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第3章《能量的转化与守恒》第5-8节拓展性学习评价
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．（1） （2）
17.（1） ；
（2） ；
18.（1） ；
（2） ；
（3）
19.
20．
21．
22．
三、探究题：（本大题有5小题，共40分）
23．（1）　 　
（2）　 　
（3）　 　
24．（1）　 。
（2）　 　。
　 　。
（3）　 。
25．（1）　 　
（2）　 　。
（3）　
26．（1）
（2）　 　
（3）　 　
27．（1）
（2）　 　 　 　
（3）　 　
（4）　 　
（5）　 　
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）
（4）
。
32．（1）　 　
（2）
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第3章《能量的转化与守恒》第5-8节拓展性学习评价
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.关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A.温度为以下的物体不具有内能 B.温度高的物体，含有的热量一定多
C.物体的内能增加，可能是吸收了热量 D.温度总是从高温物体传向低温物体
【答案】C
【解析】A．一切物体在任何情况下都具有内能，温度为以下的物体也具有内能，故A错误；
B．热量是热传递过程中传递的能量，不能说物体含有热量，故B错误；
C．做功和热传递都可以改变物体的内能，物体的内能增加，可能是吸收了热量，故C正确；
D．热量总是从高温物体传向低温物体，热传递过程传递的不是温度，故D错误。
2.我国是世界上最早进入青铜器时代的国家之一。铸造青铜器时，将液态金属倒入模具冷却后形成青铜器的情景如图所示。下列关于铸造青铜器的说法正确的是（ ）
A. 液态金属冷却变成青铜器的过程中需要吸收热量
B. 液态金属冷却变成青铜器的过程中，内能不变
C. 铸造青铜器的过程中，金属发生的物态变化是先熔化后凝固
D. 工匠休息时身上的“汗水逐渐消失”与“樟脑丸逐渐变小”属于同一种物态变化
【答案】C
【解析】AB．液态金属冷却变成青铜器的过程中温度降低，放出热量，内能减少，故AB错误；
C．铸造青铜器的过程中，先将金属加热至熔点，变成液态，此过程为熔化，液态金属倒入模具冷却后又变成固态，此过程为凝固，故C正确；
D．工匠休息时身上的“汗水逐渐消失”是液态变成气态，此过程是汽化，而“樟脑丸逐渐变小”是固态变成气态，此过程是升华，故D错误。
3.课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（ ）
A. 矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变
B. 瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似
C. 瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能
D. 瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴
【答案】B
【解析】A．矿泉水瓶在力的作用下被拧成图示形状，瓶子的形状发生了改变，说明力可以使物体发生形变，故A正确，不符合题意。
B．瓶盖弹出前，拧瓶子时，瓶子体积变小，压缩瓶内气体，是对气体做功，瓶内气体内能增大，此过程与汽油机的压缩冲程类似，都是将机械能转化为内能；而汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误，符合题意。
C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体对瓶盖做功，将自身的内能转化为瓶盖的机械能，使瓶盖获得动能而飞出，故C正确，不符合题意。
D．瓶盖被弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口处的水蒸气遇冷液化形成小水滴，从而出现白雾现象，故D正确，不符合题意。
4.一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（　　）
A. 完成80个冲程，对外做功20次 B. 完成80个冲程，对外做功40次
C. 完成40个冲程，对外做功10次 D. 完成40个冲程，对外做功40次
【答案】A
【解析】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。
5.如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（　　）
A. 燃料燃烧时内能转化为化学能
B. 燃料箱燃料减少，燃料热值不变
C. 燃烧放出热量越多，燃料热值越大
D. 火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
【答案】B
【解析】A．燃料燃烧时，燃料的化学能先转化为内能，再将内能转化为机械能，故A错误；
B．热值是燃料的基本属性，与燃料的质量大小无关，所以燃料箱燃料减少，热值不变，故B正确；
C．热值是燃料的基本属性，与燃料燃烧放出热量多少无关，故C错误；
D．火箭前进时，是将燃气的内能转化为机械能，由于有热量损失，燃料不可能全部燃烧等因素影响，燃料的化学能不可能全部转化为火箭的机械能，故D错误。
6.下图为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是（　　）
A. 核反应堆中，发生的是核裂变 B. 核反应堆中，将核能转化为电能
C. 汽轮机工作时，将内能转化为电能 D. 发电机工作时，将内能转化为电能
【答案】A
【解析】A．利用核能的方式是核裂变和核聚变，核反应堆中，发生的是核裂变，故A正确；
B．核反应堆中，将核能转化为内能，故B错误；
C．汽轮机工作时，将内能转化为机械能，故C错误；
D．发电机工作时，将机械能转化为电能，故D错误。
7.关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（　　）
A．金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小
B．核电站利用核裂变释放的能量来发电
C．汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能
