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?.列举能的多种形式(机械能、内能、电磁能、化学能、核能等)。
?.知道克服摩擦做功与物体
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)内能改变的关系;知道做功和热传递是改变内能的两种途径;知道在热传递(传导、对流、辐射)过程中用热量来量度内能的变化。
?.举例说出化学能和内能的转化;说明生物体能量来源及其转化。
?.说出汽油机的工作过程;知道汽油机的能量转化。
?.识别动能、重力势能和弹性
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)势能;知道动能大小跟质量、速度的定性关系;知道重力势能大小跟物重、举高高度的定性关系;知道弹性势能大小跟弹性形变的定性关系;举例说出动能和势能的相互转化。
?.描述机械能守恒的含义和条件;利用机械能守恒解释简单的现象。
?.知道裂变和链式反应;知道聚变和热核反应;知道放射性及其应用;知道核电站是利用核裂变的原理来工作的。
?.举例说出能量的转化和守恒
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)定律;举例说出能量的转化与传递有一定的方向性;知道提高能量利用效率和节能的关系;通过对能量转化与守恒发现史的学习,领悟科学思想和科学精神。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
知识点? 内能
1．能的多种形式
(1)能形式有机械能、内能、电磁能、化学能、核能、风能、水能、声能等。
(2)改变物体内能的两种途径是
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)__做功____和__热传递____。热量表示内能的变化。内能是物体内所有分子热运动的动能与分子势能之和。对物体做功可使物体的内能__增加____，常见的做功方法有克服摩擦做功和压缩气体做功等。物体对外做功，物体的内能就会__减少____，常见的有气体膨胀对外做功等。做功改变物体的内能，能的__形式____发生了转化。热传递就是热(内能)从一个物体转移到另一个物体。热传递改变物体的内能，能的__形式____不变，只是内能从一个物体转移到另一个物体。做功和热传递在改变物体的内能上是__等效____的。
例题1、（2020秋?鄂城区期中）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)《舌尖上的中国》聚焦于普通人的家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美。如图所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是（ ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大
B．炒：主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加
C．蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭含有的热量增加
D．拌：香葱和豆腐加入少许调料搅拌即可入味，说明分子在做无规则运动
【答案】D
【解答】解：A、煎锅一般用铁制造，主要是利用铁具有良好的导热性，故A错误；
B、炒主要是通过热传递的方式使藜蒿和腊肉的内能增加，故B错误；
C、蒸是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟，热量是过程量，不能说含有，故C错误；
D、香葱和豆腐加入少许调料搅拌即可入味，说明了分子在做无规则运动，故D正确。
故选：D。
变式训练：（2020秋?邗江区期中）夏天
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)中午海边的沙子很热但海水却很凉；傍晚海边的沙子较凉但海水却较暖和。对此，同学们提出如下猜想：可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快，为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明和小童所在的两探究小组都做了如图所示的实验：
（1）他们在实验前准备了火柴、酒精灯、烧杯、沙子、水、搅棒、铁架台、石棉网、温度计、停表，除此之外，还需要的测量工具是 。
（2）在加热过程中，小明用搅棒不断搅动的目的是 ；水和沙子吸热的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。
（3）两小组获得的实验结论分别是：①等质
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)量的沙子和水升高相同的温度，加热沙子的时间短；②等质量的沙子和水加热相同的时间，沙子的温度上升得多。你认为上述结论能验证实验猜想的是 （选填“①”、“②”或“①和②”）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【答案】（1）天平；（2）使被加热的物体受热均匀；加热时间；（3）①和②。
【解答】解：（1）根据Q＝cm△t，必须控制变量，控制水和沙子的质量相同，就需要用天平。
（2）为了使沙子能均匀受热，因使用搅拌棒进行
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)搅拌；由于是相同的酒精灯加热，即沙子和水在相同的时间内吸收的热量相等，所以可以利用加热时间的长短来反映物体吸收热量的多少。
（3）“等质量的沙子和水升高
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)相同的温度，加热沙子的时间短”，说明水的吸热能力比沙子强。“等质量的沙子和水加热相同的时间，沙子温度上升得多”，同样说明了水的吸热能力比沙子强。因为均说明“沙子吸热升温或放热降温都比水快”，故两条实验结论均能验证实验猜想，故应选择“①和②”。
故答案为：（1）天平；（2）使被加热的物体受热均匀；加热时间；（3）①和②。
知识点? 化学能 汽油机
举例说出化学能和内能的转化
绿色植物以水和二氧化碳为
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)原料,通过光合作用合成有机物、释放氧气,将太阳能以化学能的形式储存起来。有机物(食物)、燃料(煤、石油、天然气等)都储存着化学能。燃料燃烧时,储存着的化学能以热量的形式释放,转化为周围物体的内能。食物消化时,储存着的化学能以热量的形式释放。21
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说明生物体能量来源及其转化
绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)存在植物体内的有机物中,生命活动所需的能量通过呼吸作用将体内的有机物分解,释放能量。所以生物体的能量最终来自太阳能。?
汽油机
汽油机是常见的内燃机，一个
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)工作循环由__吸气____冲程、__压缩____冲程、__做功____冲程、__排气____冲程这四个冲程组成。吸气冲程吸进气缸的是汽油和空气混合物，压缩冲程末火花塞点火，剧烈燃烧形成的高温高压气体推动活塞做功。在一个工作循环中压缩冲程的能量转化是__机械能转化为内能____，做功冲程能量转化是__内能转化为机械能____。
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
模型
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进气门和排气门
进气门开排气门关
进气门关排气门关
进气门关排气门关
进气门关排气门开
活塞运动
向下
向上
向下
向上
工作物质
汽油和空气的混合物
油气混合物被压缩,温度升高、压强增大。当活塞移到汽缸顶部时,火花塞点火
油气混合物被点燃,剧烈燃烧形成高温高压气体
废气随着活塞的上移而排出汽缸
做功情况
对内做功
对外做功
能量转化情况
依靠飞轮惯性完成
机械能转化为内能
内能转化为机械能
依靠飞轮惯性完成
例题2、双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是（ ）
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
D．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
【答案】D
【解答】解：
A、由Q放＝mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故A错误；
B、以天然气为燃料时，仍有热散失、仍需克服摩擦做额外功，其机械效率不能达到100%，故B错误；
C、以汽油为燃料的汽车尾气含有一氧化碳、氮氧化物等大气污染物，烧天然气排放少，污染小，故C错误；
D、在压縮冲程中，对燃料混合物做功，使其温度升高、内能增大，故D正确。
故选：D。
变式训练：如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程，缺少的一个冲程的名称及顺序，下列判断正确的是（ ）21教育网
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A．吸气冲程，应在甲图之前
B．压缩冲程，应在甲、乙图之间
C．做功冲程，应在乙、丙图之间
D．排气冲程，应在丙图之后
【答案】C
【解答】解：
甲图进气门打开、排气门都关闭，活塞由上向下运动，所以为吸气冲程；
乙图中进气门、排气门都关闭，活塞由下向上运动，所以为压缩冲程；
丙图进气门关闭、排气门打开，活塞由下向上运动，所以为排气冲程；
