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第二节能量转化的方向性和效率一、能量转化的方向性能量可以相互__转化__，在其过程中，能量总量__保持不变__。除此之外，能量转化还存在一定的__方向__性。例如：热量总是自发地从__高温__物体传到__低温__物体，而不可能自发地从__低温__物体传到__高温__物体；水总是自发地从__高处__往__低处__流等等。二、能量转化中的效率1．输入能量＝__输出有效能量__＋__输出无效能量__；2．能量转化效率η＝__输出有效能量__÷__输入能量__，在任何情况下，η都小于__1__。[说明]在实际生活中，能量转化效率越__高__越好。能量转化的方向性1．(4分)下图所示四种情景中，能说明电能转化为机械能的是()D2．(4分)下列关于能量转移和转化的说法中，正确的是()A．内能只能从高温物体转移到低温物体B．内能只能从内能大的物体转移到内能小的物体C．在任何时候，能量的释放都是有益的D．能量总是守恒的，因此没必要节约能源3．(4分)下列说法正确的是()A．任何能量都可以无条件地被人类利用B．内能也可能从低温物体转移到高温物体C．能量的转移和转化都具有方向性D．在能量的转移和转化过程中，能的总量可能会减少AC4．(6分)汽车在水泥路面上紧急刹车时，会在路面上留下轮胎与地面摩擦的黑色擦痕，并伴有“青烟”产生。在这一过程中，汽车的__机械__能转化为车轮和地面的__内__能。这些能量__不能__(填“能”或“不能”)用来再次开动汽车，这表明了__能量的转化和转移具有方向性__。5．(6分)如图所示，是大豆生长过程的图示，不过次序已经打乱，请回答下列问题：(1)正确顺序：__aebdc__。(填字母)(2)相反顺序的情况会不会发生？__不会__。(3)它说明了什么问题？__能量的转移是有方向性的__。能量转化中的效率6．(8分)用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量为__2.1×105__J，煤气完全燃烧放出的热量为__4.2×105J，煤气灶烧水的效率为__50__%。7．(8分)如图所示是太阳能路灯，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明。若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.1×107J，这些能量经转化后，可供功率为35W的路灯工作50h，则该路灯消耗的电能为__6.3×106__J，该太阳能路灯的转化效率为__30__%。一、选择题(3×6分＝18分)8．关于能量的说法正确的是()A．太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置B．能量总是守恒的，所以我们不需要节约能源C．电动机工作时机械能转化为电能D．电能可以使电灯发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能D9．在一个生态系统的食物链中，如绿色植物→鼠→蛇→鹰，绿色植物经光合作用，将太阳能转化为化学能，并沿食物链逐级传递，然而每级生物进行呼吸作用时，都要释放能量。因此，能量在传递过程中逐渐减少，对此下列叙述中正确的是()A．沿食物链传递能量过程中，能量不守恒B．沿食物链传递能量过程中，能量仍然是守恒的C．沿食物链传递能量过程中，有时能量守恒，有时不守恒D．沿食物链传递能量过程中，总能量没有减少，反而增多了B10．下列有关生物群落能量的转移顺序，排列正确的一组是(箭头表示能量转移的方向)()A．太阳→兔子→草→人B．人→兔子→草→太阳C．太阳→草→兔子→人D．太阳→人→兔子→草C二、填空题(6×3分＝18分)11．根据能量的转化和守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，其总量__不变__。电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有__方向性__。12．家庭浴池中常用的暖灯型浴霸是通过灯泡的热辐射来升高光照区域内空气温度的。某型号浴霸由四只标有“220V750W”的同规格发热灯组成，如图所示。若当地空气的密度为1.2kg/m3，测得浴室的面积为6m2，高为2.5m，则浴室内空气质量m＝__18__kg；当四只灯泡同时正常工作250s时，发热灯加热产生的热量是__7.5×105__J，此过程浴室内的空气温度从10℃上升到25℃，空气的比热容为1.0×103J/(kg·℃)，浴室内空气吸收的热量是__2.7×105__J，浴霸加热浴室内空气的能量转化效率是__36__%。三、简答题(8分)13．随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。如图所示是某一地铁车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度。请你从提高能量利用效率的角度分析这种设计的优点。解：列车进站时将列车由于运动而具有的能量通过提升位置的办法转化为重力势能，减少了车轮与轨道摩擦转化为内能的损耗，也减少了车轮受摩擦遭到破坏的程度，而出站时又将重力势能转化为动能，减少了启动过程的能量消耗四、计算题(16分)14．如图所示的是一种太阳能路灯的电路示意图，光控开关S白天与a点接触，太阳能电池板给蓄电池充电；晚上与b点接触，蓄电池给路灯供电，太阳能电池板在晴天时每天可接收太阳能7.5kW·h，能使“12V30W”的一盏路灯正常工作5天(路灯平均每天工作10h)，求：(1)路灯正常工作时的电阻；(2)正常工作时每盏灯每天消耗的电能；(3)太阳能电池板把光能转化为电能的效率。解：(1)R＝U2P＝（12V）230W＝4.8Ω(2)W＝Pt＝30×10－3kW×10h＝0.3kW·h(3)η＝W电W光＝0.3kW·h×57.5kW·h＝20%