D．能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源
【答案】A
【解析】A．金属汤勺放在热汤中，金属汤勺吸收热量，内能增加，温度升高，故A错误，符合题意；
B．核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应，故B正确，不符合题意；
C．汽油机的做功冲程中高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．能量的转移与转化具有方向性，可利用的能源是有限的，所以要节约能源，故D正确，不符合题意。
8.某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”，其铭牌如图所示。顾客咨询：“该移动电源可以供2.5kW的用电器正常工作吗？”客服回复：“没问题，这是3kW·h的，3kW的用电器都可以正常使用。”该客服（　　）
XX移动电源 电源规格：3kW·h 输出电压：220V 最大输出电流：10A
A. 说法正确
B. 混淆了电功率和电能
C. 混淆了电功率和电流
D. 混淆了电功率和电压
【答案】B
【解析】客服回复中提到的“3kW·h”是电能（即电量）的单位，而“3kW的用电器”中的“kW”是电功率的单位。客服错误地将电能与电功率混淆，认为3kW·h的移动电源可以直接支持3kW的用电器，忽略了电功率的实际限制。故ACD不符合题意，B符合题意。
9.水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小红利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置，其中监测电路如图所示，电源电压保持不变。溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关，当溶氧量降低时（　　）
A. 电流表的示数变小 B. 电压表的示数变大
C. 电路的总功率变小 D. 滑动变阻器的功率变大
【答案】D
【解析】A．由图可知，溶解氧传感器与滑动变阻器串联，电压表测量溶解氧传感器的电压，电流表测电路中的电流。当水中溶氧量降低时，传感器电阻减小，总电阻减小。根据欧姆定律，电源电压不变，总电阻减小，电路中的电流增大，即电流表的示数变大，故A不符合题意；
B．根据串联分压规律，传感器电阻减小，传感器分得电压减小，即电压表的示数变小，故B不符合题意；
C．电源电压保持不变，电路中的电流增大，根据，电路的总功率变大，故C不符合题意；
D．电路中的电流增大，滑动变阻器阻值不变，根据可知，滑动变阻器的功率变大，故D符合题意。
10.用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，下列用电器的工作原理与电烤箱烤面包时的工作原理相同的是（　　）
A. 电蒸锅 B. 洗衣机 C. 电风扇 D. 电冰箱
【答案】A
【解析】用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，属于电流的热效应。
A．电蒸锅主要利用电流的热效应工作的，故A符合题意；
BC．洗衣机、电风扇工作的主要部件是电动机，利用的是通电导线在磁场中受力的原理，BC不符合题意；
D．电冰箱工作的主要部件是压缩机，利用的是通电导线在磁场中受力的原理，D不符合题意。
11.图为某研究小组设计的风速自动报警器电路示意图，电源电压不变，为压敏电阻，它的阻值随风速 的增加而减小，为定值电阻。当风速时，两电表都不报警。当风速时，两表中的一个会报警；当风速时，另一个表会报警。已知：，两表都是在大于等于各自设定的电压值或电流值时触发报警。在电路处于两表都未报警的工作状态下，下列说法正确的是（　　）
A．风速减小时，的功率会增大
B．风速变化时，电压表示数一定不变
C．当时，触发报警的表是电流表
D．风速变化时，电压表和电流表示数之比不变
【答案】C
【解析】A．由图可知，电阻R1和R2串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流，风速减小时，电阻R1的阻值增大，由电阻的串联可知，电路的总电阻增大，由可知电路中的电流减小，由P=I2R可知的功率减小，故A错误；
B．风速变化时，电阻R1的阻值会发生变化，由串联分压可知，R1两端的电压发生变化，即电压表示数发生变化，故B错误；
C．当风速时，电阻R1的阻值减小，由串联分压可知，电阻R1两端的电压减小，即电压表的示数减小，由电阻的串联可知，电路的总电阻减小，由可知电路中的电流增大，电流表超过设定电流值触发报警，当风速时，电阻R1的阻值增大，由串联分压可知，电压表的示数增大，电压表超过设定电压值触发报警，由电阻的串联可知，电路的总电阻增大，由可知电路中的电流减小，即电流表的示数减小，所以当时，触发报警的表是电流表，故C正确；
D．由可知，电压表和电流表示数之比等于R1的阻值，风速变化时，R1的阻值发生变化，所以电压表和电流表示数之比发生变化，故D错误。
12.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
故D错误。
13.“问天”兴趣小组设计的一种电子计重器的电路原理如图所示，M、N均为金属板，N固定不动，电源电压保持不变。要求：当体重增大时，计重器的示数也增大。下列说法合理的是（ ）
A. 当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电路中的阻值越小
B. 当计重器上物体质量越大时，电流表的示数越大
C. 电压表示数的变化可间接反映体重的变化
D. 当计重器上物体质量越小时，电阻R0的功率越小
【答案】C
【解析】AB．由图可知，电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器两端电压。当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电阻变大，电路中总电阻变大，电流表示数变小，故AB不符合题意；
C．当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电阻变大，根据串联分压的关系可知，电压表示数越大，故C符合题意；
D．当计重器上物体质量越小时，滑动变阻器接入电阻越小，电路中总电阻越小，电流表示数越大，由可知，电阻R0的功率越大，故D不符合题意。
14.图甲为通过灯泡和定阻电阻的电流与其两端电压关系的图像。把它们按图乙接入电路，闭合开关，电流表示数为，下列选项正确的是（　　）
A．电源电压为 B．定值电阻的阻值为
C．通过灯泡的电流为 D．灯泡的实际功率为
