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7.要实现“绿水青山”，节能减排势在必行。关于能源、能量及其转化，下列说法正确的是()
A.能量在转化和转移的过程中，能的总量越来越少
B.“零排放”的纯电动车能量转化效率可达100％
C.氢燃料发动机能够将化学能全部转化为机械能
D.节能问题的核心是提高能量利用中的转化效率
A.能量在转化和转移的过程中，能的总量越来越少
B.“零排放”的纯电动车能量转化效率可达100％
C.氢燃料发动机能够将化学能全部转化为机械能
D.节能问题的核心是提高能量利用中的转化效率
答案
D
解析
【分析】
本题考查能源、能量转化的相关基础知识，解题思路是：逐一分析每个选项，结合能量守恒定律、能量转化效率的特点等核心概念，判断每个选项的正误，最终选出正确答案。
【解析】
选项A：根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中，总量保持不变，不会越来越少，因此A错误。
选项B：任何能量转化过程都会存在能量损耗，不可能达到100%的转化效率，纯电动车虽为零排放，但电机工作时仍有热量损耗，效率无法达到100%，因此B错误。
选项C：氢燃料发动机工作时，化学能转化为机械能的过程中，会有部分能量以热能等形式散失，无法将化学能全部转化为机械能，因此C错误。
选项D：节能的核心是提高能量利用中的转化效率，减少能量损耗，从而更高效地利用能源，因此D正确。
【答案】
D
【知识点】
能量守恒定律、能量转化效率、能源利用
【点评】
本题为基础概念考查题，聚焦能量守恒、能量转化效率等核心知识点，要求学生准确掌握相关基本概念，难度较低，属于易得分题目。
【难度系数】
0.6
本题考查能源、能量转化的相关基础知识，解题思路是：逐一分析每个选项，结合能量守恒定律、能量转化效率的特点等核心概念，判断每个选项的正误，最终选出正确答案。
【解析】
选项A：根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中，总量保持不变，不会越来越少，因此A错误。
选项B：任何能量转化过程都会存在能量损耗，不可能达到100%的转化效率，纯电动车虽为零排放，但电机工作时仍有热量损耗，效率无法达到100%，因此B错误。
选项C：氢燃料发动机工作时，化学能转化为机械能的过程中，会有部分能量以热能等形式散失，无法将化学能全部转化为机械能，因此C错误。
选项D：节能的核心是提高能量利用中的转化效率，减少能量损耗，从而更高效地利用能源，因此D正确。
【答案】
D
【知识点】
能量守恒定律、能量转化效率、能源利用
【点评】
本题为基础概念考查题，聚焦能量守恒、能量转化效率等核心知识点，要求学生准确掌握相关基本概念，难度较低，属于易得分题目。
【难度系数】
0.6
8.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一。如图5所示，关于太阳能的利用，下列说法正确的是()
A.图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为植物的化学能
B.图乙中，太阳能热水器通过做功的方式将太阳能转化为水的内能
C.图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D.图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
A.图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为植物的化学能
B.图乙中，太阳能热水器通过做功的方式将太阳能转化为水的内能
C.图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D.图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
答案
A
解析
【分析】
要判断各选项关于太阳能利用的能量转化是否正确，需明确每个装置对应的能量转化过程，逐一分析各选项的能量转化逻辑，即可得出正确结论。
【解析】
A选项：绿色植物的光合作用，是将太阳能转化为植物体内的化学能储存起来，该说法正确；
B选项：太阳能热水器是通过热传递的方式，将太阳能转化为水的内能，并非做功，该说法错误；
C选项：太阳能交通信号灯，是先将太阳能转化为电能，再将电能转化为信号灯的光能，不是直接转化，该说法错误；
D选项：太阳能飞机，是先将太阳能转化为电能，再将电能转化为飞机的机械能，并非直接转化，该说法错误。
综上，正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
能量的转化、太阳能的利用
【点评】
本题考查太阳能在不同装置中的能量转化，属于基础知识点的应用，需要学生准确区分不同装置的能量转化过程，难度适中。
【难度系数】
0.7
要判断各选项关于太阳能利用的能量转化是否正确，需明确每个装置对应的能量转化过程，逐一分析各选项的能量转化逻辑，即可得出正确结论。
【解析】
A选项：绿色植物的光合作用，是将太阳能转化为植物体内的化学能储存起来，该说法正确；
B选项：太阳能热水器是通过热传递的方式，将太阳能转化为水的内能，并非做功，该说法错误；
C选项：太阳能交通信号灯，是先将太阳能转化为电能，再将电能转化为信号灯的光能，不是直接转化，该说法错误；
D选项：太阳能飞机，是先将太阳能转化为电能，再将电能转化为飞机的机械能，并非直接转化，该说法错误。
综上，正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
能量的转化、太阳能的利用
【点评】
本题考查太阳能在不同装置中的能量转化，属于基础知识点的应用，需要学生准确区分不同装置的能量转化过程，难度适中。
【难度系数】
0.7
9. 提升题▶某油电混合动力汽车是一种新型节能汽车。这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给汽车提供动力的同时，也给动力蓄电池组充电。已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组能储存的最大电能是$1×10^8$ J，若该车以80 km/h的速度匀速直线行驶了1 h，行驶过程中所受阻力大小为900 N，此过程中动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的20%，内燃机共消耗燃油6.25 L。（燃油的热值为$4.6×10^7$J/kg，燃油的密度为$0.8×10^3$ kg/m³）
