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[备战2023] 中考科学三轮冲刺情景类题目训练：功和能
1、2022年，工程师开发出一种“可穿戴微电网”，当人体运动时，穿戴设备通过摩擦发电，这些电可以收集并存储起来为小型电子设备供电。“可穿戴微电网”摩擦发电过程中的能量转化是 能转化成电能，该过程中能量 (填“守恒”或“不守恒”)。
2、2022年9月2日，我国自主研制的全球最大吨位全地面起重机在调试现场将173吨重的砝码，吊离地面160米，宣告“全球第一吊”首吊成功，刷新了全地面起重机最高最大吊重世界纪录。
（1）砝码在被吊起过程中，以 为参照物是运动的，起重机对砝码做功为 焦。
（2）全地面起重机主要用于风电机组的安装，起吊风机时，起重机通常会使用宽大的支腿垫，该支腿垫的作用是 。
3、2022年2月，第24届冬奥会在北京成功举办，大盘高科技惊艳全球，助力节能、环保。
（1）用来消毒的二氧化氯能瞬间杀灭空气中的病毒，同时对人体安全、无毒，从而达到环保目的。二氧化氯的化学式为CIO2，其中氯元素的化合价为 价。
（2）用来制冰的二氧化碳气体被吸入压缩机，经过机械压缩后成为了高温、高压的超临界流体，再通过节流阀膨胀后成为低温流体，经循环泵被均匀输送到埋设在场馆冰面之下的蒸发盘管中，给冰面提供所需的低温，从而达到节能目的。二氧化碳气体是通过 (填“做功”或“热传递”)方式成为高温高压的超临界流体。
4、如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。
（1） 核能的释放有重核裂变和轻核聚变两种途径，“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过 的途径释放出巨大能量，从而获得高温。
（2） 人造太阳加热功率超过1×1012瓦，若利用人造太阳发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 J。
（第4题图） （第5题图）
5、2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富展示了中国空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、物体运动、液体表面张力等现象，并与地面课堂进行实时交流。
（1）根据航天员讲解得知：空间站是利用电解水来产生人体呼吸所需要的氧气，在电解水过程中的能量转化是将电能转化为 。
（2）以下科学实验能在太空站完成的是： (填序号)。
①测定小灯泡额定功率 ②测定溶液的酸碱性 ③探究杠杆平衡的条件
（3）三位航天员为了对抗失重对身体造成的影响，需要加强体育锻炼，常见的器械有弹力带和太空自行车，他们运动过后也会感觉到肌肉酸胀，是因为肌肉细胞内发生了无氧呼吸，该过程属于 (选填“同化作用”或“异化作用”)。
6、北京时间2022年11月12日10时03分，搭载天舟五号货运飞船的长征七号火箭，在我国文昌航天发射场点火发射(如图甲所示)，约10分钟后，天舟五号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，飞船太阳能帆板顺利展开工作( 如图乙所示)，发射取得圆满成功。
（1）火箭点火，燃料燃烧发生的是 (选填：“物理”或“化学")变化。
（2）搭载在飞船上的补给物资送达我国空间站时，补给物资的质量将 (选填：“变大”、“变小”或“不变”)。
（3）飞船太阳能帆板顺利展开工作，就是在太阳光照射下，能为飞船上的电器设备提供能量。太阳能帆板工作时是将 能转化为 能 。
7、“辽宁舰”服役，圆了中国航母梦。如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。
（1）牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮均为 (选填“定滑轮”或“动滑轮”)
