第十四章 内能的利用（新课预习.含解析）-2025-2026学年九年级全一册物理人教版
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| 名称 | 第十四章 内能的利用（新课预习.含解析）-2025-2026学年九年级全一册物理人教版 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 819.3KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-08-04 22:54:57 | ||
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文档简介
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内能的利用
一．选择题（共9小题）
1．（2025 临沂）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。如图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（ ）
A． B． C． D．
2．（2025 新疆）下列运载工具中，不需要利用热机的是（ ）
A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机
C．纯电动汽车 D．长征系列火箭
3．（2025 巴中）如图所示，青瓦是古建筑常用的建筑材料，制瓦工艺有上千年的历史。制瓦工艺分为成坯、晒制、高温烧制等诸多流程。下列说法正确的是（ ）
A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有热量越多
B．高温烧制时，通过热传递的方式改变瓦片的内能
C．烧制青瓦时，燃料燃烧越充分其热值越大
D．在质地均匀的瓦上定型切割，瓦的密度变小
4．（2025 枣庄）古代的人们曾发明一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的是（ ）
A．内燃机的做功冲程 B．内燃机的压缩冲程
C．钻木取火 D．流星雨的形成
5．（2025 广州）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图方框中能量形式判断正确的是（ ）
A．甲是“电能” B．乙是“太阳能”
C．丙是“电能” D．丁是“机械能”
6．（2025 苏州）《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（ ）
A．这是一台“永动机”
B．水在输送过程中重力势能不变
C．转轮转速越快输水做功功率越大
D．上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
7．（2025 呼和浩特）人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图1是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图2是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（ ）
A．水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置
B．流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能
C．图2中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果
D．流水通过水轮后，其机械能减小
8．（2025 镇江）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（ ）
A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越大
B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大
C．若的值越大，燃料的热值越大
D．若的值越大，燃料的热值越大
9．（2025 日照）喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（ ）
A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程
二．多选题（共2小题）
（多选）10．（2025 济南）如图所示，某公园安装的“智能脚蹬车”配备了太阳能电池板和遮阳伞，可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后，就可以收集其运动数据。下列说法正确的是（ ）
A．“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源
B．太阳能电池板主要是由半导体材料制成的
C．锂电池在供电过程中将电能转化为化学能
D．手机与“智能脚蹬车”通过电磁波传输数据
（多选）11．（2025 北京）如图所示是我国西部某熔盐塔式光热电站，上万面镜子将太阳光准确地反射到高塔顶端，太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气，水蒸气推动汽轮发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．塔式光热发电站是将太阳能直接转化为电能
B．塔顶的熔盐吸收太阳光的能量，内能增大
C．汽轮发电机发电是电磁感应现象的应用
D．不同位置的镜子将太阳光反射到塔顶都遵循光的反射定律
三．填空题（共10小题）
12．（2025 通辽）课外活动中，某同学将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上，握住上下两部分，用力拧成如图所示的形状，会看到瓶盖被弹出，并发出爆响声，同时瓶口内出现白雾。拧瓶子过程中瓶盖未弹出前跟汽油机 冲程类似，瓶盖被弹出时，瓶内气体内能会 而导致温度降低，出现白雾。
13．（2025 广州）如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
（1）天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明 （选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”）；
（2）拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速 （选填“大”“小”），压强 （选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强；
（3）壶中装有密度为1.0×103kg/m3、质量为2kg的水，则壶中水的体积为 m3，根据Q＝qV，若天然气的热值q＝4.2×107J/m3，完全燃烧V＝1.0×10﹣2m3的天然气放出热量为 J，其中1.68×105J的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为4.2×103J/（kg ℃），则、水的温度升高了 ℃。
14．（2025 德州）如图是某同学用高压锅煮饭的情景，限压阀被气流顶起的过程与内燃机的 冲程原理相同，我们在开饭前就能闻到饭菜的香味，这是生活中的 现象。
15．（2025 日照）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 W，机械效率是 。
16．（2025 淮安）2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶30km，用时0.4h，受到的牵引力为1.4×103N，消耗氢气0.8kg，则此过程中汽车行驶的平均速度为 km/h，氢气燃烧放出的热量为 J，利用氢能的效率为 。
17．（2025 徐州）如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置，甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，由于微粒处在永不停息地无规则 中，而甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过，容器就变成了电瓶，电流从左向右通过小灯泡，则容器左端是电池的 极。根据对环境污染的大小来判断，这种能源是否属于清洁能源？ 。
18．（2025 济南）自然界中，能量不但可以从一个物体转移到其他物体，而且可以从一种形式转化为其他形式。例如泉城广场荷花音乐喷泉利用电动机把水喷向空中时，电动机将 转化为机械能和内能，此过程中能的总量 （选填“逐渐增大”“保持不变”或“逐渐减小”）。
19．（2025 湖南）传统燃油汽车排放的尾气是大气污染的主要来源，提供传统燃油的化石能源属于 再生能源。为节能减排，新能源汽车正逐步取代传统燃油汽车。如图，电动汽车充电，是将电能转化为 能储存起来。
20．（2025 河北）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于 能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作 min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。
21．（2025 苏州）工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过 的方式增加的。用切割机切割钢筋，切割片温度急剧上升，该过程内能变化情况与热机的 冲程相同。
四．解答题（共1小题）
22．（2025 无锡）我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖，其工作流程如图所示，核燃料反应堆内有低浓度的铀﹣235，发生核反应后产生大量的热，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯。二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为1.25×109J；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为1.21×109J、热量为2×108J，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%。（标准煤的热值取3.0×107J/kg）
（1）核燃料反应堆中的铀﹣235是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生 （填物态变化名称）吸收热量。
（2）在下列空格中补充完整核能发电的能量转化过程。
核能→内能→ →电能。
（3）若给居民供热5.4×1015J，相当于完全燃烧多少千克标准煤产生的热量？
（4）单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为 J。
五．综合能力题（共2小题）
23．（2025 湖北）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为 能。
（2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力。
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受牵引力。
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？
（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg）
24．（2025 广东）阅读材料，回答问题。
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。
某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在5m/s≤v≤10m/s的范围内，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）
（1）完成图戊风力发电的主要能量转化流程图；
① ；
② 。
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动。
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量。（q煤＝3.0×107J/kg）
（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈。若发电机输出电能1kW h，叶片需要转动 圈。
（5）若14：00—15：00和15：00—16：00两段时间内输出电能之比为1：3，则14：00—20：00的时间段内风力发电机组的输出电能为 kW h。
六．科普阅读题（共2小题）
25．（2025 宁夏）阅读材料，回答下列问题：
2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面南极——艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施样品采集任务，如图甲所示。
由于嫦娥六号的着陆点位于月球背面，受到月球遮挡无法直接与地球通信，需要通过鹊桥二号中继卫星来转发月面航天器与地球之间的通信。鹊桥二号中继卫星受月球引力作用，目前正在环月大椭圆冻结轨道上稳定运行。环月大椭圆轨道离月球最近的一点叫近月点，最远的一点叫远月点，如图乙所示。
着陆器与上升器组合体成功着陆后，着陆器将通过鹊桥二号中继卫星，在地面控制下，进行太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，此后正式开始持续约2天的月背采样工作，通过钻具钻取和机械臂表取两种方式分别采集月壤样品和月表岩石。表取完成后，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。6月4日7时38分，上升器携带月球样品自月球背面起飞，3000N的发动机工作约6min后，成功将上升器送入预定环月轨道。
（1）在鹊桥二号中继卫星支持下，嫦娥六号通过 波将采样画面实时传输到地面测控中心；太阳能电池板工作时，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。
（2）嫦娥六号采用液态氢做燃料是因为它具有较大的 ；上升器点火起飞，离开月球表面，以上升器为参照物，月球是 的；月壤运回地球后，质量 。（选填“变大”“变小”或“不变”）
