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【素养测评】苏教版科学六年级下册
第一单元《神奇的能量》测试提升卷
题号 一 二 三 四 五 六 总分
得分
一、知识广场（每空 1 分，共 10 分）
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律。
电磁铁的磁力大小与______、______、铁芯粗细等因素有关。
我们日常使用的各种电器，都是通过______与其他形式能量之间的______来工作的。
食物中的化学能可以在人体内转化为______能，维持我们的体温；还能转化为______能，让我们运动。
太阳能热水器是将______能转化为______能的装置。
二、判断大厅（每题 2 分，共 20 分）
原子弹爆炸释放出的巨大能量，是核能转化为其他形式能量的表现。（ ）
只要改变电磁铁的电流大小，就能改变电磁铁的南北极。（ ）
能量的转化是有方向的，例如热量能自发地从高温物体传向低温物体，但不能自发地从低温物体传向高温物体。（ ）
为了增强电磁铁的磁力，我们可以无限增加线圈匝数和电池数量。（ ）
风能是一种清洁、无污染、可再生的能源，所以我们可以无限制地开发利用。（ ）
电扇工作时，主要将电能转化为机械能，同时也有一部分电能转化为热能。（ ）
不同形式的能量之间可以相互转化，但在转化过程中，能量的总量会有所损耗。（ ）
电磁铁在断电后，铁芯的磁性会立即消失得一干二净。（ ）
人体进行各种活动都需要消耗能量，这些能量主要来自食物。（ ）
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源，因此在任何情况下都能直接利用太阳能。（ ）
三、选择乐园（每题 2 分，共 30 分）
下列关于能量转化的说法中，错误的是（ ）。
A. 钻木取火是将机械能转化为内能
B. 水电站里水轮机带动发电机发电，是机械能转化为电能
C. 植物的光合作用是将光能转化为化学能
D. 燃料燃烧时发热，是内能转化为化学能
在研究电磁铁磁力大小与线圈匝数关系的实验中，需要改变的条件是（ ）。
A. 电池数量 B. 线圈匝数 C. 铁芯粗细 D. 以上都不对
下列物体具有弹性势能的是（ ）。
A. 放在水平地面上的篮球 B. 拧紧的钟表发条 C. 在空中飞行的小鸟 D. 静止在斜坡上的汽车
以下能源中，属于二次能源的是（ ）。
A. 太阳能 B. 风能 C. 电能 D. 地热能
为了改变电磁铁的南北极，应当采用的方法是（ ）。
A. 增加电流强度 B. 减少电流强度 C. 增加线圈匝数 D. 改变电流方向
下列装置中，没有用到电磁铁的是（ ）。
A. 电铃 B. 电磁继电器 C. 电话的听筒 D. 普通的干电池
下列现象中，能说明能量可以相互转化的是（ ）。
A. 用太阳灶烧水 B. 冬天用热水袋取暖 C. 钻木取火 D. 坐在沙发上感觉很舒服
关于电磁铁，下列说法正确的是（ ）。
A. 电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
B. 电磁铁的磁力强弱与电流方向有关
C. 电磁铁是根据电流的磁效应制成的
D. 电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关
下列能源中，既属于可再生能源又属于清洁能源的是（ ）。
A. 石油 B. 天然气 C. 水能 D. 核能
当我们给玩具电动车的电池充电时，能量的转化情况是（ ）。
A. 电能转化为化学能 B. 化学能转化为电能 C. 机械能转化为电能 D. 电能转化为机械能
下列事例中，不是利用电磁铁磁性强弱跟电流大小有关的是（ ）。
