【备考2023】浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（二十）：核能、能量守恒【word，含答案解析】
文档属性
| 名称 | 【备考2023】浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（二十）：核能、能量守恒【word，含答案解析】 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 449.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-12 19:24:34 | ||
图片预览
文档简介
一、核能的利用
核能指原子核在转变过程中所释放出的能量。又称为原子能等。核反应包括重核裂变和轻核聚变两种类型。
重核裂变指原子量较大的原子核裂变成若干个较小原子核，同时释放巨大能量的过程。核裂变通过链式反应进行，其原理是通过中子轰击原子核，裂变后产生更多的中子，再由这些中子去撞击更多的原子核进行裂变的过程。目前核裂变的主要原料是铀元素和钚元素。较低浓度核裂变原料可用于核电原料，原子弹则需较高浓度的核裂变原料。目前的核电站都是采用可控条件下的重核裂变方式进行的，其能量转化过程为核能→内能→机械能→电能。
轻核聚变是指若干个原子量较小的原子核在极高温度下合成为一个稍大一点的原子核，同时释放出大量能量的过程。核聚变的条件是极高温度，所以又称为热核反应，氢弹通常需要原子弹来引爆就是这个道理。由于人类还不能对核聚变的进程进行控制，所以目前为止，轻核聚变的民用化还在研究过程中。
核反应具有放射性，主要放出α、β、γ等多种射线，高强度的放射线对生物具有极大的伤害，低强度的射线可以应用在医学、科研、生产实践中。
二、能量的转化与守恒
能量可以相互转化或转移。能量的转化过程会改变能量的形式，如可燃物燃烧可将化学能转化为内能，生物通过呼吸作用将化学能转化为内能，光伏发电能将光能直接转化为电能。能量的转移过程能量的形式不变，如热量可能从高温物体通过热传递转移到低温物体。
能量的转化和守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。能量的转化和转移都是具有方向性的，不能反过来转化。
从能量的转化和守恒定律可知，“永动机”是不能实现的，同时提高能量利用效率和节能对人类具有重要意义。
例1、下列四幅图片都来自于课本，对它们的描述符合实际的是（ ）
A.甲图实验中随着瓶内空气被抽出，听到的声音越来越弱
B.乙图可以表示四冲程汽油机中的压缩冲程
C.丙图实验在研究电磁感应现象中感应电流产生条件
D.丁图可以表示至今所建造的核电站里核反应堆的工作原理
例2、根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是( )
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
例3、下列关于核能说法正确的是( )
A．核反应堆中发生的链式反应是不可控制的
B．核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
C．核反应堆可将核能直接转化成电能
D．我国已建成可控核聚变反应堆
例4、以下对于放射线的说法正确的是( )
A．放射线无污染，无公害，使用时十分安全简单
B．利用放射线时，要进行有效的防护和防止污染
C．放射线对人畜伤害严重，有弊无利，难于利用
D．α射线和β射线是有益的，而γ射线是有害的
例5、火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越便捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式，若F1＝F2＞F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃？请用所学知识解释。
例6、如图，有一斜面高2.3米，质量为1千克铁球从斜面的A点下滑，经B点再撞击到水平面上C点的金属块。假设撞击时铁球的机械能有20%转化成内能，并全部被铁球吸收，（c铁＝0.46×103焦耳/（千克 ℃），不计摩擦和空气阻力），求：
（1）铁球下滑到斜面底端时，重力所做功的大小；
（2）铁球升高的温度；
（3）换用2千克的铁球重复上述实验，请比较两个铁球分别从B点到撞击C点金属块前所用时间的长短，并说明理由（势能表达式：E势＝mgh，动能表达式：）
