量为 J，在此过程中所受阻力为400N，如剩余能量则用于为电池充电，则电池所增加的电能为 J（汽油密度取，汽油热值取）。
15．（2024九下·肇庆月考）比亚迪“秦”是国产高性能混合动力车，“秦”充电即可达到纯电动模式续航里程，能满足日常上下班短途用电需求，长途可使用油电混合动力，最高时速可达，百公里综合油耗仅，“秦”电动机效率为即有的电能转化为有用的机械能。
（1）“秦”纯电动模式行驶时电池将化学能转化为 能供电动机使用，若电池电量过低需要插在充电桩上充电，此时的电池相当于电路中的 ；
（2）汽车前排两侧的后视镜采用 镜，若小明透过后视镜看到路边电子钟的时间如图所示，则电子钟实际的时间是 ；
（3）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系在车上人员的安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，起缓冲保护作用；待冲击力峰值过去时，安全带会自动适当放松，避免因拉力过大造成二次伤害，同时自锁装置使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。当发生碰撞时，则安全带对人的拉力随时间变化的图像是 。
（4）若某一次纯电动模式行驶中“秦”消耗电能，若用效率为的燃油汽车需要 的汽油。汽油热值为
16．（2023九上·南海月考）阅读短文，回答文后的问题：
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
（1）汽油机的吸气冲程吸入的是 （选填“空气”或“空气和汽油的混合物），汽油机工作时将燃料燃烧得到的内能转化为 能；
（2）已知汽油的热值为4×107J/kg，如果该发动机装有4kg的汽油，若这些汽油充分燃烧2kg，应放出的热量为 J，剩余汽油热值是 J/kg；
（3）四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的冲程是 ____；
A．吸气 B．压缩 C．做功 D．排气
（4）设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为2400r/min时，每个工作循环所需要的时间为 秒，该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P＝ 。
六、计算题
17．已知太阳正射到地球表面每平方米上的功率为1.0kW，现有一太阳能热水器，其收集阳光的面积为3.0×8.0m2 ，转换太阳辐射能为水的内能的效率为80%.假设此热水器的进水温度与室温皆为25℃，该热水器的热量损失率正比于热水器内水温与室温之温差.当热水器出水口关闭时，经过长时间照射后，热水器内的水温可以达到85℃，问：当热水器以每分钟6L的流量出水，经过一段时间后，其稳定的出水温度为多少摄氏度？
七、综合题
18．（2024九上·武汉月考）如图甲是小明家用的燃气热水器，乙图是连接在热水器上的一个混水阀。若将混水阀开关调到O位置左边并抬起把手，热水器自动点火，天然气燃烧，水龙头出热水； 往O 点右边调出冷水，按下把手则停止出水。小明在某次使用热水器时，把热水器的出水温度设定为44℃，此时测得从B管流进的自来水的流量为4L/ min，从C 管流出的温度为 40℃。小明检查燃气表，发现热水器工作1 分钟消耗天然气0.08m3（自来水的温度为20℃，天然气的热值是3.6×107J/m3）。请解决下列问题：
（1）天然气燃烧时， 能转化为 能；
（2）从A 管流进混水阀的热水的流量为多少L/ min？（计算过程中不计热损失）
（3）该热水器的加热效率是多少？
19．我们可以认为光是由一个个能量粒子组成的.组成光束的每一个能量粒子所拥有的能量可近似为E0=3.9×10-19 J. (若球的半径为r，则球的表面积S= 4πr2)
（1）一个功率P= 100W的白炽灯泡，其发光效率为15%，假设灯泡可以均匀地向四周辐射光能量，求在距灯泡40cm处垂直于光的传播方向上1cm2的面积内，每秒钟平均通过的光能量粒子的数量.
（2）已知太阳辐射的总功率P0=4×1026 W，太阳到地球的距离r=1.5×1011m，太阳光传播到达地面的过程中由于云层的反射和大气的吸收作用，大约有60%的能量损耗，太阳能电池的能量转化效率为15%，某太阳能电池板设计的输出功率为2000W.求：
①此太阳能电池板的最小面积.
②此电池板上每平方厘米的面积每秒钟平均吸收的光能量粒子的数量.