15.如图（a），电源电压保持不变，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~15V。在保证各元件安全的情况下（灯泡两端的电压不超过额定电压，电表均不超过量程），进行下列操作：只闭合S1、S2，最大范围内移动滑动变阻器滑片P，电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图（b）所示；只闭合S3，滑片P从最右端向左滑动，直至灯泡正常发光，电流表示数与电压表示数的关系如图（c）所示。下列说法正确的是（　　）
A. 电源电压为5V
B. 小灯泡的额定功率为2.64W
C. 小灯泡工作时的最小电压为2V
D. 只闭合S1、S2与只闭合S2、S3，滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为5:1
【答案】B
【解析】A．由图（a）知，只闭合S1、S2时，灯泡与滑动变阻器并联接入电路，电压表测电源电压，电流表测干路的电流。最大范围内移动变阻器的滑片，由图（b）知，变阻器接入电路的阻值为50欧时，干路的电流最小为0.56A，此时变阻器接入电路的阻值是其最大阻值。进行各操作时，须保证各元件安全（灯泡两端的电压不超过额定电压，电表均不超过量程），则电源电压等于灯泡的额定电压。只闭合S3时，灯泡与变阻器串联接入电路，滑片从最右端向左滑动，变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流为0.10A，灯泡正常发光时，电路的电流为0.44A，则灯泡的额定电流为0.44A。则有
解得电源电压U=6V
故A错误；
B．灯泡的额定功率
故B正确；
C．灯泡与变阻器串联，变阻器接入电路的阻值最大时，据串联电路的分压特点知，变阻器两端的电压最大，小灯泡两端的电压最小，此时变阻器两端的电压
小灯泡工作时的最小电压U小=U-U大=6V-5V=1V
故C错误；
D．只闭合S1、S2，电流表的量程为0~0.6A，则电路中的最大电流为0.6A，变阻器接入电路的阻值最小时，通过的最大电流I大=I总大-IL=0.6A-0.44A=0.16A
变阻器接入电路的最小阻值
只闭合S2、S3，电路中只有变阻器工作，电路中的最大电流为0.6A，变阻器接入电路的最小阻值
变阻器允许接入电路的最大电阻之比
故D错误。
二、填空题：（本大题有7小题20空，每空2分，共40分）
16.2025年4月24日，搭载神州二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，并取得圆满成功。
（1）如图所示，火箭发射过程中外壳与大气摩擦生热，这是通过___________的方式改变火箭的内能。
（2）太阳能电池翼和储能电池是神州二十号的主要能源系统。给储能电池充电时，储能电池在电路中相当于___________。
【答案】（1）做功 （2）用电器 【解析】火箭发射过程中外壳与大气摩擦生热，将机械能转化为内能，这是通过做功的方式改变物体的内能。给储能电池充电时，储能电池消耗电能，把电能转化为化学能储存起来，则储能电池在电路中相当于用电器。
17．如图，将盛有少量酒精的矿泉水瓶瓶盖拧紧，接着两手分别握住瓶的上下部分，使劲拧瓶的下部，使其严重变形；然后迅速旋开瓶盖，可看到瓶盖被弹出数米远，同时瓶口和瓶内出现白雾。
（1）用力拧瓶子，是用 　 　 的方式改变瓶内气体的内能，其中的能量转换相当于汽油机
　 　 冲程。
（2）瓶口出现白雾说明气体对外做功，内能 　 　 （填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】（1）做功；压缩；（2）减小。
【解析】（1）用力拧瓶子，将机械能转化为内能，是用做功的方式改变瓶内气体的内能，其中的能量转换相当于汽油机压缩冲程。
（2）瓶口出现白雾说明气体对外做功，内能减小。
18．如图所示，中国“人造太阳”——大型核试验装置“东方超环”取得重大突破。
（1）“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过　 　 （选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能；
（2）核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有　 　 性；
（3）“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）聚变；（2）方向；（3）2.16×1015。
【解析】（1）太阳是利用核聚变来获得能量的，“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过聚变释放巨大的核能。
（2）核能转化为内能，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有方向性。
（3）加热需要的热量：Q＝W＝Pt＝1×1012×10﹣3kW×1h＝1×109kW h；
发电效率为60%，根据，则发电量为：。
19.如图所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过电阻、的电流________（选填“相等”或“不相等”）；观察U形管内液面高度差可知________（选填“”或“”）产生的热量较多；要使液面高 度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向________滑动。
【答案】相等 R2 右
【解析】由图可知，两个电阻串联，由串联电路电流的规律可知通过两个电阻的电流相等。
[2]由图可知，右侧U形管内液面高度差较大，说明R2产生的热量较多。
[3]要使液面高度差变化更快，可以增大两个电阻丝中的电流，应将滑动变阻器滑片P向右移动，减小变阻器连入电路的电阻。
20.如图是一款电水壶的电路简图，均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换。保温功率为88W，阻值为，加热时应将开关旋至 （1/2）位置，加热功率为 W，阻值为
【答案】2 1100 506
【解析】[1]根据可知，在电源电压U一定时，电阻R越小，电功率P越大。由图可知，当开关旋至1位置时，R1 与R2 串联，此时电路中的总电阻R总 =R1 +R2 。当开关旋至2位置时，只有R1 接入电路，此时电路中的总电阻R总′ =R1 。因为R1 +R2 >R1 ，所以开关旋至2位置时，电路中的电阻最小，电功率最大，电水壶处于加热状态。
[2]根据可得加热功率
[3]当开关旋至1位置时，R1 与R2 串联，此时电水壶处于保温状态，保温功率P保温 =88W。此时电路中的总电阻
R2 的阻值R2 =R串 R1 =550Ω 44Ω=506Ω
