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第十六讲《内能和核能》达标检测卷
时间：45分钟 满分：100分
一．选择题（共75分）
1．将两块相同的方糖分别投入到两个质量相同，温度不同的装水烧杯中，发现温度高的烧杯中方糖消失的快，以下分析不正确的是（　　）
A．方糖吸收热量熔化了 B．方糖的消失是分子热运动的结果
C．温度越高，分子的热运动越快 D．方糖的分子大小保持不变
2．分子是构成物质的一种微粒，分子很小，无法用肉眼直接观察。某同学通过以下实验得到的有关对分子的认识，正确的是（　　）
A．蔗糖颗粒溶解在水中后不见了，说明蔗糖是由分子构成的
B．黄豆与芝麻混合，混合后的总体积小于混合前的总体积，说明分子之间有间隔
C．将红墨水小心注入热水中，过一会儿整杯水变红色，说明温度越高，分子运动越快
D．抽去玻璃板，过一会儿两瓶都变红棕色，说明分子在不断地运动
3．“破镜”不能“重圆”的原因是（　　）
A．分子间的作用力因玻璃被打碎而消失 B．玻璃的分子间只有斥力没有引力
C．玻璃碎片间的距离太大，大于分子间发生相互吸引的距离 D．玻璃表面太光滑
4．“西湖龙井”自古为贡茶之一，泡茶、喝茶中包含很多科学知识，下列说法错误的是（　　）
A．打开茶叶盒，茶香飘满屋﹣﹣是茶叶中的香气分子扩散的结果
B．泡茶时，部分茶叶沉下去﹣﹣是由于受到的浮力小于自身的重力
C．茶水太烫，吹一吹凉得快﹣﹣主要是由于吹出的气带走了大量的热
D．透过玻璃茶杯看到手指变粗﹣﹣是由于装水的茶杯相当于一个放大镜
5．下列关于物体内能的说法中正确的是（　　）
A．静止的物体没有动能，但有内能 B．内能和温度有关，所以0℃的水没有内能
C．物体运动速度越大，内能越大 D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
6．如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，瓶口出现大量白气，关于此实验，分析正确的是（　　）
A．矿泉水瓶中的酒精如果没有完全燃烧，其热值会变小
B．纸筒飞出后的瞬间瓶口出现的白气是汽化形成的
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出时发生的能量转换是内能转化为机械能
7．关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．一块0℃冰的分子不会运动
B．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高
C．一个物体温度升高了，它的一定内能增加
D．用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水的比热容较小
8．爆米花是将玉米放入铁锅内，边加热边翻动一段时间后，“砰”的一声变成了玉米花。下列说法正确的是（　　）
A．玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功，使其内能增加
B．玉米粒主要通过与铁锅间的热传递，使其内能增加
C．玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，内能不变
D．玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，内能增加
9．将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度（两物体与外界没有热量交换），则有（　　）
A．高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B．高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C．高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D．高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度
10．如图所示，在厚玻璃筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花，快速压下活塞，观察到棉花燃烧。下列说法正确的是（　　）
A．该实验说明只有做功才能改变物体的内能
B．该实验说明热传递不能改变物体的内能
C．该实验也能说明构成空气的微粒之间有间隙
D．活塞对棉花做功，使棉花内能增大，温度升高而燃烧
11．下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是（　　）

A．柴火烧水 B．压缩空气发热 C．冬天搓手取暖 D．钻木取火
12．水的比热容较大，下列做法中不是利用这一特性的是（　　）
A．炎热的夏天，在室内地上洒水感到凉爽
B．用水做内燃机的冷却液
C．在城市里修建人工湖，除了美化环境外，还能调节周围的气温
D．供暖系统使用热水循环供暖
13．在炎热的夏天赤脚踩在沙滩上感觉烫脚，而站在浅水滩处却感觉凉爽，要解释这个现象，下面对物理知识的运用正确的是（　　）
A．沙子的比热容小，水的比热容大 B．沙子吸收热量多，水吸收热量少
C．沙子是固体，水是液体 D．沙子升温较慢，水升温较快
14．下列说法正确的是（　　）
A．一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的二分之一
B．吸收热量多的物质，比热容一定大
C．高温物体放出热量一定多
D．质量相同的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度
15．在一标准大气压下，温度为40℃，质量为2kg的水吸收5.46×105 J的热量，水的温度会升高到（[C水=4.2×103 J/（kg?℃）]）（　　）
A．105℃ B．100℃ C．65℃ D．60℃
16．四冲程内燃机工作时，将机械能转化成内能的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
17．下列汽油机的冲程中哪幅图所示的冲程给汽车提供动力（　　）
A． B． C． D．
18．如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法中，正确的是（　　）
A．丙图是压缩冲程，其工作原理如甲图 B．丙图是做功冲程，其工作原理如乙图
C．丁图是压缩冲程，其工作原理如乙图 D．丁图是做功冲程，其工作原理如甲图
19．甲图是汽油机的工作原理，乙图是常见的生活现象。（　　）
A．①冲程的原理和乙图所示一致 B．②冲程把机械能转化成内能
C．③冲程气体被压缩温度升高 D．④冲程是汽油机的排气冲程
20．一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（　　）
A．30个冲程，做了30次功 B．60个冲程，做了60次功
C．120个冲程，做了30次功 D．60个冲程，做了15次功
21．关于热机的效率，下列说法中正确的是（　　）
A．热机做的有用功越多，效率一定越高
B．热机消耗的燃料越少，效率一定越高
C．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高
D．热机做功越快，效率一定越高
22．某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（　　）
A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能
23．下列说法中，符合能量转化和守恒的是（　　）
A．用电器通电工作时，将其它形式的能转化为电能
B．氢氧化钠固体溶解于水放出热量，该变化将化学能转化为内能
C．细胞通过有氧呼吸获得能量，说明能量可以创生
D．汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
24．关于能量的转化和转移，下列说法错误的是（　　）
A．电池充电，电能转化为化学能 B．水果电池接入电路是将化学能转化为电能
C．核电站发电是核能直接转化为电能 D．流星摩擦生热，机械能不守恒但总能量守恒
25．下列说法正确的是（　　）
A．目前人类已经大规模应用核聚变的方式发电
B．能量既不会消灭，也不会创生，但可以转化或转移
C．α射线是带负电的高速运动的氦原子核流
D．地球上90%能量来自太阳内部氢原子核的裂变
二．非选择题（共25分）
26．小明妈妈烘培的蛋糕发出阵阵香味说明分子在________；若把分子看成是一个小球，则一般分子的直径数量级为10﹣10m，合________nm。
27．近代物理揭示了原子的组成，知道其原子核内部蕴含有大量的能量，使原子核发生核裂变或________，就可能释放出大量的核能；核能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。火力发电厂是将燃料的________能转化为电能的。
28．如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。
