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浙教版九上專題10內能、核能、能量轉化守恒
知識點一、內能
1. 熱運動：物體內部大量分子的無規則運動叫熱運動。
2. 物體的內能：（1）分子動能：物體內部大量分子做無規則運動所具有的能稱為分子動能。
（2）分子勢能：由于分子之間具有一定的距離，也有一定的作用力，因而分子具有勢能稱為分子勢能。
（3）物體的內能：物體內部所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和叫物體的內能。一切物體在任何情況下都具有內能。
3. 內能的改變：（1）做功：對物體做功，物體的內能會增加。物體對外做功，物體的內能會減少。
（2）熱傳遞：溫度不同的物體相互接觸時，低溫物體溫度升高，高溫物體溫度降低，這個過程叫熱傳遞。（熱傳遞有熱輻射、熱傳導、熱對流。）
（3）物體之間存在溫差，能量從高溫物體傳遞到低溫物體，高溫物體內能減少低溫物體內能增加持續到物體溫度相同為止。
4. 溫度、熱量、內能的區別
溫度 熱量 內能
定義 宏觀上：表示物體冷熱程度。微觀上：反映物體中大量分子無規則運動的劇烈程度。 在熱傳遞過程中吸收或放出熱量的多少，是能量轉移的量度。 物體內所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和。
量的性質 狀態量 過程量 狀態量
表述 只能說“是”“降低”或“升高” 只能說“放出”或“吸收” 只能說“有”“具有”和“改變”
單位 攝氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
知識點二、物質的比熱
1. 熱量：（1）定義：物體吸收或放出熱的多少叫熱量。用符號Q表示。
（2）單位：焦耳，簡稱焦，符號J。
（3）溫度不同的兩個物體發生熱傳遞時，高溫物體放出熱量溫度降低。低溫物體吸收熱量溫度升高。
注意：熱量是一個過程量，不能說某物體具有多少熱量，它是在熱傳遞過程中吸收或放出的熱的多少！
2. 比熱：（1）定義：單位質量的某種物質溫度升高或降低1℃吸收或放出的熱量叫這種物質的比熱容，簡 稱比熱。通常用“c”表示。
（2）單位：，讀作焦每千克攝氏度。
（3）對比熱的理解： ①比熱是物質的一種特性，由物質本身決定。
②同種物質在不同狀態時比熱不同。如水和冰的比熱不同，水的比熱大。
3. 熱量的計算：
知識點四、熱機
1. 熱機的特點：通過做功把內能轉化為機械能。
2. 內燃機：內燃機就是燃料在機器氣缸內燃燒的熱機。以汽油為燃料的內燃機叫汽油機，以柴油為燃料 的內燃機叫柴油機。
3. 汽油機的工作過程：（1）沖程：活塞從氣缸的一端運動到氣缸的另一端的過程叫一個沖程。
（2）大多數汽油機都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程循環往復來保證機器正常工作的。
（3）數量關系：汽油機四個沖程做一次功飛輪轉兩轉。
4. 燃料的熱值（q）：（1）定義：1000克某種燃料完全燃燒時放出的熱量。
（2）單位：J/kg或J/
（3）關于熱值的理解：熱值是燃料本身的一種屬性，只于燃料的種類有關，與燃料的形態質量體積均無關。
（3）公式：
（4）含義：酒精的熱值是。表示1千克酒精完全燃燒放出的熱量是。
知識點五、核能
1. 核裂變、核聚變：（1）核能：由于原子核的轉變而釋放出的巨大的能量叫核能也叫原子能。
（2）獲得核能的兩種方式：裂變和聚變。核聚變就是小質量的兩個原子核合成一個比較大的原子核，核 裂變就是一個大質量的原子核分裂成兩個比較小的原子核，在這個變化過程中都會釋放出巨大的能量,前者釋放的能量更大。
（3）核電站能量轉化：核能-水和水蒸氣的熱能-汽輪機的機械能-電能
（4）鏈式反應：單個鈾核裂變時所產生的中子又會轟擊別的鈾核，被擊中的鈾核也有同樣的變化，于是 這種裂變反應繼續下去就是鏈式反應。
（5）原子彈：裂變武器
（6）氫彈： 聚變武器
2. 放射性：（1）某些元素能夠自發地放出穿透能力很強的射線，把元素具有這種輻射能力較放射性。
（2）①α射線：帶正電的氦原子核，穿透能力不強，一張厚紙就能擋住。
②β射線：帶負電的電子，穿透能力較強，能穿透幾厘米厚的鋁板。
③γ射線：是一種電磁波，不帶電，穿透能力很強，可以穿透水泥墻和幾厘米厚的鉛板。
重點題型精煉
題型一、內能和改變內能的方法
1．塑料捆扎帶是日常用品.如圖所示，先將捆扎帶打個結，然后兩手用力反方向一扯，它就會在打結處斷開.關于這個現象的討論，下列說法中正確（　　）
A．用力一扯，打結處發生摩擦，溫度升高，是化學能轉化為內能
B．用力一扯，打結處發生摩擦，溫度升高，是捆扎帶對外做功的結果
C．用力一扯，打結處發生摩擦，溫度升高，分子間作用力減小因而被扯斷
D．用力一扯，手移動速度越快，慣性越大，捆扎帶在慣性作用下扯斷的
2．下列各圖都是課本上的實驗示意圖，關于各實驗的解釋正確的是（　　）
