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第3章《能量的转化与守恒》第5-8节基础性学习评价
答题卷
班级 姓名
一、选择题：（本大题共15个小题，每小题3分，共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求的，不选、错选、多选均不得分。）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案
题号 9 10 11 12 13 14 15
答案
二、填空题：（本大题有7小题20空，每空2分，共40分）
16．
17. ；
18.（1） ；
（2）
19. ；
20．（1）　 　
（2）　 　
（3）
22．　 　
（1）　
（2） 　
三、探究题：（本大题有5小题，共40分）
23．（1）　 　
（2）　 　
（3）　 　
24．（1）　 　
（2）　 　。
（3）　 　。
（4）　 。
25．（1）
（2）　 　 。
（3）　
26．（1）　 　
（2）　 　
（3）　 　
27．（1）　 　
（2）　 　
（3）　 　
（4）　 　 。
四、综合题：（本大题有5小题，28小题6分，29小题8分，30、31、32小题各7分，共35分）
28．（1）　 　
（2）　 　
（3）　 　
29．（1） （2）
（3）
30.（1）
（2） 。
（3）
31．（1）　
（2）
（3）
32．（1）　 　
（2）
（3）/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
第3章《能量的转化与守恒》第5-8节基础性学习评价
解析卷
一、选择题：（本大题共15个小题，每小题3分，共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求的，不选、错选、多选均不得分。）
1.如图是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是
A．室外温度为 时，木柴的内能为零
B．木柴燃烧与未燃相比，含有的热量多
C．若未燃烧的木柴温度升高， 内能增加
D．灭火器在使用过程中对外做功，内能不变
【答案】C
【解析A.自然界一切物体在任何情况下都有内能，所以室外温度为0℃时，木柴的内能不为零，故A错误；
B.热量是过程量，不能说“含有”热量，故B错误；
C.同一物体，温度升高，内能增加，若未燃烧的木柴温度升高，内能增加，故C正确；
D.灭火器在使用过程中对外做功，内能减少，故D错误。
2.如图，从热汤中取出的金属勺子，由烫手到不烫手的过程，其内能（　　）
A. 逐渐增加 B. 保持不变 C. 通过做功改变 D. 通过热传递改变
【答案】D
【解析】金属勺子由烫手到不烫手的过程，放出热量，内能会减小，通过热传递的方式改变自身内能，故D符合题意，ABC不符合题意。
3.为保护餐桌桌面，在将盛有高温菜、汤的餐具放上餐桌前，往往先在桌面上放置隔热垫，这主要是从下列哪个方面防止桌面遭受损坏（　　）
A 静电 B. 热传递 C. 压力 D. 噪声
【答案】B
【解析】高温菜、汤的餐具放上餐桌上，由于温度高，会放出热量，餐桌会吸收较多的热量容易损坏餐桌，该过程中发生热传递，因此先在桌面上放置隔热垫再放高温菜、汤的餐具是防止发生热传递使桌面遭受损坏，故B符合题意，ACD不符合题意。
4.汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（　　）
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
【答案】C
【解析】热值是燃料的特性，与燃料的种类有关，与是否完全燃烧无关。维护后燃烧更充分，说明相同质量的汽油燃烧，释放的热量更多，但热值不变。故ABD不符合题意，C符合题意。
5.关于内能，下列说法正确的是（　　）
A. 的物体没有内能 B. 内能大小与温度无关
C. 具有机械能的物体不一定有内能 D. 物体具有内能，也可以同时具有机械能
【答案】D
【解析】AC．内能是所有分子的动能和势能之和，故任何一个物体都有内能，具有机械能的物体也一定有内能，故AC错误；
B．物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关，故B错误；
D．任何一个物体都具有内能，当物体运动时，既具有内能，又具有机械能，所以物体具有内能，也可以同时具有机械能，故D正确。
6.位于浙江省嘉兴市海盐县的秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。关于核电站，下列说法正确的是（　　）
A．核电站实现了核能→内能→机械能→电能的能量转化
B．秦山核电站利用了核聚变为电站提供能量
C．为方便居民用电，核电站应尽量靠近城市
D．核辐射主要有α，β，γ射线，其中α射线穿透能力最强
【答案】A
【解析】A．核电站中将核能先转化为介质的内能，再推动发电机的转子转动，转化为机械能，并在发电机中最终转化为电能，实现了核能→内能→机械能→电能的能量转化，故A正确；
B．秦山核电站利用了核裂变为电站提供能量，故B错误；
C．为方便居民用电，核电站应尽量远离城市，核裂变过程中会产生核废水，具有核辐射，所以核电站应尽量远离城市，故C错误；
D．核辐射主要有α，β，γ射线，其中贯穿本领最强的是γ射线，最弱的是α射线，故D错误。
7.物理学是一门以实验为基础的学科。如图的电学仪器中，实验室用来测量电流的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A．图中是验电器，可用来检测物体是否带电，故A不符合题意；
B．图中是电流表，是用来测量电路中电流大小的仪器，串联在电路中使用，故B符合题意；
C．图中是滑动变阻器，移动滑片，可以改变接入电路中电阻大小，故C不符合题意；
D．图中是电能表，用来测量电路中消耗电能的多少，故D不符合题意。
8.下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A. 电热水壶 B. 吸尘器 C. 电冰箱 D. 电视机
【答案】A
【解析】A．电热水壶工作时将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的，故A符合题意；
B．吸尘器工作时电动机转动，将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；
C．电冰箱是将电能转化为电动机的机械能，不是利用电流的热效应来工作的，故C不符合题意；
D．电视机工作时主要是把电能转化为声能与光能，不是利用电流的热效应来工作的，故D不符合题意。
9.如图为某用电器的I-U图像，其额定电压为12V，则额定功率是（　　）
A. 0.6W B. 1.8W C. 3.2W D. 4.8W
【答案】D
【解析】由图可知，某用电器额定电压为12V，对应的额定电流是0.4A，额定功率P=UI=12V×0.4A=4.8W
故D符合题意，ABC不符合题意。
10.科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果，灯泡L标有“2.5V”字样，电源电压恒为，电压表量程为“”，电流表量程为“”。闭合开关S，在确保电路安全的情况下，最大范围移动变阻器的滑片P，观察灯泡的L亮暗，绘出灯泡L的图像如图乙所示。下列分析正确的是（　　）
