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第二章 能的转化与能量守恒 【单元培优卷】
班级 姓名 得分
全卷满分160分，考试时间120分钟
一、选择题（每小题3分，共45分）
1．小刚利用电能表测某家用电器的电功率。当电路中只有这个用电器工作时，测得在15分钟内，消耗的电能为0.3千瓦时，这个用电器可能是（　　）
A．空调 B．电冰箱 C．电视机 D．白炽灯
2．甲比乙高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，如图所示，则( )
A．甲做功较多，功率较大
B．甲做功较多，功率较小
C．甲做功较多，甲、乙功率相等
D．甲、乙做功相等，乙的功率较大
3．在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的酒精灯对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像如图，可知(　　)
A．a液体比热容小
B．b液体比a液体更适合作发动机的冷却液
C．0~3min内a液体吸收的热量少
D．升高相同的温度时，b液体吸收的热量少
4．下列有关四幅图的观点中（不计摩擦），分析错误的是（　　）
A．图甲中，卫星在近地点的速度最大
B．图乙中，小球运动到位置②时速度不为零
C．图丙中，滚摆在下降过程中动能逐渐减小
D．图丁中，人起跳离开地面后只受重力的作用
5．图甲是一种钨丝灯泡，乙为该灯灯牌，丙是一种节能灯泡，丁是一种LED灯。理论上讲这三种灯的照明效果是：4瓦LED灯等于11瓦节能灯等于40瓦钨丝灯。下面说法正确的是（　　）
A．甲灯泡的实际功率是25瓦
B．钨丝灯长期使用后灯丝会变细，相同电压下灯会变亮
C．相同照明效果的节能灯和钨丝灯，消耗电能一定相等
D．理论上讲，LED灯比钨丝灯节能90%
6．炎热的夏天，小嘉将一瓶饮料放在泡沫箱中的冰块上，两者的温度随时间的变化如图所示。下列说法中，正确的是(　　)
A．甲是饮料，降温到0℃后没有内能
B．乙是冰块，升温到0℃后不再吸热
C．甲降温到0℃后，甲、乙间不再发生热传递
D．整个热传递过程中，乙的比热容保持不变
7．某同学组装了如图所示的滚摆，将滚摆从最高处由静止释放，观察到滚摆上下往复运动几次后最终静止下来。下列说法正确的是 （　　）
A．滚摆上升时，重力势能转化为动能
B．滚摆下降时，它的重力势能减小，机械能增大
C．滚摆每次到达最高点的重力势能都比上次小
D．滚摆到达最低点时，若所有外力消失，它将保持静止
8．用图中的装置给水壶的水加热一段时间后，燃料燃烧放出的热量为8.3×105J，水吸收的热量为6.0×105J，炉具内的液体燃料减少了0.02kg，若这0.02kg的燃料完全燃烧，可以释放的热量为9×105J，则该液体燃料的热值是（　　）
A．4.3×107J/kg B．3×107J/kg
C．4.5×107J/kg D．4.5×103J/kg
9． 实验课上小字用塑料矿泉水瓶进行了如图游戏：扭动瓶身，当瓶盖被瓶内的气体冲出时瓶内会出现此时发生的能量转化是(　　)
A．白烟 内能变为机械能 B．白烟 机械能变为内能
C．白雾 内能变为机械能 D．白雾 机械能变为内能
10．2025年1月20日，中国“人造太阳”（EAST）成功创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体运行。EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。下列说法正确的是（　　）
A．“人造太阳”利用核裂变获取能量
B．“人造太阳”释放的核能是可再生能源
C．“人造太阳”利用核聚变获取能量
D．“人造太阳”释放的核能可直接转化成电能
11．日常生活中，下列估测不符合事实的是（　　）
A．60W电灯10h耗能：0.6KW．h
B．家用电饭煲功率：900W
C．照明电路电压：220V
D．手机待机时的电流：0.15A
12．小金用如图所示电路研究电流产生的热量与哪些因素有关，他将电热丝R1、R2涂上一种红色温变油墨，当温度达到80℃时，该油墨会变成无色，以下选项错误的是（　　）
A．通电后油墨升温变色是由于电流的热效应
B．R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻
C．若要使变色时间提前，应将滑动变阻器滑片P往右移
D．该实验可研究电流产生的热量与通电时间的关系
13．位于浙江省嘉兴市海盐县的秦山核电站，是我国首座自主设计、建造和运营管理的30万千瓦压水堆核电站。关于核电站，下列说法正确的是（ ）
A．核电站发生的能量转化过程为：核能→机械能→内能→电能
B．核电站常建在海边，主要是因为水的比热容较大有利于冷却
C．秦山核电站利用核聚变反应为电站提供能量
D．过量的核辐射不会对人体和动物的组织造成损伤
14．口香糖的锡纸可以用来做一些有趣的小实验。将其剪成如图甲所示形状，其中AB段和CD段等长，将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池的正、负极，发现锡纸条AB段先开始着火，如图乙所示。下列分析不正确的是（　　）
A．AB段两端电压比CD段两端电压大
B．通过AB段的电流比CD段的电流大
C．AB段的电阻值比CD段的电阻值大
D．AB段产生热量比CD段产生热量多
15．如图是物体在相同力F 的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面上沿着力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为W1、W2，则下列说法中正确的是（　　）
A． B． C． D．无法比较
二、填空题（每空2分，共40分）
16．跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示为小明某次跳绳时重心移动的高度h 随时间t变化的图像。按图像中的规律跳绳，小明1min能完成的跳绳个数为　 　。若小明的质量为50kg，则在此过程中，他克服重力做功的功率为　 　W。(g 取10 N/ kg)