20．某密闭房间内有一台空调，当房间内温度为t2，房间外温度为t1，正常工作时空调每秒消耗的电功W=2kJ，此时空调每秒从房间吸取的热量为Q2 ，向室外释放的热量为Q1，W与Q2、Q1之间满足如下关系式：
①W +Q2=Q ；②设：T=t +273，则有：
若室外向房间每秒漏进(或漏出)的热量与房间内、外的温差成正比.当室外温度为30℃ ，温度控制器开关使其间断运转30%的时间(例如开了角3 min就停7 min，如此交替开停)，发现这时室内保持20℃不变.试问：
（1）在夏天仍要求维持室内温度为20℃，则该空调可允许正常连续运转的最高室外温度是多少摄氏度？
（2）若在冬天，空调从外界吸热，室内放热，仍要求维持室内为20℃，则它能正常运转的最低室外温度是多少摄氏度？
21．（2023九上·武汉开学考）物理兴趣小组进行社会实践活动。小丽对一台如图所示的便携式丁烷气炉的加热效率进行探究。内置一瓶新的燃气，参数如表所示。
气瓶规格
品名 总质量 主要成分 热值
蓝焰 丁烷
（1）丁烷燃烧 能转化为 能。
（2）用气炉给的水加热，同时绘制出了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。分钟后，停止加热，拆下气瓶，称得气瓶质量为，若每分钟燃烧的丁烷气体质量相等，则 分钟内选填“”、“”、“”的加热效率最大，并计算此最大加热效率是多少。
22．（2018九上·武城开学考）科学家发现某种合金具有“形状记忆功能”：如果在较低温度时将它弯曲成某一形状，然后加热到较高温度时再弯曲成另一形状，那么当降到原来较低温度时，它会自行恢复到低温时的形状。
现用它制成如图所示装置：在可绕圆O转动的均匀轻质圆盘上安装了一个用形状记忆合金做成的螺旋圈，它在温度低时收紧、在温度高时放松。实验表明：当把该圆盘的下半部分浸在盛有一定量热水的水槽中时，只要给圆盘一个起始转动的力，圆盘就能克服摩擦和水的阻力连续转动起来。
（1）上述装置能否看作是一个“永动机”？为什么？
答： 。
（2）发挥你的想象力，提出一个巧妙应用形状记忆合金的设想（参照示例，另举1例）。
示例：用形状记忆合金制作一个“保险丝”，安装在电器内易发热物体附近，当温度过高时，记忆合金就恢复到它高温时的形状，断开电路，防止电器过热。
设想：（所提的设想应是制作“保险丝”以外的） 。
23．（2018九下·海安模拟）随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭。请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是该汽油机的 冲程，用水冷却发动机是因为水的 大。
（2）当前，电动汽车发展很快。某电动汽车采用锂电池组作为动力来源驱动电动机行驶．下表为某品牌电动汽车车部分技术参数，能量密度是指电池单位质量所输出的电能．
若该电动汽车在水平路面上以72km/h的速度匀速行驶时，受到的阻力1200N，当耗能为锂电池总储存能量的50%时，电动机的平均输出功率为 kW，平衡车行驶的路程是 km．
（3）如图乙是该电动汽车的启动原理图。请在图乙中用笔画线代替导线将汽车的启动原理图连接完整 ，说明：当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动（相当子闭合开关），电动机工作，启动轿车；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压．图乙中，通电螺线管的上端是 （N/S）极．
（4）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放．通过测量获得某太阳能汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：
根据表中数据所反映的规律可知，当该车速度为80km/h时对应的制动距离是 m．
（5）某太阳能汽车安装有再生制动器。再生制动器是指刹车的同时还可以发电机发电。先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，作出Ek-s图像，如图丙可以看出，开启再生制动器进行测试的图线是①、②中的 ，该次测试中储能效率为 ．
24．（人教版物理九年级第十四章第3节能量的转化与守恒同步练习）在农村，电动自行车（如图所示）已是生活中最重要的交通工具之一．下表是某种型号电动自行车主要的技术参数．一个体重为700N的人骑着电动车在水平路面匀速行驶，已知电动自行车受到的阻力是人与车总重的0.02倍，在额定功率下行驶了5min，通过了2.4km距离．
整车 重量 300N
电动机 额定电压 36V
额定功率 200W
（1）电动自行车充电过程把 能转化为 能；电动自行车行驶放电过程把 能转化为 能，再转化为电动自行车的 能．
（2）求电动车的牵引力及正常工作的额定电流．
（3）求牵引力所做的功及电动车的效率．
25．伦敦奥运会期间，一种环保混合动力汽车穿梭于各场馆之间，混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量．一测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油 4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的能量由最大值的60%增加到80%，蓄电池组储存的能量的最大值为1.08×108J．从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示．
（1）混合动力车启动时，蓄电池 能转化为汽车 能．