综上所述可以知道，在乙和丙之间补充做功冲程。
故选：C。
知识点? 机械能
(1)动能和势能(重力势能
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)和弹力势能)以及决定它们大小的因素。物体由于__运动____所具有的能就是动能，它的大小与物体的__质量____和__速度____有关。势能分为重力势能和弹性势能。处在一定高度的物体具有重力势能，它的大小与物体的__质量____和所处的__高度____有关。弹性势能是发生__弹性____形变的物体所具有的能，它的大小与物体的__形变程度____有关。21·cn·jy·com
(2)__动能____和
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)__势能____统称为机械能。动能和势能可以相互转化，在转化过程中，如果只有重力做功，机械能的总量__保持不变____，这就是机械能守恒定律。
(3)机械能守恒现象：单
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)摆在摆动过程中如不计阻力，任一时刻的动能与势能之和保持不变；一物块从光滑的斜面下滑时，速度会越来越快，这是势能不断转化为动能的缘故。
例题3、（2020秋?句容市期中）如图甲所示
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动同一木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①、②。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，则（ ）www-2-1-cnjy-com
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．F1＝F2
P1＞P2
B．F1＞F2
P1＞P2
C．F1＜F2
P1＝P2
D．F1＞F2
P1＝P2
【解答】解：
（1）由图乙可知，两次木块都做匀速直
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)线运动，则拉力等于滑动摩擦力；同一个木块对水平面的压力一定，接触面的粗糙程度相同，所以两次木块受到的滑动摩擦力大小相等，则两次测力计的拉力也相等，即F1＝F2，故BCD错误；
（2）由s﹣t图象可知，第①次木块运
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)动的速度v较大，且两次拉力的大小相等，由公式P＝Fv可知，第①次拉力的功率较大，即P1＞P2，故A正确。
故选：A。
变式训练：（2020秋?江州区期中）如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。
（1）实验室要竖直向上
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
拉动弹簧测力计，由图中可知拉力大小为
N，将弹簧测力计向上移动15cm，则钩码上升高度为
cm，总功为
J，该轮滑组的机械效率为
；
（2）取下2个钩码，重做此实验，此时滑轮组的机械效率将
（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【解答】解：（1）①实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数稳定，便于读数；
②图中弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，从小值往大值读可得拉力大小为2.4N；
③由图可知承担物重的绳子股数n＝3，则钩码上升的高度h＝＝＝5cm；
④W有用＝Gh＝6N×0.05m＝0.3J，
W总＝Fs＝2.4N×0.15m＝0.36J；
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝83.3%。
（2）取下2个钩码后，则所做的有用功减小，而额外功不变，所以有用功在总功所占的比例减小，则滑轮组的机械效率将减小。
故答案为：（1）匀速；2.4；5；0.3；0.36；83.3%；（2）减小。
知识点? 核能
(1)裂变和链式反应：核裂变是一个原子核__分裂成几个原子核____的变化。能锁链式地自行持续下去的核裂变反应叫做链式反应。
原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为__原子核____能，俗称原子能。
(2)聚变和热核反应：核聚
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)变是指由质量__小____的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下(如超高温和高压)，发生原子核互相__聚合____作用，生成新的质量较大的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。
地球上得到的太阳能是太阳的__热核反应____释放的能量。
化学变化中，原子核没有发生变化。而核裂变和核聚变时原子核发生了变化，并释放出巨大能量。
(3)核电站基本工作原理。
如果对裂变的链式反应不加控制，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)在极短时间(约百万分之几秒)会释放出大量核能，发生猛烈爆炸，__原子____弹就是根据这个原理制成的。为便于和平利用核能，必须控制链式反应的速度，使核能缓慢而又平稳地释放出来。__核反应堆____是能缓慢、平稳地释放核能的装置，核电站是利用__核裂变____产生的巨大能量发电的。能量转化过程是核能→__内能____→__机械能____→电能。
(4)放射线是指原子核发生变化时放射出
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)来的粒子流，一般有三种：__α射线____、__β射线____、__γ射线____。进一步研究表明，α粒子就是氦原子核，带__正____电，β粒子就是电子，带__负____电，γ射线是一种__电磁波____，不带电。比较它们的穿透本领：__γ____射线最强，__α____射线最弱。
(5)放射性应用广泛，主
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)要有：检查金属内部的__损伤____；α射线可使放射源周围的空气电离，从而消除静电积累；放射线能引起生物体内DNA的突变，用于农业上的__育种____、灭虫等。放射性还可用于医疗。21
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例题4、（2020?甘孜州）关于原子核和核能，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆发生的是可控链式反应
B．核能是可再生能源也是二次能源
C．原子核占据了原子的大部分空间
D．原子核是由电子组成的
【解答】解：A、核反应堆是利用原子核发生裂变释放能量来工作的，核反应堆中发生的是可控链式反应，故A正确；
B、核能源于核矿石内的能量，核矿石属于矿产资源，而矿产资源属于非可再生资源，所以它是不可再生能源，并且是一次能源，故B不正确；
C、原子核居于原子的中心，几乎集中了原子的全部质量，但体积很小，故C不正确；
D、原子核是由质子和中子组成的，故D不正确。
故选：A。
变式训练：中国是少数几个能生产核潜艇的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)国家，中国的094型核潜艇排水量为9000t，搭载了16枚射程为11000km的“巨浪﹣2’型战略弹道导弹”，是中国二次核反击的中坚力量，是应对核动力航空母舰的最有力武器。对此分析正确的是（g＝10N/kg）（ ）
A．核潜艇中的核反应堆是利用核聚变来产生能量的
B．该型潜艇浸没在水中后，受到的浮力为
9×104N
C．核潜艇的动力主要是将核能最终转化为的机械能
D．核潜艇浸没在水中后，加速下潜的过程中重力小于浮力
【解答】解：
A、核潜艇是利用可控的核裂变来进行工作的，故A错误；
B、核潜艇在水下时，由阿基米德原理可知，核潜艇受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝9000×103kg×10N/kg＝9×107N，故B错误；2·1·c·n·j·y
C、核潜艇是利用核能获得动力的，由此可知，核潜艇主要是将核能转化为的机械能，故C正确；
D、物体在液体中的浮沉条件可知，核潜艇浸没在水中后，加速下潜的过程中重力大于浮力，故D错误。
故选：C。
知识点? 能量的转化与守恒
2．能的转化与传递有一定的方向性
(1)能的转化和守恒定律。
能量既不会__消失____，也不会__创生
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)____，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，而在转化和转移中，能量的总量__保持不变____。www.21-cn-jy.com
(2)能量的转化和传递有一定的方向性。
主要表现：热传导的过程可以向一个方向自发
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)地进行(热量从__高温____物体自发地传给__低温____物体)；但向相反的方向不会自发地产生(热量不会自发地从低温物体传给高温物体)，只有借助外界的帮助才能进行(像电冰箱要有压缩机参与工作，才能把热量从冰箱内低温处转移到箱外高温处)。通过摩擦使功转变为热的过程是有方向性的，绝对不会发生相反的过程：即物体自动地降低温度而对外做功。机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能，同时不引起其他变化。
