初中教科版2 能量转化的方向性和效率复习练习题

11.2能量转化的方向性和效率同步练习教科版初中物理九年级下册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 下列关于能量的转化说明正确的是

A. 太阳能电池板白天工作是将光能转化为化学能
B. 萤火虫发光是将内能转化为光能
C. 植物进行光合作用是将光能转化为内能
D. 给手机锂电池充电是将电能转化为化学能

2. 下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是

A. 蓄电池充电时，化学能转化为电能
B. 暖瓶塞跳起时，机械能转化为内能
C. 用热水袋取暖时，内能发生了转移
D. 电动机工作时，机械能转化为电能

3. 2020年6月23日，长征三号乙运载火箭搭载着北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射，标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。下列说法正确的是

A. 燃料燃烧时，将化学能转化为内能
B. 火箭加速升空时，将动能转化为重力势能
C. 火箭卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为机械能
D. 火箭外壳与空气剧烈摩擦，将内能转化为机械能

4. 下列现象中，只有能的转移而不发生能的转化的过程是

A. 子弹从枪膛射出 B. 用钢锯锯木头，锯条会发热
C. 用天然气烧开水时，水温升高 D. 冬天用手摸户外的金属时感到冷

5. 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

6. 关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是

A. 地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能
B. 自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律
C. 空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能
D. 热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体

7. 现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光。则这款鞋发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是

A. 机械能转化为电能，再转化为光能
B. 电能转化为机械能，再转化为光能
C. 机械能转化为光能，再转化为电能
D. 光能转化为机械能，再转化为电能

8. “会发电的衣服是由一种利用运动产生电流的“发电纤维”织造的，人穿上这种纤维织成衣物后，在运动过程中衣物会产生一些压折，衣物中就能形成源源不断的电流。下列叙述正确的

A. 衣服发电时，机械能转化成电能
B. 衣服发电时，化学能转化成电能
C. 人运动时，人体内的电能转化成机械能
D. 人运动时，人体内的电能转化成热能

9. 下列事例中，属于内能转化为机械能的是

A. 两手相互搓一搓，手心变热
B. 用气筒给车打气时，气筒发热
C. 水壶中的水沸腾时，壶盖被水蒸气顶起
D. 流星在空中滑落时发光发热

10. 如图甲、乙、丙所示，下列就其过程及能量转化分析正确的是

A. 图甲塞子被弹起时，机械能内能
B. 图乙为压缩冲程，内能机械能
C. 图丙为压缩冲程，内能机械能
D. 图丙为做功冲程，内能机械能

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星。发射时，发射架下腾起大量的“白气”，它是由水蒸气发生______填写物态变化名称现象形成的；火箭发射升空时，燃料燃烧的______能转化为火箭的______能。地面指挥中心是通过______选填“电磁波”或“超声波”与运行的卫星联系的。
12. 在阳光下的物体温度升高，是光能转化为______能，硅光电池工作时，将光能转化为______能，酒精燃烧时______能转化为内能。
13. 各种形式的能在一定的条件下可以相互转化，请你仿照图中给出的两个示例，写出光能转化为内能______、电能转化为机械能______、化学能转化为电能______的实例。
    
     

14. 如图是人们设想中的永动机，它通过高处水流冲击叶片，使叶片转动来带动抽水机将水从低处抽到高处，从而循环工作，这种永动机不能够永远工作下去，因为它违背了          ，抽水机在工作过程中，机械能总量          填“增大”“减少”或“不变”．
     

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 如图1所示是一个内壁光滑且密闭绝热的金属圆筒，左端固定在墙上，现在先用力F向左推活塞，使活塞从A位置运动到最左端C位置。撤销力F后，活塞又被圆筒内气体推回到A位置。请在图2中作出活塞从A运动到C再返回A过程中金属圆筒内的气体内能随位置变化的大致关系图象。绝热：表示没有热量传递。坐标原点为内能零起点。

16. 请将能量转化类型与其对应的实例或装置用线连起来。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾。
    等水沸腾后，你观察到的现象是______。
    整个实验中能量的转化或转移情况是：
    __________________。
    在实验中为了安全，你认为应采取的措施是______。
    这个实验，展示了人类利用内能的过程，其主要应用是______。
18. 阅读短文，回答问题。
    汽车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，一个工作循环经历进气、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、，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，都有一根汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
    汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为______能。
    若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为______用字母表示。
    若汽车发动机以恒定功率输出，在爬坡的时候减慢车速，目的是______。
    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
    当发动机转速为时，则发动机每个工作循环所需要的时间为______s。