1.在无风的环境中雨滴的降落可简化为两个过程，先加速竖直降落，后匀速竖直降落。雨滴(忽略质量变化)在( )
A.加速降落过程中只受重力作用
B.加速降落过程中机械能逐渐增大
C.匀速降落过程中减少的重力势能全都转化成内能
D.匀速降落过程中机械能保持不变
2.电动汽车作为新能源车的代表，近些年的销售额度持续走高；但同时电动车的性能可靠程度，比如刹车问题，也引起了社会的广泛讨论，以下说法错误的是（ ）
A．电动汽车充电时是将化学能转化为电能
B．传统汽车行驶时的机械能来源于内燃机的做功冲程
C．汽车紧急刹车时，轮胎与地面之间的摩擦为滑动摩擦
D．制动钳给刹车片的压力越大，刹车片和刹车盘之间的摩擦力越大
3.如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（ ）
A.该模型表示的是核聚变
B.该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C.该反应不会产生放射性物质
D.不能用该反应获得能量的方式来发电
4.不久前，甘肃武威钍基熔盐堆进行了试运行。钍基熔盐堆成功摆脱了之前铀和钚元素为燃料的核能发电模式，改用以放射性极低的钍元素为核燃料，在核能发电领域具有划时代意义。
（1）核电站的核心是核反应堆，它将核能转化为 能，再通过其他机械转化为机械能，最后转化为电能。
（2）目前核电站主要是用铀、钚等作为核燃料来发电，核反应类型是相同的。右侧两幅核变化示意图中，能形象描述这种核能获得方式的是图 。
5．小希在学校学习了项目化学习后，对家里的太阳能热水器展开了研究。
（1）太阳核心温度很高，是由于大量氢原子 （填“核聚变”或“核裂变”）反应变成氦原子，释放巨大能量。
（2）当太阳光线与太阳能热水器垂直时效果最好。如图所示，为了达到最好的集热效果，从夏季进入冬季时可将图中的α逐渐 （填“增大”或“减小”）。
6.汽车在给人们的出行带来便利的同时，也带来了能源消耗、尾气污染等问题。
材料一：如图是一辆小汽车行驶时的能耗分配图。汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量，大约只有13%用于驱动汽车前进，而其余87%的能量则被损耗掉了。
材料二：排出的尾气除了CO2、H2O外，还有CO、NO、NO2及未燃烧的碳氢化合物等有害气体。
结合材料：
（1）对汽车行驶时能量形式的转化与损耗途径作出分析。
（2）请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。
7．2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了一些月壤。月壤中含的“氦﹣3”被科学家称为“完美能源”。请回答下列问题：
（1）使用“氦﹣3”作为能源，需通过 （选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能。
（2）已知“嫦娥五号”着陆器点质量为2400千克、则着陆器停留在月球表面时受到的重力为多大？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的1/6）
（3）在返回过程中，探测器发动机以3000牛的推力将探测器成功送入离月球表面约15千米的预定轨道，用时6分钟。则探测器发动机的功率至少为多大？
1.如图所示是小明同学使用手机相机的“慢动作”功能拍摄的小球的运动轨迹，小球在1、2位置的高度相同。（假设小球接触地面并反弹的过程，无能量损耗）下面说法正确的是（ ）
A.小球在3位置速度为零，受到平衡力的作用
B.此过程只有小球的动能和重力势能之间的转化
C.小球在1、2位置的重力势能相同，1位置机械能比2位置时大
D.小球在1、2位置的重力势能相同，且机械能大小也相同
2下降的速度，所以1位置机械能比2位置时大，C正确；
D、由C分析可知右，D错误。
2.某电子打火机打火原理如图，压电陶瓷受到撞击时表面电荷重新分布，产生高电压，发出电火花点燃气体。撞击时，通过压电陶瓷实现的能量转化是________；放电时，两块压电陶瓷的连接方式是________联。
3.2020年4月2日，中科院的“人造太阳”EAST实现1亿度运行近10秒，为目前世界最长，其原理如下图。
（1）“人造太阳”获得核能的方式是________；
（2）“人造太阳”实验从上世纪50年代开始到现在已经进行了半个多世纪。下列观点中，属于支持继续进行这项研究的是：________（可多选）。