(3)通过对能量转化和守恒定律发现史的学
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)习，领略科学思想和科学精神。能量可以从一种形式转化为另一种形式，能量可以从一个物体转移到另一个物体，而能的总量总是保持不变，所以不损耗能量的永动机是不可能制造出来的。
3．能源
地球上能量的主要来源是__太阳____。
4．能源的利用
(1)人类的生存和社会的发展需要能源，而
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)地球上的煤、石油、天然气等能源是有限的，且煤、石油、天然气等化石能源大量使用也对环境造成了酸雨、可吸入颗粒物、光化学烟雾等污染及温室效应。随着经济持续高速发展，我国长期能源形势十分严峻，能源必须合理利用，要大力开发利用环保的清洁能源，如太阳能、风能、水能、氢能源等，处理好能源与社会的关系才能实现社会可持续发展。【版权所有：21教育】
(2)节约能源、提高效率是每个公民的责任。我们要从自己做起，节约用电、节约用水，提倡乘公交车或骑自行车等。21教育名师原创作品
例题5、如图所示是一种设想中的永
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)动机，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功。同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。下面关于这款永动机的分析，说法中正确的是（ ）
A．这一设想不符合能量守恒定律
B．这款永动机可以在现实中推广
C．这款永动机利用内能对外做功
D．高处水下落过程中机械能守恒
【解答】解：设想中的永动机
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作；永动机违背了能量守恒定律，故A正确，BCD错误。21·世纪
教育网
故选：A。
变式训练：如图所示，是中国科技馆“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)水能”展品。通过压水装置把质量相同的水提到不同的高度，水落下时带动水轮机发电，使LED灯亮起来。下列说法正确的是（ ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．水能是不可再生能源
B．水力发电是将电能转化成机械能
C．水位越高，发电量越大
D．水被提升的高度越高，对其做功的功率越大
【解答】解：
A、水能可以从自然界源源不断的得到补充，是可再生能源，故A错误；
B、水力发电机工作时，将水的机械能转化为电能，而不是将电能转化成机械能，故B错误；
C、水位越高，水具有的机械能越大，转化得到的电能越多，则发电量越大，故C正确；
D、由题知，把质量相同的水提
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)到不同的高度，水被提升的高度越高时，由W＝Gh可知，对水做的功越多，由于做功时间未知，所以不能确定功率的大小，故D错误。
故选：C。
1．（2020?岱岳区三模
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)）王瑞同学体重为500N，如图甲为该同学在操场上练习爬杆示意图，在某次爬杆训练中，沿杆竖直向上运动的v﹣t图象如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
①0﹣6s时间内，受到摩擦力大小为500N
②6﹣15s时间内运动速度为0.6m/s
③6﹣15s时间内，克服重力做功的功率是300W
④15g﹣18s时间内匀速下滑
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．②③
B．①③
C．①②
D．②③④
【解答】解：①0﹣6s时间内，王瑞同学做加速运动，受到的摩擦力大于重力，即受到摩擦力为大于500N，故①错误；
②由图象知，6s至15s时间内，王瑞同学沿杆向上做匀速直线运动，速度为0.6m/s，故②正确；
在6﹣15s内，小明沿杆竖直向上做匀速直线运动，在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力，
功率P＝＝＝Fv＝Gv＝500N×0.6m/s＝300W，故③正确；
④由图象知，15s至18s时间内，王瑞同学做减速运动，故④错误。
故选：A。
2．（2020?莒县模拟）关于能源，下列说法中正确的是（ ）
A．能量的转化和转移，都是有方向性的
B．核电站的核心设备是反应堆，反应堆利用聚变产生内能
C．太阳每时每刻都发生着剧烈的核裂变，以提供向外辐射的能量
D．火电厂提供的电能是二次能源，太阳能发电提供的电能是一次能源
【解答】解：
A、内能不能自动地从低温物体转移到高温物
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)体；汽车制动时，由于摩擦，动能转化为内能，这些内能不能自动地用来再次开动汽车，这些例子都说明了能量的转化和转移具有方向性，故A正确；
B、目前的核电站都是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的，故B错误；
C、太阳释放出的巨大能量来源于太阳核心的聚变，故C错误；
D、火电厂提供的电能是二次能源，太阳能发电是利用太阳能转化为电能，是二次能源，故D错误。
故选：A。
3．（2020?岱岳区三模）如图所
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体质量为200kg，密度为5×103kg/m3，汽车重为3×104N，汽车受到的阻力恒为车重的0.05倍，汽车以0.6m/s的速度匀速前进，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率80%（不计摩擦、绳重），g取10N/kg，下列说法正确的是（ ）
①将物体提至井口需要20s
②物体离开水面后汽车发动机的输出功率为1380W
③汽车牵引力大小为1500N
④物体完全离开水面后滑轮组机械效率约为83.3%
A．②④
B．①③
C．②③
D．①②④
【解答】解：
①井深h＝12m，由图知，n＝3，拉力端移动距离，即将物体提至井口汽车行驶距离s＝3h＝3×12m＝36m，
由v＝可得需要的时间：
t＝＝＝60s，故①错误；
②物体重力G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N，
由ρ＝可得物体的体积：
V＝＝＝0.04m3，
物体浸没水中排开水的体积V排＝V＝0.04m3，
物体受到的浮力：
F浮＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×0.04m3×10N/kg＝400N，
不计绳重、摩擦，滑轮组的机械效率：
η1＝＝＝＝＝80%，
解得动滑轮重力：
G动＝400N；
物体离开水面后汽车对滑轮组的拉力：
F拉＝（G+G动）＝（2000N+400N）＝800N，
汽车受到的阻力：
f＝0.05G车＝0.05×3×104N＝1500N，
因为汽车向右匀速运动，
所以此时汽车的牵引力：
F牵＝F拉+f＝800N+1500N＝2300N，
汽车发动机的输出功率：
P＝＝＝Fv＝2300N×0.6m/s＝1380W，故②正确；
③物体从浸没水中、露出水面、脱离水面，汽车的牵引力大小在变化，故③错误；
④不计绳重、摩擦，物体脱离水面后，滑轮组的机械效率：
η2＝＝＝＝×100%≈83.3%，故④正确。
故选：A。
4．（2020?泰山区二模）如图所示。对于下列实验中所描述的物理过程分析正确的是（ ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
①图甲中试管内的水蒸气推动塞子冲出去时，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能减小
②图乙中长时间压在一起的的铅板和金板互相渗入，这是扩散现象
③图丙中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，说明分子间存在引力
④图丁中利用相同的电加热器分别加热质量、初温均相同的水和食用油相同时间，若水的温度变化大，说明水的比热容比食用油的比热容大【来源：21·世纪·教育·网】
A．只有①②③正确
B．只有②③④正确
C．只有①③正确
D．只有②④正确
【解答】解：①、甲图中试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，故①正确；
②、图乙中长时间压在一起的铅板和金板互相渗入，这种现象是扩散现象，故②正确；
③、图丙中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，说明分子间存在相互作用的引力，故③正确；
④、用相同的酒精灯分别加热质量、初温均相同的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)水和食用油相同时间，水和食用油吸收的热量相同，若水的温度变化大，说明水的比热容比食用油小，故④错误。
故选：A。
5．（2020?桥西区校
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)级一模）如图所示是汽油机工作的
冲程。为了能够及时将汽油机工作时所产生的大量的热量带走，通常采用水循环的方式，这是利用水
的特性。水箱中2.5kg的水温度升高了20℃，这些水吸收的热量为
J，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）。
【解答】解：（1）由图可知，进气门关闭，排气门打开，并且活塞向上运动，所以是排气冲程；
（2）汽车的散热器可用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。