17．如图为游乐园过山车的轨道，小科坐过山车从高处滑下的过程中，依次经过A、B、C、D四处位置，轨道对车的支持力　 　(选填“做”或“不做”)功，小科在　 　(选填“A”"B”“C”或“D”)处动能最大。从A到D的过程中，机械能在减小，理由　 　。
18．如图所示，是电路元件甲和标有“2.5V，1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图象。若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端，则乙的实际功率是　 　W；若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中，甲的实际功率是　 　W。前后两次整个电路消耗的电功率之比为　 　。
19．如图甲最适合“探究电流通过导体产生热量与电阻关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和相同初温的煤油中，每一烧瓶里各插一支温度计，则闭合开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过　 　 反映出来的；采用这种连接方式的目的是　 　 。小明家有一个“220V 1500W”的电热水器，将其单独连接在电路中，发现电能表（如图乙所示）上的铝盘121s内转了125转，电热水器消耗了　 　 J的电能（电热水器内电阻丝的阻值不变）
20．获取核能有两条途径—重核的裂变和轻核的聚变，核电站是利用核的　 　（选填“裂变”或“聚变”）来获得核能的，是　 　(选填“甲”或“乙”)图所示途径：太阳本质便是个巨大的核　 　(选填“裂变”或“聚变”)提供了对地球至关重要的光和热。
21．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，假设灯丝电阻不受温度影响。
（1）当两灯均正常发光时，相同时间内灯泡　 　 （填“甲”或“乙”）消耗的电能更多；
（2）将两灯串联在220V的电压下，灯泡　 　 （填“甲”或“乙”）较亮；
（3）某家庭电能表上标有“3000r/（kW h）”字样。当电路中只有乙灯泡工作时，观察到4分钟内电能表转盘转了18圈。此时乙灯泡的实际功率为　 　 W。
22．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 　 　 。
三、实验与探究题（每空2分，共40分）
23．小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率，已知电源电压3V且保持不变，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）请在图甲中用笔画线代替导线，将实物图连接完整（要求：滑片P向右端移动时，灯变亮）；
（2）闭合开关后，小华发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近3V，则电路故障可能是 　 　 ；
（3）排除电路故障后，重新开始实验，小华从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡I﹣U图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　 W；
（4）测出小灯泡的额定功率后，小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的，此时它的实际功率 　 　P0（选填“大于”或“小于”）；
（5）实验中，有甲“15Ω；2A”、乙“25Ω；2A”、丙“30Ω；2A”三种规格的滑动变阻器供选择，小华在该实验中选用的是 　 　 （选填“甲”“乙”或“丙”）。
24．在同一粗糙水平面固定两个不同斜面，小华同学研究相同的两个小球A、B分别沿不同的斜面运动，用频闪照相机每隔0.1s拍摄了小球滚动时的不同位置，图上数字为闪光时刻编号，位置间距如图所示。
（1） 甲图中 A 球机械能　 　(选填“增加”、“减小”或“不变”·)。
（2）哪一个小球在斜面上一定不是从静止开始运动的　 　。(选填 A 、B、AB 或都静止开始)。
（3）若两个小球从斜面上运动到斜面底部时与相同的木块碰撞，碰撞之后图　 　(选填“甲”或“乙”)中木块运动距离较大。
25．如图是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置图：
（1）为了使实验现象更明显，应选择相对　 　 (填“较粗”或“较细”)玻璃管。
（2）闭合开关前，如上图中滑动变阻器的滑片应该处于　 　端。(填“左”或“右”)
（3）探究电流产生的热量与电阻大小的关系，应对比　 　。
（4）在探究电流产生的热量与电流大小的关系时，为了节约时间，没有将玻璃管内液面降回实验前的位置，你是否赞同，并说明理由　 　。
26．某学校科技节推出了一种新型保龄球游戏，参赛者将保龄球从一个斜坡上由静止释放，滚上另一个斜坡后撞击斜坡上的塑料瓶，撞倒塑料瓶数量多者获胜。小明提出疑问：保龄球撞倒塑料瓶的数量是否与斜坡倾角大小有关？于是设计了如图甲所示的装置。
（1）若不考虑阻力，保龄球在左侧斜坡下滑过程中机械能　 　（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）为保证每次保龄球冲上右侧斜坡的初速度不变，小明的做法是　 　。
（3）经过多次实验得到数据如图乙。小明判断将斜坡放平（），保龄球撞击的塑料瓶数量最多，其依据是　 　。
（4）若将保龄球置于Q点由静止释放，不考虑阻力，请分析是否能完成以上实验，并说明理由：　 　。
27．小科在 “探究不同物质吸热升温的现象” 实验中，将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔 2 分钟记录一次温度。（已知ρ水 >ρ煤油 ）
