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第二十一章 能源、材料与社会 单元综合素养提升卷
一、单选题
1．下列关于能量转化、转移现象的说法，错误的是（ ）
A．电池充电，电能转化为化学能
B．电动机工作，电能转化为机械能
C．暖瓶塞被热气弹开，机械能转化为内能
D．用热水袋取暖，内能发生了转移
2．在电磁感应现象中 （ ）
A．导体自身产生了电能，不需消耗其他的能量
B．消耗了机械能，得到了电能，但不遵循能量守恒
C．消耗了电能，得到了机械能，但不遵循能量守恒
D．消耗了机械能，得到了电能，且实际中获得的电能小于消耗的机械能
3．小华用塑料矿泉水瓶子进行了如下实践探究实验：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图a）；扭转瓶子压缩瓶内的气体（如图b）；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c）。图b和图c所示的过程分别与下列所示的四冲程内燃机示意图中相对应的两个冲程是（ ）
A．甲和乙 B．丁和乙 C．丙和甲 D．丁和甲
4．关于家庭电路，下列说法正确的是（ ）
A．若保险丝熔断了，可以用铁丝代替
B．同为220V-100W，迷你电烤箱与电风扇都正常工作1小时，产生的热量相同
C．若仅进户零线断路，闭合总开关及灯泡开关，试电笔接触插座①左右两孔，氖管均发光
D．电烤箱可以接在①插座
5．近年来，一些地区推广使用乙醇汽油，它由10%的乙醇与90%的汽油混合而成，乙醇是由植物发酵而成的。关于乙醇汽油，下列说法正确的是（ ）
A．汽油与乙醇混合后总体积等于混合前他们体积之和
B．汽油属于不可再生能源，而乙醇属于可再生能源
C．使用乙醇汽油作为燃料的汽车行驶一段路程后，燃料密度变小
D．靠近装有该燃料的油桶只闻到汽油味，是因为乙醇分子不运动
6．2007年10月24日，“嫦娥一号”承载着中华民族千年的奔月梦想从西昌成功发射，精确入轨；11月5日，“嫦娥一号”成功“牵手”月球，成为中国第一颗月球卫星．下列说法中不正确的是（ ）
A．火箭发射时燃气燃烧产生的内能转化为火箭的机械能
B．火箭发射上升时动能转化它的重力势能
C．围绕月球作匀速圆周运动机械能守恒
D．卫星内部工作系统所需的能量由卫星两翼的太阳能电池板提供
7．以下说法中不正确的是（ ）
A．锂离子电池、硅光电池（太阳能电池）、氢燃料电池都是绿色能源
B．笔记本电脑外壳多采用优质的ABS工程塑料，主要是利用这种塑料的硬度大
C．记忆合金主要有记忆形状的能力，当温度变化时，外形也发生变化
D．用吹风机对着撞瘪的汽车模型外壳吹风，外壳恢复原状，是因为外壳采用的是纳米材料
8．下列关于能量转化、转移现象的说法，错误的是（ ）
A．电池充电，电能转化为化学能
B．电动机工作，电能转化为机械能
C．用热水袋取暖，能量发生了转移
D．暖瓶塞被热气弹开，机械能转化为内能
9．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（ ）
A．光缆通讯是光在光导纤维中发生多次反射来传递信息
B．电饭锅的发热元件是由超导材料制成的
C．太阳能、石油、风能都属于可再生能源
D．测温枪是利用紫外线来测量体温的
10．下图为试验中的新型太阳能汽车，最大速度可达180 km/h，测试时以最大速度在水平路面匀速行驶，若考虑空气对汽车的影响，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能汽车在水平方向和竖直方向均受平衡力的作用
B．地面对太阳能汽车的支持力大于汽车自重
C．地面对太阳能汽车的支持力和汽车自重是一对平衡力
D．汽车顶部的太阳能电池把太阳能转化为化学能，继而转化为机械能
二、填空题
11．2023年，中国研究的“人造太阳”创造新的世界纪录，太阳内部发生核 （选填“裂变”或“聚变”）可以释放出巨大的核能。利用核反应所产生的热量可以发电，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
12．在现代社会，人类所用的能量很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的 能；汽车发动机用水做冷却剂的主要原因是水的 较大的缘故．
13．风能作为一种清洁的 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，越来越受到世界各国的重视。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约为10亿kW．如果一个15kW的风力发电机，正常满功率发电时，3小时能发的电能是 度。
14．随着科技的发展，机器人越来越多的进入了我们的生活．在广州某餐厅就出现了机器人服务员．当客人一走进餐厅，就闻到诱人的香味，坐下后，机器人就会双手奉上菜单且向客人问好，随后机器人会亲自为客人端上可口的饭菜．此外，该机器人还会跳舞，更让人赞叹的是该机器人每天工作十多个小时，只需充电一次，充电一次的电费仅为二元左右．请写出两个上述情景中涉及到的物理现象和对应的物理知识．
示例：物理现象：机器人能够向前行走；对应知识：机器人受到地面对它向前的摩擦力．
物理现象： ；对应知识： ．
物理现象： ；对应知识： ．
15．人类社会的发展过程是一部开发、利用能源的历史．四五十万年前， 的利用揭开了人类利用能源的序幕；18世纪 的发明，引发了世界性的工业革命；19世纪 能的广泛利用，将人类社会推进到现代文明时代；20世纪初 能的发现和利用，为人类的明天描绘出了灿烂的蓝图．
16．某品牌手机充电宝，上面标有电压为5V．容量为12000mA·h,它充满电后,可以储存的电能是 J．在充电过程中，将电能转化为 能储存．
17．在实验室中，常用天平来测量物体的质量，它是一种 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。原子弹是利用核 释放的核能。
18．在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是 冲程。如图所示汽油机正在进行的是 冲程。如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒钟内完成 个冲程，对外做功 次。
三、计算题
