资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版九上专题10内能、核能、能量转化守恒
知识点一、内能
1. 热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫热运动。
2. 物体的内能：（1）分子动能：物体内部大量分子做无规则运动所具有的能称为分子动能。
（2）分子势能：由于分子之间具有一定的距离，也有一定的作用力，因而分子具有势能称为分子势能。
（3）物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。一切物体在任何情况下都具有内能。
3. 内能的改变：（1）做功：对物体做功，物体的内能会增加。物体对外做功，物体的内能会减少。
（2）热传递：温度不同的物体相互接触时，低温物体温度升高，高温物体温度降低，这个过程叫热传递。（热传递有热辐射、热传导、热对流。）
（3）物体之间存在温差，能量从高温物体传递到低温物体，高温物体内能减少低温物体内能增加持续到物体温度相同为止。
4. 温度、热量、内能的区别
温度 热量 内能
定义 宏观上：表示物体冷热程度。微观上：反映物体中大量分子无规则运动的剧烈程度。 在热传递过程中吸收或放出热量的多少，是能量转移的量度。 物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
量的性质 状态量 过程量 状态量
表述 只能说“是”“降低”或“升高” 只能说“放出”或“吸收” 只能说“有”“具有”和“改变”
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
知识点二、物质的比热
1. 热量：（1）定义：物体吸收或放出热的多少叫热量。用符号Q表示。
（2）单位：焦耳，简称焦，符号J。
（3）温度不同的两个物体发生热传递时，高温物体放出热量温度降低。低温物体吸收热量温度升高。
注意：热量是一个过程量，不能说某物体具有多少热量，它是在热传递过程中吸收或放出的热的多少！
2. 比热：（1）定义：单位质量的某种物质温度升高或降低1℃吸收或放出的热量叫这种物质的比热容，简 称比热。通常用“c”表示。
（2）单位：，读作焦每千克摄氏度。
（3）对比热的理解： ①比热是物质的一种特性，由物质本身决定。
②同种物质在不同状态时比热不同。如水和冰的比热不同，水的比热大。
3. 热量的计算：
知识点四、热机
1. 热机的特点：通过做功把内能转化为机械能。
2. 内燃机：内燃机就是燃料在机器气缸内燃烧的热机。以汽油为燃料的内燃机叫汽油机，以柴油为燃料 的内燃机叫柴油机。
3. 汽油机的工作过程：（1）冲程：活塞从气缸的一端运动到气缸的另一端的过程叫一个冲程。
（2）大多数汽油机都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程循环往复来保证机器正常工作的。
（3）数量关系：汽油机四个冲程做一次功飞轮转两转。
4. 燃料的热值（q）：（1）定义：1000克某种燃料完全燃烧时放出的热量。
（2）单位：J/kg或J/
（3）关于热值的理解：热值是燃料本身的一种属性，只于燃料的种类有关，与燃料的形态质量体积均无关。
（3）公式：
（4）含义：酒精的热值是。表示1千克酒精完全燃烧放出的热量是。
知识点五、核能
1. 核裂变、核聚变：（1）核能：由于原子核的转变而释放出的巨大的能量叫核能也叫原子能。
（2）获得核能的两种方式：裂变和聚变。核聚变就是小质量的两个原子核合成一个比较大的原子核，核 裂变就是一个大质量的原子核分裂成两个比较小的原子核，在这个变化过程中都会释放出巨大的能量,前者释放的能量更大。
（3）核电站能量转化：核能-水和水蒸气的热能-汽轮机的机械能-电能
（4）链式反应：单个铀核裂变时所产生的中子又会轰击别的铀核，被击中的铀核也有同样的变化，于是 这种裂变反应继续下去就是链式反应。
（5）原子弹：裂变武器
（6）氢弹： 聚变武器
2. 放射性：（1）某些元素能够自发地放出穿透能力很强的射线，把元素具有这种辐射能力较放射性。
（2）①α射线：带正电的氦原子核，穿透能力不强，一张厚纸就能挡住。
②β射线：带负电的电子，穿透能力较强，能穿透几厘米厚的铝板。
③γ射线：是一种电磁波，不带电，穿透能力很强，可以穿透水泥墙和几厘米厚的铅板。
重点题型精炼
题型一、内能和改变内能的方法
1．塑料捆扎带是日常用品.如图所示，先将捆扎带打个结，然后两手用力反方向一扯，它就会在打结处断开.关于这个现象的讨论，下列说法中正确（　　）
A．用力一扯，打结处发生摩擦，温度升高，是化学能转化为内能
B．用力一扯，打结处发生摩擦，温度升高，是捆扎带对外做功的结果
C．用力一扯，打结处发生摩擦，温度升高，分子间作用力减小因而被扯断
D．用力一扯，手移动速度越快，惯性越大，捆扎带在惯性作用下扯断的
