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2022浙江省中考科学一轮复习之模块三 物质科学（物理部分）
第35讲能量的转化与守恒（课堂讲解）
〇知识框架
〇回归教材
一、能的常见形式
能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有机械能、内能、_______、化学能、________、太阳能等。
二、内能
1、内能：构成物质的大量微粒(如分子、原子、离子等)做____________而具有的能，俗称热能。__________都有内能。
2、温度与内能的关系： 物体温度______，内能______；温度越低，内能越小。
3、克服摩擦做功，能使物体的内能增加。
4、改变物体内能的途径：
（1） 和 是改变内能的两种途径
（2）做功：对物体做功，物体的内能______；物体对外界做功，物体的内能______。实质是能的形式发生了转化。
（3）热传递：物体吸热，内能______；物体放热，内能______。实质是内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分______到低温部分的过程。能的形式未发生转化。
（4）做功和热传递对改变物体的内能是______的。
5、热量
（1）在热传递过程中用 来量度内能的变化.
（2）在热传递中，传递的能量多少叫______。低温物体从外界吸收多少热量，内能就______多少；高温物体向外界放出多少热量，内能就______多少。
（3）物体吸收热量，内能一定增加，但温度 升高。
如冰块吸热熔化过程中，内能 ，但温度 。
6、热传递的量度
(1)热传递是物体间的能量_____，发生转移的能量称为热量，用Q表示。
(2)热量的计算公式： _________。公式中的c是物质的比热容，简称比热，单位是J/(kg·℃)。水的比热容是 __________________。公式中的Δt指物体热传递前后的 _____。
7、化学能与内能的转化
（1）化学能是物质发生化学反应时所释放的能量，化学能不能直接用来做功，只有在发生 的时候才释放出来，变成内能或者其他形式的能量。
（2）化学能与内能的转化
a.常见吸热反应：____转变为化学能。大多数分解反应；大多数需要加热或高温条件下才能进行的反应。
b.常见放热反应： 转变为内能。燃烧、中和反应、金属与酸反应、一般化合反应(如生石灰和水反应)等。
三、热机
1、汽油机的工作过程和能量转化
（1）热机是指各种利用内能做功的机械。热机原理是将燃料的________转化成内能再转化成________。
（2）热机的四个冲程：吸气冲程、______冲程、______冲程、______冲程。
2、热值：燃料燃烧时将 转化成 。
(1)热值:_________________________ _称为热值。热值可用q来表示，单位是J/kg(如果是气体燃料时，单位一般用J/m3)。热值计算时可用：Q＝mq(气体燃料计算时用：Q＝Vq)
四、核能的利用
1、核能： 原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能。
2、获得核能的途径
A、重核裂变（ 反应）：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成两个新原子核，并释放出能量的过程。
原子弹：根据________的原理制成。
B、轻核聚变（ 反应）：两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。
氢弹：根据________的原理制成。
3、放射性及其应用
（1）原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，如α射线、γ射线、X射线、β射线等。
（2）大量放射线对人畜会造成很大的伤害。如：建造核电站常要修建很厚的水泥防护层，防止放射线外泄。
（3）较小量的射线可以为人类做许多事。如：利用γ射线探伤；育种；放射线治疗肿瘤等疾病。
4、核电站
（1）核电站原理：_____________。
（2）核电站的能量转化：核能→______→机械能→________。
五、能量的转化与守恒
1、能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的_____________，这就是________________________。
2、能量和转化和转移具有一定的 性。例如热能可以从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体；可燃物可以通过燃烧将化学能转化成内能，但不可能将内能自发地转化成化学能。
3、能量的转化和守恒定律是自然科学最基本的规律。“永动机”是不可能成功的，因为它违背了 。
4、能量利用效率和节能的关系：
（1）能量利用效率是指有效利用的能与总能量之比。
（2）提高能量利用效率的方法：减少能量浪费和损失；改进机械设备。
〇典例剖析
例1、水的比热容较大，下列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．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
例2、水煎包是东营特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，一面焦脆，三面嫩软，皮薄馅大，香而不腻。在水煎包的制作过程中，以下说法正确的是( )
①水煎包“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动；②水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低；③木柴燃烧时将化学能转化为内能；④往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，“白气”是水汽化形成的；⑤锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，此时水蒸气的内能转化为锅盖的机械能
A．①②③⑤ B．①③⑤ C．①③④⑤ D．②③④⑤