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 用煤气灶把2kg，初温为的水烧到，消耗了20g煤气，已知水的比热容是，煤气的热值为，求：

水吸收的热量；

煤气完全燃烧放出的热量；

该煤气灶烧水的效率






 

20. 小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是，他想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量．于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将标准大气压下的水烧开。 

小明家每天烧水做饭需要多少热量？ 

普通煤的热值为，理论上小明家每天烧水做饭至少需要多少千克普通煤？

小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤算，他家每天实际用煤，求小明家煤炉的实际效率？

你认为小明家煤炉效率低的原因是什么？从大的方面讲，家用煤炉除了热效率低、浪费能源的缺点外，另一个主要缺点是什么？

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】解：
A、太阳能电池板白天工作是将光能直接转化为电能，故A错误；
B、萤火虫发光是将化学能转化为光能，故B错误；
C、绿色植物的光合作用，将光能转化为化学能储存在体内，故C错误；
D、给手机锂电池充电时，电池相当于是用电器，是将电能转化为化学能，故D正确。
故选：D。
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。
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。例如电饭锅、电暖气等都是将电能转化为内能；电动机类将电能转化为机械能。
 

2.【答案】C
 

【解析】

【分析】
本题考查能量的转化和转移；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。
【解答】
A.蓄电池充电时，消耗电能得到化学能，所以是电能转化为化学能；故A错误；
B.暖瓶塞跳起时，瓶内空气的内能减少，瓶塞获得了机械能，所以是内能转化为机械能；故B错误；
C.利用热水袋取暖时，热水袋温度降低内能减少，人体获得热量，所以是内能的转移；故C正确；
D.电动机工作时，消耗电能，得到机械能，所以是电能转化为机械能。故D错误。
故选C。  

3.【答案】A
 

【解析】解：A、燃料燃烧时，消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能，故A正确；
B、火箭加速升空，质量不变，速度增大，动能增大，同时高度增大，势能也增大机械能增大，是燃料燃烧所释放的内能转化为机械能，故B错误；
C、太阳能电池板把太阳能直接转化为电能，供卫星工作时使用，故C错误；
D、火箭外壳与空气剧烈摩擦，将机械能转化为内能，故D错误。
故选：A。
分析能量转化过程中消耗了哪种形式的能，产生了哪种形式的能，进而可以判断该过程中的能量转化。
机械能包括动能和势能，动能与质量和速度有关，质量越大、速度越大则动能越大，重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大。
本题考查了能量的转化，判断出消耗的和增加的能量是解答的关键，属于基础知识。
 

4.【答案】D
 

【解析】解：A、子弹从枪膛射出，是火药的化学能转化为子弹的机械能，属于能量的转化，故A不符合题意；
B、用钢锯锯木头，锯条会发热，是摩擦生热现象，将机械能转化为内能，属于能量的转化，故B不符合题意；
C、用天然气烧开水时，是燃料的化学能转化为内能，属于能量的转化，故C不符合题意；
D、冬天用手摸户外的东西感到冷，是热传递改变内能，属于能的转移，故D符合题意。
故选：D。
自然界的能量既不会消失，也不会创生，只会从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上。
本题判断只发生能的转移而不发生能的转化的现象，应是变化前后两状态下能量的形式相同。
此题是考查生活中能量的转移和转化的现象，解决此类问题要知道做功过程是能量的转化过程。
 

5.【答案】C
 

【解析】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。
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；
改变内能的方法是做功和热传递；
能量在转化和转移的过程中，能量的总量会保持不变。
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，例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。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：A、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A正确；
B、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B错误；
C、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：B。
化石燃料蕴藏的能量来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能；
能量守恒定律：是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。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。
此题考查能量的转移和转化，深入理解能量守恒定律是解答此题的前提。
 

7.【答案】A
 

【解析】

【分析】
根据题意结合能量的转化分析即可。
本题考查了学生对充电电池中能量转化的了解与掌握，是联系生活实际的基础题目。
【解答】
穿上鞋走路时，具有机械能，鞋会发光，具有光能；根据题意可知，该鞋发电鞋的工作原理是电磁感应现象，先是机械能转化为电能，电能又转化为光能；
故BCD错误，A正确；
故选：A。  

