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2024-2025学年九年级物理上册单元测试卷(沪粤版)
第二十章 能源与能量守恒定律 (B卷)
(考试时间:80分钟 试卷满分:80分)
注意事项:
1.测试范围:沪粤版九年级上册第20章。
第Ⅰ卷 选择题
选择题(本题共10小题,每小题3分,共33分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1、(2024广西)(多选)“华龙一号”核电机组落户广西防城港。下列关于核能的说法正确的有( )
A. 核能是可再生能源 B. 核能是不可再生能源
C. 核能发电利用核聚变原理 D. 核电站将核能最终转化为电能
2、(2024年湖北)2024年5月25日,我国第三代核电站“华龙一号”示范工程全面建成。关于核能的利用,下列说法正确的是( )
A. 核能是可再生能源
B. “华龙一号”是利用聚变产生能量
C. 核燃料中的铀原子核由大量质子和电子组成
D. 核废料仍具有放射性,一般深埋在人烟稀少的地方
3、(2024年成都)三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站,三峡大坝横跨长江,雄伟壮丽(如图)。下列说法正确的是( )
A. 水力发电是将电能转化为机械能
B. 水能是一次能源,电能是二次能源
C. 利用大坝提高水位的目的是储蓄更多内能,用来发电
D. 机械能和电能可以相互转化,所以能量转化没有方向性
4、下列说法正确的是( )
A. 电饭锅加热盘所用的材料是超导材料
B. 电动机的电刷所用的材料是绝缘材料
C. 化石能源、核能是可再生能源
D. 核反应堆中发生的链式反应,是可以控制的
5、下列说法中正确的是( )
A.大亚湾核电站是利用核裂变工作的
B.煤炭属于可再生能源
C.新能源汽车主要消耗汽油
D.能量之间可以相互转化,所以是不会有能源危机的
6、能源、信息和新材料是当今社会十分关注的课题,以下有关说法正确的是( )
A. 风能、水能、太阳能、电能及核能等均属于一次能源
B. 医院检查身体所使用的B超主要是利用电磁波工作的
C. WiFi 一种无线网络传输技术,它通过超声波传递信息
D. 半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的一种特殊材料,具有重要价值
7、如图所示的四个装置,说法正确的是( )
A. 图甲装置的原理可用来制作电动机
B. 图乙装置可用来演示磁场对电流的作用
C. 图丙装置可用来探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
D. 图丁装置在工作过程中可将电能转化为机械能
8、关于能量守恒定律的下列说法中。正确的是( )
A.能量既可以凭空消失
B.能量也可以凭空产生
C.热机的工作过程不遵循能量守恒定律
D.能量转化和转移过程中,能量的总量保持不变
9、在2020哈尔滨教育云平台线上微课教学中,小明整理的笔记上有笔误,需纠正的一项是( )
10、(2023浙江台州)如图是我市三门核电站的发电流程示意图。在发电时,能量转化过程是
A.核能→机械能→内能→电能 B.核能→内能→机械能→电能
C.内能→核能→机械能→电能 D.机械能→核能→内能→电能
11、(2023年四川内江)21世纪人类社会正面临“能源危机”。节约能源,从我做起,下列说法正确的是( )
A. 煤、石油、天然气属于可再生能源 B. 电视机在特机状态下不消耗电能
C. 太阳的惊人能量来自核聚变 D. 核电站的废水可直接排入大海
12、(2023年湖北随州)随州日报2023年5月25日报道了国能长源随州发电有限公司“风光水火储”综合发展的良好势头。风电、光电、水电、火电、储能多向发力,公司全面投产后预计年发电量可达60亿度。随县光电400MW项目只是公司的一部分。下列说法正确的是( )
A. “度”是电功率的单位,“MW”是电功的单位
B. 60亿度即度,400MW即W
C. 利用煤炭进行火力发电时,只要注意节约不浪费,发电效率可以达到100%并且不会对环境造成任何污染
D. 风能、水能、太阳能可以从自然界中不断获得,属于可再生能源
13、下列关于太阳能的说法正确的是( )
A. 太阳能属于二次能源
B. 太阳能属于不可再生能源
C. 太阳是一个巨大的“核能火炉”
D. 太阳能电池直接将太阳能转化为化学能
第Ⅱ卷 非选择题
填空题(本题共6小题,每空1分,共17分)