4．如图是我国西部某地区风力发电的外景。该地区空气密度为1.3kg/m3，一台风车的轮叶转动时可以形成面积为100m2的圆面。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。
平均风速（m/s） 5 10 15 20 25 30
1s内获得的能量（×104J） 4 8 12 16 20 24
（1）对表格进行分析，你发现风车获得的能量与风速有什么关系？
（2）若此地平均风速为15m/s，1台这样的风车10分钟获得的风能是多少？这么多能量若有42%被80kg初温为20℃的水吸收，水温可达到多少℃？（一个标准大气压下）
（3）若某时间内风速为10m/s，一台风车工作1小时所产生的电能供10只“220V100W”灯泡正常工作8h，求这台风车发电的效率。
答案及解析
例1、A
【解析】1、声音的传播需要介质，真空不能传播声音；
2、燃烧气体是气体膨胀，推动活塞向下做功，应该是做功冲程。压缩冲程时应该是活塞向下压缩气体；
3、图丙中外部电路有电源，所以线圈中通有电流，在磁铁的磁场中受力运动，是研究“通电导体在磁场中受力运动”；
4、目前用于核电站的主要是核裂变反应，核聚变反应能量释放难以控制，暂不用于核电站。
【解答】A：由于声音的传播需要介质，真空中不能传播声音，所以空气被抽出后声音越来越弱，描述符合实际，A正确；
B：乙图可以表示四冲程汽油机中的压缩冲程，错误，应该是气体推动活塞做功，是做功冲程，B错误；
C：丙图实验中外部有学生电源，线圈中已经有电流通过，所以研究的是“通电导体在磁场中受力运动”情况，不是电磁感应现象，C错误；，
D：丁图表示的是核聚变反应，而核电站中主要是核裂变反应，D错误。
例2、B
【解析】永动机是违反能量守恒定律的，因为任何机械工作中不可能没有能量损失，若“永动机”工作中只损失能量而不能得到补充，不可能永远工作下去。水沸腾汽化过程中需要不断吸热。出枪膛的子弹射穿木板后能量损失，速度将变慢。
例3、B
【解析】目前只有链式反应的过程是可控的，核反应堆就是利用可控的核裂变产生的能量进行发电。核反应堆发电的能量转化过程为核能→内能→机械能→电能，不能直接从核能一步转化为电能。核聚变反应堆正在研究中，距离实际民用还有一段路要走。
例4、B
【解析】各种放射线达到一定的强度会对各种生物都造成严重影响，但是人们可以利用射线进行医学研究、生物学研究、科研及生产实践等多方面的应用，利用放射线时，要进行有效的剂量控制、严格防护和防止污染。
例5、答：火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴滑动过程中，克服摩擦力做功越多，机械能转化为内能越多；内能增大，温度很高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。方式B中，柴头与擦火皮之间的压力最大，更容易点燃火柴。
例6、解：（1）铁球的重力：
G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N，
铁球下滑到斜面底端的过程中，重力做功：
W＝Gh＝10N×2.3m＝23J；
（2）由于铁球从斜面顶端无摩擦下滑，
所以该过程中铁球的机械能没有损失，则撞击时铁球的机械能等于最初的重力势能，即W机＝W＝23J，
根据题意和Q＝cm△t可得，铁球升高的温度：
△t0.01℃
（3）设小球到达B点速度为v，由题意可知小球在从开始下滑致达到水平面的过程中机械能守恒，故：mgh，解得，
由题意可知小球在BC段做匀速直线运动，又因s、v都相等，根据速度公式可知时间相等。
答：（1）铁球下滑到斜面底端时，重力所做功的大小为23J；
（2）铁球升高的温度为0.01℃；
（3）换用2千克的铁球重复上述实验，两个铁球分别从B点到撞击C点金属块前所用时间相等。
1.C
【解析】A.加速降落过程中既受重力作用，又与空气摩擦受到摩擦阻力，故A错误；
B.加速降落过程中，机械能会不断转化为空气的内能，因此机械能逐渐减小，故B错误；
C.匀速降落过程中，机械能会不断转化为空气的内能而减小，而重力势能减小动能却是不变的，因此减少的重力势能全部转化为内能，故C正确；
D.匀速降落过程中，重力势能减小而动能不变，根据机械能=动能+重力势能可知，机械能是减小的，故D错误。
2.解：A、电动汽车充电时是将电能转化为化学能，故A错误；
B、汽车内燃机的做功冲程是把内能转化为机械能，传统汽车行驶时的机械能来源于内燃机的做功冲程，故B正确；