（3）鹊桥二号中继卫星在环月大椭圆冻结轨道上从远月点向近月点运动时，结合图乙说明它的势能如何变化，势能和动能之间如何转化？
26．（2025 扬州）阅读短文，回答问题。
2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。
该项目工作原理如图2所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。
该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约1.9×108kg，减少二氧化碳排放约4.9×108kg，可连续放电6小时，使用期长达40年。
（1）该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为 能，再通过空气压缩机转化为 能。
（2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处 热。
（3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放 J的能量。（标准煤热值为2.9×107J/kg）
（4）该项目的能量转换效率为 %。该项目每年发电6亿度，则消耗 亿度用电低谷时段电网的多余电能。（计算结果保留1位小数）
（5）从工程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议： 。
内能的利用
参考答案与试题解析
一．选择题（共9小题）
1．（2025 临沂）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。如图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（ ）
A． B． C． D．
【分析】在内燃机的做功冲程中能量转化是内能转化为机械能，压缩冲程中能量转化是机械能转化为内能。
【解答】解：吸气冲程中，汽油机吸入空气和汽油的混合气体，气体温度较低；在压缩冲程，活塞压缩汽油与空气形成的燃料混合物，活塞对气体做功，将机械能转化为气体的内能，使气缸内气体内能增加；做功冲程中，高温高压气体对活塞做功，内能转化机械能；排气冲程中，将气缸内的废气排出；相比而言，吸气冲程中的气体温度较低，内能最小。故D正确。
故选：D。
【点评】解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答，基础性题目。
2．（2025 新疆）下列运载工具中，不需要利用热机的是（ ）
A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机
C．纯电动汽车 D．长征系列火箭
【分析】了解热机的概念进行判断即可。
【解答】解：热机是利用燃料燃烧释放的热量转化成机械能的装置，喷气式飞机、柴油拖拉机、火箭均需要用到燃料，故都需要用热机；纯电动汽车利用的是电动机，将电能转化为机械能，不属于热机。
故选：C。
【点评】本题考查了热机的概念，属于基础题。
3．（2025 巴中）如图所示，青瓦是古建筑常用的建筑材料，制瓦工艺有上千年的历史。制瓦工艺分为成坯、晒制、高温烧制等诸多流程。下列说法正确的是（ ）
A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有热量越多
B．高温烧制时，通过热传递的方式改变瓦片的内能
C．烧制青瓦时，燃料燃烧越充分其热值越大
D．在质地均匀的瓦上定型切割，瓦的密度变小
【分析】（1）热量是一个过程量，不能用含有、具有等来修饰；
（2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程；
（3）1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
（4）密度是物质的特性，密度的大小与质量、体积无关。
【解答】解：A、热量是一个过程量，只能说吸收（或者放出）了多少热量，不能说某物体含有多少热量，故A错误；
B、高温烧制时，通过热传递的方法增加瓦片的内能，故B正确；
C、燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料是否充分燃烧、质量都无关，故C错误；
D、若在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的质量变小，体积变小，但砖的密度不会变化，故D错误。
故选：B。
【点评】本题是一道热学综合题，主要考查学生对热量、内能、热值以及密度等概念以及热传递条件的理解，难度不大。
4．（2025 枣庄）古代的人们曾发明一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的是（ ）
A．内燃机的做功冲程 B．内燃机的压缩冲程
C．钻木取火 D．流星雨的形成
【分析】猛推推杆入筒的过程中，推杆压缩筒内空气做功，使筒内气体温度升高，内能增加，将机械能转化为内能。分析各选项中的能量转化情况，得出正确选项。
【解答】解：猛推推杆入筒的过程中，推杆压缩筒内空气做功，使筒内气体温度升高，内能增加，将机械能转化为内能。
A、内燃机的做功冲程中，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A符合题意；
B、内燃机的压缩冲程中，活塞压缩燃料做功，将机械能转化为内能，故B不符合题意；
C、钻木取火时，树枝间相互摩擦做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意；
D、流星穿过大气层时，与空气剧烈摩擦做功，将机械能转化为内能，故D不符合题意；
故选：A。
【点评】本题考查机械能与内能的相互转化，知道各情形的能量转化是关键。
5．（2025 广州）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图方框中能量形式判断正确的是（ ）
A．甲是“电能” B．乙是“太阳能”
C．丙是“电能” D．丁是“机械能”
【分析】（1）太阳能电池工作时将太阳能转化为电能。
（2）太阳能给蓄电池充电时将电能转化为化学能。
（3）蓄电池放电时将电能转化为其它形式的能量。
（4）路灯工作时将电能转化为光能和内能。
【解答】解：太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，其能量转化过程如下：太阳能→电能→化学能→电能→光能。故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了太阳能的利用；关键是会分析各个阶段的能量转化过程。
6．（2025 苏州）《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（ ）
A．这是一台“永动机”
B．水在输送过程中重力势能不变
C．转轮转速越快输水做功功率越大
D．上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
【分析】（1）自然界中能量是守恒的，但机械能在转化时往往存在能量的损耗，一部分机械能会转化为内能散失到空气中；
（2）重力势能的大小与质量和高度有关；
（3）功率是表示做功快慢的物理量；
（4）“高转筒车”在转动时，它的轴始终是固定不动的。
【解答】解：A、这一装置在工作时，存在摩擦和空气阻力，不是一台“永动机”，故A错误；
B、水在输送过程中高度改变，所以重力势能改变，故B错误；
C、转轮转速越快，相同时间内输水做功越多，则功率越大，故C正确；
D、上、下两个转轮在转动时，它们的轴始终是固定不动的，不符合动滑轮的特点，里面不存在动滑轮，故D错误。
故选：C。
【点评】本题通过“高转筒车”，考查了对能量的守恒、机械能的转化、功与功率的理解、简单机械的认识，有一定综合性。
7．（2025 呼和浩特）人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图1是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图2是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（ ）
A．水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置
B．流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能
C．图2中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果
D．流水通过水轮后，其机械能减小
【分析】（1）动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式；
（2）有能量转化时，必定会有一种形式的能量减少，另一种形式的能量增加；
（3）要明白消耗能量、利用能量或获得能量的过程就是能量的相互转化和转移的过程，能在具体情景中分析能量形式的转化。
【解答】解：
A、水轮机带动发电机发电将动能转化为电能，故A正确；
B、运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能，然后转化为电能，故B错误；
C、拦河大坝通过增大落水差增大水的重力势能，故C正确；
D、流水通过水轮后，水的机械能转化为电能，机械能减小，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了机械能的概念及能的转化，属于基础题型。
8．（2025 镇江）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（ ）
A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越大
B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大
C．若的值越大，燃料的热值越大
D．若的值越大，燃料的热值越大
【分析】燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小可以利用Q吸＝Q放，而Q吸＝c液m液Δt，Q放＝mq，即c液m液Δt＝mq进而判断热值大小。
【解答】解：燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小可以利用Q吸＝Q放，而Q吸＝c水m水Δt，Q放＝mq，即c水m水Δt＝mq，解得：q；
A、若m相同，Δt越小，由q可知，燃料的热值越小，故A错误；
B、若Δt相同，m越大，由q可知，燃料的热值越小，故B错误；
C、若的值越大，即的值越小，由q可知，燃料的热值越小，故C错误；
D、若的值越大，由q可知，燃料的热值越大，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对燃料的热值、燃料完全燃烧放热公式、吸热公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。
9．（2025 日照）喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（ ）
A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程
【分析】四冲程内燃机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，根据每个冲程的特点和能量转化情况来判断冲程的类型；工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：内能→机械能；③吸气冲程、排气冲程没有能量转化。
【解答】解：如图乙，扭转瓶子时，小明施加的外力压缩瓶内的气体，是机械能转化为内能，这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似；当瓶盖被瓶内的气体冲出时，是瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似。所以A、C、D都错，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了四冲程内燃机的四个冲程的特点，正确解答的关键是对四个冲程特点的记忆和理解，属于基础题。
二．多选题（共2小题）
（多选）10．（2025 济南）如图所示，某公园安装的“智能脚蹬车”配备了太阳能电池板和遮阳伞，可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后，就可以收集其运动数据。下列说法正确的是（ ）
A．“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源
B．太阳能电池板主要是由半导体材料制成的
C．锂电池在供电过程中将电能转化为化学能
D．手机与“智能脚蹬车”通过电磁波传输数据
【分析】（1）从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源。化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以属于可再生能源。
（2）车锁内的芯片主要由半导体材料制成；
（3）手机既是电磁波的发射台，也是电磁波的接收台；电磁波可以传递信息。
（4）太阳能电池板发电时将太阳能转化为电能。
【解答】解：
A.太阳能取之不尽，用之不竭，属于可再生能源，故A正确。
B.太阳能的电池板主要是由硅材料制成的，硅材料属于半导体材料，故B正确。
C.锂电池在供电过程中将电能转化为电能，故C错误。
D.手机扫码连接质能脚蹬车是通过电磁波传输数据的，故D正确。
故答案为：ABD。
【点评】本题考查能源及其分类、电源的能量转化、半导体材料的特点和电磁波可以传递信息的知识。
（多选）11．（2025 北京）如图所示是我国西部某熔盐塔式光热电站，上万面镜子将太阳光准确地反射到高塔顶端，太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气，水蒸气推动汽轮发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．塔式光热发电站是将太阳能直接转化为电能
B．塔顶的熔盐吸收太阳光的能量，内能增大
C．汽轮发电机发电是电磁感应现象的应用
D．不同位置的镜子将太阳光反射到塔顶都遵循光的反射定律
【分析】（1）根据题干中“太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气，水蒸气推动汽轮发电机发电”得出塔式光热发电过程中有哪些能量转化；
（2）水蒸气推动汽轮发电机发电的过程，消耗了机械能，转化为了电能，故是利用了电磁感应原理；
（3）无论是镜面反射还是漫反射都遵循反射定律.