11、(2023年四川达州)近年来全球气候变暖,森林防火人人有责。某学校开展了“森林防火”主题班会活动,其中有同学提到不能将矿泉水瓶随意丢弃在森林,这是因为有水的矿泉水瓶相当于一个__________透镜(选填“凸”或“凹”),对太阳光有__________作用,从而点燃枯叶引发火灾;太阳能属于__________能源(选填“可再生”或“不可再生”)。
12、(2023年四川广安)汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分,燃油汽车多采用四冲程汽油机,它主要通过______冲程获得动力。随着科技的发展,太阳能汽车进入了人们的视野,其主要通过将太阳能转化为电能来获得动力,太阳能是______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
13、(2023年四川宜宾)人类在现代生活中广泛使用化石燃料,燃料燃烧时发热,将________转化为内能,同时产生了大量的________气体,加剧了地球的温室效应。因此减少化石燃料的使用,开发新能源是未来理想能源的发展方向。
14、(2023年江苏扬州)我国“天宫二号”上的太阳能电池板将太阳能转化为__________能。太阳能属于__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。在太空,给“天宫二号”加注燃料需要用特制的压气机,它是利用压力差的原理让液体燃料流动起来,这说明力可以改变物体的__________。
15、(2020赤峰).家庭轿车的发动机是四冲程内燃机,内燃机在工作过程中将内能转化为机械能的是_______冲程;某款轿车百公里耗油6 kg,这些汽油完全燃烧放出______J的热量(汽油的热值是4.6×107J/kg)。汽油是由石油提炼出来的,石油等化石能源是_______( 填 “可再生”或“不可再生”)能源。
16、(2023年甘肃金昌)汽车在刹车过程中,机械能转化为地面和轮胎的内能,这些内能将无法自动地转化为汽车的机械能,这种现象说明自发的能量转化过程是有一定___________性的,但在能量的转化和转移过程中,能的总量___________(选填“不断减少”、“保持不变”或“不断增加”)。
17、(2023年内蒙古赤峰) 今年四月份,我国新一代人造太阳取得重大突破,它致力于太阳中能量产生方式——________(选填“核聚变”或“核裂变”)的研究,使其可以控制,追求无污染的人类能源自由。核能属于________(选填“一次”或“二次”)能源。
实验题(本题共4小题,共16分)
18、同学们在实验室练习实验操作,如图所示是他们做实验的情景;
实验次数 1 2
木块对木板的压力F/N 2 3
弹簧测力计读数f/N 0.6 0.9
(1)如图甲是“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验,用弹簧测力计水平拉动木块在水平长木板上做运动时,得到了表格中的相关数据。分析表中数据可知,滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为 。请你指出该实验过程中的不当之处: ;
(2)如图乙所示是“探究物体的动能与质量的关系”的实验装置。让两个不同的小球从斜面的同一高度处由静止滚下,分析比较木块,从而比较小球动能的大小。小球推动木块移动一段距离后都要停下来。所以晓光认为小球和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为这个观点是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
19.小明同学学习了燃料的热值后,自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制的相同的量有: 、 相等。
(2)你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,利用此实验方法计算出的热值将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
计算题(本题共2小题,共11分)
20、小轿车油箱内装有15kg汽油,司机驾车沿高速公路到某地旅游,路程为300km.轿车全程视做匀速直线运动,且受到的阻力为920N.已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能,汽油的热值为4.6×107J/kg.求:
(1)汽车到达目的地牵引力所做的功;
(2)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油?