C、汽车刹车时，轮胎不能滚动，因此轮胎与地面之间的摩擦为滑动摩擦，故C正确；
D、接触面粗糙程度一定时，制动钳给刹车片的压力越大，刹车片和刹车盘之间的摩擦力越大，故D正确。
故选：A。
3.B
【解析】A.根据图片可知，中子轰击重原子核，然后分解为质量较小的轻核，所以该模型表示的是核裂变，故A错误；
B.该反应产生的中子仍然具有很多能量，可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确；
C.该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；
D.可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故D错误。
4.解：（1）核电站的能量转化是核能转化为内能，再转化为机械能最后转化为电能。；
（2）核反应堆中发生的是可控制的核裂变，甲是核裂变，乙是核聚变，故选甲。
故答案为：（1）内；（2）甲。
5．解：（1）太阳内核温度很高，是大量氢原子在进行核聚变反应生成氦原子；
（2）我国位于北半球，夏季太阳照射地面的倾斜角度相对于冬季更小，即冬季照射地面的倾斜角度要逐步变大，要达到更好的集热效果，要使太阳光线与太阳能热水器垂直，则α要逐步增大。
故答案为：核聚变；增大。
6.答：（1）汽车行驶时的能量转化分析：汽油的化学能转化为气体内能，然后再转化为活塞机械能，最后为汽车机械能，转化率很低；
损耗途径分析：绝大部分是以热能形式损失的，部分是未完全燃烧的碳氢化合物损失，还有少量是汽油蒸发损失。
（2）技术改进建议：减少散热器、排气管和发动机的热损失；减少汽油的蒸发；使汽油充分燃烧；研制和使用混合动力或者纯电动的新能源汽车。
7．解：（1）使用“氦一3”作为能源，需通过轻核聚变释放其内部的核能；
（2）着陆器在地球上受到的重力：G＝mg＝2400kg×10N/kg＝24000N，
则在月球受到的重力：G′G24000N＝4000N；
（3）“嫦娥五号”上升器发动机做功：W＝Fs＝3000N×15×103m＝4.5×107J，
“嫦娥五号”上升器发动机的功率：P125000W。
答：（1）轻核聚变；
（2）着陆器停留在月球表面时受到的重力为4000N；
（3）“嫦娥五号”上升器发动机的功率为125000W。
1.C
【解析】A、小球在3位置速度为零 ，此时只受到向下重力的作用，小球不是平衡状态，A错误；
B、从小球每次反弹高度减小可知，小球是有能量损失的。如果只有动能和重力势能之间转化，小球是可以回到原来的高度的，B错误；
C、因为1、2位置高度相同，所以小球在1、2位置的重力势能相同，而1上升的速度大于2下降的速度，所以1位置机械能比2位置时大，C正确；
D、由C分析可知右，D错误。
2.机械能→电能(如把“机械能”写成“动能”也给分)；并
【解析】（1）物体运动具有机械能，发电则具有电能；撞击时，通过压电陶瓷实现的能量转化是机械能→电能；
（2）将压电陶瓷看作电磁，将电火花看作用电器，每块压电陶瓷都能独立产生电火花，即有两条通路存在，那么它们是并联。
3.（1）核聚变 （2）ABD
【解析】核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量。
（1）由图可知，氘原子和氚原子聚合形成氦原子并释放能量的过程，属于核聚变；
（2）A、人造太阳产生的辐射小，对环境基本无污染，属于支持该研究的观点；故A符合题意；
B、核能发电不排放二氧化碳，有助于缓解温室效应；故B符合题意；
C、核能利用投入大，条件苛刻，该观点属于不支持发展核能的观点；故C不符合题意；
D、核能能服务于人类，属于支持发展核能的观点；故D符合题意；
4．解：
（1）由表中数据可知，风车获得的能量随风速的增大而增大，并且成倍数的增加，所以风车获得的能量与风速成正比关系；
（2）10分钟获得的风能：
W＝12×104J×10×60s＝7.2×107J，
由题知，Q吸＝W×42%＝7.2×107J×42%，
∵Q吸＝cm△t，
即：7.2×107J×42%＝4.2×103J/（kg ℃）×80kg×△t，
解得：
△t＝90℃，
∵一个标准大气压下水的沸点为100℃
∴水的末温：
t＝100℃；
（3）风车工作1小时获得的能量：
W总＝8×104J/s×3600s＝2.88×108J；
风车工作1小时产生的电能：
W＝Pt＝10×100W×8×3600s＝2.88×107J；
