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2024年浙江省中考科学二轮复习物理部分
专题五　机械能、核能和内能
真题练习
考点1　机械能
1.(2023杭州,17,3分)小金将小球竖直向上抛出,小球先上升后下落,不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前,此过程中能量变化的分析,正确的是 (　　)
A.动能先增大后减小
B.势能先减小后增大
C.机械能先减小后增大
D.机械能保持不变
2.(2023温州,15,4分)如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中,滚摆处于甲、乙位置时 (　　)
A.重力势能不同,动能相同
B.重力势能不同,动能不同
C.重力势能相同,动能相同
D.重力势能相同,动能不同
3.(2021嘉兴、舟山,12,3分)如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1、t2、t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3,不考虑下落过程中雨滴的质量变化,则动能的大小关系是 (　　)
A.E1E2>E3
C.E14.(2023丽水,23,4分)重为0.027牛的乒乓球,从1米高的A点自由下落,第一次落地弹起至0.6米的最高点B(如图甲)。将乒乓球置于装有适量水的杯子中,一起从1米高处自由下落,杯子落地后乒乓球弹起的高度远大于1米(如图乙)。
(1)图甲中的乒乓球从A点下落到弹起至B点的过程中,机械能减少　　　　焦;
(2)图乙中的乒乓球弹起的高度远大于1米,是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大,此时对乒乓球做功的物体是　　　　。
5.(2022杭州,26,6分)如图所示为蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端系在运动员双脚上,另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落,A点处弹性绳正好处于原长;B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等;C点处是蹦极运动员到达的最低点。(整个过程忽略空气阻力,弹性绳的自重不计)
(1)从O点到A点的过程中,运动员的机械能　　　(选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”)。
(2)从A点到C点的过程中,弹性绳的弹性势能　　　(选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”,下同);运动员的动能　　　　　　。
考点2　核能
6.(2023台州,12,4分)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
7.(2023江西,11,2分)下列科技成果与其工作时所涉及的物理知识对应错误的是 (　　)
A.高速磁悬浮列车——磁极间的相互作用规律
B.C919客机——流体压强与流速的关系
C.“华龙一号”核电机组——核聚变将核能转化为电能
D.天舟六号货运飞船——电磁波传递信息
考点3　物质的比热容、内能与内燃机
8.(2023金华,12,3分)中国是茶文化之乡,中国茶文化是世界非物质文化遗产。“煮茶”过程中蕴含着丰富的科学知识。下列说法正确的是 　(　　)
A.茶水沸腾时,吸收热量,温度升高
B.茶水升温是通过做功的方式改变内能
C.壶嘴冒出的“白气”是汽化形成的现象
D.茶香扑鼻,表明分子在不停地做无规则运动
9.(2023宁波,17,4分)为了比较液体a和液体b的比热容大小,小宁分别称取相同质量的a和b,在初温相同条件下,利用如图所示装置在沸水中加热。
(1)做功和热传递是改变物体内能的两种途径。本实验中,液体a、b内能增加的途径是　　　。
(2)实验过程中,小宁观察到温度计甲的示数变化始终比乙快。由此可知,液体a的比热容ca与液体b的比热容cb的大小关系是:ca　　　cb。
10.(2022宁波,17,4分)单位质量的气体物质,在体积不变的条件下温度升高1 ℃所吸收的热量称为该气体的定容比热容,已知氦气的定容比热容为3 100 J/(kg·℃)。如图所示,质量为0.02 kg的氦气被密封在圆柱形气缸内,气缸内氦气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定,当氦气的温度从20 ℃升高到30 ℃时,氦气吸收的热量是　　　　　　J。撤去力,氦气推动活塞做功,这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的　　　　　　冲程相同。
模拟练习
基础练习
一、选择题(每小题3分,共15分)
1.(2023杭州模拟)下列关于放射现象、原子核和核能的说法中,正确的是 (　　)
