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第二十一章 能源、材料与社会 单元综合提分培优卷
一、单选题
1． 近年来，汽车成为了人们出行的必要交通工具，关于汽车的说法正确的是：
A．汽车行驶时，轮胎与地面摩擦生热，内能转化为机械能
B．单缸四冲程汽油机的一个工作循环活塞往复运动两次，对外做功一次
C．汽车从高处向低处行驶，速度变快动能增大，能量可以凭空产生
D．只要燃料与空气充分混合，内燃机的效率可以达到100%
2．小林在居家旅行时，常带有如图所示的“手摇应急灯”。转动把手，就能使灯泡发光。以下关于该灯说法中正确的是（ ）
A．该装置的原理和扬声器的工作原理相同
B．转动把手时将电能转化为机械能
C．如果想让灯泡更亮，我们可以转动把手更快些
D．该装置是利用磁场对电流的作用工作的
3．如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被冲出，在此过程中（ ）
A．水所含的热量增加 B．管内水蒸气的内能不变
C．灯中剩余酒精的热值变小 D．管内水蒸气对橡胶塞做了功
4．人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为以下关于原子弹和核电站的说法正确的是（ ）
A．核电站能控制裂变的反应速度
B．原子弹对聚变的链式反应不加控制
C．原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
D．原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
5．2016年9月15日，“天宫”二号的成功发射，标志着我国拥有了太空实验室．“天宫二号”在太空飞行过程中，由太阳能电池对其提供能量，太阳能电池的作用是（ ）
A．将太阳能转化为电能 B．将太阳能转化为化学能
C．将化学能转化为太阳能 D．将电能转化为机械能
6．信息、能源和材料是现代文明的三大支柱，下列说法中正确的是（ ）
A．原子弹利用的是核裂变释放能量
B．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息
C．超导材料用于制作电饭锅的发热体，可提高发热效率
D．水能、风能、太阳能、地热能以及核能均属于二次能源
7．太阳能是人类能源的宝库，下列有关太阳能的说法错误的是（ ）
A．太阳能是核聚变释放的核能
B．太阳能是一次能源
C．太阳能是可再生能源
D．太阳能电池是将太阳能转化为内能
8．近年来，我国在科技领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（ ）
A．“国和一号”核电机组发电，利用的是核裂变释放的能量，是可再生能源
B．“嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量会变大
C．“奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳，利用其导电性好
D．“高分十三号02星”进入预定轨道后，与地面通过电磁波联系
9．2020年12月17日2时，嫦娥5号凯旋归来，圆满实现了中国探月工程“绕、落、回”的三步走发展目标。如图甲所示，嫦5在月球上成功进行了月壤钻掘打包、地外天体起飞、深空无人对接的多个世界级科研实验。月壤快递到家后，假如用质量均为1g的地岩甲和样品月岩乙进行对比实验，如图乙是这两种岩石温度随放热时间变化的图像，若它们在相同的时间内放出的热量相等，已知c甲=2.1×103J/(kg·℃)，下列说法正确的是（ ）
A．机械臂在钻掘时，主要是以热传递的方式改变了月壤的内能
B．因月表没有空气阻力，嫦娥5号火箭发动机可以把内能全部转化为机械能
C．lg地岩甲在20min内放出的热量为6.3×104J
D．月岩乙的比热容为1.05×103J/(kg·℃)
10．2022年2月俄乌军事冲突开始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是（ ）
A．煤属于核能范畴，用煤发电是通过链式反应完成的
B．天然气可以直接从自然界获取，属于一次能源，而石油是二次能源
C．石油、煤、天然气都是化石能源
D．风能、石油、太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源
二、填空题
11．改变物体内能的方式有 和 两种，二者实质不同， 是物体之间内能的转移.
12．我国空间站在太空中用 波与地面通信，并用太阳能电池板获取能量，太阳能属于 再生能源。
13．达州是全国三大气田之一和川气东送工程的起点，天然气资源总量3.8万亿立方米，探明储量7000亿立方米，年外输天然气100亿立方米以上，天然气净化附产硫磺400万吨，是亚洲最大的硫磺生产基地。天然气属于 （选填“一次”或“二次”）能源。周末，玲玲在家用燃气灶煮煎蛋面时，她闻到煎鸡蛋的香味，这是 现象；若天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收，在一标准大气压下，烧开质量为4kg初温为20℃的水需要 m3天然气。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107J/m3]
14．小型汽油发电机是便捷的可移动电源，某工地用小型汽油发电直接向电锤供电，已知汽油的热值是4.6×107J/kg，发电机使用1kg汽油产生的热量是 J，发电机是产生 能的装置，电锤把电能转化为 。
15．进行了热学的相关实验：请根据如图所示的三个热学实验，回答相关问题：
（1）甲图，紧压两铅柱使它们合在一起，下面悬挂钩码都不分开，这说明
（2）乙图，试管内的水沸腾一段时间后，水蒸气将橡胶塞推出。这个过程的能量转化情况是：
（3）丙图，抽掉玻璃板后，两瓶中气体会混合在一起，颜色逐渐变均匀，这属于扩散现象，说明了
16．太阳内部发生剧烈的 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应，从而辐射出巨大的光和热；太阳风暴发生时，干扰 （选填“声波”或“电磁波”）而给卫星中继通信和地面通信带来很大影响。