【解答】解：AB、由题干可知，太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收，使其温度升高，内能增大，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气，再由蒸汽推动汽轮机可知蒸汽的内能转化为机械能，最后根据汽轮机带动发电机发电可知机械能转化为电能，所以塔式光热发电过程中能量的转化过程为太阳能→内能→机械能→电能，故A错误，B正确；
C、水蒸气推动汽轮发电机发电的过程，消耗了机械能，转化为了电能，故是利用了电磁感应原理，此时汽轮发电机相当于电源，故C正确；
D、不同位置的镜子将太阳光反射到塔顶都遵循光的反射定律，故D正确。
故选：BCD。
【点评】本题以塔式光热发电站为背景考查了学生对面镜特点、能量的转化、发电机原理的理解与掌握，关键是根据题意得出相关的信息。
三．填空题（共10小题）
12．（2025 通辽）课外活动中，某同学将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上，握住上下两部分，用力拧成如图所示的形状，会看到瓶盖被弹出，并发出爆响声，同时瓶口内出现白雾。拧瓶子过程中瓶盖未弹出前跟汽油机 压缩 冲程类似，瓶盖被弹出时，瓶内气体内能会 减小 而导致温度降低，出现白雾。
【分析】（1）拧瓶子的过程中，人压缩气体做功，机械能转化为内能；
（2）改变内能的方法有做功和热传递；当气体膨胀做功时，将内能转化为机械能，内能减小，温度降低。
【解答】解：拧瓶子过程中，人压缩气体做功，将机械能转化为内能，这跟汽油机的压缩冲程类似；瓶盖被弹出时，瓶内气体膨胀对外做功，将瓶盖迸出，将内能转化为机械能，使瓶内气体的内能减小，瓶口处的温度降低，瓶口处的水蒸气遇冷发生液化现象，从而形成了小水滴。
故答案为：压缩；减小。
【点评】本题考查了改变内能的方法的考查，题目难度不大。
13．（2025 广州）如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
（1）天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明 分子做无规则运动 （选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”）；
（2）拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速 大 （选填“大”“小”），压强 小于 （选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强；
（3）壶中装有密度为1.0×103kg/m3、质量为2kg的水，则壶中水的体积为 2×10﹣3 m3，根据Q＝qV，若天然气的热值q＝4.2×107J/m3，完全燃烧V＝1.0×10﹣2m3的天然气放出热量为 4.2×105 J，其中1.68×105J的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为4.2×103J/（kg ℃），则、水的温度升高了 20 ℃。
【分析】（1）一切物质的分子在永不停息地做无规则运动；
（2）流体的压强跟流速有关，流体流速越大的地方压强越小，流速越小的地方压强越大；
（3）根据密度公式求出水的体积；根据Q放＝qV求出完全燃烧V＝1.0×10﹣2m3的天然气放出热量，利用Q吸＝c水m水Δt求出水升高的温度。
【解答】解：（1）拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，这是臭味分子扩散到空气中的结果，属于扩散现象，说明臭味分子在永不停息地做无规则运动；
（2）因为流体速越大的地方压强越小，所以进口处天然气流速大，压强小于大气压，天然气和空气在大气压的作用下流向燃烧头，而天然气不会向空气中泄漏；
（3）壶中装有密度为1.0×103kg/m3、质量为2kg的水，则壶中水的体积为：
V水2×10﹣3m3；
完全燃烧V＝1.0×10﹣2m3的天然气放出热量为：
Q放＝qV＝4.2×107J/m3×1.0×10﹣2m3＝4.2×105J，
根据Q吸＝c水m水Δt可知，水升高的温度为：
Δt20℃。
故答案为：（1）分子做无规则运动；（2）大；小于；（3）2×10﹣3；4.2×105；20。
【点评】本题考查了分子的热运动、流体压强与流速的关系、密度公式、燃料完全燃烧放热公式和吸热公式的应用，综合性较强，但难度不大。
14．（2025 德州）如图是某同学用高压锅煮饭的情景，限压阀被气流顶起的过程与内燃机的 做功 冲程原理相同，我们在开饭前就能闻到饭菜的香味，这是生活中的 扩散 现象。
【分析】（1）做功可以改变物体的内能，对物体做功，机械能转化为内能；物体对外做功，将内能转化为机械能。
（2）一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，这种现象是扩散现象。
【解答】解：正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，是由于锅内气体对限压阀做功的结果，在这一过程中，内能转化为机械能；热机的工作循环中，做功冲程也是燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，所以这一现象与热机的工作循环中的做功冲程原理相同；
闻到饭菜的香味，是分子无规则运动的结果，即扩散现象；
故答案为：做功；扩散现象。
【点评】本题考查了改变内能的方法和内燃机的工作过程，属于基础题。
15．（2025 日照）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 1250 W，机械效率是 32.6% 。
【分析】根据四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次求出汽油机每分钟对外做功的次数，进而求出汽油机1min做的总功，利用P求汽油机的功率；
根据Q＝mq求出5g汽油完全燃烧释放的热量，根据利用η100%求机械效率。
【解答】解：单缸四冲程汽油机的一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，因此汽油机每分钟共有150个工作循环，对外做功150次，
则汽油机工作1min做的功W＝150×500J＝7.5×104J，
该汽油机的功率。
5g汽油完全燃烧释放的热量，
满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率。
故答案为：1250；32.6%。
【点评】本题考查四冲程内燃机的工作过程、功率和效率公式的应用，关键是求出四冲程内燃机1min对外做功的次数。
16．（2025 淮安）2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶30km，用时0.4h，受到的牵引力为1.4×103N，消耗氢气0.8kg，则此过程中汽车行驶的平均速度为 75 km/h，氢气燃烧放出的热量为 1.12×108 J，利用氢能的效率为 37.5% 。
【分析】（1）根据v求出在这个过程中汽车行驶的平均速度；
（2）根据放热公式Q放＝mq求出氢气完全燃烧放出的热量；
（3）根据W＝Fs可以求出牵引力做的功，根据η可得效率。
【解答】解：该款氢能源汽车在公路上行驶30km，用时0.4h，在这个过程中汽车行驶的平均速度为：
v75km/h；
0.8kg氢气完全燃烧放出的热量为：
Q放＝mq＝0.8kg×1.4×108J/kg＝1.12×108J；
牵引力做的功为：W＝F牵s＝1.4×103N×3.0×104m＝4.2×107J；
汽车利用氢能的效率：η37.5%。
故答案为：75；1.12×108；37.5%。
【点评】本题考查了速度、功和热机效率的计算，属于基础题，要求掌握。
17．（2025 徐州）如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置，甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，由于微粒处在永不停息地无规则 运动 中，而甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过，容器就变成了电瓶，电流从左向右通过小灯泡，则容器左端是电池的 正 极。根据对环境污染的大小来判断，这种能源是否属于清洁能源？ 是清洁能源，因为海水盐差能发电对环境污染小 。
【分析】（1）分子不停地做无规则运动；
（2）电源外部，电流从电源的正极出发经过用电器回到电源的负极；
（3）清洁能源是使用时对环境没有污染或污染较轻的能源。
【解答】解：一切物质的分子不停地做无规则运动，微粒处在永不停息地无规则运动中，甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，钠离子（正电）通过甲渗透膜向左移动，使左侧区域带正电，氯离子（负电）通过乙渗透膜向右移动，使右侧区域带负电，电流从左向右通过小灯泡，说明左端是正极，右端为负极。由于盐差能的产生过程不涉及有害物质的排放，对环境影响较小，是一种清洁能源。
故答案为：运动；正；是清洁能源，因为海水盐差能发电对环境污染小。
【点评】本题考查分子动理论、电流的方向和能源，属于综合题。
18．（2025 济南）自然界中，能量不但可以从一个物体转移到其他物体，而且可以从一种形式转化为其他形式。例如泉城广场荷花音乐喷泉利用电动机把水喷向空中时，电动机将 电能 转化为机械能和内能，此过程中能的总量 保持不变 （选填“逐渐增大”“保持不变”或“逐渐减小”）。
【分析】电动机消耗电能，根据能量守恒定律，能的转化过程，总量保持不变。
【解答】解：电动机工作时消耗电能，将电转化为机械能和内能，此过程中能的总量保持不变。
故答案为：电能；保持不变。
【点评】本题考查能的转化与守恒，属于基础题。
19．（2025 湖南）传统燃油汽车排放的尾气是大气污染的主要来源，提供传统燃油的化石能源属于 不可 再生能源。为节能减排，新能源汽车正逐步取代传统燃油汽车。如图，电动汽车充电，是将电能转化为 化学 能储存起来。
【分析】（1）可再生能源的概念：像风能、水能、太阳能等可以在自然界源源不断地得到，把它们称为可再生能源。不可再生能源的概念：化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源；
（2）蓄电池在充电时相当于用电器，将电能转化为化学能；放电时相当于电源，将化学能转化为电能。
【解答】解：（1）化石能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源是不可再生能源；
（2）给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来；
故答案为：不可；化学。
【点评】本题考查能源的分类、能量的转化，是一道综合题。
20．（2025 河北）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于 太阳 能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作 10 min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。
【分析】（1）可以在自然界里源源不断地得到的能源属于可再生能源，来源于太阳能。
（2）利用热值公式计算相当于完全燃烧200kg煤的放出的热量，再根据P可求时间。
【解答】解：（1）风能可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源，它实际上来源于太阳能。
（2）200kg焦炭完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝200kg×3.0×107J/kg＝6×109J；
单个陆上风电机组功率可达107W，需要的时间：
t600s＝10min。
故答案为：可再生；太阳；10。
【点评】此题考查了能源的分类、发电机原理、电功与电能的计算、燃料的热值及其计算、电功率的计算、能量的利用效率，属基础题目。
21．（2025 苏州）工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过 热传递 的方式增加的。用切割机切割钢筋，切割片温度急剧上升，该过程内能变化情况与热机的 压缩 冲程相同。
【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程；
热机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】解：工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过热传递的方式增加的；切割机切割钢筋时，切割片克服摩擦做功，机械能转化为内能，使切割片的内能增加、温度升高，该过程内能变化情况与热机的压缩冲程相同。
故答案为：热传递；压缩。
【点评】此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别，是中考热点，属于易错题目。
四．解答题（共1小题）
22．（2025 无锡）我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖，其工作流程如图所示，核燃料反应堆内有低浓度的铀﹣235，发生核反应后产生大量的热，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯。二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为1.25×109J；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为1.21×109J、热量为2×108J，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%。（标准煤的热值取3.0×107J/kg）
（1）核燃料反应堆中的铀﹣235是 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生 汽化 （填物态变化名称）吸收热量。
（2）在下列空格中补充完整核能发电的能量转化过程。
核能→内能→ 机械能 →电能。
（3）若给居民供热5.4×1015J，相当于完全燃烧多少千克标准煤产生的热量？
（4）单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为 5×109 J。
【分析】（1）核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的；
能够短时间内从自然界得到补充的是可再生能源，短时间得不到补充的是不可再生能源；物质由液态变为气态的过程叫做汽化，汽化吸热；
