資源簡介

專題26　內能、核能、能量守恒與轉化
【知識點回顧】
一、能的多種形式
考點1　列舉能的多種形式(機械能、內能、電能、化學能、核能)　
能量是以多種形式存在的，常見的能量形式有機械能、內能、________、化學能、________等。
二、內能
1．內能含義：構成物質的大量微粒(如分子、原子、離子等)做________而具有的能，俗稱熱能。________都有內能。
2．物體溫度________，內能________；溫度越低，內能越小。
3．克服摩擦做功，能使物體的內能增加。
1．做功：對物體做功，物體的內能________；物體對外界做功，物體的內能________。實質是能的形式發生了轉化。
2．熱傳遞：物體吸熱，內能________；物體放熱，內能________。實質是內能從高溫物體傳遞到低溫物體，或者內能從同一物體的高溫部分________到低溫部分的過程。能的形式未發生轉化。
注意：做功和熱傳遞對改變物體的內能是________的。
在熱傳遞中，傳遞的能量多少叫________。低溫物體從外界吸收多少熱量，內能就________多少；高溫物體向外界放出多少熱量，內能就________多少。
1．化學能是物質發生化學反應時所釋放的能量，它不能直接用來做功，只有在發生________的時候才釋放出來，變成內能或者其他形式的能量。
2．化學能與內能的轉化
常見吸熱反應：________轉變為化學能
大多數分解反應；大多數需要加熱或高溫條件下才能進行的反應。
常見放熱反應：化學能轉變為內能
燃燒；中和反應；金屬與酸反應；一般化合反應(如生石灰和水反應)。
三、熱機
考點6　說出汽油機的工作過程，知道汽油機的能量轉化　
1．熱機是指各種利用內能做功的機械。熱機原理是將燃料的____________轉化成內能再轉化成____________。
2．熱機的四個沖程：吸氣沖程，____________沖程，____________沖程，____________沖程。
四、核能的利用
1．含義：原子核是可以改變的，且在有些改變的過程中還會釋放出巨大的能量，這種能量叫做核能。
2．獲得核能的途徑
重核裂變：質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成兩個新原子核，并釋放出能量的過程。
原子彈：根據________的原理制成。
輕核聚變：兩個質量較小的原子核結合成質量較大的新核，同時釋放出能量的過程。
氫彈：根據________的原理制成。
1．原子核的裂變和聚變都會產生一些放射性物質，如α射線、γ射線、X射線、β射線等。
2．大量放射線對人畜會造成很大的傷害。如：建造核電站通常要修建很厚的水泥防護層，防止放射線外泄。
3．較小量的射線可以為人類做許多事。如：利用γ射線探傷；育種；放射線治療腫瘤等疾病。
1．核電站原理：________。
五、能量的轉化與守恒
1．能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式________為其他形式，或者從一個物體________到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能的________，這就是________。
2．能量的轉化和守恒定律是自然科學最基本的規律。“永動機”是不可能成功的，因為它違背了___________________________________________________________________。
能量的轉化與傳遞有一定的________：例如熱能可以從高溫物體轉移到低溫物體，而不能自發地從低溫物體轉移到高溫物體；可燃物可以通過燃燒將化學能轉化成內能，但不可能將內能自發地轉化成化學能。
1．能量利用效率是指有效利用的能與總能量之比。
2．提高能量利用效率的方法：減少能量浪費和損失；改進機械設備。
【例題精析】
（2021 寧波）在如圖所示的“汽油機模型”實驗中，將少量的汽油噴入筒內，用軟木塞塞住筒口，搖動起電機，觀察到放電針放電，汽油燃燒，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實驗可模擬四沖程汽油機工作時的（　　）
A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程
（2021 紹興）如圖所示，在試管內裝適量的水，用橡皮塞塞緊管口，加熱一段時間后橡皮塞沖出，同時管口附近產生“白氣”。以下分析不正確的是（　　）
A．水溫上升時，水的內能增加
B．加熱時管內的水不斷汽化
C．管內氣體對橡皮塞做功，其內能減少
D．試管口的“白氣”是水蒸氣
（2020 湖州）如圖表示用中子轟擊鈾﹣235原子核產生氪核和鋇核的模型。下列敘述正確的是（　　）
A．該模型表示的是核聚變
B．該反應產生的中子可繼續轟擊其他鈾核形成鏈式反應
C．該反應不會產生放射性物質
D．不能用該反應獲得能量的方式來發電
（2022 寧波）核酸檢測采樣時使用的“采樣拭子”，其頂端是如圖所示的植絨拭子，安全、無毒。有一種植絨方式是：植絨機產生數萬伏的高壓靜電，通過電子轉移讓噴頭中的絨毛帶上負電荷，然后在被植絨物體表面噴涂上膠粘劑，移動噴頭靠近被植絨物體，絨毛在高壓靜電作用下從噴頭中飛升到被植絨物體表面，呈垂直狀植在涂有膠粘劑的物體表面。上述植絨過程中蘊含了許多科學知識，下列描述不合理的是（　　）
A．噴頭中的絨毛帶上負電荷，是由于絨毛得到了電子
B．以移動的噴頭為參照物，被植絨物體是運動的
C．絨毛能在高壓靜電作用下運動，是由于能量可以創生
D．絨毛從噴頭中飛升到被植絨物體表面，是由于力能改變物體的運動狀態
（2022 舟山）白鶴灘水電站裝機容量位列全球第二，年平均發電量達624億千瓦時，這些能量來自大壩攔截的水所具有的（　　）
A．機械能 B．內能 C．化學能 D．電能
