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第19讲 核能与能量守恒
考点 常见题型 考点分值
1．列举能的多种形式(机械能、内能、电磁能、化学能、核能) 选择、填空 2～4分
2．知道裂变和链式反应 选择(综合型)、填空 2～4分
3．知道聚变和热核反应 选择(综合型)、填空 2～4分
知道放射性及其应用 选择、填空 2～4分
5．知道核电站是利用核裂变的原理来工作的 选择(综合型)、填空 2～4分
6.列举说出能的转化与守恒定律 选择(综合型)、填空 2～4分
列举说出能的转化与传递有一定的方向性 选择、填空 2～4分
通过对能转化与守恒定律发展史的学习，领悟科学思想和科学精神 选择、填空 2～4分
知道提高能量利用效率和节能的关系 选择(综合型)、填空 2～4分
一、能量及其形式
1．能量及其形式
(1)常见的各种形式的能：太阳能、化学能、机械能、电能、内能、核能、电磁能、热能、声能等。
(2)举例：太阳能热水器、牛吃草、奔跑的猎豹、冲击钻发出刺耳的声音、电力动车、雷达接收电磁波等。
二、核能的利用
1．核能
(1)原子的结构：原子的中心是________，它周围有一定数目的________在不停地高速运动。
(2)含义：原子核在转变过程中所释放出的能量，称为核能。
2．获取核能的途径
方式 裂变 聚变
应用 对链式反应不加控制——原子弹 控制链式反应速度——核反应堆(核电站发电) 不加控制——氢弹
三、能的转化与守恒
1．能量的转化与守恒定律：自然界中的各种形式的能量不是孤立的。能量既不会消灭也不会创生，它只会从一种形式__________为另一种形式，或者从一个物体________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量____________。
2．能量在转化与传递过程具有________。
四、能源与可持续发展
1．能源
(1)概念：能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。
(2)来源：a.一次能源：可以直接从自然界获得的能源。例如：风能、太阳能、核能、地热能、潮汐能、水能等。
b．二次能源：通过消耗一次能源才能获得的能源。例如：电能、汽油、煤等。
2．高效利用能源方法
a．开发新技术提高能源利用率；b．节约常规能源；c．寻求可替代的新能源；d．合理利用现有能源等。
3．我国能源发展现况：中国是目前世界上第二位能源生产国和消费国。发展现状：资源约束突出，能源效率偏低；能源消费以煤为主，环境压力加大；市场体系不完善，应急能力有待加强。
4．未来理想能源：便宜，大多数人群能消费得起；相关技术成熟；可大规模使用；安全、清洁、绿色。
知识点1：核能
【例题】
1．能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图，下列相关叙述正确的是（　　）
A．核反应堆进行的核裂变释放核能，直接转化为家庭电路所需的电能
B．高温蒸气进入推动汽轮机运行时是把汽轮机的机械能转化为水蒸气的内能
C．发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水
D．手机充电和电热水壶烧水时，两者本质都是电流做功
◆变式训练
2．目前世界上很多国家把核能发电当做解决能源危机的主要措施。下列关于核能的认识，正确的是（　　）
A．可用于金属内部探伤的是射线
B．核能发电释放核能的过程与氢弹爆炸释放核能的过程相同
C．核能发电是利用原子核裂变释放的核能
D．核电站发电时的能量转化顺序为：核能—化学能—机械能—电能
知识点2：能量的转化与守恒
【例题】
3． 如图所示，取一个配有活塞的厚玻璃筒，将一团蘸有乙醚的棉花置于筒内，压下活塞。为了使实验现象更明显，对活塞的操作及能量转化过程说法正确的是 （　　）
A．缓慢下压，机械能转化为内能 B．缓慢下压，内能转化为机械能
C．快速下压，机械能转化为内能 D．快速下压，内能转化为机械能
◆变式训练
4．如右图为伽利略斜面实验，如果没有摩擦力，无论斜面缓陡，小球从A点静止滚下总会滚到与A处等高的B处或C处，小球好像“记住”了其起始高度。如果考虑摩擦力的存在，则如图中小球在斜面上的运动情况合理的是（）
A． B．
C． D．
5． 通过原子核的裂变或聚变而释放出来的能是(　　)。
A．太阳能 B．核能 C．化学能 D．内能
6．2021年5月，中科院利用全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)全球首次成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，标志着我国核聚变发展取得重大突破。下列关于核聚变的说法，正确的是（　　）
A．原子核必须在超高温下才能发生聚变
B．任何两个原子核都可以发生聚变
C．原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变
D．目前核电站是利用核聚变释放的核能发电的
7．日本从2023年8月起陆续排放福岛核电站核污水，我国一直坚定地反对，并始终强调海洋是全人类共同的财富。福岛核电站获得核能的途径是（　　）
A．轻核裂变 B．轻核聚变 C．重核聚变 D．重核裂变
8．“白天让太阳晒晒，晚上就能亮 ”这是人们初识太阳能路灯时产生的疑问。现在太阳能路灯已出现各地的街头，为城镇居民驱走夜晚的黑暗。其工作原理如图所示，太阳能路灯白天与晚上的能量转化情况分别是（　　）
A．太阳能→电能→内能； 内能→电能→光能
B．太阳能→内能→电能→电能→内能→光能
C．太阳能→化学能→电能； 电能→化学能→光能
D．太阳能→电能→化学能； 化学能→电能→光能
9．蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。如图所示是运动员从A点沿竖直方向下落着网后到达最低点C时（不计空气阻力），下列说法正确的是（）
A．此运动员从B到C的过程中只有动能转化为弹性势能
B．此运动员在C点处于静止状态，受平衡力的作用
C．此运动员在A点时，只受到重力的作用
D．此运动员从B下落到C过程中速度一直在减小，是因为受到惯性作用
10．以色列创新团队 Wi—Charge 最新研发的红外无线充电技术，可以在没有任何充电线或充电底座的情况下，同时为房间内的多个电子设备充电，该无线充电技术通过红外光束的传播距离来传送电力，日常使用时，只需要把红外光发射器安装到天花板上，将拇指大小的接收器安装在电子设备上，发射器就可以向覆盖范围内的所有接收器发射聚焦、安全的红外光束，接收器捕获到光线后，利用内置的光伏电池将其转化为电力。以下说法正确的是 (　　)
A．该接收器能接受到发射器的信息，是因为红外线的热效应
B．光伏电池是将化学能转化为电能
C．电的传播速度比光的速度慢
D．无线充电的电压是220 V
11．如图所示为喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，关于喷药无人机的能量变化情况，下列说法正确的是（）
A．动能减少，重力势能不变 B．动能不变，重力势能不变
C．动能减少，机械能减少 D．动能不变，机械能不变
12．在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E 随时间t变化的图像最接近下列选项中的 (　　)
A． B．
C． D．
13． 2024年11月2日，温州三澳核电一期工程竣工，正式接入国家电网。
（1）据了解，三澳核电站获取核能的原理是重核裂变。下图是获得核能的两种方式的示意图，三澳核电站获得核能的原理为　 　。 (选填“甲”或“乙”)
（2）核电站的建设前期存在多种争议。下列观点中支持核能发电的是____。 (可多选)
A．核能发电无二氧化碳排放，不会加重地球温室效应
B．核电不适宜满负荷运转，也不适宜低于标准负荷运转
C．核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，不易受到国际经济形势的影响
D．核废料中不能被完全用尽的核物质仍具极强放射性，且残留时间长、毒性剧烈
E．核燃料能量密度比化石燃料高几百万倍，核电站所使用的燃料体积小
14． 1千克 U-235 裂变释放的能量相当于完全燃烧2500 吨标准煤；1千克氘、氚混合物发生聚变反应释放的能量大约是 U-235 裂变的4倍，相当于　 　吨标准煤完全燃烧所释放的能量。若以氢核聚变为核电站的工作原理，将会有哪些优点 　 　。