2．下列各图都是课本上的实验示意图，关于各实验的解释正确的是（　　）
A．甲图所示的实验中，两个电阻丝串联的目的是为了控制通过它们的电流、通电时间相同
B．乙图实验可以说明：物体的动能大小与高度有关。在其它条件相同时，高度越高，物体的动能越大
C．丙图所示实验中，若弹簧测力计沿斜面拉动物体匀速直线运动，弹簧测力计的示数等于物体受到的摩擦力
D．丁图所示实验可以说明做功可以改变物体的内能，气体对外做功时，管内气体内能增大
3．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团浸有乙醚的棉花，迅速下压活塞，棉花会燃烧起来。下列说法中正确的是（　　）
A．空气能被压缩说明分子间有引力的作用
B．棉花能够燃烧是因为蘸上的乙醚是可燃物
C．越往下压越费力，是由于筒内的气压逐渐增大
D．活塞下压，通过克服筒壁的摩擦做功，使空气内能增加
4．2023年4月16日9时56分，在太空遨游半年的神舟十三号飞船在东风着陆场平安降落，太空”出差”的3名航天员翟志刚、王亚平、叶光富安全顺利出舱，重回地球的怀抱。请回答：
（1）在进入大气层的时候，返回舱以数千米每秒的速度与大气层发生剧烈的摩擦，燃起2000多摄氏度的高温火焰。在此过程中改变返回舱内能的方式是　 　。
（2）在距离地面10公里的时候，返回舱的主伞会打开(如图所示)，使返回舱的速度慢慢降低。以降落伞为参照物，返回舱是　 　(填”静止”或”运动”)的。
5．火柴是实验室常用的点火工具。引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧。A、B为两种常见的引燃方式，F1＝F2。火柴的引燃是通过　 　的方法来增大火柴头的内能，更易引燃的是　 　（选填“A”或“B”）方式。
6．如图是电热液体蚊香器，工作时内部的发热部件对蚊香液加热，一段时间后，其项部有“白雾”飘出，房间里弥漫着蚊香液的清香，起到驱蚊和灭蚊的作用。
（1）发热部件使蚊香液温度升高，该过程主要通过　 　，使蚊香掖的内能增加(填“做功"或“热传递”)；
（2）“白雾”是蚊香液先汽化后　 　形成的(填物态变化名称)；
（3）房间里弥漫着清香说明分子在不停地做　 　。
7．图甲是教材中用来探究做功改变物体内能的实验方法，但该装置中用到了乙醚，它是一种易燃易挥发的物质，对人体具有一定的麻醉作用，使该实验具有较大的危险性。小科同学经过思考，利用注射器、数字温度计、小风车等生活中简单材料，设计了一个新的实验方案，如图乙所示。
（1）实验前，针筒内充满空气，然后关闭弹簧夹，迅速向左推动注射器活塞，观察到数字温度计的示数上升，此过程和四冲程汽油机　 　冲程相似。
（2）上述操作后，活塞被推向左边某处保持不动，仅打开弹簧夹，会看到小风车转动，温度计示数下降，说明了　 　。
题型二、比热和热量计算
8．1kg的不同物质温度升高1℃吸收的热量如图所示，其中正确的是（　　）
A．相同质量的不同物质升高相同温度，吸收的热量一定不等
B．质量相等的水和酒精，吸收相同热量，水升温较多
C．煤油和冰是不同物质，其比热容一定不相等
D．质量相等的酒精和煤油降低相同温度，酒精放出的热量大
9．为了比较液体a和液体b的比热大小，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ca与液体b的比热cb的大小关系是：ca　 　cb。
10．用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像可知，甲液体的比热容　 　(选填“大于”、“等于”或“小于”)乙液体的比热容。质量为0.5千克、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃，吸收的热量为　 　焦。[甲液体的比热容为2×103焦／(千克·℃)]
11．如图所示，AB段是光滑圆弧面，BC段是长度为s的粗糙水平面，质量为m的物体从高为h的A点由静止下滑，到达C点静止，整个过程，不计空气阻力。物体在A滑到B的过程中，重力做的功是　 　。物体在BC段所受的摩擦力为　 　(用上述字母表示)。物体从A点滑到C点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为 ，则物体到达C点时温度升高了　 　(物体的比热用c表示)。
12．为了比较水和煤油的比热容的大小，小金采用下图所示的两个完全相同的仪器做实验，它们使用相同的电源给加热件供电加热。
（1）物质传导热量的性能称为导热性，导热性越好，则热量在该物质中传递越容易。本实验仪器中，容器应该选择导热性　 　(填“好”或“差”)的材料来制作。
（2）将质量、初温都相等的水和煤油分别装入两个容器中，加热至两者的末温也相同，通过比较　 　来判断谁吸收的热量更多。