（2）气缸内的蒸汽体积膨胀，对外做功，它的内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的动能，这时从能量转化角度讲，相当于内燃机的 冲程。
8、2021年9月17日，神舟十二号搭载三名航天员并在轨道运行3个月后，平安降落在东风着陆场预定区域。返回舱落入大气层时，与空气剧烈摩擦的情形，返回舱表面温度升高，这是通过 的方式改变物体内能，返回舱加速下落的过程中，它的机械能 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
9、图中这是一款世界首款飞行汽车-Transition，它拥有两个座位、四个轮子和能够折叠的翅膀，使用汽油为燃料，既能像轿车一样在公路上行驶，又能像直升飞机一样实现起降、悬停、飞行。
（1）当飞行汽车从地面上加速上升时，其机械能 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）这种飞行汽车行驶、飞行所需的能量来自汽油，这种储存在汽油里的能量形式是 。
10、2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带月壤样品返回地球大气层，采用了类似“打水漂”的方式与空气多次摩擦消耗更多的机械能，从而达到减速的目的，其运动轨迹简化如图所示。
（1）300千克的返回器携带2千克月壤飞离月球时，若在3000牛的推力作用下，沿力的方向飞行了15000米，则该过程中推力做功 J。
（2）从“再次进入”至“着落”的过程中，月壤样品的重力势能 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
（第10题图） （第11题图）
11、1964年10月16日，我国第一颗原子弹爆炸成功!2003年10月16日，我国首次载人航天飞行圆满成功!2021年10月16日，神舟十三号发射圆满成功!为此，人民日报发了一条微博——“跨越时空的同一天”。
（1）如图是地球公转示意图。10月16日，地球位于图中 (填字母)点附近。
（2）核能的释放有两种途径，其中原子弹爆炸时核能是通过 的途径释放。
12、2020年11月27日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首推--福清核电5号机组首次并网成功。“华龙一号”是世界上安全标准最高的核电站之一，确保我国在安全的基础上高效发展核电。
（1）目前我国核电包括“华龙一号”燃料在核反应堆中发生的是 （填“重核裂变”或“氢核聚变”）。
（2）早在2011年日本福岛核电站因地震发生事故，造成堆芯迅速升温，包括金属锆Zr在高温下与水蒸气作用生成氧化锆（ZrO2）和大量氢气，并引起氢气爆炸，造成大量放射性物质泄露。请写出金属锆Zr在高温下与水蒸气反应的化学方程式： 。
13、目前杭州垃圾发电有三张“大嘴”，杭州锦江环保能源有限公司“胃口”最大，可日吞800吨垃圾，日发电43万千瓦时；杭州生活垃圾焚烧发电厂潜力最大，现在日吞垃圾600吨，日发电量10万千瓦时；杭州余杭锦江环保能源有限公司日吞垃圾200吨，日发电14万千瓦时。这意味着目前杭州每天3000多吨城市生活垃圾有一半被垃圾发电“吞吃”。据悉剩下的垃圾则全部拉到天子岭垃圾填埋场进行填埋，并通过填埋产生的沼气进行发电。填埋是目前全球垃圾处理的主要方式，传统的垃圾处理方式是将垃圾集中填埋，让其自行发酵。在发酵过程中会产生二氧化碳和甲烷等废气，易造成常规污染。请利用所学科学知识回答下列问题：
（1）垃圾焚烧发电时能量转化情况是：化学能→ → →电能。
（2）制沼气时离不开甲烷细菌，它的代谢类型是异养厌氧型，它与酵母菌在细胞结构上最大的区别是 。
（3）若垃圾焚烧发电时的总效率为η，焚烧m吨垃圾发电w千瓦时，则生活垃圾的平均燃烧值约为 J/kg
14、“宁波激活城市经济活力的做法一直都很创新”：2023年2月13日起，每天20时后及法定节假日全天，宁波地铁1~5号线全线网免费。宁波轨道交通1号线全长约46 km，地铁车在运行过程中的最快时速为80 km/h。
（1）如果1号线列车全线运行时间约为40min，则该列车全程的平均速度是多少 .
