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 94 道试题
1 . 阅读图文,回答问题。

与伟大同行


这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置!仔细观察后回答:
升降次数123456
温度变化/℃0.20.390.590.780.981.18
(1)装置中的两个配重的重量不等,释放后大配重下降,小配重上升;通过反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,从而导致热量计中水的温度 _____(填变化情况),原因是 _____
(2)实验中科学家某次测得了的数据如下:小配重G=100N,大配重G=520N,每升降一次配重各自移动的距离h=1m,热量计中水的质量m=500g,表格中为升降次数与水温变化的关系:通过分析数据,科学家得出了结论:在上述现象中能量是守恒的!
请你试计算:该装置配重器升降一次对水所做的功是 _____J;该装置升降一次水吸收热量是 _____J;[水的比热容4.2×103J/(kg•℃)]
(3)本实验中的误差主要来源于 _____
2 . 阅读下面短文,回答问题。

半导体热电制冷片


半导体材料有P型半导体和N型半导体两种,除了可以用于各种电子元器件外,还可以用作制冷材料。如图是一个半导体制冷单元的原理图,P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接,下端分别与铜片B、C连接,在这个电路中接通直流电流后,就能产生能量的转移。当直流电从N型流向P型时,则在铜片A上产生吸热现象(称冷端),而在铜片B、C上产生放热现象(称热端)。如果电流方向反过来,则冷、热端互换。由于单个制冷单元制冷量很小,为了满足实际需要,需要多个制冷单元同时工作。制冷片用来制热时,电能一部分用来转移热量,另一部分产生焦耳热,所以制冷片热端产生的热量,一部分来自电能,另一部分来自冷端被吸走的热量,所以它的制热效率大于100%。

请回答下列问题:
(1)如图所示,若要使电冰箱箱内温度下降,应将铜片______(选填“A”、“B、C”或“A、B、C”)置于电冰箱内部,这就是半导体电冰箱的工作原理;
(2)若将图中的P型半导体和N型半导体位置互换,其他条件不变,则铜片A的温度将______
(3)若利用该装置来制热,则放热端提供的热量将______(选填“大于”、“等于”或“小于”)消耗的电能。
2022-02-17更新 | 109次组卷 | 1卷引用:江苏省连云港市海州区2021-2022学年九年级上学期期末考试物理试题
3 . 阅读下列关于《嫦娥五号》短文,解答后面的问题。
嫦娥五号,由中国空间技术研究院研制,是中国探月工程三期发射的月球探测器,也将是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器,为中国探月工程的收官之战。
2020年11月24日4时30分,中国在中国文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,运载火箭燃料使用液氢液氧,顺利将探测器送入预定轨道。11月24日22时06分,嫦娥五号顺利完成第一次轨道修正。11月25日22时06分,嫦娥五号完成第二次轨道修正。11月28日20时58分,嫦娥五号顺利进入环月轨道飞行。11月29日20时23分,嫦娥五号从椭圆环月轨道变为近圆形环月轨道。11月30日4时40分,嫦娥五号合体顺利分离。12月1日23时,嫦娥五号成功在月球正面预选着陆区着陆,适应月球表面的极端温度。12月2日4时53分,嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成了月球钻取采样及封装。12月2日22时,嫦娥五号完成月面自动采样封装。12月3日23时10分,嫦娥五号上升器将携带样品的上升器送入到预定环月轨道。长征五号遥五运载火箭搭载着嫦娥五号成功发射,标志着中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器工程正式开始。
(1)燃料燃烧时,将化学能转化为______能,火箭升空时再转化为______
(2)火箭升空用的燃料使用液态氢,主要是因为液态氢______大。
4 . 阅读下列短文,回答问题。