例3、如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，两个相同的易拉罐中分别装有质量和初温都相同的a、b两种液体，用相同的装置加热，根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是( )
A．组装器材时，先固定上面铁圈的高度
B．升高相同温度，a液体吸收的热量更多
C．a液体的比热容小于b液体的比热容
D．不添加器材，利用本实验装置还可以比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
（例3图） （例4图）
例4、目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法错误的是( )
A. 太阳能来自太阳内部的核聚变
B. 太阳能收集板将太阳能转化为电能
C. 利用微波传输，实现了“无缆输电”
D. 以地面接收站为参照物，太阳能电站是运动的
例5、把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图)，松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是( )
A．由水的内能转化来的 B．由水的重力势能转化来的
C．由乒乓球的内能转化来的 D．由乒乓球的化学能转化来的
（例5图） （例6图）
例6、物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置来提升重物M，图乙是物体上升过程某段时间内的s－t图线。已知物体重为1N，闭合开关后，在2.4～2.8s这段时间内，电流表和电压表的示数分别为0.2A和4V，则2.4～2.8s这段时间内该装置提升重物做的有用功为____J，它的效率是________%。
例7、小明家新买来一台容积为80L 的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40L，“出水温度”设置为40℃后，开始加热。当水温达到40℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20℃，加热前天然气表的示数为129.96m3，停止加热后变为130.06m3。[天然气的热值q天然气＝4.2×107J/ m3，水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，1L＝10－3m3，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3]求：
(1)水箱中水的质量；
(2)水箱中水吸收的热量；
(3)该热水器的热效率。
21清风明月(共29张PPT)
2022浙江省中考科学一轮复习
模 块 三
物质科学（物理部分）
第35讲 能量的转化与守恒
〇知识框架
2022浙江省中考科学一轮复习之模块三物质科学（物理部分）
能的转化与守恒
能的形式
内能 改变方法
核能
能的转化与守恒
获得
利用
裂变
聚变
：能的转移、能的转化、方向性
核电站
原子弹、氢弹
转化：做功
转移：热传递
〇回归教材
一、能的常见形式
能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有机械能、内能、_______、化学能、________、太阳能等。
二、内能
1、内能：构成物质的大量微粒(如分子、原子、离子等)做____________而具有的能，俗称热能。__________都有内能。
2、温度与内能的关系：
物体温度______，内能______；温度越低，内能越小。
3、克服摩擦做功，能使物体的内能增加。
电能
核能
无规则运动
任何物质
越高
越大
4、改变物体内能的途径：
（1） 和 是改变内能的两种途径
（2）做功：对物体做功，物体的内能______；物体对外界做功，物体的内能______。实质是能的形式发生了转化。
（3）热传递：物体吸热，内能______；物体放热，内能______。实质是内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分______到低温部分的过程。能的形式未发生转化。
（4）做功和热传递对改变物体的内能是______的。
做功 热传递
增大
减小
增大 减小
传递
等效
5、热量
（1）在热传递过程中用 来量度内能的变化。
（2）在热传递中，传递的能量多少叫______。低温物体从外界吸收多少热量，内能就______多少；高温物体向外界放出多少热量，内能就______多少。
（3）物体吸收热量，内能一定增加，但温度 升高。
如冰块吸热熔化过程中，内能 ，但温度 。
热量
增加
减少
不一定
增加 不变
热量
6、热传递的量度
(1)热传递是物体间的能量_____，发生转移的能量称为热量，用Q表示。
(2)热量的计算公式： _________。
公式中的c是物质的比热容，简称比热，单位是J/(kg·℃)。水的比热容是 __________________。公式中的Δt指物体热传递前后的 _____。
转移
Q＝cmΔt
4.2×103J/(kg·℃)
温差
7、化学能与内能的转化
（1）化学能是物质发生化学反应时所释放的能量，化学能不能直接用来做功，只有在发生 的时候才释放出来，变成内能或者其他形式的能量。
（2）化学能与内能的转化
a.常见吸热反应：______转变为化学能。大多数分解反应；大多数需要加热或高温条件下才能进行的反应。
b.常见放热反应： 转变为内能。燃烧、中和反应、金属与酸反应、一般化合反应(如生石灰和水反应)等。
化学变化
内能
化学能
三、热机
1、汽油机的工作过程和能量转化
（1）热机是指各种利用内能做功的机械。热机原理是将燃料的________转化成内能再转化成________。
（2）热机的四个冲程：吸气冲程、______冲程、______冲程、______冲程。
机械能
化学能
压缩
做功
排气
2、热值：
燃料燃烧时将 转化成 。
(1)热值:___________________________________称为热值。
热值可用q来表示，单位是J/kg(如果是气体燃料时，单位一般用J/m3)。
热值计算时可用：Q＝mq(气体燃料计算时用：Q＝Vq)
化学能
内能