（1）蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过________的方式改变水的内能。
（2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了________。
29．汽车是我们十分熟悉的交通工具，也包含丰富的物理知识：水作为汽车发动机的冷却剂，这是因为水的________较大；发动机把热量传给水是通过________（填“做功”或“热传递”）的方式使水的内能增加的。
30．汽车是我们最熟悉的交通工具之一。汽油机是汽车内的动力装置，通过汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功。如图甲所示是汽油机的________冲程，能量转化过程为________________。在乙、丙两图所示的实验中，与该冲程能量转化相同的是________。
31．一台效率为40%的柴油机，当输出3.44×107J的有用功时，消耗柴油的质量是（q柴油=4.3×107J/kg）________kg。
32．如图所示，在打火机出气孔处加接了一根较长的导气管，在导气管外部中央滴了一滴水，然后打开打火机气阀，在导气管末端点燃排出的气体，不到一分钟的时间，导气管外的水滴就变成了冰粒。
（1）导气管外的水滴变成冰粒，原因是气阀打开后，液态的丁烷汽化并________（填“吸热”或“放热”），使附着在导气管外部的水滴发生________（填物态变化）成冰粒
（2）导气管末端的丁烷气体燃烧时，自动将化学能转化为内能和光能，这说明能量的转化和转移具有________性。
33．运用“蓝鲸一号”钻探平台，我国南海实现可燃冰试采成功。可燃冰，学名天然气水化合物，其化学式为CH4?8H2O．是由于埋于海底地层深处的大量有机质在细菌的分解作用下，在高压和低温下，最终形成的类冰状的结晶化合物。
同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的十倍左右，说明“可燃冰”的________很大；以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使多少千克的水从20℃加热至60℃？[q煤气=4.2×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃）]。
第十六讲《内能和核能》达标检测卷
时间：45分钟 满分：100分
一．选择题（共75分）
1．将两块相同的方糖分别投入到两个质量相同，温度不同的装水烧杯中，发现温度高的烧杯中方糖消失的快，以下分析不正确的是（　　）
A．方糖吸收热量熔化了 B．方糖的消失是分子热运动的结果
C．温度越高，分子的热运动越快 D．方糖的分子大小保持不变
【答案】A
【解析】AB、将方糖投入到装水烧杯中，方糖消失，是糖分子在不停的做无规则运动，扩散到了水中，方糖的消失是分子热运动的结果，故A错误，B正确；C、分子的运动与温度有关，温度越高，分子的热运动越快，所以温度高的烧杯中方糖消失的快，故C正确；D、在分子的运动过程中，分子的大小保持不变，故D正确。故选A。
2．分子是构成物质的一种微粒，分子很小，无法用肉眼直接观察。某同学通过以下实验得到的有关对分子的认识，正确的是（　　）
A．蔗糖颗粒溶解在水中后不见了，说明蔗糖是由分子构成的
B．黄豆与芝麻混合，混合后的总体积小于混合前的总体积，说明分子之间有间隔
C．将红墨水小心注入热水中，过一会儿整杯水变红色，说明温度越高，分子运动越快
D．抽去玻璃板，过一会儿两瓶都变红棕色，说明分子在不断地运动
【答案】D
【解析】A、蔗糖颗粒溶解在水中后不见了，是因为细小的蔗糖颗粒分散在水中，并不能说明蔗糖是由分子构成的，故A错误；B、黄豆与芝麻是宏观物体，混合后的总体积小于混合前的总体积，并不能说明分子间有间隔，故B错误；C、将红墨水小心注入热水中，过一会儿整杯水变红色，说明分子在不停地做无规则运动，此实验不是对比实验，无法说明温度越高，分子运动越快，故C错误；D、将图中的玻璃板抽去，过一会儿两瓶都变红棕色，说明分子在不停地做无规则运动，故D正确。故选D。
3．“破镜”不能“重圆”的原因是（　　）
A．分子间的作用力因玻璃被打碎而消失 B．玻璃的分子间只有斥力没有引力
C．玻璃碎片间的距离太大，大于分子间发生相互吸引的距离 D．玻璃表面太光滑
【答案】C
【解析】破镜不能重圆，是因为玻璃的硬度大，玻璃放在一起不容易发生形变，玻璃分子间的距离不能达到小于分子直径的10倍的程度，超出了分子力的作用范围。故无法产生引力。故选C。
4．“西湖龙井”自古为贡茶之一，泡茶、喝茶中包含很多科学知识，下列说法错误的是（　　）
A．打开茶叶盒，茶香飘满屋﹣﹣是茶叶中的香气分子扩散的结果
B．泡茶时，部分茶叶沉下去﹣﹣是由于受到的浮力小于自身的重力
C．茶水太烫，吹一吹凉得快﹣﹣主要是由于吹出的气带走了大量的热
D．透过玻璃茶杯看到手指变粗﹣﹣是由于装水的茶杯相当于一个放大镜
【答案】C
【解析】A、打开茶叶盒，茶香飘满屋﹣﹣是茶叶中的香气分子做无规则运动的结果，即茶叶分子的扩散现象，故A正确；B、泡茶时，部分茶叶沉下去﹣﹣是由于受到的浮力小于自身的重力，故B正确；C、茶水太烫，吹一吹凉得快，是因为吹一吹可以加快茶水表面空气的流动速度，加快茶水蒸发，使茶凉的快一些，并不是吹出的气带走了大量的热，故C错误；D、透过玻璃茶杯看到手指变粗，是由于装水的茶杯相当于一个放大镜，故D正确。故选C。
5．下列关于物体内能的说法中正确的是（　　）
A．静止的物体没有动能，但有内能 B．内能和温度有关，所以0℃的水没有内能
C．物体运动速度越大，内能越大 D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
【答案】A
【解析】A、静止的物体速度为零，故动能为零；一切物体都有内能，因此静止的物体有内能；故A正确；B、一切物体都有内能，0℃的水有内能，故B错误；C、物体的内能与速度无关，故C错误；D、与物体的质量、温度、状态有关，因此温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故D错误。故选A。
6．如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，瓶口出现大量白气，关于此实验，分析正确的是（　　）
A．矿泉水瓶中的酒精如果没有完全燃烧，其热值会变小
B．纸筒飞出后的瞬间瓶口出现的白气是汽化形成的
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出时发生的能量转换是内能转化为机械能
【答案】D
【解析】A、热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故A错误；B、瓶口出现的白气是由水蒸气液化形成的，故B错误；C、燃气推动纸筒飞出的过程是燃气推动纸筒做功的过程，相当于内燃机的做功冲程，故C错误；D、纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，内能转化为机械能，故D正确。故选D。
7．关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．一块0℃冰的分子不会运动
B．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高
C．一个物体温度升高了，它的一定内能增加
D．用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水的比热容较小
【答案】C
【解析】A、因为一切物体的分子都在不停的做无规则运动，所以0℃冰的分子是运动的，故A错误；B、一个物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高，例如晶体的熔化过程，故B错误；C、同一物体的温度越高，其内部分子的无规则运动越剧烈，内能一定增加，故C正确；D、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以可作为冷却剂，故D错误。故选C。
8．爆米花是将玉米放入铁锅内，边加热边翻动一段时间后，“砰”的一声变成了玉米花。下列说法正确的是（　　）
A．玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功，使其内能增加
B．玉米粒主要通过与铁锅间的热传递，使其内能增加
C．玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，内能不变
D．玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，内能增加
【答案】B
【解析】A、玉米爆开前通过热传递增加内能，不是做功改变内能，不符合题意；B、玉米爆开前通过热传递增加内能，符合题意；C、玉米膨胀对外做功，水分内能会减少，不符合题意；D、玉米膨胀对外做功，玉米粒内能会减少，不符合题意。故选B。
9．将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度（两物体与外界没有热量交换），则有（　　）