A. 电磁起重机吊起重物 B. 调节电磁铁磁性强弱，使磁浮列车悬浮 C. 电铃的工作 D. 用电磁铁控制高压电路的通断
在探究电磁铁磁力大小与铁芯粗细的关系时，需要保持不变的条件是（ ）。
A. 线圈匝数和电流大小 B. 铁芯长短 C. 电池数量 D. 以上都是
下列关于能量的说法，错误的是（ ）。
A. 能量是看不见、摸不着的，但我们可以通过它所产生的效果来认识它
B. 不同形式的能量之间可以相互转化
C. 地球上的能量绝大部分来自太阳
D. 能量的转化和转移没有方向性
下列现象中，属于动能转化为重力势能的是（ ）。
A. 雨滴从高空落下 B. 汽车在水平公路上行驶 C. 向上抛出的石块在空中上升 D. 瀑布从山上倾泻而下
以下关于电磁铁和永久磁铁的说法，正确的是（ ）。
A. 电磁铁的磁性强弱可以改变，永久磁铁的磁性强弱不能改变
B. 电磁铁和永久磁铁都有固定的南北极
C. 电磁铁和永久磁铁都能长时间保持磁性
D. 电磁铁和永久磁铁都不需要消耗能量就能保持磁性
四、问题城堡（每题 4 分，共 20 分）
请举例说明生活中能量转化的方向性，并解释其原理。
电磁铁在生产生活中有广泛应用，请列举三个不同领域的应用实例，并简要说明其工作原理。
为什么说能源与环境密切相关？请结合具体能源类型进行分析。
有人说 “只要有足够的能量，就可以让物体永远运动下去”，这种说法对吗？请从能量转化和守恒的角度进行分析。
简述太阳能在现代生活中的多种应用方式及其优点。
五、科学探究（8 分）
小明同学在探究 “电磁铁磁力大小与哪些因素有关” 的实验时，设计了如下实验方案：
实验次数 电池数量（节） 线圈匝数（匝） 铁芯粗细（mm） 吸引大头针的数量（个）
1 1 50 5 8
2 1 100 5 15
3 2 50 5 12
4 2 100 5 20
5 1 50 8 10
（1）实验 1 和实验 2 对比，探究的是电磁铁磁力大小与______的关系，得出的结论是：在______和______相同的情况下，______越多，电磁铁的磁力越大。（4 分）
（2）实验 1 和实验 5 对比，探究的是电磁铁磁力大小与______的关系，得出的结论是：在______和______相同的情况下，______越粗，电磁铁的磁力越大。（4 分）
六、拓展长廊（每题 6 分，共 12 分）
随着科技的发展，新能源汽车逐渐普及。新能源汽车相较于传统燃油汽车，在能源利用和环境保护方面具有哪些优势？请详细阐述。
假设你是一名科学家，正在研究一种新型能量转换装置，旨在将海洋中的波浪能高效转化为电能。请简要描述你的设计思路，并说明可能面临的挑战及解决方案。
答案及解析
一、知识广场
答案：转化；转移
解析：这是能量守恒定律的核心内容，能量在自然界中遵循这种转化和转移的规律。
答案：电流大小；线圈匝数
解析：电磁铁磁力大小受多种因素影响，电流大小和线圈匝数是其中两个关键因素，改变它们会使电磁铁磁力发生变化。
答案：电能；转化
解析：电器的工作原理就是实现电能与其他形式能量的转化，比如电灯将电能转化为光能和热能。
答案：热；机械
解析：食物在人体内通过消化等过程，化学能转化为热能维持体温，为人体活动提供机械能使人运动。
答案：太阳；热
解析：太阳能热水器的工作原理是利用太阳能集热器将太阳能吸收并转化为水的热能。
二、判断大厅
答案：√
解析：原子弹爆炸是核裂变过程，核能瞬间释放并转化为光能、热能、机械能等其他形式的能量。
答案：×
解析：改变电磁铁南北极的方法是改变电流方向或改变线圈绕线方向，改变电流大小只能改变电磁铁的磁力大小。
答案：√
解析：这体现了能量转化的方向性，符合热力学第二定律，是自然现象中的普遍规律。
答案：×
