【素养测评】苏教版（2017秋）六年级科学下册科学第一单元《神奇的能量》测试基础卷 （含答案）

/ 让教学更有效 精品试卷 | 小学科学
【素养测评】苏教版科学六年级下册
第一单元《神奇的能量》测试基础卷
题号 一 二 三 四 五 六 总分
得分
一、知识广场（每空 1 分，共 10 分）
能量有多种形式，如机械能、热能、光能、电能、化学能等，我们的生活离不开能量，其中______是最方便使用的能量形式。
电磁铁是由______和______组成的装置，它通电时产生______，断电后______消失。
能量的单位是______，简称焦，符号是______。
电动机工作时，主要将______能转化为______能。
植物通过光合作用将太阳能转化为______能储存起来。
二、判断大厅（每题 2 分，共 20 分）
只要有能量，物体就能永远运动下去。（ ）
电磁铁的磁力大小只与线圈匝数有关。（ ）
太阳能热水器是将太阳能转化为热能的装置。（ ）
能量转化只能发生在有生命的物体上。（ ）
不同形式的能量之间可以相互转化，但在转化过程中，能量的总量会减少。（ ）
电铃是利用电磁铁的原理工作的。（ ）
用手反复弯折铁丝，铁丝会发热，这是机械能转化为热能。（ ）
为了增强电磁铁的磁力，可以无限制地增加电池数量。（ ）
声音也是一种能量。（ ）
所有的能量转化都是我们可以控制的。（ ）
三、选择乐园（每题 2 分，共 30 分）
下列现象中，属于动能转化为势能的是（ ）。
A. 雨滴从空中落下 B. 向上抛出的石块在空中上升
C. 骑自行车下坡，速度越来越快 D. 钟表里的发条带动指针转动
在研究电磁铁磁力大小与电流大小的关系时，需要改变的条件是（ ）。
A. 线圈匝数 B. 电流大小 C. 铁芯粗细 D. 以上都不对
下列物体具有弹性势能的是（ ）。
A. 放在水平地面上的篮球 B. 拧紧的钟表发条
C. 正在下落的苹果 D. 静止在桌面上的书本
以下能源中，属于可再生能源的是（ ）。
A. 石油 B. 天然气 C. 太阳能 D. 煤炭
电磁铁的南北极可以通过改变（ ）来改变。
A. 线圈匝数 B. 电流方向 C. 铁芯长短 D. 电池数量
下列装置中，没有用到电磁铁的是（ ）。
A. 电磁起重机 B. 普通的干电池 C. 电磁继电器 D. 电铃
下列现象中，能说明能量可以相互转化的是（ ）。
A. 用热水袋取暖 B. 冬天手冷时搓手会变暖
C. 阳光下，太阳能热水器里的水变热 D. 水往低处流
关于电磁铁，下列说法正确的是（ ）。
A. 电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
B. 电磁铁的磁性强弱与电流大小无关
C. 电磁铁是根据电流的磁效应制成的
D. 电磁铁在断电后，铁芯的磁性不会消失
下列能源中，既属于清洁能源又属于不可再生能源的是（ ）。
A. 水能 B. 风能 C. 核能 D. 太阳能
当我们给手机充电时，能量的转化情况是（ ）。
A. 电能转化为化学能 B. 化学能转化为电能
C. 机械能转化为电能 D. 电能转化为机械能
下列事例中，不是利用电磁铁磁性强弱跟电流大小有关的是（ ）。
A. 电磁起重机吊起重物 B. 电铃的工作
C. 调节电磁铁磁性强弱，使磁浮列车悬浮 D. 用电磁铁控制高压电路的通断
在探究电磁铁磁力大小与铁芯长短的关系时，需要保持不变的条件是（ ）。
A. 线圈匝数和电流大小 B. 铁芯粗细
C. 电池数量 D. 以上都是
下列关于能量的说法，错误的是（ ）。
A. 能量是看不见、摸不着的，但我们可以通过它所产生的效果来认识它
B. 不同形式的能量之间可以相互转化
C. 地球上的能量绝大部分来自太阳
D. 能量的转化和转移没有方向性
