《2024年智学酷提优精练九年级物理全一册人教版广东专版》

9.“加水就能跑的汽车”一度成为舆论热点，该汽车实际是利用水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法正确的是（ ）
A.该车动力装置的效率能达到100％
B.氢燃料电池能将化学能转化为电能
C.水解技术制取氢气的过程不需要消耗其他能量
D.“加水就能跑的汽车”不需要遵循能量守恒定律

答案： B

10.1964年人类制成世界上第一盏用海浪发电的航标灯，下图是它的气室结构示意图。它是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机转动（带动发电机发电）。下列说法正确的是（ ）

A.当K₁开启，K₂开启时，空气的内能转化为涡轮机的机械能
B.当K₁关闭，K₂开启时，海水的机械能转化为空气的内能
C.当K₁开启，K₂关闭时，空气的内能转化为海水的机械能
D.当K₁开启，K₂关闭时，空气的内能转化为涡轮机的机械能

答案： D

11.常用打火机的打火方式有两种，一种是用一个粗糙的小轮摩擦“火石”打火；另一种是利用高压电装置打火。从能量转化角度看，前者是把______能转化为内能；后者是把______能转化为内能。

答案： 机械　电

12.（跨学科实践）某物理兴趣小组的同学，用天然气给10 kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6 min内完全燃烧了0.18 kg的天然气（每分钟放热相同）。水的比热容为4.2×10³ J/（kg·℃），天然气的热值为5×10⁷ J/kg。
（1）求完全燃烧0.18 kg天然气释放的热量；
（2）求2～4 min水吸收的热量；
（3）在烧水过程中，“0～2 min”“2～4 min”“4～6 min”哪段时间内热效率最高？最高热效率是多少？

答案：
(1)9×10⁶J　
(2)8.4×10⁵J　
(3)0~2min热效率最高　42%
解析:
(1)天然气完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=m_{天然气}q_{天然气}=0.18kg×5×10^{7}J/kg = 9×10^{6}J$。
(2)2~4min水吸收的热量
$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot℃)×10kg×(70℃ - 50℃)=8.4×10^{5}J$。
(3)由题图可知，随着水温不断升高，温度变化越来越慢，故0~2min时间内，在吸收热量相同的情况下，升高的温度最高，热效率最高。
0~2min水吸收的热量
$Q_{吸}'=c_{水}m_{水}\Delta t' = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot℃)×10kg×(50℃ - 20℃)=1.26×10^{6}J$，
0~2min天然气释放的热量
$Q_{放}'=\frac{1}{3}Q_{放}=\frac{1}{3}×9×10^{6}J = 3×10^{6}J$，
烧水时的最高热效率
$\eta=\frac{Q_{吸}'}{Q_{放}'}=\frac{1.26×10^{6}J}{3×10^{6}J}=42\%$。

13.（跨学科实践）小梦在学习完能量转化知识后，设想了如图所示的方案，先利用水力发电，然后再利用发出的电驱动抽水机把水抽到上方蓄水池，这样就可以一直循环下去。你认为这个设计方案______（选填“可行”或“不可行”），理由是______。

答案： 不可行　违背了能量守恒定律
解析:题中设想的能量转化过程:机械能→电能→机械能→电能，根据能量守恒定律可知，上述能量转化中应是守恒的;但在转化的过程中，由于有能量的损失，水的机械能不可能完全转化为电能，电能也不可能完全转化为水的机械能，所以这个过程不可能一直循环下去。