（1）如图甲所示是小科的实验情景，其中一处有明显错误，请指出错误之处：　 　。
（2）该实验中用　 　（填 “加热时间” 或 “升高的温度”）表示物质吸收热量的多少。
（3）纠正错误后继续实验，小科根据实验数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则煤油的比热容为　 　J/(kg·℃)。
（4）如图丙所示，若将物质吸热升温和柱形容器盛水水面升高做类比，则可以将比热容和容器的____（填字母）做类比。
A．高度 B．底面积 C．容积 D．表面积
四、综合题（本大题共35分）
28．（6分） 科技赋能迎新！浙大机器狗成“最强搬运工”。2025年8月22日，浙大紫金港校区迎来本科新生报到日，校园里出现的特殊“搬运工”——机器狗，成为众人眼中的焦点。其中一款绝影X30机器狗堪称“大力士”，这款体重约55 kg的机器狗，最大载重能力达85 kg。
（1）若该机器狗的牵引力为200牛，将行李箱水平移动65米用时13秒，求机器狗此时的功率？
（2）机器狗除了能在平地上行走外，它还能进行负重登楼，若该机器狗满负荷运载，将行李箱从一楼运到五楼，求该过程机器狗克服重力所做的功？（注：每层楼高3.5米；g取）
29．（9分）电池是电动汽车的核心，能量密度是衡量电池性能的一个重要参数，指的是电池平均单位质量释放出的电能。电动汽车通常有慢充和快充两种。某电动汽车的部分参数如表：
整车质量 电池容量 电池能量密度
1800kg 60kW·h 0.15(kW·h)/ kg
（1）从题中信息中可获知该电动汽车配备的电池质量是　 　千克。
（2）快充比慢充时电池单位时间内的内能增加更快，从能量转化的角度说明原因：　 　。
（3）该车在快充模式下，其额定电压为400伏，额定电流为150安。使其从10%的电量充到90%的电量，需要多少小时？
（4）该汽车在标准状况下的耗电量为15千瓦·时/100千米。测试时，外界气温为25℃，行驶一段时间后，汽车驱动电机的线圈温度由25℃升高到65℃。经检测，线圈的质量为2.0kg，比热容为0.45×103J/(kg·℃)。若线圈吸收的热量占汽车行驶消耗电能的0.5%，求汽车匀速行驶了多少千米？(结果保留整数)
30．（7分）小科家购买了一只电中药壶，其铭牌如图甲所示，内部电路简化如图乙。R1、R2为发热电阻，S为旋转开关，a、b、c、d为触点，通过旋转可切换“关”“低温档”“高温档”。正常工作时先使用高温档将中药煮沸，再转用低温档慢熬。
额定电压 220V
容量 1.5L
高温档功率 400W
低温档功率 100W
图甲
（1） 低温档加热时， 开关S应旋转至触点　 　(选填“ab”、“bc”或“cd”) 。
（2）求发热电阻R2的阻值。
（3）某次煎药总用时1.5小时，电功率与加热时间关系如图丙所示，本次煎药共消耗多少电能
31．（5分）蹦床运动有“空中芭蕾”之称，深受观众的喜爱。在某运动会的蹦床项目中，运动员从蹦床反弹到一定高度后，再完成空翻、转体等动作。如图所示，运动员从O处由静止开始下落到最低点C 处，期间运动员向下用力蹬蹦床(不考虑空气阻力及碰撞过程中的能量损耗)，他能反弹至比原先更高的位置。
（1）请分段说明下落过程中，运动员的动能和重力势能及蹦床的弹性势能的转化情况，并从能量转化的角度解释反弹高度高于原先下落高度的原因。(已知B 处时运动员的速度最大)
（2）请在图乙中画出运动员OC 段动能大小随时间变化的大致图像。
32．（8分）各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化或转移。
（1）根据能量守恒定律，在能量发生转化或转移的过程中，能的总量是　 　的（填“变化”或“不变”）。
（2）运动会抛出去的实心球从脱手到落地过程，重力势能怎么变　 　。
（3）俗语说：“水往低处流”；空气不会自行聚拢；在烧杯中的水，上面的水不可能沸腾，下面的水结冰。这些事例都说明了一个问题：能量的转化和转移都是有　 　的。核电站是利用核能进行发电的，电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核　 　（选填“聚变”或“裂变”）。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电功率计算公式的应用；电器的电功率
【解析】【分析】根据计算该用电器的电功率，再进行分析，一般空调、电热器、电饭煲等用电器的电功率较大，在1000W左右。
【解答】该用电器的电功率为。
A、空调的电功率越为1000W，故A正确；
B、电冰箱的电功率约为200W，故B错误；
C、电视机的功率约为几十瓦，故C错误；
D、白炽灯的电功率约为几十瓦，故D错误。
故答案为：A。
2．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】由题知甲比乙高，举起相同的杠铃时，举起的高度大，根据W一Gh分析做功大小，又知道所用时间相同，再利用，比较功率大小。
【解答】甲和乙举起杠铃时，给杠铃向上的力相同，且甲举得更高，根据W=Fs=Gh得，甲比乙做功多。甲和乙举杠铃时，用时相同，根据 得，在时间相同时，做功越多，功率越大。
故选A。
3．【答案】D
【知识点】比热容；热量的计算
【解析】【分析】AD、由可知，质量和温度变化量一定时，比热容大的物质，吸收的热量更多，所以需要加热更长的时间。
B、冷却液应使用比热容大的液体，吸热能力强。
C、吸收热量的多少取决于加热时间的长短，加热时间长，吸收热量多。
【解答】A、升高相同的温度，由图可知a液体加热时间更长，即吸收的热量更多，由可知，a液体的比热容更大，故A错误；
B、a液体的比热更大，由可知，吸热能力更强，所以a更适合作发动机的冷却液，故B错误；
C、使用相同的热源，加热相同的时间，可知放出的热量相同，则两种液体吸收的热量也相同，故C错误；
D、由图可知，温度均由15℃升高至35℃，b加热时间更短，可知b吸收的热量更少，故D正确。