A. 灯泡正常发光时电阻值为 B. 灯泡随滑片P向端移动而变亮
C. 变阻器接入的阻值范围为 D. 电路消耗的最大电功率为0.625W
【答案】C
【解析】A．由图乙可知，灯泡电压为2.5V时，电流为0.25A，则灯泡正常发光时电阻值为
故A错误；
B．分析电路可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测灯泡电压，电流表测电路电流。滑片P向端移动时，变阻器阻值变大，则总电阻变大，根据，电路中电流变小，由图乙可知，灯泡电压变小，根据，灯泡实际功率变小，灯泡变暗，故B错误；
C．由图乙可知，灯泡电压为2.5V时，电流最大为0.25A，此时变阻器阻值最小为
灯泡电压为0.5V时，电流最小为0.1A，此时变阻器阻值最大为
所以变阻器接入的阻值范围为，故C正确；
D．电流最大为0.25A，则电路消耗的最大电功率为
11.图为某自动测温装置的工作原理图，电源电压保持不变，R为热敏电阻，R0为定值电阻。由电压表改装的显示仪示数随环境温度升高而增大。下列分析正确的是（　　）
A. 环境温度升高，R阻值增大
B. 环境温度越高，R0消耗的电功率越小
C. 显示仪示数越小，电路在相同时间内消耗的总电能越大
D. 环境温度不变，将R0换成阻值更大的电阻，显示仪示数变大
【答案】D
【解析】AB．由图可知，电阻R和R0串联，显示仪和电阻R0并联，环境温度升高，显示仪示数增大，即电压表的示数增大，由可知R0消耗的电功率增大，由串联电路电压的规律可知R两端的电压减小，由串联分压可知R阻值减小，故AB错误；
C．显示仪示数越小，即电压表的示数越小，由可知电路中的电流越小，由W=UIt可知在相同时间内消耗的总电能越小，故C错误；
D．环境温度不变，R的阻值不变，将R0换成阻值更大的电阻，由串联分压可知R0两端的电压变大，即显示仪示数变大，故D正确。
12.图甲为测量杯中液体比热容的装置，图乙为液体温度与加热时间的关系图。已知液体质量为0.5kg，初温为20℃，电加热器的功率为800W，不计一切热量损失。下列说法正确的是（　　）
A. 液体的沸点是100℃
B. 液体的比热容是
C. 液体持续加热120s后温度会继续升高
D. 液体加热至某时刻，温度计示数如图丙，此时温度是
【答案】B
【解析】
A．根据图乙，当温度到达80℃之后吸收热量，温度不变，所以该液体沸点应该是80℃，故A错误；
B．此实验装置，是利用电加热器加热液体测量液体比热容大小，根据乙图且不计热量损失，说明在电加热器加热90s液体温度从20℃变为80℃的过程中，电加热器产生的热量全部转化为液体吸收的热量且为纯电阻电路，即
由得
故B正确；
C．根据乙图，加热120s以后已经达到沸点，达到沸点后吸收热量但是温度不变，故C错误；
D．根据丙图，温度计得分度值为1℃，读出温度为37℃，故D错误。
13.将标有“6V 6W”的甲灯泡和“6V 3W”的乙灯泡串联后，接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响，则（　　）
A. 甲灯能正常发光 B. 乙灯能正常发光
C. 两灯均能正常发光 D. 两灯均不能正常发光
【答案】B
【解析】
【详解】甲灯的电阻为
乙灯的电阻为
两灯串联，串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，则电路中的总电阻为R=R甲+R乙=6Ω+12Ω=18Ω
电路中的电流为
甲灯的额定电流
甲灯不能正常发光，乙灯的额定电流
所以乙灯能正常发光，故B符合题意，ACD不符合题意。
14.某同学用电能表测量电水壶的实际功率。电能表表盘参数如图，他关闭家中其他用电器，只让电水壶工作1分钟，发现电能表转盘转过60转。下列说法错误的是（　　）
A．电能表是直接测量电功率的装置
B．该电路允许加载的最大功率为4400W
C．电水壶工作时把电能转化为热能
D．该电水壶的实际功率为1200W
【答案】A
【解析】A.家庭电路中的电能表是测量电功的仪表。A错误。
B.“220V、20A”表示电能表的工作电压为220V，电能表平时工作允许通过的最大电流为20A，该同学家允许加载的用电器的最大功率：P最大＝UI最大＝220V×20A=4400W。B正确。
C.电热水壶工作时是将电能转化为热能。C正确。
D.3000r/（kW h）表示路中每消耗1kW h的电能，电能表转盘转3000r，电能表转盘转60时，电水壶消耗的电能：，工作时间t=1min=1/60h，电水壶的实际功率：。D正确。
15.在如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当电路中接入“6V 6W”的灯泡L，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡L恰能正常发光；断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L将变亮 B．电路总功率变大
C．换接灯泡的亮度大于灯泡L D．换接灯泡的实际功率为3W
【答案】C
【解析】当电路中接入“6V 6W”的灯泡L，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡L恰能正常发光，断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，由于串联分压， 新接灯泡电阻更大，分压更多，灯泡L将变暗，且换接灯泡的亮度大于灯泡L，电路电阻变大，电流减小， 电路总功率减小， 换接灯泡的实际功率小于3W，C正确；
二、填空题：（本大题有7小题20空，每空2分，共40分）
16.光伏发电产业是我国低碳经济的亮点之一。光伏发电使用的太阳能板（如图）主要是将太阳能转化为______能，太阳能来自于太阳内部的核______（选填“聚”或“裂”）变。
【答案】电 聚
【解析】太阳能板吸收太阳能，将太阳能转化为电能。在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能
17.汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①______②______。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为______kg。
【答案】1.61×105 机械 3.5×10-3
【解析】汽油机中燃料完全燃烧放出的热量等于损失的能量和有用的机械能之和，燃料完全燃烧放出的热量Q放=W损失+W有用=1.2×105J+4.1×104J=1.61×105J
[3]该工作过程中消耗的汽油质量为
18．如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。请回答：
（1）其反应原理与太阳类似，通过核 　 　 （填“聚变”或“裂变”），释放巨大的核能，核能又转
化为 　 　 ，从而获得高温。
（2）“人造太阳”加热功率达1×1012W，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 　 焦。
【答案】（1）内能；（2）2.16×1015。
【解析】
