資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
?.列舉能的多種形式(機械能、內能、電磁能、化學能、核能等)。
?.知道克服摩擦做功與物體
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)內能改變的關系;知道做功和熱傳遞是改變內能的兩種途徑;知道在熱傳遞(傳導、對流、輻射)過程中用熱量來量度內能的變化。
?.舉例說出化學能和內能的轉化;說明生物體能量來源及其轉化。
?.說出汽油機的工作過程;知道汽油機的能量轉化。
?.識別動能、重力勢能和彈性
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)勢能;知道動能大小跟質量、速度的定性關系;知道重力勢能大小跟物重、舉高高度的定性關系;知道彈性勢能大小跟彈性形變的定性關系;舉例說出動能和勢能的相互轉化。
?.描述機械能守恒的含義和條件;利用機械能守恒解釋簡單的現象。
?.知道裂變和鏈式反應;知道聚變和熱核反應;知道放射性及其應用;知道核電站是利用核裂變的原理來工作的。
?.舉例說出能量的轉化和守恒
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)定律;舉例說出能量的轉化與傳遞有一定的方向性;知道提高能量利用效率和節能的關系;通過對能量轉化與守恒發現史的學習,領悟科學思想和科學精神。
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知識點?　內能
1．能的多種形式
(1)能形式有機械能、內能、電磁能、化學能、核能、風能、水能、聲能等。
(2)改變物體內能的兩種途徑是
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)__做功____和__熱傳遞____。熱量表示內能的變化。內能是物體內所有分子熱運動的動能與分子勢能之和。對物體做功可使物體的內能__增加____，常見的做功方法有克服摩擦做功和壓縮氣體做功等。物體對外做功，物體的內能就會__減少____，常見的有氣體膨脹對外做功等。做功改變物體的內能，能的__形式____發生了轉化。熱傳遞就是熱(內能)從一個物體轉移到另一個物體。熱傳遞改變物體的內能，能的__形式____不變，只是內能從一個物體轉移到另一個物體。做功和熱傳遞在改變物體的內能上是__等效____的。
例題1、（2020秋?鄂城區期中）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)《舌尖上的中國》聚焦于普通人的家常菜，讓海內外觀眾領略了中華飲食之美。如圖所示，通過煎、炒、蒸、拌烹調的四種美食中所包含的物理知識，認識正確的是（　　）
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A．煎：煎鍋一般用鐵制造，主要是利用了鐵的比熱容大
B．炒：主要是通過做功的方式使藜蒿和臘肉的內能增加
C．蒸：是通過熱傳遞和高溫水蒸氣液化放熱，使榆錢飯含有的熱量增加
D．拌：香蔥和豆腐加入少許調料攪拌即可入味，說明分子在做無規則運動
【答案】D
【解答】解：A、煎鍋一般用鐵制造，主要是利用鐵具有良好的導熱性，故A錯誤；
B、炒主要是通過熱傳遞的方式使藜蒿和臘肉的內能增加，故B錯誤；
C、蒸是通過熱傳遞和高溫水蒸氣液化放熱，使榆錢飯蒸熟，熱量是過程量，不能說含有，故C錯誤；
D、香蔥和豆腐加入少許調料攪拌即可入味，說明了分子在做無規則運動，故D正確。
故選：D。
變式訓練：（2020秋?邗江區期中）夏天
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)中午海邊的沙子很熱但海水卻很涼；傍晚海邊的沙子較涼但海水卻較暖和。對此，同學們提出如下猜想：可能是沙子吸熱升溫或放熱降溫都比水快，為了比較水和沙子吸熱本領的大小，小明和小童所在的兩探究小組都做了如圖所示的實驗：
（1）他們在實驗前準備了火柴、酒精燈、燒杯、沙子、水、攪棒、鐵架臺、石棉網、溫度計、停表，除此之外，還需要的測量工具是　　。
（2）在加熱過程中，小明用攪棒不斷攪動的目的是　　；水和沙子吸熱的多少是通過　　（選填“溫度計示數”或“加熱時間”）來反映的。
（3）兩小組獲得的實驗結論分別是：①等質
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)量的沙子和水升高相同的溫度，加熱沙子的時間短；②等質量的沙子和水加熱相同的時間，沙子的溫度上升得多。你認為上述結論能驗證實驗猜想的是　　（選填“①”、“②”或“①和②”）
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【答案】（1）天平；（2）使被加熱的物體受熱均勻；加熱時間；（3）①和②。
【解答】解：（1）根據Q＝cm△t，必須控制變量，控制水和沙子的質量相同，就需要用天平。
（2）為了使沙子能均勻受熱，因使用攪拌棒進行
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)攪拌；由于是相同的酒精燈加熱，即沙子和水在相同的時間內吸收的熱量相等，所以可以利用加熱時間的長短來反映物體吸收熱量的多少。
（3）“等質量的沙子和水升高
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)相同的溫度，加熱沙子的時間短”，說明水的吸熱能力比沙子強。“等質量的沙子和水加熱相同的時間，沙子溫度上升得多”，同樣說明了水的吸熱能力比沙子強。因為均說明“沙子吸熱升溫或放熱降溫都比水快”，故兩條實驗結論均能驗證實驗猜想，故應選擇“①和②”。
故答案為：（1）天平；（2）使被加熱的物體受熱均勻；加熱時間；（3）①和②。
知識點?　化學能　汽油機
舉例說出化學能和內能的轉化
綠色植物以水和二氧化碳為
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)原料,通過光合作用合成有機物、釋放氧氣,將太陽能以化學能的形式儲存起來。有機物(食物)、燃料(煤、石油、天然氣等)都儲存著化學能。燃料燃燒時,儲存著的化學能以熱量的形式釋放,轉化為周圍物體的內能。食物消化時,儲存著的化學能以熱量的形式釋放。21
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說明生物體能量來源及其轉化
綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為化學能儲
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)存在植物體內的有機物中,生命活動所需的能量通過呼吸作用將體內的有機物分解,釋放能量。所以生物體的能量最終來自太陽能。?