15．核电站的发电原理是利用核反应堆反应释放能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮机旋转
（1）核电站核反应堆利用的是 　 　所示的核反应（填“A”或“B”）。
（2）根据核电站的发电原理，发电过程中的能量转化情况是：核能→　 　→电能。
16．淘宝“ 国资小薪 ”店上新了“玲龙一号 ”被称为“核能移动充电宝 ”相比大型反应堆体积小、 占 地小、 功率大、 选址灵活， 可根据用户需求就近布置为工业园区和城镇居民“充电 ”。 从核能可控考虑 “玲珑一号 ”利用下图哪个反应原理　 　（填“ 甲 ”或“ 乙 ”）。 甲图中“？ ”是哪种微粒　 　。
17．一个篮球不小心被水打湿，小明继续使用该篮球进行训练，球离手后， 发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，地面上留下了一个个“印 迹”，如图所示，1、2、3三个“印迹”大小 　 　(选填“相同”或“不相同”)； 在D点时篮球的动能 　 　(选填“为零”或“不为零”)。
18． 如题图所示，ABC是杂技演员荡秋千时的运动轨迹示意图，杂技演员由A点静止向B点下落的过程中，将　 　能主要转化为　 　能。当杂技演员在最高点C时，若所受力突然全部消失，他将会　 　(选填“静止” “匀速向上运动”或“匀速向下运动”) 。
19．如图所示， 中国“人造太阳”大型核实验装置“东方超环'” (EAST)'实现1.2亿摄氏度 101 秒等离子体运行，创造了世界新纪录。 “东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过 　 　(选填“裂变”或“聚变”) 释放巨大的核能，原子核能又转化为 　 　能，从而获得上亿度的高温。
20．2021年5月 15 日8时20分左右，我国发射的“天问一号”着陆器成功着陆于火星北半球的乌托邦平原。如图所示，着陆器上搭载着的中国首辆火星车“祝融号”通过　 　向地球传回了火星表面的照片。“祝融号”火星车工作时，所需要的电能是通过太阳能电池板由　 　能转化而来的。
21．阅读材料， 回答问题
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。
（1） 完成下列风力发电的主要能量转化流程图：①　 　，②　 　；
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会　 　(选填“顺时针”或“逆时针”) 转动；
（3） 当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于　 　 kg的煤完全燃烧放出的热量
（4） 当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈。若发电机输出电能1kW·h，则叶片需要转动　 　圈。
22．（2023·台州）如图是我市三门核电站的发电流程示意图。在发电时，能量转化过程是（　　）
A．核能→机械能→内能→电能 B．核能→内能→机械能→电能
C．内能→核能→机械能→电能 D．机械能→核能→内能→电能
23．（2022·杭州）汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（　　）
A．都通过剧烈的氧化反应释放出能量
B．都将化学能转化为其他形式的能
C．都参与自然界的碳循环和氧循环
D．都遵循能量的转化和守恒定律
24．（2022·浙江） “蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力 F 的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动。据图可知运动员 (　　)
A．重力大小为F0 B．t0时刻重力势能最小
C．t0时刻动能最大 D．所受拉力 F 对其始终不做功
25．（2022·温州）如图所示，在光滑的水平面上固定一螺线管，将开关闭合后，有一轻质小车，车上放一条形磁铁，以初速度 v0朝螺线管运动，在小车靠近螺线管的过程中
A．电流表中无电流通过，小车匀速运动
B．电流表中有电流通过，小车减速运动
C．电流表中无电流通过，小车减速运动
D．电流表中有电流通过，小车加速运动
26．（2021九上·嵊州期末）如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核模型。下列叙述正确的是（　　）
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．目前还不能用该反应获得能量的方式来发电
27．（2021·湖州）太阳是太阳系中唯一的恒星，每时每刻向外辐射太阳能。下列关于太阳能的叙述中，错误的是（　　）
A．煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自于太阳能
B．生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的
C．地球上的水循环是由太阳能推动的
D．太阳能来源于太阳内部的核裂变
28．（2021·金华）立定跳远是我是体育中考项目之一，其动作分解如图所示。下列对运动员在立定跳远过程中的相关分析正确的是（　　）
A．起跳时，没有受到地面对它的作用
B．起跳后，能继续往前是，由于他具有惯性
C．腾空到达最高点时，速度大小刚好减为零
D．落地后站稳，机械能全部转化为化学能
29．（2020·衢州）下列用电器把电能主要转化为机械能的是（　　）
A．电风扇 B．电灯 C．电饭煲 D．电熨斗
30．（2018·温州）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（　　）
A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能
31．（2018·杭州）跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小金的质量为 50 千克，每次跳起高度约为 6 厘米（人整体上升，如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（　　）
A．向上起跳过程中小金的动能持续增大
B．在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
C．小金跳一次克服重力做功约 3 焦
D．小金在这一分钟内跳绳的功率约为 50 瓦
32．（2018·绍兴）如图，木块以一定的速度滑过A，B点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（　　）
A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
33．（2018·湖州）在某次演习中，解放军在海拔6000米的高空空投重达8吨的新型履带式伞兵战车，如图所示。空投下来的战车在后阶段可认为与降落伞一起匀速竖直掉向地面。下列观点正确的是（　　）
A．伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动，这是由于战车受到惯性的作用
B．后阶段匀速下降的过程中机械能守恒
C．空投战车后，若飞机仍在原高度水平飞行，则飞机的势能比空投前减小
D．伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中，重力做功4.8×107焦
34．（2018·衢州）在探究“阻力对物体运动的影响”时，让同一小车每次都从同一斜面的同一位置静止滑下，使小车分别在毛巾、棉布和木板上运动直至静止，小车运动距离如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．小车在毛巾上运动的距离最短，所以它消耗的机械能最少
B．小车在木板上运动的距离最长，所以它消耗的动能最多
C．小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同，但每次小车获得的内能相同
D．小车在毛巾、棉布和本板上运动的距离不同，但每次小车克服阻力所做的功相同
35．（2023·舟山）现代人类属于“智人”，起源于20万年前的非洲，目前全球人口达到78亿。身体并不强壮的人类，为何会在短时间内数量急剧增长？