（2）该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是多少？
（3）该车在测试过程中蓄电池组储存的能量增加了多少？
（4）试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机机械传动及充电过程中的能量损失）．
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】比热容；能量的转化或转移
【解析】【解答】小物块在静止时的动能
小物块移动后的动能
因为原来小车速度为零，所以原来小车的动能也为零，小车动能的增加量
小物块增加的内能
由知道，小物块升高的温度，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【分析】根据试题给的公式 EK=mv2 以及进行计算。
2．【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系；做功改变物体内能；热传递改变物体内能；热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】A.活塞下压时，压缩气体做功，通过做功改变针筒内气体的内能，A错误
B.乙图是内燃机的压缩冲程，机械能转为内能，对应的是密封气体内能增加的过程（t1-t2过程），B正确
C.由图知道，密闭气体的质量不变，t2时刻温度比t1时刻的高，因此t2时刻气体内能更大，C错误
D.装置会与周围的空气发生热传递，最终会与室温平衡，温度相等，所以最终温度为T1 ，D错误
选项ACD错误，答案选择B
【分析】质量、状态不变，物体的温度越高，其内能越大。内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，其中在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能。改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化，具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，物体的内能减少，温度降低。
3．【答案】C
【知识点】能量守恒
【解析】【解答】A、子弹射穿木板时，由于克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以它的动能减小，它的速度减慢，故A错误；
B在电水壶的使用过程中，消耗电能消耗电能产生热量，断电后不能放出热量，水不能吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；
C两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，到达斜面底端时由于具有动能，所以会继续冲上右斜面，故C正确；
D机械表工作将表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D错误。
故选C
【分析】能量既不会消灭，也不会创生，它只能从一种形式转化为另一种形式，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，这就是能量守恒定律．能量的转化和转移具有方向性。
4．【答案】C
【知识点】热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】A、图a中汽缸内的蒸气体积膨胀，向右推动活塞，使舰载机获得牵引力，正确，A不符合题意；
B、汽缸内的蒸汽推动活塞时，消耗内能，内能减小，正确，B不符合题意；
C、蒸汽体积膨胀，推动活塞工作时，将内能转化为机械能，与图乙的做功原理相似，不正确，C符合题意；
D、图b中，A图进气门打开，活塞向下，是吸气冲程，B图气门关闭，活塞向上，是压缩冲程；C图，气门关闭，活塞向下，是做功冲程，D图排气门打开，活塞向上，是排气冲程，则工作顺序是，甲乙丙丁，D正确。
故选C。
【分析】气体膨胀，内能对外做功，内能转化为机械能；根据汽油机的气门状态和活塞运行方向，判断冲程，判断顺序。
5．【答案】C
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】 A. 白天， 太阳能电池板可以把太阳能转化为电能，故A错误；
B. 夜晚， 照明灯工作时，将电能转化为光能和内能，故B错误；
C.“小风扇”向蓄电池充电时，风扇将机械能转化为电能，故C正确；
D.蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，故D错误；
故选C。
【分析】根据能量转化的知识分析判断。
6．【答案】C
【知识点】热机；能量的转化或转移
【解析】【解答】汽油机一个循环有四个冲程，是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据图像，①是压缩冲程，活塞压缩吸入气体，机械能转化为内能，③是做功冲程，燃气对外做功，把内能转化为机械能，产生动力，C正确。
故选C。
【分析】根据汽油机的工作冲程，补充缺少的冲程，汽油机工作时，压缩冲程，机械能转化为内能；做功冲程，内能转化为机械能。
7．【答案】D
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】AD．踢球时，球在运动，具有机械能，内部装置发电，将机械能转化为电能，机械能减少，故A正确，不符合题意；故D错误，符合题意；
B．蓄电池储存化学能，电能存入电池时，将电能转化为化学能储存起来，故B正确，不符合题意；