汽油機
汽油機是常見的內燃機，一個
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)工作循環由__吸氣____沖程、__壓縮____沖程、__做功____沖程、__排氣____沖程這四個沖程組成。吸氣沖程吸進氣缸的是汽油和空氣混合物，壓縮沖程末火花塞點火，劇烈燃燒形成的高溫高壓氣體推動活塞做功。在一個工作循環中壓縮沖程的能量轉化是__機械能轉化為內能____，做功沖程能量轉化是__內能轉化為機械能____。
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
模型
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進氣門和排氣門
進氣門開排氣門關
進氣門關排氣門關
進氣門關排氣門關
進氣門關排氣門開
活塞運動
向下
向上
向下
向上
工作物質
汽油和空氣的混合物
油氣混合物被壓縮,溫度升高、壓強增大。當活塞移到汽缸頂部時,火花塞點火
油氣混合物被點燃,劇烈燃燒形成高溫高壓氣體
廢氣隨著活塞的上移而排出汽缸
做功情況
對內做功
對外做功
能量轉化情況
依靠飛輪慣性完成
機械能轉化為內能
內能轉化為機械能
依靠飛輪慣性完成
例題2、雙燃料汽車以天然氣或汽油作為燃料，以下說法正確的是（　　）
A．燃料的熱值越大，燃燒時放出的熱量越多
B．以天然氣為燃料，汽車發動機的效率可以達到100%
C．汽油與天然氣相比，燃燒時汽油對環境的污染較小
D．在壓縮沖程中，燃料混合物的溫度升高，內能增大
【答案】D
【解答】解：
A、由Q放＝mq可知，燃燒時放出的熱量與燃料的熱值和質量有關，故A錯誤；
B、以天然氣為燃料時，仍有熱散失、仍需克服摩擦做額外功，其機械效率不能達到100%，故B錯誤；
C、以汽油為燃料的汽車尾氣含有一氧化碳、氮氧化物等大氣污染物，燒天然氣排放少，污染小，故C錯誤；
D、在壓縮沖程中，對燃料混合物做功，使其溫度升高、內能增大，故D正確。
故選：D。
變式訓練：如圖所示是四沖程汽油機一個工作循環中的三個沖程，缺少的一個沖程的名稱及順序，下列判斷正確的是（　　）21教育網
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A．吸氣沖程，應在甲圖之前
B．壓縮沖程，應在甲、乙圖之間
C．做功沖程，應在乙、丙圖之間
D．排氣沖程，應在丙圖之后
【答案】C
【解答】解：
甲圖進氣門打開、排氣門都關閉，活塞由上向下運動，所以為吸氣沖程；
乙圖中進氣門、排氣門都關閉，活塞由下向上運動，所以為壓縮沖程；
丙圖進氣門關閉、排氣門打開，活塞由下向上運動，所以為排氣沖程；
綜上所述可以知道，在乙和丙之間補充做功沖程。
故選：C。
知識點?　機械能
(1)動能和勢能(重力勢能
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)和彈力勢能)以及決定它們大小的因素。物體由于__運動____所具有的能就是動能，它的大小與物體的__質量____和__速度____有關。勢能分為重力勢能和彈性勢能。處在一定高度的物體具有重力勢能，它的大小與物體的__質量____和所處的__高度____有關。彈性勢能是發生__彈性____形變的物體所具有的能，它的大小與物體的__形變程度____有關。21·cn·jy·com
(2)__動能____和
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)__勢能____統稱為機械能。動能和勢能可以相互轉化，在轉化過程中，如果只有重力做功，機械能的總量__保持不變____，這就是機械能守恒定律。
(3)機械能守恒現象：單
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)擺在擺動過程中如不計阻力，任一時刻的動能與勢能之和保持不變；一物塊從光滑的斜面下滑時，速度會越來越快，這是勢能不斷轉化為動能的緣故。
例題3、（2020秋?句容市期中）如圖甲所示
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使其做勻速直線運動，兩次拉動同一木塊得到的s﹣t圖象分別是圖乙中的圖線①、②。兩次對應的彈簧測力計示數分別為F1、F2，兩次拉力的功率分別為P1、P2，則（　　）www-2-1-cnjy-com
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A．F1＝F2
P1＞P2
B．F1＞F2
P1＞P2
C．F1＜F2
P1＝P2
D．F1＞F2
P1＝P2
【解答】解：
（1）由圖乙可知，兩次木塊都做勻速直
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)線運動，則拉力等于滑動摩擦力；同一個木塊對水平面的壓力一定，接觸面的粗糙程度相同，所以兩次木塊受到的滑動摩擦力大小相等，則兩次測力計的拉力也相等，即F1＝F2，故BCD錯誤；
（2）由s﹣t圖象可知，第①次木塊運
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)動的速度v較大，且兩次拉力的大小相等，由公式P＝Fv可知，第①次拉力的功率較大，即P1＞P2，故A正確。
故選：A。
變式訓練：（2020秋?江州區期中）如圖所示為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，鉤碼總重6N。
（1）實驗室要豎直向上　
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　拉動彈簧測力計，由圖中可知拉力大小為　
　N，將彈簧測力計向上移動15cm，則鉤碼上升高度為　
　cm，總功為　
　J，該輪滑組的機械效率為　
　；
（2）取下2個鉤碼，重做此實驗，此時滑輪組的機械效率將　
　（選填“增大”、“減小”或“不變”）。
【解答】解：（1）①實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數穩定，便于讀數；
②圖中彈簧測力計每一個大格代表1N，每一個小格代表0.2N，從小值往大值讀可得拉力大小為2.4N；
③由圖可知承擔物重的繩子股數n＝3，則鉤碼上升的高度h＝＝＝5cm；
④W有用＝Gh＝6N×0.05m＝0.3J，
W總＝Fs＝2.4N×0.15m＝0.36J；
滑輪組的機械效率：η＝＝×100%＝83.3%。
（2）取下2個鉤碼后，則所做的有用功減小，而額外功不變，所以有用功在總功所占的比例減小，則滑輪組的機械效率將減小。
故答案為：（1）勻速；2.4；5；0.3；0.36；83.3%；（2）減小。
知識點?　核能
(1)裂變和鏈式反應：核裂變是一個原子核__分裂成幾個原子核____的變化。能鎖鏈式地自行持續下去的核裂變反應叫做鏈式反應。
原子核在發生核裂變時，釋放出巨大的能量稱為__原子核____能，俗稱原子能。
(2)聚變和熱核反應：核聚
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)變是指由質量__小____的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下(如超高溫和高壓)，發生原子核互相__聚合____作用，生成新的質量較大的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。
地球上得到的太陽能是太陽的__熱核反應____釋放的能量。
化學變化中，原子核沒有發生變化。而核裂變和核聚變時原子核發生了變化，并釋放出巨大能量。
(3)核電站基本工作原理。
如果對裂變的鏈式反應不加控制，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)在極短時間(約百萬分之幾秒)會釋放出大量核能，發生猛烈爆炸，__原子____彈就是根據這個原理制成的。為便于和平利用核能，必須控制鏈式反應的速度，使核能緩慢而又平穩地釋放出來。__核反應堆____是能緩慢、平穩地釋放核能的裝置，核電站是利用__核裂變____產生的巨大能量發電的。能量轉化過程是核能→__內能____→__機械能____→電能。
(4)放射線是指原子核發生變化時放射出