A.通过对放射现象的研究,物理学家确认,原子核由质子和电子组成
B.放射性有着广泛的应用,但是强剂量或长时间的辐射对人体有害
C.目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的
D.核聚变的原料铀在地球上的储量非常有限
2.(2023湖州一模)开启啤酒瓶盖的瞬间听到“嘭”的一声,并看见瓶口有一股“白气”冒出,该过程与图中内燃机的哪一冲程原理相同 (　　)
A　B C　D
3.(2023杭州二模)如图所示为某市轻轨车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个小坡度,这样能有效地提高能量的利用率,对此,下面有关说法正确的是 (　　)
A.列车进站过程动能减小,势能减小
B.列车进站过程动能增大,势能增大
C.列车出站过程动能减小,势能增大
D.列车出站过程动能增大,势能减小
4.(2023温州模拟)如图所示,光滑水平桌面上的弹性小球被弹出,经过A点和B点后落到地面,又被多次弹起,图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动,描述正确的是 (　　)
A.小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少
B.小球反弹经过D点时动能为零
C.若将弹性小球表面涂黑,则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑
D.小球在E点的机械能大于在G点的机械能
5.(2023温州模拟)如图为桌球运动员击打白球后,白球撞击黑球的运动轨迹图,其中乙点和丁点为两球撞击后的瞬间,最终分别停留在丙点和戊点。假设黑白两球完全一样,桌面粗糙程度相同。下列有关不同点对应小球机械能大小关系错误的是 (　　)
A.乙<丁　　　　 B.乙>丙
C.甲>乙+丁　　　　D.丙<戊
二、非选择题(共18分)
6.(2023嘉兴一模)如图1所示,中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”(EAST)取得重大突破,创造世界新纪录,在上亿度的高温状态下,物质呈现等离子态,它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似,通过　　　　(选填“核裂变”或“核聚变”)释放巨大的核能。如图2为核电站发电流程图,在核电站的发电过程中,核电站能量转化是核能→　　。
图1
图2
7.(2022湖州)你一定剪过指甲吧!为什么指甲被剪断之后不是原地掉下来,而是“飞”出去 原来,指甲受到指甲钳的挤压,改变了　　　　　　,当指甲被指甲钳剪断后,指甲的　　　　　　　　转化为指甲的动能,让指甲“飞”出去。
8.(2023杭州模拟)如图为一个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m、比热容为c的金属块从A点静止释放,经过B点,最终停在C点。其中A点距离水平面的高度为h(空气阻力忽略不计)。
(1)金属块从A点滑到B点,重力所做的功为　　　　(用含字母g的式子表示)。
(2)金属块运动的全过程中,若机械能全部转化为金属块的内能,则金属块升高的温度为　　　　　(用含字母g的式子表示)。
9.(2020温州)在做“探究动能大小与质量关系”的实验时,小明想:小球从相同高度滚下,若小球材质和斜面倾角不同,到达水平位置时的速度会相同吗
(1)图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案,小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。
甲
(2)小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放,利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。
斜面倾角 速度/(米/秒) 球的类别 10° 20° 30° 40° 50° 60°
大钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
小钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
木球 2.67 2.67 2.67 2.67 2.74 2.89
分析表中数据可知:要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关,则斜面倾角不可能是　　　　　。
A.15°　　　　B.25°　　　　C.35°　　　　D.45°
(3)小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时,通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验,原因是　　　　　　　　　　　　　。