（3）水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×2.5kg×20℃＝2.1×105J。
故答案为：排气；比热容大；2.1×105。
6．（2020?广州二模）如
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)图所示，一个重为100N的物体在拉力F＝150N的作用下，从a点沿斜面匀速向上运动到c点的过程，斜面的机械效率为40%，则物体从a点匀速运动到b点过程：
（1）拉力做的功是
J。
（2）斜面对物体的摩擦力
（选填“＞”“＝”“＜”）拉力。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：
（1）物体从a点匀速运动到b点过程中，物体升高的高度hab＝5m，
拉力做的有用功：
W有＝Ghab＝100N×5m＝500J；
由η＝可得拉力做的总功：
W总＝＝＝1250J；
（2）使用斜面克服摩擦力做功：
W额＝W总﹣W有＝W总﹣η×W总＝Fsab﹣η×Fsab＝（1﹣η）Fsab，
由W额＝fsab可得摩擦力：
f＝＝＝（1﹣η）F＝（1﹣40%）F＝60%×F＝60%×150N＝90N，
所以摩擦力f＜F；
故答案为：（1）1250；（2）＜。
7．（2020?南湖区二模）如图1所示，小明用水平推力F把木块沿水平地面向前推动。此过程中，推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示。求：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）第1s内木块受到的摩擦力是
。
（2）第3s～5s内，推力对木块所做的功
。
【解答】解：
（1）由乙图知在第1s内木块静止，木
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)块在水平方向上受到的推力与摩擦力是一对平衡力，大小相等；由甲图知第1s内的推力为100N，故f＝F＝100N；
（2）由图2知在3s～5s内，推力F′＝200N，速度v＝1m/s，
由得在3s～5s内木块移动的距离为：s＝vt＝1m/s×2s＝2m，
该过程中推力对木块做的功为：W＝F′s＝200N×2m＝400J；
故答案为：100N；400J。
8．（2017秋?越城区校级月考）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)小明利用如图实验来研究物体动能大小与哪些因素有关。让质量不同的钢球从斜面上同一高度释放，钢球运动到斜面底部，推动木块运动一段距离后停下。实验数据见表：【来源：21cnj
y.co
m】
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
实验次数
钢球质量m（克）
钢球到达斜面底部时的速度v（米/秒）
木块移动的距离s（厘米）
1
20
1.8
30
2
40
1.8
59
3
60
1.8
87
（1）表格中的实验数据说明了钢球的动能大小与
有关；
（2）小明对如何判断钢球的动能大小进行深入思考后认为：可以通过比较
来反映钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小；
（3）小明又做了后续实验，如图A
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)OB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球从A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是
。
A．a
B．b
C．c
D．d
【解答】解：
（1）由表格中的实验数据可知，钢球到达斜面底部的速度相等，钢球的质量不同，三次实验是为了探究钢球的动能大小跟钢球质量的关系；
（2）该实验中，通过观察木块被撞击后运动距离的大小来反映钢球对木块做功的多少，从而间接判断钢球动能的大小；
（3）由题知，AOB是光滑轨道，不计空气阻力，则小球的机械能守恒；
小球从A点由静止滑下，所以小球的机械能等于A点时的重力势能，整个过程中，机械能守恒，a轨迹的最高点超过了A点的高度，故a不可能；
b轨迹的最高点与A点的高度相同，而在最高点时，小球仍具有向右的速度，所以b轨迹的机械能大于A点的机械能，故b不可能；
c轨迹的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其机械能可能与开始时的机械能相等，故c符合实际；
小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，即小球做斜上抛运动，故d不可能。
故答案为：（1）钢球质量；（2）木块移动的距离；（3）C。
9．电动自行车已成为大众化的一种交通工
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)具。在使用时人们经常遇到的问题是：一次性充满电后行驶不能达到说明书上的里程数。为探明原因，小明用家里的电动自行车进行了测试。他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图甲、乙所示的速度随时间变化的关系图象和牵引力随时间变化的关系图象。
（1）由图甲可知电动自行车的运动特点是：
。
负重（kg）
60
80
100
120
140
一次充电连续行驶里程（km）
20
16.7
14.3
12.5
11.1
（2）7﹣12s它受到的摩擦力为
N，此过程中若电动自行车匀速行驶100m，则它克服摩擦力做功是
J，功率
W。
（3）小明又在不同负重情况下沿同一路面进
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)行了测试，得到了一次充满电的最大行驶里程如下表，由此可以看出最大行驶里程与负重的关系是
。你认为产生这种现象的原因是
。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：
（1）由速度﹣时间图象可知，电动自行车的运动特点是先加速、后匀速；
（2）由牵引力﹣时间图象可知，在7～12s牵引力大小F＝35N，
因为在7～12s匀速运动，所以摩擦力f＝F＝35N；
电动自行车匀速行驶100m克服摩擦力做的功：W＝fs＝35N×100m＝3500J；
由甲图可知，电动自行车匀速运动的速度为6m/s，
则它克服摩擦力做功的功率：P＝fv＝35N×6m/s＝210W；
（3）由表中数据得出电动自行车负重越重，一次充满电行驶的最大里程越短；因为电动自行车负重越重，克服摩擦力做功越多（摩擦力增大）。21世纪教育网版权所有
故答案为：（1）先加速后匀速；（
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)2）35；3500；210；（3）负重越重，一次充满电行驶的最大里程越短；负重越重，克服摩擦力做功越多（摩擦力增大）。
10．（2020?顺德区模拟
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)）发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质。某台以92号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如下表所示，表中空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。
1min内完成的工作循环数
2400个
汽缸内汽油和空气混合气体的密度
1.4kg/m3
汽缸的工作容机
2L
汽油的热值
4.6×107J/kg
发动机最大功率
73.6kW
空燃比
13：1
（1）如图所示，内燃机一个工作循环包括四
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)个冲程，四个冲程的顺序是乙→
→ →丙；
冲程内燃机给汽车提供动力，其它三个冲程靠
完成。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（2）当发动机的功率最大时，汽车的速度为120km/h，汽车保持最大功率行驶1min内做的有用功是多少？
（3）汽车完成一个工作循环时，气缸内汽油
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)和空气混合气体的质量是 2.8×10﹣3 kg，当汽车保持发动机最大功率匀速驶时，发动机的效率是 20% 。
【解答】解：
（1）甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；
乙中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；
丙中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；
丁中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程；
故一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是：乙甲丁丙；
其中做功冲程（即图丁）中内燃机给汽车提供动力，此冲程中能量的转化是内能转化为机械能；其它三个冲程依靠飞轮惯性完成；21cnjy.com
（2）发动机的最大输出功率P＝73.6kW＝7.36×104W，时间t＝1min＝60s，
由P＝得，汽车1min内做的有用功
W有＝Pt＝7.36×104W×60s＝4.416×106J；
（3）汽缸内汽油和空气混合气体的体积等于汽缸的工作容积，
即V＝V容＝2L＝2×10﹣3m，
由ρ＝得，汽油和空气混合气体的质量：
m＝ρV＝1.4kg/m3×2×10﹣3m3＝2.8×10﹣3kg，
已知空燃比是13：1，则吸入汽油的质量：m汽油＝m＝×2.8×10﹣3kg＝2×10﹣4kg，
完成一个工作循环时，汽油燃烧释放的热量：