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)來的粒子流，一般有三種：__α射線____、__β射線____、__γ射線____。進一步研究表明，α粒子就是氦原子核，帶__正____電，β粒子就是電子，帶__負____電，γ射線是一種__電磁波____，不帶電。比較它們的穿透本領：__γ____射線最強，__α____射線最弱。
(5)放射性應用廣泛，主
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)要有：檢查金屬內部的__損傷____；α射線可使放射源周圍的空氣電離，從而消除靜電積累；放射線能引起生物體內DNA的突變，用于農業上的__育種____、滅蟲等。放射性還可用于醫療。21
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例題4、（2020?甘孜州）關于原子核和核能，下列說法正確的是（　　）
A．核反應堆發生的是可控鏈式反應
B．核能是可再生能源也是二次能源
C．原子核占據了原子的大部分空間
D．原子核是由電子組成的
【解答】解：A、核反應堆是利用原子核發生裂變釋放能量來工作的，核反應堆中發生的是可控鏈式反應，故A正確；
B、核能源于核礦石內的能量，核礦石屬于礦產資源，而礦產資源屬于非可再生資源，所以它是不可再生能源，并且是一次能源，故B不正確；
C、原子核居于原子的中心，幾乎集中了原子的全部質量，但體積很小，故C不正確；
D、原子核是由質子和中子組成的，故D不正確。
故選：A。
變式訓練：中國是少數幾個能生產核潛艇的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)國家，中國的094型核潛艇排水量為9000t，搭載了16枚射程為11000km的“巨浪﹣2’型戰略彈道導彈”，是中國二次核反擊的中堅力量，是應對核動力航空母艦的最有力武器。對此分析正確的是（g＝10N/kg）（　　）
A．核潛艇中的核反應堆是利用核聚變來產生能量的
B．該型潛艇浸沒在水中后，受到的浮力為
9×104N
C．核潛艇的動力主要是將核能最終轉化為的機械能
D．核潛艇浸沒在水中后，加速下潛的過程中重力小于浮力
【解答】解：
A、核潛艇是利用可控的核裂變來進行工作的，故A錯誤；
B、核潛艇在水下時，由阿基米德原理可知，核潛艇受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝9000×103kg×10N/kg＝9×107N，故B錯誤；2·1·c·n·j·y
C、核潛艇是利用核能獲得動力的，由此可知，核潛艇主要是將核能轉化為的機械能，故C正確；
D、物體在液體中的浮沉條件可知，核潛艇浸沒在水中后，加速下潛的過程中重力大于浮力，故D錯誤。
故選：C。
知識點?　能量的轉化與守恒
2．能的轉化與傳遞有一定的方向性
(1)能的轉化和守恒定律。
能量既不會__消失____，也不會__創生
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)____，它只會從一種形式轉化為__另一種形式____，或者從一個物體轉移到__另一個____物體，而在轉化和轉移中，能量的總量__保持不變____。www.21-cn-jy.com
(2)能量的轉化和傳遞有一定的方向性。
主要表現：熱傳導的過程可以向一個方向自發
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)地進行(熱量從__高溫____物體自發地傳給__低溫____物體)；但向相反的方向不會自發地產生(熱量不會自發地從低溫物體傳給高溫物體)，只有借助外界的幫助才能進行(像電冰箱要有壓縮機參與工作，才能把熱量從冰箱內低溫處轉移到箱外高溫處)。通過摩擦使功轉變為熱的過程是有方向性的，絕對不會發生相反的過程：即物體自動地降低溫度而對外做功。機械能可以全部轉化為內能，但內能卻不能全部轉化成機械能，同時不引起其他變化。
(3)通過對能量轉化和守恒定律發現史的學
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)習，領略科學思想和科學精神。能量可以從一種形式轉化為另一種形式，能量可以從一個物體轉移到另一個物體，而能的總量總是保持不變，所以不損耗能量的永動機是不可能制造出來的。
3．能源
地球上能量的主要來源是__太陽____。
4．能源的利用
(1)人類的生存和社會的發展需要能源，而
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)地球上的煤、石油、天然氣等能源是有限的，且煤、石油、天然氣等化石能源大量使用也對環境造成了酸雨、可吸入顆粒物、光化學煙霧等污染及溫室效應。隨著經濟持續高速發展，我國長期能源形勢十分嚴峻，能源必須合理利用，要大力開發利用環保的清潔能源，如太陽能、風能、水能、氫能源等，處理好能源與社會的關系才能實現社會可持續發展。【版權所有：21教育】
(2)節約能源、提高效率是每個公民的責任。我們要從自己做起，節約用電、節約用水，提倡乘公交車或騎自行車等。21教育名師原創作品
例題5、如圖所示是一種設想中的永
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)動機，它通過高處的水沖擊葉片，葉片轉動對外做功。同時帶動抽水器從低處將水抽到高處，從而循環工作。下面關于這款永動機的分析，說法中正確的是（　　）
A．這一設想不符合能量守恒定律
B．這款永動機可以在現實中推廣
C．這款永動機利用內能對外做功
D．高處水下落過程中機械能守恒
【解答】解：設想中的永動機
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)不能一直工作下去，因為抽水器在工作過程中，有部分機械能會轉化為內能，即機械能會逐漸減少，根據能量守恒定律，最后會停止工作；永動機違背了能量守恒定律，故A正確，BCD錯誤。21·世紀
教育網
故選：A。
變式訓練：如圖所示，是中國科技館“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)水能”展品。通過壓水裝置把質量相同的水提到不同的高度，水落下時帶動水輪機發電，使LED燈亮起來。下列說法正確的是（　　）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．水能是不可再生能源
B．水力發電是將電能轉化成機械能
C．水位越高，發電量越大
D．水被提升的高度越高，對其做功的功率越大
【解答】解：
A、水能可以從自然界源源不斷的得到補充，是可再生能源，故A錯誤；
B、水力發電機工作時，將水的機械能轉化為電能，而不是將電能轉化成機械能，故B錯誤；
C、水位越高，水具有的機械能越大，轉化得到的電能越多，則發電量越大，故C正確；
D、由題知，把質量相同的水提
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)到不同的高度，水被提升的高度越高時，由W＝Gh可知，對水做的功越多，由于做功時間未知，所以不能確定功率的大小，故D錯誤。
故選：C。
1．（2020?岱岳區三模
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)）王瑞同學體重為500N，如圖甲為該同學在操場上練習爬桿示意圖，在某次爬桿訓練中，沿桿豎直向上運動的v﹣t圖象如圖乙所示，下列判斷正確的是（　　）
①0﹣6s時間內，受到摩擦力大小為500N
②6﹣15s時間內運動速度為0.6m/s
③6﹣15s時間內，克服重力做功的功率是300W
④15g﹣18s時間內勻速下滑
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．②③
B．①③
C．①②
D．②③④
【解答】解：①0﹣6s時間內，王瑞同學做加速運動，受到的摩擦力大于重力，即受到摩擦力為大于500N，故①錯誤；
②由圖象知，6s至15s時間內，王瑞同學沿桿向上做勻速直線運動，速度為0.6m/s，故②正確；
在6﹣15s內，小明沿桿豎直向上做勻速直線運動，在豎直方向上受到的重力和摩擦力是一對平衡力，
功率P＝＝＝Fv＝Gv＝500N×0.6m/s＝300W，故③正確；