（1）人类社会经历“石器时代”青铜器时代"和“铁器时代”，可见材料在人类发展过程中发挥重要作用。铜是最先正式使用的金属材料，与石器相比，优点有　 　。(写出1点即可)
（2）依靠科学的力量，不断激发沉睡的巨大能量是人类变得强大的又一原因。18世纪蒸汽机(如图)的发明，提高了能量的使用效率，使人类步入工业化时代。蒸汽机工作时，能量的转化过程为　 　。
（3）当然随着人口的急剧增长，也带来了传染病的流行，人类通过发明疫苗、研发抗生素等开启了与传染病的“斗争史”，但期间难免会出现一些认识偏差。某地总人口500万，右表是该地公布的接种新冠疫苗与患新冠轻、重症的数据，据此有人认为，疫苗接种人数越多，患新冠的比例越高！你是否支持这种观点　 　，请说出理由　 　。
某地2022年3月数据 未接种 全程接种
占人口比例 8% 92%
轻症病例 19% 81%
重症病例 26% 74%
36．（2020·绍兴） 2020年5月5日，我国自主研发的长征5号B型运载火箭圆满完成发射任务。图为起飞阶段加速上升的火箭，该过程中，内部的新型返回舱的动能　 　(选填“增大”、“减小”或“不变“)，火箭整体的机械能　 　(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
37．（2018·杭州）甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为V= r3。（注：所有结果均用字母表示）
（1）半径为 r 的雨滴重力为　 　。
（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度　 　小雨滴的下落速度（选填“大雨”“等于”“小于”），写出推理过程。
（3）假设半径为 r 的雨滴在近地面下落 h 高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？
第19讲 核能与能量守恒答案
知识梳理
二、核能的利用
1． (1) 原子核 电子
三、能的转化与守恒
1． 转化 转移 保持不变
2． 方向性
考点突破
1．D 2．C 3．C 4．D
夯实基础
5．B 6．A 7．D 8．D 9．C 10．A 11．C 12．A
13．（1）乙 （2）A；C；E
14．10000；原料充足，方便运输；地区适应性强；对环境污染少
15．（1）A （2）内能→机械能
16．乙； 中子
17．不相同； 不为零
18．重力势能； 动能； 静止
19．聚变； 内
20．电磁波；太阳
21．（1）机械能；电能 （2）顺时针 （3）36 （4）4
真题再现
22．B 23．A 24．B 25．B 26．B 27．D 28．B
29．A 30．C 31．D 32．C 33．C 34．D
35．（1）良好的延展性(良好的导热性等) （2）化学能→内能→机械能（3）否；合理即可
36．增大；增大
37．（1） r3
（2）大于；雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，∴f＝G，又∵f＝kSv2＝k r2v2，G＝ r3 ，∴k r2v2＝ r3 ，∴v＝ ，又∵k、ρ、g均为定值，∴r越大，速度越大，即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度；雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，∴f＝G，又∵f＝ kSv2＝k r2v2， G＝ r3 ，∴k r2v2＝ r3 ，∴v＝ ，又∵k、ρ、g均为定值，∴r越大，速度越大，即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度；
（3）设雨滴的质量为m，
∵W＝Q，
又∵W＝mgh，Q＝cm ，
∴mgh＝ cm ，
∴ .
故答案为： ；
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第19讲 核能与能量守恒
考点 常见题型 考点分值
1．列举能的多种形式(机械能、内能、电磁能、化学能、核能) 选择、填空 2～4分
2．知道裂变和链式反应 选择(综合型)、填空 2～4分
3．知道聚变和热核反应 选择(综合型)、填空 2～4分
知道放射性及其应用 选择、填空 2～4分
5．知道核电站是利用核裂变的原理来工作的 选择(综合型)、填空 2～4分
6.列举说出能的转化与守恒定律 选择(综合型)、填空 2～4分
列举说出能的转化与传递有一定的方向性 选择、填空 2～4分
通过对能转化与守恒定律发展史的学习，领悟科学思想和科学精神 选择、填空 2～4分
知道提高能量利用效率和节能的关系 选择(综合型)、填空 2～4分
一、能量及其形式
1．能量及其形式
(1)常见的各种形式的能：太阳能、化学能、机械能、电能、内能、核能、电磁能、热能、声能等。
(2)举例：太阳能热水器、牛吃草、奔跑的猎豹、冲击钻发出刺耳的声音、电力动车、雷达接收电磁波等。
二、核能的利用
1．核能
(1)原子的结构：原子的中心是__原子核__，它周围有一定数目的_电子_在不停地高速运动。
(2)含义：原子核在转变过程中所释放出的能量，称为核能。
2．获取核能的途径
方式 裂变 聚变
应用 对链式反应不加控制——原子弹 控制链式反应速度——核反应堆(核电站发电) 不加控制——氢弹
三、能的转化与守恒
1．能量的转化与守恒定律：自然界中的各种形式的能量不是孤立的。能量既不会消灭也不会创生，它只会从一种形式___转化__为另一种形式，或者从一个物体__转移_到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量_保持不变___。
2．能量在转化与传递过程具有_方向性__。
四、能源与可持续发展
1．能源
(1)概念：能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。
(2)来源：a.一次能源：可以直接从自然界获得的能源。例如：风能、太阳能、核能、地热能、潮汐能、水能等。
b．二次能源：通过消耗一次能源才能获得的能源。例如：电能、汽油、煤等。
2．高效利用能源方法
a．开发新技术提高能源利用率；b．节约常规能源；c．寻求可替代的新能源；d．合理利用现有能源等。
3．我国能源发展现况：中国是目前世界上第二位能源生产国和消费国。发展现状：资源约束突出，能源效率偏低；能源消费以煤为主，环境压力加大；市场体系不完善，应急能力有待加强。
4．未来理想能源：便宜，大多数人群能消费得起；相关技术成熟；可大规模使用；安全、清洁、绿色。
知识点1：核能
【例题】
1．能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图，下列相关叙述正确的是（　　）
A．核反应堆进行的核裂变释放核能，直接转化为家庭电路所需的电能
B．高温蒸气进入推动汽轮机运行时是把汽轮机的机械能转化为水蒸气的内能
C．发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水
D．手机充电和电热水壶烧水时，两者本质都是电流做功
【答案】D
【知识点】电功的实质；影响电流热效应的因素（焦耳定律）；核能及其应用
【解析】【分析】（1）核反应堆利用的核裂变；
（2）法拉第发现了电磁感应现象；电流具有热效应；
（3）改变内能的方法有两种：做功和热传递；
（4）用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程。
【解答】A、核反应堆进行的核裂变释放核能，将核能转化为内能，内能再转化为机械能，机械能在转化为电能，故A错误；
B、汽轮机工作时是通过做功的方式改变内能的；水蒸气推动汽轮机转动，水蒸气对汽轮机做功，内能转化为机械能，故B错误；
C、发电机利用了电磁感应现象发电，电热水壶利用了电流热效应烧水，故C错误；
D、用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程，手机充电和电热壶烧水都是消耗电能的过程，故D正确。
故答案为：D。
◆变式训练
2．目前世界上很多国家把核能发电当做解决能源危机的主要措施。下列关于核能的认识，正确的是（　　）
A．可用于金属内部探伤的是射线
B．核能发电释放核能的过程与氢弹爆炸释放核能的过程相同
C．核能发电是利用原子核裂变释放的核能
D．核电站发电时的能量转化顺序为：核能—化学能—机械能—电能
【答案】C
【知识点】核能及其应用