下列现象中，属于化学能转化为电能的是（ ）。
A. 用干电池供电 B. 电灯发光
C. 水电站发电 D. 太阳能电池发电
以下关于电磁铁和永久磁铁的说法，正确的是（ ）。
A. 电磁铁的磁性强弱可以改变，永久磁铁的磁性强弱不能改变
B. 电磁铁和永久磁铁都有固定的南北极
C. 电磁铁和永久磁铁都能长时间保持磁性
D. 电磁铁和永久磁铁都不需要消耗能量就能保持磁性
四、问题城堡（每题 4 分，共 20 分）
请举例说明生活中能量转化的实例，并指出能量的转化形式。（至少举两例）
电磁铁在生活中有哪些应用？请列举三个，并简要说明其工作原理。
为什么说能源与环境密切相关？请结合具体能源类型进行分析。
简述能量守恒定律的内容，并举例说明其在生活中的应用。
从能量转化的角度分析，汽车行驶过程中能量是如何转化的？
科学探究（8 分）
下图中能量是如何转换的？
六、拓展长廊（每题 6 分，共 12 分）
随着科技的发展，新能源在生活中的应用越来越广泛。请你介绍一种新能源，并说明其特点以及在生活中的应用方式。
假设你是一名发明家，要设计一种新型的能量收集装置，用于收集日常生活中的能量并转化为电能。请简要描述你的设计思路，并说明可能面临的挑战及解决方案。
答案及解析
一、知识广场
答案：电能
解析：电能可以方便地转化为其他形式的能量，如光能（电灯）、热能（电热水器）、机械能（电动机）等，在现代生活中应用极为广泛，是最方便使用的能量形式。
答案：铁芯；线圈；磁性；磁性
解析：电磁铁由铁芯和线圈组成，电流通过线圈时，铁芯被磁化产生磁性，断电后磁性消失，这是电磁铁的基本构造和工作特性。
答案：焦耳；J
解析：能量的国际单位是焦耳，简称焦，符号为 J，这是能量度量的标准单位。
答案：电；机械
解析：电动机通电后，内部的线圈在磁场中受力转动，从而带动外部机械装置工作，实现了电能到机械能的转化。
答案：化学
解析：植物通过光合作用，利用太阳光能，将二氧化碳和水转化为储存着化学能的有机物，把太阳能转化为化学能储存起来。
二、判断大厅
答案：×
解析：虽然能量不会凭空消失，但在能量转化过程中，不可避免地会有一部分能量以热能等形式散失到周围环境中，无法再被完全收集和利用。例如，汽车行驶时，由于摩擦等因素，机械能会不断转化为热能散发出去，最终可用于维持物体运动的有效能量会越来越少，物体不可能永远运动下去。
答案：×
解析：电磁铁的磁力大小与电流大小、线圈匝数、铁芯粗细等因素都有关。电流越大、线圈匝数越多、铁芯越粗，电磁铁的磁力一般越大。
答案：√
解析：太阳能热水器通过集热器吸收太阳能，使水的温度升高，将太阳能转化为水的热能，为人们提供热水。
答案：×
解析：能量转化在无生命的物体上也广泛存在，如水电站将水流的机械能转化为电能，电灯将电能转化为光能和热能等。
答案：×
解析：根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
答案：√
解析：电铃内部有电磁铁，通电时电磁铁产生磁性吸引铃锤敲击铃盖发出声音，断电时磁性消失，铃锤复位，如此反复工作。
答案：√
解析：用手反复弯折铁丝，对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式将机械能转化为热能。
答案：×
解析：虽然增加电池数量能增强电磁铁的磁力，但电池数量过多会导致电路中电流过大，可能损坏电池、导线甚至引发安全问题，同时也不符合实际使用需求，不能无限制增加。
答案：√
解析：声音具有能量，如超声波可以用来清洗精密仪器，说明声音能传递能量。
答案：×
解析：有些能量转化是自然发生且难以控制的，比如太阳内部的核聚变反应释放能量，我们目前无法控制其反应过程和速率。
三、选择乐园
答案：B