A．高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B．高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C．高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D．高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度
【答案】B
【解析】将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度，由于不知它们的初始温度，故无法判定温度的高低，故CD错误；则高温物体放出热量，低温物体吸收热量，放出的热量等于吸收的热量，故B正确，A错误。故选B。
10．如图所示，在厚玻璃筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花，快速压下活塞，观察到棉花燃烧。下列说法正确的是（　　）
A．该实验说明只有做功才能改变物体的内能
B．该实验说明热传递不能改变物体的内能
C．该实验也能说明构成空气的微粒之间有间隙
D．活塞对棉花做功，使棉花内能增大，温度升高而燃烧
【答案】C
【解析】ABD、快速下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，将机械能转化为筒内空气的内能，使空气温度升高，说明做功可以改变物体的内能；筒内空气又将热量传递给棉花，当棉花温度达到着火点时，棉花将燃烧起来，所以棉花内能增加是通过热传递方式实现的，故ABD错误；C、快速压下活塞时，玻璃筒内空气体积变小，说明构成空气的微粒之间有间隙，故C正确。故选C。
11．下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是（　　）

A．柴火烧水 B．压缩空气发热 C．冬天搓手取暖 D．钻木取火
【答案】A
【解析】A、柴火烧水是通过热传递的方式改变内能的；BCD、压缩空气发热、搓手取暖、钻木取火都是做功使物体的内能增加的；显然A选项与其它三个选项改变物体内能的方式不同。故选A。
12．水的比热容较大，下列做法中不是利用这一特性的是（　　）
A．炎热的夏天，在室内地上洒水感到凉爽
B．用水做内燃机的冷却液
C．在城市里修建人工湖，除了美化环境外，还能调节周围的气温
D．供暖系统使用热水循环供暖
【答案】A
【解析】A、炎热的夏天，在室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，符合题意，故A正确；B、因为水的比热容较大，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水做内燃机的冷却液，不符合题意，故B错；C、在城市里修建人工湖，水增多，因为水的比热容较大，白天，水吸收热量，温度升高的少；夜晚，水放出热量，温度降低的少，能调节周围的气温，不符合题意，故C错；D、因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，所以冬天供暖系统使用热水循环供暖，不符合题意，故D错。故选A。
13．在炎热的夏天赤脚踩在沙滩上感觉烫脚，而站在浅水滩处却感觉凉爽，要解释这个现象，下面对物理知识的运用正确的是（　　）
A．沙子的比热容小，水的比热容大 B．沙子吸收热量多，水吸收热量少
C．沙子是固体，水是液体 D．沙子升温较慢，水升温较快
【答案】A
【解析】因为水的比热容较大，这样在同样的日照条件下，吸收相同的热量，水的温度变化小，沙子的温度变化大，所以海水凉，砂子烫，故A正确，BCD错误。故选A。
14．下列说法正确的是（　　）
A．一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的二分之一
B．吸收热量多的物质，比热容一定大
C．高温物体放出热量一定多
D．质量相同的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度
【答案】D
【解析】根据教材提供的知识我们知道：比热容是物质的一种特性，和物体的种类有关，和物体的温度、质量和吸收热量的多少是没有关系的。A、因为比热容和物质的种类有关，所以和质量无关，A说法错误。B、因为比热容和物质的种类有关，所以和吸收热量的多少无关，B说法错误。C、由公式Q=Cm△t可知，不知道高温物体的比热容、质量和温度变化，所以不能判断物体放热的多少，C说法错误。D、因为水的比热容大，所以质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，由公式△t=可知，煤油温度升高的快，D说法正确。故选D。
15．在一标准大气压下，温度为40℃，质量为2kg的水吸收5.46×105 J的热量，水的温度会升高到（[C水=4.2×103 J/（kg?℃）]）（　　）
A．105℃ B．100℃ C．65℃ D．60℃
【答案】B
【解析】由Q吸=cm△t得：△t===65℃.t=t0+△t=40℃+65℃=105℃，但是在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，所以水的温度升高到100℃将不再上升，可见水吸收这些热量后最终温度是100℃。故选B。
16．四冲程内燃机工作时，将机械能转化成内能的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】B
【解析】在四冲程内燃机的四个冲程中，压缩冲程中活塞压缩气体对其做功，将机械能转化为内能。故选B。
17．下列汽油机的冲程中哪幅图所示的冲程给汽车提供动力（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】A、图中气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，故A不符合题意；B、图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，排出废气，故B不符合题意；C、图中气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能，给汽车提供动力，故C符合题意；D、图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，吸进汽油和空气的混合物，故D不符合题意。故选C。
18．如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法中，正确的是（　　）
A．丙图是压缩冲程，其工作原理如甲图 B．丙图是做功冲程，其工作原理如乙图
C．丁图是压缩冲程，其工作原理如乙图 D．丁图是做功冲程，其工作原理如甲图
【答案】D
【解析】由图甲，往锥形瓶中打气后，瓶内压缩气体推动瓶塞做功，将内能转化为机械能；由图乙，用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是将机械能转化为内能的过程。由图丙，气门都关闭，活塞向上运动，所以是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能；由图丁，气门都关闭，活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能。由以上分析可知，ABC错误，D正确。故选D。
19．甲图是汽油机的工作原理，乙图是常见的生活现象。（　　）
A．①冲程的原理和乙图所示一致 B．②冲程把机械能转化成内能
C．③冲程气体被压缩温度升高 D．④冲程是汽油机的排气冲程
【答案】C
【解析】由图乙，保温瓶内水温度较高，内能较大，当瓶内气体体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；A、由图甲①排气门打开，活塞向下运动，是汽油机的排气冲程；其原理与乙图所示不同；故A错误；B、由图甲②，气门都关闭，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，故B错误；C、由图甲③，气门都关闭，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程，活塞压缩气缸内气体，气体内能增加，温度升高，机械能转化为内能；故C正确；D、由图甲④，气门都关闭，活塞向上运动，是汽油机的吸气冲程；故D错误。故选C。
20．一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（　　）
A．30个冲程，做了30次功 B．60个冲程，做了60次功
C．120个冲程，做了30次功 D．60个冲程，做了15次功
【答案】D
【解析】四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，则该飞轮每秒钟转30圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以飞轮转30圈共完成60个冲程，做功15次。由上述可知选项A、B、C都不正确。故选D。
21．关于热机的效率，下列说法中正确的是（　　）
A．热机做的有用功越多，效率一定越高
B．热机消耗的燃料越少，效率一定越高
C．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高