(1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量为多少？
(2)牵引力做的功是多少？
(3)该油电混合动力汽车的内燃机的效率是多少？
(4)从节能环保的角度，纯电动汽车与传统燃油汽车相比，有什么优点？
(1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量为多少？
(2)牵引力做的功是多少？
(3)该油电混合动力汽车的内燃机的效率是多少？
(4)从节能环保的角度，纯电动汽车与传统燃油汽车相比，有什么优点？
答案
解：
(1) 消耗燃油的体积：
$V = 6.25\ \mathrm{L} = 6.25×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
由$\rho=\frac{m}{V}$得，燃油的质量：
$m = \rho V = 0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 6.25×10^{-3}\ \mathrm{m}^3 = 5\ \mathrm{kg}$
燃油完全燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = mq = 5\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 2.3×10^8\ \mathrm{J}$
(2) 汽车匀速直线行驶，牵引力与阻力为平衡力，故$F = f = 900\ \mathrm{N}$
汽车行驶的路程：
$s = vt = 80\ \mathrm{km/h} × 1\ \mathrm{h} = 80\ \mathrm{km} = 8×10^4\ \mathrm{m}$
牵引力做的功：
$W_{\mathrm{牵}} = Fs = 900\ \mathrm{N} × 8×10^4\ \mathrm{m} = 7.2×10^7\ \mathrm{J}$
(3) 蓄电池组增加的电能：
$W_{\mathrm{电}} = 1×10^8\ \mathrm{J} × 20\% = 2×10^7\ \mathrm{J}$
内燃机输出的有用总功为牵引力做功与新增电能之和：
$W_{\mathrm{有}} = W_{\mathrm{牵}} + W_{\mathrm{电}} = 7.2×10^7\ \mathrm{J} + 2×10^7\ \mathrm{J} = 9.2×10^7\ \mathrm{J}$
内燃机的效率：
$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% = \frac{9.2×10^7\ \mathrm{J}}{2.3×10^8\ \mathrm{J}} × 100\% = 40\%$
(4) 答：纯电动汽车相比传统燃油汽车，可节约化石能源，减少尾气排放造成的大气污染，运行噪声更低，能量利用效率更高。
(1) 消耗燃油的体积：
$V = 6.25\ \mathrm{L} = 6.25×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
由$\rho=\frac{m}{V}$得，燃油的质量：
$m = \rho V = 0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 6.25×10^{-3}\ \mathrm{m}^3 = 5\ \mathrm{kg}$
燃油完全燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = mq = 5\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 2.3×10^8\ \mathrm{J}$
(2) 汽车匀速直线行驶，牵引力与阻力为平衡力，故$F = f = 900\ \mathrm{N}$
汽车行驶的路程：
$s = vt = 80\ \mathrm{km/h} × 1\ \mathrm{h} = 80\ \mathrm{km} = 8×10^4\ \mathrm{m}$
牵引力做的功：
$W_{\mathrm{牵}} = Fs = 900\ \mathrm{N} × 8×10^4\ \mathrm{m} = 7.2×10^7\ \mathrm{J}$
(3) 蓄电池组增加的电能：
$W_{\mathrm{电}} = 1×10^8\ \mathrm{J} × 20\% = 2×10^7\ \mathrm{J}$
内燃机输出的有用总功为牵引力做功与新增电能之和：
$W_{\mathrm{有}} = W_{\mathrm{牵}} + W_{\mathrm{电}} = 7.2×10^7\ \mathrm{J} + 2×10^7\ \mathrm{J} = 9.2×10^7\ \mathrm{J}$
内燃机的效率：
$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% = \frac{9.2×10^7\ \mathrm{J}}{2.3×10^8\ \mathrm{J}} × 100\% = 40\%$
(4) 答：纯电动汽车相比传统燃油汽车，可节约化石能源，减少尾气排放造成的大气污染，运行噪声更低，能量利用效率更高。
解析
【分析】
本题是结合力学、热学的综合应用题，需分步骤解决四个小问题：①第(1)问求燃油完全燃烧放出的热量，需先换算燃油体积单位，利用密度公式计算燃油质量，再结合热值公式求解；②第(2)问求牵引力做功，利用匀速直线运动时牵引力与阻力平衡得到牵引力，再由速度公式计算行驶路程，最后用功的公式计算；③第(3)问求内燃机效率，需明确内燃机的有用功是牵引力做功与蓄电池增加的电能之和，再结合总放热计算效率；④第(4)问从节能环保角度对比纯电动汽车与传统燃油汽车的优点，结合实际作答。
【解析】
解：
(1) 消耗燃油的体积：