Q放＝m汽油q＝2×10﹣4kg×4.6×107J/kg＝9.2×103J；
1min内完成的工作循环数是2400个，
则1min内汽油燃烧释放的热量：Q放′＝2400Q放＝2400×9.2×103J＝2.208×107J；
发动机的效率：η＝＝×100%＝20%。
故答案为：（1）甲；丁；丁；飞轮惯性；（2）汽车1min内做的有用功是4.416×106J；（3）2.8×10﹣3；20%。2-1-c-n-j-y
1．（2020?鄂尔多斯）公交车给人们的出行带来了便利。下列对公交车的有关分析，正确的是（ ）
A．在牵引力的作用下行驶，说明力是使物体运动的原因
B．水平运动过程中，重力不做功
C．使用宽大的轮胎是为了减小对地面的压力
D．公交车内的乘客相对车是运动的
【解答】解：
A、物体的运动不需要力，力是改变物体运动状态的原因，故A错误；
B、水平运动过程中，物体没有在重力的方向上通过距离，所以重力不做功，故B正确；
C、汽车上装有既多又宽的轮胎，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故C错误；
D、公交车内坐着的乘客相对于车没有位置的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)变化，则乘客是静止的；但正在车内走动的乘客，相对于车有位置的变化，此时乘客是运动的；因题目条件不明，故D错误。
故选：B。
2．（2020?绵阳）高空中形成的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)雨滴在重力和空气阻力的共同作用下，开始下落的一段时间速度越来越大，落到地面前一段时间匀速下落。雨滴在空中下落的整个过程中（ ）
A．动能一直增大，机械能守恒
B．动能先增大后不变，机械能守恒
C．动能先增大后不变，机械能一直减小
D．动能先减小后不变，机械能一直减小
【解答】解：
雨滴在下落过程中，其质量不变；由题知，雨滴的速度先增大后不变，故雨滴的动能先增大后不变；
雨滴在下落过程中，要克服空气阻力做功，其机械能会一直变小，故C正确，ABD错误；
故选：C.
3．（2020?陕西）按要求填空。
（1）如图﹣1，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向
调。
（2）如图﹣2，用蜡烛B找
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)到并确定蜡烛A的像的位置后，在像的位置竖直放一张白卡片，不能从白卡片上直接观察到蜡烛A的像表明平面镜所成的像是
像。
（3）如图﹣3是探究不同物质吸热
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)升温现象的实验装置。将质量和初温都相同的a、b两种液体，分别装入鸳鸯锅左右两侧锅体中（中间隔挡加装了隔热层），用电磁炉加热。该装置可以较好地控制a、b两种液体在相同加热时间内
相同。加热时，若a液体升温较快，则表明
（选填“a”或“b”）液体吸热本领较强，比热容较大。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：（1）如图甲，杠杆的右端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的右端移动；
（2）实验过程中，用一张白卡片竖直放在像的位置，直接观察卡片，发现不能看到像，说明平面镜所成的像是虚像；【出处：21教育名师】
（3）用相同的加热器加热，在相同时间内吸收的热量是相同的；加热时，若a液体升温较快，则表明a的吸热能力小，b的吸热能力大。
故答案为：（1）右；（2）虚像；（3）吸收的热量；b。
4．（2020?扬州）阅读短文，回答问题。
2019年12月17日，我国第一艘国产航母“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)山东舰”交付海军。据公开资料显示，“山东舰”舰身长315米，舰宽约75米，满载排水量在6万吨左右，至少可以搭载36架歼﹣﹣15舰载机。航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞的飞行仰角为14°。
“山东舰”是典型的常规动力航母，采
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)用了全新的动力组，“山东舰”的燃料储备量达到了13000吨，若以20节航速航行，每天大约消耗1100吨燃料。
如表为歼﹣﹣15主要参数（g取10N/kg）
空重
17500kg
空载起飞距离
105m
正常起飞重量
27000kg
满载起飞距离
195m
最大起飞重量
32500kg
发动机
2×WS﹣10加力涡扇发动机
爬升率
325米/秒
正常起飞推力
2×117600N
最大速度
2.4马赫
应急起飞最大推力
2×125400N
（1）若航母正常航行时发动机的功率为1.5×105kW，速度为36km/h，则牵引力为
N，经过2h航行距离为
m。
（2）歼15空载正常起飞时，从启动到
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)离开飞行甲板的过程中，飞机的动能
、重力势能
，该过程中飞机发动机推力所做的功为
J。
（3）航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞时飞行仰角约为14°，这样设计的目的是
。
（4）若你是航母设计师，请你对国产航母提出一条改进意见：
。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：
（1）航母正常航行时发动机的功率P＝1.5×105kW＝1.5×108W，速度v＝36km/h＝10m/s，
由P＝＝＝Fv可得，航母正常航行时发动机的牵引力：
F＝＝＝1.5×107N；
由v＝可得，经过2h航行距离：
s＝vt＝36km/h×2h＝72km＝7.2×104m；
（2）歼15空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，
飞机的质量不变，速度变大，高度增加，则飞机的动能增大、重力势能增大，
该过程中飞机发动机推力所做的功：
W＝F′s′＝2×117600N×105m＝2.4696×107J；
（3）舰载机的升力是根据流体压强与流速的关系来获得的，航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞时飞行仰角约为14°，
这样设计可以在相同时间内，上方空气通过的路程较长，速度较大，
根据流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小可知，舰载机在较短的距离内获得较大的升力，从而便于舰载机起飞；
（4）由题意可知，“山东舰”的燃料储备量大，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)且每天以20节航速航行时的消耗量非常大，不利于航母的续航，为了提高航母的续航能力能源可以改为核动力。
故答案为：（1）1.5×107；7
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?).2×104；（2）增大；增大；2.4696×107；（3）舰载机在较短的距离内获得较大的升力便于起飞；（4）常规动力航母改建成核动力航母。
5．（2020?绍兴）2020年5月
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)27日，中国珠峰高程测量登山队从北坡成功登顶，圆满完成峰顶测量任务，亿万民众共同见证这一极限挑战，激起国人满腔豪情。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）登顶的一大难关是“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)第二台阶”，这段垂直高度4米的岩壁上架着“中国梯”（图甲），登山队员的质量为75千克，爬完岩壁至少需要克服重力做功多少焦耳？
（2）科学家在珠峰底部设立了多个观测点（图乙）来测量珠峰高度的目的是
。
（3）受到测量珠峰高度的启发，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)小敏用激光笔来测量校内的旗杆高度（图丙）；打开激光笔开关，让激光对准旗杆的顶端，要测算出旗杆高度H，需测出的数据有
。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：（1）登山队员的重力：
G＝mg＝75kg×10N/kg＝750N，
爬完岩壁做功：
W＝Gh＝750N×4m＝3000J；
（2）科学家在珠峰底都设立了多个观测点来测量珠峰高度的目的是多次测量求平均值减小误差；
（3）要测算出旗杆高度H，利用相似三角形对应边的比等于相似比，则＝，因此需测出的数据有
AB、AC、OB。
答：（1）爬完岩壁至少需要克服重力做功3000J；（2）多次测量求平均值减小误差；（3）AB、AC、OB；。
第17讲 能量的转化和守恒
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精品试卷·第
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?.列举能的多种形式(机械能、内能、电磁能、化学能、核能等)。
?.知道克服摩擦做功与物
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)体内能改变的关系;知道做功和热传递是改变内能的两种途径;知道在热传递(传导、对流、辐射)过程中用热量来量度内能的变化。21
cnjy
com
?.举例说出化学能和内能的转化;说明生物体能量来源及其转化。
?.说出汽油机的工作过程;知道汽油机的能量转化。
?.识别动能、重力势能和弹
