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18. 电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小明对家里的电动自行车进行了测试。他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图像。已知匀速行驶时，电动机输入电压为36V，输入电流为5A。由图可知，7～12s电动自行车受到的摩擦力为
30
N；电动自行车匀速行驶时，电动机消耗电能的功率是180
W，电能转化为机械能的效率为66.7
%。答案
30
180
66.7
180
66.7
解析
【解析】
1. 由v-t图像可知，7～12s电动自行车做匀速直线运动，水平方向牵引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等；由F-t图像可知，此时牵引力为30N，故摩擦力$ f=F=30N $。
2. 电动机消耗电能的功率：$ P_{电}=UI=36V×5A=180W $。
3. 电动自行车匀速行驶时，机械能的功率：$ P_{机}=Fv=30N×4m/s=120W $，
电能转化为机械能的效率：$ \eta=\frac{P_{机}}{P_{电}}×100\%=\frac{120W}{180W}×100\%\approx66.7\% $。
【答案】
30；180；66.7
【知识点】
二力平衡条件；电功率计算；能量转化效率
【点评】
本题结合图像考查二力平衡、电功率及效率的计算，关键是从图像中获取有效信息，熟练运用相关公式。
【难度系数】
0.6
1. 由v-t图像可知，7～12s电动自行车做匀速直线运动，水平方向牵引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等；由F-t图像可知，此时牵引力为30N，故摩擦力$ f=F=30N $。
2. 电动机消耗电能的功率：$ P_{电}=UI=36V×5A=180W $。
3. 电动自行车匀速行驶时，机械能的功率：$ P_{机}=Fv=30N×4m/s=120W $，
电能转化为机械能的效率：$ \eta=\frac{P_{机}}{P_{电}}×100\%=\frac{120W}{180W}×100\%\approx66.7\% $。
【答案】
30；180；66.7
【知识点】
二力平衡条件；电功率计算；能量转化效率
【点评】
本题结合图像考查二力平衡、电功率及效率的计算，关键是从图像中获取有效信息，熟练运用相关公式。
【难度系数】
0.6
19. 核电站利用核
裂变
(填“裂变”或“聚变”)产生能量，经过能量转化，最后由发电机将机械能转化为电能。核能属于不可再生
(填“可再生”或“不可再生”)能源。答案
裂变
不可再生
不可再生
解析
【解析】
核电站是利用核裂变产生能量来发电的，核聚变目前尚未实现可控和平利用于发电；核能所使用的核燃料在短期内无法从自然界得到补充，因此属于不可再生能源。
【答案】
裂变；不可再生
【知识点】
核裂变应用；不可再生能源
【点评】
本题考查核能的利用方式以及能源的分类，属于基础概念题，需牢记相关知识点。
【难度系数】
0.9
核电站是利用核裂变产生能量来发电的，核聚变目前尚未实现可控和平利用于发电；核能所使用的核燃料在短期内无法从自然界得到补充，因此属于不可再生能源。
【答案】
裂变；不可再生
【知识点】
核裂变应用；不可再生能源
【点评】
本题考查核能的利用方式以及能源的分类，属于基础概念题，需牢记相关知识点。
【难度系数】
0.9
20. 把垃圾分类回收后，可用于发电，从能源的角度看，电能属于
二次能源
(填“一次能源”或“二次能源”)；电动自行车在使用过程中，将电能主要转化为机械
能。答案
二次能源
机械
机械
解析
【解析】
一次能源是可直接从自然界获取的能源，二次能源需通过一次能源转化得到，电能无法直接从自然界获取，由其他能源转化而来，因此属于二次能源；电动自行车使用时，将电能主要转化为机械能来驱动车辆运动。
【答案】
二次能源；机械
【知识点】
能源的分类、能量的转化
【点评】
本题考查能源分类与能量转化的基础概念，属于对物理基础知识的常规考查，侧重对基本概念的理解与掌握。
【难度系数】
0.8
一次能源是可直接从自然界获取的能源，二次能源需通过一次能源转化得到，电能无法直接从自然界获取，由其他能源转化而来，因此属于二次能源；电动自行车使用时，将电能主要转化为机械能来驱动车辆运动。
【答案】
二次能源；机械
【知识点】
能源的分类、能量的转化
【点评】
本题考查能源分类与能量转化的基础概念，属于对物理基础知识的常规考查，侧重对基本概念的理解与掌握。
