核能与能量守恒
一、单选题
1.用导线将开关、灵敏电流计和材质不同的钥匙甲、乙相连,将两钥匙插入橙子中(如图),闭合开关,灵敏电流计指针发生偏转。该橙子电池的能量直接来源于( )
A.机械能 B.电能 C.核能 D.化学能
2.利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。下面有关核电站的说法正确的是( )
A.核反应堆是利用核聚变原理工作的
B.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.核电站发电和原子弹爆炸时发生的链式反应,
3.如图所示,将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间,并使盘面与磁感线垂直,盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B,两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时,则( )
A.磁场水平向左穿过金属盘
B.感应电流从电刷A流出金属盘
C.与无磁场相比,在磁场中转动的金属盘将更易停下来
D.若仅将变阻器滑动头向左移,电流计的示数将变大
4.总质量为3×103kg的房车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶了200km(如图),若车受到的阻力是总重的0.1倍,则此次行程中下列有关说法正确的是( )
A.房车受到的牵引力为3×103N
B.房车牵引力做功为6×107J
C.房车行驶中功率为3×105W
D.房车行驶中机械能转化为化学能
5. 我们日常生活中的大部分能量来源于( )
A.太阳 B.电 C.煤 D.石油
6.用“●”“○”和“·”分别表示质子、中子和电子,如图表示三种原子结构模型,下列有关说法正确的是
A.甲表示氮原子 B.甲、丙互为同位繁原子
C.甲、乙属于同一种元素 D.丙的相对原子质量为4
7.假日里小肖和爸爸从浙江前往西藏布达拉宫,他发现到达高山上时包里的薯片呈现如图所示的“高反”——薯片包装袋变得鼓鼓囊囊,下列说法中正确的是
A.袋里的气体对外做功,内能减少了
B.袋里的气体从外界吸热,内能增加了
C.从浙江到达布达拉宫后,薯片的重力势能变小了
D.高山上温度低一些,所以整个过程中能量不守恒
二、填空题
8.众所周知,爱因斯坦是一位伟大的理论科学家,他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱.这种电冰箱内部有一种小型的浸入式致冷器,它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源,它的运行仅靠水龙头的压力,带动一台射水泵,从而在一个气室内产生真空,水和少量甲醇则在此处化为蒸气.管中甲醇会慢慢用完,但是这种液体不仅价格便宜,而且很容易弄到。这种冰箱在工作时,被冷却的液体内能 (选填“增大”、“减小”),
你认为这种不用电的冰箱 (选填“遵守”或“不遵守”)能量守恒定律。
9.一台水泵每秒钟内可把76.5kg水扬高10m,带动水泵的电动机的输入功率为12kW,电动机的效率是85%,g=10N/kg,则水泵的效率是 。
三、实验探究题
10.小乐受骑自行车上坡的启发,提出了“物体冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关”的问题,并建立了如下猜想:
猜想一:物体冲上斜坡的最大距离与物体的质量有关;
猜想二:物体冲上斜坡的最大距离与斜坡的倾角有关;
猜想三:物体冲上斜坡的最大距离与冲上斜坡前的速度有关。
(1)为验证猜想一,小乐将长木板的一端与水平面接触,另一端垫起一定高度,使长木板与水平面成一定的倾角θ,如图所示;实验时让不同质量的木块从弧形滑道同一位置静止释放,木块从弧形滑道滑下后再冲上长木板。实验结果证实了猜想一是错误的,则小乐在该实验中获得的证据(或事实)是 。
(2)为了验证猜想二,小乐多次改变长木板与水平面的倾角θ,让同一木块从弧形滑道同一位置静止释放,测出木块冲上长木板后滑行的最大距离,相关实验数据如表所示:
次数 1 2 3 4 5
长木板与水平面的倾角θ 10° 30° 53° 75° 85°
木块冲上长木板后滑行的最大距离s/m 0.50 0.40 0.36 0.39 0.43
据表中数据,可得出的结论是 。
(3)若使用如图所示装置验证猜想三,应如何选择和操控木块? 、(写出2点)。
四、解答题
11. 如图 所示是小科和小甬在科技活动中设计的提纯酒精的装置。请回答下列问题。
(1)提纯的原理是根据酒精和水的 不同。
(2)用水浴法加热的优点是可以 。
(3)此实验中涉及的物态变化先后有 、
12.已知质量不变时,物体的重力势能与高度成正比。现有一小球从离地面高度为 H的空中由静止开始下落。
(1)若小球在下落过程中不受任何阻力,当小球的重力势能和动能相等时,物体离地面的高度记为h1,则h1 H/2(填“>”“=”或“<”)。
(2)若小球在下落过程中要受到空气的摩擦阻力,当小球的重力热能与动能相等时,物体离地面的高度记为h2,则h2 H/2(填“>”“=”或“<”),请说明理由 。
13. 2021年,我国科学家在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成。其中第一步反应的微观示意图如图所示。回答下列有关问题。
(1)甲、乙、丙、丁四种物质中,属于化合物的有 ;
(2)丙中碳、氢元素质量比为 。
(3)根据质量守恒定律,参加反应的甲分子和乙分子个数比为 。
(4)88克甲物质中含有氧元素 克;
14.为了控制疫情,实行疫区封闭管理,并使用无人机进行巡逻管控。如图所示,是正在巡查的无人机。无人机启动后,利用遥控器可控制它运动和工作,它的部分参数如表:
机身质量/千克 2.4 “四脚”着地的总面积(厘米) 10
电池充满后储存电能/焦耳 36000 最大水平速度(米/秒) `5
机身尺寸/毫米 400×300×200 最大上升速度(米/秒) 1
(1)给无人机电池充电时,发生的能量转化过程主要是 。
(2)无人机从地面飞到高地30米高处,克服自身重力做功为多少?
