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2024浙江中考科学一轮复习
模 块 三
物质科学（二） 物 理
（共12讲）
2024浙江中考一轮复习
第35讲
能 量 的 转 化 和 守 恒
思维导航
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
知识梳理
知识点1、能量
1、能源：能够提供 的资源能源。
（1）一次能源是天然的能源；通过对一次能源进行 之后，然后转换成为另外一种能源（即二次能源）。
（2）可再生能源和不可再生能源都属于 次能源。
（3）新能源是指刚开始 或正在积极研究、有待推广的能源；如太阳能等。
（4）开发 的新能源，是保证社会可持续发展的重要措施。
能量
加工
一
开发利用
可再生和清洁安全
知识梳理
2、能量的常见形式
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。
3、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。
4、温度、热量与热能的关系：
（1）物体所含的是热能，吸收或放出的内能称为 ；
（2）物体温度______，内能____；温度越低，内能越小。
越高
越大
无规则运动
任何物质
电能
核能
热量
知识梳理
5、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
知识梳理
6、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
知识梳理
7、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
知识梳理
8、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
知识梳理
知识点2、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
知识梳理
2、燃料的热值：
（1）燃料燃烧时能量转化：燃料燃烧时将 转化成 。
燃料燃烧时放热是指在燃料和氧气之间发生的化学反应,产生热能的过程。该过程可以通过 来衡量。
（2）热值:_________________________________称为热值（q）。
热值的单位： (如果是气体燃料时，单位一般用J/m3)。
燃料燃烧放热公式：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
J/kg
燃料的热值
知识梳理
1、放射性及其应用
（1）原子核的裂变和聚变都会产生一些 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。
知识点3、核能
放射
知识梳理
2、核能及其利用
（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
知识梳理
3、核电站
（1）核电站原理：_____________；
（2）核电站的核心： ；
（3）核反应堆的主要核燃料： ；
（4）核电站的能量转化：
核能→______→机械能→________。
核裂变
内能
电能
核反应堆
低浓度铀或天然铀
知识梳理
1、能量的转化与守恒：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____________________。
转化
转移
总量保持不变
能量的转化和守恒定律
知识点4、能量的转化和守恒
能量的转化和守恒定律
知识梳理
3、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。
4、能量利用效率和节能的关系：
（1）能量利用效率是指 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；改进机械设备等。
方向
有效利用
典例精析
例题1
*关于利用能量转化与守恒解释实际问题，下列说法正确的是（ ）
A．按照能量守恒定律，某个物体的能量总和是不变的
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
解析：
[答案]B
[解析] A.按照能量守恒定律，某个物体的能量会发生变化，但是整个系统的能量总和不变，故A错误；B.摩擦生热，即通过摩擦的方式将机械能转化为内能，但是这部分内能再也不能转化为机械能，故B正确；C.空调机既能制热时，将室外的热量转移到室内；制冷时，将室内的热量转移到室外，故C错误；D.“摩擦生热”是不是创造了热，它是由机械能转化而成，它照样符合能量守恒定律，故D错误。故B符合题意。
典例精析
例题2
*越来越多的汽车装备了汽油驱动和电力驱动两种动力装置，当汽车爬坡或加速时，两种动力联合输出；当汽车下坡或制动时，对制动能量回收用于发电机发电，以化学能的形式储存在蓄电池中；当汽车较长时间停车时，发动机熄火，节省燃油，减少尾气排放。下列说法错误的是（ ）
A．当汽车爬坡或加速时，机械能守恒
B．在汽车下坡过程中，一部分机械能转化为电能
C．发动机把燃料燃烧产生的一部分内能转化为机械能
D．发电机发电利用了电磁感应原理
解析：
[答案]A
[解析] A.当汽车爬坡或加速时，由于克服阻力做功，因此机械能会转化为内能，则机械能不守恒，故A错误符合题意；
B.在汽车下坡过程中，此时制动能量被发电机回收，一部分机械能转化为电能，故B正确不合题意；C.发动机把燃料燃烧产生的一部分内能转化为机械能，故C正确不合题意；
D.发电机发电利用了电磁感应原理，故D正确不合题意。故A符合题意。
典例精析
例题3
*如图所示，物体甲静止在水平桌面上，当物体乙轻放到甲上后，下列现象不可能发生的是（ ）
A．甲相对于桌面保持静止状态，而乙相对于甲也静止
B．甲相对于桌面保持静止状态，而乙相对于甲沿斜面滑下
C．甲相对于桌面向右运动，而乙相对于甲沿斜面滑下
D．甲相对于桌面向右运动，而乙相对于甲静止