19．某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）．试求：
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则该热水器的效率是多少？
20．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，——顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）
（1）请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理；
（2）求该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功；
（3）若水流冲击筒车的功率为40W，求筒车旋转一周取水的机械效率。
四、实验探究题
21．图甲是“探究水沸腾时温度变化的特点”实验装置
（1）图甲中温度计示数为 ℃；
（2）实验中除了图甲的器材，还需要的测量工具是 ；
（3）加热4分钟后，水开始沸腾，图乙是根据实验数据绘制的图像，分析图像可得：水沸腾过程中，吸收热量，温度 ；此时，向烧杯中加入适量冷水，发现烧杯内的水停止了沸腾，则此时烧瓶内水的沸点 （选填“大于”、“等于”或“小于”）98℃；
（4）加热过程中，能量通过酒精灯火焰从石棉网传递给烧杯，而不会从烧杯传递给石棉网，说明能量的转移具有 性。
22．为提高电网对极端气候、重大自然灾害的抵御能力，国家电网公司2008年重点科技减灾防灾项目﹣﹣直流熔冰装置研制成功．该装置需要1至2万千瓦的功率，最大融冰电流可达6000安，最长融冰距离可达200公里，从而避免因线路结冰而倒杆断线．如图为位于某电网线路上相距几十公里的甲、乙两地之间输电线路和处于乙地的熔冰装置示意图，熔冰装置上的“+”、“﹣”是两个接线端子．（进行熔冰时交流电已切断）
（1）你猜想设计该熔冰装置的依据是 ，在熔冰过程中能量的转化是
（2）若要对甲、乙两地之间的“2”和“3”两根输电线同时熔冰，请你在图中以笔画线代替导线，进行切实可行的连接，实现熔冰；
（3）在上述熔冰过程中，若每根输电线的电阻是R，启动熔冰装置后，电路中的电流是I，则输电线消耗的电功率是
23．回顾本学期的几个小实验，请完成下列四个小题。
（1）如图甲，木块从高处自由下落将小桌脚打入沙中，要将小桌脚打入沙中更深些，应选用质量较大的木块，将其从更 （选填“高”或“低”）处释放；
（2）如图乙，是一个会跳的卡片，将卡片反过来，用力向下压，橡皮筋伸长，迅速松开手，卡片向上跳起，说明发生弹性形变的橡皮筋具有 能，可以对卡片 ；
（3）如图丙，吹气球时，气球没握住飞跑了，捡起气球会发现它的嘴部温度 （选填“变高”或“变低”）；
（4）如图丁，把铜片、铁片插入橙子中制成一个水果电池.该电池对外供电时，将 能转化为电能，由图丁可知：铁片是水果电池的 （选填“正极”或“负极”）。
24．如图所示，探究改变物体内能的实验：
（1）烧瓶内盛少量水。给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过 （选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。
（2）继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后，内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），温度 （选填“升高”、“降低”或“不变”），瓶内气体中所含的水蒸气放热 成了小水珠。这一过程中，瓶内气体的内能化成了瓶塞的 能，这是通过 （选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。
五、综合题
25．为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率，耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v计算出动能Ek，作出Ek随s变化的图象，如图所示。
××型汽车
总质量（kg） 1200
储能效率（%） 60
耗油量（L/100km） 10
（1）发电机发电过程中，动能除了转化为电能外，由于发电机的线圈会发热导致温度升高，因此还有部分能量转化为 能。
（2）计算出汽车正常行驶100km，消耗燃油的质量为多少kg，完全燃烧这些燃油产生的热量为3.22×108J，求燃油的热值为多少J/L。（已知燃油的密度为0.7×103kg/m3）
（3）测试时，汽车在大小为800N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m。此过程中，下列说法正确的是 。
A．汽车受到的阻力为1.2×104N B．汽车行驶的时间为20s
C．汽车牵引力做的功为3.2×108J D．汽车牵引力的功率为20kW
（4）由图象可知，表示开启发电机进行测试的图线是 （填“①”或“②”），判断的依据是：开启发电机后，有一部分动能转化为电能；而关闭发电机后，动能全部用于 ，因此 （选填“开启”或“关闭”）发电机时运动的路程会较长。
（5）若汽车正常行驶时的动能EK0＝3.75×105J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有多少J的动能转化为内能。
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第二十一章 能源、材料与社会 单元综合素养提升卷
一、单选题
1．下列关于能量转化、转移现象的说法，错误的是（ ）
A．电池充电，电能转化为化学能
B．电动机工作，电能转化为机械能
C．暖瓶塞被热气弹开，机械能转化为内能
D．用热水袋取暖，内能发生了转移
【答案】C
【解析】【解答】解：A、电池充电，消耗了电能，得到了化学能，因此将电能转化为化学能；A不符合题意；
B、电动机工作，消耗了电能，得到了机械能，因此将电能转化为机械能；B不符合题意；
C、暖瓶塞被热气弹开，消耗了内能，得到了机械能，故将内能转化为了机械能；C符合题意；
D、用热水袋取暖，是通过热传递的方式得到能量的，因此内能发生了转移，D不符合题意．
故答案为：C．
【分析】利用内能做功，是内能转化为机械能.