D．热机做功越快，效率一定越高
【答案】C
【解析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；当热机消耗的燃料一定，做的有用功越多，效率就一定越高；故选项A、B错误；热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关；故选项D错误；故选C。
22．某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（　　）
A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能
【答案】C
【解析】太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能。故选C。
23．下列说法中，符合能量转化和守恒的是（　　）
A．用电器通电工作时，将其它形式的能转化为电能
B．氢氧化钠固体溶解于水放出热量，该变化将化学能转化为内能
C．细胞通过有氧呼吸获得能量，说明能量可以创生
D．汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
【答案】B
【解析】A、用电器通电工作时，消耗了电能，得到了其它形式的能，因此将电能转化为其他形式的能；故A错误；B、氢氧化钠与盐酸反应是放热反应，通过化学反应得到了热量，因此将化学能转化为了内能；故B正确；C、能量是不能凭空产生的，此说法违背了能量守恒定律；故C错误；D、汽油机的压缩冲程中，压缩空气做功，机械能转化为内能，故D错误。故选B。
24．关于能量的转化和转移，下列说法错误的是（　　）
A．电池充电，电能转化为化学能 B．水果电池接入电路是将化学能转化为电能
C．核电站发电是核能直接转化为电能 D．流星摩擦生热，机械能不守恒但总能量守恒
【答案】C
【解析】A、电池充电，消耗了电能，得到了化学能，因此将电能转化为化学能；说法正确；B、水果电池接入电路，得到电能，消耗化学能，是将化学能转化为电能；说法正确；C、核电站将核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能最后转化为电能；说法错误；D、流星摩擦生热，消耗了机械能，得到了内能，机械能减少，能的总量都是保持不变的，即能量是守恒的，不会消失，故D正确。故选C。
25．下列说法正确的是（　　）
A．目前人类已经大规模应用核聚变的方式发电
B．能量既不会消灭，也不会创生，但可以转化或转移
C．α射线是带负电的高速运动的氦原子核流
D．地球上90%能量来自太阳内部氢原子核的裂变
【答案】B
【解析】A、目前人类已建立的核电站，利用核裂变发电，故A错误；B、能量既不会消灭，也不会创生，但可以从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，故B正确；C、α射线是带正电的高速运动的氦原子流、高速的氦原子核流，故C错误；D、地球上90%能量来自太阳内部氢原子核的聚变，故D错误。故选B。
二．非选择题（共25分）
26．小明妈妈烘培的蛋糕发出阵阵香味说明分子在________；若把分子看成是一个小球，则一般分子的直径数量级为10﹣10m，合________nm。
【答案】不断运动；0.1。
【解析】蛋糕散发阵阵香味，是因为香味中含有的分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到蛋糕香味。因为1m=109nm，所以10﹣10m=10﹣10×109nm=0.1nm。
27．近代物理揭示了原子的组成，知道其原子核内部蕴含有大量的能量，使原子核发生核裂变或________，就可能释放出大量的核能；核能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。火力发电厂是将燃料的________能转化为电能的。
【答案】核裂变；不可再生；化学。
【解析】原子核内部蕴含有大量的能量，使原子核发生核裂变或核聚变，核能属于一旦消耗就很难再生的能源，是不可再生能源。火力发电厂是将燃料的 化学能转化为电能的。
28．如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。
（1）蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过________的方式改变水的内能。
（2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了________。
【答案】热传递；物体间力的作用是相互的。
【解析】（1）蜡烛燃烧放出热量被水吸收而增大水的内能，这是通过热传递的方式改变水内能的；（2）由图可知，水沸腾时产生大量的水蒸气，水蒸气从铜管喷出时是内能转化为机械能，喷出时给空气一个力，由于物体间力的作用是相互的，空气给水蒸气一个大小相等，方向相反的力推动蒸汽船前行。
29．汽车是我们十分熟悉的交通工具，也包含丰富的物理知识：水作为汽车发动机的冷却剂，这是因为水的________较大；发动机把热量传给水是通过________（填“做功”或“热传递”）的方式使水的内能增加的。
【答案】比热容；热传递。
【解析】因为水的比热容较大，不同物质，质量相同，升高相同的温度，吸收更多的热量。所以用水作为汽车发动机的冷却剂；发动机把热量传给水，热量从高温的发动机转移给低温的水，使水的内能增大，温度升高，是通过热传递的方式改变了水的内能。
30．汽车是我们最熟悉的交通工具之一。汽油机是汽车内的动力装置，通过汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功。如图甲所示是汽油机的________冲程，能量转化过程为________________。在乙、丙两图所示的实验中，与该冲程能量转化相同的是________。
【答案】压缩；机械能转化为内能；丙。
【解析】图甲中，汽油在汽缸两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，在压缩冲程中是机械能转化为内能；图乙中，塞子飞出去，瓶内气体对外做功，内能转化为塞子的机械能；丙图中，用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；因此与压缩冲程原理相同的是丙实验。
31．一台效率为40%的柴油机，当输出3.44×107J的有用功时，消耗柴油的质量是（q柴油=4.3×107J/kg）________kg。
【答案】2。
【解析】由η=得柴油机工作消耗的总能量（柴油完全燃烧放出的热量）：
Q放===8.6×107J；由Q放=mq得消耗柴油的质量：
m===2kg。
32．如图所示，在打火机出气孔处加接了一根较长的导气管，在导气管外部中央滴了一滴水，然后打开打火机气阀，在导气管末端点燃排出的气体，不到一分钟的时间，导气管外的水滴就变成了冰粒。
（1）导气管外的水滴变成冰粒，原因是气阀打开后，液态的丁烷汽化并________（填“吸热”或“放热”），使附着在导气管外部的水滴发生________（填物态变化）成冰粒
（2）导气管末端的丁烷气体燃烧时，自动将化学能转化为内能和光能，这说明能量的转化和转移具有________性。
【答案】（1）吸热；凝固；（2）方向。
【解析】（1）打火机内装的是液态的丁烷气体，气阀打开后，丁烷气体会由液态变为气态，汽化吸热。使温度降低，附着在导气管外部的水滴遇冷会凝固成冰粒。（2）丁烷气体燃烧时，此过程中的能量转化关系是将燃料的化学能转化为火的内能，这说明能量的转化和转移具有方向性。
33．运用“蓝鲸一号”钻探平台，我国南海实现可燃冰试采成功。可燃冰，学名天然气水化合物，其化学式为CH4?8H2O．是由于埋于海底地层深处的大量有机质在细菌的分解作用下，在高压和低温下，最终形成的类冰状的结晶化合物。
同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的十倍左右，说明“可燃冰”的________很大；以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使多少千克的水从20℃加热至60℃？[q煤气=4.2×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃）]。
十倍，说明“可燃冰”的热值很大；
（2）1kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放=mq煤气=1kg×4.2×l07J/kg=4.2×l07J，
1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q放′=Q放×10=4.2×l07J×10=4.2×l08J；
由题知，Q吸=Q放′=4.2×l08J，根据Q吸=cm△t可得，加热水的质量为：
m===2.5×103kg。
第十六讲 内能和核能
1.了解内能和热量的概念，能简单描述温度和内能的关系。
2.区分做功和热传递改变内能的两种方法。
3.通过实验，了解比热容的概念，尝试用比热容解释简单的自然现象，能根据比热容进行简单的计算。
4.了解四冲程汽油机的工作原理。
5.认识热值，会计算热机的效率.