解析：
[答案]D
[解析] A.乙对甲有垂直于斜面方向的压力，这个压力使甲向右运动的趋势，如果桌面对甲的静摩擦力等于这个分力，那么甲可以保持静止状态；乙在斜面上时，重力在斜面向下的方向上有分力，如果它受到的摩擦力和这个分力相等，那么乙可以静止，故A不合题意；B.根据上面所述，如果乙受到的摩擦力小于重力在斜面上向下的分力，那么乙可能向下滑动，故B不合题意；C.根据上面所述，如果甲受到的最大静摩擦力小于乙对甲的压力在水平方向上的分力，那么甲可能向右运动，乙同时向下滑动，故C不合题意；D.如果甲向右运动，那么甲产生了动能；根据能量守恒定律，乙的重力势能肯定要减小，即乙肯定要下滑，故D符合题意。
典例精析
例题4
*如图轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到静止时，弹簧长度为L，现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。光滑水平轨道与光滑半圆轨道相切。AB是长度为5L的水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度L，然后释放，P开始沿轨道运动，问：
（1）从竖直放置在地面上的弹簧顶端，静止释放物块P，至弹簧被压缩后静止，物块P的重力势能转化为弹簧的 能；
（2）将弹簧压缩至长度L，然后放开，P开始沿轨道运动，能到达的最高位置 （图中字母表示），此时到达该位置具有 能，大小为 。
解析：
[答案] （1）弹性势（2）C；重力势；mgL
[解析] （1）从竖直放置在地面上的弹簧顶端，静止释放物块P，至弹簧被压缩后静止，物块P的重力势能转化为弹簧的弹性势能；（2）将质量为m的物体放在弹簧上静止时，弹簧长度为L，此时弹簧缩短：2L-L=L。此时弹簧的弹性势能等于物体下落L减小的重力势能，即为W=Gh=mgh。在水平面上，将同一弹簧压缩到L，则此时弹性势能为mgh；根据能量转化和守恒定律可知，当物体到达最高点时，物体具有的重力势能肯定等于弹簧的弹性势能，即大小为mgh。因为半圆形轨道的报警为L，所以能达到的最高位置为C。
典例精析
例题5
*小明利用如图所示的实验装置，探究动能大小的影响因素。实验时小明让不同质量的铁球从斜面的某一高度静止释放，并测量长图钉被撞击后插入泡沫块的深度。实验数据如表所示。
（1）实验中采用了转化法，即长图钉插入泡沫块的深度越深，则表明小球的动能越大。请结合功与能关系对其原理进行解释：
。
（2）根据实验获得的数据，推测表格中 x 的大小为 厘米。
（3）实验过程中，小明发现长图钉插入的深度比较接近，导致无法准确得出实验结论，针对以上问题可采取的改进措施为：
。
解析：
[答案] （1）小球动能越大，传递给长图钉的能量也越大，克服长图钉的摩擦力做功，根据W=fs，摩擦力相同，W越大，s越大。（2）3.2 （3）增大两球质量差、或增加小球的下落高度差、 增加撞击次数；选用质量更大的小球
[解析] （1）实验中采用了转化法，即长图钉插入泡沫块的深度越深，则表明小球的动能越大。原理为：小球动能越大，传递给长图钉的能量也越大，克服长图钉的摩擦力做功，根据W=fs，摩擦力相同，W越大，s越大。
（2）根据实验1和4可知，当高度相同时，铁球质量增大到原来的3倍时，深度也增大到原来的3倍，即深度与铁球质量成正比；根据实验2和3可知，当铁球质量相同时，高度增大到原来的1.5倍，深度也增大到原来的1.5倍，即深度与高度成正比。那么图钉插入深度与质量和高度关系可以表示为：h=amh高；根据实验1得到：2cm=a×5g×50cm；根据实验5得到：x=a×20g×20cm；两式作比得到： ；得x=3.2cm。
（3）实验过程中，小明发现长图钉插入的深度比较接近，导致无法准确得出实验结论，针对以上问题可采取的改进措施为：增大两球质量差、或增加小球的下落高度差、 增加撞击次数；选用质量更大的小球。
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浙江省中考科学一轮复习：模块三 物质科学（二）物理
第35讲 能量的转化和守恒
1、关于能量守恒定律的理解，下列说法正确的是（ ）
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．能量守恒定律既适用于能量的转化，又适用于能量的转移
C．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
D．凡是能量守恒的过程，就一定会发生能量的转化
2、能量的转化是自然界普遍的现象。下列关于能量转化的分析正确的是（ ）
A．电能→化学能 B．重力势能→动能 C．电能→机械能 D．内能→机械能
3、下列关于能量转化和转移的实例中， 分析正确的是（ ）
A．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能
B．水轮机带动发电机发电，电能转化为机械能
C．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为内能
D．在热传递中，热量总是从内能多的物体传到内能少的物体
4、下列关于能量转化和守恒的说法或理解，正确的是（ ）
A．自然界中能量的形式是多种多样的，所有形式的能量全部都能被人类利用
B．根据能量转化和守恒定律，不同能量可以相互转化，无须担心地球能量不足
C．原子核所释放的能量称核能，可控制地进行核反应的装置称为核反应堆
D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来再作为车行驶的动力
5、电动自行车轻便、无污染，充电一次可以行驶几十公里，很受人们喜爱。如图，电动自行车在平直公路由A匀速行驶至B后，又沿上坡匀速行驶至C，则该电动自行车（ ）
A．充电时将电能转化为内能储存在蓄电池中 B．在平直公路上匀速行驶时，机械能不断减少
C．沿上坡匀速行驶时，牵引力大于摩擦力 D．在上坡行驶时只具有动能