【解析】【分析】根据对核能和利用的知识分析判断。
【解答】A.可用于金属内部探伤的是γ射线，故A错误；
B.核能发电释放核能的过程为可控核裂变，氢弹爆炸释放核能的过程为核聚变，故B错误；
C.核能发电是利用原子核裂变释放的核能，故C正确；
D.核电站发电时的能量转化顺序为：核能—内能—机械能—电能，故D错误。
故选C。
知识点2：能量的转化与守恒
【例题】
3． 如图所示，取一个配有活塞的厚玻璃筒，将一团蘸有乙醚的棉花置于筒内，压下活塞。为了使实验现象更明显，对活塞的操作及能量转化过程说法正确的是 （　　）
A．缓慢下压，机械能转化为内能 B．缓慢下压，内能转化为机械能
C．快速下压，机械能转化为内能 D．快速下压，内能转化为机械能
【答案】C
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】当压下活塞时，对筒内气体做功。
根据能量守恒定律，做功可以改变物体的内能，对气体做功，气体的内能会增加。
此实验中，筒内有一团蘸有乙醚的棉花，当筒内空气内能增加到一定程度时，会使乙醚燃烧。
【解答】如果缓慢下压活塞，气体有足够的时间与外界进行热交换，气体温度升高不明显，实验现象不明显。
当快速下压活塞时，气体来不及与外界进行热交换，对气体做的功几乎全部转化为气体的内能，气体内能迅速增加，温度升高，能使蘸有乙醚的棉花燃烧，现象明显。
这种情况下，是机械能（下压活塞的动能等）转化为内能。
故答案为：C。
◆变式训练
4．如右图为伽利略斜面实验，如果没有摩擦力，无论斜面缓陡，小球从A点静止滚下总会滚到与A处等高的B处或C处，小球好像“记住”了其起始高度。如果考虑摩擦力的存在，则如图中小球在斜面上的运动情况合理的是（）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】因摩擦力的存在，一部分机械能转化为内能，机械能变小，据此分析。
【解答】如果没有摩擦力，从A点滚下的小球的机械能守恒，机械能保持不变；小球会滚到与释放高度相同的位置，但因摩擦力的存在，一部分机械能转化为内能，机械能变小，小球会滚到的高度比释放高度的高度要小。
故答案为：B。
5． 通过原子核的裂变或聚变而释放出来的能是(　　)。
A．太阳能 B．核能 C．化学能 D．内能
【答案】B
【知识点】核能及其应用
【解析】【分析】根据核能的定义分析。
【解答】 通过原子核的裂变或聚变而释放出来的能是核能，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
6．2021年5月，中科院利用全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)全球首次成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，标志着我国核聚变发展取得重大突破。下列关于核聚变的说法，正确的是（　　）
A．原子核必须在超高温下才能发生聚变
B．任何两个原子核都可以发生聚变
C．原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变
D．目前核电站是利用核聚变释放的核能发电的
【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变；核能及其应用
【解析】【分析】 （1）原子核必须在超高温下才能发生聚变；
（2）自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素—氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变；
（3）原子弹是利用不可控的核裂变反应来获得能量的，氢弹是利用不可控的核聚变反应获得能量的；
（4）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变，核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。
【解答】 解：A、原子核必须在超高温下才能发生聚变，故A正确；
B、自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素—氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变，故B错误；
C、原子弹爆炸时释放出的巨大能量来自核裂变，故C错误；
D、目前核电站是利用核裂变释放的核能发电的，故D错误。
故选：A。
7．日本从2023年8月起陆续排放福岛核电站核污水，我国一直坚定地反对，并始终强调海洋是全人类共同的财富。福岛核电站获得核能的途径是（　　）
A．轻核裂变 B．轻核聚变 C．重核聚变 D．重核裂变
【答案】D
【知识点】核能及其应用
【解析】【分析】目前的核电站都是通过可控的核裂变来获取能量的。
【解答】核能是指重核裂变或轻核发生聚变时释放出的能量，当前核电站获得核能的途径是重核裂变。
故答案为：D。
8． “白天让太阳晒晒，晚上就能亮 ”这是人们初识太阳能路灯时产生的疑问。现在太阳能路灯已出现各地的街头，为城镇居民驱走夜晚的黑暗。其工作原理如图所示，太阳能路灯白天与晚上的能量转化情况分别是（　　）
A．太阳能→电能→内能； 内能→电能→光能
B．太阳能→内能→电能→电能→内能→光能
C．太阳能→化学能→电能； 电能→化学能→光能
D．太阳能→电能→化学能； 化学能→电能→光能
【答案】D
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】白天太阳能电池板给蓄电池充电时将太阳能转化为电能，再转化为化学能储存起来；晚上电池板提供照明时，将化学能转化为电能，再转化为光能。
【解答】太阳能路灯白天的能量转化情况是：太阳能转化为电能，再转化为化学能；
太阳能路灯晚上的能量转化情况是：化学能转化为电能，再转化为光能。
故答案为：D。
9．蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。如图所示是运动员从A点沿竖直方向下落着网后到达最低点C时（不计空气阻力），下列说法正确的是（）
A．此运动员从B到C的过程中只有动能转化为弹性势能
B．此运动员在C点处于静止状态，受平衡力的作用
C．此运动员在A点时，只受到重力的作用
D．此运动员从B下落到C过程中速度一直在减小，是因为受到惯性作用
【答案】C
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）运动员从B到C的过程中，运动员的高度继续下降，速度不断减小；
（2）运动员保持静止状态和匀速直线运动状态时，合力为零；
（3）不计空气阻力，运动员在空中时只受重力作用；
（4）惯性是一种性质，不能说成受到惯性。
【解答】A、运动员从B到C的过程中，运动员的高度继续下降、速度不断减小，所以是重力势能和动能同时转化为弹性势能，故A错误；
B、运动员在最低点C点时，处于瞬间静止的非平衡状态，所以受非平衡力的作用，故B错误；
C、运动员在A点时，由于忽略空气阻力，所以只受到重力的作用，故C正确；
D、惯性是物体本身的一种性质，不能说“受到惯性作用”，故D错误。
故答案为：C。
10．以色列创新团队 Wi—Charge 最新研发的红外无线充电技术，可以在没有任何充电线或充电底座的情况下，同时为房间内的多个电子设备充电，该无线充电技术通过红外光束的传播距离来传送电力，日常使用时，只需要把红外光发射器安装到天花板上，将拇指大小的接收器安装在电子设备上，发射器就可以向覆盖范围内的所有接收器发射聚焦、安全的红外光束，接收器捕获到光线后，利用内置的光伏电池将其转化为电力。以下说法正确的是 (　　)
A．该接收器能接受到发射器的信息，是因为红外线的热效应
B．光伏电池是将化学能转化为电能
C．电的传播速度比光的速度慢
D．无线充电的电压是220 V
【答案】A
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】红外线的热效应是指红外线照射物体时，物体吸收红外线的能量后温度升高的现象。
【解答】 A、接收器能接收到发射器的信息是因为红外线可以传递能量和信息，红外线的热效应是指红外线照射物体时，物体吸收红外线的能量后温度升高的现象，在这里不是利用热效应来接收信息，A 选项正确。
B、光伏电池是将光能转化为电能的装置，不是将化学能转化为电能，B 选项错误。
C、电的传播速度实际上就是电场的传播速度，等于光速，所以电的传播速度和光的速度一样快，C 选项错误。