C．LED灯发光时，蓄电池中的化学能转化为电能，再通过LED灯转化为光能，故C正确，不符合题意。
故选D。
【分析】运动的物体具有机械能，运动物体发电时，将机械能转化为电能；蓄电池储存电能时，转化为化学能；LED灯发光时，电能转化为光能。
8．【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【解答】①电饭煲工作时，米和水的内能增大，将电能转化为内能，故①不符合题意；
②燃气炉烧水时，水内能增大，通过热传递的方式改变物体的内能，属于能量的转移，故②不符合题意；
③磨刀时，刀内能增大，将机械能转化为内能，故③符合题意；
④绞肉机绞碎肉时，肉的内能增大，将机械能转化为内能，故④符合题意；
⑤蒸冷鸡蛋时，鸡蛋内能增大，通过热传递的方式改变物体的内能，属于能量的转移，故⑤不符合题意；
⑥阳光晒在厨台上，厨台内能增大，通过热传递的方式改变物体的内能，属于能量的转移，故⑥不符合题意。
故选C。
【分析】1、做功和热传递都能改变内能。
2、对物体做功，使物体内能增加，热传递中物体吸热内能增加。
3、温度升高则内能增加。
9．【答案】B,D
【知识点】红外线；能量的转化或转移；飞机的升力；超声波与次声波
【解析】【解答】A、飞机升空是利用了流体压强和流速的关系，而不是利用浮力升空的，故A错误；
B、舰艇上的发动机属于热机的一种，工作时将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故B正确；
C、舰艇上的声呐系统是利用超声波来发现海底的可疑目标的，不是利用次声波，故C错误；
D、红外线遥感卫星能够捕捉不同物体辐射的红外线，物体的温度越高辐射的红外线就越强，故D正确．
故选BD．
【分析】（1）飞机升空是利用了流体压强和流速的关系：流速大，压强小；流速小，压强大；
（2）判断出燃料燃烧时消耗了哪种形式的能，进而又产生了哪种形式的能是解决该题的关键；
（3）声呐是利用超声波来工作的；
（4）红外线遥感卫星是利用了红外线，物体的温度越高辐射的红外线就越强．
10．【答案】内；机械
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】燃料燃烧将化学能转化为内能，释放的内能用来加热水，使水温升高，内能增加；水蒸气通过对外做功，再将水蒸气的内能转化为汽车的机械能，推动汽车前进。
故答案为：内；机械
【分析】蒸汽汽车原理：燃料燃烧放出热量，被水吸收，水的内能增加，水沸腾产生大量的水蒸气，水蒸气从容器口喷出，给空气一个力，由于物体间力的作用是相互的，因此蒸汽汽车向后喷气，气体会给蒸汽汽车一个向前的动力。
11．【答案】<；=
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）使用光滑的斜面提升物体时，所用拉力做的功等于克服重力做的功，即Fs=Gh，由于甲斜面长度较大，所以拉力较小，即F甲＜F乙；（2）同一物体在高度相同的光滑斜面上滑下，重力势能全部转化为动能，即木块到达底端的动能相同；又因为是同一物体，质量相同，所以速度相同，即v甲=v乙．
【分析】（1）斜面是一种省力机械，沿斜面将物体由底端拉到顶端的过程中，克服物重的拉力与斜面的长度有关：斜面越长越省力；（2）同一物体从同一高度沿不同的光滑斜面下滑，到达斜面底端的过程中，把重力势能全部转化为动能，根据动能的影响因素可判断速度关系．
12．【答案】（1）重力势；动
（2）①实验步骤：
1、让质量为m1的小钢球在轨道装置某一高度静止释放，用卷尺测出小钢球落地时离C点之间的水平距离s1；
2、再分别换用质量为m2、m3的小钢球在轨道装置同一高度静止释放，用卷尺分别测出小钢球落地时离C点之间的水平距离s2、s3；
判断依据：若 s1＞s2＞s3，则猜想正确，否则不正确。
②设计表格如下：
实验序号 抛出点离地面的高度H/m 小球的质量m/kg 小球释放时的高度h/m 落地点与抛出点的水平距离s/m
1
2
3
……
【知识点】能量的转化或转移；控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】 （1）金属球从A运动到B的过程中，它的重力势能减小，而动能增大，因此重力势能转化为动能。
【分析】 （1）因为是光滑的曲面，所以，在曲面上滑下的小球没有能量的损耗，在能量转化过程中能量是守恒的，重力势能全部转化为动能；
（2）控制变量法是初中物理接触比较多的一种探究方法，需要掌握．控制变量法进行分析解答，知道应该控制哪些因素不变，改变哪些因素；探究性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动．同时要注意实验时的控制变量。
13．【答案】（1）增大；做功
（2）减小；降低；液化；机械；做功
【知识点】做功改变物体内能；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）向密闭的烧瓶中打气，瓶内的气体内能增大，这是通过做功改变的内能；
（2）烧瓶的瓶塞跳起时，瓶内的内能减少，温度降低，水蒸气放热会会液化成小水滴，瓶塞跳起时，内能转化为了机械能，这种改变内能的方式是做功。
【分析】（1）对物体做功，物体的内能增加；
（2）内能向外做功，内能减少，物体运动产生机械能，水蒸气放热会内能减小，能液化为小水滴。
14．【答案】机械；C；D；②；40%；1.2×108；1.52×107
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；热机的效率；热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）汽车行驶时通过电池使电动机转动，电能主要转化为机械能。