1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量
四、核能的利用
1、核能：
原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能。
2、获得核能的途径
A、重核裂变（ 反应）：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成两个新原子核，并释放出能量的过程。
原子弹：根据________的原理制成。
B、轻核聚变（ 反应）：两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。
氢弹：根据________的原理制成。
核聚变
链式
热核
核裂变
3、放射性及其应用
（1）原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，如α射线、γ射线、X射线、β射线等。
（2）大量放射线对人畜会造成很大的伤害。如：建造核电站通常要修建很厚的水泥防护层，防止放射线外泄。
（3）较小量的射线可以为人类做许多事。如：利用γ射线探伤；育种；放射线治疗肿瘤等疾病。
4、核电站
（1）核电站原理：_____________。
（2）核电站的能量转化：
核能→______→机械能→________。
核裂变
内能
电能
五、能量的转化与守恒
1、能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的_____________，这就是________________________。
转化
转移
总量保持不变
能量的转化和守恒定律
2、能量和转化和转移具有一定的 性。例如热能可以从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体；可燃物可以通过燃烧将化学能转化成内能，但不可能将内能自发地转化成化学能。
3、能量的转化和守恒定律是自然科学最基本的规律。“永动机”是不可能成功的，因为它违背了____________________。
方向
能量的转化和守恒定律
4、能量利用效率和节能的关系
（1）能量利用效率是指有效利用的能与总能量之比。
（2）提高能量利用效率的方法：减少能量浪费和损失；改进机械设备。
〇典例剖析
例1、水的比热容较大，下列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．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
A
解析：
水的比热容较大，则相同条件下，不同物质吸收相同的热量，水升高温度较少。A．炎热的夏天，在室内地上洒水感到凉爽，这是利用水蒸发吸热致冷的特点；B．用水做内燃机的冷却液，因水的比热容较大，相同条件下水升温慢；C．城市里修建人工湖，除了美化环境外，水比热容较大，相同条件下，水吸热后升高慢，所以还能调节周围的气温；D．供暖系统使用热水循环供暖也是利用水比热容大相同条件下放热时降温慢。
所以本题答案：A。
例2、水煎包是东营特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，一面焦脆，三面嫩软，皮薄馅大，香而不腻。在水煎包的制作过程中，以下说法正确的是( )
①水煎包“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动；②水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低；③木柴燃烧时将化学能转化为内能；④往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，“白气”是水汽化形成的；⑤锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，此时水蒸气的内能转化为锅盖的机械能
A．①②③⑤ B．①③⑤
C．①③④⑤ D．②③④⑤
B
解析：
①水煎包“香气四溢”是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故①正确；②水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点高，而不是低，故②错误；③木柴燃烧时将化学能转化为内能，故③正确；④往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，这是由于水蒸气液化形成的，故④错误；⑤锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，此时水蒸气对外做功，将自身的内能转化为机械能，故⑤正确。以上说法正确的是①③⑤，故B符合题意。
所以本题答案：B。
例3、如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，两个相同的易拉罐中分别装有质量和初温都相同的a、b两种液体，用相同的装置加热，根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是( )
A．组装器材时，先固定上面铁圈的高度
B．升高相同温度，a液体吸收的热量更多
C．a液体的比热容小于b液体的比热容
D．不添加器材，利用本实验装置还可
以比较质量相等的不同燃料燃烧时放
出的热量
C
解析：
A．组装器材时，应该先左后右，先下后上，所以应该先固定酒精灯，再固定上面铁圈的高度，A不正确；B．由图可知，相同质量和初温的两种液体，加热相同时间吸热相同，a升高温度更多，所以升高相同温度时，a吸热更少，b液体吸收的热量更多,B不正确；C．根据Q＝cm⊿t,m与 Q相同时，a的⊿t更大，则a的比热容更小些，所以a液体的比热容小于b液体的比热容,C正确；D．若要利用本实验装置比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，应该选用同种且质量相同的液体吸收热量，故D不正确。
所以本题答案：C。
例4、目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法错误的是( )
A. 太阳能来自太阳内部的核聚变
B. 太阳能收集板将太阳能转化为电能