17．在公共场所，经常看到如图甲所示的标志，那么这种WiFi技术是通过 波传递信息的．如图乙所示，是一种新型节能路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，其中太阳能电池板将太阳能转化为 能．
18．据报道，青岛一个小伙子在自家居民楼顶上，自己设计、组装了一套微型太阳能发电站，被媒体称为“中国家庭光伏电站第一人”。（已知：煤的热值q煤=3×107J/kg，1kW·h=3.6×106J）
（1）该太阳能发电站发电时，将光能转化为 能；
（2）该太阳能发电站工作8h可发电10kW·h，即电能是 J；
（3）该太阳能发电站产生10kW·h的电能，如果由热电转化效率为30％的热电厂来供电，需要完全燃烧煤 kg。
三、计算题
19．题图为一种太阳能热水器，该热水器的集热器的有效采光面积为3m2，能在8h内将225L水的温度升高了40℃．设热水器每平方米面积每秒接收太阳辐射能为1.4×103J，即P0=1.4×103J/（m2 s），求该热水器的效率．
20．近日媒体报道：国产C919即将投入使用，将打破波音空客巨头垄断地位！我国具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919已完成多次试飞，若C919以200m/s的速度匀速直线航行50s，消耗航空燃油2×103kg，飞机发动机的功率为8.8×108W（航空燃油的热值为4×107J/kg）。求：
（1）航空燃油燃烧过程中将 能转化成 能。
（2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）发动机的效率是多少？
（4）飞机在航行过程中的阻力是多少？
四、作图题
21．如图甲所示，用打气筒向瓶内打气，一段时间后瓶塞从瓶口冲出且瓶口冒出少许“白气”。请你根据这一现象在图乙中画出：从开始打气到“白气”消失一段时间后的过程中玻璃瓶内空气温度随时间变化关系的大致图象。（环境温度为t0）
五、实验探究题
22．右图是一个电池的示意图，该装置可产生气体和电流．老师告诉同学只要用两种不同的导体做电极，用水果代替实验中的稀硫酸也可以组成一个电池，产生电流的原理是一样的．同学们很感兴趣，在课外实验中，同学们进行了水果电池的制作，记录了以下的实验数据：不同电极时单个西红柿水果电池的电流和电压：
电极 碳棒﹣铜片 碳棒﹣铁片 碳棒﹣锌片
电流强度（mA） 1.43 4.26 4.63
电压（V） 0.6 1.2 1.3
注：除电极材料不一样外，其它实验条件相同，请回答以下问题：
（1）上述装置中能量的转变是从 能转变为电能．该实验经过一段时间后溶液pH的变化是 （增大、减小、不变），质量减少的电极是
（2）假如仅改用镁片和碳棒做电极，其它实验条件不变，根据上表的实验数据，你猜想产生的电压应比表中三种电池产生的电压 （选填“都大”、“都小”、“处在它们之间”或“无法判断”）．
（3）将三个用碳棒和锌片做电极的单个水果电池串联起来，将铭牌为“2.5V 0.3A”的一个小灯泡串联接入该电路，开关闭合后，小灯泡并不正常发光，原因是
23．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。
（1）风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少 ？
（3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少 ？
（4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是多少 ？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信 ？（已知系统提升重物的效率为90%）
24．小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远．小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关．
（1）为验证其猜想是否正确．他设计了如下实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）；如图所示，将同一个弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度．将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分别比较木块 ，从而比较弹性势能的大小．
（2）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的．
（3）小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了．你认为小明的观点是 的（选“正确”或“错误”），理由是 ．
25．学习了电学知识后，小虹对水果电池和发光二极管都非常感兴趣，如图甲所示，他把两种不同的金属片A、B插入柠檬，制成的“水果电池”与电压表连接在一起，电压表示数为0.3V。小刚了解到：发光二极管具有单向导电性，其电学符号与正负极，当电流从“+”极流入时二极管能通电且发光，当电流从“-”极流入时二极管不能发光。
（1）若把图甲中的电压表换为图乙中的二极管，要使二极管发光，金属片 （选填“A”或“B”）要接二极管负极；水果电池连接好二极管后，二极管发出微弱的光， 此时水果电池主要实现了把化学能转化为 能。
（2） 妈妈从市面上买回一个变光二极管给他。通过实验发现，电流从其P端流入时发红光，从其Q端流入时发绿光 ，则该变光二极管的内部结构可能是图中的 。
（3）小虹还发现用电器可以并联或串联，开关也能并联或串联，从而达到不同的控制效果。高铁内每节车厢一般有两个洗手间。如果这两个洗手间都有人并且锁门时，“有人”的指示灯亮起来。如果两洗手间都没有人或者只有一个有人时，灯不亮表示可以使用。门的插销相当于一个开关。要实现这个功能，需要将两个开关 （选填“串联”或“并联”）起来。以下情景中开关也需如此安装的有 。
A. 楼道里的电灯，夜间有人走动发出声音时会亮
B. 卧室门口有开关，床头也有开关，都能单独控制卧室里灯的亮与灭
C.电扇除了电源开关，里有还有保护装置，也相当于一个开关，运行的电扇倾倒时，这个开关会断开，电扇停止转动，避免危险发生
D.烟雾报警器有两个触发开关，一个是探测烟雾的，浓度达到一定程度，开始报警：另一个是探测温度的，温度达到一定的程度，也会开始报警