（1）东方超环反应原理与太阳类似，通过核聚变，释放巨大的核能，核能又转化为内能，从而获得高温。
（2）根据得到：。
19.一台汽油机飞轮的转速为3600转/分钟，在1秒内汽油机对外做了　 　次功。汽油机用水作冷却液，是利用水的　 　较大的特性。汽油机在某段时间内消耗了0.5千克汽油，若这些汽油完全燃烧，则可放出　 　焦热量。 （焦/千克)
【答案】30；比热容(比热)；2.3×107
【解析】汽油机飞轮1min转3600转，那么飞轮1s内的转数：；汽油机飞轮转2转就是一个工作循环，所以1s内的工作循环数：；汽油机一个工作循环有4个冲程，但只有1次对外做功，所以1s内对外做功数：n=30次；由于水的比热容较大，在相同质量和温度变化相同时，水吸收热量较多，故用水作为冷却液。汽油完全燃烧放出的热量：Q=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J。
20.如图所示，可充电按摩仪具有按摩和热敷两种功能，使用时，闭合开关S1，电动机驱动按摩头开始按摩；再闭合开关S2，加热电阻接通，按摩同时进行热敷。若断开S1，按摩仪无法单独进行热敷。
（1）按摩仪的热敷功能利用的是电流的__________效应；
（2）按摩仪在充电时，其电池相当于____（选填“用电器”或“电源”）；
（3）请在答题卡指定位置画出此按摩仪的电路图，用电阻符号表示加热电阻。
【答案】（1）热 （2）用电器
（3）
【解析】
【小问1详解】
按摩仪的热敷功能说明通电之后会发热，电能转化为内能，利用的是电流的热效应。
【小问2详解】
按摩仪在充电时，消耗电能转化为化学能储存起来，电池相当于用电器。
【小问3详解】
由题意可知，电动机与加热电阻并联，开关S1在干路上控制整个电路；开关S2控制加热电阻，与加热电阻串联在同一条支路上，如图所示：
21.如图所示，电源电压不变，小灯泡L标有“6V3W”的字样，不考虑灯丝电阻变化，电流表量程为0~3A，滑动变阻器最大阻值为24Ω。闭合所有开关，移动滑片到中间位置，L正常发光，则电源电压为 V；保持滑片不动，闭合S，断开S1、S2，电流表示数变化了0.8A，则R0为 Ω；调节开关及滑动变阻器，使电路总功率达到允许的最大值，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
【答案】6 18 2.4
【解析】[1]当闭合所有开关，移动滑片到中间位置，L 正常发光。此时灯泡 L 与滑动变阻器并联，因为灯泡正常发光，其额定电压为6V，在并联电路中各支路电压等于电源电压，所以电源电压为。
[2]灯泡正常发光时的电流
闭合所有开关，移动滑片到中间位置时，电流表测干路电流，此时通过滑动变阻器的电流
所以
保持滑片不动，闭合S，断开S1、S2，此时和滑动变阻器串联，电流表示数变化了0.8A，此时电流
此时电路总电阻
则
[3]要使电路总功率达到允许的最大值，需要总阻值最小，应闭合所有开关，此时灯泡 L 与滑动变阻器并联。电流表量程为0～3A，即干路电流最大电流为。通过灯泡的电流不变，通过滑动变阻器的最大电流为
此时滑动变阻器接入电路的阻值
22．大家都知道：“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功（W）和做功产生的热（Q）两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验：如图甲，在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量 　 　 和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功（W）；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热（Q）。
（1）焦耳做这个实验的目的是 　 　 。
（2）小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是：
①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯。
②用天平称量一定质量的水，记为m水，用温度计测出水的温度，记为t1。
③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水．计算出h杯﹣h水，这是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计（连接处密闭绝热），盖紧保温杯，如图乙。
⑤　 　 （填写操作），计算出水的重力所做的功（W）。
⑥测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热（Q）。
⑦根据⑤、⑥数据，得出两者的比值关系。
【答案】所挂重物的重力；（1）研究摩擦做功和产生热量的关系；
（2）将保温杯慢慢上下翻转多次（n次）。
【解答】解：根据W＝Gh知要计算出重物做的功，需要测量所挂物体的重力G和重物下落的距离h；
（1）由题意知焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系；
（2）要粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系，具体方案是：
①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯。
②用天平称量一定质量的水，记为m水，用温度计测出水的温度，记为t1。
③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水．计算出h杯﹣h水，这也就是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计（连接处密闭绝热），盖紧保温杯，如图乙。
⑤将保温杯慢慢上下翻转多次（n次），根据W＝Gh＝nm水g（h杯﹣h水），算出水的重力所做的功W。
⑥测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热（Q）。
⑦根据⑤、⑥数据，得出两者的比值关系。
三、探究题：（本大题有5小题，共40分）
23．在盛夏的烈日之下，当你赤脚在河滩上行走时，会感觉河滩上的沙石灼热难熬。但当你涉入河水中时，却感觉河水凉爽宜人。沙石和水的温度为什么有如此悬殊的差异呢？某兴趣小组用如图装置进行研究：
①取两只相同的锥形瓶，各装入质量20克的水和砂石，分别测出水和砂石的温度。
②用两个酒精灯分别给两只锥形瓶加热，当水和砂石升高相同温度时，记录加热需要的时间。
（1）本实验中，比较水和砂石吸收热量多少的方法是 　 　 。
（2）除了锥形瓶、水和砂石的质量、初温和末温相同外，还需要控制相同的是 　 　 。
（3）分析记录表可知，水和砂石吸收相同的热量后，温度要升得高的物质是 　 　 。
物质 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/分
水 20 30 8
砂石 20 30 3
【答案】（1）加热时间；（2）酒精灯完全相同；（3）砂石
【解析】（1）根据转换法，实验中水和砂石吸收热量的多少是通过加热时间来反映的；
（2）根据控制变量法可知，实验中要用相同的酒精灯加热两种物质；