（2022 寧波）單位質量的氣體物質，在體積不變的條件下溫度升高1℃所吸收的熱量稱為該氣體的定容比熱，已知氦氣的定容比熱為3100J/（kg ℃）。如圖所示，質量為0.02kg的氦氣被密封在圓柱形氣缸內，氣缸內氦氣氣壓與外界大氣壓相同。用力把活塞AB固定，當氦氣的溫度從20℃升高到30℃時，氦氣吸收的熱量是 　 　J。撤去力，氦氣推動活塞做功，這一過程的能量轉化形式與四沖程汽油機的 　 　沖程相同。
（2022 舟山）2022年3月，我國最大推力的氫氧發動機在北京完成首次試車。氫氧發動機為火箭騰飛提供“硬核”動力，結構簡圖如圖。
（1）為便于運輸和儲存，通常采用降溫和壓縮體積的方式將氫氣和氧氣 　 　（填物態變化名稱）后分別儲存于火箭的液氫貯箱和液氧貯箱。
（2）燃料燃燒產生的高溫高壓氣體，使發動機對火箭持續做功，直至上升到特定軌道，該過程中能量的轉化是 　 　。
（2020 紹興）熱機發明后，一直在持續的改進和發展中。
材料一：1769年，法國人居紐制造出蒸汽機推動的三輪汽車（圖甲），傳統蒸汽機的燃料在氣缸外部燃燒（圖乙），熱效率為5%～8%之間。
材料二：1862年，法國人德羅夏提出內燃機（內燃指燃料在氣缸內燃燒）的四沖程循環理論：①氣缸的向外運動造成的真空將混合氣體燃料吸入氣缸；②通過氣缸的向內運動對進入氣缸里的燃料進行壓縮；③高壓燃燒氣體產生巨大爆發力；④將已經燃燒的廢氣從氣缸中排出。
材料三：1876年，德國人奧托制造出以四沖程為依據的煤氣內燃機，利用飛輪的慣性使四沖程自動實現循環往復，內燃機的效率達到14%。
（1）四沖程循環理論提及的“巨大爆發力”由圖中的 　 　沖程實現。
（2）德羅夏提到的內燃方式是基于 　 　的猜想；
（3）老師在重復演示“做功改變內能”實驗（圖丙）之間，需在拔出活塞后將厚玻璃筒甩幾下，其目的與內燃機的 　 　（選填“吸氣”“壓縮”“做功”或“排氣”）沖程的原理相似。
（2022 麗水）火的使用推動了人類文明的進步。隨著科技的發展，生活中的點火方式越來越便捷多樣，但火柴仍是實驗室常用的點火工具。火柴引燃過程：劃動火柴→擦火皮（含微量易燃物）產生火星→引發火柴頭燃燒。圖乙是小麗設計的三種引燃火柴的方式，若F1＝F2＞F3，且B、C的火柴棒與擦火皮夾角相同，則哪種方式更容易將火柴引燃？請用所學知識解釋。
（2022 紹興）汽車在給人們的出行帶來便利的同時，也帶來了能源消耗、尾氣污染等問題。
材料一：如圖是一輛小汽車行駛時的能耗分配圖。汽油在汽缸內完全燃燒時放出的能量，大約只有13%用于驅動汽車前進，而其余87%的能量則被損耗掉了。
材料二：排出的尾氣除了CO2、H2O外，還有CO、NO、NO2及未燃燒的碳氫化合物等有害氣體。
結合材料：
（1）對汽車行駛時能量形式的轉化與損耗途徑作出分析。
（2）請從節能、減排等方面對燃油汽車提出技術改進建議。
【習題鞏固】
一．選擇題（共11小題）
1．（2022 越城區一模）2021年5月15日，我國“祝融號”火星車成功降落火星表面（如圖所示）。已知物體在火星上所受的重力大約是地球上的五分之二，則下列說法正確的是（　　）
A．到達火星后，火星車的質量變為地球上的五分之二
B．太陽能電池板能將太陽能轉化為電能
C．火星車會在火星土壤上留下“足跡”，這說明力能改變物體的運動狀態
D．火星車在火星表面所受重力與火星車對火星表面的壓力是一對平衡力
2．（2022 鄞州區模擬）滑板是深受青少年喜歡的一項體育運動。如圖是U型滑臺和運動員姿勢的簡化示意圖。運動員在滑臺甲處由靜止自由下滑，不計滑臺摩擦和空氣阻力，僅依靠滑行過程中運動員姿勢的自然（不用力）變化，不可能滑到滑臺丙處的是（　　）
A． B．
C． D．
3．（2022 婺城區一模）北京冬奧會自由式滑雪U型場地技巧決賽中，谷愛凌強勢奪冠，為中國代表團又添一金。下列有關谷愛凌在比賽中的說法正確的是（　　）
A．她靜止站立在雪面上時，只受到重力的作用
B．她在滑行時，滑雪板與雪面間的摩擦是滑動摩擦
C．她飛離U型池后能繼續向上運動是由于受到慣性力
D．她從空中下落到雪面的過程中動能轉化為重力勢能
4．（2022 上城區模擬）如圖所示，在做模擬“蹦極”的小實驗時，橡皮筋的一端系一個小石塊，另一端固定在A點，B點是橡皮筋不系小石塊自然下垂時下端所在的位置，C點是小石塊從A點自由釋放后所能達到的最低點。若整個過程不計空氣阻力，則小石塊從A點到C點的運動過程中（　　）
A．小石塊在C點時，它具有的機械能最小
B．從A點下落到B點的過程中，小石塊的機械能減小
C．從B點下落到C點的過程中，小石塊的機械能先增大后減小
D．小石塊減少的重力勢能全部轉化為動能
5．（2022 寧波模擬）電動汽車作為新能源車的代表，近些年的銷售額度持續走高；但同時電動車的性能可靠程度，比如剎車問題，也引起了社會的廣泛討論，以下說法錯誤的是（　　）
A．電動汽車充電時是將化學能轉化為電能
B．傳統汽車行駛時的機械能來源于內燃機的做功沖程
C．汽車緊急剎車時，輪胎與地面之間的摩擦為滑動摩擦
D．制動鉗給剎車片的壓力越大，剎車片和剎車盤之間的摩擦力越大
6．（2022 杭州模擬）下列有關火箭說法正確的是（　　）
A．火箭發射上升過程燃料的化學能轉變成火箭的機械能
B．火箭使用的液體燃料，是通過壓縮機將氣體壓縮成液體的，在壓縮過程中壓縮機對燃料做功，燃料的溫度降低，內能減小
C．火箭發射臺下建有一個大水池，火箭發射過程中，可以看到水池表面有大量的“白氣”，是火箭噴出的火焰使得水池中的水先發生液化后發生汽化形成的
D．為了提高火箭的發射功率，必須把除衛星之外的其他物品的質量減小到最小，因此要求火箭發動機內單位質量的燃料能釋放出盡可能多的能量，所以必須選用比熱容大的燃料
7．（2022 金華模擬）中國茶文化是中國制茶、飲茶的文化。2020年5月21日是聯合國確定的首個“國際茶日”，農業農村部與聯合國糧農組織開展系列宣傳活動，國家主席習近平致信表示熱烈祝賀。下列說法錯誤的是（　　）
A．茶壺利用了連通器的原理，方便倒水飲茶
B．用熱水沖泡茶葉時，茶葉隨水而動，說明力可以改變物體的運動狀態
C．茶葉的溫度升高，內能增加，這是通過做功的方式改變了茶葉的內能