解析：虽然增加线圈匝数和电池数量能增强电磁铁磁力，但实际上，增加线圈匝数会增加电阻，过多增加电池数量可能导致电路过热、短路等问题，存在实际限制。
答案：×
解析：虽然风能具有诸多优点，但无限制开发可能会对生态环境、鸟类迁徙等造成影响，需要合理规划和开发。
答案：√
解析：电扇电机工作时，电能主要转化为扇叶转动的机械能，但由于电机存在电阻，部分电能会转化为热能。
答案：×
解析：根据能量守恒定律，能量在转化过程中总量保持不变，只是从一种形式转化为另一种形式，不存在损耗。
答案：×
解析：电磁铁断电后，铁芯会有一定的剩磁，不会磁性立即消失得一干二净。
答案：√
解析：人体活动所需能量主要来源于食物在体内的化学变化，食物中的化学能经消化吸收转化为人体可利用的能量。
答案：×
解析：太阳能的利用受天气、地理位置等多种因素限制，例如在阴天或夜晚，太阳能的获取和利用就会受到影响，并非在任何情况下都能直接利用。
三、选择乐园
答案：D
解析：燃料燃烧时发热，是燃料的化学能转化为内能，而不是内能转化为化学能，A、B、C 选项能量转化描述均正确。
答案：B
解析：在探究电磁铁磁力大小与线圈匝数关系的实验中，应采用控制变量法，保持其他因素（如电池数量、铁芯粗细等）不变，只改变线圈匝数。
答案：B
解析：拧紧的钟表发条发生了弹性形变，具有弹性势能；放在水平地面上的篮球、在空中飞行的小鸟、静止在斜坡上的汽车都没有发生弹性形变，不具有弹性势能。
答案：C
解析：太阳能、风能、地热能是直接从自然界获取的能源，属于一次能源；电能是由其他能源转化而来的，属于二次能源。
答案：D
解析：改变电磁铁南北极的方法是改变电流方向或改变线圈绕线方向，A、B 选项改变电流强度只能改变磁力大小，C 选项增加线圈匝数也主要影响磁力大小。
答案：D
解析：电铃、电磁继电器、电话的听筒都利用了电磁铁的磁性特点工作，普通干电池是提供电能的装置，没有用到电磁铁。
答案：C
解析：钻木取火是通过做功将机械能转化为内能，体现了能量的相互转化；A 选项用太阳灶烧水是太阳能转化为热能，没有体现相互转化；B 选项冬天用热水袋取暖是热传递，不是能量转化；D 选项坐在沙发上感觉舒服与能量转化无关。
答案：C
解析：电磁铁的铁芯要用铁磁性材料，不能用铜棒，A 错误；电磁铁的磁力强弱与电流大小、线圈匝数等有关，与电流方向无关，B、D 错误；电磁铁是利用电流的磁效应制成的，C 正确。
答案：C
解析：石油、天然气是不可再生能源；核能不属于清洁能源，存在核废料处理等问题；水能既可再生又清洁无污染。
答案：A
解析：给电池充电时，电池相当于用电器，电能转化为电池内部的化学能储存起来。
答案：D
解析：A、B、C 选项中电磁起重机、磁浮列车、电铃都利用电磁铁磁性强弱与电流大小有关来工作；用电磁铁控制高压电路通断主要利用电磁铁的通断电控制磁性有无，而非磁性强弱与电流大小的关系。
答案：D
解析：在探究电磁铁磁力大小与铁芯粗细的关系时，根据控制变量法，要保持线圈匝数、电流大小（由电池数量决定）、铁芯长短等其他可能影响磁力大小的因素不变。
答案：D
解析：能量的转化和转移具有方向性，如热量只能自发地从高温物体传向低温物体，A、B、C 选项关于能量的描述均正确。
答案：C
解析：向上抛出的石块在空中上升，速度减小，高度增加，动能转化为重力势能；A 选项雨滴从高空落下、D 选项瀑布从山上倾泻而下是重力势能转化为动能；B 选项汽车在水平公路上行驶主要是化学能转化为机械能。
答案：A
解析：电磁铁通过改变电流大小、线圈匝数等可改变磁性强弱，永久磁铁磁性强弱一般固定；电磁铁南北极可改变，永久磁铁有固定南北极；电磁铁断电后磁性基本消失，永久磁铁能长时间保持磁性；电磁铁工作需要消耗电能，永久磁铁不需要，B、C、D 错误，A 正确。
四、问题城堡