$V = 6.25\ \mathrm{L} = 6.25×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
由$\rho=\frac{m}{V}$得，燃油的质量：
$m = \rho V = 0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 6.25×10^{-3}\ \mathrm{m}^3 = 5\ \mathrm{kg}$
燃油完全燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = mq = 5\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 2.3×10^8\ \mathrm{J}$
(2) 汽车匀速直线行驶，牵引力与阻力为平衡力，故$F = f = 900\ \mathrm{N}$
汽车行驶的路程：
$s = vt = 80\ \mathrm{km/h} × 1\ \mathrm{h} = 80\ \mathrm{km} = 8×10^4\ \mathrm{m}$
牵引力做的功：
$W_{\mathrm{牵}} = Fs = 900\ \mathrm{N} × 8×10^4\ \mathrm{m} = 7.2×10^7\ \mathrm{J}$
(3) 蓄电池组增加的电能：
$W_{\mathrm{电}} = 1×10^8\ \mathrm{J} × 20\% = 2×10^7\ \mathrm{J}$
内燃机输出的有用总功为牵引力做功与新增电能之和：
$W_{\mathrm{有}} = W_{\mathrm{牵}} + W_{\mathrm{电}} = 7.2×10^7\ \mathrm{J} + 2×10^7\ \mathrm{J} = 9.2×10^7\ \mathrm{J}$
内燃机的效率：
$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% = \frac{9.2×10^7\ \mathrm{J}}{2.3×10^8\ \mathrm{J}} × 100\% = 40\%$
(4) 纯电动汽车相比传统燃油汽车，可节约化石能源，减少尾气排放造成的大气污染，运行噪声更低，能量利用效率更高。
【答案】
(1) $2.3×10^8\ \mathrm{J}$；(2) $7.2×10^7\ \mathrm{J}$；(3) $40\%$；(4) 纯电动汽车可节约化石能源，减少尾气排放造成的大气污染，运行噪声更低，能量利用效率更高。
【知识点】
热值计算、功的计算、热机效率
【点评】
本题以油电混合动力汽车为背景，综合考查密度、热值、功、热机效率的计算，以及节能环保知识，注重物理知识的实际应用，需学生具备综合分析和公式应用能力，步骤较多，对审题能力要求较高。
【难度系数】
0.5
本题是结合力学、热学的综合应用题，需分步骤解决四个小问题：①第(1)问求燃油完全燃烧放出的热量，需先换算燃油体积单位，利用密度公式计算燃油质量，再结合热值公式求解；②第(2)问求牵引力做功，利用匀速直线运动时牵引力与阻力平衡得到牵引力，再由速度公式计算行驶路程，最后用功的公式计算；③第(3)问求内燃机效率，需明确内燃机的有用功是牵引力做功与蓄电池增加的电能之和，再结合总放热计算效率；④第(4)问从节能环保角度对比纯电动汽车与传统燃油汽车的优点，结合实际作答。
【解析】
解：
(1) 消耗燃油的体积：
$V = 6.25\ \mathrm{L} = 6.25×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
由$\rho=\frac{m}{V}$得，燃油的质量：
$m = \rho V = 0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 6.25×10^{-3}\ \mathrm{m}^3 = 5\ \mathrm{kg}$
燃油完全燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = mq = 5\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 2.3×10^8\ \mathrm{J}$
(2) 汽车匀速直线行驶，牵引力与阻力为平衡力，故$F = f = 900\ \mathrm{N}$
汽车行驶的路程：
$s = vt = 80\ \mathrm{km/h} × 1\ \mathrm{h} = 80\ \mathrm{km} = 8×10^4\ \mathrm{m}$
牵引力做的功：
$W_{\mathrm{牵}} = Fs = 900\ \mathrm{N} × 8×10^4\ \mathrm{m} = 7.2×10^7\ \mathrm{J}$
(3) 蓄电池组增加的电能：
$W_{\mathrm{电}} = 1×10^8\ \mathrm{J} × 20\% = 2×10^7\ \mathrm{J}$
内燃机输出的有用总功为牵引力做功与新增电能之和：
$W_{\mathrm{有}} = W_{\mathrm{牵}} + W_{\mathrm{电}} = 7.2×10^7\ \mathrm{J} + 2×10^7\ \mathrm{J} = 9.2×10^7\ \mathrm{J}$
内燃机的效率：
$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% = \frac{9.2×10^7\ \mathrm{J}}{2.3×10^8\ \mathrm{J}} × 100\% = 40\%$
(4) 纯电动汽车相比传统燃油汽车，可节约化石能源，减少尾气排放造成的大气污染，运行噪声更低，能量利用效率更高。
【答案】
(1) $2.3×10^8\ \mathrm{J}$；(2) $7.2×10^7\ \mathrm{J}$；(3) $40\%$；(4) 纯电动汽车可节约化石能源，减少尾气排放造成的大气污染，运行噪声更低，能量利用效率更高。
【知识点】
热值计算、功的计算、热机效率
【点评】
本题以油电混合动力汽车为背景，综合考查密度、热值、功、热机效率的计算，以及节能环保知识，注重物理知识的实际应用，需学生具备综合分析和公式应用能力，步骤较多，对审题能力要求较高。
【难度系数】
0.5