6、图甲是简易儿童蹦极装置，活动前给小朋友绑上安全带并固定拉长的弹性绳，通过外力使小朋友停留在蹦床上。当撤去外力后，小朋友冲向高空，然后下落至蹦床，蹦床发生形变。图乙中C点为最高点，B点为弹性绳原长，A点为下落最低点。若小朋友始终沿竖直方向运动且忽略绳重及空气阻力等，则下落过程中，下列图像关系最接近事实的是（ ）
A． B．C． D．
7、如图是太阳能电池路灯，白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内，夜晚蓄电池给路灯供电，下列说法正确的是（ ）
A．灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能
B．夜晚蓄电池给路灯供电时将光能转化为电能
C．白天给蓄电池充电时将化学能转化为电能
D．路灯的塑料和铝合金灯柱都属于有机合成材料
（第7题图） （第8题图）
8、低空跳伞是一种危险性极高的极限运动。一名跳伞运动员背着伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的v－t图像如图，其中10秒末时打开了降落伞。下列说法正确的是（ ）
A．前2秒内，运动员的运动状态保持不变
B．前10秒内，运动员减少的重力势能全部转化为动能
C．10秒末～12秒末，运动员和伞受到的空气阻力大于其总重力
D．14秒末～16秒末，运动员和伞的机械能总量保持不变
9、图甲是甲烷燃烧实验，图乙是该反应的微观示意图，下列说法错误的是（ ）
A．从实验操作角度分析，点燃甲烷前需要检验甲烷的纯度
B．从物质检验角度分析，可在烧杯内壁涂澄清石灰水来检验甲烷燃烧的两种产物
C．从物质分类角度分祈，甲烷属于有机物，甲烷燃烧的两种产物均属于氧化物
D．从能量变化角度分析，甲烷燃烧反应的能量变化是化学能转化为内能
10、2024年2月6日，以一场完美的表演，全红婵终于站上了世锦赛单人项目的最高领奖台。图①是她站在跳板上压缩跳板至最低点，随后完成②③④动作。不考虑空气阻力，下列选项中能表示全红婵从起跳到即将入水的过程中，其机械能变化的图像是（ ）
A． B． C． D．
11、小科用研钵将约20克氢氧化钡[Ba(OH)2]晶体磨成粉末，倒入一小烧杯。在玻璃片上洒上少量水，并将小烧杯放在玻璃片上。再向小烧杯中加入约10克氯化铵[NHCl]晶体，并用玻璃棒迅速搅拌，烧杯中产生刺激性气味的气体，静止片刻，提起小烧杯，观察到如图所示现象。下列对现象的观察分析中正确的是（ ）
A．用手触摸烧杯外壁，能感觉到发热
B．化学反应中，不同形式的能之间可以相互转化
C．把氢氧化钡晶体磨成粉末可以增加最终产生气体的质量
D．该反应和燃烧一样，反应物总的化学能高于生成物总的化学能
（第12题图） （第13题图） （第14题图）
12、 “德清一号”卫星是全国首颗以县域冠名的卫星，主要围绕测绘、交通、水利、环保、农业、统计等多个行业提供遥感应用服务。下列说法正确的是（ ）
A．“德清一号”环绕着地球运动是受平衡力的作用
B．“德清一号”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能
C．“德清一号”离地球越远时机械能越大
D．“德清一号”从近地点飞向远地点是因为受到惯性的作用
13、如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力），C点距离水平面的高度为（ ）
A．2h－H B．H－h C．0.25H D．0.5h
14、根据两种用电器铭牌上提供的信息及所学知识判断，下列说法正确的是（ ）
A．电风扇消耗的电能全部转化成内能 B．电风扇消耗的电能一定比电冰箱多
C．两用电器正常运转时，冰箱耗电更快 D．两用电器都正常工作24小时，电风扇耗电少
（第14题图） （第15题图） （第16题图）
15、小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度，则下列判断中正确的是（ ）
A．皮球在a、c两点时动能相等 B．皮球在b点时的机械能最大
C．皮球由a到b时，动能逐渐增大 D．皮球由c到d时，机械能一直减小
16、为了解火箭升空过程中的相关运动情况，兴趣小组制作了一个模型火箭，发射后获取模型火箭的飞行高度与时间的关系，如图所示，以下说法错误的是（ ）
A．模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离，这是因为模型具有惯性
B．图中标注的A，B，C三个位置中，模型火箭的重力势能最小的是C点
C．2—6秒模型火箭克服重力做功的功率大于6—16秒重力做功的功率
D．火箭上升的过程中，动能转化为重力势能，机械能总和也在减小
17、某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料相同，且长度均为1米，空气阻力忽略不计。
（1）若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在AB上减小的机械能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）在BC上减小的机械能。
（2）若机械手臂每隔3秒钟取走一件货物，传送带运动的速度为0.8米/秒，为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离d至少为 米。
18、随着电动汽车的进一步发展，越来越多的家庭开始购买电动汽车，并安装汽车充电桩。
（1）电动汽车充电过程中，电能主要转化为 。
（2）如图乙所示为铁电池与锌锰电池放电曲线。与锌锰电池相比，铁电池的优点有 （列举一点）。
（3）铁电池一次充电后能提供 50 千瓦时电能，其电能转化率为 80%，若电动车保持最大牵引力 1800N，理论上充一次电能航行的路程为 米。
19、全球首段光伏路面在山东济南投入运营，该路面可为公路照明设备供电，还能通过路面结冰检测系统，实时感知道路面结冰情况，从而自动开启电力加热系统，及时除去道路冰雪，保障出行安全，未来还是电动汽车的“移动充电宝”。