21.如图-1是小明家的电能表，此时电能表的示数为______，小明家破壁机的参数如图-2所示，仅接通家中破壁机的破壁挡，观察到通电1min电能表的指示灯闪烁60次，则家中的实际电压______（选填“大于”“小于”或“等于”）220V；当破壁机的破壁和加热功能同时使用时，通过电线的电流约为9A，电线的电阻约为0.05，通电5min电线上产生的热量为______J。
【答案】①3023.6 ②小于 ③1215
【解析】电能表的单位是，最后一位是小数位，此时电能表的示数为。
破壁机消耗的电能为
实际功率为
所以家中的实际电压小于额定电压（220V）。
通电5min电线上产生的热量为
22.电热水壶是利用电流的___________效应工作的。电热水壶具有加热与保温两种功能，其内部简化电路如图所示。开关S1闭合、S2___________时为加热挡。若电热水壶加热挡的额定功率为1200W，其正常工作3min消耗的电能为___________J。
【答案】热 闭合 2.16×105
【解析】吸盘挂钩是通过排出吸盘内的空气，在外界大气压的作用下吸盘被紧压在平滑的墙壁上，可以用来悬挂铲子等厨具。电热水壶工作时把电能转化为内能，利用了电流的热效应。由图可知，开关S1闭合、S2闭合时，电路只有电阻R2，电路总电阻较小，根据可知功率较大，此时为加热挡。正常工作3min消耗的电能为
三、探究题：（本大题有5小题，共40分）
23．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
【答案】（1）C；（2）增大；（3）ACD。
【解析】（1）功是力和力的方向上通过的距离的乘积，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度，所以科学家达朗贝尔的观点与“功”概念相符合，故选C；
（2）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，有自己的见解，故A正确；
B．时间久远的理论是有科学价值的，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。
24．图甲所示，用活塞式打气筒为轮胎打气的过程中，发现气筒上部筒壁只是略有发热，而气筒下部温度更高，气筒底部附近筒壁温度最高。筒壁温度为什么升高呢？小科认为可能有以下原因：
原因1：活塞压缩气体做功，气体内能增大，温度升高，并通过热传递使筒壁温度升高。
原因2：活塞克服筒壁摩擦做功，使筒壁内能增大，温度升高。
（1）经讨论，同学们一致认为不可能只有原因2引起筒壁发热，理由是：　 　 。
（2）在老师的指导下，设计了如图乙装置进行进一步验证。
第1步：实验前，用温度传感器测出被测部位的温度为T0。
第2步：关闭K，使活塞上下往复移动50次，记下被测部位温度T1。
第3步：打开K，待被测部位温度恢复为T0，使活塞上下往复移动50次，记下被测部位温度T2。
【讨论交流】
打开K，可以排除原因 　 　 （选“1”或“2”）对筒壁底部温度升高的影响。理由是
。
（4）根据实验测量结果：T1﹣T0＞0，T2﹣T0＞0，T1＞T2，试分析导致筒壁底部发热的原因：　 　 。
【答案】（1）筒壁上下温度不同；（3）1；打开K，活塞下压时，气体直接排除，不会形成压缩空气，只存在活塞与筒壁的摩擦；（4）压缩空气做功和克服摩擦做功共同导致的。
【解析】（1）因为只是活塞克服筒壁摩擦做功，筒壁发生摩擦的各个位置应该温度相同，但实际是“气筒上部筒壁只是略有发热，而气筒下部温度更高，气筒底部附近筒壁温度最高”，所以不可能只有原因2引起筒壁发热；
（3）打开K，活塞下压时，气体直接排除，不会形成压缩空气，只存在活塞与筒壁的摩擦，可以排除原因1对筒壁底部温度升高的影响；
（4）T2﹣T0＞0说明克服摩擦做功可以使筒壁底部升温，T1﹣T0＞0和T1＞T2，说明压缩空气做功也能使筒壁底部升温，并且压缩空气做功和克服摩擦做功是同时导致筒壁底部升温。
25．电流做的功与电压、电流和通电时间三个因素都有关。小科想通过实验验证电功与电流的关系，选用的器材如图所示。其中两侧U形管内所装液体液面起初相平，电阻阻值如图所示。
（1）将两根电阻和并联后再与串联，目的是　 　
（2）通电一段时间后，通过观察　 　来比较电流做功多少；
（3）若通过的电流为1A，通电1.5min，则电流通过做功为　 　J。
【答案】（1）使密闭容器中电阻丝的电流大小不同（2）U形管液面的高度差（3）450
【解析】（1） 将两根电阻和并联后再与串联，左边的电阻在支路上，右边的电阻在干路上，则通过它们的电流大小不同，那么目的是：使密闭容器中电阻丝的电流大小不同。
（2） 通电一段时间后， 通过观察U形管液面的高度差来表示电流做功多少的。
（3）电流通过做功为：。
26.物理兴趣小组小徐同学在做“测定小灯泡的电功率”实验，现有2个电源（电源电压未知），滑动变阻器2个分别标有A“10Ω 2A” B“20Ω 2A”字样，待测小灯（标有“6.0V”字样）、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐正确串联连接电路，将滑动变阻器A的滑片移至最大阻值处，闭合开关S后，此时电压表示数、电流表示数如图所示。
（1）补全实验电路图；
（2）电压表所示示数为 伏；
（3）小徐仅更换电源与滑动变阻器，重新实验，记录数据如下表，其中有一组数据，小灯泡正常发光。则电源电压为 。小灯泡的额定功率P额为 。
实验序号 电流表示数（安） 电压表示数（伏）
1 0.38 6.5
2 0.46 5.5
3 0.52 4.5
4 0.54 4.0
【答案】(1)
(2)6.5
(3)10.5V 3.12W
【解析】（1）“测定小灯泡的电功率”实验中，将电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表串联，由图可知，电压表选择0~15V量程，分度值为0.5V，电压表示数为6.5V；由图可知，电流表选择0~0.6A量程，分度值为0.02A，电流表示数为0.54A；滑动变阻器A的滑片移至最大阻值处，最大阻值为10Ω，则滑动变阻器两端电压
则电压表示数为6.5V测量的是灯泡两端电压，如下图所示：
（2）由图可知，电压表选择0~15V量程，分度值为0.5V，电压表示数为6.5V。
（3）电压表示数为6.5V，电流表示数为0.54A时，灯泡电压超过小灯泡的额定电压；由表中数据可知，电流表示数为0.54A时，电压表示数为4V，由于通过灯泡的电流为0.54A时，灯泡两端电压为6.5V，则电压表测量滑动变阻器两端电压，则电源电压
由表中数据可知，电压表示数为4.5V时，灯泡两端电压为6V，电流表示数为0.52A，小灯泡正常发光，则小灯泡的额定功率
27.实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡，额定功率约为）、 电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整；（导线不允许交叉）