D．透過透明的玻璃茶壺看到茶葉“變大了”，這是光的折射造成的
8．（2022 越城區一模）下列實例中，通過做功方式改變物體內能的是（　　）
A．鋸木頭時鋸條變熱
B．剛煮熟的雞蛋放在冷水中，雞蛋的溫度降低
C．用熱水袋取暖
D．夏天，陽光曝曬廣場上的石凳，石凳溫度升高
9．（2022 北侖區二模）如圖a所示，甲、乙兩個相同的燒杯裝有等質量的水，分別接入加熱器1和加熱器2進行加熱，不計熱量損失，得到圖b所示的水溫與加熱時間的關系圖，則下列說法正確的是（　　）
A．若吸收相同的熱量，則甲杯的水升溫比乙杯的多
B．加熱器1的實際功率小于加熱器2的實際功率
C．加熱器1的電阻小于加熱器2的電阻
D．加熱相同的時間，甲、乙杯吸收的熱量是相等的
10．（2022 龍灣區一模）小明用可樂瓶制作水火箭，先在瓶里裝適量水，然后將帶有閥門的金屬管插入瓶塞，旋緊瓶塞后用打氣筒往瓶里打足氣（如圖）；打開閥門后，水從尾部的金屬管向下噴出，水火箭豎直向上飛向空中，下列分析正確的是（　　）
A．上升過程中，水火箭瓶內氣體的內能減少
B．上升過程中，噴出的水對水火箭有向下推力
C．下降過程中，水火箭的動能轉化為重力勢能
D．下降過程中，水火箭的機械能逐漸增大
11．（2022 臺州模擬）利用如圖所示裝置，探究“做功改變物體內能”。廣口瓶內裝有一些水，用瓶塞將瓶口塞緊，瓶塞通過導管與打氣筒相連，用打氣筒給瓶中打氣。實驗中，你應該注意觀察的是（　　）
A．打氣的過程
B．打氣過程中瓶內水的情況
C．瓶塞跳起的高度
D．瓶塞跳起的瞬間，瓶內發生的變化
二．填空題（共5小題）
12．（2022 西湖區模擬）滑雪是北京冬奧會的項目之一，里面蘊含著很多科學知識。
（1）圖甲的運動員保持該姿勢不變沿著坡面自由下滑，速度逐漸增大，他的機械能 　 　（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（2）若某段坡而的高度為H、長度為L、粗糙程度相同，重為G的運動員保持姿勢不變恰好沿該坡面自由勻速滑下，滑行時的模擬圖如圖乙所示，則受到的摩擦力方向為沿坡面 　 　（選填“向下”或“向上”），受到的摩擦力大小為 　 　（用題中的字母表示），忽略空氣阻力。
13．（2022 杭州模擬）健腹輪是一種健身器材，使用時可將膝蓋跪在墊上，雙手緊握健腹手柄，向前推動健腹輪至身體水平地面，然后回收歸位，反復操作，如圖所示。（健腹輪內置的彈性鋼圈會因形變而繞緊）
（1）從狀態1到狀態2，人的重力勢能轉化為 　 　。
（2）體重500牛的人，身體從狀態1到狀態2的過程中，其重心下降30cm，則重力做功為 　 　。
14．（2022 溫州模擬）不久前，甘肅武威釷基熔鹽堆進行了試運行。釷基熔鹽堆成功擺脫了之前鈾和钚元素為燃料的核能發電模式，改用以放射性極低的釷元素為核燃料，在核能發電領域具有劃時代意義。
（1）核電站的核心是核反應堆，它將核能轉化為 　 　能，再通過其他機械轉化為機械能，最后轉化為電能。
（2）目前核電站主要是用鈾、钚等作為核燃料來發電，核反應類型是相同的。右側兩幅核變化示意圖中，能形象描述這種核能獲得方式的是圖 　 　。
15．（2022 樂清市一模）小希在學校學習了項目化學習后，對家里的太陽能熱水器展開了研究。
（1）太陽核心溫度很高，是由于大量氫原子 　 　（填“核聚變”或“核裂變”）反應變成氦原子，釋放巨大能量。
（2）當太陽光線與太陽能熱水器垂直時效果最好。如圖所示，為了達到最好的集熱效果，從夏季進入冬季時可將圖中的α逐漸 　 　（填“增大”或“減小”）。
16．（2022 慈溪市校級模擬）如圖是北京冬奧會比賽的部分場景。
（1）圖1是冰球運動比賽。冰球運動員手拿冰球桿打擊冰球，此時冰球桿相當于一根 　 　杠桿（選填“省力、“費力”或“等臂”）。
（2）圖2是冰壺比賽。運動員要不停地“刷冰”，刷冰的主要目的是通過 　 　的方式使冰面內能增大，溫度升高，造成冰面熔化，在冰表面形成一層水膜，使相互接觸的兩個表面分離來減小摩擦力。
（3）圖3中百米飛人蘇炳添以9秒83的成績打破亞洲紀錄。比賽中，蘇炳添的平均速度為 　 　km/h。（結果精確到0.1）
三．解答題（共2小題）
17．（2022 金東區二模）2020年12月，“嫦娥五號”探測器在月球上采集了一些月壤。月壤中含的“氦﹣3”被科學家稱為“完美能源”。請回答下列問題：
（1）使用“氦﹣3”作為能源，需通過 　 　（選填“輕核聚變”或“重核裂變”）釋放其內部的核能。
（2）已知“嫦娥五號”著陸器點質量為2400千克、則著陸器停留在月球表面時受到的重力為多大？（已知物體在月球表面受到的重力是地球上的）
（3）在返回過程中，探測器發動機以3000牛的推力將探測器成功送入離月球表面約15千米的預定軌道，用時6分鐘。則探測器發動機的功率至少為多大？
18．（2022 上城區模擬）如圖，有一斜面高2.3米，質量為1千克鐵球從斜面的A點下滑，經B點再撞擊到水平面上C點的金屬塊。假設撞擊時鐵球的機械能有20%轉化成內能，并全部被鐵球吸收，（c鐵＝0.46×103焦耳/（千克 ℃），不計摩擦和空氣阻力），求：
（1）鐵球下滑到斜面底端時，重力所做功的大小；
（2）鐵球升高的溫度；
（3）換用2千克的鐵球重復上述實驗，請比較兩個鐵球分別從B點到撞擊C點金屬塊前所用時間的長短，并說明理由（勢能表達式：E勢＝mgh，動能表達式：）專題26　內能、核能、能量守恒與轉化
【知識點回顧】
一、能的多種形式
考點1　列舉能的多種形式(機械能、內能、電能、化學能、核能)　
能量是以多種形式存在的，常見的能量形式有機械能、內能、________、化學能、________等。
二、內能
1．內能含義：構成物質的大量微粒(如分子、原子、離子等)做________而具有的能，俗稱熱能。________都有內能。
2．物體溫度________，內能________；溫度越低，內能越小。
3．克服摩擦做功，能使物體的內能增加。
1．做功：對物體做功，物體的內能________；物體對外界做功，物體的內能________。實質是能的形式發生了轉化。