甲 乙
（1）如图甲所示光伏路面中的太阳能电池板可将太阳能转化为 能。
（2）在未来，电动汽车可在光伏路面上移动充电。如图乙所示，光伏路面中的太阳能电池板产生的电流流经连续发射线圈时，产生电磁场。汽车底盘中的接收线圈接收电磁场，产生感应电流，并充入车载电池中，实现电动汽车边行驶边充电，电动车接收线圈中产生电流是利用 现象。
（3）为提高汽车充电速度，你的建议： (写出其中一条)。
20、如图甲乙两个轨道形状相同，有一半径为R的四分之一圆弧槽与粗糙程度相同的水平面相连，但是甲的四分之一圆弧是是光滑的，乙的四分之一圆弧槽是粗糙的，现将质量为m两个完全相同的物体从斜面顶端由静止释放，在甲轨道水平面上滑行距离为S1后静止；而在乙水平面上滑行距离为S2后静止。求：
（1）乙图中物体在水平面上的摩擦力为
（2）乙中物体在粗糙的四分之一孤槽上（运动这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收。则物体上升的温度为 （物体比热容为c）。
（第20题图） （第21题图） （第22题图）
21、中国研制生产的世界最大水陆两栖飞机 “鲲龙”――AG600（如图）于2017年12月24日在广东珠海成功首飞。AG600可在水面直接起飞，主要用于森林灭火和水上救援。空载时的总质量为41.5吨，用于灭火时一次最多携带水12吨。根据以上信息，回答下列问题：
（1）装满水的AG600从水面起飞至400米高空，飞机克服重力至少需要做多少功？
（2）飞机在投水灭火过程中，若保持一定高度匀速飞行，则这一过程中飞机的机械能将 。
（3）飞机喷洒完水，静止漂浮在水面上时排开水的体积是多少？
22、曾有列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m3，沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究：
①在含沙量相同条件下，改变风速，记录不同风速下电压表的示数如下：
风速（m/s） 5 10 15 20
电压表示数（V） 0.6 2.4 5.4 9.6
②在风速大小相同条件下，改变风中空气的含沙量，记录不同含沙量下电压表的示数如下：
含沙量（kg/m3） 1.1 2.2 3.3 4.4
电压表示数（V） 2.3 3.5 4.6 5.8
（1）根据实验结果，单位面积上所受到的风力大小的关系式： （设比例系数为k）。
（2）若（1）中的比例系数k的大小为0.5，已知：车厢的高度为3m，车厢的长度为25m，车厢质量为50t，铁轨间距为1.5m，1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg，请计算当时的风速至少为多大？
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浙江省中考科学一轮复习：模块三 物质科学（二）物理
第35讲 能量的转化和守恒
一、思维导航
二、知识梳理
知识点1、能量
1、能源：能够提供 的资源能源。
（1）一次能源是天然的能源；通过对一次能源进行 之后，然后转换成为另外一种能源（即二次能源）。
（2）可再生能源和不可再生能源都属于 次能源。
（3）新能源是指刚开始 或正在积极研究、有待推广的能源；如太阳能等。
（4）开发 的新能源，是保证社会可持续发展的重要措施。
2、能量的常见形式
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。
3、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。
4、温度、热量与热能的关系：
（1）物体所含的是热能，吸收或放出的内能称为 ；
（2）物体温度______，内能____；温度越低，内能越小。
5、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。
6、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 。
知识点2、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、燃料的热值：
（1）燃料燃烧时能量转化：燃料燃烧时将 转化成 。
燃料燃烧时放热是指在燃料和氧气之间发生的化学反应,产生热能的过程。该过程可以通过 来衡量。
（2）热值:_________________________________称为热值（q）。
热值的单位： (如果是气体燃料时，单位一般用J/m3)。
燃料燃烧放热公式：Q＝mq(气体燃料计算时用：Q＝Vq)
知识点3、核能
1、放射性及其应用
（1）原子核的裂变和聚变都会产生一些 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。
2、核能及其利用
（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、核电站
（1）核电站原理：_____________；
（2）核电站的核心： ；
（3）核反应堆的主要核燃料： ；
（4）核电站的能量转化：
核能→______→机械能→________。
知识点4、能量的转化和守恒
1、能量的转化与守恒：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____________________。
3、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。
4、能量利用效率和节能的关系：
（1）能量利用效率是指 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；改进机械设备等。
三、典例精析
例题1、关于利用能量转化与守恒解释实际问题，下列说法正确的是（ ）。
A．按照能量守恒定律，某个物体的能量总和是不变的
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