【难度系数】
0.8
21. 乌东德水电站是实施“西电东送”的国家重大工程，它投入使用后将水能转化为
电
能，水能属于可再生
(填“可再生”或“不可再生”)能源。答案
电
可再生
可再生
解析
【解析】
水电站通过水的机械能驱动发电机发电，将水能转化为电能；可再生能源是能够在自然界中源源不断获取的能源，水能可借助水循环持续再生，属于可再生能源。
【答案】
电；可再生
【知识点】
能量的转化；可再生能源
【点评】
本题为基础题，考查能量转化与能源分类的相关知识，联系实际工程，帮助学生理解常见能源类型和能量转化形式。
【难度系数】
0.9
水电站通过水的机械能驱动发电机发电，将水能转化为电能；可再生能源是能够在自然界中源源不断获取的能源，水能可借助水循环持续再生，属于可再生能源。
【答案】
电；可再生
【知识点】
能量的转化；可再生能源
【点评】
本题为基础题，考查能量转化与能源分类的相关知识，联系实际工程，帮助学生理解常见能源类型和能量转化形式。
【难度系数】
0.9
22. 干热岩是指埋藏于地下3～10km，没有水或蒸汽、致密不渗透的高温岩体。2017年，我国科学家在青海共和盆地3705m深处钻获236℃的高温干热岩体。通过从地表向高温岩体打井从而注入温度较低的水，待冷水吸热变成高温水汽之后，又从其他位置的竖井提取出来用于地热发电和综合利用。由以上材料可知，干热岩发电实际上是利用
热传递
来改变水的内能的，干热岩能源是一种清洁
(填“清洁”或“不清洁”)的可再生一次能源。答案
热传递
清洁
清洁
23. 汽车刹车的过程中，伴随着能量从机械能转化为
内能
。内能散失到空气中，此过程能量的总和不变
(填“增大”“不变”或“减小”)；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方向
性。答案
内能
不变
方向
不变
方向
解析
【解析】
汽车刹车过程中，摩擦力做功，机械能转化为内能；根据能量守恒定律，能量在转化和转移过程中总量保持不变；能量的转移和转化具有方向性，因此散失到空气中的内能无法自动转化为机械能驱动汽车。
【答案】
内能；不变；方向
【知识点】
能量守恒定律；能量转化的方向性
【点评】
本题结合汽车刹车的生活实例，考查能量转化与守恒的基础概念，将物理知识与生活实际结合，注重对基础规律的理解与应用。
【难度系数】
0.8
汽车刹车过程中，摩擦力做功，机械能转化为内能；根据能量守恒定律，能量在转化和转移过程中总量保持不变；能量的转移和转化具有方向性，因此散失到空气中的内能无法自动转化为机械能驱动汽车。
【答案】
内能；不变；方向
【知识点】
能量守恒定律；能量转化的方向性
【点评】
本题结合汽车刹车的生活实例，考查能量转化与守恒的基础概念，将物理知识与生活实际结合，注重对基础规律的理解与应用。
【难度系数】
0.8
24. 学校突然停电后，为不影响学校各项工作的正常开展，学校在外借了两台柴油发电机用来发电。请写出三种柴油发电机发电时的能量转化：
①
②
③
①
柴油的化学能转化为内能
。②
内能转化为机械能
。③
机械能转化为电能
。答案
柴油的化学能转化为内能
内能转化为机械能
机械能转化为电能
内能转化为机械能
机械能转化为电能
解析
【解析】
柴油发电机发电时的能量转化分为三个阶段：①柴油燃烧释放能量，将柴油的化学能转化为内能；②内能推动发动机活塞做机械运动，将内能转化为机械能；③发电机在机械能的带动下产生电能，将机械能转化为电能。
【答案】
①柴油的化学能转化为内能；②内能转化为机械能；③机械能转化为电能
【知识点】
能量的相互转化、热机工作原理、电磁感应原理
【点评】
本题考查柴油发电机工作过程中的能量转化，需结合热机和发电机的工作原理，理清每一步的能量变化形式，属于基础概念题。
【难度系数】
0.8
柴油发电机发电时的能量转化分为三个阶段：①柴油燃烧释放能量，将柴油的化学能转化为内能；②内能推动发动机活塞做机械运动，将内能转化为机械能；③发电机在机械能的带动下产生电能，将机械能转化为电能。
【答案】
①柴油的化学能转化为内能；②内能转化为机械能；③机械能转化为电能
【知识点】
能量的相互转化、热机工作原理、电磁感应原理
【点评】
本题考查柴油发电机工作过程中的能量转化，需结合热机和发电机的工作原理，理清每一步的能量变化形式，属于基础概念题。
【难度系数】
0.8
25. 一城市在某夜晚将总功率为2000kW的景观灯熄灭1h。如果这些电能由燃烧煤炭的火电站提供，已知煤炭的热值为3.7×10⁷J/kg，煤炭提供的能量最终只有20%转化为电能。
(1)写出两个火力发电中的能量转化：
(2)该城市这一晚少消耗了多少煤炭？