（3）如果水和煤油的质量相同而初、末温度都不相同，只要水和煤油　 　相同，也能用和(2)一样的方法做出相应的判断。
13．小明想比较铜和铝的比热容，设计了如下实验：
（1）将　 　相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到0℃；
（2）取出后，将铜块、铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是23℃的水中，并将容器用隔热材料密封，如图所示；
一段时间后温度稳定，同时测量甲、乙两容器中水的温度，分别是20℃和17℃。
实验中，用　 　间接反映两金属块吸收热量的多少。
（3）对比数据可判断，表明　 　的比热容大(填“铝”或“铜”)。
14．为参加今年假期的野炊活动，小平同学家购买了一款功率为4500w的户外分体式燃气炉（如图)。其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。
（1）气体燃料在常温下是通过　 　的方式液化存储在储气罐内。
（2）在标准大气压下，用该燃气炉将1kg水从25℃加热到沸腾用时140s，吸收了多少热量 燃气炉烧水时的效率是多少 (水的比热容为4.2×103J/(kg℃))
题型三、热机和热值
15．关于四冲程汽油机的工作过程描述，正确的是（　　）
A．做功冲程中，气缸内物质内能增加
B．压缩冲程中，内能转化为机械能
C．加热水后热水瓶塞弹起与排气冲程原理相同
D．飞轮转速6000转/分，则每秒钟做功50次
16．关于下列四幅图，分析正确的是（　　）
A．图甲所示实验，冰在融化过程中吸收热量，温度保持不变，
内能也不变
B．图乙所示实验中，厚玻璃内的空气被压缩时，瓶内气压增大
C．图丙是沿海地区白天吹的风，风向是从陆地吹向海洋
D．图丁所示是四冲程汽油机工作过程的压缩冲程，内能转化为机械能
17．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（　　）
A．甲是做功冲程，将内能转化为机械能
B．乙是吸气冲程，气缸内气体对外做功
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
18．（1）甲是生活中常用的热水瓶。当注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，有时软木塞会跳起来，这一过程瓶内气体通过　 　改变了内能。图乙是四冲程汽油机的工作示意图，其中图　 　（选填符号）所示的冲程也发生了同样的能量转化。
（2）如图所示，上表面水平且光滑的小车上有A、B两个物体，两物体与小车以相同的速度一起向右做匀速直线运动。B在A的正前方，B的质量小于A的质量。假设小车的上表面足够长，不计空气阻力，小车遇到障碍物突然停止后，A、B两物体是否会相撞？　 　。
19．燃气灶设有不同档位的火力，如图甲。用它烧水时，若火力太小，会延长烧水的时间，热水散失给空气的热量Q1随加热时间延长而增火；火力太大，火焰散失在空气中的热量Q2相对较多。
燃气灶烧水时的能量转化和转移的情况分析如下。
如何才能提高燃气灶烧水的效率，小科进行了如下研究：
实验一由热水散热损失(Q1)的研究
在一水壶中盛水4.0kg，用燃气灶将水烧开(燃气灶头和水壶吸收的热量忽略不计)后让其自然冷却。每隔一定时间记录相应的温度，作出水的温度随时间变化的图像如图乙所示。
（1）分析图乙，小科认为在高温(≥250℃)时改用大火烧水可减少水的放热损失。他的理由是：　 。
（2）请你结合实验一的结论，写出“测量燃气火焰加热空气时损失的能量”的实验步骤，并与出这部分损失的热量的表达式(测量的各量用字母表示，每立方米燃气完全燃烧产生的热量为q)。　 　。
20．中国首次火星探索任务“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 4.6×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg
柴油 4.3×107J/kg 氢 1.4×108J/kg
（1）使用氢作为燃料的主要优点是：　 　和 　 　。
（2）某火箭发射时携带了3×104kg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＝4.2×103J/（kg ℃），当地大气压为1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气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。
21．周末，小金对太阳能热水器的加热性能进行研究，他用“温度传感器”测得装满水的水箱中水的温度为20℃，太阳照射一段时间t后“温度传感器”显示水箱中的水温为40℃，已知水箱容积是100L。
求：