C. 利用微波传输，实现了“无缆输电”
D. 以地面接收站为参照物，太阳能电站是运动的
D
解析:
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量，故A正确．太阳能收集板将太阳能转化为电能正确；利用微波传输不需要导线，可以实现“无缆输电”，故C正确．以地面接收站为参照物，太阳能电站在地球同步轨道上，像地球的同步卫星一样，相对于接收站的位置不发生变化，所以太阳能电站相对于地面接收站是静止的,故D不正确。
所以本题答案：D。
例5、把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图)，松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是( )
A．是由水的内能转化来的
B．是由水的重力势能转化来的
C．是由乒乓球的内能转化来的
D．是由乒乓球的化学能转化来的
B
解析：
松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能不断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，故乒乓球的机械能不断增加。
所以本题答案：B。
例6、物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置来提升重物M，图乙是物体上升过程某段时间内的s－t图线。已知物体重为1N，闭合开关后，在2.4～2.8s这段时间内，电流表和电压表的示数分别为0.2A和4V，则2.4～2.8s这段时间内该装置提升重物做的有用功为____J，它的效率是________%。
0.2
62.5
解析：
由图乙可知在2.4～2.8s这段时间内，重物提升的高度：s＝0.75m－0.55m＝0.2m，W有用＝Gh＝1N×0.2m＝0.2J；
通电时间：t＝2.8s－2.4s＝0.4s，W总＝UIt＝4V×0.2A×0.4s＝0.32J，η＝W有用/W总×100%＝0.2J/0.32J×100%＝62.5%。
所以本题答案：0.2 62.5 。
例7、小明家新买来一台容积为80L 的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40L，“出水温度”设置为40℃后，开始加热。当水温达到40℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20℃，加热前天然气表的示数为129.96m3，停止加热后变为130.06m3。[天然气的热值q天然气＝4.2×107J/ m3，水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，1L＝10－3m3，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3]求：
(1)水箱中水的质量;
(2)水箱中水吸收的热量;
(3)该热水器的热效率。
解析：
(1)水的体积：V＝40L＝40×10－3m3＝4×10－2m3，根据ρ＝m/v得：水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×4×10－2m3＝40kg。
(2)水吸收的热量：Q吸＝c水m(t2－t1)＝4.2×103J/(kg·℃)×40kg
×(40℃－20℃)＝3.36×106J。
(3)消耗天然气的体积：V＝V2－V1＝130.06m3－129.96m3＝0.1m3，
天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq天然气＝0.1m3×4.2×107J/m3＝4.2×106J， 热水器的热效率：η＝Q吸/Q放×100%＝3.36×106J/ 4.2×106J ×100%＝80%。
所以本题答案：（1）40kg （2）3.36×106J （3）80%。
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2022浙江省中考科学一轮复习模块三物质科学（物理部分）
第35讲 能量的转化与守恒 作业
1、下列用电器把电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇 B．电灯 C．电饭煲 D．电熨斗
2、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
3、水的比热容较大是水的一个特性，下列事例及现象中与水的这一特性无关的是（ ）
A．让热水流过散热器来取暖 B．在大的河流上建水电站，用水发电
C．沿海地区昼夜温差小 D．汽车发动机用水循环冷却
4、如图为一种自热火锅的构件图。该自热火锅的发热包内有铁粉、铝粉、炭粉、生石灰等物质，将发热包放到水中，会放出大量的热。有关该自热火锅的说法不合理的是（ ）
A．生石灰与水反应，会放出大量的热
B．设计出气孔的目的是避免使用时盒内气压过高
C．遇水能放出热量的物质都能作为发热包的内容物
D．使用过的发热包即使干燥后也不能重复使用
（第4题图） （第5题图）
5、2019年1月3日（农历十一月二十八），我国“嫦娥四号”探测器在月球背面软着陆，这是人类探测器首次成功登陆月球背面。下列关于“嫦娥四号”探测器在月球背面着陆前后的分析，符合实际的是（ ）
A．着陆时，探测器和月球位于图中的c点附近 B．探测器要有防水设计，因为环形山上有水
C．探测器着陆前要减速，因为与大气摩擦会生热 D．探测器在月球的着陆点能拍到地球的照片
6、能量转化是非常普遍的现象，下列关于能量转化的叙述正确的是（ ）
A．洗衣机甩干衣服时，将内能转化为机械能 B．电池放电的过程，将电能转化为化学能
C．炉灶中烘焙燃烧时，将内能转化为化学能 D．用电热水器烧水时，将电能转化为内能
7、为缓解电力紧张的状况，我国陆续建造了一些核电站。关于核电站，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆中发生的是核聚变
B．核电站使用的核燃料是石油或天然气
C．放射性元素放出的射线有α射线、β射线和γ射线
D．核电站发电的能量转化过程是：核能﹣机械能﹣内能﹣电能