(1)写出两个火力发电中的能量转化：
化学能转化为内能
、内能转化为机械能
。(2)该城市这一晚少消耗了多少煤炭？
答案
化学能转化为内能
内能转化为机械能
解：总功率为2000 kW的景观灯熄灭1 h节约的电能
$ W=Pt=2000\ \mathrm{kW} × 1\ \mathrm{h}=2000\ \mathrm{kW·h}=2000 × 3.6 × 10^6\ \mathrm{J}=7.2 × 10^9\ \mathrm{J}$
需要煤炭提供的能量
$ Q_{\mathrm{燃}}=\frac{7.2 × 10^9\ \mathrm{J}}{20\%}=3.6 × 10^{10}\ \mathrm{J}$
则需要完全燃烧的煤炭的质量
$ m=\frac{Q_{\mathrm{燃}}}{q}=\frac{3.6 × 10^{10}\ \mathrm{J}}{3.7 × 10^7\ \mathrm{J/kg}} \approx 973\ \mathrm{kg}$
内能转化为机械能
解：总功率为2000 kW的景观灯熄灭1 h节约的电能
$ W=Pt=2000\ \mathrm{kW} × 1\ \mathrm{h}=2000\ \mathrm{kW·h}=2000 × 3.6 × 10^6\ \mathrm{J}=7.2 × 10^9\ \mathrm{J}$
需要煤炭提供的能量
$ Q_{\mathrm{燃}}=\frac{7.2 × 10^9\ \mathrm{J}}{20\%}=3.6 × 10^{10}\ \mathrm{J}$
则需要完全燃烧的煤炭的质量
$ m=\frac{Q_{\mathrm{燃}}}{q}=\frac{3.6 × 10^{10}\ \mathrm{J}}{3.7 × 10^7\ \mathrm{J/kg}} \approx 973\ \mathrm{kg}$
解析
【解析】
(1) 火力发电过程中，煤炭燃烧时化学能转化为内能；汽轮机工作时内能转化为机械能。
(2) ① 计算节约的电能：
$ W=Pt=2000\ \mathrm{kW} × 1\ \mathrm{h}=2000\ \mathrm{kW·h}=2000 × 3.6 × 10^6\ \mathrm{J}=7.2 × 10^9\ \mathrm{J}$
② 计算煤炭需要提供的总能量：
$ Q_{\mathrm{燃}}=\frac{W}{20\%}=\frac{7.2 × 10^9\ \mathrm{J}}{20\%}=3.6 × 10^{10}\ \mathrm{J}$
③ 计算少消耗的煤炭质量：
由$ Q=mq$得，$ m=\frac{Q_{\mathrm{燃}}}{q}=\frac{3.6 × 10^{10}\ \mathrm{J}}{3.7 × 10^7\ \mathrm{J/kg}} \approx 973\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1) 化学能转化为内能；内能转化为机械能
(2) 约973kg
【知识点】
能量转化、热值计算、电功计算
【点评】
本题结合实际场景考查火力发电的能量转化及电功、热值的综合计算，需明确能量转化过程，熟练运用相关公式，注意单位换算的准确性。
【难度系数】
0.6
(1) 火力发电过程中，煤炭燃烧时化学能转化为内能；汽轮机工作时内能转化为机械能。
(2) ① 计算节约的电能：
$ W=Pt=2000\ \mathrm{kW} × 1\ \mathrm{h}=2000\ \mathrm{kW·h}=2000 × 3.6 × 10^6\ \mathrm{J}=7.2 × 10^9\ \mathrm{J}$
② 计算煤炭需要提供的总能量：
$ Q_{\mathrm{燃}}=\frac{W}{20\%}=\frac{7.2 × 10^9\ \mathrm{J}}{20\%}=3.6 × 10^{10}\ \mathrm{J}$
③ 计算少消耗的煤炭质量：
由$ Q=mq$得，$ m=\frac{Q_{\mathrm{燃}}}{q}=\frac{3.6 × 10^{10}\ \mathrm{J}}{3.7 × 10^7\ \mathrm{J/kg}} \approx 973\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1) 化学能转化为内能；内能转化为机械能
(2) 约973kg
【知识点】
能量转化、热值计算、电功计算
【点评】
本题结合实际场景考查火力发电的能量转化及电功、热值的综合计算，需明确能量转化过程，熟练运用相关公式，注意单位换算的准确性。
【难度系数】
0.6