（1）太阳释放的巨大能量是通过太阳内部的 　 　(填 “核裂变”或“核聚变”)产生的。
（2）若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要燃烧多少kg液化气？ (液化气灶的热效率为40%，液化气的热值为q=5×107J/kg)
（3）该地太阳辐射到地面单位面积上的功率为P=2.1×103W/m2，该太阳能热水器的集热面积为s=2.5m2，热转化效率η=40% (即将太阳能的40%转化为水的内能)。求太阳光照射的时间t。
题型四、核能
22．如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（　　）
A．核反应堆：核能转化为电能 B．蒸汽轮机：内能转化为机械能
C．发电机：电能转化为机械能 D．电驱动：机械能转化为电能
23．下列四幅图来自教材，对它们描述正确的是（　　)
A．甲图是核电站利用核反应堆的发电原理
B．乙图进行探究光合作用产物实验时，酒精杀菌，避免对产物检验有干扰
C．丙图表示电动机线圈转到平衡位置时，没有电流通过，保持静止
D．丁图表示通电螺线管内部不存在磁场
24．我们认为原子弹和核电站的根本区别是(　　）
A．原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
B．原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
C．原子弹对聚变的热核反应不加控制，核电站控制聚变的热核反应速度
D．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速度
25．如图所示为2019年1月驶抵月球背面的嫦娥四号任务月球车“玉兔二号”，至今已完成第44月昼工作，进入第44月夜休眠，工作期间向地球传回大量珍贵的月面信息。
（1）“玉兔二号”通过 　 　（填“电磁波”或“声波”）向地面传递信息；
（2）为了度过漫长而寒冷的月夜，月球车装有同位素温差发电器为月球车提供电能，同位素温差发电器原理与核电站相同，通过 　 　（填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放核能发电。
26．中国“人造太阳”——全超导托卡马克（EAST）东方超环，在全球首次实现了上百秒的稳态高约束运行模式，不仅创造了新的世界纪录，还为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。
（1）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。东方超环就是利用通过强大电流所产生的强大　 　，把等离子体约束。
（2）如图乙是东方超环的热核反应示意图，属于 　 　（选填“核聚变”或“核裂变”）。
（3）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 　 　。
27．电能因其易于运输和转化被广泛运用，长远看太阳能和核能将有广阔的发展空间。
（1）图甲是某家庭电能表月初、月未的两次示数，该户本月消耗的电能为　 　千瓦时；
（2）原子核在转变过程中所释放出来的能量，称为核能。太阳辐射的巨大能量来自图乙中　 　所示的核反应（填“A”或“B”）；
（3）太阳能热水器内盛有100千克温度为20℃的水，受阳光的照射水温升高到60℃，则这些水吸收了　 　焦的热量（C水=4.2×103焦/千克 ℃）。
28．“轴（元素符号为U)”是存在于自然界中的一种稀有化学元素，最常见的两种同位素为U-235和U-238，其中U-235具有放射性。根据国际原子能机构的定义，丰度为3%的U-235为核电站发电用低浓缩轴，U-235丰度大于80%的轴为高浓缩轴，其中丰度大于90%的称为武器级高浓缩轴，主要用于制造核武器。仙矿中U-235含量极低，只占0.64%，绝大部分是U-238，占了99.2%。目前从轴矿中提取U-235的主要方法是“气体扩散法”，即让这两种原子处于气体状态，利用U-235原子和U-238原子运动速度略有不同而逐渐分离。分离次数越多U-235的浓度就越大。受2011年发生的大地震及海影响，日本福岛第一核电站1至3号机组维芯熔毁。截至目前，已储存了125万吨核污水。丧心病狂的日本政府，不顾国内外反对声浪，在其它手段没有用尽的前提下，坚持决定在2023年夏开启“核废水排海”计划，请根据以上信息分析：
（1）U-235和U-238在原子结构上的主要区别　 　。
（2）用气体扩散法分离U-235和U-238的方法，属于　 　（选填“物理变化”、“化学变化”、“原子核裂变”)。在气体状态时，U-235的运动速度　 　 AU-238(选填“大于”、“等于”或“小于”)，你判断的依据是　 　。