A．甲圖所示的實驗中，兩個電阻絲串聯的目的是為了控制通過它們的電流、通電時間相同
B．乙圖實驗可以說明：物體的動能大小與高度有關。在其它條件相同時，高度越高，物體的動能越大
C．丙圖所示實驗中，若彈簧測力計沿斜面拉動物體勻速直線運動，彈簧測力計的示數等于物體受到的摩擦力
D．丁圖所示實驗可以說明做功可以改變物體的內能，氣體對外做功時，管內氣體內能增大
3．如圖所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒內放一小團浸有乙醚的棉花，迅速下壓活塞，棉花會燃燒起來。下列說法中正確的是（　　）
A．空氣能被壓縮說明分子間有引力的作用
B．棉花能夠燃燒是因為蘸上的乙醚是可燃物
C．越往下壓越費力，是由于筒內的氣壓逐漸增大
D．活塞下壓，通過克服筒壁的摩擦做功，使空氣內能增加
4．2023年4月16日9時56分，在太空遨游半年的神舟十三號飛船在東風著陸場平安降落，太空”出差”的3名航天員翟志剛、王亞平、葉光富安全順利出艙，重回地球的懷抱。請回答：
（1）在進入大氣層的時候，返回艙以數千米每秒的速度與大氣層發生劇烈的摩擦，燃起2000多攝氏度的高溫火焰。在此過程中改變返回艙內能的方式是　 　。
（2）在距離地面10公里的時候，返回艙的主傘會打開(如圖所示)，使返回艙的速度慢慢降低。以降落傘為參照物，返回艙是　 　(填”靜止”或”運動”)的。
5．火柴是實驗室常用的點火工具。引燃過程：劃動火柴→擦火皮（含微量易燃物）產生火星→引發火柴頭燃燒。A、B為兩種常見的引燃方式，F1＝F2。火柴的引燃是通過　 　的方法來增大火柴頭的內能，更易引燃的是　 　（選填“A”或“B”）方式。
6．如圖是電熱液體蚊香器，工作時內部的發熱部件對蚊香液加熱，一段時間后，其項部有“白霧”飄出，房間里彌漫著蚊香液的清香，起到驅蚊和滅蚊的作用。
（1）發熱部件使蚊香液溫度升高，該過程主要通過　 　，使蚊香掖的內能增加(填“做功"或“熱傳遞”)；
（2）“白霧”是蚊香液先汽化后　 　形成的(填物態變化名稱)；
（3）房間里彌漫著清香說明分子在不停地做　 　。
7．圖甲是教材中用來探究做功改變物體內能的實驗方法，但該裝置中用到了乙醚，它是一種易燃易揮發的物質，對人體具有一定的麻醉作用，使該實驗具有較大的危險性。小科同學經過思考，利用注射器、數字溫度計、小風車等生活中簡單材料，設計了一個新的實驗方案，如圖乙所示。
（1）實驗前，針筒內充滿空氣，然后關閉彈簧夾，迅速向左推動注射器活塞，觀察到數字溫度計的示數上升，此過程和四沖程汽油機　 　沖程相似。
（2）上述操作后，活塞被推向左邊某處保持不動，僅打開彈簧夾，會看到小風車轉動，溫度計示數下降，說明了　 　。
題型二、比熱和熱量計算
8．1kg的不同物質溫度升高1℃吸收的熱量如圖所示，其中正確的是（　　）
A．相同質量的不同物質升高相同溫度，吸收的熱量一定不等
B．質量相等的水和酒精，吸收相同熱量，水升溫較多
C．煤油和冰是不同物質，其比熱容一定不相等
D．質量相等的酒精和煤油降低相同溫度，酒精放出的熱量大
9．為了比較液體a和液體b的比熱大小，小寧分別稱取相同質量的a和b，在初溫相同條件下，利用如圖所示裝置在沸水中加熱
（1）做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種途徑。本實驗中，液體a、b內能增加的途徑是　 　。
（2）實驗過程中，小寧觀察到溫度計甲的示數變化始終比乙快。由此可知，液體a的比熱ca與液體b的比熱cb的大小關系是：ca　 　cb。
10．用兩個相同的“熱得快”，分別給質量、初溫都相同的甲、乙兩種液體同時加熱，兩液體的溫度隨時間變化的圖像如圖所示。根據圖像可知，甲液體的比熱容　 　(選填“大于”、“等于”或“小于”)乙液體的比熱容。質量為0.5千克、初溫為20℃的甲液體溫度升高到90℃，吸收的熱量為　 　焦。[甲液體的比熱容為2×103焦／(千克·℃)]
11．如圖所示，AB段是光滑圓弧面，BC段是長度為s的粗糙水平面，質量為m的物體從高為h的A點由靜止下滑，到達C點靜止，整個過程，不計空氣阻力。物體在A滑到B的過程中，重力做的功是　 　。物體在BC段所受的摩擦力為　 　(用上述字母表示)。物體從A點滑到C點的過程中，損失的機械能轉化為物體內能的效率為 ，則物體到達C點時溫度升高了　 　(物體的比熱用c表示)。
12．為了比較水和煤油的比熱容的大小，小金采用下圖所示的兩個完全相同的儀器做實驗，它們使用相同的電源給加熱件供電加熱。
（1）物質傳導熱量的性能稱為導熱性，導熱性越好，則熱量在該物質中傳遞越容易。本實驗儀器中，容器應該選擇導熱性　 　(填“好”或“差”)的材料來制作。
（2）將質量、初溫都相等的水和煤油分別裝入兩個容器中，加熱至兩者的末溫也相同，通過比較　 　來判斷誰吸收的熱量更多。
（3）如果水和煤油的質量相同而初、末溫度都不相同，只要水和煤油　 　相同，也能用和(2)一樣的方法做出相應的判斷。
13．小明想比較銅和鋁的比熱容，設計了如下實驗：