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)性势能;知道动能大小跟质量、速度的定性关系;知道重力势能大小跟物重、举高高度的定性关系;知道弹性势能大小跟弹性形变的定性关系;举例说出动能和势能的相互转化。【版权所有：21教育】
?.描述机械能守恒的含义和条件;利用机械能守恒解释简单的现象。
?.知道裂变和链式反应;知道聚变和热核反应;知道放射性及其应用;知道核电站是利用核裂变的原理来工作的。
?.举例说出能量的转化和守恒定律
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?);举例说出能量的转化与传递有一定的方向性;知道提高能量利用效率和节能的关系;通过对能量转化与守恒发现史的学习,领悟科学思想和科学精神。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
知识点? 内能
1．能的多种形式
(1)能形式有机械能、内能、电磁能、化学能、核能、风能、水能、声能等。
(2)改变物体内能的两种途径是______和______。热量表示内能的变化。内能是物体内所有分子热运动的动能与分子势能之和。对物体做功可使物体的内能______，常见的做功方法有克服摩擦做功和压缩气体做功等。物体对外做功，物体的内能就会______，常见的有气体膨胀对外做功等。做功改变物体的内能，能的______发生了转化。热传递就是热(内能)从一个物体转移到另一个物体。热传递改变物体的内能，能的______不变，只是内能从一个物体转移到另一个物体。做功和热传递在改变物体的内能上是______的。
例题1、（2020秋?鄂城区期中）《舌
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)尖上的中国》聚焦于普通人的家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美。如图所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是（ ）21·cn·jy·com
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大
B．炒：主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加
C．蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭含有的热量增加
D．拌：香葱和豆腐加入少许调料搅拌即可入味，说明分子在做无规则运动
变式训练：（2020秋?邗江
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)区期中）夏天中午海边的沙子很热但海水却很凉；傍晚海边的沙子较凉但海水却较暖和。对此，同学们提出如下猜想：可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快，为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明和小童所在的两探究小组都做了如图所示的实验：
（1）他们在实验前准备了火柴、酒精灯、烧杯、沙子、水、搅棒、铁架台、石棉网、温度计、停表，除此之外，还需要的测量工具是 。
（2）在加热过程中，小明用搅棒不断搅动的目的是 ；水和沙子吸热的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。
（3）两小组获得的实验结论分别是
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)：①等质量的沙子和水升高相同的温度，加热沙子的时间短；②等质量的沙子和水加热相同的时间，沙子的温度上升得多。你认为上述结论能验证实验猜想的是 （选填“①”、“②”或“①和②”）
知识点? 化学能 汽油机
举例说出化学能和内能的转化
绿色植物以水和二氧化碳为原料,通过光合作用
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)合成有机物、释放氧气,将太阳能以化学能的形式储存起来。有机物(食物)、燃料(煤、石油、天然气等)都储存着化学能。燃料燃烧时,储存着的化学能以热量的形式释放,转化为周围物体的内能。食物消化时,储存着的化学能以热量的形式释放。
说明生物体能量来源及其转化
绿色植物通过光合作用将太阳能转化
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)为化学能储存在植物体内的有机物中,生命活动所需的能量通过呼吸作用将体内的有机物分解,释放能量。所以生物体的能量最终来自
。?
汽油机
汽油机是常见的内燃机，一个工
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)作循环由_____冲程、__
____冲程、__
____冲程、______冲程这四个冲程组成。吸气冲程吸进气缸的是汽油和空气混合物，压缩冲程末火花塞点火，剧烈燃烧形成的高温高压气体推动活塞做功。在一个工作循环中压缩冲程的能量转化____，做功冲程能量转化是__
____。
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
模型
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
进气门和排气门
进气门开排气门关
进气门关排气门关
进气门关排气门关
进气门关排气门开
活塞运动
向下
向上
向下
向上
工作物质
汽油和空气的混合物
油气混合物被压缩,温度升高、压强增大。当活塞移到汽缸顶部时,火花塞点火
油气混合物被点燃,剧烈燃烧形成高温高压气体
废气随着活塞的上移而排出汽缸
做功情况
对内做功
对外做功
能量转化情况
依靠飞轮惯性完成
机械能转化为内能
内能转化为机械能
依靠飞轮惯性完成
例题2、双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是（ ）
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
D．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
变式训练：如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程，缺少的一个冲程的名称及顺序，下列判断正确的是（ ）2·1·c·n·j·y
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．吸气冲程，应在甲图之前
B．压缩冲程，应在甲、乙图之间
C．做功冲程，应在乙、丙图之间
D．排气冲程，应在丙图之后
知识点? 机械能
(1)动能和势能(重力势能和弹力
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)势能)以及决定它们大小的因素。物体由于______所具有的能就是动能，它的大小与物体的______和______有关。势能分为重力势能和弹性势能。处在一定高度的物体具有重力势能，它的大小与物体的______和所处的______有关。弹性势能是发生______形变的物体所具有的能，它的大小与物体的______有关。
(2)______和______统称为
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)机械能。动能和势能可以相互转化，在转化过程中，如果只有重力做功，机械能的总量______，这就是机械能守恒定律。21
cnjy
com
(3)机械能守恒现象：单摆在摆动过程中如
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)不计阻力，任一时刻的动能与势能之和保持不变；一物块从光滑的斜面下滑时，速度会越来越快，这是势能不断转化为动能的缘故。
例题3、（2020秋?句容市期
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)中）如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动同一木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①、②。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，则（ ）www.21-cn-jy.com
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．F1＝F2
P1＞P2
B．F1＞F2
P1＞P2
C．F1＜F2
P1＝P2
D．F1＞F2
P1＝P2
变式训练：（2020秋?江州区期中）如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。
（1）实验室要竖直向上__________
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)拉动弹簧测力计，由图中可知拉力大小为
N，将弹簧测力计向上移动15cm，则钩码上升高度为
cm，总功为
J，该轮滑组的机械效率为
；21世纪教育网版权所有
（2）取下2个钩码，重做此实验，此时滑轮组的机械效率将
（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
知识点? 核能
(1)裂变和链式反应：核裂变是一个原子核__
____的变化。能锁链式地自行持续下去的核裂变反应叫做链式反应。
原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为__
____能，俗称原子能。
(2)聚变和热核反应：核聚变是指由质量__
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)_______的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下(如超高温和高压)，发生原子核互相__