（2）核能发电时利用核能来加热水，用水产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的；
（3）根据Q放＝q煤m可求出燃烧煤的质量；
（4）阅读材料，根据题意、效率公式以及能量使用效率的增加量求出单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量。
【解答】解：（1）核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的；核能用完后不能再生，属于不可再生能源；蒸发器中的水是液体，被加热后变成了水蒸气，水蒸气是气体，水由液态变为气态是汽化，汽化吸热；
（2）核能发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能；
（3）根据Q放＝q煤m得，燃烧煤的质量：m1.8×108kg；
（4）由题知，单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为1.25×109J；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为1.21×109J、热量为2×108J，
设单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为E，
则单个机组仅供电时，其能量使用效率为：η1，
单个机组在供电的同时进行供热，其能量使用效率为：η2，
因为对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%，
所以，η2﹣η1＝3.2%，即：3.2%，
则单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量：
E5×109J。
故答案为：（1）不可再生；汽化；
（2）机械能；
（3）若给居民供热5.4×1015J，相当于完全燃烧1.8×108kg标准煤产生的热量；
（4）5×109。
【点评】本题考查了核能、能源的分类、汽化、电功、有关热值的计算，综合性强，难度大。
五．综合能力题（共2小题）
23．（2025 湖北）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为 电 能。
（2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力。
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受牵引力。
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？
（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg）
【分析】（1）由图可知，氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能；
（2）根据p求出瓶内壁1cm2的面积上受到的压力；
（3）①根据速度公式求出卡车的行驶速度；
②根据P求出卡车所做的机械功，利用W＝Fs求出卡车所受牵引力；
③根据η求出燃料完全燃烧放出的热量，利用Q放＝mq求出消耗燃油的质量，据此求出减排二氧化碳的质量。
【解答】解：（1）由图可知，氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能；
（2）根据p可知，当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，则瓶内壁1cm2的面积上受到的压力为：
F＝pS＝3.5×107Pa×1×10﹣4m2＝3.5×103N；
（3）①卡车的行驶速度为：
v72km/h＝20m/s；
②卡车所做的机械功为：
W＝Pt＝172×103W×3600s＝6.192×108J，
根据W＝Fs可知，卡车所受牵引力为：
F8.6×103N；
③根据η可知，燃料完全燃烧放出的热量为：
Q放1.72×109J，
消耗燃油的质量为：
m40kg，
则减排二氧化碳的质量为：
m'＝3.3m＝3.3×40kg＝132kg。
答：（1）电；
（2）瓶内壁1cm2的面积上受到的压力为3.5×103N；
（3）①卡车的行驶速度为20m/s；
②卡车所受牵引力为8.6×103N；
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为132kg。
【点评】本题考查了能量的转化、压强公式、速度公式、做功公式、功率公式、燃料完全燃烧放热公式和效率公式的应用，综合性较强，有一定的难度。
24．（2025 广东）阅读材料，回答问题。
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。
某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在5m/s≤v≤10m/s的范围内，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）
（1）完成图戊风力发电的主要能量转化流程图；
① 机械能 ；
② 电能 。
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会 顺时针 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动。
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 36 kg的煤完全燃烧放出的热量。（q煤＝3.0×107J/kg）
（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈。若发电机输出电能1kW h，叶片需要转动 4 圈。
（5）若14：00—15：00和15：00—16：00两段时间内输出电能之比为1：3，则14：00—20：00的时间段内风力发电机组的输出电能为 1084.3 kW h。
【分析】（1）不同形式的能量可以相互转化；
（2）气压与流速的关系：流速大，压强小；流速小，压强大；
（3）由丙图可知风速为12m/s时，发电机的功率为300kW，由W＝Pt求输出的电能；再根据W电＝Q放＝mq煤求需要完全燃烧的煤的质量；
（4）由丙图可知当风速为13m/s时，发电机的功率为300kW，发电机输出电能1kW h，根据t求时间，发电机转子1min转400圈，可以转子转动的圈数；叶片转1圈，发电机转子转20圈，求出叶片转动的圈数；
（5）由丙、丁图可知，当v＜3m/s时，输出电功率为0，无电能输出；由丁图可知，14：00﹣15：00只有14：30﹣15：00有电能输出，15：00﹣17：00，v大于12m/s，故输出功率恒定为300kW，由W＝pt求输出的电能；17：00﹣18：00电能输出分两段，17：00﹣17：30，v＝10m/s；17：30﹣18：00，v＝7m/s；18：00﹣19：00，v＜3m/s，无电能输出；19：00﹣20：00电能输出分两段，19：00﹣19：30，v＝10m/s；19：30﹣20：00，v＞12m/s；据此分别计算各时间段的电能，将所有电能相加即为14：00—20：00的时间段内风力发电机组的输出电能。
【解答】解：
（1）风力发电主要将风能转化为叶片的机械能，叶片的机械能转化为电能，实现能量的相互转化；
（2）由图乙可知，风叶上表面一面较平，下面一面较弯曲，风正面垂直吹向静止叶片时，上面流速慢，压强大，下面流速快，压强小，故叶片受到向下的压强差，则叶片会顺时针转动；
（3）由丙图可知风速为12m/s时，发电机的功率为300kW，
则输出的电能为：W电＝Pt＝300×103W×3600s＝1.08×109J；
由W电＝Q放＝mq煤可得，燃烧的煤的质量m36kg；
（4）由丙图可知当风速为13m/s时，发电机的功率为300kW，发电机输出电能1kW h，时间th＝0.2min；
发电机转子1min转400圈，则0.2min转子转过400r×0.2＝80r，因叶片转1圈时，发电机转子转20圈，则此过程中叶片转过80r4r；
（5）由图丙、丁可知，风速小于3m/s时，P＝0；
由丁图可知，15：00﹣17：00和19：30﹣20：00这个两个时间段，v大于12m/s，故输出功率恒定为300kW，
则15：00﹣16：00输出的电能W＝Pt＝300kW×1h＝300kW h，
16：00﹣17：00输出的电能也为300kW h，
19：30﹣20：00输出的电能为150kW h；
已知14：00﹣15：00和15：00﹣16：00两段时间内输出电能之比为1：3，
则14：00﹣15：00输出电能为300kW h＝100kW h；
由图像可知，14：30﹣15：00、17：00﹣17：30、19：00﹣19：30这三个时间段，风速都为10m/s，故这三个时间的输出电能均为100kW h；
在5m/s≤v≤10m/s的范围内，P与v的三次方成正比，即P＝kv3，则输出的电能W＝Pt＝kv3t，
由前面分析可知，风速为v1＝10m/s时，半小时内输出的电能W1t＝100kW h﹣﹣﹣﹣﹣①；
由图像可知，在17：30﹣18：00内，风速为v2＝7m/s时，则半小时内输出的电能W2t﹣﹣﹣﹣﹣②；
由①②可得（）3，解得W2＝34.3kW h；
所以，14：00—20：00的时间段内风力发电机组的输出电能：
W总＝100kW h+300kW h+300kW h+100kW h+34.3kW h+100kW h+150kW h＝1084.3kW h。
故答案为：（1）①机械能；②电能；（2）顺时针；（3）36；（4）4；（5）1084.3。
【点评】本题考查气压与流速的关系、能量的转化、功和热量的计算公式，其中最后一问难度非常大，需要逐一分析每个时间的v和p的关系，根据W＝Pt进行计算，其中还需要用到数学中的一次函数计算。
六．科普阅读题（共2小题）
25．（2025 宁夏）阅读材料，回答下列问题：
2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面南极——艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施样品采集任务，如图甲所示。
由于嫦娥六号的着陆点位于月球背面，受到月球遮挡无法直接与地球通信，需要通过鹊桥二号中继卫星来转发月面航天器与地球之间的通信。鹊桥二号中继卫星受月球引力作用，目前正在环月大椭圆冻结轨道上稳定运行。环月大椭圆轨道离月球最近的一点叫近月点，最远的一点叫远月点，如图乙所示。
着陆器与上升器组合体成功着陆后，着陆器将通过鹊桥二号中继卫星，在地面控制下，进行太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，此后正式开始持续约2天的月背采样工作，通过钻具钻取和机械臂表取两种方式分别采集月壤样品和月表岩石。表取完成后，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。6月4日7时38分，上升器携带月球样品自月球背面起飞，3000N的发动机工作约6min后，成功将上升器送入预定环月轨道。
（1）在鹊桥二号中继卫星支持下，嫦娥六号通过 电磁 波将采样画面实时传输到地面测控中心；太阳能电池板工作时，将太阳能转化为 电 能，太阳能属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）嫦娥六号采用液态氢做燃料是因为它具有较大的 热值 ；上升器点火起飞，离开月球表面，以上升器为参照物，月球是 运动 的；月壤运回地球后，质量 不变 。（选填“变大”“变小”或“不变”）
（3）鹊桥二号中继卫星在环月大椭圆冻结轨道上从远月点向近月点运动时，结合图乙说明它的势能如何变化，势能和动能之间如何转化？
【分析】（1）电磁波广泛应用于无线电话通信，移动通信和卫星通信等。
（2）单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫热值。
（3）质量是物体的本身属性，与位置、形状、温度、状态无关。
【解答】解：（1）电磁波因其速度快，传播不需要介质等特性成为无线通信的关键技术，嫦娥六号通过电磁波将采样画面实时传输到地面测控中心；太阳能是短时间内可再生的资源，太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能；
（2）单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫热值，采用液态氢做燃料是因为它具有较大的热值，相同质量能放出的热量更多；上升器点火起飞，离开月球表面，以上升器为参照物，月球有位置变化，所以是运动的，质量是物体的本身属性，与位置无关；
（3）鹊桥二号中继卫星在环月大椭圆冻结轨道上从远月点向近月点运动时，结合图乙，其高度降低，势能减小，势能转化为动能。
故答案为：（1）电磁，电，可再生；（2）热值，运动，不变；（3）势能减小，势能转化为动能。
【点评】本题考查电磁波、能量转换、热值、质量等知识点，是一道基础综合题。
26．（2025 扬州）阅读短文，回答问题。
2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。
该项目工作原理如图2所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。
该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约1.9×108kg，减少二氧化碳排放约4.9×108kg，可连续放电6小时，使用期长达40年。
（1）该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为 机械 能，再通过空气压缩机转化为 内 能。
（2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处 吸 热。
（3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放 5.51×1015 J的能量。（标准煤热值为2.9×107J/kg）
（4）该项目的能量转换效率为 72 %。该项目每年发电6亿度，则消耗 8.3 亿度用电低谷时段电网的多余电能。（计算结果保留1位小数）
（5）从工程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议： 增加地下盐穴 。
【分析】（1）电动机将电能转化为机械能；做功和热传递可改变物体的内能；
（2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置；
（3）根据Q＝qm解答；
（4）储存1度电最终能放出0.72度电，由此求出该项目的能量转换效率；由此进一步求出消耗用电低谷时段电网的多余电能；
（5）“从工程建设角度，要增加项目储存的能量”进行解答。