6.通过实例了解核能。知道核能，裂变，聚变，核污染。了解太阳能是人类资源宝库。
7. 了解放射性。

知识点一：内能
1.内能概念：物体内部所有分子热运动的 能和 能的总和，叫做物体的内能，一切物体在任何情况下都具有 能，同一物体，内能与 有关，温度升高，分子运动越剧烈，内能越越大，此外，内能还与物体 、种类、结构、状态有关。
2.热传递：内能从高温物体转移到低温物体或者从物体的高温部分转移到低温部分的现象，叫做 ，发生热传递的条件是物体之间或物体各部分之间存在 ，热传递达到平衡时温度相同。
3.热量：在热传递的过程中，传递 的多少叫热量，物体吸收热量，内能 ，放出热量，内能 。
4.改变内能的途径是： 和 ，它们在改变物体内能上是等效的，做功改变内能实质上是能的转化，热传递改变内能实质是能量的转移。
5.温度、热量和内能的关系
(1)温度是一个状态量，常用“是”、“物体的”等词描述。物体的温度升高，内能增大，但不一定是吸了热。
(2)热量一个过程量，不能离开热传递，常用“吸收”、“放出”等词修饰，不能用“有”、“含有”、“物体的”等词修饰。物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高。如晶体熔化、液体沸腾的过程。
(3)内能是一个状态量，常用“物体的”、“物体有”等词修饰。物体内能增加，不一定是吸收了热量。
知识点二：比热容
1.比热容：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的 叫做这种物质的比热容，其单位是 。比热容反映了物质吸热能力和放热能力。
2.比热容的特性：比热容是物质的特性之一，不同物质的比热容一般 ，比热容与物质的 和 有关，与物质的质量、温度和吸(放)热的多少无关。
3.热量计算：物体温度升高吸收热量Q吸＝ ，物体温度降低时放出热量Q放＝ 。
4.水的比热容大的应用
(1)制冷剂：如汽车的发动机用循环 来冷却。
(2)散热剂：如在寒冷的北方让水经过散热器放出较多的热量。
(3)调节气温：如三峡水电站建成后，水库周边地区“冬暖夏凉”。
5.注意：①物体吸收或放出热量的多少由物质的比热容、物体质量和物体温度变化量的乘积决定，跟物体温度高低等无关。
②公式中，升高t ℃、升高了t ℃、降低t ℃或降低了t ℃对应的是温度的改变量，而升高到t ℃或降低到t ℃对应的是物体的末温度。
③并非所有的跟水有关的应用都应用了水比热容大的这一特性。
知识点三：热机
1.热机：利用内能做功的机械叫热机，其工作原理图是
2.热机的工作过程：汽油机的一个工作循环包括 、 、 、 四个冲程，完成一个工作循环曲轴转两圈，对外做功一次，压缩冲程是将 能转化为内能，做功冲程是将 能转化为机械能。
3.四冲程内燃机的一个工作循环中只有做功冲程是靠燃气推动活塞做功的，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
知识点四：热机的效率
1.热值：1 千克某种燃料 时放出的热量，叫做这种燃料的热值，其单位是J/kg(或J/m3)，燃料完全燃烧放热公式 。热值反映了燃料在燃烧过程中化学能转化为内能本领的大小。
2.热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的 有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。
3.热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率，提高热机效率的途径：使燃料 燃烧；减少各种 损失；减少机械磨损消耗的能量。
4.热机造成的污染主要表现在大气污染和噪声污染。
知识点五：核能
1.核裂变: 重原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程称为 反应，简称裂变．原子核裂变时放出巨大的能量和中子．
2.链式反应:铀核裂变时，同时放出2～3个中子，如果这些中子再引起其他铀核裂变，有可使裂变反应不断进行下去．这种反应叫做 反应．
链式反应，如不加控制,就会在极短的时间内释放出大量的核能,发生猛烈的爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的．
3.核电站---把 能转化为 能的发电设备叫做核电站．
核能发电原理:核电站主要由 、热交换器、冷却系统、汽轮发电机组成的．反应堆工作时，核燃料裂变释放出的核能转变为热能，使反应堆的温度升高．为了控制反应堆的温度，使它能正常工作，需要用水、液体金属钠或空气等流体作冷却剂，在反应堆内外循环流动，不断地带走热能．这就是反应堆的冷却系统，它同时可以用来输出热能．利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站．
4.核能发电的前景:
核电站消耗的“燃料”很少．一座一百万千瓦的核电站，每年只消耗30吨浓缩铀，而同样功率的火力发电站，每年却要消耗250万吨煤．核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，核能将成为21世纪的主要能源之一．核电站的建设必须采用可靠的保护措施，以保证电站的安全运行，防止放射性物质泄漏，避免造成放射性污染．
5.核聚变：
轻核结合成质量较大的核并放出巨大能量的过程称为 反应，简称聚变．聚变又称为热核反应．
太阳射向地球的电磁能就是由太阳内部进行着的 反应而产生的。
目前已实现的人工聚变是氢弹的爆炸，它利用重核裂变时发生的爆炸造成极高温度，从而使其间的轻原子核发生剧烈而不可控制的聚变反应．
氢弹是利用迅速而剧烈的、不可控制的 核反应原理设计制造的炸弹，利用原子弹爆炸产生的高温，使聚变。
6.放射性：
放射性：铀、钍、镭等元素能够自发地放出穿透能力很强的 。居里夫人把元素具有的这种辐射能力叫做 。
三种射线：各种放射性元素放出的射线中包括 、 和 三种射线。
α射线是带正电的高速运动的氦原子核流。β射线是带负电的高速运动的电子流。γ射线是能量很高的电磁波。
三种射线穿透物质的能力：
α射线穿透能力最弱，在空气中只能前进几厘米。β射线穿透能力较强，能穿透几厘米厚的铝板。γ射线穿透能力最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。
知识点一：内能
【例1】（2018?江干区模拟）下列关于温度、热量和内能的说法中，正确的是（　　）
A．物体温度升高时，它的内能不一定增加 B．物体温度升高时，它的内能一定增加
C．物体吸收了热量，温度一定升高 D．物体温度越高，含有的热量越多
【答案】B
【解析】AB、物体温度升高时，分子的无规则运动加快，分子动能增大，物体的内能一定增加，故A错误，B正确；C、物体吸收了热量，温度不一定升高，如晶体熔化时吸热但温度不变，故C错误；D、热量是一个过程量，不能说“某物体含有或具有多少热量”，故D错误。故选B。知识点二：比热容
【例2】（2018?相城区一模）水的比热容较大，下列做法中不是利用这一特性的是（　　）
A．炎热的夏天，在室内地上洒水感到凉爽
B．用水做内燃机的冷却液
C．在城市里修建人工湖，除了美化环境外，还能调节周围的气温
D．供暖系统使用热水循环供暖
【答案】A
【解析】A、炎热的夏天，在室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，符合题意，故A正确；B、因为水的比热容较大，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水做内燃机的冷却液，不符合题意，故B错；C、在城市里修建人工湖，水增多，因为水的比热容较大，白天，水吸收热量，温度升高的少；夜晚，水放出热量，温度降低的少，能调节周围的气温，不符合题意，故C错；D、因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，所以冬天供暖系统使用热水循环供暖，不符合题意，故D错。故选A。
【例3】（2018?镇海区校级二模）某工人在野外施工，需要将质量为4.2kg，初温为10℃的铝合金工件升高一定的温度，除了保温瓶中尚存的温度为90℃的1.2kg热水外，无其它热源。工人将热水分成5等份，将铝合金工件依次放入这5份热水中（每次热传递完全），放入第四份热水前，铝合金工件的温度为多少？已知铝合金的比热容为0.88×103J/（kg?℃），不计工件与热水向周围环境传递热量（　　）
A．47.7℃ B．51.2℃ C．59.5℃ D．66.0℃
【答案】B
【解析】将1.2kg热水分成5等份，每份质量m0=0.24kg，第一次使热水与构件达到热平衡的过程中：Q1=c0m0（t-t1），Q1′=cm（t1-t0）,不计工件与热水向周围环境传递热量，热传递完全后，则Q1=Q1′,所以，c0m0（t-t1）=cm（t1-t0）,即：4.2×103J×0.24kg×（90℃-t1）=0.88×103J×4.2kg×（t1-10℃）,解得：t1≈27.1℃，同理：t2≈40.6℃，t3≈51.2℃；t4≈59.5℃；t5≈66.0℃。则放入第四份热水前，铝合金工件的温度为t3≈51.2℃。故选B。
知识点三：物体内能的改变
【例4】（2018?仙台模拟）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　）
A．厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
【答案】C
【解析】A、图中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气的内能增加，温度升高，故A错误；B、图中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故B错误；C、图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，故C正确；D、图中汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减少，故D错误。故选C。