2．在电磁感应现象中 （ ）
A．导体自身产生了电能，不需消耗其他的能量
B．消耗了机械能，得到了电能，但不遵循能量守恒
C．消耗了电能，得到了机械能，但不遵循能量守恒
D．消耗了机械能，得到了电能，且实际中获得的电能小于消耗的机械能
【答案】D
【解析】【解答】A．根据能量守恒定律可知，能量不会凭空产生，在电磁感应现象中，机械能转化为电能，A不符合题意。
BC．在电磁感应现象中，消耗了机械能，得到了电能，还得到了内能，在转化过程中能的总量不变，BC不符合题意。
D．消耗了机械能，得到了电能，还得到了内能，所以实际中获得的电能小于消耗的机械能，D符合题意。
故答案为：D
【分析】能量的转化和守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变.
3．小华用塑料矿泉水瓶子进行了如下实践探究实验：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图a）；扭转瓶子压缩瓶内的气体（如图b）；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c）。图b和图c所示的过程分别与下列所示的四冲程内燃机示意图中相对应的两个冲程是（ ）
A．甲和乙 B．丁和乙 C．丙和甲 D．丁和甲
【答案】B
【解析】【解答】图b中，扭转瓶子，压缩瓶内的气体，外力对瓶内气体做功，气体的内能增加，温度升高，相当于汽油机的压缩冲程；
图中，瓶盖被瓶内的高压气体冲出，瓶内气体膨胀对外做功，内能减少，温度降低，水蒸气液化形成白雾；
图甲中，进气门打开，是吸气冲程；图乙中，气门关闭，活塞向下，是做功冲程，将燃气的内能转化为活塞的机械能，与c中的能量变化相同；
图丙中，排气门打开，为排气冲程；图丁中，气门关闭，活塞向上，为压缩冲程，将机械能转化为气体的内能。与图b中能量转化相同，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【分析】外力对气体做功，压缩体积，可以将机械能转化为内能；内能对外做功时，内能转化为机械能；根据汽油机的气门关闭，活塞向上是压缩冲程，活塞向下是做功冲程；进气门打开是吸气冲程，排气门打开，是排气冲程。
4．关于家庭电路，下列说法正确的是（ ）
A．若保险丝熔断了，可以用铁丝代替
B．同为220V-100W，迷你电烤箱与电风扇都正常工作1小时，产生的热量相同
C．若仅进户零线断路，闭合总开关及灯泡开关，试电笔接触插座①左右两孔，氖管均发光
D．电烤箱可以接在①插座
【答案】C
【解析】【解答】A．保险丝熔断了，不能用铁丝代替， 铁丝的电阻较小、熔点较高 ，不能在电流过大时及时熔断来保护电路，故A错误；
B．电烤箱可以看作纯电阻用电器，主要将电能转化为内能，电风扇是非纯电阻用电器，主要将电能转化为机械能，所以电烤箱产生热量较多，故B错误；
C．仅进户零线断路，试电笔接触插座①右孔时，接触火线，氖管发光，接触左孔时， 闭合总开关及灯泡开关 ，接触到的零线通过开关和灯间接连接到了火线上，氖管也会发光，故C正确；
D．电烤箱必须接三孔插座，不能接在①处的两孔插座，故D错误。
故选C。
【分析】1、纯电阻用电器是将电能全部转化为内能的装置，产热量较高；
2、测电笔的操作步骤及其作用：用拇指和中指持验电笔笔身，食指抵住笔端金属部分，氖管小窗背光朝向自己，以便看清氖泡发光情况；测电笔可以分辨火线和零线，测火线电笔氖管发光， 测零线电笔不发光，电路发生断路时，测电笔不发光；电路发生短路时，被短路电器电笔检测不发光，其余电路发光；
3、电灯和开关的接法：零线直接进入灯泡的螺旋套；火线先接入开关，再进入灯泡顶端的金属点；三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线。右孔接火线。
5．近年来，一些地区推广使用乙醇汽油，它由10%的乙醇与90%的汽油混合而成，乙醇是由植物发酵而成的。关于乙醇汽油，下列说法正确的是（ ）
A．汽油与乙醇混合后总体积等于混合前他们体积之和
B．汽油属于不可再生能源，而乙醇属于可再生能源