纯电动汽车


2016年12月18日北京市空气重污染应急指挥部再度发布红色预警:12月19日7时至12月22日24时启动空气重污染红色预警措施,同时实施机动车单双号行驶措施,机动车周末也将单双号行驶。而纯电动汽车却不受单双号行驶的限制。
纯电动汽车(BEV﹣Battery Electric Vehicle )是指以车载电源为动力,仅由电动机驱动的机动车。纯电动汽车使用的是电能,不产生尾气污染,电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点,其他装置基本与内燃机汽车相同。当汽车待车时,比如在红灯或者堵车的时候,普通汽车还需要耗油,纯电动汽车停止时不消耗电能。纯电动汽车的变速操作就像调节手机音量一样简单,在制动过程中,电动机可自动转化为发电机,实现制动减速时能量的回收,市场主流电动机的效率在95%左右,远超内燃机的效率。纯电动汽车使用的锂电池不含污染环境的重金属,非常环保。纯电动汽车的电能会有一部分来源于火电厂,而目前我国大型的火电厂设备先进,燃料燃烧充分,粉尘及废气能够得到集中处理。按照《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014﹣2020年)》要求,东部地区10万千瓦以上的燃煤机组都要在2017年年底实现超低排放,中部地区30万千瓦以上的燃煤机组都要在2018年年底实现超低排放。
根据2000﹣2016年的机动车保有量数据统计,全国机动车由1609万辆增加到2.85亿辆,其中纯“电动汽车33.2万辆;北京市机动车由150.7万辆增加到544万辆,其中纯电动汽车2.15万辆。目前,我国是世界第一大石油进口,原油的对外依存度突破国际公认的警戒线50%,达到了60.6%.纯电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖,并将有限的石油资源用于更重要的方面。相信在不久的将来,随着车载电池续航能力地不断提高及充电配套设施的稳步完善,纯电动汽车一定能得到普及。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)电动机主要是将电能转化为______能的装置;
(2)在制动过程中,纯电动汽车的电动机停止电能的输出,并将______转化为电能;
(3)对于“纯电动汽车并不是真正的零污染,只不过是把普通汽车尾气的污染转移到了火电厂”这样的观点,谈谈你的看法______
2022-01-02更新 | 65次组卷 | 1卷引用:福建省泉州市永春县2019-2020学年九年级上学期期末考试物理试题
5 . 阅读短文,回答问题:

氢能源有轨电车


如图所示,世界首条商业运营氢能源有轨电车正式在我国上线启动。据介绍,有轨电车的特别之处在于采用氢燃料电池作为动力源。氢燃料电池的原理,简单来说相当于一个“发电机”,即通过燃料电池内氢和氧相结合的化学反应产生电能,源源不断为车辆供电,驱动有轨电车。氢燃料电池发电,这一发电过程相当于电解水的逆过程,唯一的产物是水,因此做到了污染物“零排放”。新型的有轨电车搭载了230kW大功率氢燃料电池堆和大容量钛酸锂电池,两者配合为车辆供电。有轨电车运行时,氨燃料电池作为牵引主动力,锂电池则在启动加速阶段提供辅助动力,车辆最高能以时速70公里持续运行。每列车安装6个储气瓶,每瓶约储氢量3kg,续航能力可达100km。车辆惰行、停站时,燃料电池为锂电池充电;制动时,锂电池回收制动能量,实现能量的循环利用。氢燃料电池和锂电池的混合动力,具有响应快、启动加速性能好、制动能量回收率高等突出优势。
(1)氢燃料电池发电,本质上是将 ___________能直接转化为 ___________
(2)氢能源有轨电车在使用过程中不会产生污染物,原因是 ___________
(3)相对于氢能源有轨电车,燃油汽车比较耗油且环境污染严重,如果每辆汽车每年耗油1.8t,汽车内燃机的效率平均为30%,如果把内燃机效率提高6%,则每年每车可节约燃油 ___________t。
2021-12-28更新 | 92次组卷 | 1卷引用:山西省临汾市襄汾县2021-2022学年九年级上学期第一次月考物理试题
6 . 阅读短文,回答问题。