（4） 小虹家电冰箱门框上有一个通过冰箱门来控制的开关，当冰箱门打开时，与开关相连的弹簧伸长，开关闭合使冰箱内的照明灯发光；当冰箱门关闭时，弹簧被压缩，开关断开使冰箱内的照明灯熄灭。下列符合要求的电路是 。
六、综合题
26．如图是某型号的电动自行车，质量为48kg，输出电压48V，电动机的额定功率为240W，电池最大储能能量E=3×106J。（g=10N/ kg）
（1）若某次电动自行车30min行驶12km，则电动车行驶的平均速度是 km/h；
（2）行驶过程中 转化为 和 （选填“机械能”“电能”或“内能”）；
（3）若静止时整车与水平地面的接触总面积为 ，求车对水平地面的压强；
（4）若电动自行车以额定功率行驶，求通过电动机的电流；
（5）若电动自行车匀速行驶时受到的阻力为80N，能量转化率为80%，求充满电后能行驶的最远路程。
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第二十一章 能源、材料与社会 单元综合提分培优卷
一、单选题
1． 近年来，汽车成为了人们出行的必要交通工具，关于汽车的说法正确的是：
A．汽车行驶时，轮胎与地面摩擦生热，内能转化为机械能
B．单缸四冲程汽油机的一个工作循环活塞往复运动两次，对外做功一次
C．汽车从高处向低处行驶，速度变快动能增大，能量可以凭空产生
D．只要燃料与空气充分混合，内燃机的效率可以达到100%
【答案】B
【解析】【解答】A、摩擦生热是克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使轮胎温度升高，故错误。
B、四冲程汽油机的一个工作循环包括：吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在这个过程中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，只有做功冲程对外做功1次，故正确。
C、根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失。汽车速度变快、动能增大，是因为重力势能转化为了动能，故错误。
D、内燃机在工作时，不可避免地会有能量损失，如废气带走热量、克服摩擦做功等，因此效率永远不可能达到100%，故错误。
故答案为：B。
【分析】1、能量转化：摩擦生热是机械能转化为内能；汽车下坡时是重力势能转化为动能。
2、四冲程汽油机工作原理：一个工作循环包含4个冲程，活塞往复2次，曲轴转2周，对外做功1次。
3、能量守恒定律：能量在转化和转移过程中总量保持不变，不能凭空产生或消失。
4、热机效率：热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，由于存在各种能量损失，热机效率总是小于100%。
2．小林在居家旅行时，常带有如图所示的“手摇应急灯”。转动把手，就能使灯泡发光。以下关于该灯说法中正确的是（ ）
A．该装置的原理和扬声器的工作原理相同
B．转动把手时将电能转化为机械能
C．如果想让灯泡更亮，我们可以转动把手更快些
D．该装置是利用磁场对电流的作用工作的
【答案】C
【解析】【解答】AD．转动手摇应急灯把手，就能使灯泡发光，相当于发电机，发电机是根据电磁感应现象工作的，扬声器的原理是通电导体在磁场中受力的作用，AD不符合题意；
B．转动把手时，线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，B不符合题意；
C．感应电流的强弱与线圈的转速、磁场强弱及线圈的匝数有关，想让灯泡越亮，产生的感应电流越大，转动把手更快些，让线圈切割磁感线的速度快一些，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】导体切割磁感线时，产生感应电流，切割的速度越快，产生的电流越大。
3．如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被冲出，在此过程中（ ）
A．水所含的热量增加 B．管内水蒸气的内能不变
C．灯中剩余酒精的热值变小 D．管内水蒸气对橡胶塞做了功
【答案】D
【解析】【解答】A.热量是热传递过程中的一个过程量，不能说含有多少热量，故A错误；
BD. 橡胶塞被冲出，管内水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能， 管内水蒸气对橡胶塞做了功 ， 管内水蒸气的内能减小，故B错误，D正确；
C.燃料热值只与燃料的种类有关， 灯中剩余酒精的热值不变，故C错误；
故答案为D。
【分析】热量是热传递过程中的一个过程量，不能说含有多少热量；
燃料热值只与燃料的种类有关；
橡胶塞被冲出，管内水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能。
4．人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为以下关于原子弹和核电站的说法正确的是（ ）
A．核电站能控制裂变的反应速度
B．原子弹对聚变的链式反应不加控制
C．原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
D．原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
【答案】A
【解析】【解答】解：原子弹及核电站都是利用了重核的裂变，但原子弹是让核能瞬间释放，不加以控制，而核电站通过吸收中子而控制反应速度，从而使能量缓慢释放．
A、核电站通过对中子的控制来控制裂变的链式发应速度，故A正确；
B、原子弹应用的是核裂变不是核聚变，故B错误；
C、核电站也是利用的核裂变，故C错误；
D、原子弹是利用的核裂变，在反应过程中不加控制让能量瞬间释放，故D错误；
故选A．
【分析】原子弹及核电站都是利用了原子核的裂变释放能量，只不过原子弹对于裂变的速度不加控制，而核电站是控制裂变的速度让能量得以缓慢释放．
5．2016年9月15日，“天宫”二号的成功发射，标志着我国拥有了太空实验室．“天宫二号”在太空飞行过程中，由太阳能电池对其提供能量，太阳能电池的作用是（ ）
A．将太阳能转化为电能 B．将太阳能转化为化学能
C．将化学能转化为太阳能 D．将电能转化为机械能
