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在初中物理教材中，“能量”作为一个明确的概念是在《简单机械和功》中提出来的，对于能量的定义是通过“功”这一概念进行的，课本上的定义是：“一个物体如果能够对别的物体做功，我们就认为这个物体具有能量”，这样的定义让许多的初中生在学习这个比较抽象的物理概念时感到比较困惑；另一方面纵观历年的中考试题会发现能量类的题目占据很大的比例，这其中的原因也很清楚：能量概念贯穿着整个初中物理教材，从最初的“声能”到最后的“能量转化和守恒定律”几乎很少有章节会和能量概念没有关联.同时考虑到当前社会对于新能源开发的重视程度及“低碳”环保理念的重视，相信在2011年的中考当中，能量类题目还是会大量出现.
在初中阶段我们所接触到的能量形式主要有：机械能、电能、内能、核能，这其中还包含有能量的来源及可持续发展问题.本文就以历年中考试题为例来解析能量类问题的解法.
一、 能量的来源及可持续发展问题
例（2010•江苏宿迁）有的能源可直接从自然界获取，该类能源叫一次能源；有的不能直接从自然界获取，此类能源叫二次能源．下列属于二次能源的是（_______）
A． 煤 B． 石油
C． 天然气 D． 电能
解析在四个选项中只有电能是不可以从自然界直接获取为人类所利用的能源，必须经过一定的技术手段将其他形式的能转化而来.
答案：D
例（2010•江苏泰州）在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天，人类应特别重视下列哪种能源的利用（_______）
A． 太阳能 B． 煤炭
C． 石油 D． 天然气
解析“节能环保”“低碳生活”要求我们人类所使用的能源都是清洁、无污染的能源.该题当中的煤炭、石油、天然气是典型的化石燃料，也是常规能源，在利用时会产生严重的污染，而作为新能源的太阳能就几乎不会产生任何的污染，将被大量使用.
答案：A
例（2010•江苏苏州）下列能源中，属于可再生能源的是（_______）
A． 天然气 B． 石油
C． 煤炭 D． 水能
解析煤炭、石油、天然气是典型的化石燃料，被人类利用以后很难在短时间内产生新的能源，所以是不可再生能源.
答案：D
二、 能量的转化
例（2010•四川成都）下列对能量转化分析错误的是（_______）
A． 水电站主要将机械能转化为电能
B． 核电站主要将核能转化为电能
C． 太阳能热水器主要将太阳能转化为内能
D． 热机主要将机械能转化为电能
解析水电站主要是通过把水位升高，增加水的重力势能，开闸放水的时候水的重力势能转化为动能，带动水轮机发电；核电站是通过核裂变的方式获得巨大的核能，核能再通过内能和机械能的转化最后转化为电能；太阳辐射的热量被热水器的集热管吸收转化为水的内能；热机在工作时是将燃料的内能转化为机械能对外输出.
答案：D
例（2008•云南昆明）3月24日，2008年北京奥运会圣火采集仪式，在希腊古奥林匹亚遗址赫拉神庙举行.女祭司将火炬放在凹面镜的焦点处，经凹面镜聚焦后的太阳光照射火炬，使它的温度迅速升高而燃烧，火炬燃烧前的升温过程是_______
能转化为_______能.
解析经凹面镜聚焦后的太阳光照射在火炬上使得火炬的温度迅速升高，物体的温度上升，内能增加，所以这一个过程是太阳能向内能的转化.
答案：太阳；内
例（2008•湖南长沙）汽车为人类文明作出了巨大贡献，但同时也对自然生态环境造成了污染.为减少汽车尾气对居民的危害，长沙市政府购进了不少以天然气为燃料的汽车作公交车，成为长沙街头个新的亮点.
（１） 这种汽车的发动机在做功冲程中将内能转化为_______能：
（2） 汽车使用天然气作燃料的优点是（写一条）_______.
解析热机的四个冲程中，有两个冲程存在着能量的转化：在压缩冲程中，是将机械能转化为油气混合体的内能，在做功冲程中则是将燃料燃烧所释放出来的内能转化为机械能.用天然气取代汽油或柴油为燃料，可以减少温室气体及有害气体的排放，更加有利于环境的保护.
答案：机械；清洁污染小
例（2010•江苏常州）截至目前，中国第一大地热发电站西藏羊八井地热电站已累计发电超过24亿千瓦时．分析下图，从地下井→汽轮机→发电机，其能量转化过程是：内能→_______能→_______能．
解析地热是一次能源可以直接被利用给水加热，产生的大量水蒸气可以驱动汽轮机转动，这样就将内能转化为汽轮机的机械能.汽轮机带动发电机当中的线圈转动，根据电磁感应原理就会产生感应电流，进而实现了机械能向电能的转化.