（1）將　 　相等的銅塊和鋁塊放入冰箱，使它們的溫度降低到0℃；
（2）取出后，將銅塊、鋁塊再分別放入盛有質量相等、溫度都是23℃的水中，并將容器用隔熱材料密封，如圖所示；
一段時間后溫度穩定，同時測量甲、乙兩容器中水的溫度，分別是20℃和17℃。
實驗中，用　 　間接反映兩金屬塊吸收熱量的多少。
（3）對比數據可判斷，表明　 　的比熱容大(填“鋁”或“銅”)。
14．為參加今年假期的野炊活動，小平同學家購買了一款功率為4500w的戶外分體式燃氣爐（如圖)。其中功率4500W是指氣體燃料完全燃燒時燃氣爐每秒放出4500J的熱量。
（1）氣體燃料在常溫下是通過　 　的方式液化存儲在儲氣罐內。
（2）在標準大氣壓下，用該燃氣爐將1kg水從25℃加熱到沸騰用時140s，吸收了多少熱量 燃氣爐燒水時的效率是多少 (水的比熱容為4.2×103J/(kg℃))
題型三、熱機和熱值
15．關于四沖程汽油機的工作過程描述，正確的是（　　）
A．做功沖程中，氣缸內物質內能增加
B．壓縮沖程中，內能轉化為機械能
C．加熱水后熱水瓶塞彈起與排氣沖程原理相同
D．飛輪轉速6000轉/分，則每秒鐘做功50次
16．關于下列四幅圖，分析正確的是（　　）
A．圖甲所示實驗，冰在融化過程中吸收熱量，溫度保持不變，
內能也不變
B．圖乙所示實驗中，厚玻璃內的空氣被壓縮時，瓶內氣壓增大
C．圖丙是沿海地區白天吹的風，風向是從陸地吹向海洋
D．圖丁所示是四沖程汽油機工作過程的壓縮沖程，內能轉化為機械能
17．單缸四沖程汽油機的四個沖程的示意圖如圖所示，下列關于這種汽油機一個工作循環中四個沖程說法正確的是（　　）
A．甲是做功沖程，將內能轉化為機械能
B．乙是吸氣沖程，氣缸內氣體對外做功
C．丙是排氣沖程，靠飛輪受到慣性的作用來完成
D．丁是壓縮沖程，與水壺蓋被蒸汽推動原理相同
18．（1）甲是生活中常用的熱水瓶。當注入一定量的熱水后，立即蓋上軟木塞，有時軟木塞會跳起來，這一過程瓶內氣體通過　 　改變了內能。圖乙是四沖程汽油機的工作示意圖，其中圖　 　（選填符號）所示的沖程也發生了同樣的能量轉化。
（2）如圖所示，上表面水平且光滑的小車上有A、B兩個物體，兩物體與小車以相同的速度一起向右做勻速直線運動。B在A的正前方，B的質量小于A的質量。假設小車的上表面足夠長，不計空氣阻力，小車遇到障礙物突然停止后，A、B兩物體是否會相撞？　 　。
19．燃氣灶設有不同檔位的火力，如圖甲。用它燒水時，若火力太小，會延長燒水的時間，熱水散失給空氣的熱量Q1隨加熱時間延長而增火；火力太大，火焰散失在空氣中的熱量Q2相對較多。
燃氣灶燒水時的能量轉化和轉移的情況分析如下。
如何才能提高燃氣灶燒水的效率，小科進行了如下研究：
實驗一由熱水散熱損失(Q1)的研究
在一水壺中盛水4.0kg，用燃氣灶將水燒開(燃氣灶頭和水壺吸收的熱量忽略不計)后讓其自然冷卻。每隔一定時間記錄相應的溫度，作出水的溫度隨時間變化的圖像如圖乙所示。
（1）分析圖乙，小科認為在高溫(≥250℃)時改用大火燒水可減少水的放熱損失。他的理由是：　 。
（2）請你結合實驗一的結論，寫出“測量燃氣火焰加熱空氣時損失的能量”的實驗步驟，并與出這部分損失的熱量的表達式(測量的各量用字母表示，每立方米燃氣完全燃燒產生的熱量為q)。　 　。
20．中國首次火星探索任務“天問一號”探測器的成功發射，是我國綜合國力和創新能力提升的重要標志。如圖所示是某火箭發射時的場景，目前運載火箭一般使用液態氫作為燃料、液態氧作為助燃劑。火箭燃料的發展如表1所示，表2是一些燃料的熱值。
表1
　 第1代 第2代 第3代 第4代
燃料 氧氣和汽油混合 偏二甲肼 煤油 液態氫
氧化劑 四氧化二氮 液態氧 液態氧
表2
燃料 熱值 燃料 熱值
汽油 4.6×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg
柴油 4.3×107J/kg 氫 1.4×108J/kg
（1）使用氫作為燃料的主要優點是：　 　和 　 　。
（2）某火箭發射時攜帶了3×104kg液態氫燃料，這些燃料完全燃燒最多能將多少千克初溫為20℃的水加熱至沸騰？[c水＝4.2×103J/（kg ℃），當地大氣壓為1標準大氣壓]
（3）氫能源車的發動機工作時將液態氫轉化為氫氣在氣缸中燃燒。某次測試中，一輛氫能源車以70kW的功率勻速行駛0.5h，消耗了2kg燃料，求該發動機的效率。
21．周末，小金對太陽能熱水器的加熱性能進行研究，他用“溫度傳感器”測得裝滿水的水箱中水的溫度為20℃，太陽照射一段時間t后“溫度傳感器”顯示水箱中的水溫為40℃，已知水箱容積是100L。
求：
（1）太陽釋放的巨大能量是通過太陽內部的 　 　(填 “核裂變”或“核聚變”)產生的。
（2）若用液化氣灶加熱使水吸收同樣的熱量，需要燃燒多少kg液化氣？ (液化氣灶的熱效率為40%，液化氣的熱值為q=5×107J/kg)
（3）該地太陽輻射到地面單位面積上的功率為P=2.1×103W/m2，該太陽能熱水器的集熱面積為s=2.5m2，熱轉化效率η=40% (即將太陽能的40%轉化為水的內能)。求太陽光照射的時間t。