【解答】解：（1）该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为机械能，再通过空气压缩机对空气做功将机械能转化为空气的内能；
（2）常温高压空气通过换热器2变成高温高压空气，故常温高压空气在“换热器2”处吸热；
（3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放的能量为：Q放＝qm＝1.9×108kg×2.9×107J/kg＝5.51×1015J；
（4）该项目的能量转换效率：η72%，
消耗用电低谷时段电网的多余电能为：E8.3×108kW h，约8.3亿度；
（5）“从工程建设角度，要增加项目储存的能量”，建议：增加地下盐穴。
答：（1）机械；内；（2）吸；（3）5.51×1015；（4）72%；8.3；（5）增加地下盐穴。
【点评】本题考查改变内能的方式和电能的计算等，关键是从文中得出信息。
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内能的利用
一．选择题（共9小题）
1．（2025 临沂）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。如图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（ ）
A． B． C． D．
2．（2025 新疆）下列运载工具中，不需要利用热机的是（ ）
A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机
C．纯电动汽车 D．长征系列火箭
3．（2025 巴中）如图所示，青瓦是古建筑常用的建筑材料，制瓦工艺有上千年的历史。制瓦工艺分为成坯、晒制、高温烧制等诸多流程。下列说法正确的是（ ）
A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有热量越多
B．高温烧制时，通过热传递的方式改变瓦片的内能
C．烧制青瓦时，燃料燃烧越充分其热值越大
D．在质地均匀的瓦上定型切割，瓦的密度变小
4．（2025 枣庄）古代的人们曾发明一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的是（ ）
A．内燃机的做功冲程 B．内燃机的压缩冲程
C．钻木取火 D．流星雨的形成
5．（2025 广州）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图方框中能量形式判断正确的是（ ）
A．甲是“电能” B．乙是“太阳能”
C．丙是“电能” D．丁是“机械能”
6．（2025 苏州）《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（ ）
A．这是一台“永动机”
B．水在输送过程中重力势能不变
C．转轮转速越快输水做功功率越大
D．上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
7．（2025 呼和浩特）人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图1是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图2是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（ ）
A．水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置
B．流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能
C．图2中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果
D．流水通过水轮后，其机械能减小
8．（2025 镇江）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（ ）
A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越大
B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大
C．若的值越大，燃料的热值越大
D．若的值越大，燃料的热值越大
9．（2025 日照）喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（ ）
A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程
二．多选题（共2小题）
（多选）10．（2025 济南）如图所示，某公园安装的“智能脚蹬车”配备了太阳能电池板和遮阳伞，可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后，就可以收集其运动数据。下列说法正确的是（ ）
A．“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源
B．太阳能电池板主要是由半导体材料制成的
C．锂电池在供电过程中将电能转化为化学能
D．手机与“智能脚蹬车”通过电磁波传输数据
（多选）11．（2025 北京）如图所示是我国西部某熔盐塔式光热电站，上万面镜子将太阳光准确地反射到高塔顶端，太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气，水蒸气推动汽轮发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．塔式光热发电站是将太阳能直接转化为电能
B．塔顶的熔盐吸收太阳光的能量，内能增大
C．汽轮发电机发电是电磁感应现象的应用
D．不同位置的镜子将太阳光反射到塔顶都遵循光的反射定律
三．填空题（共10小题）
12．（2025 通辽）课外活动中，某同学将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上，握住上下两部分，用力拧成如图所示的形状，会看到瓶盖被弹出，并发出爆响声，同时瓶口内出现白雾。拧瓶子过程中瓶盖未弹出前跟汽油机 冲程类似，瓶盖被弹出时，瓶内气体内能会 而导致温度降低，出现白雾。
13．（2025 广州）如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
（1）天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明 （选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”）；
（2）拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速 （选填“大”“小”），压强 （选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强；
（3）壶中装有密度为1.0×103kg/m3、质量为2kg的水，则壶中水的体积为 m3，根据Q＝qV，若天然气的热值q＝4.2×107J/m3，完全燃烧V＝1.0×10﹣2m3的天然气放出热量为 J，其中1.68×105J的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为4.2×103J/（kg ℃），则、水的温度升高了 ℃。
14．（2025 德州）如图是某同学用高压锅煮饭的情景，限压阀被气流顶起的过程与内燃机的 冲程原理相同，我们在开饭前就能闻到饭菜的香味，这是生活中的 现象。
15．（2025 日照）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 W，机械效率是 。
16．（2025 淮安）2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶30km，用时0.4h，受到的牵引力为1.4×103N，消耗氢气0.8kg，则此过程中汽车行驶的平均速度为 km/h，氢气燃烧放出的热量为 J，利用氢能的效率为 。
17．（2025 徐州）如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置，甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，由于微粒处在永不停息地无规则 中，而甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过，容器就变成了电瓶，电流从左向右通过小灯泡，则容器左端是电池的 极。根据对环境污染的大小来判断，这种能源是否属于清洁能源？ 。
18．（2025 济南）自然界中，能量不但可以从一个物体转移到其他物体，而且可以从一种形式转化为其他形式。例如泉城广场荷花音乐喷泉利用电动机把水喷向空中时，电动机将 转化为机械能和内能，此过程中能的总量 （选填“逐渐增大”“保持不变”或“逐渐减小”）。
19．（2025 湖南）传统燃油汽车排放的尾气是大气污染的主要来源，提供传统燃油的化石能源属于 再生能源。为节能减排，新能源汽车正逐步取代传统燃油汽车。如图，电动汽车充电，是将电能转化为 能储存起来。
20．（2025 河北）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于 能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作 min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。
21．（2025 苏州）工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过 的方式增加的。用切割机切割钢筋，切割片温度急剧上升，该过程内能变化情况与热机的 冲程相同。
四．解答题（共1小题）
22．（2025 无锡）我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖，其工作流程如图所示，核燃料反应堆内有低浓度的铀﹣235，发生核反应后产生大量的热，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯。二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为1.25×109J；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为1.21×109J、热量为2×108J，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%。（标准煤的热值取3.0×107J/kg）
（1）核燃料反应堆中的铀﹣235是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生 （填物态变化名称）吸收热量。
（2）在下列空格中补充完整核能发电的能量转化过程。
核能→内能→ →电能。
（3）若给居民供热5.4×1015J，相当于完全燃烧多少千克标准煤产生的热量？
（4）单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为 J。
五．综合能力题（共2小题）
23．（2025 湖北）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为 能。
（2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力。
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受牵引力。
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？
（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg）
24．（2025 广东）阅读材料，回答问题。
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。
某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在5m/s≤v≤10m/s的范围内，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）
（1）完成图戊风力发电的主要能量转化流程图；
① ；
② 。
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动。
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量。（q煤＝3.0×107J/kg）
（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈。若发电机输出电能1kW h，叶片需要转动 圈。
（5）若14：00—15：00和15：00—16：00两段时间内输出电能之比为1：3，则14：00—20：00的时间段内风力发电机组的输出电能为 kW h。
六．科普阅读题（共2小题）
25．（2025 宁夏）阅读材料，回答下列问题：
2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面南极——艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施样品采集任务，如图甲所示。
由于嫦娥六号的着陆点位于月球背面，受到月球遮挡无法直接与地球通信，需要通过鹊桥二号中继卫星来转发月面航天器与地球之间的通信。鹊桥二号中继卫星受月球引力作用，目前正在环月大椭圆冻结轨道上稳定运行。环月大椭圆轨道离月球最近的一点叫近月点，最远的一点叫远月点，如图乙所示。
着陆器与上升器组合体成功着陆后，着陆器将通过鹊桥二号中继卫星，在地面控制下，进行太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，此后正式开始持续约2天的月背采样工作，通过钻具钻取和机械臂表取两种方式分别采集月壤样品和月表岩石。表取完成后，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。6月4日7时38分，上升器携带月球样品自月球背面起飞，3000N的发动机工作约6min后，成功将上升器送入预定环月轨道。
（1）在鹊桥二号中继卫星支持下，嫦娥六号通过 波将采样画面实时传输到地面测控中心；太阳能电池板工作时，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。
（2）嫦娥六号采用液态氢做燃料是因为它具有较大的 ；上升器点火起飞，离开月球表面，以上升器为参照物，月球是 的；月壤运回地球后，质量 。（选填“变大”“变小”或“不变”）