D、文中未提及无线充电的电压是220 V，而且通常无线充电的电压不是220 V，D 选项错误。
故答案为：A。
11．如图所示为喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，关于喷药无人机的能量变化情况，下列说法正确的是（）
A．动能减少，重力势能不变 B．动能不变，重力势能不变
C．动能减少，机械能减少 D．动能不变，机械能不变
【答案】C
【知识点】能量的转化与守恒定律；机械能守恒
【解析】【分析】动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大；
机械能为动能和势能的和。
【解答】喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，飞机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小，故机械能减小。
故答案为：C。
12．在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E 随时间t变化的图像最接近下列选项中的 (　　)
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】动能被定义为物体由于运动而具有的能量形式，而势能则是物体由于位置而具有的能量形式。 动能和质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能和质量和高度有关，质量越大，高度越大，重力势能越大；
【解答】 在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中，先回先会向上运动到最高点，然后往下运动回到地面，动能E 随时间t变化的图像最接近下列选项中的A，先是动能转化为重力势能，达到最高点后，动能为0，重力势能最大；下落时，重力势能转化为动能，所以动能不断增加；
故答案为：A
13． 2024年11月2日，温州三澳核电一期工程竣工，正式接入国家电网。
（1）据了解，三澳核电站获取核能的原理是重核裂变。下图是获得核能的两种方式的示意图，三澳核电站获得核能的原理为　 　。 (选填“甲”或“乙”)
（2）核电站的建设前期存在多种争议。下列观点中支持核能发电的是____。 (可多选)
A．核能发电无二氧化碳排放，不会加重地球温室效应
B．核电不适宜满负荷运转，也不适宜低于标准负荷运转
C．核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，不易受到国际经济形势的影响
D．核废料中不能被完全用尽的核物质仍具极强放射性，且残留时间长、毒性剧烈
E．核燃料能量密度比化石燃料高几百万倍，核电站所使用的燃料体积小
【答案】（1）乙
（2）A；C；E
【知识点】核能及其应用
【解析】【分析】（1）核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上；
（2）据各选项中的描述得出支持的观点即可。
【解答】（1）示意图所示的是核裂变，三澳核电站获得核能的原理为乙。
（2）A.核能发电无二氧化碳排放，不会加重地球温室效应，属于支持的观点；
B.核电不适宜满负荷运转，也不适宜低于标准负荷运转，属于反对的观点；
C.核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，不易受到国际经济形势的影响，属于支持的观点；
D.核废料中不能被完全用尽的核物质仍具极强放射性，且残留时间长、毒性剧烈，属于反对的观点；
E.核燃料能量密度比化石燃料高几百万倍，核电站所使用的燃料体积小，属于支持的观点。
14． 1千克 U-235 裂变释放的能量相当于完全燃烧2500 吨标准煤；1千克氘、氚混合物发生聚变反应释放的能量大约是 U-235 裂变的4倍，相当于　 　吨标准煤完全燃烧所释放的能量。若以氢核聚变为核电站的工作原理，将会有哪些优点 　 　。
【答案】10000；原料充足，方便运输；地区适应性强；对环境污染少
【知识点】核能及其应用
【解析】【分析】（1）根据描述分析1千克氘、氚混合物发生聚变反应释放的能量相当于标准煤的质量；
（2）可从原料是否充足、运输的方便性，对环境的适应性和污染等角度分析。
【解答】（1）根据题意可知， 1千克氘、氚混合物发生聚变反应释放的能量相当于标准煤的质量：2500吨×4=10000吨；
（2）若以氢核聚变为核电站的工作原理，其优点有：原料充足，方便运输；地区适应性强；对环境污染少。
15．核电站的发电原理是利用核反应堆反应释放能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮机旋转
（1）核电站核反应堆利用的是 　 　所示的核反应（填“A”或“B”）。
（2）根据核电站的发电原理，发电过程中的能量转化情况是：核能→　 　→电能。
【答案】（1）A
（2）内能→机械能
【知识点】核电站及其工作原理；核能及其应用
【解析】【分析】目前的核能发电是利用重核的裂变来获取核能的；核电站的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能。
【解答】（1）核电站核反应堆利用的是A所示的核反应。是裂变反应，不是聚变反应，B是聚变反应。
（2）核电站的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能。
16．淘宝“ 国资小薪 ”店上新了“玲龙一号 ”被称为“核能移动充电宝 ”相比大型反应堆体积小、 占 地小、 功率大、 选址灵活， 可根据用户需求就近布置为工业园区和城镇居民“充电 ”。 从核能可控考虑 “玲珑一号 ”利用下图哪个反应原理　 　（填“ 甲 ”或“ 乙 ”）。 甲图中“？ ”是哪种微粒　 　。
【答案】乙；中子
【知识点】原子的构成；核能及其应用
【解析】【分析】根据“核能移动充电宝 ”充电是利用核聚变原理及原子的构成分析。
【解答】 “核能移动充电宝 ”充电是利用核聚变原理，即乙图示。 甲图中“？ ”为中子。
故答案为：乙；中子。
17．一个篮球不小心被水打湿，小明继续使用该篮球进行训练，球离手后， 发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，地面上留下了一个个“印 迹”，如图所示，1、2、3三个“印迹”大小 　 　(选填“相同”或“不相同”)； 在D点时篮球的动能 　 　(选填“为零”或“不为零”)。
【答案】不相同；不为零
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关，弹性势能与弹性形变大小有关。
（2）在动能和势能的转化过程中，若不计摩擦、空气阻力等因素，机械能保持不变，若考虑摩擦、空气阻力等，机械能将变小。
【解答】篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，由于克服空气阻力做功，消耗部分机械能，所以篮球落地后由于形变产生的弹性势能逐渐减小，所以1、2、3三个“印迹”大小不相同；在D点时篮球仍具有向前的速度，所以篮球的动能不为零。
18． 如题图所示，ABC是杂技演员荡秋千时的运动轨迹示意图，杂技演员由A点静止向B点下落的过程中，将　 　能主要转化为　 　能。当杂技演员在最高点C时，若所受力突然全部消失，他将会　 　(选填“静止” “匀速向上运动”或“匀速向下运动”) 。
【答案】重力势能；动能；静止
【知识点】能量的转化与守恒定律；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）重力势能大小的影响因素：物体的质量、物体的高度。质量越大，所处的位置越高，重力势能越大。
动能大小的影响因素：物体的质量、物体的速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】（1）若不计空气阻力，演员从A点由静止运动到B点的过程中，演员的质量不变，高度降低，速度增大，重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能；
（2）演员运动到最高点C点时，速度为零，若此时演员所受的外力全部消失，由牛顿第一定律可知，演员将保持静止状态。