2．熱傳遞：物體吸熱，內能________；物體放熱，內能________。實質是內能從高溫物體傳遞到低溫物體，或者內能從同一物體的高溫部分________到低溫部分的過程。能的形式未發生轉化。
注意：做功和熱傳遞對改變物體的內能是________的。
在熱傳遞中，傳遞的能量多少叫________。低溫物體從外界吸收多少熱量，內能就________多少；高溫物體向外界放出多少熱量，內能就________多少。
1．化學能是物質發生化學反應時所釋放的能量，它不能直接用來做功，只有在發生________的時候才釋放出來，變成內能或者其他形式的能量。
2．化學能與內能的轉化
常見吸熱反應：________轉變為化學能
大多數分解反應；大多數需要加熱或高溫條件下才能進行的反應。
常見放熱反應：化學能轉變為內能
燃燒；中和反應；金屬與酸反應；一般化合反應(如生石灰和水反應)。
三、熱機
考點6　說出汽油機的工作過程，知道汽油機的能量轉化　
1．熱機是指各種利用內能做功的機械。熱機原理是將燃料的____________轉化成內能再轉化成____________。
2．熱機的四個沖程：吸氣沖程，____________沖程，____________沖程，____________沖程。
四、核能的利用
1．含義：原子核是可以改變的，且在有些改變的過程中還會釋放出巨大的能量，這種能量叫做核能。
2．獲得核能的途徑
重核裂變：質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成兩個新原子核，并釋放出能量的過程。
原子彈：根據________的原理制成。
輕核聚變：兩個質量較小的原子核結合成質量較大的新核，同時釋放出能量的過程。
氫彈：根據________的原理制成。
1．原子核的裂變和聚變都會產生一些放射性物質，如α射線、γ射線、X射線、β射線等。
2．大量放射線對人畜會造成很大的傷害。如：建造核電站通常要修建很厚的水泥防護層，防止放射線外泄。
3．較小量的射線可以為人類做許多事。如：利用γ射線探傷；育種；放射線治療腫瘤等疾病。
1．核電站原理：________。
五、能量的轉化與守恒
1．能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式________為其他形式，或者從一個物體________到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能的________，這就是________。
2．能量的轉化和守恒定律是自然科學最基本的規律。“永動機”是不可能成功的，因為它違背了___________________________________________________________________。
能量的轉化與傳遞有一定的________：例如熱能可以從高溫物體轉移到低溫物體，而不能自發地從低溫物體轉移到高溫物體；可燃物可以通過燃燒將化學能轉化成內能，但不可能將內能自發地轉化成化學能。
1．能量利用效率是指有效利用的能與總能量之比。
2．提高能量利用效率的方法：減少能量浪費和損失；改進機械設備。
考點1　電能　核能
考點2　1.無規則運動　任何物質　2.越高　越大
考點3　1.增加　減少　2.增加　減少　傳遞　等效
考點4　熱量　增加　減少
考點5　1.化學變化　2.內能
考點6　1.化學能　機械能　2.壓縮　做功　排氣
考點7　2.核裂變　核聚變
考點9　1.原子核裂變　2.內能　電能
考點10　1.轉化　轉移　總量保持不變　能量轉化和守恒定律　2.能量的轉化和守恒定律
考點11　方向性
【例題精析】
（2021 寧波）在如圖所示的“汽油機模型”實驗中，將少量的汽油噴入筒內，用軟木塞塞住筒口，搖動起電機，觀察到放電針放電，汽油燃燒，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實驗可模擬四沖程汽油機工作時的（　　）
A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程
【解答】解：當放電針放電時，汽油燃燒，圓筒內氣體的內能增加，氣體對軟木塞做功，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出，而汽油機的做功沖程對外做功，因此該實驗可模擬四沖程汽油機工作時的做功沖程。
故選：C。
（2021 紹興）如圖所示，在試管內裝適量的水，用橡皮塞塞緊管口，加熱一段時間后橡皮塞沖出，同時管口附近產生“白氣”。以下分析不正確的是（　　）
A．水溫上升時，水的內能增加
B．加熱時管內的水不斷汽化
C．管內氣體對橡皮塞做功，其內能減少
D．試管口的“白氣”是水蒸氣
【解答】解：A、水吸收熱量，溫度上升，水的內能增加，故A正確；
B、加熱時管內的水，水吸收熱量不斷汽化，故B正確；
C、水蒸氣膨脹對橡皮塞做功，水蒸氣的內能減小，氣體的內能轉化為橡皮塞的機械能，故C正確；
D、試管口的“白氣”是熱的水蒸氣遇到冷的空氣液化成的小水滴，故D錯誤。
故選：D。
（2020 湖州）如圖表示用中子轟擊鈾﹣235原子核產生氪核和鋇核的模型。下列敘述正確的是（　　）
A．該模型表示的是核聚變
B．該反應產生的中子可繼續轟擊其他鈾核形成鏈式反應
C．該反應不會產生放射性物質
D．不能用該反應獲得能量的方式來發電
【解答】解：A、該模型表示的是核裂變，該選項說法不正確；
B、該反應產生的中子可繼續轟擊其他鈾核形成鏈式反應，該選項說法正確；
C、過程中產生的氪原子具有放射性，該選項說法不正確；
D、可以通過核裂變來發電，例如核電站是利用核裂變發電，該選項說法不正確。
故選：B。
（2022 寧波）核酸檢測采樣時使用的“采樣拭子”，其頂端是如圖所示的植絨拭子，安全、無毒。有一種植絨方式是：植絨機產生數萬伏的高壓靜電，通過電子轉移讓噴頭中的絨毛帶上負電荷，然后在被植絨物體表面噴涂上膠粘劑，移動噴頭靠近被植絨物體，絨毛在高壓靜電作用下從噴頭中飛升到被植絨物體表面，呈垂直狀植在涂有膠粘劑的物體表面。上述植絨過程中蘊含了許多科學知識，下列描述不合理的是（　　）