（3）鹊桥二号中继卫星在环月大椭圆冻结轨道上从远月点向近月点运动时，结合图乙说明它的势能如何变化，势能和动能之间如何转化？
26．（2025 扬州）阅读短文，回答问题。
2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。
该项目工作原理如图2所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。
该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约1.9×108kg，减少二氧化碳排放约4.9×108kg，可连续放电6小时，使用期长达40年。
（1）该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为 能，再通过空气压缩机转化为 能。
（2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处 热。
（3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放 J的能量。（标准煤热值为2.9×107J/kg）
（4）该项目的能量转换效率为 %。该项目每年发电6亿度，则消耗 亿度用电低谷时段电网的多余电能。（计算结果保留1位小数）
（5）从工程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议： 。
内能的利用
参考答案与试题解析
一．选择题（共9小题）
1．（2025 临沂）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。如图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（ ）
A． B． C． D．
【分析】在内燃机的做功冲程中能量转化是内能转化为机械能，压缩冲程中能量转化是机械能转化为内能。
【解答】解：吸气冲程中，汽油机吸入空气和汽油的混合气体，气体温度较低；在压缩冲程，活塞压缩汽油与空气形成的燃料混合物，活塞对气体做功，将机械能转化为气体的内能，使气缸内气体内能增加；做功冲程中，高温高压气体对活塞做功，内能转化机械能；排气冲程中，将气缸内的废气排出；相比而言，吸气冲程中的气体温度较低，内能最小。故D正确。
故选：D。
【点评】解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答，基础性题目。
2．（2025 新疆）下列运载工具中，不需要利用热机的是（ ）
A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机
C．纯电动汽车 D．长征系列火箭
【分析】了解热机的概念进行判断即可。
【解答】解：热机是利用燃料燃烧释放的热量转化成机械能的装置，喷气式飞机、柴油拖拉机、火箭均需要用到燃料，故都需要用热机；纯电动汽车利用的是电动机，将电能转化为机械能，不属于热机。
故选：C。
【点评】本题考查了热机的概念，属于基础题。
3．（2025 巴中）如图所示，青瓦是古建筑常用的建筑材料，制瓦工艺有上千年的历史。制瓦工艺分为成坯、晒制、高温烧制等诸多流程。下列说法正确的是（ ）
A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有热量越多
B．高温烧制时，通过热传递的方式改变瓦片的内能
C．烧制青瓦时，燃料燃烧越充分其热值越大
D．在质地均匀的瓦上定型切割，瓦的密度变小
【分析】（1）热量是一个过程量，不能用含有、具有等来修饰；
（2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程；
（3）1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
（4）密度是物质的特性，密度的大小与质量、体积无关。
【解答】解：A、热量是一个过程量，只能说吸收（或者放出）了多少热量，不能说某物体含有多少热量，故A错误；
B、高温烧制时，通过热传递的方法增加瓦片的内能，故B正确；
C、燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料是否充分燃烧、质量都无关，故C错误；
D、若在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的质量变小，体积变小，但砖的密度不会变化，故D错误。
故选：B。
【点评】本题是一道热学综合题，主要考查学生对热量、内能、热值以及密度等概念以及热传递条件的理解，难度不大。
4．（2025 枣庄）古代的人们曾发明一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的是（ ）
A．内燃机的做功冲程 B．内燃机的压缩冲程
C．钻木取火 D．流星雨的形成
【分析】猛推推杆入筒的过程中，推杆压缩筒内空气做功，使筒内气体温度升高，内能增加，将机械能转化为内能。分析各选项中的能量转化情况，得出正确选项。
【解答】解：猛推推杆入筒的过程中，推杆压缩筒内空气做功，使筒内气体温度升高，内能增加，将机械能转化为内能。
A、内燃机的做功冲程中，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A符合题意；
B、内燃机的压缩冲程中，活塞压缩燃料做功，将机械能转化为内能，故B不符合题意；
C、钻木取火时，树枝间相互摩擦做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意；
D、流星穿过大气层时，与空气剧烈摩擦做功，将机械能转化为内能，故D不符合题意；
故选：A。
【点评】本题考查机械能与内能的相互转化，知道各情形的能量转化是关键。
5．（2025 广州）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图方框中能量形式判断正确的是（ ）
A．甲是“电能” B．乙是“太阳能”
C．丙是“电能” D．丁是“机械能”
【分析】（1）太阳能电池工作时将太阳能转化为电能。
（2）太阳能给蓄电池充电时将电能转化为化学能。
（3）蓄电池放电时将电能转化为其它形式的能量。
（4）路灯工作时将电能转化为光能和内能。
【解答】解：太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，其能量转化过程如下：太阳能→电能→化学能→电能→光能。故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了太阳能的利用；关键是会分析各个阶段的能量转化过程。
6．（2025 苏州）《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（ ）
A．这是一台“永动机”
B．水在输送过程中重力势能不变
C．转轮转速越快输水做功功率越大
D．上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
【分析】（1）自然界中能量是守恒的，但机械能在转化时往往存在能量的损耗，一部分机械能会转化为内能散失到空气中；
（2）重力势能的大小与质量和高度有关；
（3）功率是表示做功快慢的物理量；
（4）“高转筒车”在转动时，它的轴始终是固定不动的。
【解答】解：A、这一装置在工作时，存在摩擦和空气阻力，不是一台“永动机”，故A错误；
B、水在输送过程中高度改变，所以重力势能改变，故B错误；
C、转轮转速越快，相同时间内输水做功越多，则功率越大，故C正确；
D、上、下两个转轮在转动时，它们的轴始终是固定不动的，不符合动滑轮的特点，里面不存在动滑轮，故D错误。
故选：C。
【点评】本题通过“高转筒车”，考查了对能量的守恒、机械能的转化、功与功率的理解、简单机械的认识，有一定综合性。
7．（2025 呼和浩特）人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图1是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图2是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（ ）
A．水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置
B．流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能
C．图2中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果
D．流水通过水轮后，其机械能减小
【分析】（1）动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式；
（2）有能量转化时，必定会有一种形式的能量减少，另一种形式的能量增加；
（3）要明白消耗能量、利用能量或获得能量的过程就是能量的相互转化和转移的过程，能在具体情景中分析能量形式的转化。
【解答】解：
A、水轮机带动发电机发电将动能转化为电能，故A正确；
B、运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能，然后转化为电能，故B错误；
C、拦河大坝通过增大落水差增大水的重力势能，故C正确；
D、流水通过水轮后，水的机械能转化为电能，机械能减小，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了机械能的概念及能的转化，属于基础题型。
8．（2025 镇江）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（ ）
A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越大
B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大
C．若的值越大，燃料的热值越大
D．若的值越大，燃料的热值越大
【分析】燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小可以利用Q吸＝Q放，而Q吸＝c液m液Δt，Q放＝mq，即c液m液Δt＝mq进而判断热值大小。
【解答】解：燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小可以利用Q吸＝Q放，而Q吸＝c水m水Δt，Q放＝mq，即c水m水Δt＝mq，解得：q；
A、若m相同，Δt越小，由q可知，燃料的热值越小，故A错误；
B、若Δt相同，m越大，由q可知，燃料的热值越小，故B错误；
C、若的值越大，即的值越小，由q可知，燃料的热值越小，故C错误；
D、若的值越大，由q可知，燃料的热值越大，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对燃料的热值、燃料完全燃烧放热公式、吸热公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。
9．（2025 日照）喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（ ）
A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程
【分析】四冲程内燃机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，根据每个冲程的特点和能量转化情况来判断冲程的类型；工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：内能→机械能；③吸气冲程、排气冲程没有能量转化。
【解答】解：如图乙，扭转瓶子时，小明施加的外力压缩瓶内的气体，是机械能转化为内能，这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似；当瓶盖被瓶内的气体冲出时，是瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似。所以A、C、D都错，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了四冲程内燃机的四个冲程的特点，正确解答的关键是对四个冲程特点的记忆和理解，属于基础题。
二．多选题（共2小题）
（多选）10．（2025 济南）如图所示，某公园安装的“智能脚蹬车”配备了太阳能电池板和遮阳伞，可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后，就可以收集其运动数据。下列说法正确的是（ ）
A．“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源
B．太阳能电池板主要是由半导体材料制成的
C．锂电池在供电过程中将电能转化为化学能
D．手机与“智能脚蹬车”通过电磁波传输数据
【分析】（1）从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源。化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以属于可再生能源。
（2）车锁内的芯片主要由半导体材料制成；
（3）手机既是电磁波的发射台，也是电磁波的接收台；电磁波可以传递信息。
（4）太阳能电池板发电时将太阳能转化为电能。
【解答】解：
A.太阳能取之不尽，用之不竭，属于可再生能源，故A正确。
B.太阳能的电池板主要是由硅材料制成的，硅材料属于半导体材料，故B正确。
C.锂电池在供电过程中将电能转化为电能，故C错误。
D.手机扫码连接质能脚蹬车是通过电磁波传输数据的，故D正确。
故答案为：ABD。
【点评】本题考查能源及其分类、电源的能量转化、半导体材料的特点和电磁波可以传递信息的知识。
（多选）11．（2025 北京）如图所示是我国西部某熔盐塔式光热电站，上万面镜子将太阳光准确地反射到高塔顶端，太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气，水蒸气推动汽轮发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．塔式光热发电站是将太阳能直接转化为电能
B．塔顶的熔盐吸收太阳光的能量，内能增大
C．汽轮发电机发电是电磁感应现象的应用
D．不同位置的镜子将太阳光反射到塔顶都遵循光的反射定律
【分析】（1）根据题干中“太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气，水蒸气推动汽轮发电机发电”得出塔式光热发电过程中有哪些能量转化；
（2）水蒸气推动汽轮发电机发电的过程，消耗了机械能，转化为了电能，故是利用了电磁感应原理；
（3）无论是镜面反射还是漫反射都遵循反射定律.