故风车发电的效率：
η10%。
答：（1）风车获得的能量与风速成正比关系；
（2）1台这样的风车10分钟获得的风能是7.2×107J，水温可达到100℃；
（3）这台风车发电的效率为10%。
2023浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（二十）
核能、能量守恒
核能指原子核在转变过程中所释放出的能量。又称为原子能等。核反应包括重核裂变和轻核聚变两种类型。
重核裂变指原子量较大的原子核裂变成若干个较小原子核，同时释放巨大能量的过程。核裂变通过链式反应进行，其原理是通过中子轰击原子核，裂变后产生更多的中子，再由这些中子去撞击更多的原子核进行裂变的过程。目前核裂变的主要原料是铀元素和钚元素。较低浓度核裂变原料可用于核电原料，原子弹则需较高浓度的核裂变原料。目前的核电站都是采用可控条件下的重核裂变方式进行的，其能量转化过程为核能→内能→机械能→电能。
轻核聚变是指若干个原子量较小的原子核在极高温度下合成为一个稍大一点的原子核，同时释放出大量能量的过程。核聚变的条件是极高温度，所以又称为热核反应，氢弹通常需要原子弹来引爆就是这个道理。由于人类还不能对核聚变的进程进行控制，所以目前为止，轻核聚变的民用化还在研究过程中。
核反应具有放射性，主要放出α、β、γ等多种射线，高强度的放射线对生物具有极大的伤害，低强度的射线可以应用在医学、科研、生产实践中。
二、能量的转化与守恒
能量可以相互转化或转移。能量的转化过程会改变能量的形式，如可燃物燃烧可将化学能转化为内能，生物通过呼吸作用将化学能转化为内能，光伏发电能将光能直接转化为电能。能量的转移过程能量的形式不变，如热量可能从高温物体通过热传递转移到低温物体。
能量的转化和守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。能量的转化和转移都是具有方向性的，不能反过来转化。
从能量的转化和守恒定律可知，“永动机”是不能实现的，同时提高能量利用效率和节能对人类具有重要意义。
例1、下列四幅图片都来自于课本，对它们的描述符合实际的是（ ）
A.甲图实验中随着瓶内空气被抽出，听到的声音越来越弱
B.乙图可以表示四冲程汽油机中的压缩冲程
C.丙图实验在研究电磁感应现象中感应电流产生条件
D.丁图可以表示至今所建造的核电站里核反应堆的工作原理
例2、根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是( )
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
例3、下列关于核能说法正确的是( )
A．核反应堆中发生的链式反应是不可控制的
B．核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
C．核反应堆可将核能直接转化成电能
D．我国已建成可控核聚变反应堆
例4、以下对于放射线的说法正确的是( )
A．放射线无污染，无公害，使用时十分安全简单
B．利用放射线时，要进行有效的防护和防止污染
C．放射线对人畜伤害严重，有弊无利，难于利用
D．α射线和β射线是有益的，而γ射线是有害的
例5、火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越便捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式，若F1＝F2＞F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃？请用所学知识解释。
例6、如图，有一斜面高2.3米，质量为1千克铁球从斜面的A点下滑，经B点再撞击到水平面上C点的金属块。假设撞击时铁球的机械能有20%转化成内能，并全部被铁球吸收，（c铁＝0.46×103焦耳/（千克 ℃），不计摩擦和空气阻力），求：
（1）铁球下滑到斜面底端时，重力所做功的大小；
（2）铁球升高的温度；
（3）换用2千克的铁球重复上述实验，请比较两个铁球分别从B点到撞击C点金属块前所用时间的长短，并说明理由（势能表达式：E势＝mgh，动能表达式：）
1.在无风的环境中雨滴的降落可简化为两个过程，先加速竖直降落，后匀速竖直降落。雨滴(忽略质量变化)在( )
A.加速降落过程中只受重力作用
B.加速降落过程中机械能逐渐增大
C.匀速降落过程中减少的重力势能全都转化成内能
D.匀速降落过程中机械能保持不变