知识点四：热机
【例5】（2018?温岭市模拟）如图所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞常会跳起来。内燃机的哪个冲程与这一现象的能量转化相同（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【解析】（1）瓶塞跳起来，机械能增大，这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能；（2）汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能。故选C。
【例6】（2018?余杭区二模）甲、乙两图是汽油机一个工作循环中的两个冲程，依此图下列叙述正确的是（　　）
A．甲图是做功冲程，是将机械能转化为内能 B．乙图是做功冲程，是将内能转化为机械能
C．甲图是压缩冲程，是将内能转化为机械能 D．乙图是压缩冲程，是将机械能转化为内能
【答案】D
【解析】如图甲可知，两气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程，并将内能转化为机械能；如图乙可知，两气门都关闭，活塞上行，因此是压缩冲程，并将机械能转化为内能。故选D。
【例7】（2017?达州模拟）一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1800r/min，此柴油机每秒钟内完成________个冲程，对外做功________次。
【答案】60；15；
【解析】内燃机的一个工作循环有四个冲程，飞轮转2圈。单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1800R/min，则该柴油机每秒钟转30圈，完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做15次功。
知识点五：燃料的热值
【例8】（2017春?永嘉县校级月考）下表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg。（1）那么，完全燃烧1g酒精可以放出________J热量；放出相同的热量，完全燃烧干木柴与氢气的质量之比是________。
燃料种类
无烟煤
酒精
煤油
干木柴
氢气]
热值
3.4×107
3.0×107
4.6×107
1.2×107
1.4×108
（2）为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关，连一凡设计了如下的探究方案：①你认为连一凡在实验时所选用的燃料种类应________，质量应________。（均选填“相同”或“不同”）②若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中，盛水的容器、水的质量一定要________。（选填“相同”或“不同”）③通过比较________，可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类的关系。
【答案】（1）3×104；35：3；（2）①不同；相同；②相同；③水升高的温度。
【解析】（1）燃烧1g=0.001kg的酒精可放出的热量：Q=mq=0.001kg×3.0×107J/kg=3×104J；放出相同的热量，完全燃烧干木柴与氢气的质量比：根据Q木=m木q木、Q氢=m氢q氢和Q氢=Q木可知：；（2）①燃料燃烧时放出热量与燃料的种类和质量有关，所以连一凡同学在实验时所选用的燃料种类应不同，质量应相同；②若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中，除了考虑到可能会影响水升温，应该保持水的初温相同、容器相同外，还要控制水的质量相等；③燃料燃烧放出的热量被水吸收，通过比较水温升高的多少可知燃料放热的多少，从而得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关。【例9】（2017?宁波模拟）研究普通成年人健步走的推荐速度及步频，小科查阅到如下资料：【资料1】PA（体力活动）指南建议：为健康效益，成年人要确保每周5天、每天一次至少30分钟的中等强度运动。【资料2】能量代谢当量（MET）表示运动强度的重要指标，定义lkg体重在1min内消耗3.5mL氧气的运动强度为lMET．3～6MET为中等运动强度。【资料3】成年人在不同步行速度下，步频的统计数据及相应的能量代谢当量如下表：根据上述资料，进行如下研究：
步行速度v（km/h）
步频f（1/min）
能量代谢当量（MET）
男
女
男
女
3.8
95.71
97.46
2.93
2.91
4.8
113.06
115.68
4.02
3.96
5.6
119.61
123.01
4.58
4.58
6.4
126.01
131.00
5.46
5.50
（1）一步走过的距离称为步幅，单位时间内走的步数称为步频。步行速度v与步频f、步幅L之间的关系式是__________。（2）分析【资料3】中的数据可以发现：相同条件下，能量代谢当量随着__________的增大而增大。（3）小科的妈妈在30min健步行走3600步，__________（填“能”或“不能”）达到中等运动强度。（假设小科妈妈步行时的能量代谢当量与【资料3】中相应的数据一致，下同）（4）小科的妈妈体重50kg，当她以6.4km/h的速度步行3.2km，共消耗了约__________mL氧气。
【答案】（1）fL；（2）步频或速度；（3）能；（4）28875。【解析】（1）由题知，单位时间内走的步数称为步频f，则在时间t内走的步数为tf；一步走过的距离为L（步幅为L），在时间t内走的距离s=tfL，则步行速度：；（2）由表格中数据可知，成年男性或女性的能量代谢当量，随步频或速度的增大而增大；（3）小科妈妈的步频：，由表格可知，小科妈妈的能量代谢当量在3.96MET与5.50MET之间，属于中等运动强度；（4）由可得小科妈妈的步行时间：，由题知，1kg体重在1min内消耗3.5mL氧气的运动强度为1MET，即1MET=3.5mL/（kg?min），小丹的妈妈以6.4km/h的速度步行时，由表格数据可知，她消耗氧气的运动强度为5.5MET，则50kg的小丹妈妈在30min内消耗氧气的体积：V=3.5mL/（kg?min）×5.5×50kg×30min=28875mL。
知识点六：热机的效率
【例10】（2018?泰州模拟）如图是内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以减少热量的损失可以提高热机的效率。所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。故ABC正确；增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故D错误。故选D。
知识点七：核电站发电过程中的能量转化
【例11】（2018?温州模拟）如图为核电站发电流程图。在核电站的发电过程中，从核能到电能，图中所示的能量转化顺序正确的是（　　）
A．核能，化学能，机械能，电能 B．核能，内能，机械能，电能
C．核能，机械能，内能，电能 D．核能，内能，化学能，电能
【答案】B
【解析】核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能；故选B。
一、不能正确理解温度、内能、热量之间的区别和联系。
（1）内能与物体的质量、温度以及状态有关；改变内能的方法有两个：做功和热传递．（2）发生热传递的条件是两物体间有温度差：高温物体放热，低温物体吸热；（3）根据描述热量的物理术语进行判断．
【例1】（2018?金华一模）关于内能、热量和温度，下列说法正确的是（　　）
A．温度高的物体含有的热量多 B．物体内能增加，一定对外做了功
C．物体内能增加，一定要从外界吸收热量 D．物体温度升高，它的内能一定增加
【答案】D
【解析】A、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故A错误；BC、物体的内能增加，可能从外界吸收了热量，也可能是外界物体对他做功，故BC错误；D、晶体在熔化的过程中吸热但温度不变，内能增加，故D正确。故选D。
二、误认为内燃机转一圈对外做功一次。
四冲程汽油机在一个工作循环中，活塞上下往复两次，飞轮转两圈、做功1次
【例2】（2017秋?黎平县校级月考）一台四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（　　）
A．30个冲程 B．60个冲程 C．120个冲程 D．160个冲程
【答案】B
【解析】四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min=30r/s，表示每秒飞轮转动30圈，60个冲程，对外做功15次。故选B。
三、核变化与化学变化
本题考查学生对物理变化和化学变化的确定．判断一个变化是物理变化还是化学变化，要依据在变化过程中有没有生成其他物质，生成其他物质的是化学变化，没有生成其他物质的是物理变化．
【例3】下列变化过程中，主要通过化学变化实现的是（　　）
A．高能燃料燃烧 B．核能发电 C．大理石制成华表 D．风力发电
【答案】A
【解析】A、高能燃料燃烧是指燃料与氧气发生的剧烈的氧化反应，属于化学变化，故A正确；B、核能发电是由核能变为电能，没有新物质生成，属于物理变化，故B错；C、大理石制成华表只是形状的改变，没有新物质生成，属于物理变化，故C错；D、风力发电是由风能转化为电能，没有新物质生成，属于物理变化，故D错。故选A。
第十六讲 内能和核能
1.了解内能和热量的概念，能简单描述温度和内能的关系。
2.区分做功和热传递改变内能的两种方法。
3.通过实验，了解比热容的概念，尝试用比热容解释简单的自然现象，能根据比热容进行简单的计算。
4.了解四冲程汽油机的工作原理。
5.认识热值，会计算热机的效率.