A．噴頭中的絨毛帶上負電荷，是由于絨毛得到了電子
B．以移動的噴頭為參照物，被植絨物體是運動的
C．絨毛能在高壓靜電作用下運動，是由于能量可以創生
D．絨毛從噴頭中飛升到被植絨物體表面，是由于力能改變物體的運動狀態
【解答】解：A、噴頭中的絨毛帶上負電荷，是由于絨毛得到了電子，故A合理；
B、以移動的噴頭為參照物，被植絨物體與噴頭的位置不斷變化是運動的，故B合理；
C、能量不能被創生，也不能被消滅，能量是守恒的，總量不變，故C不合理；
D、絨毛從噴頭中飛升到被植絨物體表面，是由于力能改變物體的運動狀態，故D合理。
故選：C。
（2022 舟山）白鶴灘水電站裝機容量位列全球第二，年平均發電量達624億千瓦時，這些能量來自大壩攔截的水所具有的（　　）
A．機械能 B．內能 C．化學能 D．電能
【解答】解：水電站是通過水的機械能轉化為電能，因此這些能量來自大壩攔截的水所具有的機械能，故B、C、D錯誤，A正確。
故選：A。
（2022 寧波）單位質量的氣體物質，在體積不變的條件下溫度升高1℃所吸收的熱量稱為該氣體的定容比熱，已知氦氣的定容比熱為3100J/（kg ℃）。如圖所示，質量為0.02kg的氦氣被密封在圓柱形氣缸內，氣缸內氦氣氣壓與外界大氣壓相同。用力把活塞AB固定，當氦氣的溫度從20℃升高到30℃時，氦氣吸收的熱量是 　620　J。撤去力，氦氣推動活塞做功，這一過程的能量轉化形式與四沖程汽油機的 　做功　沖程相同。
【解答】解：（1）單位質量的氣體物質，在體積不變的條件下溫度升高1℃所吸收的熱量稱為該氣體的定容比熱，
則氦氣吸收的熱量Q吸＝cmΔt＝0.02kg×3100J/（kg ℃）×（30℃﹣20℃）＝620J；
（2）撤去力，氦氣推動活塞做功，內能轉化為機械能，此過程與四沖程汽油機的做功沖程的能量轉化相同。
故答案為：620；做功。
（2022 舟山）2022年3月，我國最大推力的氫氧發動機在北京完成首次試車。氫氧發動機為火箭騰飛提供“硬核”動力，結構簡圖如圖。
（1）為便于運輸和儲存，通常采用降溫和壓縮體積的方式將氫氣和氧氣 　液化　（填物態變化名稱）后分別儲存于火箭的液氫貯箱和液氧貯箱。
（2）燃料燃燒產生的高溫高壓氣體，使發動機對火箭持續做功，直至上升到特定軌道，該過程中能量的轉化是 　內能轉化為機械能　。
【解答】解：（1）為方便運輸和儲存，通常采用降溫和壓縮體積的方式將氫氣和氧氣液化后分別儲存于火箭的液氫貯箱和液氧貯箱；
（2）燃料在燃燒的過程中產生的高溫高壓氣體，使發動機對火箭持續做功，內能轉化為機械能。
故答案為：（1）液化；（2）內能轉化為機械能。
（2020 紹興）熱機發明后，一直在持續的改進和發展中。
材料一：1769年，法國人居紐制造出蒸汽機推動的三輪汽車（圖甲），傳統蒸汽機的燃料在氣缸外部燃燒（圖乙），熱效率為5%～8%之間。
材料二：1862年，法國人德羅夏提出內燃機（內燃指燃料在氣缸內燃燒）的四沖程循環理論：①氣缸的向外運動造成的真空將混合氣體燃料吸入氣缸；②通過氣缸的向內運動對進入氣缸里的燃料進行壓縮；③高壓燃燒氣體產生巨大爆發力；④將已經燃燒的廢氣從氣缸中排出。
材料三：1876年，德國人奧托制造出以四沖程為依據的煤氣內燃機，利用飛輪的慣性使四沖程自動實現循環往復，內燃機的效率達到14%。
（1）四沖程循環理論提及的“巨大爆發力”由圖中的 　C　沖程實現。
（2）德羅夏提到的內燃方式是基于 　燃料在氣缸內燃燒，熱量損失少，熱效率高　的猜想；
（3）老師在重復演示“做功改變內能”實驗（圖丙）之間，需在拔出活塞后將厚玻璃筒甩幾下，其目的與內燃機的 　排氣　（選填“吸氣”“壓縮”“做功”或“排氣”）沖程的原理相似。
【解答】解：（1）在四沖程內燃機中，提供動力的是做功沖程；由圖可知，A中進氣門打開，活塞下行，為吸氣沖程；B中兩個氣門關閉，活塞上行，為壓縮沖程；C中兩個氣門關閉，活塞下行，為做功沖程；D中排氣門打開，活塞上行，為排氣沖程；故“巨大爆發力”由C沖程實現；
（2）德羅夏提到的內燃方式是基于燃料在氣缸內燃燒，熱量損失少，熱效率高的猜想；
（3）老師需在拔出活塞后將厚玻璃筒甩幾下，其目的是排出里面的廢氣，相當于內燃機的排氣沖程。
故答案為：（1）C；（2）燃料在氣缸內燃燒，熱量損失少，熱效率高；（3）排氣。
（2022 麗水）火的使用推動了人類文明的進步。隨著科技的發展，生活中的點火方式越來越便捷多樣，但火柴仍是實驗室常用的點火工具。火柴引燃過程：劃動火柴→擦火皮（含微量易燃物）產生火星→引發火柴頭燃燒。圖乙是小麗設計的三種引燃火柴的方式，若F1＝F2＞F3，且B、C的火柴棒與擦火皮夾角相同，則哪種方式更容易將火柴引燃？請用所學知識解釋。
【解答】答：火柴頭與擦火皮之間的壓力越大，產生的摩擦力越大；火柴滑動過程中，克服摩擦力做功越多，機械能轉化為內能越多；內能增大，溫度很高；溫度達到擦火皮上易燃物的著火點，產生火星；放出的熱量傳遞到火柴頭，引發火柴頭燃燒。方式B中，柴頭與擦火皮之間的壓力最大，更容易點燃火柴。
（2022 紹興）汽車在給人們的出行帶來便利的同時，也帶來了能源消耗、尾氣污染等問題。
材料一：如圖是一輛小汽車行駛時的能耗分配圖。汽油在汽缸內完全燃燒時放出的能量，大約只有13%用于驅動汽車前進，而其余87%的能量則被損耗掉了。
材料二：排出的尾氣除了CO2、H2O外，還有CO、NO、NO2及未燃燒的碳氫化合物等有害氣體。
結合材料：
（1）對汽車行駛時能量形式的轉化與損耗途徑作出分析。
（2）請從節能、減排等方面對燃油汽車提出技術改進建議。
【解答】答：（1）汽車行駛時的能量轉化分析：汽油的化學能轉化為氣體內能，然后再轉化為活塞機械能，最后為汽車機械能，轉化率很低；
損耗途徑分析：絕大部分是以熱能形式損失的，部分是未完全燃燒的碳氫化合物損失，還有少量是汽油蒸發損失。
（2）技術改進建議：減少散熱器、排氣管和發動機的熱損失；減少汽油的蒸發；使汽油充分燃燒；研制和使用混合動力或者純電動的新能源汽車。