____作用，生成新的质量较大的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。
地球上得到的太阳能是太阳的__
____释放的能量。
化学变化中，原子核没有发生变化。而核裂变和核聚变时原子核发生了变化，并释放出巨大能量。
(3)核电站基本工作原理。
如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间(
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)约百万分之几秒)会释放出大量核能，发生猛烈爆炸，__
____弹就是根据这个原理制成的。为便于和平利用核能，必须控制链式反应的速度，使核能缓慢而又平稳地释放出来。__
____是能缓慢、平稳地释放核能的装置，核电站是利用__
____产生的巨大能量发电的。能量转化过程是核能→__
____→__
____→电能。
(4)放射线是指原子核发
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)生变化时放射出来的粒子流，一般有三种：__
____、__
____、__
__。进一步研究表明，α粒子就是氦原子核，带__
____电，β粒子就是电子，带__
____电，γ射线是一种__
____，不带电。比较它们的穿透本领：__
____射线最强，__
____射线最弱。
(5)放射性应用广泛，主要有：检查金属内
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)部的__
____；α射线可使放射源周围的空气电离，从而消除静电积累；放射线能引起生物体内DNA的突变，用于农业上的__
____、灭虫等。放射性还可用于医疗。
例题4、（2020?甘孜州）关于原子核和核能，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆发生的是可控链式反应
B．核能是可再生能源也是二次能源
C．原子核占据了原子的大部分空间
D．原子核是由电子组成的
变式训练：中国是少数几个能生产
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)核潜艇的国家，中国的094型核潜艇排水量为9000t，搭载了16枚射程为11000km的“巨浪﹣2’型战略弹道导弹”，是中国二次核反击的中坚力量，是应对核动力航空母舰的最有力武器。对此分析正确的是（g＝10N/kg）（ ）
A．核潜艇中的核反应堆是利用核聚变来产生能量的
B．该型潜艇浸没在水中后，受到的浮力为
9×104N
C．核潜艇的动力主要是将核能最终转化为的机械能
D．核潜艇浸没在水中后，加速下潜的过程中重力小于浮力
知识点? 能量的转化与守恒
2．能的转化与传递有一定的方向性
(1)能的转化和守恒定律。
能量既不会______，也不会_
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)_____，它只会从一种形式转化为______，或者从一个物体转移到______物体，而在转化和转移中，能量的总量______。
(2)能量的转化和传递有一定的方向性。
主要表现：热传导的过程可
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)以向一个方向自发地进行(热量从______物体自发地传给_____物体)；但向相反的方向不会自发地产生(热量不会自发地从低温物体传给高温物体)，只有借助外界的帮助才能进行(像电冰箱要有压缩机参与工作，才能把热量从冰箱内低温处转移到箱外高温处)。通过摩擦使功转变为热的过程是有方向性的，绝对不会发生相反的过程：即物体自动地降低温度而对外做功。机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能，同时不引起其他变化。
(3)通过对能量转化和守恒定律发现史
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的学习，领略科学思想和科学精神。能量可以从一种形式转化为另一种形式，能量可以从一个物体转移到另一个物体，而能的总量总是保持不变，所以不损耗能量的永动机是不可能制造出来的。
3．能源
地球上能量的主要来源是______。
4．能源的利用
(1)人类的生存和社会的发展需要能源，而地球
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)上的煤、石油、天然气等能源是有限的，且煤、石油、天然气等化石能源大量使用也对环境造成了酸雨、可吸入颗粒物、光化学烟雾等污染及温室效应。随着经济持续高速发展，我国长期能源形势十分严峻，能源必须合理利用，要大力开发利用环保的清洁能源，如太阳能、风能、水能、氢能源等，处理好能源与社会的关系才能实现社会可持续发展。
(2)节约能源、提高效率是每个公民的责任。我们要从自己做起，节约用电、节约用水，提倡乘公交车或骑自行车等。21cnjy.com
例题5、如图所示是一种设想中的永动机
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功。同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。下面关于这款永动机的分析，说法中正确的是（ ）
A．这一设想不符合能量守恒定律
B．这款永动机可以在现实中推广
C．这款永动机利用内能对外做功
D．高处水下落过程中机械能守恒
变式训练：如图所示，是中国科技馆“水能”
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)展品。通过压水装置把质量相同的水提到不同的高度，水落下时带动水轮机发电，使LED灯亮起来。下列说法正确的是（ ）
A．水能是不可再生能源
B．水力发电是将电能转化成机械能
C．水位越高，发电量越大
D．水被提升的高度越高，对其做功的功率越大
1．（2020?岱岳区三模）王瑞同学体重为
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)500N，如图甲为该同学在操场上练习爬杆示意图，在某次爬杆训练中，沿杆竖直向上运动的v﹣t图象如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
①0﹣6s时间内，受到摩擦力大小为500N
②6﹣15s时间内运动速度为0.6m/s
③6﹣15s时间内，克服重力做功的功率是300W
④15g﹣18s时间内匀速下滑
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．②③
B．①③
C．①②
D．②③④
2．（2020?莒县模拟）关于能源，下列说法中正确的是（ ）
A．能量的转化和转移，都是有方向性的
B．核电站的核心设备是反应堆，反应堆利用聚变产生内能
C．太阳每时每刻都发生着剧烈的核裂变，以提供向外辐射的能量
D．火电厂提供的电能是二次能源，太阳能发电提供的电能是一次能源
3．（2020?岱岳区三
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)模）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体质量为200kg，密度为5×103kg/m3，汽车重为3×104N，汽车受到的阻力恒为车重的0.05倍，汽车以0.6m/s的速度匀速前进，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率80%（不计摩擦、绳重），g取10N/kg，下列说法正确的是（ ）
①将物体提至井口需要20s
②物体离开水面后汽车发动机的输出功率为1380W
③汽车牵引力大小为1500N
④物体完全离开水面后滑轮组机械效率约为83.3%
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．②④
B．①③
C．②③
D．①②④
4．（2020?泰山区二模）如图所示。对于下列实验中所描述的物理过程分析正确的是（ ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
①图甲中试管内的水蒸气推动塞子冲出去时，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能减小
②图乙中长时间压在一起的的铅板和金板互相渗入，这是扩散现象
③图丙中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，说明分子间存在引力
④图丁中利用相同的电加热器分别加热质量、初温均相同的水和食用油相同时间，若水的温度变化大，说明水的比热容比食用油的比热容大www-2-1-cnjy-com
A．只有①②③正确
B．只有②③④正确
C．只有①③正确
D．只有②④正确
5．（2020?桥西区校
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)级一模）如图所示是汽油机工作的
冲程。为了能够及时将汽油机工作时所产生的大量的热量带走，通常采用水循环的方式，这是利用水
的特性。水箱中2.5kg的水温度升高了20℃，这些水吸收的热量为
J，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）。21教育名师原创作品
6．（2020?广州二模）如图所示，一个重
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)为100N的物体在拉力F＝150N的作用下，从a点沿斜面匀速向上运动到c点的过程，斜面的机械效率为40%，则物体从a点匀速运动到b点过程：
（1）拉力做的功是
J。
（2）斜面对物体的摩擦力
（选填“＞”“＝”“＜”）拉力。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