（2）发动机是内燃机，做功冲程提供动力，此时进排气门都必须关闭，火花塞点燃，活塞下移，故图乙中发动机产生动力的冲程的是C，ABD错误；
综上选C。
（3）汽车上坡时，将挡位切换为低速挡，功率不变，根据P=Fv可知减速可以获得更大的牵引力，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（4）关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车动能全部转化为内能，开启再生制动器，动能转化为电能，克服摩擦力做功的能量减少，汽车运动的距离减小，所以开启再生制动器的图线是②；由图象可以看出正常行驶的情况下，关闭发动机后行驶10m；开启再生制动器行驶的距离为6m，因此根据效率公式可计算动能转化为内能的效率为；储能效率η'=1-η=1-60%=40%；
（5）根据密度公式m汽油=ρ汽油V计算：汽车消耗汽油的质量m汽油=ρ汽油V=0.8×103kg/m3×3×10-3m3=2.4kg；根据热值公式计算汽油完全燃烧放出的热量Q放=m汽油q=2.4kg×5×107J/kg=1.2×108J；根据效率公式计算汽油机输出的有用能量W有用=Q放η=1.2×108J×46%=5.52×107J；根据二力平衡可知汽车所受阻力等于牵引力400N，根据做功公式计算汽车克服阻力所做的功为W=Fs=400N×100×103m=4×107J，所以最终蓄电池增加的能量W电=W有用-W机械=5.52×107J-4×107J=1.52×107J；
综上 第1空、 机械； 第2空、C； 第3空、D； 第4空、②； 第5空、40%； 第6空、1.2×108； 第7空、1.52×107.
【分析】1、吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、功率的计算：公式为P=Fv；
3、功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是牵引力做功，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率：η= 。
15．【答案】（1）电；用电器
（2）凸面；2：11：22
（3）B
（4）1.152
【知识点】凸面镜和凹面镜；燃料的热值；能量的转化或转移；平面镜成像的原理、特点
【解析】【解答】（1）“秦”纯电动模式行驶时电池对电动机提供电能，为电源，将化学能转化为电能。
电池充电时，消耗电能转化为化学能，将电能转化为化学能，此时的电池相对当电路中的用电器。
（2）y①汽车前排两侧的后视镜采用凸面镜，成正立、缩小的虚像，则可以扩大司机的视野范围；
②若小明透过后视镜看到路边电子钟的时间如图，根据平面镜成像的对称性可，则电子钟实际的时间是：2：11：22，如下图所示：
（3）由题意可知，当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带对人的拉力先从某个值开始变大，冲击力减小时拉力减小，最后在某一值不变，故B符合题意，A、C、D不合题意。
故选B。
（4）因为“秦”电动机效率为80%，所以纯电动模式行驶中“秦”消耗电能4kW h转化成的有用功：
W有=80%×4×3.6×107J=1.152×107J；
若用效率为25%的燃油汽车需要做的总功：，
那么消耗汽油的质量：。
【分析】（1）电池供电时，提供电能，将化学能转化为电能；电池充电时，消耗电能，将电能转化为化学能；
（2）①根据凸面镜的成像特点分析；
②根据镜面对称的性质，凸面镜中的像与现实中的事物恰好是左右相反；
（3）根据发生碰撞时，力的变化做出选择；
（4）利用效率公式计算某一次行驶中“秦”消耗4kW h电能做功可得燃油需要燃烧放出的总热量，利用热效率公式结合Q=mq可求得消耗的汽油质量。
16．【答案】（1）空气和汽油的混合物；机械
（2）8×107；4×107
（3）A
（4）0.05；20p0V排
【知识点】燃料的热值；热机；热机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，汽油机工作时将燃料燃烧得到的内能转化为机械能。
（2）已知汽油燃烧的质量m=2kg，热值为q=4×107J/kg ，可求放出的热量Q=mq=2kg×4×107J/kg = 8×107J/kg ；热值是物质的特性，与质量的多少无关，所以汽油热值依旧是4×107J/kg 。
（3）此四缸发动机的各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。由于1号汽缸在做功冲程中，活塞在向下运动，所以活塞也是在向下运动的4号汽缸所处的冲程为吸气冲程。
（4）发动机转速为2400r/min=40r/s，即1秒转40圈，飞轮转两圈对应发动机一个循环，则1秒20个循环，所以一个循环时间为0.05秒；该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则一个活塞的排气量为；根据功的公式W=Fs，可求每个做功冲程气缸内气体对活塞做功，所以其功率为，又由于有4个气缸，所以该轿车的输出功率P=4P0=4×5p0V排=20p0V排。
【分析】（1）汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，汽油机工作时将燃料燃烧得到的内能转化为机械能。
（2）已知汽油燃烧的质量和热值，即可求放出的热量；热值是物质的特性，与其质量多少无关。
（3）注意利用题干中有效信息及图中有效信息，即可判断各气缸所处的冲程；