例题2、越来越多的汽车装备了汽油驱动和电力驱动两种动力装置，当汽车爬坡或加速时，两种动力联合输出；当汽车下坡或制动时，对制动能量回收用于发电机发电，以化学能的形式储存在蓄电池中；当汽车较长时间停车时，发动机熄火，节省燃油，减少尾气排放。下列说法错误的是（ ）
A．当汽车爬坡或加速时，机械能守恒
B．在汽车下坡过程中，一部分机械能转化为电能
C．发动机把燃料燃烧产生的一部分内能转化为机械能
D．发电机发电利用了电磁感应原理
例题3、如图所示，物体甲静止在水平桌面上，当物体乙轻放到甲上后，下列现象不可能发生的是（ ）
A．甲相对于桌面保持静止状态，而乙相对于甲也静止
B．甲相对于桌面保持静止状态，而乙相对于甲沿斜面滑下
C．甲相对于桌面向右运动，而乙相对于甲沿斜面滑下
D．甲相对于桌面向右运动，而乙相对于甲静止
例题4、如图轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到静止时，弹簧长度为L，现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。光滑水平轨道与光滑半圆轨道相切。AB是长度为5L的水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度L，然后释放，P开始沿轨道运动，问：
（1）从竖直放置在地面上的弹簧顶端，静止释放物块P，至弹簧被压缩后静止，物块P的重力势能转化为弹簧的 能；
（2）将弹簧压缩至长度L，然后放开，P开始沿轨道运动，能到达的最高位置 （图中字母表示），此时到达该位置具有 能，大小为 。
例题5、小明利用如图所示的实验装置，探究动能大小的影响因素。实验时小明让不同质量的铁球从斜面的某一高度静止释放，并测量长图钉被撞击后插入泡沫块的深度。实验数据如表所示。
（1）实验中采用了转化法，即长图钉插入泡沫块的深度越深，则表明小球的动能越大。请结合功与能关系对其原理进行解释： 。
（2）根据实验获得的数据，推测表格中 x 的大小为 厘米。
（3）实验过程中，小明发现长图钉插入的深度比较接近，导致无法准确得出实验结论，针对以上问题可采取的改进措施为： 。
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浙江省中考科学一轮复习：模块三 物质科学（二）物理
第35讲 能量的转化和守恒
1、关于能量守恒定律的理解，下列说法正确的是（ ）。
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．能量守恒定律既适用于能量的转化，又适用于能量的转移
C．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
D．凡是能量守恒的过程，就一定会发生能量的转化
[答案]B
[解析]能量守恒定律适用于能量存在的一切场景，故A错误；能量守恒定律既适用于能量的转化，又适用于能量的转移，故B正确；能量的转化和转移具有方向性，虽然能量总和不变，但是有些能量形式就无法再被利用，那么发生能源危机的可能性极大，故C错误；当用热传递的方式改变物体内能时，就没有发生能量的转化，故D错误。D．凡是能量守恒的过程，就一定会发生能量的转化。故B符合题意。
2、能量的转化是自然界普遍的现象。下列关于能量转化的分析正确的是（ ）
A．电能→化学能 B．重力势能→动能 C．电能→机械能 D．内能→机械能
[答案]B
[解析]A.水果电池将化学能转化为电能，故A错误；B.瀑布倾泻时，将水的重力势能转化为水的动能，故B正确；C.在电磁感应现象中，将机械能转化为电能，故C错误；D.钻木取火时，将机械能转化为内能，故D错误。故B符合题意。
3、下列关于能量转化和转移的实例中， 分析正确的是（ ）
A．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能
B．水轮机带动发电机发电，电能转化为机械能
C．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为内能
D．在热传递中，热量总是从内能多的物体传到内能少的物体
[答案]A
[解析]A.燃料燃烧时发热，化学能转化为内能，故A正确；B.水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能，故B错误；C.植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能，故C错误；D.在热传递中，热量总是从温度高的物体传到温度低的物体，故D错误。故A符合题意。
4、下列关于能量转化和守恒的说法或理解，正确的是（ ）
A．自然界中能量的形式是多种多样的，所有形式的能量全部都能被人类利用
B．根据能量转化和守恒定律，不同能量可以相互转化，无须担心地球能量不足
C．原子核所释放的能量称核能，可控制地进行核反应的装置称为核反应堆
D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来再作为车行驶的动力
[答案]C
[解析]自然界中能量的形式是多种多样的，根据能量转化和守恒定律，不同能量可以相互转化，但是能量的转化和转移有方向性，例如燃料燃烧释放的内能散失到空气中后就不能再被利用了，故A、B错误； 原子核所释放的能量称核能，可控制地进行核反应的装置称为核反应堆，故C正确；汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能不能再被收集起来转化为汽车的动能，故D错误。故C 符合题意。
5、电动自行车轻便、无污染，充电一次可以行驶几十公里，很受人们喜爱。如图，电动自行车在平直公路由A匀速行驶至B后，又沿上坡匀速行驶至C，则该电动自行车（ ）
A．充电时将电能转化为内能储存在蓄电池中 B．在平直公路上匀速行驶时，机械能不断减少
C．沿上坡匀速行驶时，牵引力大于摩擦力 D．在上坡行驶时只具有动能
[答案]C