答案：例如，汽车制动时，汽车的动能转化为轮胎与地面摩擦产生的热能，这些热能散发到周围环境中，却无法自动地重新转化为汽车的动能使汽车再次启动。这是因为能量转化具有方向性，符合热力学第二定律。在自然过程中，能量的转化总是朝着熵增加的方向进行，即从有序向无序转化。汽车制动过程中，动能转化为热能，使系统的无序程度增加，而逆向的从无序热能转化为有序动能的过程不会自发发生。
解析：通过具体生活实例阐述能量转化方向性，并结合热力学第二定律中熵的概念解释原理。
答案：
电磁选矿机（工业领域）：工作原理是利用电磁铁产生的磁场，不同矿物质磁性不同，在磁场中受到的磁力不同，从而将磁性不同的矿物质分离。
磁悬浮列车（交通运输领域）：利用电磁铁同性相斥、异性相吸的原理，使列车悬浮在轨道上，减少摩擦力，通过控制电磁铁的电流大小来控制列车的运行速度和方向。
电磁继电器（自动控制领域）：由电磁铁、衔铁、簧片、触点等组成。当电磁铁通电时，产生磁性吸引衔铁，使触点闭合或断开，从而实现对高电压、大电流电路的自动控制，利用低电压、弱电流电路来间接控制高电压、强电流电路。
解析：从不同领域选取常见应用实例，详细说明其利用电磁铁磁性工作的原理。
答案：以化石能源为例，煤炭、石油和天然气等化石能源在燃烧过程中会释放大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物。二氧化碳排放过多会导致全球气候变暖，引发冰川融化、海平面上升等一系列环境问题；二氧化硫会形成酸雨，对土壤、水体、森林等生态系统造成破坏。而像太阳能、风能等清洁能源，在利用过程中对环境的污染较小。所以能源的开采、利用方式与环境密切相关，不同类型能源对环境的影响差异很大，合理选择和利用能源对于保护环境至关重要。
解析：结合常见能源类型，从其对环境的影响角度分析能源与环境的关系。
答案：这种说法不对。根据能量转化和守恒定律，能量虽然不会凭空消失，但在能量转化过程中，不可避免地会有一部分能量以热能等形式散失到周围环境中，无法再被完全收集和利用。例如，机器运转时，由于摩擦等因素，机械能会不断转化为热能散发出去，这部分热能很难再完全转化回机械能使机器持续运转。即使有足够的初始能量，随着能量的不断转化和散失，最终可用于维持物体运动的有效能量会越来越少，物体也不可能永远运动下去。
解析：从能量转化过程中存在能量散失的角度，依据能量守恒定律分析该说法的错误性。
答案：太阳能在现代生活中的应用方式有：
太阳能光伏发电：通过太阳能电池将太阳能转化为电能，可用于家庭供电、路灯照明等。优点是清洁无污染、可再生，不受地理条件限制，可分散式发电，减少对传统电网的依赖。
太阳能热水器：将太阳能转化为热能用于加热水，为家庭提供生活热水。优点是节能、环保，长期使用可节省大量能源费用，安装方便，适合家庭使用。
太阳能空调：利用太阳能集热器产生的热能驱动制冷系统，实现空调制冷的。
五．科学探究（8 分）
（1）实验 1 和实验 2 对比，探究的是电磁铁磁力大小与线圈匝数的关系，得出的结论是：在电池数量和铁芯粗细相同的情况下，线圈匝数越多，电磁铁的磁力越大。（4 分）
解析：在实验 1 和实验 2 中，电池数量都为 1 节，铁芯粗细都为 5mm，只有线圈匝数不同，分别为 50 匝和 100 匝，且吸引大头针数量随着线圈匝数增多而增加，所以探究的是电磁铁磁力大小与线圈匝数的关系，结论也围绕此变量得出。
（2）实验 1 和实验 5 对比，探究的是电磁铁磁力大小与铁芯粗细的关系，得出的结论是：在电池数量和线圈匝数相同的情况下，铁芯越粗，电磁铁的磁力越大。（4 分）
解析：实验 1 和实验 5 里，电池数量均为 1 节，线圈匝数均为 50 匝，仅铁芯粗细不同，分别是 5mm 和 8mm，同时吸引大头针数量因铁芯变粗而增多，表明探究的是与铁芯粗细的关系以及相应结论。