（2）在地铁的站台边都有屏蔽门，把站台和列车运行区域隔开，这可以防止因列车高速驶过的时空气流速大，压强 ，造成乘客卷人列车安全事故。
（3）地铁机车在大小为5×104N的牵引力作用下，以最快速度匀速正常行驶1 km，此过程中地铁牵引力做功的功率为多少 (结果用科学记数法表示，保留2位小数)
15、2023年1月16日，我国第一首艘具有破冰功能的大型航标船“海巡156”轮在天津正式投入使用，填补了我国航标船无破冰能力的空白。“海巡156”轮能以5节航速连续冲破0.5米厚的冰层，有效保障了北方海区航道畅通。(1节航速约为1.8km/h，海水密度取1.0×103kg/m3)
（1）当“海巡156”轮航行于海面时，它的排水量(排水量就是轮船装满货物时排开水的质量)约为2400吨，此时船身浸在海水中的体积为多少？
（2）“海巡156”轮采用全电力驱动，若航行过程中保持输出功率为2.1×103kw，则它以5节航速连续冲破20米长的冰层，需消耗多少电能？
16、第24届冬季奥林匹克运动会于2022年春在我国顺利举办，本届奥运会践行了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的理念。使用了大量的新技术新材料，给全世界观众展示了一场无与伦比“体育盛宴”。
（1）为减少空气阻力，本届冬奥会速滑竞赛服使用了蜂窝样式的聚氨酯材料（C10H5N2O2C6H14O3）n]聚氨酯是一种 （选填“金属”或“有机合成”）材料，聚氨酯中氢元素与氧元素的质量比为 ；
（2）冬奥会使用氢氧燃料电池为动力的汽车，图甲是利用铁酸锌（ZnFe2O4)循环制氢气的流程图，下列说法正确的是 （选填序号）
A．ZnFe2O4的Fe化合价是+2 B．该流程中可以循环使用的物质只有ZnFe2O4
C．ZnFe2O4是 一种氧化物 D．该循环制氢的过程中需要不断补充 H2O
（3）本届冬奥会共有水陆两栖、防疫、餐饮和物流等五大类20多种机器人参与，如图乙为某型消毒机器人以40W的功率在水平地面上以0.4m/s的速度匀速前进10s，求该机器人行进过程中受到地面对它的阻力。
17、日本政府准备将福岛第一核电站近130吨核废水排入太平洋，消息一出立刻引起了亚太地区乃至世界各国的不安。媒体报道：福岛核电站的废水中含有大量的放射性碘-131和铯-137，在海洋环境中，放射性物质会通过食物链污染鱼类，最终进入人体，可能对人体DNA产生影响，并造成基因损害。
（1）核电站是利用原子核发生的核 (选填“裂变”或“聚变”)产生的核能来发电的。
（2）核污水中的放射性物质属于影响海洋生物的 (选填 “非生物”或“生物”)因素。放射性物质可能对人体基因造成损害，由此导致遗传物质的变化所引起的变异属于 的变异 (选填“可遗传”或“不可遗传”)。
（3）健康成年人饮食中缺碘时可能会得____。
A．呆小症 B．地方性甲状腺肿 C．甲状腺机能亢进 D．侏儒症
（4）堆芯熔毁是指核燃料所在反应堆芯最终熔化，是核电事故中最严重的事态。福岛第一核电站机组反应堆芯锆合金与水蒸气反应产生氢气，其反应方程式为：Zr+2H2O==ZrO2+2H2↑，当放出的氢气接触外界的氧气时发生剧烈反应，导致连续爆炸
①锆元素的相关信息如图所示。一个锆原子的核外电子数为 。
②锆和水蒸气间发生的反应属于基本反应类型中的 反应。
（5）氘是核聚变的原料之一，1L海水中大约有0.03g氘，发生核聚变释放出的能量相当于燃烧200kg汽油(已知每千克汽油完全燃烧释放出的热量为4.6×107焦)。计算：50L海水中的氘发生聚变时能释放出多少焦的能量 若每户人家每月用电460千瓦时，则这些电可供给多少户这样的人家用一个月 (计算结果四舍五入取整数)
18、随着智能科技的发展，苏州、重庆等多个城市都开通了公开道路常态化运营的无人公交车。目前我国公开道路无人公交路线总长为54.6km，位居世界第一、如图一所示是一款纯电动无人驾驶小型公交车，它依靠激光雷达、摄像头以及5G网络等设备来实现自动驾驶。该车主要性能参数如表中数据，请回答下列问题：
（1）该无人驾驶公交车空载时对地面的压强是多少帕？
（2）某市公开道路无人驾驶公交线路总长约15km，若该车以36km/h的速度匀速驶完全程，共需要多少分钟？
（3）若该车以36km/h的速度匀速驶完无人驾驶公交线路的全程，则该车所受到的最大摩擦力是多少牛？该车牵引力所做的功是多少焦？