答案：机械；电
三、 能量转化过程中的效率
例（2010•江苏泰州）下图表示白炽电灯将电能转化为光能和内能的大致比例，由此可以计算出白炽电灯的发光效率为_____________________，一般节能灯的发光效率为30%，它只要有_____________________W的功率就可以达到60W的白炽灯的亮度.
解析从图示可以看出白炽灯所获得的100J的电能只有10J转化为光能，而90J的电能都转化为了内能，根据效率的定义可计算出其发光效率为×100%=10%.60W的白炽灯转化为发光的功率只有 60×10%=6W，所以节能灯的功率只需要达到 W即可达到6÷30%=20W，即可达到和60W白炽灯一样的亮度.
答案：10%；20
例（08•江苏淮安）太阳能被称为21世纪能源．太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车．有一辆太阳能实验车，车上的太阳能电池板的有效面积S＝8m2．在晴朗的天气里，太阳光垂直照射到电池板每平方米面积上的辐射功率P＝1kW，电池板产生的电压U＝120V，对车上的电动机提供I＝10A的电流，请解答：
（1） 太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（2） 若此辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75％，汽车在水平路面上匀速行驶时，牵引力为120N，则汽车行驶的速度多大？
解析（1） 太阳能电池板所获得的辐射功率为 8×1000=8000W
转化为电能的功率是P=UI=120V×10A=1200W
所以转化的效率为×100%=15%
（2）因为电能在向机械能转化的过程中只有75%转化，所以该汽车获得的机械功率为1200×75%=900W，根据公式P=Fv，可得v===75m/s.
例（2008•江苏连云港）焚烧秸秆不仅造成严重的环境污染，还造成大量的能源浪费.研究表明，秸秆的热值为0.75×107J/kg，相当于标准煤的四分之一.
（1） 我国第一家秸秆发电厂，已于2007年1月1日开始正式发电，从此，中国电网里出现了由农民“种”出来的电流.据了解，我国每年仅农作物秸秆产量就有6亿吨（合6×1011kg）.如果这些秸秆完全燃烧放出的热量全部转化为电能，则每年可发电多少千瓦时？
（2） 某学校食堂锅炉盛水1.5t，如果通过燃烧秸秆的方式将这些水从20℃加热到100℃，共需要多少秸秆？（设秸秆完全燃烧，且放出的热量有42%被水吸收）
解析（1） 根据Q=mq=6×1011×0.75×107=4.5×1018J=1.25×1012KW•h
（2） 因为秸秆完全燃烧释放出来的热量有42%被水吸收转化为水的内能，所以可得Q吸=Ｑ放×４２％，即cm水Δt＝m×q×42%
所以m===160Kg
在中考试题中，能量类题目大多以上述三个方面来进行考查，所以做好以上三个方面的训练就会使得在该类题目中取得比较令人满意的成绩.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
在初中阶段我们所接触到的能量形式主要有：机械能、电能、内能、核能，这其中还包含有能量的来源及可持续发展问题.本文就以历年中考试题为例来解析能量类问题的解法.
一、 能量的来源及可持续发展问题
例（2010•江苏宿迁）有的能源可直接从自然界获取，该类能源叫一次能源；有的不能直接从自然界获取，此类能源叫二次能源．下列属于二次能源的是（_______）
A． 煤 B． 石油
C． 天然气 D． 电能
解析在四个选项中只有电能是不可以从自然界直接获取为人类所利用的能源，必须经过一定的技术手段将其他形式的能转化而来.
答案：D
例（2010•江苏泰州）在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天，人类应特别重视下列哪种能源的利用（_______）
A． 太阳能 B． 煤炭
C． 石油 D． 天然气
解析“节能环保”“低碳生活”要求我们人类所使用的能源都是清洁、无污染的能源.该题当中的煤炭、石油、天然气是典型的化石燃料，也是常规能源，在利用时会产生严重的污染，而作为新能源的太阳能就几乎不会产生任何的污染，将被大量使用.
答案：A
例（2010•江苏苏州）下列能源中，属于可再生能源的是（_______）
A． 天然气 B． 石油
C． 煤炭 D． 水能
解析煤炭、石油、天然气是典型的化石燃料，被人类利用以后很难在短时间内产生新的能源，所以是不可再生能源.
答案：D
二、 能量的转化
例（2010•四川成都）下列对能量转化分析错误的是（_______）
A． 水电站主要将机械能转化为电能
B． 核电站主要将核能转化为电能
C． 太阳能热水器主要将太阳能转化为内能
D． 热机主要将机械能转化为电能
解析水电站主要是通过把水位升高，增加水的重力势能，开闸放水的时候水的重力势能转化为动能，带动水轮机发电；核电站是通过核裂变的方式获得巨大的核能，核能再通过内能和机械能的转化最后转化为电能；太阳辐射的热量被热水器的集热管吸收转化为水的内能；热机在工作时是将燃料的内能转化为机械能对外输出.