8.【答案】A
 

【解析】解：由题意可知，当人穿上这种纤维织成的衣物后，衣服因运动压折或者遇上一阵微风，就能够形成源源不断的电流，消耗了机械能，得到电能，所以是将人体的机械能转化为电能，故A正确，BCD错误。
故选：A。
能量转化要明确转化前是什么能，消耗了什么能，转化后是什么能，得到什么能。
本题考查能量的转化问题，理解压力作用的过程是一个消耗机械能的过程是一个理解的难点。
 

9.【答案】C
 

【解析】解：A、两手相互搓一搓，手心变热是摩擦生热，也就是做功的方式使内能增加，是把机械能转化为内能，不符合题意。
B、用气筒打气时气筒发热，一是压缩气体做功，机械能转化为内能，二是克服摩擦做功，机械能转化为内能。不符合题意。
C、烧水时蒸气把壶盖顶起，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。符合题意。
D、流星在空中滑落时发光发热是机械能转化为内能，不符合题意。
故选：C。
自然界的能量既不会消失，也不会创生，只会从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上。
生活中存在很多机械能和其他形式能的转化的现象。内燃机是内能转化为机械能；发电机是机械能转化为电能；电动机是电能转化为机械能；摩擦生热是机械能转化为内能等等。
掌握能量守恒定律。正确理解生活中的能的转移和转化。
 

10.【答案】D
 

【解析】解：
A、甲图中，塞子被弹起时，热水瓶内水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，瓶内水蒸气的内能会减小，故A错误。
B、乙图中，内燃机的两个气门都关闭，活塞由下向上运动，压缩气缸内气体，该冲程是压缩冲程，此冲程中将机械能转化为内能，故B错误。
CD、丙图中，内燃机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，此冲程中燃气的内能转化为机械能，故C错误，D正确。
故选：D。
做功可以改变物体的内能，对物体做功，物体的内能会增加，物体对外做功，其内能会减小。
内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成；由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；
四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能量的转化。
本题考查了做功改变物体的内能和内燃机四个冲程以及能量转化的分析，属于综合性题目。
 

11.【答案】液化  内  机械  电磁波
 

【解析】解：火箭离开地面时，高温火焰喷到发射架下的大水池中，水吸收巨大的热量而汽化成水蒸气，水蒸气上升时遇到周围的冷空气会液化成小水滴，就形成了我们看到的“白气”；
火箭升空时的能量转化：燃料的化学能先转化为内能，然后燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的机械能；
电磁波可以在真空中传播，地面指挥中心是通过电磁波与运行的卫星联系的。
故答案为：液化；内；机械；电磁波。
物质由气态变为液态的过程叫液化；
发射火箭时，燃料燃烧将化学能转化为内能，又将内能转化为火箭的机械能；
电磁波可以传递信息并且电磁波可以在真空中传播。
本题借助火箭发射考查了物态变化、能量转化以及电磁波的应用，注重知识应用能力的考查，难度不大。
 

12.【答案】内  电  化学
 

【解析】解：光具有的能量叫做光能，在阳光下的物体的温度升高，说明内能增加，是光能转化为内能；
硅光电池工作时将光能转化为电能；
酒精燃烧时将化学能转化为内能。
故答案为：内；电；化学。
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，因为总是消耗的能量转化为得到的能量。
本题考查了能量的转化过程，应学会分析生活中的能量转化现象，难度不大，属于基础知识的考查。
 

13.【答案】太阳能热水器使水升温  电风扇通电转动  干电池在使用时
 

【解析】解：太阳能热水器使水升温，将光能转化为内能；
电风扇通电转动，消耗电能，转化为机械能；
干电池在使用时，消耗化学能，转化为电能；
故答案为：太阳能热水器使水升温；电风扇通电转动；干电池在使用时。
能量的转化和转移普遍存在，能量的利用和浪费实质上是能量的转化或转移过程。
自然界中的能量以各种形式储存起来，在一定条件下可以相互转化或发生转移。
 

14.【答案】能量守恒定律；

减少；

【解析】略
 

15.【答案】解：活塞从A运动到C的过程中，活塞压缩金属筒内的气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体的内能变大，由于内壁光滑且密闭绝热，则机械能全部全部转化为内能，在C点时，气体内能最大；活塞从C返回到A的过程中，金属筒内的气体推动活塞做功，内能转化为机械能，气体的内能减小，由于内壁光滑且密闭绝热，则内能全部转化为机械能；所以从A点开始时和结束时的内能是相同的；由于任何物体都有内能，故气体的初始内能不为零，如图所示：

 