【習題鞏固】
一．選擇題（共11小題）
1．（2022 越城區一模）2021年5月15日，我國“祝融號”火星車成功降落火星表面（如圖所示）。已知物體在火星上所受的重力大約是地球上的五分之二，則下列說法正確的是（　　）
A．到達火星后，火星車的質量變為地球上的五分之二
B．太陽能電池板能將太陽能轉化為電能
C．火星車會在火星土壤上留下“足跡”，這說明力能改變物體的運動狀態
D．火星車在火星表面所受重力與火星車對火星表面的壓力是一對平衡力
【解答】解：A.、火星車從地球到達火星的過程中，所含物質的多少沒有改變，則其質量不變，故A錯誤；
B、太陽能電池板在工作時將太陽能轉化為電能，故B正確；
C、火星車在火星土壤上留下“足跡”，是改變了物體的形狀，故C錯誤；
D、火星車在火星表面所受重力與火星車對火星表面的壓力作用在不同的物體上，所以這兩個力一定不是一對平衡力，故D錯誤。
故選：B。
2．（2022 鄞州區模擬）滑板是深受青少年喜歡的一項體育運動。如圖是U型滑臺和運動員姿勢的簡化示意圖。運動員在滑臺甲處由靜止自由下滑，不計滑臺摩擦和空氣阻力，僅依靠滑行過程中運動員姿勢的自然（不用力）變化，不可能滑到滑臺丙處的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：不計滑臺摩擦和空氣阻力，則運動員在整個過程中機械能守恒；
A、若運動員站立著甲開始滑行，到達U形滑臺另一側最高位置丙點時，若是站立著，則此時重力勢能等于甲點的重力勢能，動能為零，所以運動員可能會滑到滑臺丙處，故A不符合題意；
B、若運動員站立著從甲開始滑行，到達U形滑臺另一側最高位置丙點時，若是全蹲著，則此時重力勢能小于甲點的重力勢能，則甲點部分重力勢能轉化為動能，動能此時不為零，所以運動員會繼續向前滑行，滑到滑臺丙處，故B不符合題意；
CD、若運動員全蹲著從甲開始滑行，到達U形滑臺另一側最高位置點時，也應該是全蹲著（前后兩次重力勢能相等，動能均為零），因為若是站著到達或者平蹲著到達丙，則運動員在丙點的重力勢能大于初始的甲點（違反機械能守恒定律），故C符合題意、D不符合題意。
故選：C。
3．（2022 婺城區一模）北京冬奧會自由式滑雪U型場地技巧決賽中，谷愛凌強勢奪冠，為中國代表團又添一金。下列有關谷愛凌在比賽中的說法正確的是（　　）
A．她靜止站立在雪面上時，只受到重力的作用
B．她在滑行時，滑雪板與雪面間的摩擦是滑動摩擦
C．她飛離U型池后能繼續向上運動是由于受到慣性力
D．她從空中下落到雪面的過程中動能轉化為重力勢能
【解答】解：A、她靜止站立在雪面上時，受到重力和滑雪板對她的支持力的作用，故A錯誤；
B、她在滑行時，滑雪板相對于雪面的位置發生變化，與雪面間的摩擦是滑動摩擦，故B正確；
C、她飛離U型池后能向上運動是由于具有慣性，仍要保持原來的運動狀態，不是受到慣性，故C錯誤；
D、她從空中下落到雪面的過程中重力勢能轉化為動能，故D錯誤。
故選B。
4．（2022 上城區模擬）如圖所示，在做模擬“蹦極”的小實驗時，橡皮筋的一端系一個小石塊，另一端固定在A點，B點是橡皮筋不系小石塊自然下垂時下端所在的位置，C點是小石塊從A點自由釋放后所能達到的最低點。若整個過程不計空氣阻力，則小石塊從A點到C點的運動過程中（　　）
A．小石塊在C點時，它具有的機械能最小
B．從A點下落到B點的過程中，小石塊的機械能減小
C．從B點下落到C點的過程中，小石塊的機械能先增大后減小
D．小石塊減少的重力勢能全部轉化為動能
【解答】解：從A點下落到B點的過程中，橡皮筋沒有發生彈性形變，小石塊不受彈力的作用，只受到重力的作用，整個過程不計空氣阻力，機械能不變，故B錯誤。
從B點下落到C點的過程中，橡皮筋彈性形變不斷增大，所以橡皮筋的彈性勢能一直在增大，小石塊機械能轉化為橡皮筋的彈性勢能，小石塊的機械能減小，C點時，小石塊的機械能最小，故A正確，C錯誤；
如下圖所示，B點→D點：小石塊受到重力和彈力作用，重力大于彈力，小石塊加速運動，小石塊的質量不變，速度增大，動能增大；小石塊在D點瞬間小石塊的重力和彈力相等，兩個力是平衡力，由于慣性繼續向下運動，機械能轉化為彈性勢能，故D錯誤；
故選：A。
5．（2022 寧波模擬）電動汽車作為新能源車的代表，近些年的銷售額度持續走高；但同時電動車的性能可靠程度，比如剎車問題，也引起了社會的廣泛討論，以下說法錯誤的是（　　）
A．電動汽車充電時是將化學能轉化為電能
B．傳統汽車行駛時的機械能來源于內燃機的做功沖程
C．汽車緊急剎車時，輪胎與地面之間的摩擦為滑動摩擦
D．制動鉗給剎車片的壓力越大，剎車片和剎車盤之間的摩擦力越大
【解答】解：A、電動汽車充電時是將電能轉化為化學能，故A錯誤；
B、汽車內燃機的做功沖程是把內能轉化為機械能，傳統汽車行駛時的機械能來源于內燃機的做功沖程，故B正確；
C、汽車剎車時，輪胎不能滾動，因此輪胎與地面之間的摩擦為滑動摩擦，故C正確；
D、接觸面粗糙程度一定時，制動鉗給剎車片的壓力越大，剎車片和剎車盤之間的摩擦力越大，故D正確。
故選：A。
6．（2022 杭州模擬）下列有關火箭說法正確的是（　　）
A．火箭發射上升過程燃料的化學能轉變成火箭的機械能
B．火箭使用的液體燃料，是通過壓縮機將氣體壓縮成液體的，在壓縮過程中壓縮機對燃料做功，燃料的溫度降低，內能減小
C．火箭發射臺下建有一個大水池，火箭發射過程中，可以看到水池表面有大量的“白氣”，是火箭噴出的火焰使得水池中的水先發生液化后發生汽化形成的
D．為了提高火箭的發射功率，必須把除衛星之外的其他物品的質量減小到最小，因此要求火箭發動機內單位質量的燃料能釋放出盡可能多的能量，所以必須選用比熱容大的燃料
【解答】解：A、火箭發射上升過程，將燃料化學能轉化為燃氣的內能，又將內能轉化為火箭的機械能，故A正確；
B、在壓縮過程中壓縮機對燃料做功，燃料溫度升高，內能增大，故B錯誤；
C、火箭發射時，火焰噴射到水中，水吸收熱量從液態變為氣態的水蒸氣，即發生汽化，水蒸氣散發到空氣中，遇到冷空氣液化成的小水珠就是我們看到的“白氣”，所以水池中的水先發生汽化后發生液化的，故C錯誤；