【解答】解：AB、由题干可知，太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收，使其温度升高，内能增大，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气，再由蒸汽推动汽轮机可知蒸汽的内能转化为机械能，最后根据汽轮机带动发电机发电可知机械能转化为电能，所以塔式光热发电过程中能量的转化过程为太阳能→内能→机械能→电能，故A错误，B正确；
C、水蒸气推动汽轮发电机发电的过程，消耗了机械能，转化为了电能，故是利用了电磁感应原理，此时汽轮发电机相当于电源，故C正确；
D、不同位置的镜子将太阳光反射到塔顶都遵循光的反射定律，故D正确。
故选：BCD。
【点评】本题以塔式光热发电站为背景考查了学生对面镜特点、能量的转化、发电机原理的理解与掌握，关键是根据题意得出相关的信息。
三．填空题（共10小题）
12．（2025 通辽）课外活动中，某同学将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上，握住上下两部分，用力拧成如图所示的形状，会看到瓶盖被弹出，并发出爆响声，同时瓶口内出现白雾。拧瓶子过程中瓶盖未弹出前跟汽油机 压缩 冲程类似，瓶盖被弹出时，瓶内气体内能会 减小 而导致温度降低，出现白雾。
【分析】（1）拧瓶子的过程中，人压缩气体做功，机械能转化为内能；
（2）改变内能的方法有做功和热传递；当气体膨胀做功时，将内能转化为机械能，内能减小，温度降低。
【解答】解：拧瓶子过程中，人压缩气体做功，将机械能转化为内能，这跟汽油机的压缩冲程类似；瓶盖被弹出时，瓶内气体膨胀对外做功，将瓶盖迸出，将内能转化为机械能，使瓶内气体的内能减小，瓶口处的温度降低，瓶口处的水蒸气遇冷发生液化现象，从而形成了小水滴。
故答案为：压缩；减小。
【点评】本题考查了改变内能的方法的考查，题目难度不大。
13．（2025 广州）如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
（1）天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明 分子做无规则运动 （选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”）；
（2）拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速 大 （选填“大”“小”），压强 小于 （选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强；
（3）壶中装有密度为1.0×103kg/m3、质量为2kg的水，则壶中水的体积为 2×10﹣3 m3，根据Q＝qV，若天然气的热值q＝4.2×107J/m3，完全燃烧V＝1.0×10﹣2m3的天然气放出热量为 4.2×105 J，其中1.68×105J的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为4.2×103J/（kg ℃），则、水的温度升高了 20 ℃。
【分析】（1）一切物质的分子在永不停息地做无规则运动；
（2）流体的压强跟流速有关，流体流速越大的地方压强越小，流速越小的地方压强越大；
（3）根据密度公式求出水的体积；根据Q放＝qV求出完全燃烧V＝1.0×10﹣2m3的天然气放出热量，利用Q吸＝c水m水Δt求出水升高的温度。
【解答】解：（1）拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，这是臭味分子扩散到空气中的结果，属于扩散现象，说明臭味分子在永不停息地做无规则运动；
（2）因为流体速越大的地方压强越小，所以进口处天然气流速大，压强小于大气压，天然气和空气在大气压的作用下流向燃烧头，而天然气不会向空气中泄漏；
（3）壶中装有密度为1.0×103kg/m3、质量为2kg的水，则壶中水的体积为：
V水2×10﹣3m3；
完全燃烧V＝1.0×10﹣2m3的天然气放出热量为：
Q放＝qV＝4.2×107J/m3×1.0×10﹣2m3＝4.2×105J，
根据Q吸＝c水m水Δt可知，水升高的温度为：
Δt20℃。
故答案为：（1）分子做无规则运动；（2）大；小于；（3）2×10﹣3；4.2×105；20。
【点评】本题考查了分子的热运动、流体压强与流速的关系、密度公式、燃料完全燃烧放热公式和吸热公式的应用，综合性较强，但难度不大。
14．（2025 德州）如图是某同学用高压锅煮饭的情景，限压阀被气流顶起的过程与内燃机的 做功 冲程原理相同，我们在开饭前就能闻到饭菜的香味，这是生活中的 扩散 现象。
【分析】（1）做功可以改变物体的内能，对物体做功，机械能转化为内能；物体对外做功，将内能转化为机械能。
（2）一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，这种现象是扩散现象。
【解答】解：正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，是由于锅内气体对限压阀做功的结果，在这一过程中，内能转化为机械能；热机的工作循环中，做功冲程也是燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，所以这一现象与热机的工作循环中的做功冲程原理相同；
闻到饭菜的香味，是分子无规则运动的结果，即扩散现象；
故答案为：做功；扩散现象。
【点评】本题考查了改变内能的方法和内燃机的工作过程，属于基础题。
15．（2025 日照）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 1250 W，机械效率是 32.6% 。
【分析】根据四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次求出汽油机每分钟对外做功的次数，进而求出汽油机1min做的总功，利用P求汽油机的功率；
根据Q＝mq求出5g汽油完全燃烧释放的热量，根据利用η100%求机械效率。
【解答】解：单缸四冲程汽油机的一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，因此汽油机每分钟共有150个工作循环，对外做功150次，
则汽油机工作1min做的功W＝150×500J＝7.5×104J，
该汽油机的功率。
5g汽油完全燃烧释放的热量，
满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率。
故答案为：1250；32.6%。
【点评】本题考查四冲程内燃机的工作过程、功率和效率公式的应用，关键是求出四冲程内燃机1min对外做功的次数。
16．（2025 淮安）2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶30km，用时0.4h，受到的牵引力为1.4×103N，消耗氢气0.8kg，则此过程中汽车行驶的平均速度为 75 km/h，氢气燃烧放出的热量为 1.12×108 J，利用氢能的效率为 37.5% 。
【分析】（1）根据v求出在这个过程中汽车行驶的平均速度；
（2）根据放热公式Q放＝mq求出氢气完全燃烧放出的热量；
（3）根据W＝Fs可以求出牵引力做的功，根据η可得效率。
【解答】解：该款氢能源汽车在公路上行驶30km，用时0.4h，在这个过程中汽车行驶的平均速度为：
v75km/h；
0.8kg氢气完全燃烧放出的热量为：
Q放＝mq＝0.8kg×1.4×108J/kg＝1.12×108J；
牵引力做的功为：W＝F牵s＝1.4×103N×3.0×104m＝4.2×107J；
汽车利用氢能的效率：η37.5%。
故答案为：75；1.12×108；37.5%。
【点评】本题考查了速度、功和热机效率的计算，属于基础题，要求掌握。
17．（2025 徐州）如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置，甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，由于微粒处在永不停息地无规则 运动 中，而甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过，容器就变成了电瓶，电流从左向右通过小灯泡，则容器左端是电池的 正 极。根据对环境污染的大小来判断，这种能源是否属于清洁能源？ 是清洁能源，因为海水盐差能发电对环境污染小 。
【分析】（1）分子不停地做无规则运动；
（2）电源外部，电流从电源的正极出发经过用电器回到电源的负极；
（3）清洁能源是使用时对环境没有污染或污染较轻的能源。
【解答】解：一切物质的分子不停地做无规则运动，微粒处在永不停息地无规则运动中，甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，钠离子（正电）通过甲渗透膜向左移动，使左侧区域带正电，氯离子（负电）通过乙渗透膜向右移动，使右侧区域带负电，电流从左向右通过小灯泡，说明左端是正极，右端为负极。由于盐差能的产生过程不涉及有害物质的排放，对环境影响较小，是一种清洁能源。
故答案为：运动；正；是清洁能源，因为海水盐差能发电对环境污染小。
【点评】本题考查分子动理论、电流的方向和能源，属于综合题。
18．（2025 济南）自然界中，能量不但可以从一个物体转移到其他物体，而且可以从一种形式转化为其他形式。例如泉城广场荷花音乐喷泉利用电动机把水喷向空中时，电动机将 电能 转化为机械能和内能，此过程中能的总量 保持不变 （选填“逐渐增大”“保持不变”或“逐渐减小”）。
【分析】电动机消耗电能，根据能量守恒定律，能的转化过程，总量保持不变。
【解答】解：电动机工作时消耗电能，将电转化为机械能和内能，此过程中能的总量保持不变。
故答案为：电能；保持不变。
【点评】本题考查能的转化与守恒，属于基础题。
19．（2025 湖南）传统燃油汽车排放的尾气是大气污染的主要来源，提供传统燃油的化石能源属于 不可 再生能源。为节能减排，新能源汽车正逐步取代传统燃油汽车。如图，电动汽车充电，是将电能转化为 化学 能储存起来。
【分析】（1）可再生能源的概念：像风能、水能、太阳能等可以在自然界源源不断地得到，把它们称为可再生能源。不可再生能源的概念：化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源；
（2）蓄电池在充电时相当于用电器，将电能转化为化学能；放电时相当于电源，将化学能转化为电能。
【解答】解：（1）化石能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源是不可再生能源；
（2）给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来；
故答案为：不可；化学。
【点评】本题考查能源的分类、能量的转化，是一道综合题。
20．（2025 河北）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于 太阳 能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作 10 min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。
【分析】（1）可以在自然界里源源不断地得到的能源属于可再生能源，来源于太阳能。
（2）利用热值公式计算相当于完全燃烧200kg煤的放出的热量，再根据P可求时间。
【解答】解：（1）风能可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源，它实际上来源于太阳能。
（2）200kg焦炭完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝200kg×3.0×107J/kg＝6×109J；
单个陆上风电机组功率可达107W，需要的时间：
t600s＝10min。
故答案为：可再生；太阳；10。
【点评】此题考查了能源的分类、发电机原理、电功与电能的计算、燃料的热值及其计算、电功率的计算、能量的利用效率，属基础题目。
21．（2025 苏州）工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过 热传递 的方式增加的。用切割机切割钢筋，切割片温度急剧上升，该过程内能变化情况与热机的 压缩 冲程相同。
【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程；
热机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】解：工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过热传递的方式增加的；切割机切割钢筋时，切割片克服摩擦做功，机械能转化为内能，使切割片的内能增加、温度升高，该过程内能变化情况与热机的压缩冲程相同。
故答案为：热传递；压缩。
【点评】此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别，是中考热点，属于易错题目。
四．解答题（共1小题）
22．（2025 无锡）我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖，其工作流程如图所示，核燃料反应堆内有低浓度的铀﹣235，发生核反应后产生大量的热，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯。二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为1.25×109J；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为1.21×109J、热量为2×108J，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%。（标准煤的热值取3.0×107J/kg）
（1）核燃料反应堆中的铀﹣235是 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生 汽化 （填物态变化名称）吸收热量。
（2）在下列空格中补充完整核能发电的能量转化过程。
核能→内能→ 机械能 →电能。
（3）若给居民供热5.4×1015J，相当于完全燃烧多少千克标准煤产生的热量？
（4）单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为 5×109 J。
【分析】（1）核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的；
能够短时间内从自然界得到补充的是可再生能源，短时间得不到补充的是不可再生能源；物质由液态变为气态的过程叫做汽化，汽化吸热；
（2）核能发电时利用核能来加热水，用水产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的；
（3）根据Q放＝q煤m可求出燃烧煤的质量；
（4）阅读材料，根据题意、效率公式以及能量使用效率的增加量求出单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量。