6.通过实例了解核能。知道核能，裂变，聚变，核污染。了解太阳能是人类资源宝库。
7. 了解放射性。

知识点一：内能
1.内能概念：物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和，叫做物体的内能，一切物体在任何情况下都具有内能，同一物体，内能与温度有关，温度升高，分子运动越剧烈，内能越越大，此外，内能还与物体质量、种类、结构、状态有关。
2.热传递：内能从高温物体转移到低温物体或者从物体的高温部分转移到低温部分的现象，叫做热传递，发生热传递的条件是物体之间或物体各部分之间存在温度差，热传递达到平衡时温度相同。
3.热量：在热传递的过程中，传递内能的多少叫热量，物体吸收热量，内能增大，放出热量，内能减小。
4.改变内能的途径是：做功和热传递，它们在改变物体内能上是等效的，做功改变内能实质上是能的转化，热传递改变内能实质是能量的转移。
5.温度、热量和内能的关系
(1)温度是一个状态量，常用“是”、“物体的”等词描述。物体的温度升高，内能增大，但不一定是吸了热。
(2)热量一个过程量，不能离开热传递，常用“吸收”、“放出”等词修饰，不能用“有”、“含有”、“物体的”等词修饰。物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高。如晶体熔化、液体沸腾的过程。
(3)内能是一个状态量，常用“物体的”、“物体有”等词修饰。物体内能增加，不一定是吸收了热量。
知识点二：比热容
1.比热容：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，其单位是J/(kg·℃)。比热容反映了物质吸热能力和放热能力。
2.比热容的特性：比热容是物质的特性之一，不同物质的比热容一般不同，比热容与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度和吸(放)热的多少无关。
3.热量计算：物体温度升高吸收热量Q吸＝cm(t－t0)，物体温度降低时放出热量Q放＝cm(t0－t)。
4.水的比热容大的应用
(1)制冷剂：如汽车的发动机用循环水来冷却。
(2)散热剂：如在寒冷的北方让水经过散热器放出较多的热量。
(3)调节气温：如三峡水电站建成后，水库周边地区“冬暖夏凉”。
5.注意：①物体吸收或放出热量的多少由物质的比热容、物体质量和物体温度变化量的乘积决定，跟物体温度高低等无关。
②公式中，升高t ℃、升高了t ℃、降低t ℃或降低了t ℃对应的是温度的改变量，而升高到t ℃或降低到t ℃对应的是物体的末温度。
③并非所有的跟水有关的应用都应用了水比热容大的这一特性。
知识点三：热机
1.热机：利用内能做功的机械叫热机，其工作原理图是
2.热机的工作过程：汽油机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，完成一个工作循环曲轴转两圈，对外做功一次，压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能。
3.四冲程内燃机的一个工作循环中只有做功冲程是靠燃气推动活塞做功的，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
知识点四：热机的效率
1.热值：1 千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值，其单位是J/kg(或J/m3)，燃料完全燃烧放热公式Q放＝mq。热值反映了燃料在燃烧过程中化学能转化为内能本领的大小。
2.热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。
3.热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率，提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；减少各种热损失；减少机械磨损消耗的能量。
4.热机造成的污染主要表现在大气污染和噪声污染。
知识点五：核能
1.核裂变: 重原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程称为核裂变反应，简称裂变．原子核裂变时放出巨大的能量和中子．
2.链式反应:铀核裂变时，同时放出2～3个中子，如果这些中子再引起其他铀核裂变，有可使裂变反应不断进行下去．这种反应叫做链式反应．
链式反应，如不加控制,就会在极短的时间内释放出大量的核能,发生猛烈的爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的．
3.核电站---把核能转化为电能的发电设备叫做核电站．
核能发电原理:核电站主要由核反应堆、热交换器、冷却系统、汽轮发电机组成的．反应堆工作时，核燃料裂变释放出的核能转变为热能，使反应堆的温度升高．为了控制反应堆的温度，使它能正常工作，需要用水、液体金属钠或空气等流体作冷却剂，在反应堆内外循环流动，不断地带走热能．这就是反应堆的冷却系统，它同时可以用来输出热能．利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站．
4.核能发电的前景:
核电站消耗的“燃料”很少．一座一百万千瓦的核电站，每年只消耗30吨浓缩铀，而同样功率的火力发电站，每年却要消耗250万吨煤．核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，核能将成为21世纪的主要能源之一．核电站的建设必须采用可靠的保护措施，以保证电站的安全运行，防止放射性物质泄漏，避免造成放射性污染．
5.核聚变：
轻核结合成质量较大的核并放出巨大能量的过程称为核聚变反应，简称聚变．聚变又称为热核反应．
太阳射向地球的电磁能就是由太阳内部进行着的核聚变反应而产生的。
目前已实现的人工聚变是氢弹的爆炸，它利用重核裂变时发生的爆炸造成极高温度，从而使其间的轻原子核发生剧烈而不可控制的聚变反应．
氢弹是利用迅速而剧烈的、不可控制的热核反应原理设计制造的炸弹，利用原子弹爆炸产生的高温，使聚变。
6.放射性：
放射性：铀、钍、镭等元素能够自发地放出穿透能力很强的射线。居里夫人把元素具有的这种辐射能力叫做放射性。
三种射线：各种放射性元素放出的射线中包括α、β和γ三种射线。
α射线是带正电的高速运动的氦原子核流。β射线是带负电的高速运动的电子流。γ射线是能量很高的电磁波。
三种射线穿透物质的能力：
α射线穿透能力最弱，在空气中只能前进几厘米。β射线穿透能力较强，能穿透几厘米厚的铝板。γ射线穿透能力最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。
知识点一：内能
【例1】（2018?江干区模拟）下列关于温度、热量和内能的说法中，正确的是（　　）
A．物体温度升高时，它的内能不一定增加 B．物体温度升高时，它的内能一定增加
C．物体吸收了热量，温度一定升高 D．物体温度越高，含有的热量越多
【答案】B
【解析】AB、物体温度升高时，分子的无规则运动加快，分子动能增大，物体的内能一定增加，故A错误，B正确；C、物体吸收了热量，温度不一定升高，如晶体熔化时吸热但温度不变，故C错误；D、热量是一个过程量，不能说“某物体含有或具有多少热量”，故D错误。故选B。知识点二：比热容
【例2】（2018?相城区一模）水的比热容较大，下列做法中不是利用这一特性的是（　　）
A．炎热的夏天，在室内地上洒水感到凉爽
B．用水做内燃机的冷却液
C．在城市里修建人工湖，除了美化环境外，还能调节周围的气温
D．供暖系统使用热水循环供暖
【答案】A
【解析】A、炎热的夏天，在室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，符合题意，故A正确；B、因为水的比热容较大，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水做内燃机的冷却液，不符合题意，故B错；C、在城市里修建人工湖，水增多，因为水的比热容较大，白天，水吸收热量，温度升高的少；夜晚，水放出热量，温度降低的少，能调节周围的气温，不符合题意，故C错；D、因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，所以冬天供暖系统使用热水循环供暖，不符合题意，故D错。故选A。
【例3】（2018?镇海区校级二模）某工人在野外施工，需要将质量为4.2kg，初温为10℃的铝合金工件升高一定的温度，除了保温瓶中尚存的温度为90℃的1.2kg热水外，无其它热源。工人将热水分成5等份，将铝合金工件依次放入这5份热水中（每次热传递完全），放入第四份热水前，铝合金工件的温度为多少？已知铝合金的比热容为0.88×103J/（kg?℃），不计工件与热水向周围环境传递热量（　　）
A．47.7℃ B．51.2℃ C．59.5℃ D．66.0℃
【答案】B
【解析】将1.2kg热水分成5等份，每份质量m0=0.24kg，第一次使热水与构件达到热平衡的过程中：Q1=c0m0（t-t1），Q1′=cm（t1-t0）,不计工件与热水向周围环境传递热量，热传递完全后，则Q1=Q1′,所以，c0m0（t-t1）=cm（t1-t0）,即：4.2×103J×0.24kg×（90℃-t1）=0.88×103J×4.2kg×（t1-10℃）,解得：t1≈27.1℃，同理：t2≈40.6℃，t3≈51.2℃；t4≈59.5℃；t5≈66.0℃。则放入第四份热水前，铝合金工件的温度为t3≈51.2℃。故选B。
知识点三：物体内能的改变
【例4】（2018?仙台模拟）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　）
A．厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
【答案】C