【答案】A
【解析】【解答】解：
在“天宫二号”飞行器飞行过程中，携带的太阳能电池对其提供能量，则太阳能电池的作用是将太阳能转化为电能，故A正确．
故选A．
【分析】知道太阳能电池是将太阳能转化为电能的、对外提供电能的装置．
6．信息、能源和材料是现代文明的三大支柱，下列说法中正确的是（ ）
A．原子弹利用的是核裂变释放能量
B．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息
C．超导材料用于制作电饭锅的发热体，可提高发热效率
D．水能、风能、太阳能、地热能以及核能均属于二次能源
【答案】A
【解析】【解答】A.原子弹利用的是核裂变释放能量，故A正确；
B.光纤通信是激光借助光的反射原理来传递信息，故B错误；
C.电饭锅的发热体利用电流的热效应工作，根据Q=I2Rt可知，发热体必须有电阻，而超导体没有电阻，因此不能用作发热体，故C错误；
D.水能、风能、太阳能、地热能和核能，都是直接从自然界获取的的，为一次能源，故D错误。
故选A。
【分析】（1）根据原子弹的工作原理判断；
（2）根据光线通讯的原理判断；
（3）根据Q=I2Rt分析判断；
（4）从自然界直接获取的能源为一次能源，由一次能源转化而成的叫二次能源。
7．太阳能是人类能源的宝库，下列有关太阳能的说法错误的是（ ）
A．太阳能是核聚变释放的核能
B．太阳能是一次能源
C．太阳能是可再生能源
D．太阳能电池是将太阳能转化为内能
【答案】D
【解析】【解答】A.太阳能是核聚变释放的核能，故A正确不合题意；
B.太阳能是从自然界直接获取的，为一次能源，故B正确不合题意；
C.太阳能可以在短时间内得到补充，为可再生能源，故C正确不合题意；
D.太阳能电池是将太阳能转化为电能，故D错误符合题意。
故选D。
【分析】A.根据太阳上能量的来源判断；
B.从自然界直接获取的能源为一次能源；
C.可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源；
D.根据能量转化的知识判断。
8．近年来，我国在科技领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（ ）
A．“国和一号”核电机组发电，利用的是核裂变释放的能量，是可再生能源
B．“嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量会变大
C．“奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳，利用其导电性好
D．“高分十三号02星”进入预定轨道后，与地面通过电磁波联系
【答案】D
【解析】【解答】A.核能不能在短时间内得到补充，属于不可再生能源，故A错误；
B.月球样品拿回地球后，虽然位置发生改变，但是质量不变，故B错误；
C.“奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳，是因为海水压强大，钛合金的硬度高，抗压性好，故C错误；
D.“高分十三号02星”进入预定轨道后，与地面通过电磁波联系，故D正确。
故选D。
【分析】（1）可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源；
（2）质量是物质本身的属性，不随物体形状、状态、位置和温度的变化而变化；
（3）物质的性质决定用途；
（4）根据电磁波的应用判断。
9．2020年12月17日2时，嫦娥5号凯旋归来，圆满实现了中国探月工程“绕、落、回”的三步走发展目标。如图甲所示，嫦5在月球上成功进行了月壤钻掘打包、地外天体起飞、深空无人对接的多个世界级科研实验。月壤快递到家后，假如用质量均为1g的地岩甲和样品月岩乙进行对比实验，如图乙是这两种岩石温度随放热时间变化的图像，若它们在相同的时间内放出的热量相等，已知c甲=2.1×103J/(kg·℃)，下列说法正确的是（ ）
A．机械臂在钻掘时，主要是以热传递的方式改变了月壤的内能
B．因月表没有空气阻力，嫦娥5号火箭发动机可以把内能全部转化为机械能
C．lg地岩甲在20min内放出的热量为6.3×104J
D．月岩乙的比热容为1.05×103J/(kg·℃)
【答案】D
【解析】【解答】A．机械臂在钻掘时，钻头与月壤之间互相摩擦时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于做功改变物体内能，A不符合题意；
B．嫦娥5号火箭发动机存在热损失及克服部件之间的摩擦力做功，所以不可以把内能全部转化为机械能，B不符合题意；
C．lg地岩甲在20min内放出的热量为
C不符合题意；
D．月岩乙在20min内放出的热量与地岩甲相同，根据 可得，月岩乙的比热容为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式；相同时间两种物体释放的热量相同，结合甲的比热容求解水吸收的热量，此热量也为另一种物质吸收的热量，根据另外一种液体的质量、温度变化量求解乙的比热容即可。
10．2022年2月俄乌军事冲突开始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是（ ）
A．煤属于核能范畴，用煤发电是通过链式反应完成的
B．天然气可以直接从自然界获取，属于一次能源，而石油是二次能源
C．石油、煤、天然气都是化石能源
D．风能、石油、太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源
【答案】C
【解析】【解答】A．煤属于化石能源，用煤发电是通过煤炭燃烧的化学能转化为内能推动汽轮机产生机械能再通过转子在磁场中转动转化成电能，A不符合题意；
BC．石油、煤、天然气都是化石能源，都可以直接从自然界获取，属于一次能源，B不符合题意，C符合题意；
D．风能、太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源，而石油的储量是有限的，在短时间内不可再生，不能从自然界持续不断地得到，属于不可再生能源，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】石油、煤、天然气属于化石能源，是一次能源，且不可再生。
二、填空题
11．改变物体内能的方式有 和 两种，二者实质不同， 是物体之间内能的转移.