④由圖象知，15s至18s時間內，王瑞同學做減速運動，故④錯誤。
故選：A。
2．（2020?莒縣模擬）關于能源，下列說法中正確的是（　　）
A．能量的轉化和轉移，都是有方向性的
B．核電站的核心設備是反應堆，反應堆利用聚變產生內能
C．太陽每時每刻都發生著劇烈的核裂變，以提供向外輻射的能量
D．火電廠提供的電能是二次能源，太陽能發電提供的電能是一次能源
【解答】解：
A、內能不能自動地從低溫物體轉移到高溫物
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)體；汽車制動時，由于摩擦，動能轉化為內能，這些內能不能自動地用來再次開動汽車，這些例子都說明了能量的轉化和轉移具有方向性，故A正確；
B、目前的核電站都是利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發電的，故B錯誤；
C、太陽釋放出的巨大能量來源于太陽核心的聚變，故C錯誤；
D、火電廠提供的電能是二次能源，太陽能發電是利用太陽能轉化為電能，是二次能源，故D錯誤。
故選：A。
3．（2020?岱岳區三模）如圖所
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖。已知井深12m，物體質量為200kg，密度為5×103kg/m3，汽車重為3×104N，汽車受到的阻力恒為車重的0.05倍，汽車以0.6m/s的速度勻速前進，物體完全浸沒在水中時滑輪組的機械效率80%（不計摩擦、繩重），g取10N/kg，下列說法正確的是（　　）
①將物體提至井口需要20s
②物體離開水面后汽車發動機的輸出功率為1380W
③汽車牽引力大小為1500N
④物體完全離開水面后滑輪組機械效率約為83.3%
A．②④
B．①③
C．②③
D．①②④
【解答】解：
①井深h＝12m，由圖知，n＝3，拉力端移動距離，即將物體提至井口汽車行駛距離s＝3h＝3×12m＝36m，
由v＝可得需要的時間：
t＝＝＝60s，故①錯誤；
②物體重力G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N，
由ρ＝可得物體的體積：
V＝＝＝0.04m3，
物體浸沒水中排開水的體積V排＝V＝0.04m3，
物體受到的浮力：
F浮＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×0.04m3×10N/kg＝400N，
不計繩重、摩擦，滑輪組的機械效率：
η1＝＝＝＝＝80%，
解得動滑輪重力：
G動＝400N；
物體離開水面后汽車對滑輪組的拉力：
F拉＝（G+G動）＝（2000N+400N）＝800N，
汽車受到的阻力：
f＝0.05G車＝0.05×3×104N＝1500N，
因為汽車向右勻速運動，
所以此時汽車的牽引力：
F牽＝F拉+f＝800N+1500N＝2300N，
汽車發動機的輸出功率：
P＝＝＝Fv＝2300N×0.6m/s＝1380W，故②正確；
③物體從浸沒水中、露出水面、脫離水面，汽車的牽引力大小在變化，故③錯誤；
④不計繩重、摩擦，物體脫離水面后，滑輪組的機械效率：
η2＝＝＝＝×100%≈83.3%，故④正確。
故選：A。
4．（2020?泰山區二模）如圖所示。對于下列實驗中所描述的物理過程分析正確的是（　　）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
①圖甲中試管內的水蒸氣推動塞子沖出去時，水蒸氣對瓶塞做功，水蒸氣的內能減小
②圖乙中長時間壓在一起的的鉛板和金板互相滲入，這是擴散現象
③圖丙中兩個底面削平的鉛塊緊壓在一起后能吊住重物，說明分子間存在引力
④圖丁中利用相同的電加熱器分別加熱質量、初溫均相同的水和食用油相同時間，若水的溫度變化大，說明水的比熱容比食用油的比熱容大【來源：21·世紀·教育·網】
A．只有①②③正確
B．只有②③④正確
C．只有①③正確
D．只有②④正確
【解答】解：①、甲圖中試管內的水蒸氣推動塞子沖出時，水蒸氣對塞子做功，水蒸氣的內能減少，溫度降低，故①正確；
②、圖乙中長時間壓在一起的鉛板和金板互相滲入，這種現象是擴散現象，故②正確；
③、圖丙中兩個底面削平的鉛塊緊壓在一起后能吊住重物，說明分子間存在相互作用的引力，故③正確；
④、用相同的酒精燈分別加熱質量、初溫均相同的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)水和食用油相同時間，水和食用油吸收的熱量相同，若水的溫度變化大，說明水的比熱容比食用油小，故④錯誤。
故選：A。
5．（2020?橋西區校
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)級一模）如圖所示是汽油機工作的　
　沖程。為了能夠及時將汽油機工作時所產生的大量的熱量帶走，通常采用水循環的方式，這是利用水　
　的特性。水箱中2.5kg的水溫度升高了20℃，這些水吸收的熱量為　
　J，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。
【解答】解：（1）由圖可知，進氣門關閉，排氣門打開，并且活塞向上運動，所以是排氣沖程；
（2）汽車的散熱器可用水做冷卻劑，是因為水的比熱容比較大，在升高相同的溫度時可以吸收更多的熱量，降低發動機的溫度。
（3）水吸收的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×2.5kg×20℃＝2.1×105J。
故答案為：排氣；比熱容大；2.1×105。
6．（2020?廣州二模）如
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)圖所示，一個重為100N的物體在拉力F＝150N的作用下，從a點沿斜面勻速向上運動到c點的過程，斜面的機械效率為40%，則物體從a點勻速運動到b點過程：
（1）拉力做的功是　
　J。
（2）斜面對物體的摩擦力　
　（選填“＞”“＝”“＜”）拉力。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：
（1）物體從a點勻速運動到b點過程中，物體升高的高度hab＝5m，
拉力做的有用功：
W有＝Ghab＝100N×5m＝500J；
由η＝可得拉力做的總功：
W總＝＝＝1250J；
（2）使用斜面克服摩擦力做功：
W額＝W總﹣W有＝W總﹣η×W總＝Fsab﹣η×Fsab＝（1﹣η）Fsab，
由W額＝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；
故答案為：（1）1250；（2）＜。
7．（2020?南湖區二模）如圖1所示，小明用水平推力F把木塊沿水平地面向前推動。此過程中，推力F和木塊前進的速度v的大小隨時間t的變化情況分別如圖2甲、乙所示。求：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）第1s內木塊受到的摩擦力是　
　。
（2）第3s～5s內，推力對木塊所做的功　
　。
【解答】解：
（1）由乙圖知在第1s內木塊靜止，木
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)塊在水平方向上受到的推力與摩擦力是一對平衡力，大小相等；由甲圖知第1s內的推力為100N，故f＝F＝100N；
（2）由圖2知在3s～5s內，推力F′＝200N，速度v＝1m/s，
由得在3s～5s內木塊移動的距離為：s＝vt＝1m/s×2s＝2m，
該過程中推力對木塊做的功為：W＝F′s＝200N×2m＝400J；
故答案為：100N；400J。
8．（2017秋?越城區校級月考）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)小明利用如圖實驗來研究物體動能大小與哪些因素有關。讓質量不同的鋼球從斜面上同一高度釋放，鋼球運動到斜面底部，推動木塊運動一段距離后停下。實驗數據見表：【來源：21cnj
y.co
m】
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
實驗次數
鋼球質量m（克）
鋼球到達斜面底部時的速度v（米/秒）
木塊移動的距離s（厘米）
1
20
1.8
30
2
40
1.8
59
3
60
1.8
87