19、在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。如图甲是他在决赛中的部分飞行轨迹，图乙是运动简图。运动员以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h且AB＝BC（AB、BC两个面粗糙程度相同）。若空气阻力忽略不计，假定运动员滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦力所做的功。运动员在运动过程中动能变化的部分曲线图如图丙所示：
（1）下列选项能正确反应运动员在CD段动能变化曲线的是________。
A．B．C．
（2）运动员从A点到D点整个过程中能量是否守恒？请用所学的科学知识进行解释。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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[备战2023] 中考科学三轮冲刺情景类题目训练：功和能
1、2022年，工程师开发出一种“可穿戴微电网”，当人体运动时，穿戴设备通过摩擦发电，这些电可以收集并存储起来为小型电子设备供电。“可穿戴微电网”摩擦发电过程中的能量转化是 能转化成电能，该过程中能量 (填“守恒”或“不守恒”)。
【答案】机械；守恒
【解析】 “可穿戴微电网”摩擦发电过程中的能量转化是机械能转化成电能，该过程中能量守恒。
2、2022年9月2日，我国自主研制的全球最大吨位全地面起重机在调试现场将173吨重的砝码，吊离地面160米，宣告“全球第一吊”首吊成功，刷新了全地面起重机最高最大吊重世界纪录。
（1）砝码在被吊起过程中，以 为参照物是运动的，起重机对砝码做功为 焦。
（2）全地面起重机主要用于风电机组的安装，起吊风机时，起重机通常会使用宽大的支腿垫，该支腿垫的作用是 。
【答案】（1）地面；2.768×108
（2）增大起重机与地面的受力面积，从而减小起重机对地面的压强，这样不容易损坏地面
【解析】（1）砝码在被吊起过程中，它相对地面的位置不断改变，因此它是运动的，此时选择参照物为地面。砝码的重力为G=mg=173000kg×10N/kg=1.73×106N，起重机对砝码做功：W=Gh=1.73×106N×160m=2.76×108J。（2）起吊风机时，起重机通常会使用宽大的支腿垫，该支腿垫的作用是：增大起重机与地面的受力面积，从而减小起重机对地面的压强，这样不容易损坏地面。
3、2022年2月，第24届冬奥会在北京成功举办，大盘高科技惊艳全球，助力节能、环保。
（1）用来消毒的二氧化氯能瞬间杀灭空气中的病毒，同时对人体安全、无毒，从而达到环保目的。二氧化氯的化学式为CIO2，其中氯元素的化合价为 价。
（2）用来制冰的二氧化碳气体被吸入压缩机，经过机械压缩后成为了高温、高压的超临界流体，再通过节流阀膨胀后成为低温流体，经循环泵被均匀输送到埋设在场馆冰面之下的蒸发盘管中，给冰面提供所需的低温，从而达到节能目的。二氧化碳气体是通过 (填“做功”或“热传递”)方式成为高温高压的超临界流体。
【答案】（1）+4 （2）做功
【解析】（1）在ClO2中，O的化合价为-2，根据正负化合价代数和为零得到：x+（-2）×2=0，解得：x=+4。（2）根据“经过机械压缩后成为了高温、高压的超临界流体”可知，二氧化碳气体是通过做功的方式成为高温高压的超临界流体的。
4、如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。
（1） 核能的释放有重核裂变和轻核聚变两种途径，“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过 的途径释放出巨大能量，从而获得高温。
（2） 人造太阳加热功率超过1×1012瓦，若利用人造太阳发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 J。
【答案】（1）轻核聚变 （2）2.16×1015
【解析】（1）“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过轻核聚变的途径释放出巨大能量，从而获得高温。（2）每小时人造太阳的发热量：Q=Pt=1×1012W×3600s=3.6×1015J；每小时发电量为：W=ηQ=3.6×1015J×60%=2.16×1015J。