8、如图是核电站发电和供电的流程图。关于流程图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆将核能转化为电能 B．蒸汽轮机将机械能转化为内能
C．发电机将机械能转化为电能 D．各种用电器将其他形式的能转化为电能
9、下列事例中，物体间因发生热传递而导致内能改变的是（ ）
A．夏天双手紧紧捂住冰袋感觉凉爽 B．冬天两手相互摩擦感到暖和
C．用力将“摔炮”扔在地上而爆炸 D．用锯条锯木头，锯条会发热
10、下列都是教材中的实验，其中为了说明“对物体做功，物体内能增加”的是( )
A．图甲：手帕摩擦塑料丝后，塑料丝散开 B．图乙：缝衣针与磁铁摩擦后，有了磁性
C．图丙：加热后，水蒸气把木塞冲出试管 D．图丁：迅速下压活塞后，浸过乙醚的棉花燃烧
11、下列关于热现象的说法中正确的是( )
A．0℃的冰和0℃的水内能相等
B．物体的内能减少，它的温度一定降低
C．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同
12、如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力把小球向下压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球( )
A．运动至最高点时，受平衡力作用 B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C．从A点向上运动过程中，速度先增大后减小 D．从O点向上运动过程中，重力势能转化为动能
（第12题图） （第13题图）
13、如图是一款太阳能LED灯，下列相关说法错误的是( )
A．LED灯是由半导体材料制成的 B．LED灯可以把太阳能转化为电能
C．太阳能是可再生能源 D．太阳能是太阳内部发生核裂变释放的能量
14、干冰可用于保鲜，但使用不当可能引起爆炸。有消防员做了以下实验：向一个380mL的塑料瓶中放入半瓶干冰，立即旋紧瓶盖，发现瓶内有白雾产生，30min后发生爆炸。向另一个550mL的塑料瓶中放入等量的干冰，再倒入170mL水，然后立即旋紧瓶盖，发现瓶内产生大量白雾，瓶子膨胀，仅过20s就爆炸。第二个瓶子中所加水的主要作用是( )
A．提供热能 B．作反应物 C．作催化剂 D．形成白雾
15、2018年4月1日，武汉“光谷量子号”有轨电车开始载客试运营，开通了交路1和交路2两条线路。交路2全长约20km，若电车某次跑完全程需要50min。
（1）“光谷量子号”采用了能量回收系统，例如电车下坡时为了保持匀速运动，采用带动发电机发电进行“刹车”，则在此过程中是将机械能转化为 能，并储存起来后供电车重新使用，所以更加节能环保；
（2）如果电车下坡时为了保持匀速运动，或进站时采用的是与普通汽车同样的刹车方式，机械能转化为内能，就无法重新供电车使用，说明能量转化具有一定的 。
16、在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。其中丙图是 冲程，它与 图所示的演示实验原理相同。现有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程，成为六冲程汽油机，也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水，水在气缸内汽化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，这种汽油机一个工作循环有六个冲程。这种汽油机这样设计的目的是 。
17、如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图，它既能遮阳，还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板(以下简称电池板)，其工作电路示意图如图乙所示，电池板将太阳能转化为电能(转化效率为10%)，为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电。设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1．2×103J(即为1．2×103W/m2)，电池板对蓄电池充电的功率为60W。蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时。不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则：
(1)电池板对蓄电池充电，是将电能转化为____能的过程。
(2)白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关____。
(3)10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为____W。
(4)要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电____小时，若充电电压为20V，则充电电流为____A。
(5)该百叶窗电池板的面积为________m2。
18、某同学准备参加玩具赛车比赛。他需要选择一只能量转化效率高的电动机。设电池电压恒定不变为U，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后电流表的读数为I1，然后放手，当电动机正常转动时，电流表的读数为I2
（1）求该电动机的内阻为多少？
（2）该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为多少？（写出计算过程，用给定已知字母表示）
19、新冠疫情期间，ECMO(体外肺膜氧合)技术的使用挽救了许多危重患者的生命。ECMO技术的原理是将体内的静脉血引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人的静脉(如图甲)或动脉(如图乙)内，起到部分心肺替代作用，其主要设备包括氧合器、氧气泵、动力泵、监测系统、医用物理升温仪等。
(1)ECMO技术主要设备中的氧合器替代的是人体__ ___ (填器官名称)的功能。