C．使用乙醇汽油作为燃料的汽车行驶一段路程后，燃料密度变小
D．靠近装有该燃料的油桶只闻到汽油味，是因为乙醇分子不运动
【答案】B
【解析】【解答】A．由于分子间存在间隙，因此汽油与乙醇混合后总体积小于混合前他们体积之和，故错误；
B．汽油短时间内无法再生属于不可再生能源，而乙醇可以短时间内再生属于可再生能源，故正确；
C．密度是物质的一种特性，不随质量的改变而改变，故错误；
D．一切分子都在永不停息的做无规则运动，故错误。
故答案为：B。
【分析】分子间存在间隙；汽油属于不可再生能源，乙醇属于可再生能源；密度是物质的一种特性，不随质量的改变而改变；一切分子都在永不停息的做无规则运动。
6．2007年10月24日，“嫦娥一号”承载着中华民族千年的奔月梦想从西昌成功发射，精确入轨；11月5日，“嫦娥一号”成功“牵手”月球，成为中国第一颗月球卫星．下列说法中不正确的是（ ）
A．火箭发射时燃气燃烧产生的内能转化为火箭的机械能
B．火箭发射上升时动能转化它的重力势能
C．围绕月球作匀速圆周运动机械能守恒
D．卫星内部工作系统所需的能量由卫星两翼的太阳能电池板提供
【答案】B
【解析】【解答】解：A、燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程；
B、火箭发射上升时，速度变大、高度变大，内能转化为机械能；
C、卫星绕月球做匀速圆周运动，速度不变、距离月球的高度不变，动能和重力势能不变；
D、太阳能电池板吸收太阳能，转化为电能，电能转化为机械能，为卫星内部工作系统提供动力．
故选B．
【分析】A、一切燃料燃烧的过程都是化学能转化为内能的过程；
B、通过分析火箭上升时高度的变化和速度的变化了来分析动能和势能的变化，从而得出火箭上升时能量的转化；
C、通过分析动能和重力势能的变化来判断机械能是否守恒，机械能守恒指的是机械能的总量保持不变；
D、升空的卫星都是靠太阳能电池板来提供动力的．
7．以下说法中不正确的是（ ）
A．锂离子电池、硅光电池（太阳能电池）、氢燃料电池都是绿色能源
B．笔记本电脑外壳多采用优质的ABS工程塑料，主要是利用这种塑料的硬度大
C．记忆合金主要有记忆形状的能力，当温度变化时，外形也发生变化
D．用吹风机对着撞瘪的汽车模型外壳吹风，外壳恢复原状，是因为外壳采用的是纳米材料
【答案】D
【解析】【解答】A．绿色能源一般指清洁能源。清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，A正确，不符合题意；
B．优质的ABS工程塑料材料既具有PC树脂的优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性能，又具有ABS树脂优良的加工流动性。因此作为笔记本电脑外壳的材料，B正确，不符合题意；
C．记忆合金主要有记忆形状的能力，当温度变化时，外形也发生变化，C正确，不符合题意；
D．用吹风机对着撞瘪的汽车模型外壳吹风，外壳恢复原状，是因为外壳具有热胀冷缩的性质，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】逐项分析解答，注意用新材料可以制成锂离子电池、硅光电池等“绿色”能源；“绿色”能源的污染小。
8．下列关于能量转化、转移现象的说法，错误的是（ ）
A．电池充电，电能转化为化学能
B．电动机工作，电能转化为机械能
C．用热水袋取暖，能量发生了转移
D．暖瓶塞被热气弹开，机械能转化为内能
【答案】D
【解析】【解答】A、电池充电时，将电能转化为了化学能，A不符合题意；
B、汽油机工作时，是将化学能转化为内能，再转化为机械能的过程，B不符合题意；
C、用热水袋取暖，热量从热水袋转移到人身上，即内能发生了转移，C不符合题意；
D、暖瓶塞被热气弹开，是热气的内能转化为了瓶塞的机械能，D不符合题意，符合题意。
故答案为：D。
【分析】电池充电时，将电能转化为了化学能， 电动机工作，电能转化为机械能 ， 电动机工作，电能转化为机械能 ，暖瓶塞被热气弹开，是热气的内能转化为了瓶塞的机械能.