【解答】解：（1）核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的；核能用完后不能再生，属于不可再生能源；蒸发器中的水是液体，被加热后变成了水蒸气，水蒸气是气体，水由液态变为气态是汽化，汽化吸热；
（2）核能发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能；
（3）根据Q放＝q煤m得，燃烧煤的质量：m1.8×108kg；
（4）由题知，单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为1.25×109J；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为1.21×109J、热量为2×108J，
设单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为E，
则单个机组仅供电时，其能量使用效率为：η1，
单个机组在供电的同时进行供热，其能量使用效率为：η2，
因为对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%，
所以，η2﹣η1＝3.2%，即：3.2%，
则单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量：
E5×109J。
故答案为：（1）不可再生；汽化；
（2）机械能；
（3）若给居民供热5.4×1015J，相当于完全燃烧1.8×108kg标准煤产生的热量；
（4）5×109。
【点评】本题考查了核能、能源的分类、汽化、电功、有关热值的计算，综合性强，难度大。
五．综合能力题（共2小题）
23．（2025 湖北）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为 电 能。
（2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力。
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受牵引力。
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？
（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg）
【分析】（1）由图可知，氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能；
（2）根据p求出瓶内壁1cm2的面积上受到的压力；
（3）①根据速度公式求出卡车的行驶速度；
②根据P求出卡车所做的机械功，利用W＝Fs求出卡车所受牵引力；
③根据η求出燃料完全燃烧放出的热量，利用Q放＝mq求出消耗燃油的质量，据此求出减排二氧化碳的质量。
【解答】解：（1）由图可知，氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能；
（2）根据p可知，当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，则瓶内壁1cm2的面积上受到的压力为：
F＝pS＝3.5×107Pa×1×10﹣4m2＝3.5×103N；
（3）①卡车的行驶速度为：
v72km/h＝20m/s；
②卡车所做的机械功为：
W＝Pt＝172×103W×3600s＝6.192×108J，
根据W＝Fs可知，卡车所受牵引力为：
F8.6×103N；
③根据η可知，燃料完全燃烧放出的热量为：
Q放1.72×109J，
消耗燃油的质量为：
m40kg，
则减排二氧化碳的质量为：
m'＝3.3m＝3.3×40kg＝132kg。
答：（1）电；
（2）瓶内壁1cm2的面积上受到的压力为3.5×103N；
（3）①卡车的行驶速度为20m/s；
②卡车所受牵引力为8.6×103N；
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为132kg。
【点评】本题考查了能量的转化、压强公式、速度公式、做功公式、功率公式、燃料完全燃烧放热公式和效率公式的应用，综合性较强，有一定的难度。
24．（2025 广东）阅读材料，回答问题。
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。
某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在5m/s≤v≤10m/s的范围内，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）
（1）完成图戊风力发电的主要能量转化流程图；
① 机械能 ；
② 电能 。
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会 顺时针 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动。
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 36 kg的煤完全燃烧放出的热量。（q煤＝3.0×107J/kg）
（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈。若发电机输出电能1kW h，叶片需要转动 4 圈。
（5）若14：00—15：00和15：00—16：00两段时间内输出电能之比为1：3，则14：00—20：00的时间段内风力发电机组的输出电能为 1084.3 kW h。
【分析】（1）不同形式的能量可以相互转化；
（2）气压与流速的关系：流速大，压强小；流速小，压强大；
（3）由丙图可知风速为12m/s时，发电机的功率为300kW，由W＝Pt求输出的电能；再根据W电＝Q放＝mq煤求需要完全燃烧的煤的质量；
（4）由丙图可知当风速为13m/s时，发电机的功率为300kW，发电机输出电能1kW h，根据t求时间，发电机转子1min转400圈，可以转子转动的圈数；叶片转1圈，发电机转子转20圈，求出叶片转动的圈数；
（5）由丙、丁图可知，当v＜3m/s时，输出电功率为0，无电能输出；由丁图可知，14：00﹣15：00只有14：30﹣15：00有电能输出，15：00﹣17：00，v大于12m/s，故输出功率恒定为300kW，由W＝pt求输出的电能；17：00﹣18：00电能输出分两段，17：00﹣17：30，v＝10m/s；17：30﹣18：00，v＝7m/s；18：00﹣19：00，v＜3m/s，无电能输出；19：00﹣20：00电能输出分两段，19：00﹣19：30，v＝10m/s；19：30﹣20：00，v＞12m/s；据此分别计算各时间段的电能，将所有电能相加即为14：00—20：00的时间段内风力发电机组的输出电能。
【解答】解：
（1）风力发电主要将风能转化为叶片的机械能，叶片的机械能转化为电能，实现能量的相互转化；
（2）由图乙可知，风叶上表面一面较平，下面一面较弯曲，风正面垂直吹向静止叶片时，上面流速慢，压强大，下面流速快，压强小，故叶片受到向下的压强差，则叶片会顺时针转动；
（3）由丙图可知风速为12m/s时，发电机的功率为300kW，
则输出的电能为：W电＝Pt＝300×103W×3600s＝1.08×109J；
由W电＝Q放＝mq煤可得，燃烧的煤的质量m36kg；
（4）由丙图可知当风速为13m/s时，发电机的功率为300kW，发电机输出电能1kW h，时间th＝0.2min；
发电机转子1min转400圈，则0.2min转子转过400r×0.2＝80r，因叶片转1圈时，发电机转子转20圈，则此过程中叶片转过80r4r；
（5）由图丙、丁可知，风速小于3m/s时，P＝0；
由丁图可知，15：00﹣17：00和19：30﹣20：00这个两个时间段，v大于12m/s，故输出功率恒定为300kW，
则15：00﹣16：00输出的电能W＝Pt＝300kW×1h＝300kW h，
16：00﹣17：00输出的电能也为300kW h，
19：30﹣20：00输出的电能为150kW h；
已知14：00﹣15：00和15：00﹣16：00两段时间内输出电能之比为1：3，
则14：00﹣15：00输出电能为300kW h＝100kW h；
由图像可知，14：30﹣15：00、17：00﹣17：30、19：00﹣19：30这三个时间段，风速都为10m/s，故这三个时间的输出电能均为100kW h；
在5m/s≤v≤10m/s的范围内，P与v的三次方成正比，即P＝kv3，则输出的电能W＝Pt＝kv3t，
由前面分析可知，风速为v1＝10m/s时，半小时内输出的电能W1t＝100kW h﹣﹣﹣﹣﹣①；
由图像可知，在17：30﹣18：00内，风速为v2＝7m/s时，则半小时内输出的电能W2t﹣﹣﹣﹣﹣②；
由①②可得（）3，解得W2＝34.3kW h；
所以，14：00—20：00的时间段内风力发电机组的输出电能：
W总＝100kW h+300kW h+300kW h+100kW h+34.3kW h+100kW h+150kW h＝1084.3kW h。
故答案为：（1）①机械能；②电能；（2）顺时针；（3）36；（4）4；（5）1084.3。
【点评】本题考查气压与流速的关系、能量的转化、功和热量的计算公式，其中最后一问难度非常大，需要逐一分析每个时间的v和p的关系，根据W＝Pt进行计算，其中还需要用到数学中的一次函数计算。
六．科普阅读题（共2小题）
25．（2025 宁夏）阅读材料，回答下列问题：
2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面南极——艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施样品采集任务，如图甲所示。
由于嫦娥六号的着陆点位于月球背面，受到月球遮挡无法直接与地球通信，需要通过鹊桥二号中继卫星来转发月面航天器与地球之间的通信。鹊桥二号中继卫星受月球引力作用，目前正在环月大椭圆冻结轨道上稳定运行。环月大椭圆轨道离月球最近的一点叫近月点，最远的一点叫远月点，如图乙所示。
着陆器与上升器组合体成功着陆后，着陆器将通过鹊桥二号中继卫星，在地面控制下，进行太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，此后正式开始持续约2天的月背采样工作，通过钻具钻取和机械臂表取两种方式分别采集月壤样品和月表岩石。表取完成后，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。6月4日7时38分，上升器携带月球样品自月球背面起飞，3000N的发动机工作约6min后，成功将上升器送入预定环月轨道。
（1）在鹊桥二号中继卫星支持下，嫦娥六号通过 电磁 波将采样画面实时传输到地面测控中心；太阳能电池板工作时，将太阳能转化为 电 能，太阳能属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）嫦娥六号采用液态氢做燃料是因为它具有较大的 热值 ；上升器点火起飞，离开月球表面，以上升器为参照物，月球是 运动 的；月壤运回地球后，质量 不变 。（选填“变大”“变小”或“不变”）
（3）鹊桥二号中继卫星在环月大椭圆冻结轨道上从远月点向近月点运动时，结合图乙说明它的势能如何变化，势能和动能之间如何转化？
【分析】（1）电磁波广泛应用于无线电话通信，移动通信和卫星通信等。
（2）单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫热值。
（3）质量是物体的本身属性，与位置、形状、温度、状态无关。
【解答】解：（1）电磁波因其速度快，传播不需要介质等特性成为无线通信的关键技术，嫦娥六号通过电磁波将采样画面实时传输到地面测控中心；太阳能是短时间内可再生的资源，太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能；
（2）单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫热值，采用液态氢做燃料是因为它具有较大的热值，相同质量能放出的热量更多；上升器点火起飞，离开月球表面，以上升器为参照物，月球有位置变化，所以是运动的，质量是物体的本身属性，与位置无关；
（3）鹊桥二号中继卫星在环月大椭圆冻结轨道上从远月点向近月点运动时，结合图乙，其高度降低，势能减小，势能转化为动能。
故答案为：（1）电磁，电，可再生；（2）热值，运动，不变；（3）势能减小，势能转化为动能。
【点评】本题考查电磁波、能量转换、热值、质量等知识点，是一道基础综合题。
26．（2025 扬州）阅读短文，回答问题。
2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。
该项目工作原理如图2所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。
该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约1.9×108kg，减少二氧化碳排放约4.9×108kg，可连续放电6小时，使用期长达40年。
（1）该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为 机械 能，再通过空气压缩机转化为 内 能。
（2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处 吸 热。
（3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放 5.51×1015 J的能量。（标准煤热值为2.9×107J/kg）
（4）该项目的能量转换效率为 72 %。该项目每年发电6亿度，则消耗 8.3 亿度用电低谷时段电网的多余电能。（计算结果保留1位小数）
（5）从工程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议： 增加地下盐穴 。
【分析】（1）电动机将电能转化为机械能；做功和热传递可改变物体的内能；
（2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置；
（3）根据Q＝qm解答；
（4）储存1度电最终能放出0.72度电，由此求出该项目的能量转换效率；由此进一步求出消耗用电低谷时段电网的多余电能；
（5）“从工程建设角度，要增加项目储存的能量”进行解答。
【解答】解：（1）该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为机械能，再通过空气压缩机对空气做功将机械能转化为空气的内能；
（2）常温高压空气通过换热器2变成高温高压空气，故常温高压空气在“换热器2”处吸热；
（3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放的能量为：Q放＝qm＝1.9×108kg×2.9×107J/kg＝5.51×1015J；
（4）该项目的能量转换效率：η72%，
消耗用电低谷时段电网的多余电能为：E8.3×108kW h，约8.3亿度；
（5）“从工程建设角度，要增加项目储存的能量”，建议：增加地下盐穴。
答：（1）机械；内；（2）吸；（3）5.51×1015；（4）72%；8.3；（5）增加地下盐穴。
【点评】本题考查改变内能的方式和电能的计算等，关键是从文中得出信息。
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