19．如图所示， 中国“人造太阳”大型核实验装置“东方超环'” (EAST)'实现1.2亿摄氏度 101 秒等离子体运行，创造了世界新纪录。 “东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过 　 　(选填“裂变”或“聚变”) 释放巨大的核能，原子核能又转化为 　 　能，从而获得上亿度的高温。
【答案】聚变；内
【知识点】能的多种形式；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）太阳内部进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能；
（2）东方超环的反应原理与太阳类似，能量转化是原子核能转化为内能。
【解答】东方超环的反应原理与太阳类似，通过核聚变释放巨大的核能，此过程中能量转化是原子核能转化为内能。
20．2021年5月 15 日8时20分左右，我国发射的“天问一号”着陆器成功着陆于火星北半球的乌托邦平原。如图所示，着陆器上搭载着的中国首辆火星车“祝融号”通过　 　向地球传回了火星表面的照片。“祝融号”火星车工作时，所需要的电能是通过太阳能电池板由　 　能转化而来的。
【答案】电磁波；太阳
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性，其粒子形态称为光子，电磁波与光子不是非黑即白的关系，而是根据实际研究的不同，其性质所体现出的两个侧面。由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。电磁波在真空中速率固定，速度为光速。见麦克斯韦方程组。
【解答】2021年5月 15 日8时20分左右，我国发射的“天问一号”着陆器成功着陆于火星北半球的乌托邦平原。如图所示，着陆器上搭载着的中国首辆火星车“祝融号”通过电磁波向地球传回了火星表面的照片。“祝融号”火星车工作时，所需要的电能是通过太阳能电池板由太阳能转化而来的。
故答案为：电磁波；太阳
21．阅读材料， 回答问题
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。
（1） 完成下列风力发电的主要能量转化流程图：①　 　，②　 　；
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会　 　(选填“顺时针”或“逆时针”) 转动；
（3） 当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于　 　 kg的煤完全燃烧放出的热量
（4） 当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈。若发电机输出电能1kW·h，则叶片需要转动　 　圈。
【答案】（1）机械能；电能
（2）顺时针
（3）36
（4）4
【知识点】能量的转化与守恒定律；新能源及其开发与利用
【解析】【分析】 （1）不同形式的能量可以相互转化，结合能量转化流程可做出判断；
（2）气压与流速的关系：流速大，压强小；流速小，压强大；
（3）由丙图可知风速为12m/s时，发电机的功率为300kW，由W=Pt求输出的电能；
再根据W电=Q放=mq煤求需要完全燃烧的煤的质量；
（4）由丙图可知当风速为13m/s时，发电机的功率为300kW，发电机输出电能1kW h，根据求时间，发电机转子1min转400圈，可求转子转动的圈数；叶片转1圈，发电机转子转20圈，求出叶片转动的圈数；
【解答】 （1）风力发电消耗机械能，获得电能，是由机械能转化为电能的过程。
（2）叶片的一面较平，另一面较弯曲。当风吹过时，平的一面流速小，压强大；弯曲的一面流速大，压强小，会形成向下的压强差、压力差，所以叶片A会顺时针转动。
（3）由丙图可知风速为12m/s时，发电机的功率为300kW，则工作1h发电机输出的电能为：W电=Pt=300×103W×3600s=1.08×109J；
由题意得Q放=W电=1.08×109J；可得燃烧的煤的质量；
（4）由图丙图像的变化规律可以看出，当风速在3～12 m/s之间时，风速越大，该风力发电机组的输出功率越大。
由图丙可知，当风速为13 m/s时，发电机组的输出功率为300 kW，由得，工作时间，
则发电机转子转过80圈，依据“风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈”可知，叶片转动4圈。
22．（2023·台州）如图是我市三门核电站的发电流程示意图。在发电时，能量转化过程是（　　）
A．核能→机械能→内能→电能 B．核能→内能→机械能→电能
C．内能→核能→机械能→电能 D．机械能→核能→内能→电能
【答案】B
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】 核电站的基本原理是核燃料在一回路反应堆内发生裂变产生大量热能，被高温高压水把热能带出，在蒸汽发生器内加热二回路给水产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带动发电机发电。能量转换过程如下：核能→热能(将冷却剂水加热，但不能沸腾)→热能(一回路的水将二回路的水加热变成蒸汽)→动能(推动汽轮机转动)→电能(汽轮机带动发电机转动，切割磁感线产生电能)。
【解答】核裂变产生的核能转化为内能，使电机转动转化为机械能，轮机带动发电机转动，切割磁感线产生电能。
故答案为：B
23．（2022·杭州）汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（　　）
A．都通过剧烈的氧化反应释放出能量
B．都将化学能转化为其他形式的能
C．都参与自然界的碳循环和氧循环
D．都遵循能量的转化和守恒定律
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律；氧化反应
【解析】【分析】（1）细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，氧化缓慢；燃烧是一种放热发光的化学反应，其反应放出能量较剧烈。
（2）化学能通常可以转化为热能、光能、机械能、电能等。
（3）碳循环和氧循环分别指的是氧元素在自然界的循环状态。动植物的呼 吸作用及人类活动中的燃烧都需要消耗氧气，产生二氧化碳。
（4）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
【解答】A：组织细胞呼吸作用是缓慢氧化，A错误。
B：燃烧和呼吸作用都将化学能转化为其他形式的能，B正确。
C：含碳燃料的燃烧可将氧气转化为二氧化碳，呼吸作用将氧气转化为二氧化碳，因此两者都参与自然界的碳循环和氧循环，C正确。
D：所有的化学反应都遵循能量的转化和守恒定律，D正确。
故选A。
24．（2022·浙江） “蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力 F 的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动。据图可知运动员 (　　)
A．重力大小为F0 B．t0时刻重力势能最小
C．t0时刻动能最大 D．所受拉力 F 对其始终不做功
【答案】B
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】根据以下知识答题：
（1）跳跃者所受的拉力越大，位置越低；当拉力最大，位置最低时，跳跃者速度为零；
当跳跃者最终静止时，跳跃者所受拉力与重力相等；
（2）当跳跃者到达最低点时，速度为零；
（3）物体的重力势能与物体所受的重力与物体的高度有关，在重力一定的情况下，高度越低，重力势能越小；
（4）物体的动能与物体的质量与速度有关，在质量一定时，物体速度越大，动能越大；
（5）力作用在物体上，物体在力的方向上如果移动一端距离，则力对物体做功。
【解答】A、读图象可知，当跳跃者最终静止时，跳跃者所受拉力与重力相等，而此时的重力是小于F0的，故A错误；
B、由图象知：t0时刻拉力最大，跳跃者所处位置最低，重力势能最小，故B正确；
C、t0时刻，跳跃者位置最低，此时速度为零，动能最小，为零，故C错误；
D、跳跃者在拉力F方向上移动了距离，拉力对跳跃着做功，故D错误。
故答案为：B。
25．（2022·温州）如图所示，在光滑的水平面上固定一螺线管，将开关闭合后，有一轻质小车，车上放一条形磁铁，以初速度 v0朝螺线管运动，在小车靠近螺线管的过程中
A．电流表中无电流通过，小车匀速运动
B．电流表中有电流通过，小车减速运动