开采可燃冰有望再提速


可燃冰即天然气水合物,是天然气和水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质。天然气水合物具有燃烧值高、污染小、储量大等特点,多呈白色或浅灰色,外观类似冰雪可以像酒精块一样被点燃,故得名“可燃冰”。可燃冰像一个天然气的“压缩包”,1立方米的可燃冰分解后可释放出约160立方米以上的天然气和0.8立方米的水,而且它的燃烧不会释放出粉尘、硫氧化物、氮氧化物等环境污染物,所以被誉为21世纪理想的清洁能源之一。
20年,我国海域可燃冰第2轮试采取得圆满成功。经过前期的理论研究和实验,这次试采创新利用水平井钻采技术,使用了多种自主研发的技术设备,有效提高了产气规模、开采效率。本次试采从各个环节保护监测,确保海洋环境安全。一方面,形成了覆盖全过程的环境保护技术,包括压力调控、钻井安全、流动保证等技术,应用到了试采的各个环节,确保了地层的稳定和环境安全。另一方面,构建了大气、水体、海底、井下一体的环境监测体系。从探索性试采到试验性试采,我国的可燃冰产业化进程向前迈进了关键一步,之后将继续加强资源勘查,推动科技进步,保护海洋生态,让这一高效清洁能源,早日服务经济社会发展。
(1)可燃冰具有的特点有______(写出一条即可);
(2)第2轮试采创新利用______技术,从而有效提高了产气规模、开采效率;
(3)已知完全燃烧1m3可燃冰释放出的能量与完全燃烧164m3天然气相当,则可燃冰的热值为______(天然气的热值为3.0×107J/m3),可燃冰在燃烧时能量转化情况是______
2021-12-26更新 | 87次组卷 | 3卷引用:山西省吕梁市离石区2021-2022学年九年级上学期期中考试物理试题
7 . 请阅读下文并回答题。

神舟飞船成功回家

2021年9月17日13时30分,神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后,神十二安全降落在东风着陆场预定区域,这是神舟飞船首次在东风着陆场着陆历史性的一刻,神舟十二号成功回家!

  

伴随着神舟十二号的返回,我国三名在太空出差长达3个月时间的宇航员,航天器返回过程背后的难度,其实是超乎我们想象的!
首先来说,神舟十二号是首次从天宫空间站返回地面,首次在东风着陆场完成着陆由于空间站的轨道高度不固定,是会随着不同时间节点变化的,而此前则都是从固定轨道返回地球,这就要求神舟团队必须改进返回算法,以适应变更后的返回轨道,提高返回舱返回的成功率。
神舟十二号返回舱返回地球时,需要面临的最大考验就是穿越地球大气距离地表100公里处被称为卡门线,卡门线是界定太空的最低标准,也就是说进入卡门线,就意味着返回舱正式进入了大气层。虽然只有短短100公的距离,但也正是这短短的100公里,却成为了关乎返回舱机组人员生死存亡的关键。正常来说,返回舱进入卡门线的速度是接近第一宇宙速度,大约7.9km/s,返回舱以这样的速度进入大气时,空气粒子会强烈撞击返回舱的表面,在这个过程中,返回舱的表面将会产生,最高超过2000℃的高温。在这样的高温之下,像铁这种熔点只有1500多度的金属,就算几秒钟的时间可能也都挺不过去因此返回舱所用的材料,就必须是高度耐热的烧蚀材料,这样才能保护返回舱不被烧毁。
其次,进入大气不被烧毁只是返回舱成功返回地球的前提,在这样的前提之下,返回舱还需要面对一个最危险的挑战。那就是返回舱和大气摩擦时,是会产生等离子气体层将其包表的,而这层包裹着返回舱的等离子气体层,是具有电磁屏蔽作用的因此,从进入大气80公里左右,到下降至35公里高空期间,地面与返回舱内的航天员都无法取得联系这个区间也被称为“黑障区”。由于地面无法与返回舱取得联系,“黑障区”也就成了返回舱最令人揪心的一段返程。不过,成功度过“黑障区”也并不味着返回舱就安全了,因为此时返回舱的速度依然是非常高的。
9月17日,三位航天员搭乘神舟十二号返回地球。神舟飞船的前段是轨道舱,轨道舱和返回舱进行分离,神舟十二号飞船降到返回轨道。随后发动机开机,飞船将从393公里高度逐步下降,在进入大气层之前,飞船要完成推进舱分离。
飞船返回舱进入大气层后是返回过程中环境最为恶劣的阶段。空气密度越来越大,返回舱与空气剧烈摩擦,使其底部温度高达1600-1800摄氏度,返回舱周围被火焰所包围。在距地面10公里左右的高度,返回舱将打开降落伞并抛掉防热大底,速度将下降至每秒3.5米左右。在距地面1米左右时启动反推发动机最终使返回舱实现安全着陆。
(1)返回舱以第一宇宙速度进入大气时,空气粒子会强烈撞击返回舱的表面,在这个过程中,返回舱的表面将会产生最高超过2000℃的高温,返回舱降落过程中___________能转化成___________能。
(2)“黑障区”也就成了返回舱最令人揪心的一段返程,原因是___________
2021-11-08更新 | 148次组卷 | 2卷引用:北京市育才中学2021-2022学年九年级上学期期中考试物理试题
8 . 神舟十二号22马赫高速再入,硬扛上千度高温灼烧顺利返回。
北京时间2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员顺利送入太空,飞船发射6.5小时后,飞船与中国空间站顺利对接,宇航员顺利进入空间站。神舟十二号“太空3人组”圆满完成多项测试任务后,于2021年9月17日搭乘神舟十二号在东风着陆场预定区域成功着陆(如图1所示),刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。