（3）根据表格中的数据可知，质量相等的水和砂石升高相同的温度，水的加热时间长，据此推理可知，水和砂石吸收相同的热量后，温度要升得高的物质是砂石。
24．如图甲装置所示，探究“做功改变物体内能”，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器数据采集的数据，电脑处理得到如图乙所示图像。
（1）实验前，检查图甲装置的气密性：往外拉动注射器活塞，然后松手，若活塞 　 　 （选填“仍能返回原来刻度处”或“静止不动”），则说明该装置气密性好。
（2）打气筒打气5秒后，橡皮塞弹出，出现了白雾现象，白雾主要是 　 　 （填“瓶内气体”或“瓶外气体”）液化形成的小液滴。
（3）以下改变内能的方式中，与图乙中AB段相同的是 　 　 。
A.用锤子敲打钉子时，钉子变热
B.从滑滑梯上滑落，臀部变热
C.用燃气灶加热水，水温升高
D.手捂热水袋，手会变暖和
（4）不向圆底烧瓶内注入适量酒精，仍用图甲装置进行实验能否得出“做功改变物体内能”的结论。请判断并说明理由：　 　 。
【答案】（1）仍能返回原来刻度处；（2）瓶内气体；（3）AB；（4）不注入酒精，用打气筒向烧瓶内打气，压缩气体做功，会使瓶内气体内能增加，温度升高，可通过温度传感器测量到温度变化；当橡皮塞弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，也能从温度传感器数据中体现出来。只是没有酒精时，液化现象不明显，看不到白雾，但仍能通过温度变化证明做功可以改变物体内能。
【解析】（1）往外拉动注射器活塞，会使装置内气压减小，若装置气密性好，外界大气压会使活塞仍能返回原来刻度处；若装置漏气，活塞就会因内外气压差无法回到原来位置。（2）用打气筒向烧瓶内打气，瓶内气压增大，当橡皮塞弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶内的水蒸气（包括酒精汽化后的蒸气）遇冷液化形成小液滴，从而出现白雾。（3）图乙中 AB 段是通过打气筒对烧瓶内气体做功，使气体内能增加，温度升高。
A、用锤子敲打钉子时，锤子对钉子做功，使钉子内能增加变热；
B、从滑滑梯上滑落，臀部与滑梯摩擦做功，使臀部内能增加变热，这两个选项都是通过做功的方式改变物体内能；
C、用燃气灶加热水是通过热传递使水的内能增加；
D、手捂热水袋使手变暖和也是通过热传递改变内能。所以与 AB 段改变内能方式相同的是 AB。（4）不注入酒精，用打气筒向烧瓶内打气，压缩气体做功，会使瓶内气体内能增加，温度升高，可通过温度传感器测量到温度变化；当橡皮塞弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，也能从温度传感器数据中体现出来。只是没有酒精时，液化现象不明显，看不到白雾，但仍能通过温度变化证明做功可以改变物体内能。故答案为：（1）仍能返回原来刻度处；（2）瓶内气体；（3）AB；（4）不注入酒精，用打气筒向烧瓶内打气，压缩气体做功，会使瓶内气体内能增加，温度升高，可通过温度传感器测量到温度变化；当橡皮塞弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，也能从温度传感器数据中体现出来。只是没有酒精时，液化现象不明显，看不到白雾，但仍能通过温度变化证明做功可以改变物体内能。
25.小红在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，实验装置如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整；
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到____（选填“A”或“B”）端。实验中，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为____W；
（3）小红完成实验后，小明使用相同的实验器材和相同的电源电压重新连接电路，也完成了该实验。小红测得的实验数据如表1所示，小明测得的实验数据如表2所示。分析表1和表2可得:实验时，电源电压为____V；小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V时，小灯泡的电阻变化了____Ω（结果保留1位小数）。
表1 表2
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 3.0 0.20
2 2.5 024
3 1.8 0.27
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 1.5 0.24
2 2.0 0.26
3 2.5
【答案】（1） （2）A 0.7 （3） 4 4.9
【解析】
【小问1详解】
测量小灯泡的电功率的实验，灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器“一上一下”接入电路，如图所示：
【小问2详解】
[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处，由图可知，移动到A处。
[2]由图乙可知，额定电压为2.5V时，电流为0.28A，则小灯泡额定功率
【小问3详解】
[1] 分析表1和表2可得，实验时，小明将电压表并联在滑动变阻器两端，当电流为I=0.24A时，UL=1.5V，UR=2.5V故电源电压为
[2]由表2可得，，时，，小灯泡的电阻
由（2）可知，小灯泡额定电压为2.5V时，电流为0.28A，小灯泡的电阻
小灯泡电阻变化了
27.“能量守恒”是普遍认可的科学知识。小明同学设计了如图所示的电路，验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是守恒的。为了寻找适合用于验证能量守恒的最佳电阻值，小明进行了如下探究。实验中电源电压不变，装置气密性良好。
【实验步骤】
①将阻值为1Ω的电阻丝接入电路，如图连接并安装好装置；
②在内筒中加入初温为t0的适量水m克，并盖紧盖子；
③闭合开关，将滑动变阻器滑片移动至适当位置后，记录此时电流表示数为2A；
④加热过程中不断上下缓慢移动搅拌器，当温度升高了10℃时，记录？；
⑤多次更换不同阻值的电热丝并控制电流不变，重复实验并记录相关数据。
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
电流值（A） 2 2 2 2 2 2 2 2
电阻丝阻值（Ω） 1 2 3 4 5 6 7 8
加热时间（秒） 819 394 221 156 123 101 83 72
电热丝消耗电能 与水吸收热量之比 1.56 1.50 1.26 1.19 1.17 1.15 1.11 1.10
根据上述信息请回答：
（1）上下移动搅拌器的目的是　 　 。
（2）请将步骤中“？”处的内容补充完整：　 　 。
（3）当电阻丝阻值从1Ω更换至2Ω重复实验时，滑动变阻器的滑片应向　 　 （填“左”或“右”）移动。
（4）分析表中数据发现，电阻丝阻值不断变大时，电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1，原因是　 　 。