D、火箭發動機燃燒單位質量的燃料時能釋放出盡可能多的能量，所以，必須選用熱值大的燃料，故D錯誤。
故選：A。
7．（2022 金華模擬）中國茶文化是中國制茶、飲茶的文化。2020年5月21日是聯合國確定的首個“國際茶日”，農業農村部與聯合國糧農組織開展系列宣傳活動，國家主席習近平致信表示熱烈祝賀。下列說法錯誤的是（　　）
A．茶壺利用了連通器的原理，方便倒水飲茶
B．用熱水沖泡茶葉時，茶葉隨水而動，說明力可以改變物體的運動狀態
C．茶葉的溫度升高，內能增加，這是通過做功的方式改變了茶葉的內能
D．透過透明的玻璃茶壺看到茶葉“變大了”，這是光的折射造成的
【解答】解：A、茶壺的壺嘴和壺身構成了一個連通器，水不流動時，液面就是相平的，故A正確；
B、用熱水沖泡茶葉時，茶葉隨水而動，說明力可以改變物體的運動狀態，故B正確；
C、茶葉的溫度升高，內能增加，這是通過熱傳遞的方式改變了茶葉的內能，故C錯誤；
D、玻璃茶壺盛滿水，其形狀類似于水凸透鏡，茶葉處于水凸透鏡的一倍焦距以內，成正立、放大的虛像，這是光線經水和玻璃斜射入空氣發生折射造成的，故D正確。
故選：C。
8．（2022 越城區一模）下列實例中，通過做功方式改變物體內能的是（　　）
A．鋸木頭時鋸條變熱
B．剛煮熟的雞蛋放在冷水中，雞蛋的溫度降低
C．用熱水袋取暖
D．夏天，陽光曝曬廣場上的石凳，石凳溫度升高
【解答】解：A、鋸木頭時，鋸條克服摩擦力做功，機械能轉化為內能，使鋸條的內能增大、溫度升高，是通過做功改變物體的內能，故A符合題意；
B、剛煮熟的雞蛋放在冷水中，雞蛋放出熱量、溫度降低，是通過熱傳遞改變物體的內能，故B不符合題意；
C、用熱水袋取時，人體從熱水袋上吸收熱量，是通過熱傳遞改變物體的內能，故C不符合題意；
D、夏天，陽光曝曬廣場上的石凳，石凳從陽光中吸收熱量、溫度升高，是通過熱傳遞改變物體的內能，故D不符合題意。
故選：A。
9．（2022 北侖區二模）如圖a所示，甲、乙兩個相同的燒杯裝有等質量的水，分別接入加熱器1和加熱器2進行加熱，不計熱量損失，得到圖b所示的水溫與加熱時間的關系圖，則下列說法正確的是（　　）
A．若吸收相同的熱量，則甲杯的水升溫比乙杯的多
B．加熱器1的實際功率小于加熱器2的實際功率
C．加熱器1的電阻小于加熱器2的電阻
D．加熱相同的時間，甲、乙杯吸收的熱量是相等的
【解答】解：
A、根據Q＝cmΔt可知，相同質量甲、乙兩杯純凈水，吸收相同的熱量，升高的溫度相同，故A錯誤；
B、在其他條件相同時，由圖2知，在加熱時間相同時，甲杯水升高的溫度多，說明甲杯水吸熱多，則加熱器1釋放的熱量多，則根據功率公式可知加熱器1的實際功率大于加熱器2的實際功率，故B錯誤；
C、加熱器1的實際功率大于加熱器2的實際功率，電壓相同，根據P可知電阻R1小于電阻R2，故C正確；
D、加熱相同的時間，功率不同，根據W＝Pt可知，電流做功不同，甲、乙杯吸收的熱量是不同的，故D錯誤。
故選：C。
10．（2022 龍灣區一模）小明用可樂瓶制作水火箭，先在瓶里裝適量水，然后將帶有閥門的金屬管插入瓶塞，旋緊瓶塞后用打氣筒往瓶里打足氣（如圖）；打開閥門后，水從尾部的金屬管向下噴出，水火箭豎直向上飛向空中，下列分析正確的是（　　）
A．上升過程中，水火箭瓶內氣體的內能減少
B．上升過程中，噴出的水對水火箭有向下推力
C．下降過程中，水火箭的動能轉化為重力勢能
D．下降過程中，水火箭的機械能逐漸增大
【解答】解：A、發射時，火箭的動能是由瓶內高壓氣體的內能轉化來的，所以水火箭瓶內氣體的內能減少，故A正確；
B、發射時，瓶內高壓氣體對水做功，水向下噴出，水火箭給水一個向下的力，由于物體間力的作用是相互的，噴出的水對水火箭有向上的推力，故B錯誤；
C、下降過程中，水火箭的高度變小，速度增大，水火箭的重力勢能轉化為動能，故C錯誤；
D、下降過程中，水火箭克服空氣的阻力做功，一部分機械能轉化為內能，所以機械能減小，故D錯誤。
故選：A。
11．（2022 臺州模擬）利用如圖所示裝置，探究“做功改變物體內能”。廣口瓶內裝有一些水，用瓶塞將瓶口塞緊，瓶塞通過導管與打氣筒相連，用打氣筒給瓶中打氣。實驗中，你應該注意觀察的是（　　）
A．打氣的過程
B．打氣過程中瓶內水的情況
C．瓶塞跳起的高度
D．瓶塞跳起的瞬間，瓶內發生的變化
【解答】解：實驗是研究物體對外做功時物體內能的變化情況（即瓶內空氣的內能變化情況），所以實驗時需要觀察瓶塞跳起的瞬間瓶內出現的現象，故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
二．填空題（共5小題）
12．（2022 西湖區模擬）滑雪是北京冬奧會的項目之一，里面蘊含著很多科學知識。
（1）圖甲的運動員保持該姿勢不變沿著坡面自由下滑，速度逐漸增大，他的機械能 　變小　（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（2）若某段坡而的高度為H、長度為L、粗糙程度相同，重為G的運動員保持姿勢不變恰好沿該坡面自由勻速滑下，滑行時的模擬圖如圖乙所示，則受到的摩擦力方向為沿坡面 　向上　（選填“向下”或“向上”），受到的摩擦力大小為 　　（用題中的字母表示），忽略空氣阻力。
【解答】解：（1）圖甲的運動員保持該姿勢不變沿著坡面自由下滑，速度逐漸增大，高度逐漸變小，質量不變，則運動員的動能變大，重力勢能變小，由于受摩擦力的作用，一部分機械能轉化為內能，所以他的機械能變小；
（2）運動員沿坡面自由勻速滑下時，運動員相對于坡面向下運動，所以其受到的摩擦力方向沿坡面向上；
運動員沿坡面勻速滑下時，克服摩擦做功，重力勢能轉化為內能，此時消耗的重力勢能等于克服摩擦做的功，即：W＝EP，
根據EP＝Gh和W＝fL可得：fL＝GH，
解得：f。
故答案為：（1）變小；（2）向上；。
13．（2022 杭州模擬）健腹輪是一種健身器材，使用時可將膝蓋跪在墊上，雙手緊握健腹手柄，向前推動健腹輪至身體水平地面，然后回收歸位，反復操作，如圖所示。（健腹輪內置的彈性鋼圈會因形變而繞緊）