10.(2023杭州模拟)现在燃气热水器的使用越来越普遍。表中是某燃气热水器的技术参数,其中“温升25 ℃热水产率12 L/min”含义是:每分钟进水12 L,并使水温升高25 ℃。
产品名称 燃气热水器
燃气种类 天然气
温升25 ℃热水产率 12 L/min
(1)如果家庭用水过程持续1分钟,所用水的质量是多少 水所吸收的热量是多少 [水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)已知天然气的热值为8×107 J/m3,热水器每分钟消耗的天然气为0.025 m3,那么热水器的效率为多少
提升练习
一、选择题(每小题3分,共24分)
1.(2023杭州模拟)单缸四冲程汽油机的四个冲程的示意图如图所示,下列关于这种汽油机一个工作循环中四个冲程说法正确的是 (　　)
甲　　　乙
丙　　　丁
A.甲是做功冲程,将内能转化为机械能
B.乙是吸气冲程,汽缸内气体对外做功
C.丙是排气冲程,靠飞轮受到惯性的作用来完成
D.丁是压缩冲程,与水壶盖被蒸汽推动原理相同
2.(2023宁波模拟)图为撑杆跳运动员在比赛中的几个画面,假设该过程不计空气阻力,则下列说法中正确的是 (　　)
A.运动员过最高点时的速度为零
B.运动员在上升阶段撑杆的弹性势能全部转化为运动员的动能
C.运动员助跑阶段,身体中的化学能只转化为人的动能
D.运动员起跳时的动能等于落地时的动能
3.(2023温州模拟)如图甲是蹦极运动过程示意图,小明从O点开始下落,OA是弹性绳的自由长度,在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力,C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙(忽略空气摩擦的影响),下列判断正确的是(　　)
甲　乙
A.a图像表示人的重力势能
B.t1时刻人在B点位置
C.t2时刻绳的弹性势能最大
D.t3时刻人的动能为零
4.(2023台州模拟)为激发学生的运动兴趣,促进健康成长,某校举办了足球联赛,如图为嘉宾为本次比赛踢出第一脚球,O为踢出的瞬间,足球经过最高点A,在B点落地后,最终在C点静止。下列关于足球在不同阶段的能量变化正确的是 (　　)
A　B
C　D
5.(2023宁波模拟)如图是小宁在匀速做俯卧撑和引体向上的场景。下列分析中正确的是 (　　)
甲　乙
A.小宁按图乙做一个引体向上,需克服自身重力做功约为4 000焦
B.图甲小宁静止,地面对双手的支持力等于小宁的重力
C.图乙中小宁引体向上运动时,单杠对小宁的作用力大于小宁对单杠的作用力
D.小宁在做俯卧撑和引体向上时,小宁的机械能都不守恒
6.(2023杭州模拟)如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,一小球由A点以速度v沿轨道滚下,经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是 (　　)
A.整个过程只有重力在对小球做功
B.小球在A、B两点具有的动能相同
C.小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA>vB>vC
D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
7.(2023杭州模拟)如图所示,一物体在沿斜面向上的拉力的作用下,沿斜面匀速上升,木块在上升过程中 (　　)
A.机械能不变　　　　
B.重力势能不断增大
C.动能不断增大　　　　
D.动能转化成重力势能
8.(2023杭州模拟)如图,甲、乙、丙是完全相同的小球,处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛,乙以与水平面成θ角、大小也是v的速度斜向右上抛出,丙球沿倾角为θ且足够长的斜面以速度v上滑。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦,比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能,正确的是(　　)
A.动能:E甲=E丙B.动能:E甲=E乙=E丙
C.重力势能:E甲=E丙D.重力势能:E甲=E乙=E丙
二、非选择题(共26分)
9.(2023杭州模拟)如图轻质弹簧原长为2L,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为m的物块P由静止释放,当弹簧被压缩到静止时,弹簧长度为L,现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接。光滑水平轨道与光滑半圆轨道相切。AB是长度为5 L的水平轨道,B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切,用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度L,然后释放,P开始沿轨道运动,问:
(1)从竖直放置在地面上的弹簧顶端静止释放物块P,至弹簧被压缩后静止,物块P的重力势能转化为弹簧的　　　　。(填能量形式)