9．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（ ）
A．光缆通讯是光在光导纤维中发生多次反射来传递信息
B．电饭锅的发热元件是由超导材料制成的
C．太阳能、石油、风能都属于可再生能源
D．测温枪是利用紫外线来测量体温的
【答案】A
【解析】【解答】A．光缆通讯利用光在光导纤维中发生多次反射来传递信息，A符合题意；
B．超导体的电阻为0，由焦耳定律可知，不能作为电饭锅的发热元件，B不符合题意；
C．太阳能和风能属于可再生能源，石油属于不可再生能源，C不符合题意；
D．测温枪是利用红外线来测量体温的，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】声音不仅可以传播能量，例如声音可以把酒杯震碎，也可以传递信息，例如听收音机、听老师讲课。
10．下图为试验中的新型太阳能汽车，最大速度可达180 km/h，测试时以最大速度在水平路面匀速行驶，若考虑空气对汽车的影响，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能汽车在水平方向和竖直方向均受平衡力的作用
B．地面对太阳能汽车的支持力大于汽车自重
C．地面对太阳能汽车的支持力和汽车自重是一对平衡力
D．汽车顶部的太阳能电池把太阳能转化为化学能，继而转化为机械能
【答案】A
【解析】【解答】A．太阳能汽车做匀速直线运动（处于平衡状态），汽车在水平方向受到的牵引力力和阻力是一对平衡力，竖直方向受到的重力和支持力是一对平衡力，A符合题意；
BC．由图知道，汽车的形状是向上凸的（与飞机的机翼形状相似），汽车以最大速度匀速运动时，上方的空气流速大、压强小，下方空气的流速小、压强大，产生一个向上的压力差（相当于升力），所以汽车受到的支持力要小于自身重力，则这两个力不是一对平衡力，BC不符合题意；
D．汽车顶部的太阳能电池把太阳能转化为电能，电能再转化为机械能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】匀速直线运动的物体受到平衡力的作用；二力平衡时，力的大小相等。
二、填空题
11．2023年，中国研究的“人造太阳”创造新的世界纪录，太阳内部发生核 （选填“裂变”或“聚变”）可以释放出巨大的核能。利用核反应所产生的热量可以发电，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
【答案】聚变；二次
【解析】（1）“人造太阳”属于核聚变。电能属于二次能源。
综上 第1空、聚变； 第2空、二次；
【分析】1、核聚变：主要为太阳能的放能方式，核裂变主要是链式反应的放能方式。
2、一次能源：自然界可以直接获取的能源，不需要加工的能源：如太阳能、风能、海洋能二次能源，不可以直接获取的能源，需要加工的能源，如电能。
12．在现代社会，人类所用的能量很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的 能；汽车发动机用水做冷却剂的主要原因是水的 较大的缘故．
【答案】内；比热容
【解析】【解答】解：（1）燃料燃烧的过程中，将化学能转化为内能，向外放出热量；（2）汽车发动机工作时产生大量热量，这些热量如果不迅速转移，就可能损害发动机，因此利用水的比热容大的特点把这些热迅速吸收，使发动机的温度不致升得太高．故答案为：内；比热容．
【分析】（1）燃料燃烧的过程中，将化学能转化为内能；（2）水的比热容较大，质量相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，吸收的热量多；吸收或放出相同的热量时，温度变化较小，因此常用来做冷却剂、取暖剂、防冻剂等．
13．风能作为一种清洁的 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，越来越受到世界各国的重视。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约为10亿kW．如果一个15kW的风力发电机，正常满功率发电时，3小时能发的电能是 度。
【答案】可再生；45
【解析】【解答】因为风能是可以源源不断地从自然界得到补充的，所以，是可再生能源。由P=W/t可得，风力发电机正常满功率发电3小时能发的电能是：W=Pt=15kW×3h=45kW h=45度。
故答案为：可再生；45.
【分析】能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；再利用电功的计算公式W=Pt计算即可.
14．随着科技的发展，机器人越来越多的进入了我们的生活．在广州某餐厅就出现了机器人服务员．当客人一走进餐厅，就闻到诱人的香味，坐下后，机器人就会双手奉上菜单且向客人问好，随后机器人会亲自为客人端上可口的饭菜．此外，该机器人还会跳舞，更让人赞叹的是该机器人每天工作十多个小时，只需充电一次，充电一次的电费仅为二元左右．请写出两个上述情景中涉及到的物理现象和对应的物理知识．
示例：物理现象：机器人能够向前行走；对应知识：机器人受到地面对它向前的摩擦力．
物理现象： ；对应知识： ．
物理现象： ；对应知识： ．
【答案】机器人使用一段时间需要充电；充电的过程中，是把电能转化为化学能；机器人给客人端菜；机器人对菜盘施加了一个竖直向上的支持力
【解析】【解答】解：材料中所涉及到的物理现象与相关知识有：
物理现象1：机器人使用一段时间需要充电．
对应知识1：充电的过程中，是把电能转化为化学能．
物理现象2：机器人给客人端菜．
对应知识2：机器人对菜盘施加了一个竖直向上的支持力．
物理现象3：机器人能够跳舞和行走
对应知识3：把机器人的电能转化为机械能．
故答案为：机器人使用一段时间需要充电；充电的过程中，是把电能转化为化学能；机器人给客人端菜；机器人对菜盘施加了一个竖直向上的支持力．