故答案为：D。
4．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】A、重力势能与高度和质量有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大；动能与速度和质量有关，质量一定时，速度越大，动能越大，结合机械能守恒进行分析。
B、不计摩擦，机械能守恒，①到②重力势能转化为动能，可知②动能不为零，则速度不为零。
C、重力势能与高度和质量有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大；动能与速度和质量有关，质量一定时，速度越大，动能越大。
D、不计摩擦，人离开地面后只受重力，地面不再给人力的作用。
【解答】A、卫星绕地球运行时机械能守恒，近地点高度最小，重力势能最小，因此动能最大，速度最大，故A正确，不符合题意；
B、小球从位置①释放后，位置②是小球运动的最低点，是速度最大的位置，速度不为零，故B正确，不符合题意；
C、滚摆下降过程中，高度降低，重力势能转化为动能，速度逐渐增大，动能逐渐增大，故C错误，符合题意。
D、人起跳离开地面后，不计空气阻力，只受重力作用，故D正确，不符合题意。
故答案为：C。
5．【答案】D
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；测定小灯泡的功率；电功率
【解析】【分析】A、由于不确定甲的实际电压，所以不能确定甲的实际功率。
B、根据金属导体在长度和材料一定时，横截面积越小，电阻越大，结合进行分析。
C、根据W=Pt可知，消耗的电能大小与时间和实际功率有关，结合“ ：4瓦LED灯等于11瓦节能灯等于40瓦钨丝灯 ”进行分析。
D、根据W=Pt计算相同时间内LED灯与钨丝灯消耗的电能，再进行比较。
【解答】A、灯泡两端的实际电压不同，实际功率不同，当灯泡正常发光时，功率为25W，故A错误；
B、若白炽灯灯丝因为使用时间过久导致灯丝变细，则灯丝的电阻变大，根据可知，相同电压下实际功率变小，因此灯的亮度变暗，故B错误；
C、由可知，消耗电能，因此时间未知的情况下，节能灯和钨丝灯消耗电能是无法比较的，故C错误；
D、设工作时间为，LED灯比钨丝灯节约的电能，故D正确。
故答案为：D。
6．【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系；比热容
【解析】【分析】从能的转化看，通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程，因此功可以用来量度内能改变的多少。通过热传递可以改变物体的内能，实质上是内能在物体之间的转移，热传递过程中传递的能量用热量表示，因此热量也可以量度物体内能的变化。
【解答】由图可知，甲的温度降低、乙的温度升高，所以甲是饮料、乙是冰块，饮料降温到0℃后仍具有内能，冰块升温到0℃后要继续吸热才能融化成水；甲、乙温度相等后不再发生热传递；冰变成水后，比热容会发生变化，C正确。
故选C.
7．【答案】C
【知识点】牛顿第一定律；动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】A、滚摆上升时，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能，故A错误；
B、下降时，高度减小，重力势能减小，由于最终会停下来，说明机械能在逐渐减小，故B错误；
C、由于机械能在逐渐减小，所以每次到达的最高点的重力势能都小于上次在最高点的重力势能，故C正确；
D、在最低点时，速度不为零，由牛顿第一定律可知，若一切外力消失，它将做匀速直线运动，故D错误。
故答案为：C。
8．【答案】C
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】知道燃料的质量、完全燃烧放出的热量，利用q求其热值大小。
【解答】由Q放＝mq知，该液体燃料的热值：q4.5×107J/kg。
故选：C。
9．【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移；物体内能的改变方法
【解析】【分析】白雾是小液滴，白烟是固体小颗粒。
【解答】瓶盖被瓶内的气体冲出时，气体对外做功，将内能转化为瓶盖的机械能，气体内能减小，温度降低，气体液化，瓶内将出现白雾。
故答案为：C。
10．【答案】C
【知识点】核能及其应用
【解析】【分析】“人造太阳”是利用核聚变释放出的巨大核能。
“人造太阳”的核能不能直接转化为电能。
【解答】ABC、人造太阳”是利用核聚变释放出的巨大核能，核能属于不可再生能源，故C正确，AB错误；
D、核聚变产生的核能首先转化为内能，再通过热机转化为机械能，最终驱动发电机发电。这一过程涉及核能→内能→机械能→电能的逐级转换，无法实现直接电能生成，故D错误。
故答案为：C。
11．【答案】D
【知识点】电器的电功率
【解析】【分析】根据自己对生活中一些常见物理量数据的了解和运用物理知识进行分析，即可解答本题。
【解答】 A、60W电灯10h耗能W＝Pt＝0.06kW×10h＝0.6kW h，故A不符合题意；
B、家用电饭煲功率约为P＝1kW，因900W＝0.9kW，故B不符合题意；
C、家庭照明电路电压是220V，故C不符合题意；
D、手机待机时的工作电流一般是0.01A，故D符合题意。
故选：D。
12．【答案】C
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）通电后油墨升温是由于电流的热效应；
（2）（4）串联电路中，电流处处相等；在实验装置中，根据甲乙图中的相同点和不同点，利用控制变量法分析；
（3）由焦耳定律Q＝I2Rt结合转换法可知要使现象变化的快一些，要使电流增大。
【解答】A、通电后油墨升温是由于电流的热效应，故A正确；
BD、实验装置中，两电阻串联，甲乙电流和通电时间相同，电阻不同，该实验可研究电流产生的热量与电阻的关系，时间够久才变色，该实验可研究电流产生的热量与时间的关系，故BD正确；