【答案】（1）使水受热均匀；（2）加热时间；（3）左；（4）随着电阻丝阻值不断增大，电阻丝产生的热量增多，在相同的实验条件下，热量散失占总热量的比例相对减小，水吸收的热量相对更接近电阻丝产生的热量，即电阻丝消耗的电能，所以电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1。
【解析】（1）在加热过程中，电阻丝周围的水会先受热，如果不搅拌，会导致水的温度不均匀，影响对水吸收热量的准确测量，因此上下移动搅拌器的目的是使水受热均匀；
（2）要验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是否守恒，需要知道电阻丝消耗电能，根据Q＝I2Rt可知，需要知道电阻丝消耗电能的时间t，才能计算出电阻丝消耗的电能，因此步骤④应该补充为：记录加热时间；
（3）要验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是否守恒，需要控制电流不变，根据I可知，总电阻应保持不变；当电阻丝电阻从1Ω更换至2Ω重复实验时，滑动变阻器接入电路的电阻应减小，所以滑动变阻器滑片要向左滑动；
（4）根据Q＝I2Rt可知，在电流和时间相同的情况下，电阻越大，电阻丝产生的热量就越多；当电阻丝阻值较小时，电阻丝产生的热量有较多部分会散失到周围环境中，比如加热装置的散热等，导致水吸收的热量相对较少，所以电热丝消耗的电能与水吸收热量之比大于1；随着电阻丝阻值不断增大，电阻丝产生的热量增多，在相同的实验条件下，热量散失占总热量的比例相对减小，水吸收的热量相对更接近电阻丝产生的热量，即电阻丝消耗的电能，所以电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1。
四、综合题：（本大题有5小题，28小题6分，29小题8分，30、31、32小题各7分，共35分）
28．热机发明后，一直在持续的改进和发展中。
材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧（图乙），热效率为5%～8%之间。
材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。
（1）四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由图中的 　 　 冲程实现。
（2）德罗夏提到的内燃方式是基于 　 　 的猜想；
（3）老师在重复演示“做功改变内能”实验（图丙）之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内燃机的 　 　 （选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”）冲程的原理相似。
【答案】（1）C；（2）燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高；（3）排气。
【解析】（1）在四冲程内燃机中，提供动力的是做功冲程；由图可知，A中进气门打开，活塞下行，为吸气冲程；B中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程；C中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程；D中排气门打开，活塞上行，为排气冲程；故“巨大爆发力”由C冲程实现；
（2）德罗夏提到的内燃方式是基于燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高的猜想；
（3）老师需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的是排出里面的废气，相当于内燃机的排气冲程。
29．电动车的动能回收，即将车辆在行驶时产生的动能转化为电能，并存储于车载电池①内。传统系统的某款电动车，当车辆减速或制动时，这部分动能会以（2）能的形式流失。当该车装载有动能回收系统时，利用动能回收技术通过专门的设备捕获这些动能，并将其转换为电能存储在电池中，以备车辆后续使用。当电动车减速、制动或下坡行驶时，动能回收系统会自动激活，电机反向旋转，将动能转换成电能（3）这项技术对于提升能源使用效率、延长电池寿命以及降低环境负荷具有显著效果，还能减轻刹车系统的压力，以及提高汽车的续航能力）。
已知该电动汽车的参数见表，在路面上行驶时所受的阻力为车重的0.05倍，忽略空气阻力，请回答上述序号中所对应的问题：
（1）车载电池的容量即最大储能量，则该保持匀速直线行驶的理论最大续航里程为 　 　 km（假设电能全部转化为动能，下同）。
（2）中应为 　 　 能。
电池容量 60kW h
整车质量 2t
最大续航里程
百公里加速 5.6s
（3）已知动能公式为0.5mv2则装载有动能回收系统（回收率为10%）的该电动车，以 40m/s 的速度匀速行驶时急刹车直至车速为0，刹车过程中回收并转化成的电能可延长该车的续航里程多少km？
（4）根据上述内容，请从增加续航能力的角度，为电动车的设计再提一点建议 　 　 。
【答案】（1）216；（2）内；（3）0.16；
（4）增加电池容量，提高动能回收系统的回收率等，合理即可。
【解析】（1）重力G＝mg＝2t×10N/kg＝2000kg×10N/kg＝2×104N，已知阻力为车重的0.05倍，即f＝0.05G＝0.05×2×104N＝1×103N，车匀速直线行驶时，牵引力与阻力大小相等，F牵＝f＝1×103N，
电池总储能W＝60kW h＝2.16×108J，
假设电能全部转化为动能，由W＝Fs得理论最大续航里程：s2.16×105m＝216km；
（2）当车辆减速或制动时，这部分动能通过摩擦转化为内能，以内能的形式流失；
（3）以 40m/s 的速度匀速行驶时动能E＝0.5mv2＝0.5×2×103kg×（40m/s）2＝1.6×106J，回收率为10%，则回收的动能E′＝1.6×106J×10%＝1.6×105J，
由E′＝W＝Fs得，延长该车续航里程：s′0.16km；
（4）增加电池容量，提高动能回收系统的回收率等，合理即可。
30．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。（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“大于”“等于”“小于”）。
（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）πr3ρg；（2）大于；推理过程详见解答；（3）雨滴的温度升高了。
【解析】（1）雨滴的体积：Vπr3，
则根据ρ得，其质量m＝ρVπr3ρ，
故重力G＝mgπr3ρg；
（2）雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，故f＝G，
因为f＝kSv2＝kπr2v2，Gπr3ρg，
所以，kπr2v2＝πr3ρg，
化简得，v，
又因为k、ρ、g均为定值，
所以，r越大，速度越大，
即在接近地面时，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，
因为重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，即W＝Q，
又因为W＝Gh＝mgh，Q＝cmΔt，
所以，mgh＝cmΔt，
则Δt.