（1）從狀態1到狀態2，人的重力勢能轉化為 　健腹輪的彈性勢能　。
（2）體重500牛的人，身體從狀態1到狀態2的過程中，其重心下降30cm，則重力做功為 　150J　。
【解答】解：（1）從狀態1到狀態2，人的重力勢能減小，健腹輪內置的彈性鋼圈彈性勢能增大，人的重力勢能轉化為健腹輪的彈性勢能；
（2）體重500牛的人，身體從狀態1到狀態2的過程中，其重心下降30cm，即0.3m，則重力做功為：
W＝Gh＝500N×0.3m＝150J。
故答案為：（1）健腹輪的彈性勢能；（2）150J。
14．（2022 溫州模擬）不久前，甘肅武威釷基熔鹽堆進行了試運行。釷基熔鹽堆成功擺脫了之前鈾和钚元素為燃料的核能發電模式，改用以放射性極低的釷元素為核燃料，在核能發電領域具有劃時代意義。
（1）核電站的核心是核反應堆，它將核能轉化為 　內　能，再通過其他機械轉化為機械能，最后轉化為電能。
（2）目前核電站主要是用鈾、钚等作為核燃料來發電，核反應類型是相同的。右側兩幅核變化示意圖中，能形象描述這種核能獲得方式的是圖 　甲　。
【解答】解：（1）核電站的能量轉化是核能轉化為內能，再轉化為機械能最后轉化為電能。；
（2）核反應堆中發生的是可控制的核裂變，甲是核裂變，乙是核聚變，故選甲。
故答案為：（1）內；（2）甲。
15．（2022 樂清市一模）小希在學校學習了項目化學習后，對家里的太陽能熱水器展開了研究。
（1）太陽核心溫度很高，是由于大量氫原子 　核聚變　（填“核聚變”或“核裂變”）反應變成氦原子，釋放巨大能量。
（2）當太陽光線與太陽能熱水器垂直時效果最好。如圖所示，為了達到最好的集熱效果，從夏季進入冬季時可將圖中的α逐漸 　增大　（填“增大”或“減小”）。
【解答】解：（1）太陽內核溫度很高，是大量氫原子在進行核聚變反應生成氦原子；
（2）我國位于北半球，夏季太陽照射地面的傾斜角度相對于冬季更小，即冬季照射地面的傾斜角度要逐步變大，要達到更好的集熱效果，要使太陽光線與太陽能熱水器垂直，則α要逐步增大。
故答案為：核聚變；增大。
16．（2022 慈溪市校級模擬）如圖是北京冬奧會比賽的部分場景。
（1）圖1是冰球運動比賽。冰球運動員手拿冰球桿打擊冰球，此時冰球桿相當于一根 　費力　杠桿（選填“省力、“費力”或“等臂”）。
（2）圖2是冰壺比賽。運動員要不停地“刷冰”，刷冰的主要目的是通過 　做功　的方式使冰面內能增大，溫度升高，造成冰面熔化，在冰表面形成一層水膜，使相互接觸的兩個表面分離來減小摩擦力。
（3）圖3中百米飛人蘇炳添以9秒83的成績打破亞洲紀錄。比賽中，蘇炳添的平均速度為 　36.6　km/h。（結果精確到0.1）
【解答】解：（1）對于冰球桿而言，最上端是支點，中間手對桿的力是動力，球對冰球桿的彈力是阻力，所以動力臂小于阻力臂，冰球桿是費力杠桿。
（2）隊員在冰壺前面“刷冰”，機械能轉化為冰面的內能，通過做功的方式使冰面內能增大，溫度升高。
（3）蘇炳添的平均速度為：
v3.6≈36.6km/h。
故答案為：（1）費力；（2）做功；（3）36.6。
三．解答題（共2小題）
17．（2022 金東區二模）2020年12月，“嫦娥五號”探測器在月球上采集了一些月壤。月壤中含的“氦﹣3”被科學家稱為“完美能源”。請回答下列問題：
（1）使用“氦﹣3”作為能源，需通過 　氫核聚變　（選填“輕核聚變”或“重核裂變”）釋放其內部的核能。
（2）已知“嫦娥五號”著陸器點質量為2400千克、則著陸器停留在月球表面時受到的重力為多大？（已知物體在月球表面受到的重力是地球上的）
（3）在返回過程中，探測器發動機以3000牛的推力將探測器成功送入離月球表面約15千米的預定軌道，用時6分鐘。則探測器發動機的功率至少為多大？
【解答】解：（1）使用“氦一3”作為能源，需通過輕核聚變釋放其內部的核能；
（2）著陸器在地球上受到的重力：G＝mg＝2400kg×10N/kg＝24000N，
則在月球受到的重力：G′G24000N＝4000N；
（3）“嫦娥五號”上升器發動機做功：W＝Fs＝3000N×15×103m＝4.5×107J，
“嫦娥五號”上升器發動機的功率：P125000W。
答：（1）輕核聚變；
（2）著陸器停留在月球表面時受到的重力為4000N；
（3）“嫦娥五號”上升器發動機的功率為125000W。
18．（2022 上城區模擬）如圖，有一斜面高2.3米，質量為1千克鐵球從斜面的A點下滑，經B點再撞擊到水平面上C點的金屬塊。假設撞擊時鐵球的機械能有20%轉化成內能，并全部被鐵球吸收，（c鐵＝0.46×103焦耳/（千克 ℃），不計摩擦和空氣阻力），求：
（1）鐵球下滑到斜面底端時，重力所做功的大小；
（2）鐵球升高的溫度；
（3）換用2千克的鐵球重復上述實驗，請比較兩個鐵球分別從B點到撞擊C點金屬塊前所用時間的長短，并說明理由（勢能表達式：E勢＝mgh，動能表達式：）
【解答】解：（1）鐵球的重力：
G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N，
鐵球下滑到斜面底端的過程中，重力做功：
W＝Gh＝10N×2.3m＝23J；
（2）由于鐵球從斜面頂端無摩擦下滑，
所以該過程中鐵球的機械能沒有損失，則撞擊時鐵球的機械能等于最初的重力勢能，即W機＝W＝23J，
根據題意和Q＝cm△t可得，鐵球升高的溫度：
△t0.01℃
（3）設小球到達B點速度為v，由題意可知小球在從開始下滑致達到水平面的過程中機械能守恒，故：mgh，解得，
由題意可知小球在BC段做勻速直線運動，又因s、v都相等，根據速度公式可知時間相等。
答：（1）鐵球下滑到斜面底端時，重力所做功的大小為23J；
（2）鐵球升高的溫度為0.01℃；
（3）換用2千克的鐵球重復上述實驗，兩個鐵球分別從B點到撞擊C點金屬塊前所用時間相等。

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