21、天然气灶使用方便、经济环保.如图所示,在一个标准大气压下,天然气灶将一壶质量为4kg、温度为20 ℃的水加热至沸腾,大约需要12 min,已知天然气的热值为3.5×107 J/m3.求:
(1)水吸收的热量;
(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收,烧开这壶水需要多少天然气.
科学阅读题与简答题(共1小题,共6分)
22、阅读短文,回答问题。
十四五!航天新征程!
2021年4月29日,长征五号B遥二运载火箭携带中国空间站“天和”核心舱在海南文昌发射场点火发射升空(图25-甲)!此次发射空间站核心舱是长征五号B遥二火箭的首次应用性发射,也是空间站建造的开局之战,将全面吹响我国打造载人空间站的集结号。
核心舱命名为“天和”(图25-乙),全长16.6m,最大直径4.2m,发射质量22.5t,可支持3名航天员长期在轨驻留,是我国目前研制的最大航天器。核心舱与地面控制站以1.5×109Hz的电磁波实时联系,在地面人员的监控下核心舱以7.5km/s的速度运行在距离地面约400km的近地轨道。从发射到入轨用时约500s。“天和”核心舱是空间站“天宫”的中心,除了核心舱之外,空间站还有2个实验舱,分别是“问天”和“梦天”,预计于2022年年底前先后发射,完成三舱组合。
(1)长征五号B遥二运载火箭升空时,以火箭为参照物,地面是 (选填“运动”或“静止”)的;两侧冒出的白色气团是水蒸气 (填物态变化名称)而成的;
(2)核心舱在太空中主要靠太阳能来维持运转,太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。在人类使用能源的过程中,必然有部分能量由于种种原因浪费掉且不能再重新加以利用,因为能量的转移或转化具有 ,所以我们要大力开发诸如太阳能这样的新能源;
(3)若火箭将核心舱以3km/s的平均速度送到预定轨道,每千米消耗燃料200L,则共需要燃料 t才能完成运载任务。(燃料密度约0.8×103kg/m3)
(4)若核心舱运行轨道平面与赤道平面重合,则核心舱绕地球转一周大约需要 s。(地球半径约6400km,圆周率π≈3)
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2024-2025学年九年级物理上册单元测试卷(沪粤版)
第二十章 能源与能量守恒定律 (B卷)
(考试时间:80分钟 试卷满分:80分)
注意事项:
1.测试范围:沪粤版九年级上册第20章。
第Ⅰ卷 选择题
选择题(本题共10小题,每小题3分,共33分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1、(2024广西)(多选)“华龙一号”核电机组落户广西防城港。下列关于核能的说法正确的有( )
A. 核能是可再生能源 B. 核能是不可再生能源
C. 核能发电利用核聚变原理 D. 核电站将核能最终转化为电能
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.核燃料在地球上的储量是有限的,消耗后不可能再生,因此核能属不可再生能源,故A错误,B正确;
CD.核电站是在核反应堆中利用可控的核裂变来进行工作,核电站先将核能转化为内能,再通过汽轮机将内能转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能,故D正确,C错误。
故选BD。
2、(2024年湖北)2024年5月25日,我国第三代核电站“华龙一号”示范工程全面建成。关于核能的利用,下列说法正确的是( )
A. 核能是可再生能源
B. “华龙一号”是利用聚变产生能量
C. 核燃料中的铀原子核由大量质子和电子组成
D. 核废料仍具有放射性,一般深埋在人烟稀少的地方
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于核燃料是矿产资源,不能短期内获得补充,所以核能是不可再生能源,故A错误;
B.目前人类只掌握了可控核裂变技术,所以“华龙一号”核电站是是利用裂变产生能量,故B错误;
C.核燃料中的铀原子核由大量质子和中子组成,电子在原子核外,故C错误;
D.核污染主要是指核燃料或核废料具有放射性,因此一般埋在人烟稀少的地方,故D正确。
故选D。