5、2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富展示了中国空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、物体运动、液体表面张力等现象，并与地面课堂进行实时交流。
（1）根据航天员讲解得知：空间站是利用电解水来产生人体呼吸所需要的氧气，在电解水过程中的能量转化是将电能转化为 。
（2）以下科学实验能在太空站完成的是： (填序号)。
①测定小灯泡额定功率 ②测定溶液的酸碱性 ③探究杠杆平衡的条件
（3）三位航天员为了对抗失重对身体造成的影响，需要加强体育锻炼，常见的器械有弹力带和太空自行车，他们运动过后也会感觉到肌肉酸胀，是因为肌肉细胞内发生了无氧呼吸，该过程属于 (选填“同化作用”或“异化作用”)。
【答案】（1）化学能 （2）①② （3）异化作用
【解析】（1）空间站是利用电解水来产生人体呼吸所需要的氧气，此过程将电能转化为机械能；（2）太空中失重，所以③探究杠杆平衡的条件无法完成；①和②都是能完成的；（3）肌肉细胞进行无氧呼吸，将有机物分解为乳酸，属于异化作用。
6、北京时间2022年11月12日10时03分，搭载天舟五号货运飞船的长征七号火箭，在我国文昌航天发射场点火发射(如图甲所示)，约10分钟后，天舟五号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，飞船太阳能帆板顺利展开工作( 如图乙所示)，发射取得圆满成功。
（1）火箭点火，燃料燃烧发生的是 (选填：“物理”或“化学")变化。
（2）搭载在飞船上的补给物资送达我国空间站时，补给物资的质量将 (选填：“变大”、“变小”或“不变”)。
（3）飞船太阳能帆板顺利展开工作，就是在太阳光照射下，能为飞船上的电器设备提供能量。太阳能帆板工作时是将 能转化为 能 。
【答案】（1）化学 （2）不变 （3）太阳（或光）；电
【解析】（1）火箭点火后，燃料燃烧生成水，并放出大量的热，因此发生的是化学变化。（2）搭载在飞船上的补给物资送达我国空间站时，虽然补给物资的位置发生改变，但是补给物资的质量将保持不变。（3）太阳能帆板工作时是将太阳能转化为电能。
7、“辽宁舰”服役，圆了中国航母梦。如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。
（1）牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮均为 (选填“定滑轮”或“动滑轮”)
（2）气缸内的蒸汽体积膨胀，对外做功，它的内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的动能，这时从能量转化角度讲，相当于内燃机的 冲程。
【答案】（1）定滑轮 （2）做功
【解析】（1）根据图片可知，牵引索和蒸汽活塞连接的两个滑轮固定不动，均为定滑轮。（2）气缸内的蒸汽体积膨胀，对外做功，它的内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的动能，将内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程。
8、2021年9月17日，神舟十二号搭载三名航天员并在轨道运行3个月后，平安降落在东风着陆场预定区域。返回舱落入大气层时，与空气剧烈摩擦的情形，返回舱表面温度升高，这是通过 的方式改变物体内能，返回舱加速下落的过程中，它的机械能 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】做功；减小
【解析】（1）返回舱落入大气层时，与空气剧烈摩擦的情形，返回舱表面温度升高，这是通过做功的方式改变物体内能，（2）返回舱加速下落的过程中，它与空气摩擦，机械能不断转化为内能，即机械能减小。
9、图中这是一款世界首款飞行汽车-Transition，它拥有两个座位、四个轮子和能够折叠的翅膀，使用汽油为燃料，既能像轿车一样在公路上行驶，又能像直升飞机一样实现起降、悬停、飞行。
（1）当飞行汽车从地面上加速上升时，其机械能 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）这种飞行汽车行驶、飞行所需的能量来自汽油，这种储存在汽油里的能量形式是 。
【答案】（1）增大 （2）化学能
【解析】（1）当飞行汽车从地面上加速上升时，质量不变高度增大，则重力势能增大；质量不变速度增大，则动能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，其机械能增大。（2）这种飞行汽车行驶、飞行所需的能量来自汽油，这种储存在汽油里的能量形式是化学能。