C、将滑动变阻器滑片P向左移动，会使电路中电流变小，根据Q＝I2Rt，产生热量变慢，使变色时间延迟，故C错误。
故选：C。
13．【答案】B
【知识点】比热容；核裂变与核聚变；核电站及其工作原理；核能及其应用
【解析】【分析】核电站发电的原理：利用核裂变放出大量的热，核能转化为内能；高温产生大量的蒸气，推动发电机做切割磁感线运动，将内能转化为机械能后，最终转化为电能。
【解答】A、核电站的能量转化形式为：核能→内能→机械能→电能，故A错误；
B、核反应堆反应时放出大量的热，水的比热容大，质量相同时，吸收的热量更多，海边水资源丰富，所以核电站通常建在海边，故B正确；
C、秦山核电站利用核裂变反应为电站提供能量，与原子弹的原理类似，故C错误；
D、过量核辐射会破坏人体和动物的细胞结构，导致基因突变或癌症，故 D错误。
故答案为：B。
14．【答案】B
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关。
串联电路中电流处处相等。
串联电流相同，电阻大的分压大。
根据焦耳定律分析产生热量的多少。
【解答】A、串联电流相同，电阻大的分压大，AB电阻大，AB两端电压，故A正确；
B、AB和CD是串联，电流处处相等，故B错误；
C、电压与电阻成正比U＝IR，AB更细，横截面积越小AB段电阻越大，故C正确；
D、电流相同，AB电阻大，根据Q＝I2Rt知电路中迅速产生大量热量使温度达到铝箔纸的着火点而使之燃烧，所以中间AB处很快开始冒烟起火，故D正确。
故选：B。
15．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs比较力F做功大小。
【解答】根据题意可知， 物体在相同力F的作用下沿着力的方向移动了相同的距离s，根据W=Fs可知，两个力做功大小相等，即W1=W2。
故选B。
16．【答案】150；75
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】跳绳的过程中上升阶段是克服重力做功，下降阶段是重力做功的过程；从图中读出跳一次所用的时间t，计算1min内所跳的次数n。
知道小明的质量，可利用重力公式G=mg计算出小明的重力；从图中可知，小明起跳的高度h，利用功的计算公式W=Gh可计算出克服重力所做的功W；再计算出他克服重力做功的功率。
【解答】由图可知，跳一次所用时间t1=0.4s，而t=1m in=60 s，1min内所跳的次数
小明所受的重力G= mg=50 kg×10 N/ kg=500 N。
由图可知，起跳的高度h=6cm=0.06 m，跳一次克服重力做的功W=Gh=500 N×0.06 m=30J，
则1min内克服重力做的功W总=nW=150×30 J=4500 J，
1min内克服重力做功的功率
17．【答案】不做；B；克服过山车与轨道摩擦及空气阻力做功，消耗机械能转化为内能
【知识点】力是否做功的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）物理学中的做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可。
（2）过山车从高处滑下时，重力势能转化为动能。
（3）考虑空气和摩擦阻力时，一部分机械能会转化为内能，机械能总和会减少。
【解答】曲线轨道上运动时，轨道对车的支持力始终与车运动方向垂直，可知该力对车不做功。B点高度最低，可知重力势能最小，由A到B，重力势能转化为动能，则B点动能最大。从A到D，车与轨道以及空气之间存在摩擦力，部分机械能克服摩擦做功转化为内能，可知从A到D，机械能逐渐减小。
18．【答案】0.4；0.2；2： 1
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】串联电路是指把电路元件逐个顺次连接起来的电路，电流只有一条路径。电路中各处的电流都相等，电路的总电压等于各用电器两端电压之和，总电阻等于各串联电阻之和。并联电路定义：把电路元件并列连接在电路两点之间的电路，电流有多条路径。电流规律干路电流等于各支路电流之和，电路中各支路两端的电压都相等，且等于电源电压，电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。
【解答】元件乙标有“2.5V，1.25W”，表示在额定电压2.5V下，其功率为1.25W。。
①甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端，则甲，乙两端的电压均为2V。
从图象中读取：当U=2V 时，乙的电流I=0.2A，甲的电流I=0.4A，
此时乙的实际功率：，甲的实际功率：，
电路总功率为
②甲和乙串联在电源电压为3V的电路中，由图像可知，当电路中电流为0.2A时，甲两端电压为1V，乙两端电压为2V，即电源电压U电源=1V+2V=3V，符合电路情况。
此时乙的实际功率：，甲的实际功率：，
电路总功率为
前后两次整个电路消耗的电功率之比为：=1.2W：0.6W=2：1
故正确答案为：0.4；0.6；2：1。
19．【答案】温度计示数变化量；控制电流和通电时间相同；1.5×105
【知识点】电功计算公式的应用；焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】电流通过导体产生热量与电流、电阻和通电时间有关，由转换法分析解答；
从表盘中可得，电能表转3000转消耗的电能为1kW h，从而可以计算出电能表的铝盘转125转消耗的电能。
【解答】解：电流通过导体产生热量与电流、电阻和通电时间有关，由图甲知，两电阻丝串联，所以通过它们的电流和通电时间相等，电阻不同，所以此装置最适合“探究电流通过导体产生热量与电阻的关系；两电阻丝产生热量的多少是通过温度计的示数变化反映的；
（2）因电能表转3000转消耗的电能为1kW h，所以电能表的铝盘转125转消耗的电能：
WkW hkW h＝1.5×105J。