（1）表格中的實驗數據說明了鋼球的動能大小與　
　有關；
（2）小明對如何判斷鋼球的動能大小進行深入思考后認為：可以通過比較　
　來反映鋼球對木塊做功的多少，從而判斷鋼球動能的大小；
（3）小明又做了后續實驗，如圖A
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)OB是光滑軌道，A點的高度H大于B點的高度，讓小球從A點由靜止開始自由滑下，沿軌道AOB到達B點后離開（不計空氣阻力）。則小球離開B點后的運動軌跡最符合實際的是　
　。
A．a
B．b
C．c
D．d
【解答】解：
（1）由表格中的實驗數據可知，鋼球到達斜面底部的速度相等，鋼球的質量不同，三次實驗是為了探究鋼球的動能大小跟鋼球質量的關系；
（2）該實驗中，通過觀察木塊被撞擊后運動距離的大小來反映鋼球對木塊做功的多少，從而間接判斷鋼球動能的大小；
（3）由題知，AOB是光滑軌道，不計空氣阻力，則小球的機械能守恒；
小球從A點由靜止滑下，所以小球的機械能等于A點時的重力勢能，整個過程中，機械能守恒，a軌跡的最高點超過了A點的高度，故a不可能；
b軌跡的最高點與A點的高度相同，而在最高點時，小球仍具有向右的速度，所以b軌跡的機械能大于A點的機械能，故b不可能；
c軌跡的最高點低于A點，由于在最高點時小球仍運動，其機械能可能與開始時的機械能相等，故c符合實際；
小球離開軌道時，由于慣性，應具有沿軌道方向向上運動的速度，即小球做斜上拋運動，故d不可能。
故答案為：（1）鋼球質量；（2）木塊移動的距離；（3）C。
9．電動自行車已成為大眾化的一種交通工
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)具。在使用時人們經常遇到的問題是：一次性充滿電后行駛不能達到說明書上的里程數。為探明原因，小明用家里的電動自行車進行了測試。他騎車在平直的路面上由靜止開始運動，獲得如圖甲、乙所示的速度隨時間變化的關系圖象和牽引力隨時間變化的關系圖象。
（1）由圖甲可知電動自行車的運動特點是：　
　。
負重（kg）
60
80
100
120
140
一次充電連續行駛里程（km）
20
16.7
14.3
12.5
11.1
（2）7﹣12s它受到的摩擦力為　
　N，此過程中若電動自行車勻速行駛100m，則它克服摩擦力做功是　
J，功率　
　W。
（3）小明又在不同負重情況下沿同一路面進
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)行了測試，得到了一次充滿電的最大行駛里程如下表，由此可以看出最大行駛里程與負重的關系是　
　。你認為產生這種現象的原因是　
　。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：
（1）由速度﹣時間圖象可知，電動自行車的運動特點是先加速、后勻速；
（2）由牽引力﹣時間圖象可知，在7～12s牽引力大小F＝35N，
因為在7～12s勻速運動，所以摩擦力f＝F＝35N；
電動自行車勻速行駛100m克服摩擦力做的功：W＝fs＝35N×100m＝3500J；
由甲圖可知，電動自行車勻速運動的速度為6m/s，
則它克服摩擦力做功的功率：P＝fv＝35N×6m/s＝210W；
（3）由表中數據得出電動自行車負重越重，一次充滿電行駛的最大里程越短；因為電動自行車負重越重，克服摩擦力做功越多（摩擦力增大）。21世紀教育網版權所有
故答案為：（1）先加速后勻速；（
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)2）35；3500；210；（3）負重越重，一次充滿電行駛的最大里程越短；負重越重，克服摩擦力做功越多（摩擦力增大）。
10．（2020?順德區模擬
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)）發動機是汽車的核心部件，發動機的質量決定了整車的性能和品質。某臺以92號汽油為燃料的汽車，其發動機的相關數據如下表所示，表中空燃比指汽缸內空氣和燃油的質量比。
1min內完成的工作循環數
2400個
汽缸內汽油和空氣混合氣體的密度
1.4kg/m3
汽缸的工作容機
2L
汽油的熱值
4.6×107J/kg
發動機最大功率
73.6kW
空燃比
13：1
（1）如圖所示，內燃機一個工作循環包括四
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)個沖程，四個沖程的順序是乙→
　→　　→丙；　
　沖程內燃機給汽車提供動力，其它三個沖程靠　
　完成。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（2）當發動機的功率最大時，汽車的速度為120km/h，汽車保持最大功率行駛1min內做的有用功是多少？
（3）汽車完成一個工作循環時，氣缸內汽油
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)和空氣混合氣體的質量是　2.8×10﹣3　kg，當汽車保持發動機最大功率勻速駛時，發動機的效率是　20%　。
【解答】解：
（1）甲中的兩個氣閥都關閉，活塞向上運動，所以為壓縮沖程，是第二沖程；
乙中的進氣閥打開，活塞向下運動，所以為吸氣沖程，是第一沖程；
丙中的排氣閥打開，活塞向上運動，所以為排氣沖程，是第四沖程；
丁中的兩個氣閥都關閉，活塞下運動，所以為做功沖程，是第三沖程；
故一個汽缸正常工作四個沖程的順序是：乙甲丁丙；
其中做功沖程（即圖丁）中內燃機給汽車提供動力，此沖程中能量的轉化是內能轉化為機械能；其它三個沖程依靠飛輪慣性完成；21cnjy.com
（2）發動機的最大輸出功率P＝73.6kW＝7.36×104W，時間t＝1min＝60s，
由P＝得，汽車1min內做的有用功
W有＝Pt＝7.36×104W×60s＝4.416×106J；
（3）汽缸內汽油和空氣混合氣體的體積等于汽缸的工作容積，
即V＝V容＝2L＝2×10﹣3m，
由ρ＝得，汽油和空氣混合氣體的質量：
m＝ρV＝1.4kg/m3×2×10﹣3m3＝2.8×10﹣3kg，
已知空燃比是13：1，則吸入汽油的質量：m汽油＝m＝×2.8×10﹣3kg＝2×10﹣4kg，
完成一個工作循環時，汽油燃燒釋放的熱量：
Q放＝m汽油q＝2×10﹣4kg×4.6×107J/kg＝9.2×103J；
1min內完成的工作循環數是2400個，
則1min內汽油燃燒釋放的熱量：Q放′＝2400Q放＝2400×9.2×103J＝2.208×107J；
發動機的效率：η＝＝×100%＝20%。
故答案為：（1）甲；丁；丁；飛輪慣性；（2）汽車1min內做的有用功是4.416×106J；（3）2.8×10﹣3；20%。2-1-c-n-j-y
1．（2020?鄂爾多斯）公交車給人們的出行帶來了便利。下列對公交車的有關分析，正確的是（　　）
A．在牽引力的作用下行駛，說明力是使物體運動的原因
B．水平運動過程中，重力不做功
C．使用寬大的輪胎是為了減小對地面的壓力
D．公交車內的乘客相對車是運動的
【解答】解：
A、物體的運動不需要力，力是改變物體運動狀態的原因，故A錯誤；
B、水平運動過程中，物體沒有在重力的方向上通過距離，所以重力不做功，故B正確；
C、汽車上裝有既多又寬的輪胎，是在壓力一定時，通過增大受力面積來減小壓強，故C錯誤；
D、公交車內坐著的乘客相對于車沒有位置的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)變化，則乘客是靜止的；但正在車內走動的乘客，相對于車有位置的變化，此時乘客是運動的；因題目條件不明，故D錯誤。
故選：B。
2．（2020?綿陽）高空中形成的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)雨滴在重力和空氣阻力的共同作用下，開始下落的一段時間速度越來越大，落到地面前一段時間勻速下落。雨滴在空中下落的整個過程中（　　）
A．動能一直增大，機械能守恒
B．動能先增大后不變，機械能守恒
C．動能先增大后不變，機械能一直減小
D．動能先減小后不變，機械能一直減小
【解答】解：
雨滴在下落過程中，其質量不變；由題知，雨滴的速度先增大后不變，故雨滴的動能先增大后不變；
雨滴在下落過程中，要克服空氣阻力做功，其機械能會一直變小，故C正確，ABD錯誤；
故選：C.