題型四、核能
22．如圖是核電站工作流程圖，關于流程中各裝置的能量轉化，正確的是（　　）
A．核反應堆：核能轉化為電能 B．蒸汽輪機：內能轉化為機械能
C．發電機：電能轉化為機械能 D．電驅動：機械能轉化為電能
23．下列四幅圖來自教材，對它們描述正確的是（　　)
A．甲圖是核電站利用核反應堆的發電原理
B．乙圖進行探究光合作用產物實驗時，酒精殺菌，避免對產物檢驗有干擾
C．丙圖表示電動機線圈轉到平衡位置時，沒有電流通過，保持靜止
D．丁圖表示通電螺線管內部不存在磁場
24．我們認為原子彈和核電站的根本區別是(　　）
A．原子彈利用核裂變，核電站利用核聚變
B．原子彈利用核聚變，核電站利用核裂變
C．原子彈對聚變的熱核反應不加控制，核電站控制聚變的熱核反應速度
D．原子彈對裂變的鏈式反應不加控制，核電站控制裂變的鏈式反應速度
25．如圖所示為2019年1月駛抵月球背面的嫦娥四號任務月球車“玉兔二號”，至今已完成第44月晝工作，進入第44月夜休眠，工作期間向地球傳回大量珍貴的月面信息。
（1）“玉兔二號”通過 　 　（填“電磁波”或“聲波”）向地面傳遞信息；
（2）為了度過漫長而寒冷的月夜，月球車裝有同位素溫差發電器為月球車提供電能，同位素溫差發電器原理與核電站相同，通過 　 　（填“輕核聚變”或“重核裂變”）釋放核能發電。
26．中國“人造太陽”——全超導托卡馬克（EAST）東方超環，在全球首次實現了上百秒的穩態高約束運行模式，不僅創造了新的世界紀錄，還為人類開發利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術基礎。
（1）在上億度的高溫狀態下，物質呈現等離子態，它們可以被磁場約束。東方超環就是利用通過強大電流所產生的強大　 　，把等離子體約束。
（2）如圖乙是東方超環的熱核反應示意圖，屬于 　 　（選填“核聚變”或“核裂變”）。
（3）東方超環的反應原理與太陽類似，能量轉化是原子核能轉化為 　 　。
27．電能因其易于運輸和轉化被廣泛運用，長遠看太陽能和核能將有廣闊的發展空間。
（1）圖甲是某家庭電能表月初、月未的兩次示數，該戶本月消耗的電能為　 　千瓦時；
（2）原子核在轉變過程中所釋放出來的能量，稱為核能。太陽輻射的巨大能量來自圖乙中　 　所示的核反應（填“A”或“B”）；
（3）太陽能熱水器內盛有100千克溫度為20℃的水，受陽光的照射水溫升高到60℃，則這些水吸收了　 　焦的熱量（C水=4.2×103焦/千克 ℃）。
28．“軸（元素符號為U)”是存在于自然界中的一種稀有化學元素，最常見的兩種同位素為U-235和U-238，其中U-235具有放射性。根據國際原子能機構的定義，豐度為3%的U-235為核電站發電用低濃縮軸，U-235豐度大于80%的軸為高濃縮軸，其中豐度大于90%的稱為武器級高濃縮軸，主要用于制造核武器。仙礦中U-235含量極低，只占0.64%，絕大部分是U-238，占了99.2%。目前從軸礦中提取U-235的主要方法是“氣體擴散法”，即讓這兩種原子處于氣體狀態，利用U-235原子和U-238原子運動速度略有不同而逐漸分離。分離次數越多U-235的濃度就越大。受2011年發生的大地震及海影響，日本福島第一核電站1至3號機組維芯熔毀。截至目前，已儲存了125萬噸核污水。喪心病狂的日本政府，不顧國內外反對聲浪，在其它手段沒有用盡的前提下，堅持決定在2023年夏開啟“核廢水排海”計劃，請根據以上信息分析：
（1）U-235和U-238在原子結構上的主要區別　 　。
（2）用氣體擴散法分離U-235和U-238的方法，屬于　 　（選填“物理變化”、“化學變化”、“原子核裂變”)。在氣體狀態時，U-235的運動速度　 　 AU-238(選填“大于”、“等于”或“小于”)，你判斷的依據是　 　。
（3）如圖是核電站的工作原理圖，在機組反應維芯中的鋯合金Zr能與水蒸氣反應，產生ZrO2和一種可燃性氣體，其反應方程式為：　 　。核電站在發電的過程中，能量的轉化過程為　 　
A.核能→機械能→內能→電能 B.核能→內能→機械能→電能
C.核能→電能→內能→機械能 D.核能→電能→機械能→內能
（4）福島核電站的廢水中含有大量的放射性碘-131和銫-137，一旦排放后，在海洋環境中，放射性物質會通過　 　最終進入人體，在人體內富集。并對人體基因造成損害。這種類型的傷害　 　遺傳給下一代（選填“會”或“不會”）。
題型五、能量轉化與守恒
29．如圖是世界上第一臺漂浮風力渦輪發電機，它的外形好似一個長翅膀的巨型甜甜圈，它內裝氫氣，中央采用類似螺旋推進器的葉片，漂浮在距地面350米的高空，并通過高強度的導線向地面輸電。關于漂浮風力渦輪發電機，下列四種說法中不正確的是（　　）
A．內裝氫氣，可能是利用了氦氣密度比空氣小的性質
B．能量轉化過程為：風能→葉片的機械能→電能
C．漂浮在350米的高空發電是利用了此高空的風力更大同時更穩定的特點
D．通過導線向地面輸電時，金屬導體中的電流是由正電荷定向移動形成的