2.电动汽车作为新能源车的代表，近些年的销售额度持续走高；但同时电动车的性能可靠程度，比如刹车问题，也引起了社会的广泛讨论，以下说法错误的是（ ）
A．电动汽车充电时是将化学能转化为电能
B．传统汽车行驶时的机械能来源于内燃机的做功冲程
C．汽车紧急刹车时，轮胎与地面之间的摩擦为滑动摩擦
D．制动钳给刹车片的压力越大，刹车片和刹车盘之间的摩擦力越大
3.如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（ ）
A.该模型表示的是核聚变
B.该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C.该反应不会产生放射性物质
D.不能用该反应获得能量的方式来发电
4.不久前，甘肃武威钍基熔盐堆进行了试运行。钍基熔盐堆成功摆脱了之前铀和钚元素为燃料的核能发电模式，改用以放射性极低的钍元素为核燃料，在核能发电领域具有划时代意义。
（1）核电站的核心是核反应堆，它将核能转化为 能，再通过其他机械转化为机械能，最后转化为电能。
（2）目前核电站主要是用铀、钚等作为核燃料来发电，核反应类型是相同的。右侧两幅核变化示意图中，能形象描述这种核能获得方式的是图 。
5．小希在学校学习了项目化学习后，对家里的太阳能热水器展开了研究。
（1）太阳核心温度很高，是由于大量氢原子 （填“核聚变”或“核裂变”）反应变成氦原子，释放巨大能量。
（2）当太阳光线与太阳能热水器垂直时效果最好。如图所示，为了达到最好的集热效果，从夏季进入冬季时可将图中的α逐渐 （填“增大”或“减小”）。
6.汽车在给人们的出行带来便利的同时，也带来了能源消耗、尾气污染等问题。
材料一：如图是一辆小汽车行驶时的能耗分配图。汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量，大约只有13%用于驱动汽车前进，而其余87%的能量则被损耗掉了。
材料二：排出的尾气除了CO2、H2O外，还有CO、NO、NO2及未燃烧的碳氢化合物等有害气体。
结合材料：
（1）对汽车行驶时能量形式的转化与损耗途径作出分析。
（2）请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。
7．2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了一些月壤。月壤中含的“氦﹣3”被科学家称为“完美能源”。请回答下列问题：
（1）使用“氦﹣3”作为能源，需通过 （选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能。
（2）已知“嫦娥五号”着陆器点质量为2400千克、则着陆器停留在月球表面时受到的重力为多大？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的1/6）
（3）在返回过程中，探测器发动机以3000牛的推力将探测器成功送入离月球表面约15千米的预定轨道，用时6分钟。则探测器发动机的功率至少为多大？
1.如图所示是小明同学使用手机相机的“慢动作”功能拍摄的小球的运动轨迹，小球在1、2位置的高度相同。（假设小球接触地面并反弹的过程，无能量损耗）下面说法正确的是（ ）
A.小球在3位置速度为零，受到平衡力的作用
B.此过程只有小球的动能和重力势能之间的转化
C.小球在1、2位置的重力势能相同，1位置机械能比2位置时大
D.小球在1、2位置的重力势能相同，且机械能大小也相同
2下降的速度，所以1位置机械能比2位置时大，C正确；
D、由C分析可知右，D错误。
2.某电子打火机打火原理如图，压电陶瓷受到撞击时表面电荷重新分布，产生高电压，发出电火花点燃气体。撞击时，通过压电陶瓷实现的能量转化是________；放电时，两块压电陶瓷的连接方式是________联。
3.2020年4月2日，中科院的“人造太阳”EAST实现1亿度运行近10秒，为目前世界最长，其原理如下图。
（1）“人造太阳”获得核能的方式是________；
（2）“人造太阳”实验从上世纪50年代开始到现在已经进行了半个多世纪。下列观点中，属于支持继续进行这项研究的是：________（可多选）。
4．如图是我国西部某地区风力发电的外景。该地区空气密度为1.3kg/m3，一台风车的轮叶转动时可以形成面积为100m2的圆面。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。
平均风速（m/s） 5 10 15 20 25 30