答案：D
例（2008•云南昆明）3月24日，2008年北京奥运会圣火采集仪式，在希腊古奥林匹亚遗址赫拉神庙举行.女祭司将火炬放在凹面镜的焦点处，经凹面镜聚焦后的太阳光照射火炬，使它的温度迅速升高而燃烧，火炬燃烧前的升温过程是_______
能转化为_______能.
解析经凹面镜聚焦后的太阳光照射在火炬上使得火炬的温度迅速升高，物体的温度上升，内能增加，所以这一个过程是太阳能向内能的转化.
答案：太阳；内
例（2008•湖南长沙）汽车为人类文明作出了巨大贡献，但同时也对自然生态环境造成了污染.为减少汽车尾气对居民的危害，长沙市政府购进了不少以天然气为燃料的汽车作公交车，成为长沙街头个新的亮点.
（１） 这种汽车的发动机在做功冲程中将内能转化为_______能：
（2） 汽车使用天然气作燃料的优点是（写一条）_______.
解析热机的四个冲程中，有两个冲程存在着能量的转化：在压缩冲程中，是将机械能转化为油气混合体的内能，在做功冲程中则是将燃料燃烧所释放出来的内能转化为机械能.用天然气取代汽油或柴油为燃料，可以减少温室气体及有害气体的排放，更加有利于环境的保护.
答案：机械；清洁污染小
例（2010•江苏常州）截至目前，中国第一大地热发电站西藏羊八井地热电站已累计发电超过24亿千瓦时．分析下图，从地下井→汽轮机→发电机，其能量转化过程是：内能→_______能→_______能．
解析地热是一次能源可以直接被利用给水加热，产生的大量水蒸气可以驱动汽轮机转动，这样就将内能转化为汽轮机的机械能.汽轮机带动发电机当中的线圈转动，根据电磁感应原理就会产生感应电流，进而实现了机械能向电能的转化.
答案：机械；电
三、 能量转化过程中的效率
例（2010•江苏泰州）下图表示白炽电灯将电能转化为光能和内能的大致比例，由此可以计算出白炽电灯的发光效率为_____________________，一般节能灯的发光效率为30%，它只要有_____________________W的功率就可以达到60W的白炽灯的亮度.
解析从图示可以看出白炽灯所获得的100J的电能只有10J转化为光能，而90J的电能都转化为了内能，根据效率的定义可计算出其发光效率为×100%=10%.60W的白炽灯转化为发光的功率只有 60×10%=6W，所以节能灯的功率只需要达到 W即可达到6÷30%=20W，即可达到和60W白炽灯一样的亮度.
答案：10%；20
例（08•江苏淮安）太阳能被称为21世纪能源．太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车．有一辆太阳能实验车，车上的太阳能电池板的有效面积S＝8m2．在晴朗的天气里，太阳光垂直照射到电池板每平方米面积上的辐射功率P＝1kW，电池板产生的电压U＝120V，对车上的电动机提供I＝10A的电流，请解答：
（1） 太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（2） 若此辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75％，汽车在水平路面上匀速行驶时，牵引力为120N，则汽车行驶的速度多大？
解析（1） 太阳能电池板所获得的辐射功率为 8×1000=8000W
转化为电能的功率是P=UI=120V×10A=1200W
所以转化的效率为×100%=15%
（2）因为电能在向机械能转化的过程中只有75%转化，所以该汽车获得的机械功率为1200×75%=900W，根据公式P=Fv，可得v===75m/s.
例（2008•江苏连云港）焚烧秸秆不仅造成严重的环境污染，还造成大量的能源浪费.研究表明，秸秆的热值为0.75×107J/kg，相当于标准煤的四分之一.
（1） 我国第一家秸秆发电厂，已于2007年1月1日开始正式发电，从此，中国电网里出现了由农民“种”出来的电流.据了解，我国每年仅农作物秸秆产量就有6亿吨（合6×1011kg）.如果这些秸秆完全燃烧放出的热量全部转化为电能，则每年可发电多少千瓦时？
（2） 某学校食堂锅炉盛水1.5t，如果通过燃烧秸秆的方式将这些水从20℃加热到100℃，共需要多少秸秆？（设秸秆完全燃烧，且放出的热量有42%被水吸收）
解析（1） 根据Q=mq=6×1011×0.75×107=4.5×1018J=1.25×1012KW•h
（2） 因为秸秆完全燃烧释放出来的热量有42%被水吸收转化为水的内能，所以可得Q吸=Ｑ放×４２％，即cm水Δt＝m×q×42%
所以m===160Kg
在中考试题中，能量类题目大多以上述三个方面来进行考查，所以做好以上三个方面的训练就会使得在该类题目中取得比较令人满意的成绩.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文