30．以色列創新團隊 Wi-Charge 最新研發的紅外無線充電技術，可以在沒有任何充電線或充電底座的情況下，同時為房間內的多個電子設備充電，該無線充電技術通過紅外光束的傳播距離來傳送電力，日常使用時，只需要把紅外光發射器安裝到天花板上，將拇指大小的接收器安裝在電子設備上，發射器就可以向覆蓋范圍內的所有接收器發射聚焦、安全的紅外光束，接收器捕獲到光線后，利用內置的光伏電池將其轉化為電力。以下說法正確的是（　　）
A．該接收器能接受到發射器的信息，是因為紅外線的熱效應
B．光伏電池是將化學能轉化為電能
C．電的傳播速度比光的速度慢
D．無線充電的電壓是220V
31．隨著電動汽車的進一步發展，越來越多的家庭開始購買電動汽車，并安裝汽車充電樁。
（1）電動汽車充電過程中，電能主要轉化為　 　。
（2）如圖乙所示為鐵電池與鋅錳電池放電曲線。與鋅錳電池相比，鐵電池的優點有　 　（列舉一點）。
（3）鐵電池一次充電后能提供 50 千瓦時電能，其電能轉化率為 80%，若電動車保持最大牽引力1800N，理論上充一次電能航行的路程為　 　米。
32．為了“建設美麗城市，優化市內交通“，臺州輕軌S1號線已經正式通車。地鐵的建造過程需要大型機械一﹣盾構機，如圖所示。盾構機在前進過程中利用激光進行導向，這主要利用了光的　 　原理。盾構機前端安裝了“削鐵如泥”的刀盤，刀盤旋轉工作時產生大量的熱，這是通過　 　方式改變物體內能。工作過程中盾構機的前端需要用水給刀片降溫，主要利用了水的　 　（填物質的特性）比較大。
33．太陽能屬于新能源，清潔、無污染，是地球所需能量的主要來源。
（1）太陽能來自于太陽內部的　 　(選填“核裂變”或“核聚變”)
（2）如圖所示正午遮陽棚內太陽光射入后，棚內照亮面積S，若S1、S2、S3代表二分(春分、秋分)二至(夏至、冬至)日正午時棚內的照亮面積，且 S1>S2>S3。則S1是　 　日正午時棚內的照亮面積。
（3）地形緩慢變化的外部力量主要是太陽能引起的，如氣溫變化、流水、風力等，下列地形的形成與太陽能無關的是　 　(填字母)
A.巖漿的噴發 B.風蝕蘑菇 C.長江三角洲
34．碳排放一般指溫室氣體排放，造成溫室效應，使全球氣溫上升。我國體現大國責任，推動以二氧化碳 為主的溫室氣體 減排。二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，力爭2060年前實現碳中和。
（1）植物的光合作用是自然界消耗二氧化碳的最重要途徑之一，人們稱其為地球上最重要的能量轉化過程：
①寫出植物光合作用的文字表達式：　 　；
②此轉化過程是否遵守能量守恒定律？　 　（選填“遵守”或“不遵守”）；
（2）你能為實現“碳中和”目標做些什么？（至少2點）　 　。
（3）為實現“碳中和”目標，未來，風能、太陽能和生物質能將成為主要的能源來源。某小區路燈利用與太陽能電池板相連的蓄電池作電源，其電壓為12V、容量為（表示安小時），若路燈的規格為“12V24W”。如果電池充滿后給燈泡供電，電量下降至20%停止工作，電池充滿一次可以供路燈工作多少小時？
35．能量轉化和守恒定律是許多科學家經長期探索建立起來的，是科學史上的重大發現。
材料一：十七至十八世紀，多位科學家對能量的量度提出了不同的觀點。1644年，笛卡爾用物體的質量和其速度的乘積來量度；1686年，萊布尼茲用物體的質量和其速度平方的乘積來量度；1743年，達朗貝爾用“活力”（即物體受力作用而通過一定距離）來量度。
材料二：溫度計的不斷改進給熱與功研究的精確化準備了必要條件。焦耳通過400多次的實驗，于1849年精確地測定了熱功當量關系的數值，這一數值與現代公認值非常接近，為能量守恒定律的確立奠定了定量的實驗基礎。
（1）材料一中，哪位科學家的觀點與“功”概念相符合？ 。
A．笛卡爾 B．萊布尼茲 C．達朗貝爾
（2）如圖所示是焦耳研究熱功當量關系的實驗裝置，通過重物的上下運動，帶動葉片轉動，通過做功使水的內能　 　(選填“增大”或“減小”)。
（3）結合材料分析，以下觀點正確的是 。（可多選）
A．面對前人的觀點要敢質疑
B．時間久遠的理論是沒有科學價值的
C．測量工具的發展有助于科學理論研究
D．對科學的認識是不斷修正完善的過程
36．現代人類屬于“智人”，起源于20萬年前的非洲，目前全球人口達到78億。身體并不強壯的人類，為何會在短時間內數量急劇增長？
（1）人類社會經歷“石器時代”青銅器時代"和“鐵器時代”，可見材料在人類發展過程中發揮重要作用。銅是最先正式使用的金屬材料，與石器相比，優點有　 　。(寫出1點即可)
（2）依靠科學的力量，不斷激發沉睡的巨大能量是人類變得強大的又一原因。18世紀蒸汽機(如圖)的發明，提高了能量的使用效率，使人類步入工業化時代。蒸汽機工作時，能量的轉化過程為　 　。
（3）當然隨著人口的急劇增長，也帶來了傳染病的流行，人類通過發明疫苗、研發抗生素等開啟了與傳染病的“斗爭史”，但期間難免會出現一些認識偏差。某地總人口500萬，右表是該地公布的接種新冠疫苗與患新冠輕、重癥的數據，據此有人認為，疫苗接種人數越多，患新冠的比例越高！你是否支持這種觀點　 　，請說出理由　 　。