【分析】结合材料中的内容，从中找出运用物理知识的物理现象，并用相关的知识做出解释即可．
15．人类社会的发展过程是一部开发、利用能源的历史．四五十万年前， 的利用揭开了人类利用能源的序幕；18世纪 的发明，引发了世界性的工业革命；19世纪 能的广泛利用，将人类社会推进到现代文明时代；20世纪初 能的发现和利用，为人类的明天描绘出了灿烂的蓝图．
【答案】火；蒸汽机；电；核
【解析】【解答】解：四五十年前的钻木取火是第一次能源革命，从利用自然火到利用人工取火的转变，导致了以柴薪作为能源时代的到来，揭开了人类利用能源的序幕；18世纪蒸汽机的发明导致了第二次能源革命，人类的主要能源由柴薪向煤、石油、天然气等化石能源转化；19世纪电能的广泛利用，将人类社会推进到现代文明时代；20世纪初核能的发现和利用，为人类的明天描绘出了灿烂的蓝图．故答案为：火；蒸汽机；电；核．
【分析】人类历史上共进行了三次能源革命．钻木取火是第一次能源革命．蒸汽机的发明和使用是第二次能源革命．核反应堆的建成是第三次能源革命．
16．某品牌手机充电宝，上面标有电压为5V．容量为12000mA·h,它充满电后,可以储存的电能是 J．在充电过程中，将电能转化为 能储存．
【答案】2.16x105；化学
【解析】【解答】由容量的单位推断出电能应该是容量与电压的乘积，但需要先将容量中的mA h化成A s，即12000mA h=43200A s，可以储存的电能为43200A s×5V=2.16×105J，在充电过程中，是将电能转化为化学能。故答案为：2.16×105J；化学
【分析】本题主要考查电能的计算，可以通过单位来判断电能应该如何计算。充电宝在充电过程中，是将电能转化为化学能，在放电过程中是将化学能转化为电能。
17．在实验室中，常用天平来测量物体的质量，它是一种 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。原子弹是利用核 释放的核能。
【答案】等臂；裂变
【解析】【解答】（1）在实验室中，常用天平来测量物体的质量，它是一种等臂杠杆。
（2）原子弹是利用核裂变释放的核能。
【分析】（1）根据托盘天平的本质解答；
（2）根据原子弹的工作原理解答。
18．在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是 冲程。如图所示汽油机正在进行的是 冲程。如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒钟内完成 个冲程，对外做功 次。
【答案】压缩；排气；60；15
【解析】【解答】在内燃机的工作过程中，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程；而图中的冲程中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，所以是做功冲程；四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，则该飞轮每秒钟转30圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以每秒钟内完成60个冲程，共做功15次。
故答案为：压缩；排气；60；15.
【分析】热机的压缩冲程把机械能转化为内能，飞轮转数是做功数的2倍，是总冲程数的一半.
三、计算题
19．某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）．试求：
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则该热水器的效率是多少？
【答案】（1）解：Q吸=c水m（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（50℃﹣10℃）
=8.4×106J
（2）解：∵热水器接收到太阳辐射的热量Q=2.8×107J，
∴η= ×100%= ×100%=30%
【解析】【分析】（1）已知水的质量、水的初温末温，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）计算水吸收的热量（有用能量）；（2）又热水器接收到太阳辐射的热量，利用效率公式求该热水器的效率．
20．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，——顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）
（1）请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理；
（2）求该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功；
（3）若水流冲击筒车的功率为40W，求筒车旋转一周取水的机械效率。
【答案】（1）解：水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的重力势能。
答：水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的重力势能。
（2）解：接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，则筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功
答：该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功为1920J；