【答案】做功；热传递；热传递
【解析】【解答】做功和热传递都可以改变物体的内能；所谓热传递，即热量从高温物体传向低温物体或从同一物体的高温部分传向低温部分的过程，在上述过程中，传递的是热量，即没有其它形式的能产生，故是能的转移；而做功改变内能的过程则不同，即在该过程中有机械能的参与，故属于能的转化.
故答案为：热传递；做功；热传递；
【分析】改变内能的方式有两种：做功和热传递；判断上述过程中，那一个是能的转化，哪一个是能的转移，主要是看 其在改变内能的过程中能的形式是否发生改变即可.
12．我国空间站在太空中用 波与地面通信，并用太阳能电池板获取能量，太阳能属于 再生能源。
【答案】电磁；可
【解析】【解答】我国空间站在太空中用电磁波与地面通信。太阳能取之不尽用之不竭，所以太阳能属于可再生能源。
【分析】1、可在生能源：使用后短期可以恢复的能源，如太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温。
2、信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息。
13．达州是全国三大气田之一和川气东送工程的起点，天然气资源总量3.8万亿立方米，探明储量7000亿立方米，年外输天然气100亿立方米以上，天然气净化附产硫磺400万吨，是亚洲最大的硫磺生产基地。天然气属于 （选填“一次”或“二次”）能源。周末，玲玲在家用燃气灶煮煎蛋面时，她闻到煎鸡蛋的香味，这是 现象；若天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收，在一标准大气压下，烧开质量为4kg初温为20℃的水需要 m3天然气。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107J/m3]
【答案】一次；扩散；0.064
【解析】【解答】天然气是自然界现成存在的能源，属于一次能源。
玲玲能够闻到鸡蛋的香味，是由于分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象。
因为要将水烧开，所以水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)= 4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(100℃-20℃)=1.344×106J
而热水壶的效率为50%，所以燃料放出的热量
则消耗的天然气体积
【分析】天然气是一次能源；闻到气味是分子运动形成的扩散现象；根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算吸收的热量，结合燃料的热值，计算消耗燃料的体积。
14．小型汽油发电机是便捷的可移动电源，某工地用小型汽油发电直接向电锤供电，已知汽油的热值是4.6×107J/kg，发电机使用1kg汽油产生的热量是 J，发电机是产生 能的装置，电锤把电能转化为 。
【答案】4.6×107；电；机械能
【解析】【解答】（1）1kg汽油完全燃烧产生的热量 Q＝qm＝4.6×107J/kg×1kg＝4.6×107J；
（2）发电机是消耗机械能产生电能的装置，电锤小号电能转化电锤的动能和重力势能即机械能。
故答案为：4.6×107，电，机械能.
【分析】利用 Q＝qm求出1kg汽油完全燃烧产生的热量，发电机是消耗机械能产生电能的装置.
15．进行了热学的相关实验：请根据如图所示的三个热学实验，回答相关问题：
（1）甲图，紧压两铅柱使它们合在一起，下面悬挂钩码都不分开，这说明
（2）乙图，试管内的水沸腾一段时间后，水蒸气将橡胶塞推出。这个过程的能量转化情况是：
（3）丙图，抽掉玻璃板后，两瓶中气体会混合在一起，颜色逐渐变均匀，这属于扩散现象，说明了
【答案】分子间存在着相互作用的引力；内能转化为机械能；分子在永不停息地做无规则运动
【解析】【解答】（1）分子间存在分子间作用力，分子间引力使固态和液态物质具有一定的形状，也能将物体粘连在一起。
（2）水蒸气将橡胶塞推出的过程是气体向外做功的过程，在该过程中，气体的内能转化为橡胶塞的机械能。
（3）分子不停地做无规则运动的现象，我们称之为扩散现象，例如使不均匀的混合气体趋于均匀；能闻到远处的桂花的香味等。
【分析】 （1）物质是由分子组成的，组成物质的分子在不停地做无规则运动，分子间存在着相互的引力和斥力；
（2）做功可以改变物体的内能，物体对外做功，内能减小，内能转化为机械能；
（3）扩散现象表明分子在不停地做无规则运动。
16．太阳内部发生剧烈的 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应，从而辐射出巨大的光和热；太阳风暴发生时，干扰 （选填“声波”或“电磁波”）而给卫星中继通信和地面通信带来很大影响。
【答案】核聚变；电磁波
【解析】【解答】（1）太阳内部发生剧烈的核聚变反应，从而辐射出巨大的光和热；
（2）太阳风暴发生时，干扰电磁波而给卫星中继通信和地面通信带来很大影响。
【分析】（1）根据太阳能量的来源分析解答；
（2）根据有关电磁波传递信息的知识解答。
17．在公共场所，经常看到如图甲所示的标志，那么这种WiFi技术是通过 波传递信息的．如图乙所示，是一种新型节能路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，其中太阳能电池板将太阳能转化为 能．
【答案】电磁；电