答：（1）πr3ρg；（2）大于；推理过程详见解答；（3）雨滴的温度升高了。
31.目前市场上最新的取暖设备水暖毯，是一种水循环取暖的新型电热毯。加热原理是：主机把水加热，然后通过毯体的硅胶软管，通过水流的循环往复来达到温暖毯体的目的。小金选取市面上某款产品进行研究，内部电路图如图乙所示：S为总开关，S1为温控开关(工作时保持闭合)，R为滑动变阻器(阻值0~60Ω)，R0为加热电阻丝，阻值为50Ω，通电后用于加热水。
（1）出于安全考虑，让用户能及时知晓水暖毯是否超温，电路中有“超温提示装置”，该装置由温控开关S2、大电阻R2、指示灯L 组成，需要实现以下功能：正常工作状态下，S2常闭，指示灯不亮；超温状态下，S2断开，指示灯亮。根据上述功能在图丙虚线框③内接入的电路元件是　 　。
（2）用户在某档加热时，R0的发热功率为200 W，请问此时电路中通过滑动变阻器R的电流是多少
（3）请计算说明在最高档加热功率下，该水暖毯(含水2.5kg)能否实现5分钟内从10℃上升到
【解】（1）正常工作状态下， S2常闭，指示灯不亮；超温状态下，S2断开，指示灯亮。 这意味着正常时指示灯被短路，超温时指示灯接入电路发光，所以在图丙虚线框③内接入的电路元件是指示灯。
（2）已知R0的阻值为50Ω，发热功率为200W，根据可得通过的电流为：
I=2A。
（3） 水暖毯 所需的热量 Q=cm（t1-t2）=4.2×103J/（kg ℃）×2.5kg×（40℃-10℃）=3.15×105J，
当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路中只有R0接入电路，此时总电阻最小，电压不变，电阻最小，功率最大，为最高档。
最高档加热功率下产生的热量：W=Pt=968w×5×60s=2.904×105J
因为3.15×105J＞2.904×105J
所以在最高档加热功率下，该水暖毯不能实现。
32．滥用远光灯失德又违法。夜间行车正确使用远光灯，可以起到扩大观察视野的作用。但对面有车或行人时，远光灯容易扰乱路人以及对面车辆驾驶员的视线而存在安全隐患。如图甲所示是某汽车大灯的灯泡示意图，A和B是灯泡内的2条灯丝，S为扇形旋钮开关。当切换到近光灯挡位时大灯只有一条灯丝通电工作，切换到远光灯挡位时大灯的两条灯丝同时通电工作。
（1）当切换到远光灯时，开关S与触点 　　 （选填“1和2”“2和3”或“3和4”）接触；
（2）司机某次用车10分钟，车灯的功率与时间的关系如图乙所示，已知电源电压保持12V不变，则灯丝A的电阻为多少？（不考虑温度变化对电阻的影响）
（3）请计算10分钟内大灯消耗的电能为多少？
【答案】（1）3和4；
（2）司机某次用车10分钟，车灯的功率与时间的关系如图乙所示，已知电源电压保持12V不变，则灯丝A的电阻为2.4Ω；
（3）请计算10分钟内大灯消耗的电能为45600J。
【解析】（1）开关S与触点1、2接触时，电路未接通；
当开关S与触点2、3接触时，只有B灯丝通电工作，电路中电阻较大，由P可知，电功率教小，大灯处在近光灯照明；
当开关S与触点3、4接触时，A、B灯丝并联同时通电工作，根据并联电路的特点可知，此时电路中的总电阻较小，由P可知，电路中的总功率较大，大灯处在远光灯照明；
（2）当大灯处在近光灯照明时，电功率为40W；
当大灯处在远光灯照明时，电功率为100W，灯丝A的电功率PA＝P﹣P′＝100W﹣40W＝60W，
根据P可知灯丝A的电阻RA2.4Ω；
（3）根据W＝Pt可知10分钟内大灯消耗的电能W＝W1+W2＝40W×4×60s+100W×6×60s＝45600J；
答：（1）3和4；
（2）司机某次用车10分钟，车灯的功率与时间的关系如图乙所示，已知电源电压保持12V不变，则灯丝A的电阻为2.4Ω；
（3）请计算10分钟内大灯消耗的电能为45600J。
6236001；学号：20404232/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
第3章《能量的转化与守恒》第5-8节基础性学习评价
解析卷
一、选择题：（本大题共15个小题，每小题3分，共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求的，不选、错选、多选均不得分。）
1.如图是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是
A．室外温度为 时，木柴的内能为零
B．木柴燃烧与未燃相比，含有的热量多
C．若未燃烧的木柴温度升高， 内能增加
D．灭火器在使用过程中对外做功，内能不变
2.如图，从热汤中取出的金属勺子，由烫手到不烫手的过程，其内能（　　）
A. 逐渐增加 B. 保持不变 C. 通过做功改变 D. 通过热传递改变
3.为保护餐桌桌面，在将盛有高温菜、汤的餐具放上餐桌前，往往先在桌面上放置隔热垫，这主要是从下列哪个方面防止桌面遭受损坏（　　）
A 静电 B. 热传递 C. 压力 D. 噪声
4.汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（　　）
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
5.关于内能，下列说法正确的是（　　）
A. 的物体没有内能 B. 内能大小与温度无关
C. 具有机械能的物体不一定有内能 D. 物体具有内能，也可以同时具有机械能
6.位于浙江省嘉兴市海盐县的秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。关于核电站，下列说法正确的是（　　）