某地2023年3月數據 未接種 全程接種
占人口比例 8% 92%
輕癥病例 19% 81%
重癥病例 26% 74%
答案
1．C
【解析】ABC.用力一扯，打結處發生摩擦，溫度升高，其實是通過外界對捆扎帶做功，將機械能轉化為內能所致。此時分子運動劇烈，且分子距離增大，因此分子作用力減小而被扯斷，故A、B錯誤，C正確；
D.用力一扯，手移動速度越快，慣性越大，捆扎帶具有慣性而被扯斷，故D錯誤。故選C。
2．A
【解析】A.甲圖所示的實驗中，甲、乙兩個電阻絲串聯，則通過兩電阻絲的電流和時間相等，故A正確；
B.在實驗中改變小球滾下的高度，是為了使小球到水平面的速度不同，此實驗是為了探究動能和物體速度的關系。故B錯誤；
C.在測量摩擦力時，若沿斜面拉動物體做勻速直線運動，由于重力沿斜面的分力作用，則此時拉力不等于摩擦力，故C錯誤；
D.在拉動繩子時，克服摩擦做功，使金屬管和管內空氣的內能增大，溫度升高；當金屬管內部空氣對外做功，將塞子沖出時，內能減少，溫度降低，故D錯誤。故選A。
3．C
【解析】A.空氣能被壓縮說明分子間有空隙，故A錯誤；
B.棉花能夠燃燒是因為棉花是可燃物，故B錯誤；
C.越往下壓越費力，是由于筒內的氣壓逐漸增大，故C正確；
D.活塞下壓，通過壓縮空氣做功，使空氣內能增加，故D錯誤。故選C。
4．（1）做功（2）靜止
【解析】(1)返回艙與大氣層摩擦，燃起2000多攝氏度的高溫火焰，機械能轉化為內能，是通過做功的方式改變返回艙內能的。
（2）降落傘和返回艙的速度大小一樣，故其為靜止。
5．做功；B
【解析】火柴引燃過程，克服摩擦做功，使火柴頭內能增大；圖B火柴頭與擦火皮之間的壓力大，摩擦力大，克服摩擦做的功多，轉化為的內能多，更易引燃火柴頭。
6．（1）熱傳遞（2）液化（3）無規則運動(熱運動)
【解析】（1） 發熱部件使蚊香液溫度升高 ，該過程為熱傳遞；
（2）白霧為液態，故是液化的結果；
（3） 房間里彌漫著清香說明分子在不停地做無規則運動(熱運動) 。
7．（1）壓縮（2）物體對外做功，內能減少
【解析】（1）實驗前，針筒內充滿空氣，然后關閉彈簧夾，迅速向左推動注射器活塞，觀察到數字溫度計的示數上升，此時將活塞的機械能轉化為空氣的內能，這和四沖程汽油機的壓縮沖程相似。
（2）上述操作后，活塞被推向左邊某處保持不動，僅打開彈簧夾，會看到小風車轉動，溫度計示數下降，說明了：物體對外做功，內能減少。
8．D
【解析】A.相同質量的不同物質升高相同溫度，因不同物質的比熱容可能相同，故吸收的熱量也可能相等，故A錯誤；
B.質量相等的水和酒精，吸收相同熱量，水的比熱容大，升溫較少，B項錯誤；
C.由題圖可知，相同質量的煤油和冰升高相同的溫度，吸收的熱量相等，說明二者的比熱容相等，C錯誤；
D.質量相等的酒精和煤油降低相同的溫度，酒精的比熱容大，放出的熱量多，D項正確。
9．（1）熱傳遞（2）<
【解析】（1）根據圖片可知，液體a、b吸收外面燒杯內水中的熱量使自己溫度升高，因此增加內能的方法為熱傳遞。
（2）兩個試管都放入同一燒杯中，則相同時間內二者吸收相同的熱量，而甲的示數變化大于乙的示數變化，根據Q=cm△t可知，液體a的比熱容10．小于；70000
【解析】（1）根據圖像可知，當都加熱90min時，二者吸收的熱量相等。甲升高溫度：90℃-20℃=70℃，乙升高溫度：50℃-20℃=30℃，即△t甲>△t乙。根據公式Q=cm△t可知，甲的比熱容小于乙的比熱容。
（2）甲吸收的熱量為：Q=cm△t=2×103J/(kg·℃)×0.5kg×（90℃-20℃）=7×104J。
11．mgh；；
【解析】（1）物體在A滑到B的過程中，重力做的功是W=Fs=Gh=mgh；
（2）當物體滑動到C點時，它重力做的功全部轉化為克服摩擦做的功，因此物體在BC段所受的摩擦力：；
（3）損失的機械能轉化為物體內能的效率為 ，即Q吸=W摩擦η；cm△t=mghη；解得：。
12．（1）差（2）通電加熱的時間長短（3）升高的溫度
【解析】（1）避免容器散熱過多，故應該選導熱性能較差的材料來制作；
（2）通電加熱時間的長短直接決定物質吸收熱量的多少；
（3）當變化的溫度相同時，吸熱多，則說明其比熱容大。
13．（1）質量（2）等質量水的溫度下降量（3）鋁
【解析】（1）比較銅和鋁的比熱容，應該控制兩種物質的質量相同，都降低到0℃的情況下，比較放處熱量的多少；所以將質量相等的銅塊和鋁塊放入冰箱，使它們的溫度降低到0℃；
（2） 實驗中，用等質量的水的溫度下降量間接反映兩金屬塊吸收熱量的多少。溫度下降的越多，表明該金屬吸收的熱量越多；
（3）從體重可以看出鋁塊吸收的熱量多；銅吸收的熱量Q銅=c水m水△t1=3c水m水=c銅m銅△t2=20c銅m銅；所以c銅=3c水m水/（20m銅）；Q鋁=c水m水△t3=6c水m水=c鋁m鋁△t4=17c鋁m鋁，所以c鋁=6c水m水/17m鋁；所以c銅小于c鋁；