7．（2020?南湖区二模）如图1所示，小明用水平推力F把木块沿水平地面向前推动。此过程中，推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示。求：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）第1s内木块受到的摩擦力是
。
（2）第3s～5s内，推力对木块所做的功
。
8．（2017秋?越城区校级月
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)考）小明利用如图实验来研究物体动能大小与哪些因素有关。让质量不同的钢球从斜面上同一高度释放，钢球运动到斜面底部，推动木块运动一段距离后停下。实验数据见表：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
实验次数
钢球质量m（克）
钢球到达斜面底部时的速度v（米/秒）
木块移动的距离s（厘米）
1
20
1.8
30
2
40
1.8
59
3
60
1.8
87
（1）表格中的实验数据说明了钢球的动能大小与
有关；
（2）小明对如何判断钢球的动能大小进行深入思考后认为：可以通过比较
来反映钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小；21教育网
（3）小明又做了后续实验，如图AOB是
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球从A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是
。【来源：21cnj
y.co
m】
A．a
B．b
C．c
D．d
9．电动自行车已成为大众
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)化的一种交通工具。在使用时人们经常遇到的问题是：一次性充满电后行驶不能达到说明书上的里程数。为探明原因，小明用家里的电动自行车进行了测试。他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图甲、乙所示的速度随时间变化的关系图象和牵引力随时间变化的关系图象。
（1）由图甲可知电动自行车的运动特点是：
。
负重（kg）
60
80
100
120
140
一次充电连续行驶里程（km）
20
16.7
14.3
12.5
11.1
（2）7﹣12s它受到的摩擦力为
N，此过程中若电动自行车匀速行驶100m，则它克服摩擦力做功是
J，功率
W。
（3）小明又在不同负重情况
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)下沿同一路面进行了测试，得到了一次充满电的最大行驶里程如下表，由此可以看出最大行驶里程与负重的关系是
。你认为产生这种现象的原因是
。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
10．（2020?顺德区模拟）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质。某台以92号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如下表所示，表中空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。
1min内完成的工作循环数
2400个
汽缸内汽油和空气混合气体的密度
1.4kg/m3
汽缸的工作容机
2L
汽油的热值
4.6×107J/kg
发动机最大功率
73.6kW
空燃比
13：1
（1）如图所示，内燃机一个工作循
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)环包括四个冲程，四个冲程的顺序是乙→
→ →丙；
冲程内燃机给汽车提供动力，其它三个冲程靠
完成。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（2）当发动机的功率最大时，汽车的速度为120km/h，汽车保持最大功率行驶1min内做的有用功是多少？【来源：21·世纪·教育·网】
（3）汽车完成一个工作循环时，气缸内汽油和空气混合气体的质量是
kg，当汽车保持发动机最大功率匀速驶时，发动机的效率是
。
1．（2020?鄂尔多斯）公交车给人们的出行带来了便利。下列对公交车的有关分析，正确的是（ ）
A．在牵引力的作用下行驶，说明力是使物体运动的原因
B．水平运动过程中，重力不做功
C．使用宽大的轮胎是为了减小对地面的压力
D．公交车内的乘客相对车是运动的
2．（2020?绵阳）高空中形成的雨滴在
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)重力和空气阻力的共同作用下，开始下落的一段时间速度越来越大，落到地面前一段时间匀速下落。雨滴在空中下落的整个过程中（ ）
A．动能一直增大，机械能守恒
B．动能先增大后不变，机械能守恒
C．动能先增大后不变，机械能一直减小
D．动能先减小后不变，机械能一直减小
3．（2020?陕西）按要求填空。
（1）如图﹣1，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向
调。
（2）如图﹣2，用蜡烛B找到并确定蜡
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)烛A的像的位置后，在像的位置竖直放一张白卡片，不能从白卡片上直接观察到蜡烛A的像表明平面镜所成的像是
像。
（3）如图﹣3是探究不同物质
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)吸热升温现象的实验装置。将质量和初温都相同的a、b两种液体，分别装入鸳鸯锅左右两侧锅体中（中间隔挡加装了隔热层），用电磁炉加热。该装置可以较好地控制a、b两种液体在相同加热时间内
相同。加热时，若a液体升温较快，则表明
（选填“a”或“b”）液体吸热本领较强，比热容较大。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
4．（2020?扬州）阅读短文，回答问题。
2019年12月17日，我国第一艘
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)国产航母“山东舰”交付海军。据公开资料显示，“山东舰”舰身长315米，舰宽约75米，满载排水量在6万吨左右，至少可以搭载36架歼﹣﹣15舰载机。航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞的飞行仰角为14°。
“山东舰”是典型的常规动力航母，采
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)用了全新的动力组，“山东舰”的燃料储备量达到了13000吨，若以20节航速航行，每天大约消耗1100吨燃料。
如表为歼﹣﹣15主要参数（g取10N/kg）
空重
17500kg
空载起飞距离
105m
正常起飞重量
27000kg
满载起飞距离
195m
最大起飞重量
32500kg
发动机
2×WS﹣10加力涡扇发动机
爬升率
325米/秒
正常起飞推力
2×117600N
最大速度
2.4马赫
应急起飞最大推力
2×125400N
（1）若航母正常航行时发动机的功率为1.5×105kW，速度为36km/h，则牵引力为
N，经过2h航行距离为
m。21·世纪
教育网
（2）歼15空载正常起飞时，从启动到离开
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)飞行甲板的过程中，飞机的动能
、重力势能
，该过程中飞机发动机推力所做的功为
J。2-1-c-n-j-y
（3）航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞时飞行仰角约为14°，这样设计的目的是
。【出处：21教育名师】
（4）若你是航母设计师，请你对国产航母提出一条改进意见：
。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
5．（2020?绍兴）2020年5
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)月27日，中国珠峰高程测量登山队从北坡成功登顶，圆满完成峰顶测量任务，亿万民众共同见证这一极限挑战，激起国人满腔豪情。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）登顶的一大难关是“第二台阶”，这段垂
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)直高度4米的岩壁上架着“中国梯”（图甲），登山队员的质量为75千克，爬完岩壁至少需要克服重力做功多少焦耳？
（2）科学家在珠峰底部设立了多个观测点（图乙）来测量珠峰高度的目的是
。
（3）受到测量珠峰高度的启发，小
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)敏用激光笔来测量校内的旗杆高度（图丙）；打开激光笔开关，让激光对准旗杆的顶端，要测算出旗杆高度H，需测出的数据有
。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
第17讲 能量的转化和守恒
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精品试卷·第
2
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（共
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页）
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