3、(2024年成都)三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站,三峡大坝横跨长江,雄伟壮丽(如图)。下列说法正确的是( )
A. 水力发电是将电能转化为机械能
B. 水能是一次能源,电能是二次能源
C. 利用大坝提高水位的目的是储蓄更多内能,用来发电
D. 机械能和电能可以相互转化,所以能量转化没有方向性
【答案】B
【解析】
【详解】A.水力发电是将水的机械能转化为电能,故A错误;
B.水能可以从自然界直接获取使用,是一次能源,而电能是由其他形式的能量转化来的,是二次能源,故B正确;
C.利用大坝提高水位的目的是储蓄更多机械能,用来发电,故C错误;
D.虽然机械能和电能可以相互转化,但是转化是有条件的,所以能量转化是有方向性,故D错误。
故选B。
4、下列说法正确的是( )
A. 电饭锅加热盘所用的材料是超导材料
B. 电动机的电刷所用的材料是绝缘材料
C. 化石能源、核能是可再生能源
D. 核反应堆中发生的链式反应,是可以控制的
答案:D
5、下列说法中正确的是( )
A.大亚湾核电站是利用核裂变工作的
B.煤炭属于可再生能源
C.新能源汽车主要消耗汽油
D.能量之间可以相互转化,所以是不会有能源危机的
答案:A
6、能源、信息和新材料是当今社会十分关注的课题,以下有关说法正确的是( )
A. 风能、水能、太阳能、电能及核能等均属于一次能源
B. 医院检查身体所使用的B超主要是利用电磁波工作的
C. WiFi 一种无线网络传输技术,它通过超声波传递信息
D. 半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的一种特殊材料,具有重要价值
答案:D
7、如图所示的四个装置,说法正确的是( )
A. 图甲装置的原理可用来制作电动机
B. 图乙装置可用来演示磁场对电流的作用
C. 图丙装置可用来探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
D. 图丁装置在工作过程中可将电能转化为机械能
答案:D
8、关于能量守恒定律的下列说法中。正确的是( )
A.能量既可以凭空消失
B.能量也可以凭空产生
C.热机的工作过程不遵循能量守恒定律
D.能量转化和转移过程中,能量的总量保持不变
答案:D。
9、在2020哈尔滨教育云平台线上微课教学中,小明整理的笔记上有笔误,需纠正的一项是( )
答案:A
10、(2023浙江台州)如图是我市三门核电站的发电流程示意图。在发电时,能量转化过程是
A.核能→机械能→内能→电能 B.核能→内能→机械能→电能
C.内能→核能→机械能→电能 D.机械能→核能→内能→电能
答案:B
11、(2023年四川内江)21世纪人类社会正面临“能源危机”。节约能源,从我做起,下列说法正确的是( )
A. 煤、石油、天然气属于可再生能源 B. 电视机在特机状态下不消耗电能
C. 太阳的惊人能量来自核聚变 D. 核电站的废水可直接排入大海
答案:C
【解析】
详解】A.煤、石油、天然气都属于不可再生能源,故A错误;
B.电视机在待机状态下也会消耗电能,故B错误;
C.太阳的惊人能量来自核聚变,故C正确;
D.核电站的废水具有核辐射,直接排入大海会造成核污染,故D错误。
故选C。
12、(2023年湖北随州)随州日报2023年5月25日报道了国能长源随州发电有限公司“风光水火储”综合发展的良好势头。风电、光电、水电、火电、储能多向发力,公司全面投产后预计年发电量可达60亿度。随县光电400MW项目只是公司的一部分。下列说法正确的是( )
A. “度”是电功率的单位,“MW”是电功的单位
B. 60亿度即度,400MW即W
C. 利用煤炭进行火力发电时,只要注意节约不浪费,发电效率可以达到100%并且不会对环境造成任何污染
D. 风能、水能、太阳能可以从自然界中不断获得,属于可再生能源
答案:D
解析:AB.度是电功单位,1度就是,60亿度是度,MW是兆瓦,功率的单位
故AB错误;
C.利用煤炭进行火力发电时,总伴随着热散失,发电效率不可能达到100%,且火力发电对环境有较大的污染,故C错误;
D.风能、水能、太阳能都可从自然界源源不断的得到补充,是可再生能源,故D正确。
故选D。
13、下列关于太阳能的说法正确的是( )
A. 太阳能属于二次能源