[解析]A.充电时将电能转化为化学能储存在蓄电池中，故A错误；B.在平直公路上匀速行驶时，车的动能不变；高度不变，则重力势能不变。根据“机械能=动能+重力势能”可知，车的机械能不变，故B错误；C.沿上坡匀速行驶时，牵引力沿斜面向上，而摩擦力和重力的分力都沿斜面向下。根据二力平衡的知识可知，F牵引=f+G分力，则牵引力大于摩擦力，故C正确；D.在上坡行驶时不但具有动能，还具有重力势能，故D错误。
6、图甲是简易儿童蹦极装置，活动前给小朋友绑上安全带并固定拉长的弹性绳，通过外力使小朋友停留在蹦床上。当撤去外力后，小朋友冲向高空，然后下落至蹦床，蹦床发生形变。图乙中C点为最高点，B点为弹性绳原长，A点为下落最低点。若小朋友始终沿竖直方向运动且忽略绳重及空气阻力等，则下落过程中，下列图像关系最接近事实的是（ ）
A． B．C． D．
[答案]D
[解析]根据图片可知，从 C到B时，弹性绳没有形变，即人不受弹力，此时只受向下的重力作用，合力向下，因此做加速运动。从B到A的过程中，弹性绳逐渐伸长，人受到的弹力逐渐增大。在弹力等于重力之前，合力仍然向下，人依然做加速运动，因此速度最大的点肯定在B点下面，故A错误；在下降过程中，人的机械能会逐渐转化为弹性绳和蹦床的弹性势能，即人的机械能不断减小，故B错误；从C到B，绳子没有形变，因此绳子的弹性势能为零。从B到A，绳子的形变逐渐增大，则绳子的弹性势能逐渐增大，故C错误；在人接触蹦床之前，蹦床没有形变，则它的弹性势能为零。当人接触蹦床后，随着蹦床的形变增大，则它的弹性势能增大，故D正确。故D符合题意。
7、如图是太阳能电池路灯，白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内，夜晚蓄电池给路灯供电，下列说法正确的是（ ）
A．灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能
B．夜晚蓄电池给路灯供电时将光能转化为电能
C．白天给蓄电池充电时将化学能转化为电能
D．路灯的塑料和铝合金灯柱都属于有机合成材料
[答案]A
[解析]A.灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能，例如耐腐蚀性强，故A正确；B.夜晚蓄电池给路灯供电时将电能转化为光能，故B错误；C.白天给蓄电池充电时将光能转化为电能，故C错误；D.灯的塑料属于有机合成材料，而铝合金不属于有机合成材料，故D错误。故A符合题意。
（第7题图） （第8题图）
8、低空跳伞是一种危险性极高的极限运动。一名跳伞运动员背着伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的v－t图像如图，其中10秒末时打开了降落伞。下列说法正确的是（ ）
A．前2秒内，运动员的运动状态保持不变
B．前10秒内，运动员减少的重力势能全部转化为动能
C．10秒末～12秒末，运动员和伞受到的空气阻力大于其总重力
D．14秒末～16秒末，运动员和伞的机械能总量保持不变
[答案]C
[解析]A.前2秒内，运动员的速度不断增大，因此他的运动状态改变，故A错误；B.前10秒内，运动员减少的重力势能转化为动能和内能，故B错误；C.10秒末～12秒末，运动员做减速运动，即受到合力的方向向上，则G-f<0，因此运动员和伞受到的空气阻力大于其总重力，故C正确；D.14秒末～16秒末，运动员和伞的速度不变，则动能不变；高度减小，则重力势能减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知，它们的机械能减小，故D错误。故C符合题意。
9、图甲是甲烷燃烧实验，图乙是该反应的微观示意图，下列说法错误的是（ ）
A．从实验操作角度分析，点燃甲烷前需要检验甲烷的纯度
B．从物质检验角度分析，可在烧杯内壁涂澄清石灰水来检验甲烷燃烧的两种产物
C．从物质分类角度分祈，甲烷属于有机物，甲烷燃烧的两种产物均属于氧化物
D．从能量变化角度分析，甲烷燃烧反应的能量变化是化学能转化为内能
[答案]B
[解析]A、 甲烷有可燃性，与空气混合点燃易发生爆炸，从实验操作角度分析，点燃甲烷前需要检验甲烷的纯度 ，不符合题意；B、 在烧杯内壁涂澄清石灰水只能检验甲烷燃烧产生二氧化碳，不能证明水的生成 ，符合题意；C、 甲烷属于有机物，甲烷燃烧的两种产物分别为水和二氧化碳，均属于氧化物 ，不符合题意；D、 甲烷燃烧反应的能量变化是化学能转化为内能 ，不符合题意；故B符合题意。
10、2024年2月6日，以一场完美的表演，全红婵终于站上了世锦赛单人项目的最高领奖台。图①是她站在跳板上压缩跳板至最低点，随后完成②③④动作。不考虑空气阻力，下列选项中能表示全红婵从起跳到即将入水的过程中，其机械能变化的图像是（ ）
A． B． C． D．
[答案]B
[解析]从①到②的过程中，跳板的弹性势能会转化为运动员的机械能，这段时间内它的机械能增大；从②到③到④的过程中，不计空气阻力，则机械能守恒，也就是她的机械能保持不变。故B符合题意。
11、小科用研钵将约20克氢氧化钡[Ba(OH)2]晶体磨成粉末，倒入一小烧杯。在玻璃片上洒上少量水，并将小烧杯放在玻璃片上。再向小烧杯中加入约10克氯化铵[NHCl]晶体，并用玻璃棒迅速搅拌，烧杯中产生刺激性气味的气体，静止片刻，提起小烧杯，观察到如图所示现象。下列对现象的观察分析中正确的是（ ）
A．用手触摸烧杯外壁，能感觉到发热
B．化学反应中，不同形式的能之间可以相互转化
C．把氢氧化钡晶体磨成粉末可以增加最终产生气体的质量
D．该反应和燃烧一样，反应物总的化学能高于生成物总的化学能
[答案]B
[解析]A.氯化铵溶于水时会吸热，则用手触摸烧杯外壁，能感觉到变凉，故A错误；B.化学反应中，不同形式的能之间可以相互转化，故B正确；C.把氢氧化钡晶体磨成粉末可以增加气体的生成速度，但是不会增大气体的质量，故C错误；D.该反应不需加热，则反应物总的化学能等于生成物总的化学能，故D错误。故B符合题意。
（第12题图） （第13题图）
