组卷网 > 知识点选题 > 能量转移和转化的方向性问题
解析
| 共计 88 道试题
1 . 阅读短文,回答问题。
超材料体素
超材料体素具有轻量化、高性能、易制造、组装速度快等特性。简单来说,超材料体素就像是一块网格状乐高积木,以它为材料来排列组合,可以组建赛车、机器人等各类复杂事物。如图是目前已经研发出来的一款由超材料体素组成的赛车,当撞上障碍物后,赛车网格状的内部结构发生变形后反弹吸收冲击力,使得赛车几乎不受到损坏。已有资料显示,超材料体素运用在风力涡轮机的叶片上,可实现叶片现场组装拆卸乃至回收利用。用超材料体素制作的飞机机翼可以在具有高强度特性的同时更加灵活,更贴近鸟类翅膀,可以顺势、持续改变形状来应对气压或风速的变化。超材料体素运用在机器人领域,可使机器人完成各类灵活动作,多个机器人甚至可以重组成一座桥。

(1)超材料体素组成的赛车在撞上障碍物后,几乎不受到损坏的原因是____________
(2)超材料体素运用在风力涡轮机的叶片上,可实现叶片现场组装拆卸乃至回收利用。小明由此设想:可以利用超材料体素制成风力发电永动机,通过回收的叶片来储存能量以实现循环使用。你认为小明的设想____________(选填“能”或“不能”)实现,理由是____________
(3)结合文中信息,提出一个可研究的物理问题:____________。[不得与(1)(2)小问重复]
昨日更新 | 17次组卷 | 1卷引用:2024年山西省晋中市多校联考中考第三次模拟考试物理试题
2 . 阅读短文,回答问题。

霍尔推进器

由于近地轨道存在非常稀薄的大气,在轨的卫星或空间站与稀薄大气产生摩擦损失能量,导致轨道高度越来越低,需要定期开启推进器来保持高度,这时霍尔推进器的优势就显现出来了。
霍尔推进器的特点是推力小、比冲高,我国应用于卫星和空间站的大功率霍尔电推进技术达国际先进水平,自主研发的HET﹣450单通道霍尔推进器,氙离子在电磁场的作用下加速,能达到20﹣50公里/秒。
在前往遥远行星的深空探测中,霍尔推进器虽然推力小,但长时间工作后,如果采用霍尔推进器,消耗的推进剂约为800千克,减少了燃料补给需求和频次,同时大大提高了卫星的性能和寿命。
(1)在近地轨道运行的卫星,会损失能量导致轨道高度降低,是因为卫星运行过程中与稀薄大气_____________
(2)氙离子在电磁场的作用下加速向后喷出产生_______,利用的原理是________
(3)霍尔推进器应用于航天器的优势有 _______。(写出一种即可)
2024-05-11更新 | 13次组卷 | 1卷引用:2024年山西省长治市潞州区大辛庄中学中考物理模拟试卷
3 . 阅读短文,回答问题.
化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源,但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭,也给人类生存环境带来极大的隐患.中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标.我国正在大力发展风能、太阳能、核能等新能源.
西汉桓谭的著作《新论·离车第十一》中有水碓的最早记载,公元5世纪末南齐祖冲之曾造水碓、水磨.说明中国古人早就利用自然界的能源了.
现代社会利用水能和风能来发电.我国的风力资源和水力资源丰富,在我国的中西部地区建设了大量的风电场和水电站,源源不断的为现代社会提供清洁能源.
中国正在大力发展特高压输电技术,将中西部的电力资源安全高效的输送到东部沿海地区.特高压是指±800kV及以上的直流电和1000kV及以上交流电的电压等级,特高压能大大提升中国电网的输送能力.据国家电网公司提供的数据显示,一回路特高压直流电网可以送600万kW电量,相当于现有500kV直流电网的5到6倍,而且送电距离也是后者的2到3倍,因此效率大大提高.
(1)风能、水能是______(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)如图甲是戈壁风电场,风力发电机组发电是利用______原理工作的;风机叶片具有质量轻、强度高等性能,通常用密度______、硬度大的复合材料制成;
(3)如图乙是现代的水电站,把拦河大坝建成拱形是为了______
(4)如图丙的核电站是利用核能发电,核电站的核反应堆发生的是______(选填“核裂变”、“核聚变”);
(5)若某输变电站输电的功率为,采用1000kV特高压输电,则输电电流为______A,相较于高压输电超高压输电的优点有______(写一条即可)。