【解析】A、图中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气的内能增加，温度升高，故A错误；B、图中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故B错误；C、图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，故C正确；D、图中汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减少，故D错误。故选C。
知识点四：热机
【例5】（2018?温岭市模拟）如图所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞常会跳起来。内燃机的哪个冲程与这一现象的能量转化相同（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【解析】（1）瓶塞跳起来，机械能增大，这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能；（2）汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能。故选C。
【例6】（2018?余杭区二模）甲、乙两图是汽油机一个工作循环中的两个冲程，依此图下列叙述正确的是（　　）
A．甲图是做功冲程，是将机械能转化为内能 B．乙图是做功冲程，是将内能转化为机械能
C．甲图是压缩冲程，是将内能转化为机械能 D．乙图是压缩冲程，是将机械能转化为内能
【答案】D
【解析】如图甲可知，两气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程，并将内能转化为机械能；如图乙可知，两气门都关闭，活塞上行，因此是压缩冲程，并将机械能转化为内能。故选D。
【例7】（2017?达州模拟）一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1800r/min，此柴油机每秒钟内完成________个冲程，对外做功________次。
【答案】60；15；
【解析】内燃机的一个工作循环有四个冲程，飞轮转2圈。单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1800R/min，则该柴油机每秒钟转30圈，完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做15次功。
知识点五：燃料的热值
【例8】（2017春?永嘉县校级月考）下表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg。（1）那么，完全燃烧1g酒精可以放出________J热量；放出相同的热量，完全燃烧干木柴与氢气的质量之比是________。
燃料种类
无烟煤
酒精
煤油
干木柴
氢气]
热值
3.4×107
3.0×107
4.6×107
1.2×107
1.4×108
（2）为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关，连一凡设计了如下的探究方案：①你认为连一凡在实验时所选用的燃料种类应________，质量应________。（均选填“相同”或“不同”）②若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中，盛水的容器、水的质量一定要________。（选填“相同”或“不同”）③通过比较________，可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类的关系。
【答案】（1）3×104；35：3；（2）①不同；相同；②相同；③水升高的温度。
【解析】（1）燃烧1g=0.001kg的酒精可放出的热量：Q=mq=0.001kg×3.0×107J/kg=3×104J；放出相同的热量，完全燃烧干木柴与氢气的质量比：根据Q木=m木q木、Q氢=m氢q氢和Q氢=Q木可知：；（2）①燃料燃烧时放出热量与燃料的种类和质量有关，所以连一凡同学在实验时所选用的燃料种类应不同，质量应相同；②若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中，除了考虑到可能会影响水升温，应该保持水的初温相同、容器相同外，还要控制水的质量相等；③燃料燃烧放出的热量被水吸收，通过比较水温升高的多少可知燃料放热的多少，从而得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关。【例9】（2017?宁波模拟）研究普通成年人健步走的推荐速度及步频，小科查阅到如下资料：【资料1】PA（体力活动）指南建议：为健康效益，成年人要确保每周5天、每天一次至少30分钟的中等强度运动。【资料2】能量代谢当量（MET）表示运动强度的重要指标，定义lkg体重在1min内消耗3.5mL氧气的运动强度为lMET．3～6MET为中等运动强度。【资料3】成年人在不同步行速度下，步频的统计数据及相应的能量代谢当量如下表：根据上述资料，进行如下研究：
步行速度v（km/h）
步频f（1/min）
能量代谢当量（MET）
男
女
男
女
3.8
95.71
97.46
2.93
2.91
4.8
113.06
115.68
4.02
3.96
5.6
119.61
123.01
4.58
4.58
6.4
126.01
131.00
5.46
5.50
（1）一步走过的距离称为步幅，单位时间内走的步数称为步频。步行速度v与步频f、步幅L之间的关系式是__________。（2）分析【资料3】中的数据可以发现：相同条件下，能量代谢当量随着__________的增大而增大。（3）小科的妈妈在30min健步行走3600步，__________（填“能”或“不能”）达到中等运动强度。（假设小科妈妈步行时的能量代谢当量与【资料3】中相应的数据一致，下同）（4）小科的妈妈体重50kg，当她以6.4km/h的速度步行3.2km，共消耗了约__________mL氧气。
【答案】（1）fL；（2）步频或速度；（3）能；（4）28875。【解析】（1）由题知，单位时间内走的步数称为步频f，则在时间t内走的步数为tf；一步走过的距离为L（步幅为L），在时间t内走的距离s=tfL，则步行速度：；（2）由表格中数据可知，成年男性或女性的能量代谢当量，随步频或速度的增大而增大；（3）小科妈妈的步频：，由表格可知，小科妈妈的能量代谢当量在3.96MET与5.50MET之间，属于中等运动强度；（4）由可得小科妈妈的步行时间：，由题知，1kg体重在1min内消耗3.5mL氧气的运动强度为1MET，即1MET=3.5mL/（kg?min），小丹的妈妈以6.4km/h的速度步行时，由表格数据可知，她消耗氧气的运动强度为5.5MET，则50kg的小丹妈妈在30min内消耗氧气的体积：V=3.5mL/（kg?min）×5.5×50kg×30min=28875mL。
知识点六：热机的效率
【例10】（2018?泰州模拟）如图是内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以减少热量的损失可以提高热机的效率。所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。故ABC正确；增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故D错误。故选D。
知识点七：核电站发电过程中的能量转化
【例11】（2018?温州模拟）如图为核电站发电流程图。在核电站的发电过程中，从核能到电能，图中所示的能量转化顺序正确的是（　　）
A．核能，化学能，机械能，电能 B．核能，内能，机械能，电能
C．核能，机械能，内能，电能 D．核能，内能，化学能，电能
【答案】B
【解析】核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能；故选B。
一、不能正确理解温度、内能、热量之间的区别和联系。
（1）内能与物体的质量、温度以及状态有关；改变内能的方法有两个：做功和热传递．（2）发生热传递的条件是两物体间有温度差：高温物体放热，低温物体吸热；（3）根据描述热量的物理术语进行判断．
【例1】（2018?金华一模）关于内能、热量和温度，下列说法正确的是（　　）
A．温度高的物体含有的热量多 B．物体内能增加，一定对外做了功
C．物体内能增加，一定要从外界吸收热量 D．物体温度升高，它的内能一定增加
【答案】D
【解析】A、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故A错误；BC、物体的内能增加，可能从外界吸收了热量，也可能是外界物体对他做功，故BC错误；D、晶体在熔化的过程中吸热但温度不变，内能增加，故D正确。故选D。
二、误认为内燃机转一圈对外做功一次。
四冲程汽油机在一个工作循环中，活塞上下往复两次，飞轮转两圈、做功1次
【例2】（2017秋?黎平县校级月考）一台四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（　　）
A．30个冲程 B．60个冲程 C．120个冲程 D．160个冲程
【答案】B
【解析】四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min=30r/s，表示每秒飞轮转动30圈，60个冲程，对外做功15次。故选B。
三、核变化与化学变化
本题考查学生对物理变化和化学变化的确定．判断一个变化是物理变化还是化学变化，要依据在变化过程中有没有生成其他物质，生成其他物质的是化学变化，没有生成其他物质的是物理变化．
【例3】下列变化过程中，主要通过化学变化实现的是（　　）
A．高能燃料燃烧 B．核能发电 C．大理石制成华表 D．风力发电
【答案】A

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