（4）根据发动机转速，以及发动机循环次数与飞轮转圈的次数关系，可求每个工作循环所需要的时间；根据功的公式、功率的定义式、以及相关几何关系，可求出该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系。
17．【答案】解：太阳能热水器的输入功率为P=3.0×8.0×1.0×103×0.8W=1.92×104 W
设热水器的损失功率为P=k(T-T0).当没有出水时，热水器水温维持在85℃ ，这时能量的输入功率和热损失功率相等，有
1.92×104=k(85- 25)=>k=320W/℃
当热水器出水时，设其稳定的出水温度为T' ，由能量守恒得
×c水×(T'-T0) +k(T'-T0)=P
代入数值计算得T'=51℃
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【分析】首先用每平方米上的功率×热水器收集阳光的面积求出太阳能热水器的输入功率； 水温稳定时，输入功率与散失热量的功率相等，根据题意求出热量散失系数，最后由能量守恒定律求出出水时稳定的出水温度。
18．【答案】（1）化学；内
（2）解：
不计热损失，热水放出的热量全部被自来水吸收，热水放出的热量等于自来水吸收的热量，
即；
变形得；
从B管流进的自来水的流量为4L/min，即每分钟流进B管的冷水体积VB=4L，
根据，并将数据代入上式可得
；
解得：；
故从A管流进混水阀的热水的流量为20L/min。
（3）解：
热水器的出水温度设定为44℃（即加热时水的末温），水加热前的初温为20℃；
被热水器加热的水的体积为VA=20L；
每分钟被热水器加热的水的质量为
；
则热水器中水吸收的热量
天然气放出的热量为
；
则烧水的效率为
。
【知识点】比热容；热机的效率；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）天然气燃烧时，消耗化学能，产生内能，所以是将化学能转化为内能的过程。
【分析】 （1）燃料燃烧过程是将化学能转化为内能的过程；
（2）热水放出的热量全部被水吸收，根据吸热和放热公式求出水的流量；
（3）根据吸热公式和放热公式求出热量，再根据效率公式求出烧水的热效率。
（1）[1][2]天然气燃烧时，消耗化学能，产生内能，所以是将化学能转化为内能的过程。
（2）不计热损失，热水放出的热量全部被自来水吸收，热水放出的热量等于自来水吸收的热量，即
变形得
从B管流进的自来水的流量为4L/min，即每分钟流进B管的冷水体积VB=4L，根据，并将数据代入上式可得
解得
故从A管流进混水阀的热水的流量为20L/min。
（3）热水器的出水温度设定为44℃（即加热时水的末温），水加热前的初温为20℃；被热水器加热的水的体积为VA=20L；每分钟被热水器加热的水的质量为
则热水器中水吸收的热量
天然气放出的热量为
则烧水的效率为
19．【答案】（1）解：1秒钟内灯泡发光的能量E1 =Pη 1=15J
距灯泡40cm处垂直于光传播方向上1cm2上的能量E2=×10-4≈7.46×10-4 J
距灯泡40cm处垂直于光传播方向1cm2面积上的光能量粒子个数n=≈1.9×1015(个)
（2）解：①1秒钟内太阳光到达地面垂直于光传播方向1m2面积上的能量E3==566J(η2=0.4)
设太阳能电池板的最小面积为S，根据太阳能电池的能量转化效率与输出功率的要求，应有：E3η3S≈P出(ηs=0.15)
解得S=23.55m2(答案在23~24之间均可)
②设电池板1m2面积上每秒钟平均吸收的光能量粒子数为n0，则有n3SE0n0=P出
解得n0=1.45×1021
所以每平方厘米面积上的光能量粒子个数为n' =1.45×1017个
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】（2）①每秒钟太阳光到达地面垂直于光传播方向单位面积的能量：
，
因太阳能电池的能量转化效率为15%，
所以每秒钟内单位面积上太阳能电池板获得的电能：E4=E3η3=566.17J×15%≈84.93J，
则单位面积上太阳能电池板获得电能的功率：，
因太阳能电池板设计的输出功率为2000W，
所以，此太阳能电池板的最小面积：；
②因每秒钟太阳光到达地面垂直于光传播方向单位面积的能量为566.17J，
此电池板上每平方米的面积上，每秒钟平均吸收的光能量粒子的数量，
，
即1.45×1021个。
【分析】 （1）知道白炽灯泡的功率，根据W=Pt求出每秒钟白炽灯泡消耗的电能，根据白炽灯泡的发光效率为15%求出每秒钟白 炽灯发光的能量，然后求出在距灯泡40cm处垂直于光的传播方向上1cm2的能量，然后求出在距灯泡40cm处垂直于光的 传播方向上1cm2上每秒钟平均通过的光能量粒子的数量；
（2）①根据W=Pt结合60%的能量损耗求出每秒钟太阳光到达地面垂直于光传播方向单位面积的能量，根据太阳能电 池的能量转化效率为15%求出每秒钟内单位面积上太阳能电池板获得的电能，然后求出单位面积上太阳能电池板获得电 能的功率，然后求出太阳能电池板设计的输出功率为2000W时此太阳能电池板的最小面积；
②知道每秒钟太阳光到达地面垂直于光传播方向单位面积的能量，然后求出此电池板上每平方厘米的面积上获得能量， 然后求出此电池板上每平方厘米的面积上每秒钟平均吸收的光能量粒子的数量。
20．【答案】（1）解：由题中①、②两式得Q2 =
设室外向房间每秒漏热为Q漏=D(t1-t2)
空调使房间内温度维持不变，则有Q漏=Q2即D(t1-t2)=
代入数值D(30- 20)=0.3×× 2000，解得D= 1758(J/℃)
设室外温度为t1’，空调连续工作可保持t2 =20℃不变.