（3）如图是核电站的工作原理图，在机组反应维芯中的锆合金Zr能与水蒸气反应，产生ZrO2和一种可燃性气体，其反应方程式为：　 　。核电站在发电的过程中，能量的转化过程为　 　
A.核能→机械能→内能→电能 B.核能→内能→机械能→电能
C.核能→电能→内能→机械能 D.核能→电能→机械能→内能
（4）福岛核电站的废水中含有大量的放射性碘-131和铯-137，一旦排放后，在海洋环境中，放射性物质会通过　 　最终进入人体，在人体内富集。并对人体基因造成损害。这种类型的伤害　 　遗传给下一代（选填“会”或“不会”）。
题型五、能量转化与守恒
29．如图是世界上第一台漂浮风力涡轮发电机，它的外形好似一个长翅膀的巨型甜甜圈，它内装氢气，中央采用类似螺旋推进器的叶片，漂浮在距地面350米的高空，并通过高强度的导线向地面输电。关于漂浮风力涡轮发电机，下列四种说法中不正确的是（　　）
A．内装氢气，可能是利用了氦气密度比空气小的性质
B．能量转化过程为：风能→叶片的机械能→电能
C．漂浮在350米的高空发电是利用了此高空的风力更大同时更稳定的特点
D．通过导线向地面输电时，金属导体中的电流是由正电荷定向移动形成的
30．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220V
31．随着电动汽车的进一步发展，越来越多的家庭开始购买电动汽车，并安装汽车充电桩。
（1）电动汽车充电过程中，电能主要转化为　 　。
（2）如图乙所示为铁电池与锌锰电池放电曲线。与锌锰电池相比，铁电池的优点有　 　（列举一点）。
（3）铁电池一次充电后能提供 50 千瓦时电能，其电能转化率为 80%，若电动车保持最大牵引力1800N，理论上充一次电能航行的路程为　 　米。
32．为了“建设美丽城市，优化市内交通“，台州轻轨S1号线已经正式通车。地铁的建造过程需要大型机械一﹣盾构机，如图所示。盾构机在前进过程中利用激光进行导向，这主要利用了光的　 　原理。盾构机前端安装了“削铁如泥”的刀盘，刀盘旋转工作时产生大量的热，这是通过　 　方式改变物体内能。工作过程中盾构机的前端需要用水给刀片降温，主要利用了水的　 　（填物质的特性）比较大。
33．太阳能属于新能源，清洁、无污染，是地球所需能量的主要来源。
（1）太阳能来自于太阳内部的　 　(选填“核裂变”或“核聚变”)
（2）如图所示正午遮阳棚内太阳光射入后，棚内照亮面积S，若S1、S2、S3代表二分(春分、秋分)二至(夏至、冬至)日正午时棚内的照亮面积，且 S1>S2>S3。则S1是　 　日正午时棚内的照亮面积。
（3）地形缓慢变化的外部力量主要是太阳能引起的，如气温变化、流水、风力等，下列地形的形成与太阳能无关的是　 　(填字母)
A.岩浆的喷发 B.风蚀蘑菇 C.长江三角洲
34．碳排放一般指温室气体排放，造成温室效应，使全球气温上升。我国体现大国责任，推动以二氧化碳 为主的温室气体 减排。二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。
（1）植物的光合作用是自然界消耗二氧化碳的最重要途径之一，人们称其为地球上最重要的能量转化过程：
①写出植物光合作用的文字表达式：　 　；
②此转化过程是否遵守能量守恒定律？　 　（选填“遵守”或“不遵守”）；
（2）你能为实现“碳中和”目标做些什么？（至少2点）　 　。
（3）为实现“碳中和”目标，未来，风能、太阳能和生物质能将成为主要的能源来源。某小区路灯利用与太阳能电池板相连的蓄电池作电源，其电压为12V、容量为（表示安小时），若路灯的规格为“12V24W”。如果电池充满后给灯泡供电，电量下降至20%停止工作，电池充满一次可以供路灯工作多少小时？
35．能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。
材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。
材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
（1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合？ 。
A．笛卡尔 B．莱布尼兹 C．达朗贝尔
（2）如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能　 　(选填“增大”或“减小”)。
（3）结合材料分析，以下观点正确的是 。（可多选）
A．面对前人的观点要敢质疑
B．时间久远的理论是没有科学价值的
C．测量工具的发展有助于科学理论研究
D．对科学的认识是不断修正完善的过程
36．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2023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．C