(2)将弹簧压缩至长度L,然后放开,P开始沿轨道运动,能到达的最高位置为　　　　(用图中字母表示),此时物块P的机械能大小为　　　　。
10.(2023宁波模拟)蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动,是2023年杭州亚运会的比赛项目之一。如图为蹦床运动的简化示意图,O点是运动员由静止开始自由下落的起始位置,A点是蹦床不发生形变时的原位置,在B点时运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等,C点是运动员到达的最低点(整个过程忽略空气阻力)。
(1)从O点下落到A点的过程中,运动员的机械能　　　　(选填“增大”“减小”“不变”“先增大后减小”或“先减小后增大”)。
(2)从A点下落到C点的过程中,蹦床的弹性势能　　　　;运动员的动能　　　　。(均选填“增大”“减小”“不变”“先增大后减小”或“先减小后增大”)
11.(2023杭州模拟)如图1,大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在甲、乙两个水平地面上以相同速度做匀速直线运动,乙地面比甲地面更粗糙。M的动能随时间变化如图2。
　
图1
图2
(1)物体M受到的摩擦力　　　　物体N受到的摩擦力,物体M的质量　　　　物体N的质量(以上两空均选填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)请在图2中大致画出此过程N的动能随时间变化的图像。
12.(2023宁波模拟)“天问一号”探测器的成功发射,是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景,目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示,表2是一些燃料的热值。
表1
第1代 第2代 第3代 第4代
燃料 氧气和汽 油混合 偏二甲肼 煤油 液态氢
氧化剂 四氧化二氮 液态氧 液态氧
表2
燃料 热值 燃料 热值
汽油 4.6×107 J/kg 煤油 4.6×107 J/kg
柴油 4.3×107 J/kg 液态氢 1.4×108 J/kg
(1)使用液态氢作为燃料的主要优点是　　　　和　　　　　。
(2)某火箭发射时携带了3×104 kg液态氢燃料,这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20 ℃的水加热至沸腾 [c水=4.2×103 J/(kg·℃),当地大气压为标准大气压]
(3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中,一辆氢能源车以70 kW的功率匀速行驶0.5 h,消耗了2 kg燃料,求该发动机的效率。
13.(2022绍兴)在“研究动能大小与速度关系”实验中,小敏利用图甲中的装置进行研究,在水平面铺上材料A制成的粗糙平板,将同一小球从斜面不同高度静止释放,运动一段距离后停止,位置如图。
(1)根据图甲实验结果,可得出的结论是:质量相同时,物体的速度越大,　　　　　　　　　　　。
(2)图乙中,水平面铺上不同材料的平板,其中材料A、B、C粗糙程度依次减小。小敏先后三次将同一小球从同一高度静止释放,刚到底部时用频闪相机(间隔相同时间自动拍摄)开始记录小球在平板上的位置情况,请在材料C平板上画出第2、3次频闪相机拍摄到小球的大致位置。
(3)小敏调节图甲中的平板呈不同角度,重现伽利略斜面实验。不考虑底部转折处的能量损失,下列最符合实际现象的是　　　。
A　B　C
专题五　机械能、核能和内能
真题练习
1.D　
2.D
3.C　
4.答案　(1)0.010 8　(2)水　
5.答案　(1)不变　(2)增大　先增大后减小　
6.B　
7.C　
8.D　
9.答案　(1)热传递　(2) <(或“小于”)
10.答案　620　做功
模拟练习
基础练习
1.B　
2.C　
3.D　
4.D　
5.D
6.答案　核聚变　蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能
7.答案　形状　弹性势能
8.答案　(1)mgh　(2)
9.答案　(1)B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同　(2)D　(3)塑料软片对不同体积的小球的阻力不同
10.答案　(1)12 kg　1.26×106 J　(2)63%
提升练习
1.A　
2.D　
3.D　
4.A　
5.D
6.C
7.B
8.A
9.答案　(1)弹性势能　(2)C　mgL
10.答案　(1)不变　(2)增大　先增大后减小
11.答案　(1)等于　大于　(2)如图所示
12.答案　(1)热值大、无污染　(2)1.25×107 kg　(3)45%
13.答案　(1)具有的动能越大
(2)
(3)B

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