（2）①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：______；
②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障可能是滑动变阻器______（选填“断路”或“被短接”）；
（3）排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定功率为______W；
（4）完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻，在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案：
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关接，调节滑动变阻器的滑片；
②保持滑片不动，再将开关接，读出电压表示数为；
③小灯泡L的额定功率______（用、、表示）；
（5）小明找来了阻值为的定值电阻，按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率？请说明你的判断依据：______。
【答案】（1）
（2）①先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，再闭合开关 ②断路
（3）0.75 （4）
（5）见解析
【解析】
【小问1详解】
小灯泡正常发光时电流约为
所以电流表选择小量程串联到电路中，作图如下：
【小问2详解】
[1]为保护电路，应在闭合开关前，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。
[2]如图乙，电压表无示数，只有变阻器出问题，则故障可能是滑动变阻器断路，使得电压表的两端无法与电源相通。
【小问3详解】
当电压表示数为时，电流表表盘如图丙所示，由（1）可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则示数为0.3A，则小灯泡L的额定功率为
【小问4详解】
[1][2]①检查电路无误后，闭合开关S，将开关接，灯泡、和变阻器串联，电压表测和变阻器总电压，调节滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光（2.5V），根据串联电压规律，电压表示数为
②保持滑片不动，再将开关接，连接方式不变，电压表改测电压，读出电压表示数为，则电路中电流为；
③小灯泡L的额定功率
【小问5详解】
由前面实验可知，若小灯泡正常发光时，额定电流为0.3A。若定值电阻阻值为，则灯泡正常发光时，两端的电压
两端的电压大于电源电压。电源实际电压为，不能满足实验要求。所以不可行。
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.跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
（1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能__________________；
（2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能_________________；（答出一条即可）
（3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：_________________。
【答案】（1）内能 机械能 （2）见解析 （3）见解析
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。
【小问2详解】
在测试过程中，发现扇叶不转动，可能水蒸气的内能太小，笔尖喷出的蒸汽太少。
【小问3详解】
在易拉罐上半部分覆盖保温层，可以减少热量的损失，提高汽轮机效率。
29.火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率 （为火电站发出的电能，为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。
（1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所
发出的电能中，有8.2×105kW·h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW·h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3）
（2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW·h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？
（3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW·h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg）
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1详解】
富余的电能为
产生的氢气为
氢气完全燃烧释放的热量为
【小问2详解】
煤电转化效率是
【小问3详解】
采用富氧燃烧技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则技术革新之前的效率为36%，同样发出1kW·h的电能需要消耗的热量为
需要煤的质量为
可以节约煤的质量为
30.电热暖手宝是生活中常见的取暖设备。某款电热暖手宝的主要参数如下图所示，其正常工作4min，恰好将袋内液体从10℃加热至32℃[袋内液体的比热容取]。求：
（1）电热暖手宝正常工作时的电流；
（2）袋内液体从10℃加热至32℃吸收的热量；
（3）该过程中、电热暖手宝的加热效率。
【答案】(1)2.5A (2)9.24×104J (3)70%
【解析】（1）根据参数可知，电热暖手宝正常工作时的电流为
（2）袋内液体从10℃加热至32℃吸收的热量为
（3）该过程中、电热暖手宝消耗的电能为
电热暖手宝的加热效率为
31.为了解家用电器耗能情况，某小组进行了如下研究。图甲是2，图乙是其工作原理简图，为热敏电阻，其电阻值随温度变化的部分曲线如图丙所示。将蚊香片装入蚊香器，通电后蚊香器的热敏电阻发热，加热蚊香片可以达到驱蚊功效，最后自动保持在一个特定温度（如图丙中的）。
（1）蚊香器工作一会儿，人就能闻到蚊香片气味，这是气体分子在空气中的___________现象。
（2）若蚊香器正常工作的电功率为，则电路电阻值的大小为多少_________？工作消耗电能为多少_________？