12、 “德清一号”卫星是全国首颗以县域冠名的卫星，主要围绕测绘、交通、水利、环保、农业、统计等多个行业提供遥感应用服务。下列说法正确的是（ ）
A．“德清一号”环绕着地球运动是受平衡力的作用
B．“德清一号”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能
C．“德清一号”离地球越远时机械能越大
D．“德清一号”从近地点飞向远地点是因为受到惯性的作用
[答案]B
[解析]A.德清一号”环绕着地球运动时，运动方向和速度大小不断改变，肯定不处于平衡状态，受到的不是平衡力，故A错误；B.“德清一号”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能，故B正确；C.“德清一号”在运行时几乎不受阻力，因此机械能守恒，离开地球距离变大后机械能保持不变，故C错误；D.“德清一号”从近地点飞向远地点是因为受到万有引力的作用，故D错误。故B符合题意。
13、如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力），C点距离水平面的高度为（ ）
A．2h－H B．H－h C．0.25H D．0.5h
[答案]A
[解析]根据图片可知，物体从A点滑到水平面时，重力做的功为：W=GH=mgH， 即物体在A处具有的重力势能为：EpA=mgH， 物体在B处具有的重力势能为：EpB=mgh， 则物体在水平面上消耗的机械能为：ΔE=EpA－EpB=mgH－mgh， 当物体从B处到达C处时，物体具有的重力势能为：EpC=EpB－ΔE=mgh－（mgH-mgh）=2mgh-mgH， 则C点距离水平面的高度为。故A符合题意。
14、根据两种用电器铭牌上提供的信息及所学知识判断，下列说法正确的是（ ）
A．电风扇消耗的电能全部转化成内能 B．电风扇消耗的电能一定比电冰箱多
C．两用电器正常运转时，冰箱耗电更快 D．两用电器都正常工作24小时，电风扇耗电少
[答案]C
[解析]A.电风扇将电能转化为内能和机械能，故A错误；B.根据铭牌可知，电风扇的电功率小于电冰箱的电功率，如果二者时间相同，那么电风扇消耗的电能小于冰箱，故B错误；因为冰箱的额定功率大于电风扇的额定功率，所以两个用电器正常运转时，冰箱耗电更快，故C正确；24小时电风扇消耗的电能为W=Pt=0.06kW×24h=1.44kW h>0.6kW h，故D错误。故C符合题意。
15、小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度，则下列判断中正确的是（ ）
A．皮球在a、c两点时动能相等 B．皮球在b点时的机械能最大
C．皮球由a到b时，动能逐渐增大 D．皮球由c到d时，机械能一直减小
[答案]D
[解析]由于空气阻力，所以皮球在运动中不断克服阻力做功，那么它的机械能肯定不断减小，故D正确；
由于a点在前，c点在后，所以c点的机械能肯定小于a点；因为a、c两点高度相同，所以它具有的重力势能相同。根据机械能=动能+重力势能可知，c点的动能肯定小于a点，故A错误；由于b点在a点的后面，所以b点的机械能肯定小于a点，故B错误；皮球从a到b时，皮球的高度增大，那么它的重力势能增大，由动能转化而来，所以动能应该是减小的，故C错误。故D符合题意。
（第15题图） （第16题图）
16、为了解火箭升空过程中的相关运动情况，兴趣小组制作了一个模型火箭，发射后获取模型火箭的飞行高度与时间的关系，如图所示，以下说法错误的是（ ）
A．模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离，这是因为模型具有惯性
B．图中标注的A，B，C三个位置中，模型火箭的重力势能最小的是C点
C．2—6秒模型火箭克服重力做功的功率大于6—16秒重力做功的功率
D．火箭上升的过程中，动能转化为重力势能，机械能总和也在减小
[答案]D
[解析]A.模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离，这是因为模型具有惯性，故A正确不合题意；B.图中标注的A，B，C三个位置中，C点的高度最小，则模型火箭的重力势能最小的是C点，故B正确不合题意；C.根据W=Gh可知，2—6秒模型火箭克服重力做功等于6—16秒重力做功。前者的时间小于后者，根据可知，前者的功率大于后者，故C正确不合题意；D.火箭上升的过程中，动能和重力势能都在增大，根据“机械能=动能+重力势能”可知，机械能的总和增大，故D错误符合题意。故D符合题意。
17、某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料相同，且长度均为1米，空气阻力忽略不计。
（1）若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在AB上减小的机械能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）在BC上减小的机械能。
（2）若机械手臂每隔3秒钟取走一件货物，传送带运动的速度为0.8米/秒，为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离d至少为 米。
[答案]（1）小于 （2）2.4
[解析]（1）AB和BC段材料相同，即粗糙程度相同，因为AB段的压力小于BC段的压力，所以AB段的摩擦力小于BC段的摩擦力；根据W=fs可知，当它们长度相同时，AB段克服摩擦做的功小于BC段克服摩擦做的功；因为货物机械能的减少量就等于克服摩擦做的功，所以货物在AB段减小的机械能小于在BC段减小的机械能；（2）货物之间的距离至少为：s=vt=0.8m/s×3s=2.4m。
18、随着电动汽车的进一步发展，越来越多的家庭开始购买电动汽车，并安装汽车充电桩。
（1）电动汽车充电过程中，电能主要转化为 。
（2）如图乙所示为铁电池与锌锰电池放电曲线。与锌锰电池相比，铁电池的优点有 （列举一点）。
（3）铁电池一次充电后能提供 50 千瓦时电能，其电能转化率为 80%，若电动车保持最大牵引力 1800N，理论上充一次电能航行的路程为 米。