解析：向上抛出的石块在空中上升，速度逐渐减小，高度逐渐增加，动能转化为重力势能。A 选项雨滴从空中落下是重力势能转化为动能；C 选项骑自行车下坡速度越来越快，是重力势能转化为动能；D 选项钟表里的发条带动指针转动是弹性势能转化为动能。
答案：B
解析：在研究电磁铁磁力大小与电流大小的关系时，根据控制变量法，需要改变的条件是电流大小，保持线圈匝数、铁芯粗细等其他条件不变。
答案：B
解析：拧紧的钟表发条发生了弹性形变，具有弹性势能。A 选项放在水平地面上的篮球、D 选项静止在桌面上的书本都没有发生弹性形变，不具有弹性势能；C 选项正在下落的苹果具有重力势能和动能，不具有弹性势能。
答案：C
解析：太阳能是可再生能源，它取之不尽、用之不竭，且在利用过程中对环境无污染。石油、天然气和煤炭都是不可再生能源，它们的形成需要漫长的地质年代和特定条件，储量有限。
答案：B
解析：改变电磁铁南北极的方法是改变电流方向或改变线圈绕线方向。A 选项线圈匝数、C 选项铁芯长短、D 选项电池数量主要影响电磁铁的磁力大小，而不是南北极方向。
答案：B
解析：电磁起重机、电磁继电器和电铃都利用了电磁铁的磁性来工作。普通干电池是提供电能的装置，内部没有电磁铁结构。
答案：B
解析：冬天手冷时搓手会变暖，是通过摩擦做功，将机械能转化为热能，说明能量可以相互转化。A 选项用热水袋取暖是热传递，没有能量形式的转化；C 选项太阳能热水器里的水变热是太阳能转化为热能，没有体现能量相互转化；D 选项水往低处流是由于重力作用，没有能量转化。
答案：C
解析：电磁铁是根据电流的磁效应制成的，即电流周围存在磁场。A 选项电磁铁的铁芯要用铁磁性材料，不能用铜棒，因为铜不能被磁化；B 选项电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流越大，磁性越强；D 选项电磁铁断电后，铁芯的磁性基本消失。
答案：C
解析：核能属于清洁能源，在发电过程中不产生二氧化碳等污染物，但核能所利用的核燃料是不可再生的。水能、风能、太阳能既是清洁能源又是可再生能源。
答案：A
解析：给手机充电时，手机电池相当于用电器，电能转化为电池内部的化学能储存起来，以便后续使用。
答案：D
解析：A 选项电磁起重机通过改变电流大小来控制吊运重物的重量，利用了电磁铁磁性强弱与电流大小有关；B 选项电铃工作时，电流变化会影响电磁铁磁性强弱，从而使铃锤敲击频率改变；C 选项磁浮列车通过调节电磁铁磁性强弱（改变电流大小）实现悬浮和运行；D 选项用电磁铁控制高压电路的通断主要利用电磁铁通电有磁性、断电无磁性的特点，而不是利用磁性强弱与电流大小的关系。
答案：D
解析：在探究电磁铁磁力大小与铁芯长短的关系时，根据控制变量法，要保持线圈匝数、电流大小（由电池数量决定）、铁芯粗细等其他可能影响磁力大小的因素不变。
答案：D
解析：能量的转化和转移具有方向性，如热量只能自发地从高温物体传向低温物体，而不能自发地从低温物体传向高温物体。A、B、C 选项关于能量的描述均正确。
答案：A
解析：用干电池供电，干电池内部发生化学反应，将化学能转化为电能。B 选项电灯发光是电能转化为光能和热能；C 选项水电站发电是机械能转化为电能；D 选项太阳能电池发电是太阳能转化为电能。
答案：A
解析：电磁铁通过改变电流大小、线圈匝数等可改变磁性强弱，永久磁铁磁性强弱一般固定；电磁铁南北极可通过改变电流方向等改变，永久磁铁有固定南北极；电磁铁断电后磁性基本消失，永久磁铁能长时间保持磁性；电磁铁工作需要消耗电能，永久磁铁不需要。所以 A 选项正确。
四、问题城堡
答案：
示例一：电饭煲煮饭，是将电能转化为热能。电饭煲接通电源后，电流通过发热元件，将电能转化为热能，从而煮熟米饭。