10、2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带月壤样品返回地球大气层，采用了类似“打水漂”的方式与空气多次摩擦消耗更多的机械能，从而达到减速的目的，其运动轨迹简化如图所示。
（1）300千克的返回器携带2千克月壤飞离月球时，若在3000牛的推力作用下，沿力的方向飞行了15000米，则该过程中推力做功 J。
（2）从“再次进入”至“着落”的过程中，月壤样品的重力势能 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】（1）4.5×107 （2）减小
【解析】（1）该过程中推力做功：W=Pt=3000N×15000m=4.5×107J；（2）从“再次进入”至“着落”的过程中，月壤的质量不变，但是高度减小，则样品的重力势能减小。
11、1964年10月16日，我国第一颗原子弹爆炸成功!2003年10月16日，我国首次载人航天飞行圆满成功!2021年10月16日，神舟十三号发射圆满成功!为此，人民日报发了一条微博——“跨越时空的同一天”。
（1）如图是地球公转示意图。10月16日，地球位于图中 (填字母)点附近。
（2）核能的释放有两种途径，其中原子弹爆炸时核能是通过 的途径释放。
【答案】（1）C （2）重核裂变
【解析】（1）10月16日处于9月23日和12月22日之间，且靠近9月23日，故10月16日，地球位于图中C点附近。（2）核能的释放有重核裂变和轻核聚变两种途径，其中原子弹爆炸时核能是通过重核裂变的途径释放。
12、2020年11月27日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首推--福清核电5号机组首次并网成功。“华龙一号”是世界上安全标准最高的核电站之一，确保我国在安全的基础上高效发展核电。
（1）目前我国核电包括“华龙一号”燃料在核反应堆中发生的是 （填“重核裂变”或“氢核聚变”）。
（2）早在2011年日本福岛核电站因地震发生事故，造成堆芯迅速升温，包括金属锆Zr在高温下与水蒸气作用生成氧化锆（ZrO2）和大量氢气，并引起氢气爆炸，造成大量放射性物质泄露。请写出金属锆Zr在高温下与水蒸气反应的化学方程式： 。
【答案】（1）重核裂变 （2）
【解析】（1）目前我国核电包括“华龙一号”燃料在核反应堆中发生的是可控的重核裂变。
（2）金属锆与水在高温下反应，生成氧化锆和氢气，即反应的方程式为： 。
13、目前杭州垃圾发电有三张“大嘴”，杭州锦江环保能源有限公司“胃口”最大，可日吞800吨垃圾，日发电43万千瓦时；杭州生活垃圾焚烧发电厂潜力最大，现在日吞垃圾600吨，日发电量10万千瓦时；杭州余杭锦江环保能源有限公司日吞垃圾200吨，日发电14万千瓦时。这意味着目前杭州每天3000多吨城市生活垃圾有一半被垃圾发电“吞吃”。据悉剩下的垃圾则全部拉到天子岭垃圾填埋场进行填埋，并通过填埋产生的沼气进行发电。填埋是目前全球垃圾处理的主要方式，传统的垃圾处理方式是将垃圾集中填埋，让其自行发酵。在发酵过程中会产生二氧化碳和甲烷等废气，易造成常规污染。请利用所学科学知识回答下列问题：
（1）垃圾焚烧发电时能量转化情况是：化学能→ → →电能。
（2）制沼气时离不开甲烷细菌，它的代谢类型是异养厌氧型，它与酵母菌在细胞结构上最大的区别是 。
（3）若垃圾焚烧发电时的总效率为η，焚烧m吨垃圾发电w千瓦时，则生活垃圾的平均燃烧值约为 J/kg
【答案】（1）内能；机械能 （2）甲烷细菌无成形细胞核，酵母菌有成形细胞核 （3）
【解析】（1）垃圾焚烧的过程中将化学能转换为热能，热能在推动发电机运动，产生电能； 化学能→热能→机械能→电能。（2）甲烷细菌无成形细胞核，酵母菌属于真菌，有成形细胞核；
（3）m吨=1000mkg，w千瓦时=3.6×106wJ；发电量=燃烧所得的总能量×η；所以燃烧所得的总能量=3.6×106wJ/η；根据公式w=mq，可以计算得出q=w/m=3.6×106wJ/η/1000mkg= 。
14、“宁波激活城市经济活力的做法一直都很创新”：2023年2月13日起，每天20时后及法定节假日全天，宁波地铁1~5号线全线网免费。宁波轨道交通1号线全长约46 km，地铁车在运行过程中的最快时速为80 km/h。
（1）如果1号线列车全线运行时间约为40min，则该列车全程的平均速度是多少 .