【解析】ABC.用力一扯，打结处发生摩擦，温度升高，其实是通过外界对捆扎带做功，将机械能转化为内能所致。此时分子运动剧烈，且分子距离增大，因此分子作用力减小而被扯断，故A、B错误，C正确；
D.用力一扯，手移动速度越快，惯性越大，捆扎带具有惯性而被扯断，故D错误。故选C。
2．A
【解析】A.甲图所示的实验中，甲、乙两个电阻丝串联，则通过两电阻丝的电流和时间相等，故A正确；
B.在实验中改变小球滚下的高度，是为了使小球到水平面的速度不同，此实验是为了探究动能和物体速度的关系。故B错误；
C.在测量摩擦力时，若沿斜面拉动物体做匀速直线运动，由于重力沿斜面的分力作用，则此时拉力不等于摩擦力，故C错误；
D.在拉动绳子时，克服摩擦做功，使金属管和管内空气的内能增大，温度升高；当金属管内部空气对外做功，将塞子冲出时，内能减少，温度降低，故D错误。故选A。
3．C
【解析】A.空气能被压缩说明分子间有空隙，故A错误；
B.棉花能够燃烧是因为棉花是可燃物，故B错误；
C.越往下压越费力，是由于筒内的气压逐渐增大，故C正确；
D.活塞下压，通过压缩空气做功，使空气内能增加，故D错误。故选C。
4．（1）做功（2）静止
【解析】(1)返回舱与大气层摩擦，燃起2000多摄氏度的高温火焰，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变返回舱内能的。
（2）降落伞和返回舱的速度大小一样，故其为静止。
5．做功；B
【解析】火柴引燃过程，克服摩擦做功，使火柴头内能增大；图B火柴头与擦火皮之间的压力大，摩擦力大，克服摩擦做的功多，转化为的内能多，更易引燃火柴头。
6．（1）热传递（2）液化（3）无规则运动(热运动)
【解析】（1） 发热部件使蚊香液温度升高 ，该过程为热传递；
（2）白雾为液态，故是液化的结果；
（3） 房间里弥漫着清香说明分子在不停地做无规则运动(热运动) 。
7．（1）压缩（2）物体对外做功，内能减少
【解析】（1）实验前，针筒内充满空气，然后关闭弹簧夹，迅速向左推动注射器活塞，观察到数字温度计的示数上升，此时将活塞的机械能转化为空气的内能，这和四冲程汽油机的压缩冲程相似。
（2）上述操作后，活塞被推向左边某处保持不动，仅打开弹簧夹，会看到小风车转动，温度计示数下降，说明了：物体对外做功，内能减少。
8．D
【解析】A.相同质量的不同物质升高相同温度，因不同物质的比热容可能相同，故吸收的热量也可能相等，故A错误；
B.质量相等的水和酒精，吸收相同热量，水的比热容大，升温较少，B项错误；
C.由题图可知，相同质量的煤油和冰升高相同的温度，吸收的热量相等，说明二者的比热容相等，C错误；
D.质量相等的酒精和煤油降低相同的温度，酒精的比热容大，放出的热量多，D项正确。
9．（1）热传递（2）<
【解析】（1）根据图片可知，液体a、b吸收外面烧杯内水中的热量使自己温度升高，因此增加内能的方法为热传递。
（2）两个试管都放入同一烧杯中，则相同时间内二者吸收相同的热量，而甲的示数变化大于乙的示数变化，根据Q=cm△t可知，液体a的比热容10．小于；70000
【解析】（1）根据图像可知，当都加热90min时，二者吸收的热量相等。甲升高温度：90℃-20℃=70℃，乙升高温度：50℃-20℃=30℃，即△t甲>△t乙。根据公式Q=cm△t可知，甲的比热容小于乙的比热容。
（2）甲吸收的热量为：Q=cm△t=2×103J/(kg·℃)×0.5kg×（90℃-20℃）=7×104J。
11．mgh；；
【解析】（1）物体在A滑到B的过程中，重力做的功是W=Fs=Gh=mgh；
（2）当物体滑动到C点时，它重力做的功全部转化为克服摩擦做的功，因此物体在BC段所受的摩擦力：；
（3）损失的机械能转化为物体内能的效率为 ，即Q吸=W摩擦η；cm△t=mghη；解得：。
12．（1）差（2）通电加热的时间长短（3）升高的温度
【解析】（1）避免容器散热过多，故应该选导热性能较差的材料来制作；
（2）通电加热时间的长短直接决定物质吸收热量的多少；
（3）当变化的温度相同时，吸热多，则说明其比热容大。
13．（1）质量（2）等质量水的温度下降量（3）铝
【解析】（1）比较铜和铝的比热容，应该控制两种物质的质量相同，都降低到0℃的情况下，比较放处热量的多少；所以将质量相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到0℃；
（2） 实验中，用等质量的水的温度下降量间接反映两金属块吸收热量的多少。温度下降的越多，表明该金属吸收的热量越多；
（3）从体重可以看出铝块吸收的热量多；铜吸收的热量Q铜=c水m水△t1=3c水m水=c铜m铜△t2=20c铜m铜；所以c铜=3c水m水/（20m铜）；Q铝=c水m水△t3=6c水m水=c铝m铝△t4=17c铝m铝，所以c铝=6c水m水/17m铝；所以c铜小于c铝；