3．（2020?陜西）按要求填空。
（1）如圖﹣1，要使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向　
　調。
（2）如圖﹣2，用蠟燭B找
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)到并確定蠟燭A的像的位置后，在像的位置豎直放一張白卡片，不能從白卡片上直接觀察到蠟燭A的像表明平面鏡所成的像是　
　像。
（3）如圖﹣3是探究不同物質吸熱
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)升溫現象的實驗裝置。將質量和初溫都相同的a、b兩種液體，分別裝入鴛鴦鍋左右兩側鍋體中（中間隔擋加裝了隔熱層），用電磁爐加熱。該裝置可以較好地控制a、b兩種液體在相同加熱時間內　
　相同。加熱時，若a液體升溫較快，則表明　
　（選填“a”或“b”）液體吸熱本領較強，比熱容較大。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：（1）如圖甲，杠桿的右端上翹，要使杠桿在水平位置平衡，平衡螺母向上翹的右端移動；
（2）實驗過程中，用一張白卡片豎直放在像的位置，直接觀察卡片，發現不能看到像，說明平面鏡所成的像是虛像；【出處：21教育名師】
（3）用相同的加熱器加熱，在相同時間內吸收的熱量是相同的；加熱時，若a液體升溫較快，則表明a的吸熱能力小，b的吸熱能力大。
故答案為：（1）右；（2）虛像；（3）吸收的熱量；b。
4．（2020?揚州）閱讀短文，回答問題。
2019年12月17日，我國第一艘國產航母“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)山東艦”交付海軍。據公開資料顯示，“山東艦”艦身長315米，艦寬約75米，滿載排水量在6萬噸左右，至少可以搭載36架殲﹣﹣15艦載機。航母飛行甲板傾角為12°，艦載機起飛的飛行仰角為14°。
“山東艦”是典型的常規動力航母，采
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)用了全新的動力組，“山東艦”的燃料儲備量達到了13000噸，若以20節航速航行，每天大約消耗1100噸燃料。
如表為殲﹣﹣15主要參數（g取10N/kg）
空重
17500kg
空載起飛距離
105m
正常起飛重量
27000kg
滿載起飛距離
195m
最大起飛重量
32500kg
發動機
2×WS﹣10加力渦扇發動機
爬升率
325米/秒
正常起飛推力
2×117600N
最大速度
2.4馬赫
應急起飛最大推力
2×125400N
（1）若航母正常航行時發動機的功率為1.5×105kW，速度為36km/h，則牽引力為　
　N，經過2h航行距離為　
　m。
（2）殲15空載正常起飛時，從啟動到
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)離開飛行甲板的過程中，飛機的動能　
　、重力勢能　
　，該過程中飛機發動機推力所做的功為　
　J。
（3）航母飛行甲板傾角為12°，艦載機起飛時飛行仰角約為14°，這樣設計的目的是　
　。
（4）若你是航母設計師，請你對國產航母提出一條改進意見：　
　。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：
（1）航母正常航行時發動機的功率P＝1.5×105kW＝1.5×108W，速度v＝36km/h＝10m/s，
由P＝＝＝Fv可得，航母正常航行時發動機的牽引力：
F＝＝＝1.5×107N；
由v＝可得，經過2h航行距離：
s＝vt＝36km/h×2h＝72km＝7.2×104m；
（2）殲15空載正常起飛時，從啟動到離開飛行甲板的過程中，
飛機的質量不變，速度變大，高度增加，則飛機的動能增大、重力勢能增大，
該過程中飛機發動機推力所做的功：
W＝F′s′＝2×117600N×105m＝2.4696×107J；
（3）艦載機的升力是根據流體壓強與流速的關系來獲得的，航母飛行甲板傾角為12°，艦載機起飛時飛行仰角約為14°，
這樣設計可以在相同時間內，上方空氣通過的路程較長，速度較大，
根據流體壓強與流速的關系：流速越大，壓強越小可知，艦載機在較短的距離內獲得較大的升力，從而便于艦載機起飛；
（4）由題意可知，“山東艦”的燃料儲備量大，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)且每天以20節航速航行時的消耗量非常大，不利于航母的續航，為了提高航母的續航能力能源可以改為核動力。
故答案為：（1）1.5×107；7
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?).2×104；（2）增大；增大；2.4696×107；（3）艦載機在較短的距離內獲得較大的升力便于起飛；（4）常規動力航母改建成核動力航母。
5．（2020?紹興）2020年5月
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)27日，中國珠峰高程測量登山隊從北坡成功登頂，圓滿完成峰頂測量任務，億萬民眾共同見證這一極限挑戰，激起國人滿腔豪情。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）登頂的一大難關是“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)第二臺階”，這段垂直高度4米的巖壁上架著“中國梯”（圖甲），登山隊員的質量為75千克，爬完巖壁至少需要克服重力做功多少焦耳？
（2）科學家在珠峰底部設立了多個觀測點（圖乙）來測量珠峰高度的目的是　
　。
（3）受到測量珠峰高度的啟發，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)小敏用激光筆來測量校內的旗桿高度（圖丙）；打開激光筆開關，讓激光對準旗桿的頂端，要測算出旗桿高度H，需測出的數據有　
。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：（1）登山隊員的重力：
G＝mg＝75kg×10N/kg＝750N，
爬完巖壁做功：
W＝Gh＝750N×4m＝3000J；
（2）科學家在珠峰底都設立了多個觀測點來測量珠峰高度的目的是多次測量求平均值減小誤差；
（3）要測算出旗桿高度H，利用相似三角形對應邊的比等于相似比，則＝，因此需測出的數據有
AB、AC、OB。
答：（1）爬完巖壁至少需要克服重力做功3000J；（2）多次測量求平均值減小誤差；（3）AB、AC、OB；。
第17講　能量的轉化和守恒
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精品試卷·第
2
頁
（共
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頁）
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?.列舉能的多種形式(機械能、內能、電磁能、化學能、核能等)。
?.知道克服摩擦做功與物
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)體內能改變的關系;知道做功和熱傳遞是改變內能的兩種途徑;知道在熱傳遞(傳導、對流、輻射)過程中用熱量來量度內能的變化。21
cnjy
com
?.舉例說出化學能和內能的轉化;說明生物體能量來源及其轉化。
?.說出汽油機的工作過程;知道汽油機的能量轉化。
?.識別動能、重力勢能和彈
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)性勢能;知道動能大小跟質量、速度的定性關系;知道重力勢能大小跟物重、舉高高度的定性關系;知道彈性勢能大小跟彈性形變的定性關系;舉例說出動能和勢能的相互轉化。【版權所有：21教育】
?.描述機械能守恒的含義和條件;利用機械能守恒解釋簡單的現象。
?.知道裂變和鏈式反應;知道聚變和熱核反應;知道放射性及其應用;知道核電站是利用核裂變的原理來工作的。
?.舉例說出能量的轉化和守恒定律
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?);舉例說出能量的轉化與傳遞有一定的方向性;知道提高能量利用效率和節能的關系;通過對能量轉化與守恒發現史的學習,領悟科學思想和科學精神。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
知識點?　內能
1．能的多種形式
(1)能形式有機械能、內能、電磁能、化學能、核能、風能、水能、聲能等。
(2)改變物體內能的兩種途徑是______和______。熱量表示內能的變化。內能是物體內所有分子熱運動的動能與分子勢能之和。對物體做功可使物體的內能______，常見的做功方法有克服摩擦做功和壓縮氣體做功等。物體對外做功，物體的內能就會______，常見的有氣體膨脹對外做功等。做功改變物體的內能，能的______發生了轉化。熱傳遞就是熱(內能)從一個物體轉移到另一個物體。熱傳遞改變物體的內能，能的______不變，只是內能從一個物體轉移到另一個物體。做功和熱傳遞在改變物體的內能上是______的。
例題1、（2020秋?鄂城區期中）《舌
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)尖上的中國》聚焦于普通人的家常菜，讓海內外觀眾領略了中華飲食之美。如圖所示，通過煎、炒、蒸、拌烹調的四種美食中所包含的物理知識，認識正確的是（　　）21·cn·jy·com
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．煎：煎鍋一般用鐵制造，主要是利用了鐵的比熱容大
B．炒：主要是通過做功的方式使藜蒿和臘肉的內能增加
C．蒸：是通過熱傳遞和高溫水蒸氣液化放熱，使榆錢飯含有的熱量增加
D．拌：香蔥和豆腐加入少許調料攪拌即可入味，說明分子在做無規則運動
變式訓練：（2020秋?邗江
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)區期中）夏天中午海邊的沙子很熱但海水卻很涼；傍晚海邊的沙子較涼但海水卻較暖和。對此，同學們提出如下猜想：可能是沙子吸熱升溫或放熱降溫都比水快，為了比較水和沙子吸熱本領的大小，小明和小童所在的兩探究小組都做了如圖所示的實驗：
（1）他們在實驗前準備了火柴、酒精燈、燒杯、沙子、水、攪棒、鐵架臺、石棉網、溫度計、停表，除此之外，還需要的測量工具是　　。
（2）在加熱過程中，小明用攪棒不斷攪動的目的是　　；水和沙子吸熱的多少是通過　　（選填“溫度計示數”或“加熱時間”）來反映的。
（3）兩小組獲得的實驗結論分別是
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)：①等質量的沙子和水升高相同的溫度，加熱沙子的時間短；②等質量的沙子和水加熱相同的時間，沙子的溫度上升得多。你認為上述結論能驗證實驗猜想的是　　（選填“①”、“②”或“①和②”）
知識點?　化學能　汽油機
舉例說出化學能和內能的轉化
綠色植物以水和二氧化碳為原料,通過光合作用
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)合成有機物、釋放氧氣,將太陽能以化學能的形式儲存起來。有機物(食物)、燃料(煤、石油、天然氣等)都儲存著化學能。燃料燃燒時,儲存著的化學能以熱量的形式釋放,轉化為周圍物體的內能。食物消化時,儲存著的化學能以熱量的形式釋放。
說明生物體能量來源及其轉化
綠色植物通過光合作用將太陽能轉化
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)為化學能儲存在植物體內的有機物中,生命活動所需的能量通過呼吸作用將體內的有機物分解,釋放能量。所以生物體的能量最終來自
。?