B. 太阳能属于不可再生能源
C. 太阳是一个巨大的“核能火炉”
D. 太阳能电池直接将太阳能转化为化学能
答案:C
解析:A.太阳能属于一次能源,故A错误;
B.太阳能属于可再生能源,故B错误;
C.太阳内部发生的是核聚变,可以提供大量的能量,太阳是一个巨大的“核能火炉”,故C正确;
D.太阳能电池直接将太阳能转化为电能,故D错误。
故选C。
第Ⅱ卷 非选择题
填空题(本题共6小题,每空1分,共17分)
11、(2023年四川达州)近年来全球气候变暖,森林防火人人有责。某学校开展了“森林防火”主题班会活动,其中有同学提到不能将矿泉水瓶随意丢弃在森林,这是因为有水的矿泉水瓶相当于一个__________透镜(选填“凸”或“凹”),对太阳光有__________作用,从而点燃枯叶引发火灾;太阳能属于__________能源(选填“可再生”或“不可再生”)。
答案: 凸 会聚 可再生
解析:有水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜,对太阳光有会聚作用,从而点燃枯叶引发火灾。
太阳能可以从自然界中源源不断的得到,属于可再生能源。
12、(2023年四川广安)汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分,燃油汽车多采用四冲程汽油机,它主要通过______冲程获得动力。随着科技的发展,太阳能汽车进入了人们的视野,其主要通过将太阳能转化为电能来获得动力,太阳能是______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
答案: 做功 可再生
解析;汽油机工作一个循环有四个冲程,其中只有做功冲程是通过高温高压气体对外做功,把内能转化为机械能,给汽车提供动力,其他三个冲程都是辅助冲程。
太阳能来源于太阳内部源源不断的核聚变过程中释放的能量,可以视为是用之不竭的,属于可再生能源。
13、(2023年四川宜宾)人类在现代生活中广泛使用化石燃料,燃料燃烧时发热,将________转化为内能,同时产生了大量的________气体,加剧了地球的温室效应。因此减少化石燃料的使用,开发新能源是未来理想能源的发展方向。
答案: 化学能 二氧化碳##CO2
解析:化石燃料燃烧时,将化学能转换为大量内能,同时,燃烧时产生大量的二氧化碳造成温室效应,同时还产生二氧化硫、一氧化碳等有害气体,对大气造成污染。
14、(2023年江苏扬州)我国“天宫二号”上的太阳能电池板将太阳能转化为__________能。太阳能属于__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。在太空,给“天宫二号”加注燃料需要用特制的压气机,它是利用压力差的原理让液体燃料流动起来,这说明力可以改变物体的__________。
答案: 电 可再生 运动状态
解析:给太阳能电池板充电,是将太阳能转化为电能的过程。
太阳能取之不尽用之不竭,属于可再生能源。
压力差是液体燃料流动,说明力改变了物体的运动状态。
15、(2020赤峰).家庭轿车的发动机是四冲程内燃机,内燃机在工作过程中将内能转化为机械能的是_______冲程;某款轿车百公里耗油6 kg,这些汽油完全燃烧放出______J的热量(汽油的热值是4.6×107J/kg)。汽油是由石油提炼出来的,石油等化石能源是_______( 填 “可再生”或“不可再生”)能源。
答案: 做功 27600000 不可再生
16、(2023年甘肃金昌)汽车在刹车过程中,机械能转化为地面和轮胎的内能,这些内能将无法自动地转化为汽车的机械能,这种现象说明自发的能量转化过程是有一定___________性的,但在能量的转化和转移过程中,能的总量___________(选填“不断减少”、“保持不变”或“不断增加”)。
答案: ①. 方向 ②. 保持不变
解析:[1]汽车在刹车过程中,机械能可以自发地转化为地面和轮胎的内能,但这些内能将无法自发地转化为汽车的机械能,这说明自发的能量转化过程是有一定方向性的。
[2]由能量守恒定律可知,在能量的转化和转移过程中,能的总量保持不变。
17、(2023年内蒙古赤峰) 今年四月份,我国新一代人造太阳取得重大突破,它致力于太阳中能量产生方式——________(选填“核聚变”或“核裂变”)的研究,使其可以控制,追求无污染的人类能源自由。核能属于________(选填“一次”或“二次”)能源。
