中考满分——第1节 各种形式的能

第四章 能与能源
第1节 各种形式的能
考点梳理
能的多种形式
动能
机械能
势能
化学能
电能
能的多种形式
声能
光能
．．．．．．
2．机械能
关系
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
概念
物体由于运动
而具有的能
物体由于被举
高而具有的势
能
物体由于发生
形变而具有的
势能
决定
因素
质量研、速度
大小v
质量m、高度h
弹性形变大小
联系
(1)机械能一动能+势能；
(2)物体通常既具有动能，又具有势能；
(3)动能和势能可以相互转化。
机械能的转化和守恒定律：动能和势能可以互相转化，而且在转化过程中，如果不受阻力，机械能的总量保持不变。
3．内能
(1)克服摩擦做功时，机械能转化为内能，物体温度升高，内能变大。
(2)改变内能的途径
①做功(实质上是其他形式的能与物体内能相互转化)。
②热传递(实质上是能量的转移)。
在热传递过程中用热量来量度内能的变化。
(3)化学能与内能的转化
如燃料的燃烧、生物的呼吸作用等。
(4)人和生物体的能量来源和转化
通过呼吸作用分解释放储存在有机物中的化学能，转化为内能和生命活动所需的其他能量。
4．核能的利用
(1)获得核能的两条途径：裂变(链式反应)和聚变(热核反应)
原子弹、核电站一裂变；氢弹一聚变。
(2)核电站能量转化：
(3)放射线
举例：α射线、β射线、γ射线等。
应用：对机械设备进行探伤、育种、治疗肿瘤等。
高频考点及真题演练
考点一 机械能
考题一 (2011·广州)跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员 ( )
A．助跑阶段机械能不变
B．起跳时机械能为零
C．经过最高点时动能最大
D．经过最高点时重力势能最大
解析：A．助跑阶段速度增大，动能增大，机械能增大。B．起跳时速度最大，动能最大。C．经过最高点时，速度最小(但不为零)，动能最小。D．因为重力势能决定于质量和高度，最高点时重力势能是最大的。
答案：D
真题演练1 (2010·台州)如图，两只相同的塑料瓶，分别装有相等质量的水和沙子，从斜面的相同高度同时由静止滚下，结果装水的瓶子会先到达终点。原因是装水的瓶子在下滚过程中，通过克服摩擦做功把势能转化成的________能较少，从而获得较大的动能。
【尝试自解】
高频考点二 核能的利用
考题二 (2011·福州)核电站是利用核燃料的原子核发生________ (选填“裂变”或”聚变”)释放出大量的核能并最终转化为电能的。地震会产生________波，具有很大的能量。“3．11”日本大地震并引发的大海啸，致使福岛核电站严重受损，核泄漏造成的________辐射使周边环境严重污染，因此核能利用与核电安全是人类应同时关注和研究的课题。
解析：核电站获得核能的途径是裂变，因为裂变是可控的。地震时会产生次声波，人的耳朵无法听见，但能感知大地在晃动。核电站的危害主要是核辐射。
答案：裂变 次声 核
真题演练2 (2011·大连)核电站的核反应堆中发生的是核________变。核电在一定程度上解决了能源紧缺的问题。但核电站也存在一定的危害，其危害之一是________。
【尝试自解】
中考命题方向及模拟
历年各地中考试题在本节内容中均有不同角度的考查．重点是机械能和核能。例如2010年温州第20题考查机械能的转化；2010年丽水第22题考查机械能的大小判断；2011年苏州第6题和2011年江西实验区第8题都结合日本地震来考查核能等知识。