（2）在地铁的站台边都有屏蔽门，把站台和列车运行区域隔开，这可以防止因列车高速驶过的时空气流速大，压强 ，造成乘客卷人列车安全事故。
（3）地铁机车在大小为5×104N的牵引力作用下，以最快速度匀速正常行驶1 km，此过程中地铁牵引力做功的功率为多少 (结果用科学记数法表示，保留2位小数)
【解析与答案】（1）40min=，v==69km/h （2）小
（3）P=Fv=5×104N×(80÷3.6)m/s=1.11×106w
15、2023年1月16日，我国第一首艘具有破冰功能的大型航标船“海巡156”轮在天津正式投入使用，填补了我国航标船无破冰能力的空白。“海巡156”轮能以5节航速连续冲破0.5米厚的冰层，有效保障了北方海区航道畅通。(1节航速约为1.8km/h，海水密度取1.0×103kg/m3)
（1）当“海巡156”轮航行于海面时，它的排水量(排水量就是轮船装满货物时排开水的质量)约为2400吨，此时船身浸在海水中的体积为多少？
（2）“海巡156”轮采用全电力驱动，若航行过程中保持输出功率为2.1×103kw，则它以5节航速连续冲破20米长的冰层，需消耗多少电能？
【解析与答案】（1）m排=2400吨=2.4x106kg；F浮=G排=m排g=2.4x106kgx10N/kg=2.4x107N
；（2）v=1.8km/hx5=9km/h=2.5m/s
；P=2.1x103kW=2.1x106W；W=Pt=2.1x106Wx8s=1.68x107J
16、第24届冬季奥林匹克运动会于2022年春在我国顺利举办，本届奥运会践行了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的理念。使用了大量的新技术新材料，给全世界观众展示了一场无与伦比“体育盛宴”。
（1）为减少空气阻力，本届冬奥会速滑竞赛服使用了蜂窝样式的聚氨酯材料（C10H5N2O2C6H14O3）n]聚氨酯是一种 （选填“金属”或“有机合成”）材料，聚氨酯中氢元素与氧元素的质量比为 ；
（2）冬奥会使用氢氧燃料电池为动力的汽车，图甲是利用铁酸锌（ZnFe2O4)循环制氢气的流程图，下列说法正确的是 （选填序号）
A．ZnFe2O4的Fe化合价是+2 B．该流程中可以循环使用的物质只有ZnFe2O4
C．ZnFe2O4是 一种氧化物 D．该循环制氢的过程中需要不断补充 H2O
（3）本届冬奥会共有水陆两栖、防疫、餐饮和物流等五大类20多种机器人参与，如图乙为某型消毒机器人以40W的功率在水平地面上以0.4m/s的速度匀速前进10s，求该机器人行进过程中受到地面对它的阻力。
【答案】（1）有机合成；31.4％ （2）D （3）1000N
【解析】（1）聚氨酯材料属于合成纤维的一种，因此它属于有机合成材料。 根据化学式 （C10H5N2O2C6H14O3）n 可知，聚氨酯中氢元素和氧元素的质量之比为：（1×19）：（16×5）=19：80；（2）A.ZnFe2O4中Zn的化合价为+2，O的化合价为-2，根据正负化合价代数和为零得到：（+2）+2x+（-2）×4=0，解得：x=+3，即的Fe化合价是+3，故A错误；B.该流程中ZnFe2O4和Fe3O4二者既是反应物，又是生成物，即二者都是可以循环使用的物质，故B错误；C.ZnFe2O4由三种元素组成，肯定不是氧化物，故C错误；D.氢气来源于水，因此该循环制氢的过程中需要不断补充 H2O，故D正确。故选D。（3）（3）；
17、日本政府准备将福岛第一核电站近130吨核废水排入太平洋，消息一出立刻引起了亚太地区乃至世界各国的不安。媒体报道：福岛核电站的废水中含有大量的放射性碘-131和铯-137，在海洋环境中，放射性物质会通过食物链污染鱼类，最终进入人体，可能对人体DNA产生影响，并造成基因损害。
（1）核电站是利用原子核发生的核 (选填“裂变”或“聚变”)产生的核能来发电的。
（2）核污水中的放射性物质属于影响海洋生物的 (选填 “非生物”或“生物”)因素。放射性物质可能对人体基因造成损害，由此导致遗传物质的变化所引起的变异属于 的变异 (选填“可遗传”或“不可遗传”)。
（3）健康成年人饮食中缺碘时可能会得____。
A．呆小症 B．地方性甲状腺肿 C．甲状腺机能亢进 D．侏儒症
（4）堆芯熔毁是指核燃料所在反应堆芯最终熔化，是核电事故中最严重的事态。福岛第一核电站机组反应堆芯锆合金与水蒸气反应产生氢气，其反应方程式为：Zr+2H2O==ZrO2+2H2↑，当放出的氢气接触外界的氧气时发生剧烈反应，导致连续爆炸