把飞船发射到太空很困难,但要飞船安全可靠地返回地面,也不容易,在某种程度上返回的技术准度会更大些。因为飞船返回地面要通过四道难关﹣﹣过载关、烧蚀关、撞击头和落点头。
神舟十二号飞船就开始着手进行返回地球的任务准备,需要继续绕地球飞行十几圈进行相关准备工作,整个过程大约需要二十多个小时。当飞船运行至最后一圈时进入返回任务流程,总共有5个阶段,分别是制动减速段、再入轨道过渡段、再入段、降落伞减速段、着陆段。
1制动减速段,此阶段有两次调姿与一次制动减速;
第一次调姿飞船由轨道舱朝前姿态逆时针转动90度,此举旨在为轨道舱与返回舱分离创造安全的分离条件,轨返分出前轨道舱还需要执行泄压操作,以防止其在后续运行过程中出现意外。轨返分出后进行第二次调姿,推进舱与返回舱组合体继续沿逆时针方向转动90度,建立推进舱朝向前进方向的“飞行姿态,此举旨任为制动减速创造条件。
第二次调姿完成后就是制动减速,2500N变轨发动机点火产生与飞行方向相反的作用力,使飞船飞行速度减慢,进而由工作轨道进入到“再入轨道过渡段”,相当于太空刹车。
2再入轨道过渡段:
飞船由工作轨道减速制动进入再入轨道后,由于此一阶段仍然处于真空环境,飞船仍按天体力学规律自由飞行,因此将制动减速点火结束点至大气层顶点飞行段称为“再入轨道过渡段”或“惯性滑行阶段”。当飞船高度下降至约145公里时推返组合体再次调姿,最终建立返回舱朝向地球一侧姿态,此举旨在为推进舱与返回舱分离创造安全条件。推返分离后推进舱没有再入热防护措施因此它将在之后再入大气层过程中烧毁,返回舱随后在约120 公里高度时基于姿控动力再次调姿建立大底朝前再入姿态。
3再入段:
返回舱高度下降至100公里左右时进入“再入段”,随着高度持续降低,大气密度也持续增大,舱体与大气的摩擦也越剧烈,此时返回舱舱从外形上看是近2000℃极高温大火球(如图2),舱内却是20多摄氏度的正常室温,这是因为返回舱表面防热烧蚀材料吸收了大部分热量,同时在进入大气前舱内热控系统也进行了预冷,有效控制了舱内温度。再入段也可以称为“气动减速段”,它可以将飞船再入速度由7.6公里/秒(超过22马赫)消减至200米/秒,承担了90%以上的减速任务。航天器再入大气层虽然险象环生,但大气层的存在也为载人天地往返提供了极大的便利条件,因为它就是天然的减速场。
4降落伞减速段:
再入段下降至15公里高度时返回舱此时基本不再减速,接下来就需要引入降落伞减速手段。当返回舱下降至距离地面10公里高度时着陆回收系统开始工作,首先是弹出伞舱盖拉出引导伞,作用是拉出减速伞(引导伞与减速伞都属于“锥形带条伞”),后者能将返回舱速度由200米/秒减速至90米/秒,为主伞工作创造速度条件。
5着陆段:
仅凭降落伞减速仍然不够,当返回舱下降至距离地西仅有1米高度时,高度计向缓冲减逸发动机下达点火指令,随后返回舱以1至4米/秒速度着陆、此时再配合缓冲座椅就能够确保航天负安全着陆。
阅读上述材料,回答问题。
(1)运载火箭如果选用液氢作为燃料,主要原因是液氢的 ______
A.比热容大
B.密度小
C.热值高
D.质量大
(2)火箭加速上升的过程中,燃料燃烧产生的内能一部分转化为火箭的 ______能。
(3)神舟十二飞船进入到再入段时,这是飞船的一部分 ______能转化为 ______能,在这一阶段,返回舱外表温度 ______(选填“升高”、“降低”、“不变”)。
2021-11-06更新 | 157次组卷 | 1卷引用:北京市海淀区上地实验学校2021-2022学年九年级10月月考物理试题
9 . 阅读短文,回答问题。