1s内获得的能量（×104J） 4 8 12 16 20 24
（1）对表格进行分析，你发现风车获得的能量与风速有什么关系？
（2）若此地平均风速为15m/s，1台这样的风车10分钟获得的风能是多少？这么多能量若有42%被80kg初温为20℃的水吸收，水温可达到多少℃？（一个标准大气压下）
（3）若某时间内风速为10m/s，一台风车工作1小时所产生的电能供10只“220V100W”灯泡正常工作8h，求这台风车发电的效率。
答案及解析
例1、A
【解析】1、声音的传播需要介质，真空不能传播声音；
2、燃烧气体是气体膨胀，推动活塞向下做功，应该是做功冲程。压缩冲程时应该是活塞向下压缩气体；
3、图丙中外部电路有电源，所以线圈中通有电流，在磁铁的磁场中受力运动，是研究“通电导体在磁场中受力运动”；
4、目前用于核电站的主要是核裂变反应，核聚变反应能量释放难以控制，暂不用于核电站。
【解答】A：由于声音的传播需要介质，真空中不能传播声音，所以空气被抽出后声音越来越弱，描述符合实际，A正确；
B：乙图可以表示四冲程汽油机中的压缩冲程，错误，应该是气体推动活塞做功，是做功冲程，B错误；
C：丙图实验中外部有学生电源，线圈中已经有电流通过，所以研究的是“通电导体在磁场中受力运动”情况，不是电磁感应现象，C错误；，
D：丁图表示的是核聚变反应，而核电站中主要是核裂变反应，D错误。
例2、B
【解析】永动机是违反能量守恒定律的，因为任何机械工作中不可能没有能量损失，若“永动机”工作中只损失能量而不能得到补充，不可能永远工作下去。水沸腾汽化过程中需要不断吸热。出枪膛的子弹射穿木板后能量损失，速度将变慢。
例3、B
【解析】目前只有链式反应的过程是可控的，核反应堆就是利用可控的核裂变产生的能量进行发电。核反应堆发电的能量转化过程为核能→内能→机械能→电能，不能直接从核能一步转化为电能。核聚变反应堆正在研究中，距离实际民用还有一段路要走。
例4、B
【解析】各种放射线达到一定的强度会对各种生物都造成严重影响，但是人们可以利用射线进行医学研究、生物学研究、科研及生产实践等多方面的应用，利用放射线时，要进行有效的剂量控制、严格防护和防止污染。
例5、答：火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴滑动过程中，克服摩擦力做功越多，机械能转化为内能越多；内能增大，温度很高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。方式B中，柴头与擦火皮之间的压力最大，更容易点燃火柴。
例6、解：（1）铁球的重力：
G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N，
铁球下滑到斜面底端的过程中，重力做功：
W＝Gh＝10N×2.3m＝23J；
（2）由于铁球从斜面顶端无摩擦下滑，
所以该过程中铁球的机械能没有损失，则撞击时铁球的机械能等于最初的重力势能，即W机＝W＝23J，
根据题意和Q＝cm△t可得，铁球升高的温度：
△t0.01℃
（3）设小球到达B点速度为v，由题意可知小球在从开始下滑致达到水平面的过程中机械能守恒，故：mgh，解得，
由题意可知小球在BC段做匀速直线运动，又因s、v都相等，根据速度公式可知时间相等。
答：（1）铁球下滑到斜面底端时，重力所做功的大小为23J；
（2）铁球升高的温度为0.01℃；
（3）换用2千克的铁球重复上述实验，两个铁球分别从B点到撞击C点金属块前所用时间相等。
1.C
【解析】A.加速降落过程中既受重力作用，又与空气摩擦受到摩擦阻力，故A错误；
B.加速降落过程中，机械能会不断转化为空气的内能，因此机械能逐渐减小，故B错误；
C.匀速降落过程中，机械能会不断转化为空气的内能而减小，而重力势能减小动能却是不变的，因此减少的重力势能全部转化为内能，故C正确；
D.匀速降落过程中，重力势能减小而动能不变，根据机械能=动能+重力势能可知，机械能是减小的，故D错误。
2.解：A、电动汽车充电时是将电能转化为化学能，故A错误；
B、汽车内燃机的做功冲程是把内能转化为机械能，传统汽车行驶时的机械能来源于内燃机的做功冲程，故B正确；
C、汽车刹车时，轮胎不能滚动，因此轮胎与地面之间的摩擦为滑动摩擦，故C正确；
D、接触面粗糙程度一定时，制动钳给刹车片的压力越大，刹车片和刹车盘之间的摩擦力越大，故D正确。
故选：A。
3.B
【解析】A.根据图片可知，中子轰击重原子核，然后分解为质量较小的轻核，所以该模型表示的是核裂变，故A错误；