故答案为：温度计示数变化量；控制电流和通电时间相同；1.5×105。
20．【答案】裂变；甲；聚变
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】（1）根据核电站的工作原理解答；
（2）根据太阳能量的来源解答。
【解答】核电站利用的核能是通过重核的裂变（甲图）产生的。在核裂变过程中，重核（如铀-235）被中子撞击后分裂成两个较轻的核，并释放出大量能量；
太阳的能量来源于轻核的聚变（乙图）。在太阳内部，氢核（质子）在高温高压条件下发生聚变反应，形成氦核，并释放出巨大能量。
21．【答案】（1）乙
（2）甲
（3）90
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据灯泡额定功率结合P分析回答；
（2）根据确定灯泡电阻的大小，利用串联电路电流特点结合P＝I2R分析回答；
（3）3000r/（kW h）表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求出电能表转盘转18圈消耗的电能，利用P乙灯泡的实际功率。
【解答】 （1）如图所示，甲灯泡的额定功率P甲＝25W，乙灯泡的额定功率P乙＝100W，根据P可知，两灯均正常发光时，相同时间内灯泡乙消耗的电能更多；
（2）根据可知，甲灯泡的电阻大于乙灯泡的电阻，即R甲＞R乙，当两灯串联时，根据串联电路电流规律可知，通过两个灯泡的电流相等，根据P＝I2R可知，此时甲灯泡的实际功率更大，则甲灯泡更亮；
（3）电能表转盘转18圈消耗的电能为：
，
根据P可知，乙灯泡的实际功率为：
。
故答案为：（1）乙；（2）甲；（3）90。
22．【答案】（1）不变
（2）增大；先增大后减小
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒
【解析】【分析】（1）A点处弹性绳自然伸直，弹性绳没有产生弹力，因此从O点到A点的运动过程中，忽略空气阻力，机械能守恒；
（2）弹性势能大小的影响因素：弹性形变的大小，发生弹性形变的难易程度，形变越大，越难，弹性势能越大。A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，速度越来越大，动能越来越大，当弹性绳对运动员拉力大于重力时，运动员的速度开始减小，到达C点时，速度为零，因此动能逐渐减小。
【解答】 （1）O点到A点，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变；
（2）在从A点至C点运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能；A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大；到达C点动能变为0，弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，而运动员的动能先增大后减小。
故答案为：（1）不变；（2）增大；先增大后减小。
23．【答案】（1）；
（2）小灯泡断路；
（3）0.75
（4）大于
（5）乙
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）滑片向左移动时，灯变亮，说明电流变大，则滑动变阻器的有效电阻变小，据此连接；
（2）小灯泡不亮、电流表示数几乎为零，说明电路可能断路，电压表示数接近3V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了；
（3）根据图乙找到额定电压对应的额定电流，利用P＝UI计算灯泡的额定功率；
（4）根据P结合灯的电阻随温度的降低而减小分析；
（5）当灯泡两端电压最小时，变阻器两端电压最大，变阻器的阻值最大，由图乙知灯的电压和电流，根据串联电路电压的规律求出变阻器的电压，由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值确定变阻器的规格。
【解答】（1）滑片P向右端移动时，灯变亮，电流变大，滑动变阻器接入电路阻值变小，则滑动变阻器需要接入右下接线柱，如图所示
（2）小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压，相当于电压表并联在电源两端，则电路故障可能是小灯泡断路。
（3）灯泡额定电压为2.5V，由图乙可知此时电路电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W
（4）若灯泡电阻不变，灯泡两端电压变为额定电压的一半时，根据电功率计算公式可知此时灯的实际功率变为额定功率的四分之一，但灯泡的阻值随着温度变化而变化，当灯泡两端电压变为额定电压的一半时，灯泡的温度降低，灯丝阻值减小，根据可知，此时实际功率大于。
（5）结合串联电路的电压关系可知灯泡两端电压最小时，滑动变阻器两端电压最大，由图乙可得灯泡两端电压最小为0.5V，此时电路中电流为0.1A，滑动变阻器两端电压为U滑大＝U电﹣U灯小＝3V﹣0.5V＝2.5V
滑动变阻器最大阻值为，小华在该实验中选用的是乙滑动变阻器。
24．【答案】（1）减小
（2）A
（3）乙
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1） 比较A球在相同时间内通过的路程，判断A球在斜面上运动的速度变化；
（2）根据图片确定两个小球在斜面上的运动状态的变化分析；
（3） 根据摩擦力大小的影响因素判断两木块受到的摩擦力大小，然后据图比较两球从斜面上运动到斜面底部时的速度大小，动能大小，进而得出结论。
【解答】（1） 根据甲图可知，A球在相同时间内通过的路程相等，所以A球在斜面上运动的速度不变。A球在斜面下滑时，质量不变，高度减小，则重力势能变小；速度不变，则动能不变。根据“机械能=动能+重力势能”可知，A球的机械能减小；
（2）综上所述，甲在斜面上做匀速直线运动，即开始时速度就不为零，因此小球A肯定不是从静止开始运动的。