①锆元素的相关信息如图所示。一个锆原子的核外电子数为 。
②锆和水蒸气间发生的反应属于基本反应类型中的 反应。
（5）氘是核聚变的原料之一，1L海水中大约有0.03g氘，发生核聚变释放出的能量相当于燃烧200kg汽油(已知每千克汽油完全燃烧释放出的热量为4.6×107焦)。计算：50L海水中的氘发生聚变时能释放出多少焦的能量 若每户人家每月用电460千瓦时，则这些电可供给多少户这样的人家用一个月 (计算结果四舍五入取整数)
【答案】（1）裂变 （2）非生物；可遗传 （3）B
（4）40；置换 （5）Q=4.6×1011焦，n=278户
【解析】（1） 核电站是利用原子核发生的核聚变产生的核能来发电的。 （2） 核污水中的放射性物质没有生命，属于非生物因素；（3）幼年时缺少甲状腺激素会得呆小症；成年人缺碘时得地方性甲状腺肿；成年时甲状腺激素分泌过多得甲亢；幼年时生长激素分泌不足得侏儒症；所以此题选B。（4）①在原子中，核电荷数等于核外电子数等于原子序数等于质子数，所以核外电子数为40；②Zr+2H2O=ZrO2+2H2↑，单质和化合物反应生成新单质和新的化合物的反应为置换反应，所以该反应属于基本反应中的置换反应； （5） 50L海水中的氘发生聚变时能释放出的能量相当1000kg汽油完全燃烧放出的热量，所以Q=mq=1000kg×4.6×107焦 = Q=4.6×1011焦 ；1千瓦时=3.6×105J； n==278户。
18、随着智能科技的发展，苏州、重庆等多个城市都开通了公开道路常态化运营的无人公交车。目前我国公开道路无人公交路线总长为54.6km，位居世界第一、如图一所示是一款纯电动无人驾驶小型公交车，它依靠激光雷达、摄像头以及5G网络等设备来实现自动驾驶。该车主要性能参数如表中数据，请回答下列问题：
（1）该无人驾驶公交车空载时对地面的压强是多少帕？
（2）某市公开道路无人驾驶公交线路总长约15km，若该车以36km/h的速度匀速驶完全程，共需要多少分钟？
（3）若该车以36km/h的速度匀速驶完无人驾驶公交线路的全程，则该车所受到的最大摩擦力是多少牛？该车牵引力所做的功是多少焦？
【解析与答案】（1）该无人驾驶公交车空载时对地面的压力F压=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N
该无人驾驶公交车空载时对地面的压强 （2）该车以36km/h的速度匀速驶完全程，需要的时间 （3）该车的速度v=36km/h=10m/s
由 该车牵引力 该车匀速运动，受到的牵引力和摩擦力是平衡力，该车所受到的最大摩擦力f=F=3×103N；该车牵引力所做的功；W=Pt=30×103W
×25×60s=4.5×107J
19、在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。如图甲是他在决赛中的部分飞行轨迹，图乙是运动简图。运动员以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h且AB＝BC（AB、BC两个面粗糙程度相同）。若空气阻力忽略不计，假定运动员滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦力所做的功。运动员在运动过程中动能变化的部分曲线图如图丙所示：
（1）下列选项能正确反应运动员在CD段动能变化曲线的是________。
A．B．C．
（2）运动员从A点到D点整个过程中能量是否守恒？请用所学的科学知识进行解释。
【答案】（1）C （2）整个过程中运动员在AB和BC段克服摩擦力做功，CD段只有重力做功，对运动员来说能量不守恒，能量只会发生转化或转移
【解析】（1）运动员通过A、B时速度相同，则AB段运动员的动能不变。在BC段，运动员要克服水平面的摩擦力做功，将机械能转化为内能，因此运动员的动能减小。在CD段，运动员处于腾空状态，此时只有重力做功，将重力势能转化为动能，即动能增大。但是由于阻力的存在，最终的动能会小于到达B点时的动能。故选C。（2）动员从A点到D点整个过程中能量不守恒，理由是：整个过程中运动员在AB和BC段克服摩擦力做功，CD段只有重力做功，对运动员来说能量不守恒，能量只会发生转化或转移。
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