示例二：风力发电，是将风能转化为电能。风力发电机的叶片在风力作用下转动，带动发电机内部的线圈切割磁感线，产生电能。
解析：通过列举生活中常见的能量转化实例，清晰地阐述能量的转化形式，体现能量转化在生活中的广泛应用。
答案：
电磁起重机：工作原理是利用电磁铁通电产生强大的磁性，吸引钢铁等磁性材料，从而吊运重物。当断电时，电磁铁磁性消失，重物可放下。
电磁继电器：由电磁铁、衔铁、簧片、触点等组成。电磁铁通电时产生磁性，吸引衔铁，使触点闭合或断开，实现对高电压、大电流电路的自动控制，利用低电压、弱电流电路来间接控制高电压、强电流电路。
电铃：通电时，电磁铁产生磁性，吸引铃锤敲击铃盖发出声音，断电时磁性消失，铃锤复位，如此反复工作。
解析：分别列举电磁起重机、电磁继电器、电铃三个电磁铁在生活中的应用实例，并详细说明其利用电磁铁磁性工作的原理。
答案：
以煤炭为例，煤炭是一种传统能源。在煤炭的开采过程中，会造成土地塌陷、地表变形等环境问题，同时煤炭燃烧会释放大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物。二氧化碳排放过多会导致全球气候变暖，引发冰川融化、海平面上升等一系列环境问题；二氧化硫会形成酸雨，对土壤、水体、森林等生态系统造成破坏。而太阳能作为一种清洁能源，在利用过程中对环境的污染较小。太阳能光伏发电过程中不产生废气、废水等污染物，且太阳能取之不尽、用之不竭。所以不同类型的能源在开采、利用过程中对环境的影响差异很大，能源与环境密切相关。
解析：结合常见的传统能源煤炭和清洁能源太阳能，从能源开采和利用对环境的影响角度，分析能源与环境的密切关系。
答案：
能量守恒定律的内容是：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。例如，在水电站里，水流的机械能通过水轮机带动发电机转化为电能，同时水流的机械能减少，但减少的机械能等于转化得到的电能，能量的总量不变。
解析：先阐述能量守恒定律的内容，再以水电站发电为例，说明在能量转化过程中能量总量保持不变，体现能量守恒定律在生活中的应用。
化学能转化为内能：汽车使用的燃料（如汽油、柴油等）具有化学能。当燃料在发动机的气缸内燃烧时，发生剧烈的氧化反应，化学能转化为内能，使气缸内的气体温度和压力急剧升高。
内能转化为机械能：高温高压的气体推动活塞在气缸内做往复运动，将内能转化为活塞的机械能。活塞的往复运动通过连杆传递给曲轴，使曲轴转动，从而带动汽车的传动系统。
机械能的传递与转化：曲轴的转动通过传动系统（如变速箱、传动轴等）传递到车轮，使车轮转动，汽车获得前进的动力。在这个过程中，部分机械能用于克服汽车行驶过程中的各种阻力，如空气阻力、摩擦力等，这些机械能最终转化为热能散失到周围环境中。此外，汽车上的一些辅助设备，如发电机、空调压缩机等，也会消耗一部分机械能。发电机将机械能转化为电能，为汽车的电器设备供电；空调压缩机消耗机械能，实现制冷循环。
解析：汽车行驶过程中的能量转化较为复杂，涉及化学能、内能和机械能等多种形式能量的转化。通过对发动机燃烧过程、活塞运动以及机械能传递和利用等环节的分析，清晰呈现能量的转化路径。
五、科学探究
从图中可以看到以下几种能量转换过程：
植物部分：太阳的光能被植物吸收，通过光合作用，光能转换为植物体内的化学能，以有机物（如植物结出的西红柿等）的形式储存起来。
人骑车部分：人吃了含有化学能的食物（如西红柿等），食物中的化学能在人体内经过一系列化学反应，转化为人体运动的动能，使人能够骑动健身自行车。
发电及烧水部分：人骑车带动发电机，通过电磁感应原理，将人体运动的动能转换为电能。电能通过电线传输，用于加热水壶中的水，电能转换为水的内能，使水升温直至沸腾产生水蒸气。