则有D(t1’-t2)= ，代入数值计算得t2= 38.26(℃)
（2）解：设冬天时房间温度为t2'= 20℃，室外温度为t1”，由房间向室外泄漏热能为Q漏‘，空调从室外吸热而向房间放热，有Q漏’=D(t2’-t1”).W+Q2’=Q1’， ，式中Q1’、Q2’分别为向房间释放的热能和从室外吸收的热能.当房间保持温度t2’=20℃不变时，
有Q漏’=Q1’，即D(t2’-t1”)=
代入数值1758×(20-t1”)= × 2000
解得t1”≈1.74(℃)
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【分析】 （1）根据题干中的①②得出房间吸取的热量Q2的表达式，因室外向房间每秒漏进（或漏出）的热量与房间内外的温差 成正比，可设室外向房间的漏热为Q漏=D（t1-t2），利用室外温度为30℃、温度控制器开关使其间断运转30%的时间 可保持室内温度20℃不变求出D的大小，设出夏天仍要求维持室内温度为20℃时室外的温度，代入上面得到的表达式即 可求出此时室外的温度；
（2）冬天空调需要从室外吸收热量，室内向室外漏热，再把相应的数据代入上问中的表达式即可求出此时室外的最低温度。
21．【答案】（1）化学；内
（2）0~2；30%
【知识点】热量的计算；燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）丁烷燃烧化学能转化为内能。
（2）①每分钟内燃烧的丁烷质量相等，根据Q放=q气m气可知，则相同时间内放出相同的热量。根据图2可知，0-2min内温度升高30℃最大，根据Q吸=cm△t可知，此时水吸收的热量最多。根据可知，0-2min内加热效率最大。
②0-2min内燃烧气体质量m气=（354g-312g）×=14g；
则这段时间内放出的热量：Q放=q气m气=9×107J/kg×0.014kg=1.26×106J；
这段时间内水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×（50℃-20℃）=3.78×105J；
则最大加热效率为：。
【分析】（1）根据能量转化的知识分析；
（1）根据图像2确定不同时间段内升高的温度，根据Q吸=cm△t比较水吸收热量多少，再根据Q放=q气m气比较放出热量多少，最后根据计算比较加热效率的大小。
22．【答案】（1）不能。因为它需用热水，消耗热能，如果热水变成了冷水，它也就不转了
（2）用形状记忆合金制作一个“警示铃”，安装在仓库门口附近，当发生火灾温度升高时，记忆合金恢复到高温时的形状，接通电路，电铃响起
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗热能（或者如果热水变成了冷水），它也就不转了，因此永动机违背了能量守恒定律；（2）可类比上述应用，用形状记忆合金制作一个“警示铃”，安装在仓库门口附近，当发生火灾温度升高时，记忆合金恢复到高温时的形状，接通电路，电铃响起。
【分析】（1）能量的转化或转移中都会有损失和消耗，所以永动机不可能实现；
（2）形状记忆合金对温度敏感，可以用来监控温度变化，当温度变化时起到报警的作用。
23．【答案】（1）做功；比热容
（2）24；60
（3）；N
（4）32
（5）①；40%
【知识点】功率的计算；比热容；热机的效率；能量的转化或转移；功的计算及应用
【解析】【解答】(1)由图可知，汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以此冲程为做功冲程；为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；选择用水作为冷却剂，是因为水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，在升高相同温度时，水能吸收的热量多，故用水冷却效果好；
(2) 电动汽车在水平路面上匀速行驶，所以电动机的牵引力：F＝1200N，因为P＝ ＝Fv，所以电动机平均输出功率：P＝Fv＝1200N×20m/s＝24000W＝24kW；
由题知，耗能为锂电池总储存能量的50%，由表格数据知，电动机的能量转化效率为 80%，锂电池能量密度 0.25kW h/kg，锂电池的总质量200kg，所以电池提供电能用来做功的能量W＝50%×80%×0.25kW h/kg×200kg＝20kW h＝7.2 J，由W＝Fs可得电动汽车行驶的路程：s＝ ＝60000m＝60km；
(3)电路连接如图，钥匙孔与一节电池、电磁铁组成控制电路，电动机与总电源组成工作电路。通电螺线管中电流由下端流入，根据安培定则可知通电螺线管的上端是N极。