[答案]（1）化学能（内能） （2）放电时间长或电压更稳定 （3）80000
[解析]（1）电动汽车充电过程中，电能主要转化为化学能（内能）。（2）如图乙所示为铁电池与锌锰电池放电曲线。与锌锰电池相比，铁电池的优点有：放电时间长或电压更稳定。（3）铁电池一次充电后转化而成的机械能：W有=Wη=50×3.6×106J×80%=1.44×108J；理论上充一次电航行的路程为：。
19、全球首段光伏路面在山东济南投入运营，该路面可为公路照明设备供电，还能通过路面结冰检测系统，实时感知道路面结冰情况，从而自动开启电力加热系统，及时除去道路冰雪，保障出行安全，未来还是电动汽车的“移动充电宝”。
甲 乙
（1）如图甲所示光伏路面中的太阳能电池板可将太阳能转化为 能。
（2）在未来，电动汽车可在光伏路面上移动充电。如图乙所示，光伏路面中的太阳能电池板产生的电流流经连续发射线圈时，产生电磁场。汽车底盘中的接收线圈接收电磁场，产生感应电流，并充入车载电池中，实现电动汽车边行驶边充电，电动车接收线圈中产生电流是利用 现象。
（3）为提高汽车充电速度，你的建议： (写出其中一条)。
[答案]（1）电能 （2）电磁感应 （3）增加太阳能电池板的面板面积、增加接收线圈的匝数
[解析]1）如图甲所示光伏路面中的太阳能电池板可将太阳能转化为电能。（2）电动车接收线圈中产生电流是利用电磁感应现象。（3）为提高汽车充电速度，即增大充电电流，①增大充电电压，即增加太阳能电池板的面积；②增加接收线圈的匝数。
20、如图甲乙两个轨道形状相同，有一半径为R的四分之一圆弧槽与粗糙程度相同的水平面相连，但是甲的四分之一圆弧是是光滑的，乙的四分之一圆弧槽是粗糙的，现将质量为m两个完全相同的物体从斜面顶端由静止释放，在甲轨道水平面上滑行距离为S1后静止；而在乙水平面上滑行距离为S2后静止。求：
（1）乙图中物体在水平面上的摩擦力为
（2）乙中物体在粗糙的四分之一孤槽上（运动这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收。则物体上升的温度为 （物体比热容为c）。
[答案]（1） （2）
[解析]（1）甲中重力对物体做的功：W=GR=mgR；甲中物体在水平面上克服摩擦做的功等于物体沿光滑的半圆弧槽下滑重力做的功，所以，GR=fs1，那么：，水平面上物体对它的压力和接触面粗糙程度相同，那么甲和乙水平面上的摩擦力相等；即乙中物体在水平面上的摩擦力。
（3）物体在圆弧的最高点具有重力势能，即Ep=mgR=fs1，在下滑至水平轨道静止的过程中，重力势能全部转化为物体的内能，则有：Q=mgR；乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内使物体升温的能量为：Q-fs2=cmΔt；；；则物体升高的温：Δt=。
21、中国研制生产的世界最大水陆两栖飞机 “鲲龙”――AG600（如图）于2017年12月24日在广东珠海成功首飞。AG600可在水面直接起飞，主要用于森林灭火和水上救援。空载时的总质量为41.5吨，用于灭火时一次最多携带水12吨。根据以上信息，回答下列问题：
（1）装满水的AG600从水面起飞至400米高空，飞机克服重力至少需要做多少功？
（2）飞机在投水灭火过程中，若保持一定高度匀速飞行，则这一过程中飞机的机械能将 。
（3）飞机喷洒完水，静止漂浮在水面上时排开水的体积是多少？
[答案]（1）2.14×108J； （2）减小（3）41.5m3
[解析]（1）装满水时飞机的总重力：G总=m总g=（41.5×103kg+12×103kg）×10N/kg=5.35×105N；飞机克服重力做功：W总=G总h=5.35×105N×400m=2.14×108J；（2）飞机在投水灭火过程中，保持一定高度匀速飞行，质量减小，速度不变，因此动能减小；质量减小，高度不变，因此重力势能减小；因为机械能=动能+重力势能，所以机械能减小；（3）飞机喷洒完水，静止漂浮在水面上，它受到的浮力F浮=G=mg=41.5
×103kg×10N/kg=4.15×105N；那么它排开水的体积为： 。
（第21题图） （第22题图）
22、曾有列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m3，沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究：
①在含沙量相同条件下，改变风速，记录不同风速下电压表的示数如下：
风速（m/s） 5 10 15 20
电压表示数（V） 0.6 2.4 5.4 9.6
②在风速大小相同条件下，改变风中空气的含沙量，记录不同含沙量下电压表的示数如下：
含沙量（kg/m3） 1.1 2.2 3.3 4.4
电压表示数（V） 2.3 3.5 4.6 5.8
（1）根据实验结果，单位面积上所受到的风力大小的关系式： （设比例系数为k）。
（2）若（1）中的比例系数k的大小为0.5，已知：车厢的高度为3m，车厢的长度为25m，车厢质量为50t，铁轨间距为1.5m，1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg，请计算当时的风速至少为多大？
[答案]（1） （2）41m/s
[解析]（1）①分析数据可看出风速每增加5m/s，电压表的示数增加量分别是1.8V、3V、4.2V，也就是说，在这里，风速和压力并不是呈一次函数关系，可以假设一个方程，即：U∝av3+bv2+cv+d，把表中实验数据代入表达式，解得：a=0，b=0.024，c=0，d=0，即U∝0.024v2；②分析含沙量与电压表示数的数据，含沙量每增加1.1Kg/m3，电压增量即为1.2V，也就是说，含沙量与压力成正比，U∝ρ；风力越大，导线的偏移量与电压成正比，单位面积所受压力即压强，则p=kρv2，ρ为含有沙尘的空气密度，k为比例常数。（2）根据题意， ， ； = v≈41m/s。
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