答案: ①. 核聚变 ②. 一次
解析:[1]获取核能有两种途径:核裂变和核聚变。太阳释放的能量是由于太阳内部进行着核聚变。
可以从自然界直接获取的能源叫一次能源,不能从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源,核能可以从自然界直接获取,属于一次能源。
实验题(本题共4小题,共16分)
18、同学们在实验室练习实验操作,如图所示是他们做实验的情景;
实验次数 1 2
木块对木板的压力F/N 2 3
弹簧测力计读数f/N 0.6 0.9
(1)如图甲是“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验,用弹簧测力计水平拉动木块在水平长木板上做运动时,得到了表格中的相关数据。分析表中数据可知,滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为 。请你指出该实验过程中的不当之处: ;
(2)如图乙所示是“探究物体的动能与质量的关系”的实验装置。让两个不同的小球从斜面的同一高度处由静止滚下,分析比较木块,从而比较小球动能的大小。小球推动木块移动一段距离后都要停下来。所以晓光认为小球和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为这个观点是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
【答案】 木块的运动状态未知,拉力和摩擦力的大小不一定相等 错误 木块克服摩擦做功,机械能转化为内能
【详解】(1)[1]表格中数据F1=2N时,f1=0.6N;当F2=3N时,f2=0.9N,则由此知
所以滑动摩擦力的大小与压力之间的表达式为
[2]用弹簧测力计水平拉动木块在水平长木板上做匀速直线运动时,拉力才等于木块受到的摩擦力。实验过程中的不当之处,木块的运动状态未知,拉力和摩擦力的大小不一定相等。
(2)[3][4]要探究动能大小与质量的关系,需控制速度相同,则应让质量不同的小车从同一高度滚下,通过木块被推出的距离反映看出小球动能的大小,小球推动木块移动一段距离后都要停下来,是因为水平面有摩擦力,木块克服摩擦做功,机械能转化为内能,而不是机械能消失了,故晓光的观点是错误的。
19.小明同学学习了燃料的热值后,自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制的相同的量有: 、 相等。
(2)你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,利用此实验方法计算出的热值将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 水的质量 燃料的质量 煤油 偏小
【详解】(1)[1][2]还需要控制质量相同的水,因为不同质量的水其吸收热量的多少不同,故需要控制水的质量不同;还需要控制燃料的质量相同,因为不同燃料,质量不同,放出的热量不同,故需要控制质量相同。
(2)[3]质量相同的煤油和菜籽油,都燃烧完,煤油可以让水升高的温度多,说明煤油放出的热量多,质量相同,故煤油的热值大。
(3)[4]由于本题是利用燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量,计算出热值,由于存在热量损失,导致计算放出的热量偏小,故热值偏小。
计算题(本题共2小题,共11分)
20、小轿车油箱内装有15kg汽油,司机驾车沿高速公路到某地旅游,路程为300km.轿车全程视做匀速直线运动,且受到的阻力为920N.已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能,汽油的热值为4.6×107J/kg.求:
(1)汽车到达目的地牵引力所做的功;
(2)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油?
【答案】(1)2.76×108J(2)需要
【分析】根据题目中提到的路程、阻力、热值等可知,本题考查力学和热学综合,根据速度公式、功的公式、燃料完全燃烧放热公式、热机效率公式进行求解.