A．核电站实现了核能→内能→机械能→电能的能量转化
B．秦山核电站利用了核聚变为电站提供能量
C．为方便居民用电，核电站应尽量靠近城市
D．核辐射主要有α，β，γ射线，其中α射线穿透能力最强
7.物理学是一门以实验为基础的学科。如图的电学仪器中，实验室用来测量电流的是（　　）
A. B. C. D.
8.下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A. 电热水壶 B. 吸尘器 C. 电冰箱 D. 电视机
9.如图为某用电器的I-U图像，其额定电压为12V，则额定功率是（　　）
A. 0.6W B. 1.8W C. 3.2W D. 4.8W
10.科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果，灯泡L标有“2.5V”字样，电源电压恒为，电压表量程为“”，电流表量程为“”。闭合开关S，在确保电路安全的情况下，最大范围移动变阻器的滑片P，观察灯泡的L亮暗，绘出灯泡L的图像如图乙所示。下列分析正确的是（　　）
A. 灯泡正常发光时电阻值为 B. 灯泡随滑片P向端移动而变亮
C. 变阻器接入的阻值范围为 D. 电路消耗的最大电功率为0.625W
11.图为某自动测温装置的工作原理图，电源电压保持不变，R为热敏电阻，R0为定值电阻。由电压表改装的显示仪示数随环境温度升高而增大。下列分析正确的是（　　）
A. 环境温度升高，R阻值增大
B. 环境温度越高，R0消耗的电功率越小
C. 显示仪示数越小，电路在相同时间内消耗的总电能越大
D. 环境温度不变，将R0换成阻值更大的电阻，显示仪示数变大
12.图甲为测量杯中液体比热容的装置，图乙为液体温度与加热时间的关系图。已知液体质量为0.5kg，初温为20℃，电加热器的功率为800W，不计一切热量损失。下列说法正确的是（　　）
A. 液体的沸点是100℃
B. 液体的比热容是
C. 液体持续加热120s后温度会继续升高
D. 液体加热至某时刻，温度计示数如图丙，此时温度是
13.将标有“6V 6W”的甲灯泡和“6V 3W”的乙灯泡串联后，接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响，则（　　）
A. 甲灯能正常发光 B. 乙灯能正常发光
C. 两灯均能正常发光 D. 两灯均不能正常发光
14.某同学用电能表测量电水壶的实际功率。电能表表盘参数如图，他关闭家中其他用电器，只让电水壶工作1分钟，发现电能表转盘转过60转。下列说法错误的是（　　）
A．电能表是直接测量电功率的装置
B．该电路允许加载的最大功率为4400W
C．电水壶工作时把电能转化为热能
D．该电水壶的实际功率为1200W
15.在如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当电路中接入“6V 6W”的灯泡L，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡L恰能正常发光；断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L将变亮 B．电路总功率变大
C．换接灯泡的亮度大于灯泡L D．换接灯泡的实际功率为3W
二、填空题：（本大题有7小题20空，每空2分，共40分）
16.光伏发电产业是我国低碳经济的亮点之一。光伏发电使用的太阳能板（如图）主要是将太阳能转化为______能，太阳能来自于太阳内部的核______（选填“聚”或“裂”）变。
17.汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①______②______。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为______kg。
18．如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。请回答：
（1）其反应原理与太阳类似，通过核 　 　 （填“聚变”或“裂变”），释放巨大的核能，核能又转化为 　 　 ，从而获得高温。
（2）“人造太阳”加热功率达1×1012W，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 　 焦。
19.一台汽油机飞轮的转速为3600转/分钟，在1秒内汽油机对外做了　 　次功。汽油机用水作冷却液，是利用水的　 　较大的特性。汽油机在某段时间内消耗了0.5千克汽油，若这些汽油完全燃烧，则可放出　 　焦热量。 （焦/千克)
20.如图所示，可充电按摩仪具有按摩和热敷两种功能，使用时，闭合开关S1，电动机驱动按摩头开始按摩；再闭合开关S2，加热电阻接通，按摩同时进行热敷。若断开S1，按摩仪无法单独进行热敷。
（1）按摩仪的热敷功能利用的是电流的__________效应；
（2）按摩仪在充电时，其电池相当于____（选填“用电器”或“电源”）；
（3）请在答题卡指定位置画出此按摩仪的电路图，用电阻符号表示加热电阻。
21.如图所示，电源电压不变，小灯泡L标有“6V3W”的字样，不考虑灯丝电阻变化，电流表量程为0~3A，滑动变阻器最大阻值为24Ω。闭合所有开关，移动滑片到中间位置，L正常发光，则电源电压为 V；保持滑片不动，闭合S，断开S1、S2，电流表示数变化了0.8A，则R0为 Ω；调节开关及滑动变阻器，使电路总功率达到允许的最大值，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
22．大家都知道：“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功（W）和做功产生的热（Q）两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验：如图甲，在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量 　 　 和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功（W）；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热（Q）。
（1）焦耳做这个实验的目的是 　 　 。
（2）小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是：
①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯。
②用天平称量一定质量的水，记为m水，用温度计测出水的温度，记为t1。
③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水．计算出h杯﹣h水，这是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计（连接处密闭绝热），盖紧保温杯，如图乙。
⑤　 　 （填写操作），计算出水的重力所做的功（W）。
⑥测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热（Q）。
⑦根据⑤、⑥数据，得出两者的比值关系。
三、探究题：（本大题有5小题，共40分）
23．在盛夏的烈日之下，当你赤脚在河滩上行走时，会感觉河滩上的沙石灼热难熬。但当你涉入河水中时，却感觉河水凉爽宜人。沙石和水的温度为什么有如此悬殊的差异呢？某兴趣小组用如图装置进行研究：
①取两只相同的锥形瓶，各装入质量20克的水和砂石，分别测出水和砂石的温度。
②用两个酒精灯分别给两只锥形瓶加热，当水和砂石升高相同温度时，记录加热需要的时间。
（1）本实验中，比较水和砂石吸收热量多少的方法是 　 　 。
（2）除了锥形瓶、水和砂石的质量、初温和末温相同外，还需要控制相同的是 　 　 。
（3）分析记录表可知，水和砂石吸收相同的热量后，温度要升得高的物质是 　 　 。
物质 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/分
水 20 30 8
砂石 20 30 3
24．如图甲装置所示，探究“做功改变物体内能”，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器数据采集的数据，电脑处理得到如图乙所示图像。