(2)ECMO技术常被用于挽救肺功能丧失或心肺功能衰竭病人的生命，其中被用于挽救心肺功能衰竭病人生命的是图_____所示模式，判断依据是_______________________________。
(3)已知热交换器管道内血流量为5L/min，为了维持病人正常体温，需对流入人体的血液进行加热。若要将血液的温度从33℃提高到37℃，则血液每分钟需要从热交换器吸收多少热量？[Q吸＝cm(t－t0)，血液的比热容为0.85×103J/(kg·℃)，密度为1.05×103kg/m3]
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2022浙江省中考科学一轮复习模块三物质科学（物理部分）
第35讲 能量的转化与守恒 （作业）
1、下列用电器把电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇 B．电灯 C．电饭煲 D．电熨斗
[解析]电灯在工作时将电能转化为光能和内能，电熨斗和电饭锅在工作时将电能转化为内能，故BCD不符合题意；而电风扇可以将电能转化为机械能，故A符合题意。
[答案]A
2、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
[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。
[答案]C
3、水的比热容较大是水的一个特性，下列事例及现象中与水的这一特性无关的是（ ）
A．让热水流过散热器来取暖 B．在大的河流上建水电站，用水发电
C．沿海地区昼夜温差小 D．汽车发动机用水循环冷却
[解析] A、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以冬天暖气设备用热水供暖，故该选项不符合题意；B、在较大的河流上修建水电站用水发电，是将水的机械能转化为电能，与水的比热容无关，故该选项符合题意；C、因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，由此使得海边昼夜温差小，故该选项不符合题意；
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，所以用水冷却汽车发动机，故该选项不符合题意。
[答案]B
4、如图为一种自热火锅的构件图。该自热火锅的发热包内有铁粉、铝粉、炭粉、生石灰等物质，将发热包放到水中，会放出大量的热。有关该自热火锅的说法不合理的是（ ）
A．生石灰与水反应，会放出大量的热
B．设计出气孔的目的是避免使用时盒内气压过高
C．遇水能放出热量的物质都能作为发热包的内容物
D．使用过的发热包即使干燥后也不能重复使用
[解析]A、由化学知识可知，生石灰与水发生化学反应，会释放出大量的热量，故A正确；B、盒盖上有出气孔，这样会避免使用时盒内气压过高，能防止危险的发生；故B正确；C、发热包用于自热食品，要注意发热材料不能有强腐蚀性和毒性，所以不是遇水能放出热量的物质都能作为发热包的内容物，故C错误；D、使用过的发热包发生了化学变化，干燥后不能重复使用，故D正确。
[答案]C
5、2019年1月3日（农历十一月二十八），我国“嫦娥四号”探测器在月球背面软着陆，这是人类探测器首次成功登陆月球背面。下列关于“嫦娥四号”探测器在月球背面着陆前后的分析，符合实际的是（ ）
A．着陆时，探测器和月球位于图中的c点附近
B．探测器要有防水设计，因为环形山上有水
C．探测器着陆前要减速，因为与大气摩擦会生热
D．探测器在月球的着陆点能拍到地球的照片
[解析]A、由图可知月球转动方向，由于探测器需要登陆月球背面，所以探测器应在月球的后面a或c点附近，但由于a点时月球背面没有太阳光照射，所以，适合的着陆时机是在探测器和月球位于右图中的c点附近，故A正确；B、由于月球上没有水，所以探测器不需要有防水设计，故B错误；C、探测器着陆前会减速，由于月球上没有空气，所以不会与大气摩擦会生热，故C错误；D、探测器登陆月球背面，所以在月球的背面是看不到地球的，故没法拍到地球的照片，故D错误。
[答案]A
6、能量转化是非常普遍的现象，下列关于能量转化的叙述正确的是（ ）
A．洗衣机甩干衣服时，将内能转化为机械能
B．电池放电的过程，将电能转化为化学能
C．炉灶中烘焙燃烧时，将内能转化为化学能
D．用电热水器烧水时，将电能转化为内能
[解析]A、洗衣机甩干衣服，消耗电能使脱水桶转动，将电能转化为机械能，故A错误；B、电池放电的过程，将化学能转化为电能，故B错误；C、炉灶中烘焙燃烧时，将化学能转化为内能，故C错误；D、用电热水器烧水时，消耗电能，将电能转化为水的内能，故D正确；
[答案]D
7、为缓解电力紧张的状况，我国陆续建造了一些核电站。关于核电站，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆中发生的是核聚变
B．核电站使用的核燃料是石油或天然气
C．放射性元素放出的射线有α射线、β射线和γ射线
D．核电站发电的能量转化过程是：核能﹣机械能﹣内能﹣电能
[解析]A、核在裂变和聚变时都能释放能量，但是由于核聚变不容易控制，故核反应堆中发生的是可控的核裂变，故A错误；B、核电站使用的就是核燃料，而不是石油或天然气，故B错误；C、放射性元素主要是放出α射线、β射线和γ射线三种射线，故C正确；D、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，故D错误。
[答案]C
8、如图是核电站发电和供电的流程图。关于流程图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆将核能转化为电能 B．蒸汽轮机将机械能转化为内能
C．发电机将机械能转化为电能 D．各种用电器将其他形式的能转化为电能
[解析]A、核反应堆是通过裂变反应来释放核能的，将核能转化为内能，故A错误；B、水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，故B错误；C、蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能，故C正确；D、用电器是将电能转化为其他形式的能，故D错误。
[答案]C
9、下列事例中，物体间因发生热传递而导致内能改变的是（ ）
A．夏天双手紧紧捂住冰袋感觉凉爽 B．冬天两手相互摩擦感到暖和