（3）解：筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的功率为40W，则筒车旋转一周取水的机械效率
答：若水流冲击筒车的功率为40W，筒车旋转一周取水的机械效率为80%。
【解析】【分析】（1）根据物体的运动，判断能量变化；物体的位置越高，重力势能越大；
（2）根据物体的质量计算重力，利用重力和高度的乘积，计算功的大小；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
四、实验探究题
21．图甲是“探究水沸腾时温度变化的特点”实验装置
（1）图甲中温度计示数为 ℃；
（2）实验中除了图甲的器材，还需要的测量工具是 ；
（3）加热4分钟后，水开始沸腾，图乙是根据实验数据绘制的图像，分析图像可得：水沸腾过程中，吸收热量，温度 ；此时，向烧杯中加入适量冷水，发现烧杯内的水停止了沸腾，则此时烧瓶内水的沸点 （选填“大于”、“等于”或“小于”）98℃；
（4）加热过程中，能量通过酒精灯火焰从石棉网传递给烧杯，而不会从烧杯传递给石棉网，说明能量的转移具有 性。
【答案】（1）95
（2）秒表
（3）不变；等于
（4）方向
【解析】【解答】（1）根据图甲可知，温度计的分度值为1℃，示数为：90℃+1℃×5=95℃。
（2）在实验中还需要测量的加热的时间，则还需要的测量工具是测量时间的秒表。
（3）①根据乙图可知，水沸腾过程中，吸收热量，温度保持不变。
②加水后，水面上方的气压不变，烧杯内水的沸点不变，则此时烧瓶内水的沸点为98℃。
（4）加热过程中，能量通过酒精灯火焰从石棉网传递给烧杯，而不会从烧杯传递给石棉网，说明能量的转移具有方向性。
【分析】（1）根据甲图确定温度计的分度值，然后根据液面位置读出示数；
（2）根据实验过程需要测量的物理量选择合适的测量工具；
（3）①根据图像乙分析水沸腾时的温度变化规律；
②水沸腾的条件：达到沸点，继续吸热。
（4）根据能量转化和转移的方向性解答。
（1）图甲中温度计的分度值为1℃，示数为95℃。
（2）实验中需要测量的物理量为温度、时间，除了图甲的器材，还需要的测量工具是测量时间的秒表。
（3）[1]加热4分钟后，水开始沸腾，图乙是根据实验数据绘制的图像，由图乙可得：水沸腾过程中，吸收热量，温度保持不变。
[2]水的沸点与气压有关，加水后，水面上方的气压不变，烧杯内水的沸点不变，由图乙得，水的沸点为98℃，则此时烧瓶内水的沸点为98℃。
（4）能量的转移具有方向性，加热过程中，能量通过酒精灯火焰从石棉网传递给烧杯，而不会从烧杯传递给石棉网。
22．为提高电网对极端气候、重大自然灾害的抵御能力，国家电网公司2008年重点科技减灾防灾项目﹣﹣直流熔冰装置研制成功．该装置需要1至2万千瓦的功率，最大融冰电流可达6000安，最长融冰距离可达200公里，从而避免因线路结冰而倒杆断线．如图为位于某电网线路上相距几十公里的甲、乙两地之间输电线路和处于乙地的熔冰装置示意图，熔冰装置上的“+”、“﹣”是两个接线端子．（进行熔冰时交流电已切断）
（1）你猜想设计该熔冰装置的依据是 ，在熔冰过程中能量的转化是
（2）若要对甲、乙两地之间的“2”和“3”两根输电线同时熔冰，请你在图中以笔画线代替导线，进行切实可行的连接，实现熔冰；
（3）在上述熔冰过程中，若每根输电线的电阻是R，启动熔冰装置后，电路中的电流是I，则输电线消耗的电功率是
【答案】（1）电流的热效应；电能转化为内能
（2）
（3）2I2R
【解析】【解答】解：（1）电流具有热效应、磁效应及化学效应，而使冰熔化只需提高给冰提供热量，升高冰的内能即可，故利用电流的热效应即可使冰熔化；在熔化过程中消耗了电能升高了内能，即电能转化为了内能；
（2）要使2、3同时熔冰，则应将2、3两根导线串联接在电源两端，使两导线同时发热，故答案如图所示：
（3）熔冰过程中两导线串联，故总电阻为2R，由功率公式可得：P=I2×2R=2I2R．
故答案为：（1）电流的热效应，电能转化为内能；（2）如图所示；（3）2I2R．
【分析】（1）要使冰熔化，则一定是使导线上的温度升高，则可知应是利用了电流的热效应，即使电能转化为内能；
（2）要使2和3两根输电线同时熔冰，应将两导线串联，接在电源两端；
（3）因每根导线电阻为R，因两根导线串联，故总电阻为2R，则由功率公式P=I2R可求得功率．
23．回顾本学期的几个小实验，请完成下列四个小题。
（1）如图甲，木块从高处自由下落将小桌脚打入沙中，要将小桌脚打入沙中更深些，应选用质量较大的木块，将其从更 （选填“高”或“低”）处释放；
（2）如图乙，是一个会跳的卡片，将卡片反过来，用力向下压，橡皮筋伸长，迅速松开手，卡片向上跳起，说明发生弹性形变的橡皮筋具有 能，可以对卡片 ；
（3）如图丙，吹气球时，气球没握住飞跑了，捡起气球会发现它的嘴部温度 （选填“变高”或“变低”）；
（4）如图丁，把铜片、铁片插入橙子中制成一个水果电池.该电池对外供电时，将 能转化为电能，由图丁可知：铁片是水果电池的 （选填“正极”或“负极”）。
【答案】（1）高
（2）弹性势；做功
（3）变低
（4）化学；负极
【解析】【解答】（1）要将小桌的脚打入沙子中更深些，需要增大重力势能，影响重力势能的因素是质量和高度，且物体质量越大、位置越高、物体具有的重力势能就越大，故应选用质量较大的木块，并将其从更高处下落。
（2）“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生了弹性形变，发生弹性形变的物体要恢复原状，就会对使它发生形变的物体施加力的作用，所以橡皮筋会对硬卡片施力，使它弹起，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功，因此它具有弹性势能。
（3）气球内的气体向外喷出，气体对外做功，内能转化成球的机械能，球内气体的温度降低。