B.该反应产生的中子仍然具有很多能量，可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确；
C.该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；
D.可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故D错误。
4.解：（1）核电站的能量转化是核能转化为内能，再转化为机械能最后转化为电能。；
（2）核反应堆中发生的是可控制的核裂变，甲是核裂变，乙是核聚变，故选甲。
故答案为：（1）内；（2）甲。
5．解：（1）太阳内核温度很高，是大量氢原子在进行核聚变反应生成氦原子；
（2）我国位于北半球，夏季太阳照射地面的倾斜角度相对于冬季更小，即冬季照射地面的倾斜角度要逐步变大，要达到更好的集热效果，要使太阳光线与太阳能热水器垂直，则α要逐步增大。
故答案为：核聚变；增大。
6.答：（1）汽车行驶时的能量转化分析：汽油的化学能转化为气体内能，然后再转化为活塞机械能，最后为汽车机械能，转化率很低；
损耗途径分析：绝大部分是以热能形式损失的，部分是未完全燃烧的碳氢化合物损失，还有少量是汽油蒸发损失。
（2）技术改进建议：减少散热器、排气管和发动机的热损失；减少汽油的蒸发；使汽油充分燃烧；研制和使用混合动力或者纯电动的新能源汽车。
7．解：（1）使用“氦一3”作为能源，需通过轻核聚变释放其内部的核能；
（2）着陆器在地球上受到的重力：G＝mg＝2400kg×10N/kg＝24000N，
则在月球受到的重力：G′G24000N＝4000N；
（3）“嫦娥五号”上升器发动机做功：W＝Fs＝3000N×15×103m＝4.5×107J，
“嫦娥五号”上升器发动机的功率：P125000W。
答：（1）轻核聚变；
（2）着陆器停留在月球表面时受到的重力为4000N；
（3）“嫦娥五号”上升器发动机的功率为125000W。
1.C
【解析】A、小球在3位置速度为零 ，此时只受到向下重力的作用，小球不是平衡状态，A错误；
B、从小球每次反弹高度减小可知，小球是有能量损失的。如果只有动能和重力势能之间转化，小球是可以回到原来的高度的，B错误；
C、因为1、2位置高度相同，所以小球在1、2位置的重力势能相同，而1上升的速度大于2下降的速度，所以1位置机械能比2位置时大，C正确；
D、由C分析可知右，D错误。
2.机械能→电能(如把“机械能”写成“动能”也给分)；并
【解析】（1）物体运动具有机械能，发电则具有电能；撞击时，通过压电陶瓷实现的能量转化是机械能→电能；
（2）将压电陶瓷看作电磁，将电火花看作用电器，每块压电陶瓷都能独立产生电火花，即有两条通路存在，那么它们是并联。
3.（1）核聚变 （2）ABD
【解析】核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量。
（1）由图可知，氘原子和氚原子聚合形成氦原子并释放能量的过程，属于核聚变；
（2）A、人造太阳产生的辐射小，对环境基本无污染，属于支持该研究的观点；故A符合题意；
B、核能发电不排放二氧化碳，有助于缓解温室效应；故B符合题意；
C、核能利用投入大，条件苛刻，该观点属于不支持发展核能的观点；故C不符合题意；
D、核能能服务于人类，属于支持发展核能的观点；故D符合题意；
4．解：
（1）由表中数据可知，风车获得的能量随风速的增大而增大，并且成倍数的增加，所以风车获得的能量与风速成正比关系；
（2）10分钟获得的风能：
W＝12×104J×10×60s＝7.2×107J，
由题知，Q吸＝W×42%＝7.2×107J×42%，
∵Q吸＝cm△t，
即：7.2×107J×42%＝4.2×103J/（kg ℃）×80kg×△t，
解得：
△t＝90℃，
∵一个标准大气压下水的沸点为100℃
∴水的末温：
t＝100℃；
（3）风车工作1小时获得的能量：
W总＝8×104J/s×3600s＝2.88×108J；
风车工作1小时产生的电能：
W＝Pt＝10×100W×8×3600s＝2.88×107J；
故风车发电的效率：
η10%。
答：（1）风车获得的能量与风速成正比关系；
（2）1台这样的风车10分钟获得的风能是7.2×107J，水温可达到100℃；
（3）这台风车发电的效率为10%。
2023浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（二十）
核能、能量守恒
同课章节目录