C．用力将“摔炮”扔在地上而爆炸 D．用锯条锯木头，锯条会发热
[解析]A、夏天双手捂住冰袋感觉凉爽，这里没有能量的转化，而是能量的转移，是通过热传递改变物体内能的，故A符合题意；B、两手相互摩擦时，机械能转化为手的内能，手的内能增大、温度升高，是通过做功改变了物体的内能，故B不符合题意；C、用力将“摔炮”扔在地上时，使鞭炮与地面发生碰撞，机械能转化为内能，即通过做功的方式改变物体的内能，故C不符合题意；D、用锯条锯木头，锯条会发热，机械能转化为内能，是通过做功改变了物体的内能，故D不符合题意。
[答案]A
10、下列都是教材中的实验，其中为了说明“对物体做功，物体内能增加”的是( )
A．图甲：手帕摩擦塑料丝后，塑料丝散开 B．图乙：缝衣针与磁铁摩擦后，有了磁性
C．图丙：加热后，水蒸气把木塞冲出试管 D．图丁：迅速下压活塞后，浸过乙醚的棉花燃烧
[解析] A．图甲：手帕摩擦塑料丝后，塑料丝散开，说明同种电荷相互排斥，A不正确；B．图乙：缝衣针与磁铁摩擦后，有了磁性，说明缝衣针被磁化，B不正确；C．图丙：加热后，水蒸气把木塞冲出试管，说明物体对外做功，物体内能减小，温度下降，C不正确；D．图丁：迅速下压活塞后，浸过乙醚的棉花燃烧，这是因为压缩筒内空气做功，空气内能增加，温度升高，达到了乙醚的着火点，棉花才燃烧起来，D正确。
[答案]D
11、下列关于热现象的说法中正确的是( )
A．0℃的冰和0℃的水内能相等
B．物体的内能减少，它的温度一定降低
C．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同
[解析] A．0℃的冰和0℃的水虽然温度相等但质量等不一定相等，所以它们的]内能不一定相等，A不正确；B．物体的内能减少，它的温度不一定降低，如晶体凝固时放热内能减小，但温度不变，B不正确；C．热传递的条件是存在温度差，高温物体可能把热传递给低温物体，所以内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，C正确；D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但单位相同都是焦耳，D不正确。
[答案]C
12、如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力把小球向下压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球( )
A．运动至最高点时，受平衡力作用 B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C．从A点向上运动过程中，速度先增大后减小 D．从O点向上运动过程中，重力势能转化为动能
[解析] A.不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A错误；B.小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力，故B错误；C.从A点向上运动过程中，可分两个阶段，在小球到达O点前，小球所受合力方向向上，速度不断增大，离开O点后，其所受合力方向向下，速度不断变小，故其速度先增大后减小，故C正确；D.从O点向上运动过程中，小球的质量不变，速度变小，同时高度升高，故动能减小，重力势能增加，所以动能转化为重力势能，故D错误。
[答案]C
13、如图是一款太阳能LED灯，下列相关说法错误的是( )
A．LED灯是由半导体材料制成的 B．LED灯可以把太阳能转化为电能
C．太阳能是可再生能源 D．太阳能是太阳内部发生核裂变释放的能量
[解析]AA．LED灯是发光二极管，由半导体材料制成的，A正确；B．太阳能电池板可以把太阳能转化为电能，但LED灯是消耗电能发光的，把电能转化为光能，所以B正确；C．太阳能是可再生能源，可短时间内从自然界得到补充的能源，C正确；D．太阳能是太阳内部发生核聚变反应，即热核反应，D不正确。故D符合题意。
[答案]D
14、干冰可用于保鲜，但使用不当可能引起爆炸。有消防员做了以下实验：向一个380mL的塑料瓶中放入半瓶干冰，立即旋紧瓶盖，发现瓶内有白雾产生，30min后发生爆炸。向另一个550mL的塑料瓶中放入等量的干冰，再倒入170mL水，然后立即旋紧瓶盖，发现瓶内产生大量白雾，瓶子膨胀，仅过20s就爆炸。第二个瓶子中所加水的主要作用是( )
A．提供热能 B．作反应物 C．作催化剂 D．形成白雾
[解析]干冰是二氧化碳，自身温度低，当其与水接触时，会从水中，在第二个瓶子中，加水后，低温的干冰从水中迅速地吸热升华产生大量的气体，例瓶子迅速膨胀，从而发生爆炸，这个过程只发生物理变化，没有化学变化，所以只有A符合题意。
[答案]A
15、2018年4月1日，武汉“光谷量子号”有轨电车开始载客试运营，开通了交路1和交路2两条线路。交路2全长约20km，若电车某次跑完全程需要50min。
（1）“光谷量子号”采用了能量回收系统，例如电车下坡时为了保持匀速运动，采用带动发电机发电进行“刹车”，则在此过程中是将机械能转化为 能，并储存起来后供电车重新使用，所以更加节能环保；
（2）如果电车下坡时为了保持匀速运动，或进站时采用的是与普通汽车同样的刹车方式，机械能转化为内能，就无法重新供电车使用，说明能量转化具有一定的 。
[解析]（1）当电车下坡时，会带动发电机发电进行“刹车”，发电机工作时，将机械能转化为电能供电车使用，更加节能环保；（2）电车下坡制动刹车时消耗的机械能转化为内能，而这些内能却不能再次转化为汽车的机械能，说明能量的转移和转化具有方向性。
[答案]（1）电；（2）方向性
16、在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。其中丙图是 冲程，它与 图所示的演示实验原理相同。现有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程，成为六冲程汽油机，也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水，水在气缸内汽化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，这种汽油机一个工作循环有六个冲程。这种汽油机这样设计的目的是 。