（3）家用电器待机时也消耗电能，某些电视机机顶盒待机的功率可达蚊香器正常工作功率的3倍，我们在日常生活用电时该如何有效节能？请写出一条有效措施_________。
（4）请从能量转化和转移角度并结合热敏电阻的电阻值变化特点，解释蚊香器通电后温度升高，并能自动保持一定温度的原因_________。
【答案】（1）扩散 （2） ①. 9680Ω ②. 0.05kW·h
（3）不使用电器时拔掉插头 （4）见详解
【解析】
【小问1详解】
人能闻到蚊香片气味，是因为气体分子在不停地做无规则运动，扩散到空气中，这是气体分子在空气中的扩散现象。
【小问2详解】
[1]根据可知，电路电阻值的大小为
[2]根据可知，工作10h消耗电能为
【小问3详解】
日常生活中为了有效节能，可以做到随手关闭用电器，不使用电器时拔掉插头等。
【小问4详解】
蚊香器通电后，电流通过热敏电阻做功，电能转化为内能，使热敏电阻温度升高。由图丙可知，热敏电阻的阻值随温度升高而增大，根据，在电源电压U不变时，电阻R增大，功率P减小，产生的热量减少。当产生的热量与向周围环境散失的热量相等时，温度就自动保持在一定温度。
32.采摘机器人在智慧农业中广泛使用，兴趣小组设计的某采摘机器人部分工作原 理如图所示，可以“前进”“后退”“照明”；开关S1、S2用绝缘柄相连，可同时连接触点“1”或“2”，电动机均正常工作。部分元件参数：电动机（24V 96W），灯泡L（18V 5.4W），滑动变阻器R（50Ω 1A），电流表（0~0.6A）。
（1）通过控制开关S1、S2，可实现前进、后退，原因是什么？
（2）电动机（线圈电阻为2Ω）正常工作5min消耗的电能和产生的热量分别为多少？
（3）闭合S3，调节灯泡亮度时，为保证各元件安全，R连入电路的最小阻值为多少？（灯丝电阻随温度变化忽略不计）
【答案】（1）见解析 （2），
（3）
【解析】
【小问1详解】
由图可知开关S1、S2同时接1，电动机中电流方向为从右到左；开关S1、S2同时接2，电动机中电流方向为从左到右；所以通过控制开关S1、S2，改变通过电动机中电流的方向可实现前进、后退。
【小问2详解】
电动机正常工作5min消耗的电能
电动机正常工作电流为
产生的热量为
【小问3详解】
灯泡正常工作的电流为
则电路中最大电流为0.3A，由题意可知电动机正常工作，则电源电压为24V，根据欧姆定律和串联电路特点可知此时R连入电路的最小阻值为/ 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节拓展性学习评价
试题卷
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.关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A.温度为以下的物体不具有内能 B.温度高的物体，含有的热量一定多
C.物体的内能增加，可能是吸收了热量 D.温度总是从高温物体传向低温物体
2.我国是世界上最早进入青铜器时代的国家之一。铸造青铜器时，将液态金属倒入模具冷却后形成青铜器的情景如图所示。下列关于铸造青铜器的说法正确的是（ ）
A. 液态金属冷却变成青铜器的过程中需要吸收热量
B. 液态金属冷却变成青铜器的过程中，内能不变
C. 铸造青铜器的过程中，金属发生的物态变化是先熔化后凝固
D. 工匠休息时身上的“汗水逐渐消失”与“樟脑丸逐渐变小”属于同一种物态变化
3.课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（ ）
A. 矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变
B. 瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似
C. 瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能
D. 瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴
4.一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（　　）
A. 完成80个冲程，对外做功20次 B. 完成80个冲程，对外做功40次
C. 完成40个冲程，对外做功10次 D. 完成40个冲程，对外做功40次
5.如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（　　）
A. 燃料燃烧时内能转化为化学能
B. 燃料箱燃料减少，燃料热值不变
C. 燃烧放出热量越多，燃料热值越大
D. 火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
6.下图为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是（　　）
A. 核反应堆中，发生的是核裂变 B. 核反应堆中，将核能转化为电能
C. 汽轮机工作时，将内能转化为电能 D. 发电机工作时，将内能转化为电能
7.关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（　　）
A．金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小
B．核电站利用核裂变释放的能量来发电
C．汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能
D．能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源
XX移动电源 电源规格：3kW·h 输出电压：220V 最大输出电流：10A
8.某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”，其铭牌如图所示。顾客：“该移动电源可以供2.5kW的用电器正常工作吗？”客服：“没问题，这是3kW·h的，3kW的用电器都可以正常使用。”该客服（　　）
A. 说法正确
B. 混淆了电功率和电能
C. 混淆了电功率和电流
D. 混淆了电功率和电压
9.水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小红利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置，其中监测电路如图所示，电源电压保持不变。溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关，当溶氧量降低时（　　）
A. 电流表的示数变小 B. 电压表的示数变大
C. 电路的总功率变小 D. 滑动变阻器的功率变大