C．电流表中无电流通过，小车减速运动
D．电流表中有电流通过，小车加速运动
【答案】B
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】穿过闭合线圈的磁通量发生变化线圈产生感应电流，根据感应电流产生的条件与能量守恒定律分析答题。
【解答】 小车向螺线管运动过程中，穿过螺线管的磁通量发生变化，闭合螺线管中产生感应电流，电流表中有电流通过；线圈产生感应电流，小车的部分机械能转化为电能，小车的机械能减少，小车动能减少，小车做减速运动，故B正确。
故答案为：B。
26．（2021九上·嵊州期末）如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核模型。下列叙述正确的是（　　）
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．目前还不能用该反应获得能量的方式来发电
【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】核聚变，即轻原子核(例如气和气)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个小的原子。
【解答】A.根据图片可知，中子轰击重原子核，然后分解为质量较小的轻核，所以该模型表示的是核裂变，故A错误；
B.该反应产生的中子仍然具有很多能量，可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确；
C.该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；
D.可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故D错误。
故选B。
27．（2021·湖州）太阳是太阳系中唯一的恒星，每时每刻向外辐射太阳能。下列关于太阳能的叙述中，错误的是（　　）
A．煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自于太阳能
B．生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的
C．地球上的水循环是由太阳能推动的
D．太阳能来源于太阳内部的核裂变
【答案】D
【知识点】太阳的结构与概况；化石能源；太阳能及其利用与转化
【解析】【分析】太阳给人类带来的好处：可以给绿色植物提供能量进行光合作用，太阳能可以发电，阳光下的紫外线有很强的杀菌能力等。太阳能不会像煤和石油一样在燃烧时产生废气来污染环境，更不像煤和石油有耗尽的一天，不会用核能发电带来危险和后遗症，不会产生废气污染环境。
【解答】A、煤、石油、天然气等化石燃料归根到底来自太阳能，A正确，不符合题意；
B、能量流动是指生态系统中能量的输入（通过植物的光合作用把光能转化成化学能）、传递（流入下一营养级，流入分解者）和散失（各生物的呼吸作用散失）的过程，生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的，B正确，不符合题意；
C、水循环是由太阳能推动的，在大气、海洋、陆地形成一个全球性的水循环系统，并成为地球上各种物质循环的中心循环，C正确，不符合题意；
D、太阳能来源于太阳内部发生的核聚变，D错误，符合题意。
故答案为：D
28．（2021·金华）立定跳远是我是体育中考项目之一，其动作分解如图所示。下列对运动员在立定跳远过程中的相关分析正确的是（　　）
A．起跳时，没有受到地面对它的作用
B．起跳后，能继续往前是，由于他具有惯性
C．腾空到达最高点时，速度大小刚好减为零
D．落地后站稳，机械能全部转化为化学能
【答案】B
【知识点】惯性；力与运动的关系；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据力与运动的关系判断；
（2）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（3）从竖直和水平两个方向分析速度是否为零；
（4）根据能量转化的过程分析。
【解答】A.起跳时，由静止变为运动，运动员的运动状态发生改变，那么肯定受到地面对它力的作用，故A错误；
B.起跳后，能继续往前是由于他具有惯性，故B正确；
C.腾空到达最高点时，它竖直方向上的速度为零，而水平方向上的速度保持不变，故C错误；
D.落地后站稳，机械能全部转化为内能，故D错误。
故选B。
29．（2020·衢州）下列用电器把电能主要转化为机械能的是（　　）
A．电风扇 B．电灯 C．电饭煲 D．电熨斗
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据用电器的能量转化过程分析。
【解答】电风扇的主要结构为电动机，而电动机旋转时将电能转化为机械能，故A符合题意；
电灯主要将电能转化为光能，故B不合题意；
电饭煲和电熨斗，将电能转化为内能，故C、D不合题意。
故选A。
30．（2018·温州）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（　　）
A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能
【答案】C
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体传递给另一个物体，而且能量的形式也可以互相转换。这就是人们对能量的总结，称为能量守恒定律。
【解答】太阳能板发电时，光能转化为电能；电能板给电动机供电调节百叶窗的开合，是电能转化为机械能；所以全过程是光能→电能→机械能；
故答案为：C。
31．（2018·杭州）跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小金的质量为 50 千克，每次跳起高度约为 6 厘米（人整体上升，如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（　　）
A．向上起跳过程中小金的动能持续增大
B．在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
C．小金跳一次克服重力做功约 3 焦
D．小金在这一分钟内跳绳的功率约为 50 瓦
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】做功是指能量由一种形式转化为另一种的形式的过程。做功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。经典力学的定义：当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上通过了一段距离，力学中就说这个力对物体做了功。一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。
【解答】A.向上起跳过程中小金的动能转化为重力势能，动能不断较小，故A错误；
B.在整个跳绳过程中小金的机械能转化为内能，机械能不守恒，故B错误；
C.小金跳一次克服重力做功约W＝Gh＝mgh＝50 kg10N/kg0.06m＝30J，故C错误；
D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为P＝ ＝50W，故D正确；
故答案为：D。
32．（2018·绍兴）如图，木块以一定的速度滑过A，B点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（　　）
A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
【答案】C
【知识点】能的多种形式；能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，其总量不变。
【解答】A、如果不考虑木块与接触面之间的摩擦则机械能不变；所以机械能可能不变；故A错误；
B、 A到C与C与D之间的改变的高度相同，所以减小的重力势能相同；故B错误；
C、 木块由A到B重力势能减小，如果接触面之间有摩擦则减少的重力势能转化为内能和动能，如果内能较大，则动能不会增加，所以A、B点的动能可能相等；BC之间有摩擦，会有能转换为内能被消耗；C点动能一定会比A点大；故C正确；