2024-05-06更新 | 49次组卷 | 1卷引用:江苏省扬州市江都区2024年中考一模考试理科综合题-初中物理
4 . 阅读短文,回答问题:

汽车的氧传感器

进入发动机的空气与燃料的质量比值称为空燃比,若吸入发动机的空气所含氧气与燃料恰好完全反应就达到最佳空燃比.为了达到最佳空燃比,在尾气管上安装了如图甲的氧传感器,工作原理如图乙:氧化锆内外表面各有一层金属组成铂电极,氧化锆的外侧与高温尾气接触,内侧连通外界大气,电加热器通电后加热附近空气,达到最佳工作温度400℃左右时,氧分子O2会电离成氧离子O2-.电离后的氧离子会通过氧化锆从氧浓度高的位置转移到氧浓度低的位置,氧离子O2-浓度差越大,铂电极A和B会聚集越多异种电荷,铂电极间的电压越高。
当燃料较多时,空燃比小于最佳空燃比,尾气中含氧量为0,两电极间的电压达到恒定最大值;当空燃比大于最佳空燃比时,随着尾气中氧含量变大,两电极板间电压急剧变小,控制模块通过检测铂电极两端的电压,控制喷油量,使发动机接近最佳空燃比。

(1)氧化锆作为氧传感器的核心部件,它应具有________(填一种)的物理属性;
(2)电加热器是通过________方式使周围空气温度升高,内能增加的;
(3)铂电极A和B两端的电压越高,说明高温尾气中的氧含量越________
(4)当检测出尾气中氧含量过低时,发动机控制模块作出的指令是________
A.减少吸入空气质量B.减少喷油质量
C.增加吸入空气质量D.增加喷油质量
(5)控制模块检测到铂电极两端电压与空燃比关系图象如图丙,则最佳空燃比为________
2024-04-26更新 | 92次组卷 | 1卷引用:2024年江苏省盐城市滨海县九年级中考第一次调研考试物理试题
5 . 阅读短文,回答文后的问题。
为保护地球家园,我国将努力争取2060年前实现碳中和。为了降低化石能源占比,我国目前正大力开发利用太阳能、风能、核能等新能源,风光互补发电项目正大规模推进。风光互补发电系统由太阳能发电板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成。
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中风力发电的最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率;光照功率P1是指太阳光照射到电池板表面处每平方米的辐射功率,,光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。

风力发电参数

太阳能发电参数

最大输出电功率

400W

光照功率

最大限制风速

12m/s

光电转化效率

20%

(1)在人类使用能源的过程中,必然有部分能量由于种种原因浪费掉且不能再重新加以利用,因此说明能量的转移或转化具有________
(2)若风力发电时功率与风速的平方成正比,则当输出功率为25W时,则此时的风速为________m/s;
(3)若太阳能板的面积为2m2,,则利用太阳能板发电5h相当于________kg热值为的柴油的完全燃烧放出的能量;
(4)太阳能电池还可以给电动车提供电能。某电动车的动力由电动机提供,电动机的转换效率是指所输出的机械能与电源提供的电能之比。在转换效率η一定时,其耗电功率与转速n的立方成正比,系数为k1,而行驶速度与电机转速n成正比,系数为k2,当电动车匀速直线行驶时,所受阻力f与电动机转速n的关系是f=________(用以上字母表示)。
2024-04-17更新 | 76次组卷 | 1卷引用:2024年江苏省 徐州市树人初级中学中考一模物理试卷
6 . 阅读短文,回答问题。