（3） 根据图片可知，在斜面的最后一段时间内，B球在相同时间内通过的路程更长，根据公式可知，B球的速度更大，则动能更大，对木块做的功多，所以碰撞之后图乙中木块运动距离较大。
25．【答案】（1）较细
（2）右
（3）同一时刻，甲乙烧瓶中玻璃管内液面高度
（4）不赞同，没有控制液体初始温度相同，存在多个变量
【知识点】控制变量法；变阻器的原理及其使用；影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）使用更细的玻璃管，在液体体积变化量相同时，液柱高度变化量更大，实验现象更明显。
（2）滑动变阻器一上一下接进电路，通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值，连入电路的有效长度越长，说明连入电路的阻值越大。
（3）实验采用了转换法，玻璃管液面高度变化量越大，说明电阻产生的热量更多。
（4）液柱没有回到初始位置，会导致测得的液柱高度变化量存在误差，应等液柱恢复到实验前的位置再进行实验。
【解答】（1）为了使实验现象更明显，应选择相对较细的玻璃管。因为较细的玻璃管内液面变化更明显，便于观察实验现象。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该处于右端。这样可以使电路中的电阻最大，电流最小，起到保护电路的作用。
（3）探究电流产生的热量与电阻大小的关系，应对比不同电阻值的电阻丝产生的热量。可以通过比较两个不同电阻值的电阻丝在相同时间内液面上升的高度来得出结论。
（4） 不赞同。因为如果玻璃管内液面没有降回实验前的位置，会导致后续实验的初始条件不一致，影响实验结果的准确性和可比性。为了保证实验的严谨性，每次实验前都应确保玻璃管内液面处于相同的位置。
26．【答案】（1）不变
（2）应让保龄球从同一位置由静止释放
（3）斜坡倾角越小，保龄球撞倒的塑料瓶数量越多
（4）不能，原因是保龄球在右侧能到达的最高点与Q点等高，而塑料瓶的位置高于Q点
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】（1）机械能守恒的概念：当只有重力做功、不考虑阻力时，物体的重力势能和动能会相互转化，但机械能（重力势能与动能的总和）的总量保持不变。
（2）控制初速度的方法：保龄球冲上右侧斜坡的初速度由其初始重力势能决定，初始位置越高，重力势能越大，到达斜坡底部的动能（初速度）越大。因此要保证初速度不变，需控制初始重力势能相同，即让保龄球从同一位置由静止释放。
（3）实验数据的规律：图乙的曲线显示，随着斜坡倾角 θ 减小，保龄球撞倒的塑料瓶数量逐渐增多，由此可推理出倾角为 0°（斜坡放平）时，塑料瓶数量会达到最多。
（4）机械能守恒的实际应用：不考虑阻力时，保龄球的机械能守恒（重力势能与动能总和不变）。从 Q 点释放的保龄球，其初始重力势能对应的最高位置就是 Q 点的高度，因此在右侧斜坡能到达的最高点与 Q 点等高，而塑料瓶位置高于 Q 点，保龄球无法到达该高度，也就不能撞击到塑料瓶。
【解答】（1）若不考虑阻力，保龄球在左侧斜坡下滑过程中，只有重力势能与动能的相互转化，没有能量损失，因此机械能的总量不变；
（2）要保证保龄球冲上右侧斜坡的初速度不变，需控制其初始重力势能相同。根据机械能守恒，初始位置的高度决定了初始重力势能，因此做法是让保龄球从同一位置由静止释放（同一位置高度相同，初始重力势能相同，到达斜坡底部的动能、初速度相同）；
（3）由图乙的数据可知，斜坡倾角 θ 越小，对应的塑料瓶数量越多（如 θ=10° 时数量为 9，θ=50° 时数量为 3）。由此推测：当斜坡放平（θ=0°）时，保龄球撞击的塑料瓶数量最多，其依据是斜坡倾角越小，保龄球撞倒的塑料瓶数量越多；
（4）不能完成实验。理由：不考虑阻力时，保龄球的机械能守恒，从 Q 点由静止释放后，其机械能仅能支撑它在右侧斜坡到达与 Q 点等高的位置，而塑料瓶的位置高于 Q 点，保龄球无法到达该高度，因此不能撞击到塑料瓶；
（1）若不考虑阻力，保龄球在左侧斜坡下滑过程中，只有重力势能与动能的相互转化，机械能守恒，所以机械能不变。
（2）为保证每次保龄球冲上右侧斜坡的初速度不变，小明应让保龄球从同一位置由静止释放。因为根据机械能守恒定律，从同一位置释放，保龄球初始的重力势能相同，到达斜坡底部时转化的动能相同，速度也就相同。
（3）根据图乙可知，斜坡倾角越小，保龄球撞倒的塑料瓶数量越多。由此推测，当斜坡放平（）时，保龄球撞击的塑料瓶数量最多。
（4）若将保龄球置于Q点由静止释放，不能完成以上实验。不考虑阻力，保龄球运动过程中机械能守恒，保龄球在右侧能到达的最高点与Q点等高，而塑料瓶的位置高于Q点，所以保龄球无法撞击到塑料瓶，不能完成实验。
27．【答案】（1）没有控制水和没有的质量相同
（2）加热时间
（3）2.1×103
（4）B
【知识点】控制变量法；比热容；热量的计算
【解析】【分析】（1）根据和控制变量法进行分析--要控制水和煤油的质量相同。
（2）加热相同的时间，放出的热量相同，则水和煤油吸收的热量相同。
（3）根据图像进行分析，可知煤油的温度变化量是水的两倍，结合进行分析。
（4）根据和底面积进行分析。
【解答】（1）由可知，比较不同物质的吸热能力时，应控制物质的质量相同，题中两种物质的体积相同，由于密度不同，所以质量不同。可知错误之处为：没有控制水和没有的质量相同。
（2）实验使用两个相同的酒精灯加热，相同时间内酒精灯放出的热量相同，因此可以用加热时间来间接反映物质吸收热量的多少。
（3）由图乙可知，水和煤油的加热时间相同，即水和煤油吸收的热量相同，煤油温度变化量是水的两倍，由可知，水的比热容是煤油的两倍，可知煤油的比热容为。
（4）比热容的含义是：吸收相同热量时，比热容越大，温度升高越小，即。
类比容器装水：倒入相同体积的水（对应吸收相同热量Q），容器底面积S越大，水面升高高度h越小，满足，和形式完全对应，因此比热容对应容器的底面积。
故答案为：B。
28．【答案】（1）机器狗的功率
（2）该过程机器狗克服重力所做的功