14．（1）压缩体积
（2）1kg水从25℃升高到100℃吸收的热量：
140s 内燃气炉放出的热量：
Q放=Pt=4500W×140s=6.3×105J
【解析】（1） 气体燃料在常温下是通过压缩体积的方式液化。
15．D
【解析】A.做功冲程使内能转化为机械能，故内能减小；
B.压缩冲程中， 机械能转化为内能；
C.加热水后热水瓶塞弹起为内能转化为机械能，与做功冲程相同；
D.飞轮100转/分，又由于每做功一次，飞轮转2次，故每秒做功50次。故答案为：D
16．B
【解析】A .图甲所示实验，冰在融化过程中吸收热量，温度保持不变，但是内能增加，A错误；
B. 图乙所示实验中，厚玻璃内的空气被压缩时，外界对物体作用，气体内能增加，温度升高，瓶内气压增大，B正确；
C. 图丙是沿海地区晚上吹的风，风向是从陆地吹向海洋，因为晚上陆地近地面气温低，空气下沉，气压高，海洋近地面，气温高，气压低，风从高压区吹向低压区，C错误；
D. 图丁所示是四冲程汽油机工作过程的做功冲程，内能转化为机械能，D错误；故答案为：B.
17．A
【解析】A、甲图进气门和排气门均关闭，火花塞点燃，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，A正确；
B、乙图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，空气进入汽油机，是吸气冲程，但活塞运动是因为惯性，B错误；
C、丙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，废气排出汽油机，是排气冲程，但惯性是物质的一种属性，不能用“受到惯性的作用来描述”，C错误；
D、丁图进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，与水壶盖被顶起原理不同。
18．（1）做功；C（2）一定不会相碰
【解析】（1）向热水瓶中注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，瓶中气体受热膨胀，推动软木塞会跳起来，通过做功将内能转化为机械能，类似于汽油机四冲程中的做功冲程。故答案为：做功、C。
（2）A、B两个物体的初始速度相同，当小车突然停止时，由于小车上表面光滑，所以A、B两物体没有受到摩擦力，由于惯性两物体仍保持原有的速度向右做匀速直线运动，所以两物体一定不会相撞。
19．（1）高温越高，相同时间温度下降的值越大，所以要缩短在高温时的加热时间，减少水的放热 实验二燃气加热空气损失能量(Q2)的研究 小科要在实验一的基础上继续研究燃气火焰给空气加热损失的能量。实验器材：可调节火焰大小的燃气灶、水壶、数显温度计、电子秤、燃气表(可以直接读出燃气使用的立方数)。
（2）①用电子秤称得质量为m的水，加入热水壶中。 ②测得水的初始温记为t1，读取燃气表的示数V1； ③将热水壶放在煤气灶上，用小火加热至50℃；（温度不易过高），读取燃气表的示数V2； ④求得小火加热时损失的热量 ； ⑤改用大火重复以上实验，求得 、 ⑥比较 、 ，得出实验结论。
20．（1）热值大；无污染
（2）3×104kg液态氢完全燃烧释放的热量：Q＝mq＝3×104kg×1.4×108J/kg＝4.2×1012J，
一标准大气压下水的沸点为100℃，
水的质量为：m′＝ ＝1.25×107kg
（3）氢能源车所做的功为：W＝Pt＝70000W×0.5×3600s＝1.26×108J，
2kg燃料完全燃烧释放的热量：Q′＝m″q＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J，
该发动机的效率为：η＝ 100%＝45%
21．（1）核聚变
（2）水的体积V=100L=100dm3=0.1m3
由 可知，水的质量：m=ρV=
水吸收的热量：
由 可知，液化气完全燃烧放出的热量：
由 可知，需要完全燃烧液化气的质量：
（3） 可知，需要太阳能：
由E=PSt可知。太阳能照射 时间：
22．B
【解析】在核电站中，核反应堆将核能转化为内能，蒸汽轮机将内能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能，而电驱动将电能转化为机械能，故B正确，而A、C、D错误。故选B。
23．A
【解析】A.甲图描述的是核裂变，是核电站利用核反应堆的发电原理，故A正确；
B.乙图进行探究光合作用产物实验时，酒精将叶绿素脱色，对产物检验有干扰，故B错误；
C.丙图表示电动机线圈转到平衡位置时，虽然有电流经过，但是线圈上下两个部分受到的磁力相互抵消，从而保持静止，故C错误；
D.丁图中螺线管内部的铁屑也呈一定规律排布，因此表示通电螺线管内部也存在磁场，故D错误。故选A。
24．D
【解析】原子弹和核电站都是利用原子的裂变，但是前者利用的是不加控制的，后者利用的是可控制的，故D正确，而A、B、C错误。故选D。
25．（1）电磁波（2）重核裂变
【解析】（1）“玉兔二号”通过电磁波向地面传递信息；