；
(4)第n次实验，速度vn，制动距离mn，根据表中数据所反映的规律为：mn＝0.1×(n+1)×vn＝0.1×(3+1)×80m＝32m，
(5)关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，开启再生制动器，有部分动能转化为电能，克服摩擦力做功的能量减少，摩擦力大小不变，所以汽车运动的距离减小，所以汽车动能变化曲线是①；(2)关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，由图②可知，关闭发动机时汽车的动能为EK0＝W＝fs2＝f×(40m 30m)＝10m×f，开启再生制动器，由图①可知，汽车克服摩擦力做功W＝fs1＝f×(36m 30m)＝6m×f，则动能转化为的电能为E＝EK0 E＝10m×f 6m×f＝4m×f，则该次测试中储能效率η＝ ×100%＝40%.
【分析】(1)水作为冷却剂，是因为水的比热容大；
(2) 根据功率公式及功的公式解答；
(3)根据安培定则进行解答；
(4)根据表中数据所反映的规律进行解答；
(5)根据能量的转化及效率公式来进行解答.
24．【答案】（1）电；化学；化学；电；机械
（2）20N；5.56A
（3）48000J；80%
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）电动车自行车的电池为蓄电池，因此电动自行车充电过程把电能转化为化学能；电动自行车行驶放电过程把化学能转化为电能，再转化为电动自行车的机械能；（2）①电动车的牵引力F=f=0.02G=0.02×（700N+300N）=20N；②因为P=UI所以电动自行车以额定功率行驶时的工作电流：I= ≈5.56A．（2）牵引力做的功为W动=Fs=20N×2400m=48000J；因为P= ，所以电动车消耗的电能为W=Pt=200W×300s=60000J电动车的效率为：η= ．
【分析】（1）蓄电池充电时将电能转化为化学能，蓄电池放电时，先将化学能转化为电能，再将电能转化为其它形式的能；（2）自行车匀速行驶时，牵引力等于阻力，根据阻力与重力的关系即可求出牵引力的大小；已知额定功率和额定电压，根据P=UI的变形公式即可求出电动车正常工作的额定电流；（3）根据W=FS即可求出牵引力做的，即有用功；根据W=Pt即可求出消耗的电能，再根据η= 即可求出电动车的效率．
25．【答案】（1）化学；机械
（2）答：由图象可知，当汽车的速度为50km/h时，汽车受到的阻力为2000N，
因汽车做匀速运动时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，汽车牵的引力：
F=f=2000N，
由v=可得，汽车通过的路程：
s=vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，
则牵引力做的功：
W1=Fs=2000N×25000m=5×107J；
（3）该车在测试过程中蓄电池组储存的能量增加了：
W2=1.08×108J×（80%﹣60%）=2.16×107J；
（4）解：燃油放出的热量：
Q放=mq=4.475kg×4.0×107J/kg=1.79×108J，
被有效利用的能量：
W有用=W1+W2=5×107J+2.16×107J=7.16×107J，
该汽车内燃机的效率：
η=×100%=×100%=40%．
【知识点】燃料的热值；热机的效率；能量的转化或转移；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）混合动力车启动时，蓄电池的化学能转化为机械能；
（2）由图象求出汽车的行驶速度为50km/h时汽车受到的阻力，汽车匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件求出汽车的牵引力，由速度公式的变形公式求出汽车行驶的距离，根据公式W=Fs求出牵引力做的功；
（3）已知蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%，可求出转化成的电能；
（4）已知燃油的质量4.475kg，燃油的热值为4.0×107J/kg，根据Q放=mq可求出燃油放出的热量，被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和，最后根据效率公式求出内燃机的效率．
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