【解析】对物体做功，物体的内能会增加，物体对外做功，物体的内能会减少。
本题考查了做功改变物体内能、能量的守恒，属于基础知识。
 

16.【答案】解：太阳能热水器将光能转化为内能，太阳能电池板将光能转化为电能，电暖炉将电能转化为内能，木柴燃烧将化学能转化为内能。
故答案为：

 

【解析】看清能量转化前物体具有什么能，能量转化后物体具有什么能，然后确定能量的转化过程。
本题主要考查对能量转化方式的了解，能量转化现象在生活中比较普遍，在解题时要针对具体的情况明确能量转化的方向，然后具体分析。
 

17.【答案】塞子冲出，管口有“白气”生成  酒精的化学能转化为内能  酒精灯火焰的内能转移给水和水蒸气  水蒸气对塞子做功，水蒸气内能转化为塞子机械能  塞子不要塞得太紧  热机
 

【解析】解：把水加热至沸腾，水蒸气会把软木塞冲出去，高温水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减小，温度降低，管口的水蒸气遇冷液化，形成“白气”；
酒精的燃烧时将化学能转化为内能；热量由火传递给水和水蒸气，使得水和水蒸气的内能增加、温度升高；水蒸气会把软木塞冲出去，水蒸气内能转化为塞子机械能；
水蒸气膨胀时对外做功，若塞子塞的太紧，摩擦力较大，水蒸气的压强较大，容易使试管炸裂；
内能的另一个重要应用是用它来做功内能转化为机械能，因此如今使用的各种热机就是利用这个应用的机器。
故答案为：塞子冲出，管口有“白气”生成；酒精的化学能转化为内能；酒精灯火焰的内能转移给水和水蒸气；水蒸气对塞子做功，水蒸气内能转化为塞子机械能；塞子不要塞得太紧；热机。
燃料燃烧放出热量的过程就是将燃料的化学能转化为内能的过程；改变物体内能的两种方法：对物体做功、热传递，对物体做功物体的内能增加，物体对外做功，物体的内能减少；物体吸收热量内能增加，物体放出热量内能减少；
实验中塞子不能塞的太紧；
内燃机的四个冲程中，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能。
掌握改变物体内能的两种方法：做功和热传递，能对整个过程中的能量变化进行分析，并了解液化现象是解答的关键。
 

18.【答案】机械  pV  增大牵引力  A 
 

【解析】解：内燃机就是将内能转化为机械能的机器；
在做功冲程，活塞移动的距离为l，发动机的单缸排量，燃气对活塞所做的功：；
因为发动机的功率，即功率一定时，降低速度是为了增大牵引力；
四汽缸发动机，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，据此可知四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的是吸气冲程，故选A；
在发动机中，飞轮转2周完成一个工作循环，所以发动机转速为时，完成1500个工作循环，
每个工作循环所需要的时间为。
故答案为：机械；；增大牵引力；；。
内燃机就是利用内能来做功的机器，将内能转化为机械能；
利用功的公式求每个做功冲程燃气做功；
机车行进时，发动机的功率，即功率一定时，降低速度可以增大牵引力；
根据四缸发动机中1号汽缸发动机整个汽缸的工作特点机械分析；
根据发动机转速得到每个工作循环所需要的时间。
此题主要考查的是学生对内燃机的工作原理、功的计算、能量转化情况的理解和掌握，综合性题目。
 

19.【答案】解：水吸收的热量：


；
煤气完全燃烧放出的热量：
；
燃气灶烧水的效率：
。
答：水吸收的热量。

煤气完全燃烧放出的热量。

煤气灶烧水的效率。

【解析】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。
知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；
知道煤气的质量和煤气的热值，利用计算煤气完全燃烧放出的热量；
水吸收的热量是有用的能量，煤气完全燃烧放出的热量为总能量，利用效率公式求煤气灶烧水的效率。
 

20.【答案】解：水吸收的热量：
；
由题知，，
，
；
小明家煤炉效率；
煤不能完全燃烧或热量散失严重；产生废渣、废气，造成环境污染。
答：小明家每天烧水做饭需要的热量；
小明家每天烧水做饭需要煤；
小明家煤炉效率为；

煤不能完全燃烧或热量散失严重；产生废渣、废气，造成环境污染。
 

【解析】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，增强了学生的节能意识、环保意识，有意义，难度较大。
知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；

由题知，再利用计算需要煤的质量；
利用公式可以计算煤炉的效率；
煤不能完全燃烧或热量散失严重；产生废渣、废气，造成环境污染。