六．拓展长廊
能源利用优势：
能量来源多元化：新能源汽车的能量来源多样，如纯电动汽车依靠电能，可通过多种方式发电获取，包括太阳能、风能等清洁能源转化的电能，摆脱了对石油这种单一化石能源的依赖。而传统燃油汽车主要依赖石油，石油资源有限且分布不均。
能量转化效率高：新能源汽车电机的能量转化效率相对较高，一般可达 80% - 90% 左右，能更有效地将储存的能量转化为车辆的动能。相比之下，传统燃油汽车发动机受卡诺循环等因素限制，热效率通常在 30% - 40% 左右，大量能量在燃烧过程中以热能形式散失。
环境保护优势：
尾气零排放：纯电动汽车在行驶过程中不产生尾气排放，不会释放一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物以及颗粒物等污染物，从根本上解决了汽车尾气对城市空气质量的污染问题。即使是混合动力汽车，在纯电行驶模式下同样能减少尾气排放。传统燃油汽车尾气是城市空气污染的主要来源之一，对人体健康和环境造成严重危害。
降低噪声污染：新能源汽车的电机运行相对安静，相比传统燃油汽车发动机的机械运转和排气噪声，能有效降低行驶过程中的噪声污染，提升城市环境的安静程度，减少对居民生活的干扰。
解析：从能源利用和环境保护两个大方面，分别阐述新能源汽车对比传统燃油汽车的优势。能源利用上从能量来源和转化效率展开；环境保护从尾气排放和噪声污染角度说明，且都与传统燃油汽车作对比，突出优势。
拓展长廊
设计思路：
波浪捕获结构：设计一种特殊的浮体结构，使其能跟随波浪的起伏运动。该浮体具有较大的表面积，以便更好地吸收波浪的能量。浮体通过连杆等机械结构与下方的能量转换机构相连。
能量转换机构：采用液压系统，当浮体随波浪上下运动时，带动连杆推动液压泵工作，将波浪的机械能转化为液压能。液压能通过管道传输到发电机处，驱动液压马达转动，进而带动发电机发电，将液压能转化为电能。
能量储存与传输：配备高效的储能电池，将产生的电能储存起来，以应对波浪能不稳定的情况。同时，设计合适的输电线路，将储存的电能输送到岸上的电网中。
可能面临的挑战及解决方案：
恶劣海洋环境挑战：海洋环境复杂，装置需承受强风、巨浪、海水腐蚀等。解决方案是选用高强度、耐腐蚀的材料制造装置，如特种钢材和复合材料，并对装置进行特殊的防腐处理。同时，优化浮体结构设计，增强其稳定性和抗风浪能力，例如采用流线型设计减少阻力，增加配重或锚定系统确保装置在恶劣海况下不被冲走。
能量转换效率挑战：波浪能具有间歇性和不规则性，如何高效捕获和转换能量是难题。通过采用先进的控制技术，实时调整浮体和能量转换机构的参数，使其能更好地适应波浪的变化。例如，利用传感器实时监测波浪的频率、振幅等信息，自动调节液压系统的压力和流量，提高能量转换效率。还可以研究多能互补的方式，结合其他海洋能（如潮汐能），提高整体能量利用效率。
成本挑战：研发和建设新型能量转换装置成本较高。解决方案是在设计阶段进行成本效益分析，优化装置结构，尽量简化设计，降低材料和制造成本。随着技术的成熟和规模化生产，单位成本有望降低。此外，积极寻求政府补贴和政策支持，吸引投资，降低开发成本。
解析：设计思路部分从波浪捕获、能量转换以及储存传输三个环节描述将波浪能转化为电能的过程。挑战及解决方案针对海洋环境、能量转换效率和成本三方面常见问题，分别提出合理的应对办法，涵盖材料选择、结构设计、技术应用以及成本控制策略等。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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