【详解】答:(1)因汽车做匀速直线运动,所以小轿车受到的牵引力:
牵引力所做的功:
(2) 完全燃烧一箱油放出的热量:
由得转化成的有用功:
由得小轿车行驶的路程:
因为:
225km<300km
所以汽车在行驶途中需要加油.
21、天然气灶使用方便、经济环保.如图所示,在一个标准大气压下,天然气灶将一壶质量为4kg、温度为20 ℃的水加热至沸腾,大约需要12 min,已知天然气的热值为3.5×107 J/m3.求:
(1)水吸收的热量;
(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收,烧开这壶水需要多少天然气.
【答案】(1)1.344×106 J (2)0.064 m3
【详解】(1)根据热量的计算公式,可知道水吸收的热量为
(2)烧开这壶水需要吸收的热量为,那天然气完全燃烧放出的热量为
根据热值的计算公式,可以知道烧开这壶水需要天然气为
答:(1)水吸收的热量为;(2)烧开这壶水需要的天然气体积为.
科学阅读题与简答题(共1小题,共6分)
22、阅读短文,回答问题。
十四五!航天新征程!
2021年4月29日,长征五号B遥二运载火箭携带中国空间站“天和”核心舱在海南文昌发射场点火发射升空(图25-甲)!此次发射空间站核心舱是长征五号B遥二火箭的首次应用性发射,也是空间站建造的开局之战,将全面吹响我国打造载人空间站的集结号。
核心舱命名为“天和”(图25-乙),全长16.6m,最大直径4.2m,发射质量22.5t,可支持3名航天员长期在轨驻留,是我国目前研制的最大航天器。核心舱与地面控制站以1.5×109Hz的电磁波实时联系,在地面人员的监控下核心舱以7.5km/s的速度运行在距离地面约400km的近地轨道。从发射到入轨用时约500s。“天和”核心舱是空间站“天宫”的中心,除了核心舱之外,空间站还有2个实验舱,分别是“问天”和“梦天”,预计于2022年年底前先后发射,完成三舱组合。
(1)长征五号B遥二运载火箭升空时,以火箭为参照物,地面是 (选填“运动”或“静止”)的;两侧冒出的白色气团是水蒸气 (填物态变化名称)而成的;
(2)核心舱在太空中主要靠太阳能来维持运转,太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。在人类使用能源的过程中,必然有部分能量由于种种原因浪费掉且不能再重新加以利用,因为能量的转移或转化具有 ,所以我们要大力开发诸如太阳能这样的新能源;
(3)若火箭将核心舱以3km/s的平均速度送到预定轨道,每千米消耗燃料200L,则共需要燃料 t才能完成运载任务。(燃料密度约0.8×103kg/m3)
(4)若核心舱运行轨道平面与赤道平面重合,则核心舱绕地球转一周大约需要 s。(地球半径约6400km,圆周率π≈3)
【答案】(1) 运动 液化
(2) 可再生 方向性
(3)64
(4)5440
【详解】(1)[1]长征五号B遥二运载火箭升空时,以火箭为参照物,地面的位置不断发生变化,因此地面是运动的。
[2]白色气团实质上是液态的小水滴,是高温水蒸气遇冷液化形成的。
(2)[1]太阳能可以从大自然源源不断的获得,因此是可再生能源。
[2]因为能量的转移或转化具有方向性,如消耗掉的内能不能收集起来再利用,所以我们要大力开发诸如太阳能这样的新能源。
(3)由题意知,中国空间站建在距离地面约400公里的近地轨道,因此火箭将核心舱以3km/s的平均速度送到预定轨道,每千米消耗燃料200L,则需要消耗燃料的体积为
则需要消耗燃料的质量为
(4)由题意可知,核心舱绕地球转一周的周长为
核心舱运行的速度为7.5km/s,则核心舱绕地球转一周的时间为
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