（4）把铜片、铁片插入橙子中制成一个水果电池，该电池对外供电时，将化学能转化为电能，由图丁可知：铁片与电压表的负接线柱连接，是水果电池的负极。
【分析】（1）物体质量越大、位置越高、物体具有的重力势能就越大；
（2）发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功，因此它具有弹性势能；
（3）气体对外做功，内能转化成球的机械能，球内气体的温度降低；
（4）电压表的负接线柱连接电源负极。
24．如图所示，探究改变物体内能的实验：
（1）烧瓶内盛少量水。给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过 （选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。
（2）继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后，内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），温度 （选填“升高”、“降低”或“不变”），瓶内气体中所含的水蒸气放热 成了小水珠。这一过程中，瓶内气体的内能化成了瓶塞的 能，这是通过 （选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。
【答案】（1）增大；做功
（2）减小；降低；液化；机械；做功
【解析】【解答】（1）向密闭的烧瓶中打气，瓶内的气体内能增大，这是通过做功改变的内能；
（2）烧瓶的瓶塞跳起时，瓶内的内能减少，温度降低，水蒸气放热会会液化成小水滴，瓶塞跳起时，内能转化为了机械能，这种改变内能的方式是做功。
【分析】（1）对物体做功，物体的内能增加；
（2）内能向外做功，内能减少，物体运动产生机械能，水蒸气放热会内能减小，能液化为小水滴。
五、综合题
25．为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率，耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v计算出动能Ek，作出Ek随s变化的图象，如图所示。
××型汽车
总质量（kg） 1200
储能效率（%） 60
耗油量（L/100km） 10
（1）发电机发电过程中，动能除了转化为电能外，由于发电机的线圈会发热导致温度升高，因此还有部分能量转化为 能。
（2）计算出汽车正常行驶100km，消耗燃油的质量为多少kg，完全燃烧这些燃油产生的热量为3.22×108J，求燃油的热值为多少J/L。（已知燃油的密度为0.7×103kg/m3）
（3）测试时，汽车在大小为800N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m。此过程中，下列说法正确的是 。
A．汽车受到的阻力为1.2×104N B．汽车行驶的时间为20s
C．汽车牵引力做的功为3.2×108J D．汽车牵引力的功率为20kW
（4）由图象可知，表示开启发电机进行测试的图线是 （填“①”或“②”），判断的依据是：开启发电机后，有一部分动能转化为电能；而关闭发电机后，动能全部用于 ，因此 （选填“开启”或“关闭”）发电机时运动的路程会较长。
（5）若汽车正常行驶时的动能EK0＝3.75×105J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有多少J的动能转化为内能。
【答案】（1）内
（2）因为V＝10L＝10dm3＝0.01m3，ρ＝0.7×103kg/m3
由密度公式可知，消耗燃油的质量为：m＝ρV＝0.7×103kg/m3×0.01m3＝7kg；
根据Q放＝Vq知，燃油的热值为： ；
答：消耗燃油的质量为7kg；燃油的热值为3.22×107J/L
（3）D
（4）②；克服摩擦做功；关闭
（5）因为储能效率60%，
所以动能转化为内能的效率为：η＝1﹣60%＝40%；
而Ek0＝3.75×105J，
所以W内＝Ek0η＝3.75×105J×40%＝1.5×105J。
答：终有1.5×105J的动能转化为内能。
【解析】【解答】
（1） 线圈会发热导致温度升高，因此还有部分能量转化内能
（2）因为V＝10L＝10dm3＝0.01m3，ρ＝0.7×103kg/m3由密度公式可知，消耗燃油的质量为：m＝ρV＝0.7×103kg/m3×0.01m3＝7kg；根据Q放＝Vq知，燃油的热值为：
（3）
A：汽车受到的阻力为800N A错误 不符合题意
B：汽车行驶的时间为40S B错误 不符合题意
C：汽车牵引力做的功为 C错误 不符合题意
D：汽车牵引力做的功率为20kw D正确 符合题意
（4）
第1空 由图象可知，表示开启发电机进行测试的图线是②
第2空 关闭发电机后，动能全部用于克服摩擦做功
第3空 关闭发电机时运动的路程会较长
（5）因为储能效率60%，所以动能转化为内能的效率为：η＝1﹣60%＝40%；而Ek0＝3.75×105J，
所以W内＝Ek0η＝3.75×105J×40%＝1.5×105J。
【分析】
（1）因为线圈发热，是因为有部分能量转化为内能。
（2）根据算出燃油的质量；根据可算出燃油的热值。
（3）
A：因为汽车做的是匀速直线运动，所以阻力等于牵引力800N
B：汽车行驶的时间
C：汽车牵引力做的功
D：汽车牵引力做的功率为
（4）
第1空 因为有部分动能转化为电能，表示开启发电机进行测试的图线是② 。
第2空 ，第3空 而关闭发电机后，动能没有转化为电能，而是全部用于克服摩擦做功，因此关闭发电机时运动的路程会较长。
（5）
因为储能效率60% ，而动能转化为内能的效率为，而Ek0＝3.75×105J ，所以 W内＝Ek0η 可算出动能转化的内能。
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