汽油機
汽油機是常見的內燃機，一個工
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)作循環由_____沖程、__
____沖程、__
____沖程、______沖程這四個沖程組成。吸氣沖程吸進氣缸的是汽油和空氣混合物，壓縮沖程末火花塞點火，劇烈燃燒形成的高溫高壓氣體推動活塞做功。在一個工作循環中壓縮沖程的能量轉化____，做功沖程能量轉化是__
____。
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
模型
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
進氣門和排氣門
進氣門開排氣門關
進氣門關排氣門關
進氣門關排氣門關
進氣門關排氣門開
活塞運動
向下
向上
向下
向上
工作物質
汽油和空氣的混合物
油氣混合物被壓縮,溫度升高、壓強增大。當活塞移到汽缸頂部時,火花塞點火
油氣混合物被點燃,劇烈燃燒形成高溫高壓氣體
廢氣隨著活塞的上移而排出汽缸
做功情況
對內做功
對外做功
能量轉化情況
依靠飛輪慣性完成
機械能轉化為內能
內能轉化為機械能
依靠飛輪慣性完成
例題2、雙燃料汽車以天然氣或汽油作為燃料，以下說法正確的是（　　）
A．燃料的熱值越大，燃燒時放出的熱量越多
B．以天然氣為燃料，汽車發動機的效率可以達到100%
C．汽油與天然氣相比，燃燒時汽油對環境的污染較小
D．在壓縮沖程中，燃料混合物的溫度升高，內能增大
變式訓練：如圖所示是四沖程汽油機一個工作循環中的三個沖程，缺少的一個沖程的名稱及順序，下列判斷正確的是（　　）2·1·c·n·j·y
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．吸氣沖程，應在甲圖之前
B．壓縮沖程，應在甲、乙圖之間
C．做功沖程，應在乙、丙圖之間
D．排氣沖程，應在丙圖之后
知識點?　機械能
(1)動能和勢能(重力勢能和彈力
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)勢能)以及決定它們大小的因素。物體由于______所具有的能就是動能，它的大小與物體的______和______有關。勢能分為重力勢能和彈性勢能。處在一定高度的物體具有重力勢能，它的大小與物體的______和所處的______有關。彈性勢能是發生______形變的物體所具有的能，它的大小與物體的______有關。
(2)______和______統稱為
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)機械能。動能和勢能可以相互轉化，在轉化過程中，如果只有重力做功，機械能的總量______，這就是機械能守恒定律。21
cnjy
com
(3)機械能守恒現象：單擺在擺動過程中如
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)不計阻力，任一時刻的動能與勢能之和保持不變；一物塊從光滑的斜面下滑時，速度會越來越快，這是勢能不斷轉化為動能的緣故。
例題3、（2020秋?句容市期
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)中）如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使其做勻速直線運動，兩次拉動同一木塊得到的s﹣t圖象分別是圖乙中的圖線①、②。兩次對應的彈簧測力計示數分別為F1、F2，兩次拉力的功率分別為P1、P2，則（　　）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
變式訓練：（2020秋?江州區期中）如圖所示為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，鉤碼總重6N。
（1）實驗室要豎直向上__________
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)拉動彈簧測力計，由圖中可知拉力大小為　
　N，將彈簧測力計向上移動15cm，則鉤碼上升高度為　
　cm，總功為　
　J，該輪滑組的機械效率為　
　；21世紀教育網版權所有
（2）取下2個鉤碼，重做此實驗，此時滑輪組的機械效率將　
　（選填“增大”、“減小”或“不變”）。
知識點?　核能
(1)裂變和鏈式反應：核裂變是一個原子核__
____的變化。能鎖鏈式地自行持續下去的核裂變反應叫做鏈式反應。
原子核在發生核裂變時，釋放出巨大的能量稱為__
____能，俗稱原子能。
(2)聚變和熱核反應：核聚變是指由質量__
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)_______的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下(如超高溫和高壓)，發生原子核互相__
____作用，生成新的質量較大的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。
地球上得到的太陽能是太陽的__
____釋放的能量。
化學變化中，原子核沒有發生變化。而核裂變和核聚變時原子核發生了變化，并釋放出巨大能量。
(3)核電站基本工作原理。
如果對裂變的鏈式反應不加控制，在極短時間(
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)約百萬分之幾秒)會釋放出大量核能，發生猛烈爆炸，__
____彈就是根據這個原理制成的。為便于和平利用核能，必須控制鏈式反應的速度，使核能緩慢而又平穩地釋放出來。__
____是能緩慢、平穩地釋放核能的裝置，核電站是利用__
____產生的巨大能量發電的。能量轉化過程是核能→__
____→__
____→電能。
(4)放射線是指原子核發
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)生變化時放射出來的粒子流，一般有三種：__
____、__
____、__
__。進一步研究表明，α粒子就是氦原子核，帶__
____電，β粒子就是電子，帶__
____電，γ射線是一種__
____，不帶電。比較它們的穿透本領：__
____射線最強，__
____射線最弱。
(5)放射性應用廣泛，主要有：檢查金屬內
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)部的__
____；α射線可使放射源周圍的空氣電離，從而消除靜電積累；放射線能引起生物體內DNA的突變，用于農業上的__
____、滅蟲等。放射性還可用于醫療。
例題4、（2020?甘孜州）關于原子核和核能，下列說法正確的是（　　）
A．核反應堆發生的是可控鏈式反應
B．核能是可再生能源也是二次能源
C．原子核占據了原子的大部分空間
D．原子核是由電子組成的
變式訓練：中國是少數幾個能生產
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)核潛艇的國家，中國的094型核潛艇排水量為9000t，搭載了16枚射程為11000km的“巨浪﹣2’型戰略彈道導彈”，是中國二次核反擊的中堅力量，是應對核動力航空母艦的最有力武器。對此分析正確的是（g＝10N/kg）（　　）
A．核潛艇中的核反應堆是利用核聚變來產生能量的
B．該型潛艇浸沒在水中后，受到的浮力為
9×104N
C．核潛艇的動力主要是將核能最終轉化為的機械能
D．核潛艇浸沒在水中后，加速下潛的過程中重力小于浮力
知識點?　能量的轉化與守恒
2．能的轉化與傳遞有一定的方向性
(1)能的轉化和守恒定律。
能量既不會______，也不會_
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)_____，它只會從一種形式轉化為______，或者從一個物體轉移到______物體，而在轉化和轉移中，能量的總量______。
(2)能量的轉化和傳遞有一定的方向性。
主要表現：熱傳導的過程可
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)以向一個方向自發地進行(熱量從______物體自發地傳給_____物體)；但向相反的方向不會自發地產生(熱量不會自發地從低溫物體傳給高溫物體)，只有借助外界的幫助才能進行(像電冰箱要有壓縮機參與工作，才能把熱量從冰箱內低溫處轉移到箱外高溫處)。通過摩擦使功轉變為熱的過程是有方向性的，絕對不會發生相反的過程：即物體自動地降低溫度而對外做功。機械能可以全部轉化為內能，但內能卻不能全部轉化成機械能，同時不引起其他變化。
(3)通過對能量轉化和守恒定律發現史
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的學習，領略科學思想和科學精神。能量可以從一種形式轉化為另一種形式，能量可以從一個物體轉移到另一個物體，而能的總量總是保持不變，所以不損耗能量的永動機是不可能制造出來的。