火星探测


大约每隔26个月就会发生一次“火星冲日”,届时太阳、地球、火星位于一条直线上,在这一时间点实施火星探测,探测器飞行的路线最短,最省燃料。而距离当前时间最接近的“火星冲日”探测窗口便是2020年,因此中国首次火星探测任务计划将于今年择机实施。
此次任务将实现一次发射任务完成火星环绕、着陆和巡视探测“三步走”。如果成功,这将是全世界第一次在一次任务当中完成三个目标。这个工程的实现是个很大的创新。
据悉,火星探测器将由“长征五号”运载火箭发射至地火转移轨道,与运载火箭分离后,在地面测控的支持下经过轨道机动和中途修正,在近火星点实施制动,实现火星捕获,进入环火星椭圆轨道,运行到合适的窗口后探测器实施降轨控制,释放火星着陆巡视器。
着陆巡视器进入火星大气,通过气动外形、降落伞和反推发动机等多级减速,软着陆于火星表面。火星车与着陆平台分离后,将在火星表面进行巡视探测,这个时候环绕器将为火星中继通信并展开环绕火星探测。
这次火星探测没有重复其他国家火星探测的老路,起点设置很高,体现了我国航天技术发展的水平和航天工程师的自信。
(1)选择“火星冲日”实施火星探测,是因为 ______
(2)火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的 ______大。
(3)“长征五号”运载火箭在点火升空的过程中,燃料燃烧将化学能能转化为内能,再通过火箭发动机做功将内能转化为 ______
(4)原定于2020年7~8月“探火“的欧空局与俄罗斯合作的ExoMars火星漫游车已宣布推迟发射,则根据你的认知,火星漫游车最早发射时间可以定为 ______年。
(5)火星自转周期约为24小时37分,与地球非常接近。但火星比地球体积小,距离太阳远,大气稀薄,火星又被称为沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布,没有稳定的液态水,在这样的环境下,火星的昼夜温差应该较大还是较小?请你提出猜想,并对其中一个因素做合理分析。______
2021-10-03更新 | 98次组卷 | 1卷引用:山西省运城市盐湖区2021-2022学年九年级9月月考物理试题
10 . 阅读材料,回答问题:
某研究小组对“塞贝克效应”进行了初步的学习研究,塞贝克效应是指由于两种不同导体或半导体的温度差异而引起两种物质间产生电压差的热电现象,例如将两种不同金属两端连接组成回路,如果使两个接触点的温度不同,则在回路中将出现电流,金属的塞贝克效应在一定条件下是可观的。
研究小组依据上述理论,制作了一个“蜡烛电厂”。如图甲,蜡烛电厂分为蜡烛、装置和用电器三个部分,其中装置部分有铁丝A(中间接入了灯泡和电流表)、铜丝B、水冷装置C,铁丝、钢丝的两端紧密相连,点燃蜡烛,小量程电流表指针偏转。
他们对蜡烛电厂的发电效率进行了研究,蜡烛、装置、用电器三部分的效率分别为,并且重点研究了输出功率与两端的温度差、接入电路的用电器的电阻这两个因素的关系,根据实验数据绘制出如图乙所示图象。

问题:
(1)此蜡烛电厂的电能是由蜡烛的_______能转化而来的;
(2)根据三部分的效率,可知此蜡烛电厂的发电总效率η=_______
(3)根据图像可以看出:温差一定时,输出功率随电阻的增大而_______;温差因素对输出功率的影响规律_______
(4)根据塞贝克效应,选择合适的两种金属和电流表组成电路,可通过电流的大小来监测_______
2021-06-21更新 | 1023次组卷 | 1卷引用:2021年江苏省苏州市中考物理试题
共计 平均难度:一般