综上，图中展示了光能 - 化学能、化学能 - 动能、动能 - 电能、电能 - 内能等多种能量转换过程。
六、拓展长廊
1.以太阳能为例：
特点：
可再生：太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源，只要太阳存在，就可以持续获取太阳能，不会像化石能源那样面临枯竭的问题。
清洁能源：在利用太阳能的过程中，不产生温室气体、废气、废水等污染物，对环境友好，有助于减少对环境的破坏和气候变化的影响。
分布广泛：地球上几乎所有地区都能接收到太阳能，不受地理条件限制，无论是在偏远的山区还是广阔的平原，都可以利用太阳能。但不同地区太阳能资源的丰富程度有所差异。
应用方式：
太阳能光伏发电：通过太阳能电池板将太阳能直接转化为电能。在一些偏远地区，由于电网覆盖不便，太阳能光伏发电可为居民提供生活用电，如用于照明、电视、冰箱等电器设备。在城市中，许多建筑物的屋顶也安装了太阳能电池板，所产生的电能一部分供建筑物自身使用，多余的电能还可以并入电网。
太阳能热水器：利用太阳能集热器吸收太阳能，将水加热。在家庭中，太阳能热水器可满足人们日常的热水需求，如洗澡、洗碗、洗衣服等，节省了传统能源（如天然气、电能等）的消耗。
解析：选择太阳能作为新能源的代表，从可再生、清洁、分布广泛等方面阐述其特点，再结合光伏发电和热水器应用说明其在生活中的具体利用方式，体现太阳能在生活中的重要性和多样性。
2.设计思路：
人体运动能量收集：考虑到人们日常行走、跑步等活动会产生机械能，可以设计一种穿戴式设备，例如安装在鞋子或膝盖部位。当人行走时，鞋底与地面的挤压以及膝盖的屈伸会带动装置内的小型发电机运转。装置内部可采用压电材料或电磁感应原理，将机械能转化为电能。例如，压电材料在受到压力时会产生电荷，通过电路收集这些电荷并储存起来。
环境热能收集：利用热电效应原理，设计一种能收集人体与周围环境之间温差产生的能量的装置。可以将这种装置设计成薄片形式，贴在人体皮肤上或衣服内。当人体温度高于周围环境温度时，热电材料两端会产生电势差，从而产生电能。
声音能量收集：设计一个微型的声电转换装置，利用压电陶瓷等材料将声音的振动能转化为电能。可以将其安装在嘈杂环境中的物体表面，如街道旁的路灯杆、商场的墙壁等。当有声音传来，引起压电陶瓷振动，产生微弱电流，通过电路放大和储存这些电能。
可能面临的挑战及解决方案：
能量收集效率低：日常生活中产生的能量较为分散且强度相对较低，导致能量收集效率不高。解决方案是研发更高效的能量转换材料和优化装置结构。例如，对于人体运动能量收集装置，寻找转换效率更高的压电材料或改进电磁感应装置的线圈设计，提高机械能到电能的转换效率；对于环境热能收集装置，研究新型热电材料，提高热电转换效率。
能量储存问题：收集到的电能往往是间歇性和不稳定的，需要有效的能量储存方式。可以采用高性能的可充电电池或超级电容器来储存电能。同时，设计智能充电管理电路，确保在能量收集过程中，电池或超级电容器能够安全、高效地充电，并且在需要使用电能时，能够稳定地输出。
装置舒适性和实用性：对于穿戴式设备，要保证其舒适性，不影响人们的正常活动。解决方案是采用轻薄、柔软的材料制作装置，使其贴合人体，并且尽量减小装置的体积和重量。同时，优化装置的安装方式，使其牢固且不妨碍人体运动。对于环境中安装的装置，要考虑其耐用性和对环境的适应性，采用防水、防尘、耐高低温的材料，确保装置能够长期稳定工作。
解析：从人体运动、环境热能、声音能量等方面提出能量收集的设计思路，针对可能遇到的能量收集效率、储存以及装置舒适性和实用性等挑战，分别给出相应的解决方案，涵盖材料研发、电路设计和材料选择等方面。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)