【解析】【解答】解：笔记本电脑、手机等用“WiFi”上网利用的是电磁波，通过电磁波接受网络信息的．
太阳能电池板可以把太阳能转化为电能．
故答案为：电磁；电．
【分析】（1）现代通信，如无线上网、手机通信等都是利用电磁波传递信息的．（2）太阳能电池可以把太阳能转化为电能；
18．据报道，青岛一个小伙子在自家居民楼顶上，自己设计、组装了一套微型太阳能发电站，被媒体称为“中国家庭光伏电站第一人”。（已知：煤的热值q煤=3×107J/kg，1kW·h=3.6×106J）
（1）该太阳能发电站发电时，将光能转化为 能；
（2）该太阳能发电站工作8h可发电10kW·h，即电能是 J；
（3）该太阳能发电站产生10kW·h的电能，如果由热电转化效率为30％的热电厂来供电，需要完全燃烧煤 kg。
【答案】（1）电
（2）3.6×107
（3）4
【解析】【解答】(1)太阳能发电站的工作原理是将光能转化为电能，这是太阳能发电的基本能量转化形式。
(2)已知，那么 10kW·h 换算成焦耳为：。
(3)首先根据热电厂的热电转化效率求出需要的热量Q：
根据公式（W为电能，Q为煤完全燃烧放出的热量），可得
。
然后求煤的质量m：
，可得
代入可得。
故答案为：电；3.6×107；4；
【分析】（1）目前人类利用太阳能主要有两种方式：将太阳能转化为内能，将太阳能转化为电能；太阳能属于可再生能源，具有清洁无污染、环保、节能、取之不尽，用之不竭等特点；
（2）已知一天的发电量和有效光照时间，应用功率公式可以求出发电的功率；
（3）已知热电转换效率和发电量，可以得到燃煤产生的热量；已知燃煤产生的热量和煤的热值，利用公式得到燃煤的质量。
（1）该太阳能发电站发电时，消耗光能，得到电能，因此是将光能转化为电能。
（2）该太阳能发电站工作8h可发电10kW·h，即电能是
（3）根据题意可得，煤完全燃烧放出的热量为
根据可得，需要煤的质量为
三、计算题
19．题图为一种太阳能热水器，该热水器的集热器的有效采光面积为3m2，能在8h内将225L水的温度升高了40℃．设热水器每平方米面积每秒接收太阳辐射能为1.4×103J，即P0=1.4×103J/（m2 s），求该热水器的效率．
【答案】解：太阳能热水器8h内吸收的热量：
Q=3m2×8×3600s×1.4×103J/（m2 s）=1.2096×108J，
∵ρ= ，
∴水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×225×10﹣3m3=225kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×225kg×40℃=3.78×107J；
太阳能热水器的效率：
η= ×100%= ×100%=31.25%．
【解析】【分析】（1）已知太阳能热水器每平方米面积每秒接收太阳辐射能和采光面积，即可求出太阳能热水器8h内吸收的热量；（2）已知水的体积和密度，可利用公式m=ρV计算质量，已知水的比热容和温度变化，可利用公式Q=cm△t计算水吸收的热量，最后利用效率公式计算太阳能热水器的效率．
20．近日媒体报道：国产C919即将投入使用，将打破波音空客巨头垄断地位！我国具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919已完成多次试飞，若C919以200m/s的速度匀速直线航行50s，消耗航空燃油2×103kg，飞机发动机的功率为8.8×108W（航空燃油的热值为4×107J/kg）。求：
（1）航空燃油燃烧过程中将 能转化成 能。
（2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）发动机的效率是多少？
（4）飞机在航行过程中的阻力是多少？
【答案】（1）化学；内
（2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为Q放＝mq＝2×103kg×4×107J/kg＝8×1010J；
答：消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是8×1010J；
（3）飞机航行100s牵引力做功为W＝Pt＝8.8×108W×50s＝4.4×1010J；
发动机的效率为；
答：发动机的效率是55%。
（4）飞机飞行时的牵引力为，
因为飞机做匀速直线运动，受到牵引力和阻力是平衡力4.4×106N。
答：飞机在航行过程中的阻力是4.4×106N；
【解析】【解答】（1）航空燃油燃烧过程中将化学能转化成内能。
【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）根据Q放＝mq计算航空燃油放出的热量；
（3）首先根据W=Pt计算发动做的功，再根据 计算发动机的效率。
（4）首先根据 计算飞机受到的牵引力，再根据平衡力的知识计算飞机受到的阻力。
四、作图题
21．如图甲所示，用打气筒向瓶内打气，一段时间后瓶塞从瓶口冲出且瓶口冒出少许“白气”。请你根据这一现象在图乙中画出：从开始打气到“白气”消失一段时间后的过程中玻璃瓶内空气温度随时间变化关系的大致图象。（环境温度为t0）
【答案】
【解析】【解答】用打气筒向瓶内打气，压缩气体做功，机械能转化为内能，温度升高，高于t0；
一段时间后瓶塞从瓶口冲出，瓶内气体的内能转化为塞子的动能，内能减小，温度降低，知道温度等于t0， 玻璃瓶内空气温度随时间变化关系的大致图象如图所示：
【分析】外界对物体做功，内能增大，温度升高；
物体对外界做功，内能减小，温度降低。
五、实验探究题