[解析]（1）甲图对试管中的水加热，使试管中水的内能增大，水蒸气体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；乙图是用力将活塞压下，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。丙图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能。它与图甲所示的演示实验原理相同。（2）由题知，六冲程汽油机比原有的四冲程汽油机多做一次功，因此一个工作循环中共做功两次，因为利用了排气冲程后的余热，所以大大的提高了热机的效率，节约了能源。
[答案]做功；甲；提高了热机的效率
17、如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图，它既能遮阳，还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板(以下简称电池板)，其工作电路示意图如图乙所示，电池板将太阳能转化为电能(转化效率为10%)，为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电。设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1．2×103J(即为1．2×103W/m2)，电池板对蓄电池充电的功率为60W。蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时。不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则：
(1)电池板对蓄电池充电，是将电能转化为____能的过程。
(2)白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关____。
(3)10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为____W。
(4)要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电____小时，若充电电压为20V，则充电电流为____A。
(5)该百叶窗电池板的面积为________m2。
[解析] (1)电池板对蓄电池充电时，是将电能转化为化学能的过程；(2)由图乙知，要给蓄电池充电，需要闭合开关S1；(3)一盏节能灯正常工作时消耗的电功率为3W，则10盏同样的节能灯正常工作时的总电功率为10×3W＝30W；(4)因为蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时，说明充满电后的蓄电池具有的能量为：W＝nPt＝10×3W×6×3600s＝6.48×105J，当蓄电池的电量只有一半时，若要给蓄电池充满电，则需要充电能量为W＝0.5×6.48×105J＝3.24×105J，又由W＝Pt得电池板需对蓄电池充电的时间为：t＝＝＝5400s＝1.5h；若充电电压为U＝20V，则充电电流为I＝＝＝3A；(5)太阳的辐射功率为P辐射＝＝＝600W，设太阳辐射到每平方米电池板的功率为P1，则百叶窗电池板的面积为S＝＝＝0.5m2。
[答案]（1）化学 （2）S1 （3）30 （4）1.5； 3 （5）0.5
18、某同学准备参加玩具赛车比赛。他需要选择一只能量转化效率高的电动机。设电池电压恒定不变为U，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后电流表的读数为I1，然后放手，当电动机正常转动时，电流表的读数为I2
（1）求该电动机的内阻为多少？
（2）该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为多少？（写出计算过程，用给定已知字母表示）
[解析]（1）电动机不转动时为纯电阻用电器，由I＝U/R可得，电动机线圈的电阻：R=U/I1；
（2）当电动机正常转动时，消耗的电功率：PM＝UI2，电动机线圈的热功率：
P热＝I22R＝I22×U/I1=UI22/I1，输出机械功的功率：P机械＝PM﹣P热＝UI2- UI22/I1= UI2(I1-I2)/I1，
该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率：η=P机械/PM100%= UI2(I1-I2)/I1UI2×100%=(I1-I2)/I1×100%。
[答案]（1）该电动机的内阻为R=U/I1； （2）该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为(I1-I2)/I1×100%。
19、新冠疫情期间，ECMO(体外肺膜氧合)技术的使用挽救了许多危重患者的生命。ECMO技术的原理是将体内的静脉血引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人的静脉(如图甲)或动脉(如图乙)内，起到部分心肺替代作用，其主要设备包括氧合器、氧气泵、动力泵、监测系统、医用物理升温仪等。
(1)ECMO技术主要设备中的氧合器替代的是人体__ ___ (填器官名称)的功能。
(2)ECMO技术常被用于挽救肺功能丧失或心肺功能衰竭病人的生命，其中被用于挽救心肺功能衰竭病人生命的是图_____所示模式，判断依据是_______________________________。
(3)已知热交换器管道内血流量为5L/min，为了维持病人正常体温，需对流入人体的血液进行加热。若要将血液的温度从33℃提高到37℃，则血液每分钟需要从热交换器吸收多少热量？[Q吸＝cm(t－t0)，血液的比热容为0.85×103J/(kg·℃)，密度为1.05×103kg/m3]
[解析与答案]（1）肺 （2）乙；氧合后的血液直接进入主动脉，不需要依靠心脏将其压入主动脉
（3）V＝1min×5L/min＝5L＝5×10－3m3 m＝ρV＝1.05×103kg/m3×5×10－3m3＝5.25kg Q吸＝cm(t－t0)＝0.85×103J/(kg·℃)×5.25kg×(37℃－33℃)＝17850J 故血液每分钟需要从热交换器中吸收17850J热量。
21清风明月