10.用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，下列用电器的工作原理与电烤箱烤面包时的工作原理相同的是（　　）
A. 电蒸锅 B. 洗衣机 C. 电风扇 D. 电冰箱
11.图为某研究小组设计的风速自动报警器电路示意图，电源电压不变，为压敏电阻，它的阻值随风速 的增加而减小，为定值电阻。当风速时，两电表都不报警。当风速时，两表中的一个会报警；当风速时，另一个表会报警。已知：，两表都是在大于等于各自设定的电压值或电流值时触发报警。在电路处于两表都未报警的工作状态下，下列说法正确的是（　　）
A．风速减小时，的功率会增大
B．风速变化时，电压表示数一定不变
C．当时，触发报警的表是电流表
D．风速变化时，电压表和电流表示数之比不变
12.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
13.“问天”兴趣小组设计的一种电子计重器的电路原理如图所示，M、N均为金属板，N固定不动，电源电压保持不变。要求：当体重增大时，计重器的示数也增大。下列说法合理的是（ ）
A. 当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电路中的阻值越小
B. 当计重器上物体质量越大时，电流表的示数越大
C. 电压表示数的变化可间接反映体重的变化
D. 当计重器上物体质量越小时，电阻R0的功率越小
14.图甲为通过灯泡和定阻电阻的电流与其两端电压关系的图像。把它们按图乙接入电路，闭合开关，电流表示数为，下列选项正确的是（　　）
A．电源电压为 B．定值电阻的阻值为
C．通过灯泡的电流为 D．灯泡的实际功率为
15.如图（a），电源电压保持不变，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~15V。在保证各元件安全的情况下（灯泡两端的电压不超过额定电压，电表均不超过量程），进行下列操作：只闭合S1、S2，最大范围内移动滑动变阻器滑片P，电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图（b）所示；只闭合S3，滑片P从最右端向左滑动，直至灯泡正常发光，电流表示数与电压表示数的关系如图（c）所示。下列说法正确的是（　　）
A. 电源电压为5V
B. 小灯泡的额定功率为2.64W
C. 小灯泡工作时的最小电压为2V
D. 只闭合S1、S2与只闭合S2、S3，滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为5:1
二、填空题：（本大题有7小题20空，每空2分，共40分）
16.2025年4月24日，搭载神州二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，并取得圆满成功。
（1）如图所示，火箭发射过程中外壳与大气摩擦生热，这是通过___________的方式改变火箭的内能。
（2）太阳能电池翼和储能电池是神州二十号的主要能源系统。给储能电池充电时，储能电池在电路中相当于___________。
17．如图，将盛有少量酒精的矿泉水瓶瓶盖拧紧，接着两手分别握住瓶的上下部分，使劲拧瓶的下部，使其严重变形；然后迅速旋开瓶盖，可看到瓶盖被弹出数米远，同时瓶口和瓶内出现白雾。
（1）用力拧瓶子，是用 　 　 的方式改变瓶内气体的内能，其中的能量转换相当于汽油机
　 　 冲程。
（2）瓶口出现白雾说明气体对外做功，内能 　 　 （填“增大”“减小”或“不变”）。
18．如图所示，中国“人造太阳”——大型核试验装置“东方超环”取得重大突破。
（1）“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过　 　 （选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能；
（2）核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有　 　 性；
（3）“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.如图所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过电阻、的电流________（选填“相等”或“不相等”）；观察U形管内液面高度差可知________（选填“”或“”）产生的热量较多；要使液面高 度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向________滑动。
20.如图是一款电水壶的电路简图，均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换。保温功率为88W，阻值为，加热时应将开关旋至 （1/2）位置，加热功率为 W，阻值为
21.如图-1是小明家的电能表，此时电能表的示数为______，小明家破壁机的参数如图-2所示，仅接通家中破壁机的破壁挡，观察到通电1min电能表的指示灯闪烁60次，则家中的实际电压______（选填“大于”“小于”或“等于”）220V；当破壁机的破壁和加热功能同时使用时，通过电线的电流约为9A，电线的电阻约为0.05，通电5min电线上产生的热量为______J。
22.电热水壶是利用电流的___________效应工作的。电热水壶具有加热与保温两种功能，其内部简化电路如图所示。开关S1闭合、S2___________时为加热挡。若电热水壶加热挡的额定功率为1200W，其正常工作3min消耗的电能为___________J。
三、探究题：（本大题有5小题，共40分）
23．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
24．图甲所示，用活塞式打气筒为轮胎打气的过程中，发现气筒上部筒壁只是略有发热，而气筒下部温度更高，气筒底部附近筒壁温度最高。筒壁温度为什么升高呢？小科认为可能有以下原因：
原因1：活塞压缩气体做功，气体内能增大，温度升高，并通过热传递使筒壁温度升高。
原因2：活塞克服筒壁摩擦做功，使筒壁内能增大，温度升高。
（1）经讨论，同学们一致认为不可能只有原因2引起筒壁发热，理由是：　 　 。
（2）在老师的指导下，设计了如图乙装置进行进一步验证。
第1步：实验前，用温度传感器测出被测部位的温度为T0。
第2步：关闭K，使活塞上下往复移动50次，记下被测部位温度T1。
第3步：打开K，待被测部位温度恢复为T0，使活塞上下往复移动50次，记下被测部位温度T2。
【讨论交流】
打开K，可以排除原因 　 　 （选“1”或“2”）对筒壁底部温度升高的影响。理由是
。
（4）根据实验测量结果：T1﹣T0＞0，T2﹣T0＞0，T1＞T2，试分析导致筒壁底部发热的原因：　 　 。