22．右图是一个电池的示意图，该装置可产生气体和电流．老师告诉同学只要用两种不同的导体做电极，用水果代替实验中的稀硫酸也可以组成一个电池，产生电流的原理是一样的．同学们很感兴趣，在课外实验中，同学们进行了水果电池的制作，记录了以下的实验数据：不同电极时单个西红柿水果电池的电流和电压：
电极 碳棒﹣铜片 碳棒﹣铁片 碳棒﹣锌片
电流强度（mA） 1.43 4.26 4.63
电压（V） 0.6 1.2 1.3
注：除电极材料不一样外，其它实验条件相同，请回答以下问题：
（1）上述装置中能量的转变是从 能转变为电能．该实验经过一段时间后溶液pH的变化是 （增大、减小、不变），质量减少的电极是
（2）假如仅改用镁片和碳棒做电极，其它实验条件不变，根据上表的实验数据，你猜想产生的电压应比表中三种电池产生的电压 （选填“都大”、“都小”、“处在它们之间”或“无法判断”）．
（3）将三个用碳棒和锌片做电极的单个水果电池串联起来，将铭牌为“2.5V 0.3A”的一个小灯泡串联接入该电路，开关闭合后，小灯泡并不正常发光，原因是
【答案】（1）化学；增大；锌电极
（2）都大
（3）由于内阻太大，与该灯串联后，灯分得的电压过小，实际功率太小无法使灯泡正常发光
【解析】【解答】解：（1）电池的工作原理，实质发生了Zn和稀硫酸的反应，所以此能量有化学能转变为电能．由于稀硫酸参与了化学反应，所以稀硫酸中的氢离子的逐渐减少，pH值逐渐增大．锌失去电子，所以质量逐渐减少．
（2）根据表中给的信息Cu﹣0.6V；Fe﹣1.2V；Zn﹣1.3V；可以推测，随着金属活动性越强，产生的电压越大，所以Mg产生的电压应越大．
（3）将三个用碳棒和锌片做电极的单个水果电池串联起来由于内阻太大，与该灯串联后，灯分得的电压过小，实际功率太小无法使灯泡正常发光．
故答案为：（1）化学；增大；锌电极
（2）都大
（3）由于内阻太大，与该灯串联后，灯分得的电压过小，实际功率太小无法使灯泡正常发光．
【分析】此题考查了原电池的工作原理，能量之间的相互转化，以及金属活动顺序强弱，溶液的酸碱性与pH值的关系等一道综合题．解答过程中，熟悉原电池的工作原理是关键，同时结合金属活动性顺序进行大胆的推理、猜测，定能得出结论．
23．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。
（1）风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少 ？
（3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少 ？
（4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是多少 ？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信 ？（已知系统提升重物的效率为90%）
【答案】（1）可再生
（2）7500km
（3）
（4）；可信
【解析】【解答】（1）风能可在短时间内再获得，属于可再生能源；
（2）单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是；
（3）系统对重物所做的功是W=Gh=2×3×104kg×10N/kg×30m=1.8×107J；
（4）储能系统的发电效率是；据某资料介绍，η'=90%×80%=70%，重力储能系统的综合效率可达70%以上是可信的。
【分析】（1）风能是可再生资源；
（2）根据电功率和时间的乘积计算电能，利用电能的利用计算距离；
（3）根据物体的重力和高度的乘积计算做功多少；
（4）根据有用功和总功的比值， 计算电能的利用率。
24．小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远．小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关．
（1）为验证其猜想是否正确．他设计了如下实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）；如图所示，将同一个弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度．将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分别比较木块 ，从而比较弹性势能的大小．
（2）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的．
（3）小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了．你认为小明的观点是 的（选“正确”或“错误”），理由是 ．
【答案】（1）不同；木块移动的距离
（2）不能
（3）错误；木块克服摩擦做功，机械能转化为内能
【解析】【解答】（1）在探究弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关时，应将弹簧压缩到不同的长度，然后释放小球，通过比较木块移动的距离来判断弹性势能的大小.（2）若水平面绝对光滑，则没有摩擦力，木块被撞后不能停止下来，无法比较被撞的距离，所以不能达到探究目的.（3）小明的观点是错误的，小球推动木块移动一段距离后都要停下来，不是机械能最终都消灭了，而是木块克服摩擦做功，机械能转化为内能.
【分析】探究势能的大小的影响因素时，利用木块被推动的距离反应能的大小，当克服摩擦时，机械能转化为内能.