14．（1）壓縮體積
（2）1kg水從25℃升高到100℃吸收的熱量：
140s 內燃氣爐放出的熱量：
Q放=Pt=4500W×140s=6.3×105J
【解析】（1） 氣體燃料在常溫下是通過壓縮體積的方式液化。
15．D
【解析】A.做功沖程使內能轉化為機械能，故內能減小；
B.壓縮沖程中， 機械能轉化為內能；
C.加熱水后熱水瓶塞彈起為內能轉化為機械能，與做功沖程相同；
D.飛輪100轉/分，又由于每做功一次，飛輪轉2次，故每秒做功50次。故答案為：D
16．B
【解析】A .圖甲所示實驗，冰在融化過程中吸收熱量，溫度保持不變，但是內能增加，A錯誤；
B. 圖乙所示實驗中，厚玻璃內的空氣被壓縮時，外界對物體作用，氣體內能增加，溫度升高，瓶內氣壓增大，B正確；
C. 圖丙是沿海地區晚上吹的風，風向是從陸地吹向海洋，因為晚上陸地近地面氣溫低，空氣下沉，氣壓高，海洋近地面，氣溫高，氣壓低，風從高壓區吹向低壓區，C錯誤；
D. 圖丁所示是四沖程汽油機工作過程的做功沖程，內能轉化為機械能，D錯誤；故答案為：B.
17．A
【解析】A、甲圖進氣門和排氣門均關閉，火花塞點燃，活塞向下運動，是做功沖程，將內能轉化為機械能，A正確；
B、乙圖中進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，空氣進入汽油機，是吸氣沖程，但活塞運動是因為慣性，B錯誤；
C、丙圖中進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，廢氣排出汽油機，是排氣沖程，但慣性是物質的一種屬性，不能用“受到慣性的作用來描述”，C錯誤；
D、丁圖進氣門和排氣門均關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，將機械能轉化為內能，與水壺蓋被頂起原理不同。
18．（1）做功；C（2）一定不會相碰
【解析】（1）向熱水瓶中注入一定量的熱水后，立即蓋上軟木塞，瓶中氣體受熱膨脹，推動軟木塞會跳起來，通過做功將內能轉化為機械能，類似于汽油機四沖程中的做功沖程。故答案為：做功、C。
（2）A、B兩個物體的初始速度相同，當小車突然停止時，由于小車上表面光滑，所以A、B兩物體沒有受到摩擦力，由于慣性兩物體仍保持原有的速度向右做勻速直線運動，所以兩物體一定不會相撞。
19．（1）高溫越高，相同時間溫度下降的值越大，所以要縮短在高溫時的加熱時間，減少水的放熱 實驗二燃氣加熱空氣損失能量(Q2)的研究 小科要在實驗一的基礎上繼續研究燃氣火焰給空氣加熱損失的能量。實驗器材：可調節火焰大小的燃氣灶、水壺、數顯溫度計、電子秤、燃氣表(可以直接讀出燃氣使用的立方數)。
（2）①用電子秤稱得質量為m的水，加入熱水壺中。 ②測得水的初始溫記為t1，讀取燃氣表的示數V1； ③將熱水壺放在煤氣灶上，用小火加熱至50℃；（溫度不易過高），讀取燃氣表的示數V2； ④求得小火加熱時損失的熱量 ； ⑤改用大火重復以上實驗，求得 、 ⑥比較 、 ，得出實驗結論。
20．（1）熱值大；無污染
（2）3×104kg液態氫完全燃燒釋放的熱量：Q＝mq＝3×104kg×1.4×108J/kg＝4.2×1012J，
一標準大氣壓下水的沸點為100℃，
水的質量為：m′＝ ＝1.25×107kg
（3）氫能源車所做的功為：W＝Pt＝70000W×0.5×3600s＝1.26×108J，
2kg燃料完全燃燒釋放的熱量：Q′＝m″q＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J，
該發動機的效率為：η＝ 100%＝45%
21．（1）核聚變
（2）水的體積V=100L=100dm3=0.1m3
由 可知，水的質量：m=ρV=
水吸收的熱量：
由 可知，液化氣完全燃燒放出的熱量：
由 可知，需要完全燃燒液化氣的質量：
（3） 可知，需要太陽能：
由E=PSt可知。太陽能照射 時間：
22．B
【解析】在核電站中，核反應堆將核能轉化為內能，蒸汽輪機將內能轉化為機械能，發電機將機械能轉化為電能，而電驅動將電能轉化為機械能，故B正確，而A、C、D錯誤。故選B。
23．A
【解析】A.甲圖描述的是核裂變，是核電站利用核反應堆的發電原理，故A正確；
B.乙圖進行探究光合作用產物實驗時，酒精將葉綠素脫色，對產物檢驗有干擾，故B錯誤；
C.丙圖表示電動機線圈轉到平衡位置時，雖然有電流經過，但是線圈上下兩個部分受到的磁力相互抵消，從而保持靜止，故C錯誤；
D.丁圖中螺線管內部的鐵屑也呈一定規律排布，因此表示通電螺線管內部也存在磁場，故D錯誤。故選A。
24．D
【解析】原子彈和核電站都是利用原子的裂變，但是前者利用的是不加控制的，后者利用的是可控制的，故D正確，而A、B、C錯誤。故選D。
25．（1）電磁波（2）重核裂變
【解析】（1）“玉兔二號”通過電磁波向地面傳遞信息；
（2）為了度過漫長而寒冷的月夜，月球車裝有同位素溫差發電器為月球車提供電能，同位素溫差發電器原理與核電站相同，通過重核裂變釋放核能發電。
26．（1）磁場（2）核聚變（3）熱能和光能
【解析】（1）東方超環就是利用通過強大電流所產生的強大磁場，把等離子體約束。