临近空间太阳能无人机

“临近空间”一般是指海拔20km至100km的空域,其高度介于商业客机与轨道卫星之间。临近空间太阳能无人机可在该高度飞行,一定意义上具有“准卫星”特征。相比于卫星,具有成本优势,且可多次重复使用,因此成为当前国际研究的热点。
高效的能源系统是太阳能无人机实现超长任务航时的关键支撑。无人机搭载高转化效率的太阳能电池,在飞行过程中可自主从外界获取能量,可在临近空间连续飞行数天甚至数月。太阳能电池需具备耐高/低温变化、耐辐射、耐臭氧腐蚀、高可靠性等特点。无人机的夜间飞行依赖于储能电池组,提高储能电池的能量密度可有效提升太阳能无人机的整体性能,增加夜间飞行高度,临近空间无人机采用超轻高强复合材料制成的机体结构。它选用在航空领域应用日趋成熟的高强碳纤维预浸料,配合真空模压成型等非热压罐成型工艺,并大幅降低复合材料结构成本,实现结构性能和成本的兼顾。
临近空间太阳能无人机携带通信传送设备,在地球大气层边缘环绕飞行时,可为偏远山区、小型岛礁等难以架设基站的地区提供有效的通信网络覆盖,快速恢复灾区通信能力。此外,不同覆盖区域的太阳能无人机通过中继链路形成机间信息交互
请回答下列问题:
(1)无人机夜间飞行时的能量转化规律是 ___________(填字母)。
A.太阳能→电能→机械能
B.太阳能→化学能→机械能
C.化学能→电能→机械能
D.化学能→内能→机械能
(2)不同覆盖区域的太阳能无人机利用 ___________(填字母)进行机间信息交互。
A.超声波
B.电磁波
C.次声波

2024-04-10更新 | 13次组卷 | 1卷引用:安徽省宿州市泗县双语中学2022-2023学年九年级下学期月考物理试卷(3月份)
7 . 阅读短文,回答问题。

微纳米机器人

何谓微纳米机器人?我们可以粗略定义:它们是一种智能微机械系统,尺寸通常从亚毫米到几十纳米,被考虑用于在复杂微尺度环境下适应性地自主完成可控微操作。
机器的微型化提供了一种探索微观世界的全新视角和有效工具,微纳米机器人技术的发展对探索生命的奥秘具有重要意义。在医学方面,微纳米机器人在微创介入、靶向输运、快速救治、早期诊断及组织修复等精准医疗领域潜力巨大,对微细供血动脉进行栓塞封堵及血栓清除。除此之外,微纳米机器人未来也能在河海污水净化、大气污染防治以及生物降解与催化等环境工程领域发挥重要作用。这些微小智能体,自组织群集运动,来精准调控局部流场微扰动,并通过携带、运载及释放生物酶或催化剂,有选择性地识别污染物,大幅提高有机分子、海洋油污、致病微生物、微塑料、重金属等污染物的捕获、去除、降解或修复效率。
(1)微纳米机器人的最小尺寸可以到达纳米级别,1nm=______m;
(2)在医学方面,微纳米机器人可以对血管中的血栓进行清除,在清除过程中,机器人的电能转化为______能;在环境治理方面,微纳米机器人可以通过______,有选择性地识别污染物;
(3)微纳米机器人将在各个领域发挥巨大作用,随着技术的不断发展,你认为微纳米机器人将会解决哪些问题?______(举出1例即可)。
2024-04-09更新 | 32次组卷 | 1卷引用:2024年山西省阳泉市多校中考物理模拟试卷
8 . 阅读短文,回答问题;
纳米材料是指由颗粒尺寸在1~100nm之间的超微颗粒组成的材料,纳米是一个极小的长度单位,当材料颗粒小至纳米级别时,会赋予该材料很多特有的性质;复合材料是两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料,也是复合材料;由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型快、耐腐蚀性能好等特点,不仅广泛应用于汽车、健身器材、建筑、家居等方面;用酒精灯给某双金属片加热,双金属片发生弯曲,这个受热弯曲的双金属片是由两种不同的金属贴合而成的,各种金属都有热胀冷缩的特性,于是双金属片就会发生弯曲,例如,铁片和铜片组成的双金属片,温度高时,铜片膨胀得比铁片多,就会弯曲;双金属片的这种性质在生活中有很多应用;
(1)纳米材料是指由颗粒尺寸在 ___________之间的超微颗粒组成的材料;
(2)复合材料广泛应用于汽车、健身器材、建筑、家居等方面,主要因为复合材料具有 ___________的质点;
(3)给双金属片加热,双金属片发生弯曲,这主要是利用了 ___________的特性;
(4)写出一种你了解的新型材料的名称:___________
2024-03-21更新 | 13次组卷 | 1卷引用:安徽省宿州市泗县泗州学校2022-2023学年九年级下学期月考物理试题
9 . 根据如图信息,请你解答:

(1)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率会______(选填“升高”“降低”或“不变”);
(2)汽车发动机的一个工作循环包括如图所示的四个冲程。请按一个工作循环的过程,将四个冲程图重新排序:______,图______所示的冲程是给汽车提供动力的;
(3)汽车刹车的过程中,机械能转化为内能散失到空气中,此过程中能量的总和______(选填“增大”、“不变”或“减小”);
(4)小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后,将发动机的能量流向制成了如图所示的图表。请根据给出的信息计算:完全燃烧0.2kg的汽油能够获得的能量,这些能量能产生______J的有用功;
2024-03-13更新 | 31次组卷 | 1卷引用:黑龙江省甘南县兴十四镇中心学校等三校2022-2023学年九年级下学期期初考试物理试题
10 . 请阅读《海洋温差能发电》并回答。

海洋温差能发电


海洋温差能是海洋可再生能源之一,是由于海洋表层海水和深层海水之间的温度差形成的,极具开发价值和潜力。
2023年8月,“海洋地质二号”科考船搭载着我国首套海洋漂浮式温差能发电装置,在我国南海海域开展了首次海上试验,如图所示。试验发电总时长超过,最大发电功率。此次海试不仅证明了我国自主研发的海洋温差能发电系统原理可行,还实现了海洋温差能发电的实用性验证。

海洋温差能发电是将浅层海水与深层海水作为温、冷不同热源,经过热交换器及涡轮机来发电。现有海洋温差能发电系统中,热能的来源是海洋表面的温海水,发电的方法基本上有两种:一种是利用温海水,将封闭的循环系统中的低沸点工作流体蒸发;另一种则是温海水本身在真空室内沸腾。两种方法均产生蒸气,由蒸气再去推动涡轮机,即可发电。发电后的蒸气,可用温度低的冷海水冷却,将之变回流体,构成一个循环。冷海水一般要从海平面以下的深部抽取。
海洋温差能目前不能大规模商业化应用的主要原因是循环热效率低。提高海洋温差能发电系统循环热效率最有效的途径是提高温、冷海水的温度差,温海水与冷海水的温度差至少要在以上才能实现海洋温差能发电。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)若以我国首套海洋漂浮式温差能发电装置试验发电时的最大发电功率持续发电,可以发电______
(2)海洋温差能发电方法之一是利用温海水将封闭的循环系统中的低沸点工作流体蒸发,由蒸气再去推动涡轮机,即可发电。请你将此发电过程中涉及到的能量转移或转化补充完整:温海水的内能→工作流体的内能→______→电能。
(3)如图是某地海水的温度(t)随海洋深度(h)变化关系图象,请结合图象和文中的描述,说明海洋温差能发电的过程中冷海水一般要从海平面以下的深部抽取的理由______
2024-01-19更新 | 83次组卷 | 1卷引用:北京市东城区2023-2024学年九年级上学期1月期末物理试题
共计 平均难度:一般