预计2012年的中考对机械能会加强对实验探究能力的多角度．考查，扩展考查实验探究的诸多能力，如数据处理、对照处理、证据提取、变量控制和检测、实验评价等。
模拟预测题1 如图所示，让钢球从斜面上由静止滚下，打到一个小木块上，能将木块撞出一段距离。放在同一一水平面上相同位置的木块。被撞得越远，表示钢球的动能越大。现用质量不同的钢球从同一高度滚下．看哪次木块被推得远。回答以下问题：
(1)设汁本实验的目的是研究________________。
(2)让不同的钢球从同一高度滚下是为________________。
(3)此实验得出的结论是________________。
模拟预测题2 台州的能源结构日趋多样化，其中利用化学能转化为电能的是 ( )
A．临海括苍山风力发电场
B．温岭江厦潮汐电站
C．台州火力发电厂
D．三门核电站
(系统复习，全面提升自我，请完成同步训练)
同步训练 各种形式的能
1．国家级风景区雁荡山的大龙湫瀑布被誉为“中国第一高瀑”，瀑布的落差达l97米。水在下落的过程中 ( )
A．只有动能 B．既有动能，又有势能
C．只有势能 D．动能、势能都没有
2．把两种不同的金属片插入柠檬，制成“水果电池”，用电压表测量水果电池的电压，如图所示，下列说法中正确的是( )
A．水果电池把化学能转化为电能
B．水果电池把电能转化为化学能
C．水果电池把内能转化为电能
D．金属片B是水果电池的正极
3．在一次参观中，外地游客丁先生从渠江公园乘电梯到思源广场，在电梯匀速上升的过程中，丁先生的 ( )
A．重力势能不断增大 B．动能不断增大
C．机械能保持不变 D．动能转化为重力势能
4．2010年5月，全国蹦床锦标赛在温州举行。比赛中，当运动员从蹦床上起跳后，在空中上升的过程中 ( )
A．动能变大，重力势能变小
B．动能变小，重力势能变小
C．动能变大，重力势能变大
D．动能变小，重力势能变大
5．为了响应中央关于“全民动员共建节能型社会”的号召，小柯提出了一些节约用电的建议，其中不科学的是 ( )
A．用太阳能热水器代替电热水器
B．离开教室时随手关灯
C．夏天用空调时，把温度调得很低
D．尽量少开启电冰箱门
6．如图所示是撑杆跳高运动员由起跳到越过横杆的频闪照片，此过程中有关能量的说法，正确的是(忽略空气阻力) ( )
A．撑杆的弹性势能先增大后减小
B．人的机械能守恒
C．撑杆的弹性势能先减小后增大
D．人的机械能先增大后减小
7．下列有关能量转化的叙述，不正确的是 ( )
A．电动机是将电能转化成机械能
B．核电站发电是将核能转化成电能
C．蓄电池充电是将化学能转化成电能
D．太阳能热水器是将太阳能转化成内能
8．压电陶瓷是一种具有压电效应功能的陶瓷材料，已被用于许多领域。对压电陶瓷挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，可运用其火花放电点燃可燃性气体。压电陶瓷还能把电能转换成超声振动，用于超声清洗、超声医疗等。结合上述材料，下列有关说法正确的是 ( )
A．超声波属于电磁波
B．压电陶瓷属于有机合成材料
C．压电陶瓷能够实现机械能和电能的互相转化
D．火花放电可以使可燃物的着火点升高
9．2011年3月11日，日本发生里氏9．0级地震并引发海啸，导致福岛核电站发生泄漏，造成重大人员伤亡和环境污染。以下说法正确的是 ( )
A．核能是可再生能源
B．核电站是利用化学能来发电的
C．向核反应堆内注水降温是因为水的比热容较大
D．由于核反应堆爆炸而泄漏的大量放射性污染物，应及时排入大海
10．阅读短文，回答问题：
过山车
当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢?