25．学习了电学知识后，小虹对水果电池和发光二极管都非常感兴趣，如图甲所示，他把两种不同的金属片A、B插入柠檬，制成的“水果电池”与电压表连接在一起，电压表示数为0.3V。小刚了解到：发光二极管具有单向导电性，其电学符号与正负极，当电流从“+”极流入时二极管能通电且发光，当电流从“-”极流入时二极管不能发光。
（1）若把图甲中的电压表换为图乙中的二极管，要使二极管发光，金属片 （选填“A”或“B”）要接二极管负极；水果电池连接好二极管后，二极管发出微弱的光， 此时水果电池主要实现了把化学能转化为 能。
（2） 妈妈从市面上买回一个变光二极管给他。通过实验发现，电流从其P端流入时发红光，从其Q端流入时发绿光 ，则该变光二极管的内部结构可能是图中的 。
（3）小虹还发现用电器可以并联或串联，开关也能并联或串联，从而达到不同的控制效果。高铁内每节车厢一般有两个洗手间。如果这两个洗手间都有人并且锁门时，“有人”的指示灯亮起来。如果两洗手间都没有人或者只有一个有人时，灯不亮表示可以使用。门的插销相当于一个开关。要实现这个功能，需要将两个开关 （选填“串联”或“并联”）起来。以下情景中开关也需如此安装的有 。
A. 楼道里的电灯，夜间有人走动发出声音时会亮
B. 卧室门口有开关，床头也有开关，都能单独控制卧室里灯的亮与灭
C.电扇除了电源开关，里有还有保护装置，也相当于一个开关，运行的电扇倾倒时，这个开关会断开，电扇停止转动，避免危险发生
D.烟雾报警器有两个触发开关，一个是探测烟雾的，浓度达到一定程度，开始报警：另一个是探测温度的，温度达到一定的程度，也会开始报警
（4） 小虹家电冰箱门框上有一个通过冰箱门来控制的开关，当冰箱门打开时，与开关相连的弹簧伸长，开关闭合使冰箱内的照明灯发光；当冰箱门关闭时，弹簧被压缩，开关断开使冰箱内的照明灯熄灭。下列符合要求的电路是 。
【答案】（1）B；电
（2）C
（3）串联；AC
（4）B
【解析】【解答】（1）①根据电压表的使用方法可知，与“3”相连的A为正极，B为负极。那么要使二极管发光，则二极管的负极要与电源的负极B相连；
②水果电池主要实现了把化学能转化为电能。
（2）发光二极管具有单向导电性，如果两个二极管串联，那么电流方向是一定的，那么要么二者同时发光，要么二者都不光，与题意不符。让两个二极管并联，然后连接方向相反，即可实现题目的要求，故选C。
（3）根据题意可知，只有两个开关都闭合时灯泡才能发光，即两个灯泡相互影响，那么二者串联。
A.分析可知，只有光控开关和声控开关同时闭合时，灯泡才能发光，即二者相互影响，应该为串联，故A符合题意；
B.卧室里的两个开关为单刀双掷开关串联，故B符合题意；
C.根据题意可知，只有两个开关同时闭合，风扇才能转动，则二者相互影响，那么为串联，故C符合题意；
D.根据题意可知，两个开关独立控制报警器，二者不相互影响，应该为并联，故D符合题意。
故选ABC。
（4）根据图片A、C、D可知，当冰箱门打开时弹簧伸长，此时开关断开，故A、C、D不合题意；
根据图片B可知，当冰箱门打开时弹簧伸长，此时开关闭合，故B符合题意。
故选B。
【分析】（1）①电压表的“+”接线柱与正极相连，“-”接线柱与负极相连，据此确定水果电池的正负极方向，再根据二极管的接线方法分析解答。
②根据能量转化的知识解答；
（2）用电器相互影响为串联，不相互影响为并联，结合二极管的单向导电性分析解答；
（3）用电器相互影响为串联，不相互影响为并联，据此分析开关的串并联关系即可。
（4）对各个选项中的装置进行分析，推测工作过程，与题目描述一致的就是正确选项。
六、综合题
26．如图是某型号的电动自行车，质量为48kg，输出电压48V，电动机的额定功率为240W，电池最大储能能量E=3×106J。（g=10N/ kg）
（1）若某次电动自行车30min行驶12km，则电动车行驶的平均速度是 km/h；
（2）行驶过程中 转化为 和 （选填“机械能”“电能”或“内能”）；
（3）若静止时整车与水平地面的接触总面积为 ，求车对水平地面的压强；
（4）若电动自行车以额定功率行驶，求通过电动机的电流；
（5）若电动自行车匀速行驶时受到的阻力为80N，能量转化率为80%，求充满电后能行驶的最远路程。
【答案】（1）24
（2）电能；机械能；内能
（3）解：由题意可知电动自行车静止时整车对地面的压力为：
所以车辆对水平地面的压强为：
答： 车对水平地面的压强为；
（4）因为电动自行车以额定功率行驶，所以通过电动机的电流为：
答： 通过电动机的电流；
（5）因为电池最大储能能量，且能量转化率为80%，所以获得的机械能为：
因为电动自行车匀速行驶时受到的阻力为80N，所以电动自行车的牵引力为，则充满电后能行驶的最远路程为：
答； 充满电后能行驶的最远路程为。
【解析】【解答】（1）由题意可知，电动自行车行驶的时间，电动车行驶的平均速度为：
；
（2）电动自行车行驶时消耗电能，转化为电动自行车的机械能和内能；
故答案为：（1）24；（2）电能；机械能；内能。
【分析】（1）根据计算电动车行驶的平均速度；
（2）电动自行车行驶时将电能转化为机械能和内能；
（3）电动自行车静止时整车对地面的压力等于重力，根据计算车辆对水平地面的压强；
（4）因为电动自行车以额定功率行驶，根据计算通过电动机的电流；
（5）根据电池最大储能能量E和能量转化率为80%，计算出获得的机械能，根据二力平衡求出电动自行车的牵引力，利用求出充满电后能行驶的最远路程。
（1）由题意可知，，所以电动车行驶的平均速度为
（2）[1][2][3]根据电动自行车行驶时的能量转化情况、以及电流的热效应可以判断，车辆行驶过程中电能转化为机械能和内能。
（3）由题意可知电动自行车静止时整车对地面的压力为
所以车辆对水平地面的压强为
（4）因为电动自行车以额定功率行驶，所以通过电动机的电流为
（5）因为电池最大储能能量，且能量转化率为80%，所以获得的机械能为
因为电动自行车匀速行驶时受到的阻力为80N，所以电动自行车的牵引力为，则充满电后能行驶的最远路程为
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