D、 BC之间有摩擦力时，B点到C点时，动能会减小，而C到D时动能会增大，则B、D点的动能可能相等；AB之间存在摩擦时，A到B的重力势能都转换为摩擦产生的内能；故D错误；
故答案为：C
33．（2018·湖州）在某次演习中，解放军在海拔6000米的高空空投重达8吨的新型履带式伞兵战车，如图所示。空投下来的战车在后阶段可认为与降落伞一起匀速竖直掉向地面。下列观点正确的是（　　）
A．伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动，这是由于战车受到惯性的作用
B．后阶段匀速下降的过程中机械能守恒
C．空投战车后，若飞机仍在原高度水平飞行，则飞机的势能比空投前减小
D．伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中，重力做功4.8×107焦
【答案】C
【知识点】惯性；功的计算公式的应用；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体传递给另一个物体，而且能量的形式也可以互相转换。这就是人们对能量的总结，称为能量守恒定律。
【解答】A、伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动，这是由于战车具有惯性，惯性是一种性质，不能说受到惯性的作用，故A错误；
B、后阶段匀速下降的过程中，动能不变，高度减小，重力势能减小，机械能减小，故B错误；
C、空投战车后，飞机总质量减小，若飞机仍在原高度水平飞行，高度不变，所以重力势能会减小；故C正确；
D、伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中，重力做功为：W=Gh=mgh=8000kg×10N/kg×6000m=4.8×108J，故D错误。
故答案为：C。
34．（2018·衢州）在探究“阻力对物体运动的影响”时，让同一小车每次都从同一斜面的同一位置静止滑下，使小车分别在毛巾、棉布和木板上运动直至静止，小车运动距离如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．小车在毛巾上运动的距离最短，所以它消耗的机械能最少
B．小车在木板上运动的距离最长，所以它消耗的动能最多
C．小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同，但每次小车获得的内能相同
D．小车在毛巾、棉布和本板上运动的距离不同，但每次小车克服阻力所做的功相同
【答案】D
【知识点】影响摩擦力大小的因素；能的多种形式；能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
【解答】A、小车是从相同的高度下滑的，小车的机械能相同，所以小车停止时消耗的机械能相同；故A错误；
B、 小车从相同的高度下滑的，小车获得的动能相同，所以小车停止时消耗的动能相同；故B错误；
C、 小车的运动距离不同，但由于接触面粗糙程度不同，所以摩擦力大小不一样，所以小车获得的内能不同；故C错误；
D、 小车初始的具有的能相同，最终为克服阻力做功停止；故D正确；
故答案为：D。
35．（2023·舟山）现代人类属于“智人”，起源于20万年前的非洲，目前全球人口达到78亿。身体并不强壮的人类，为何会在短时间内数量急剧增长？
（1）人类社会经历“石器时代”青铜器时代"和“铁器时代”，可见材料在人类发展过程中发挥重要作用。铜是最先正式使用的金属材料，与石器相比，优点有　 　。(写出1点即可)
（2）依靠科学的力量，不断激发沉睡的巨大能量是人类变得强大的又一原因。18世纪蒸汽机(如图)的发明，提高了能量的使用效率，使人类步入工业化时代。蒸汽机工作时，能量的转化过程为　 　。
（3）当然随着人口的急剧增长，也带来了传染病的流行，人类通过发明疫苗、研发抗生素等开启了与传染病的“斗争史”，但期间难免会出现一些认识偏差。某地总人口500万，右表是该地公布的接种新冠疫苗与患新冠轻、重症的数据，据此有人认为，疫苗接种人数越多，患新冠的比例越高！你是否支持这种观点　 　，请说出理由　 　。
某地2022年3月数据 未接种 全程接种
占人口比例 8% 92%
轻症病例 19% 81%
重症病例 26% 74%
【答案】（1）良好的延展性(良好的导热性等)
（2）化学能→内能→机械能
（3）否；合理即可
【知识点】传染病及其传播；传染病的预防措施；能量的转化与守恒定律；常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】（1）金属材料的优点为： 1.强度高：金属材料具有很高的强度和刚性，可以承受很大的力和重量。2. 导电性好：金属材料是良好的导体，可以传递电流和热量。3. 耐腐蚀性好：金属材料具有很好的耐腐蚀性能，可以抵御氧化、腐蚀和磨损等。4. 易加工：金属材料易于加工成各种形状和尺寸，可以满足各种需求。5. 可回收利用：金属材料可以回收再利用，对环境友好。
（2）从接种后，对新冠病人的隔离措施来回答；例如：隔离措施的减少，导致总的患病人数增加。
故答案为：（1） 良好的延展性(良好的导热性等) （2） 化学能→内能→机械能 （3）否、合理即可
36．（2020·绍兴） 2020年5月5日，我国自主研发的长征5号B型运载火箭圆满完成发射任务。图为起飞阶段加速上升的火箭，该过程中，内部的新型返回舱的动能　 　(选填“增大”、“减小”或“不变“)，火箭整体的机械能　 　(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】增大；增大
【知识点】能量的转化与守恒定律；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。它的大小定义为物体质量与速度平方乘积的二分之一。机械能是动能与势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能。
【解答】起飞阶段火箭加速上升，所以返回舱的速度也在逐渐增大，则其动能是逐渐增大的；火箭的机械能包含重力势能和动能，动能在增大，火箭上升阶段，高度逐渐增大，所以重力势能增大，则机械能增大；
故答案为：增大；增大。
37．（2018·杭州）甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为V= r3。（注：所有结果均用字母表示）
（1）半径为 r 的雨滴重力为　 　。
（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度　 　小雨滴的下落速度（选填“大雨”“等于”“小于”），写出推理过程　 　。
（3）假设半径为 r 的雨滴在近地面下落 h 高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？
【答案】（1） r3
（2）大于；雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，∴f＝G，又∵f＝kSv2＝k r2v2，G＝ r3 ，∴k r2v2＝ r3 ，∴v＝ ，又∵k、ρ、g均为定值，∴r越大，速度越大，即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度；雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，∴f＝G，又∵f＝ kSv2＝k r2v2， G＝ r3 ，∴k r2v2＝ r3 ，∴v＝ ，又∵k、ρ、g均为定值，∴r越大，速度越大，即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度；
（3）设雨滴的质量为m，
∵W＝Q，
又∵W＝mgh，Q＝cm ，
∴mgh＝ cm ，
∴ .
故答案为： ；
【知识点】重力的大小；能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力，叫做重力。重力的大小可用G=mg。能量即不能产生也不能消失，能量转换是指从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体。
【解答】(1) 雨滴的体积为 V＝ r3，由 得雨滴的质量m＝ V＝ r3 ，雨滴重力G＝mg＝ r3 ；故答案为： r3 ；
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