过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值．当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计得比开始时的“小山丘”低(如图所示)。
像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
(1)过山车通过A点向上运动过程中，动能________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)后面的“小山丘”设计得比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，将部分机械能转化为________。
(3)过山车旅行过程中，遇到紧急情况能够准确停下来，是由于________________。
(4)过山车是利用________作为“发动机”的；在生产与生活中，与过山车利用了相同“发动机”的有________________(举一例即可)。
11．图甲说明：________可以改变物体的内能；图乙说明：________可以改变物体的内能。 ．
12．如图所示，某同学将两个相同的斜面并排放在水平桌面上，利用它们探究动能或重力势能与哪些因素有关。
(1)将A、B两球(mA (2)分别在水平桌面上的C、C'处放置相同的木块，再将两球分别从两斜面的相同高度处由静止同时释放，观察到________球将木块撞得更远。由此可得出结论：①________________；②________________。
13．2010年1月10日，在台金高速公路上发生一起两车相撞事故，其中一辆小车上一名未系安全带的乘客向前“飞”出，撞穿前挡风玻璃。汽车碰撞时，乘客由于具有________，直接从座位上向前“飞”出；汽车行驶的速度越大，汽车具有的________能越大，危险性就增大，因此汽车行驶要限速。
人类在探索自然规律的过程中，总结出了许多科学研究方法，如：“控制变量”、“类比”、“模型”等，下面两个例子都运用了上述________的方法说明分子也具有动能和势能。
15．社会发展到今天，能源危机开始困扰人类。人们正在寻找各种可能的未来能源，以维持人类社会的持续发展。2006年5月24日，欧盟、美国、中国、日本、韩国、俄罗斯和印度在布鲁塞尔欧盟总部草签了一系列关于国际热核聚变实验反应堆(ITER)的协议。这是人类开发新能源的一个重大尝试，也是中国以完全平等的地位参加的最大的国际科技合作项目。热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下，利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变。聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量，就像造出一个“人造太阳”。反应后的生成物是无放射性污染的氦。预期于2010年建成的实验反应堆，可以在16分钟产生l．44×l012焦的热量。据媒体报道：1升海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量，相当于300升汽油完全燃烧所释放的热量。请根据所提供的数据进行估算，并回答以下问题：
(1)若汽油的密度约为0．7×103千克／米3，300升汽油的质量是多少?(1升=l×10-3米3)
(2)若汽油的热值约为5×107焦／千克，300升汽油完全燃烧能释放多少热量?
(3)需要从多少升海水中提取氢的同位素，在发生聚变时才可以产生1．44× 1012焦的热量?若这些热量转化为电能的效率为50％，则它可以供给一台功率是2千瓦的空调正常工作多少小时?
参考答案
第四章 能与能源
第l节 各种形式的能
真题演练l 答案：内或热
解析：瓶在滚下的过程中，沙粒之间会产生摩擦而将不少的势能转化为热能；而水是流体，因摩擦导致势能转化为热能的成分很少。
真题演练2 答案：裂变 核废料污染环境(或核泄漏危害人体健康等)
解析：核电站获得核能的途径是裂变。核电站的危害主要有核废料污染环境、核泄漏危害人体健康等。
模拟预测题1 答案：(1)动能与质量的关系 (2)使钢球到达斜面底端时的速度大小相同 (3)速度相同时，质量越大，动能越大
解析：(1)根据题中信息，在高度、木块、同一斜面和水平面等相同条件下，用质量不同的钢球做实验，是为了研究动能与质量的关系。(2)钢球放得越高，势能越大，到达斜面底端的速度越大。如果让钢球在同一高度滚下，钢球到达斜面底端的速度大小就会相同。(3)根据题中信息，我们可以得出：速度相同时，质量越大，动能越大。
模拟预测题2 答案：C
解析：A．风力发电是将风能转化为电能；B．潮汐发电是将潮汐能转化为电能；C．火力发电是将化学能转化为电能；D．核电站是将核能转化为电能。
同步训练
1．答案：B
解析：水在下落的过程中显然有动能；另外注意到瀑布离开地面总有一定的高度，所以瀑布又有势能。
2．答案：A
解析：水果电池在工作时，电池内部发生化学变化，将里面的化学能转化为电能。金属片B与电压表的，负接线柱相连，是水果电池的负极。
3．答案：A