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）功与功率的计算：功的计算公式为W=Fs，F 是作用在物体上的力，s 是物体在力的方向上移动的距离；功率表示做功快慢，公式，W 为总功，t 为做功所用时间。水平牵引时牵引力做功，再代入时间计算功率。
（2）重力与克服重力做功计算：重力公式G=mg，m 为物体质量，g 取 10N/kg；克服重力做功公式W=Gh，h 是物体竖直上升的高度；从一楼到五楼实际上升 4 层楼高，总高度 = 每层高度 ×4；总重力为机器狗自重与满载行李重力之和。
29．【答案】（1）400
（2）快充时电流更大，单位时间内有更多的电能转化为电池的化学能（和内能），因此内能增加更快
（3）充电功率 P= 额定电压 × 额定电流 = 400 V × 150 A = 60000 W = 60 kW
需要充入的电量 W= 电池容量 × (90% - 10%) = 60 kW·h ×（90%-10%） = 48 kW·h
充电时间 t = 需要充入的电量 / 充电功率 = 48 kW·h / 60 kW = 0.8 小时
（4）线圈温度变化：从25℃升高到65℃，即ΔT = 40℃，线圈吸收的热量Q= 质量 × 比热容 × 温度变化
消耗的电能 W= 线圈吸收的热量 / 比例=36000J / 0.5% = 7200000J= 2 kW·h
行驶距离d= (消耗的电能 / 耗电量) × 100 km = (2 kW·h / 15 kW·h) × 100 km ≈ 13 km
【知识点】能量利用效率；比热容；热量的计算；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据表中电池容量和电池能量密度计算电池的质量。
（2）快充的电功率大，在单位时间内消耗的电能多，转化的内能多。
（3）根据P=UI计算充电功率，再由W=Pt的推导公式计算时间。
（4）根据水温变化量结合比热容的定义式计算水吸收的热量，进而计算消耗的电能，由 15千瓦·时/100千米 计算行驶的路程。
【解答】（1）电池容量 = 60 kW·h，电池能量密度 = 0.15 (kW·h)/kg，电池质量 = 电池容量 / 电池能量密度 = 60 kW·h / 0.15 (kW·h)/kg = 400 kg。
（2）快充和慢充的主要区别在于充电电流的大小，快充时电流更大，单位时间内转化的电能更多，转化成的内能也更多。
30．【答案】（1）cd
（2）解：根据表格可知，高温档功率为400W，此时只有R1单独工作，
则它的阻值，
低温档的功率为100W，此时R1和R2串联，
此时的总电阻为：
那么R2的阻值：R2=R总-R1=484Ω-121Ω=363Ω。
（3）解：某次烹饪一共用时1.5小时，高温挡工作0.5h，则低温挡工作（1.5h-1h）=0.5h，
本次烹任共消耗的电能：W=W1+W2=P1t1+P2t2=0.4kW×0.5h+0.1kW×1h=0.2kW h+0.1kW h=0.3kW h。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；电阻的串联、并联
【解析】【分析】（1）根据公式比较开关在不同位置时电功率大小，从而确定对应的工作状态即可；
（2）根据公式利用高温功率计算R1的阻值，再利用低温功率计算二者串联时的总电阻，最后根据R2=R总-R1计算R2的阻值。
（3）根据图片确定高温工作的时间和低温工作的时间，根据W=Pt分别计算消耗的电能，最后相加即可。
【解答】 （1）根据图乙可知，开关S接“ab”时电路断路；接“bc”时两电阻串联，接“cd”时只有R1接入电路，此时R2短路；
由公式可知，接“bc”时电阻最大，功率最小，为低温档；接“cd”时电阻最小，功率最大，为高温档。
31．【答案】（1）解：运动员从O点下落到A 点的过程中，运动员的重力势能转化为动能；
运动员从A 点下落到B 点的过程中，运动员的重力势能转化为动能及蹦床的弹性势能；
运动员从 B 点下落到C 点的过程中，运动员的重力势能、动能转化为蹦床的弹性势能，同时，运动员用力蹬蹦床，对蹦床做功，人的化学能转化为蹦床的弹性势能；
反弹时，蹦床的弹性势能全部转化为运动员的机械能，使运动员的机械能大于原先的机械能，不考虑空气阻力及碰撞过程中能量损耗，运动员反弹的高度将高于原先下落高度。
（2）解：如图
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据动能、重力势能和弹性势能大小的影响因素，按照下落过程中，分从O点下落到A点、从A点下落到B点、从B点下落到C点，能量转化、运动员对床做功时的能量转化、反弹过程中的能量转化三个步骤分析解答。
（2）根据速度大小的变化分析动能变化，画出图像。
【解答】（2）OA解答加速运动，速度越来越快，动能越来越大；AB阶段动能也变大，但由于部分重力势能转化为弹性势能，增大幅度减小，B点动能最大，然后逐渐减小，如图所示：
32．【答案】（1）不变
（2）先变大后变小
（3）方向；裂变
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化；核电站及其工作原理
【解析】【分析】（1）根据能量转化和守恒定律解答；
（2）重力势能与质量和高度大小有关；
（3）根据能量转化和转移的方向性解答。根据核电站的工作原理解答。
【解答】(1)根据能量守恒定律，在能量发生转化或转移的过程中，能的总量是不变的。
(2)运动会抛出去的实心球从脱手到落地过程，它的质量不变，高度先增大后碱性，则重力势能先变大后变小；
(3)俗语说：“水往低处流”；空气不会自行聚拢；在烧杯中的水，上面的水不可能沸腾，下面的水结冰。这些事例都说明了一个问题：能量的转化和转移都是有方向的。核电站是利用核能进行发电的，电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核裂变。
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