25．电流做的功与电压、电流和通电时间三个因素都有关。小科想通过实验验证电功与电流的关系，选用的器材如图所示。其中两侧U形管内所装液体液面起初相平，电阻阻值如图所示。
（1）将两根电阻和并联后再与串联，目的是　 　
（2）通电一段时间后，通过观察　 　来比较电流做功多少；
（3）若通过的电流为1A，通电1.5min，则电流通过做功为　 　J。
26.物理兴趣小组小徐同学在做“测定小灯泡的电功率”实验，现有2个电源（电源电压未知），滑动变阻器2个分别标有A“10Ω 2A” B“20Ω 2A”字样，待测小灯（标有“6.0V”字样）、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐正确串联连接电路，将滑动变阻器A的滑片移至最大阻值处，闭合开关S后，此时电压表示数、电流表示数如图所示。
（1）补全实验电路图；
（2）电压表所示示数为 伏；
（3）小徐仅更换电源与滑动变阻器，重新实验，记录数据如下表，其中有一组数据，小灯泡正常发光。则电源电压为 。小灯泡的额定功率P额为 。
实验序号 电流表示数（安） 电压表示数（伏）
1 0.38 6.5
2 0.46 5.5
3 0.52 4.5
4 0.54 4.0
27.实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡，额定功率约为）、 电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整；（导线不允许交叉）
（2）①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：______；
②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障可能是滑动变阻器______（选填“断路”或“被短接”）；
（3）排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定功率为______W；
（4）完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻，在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案：
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关接，调节滑动变阻器的滑片；
②保持滑片不动，再将开关接，读出电压表示数为；
③小灯泡L的额定功率______（用、、表示）；
（5）小明找来了阻值为的定值电阻，按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率？请说明你的判断依据：______。
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.跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
（1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能__________________；
（2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能_________________；（答出一条即可）
（3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：_________________。
29.火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率 （为火电站发出的电能，为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。
（1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所
发出的电能中，有8.2×105kW·h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW·h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3）
（2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW·h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？
（3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW·h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg）
30.电热暖手宝是生活中常见的取暖设备。某款电热暖手宝的主要参数如下图所示，其正常工作4min，恰好将袋内液体从10℃加热至32℃[袋内液体的比热容取]。求：
（1）电热暖手宝正常工作时的电流；
（2）袋内液体从10℃加热至32℃吸收的热量；
（3）该过程中、电热暖手宝的加热效率。
31.为了解家用电器耗能情况，某小组进行了如下研究。图甲是2，图乙是其工作原理简图，为热敏电阻，其电阻值随温度变化的部分曲线如图丙所示。将蚊香片装入蚊香器，通电后蚊香器的热敏电阻发热，加热蚊香片可以达到驱蚊功效，最后自动保持在一个特定温度（如图丙中的）。
（1）蚊香器工作一会儿，人就能闻到蚊香片气味，这是气体分子在空气中的___________现象。
（2）若蚊香器正常工作的电功率为，则电路电阻值的大小为多少？工作消耗电能为多少？
（3）家用电器待机时也消耗电能，某些电视机机顶盒待机的功率可达蚊香器正常工作功率的3倍，我们在日常生活用电时该如何有效节能？请写出一条有效措施。
（4）请从能量转化和转移角度并结合热敏电阻的电阻值变化特点，解释蚊香器通电后温度升高，并能自动保持一定温度的原因_________。
32.采摘机器人在智慧农业中广泛使用，兴趣小组设计的某采摘机器人部分工作原 理如图所示，可以“前进”“后退”“照明”；开关S1、S2用绝缘柄相连，可同时连接触点“1”或“2”，电动机均正常工作。部分元件参数：电动机（24V 96W），灯泡L（18V 5.4W），滑动变阻器R（50Ω 1A），电流表（0~0.6A）。
（1）通过控制开关S1、S2，可实现前进、后退，原因是什么？
（2）电动机（线圈电阻为2Ω）正常工作5min消耗的电能和产生的热量分别为多少？
（3）闭合S3，调节灯泡亮度时，为保证各元件安全，R连入电路的最小阻值为多少？（灯丝电阻随温度变化忽略不计）

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