（2）根據圖乙可知，由輕核變成重核，屬于核聚變。
（3）東方超環的反應原理與太陽類似，能量轉化是原子核能轉化為熱能和光能。
27．（1）150（2）B（3）1.68x107
【解析】（1）根據甲圖可知，該戶本月消耗的電能為：5818.3kW·h-5668.3kW·h=150kW·h；
（2）根據圖片可知，A為核裂變，B為核聚變，而太陽輻射的巨大能量來自于核聚變，故選B。
（3）水吸收的熱量為：Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×（60℃-20℃）=1.68×107J。
28．（1）中子數不同
（2）物理變化；大于；微粒質量越大，慣性越大，其運動狀態改變越困難
（3）Zr+2H2O=ZrO2+2H2；B（4）食物鏈；會
【解析】（1） U-235和U-238 同位素的中子數不同‘
（2） 氣體擴散法分離U-235和U-238的方法屬于物理變化，質量小的速度大，故在氣體狀態時，U-235的運動速度大于AU-238；判斷的依據是微粒質量越大，慣性越大，其運動狀態改變越困難；
（3）反應方程式為：Zr+2H2O=ZrO2+2H2 ；能量轉化過程為核能→內能→機械能→電能（B）；
（4） 海洋環境中，放射性物質會通過 食物鏈進入人體， 這種類型的傷害會遺傳給下一代。
29．D
【解析】A.氦氣密度小于空氣密度，所以充有氦氣的發電機能夠漂浮在空中，故A正確。
B.在發電過程中，風吹動葉片轉動，風能轉化為葉片的動能，葉片帶動發電機發電，機械能轉化為電能，故B正確。
C.離地面高的地方空氣流動得快而穩，故C正確。
D.通過導線向地面輸電時，金屬導體中的電流是由負電荷定向移動形成的，故D錯。故答案為：D.
30．A
【解析】A.該接收器能接受到發射器的信息，是因為紅外線的熱效應，故A正確；
B.光伏電池是將光能轉化為電能，故B錯誤；
C.電的傳播速度和光的速度相同，故C錯誤；
D.無線充電的電壓比手機電池的電壓稍高，大約在5V左右，故D錯誤。故選A。
31．（1）化學能（內能）
（2）放電時間長或電壓更穩定
（3）80000
【解析】（1）電動汽車充電過程中，電能主要轉化為化學能（內能）。
（2）如圖乙所示為鐵電池與鋅錳電池放電曲線。與鋅錳電池相比，鐵電池的優點有：放電時間長或電壓更穩定。
（3）鐵電池一次充電后轉化而成的機械能：W有=Wη=50×3.6×106J×80%=1.44×108J；
理論上充一次電航行的路程為：。
32．直線傳播；做功；比熱容
【解析】（1）盾構機在前進過程中利用激光進行導向，這主要利用了光的直線傳播原理。
（2）盾構機前端安裝了“削鐵如泥”的刀盤，刀盤旋轉工作時產生大量的熱，這是通過做功方式改變物體內能。
（3）工作過程中盾構機的前端需要用水給刀片降溫，主要利用了水的比熱容比較大。
33．（1）核聚變（2）冬至（3）A
【解析】（1）太陽能來自于太陽內部的氫元素的核裂變；
（2）太陽高度角越小，其照亮面積就越大，故為冬至日；
（3）BC分別為風力侵蝕和流水沉積，A巖漿噴發的能量來自于地球內部。
34．（1）二氧化碳+水有機物+氧氣；遵守
（2）綠色出行、隨手關燈。
（3）路燈的規格為“12V，24W”，路燈的額定電流是，
如果電池充滿后給燈泡供電，電量下降至20%停止工作，電池充滿一次可以供路燈工作的時間是：
。
【解析】（1）①二氧化碳和水在光照、葉綠體的作用下反應生成有機物和氧氣，文字表達式為：二氧化碳+水有機物+氧氣 ；
②自然界的能量是守恒的，所以這個過程能量守恒；
（2）為實現“碳中和”目標的做法是：綠色出行、隨手關燈、使用節能燈、不使用一次性的筷子和包裝袋、節約用水和用糧、少開空調。
35．（1）C（2）增大（3）A；C；D
【解析】（1）物體在力的作用下通過了一段距離，那么力對物體做功，據此可知，達朗貝爾的觀點與“功”的概念相符合，故選C。
（2）如圖所示是焦耳研究熱功當量關系的實驗裝置，通過重物的上下運動，帶動葉片轉動，通過做功使水的內能增大。
（3）A.面對前人的觀點要敢質疑，故A正確；
B.時間久遠的理論仍然存在價值，故B錯誤；
C.測量工具的發展有助于科學理論研究，故C正確；
D.對科學的認識是不斷修正完善的過程，故D正確。故選ACD。
36．（1）良好的延展性(良好的導熱性等)（2）化學能→內能→機械能（3）否；合理即可
【解析】（1）金屬材料的優點為： 1.強度高：金屬材料具有很高的強度和剛性，可以承受很大的力和重量。2. 導電性好：金屬材料是良好的導體，可以傳遞電流和熱量。3. 耐腐蝕性好：金屬材料具有很好的耐腐蝕性能，可以抵御氧化、腐蝕和磨損等。4. 易加工：金屬材料易于加工成各種形狀和尺寸，可以滿足各種需求。5. 可回收利用：金屬材料可以回收再利用，對環境友好。
（2）從接種后，對新冠病人的隔離措施來回答；例如：隔離措施的減少，導致總的患病人數增加。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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