解析：在电梯匀速上升的过程中，丁先生的速度和质量是不变的，所以他的动能不变，势能增大，机械能增大。增加的重力势能是由电梯中的电动机消耗的电能转化来的。
4．答案：D
解析：准确解答此类试题的关键是：一要明确物体的运动情况；二要熟悉动能、势能的决定因素。本题中：运动员从蹦床上起跳后，速度越来越慢，动能变小，高度越来越高，重力势能变大。
5．答案：C
解析：A．太阳能是新型的清洁能源，推广使用太阳能可以缓解紧张的电能消费。B．随手关灯是节约用电的常见方法。C．空调的耗电量与室内外温差大有关系。如果把温度调得很低，空调机内的电动机将要做更多的功将室内的热量“搬运”到室外，消耗更多的电能。D．电冰箱门开启次数越少，由外界进入冰箱内的热量越少，冰箱内部就更容易保持低温状态，
达到省电的目的。
6．答案：A
解析：A和C．撑杆的形变先增大后减小，故其弹性势能先增大后减小。B．人的机械能不守恒，因为人与撑杆之间存在能量的转化和转移。D．从起跳到越过横杆过程中，人的部分机械能先转化成撑杆的弹性势能，后又由撑杆的弹性势能转化为人的机械能，所以人的机械能先减小后增大。
7．答案：C
解析：A电动机是将电能转化成机械能的装置。B．核电站发电的能量转化过程是：核能→热能→机械能→电能。C．蓄电池充电时，消耗的电能转化成蓄电池内部的化学能。D．太阳能热水器工作时，将太阳能转化成内能，是目前人们使用太阳能的常见形式之一。
8．答案：C
解析：A．超声波是一种机械波。B．压电陶瓷属于无机非金属材料。C．对压电陶瓷挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，可实现机械能转化为电能；对压电陶瓷施加电压后能发出声音，又可实现把电能转换成机械能。D．着火点是可燃物的固有属性，不会改变。外界对可燃物加热，能使可燃物的温度升高。
9．答案：C
解析：A．核燃料在地球上的储备量是有限的，核能属于不可再生能源。B．核电站是通过裂变的途径，利用核能发电的。C．水的比热容大，吸热本领强，是常用的冷却剂。D．核电站泄漏的放射性污染物，应集中处理，如果直接排人大海，会引起环境污染。
10．答案：(1)变小 (2)内能 (3)安装了机械制动装置(或摩擦) (4)重力势能 水力发电(或滑滑梯)
解析：(1)过山车通过A点向上运动过程中，动能转化为势能，动能变小。(2)因为存在轨道摩擦和空气摩擦等因素，机械能不会守恒，部分机械能将转化为内能而散失。(3)这是车辆等众多机械装置共有的一项功能——制动，它们安装了机械制动装置，大多是利用摩擦使车辆的机械能转化为热能，从而实瑚停车的目的。(4)过山车启动时，总要利用外力将它拉到轨道的最高点，以获得较大的重力势能，这就是它后续运动的“发动机”；与这一原理相同的实例还有水力发电、滑滑梯等。
11．答案：热传递做功
解析：改变物体内能大小的方法有做功和热传递。太阳能热水器是利用热传递的方法改变水的热能；弯折铁丝是对铁丝做功，使铁丝的温度升高，热能增大。
答案：(1)相同 质量 (2)B ①运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大(物体的动能与它的质量有关) ②高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大(物体的重力势能与它的质量有关)
解析：(1)将A、B两球分别从两斜面的相同高度处由静止同时释放，其状况类似于自由落体运动，小球的速度相同，并与质量无关。(2)因为B球质量大，其机械能也大，会将木块撞出更远。本实验研究的是物体的机械能与速度、质量的关系。在动能方面，我们可以得出运动速度相同的物体(从同一高度释放)，质量越大，它的动能越大。在重力势能方面，我们可以得出高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大(木块撞出更远)。
13．答案：惯性 动(或机械)
解析：乘客从座位上“飞出”，是因为乘客具有惯性，要保持原先的运动状态。汽车的速度越大，动能(或机械能)越大，刹车就越不容易，危险性也就越大。
14．答案：类比
解析：分子的运动与乒乓球的运动很相似，是一种类比方法，说明运动的分子与运动的乒乓球一样都具有动能；分子之间的相互吸引很像地球与月球之间相互吸引的情况，也是一种类比方法，通过地月之间存在的重力势能来说明分子之间也存在势能。
15．答案：
(1)m=V=0．7×103千克／米3×300×10 -3米3=210千克
(2)Q=mq=210千克×5×107焦／千克=1．05×1010焦
(3)因1升海水可产生的热量是l．05×l010焦，所以1．44×1012焦的热量需要水体积V；
V==1．37×102升
时间：t==3．6×108秒=l×105小时
解析：(1)已知密度和体积求质量，采用公式m=V计算。(2)燃料燃烧放出的热量等于热值与质量的乘积。(3)海水的体积应根据题中的“l升海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量，相当于300升汽油完全燃烧所释放的热量”这一关系进行计算。由于题中提供了电能和电功率的信息，所以空调的工作时间宜采用公式t=W／P进行计算。