（1）实验前，检查图甲装置的气密性：往外拉动注射器活塞，然后松手，若活塞 　 　 （选填“仍能返回原来刻度处”或“静止不动”），则说明该装置气密性好。
（2）打气筒打气5秒后，橡皮塞弹出，出现了白雾现象，白雾主要是 　 　 （填“瓶内气体”或“瓶外气体”）液化形成的小液滴。
（3）以下改变内能的方式中，与图乙中AB段相同的是 　 　 。
A.用锤子敲打钉子时，钉子变热
B.从滑滑梯上滑落，臀部变热
C.用燃气灶加热水，水温升高
D.手捂热水袋，手会变暖和
（4）不向圆底烧瓶内注入适量酒精，仍用图甲装置进行实验能否得出“做功改变物体内能”的结论。请判断并说明理由：　 　 。
25.小红在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，实验装置如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整；
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到____（选填“A”或“B”）端。实验中，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为____W；
（3）小红完成实验后，小明使用相同的实验器材和相同的电源电压重新连接电路，也完成了该实验。小红测得的实验数据如表1所示，小明测得的实验数据如表2所示。分析表1和表2可得:实验时，电源电压为____V；小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V时，小灯泡的电阻变化了____Ω（结果保留1位小数）。
表1 表2
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 3.0 0.20
2 2.5 024
3 1.8 0.27
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 1.5 0.24
2 2.0 0.26
3 2.5
27.“能量守恒”是普遍认可的科学知识。小明同学设计了如图所示的电路，验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是守恒的。为了寻找适合用于验证能量守恒的最佳电阻值，小明进行了如下探究。实验中电源电压不变，装置气密性良好。
【实验步骤】
①将阻值为1Ω的电阻丝接入电路，如图连接并安装好装置；
②在内筒中加入初温为t0的适量水m克，并盖紧盖子；
③闭合开关，将滑动变阻器滑片移动至适当位置后，记录此时电流表示数为2A；
④加热过程中不断上下缓慢移动搅拌器，当温度升高了10℃时，记录？；
⑤多次更换不同阻值的电热丝并控制电流不变，重复实验并记录相关数据。
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
电流值（A） 2 2 2 2 2 2 2 2
电阻丝阻值（Ω） 1 2 3 4 5 6 7 8
加热时间（秒） 819 394 221 156 123 101 83 72
电热丝消耗电能 与水吸收热量之比 1.56 1.50 1.26 1.19 1.17 1.15 1.11 1.10
根据上述信息请回答：
（1）上下移动搅拌器的目的是　 　 。
（2）请将步骤中“？”处的内容补充完整：　 　 。
（3）当电阻丝阻值从1Ω更换至2Ω重复实验时，滑动变阻器的滑片应向　 　 （填“左”或“右”）移动。
（4）分析表中数据发现，电阻丝阻值不断变大时，电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1，原因是　 　 。
四、综合题：（本大题有5小题，28小题6分，29小题8分，30、31、32小题各7分，共35分）
28．热机发明后，一直在持续的改进和发展中。
材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧（图乙），热效率为5%～8%之间。
材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。
（1）四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由图中的 　 　 冲程实现。
（2）德罗夏提到的内燃方式是基于 　 　 的猜想；
（3）老师在重复演示“做功改变内能”实验（图丙）之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内燃机的 　 　 （选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”）冲程的原理相似。
29．电动车的动能回收，即将车辆在行驶时产生的动能转化为电能，并存储于车载电池①内。传统系统的某款电动车，当车辆减速或制动时，这部分动能会以（2）能的形式流失。当该车装载有动能回收系统时，利用动能回收技术通过专门的设备捕获这些动能，并将其转换为电能存储在电池中，以备车辆后续使用。当电动车减速、制动或下坡行驶时，动能回收系统会自动激活，电机反向旋转，将动能转换成电能（3）这项技术对于提升能源使用效率、延长电池寿命以及降低环境负荷具有显著效果，还能减轻刹车系统的压力，以及提高汽车的续航能力）。
已知该电动汽车的参数见表，在路面上行驶时所受的阻力为车重的0.05倍，忽略空气阻力，请回答上述序号中所对应的问题：
（1）车载电池的容量即最大储能量，则该保持匀速直线行驶的理论最大续航里程为 　 　 km（假设电能全部转化为动能，下同）。
（2）中应为 　 　 能。
电池容量 60kW h
整车质量 2t
最大续航里程
百公里加速 5.6s
（3）已知动能公式为0.5mv2则装载有动能回收系统（回收率为10%）的该电动车，以 40m/s 的速度匀速行驶时急刹车直至车速为0，刹车过程中回收并转化成的电能可延长该车的续航里程多少km？
（4）根据上述内容，请从增加续航能力的角度，为电动车的设计再提一点建议 　 　 。
30．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。（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“大于”“等于”“小于”）。
（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？
31.目前市场上最新的取暖设备水暖毯，是一种水循环取暖的新型电热毯。加热原理是：主机把水加热，然后通过毯体的硅胶软管，通过水流的循环往复来达到温暖毯体的目的。小金选取市面上某款产品进行研究，内部电路图如图乙所示：S为总开关，S1为温控开关(工作时保持闭合)，R为滑动变阻器(阻值0~60Ω)，R0为加热电阻丝，阻值为50Ω，通电后用于加热水。
（1）出于安全考虑，让用户能及时知晓水暖毯是否超温，电路中有“超温提示装置”，该装置由温控开关S2、大电阻R2、指示灯L 组成，需要实现以下功能：正常工作状态下，S2常闭，指示灯不亮；超温状态下，S2断开，指示灯亮。根据上述功能在图丙虚线框③内接入的电路元件是　 　。
（2）用户在某档加热时，R0的发热功率为200 W，请问此时电路中通过滑动变阻器R的电流是多少
（3）请计算说明在最高档加热功率下，该水暖毯(含水2.5kg)能否实现5分钟内从10℃上升到
32．滥用远光灯失德又违法。夜间行车正确使用远光灯，可以起到扩大观察视野的作用。但对面有车或行人时，远光灯容易扰乱路人以及对面车辆驾驶员的视线而存在安全隐患。如图甲所示是某汽车大灯的灯泡示意图，A和B是灯泡内的2条灯丝，S为扇形旋钮开关。当切换到近光灯挡位时大灯只有一条灯丝通电工作，切换到远光灯挡位时大灯的两条灯丝同时通电工作。
（1）当切换到远光灯时，开关S与触点 　　 （选填“1和2”“2和3”或“3和4”）接触；
（2）司机某次用车10分钟，车灯的功率与时间的关系如图乙所示，已知电源电压保持12V不变，则灯丝A的电阻为多少？（不考虑温度变化对电阻的影响）
（3）请计算10分钟内大灯消耗的电能为多少？

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