（2）为了度过漫长而寒冷的月夜，月球车装有同位素温差发电器为月球车提供电能，同位素温差发电器原理与核电站相同，通过重核裂变释放核能发电。
26．（1）磁场（2）核聚变（3）热能和光能
【解析】（1）东方超环就是利用通过强大电流所产生的强大磁场，把等离子体约束。
（2）根据图乙可知，由轻核变成重核，属于核聚变。
（3）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热能和光能。
27．（1）150（2）B（3）1.68x107
【解析】（1）根据甲图可知，该户本月消耗的电能为：5818.3kW·h-5668.3kW·h=150kW·h；
（2）根据图片可知，A为核裂变，B为核聚变，而太阳辐射的巨大能量来自于核聚变，故选B。
（3）水吸收的热量为：Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×（60℃-20℃）=1.68×107J。
28．（1）中子数不同
（2）物理变化；大于；微粒质量越大，惯性越大，其运动状态改变越困难
（3）Zr+2H2O=ZrO2+2H2；B（4）食物链；会
【解析】（1） U-235和U-238 同位素的中子数不同‘
（2） 气体扩散法分离U-235和U-238的方法属于物理变化，质量小的速度大，故在气体状态时，U-235的运动速度大于AU-238；判断的依据是微粒质量越大，惯性越大，其运动状态改变越困难；
（3）反应方程式为：Zr+2H2O=ZrO2+2H2 ；能量转化过程为核能→内能→机械能→电能（B）；
（4） 海洋环境中，放射性物质会通过 食物链进入人体， 这种类型的伤害会遗传给下一代。
29．D
【解析】A.氦气密度小于空气密度，所以充有氦气的发电机能够漂浮在空中，故A正确。
B.在发电过程中，风吹动叶片转动，风能转化为叶片的动能，叶片带动发电机发电，机械能转化为电能，故B正确。
C.离地面高的地方空气流动得快而稳，故C正确。
D.通过导线向地面输电时，金属导体中的电流是由负电荷定向移动形成的，故D错。故答案为：D.
30．A
【解析】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，故A正确；
B.光伏电池是将光能转化为电能，故B错误；
C.电的传播速度和光的速度相同，故C错误；
D.无线充电的电压比手机电池的电压稍高，大约在5V左右，故D错误。故选A。
31．（1）化学能（内能）
（2）放电时间长或电压更稳定
（3）80000
【解析】（1）电动汽车充电过程中，电能主要转化为化学能（内能）。
（2）如图乙所示为铁电池与锌锰电池放电曲线。与锌锰电池相比，铁电池的优点有：放电时间长或电压更稳定。
（3）铁电池一次充电后转化而成的机械能：W有=Wη=50×3.6×106J×80%=1.44×108J；
理论上充一次电航行的路程为：。
32．直线传播；做功；比热容
【解析】（1）盾构机在前进过程中利用激光进行导向，这主要利用了光的直线传播原理。
（2）盾构机前端安装了“削铁如泥”的刀盘，刀盘旋转工作时产生大量的热，这是通过做功方式改变物体内能。
（3）工作过程中盾构机的前端需要用水给刀片降温，主要利用了水的比热容比较大。
33．（1）核聚变（2）冬至（3）A
【解析】（1）太阳能来自于太阳内部的氢元素的核裂变；
（2）太阳高度角越小，其照亮面积就越大，故为冬至日；
（3）BC分别为风力侵蚀和流水沉积，A岩浆喷发的能量来自于地球内部。
34．（1）二氧化碳+水有机物+氧气；遵守
（2）绿色出行、随手关灯。
（3）路灯的规格为“12V，24W”，路灯的额定电流是，
如果电池充满后给灯泡供电，电量下降至20%停止工作，电池充满一次可以供路灯工作的时间是：
。
【解析】（1）①二氧化碳和水在光照、叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气，文字表达式为：二氧化碳+水有机物+氧气 ；
②自然界的能量是守恒的，所以这个过程能量守恒；
（2）为实现“碳中和”目标的做法是：绿色出行、随手关灯、使用节能灯、不使用一次性的筷子和包装袋、节约用水和用粮、少开空调。
35．（1）C（2）增大（3）A；C；D
【解析】（1）物体在力的作用下通过了一段距离，那么力对物体做功，据此可知，达朗贝尔的观点与“功”的概念相符合，故选C。
（2）如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增大。
（3）A.面对前人的观点要敢质疑，故A正确；
B.时间久远的理论仍然存在价值，故B错误；
C.测量工具的发展有助于科学理论研究，故C正确；
D.对科学的认识是不断修正完善的过程，故D正确。故选ACD。
36．（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
【解析】（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。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