(3)无人机充满电后在水平方向上以最大速度匀速飞行时一次可飞行约15 分钟,且电能转化为机械能的效率为60%,求无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力是多少?
15.我市部分公交车以天然液化气为燃料,其主要成分是甲烷。如果一辆公交车满载乘客时总重力是,那么1m3甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以10m/s的速度水平匀速行驶1500min。水平匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍。请回答下列问题:
(1)甲烷气体完全燃烧时,甲烷的 能转化为内能。
(2)公交车的功率一定时,车上坡时应 (选填“减小”或“增大”)速度。
(3)公交车满载时以10m/s的速度水平匀速行驶2min,求车克服摩擦所做的功。(写出具体解题过程)
16.第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州市举行。
(1)亚运吉祥物之一“莲莲”,名字源于世界遗产西湖中的莲叶。莲叶中的己烯醇(C6H12O)是莲叶独特香味的来源。从物质分类的角度,己烯醇属于 (填“无机物”或“有机物”)。在己烯醇中,碳、氢元素的质量之比为 (填最简整数比);
(2)本届亚运会全部场馆均使用绿色电能。场馆所使用的部分电能来自于浙江沿海的海上风电场,发电过程中的能量转化是:风能→风车叶轮的 能→电能。
五、综合说理题
17.如图是玩弹弓时的情景。经验表明,当橡皮筋被拉长的长度相同,且发射子弹的角度相同时,若所用的“子弹”是大小不同的小石块,则质量较小的石块射出的距离较大;若所用的“子弹”是体积相近的小石块和泡沫球,则质量较小的泡沫球射出的距离较小。请用所学知识解释上述现象。
18.平日留心观察事物的小科发现利用电热水器洗热水澡时,冷水管上布满水珠,而热水管上却完全干燥;当洗澡结束后,在浴室吊顶暖风机的作用下,冷水管上的水珠很快不见了。请结合所学知识,解释这些现象。
答案解析部分
1.D
2.C
3.C
4.A
5.A
6.C
7.A
8.减小;遵守
9.75%
10.(1)质量不同的木块冲上长木板上后滑行的最大距离均相同。
(2)木块质量和冲上长木板前的速度相同时,随倾角θ的增大,木块冲上长木板后滑行的最大距离s先减小后增大。
(3)选用同一木块、让同一木块在弧形滑道不同高度静止释放(合理即可)。
11.(1)沸点
(2)减少水的汽化
(3)汽化;液化
12.(1)=
(2)<;由于空气摩擦阻力,小球的机械能不守恒,减小的重力势能一部分转化为热能。根据能量守恒定律可得: mgH>2mgh2
13.(1)甲、丙、丁
(2)3:1
(3)1:3
(4)64克
14.电能转化为化学能;720J;4.8N
15.(1)化学
(2)减小
(3)3×106J
16.(1)有机物;6:1
(2)动
17.橡皮筋被拉长相同长度具有相同弹性势能,发射时橡皮筋的弹性势能转化为子弹的动能,因此子弹具有相同的动能。第一种情况:影响动能大小的因素是物体的速度和质量,动能相同时,质量较小的石块,具有较大的射出速度,因此着地前能射出较大距离;第二种情况:射出的子弹在运动过程中受到空气阻力作用,力能改变物体的运动状态,泡沫球的的质量较小,惯性较小,运动状态容易改变,速度急速减小,着地前能射出距离较小。
18.洗热水澡时,热的水蒸气遇到冷水管液化成小水珠,遇到热水管不会液化,所以冷水管上布满水珠,而热水管上没有水珠。
在暖风机的作用下,升高了冷水管上水珠的温度,加快水珠表面的空气流速,水分的蒸发加快,所以冷水管很快变干了。