3．能源
地球上能量的主要來源是______。
4．能源的利用
(1)人類的生存和社會的發展需要能源，而地球
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)上的煤、石油、天然氣等能源是有限的，且煤、石油、天然氣等化石能源大量使用也對環境造成了酸雨、可吸入顆粒物、光化學煙霧等污染及溫室效應。隨著經濟持續高速發展，我國長期能源形勢十分嚴峻，能源必須合理利用，要大力開發利用環保的清潔能源，如太陽能、風能、水能、氫能源等，處理好能源與社會的關系才能實現社會可持續發展。
(2)節約能源、提高效率是每個公民的責任。我們要從自己做起，節約用電、節約用水，提倡乘公交車或騎自行車等。21cnjy.com
例題5、如圖所示是一種設想中的永動機
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，它通過高處的水沖擊葉片，葉片轉動對外做功。同時帶動抽水器從低處將水抽到高處，從而循環工作。下面關于這款永動機的分析，說法中正確的是（　　）
A．這一設想不符合能量守恒定律
B．這款永動機可以在現實中推廣
C．這款永動機利用內能對外做功
D．高處水下落過程中機械能守恒
變式訓練：如圖所示，是中國科技館“水能”
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)展品。通過壓水裝置把質量相同的水提到不同的高度，水落下時帶動水輪機發電，使LED燈亮起來。下列說法正確的是（　　）
A．水能是不可再生能源
B．水力發電是將電能轉化成機械能
C．水位越高，發電量越大
D．水被提升的高度越高，對其做功的功率越大
1．（2020?岱岳區三模）王瑞同學體重為
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)500N，如圖甲為該同學在操場上練習爬桿示意圖，在某次爬桿訓練中，沿桿豎直向上運動的v﹣t圖象如圖乙所示，下列判斷正確的是（　　）
①0﹣6s時間內，受到摩擦力大小為500N
②6﹣15s時間內運動速度為0.6m/s
③6﹣15s時間內，克服重力做功的功率是300W
④15g﹣18s時間內勻速下滑
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．②③
B．①③
C．①②
D．②③④
2．（2020?莒縣模擬）關于能源，下列說法中正確的是（　　）
A．能量的轉化和轉移，都是有方向性的
B．核電站的核心設備是反應堆，反應堆利用聚變產生內能
C．太陽每時每刻都發生著劇烈的核裂變，以提供向外輻射的能量
D．火電廠提供的電能是二次能源，太陽能發電提供的電能是一次能源
3．（2020?岱岳區三
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)模）如圖所示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖。已知井深12m，物體質量為200kg，密度為5×103kg/m3，汽車重為3×104N，汽車受到的阻力恒為車重的0.05倍，汽車以0.6m/s的速度勻速前進，物體完全浸沒在水中時滑輪組的機械效率80%（不計摩擦、繩重），g取10N/kg，下列說法正確的是（　　）
①將物體提至井口需要20s
②物體離開水面后汽車發動機的輸出功率為1380W
③汽車牽引力大小為1500N
④物體完全離開水面后滑輪組機械效率約為83.3%
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．②④
B．①③
C．②③
D．①②④
4．（2020?泰山區二模）如圖所示。對于下列實驗中所描述的物理過程分析正確的是（　　）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
①圖甲中試管內的水蒸氣推動塞子沖出去時，水蒸氣對瓶塞做功，水蒸氣的內能減小
②圖乙中長時間壓在一起的的鉛板和金板互相滲入，這是擴散現象
③圖丙中兩個底面削平的鉛塊緊壓在一起后能吊住重物，說明分子間存在引力
④圖丁中利用相同的電加熱器分別加熱質量、初溫均相同的水和食用油相同時間，若水的溫度變化大，說明水的比熱容比食用油的比熱容大www-2-1-cnjy-com
A．只有①②③正確
B．只有②③④正確
C．只有①③正確
D．只有②④正確
5．（2020?橋西區校
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)級一模）如圖所示是汽油機工作的　
　沖程。為了能夠及時將汽油機工作時所產生的大量的熱量帶走，通常采用水循環的方式，這是利用水　
　的特性。水箱中2.5kg的水溫度升高了20℃，這些水吸收的熱量為　
　J，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。21教育名師原創作品
6．（2020?廣州二模）如圖所示，一個重
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)為100N的物體在拉力F＝150N的作用下，從a點沿斜面勻速向上運動到c點的過程，斜面的機械效率為40%，則物體從a點勻速運動到b點過程：
（1）拉力做的功是　
　J。
（2）斜面對物體的摩擦力　
　（選填“＞”“＝”“＜”）拉力。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
7．（2020?南湖區二模）如圖1所示，小明用水平推力F把木塊沿水平地面向前推動。此過程中，推力F和木塊前進的速度v的大小隨時間t的變化情況分別如圖2甲、乙所示。求：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）第1s內木塊受到的摩擦力是　
　。
（2）第3s～5s內，推力對木塊所做的功　
　。
8．（2017秋?越城區校級月
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)考）小明利用如圖實驗來研究物體動能大小與哪些因素有關。讓質量不同的鋼球從斜面上同一高度釋放，鋼球運動到斜面底部，推動木塊運動一段距離后停下。實驗數據見表：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
實驗次數
鋼球質量m（克）
鋼球到達斜面底部時的速度v（米/秒）
木塊移動的距離s（厘米）
1
20
1.8
30
2
40
1.8
59
3
60
1.8
87
（1）表格中的實驗數據說明了鋼球的動能大小與　
　有關；
（2）小明對如何判斷鋼球的動能大小進行深入思考后認為：可以通過比較　
　來反映鋼球對木塊做功的多少，從而判斷鋼球動能的大小；21教育網
（3）小明又做了后續實驗，如圖AOB是
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)光滑軌道，A點的高度H大于B點的高度，讓小球從A點由靜止開始自由滑下，沿軌道AOB到達B點后離開（不計空氣阻力）。則小球離開B點后的運動軌跡最符合實際的是　
　。【來源：21cnj
y.co
m】
A．a
B．b
C．c
D．d
9．電動自行車已成為大眾
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)化的一種交通工具。在使用時人們經常遇到的問題是：一次性充滿電后行駛不能達到說明書上的里程數。為探明原因，小明用家里的電動自行車進行了測試。他騎車在平直的路面上由靜止開始運動，獲得如圖甲、乙所示的速度隨時間變化的關系圖象和牽引力隨時間變化的關系圖象。
（1）由圖甲可知電動自行車的運動特點是：　
　。
負重（kg）
60
80
100
120
140
一次充電連續行駛里程（km）
20
16.7
14.3
12.5
11.1
（2）7﹣12s它受到的摩擦力為　
　N，此過程中若電動自行車勻速行駛100m，則它克服摩擦力做功是　
J，功率　
　W。
（3）小明又在不同負重情況
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)下沿同一路面進行了測試，得到了一次充滿電的最大行駛里程如下表，由此可以看出最大行駛里程與負重的關系是　
　。你認為產生這種現象的原因是　
　。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
10．（2020?順德區模擬）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)發動機是汽車的核心部件，發動機的質量決定了整車的性能和品質。某臺以92號汽油為燃料的汽車，其發動機的相關數據如下表所示，表中空燃比指汽缸內空氣和燃油的質量比。
1min內完成的工作循環數
2400個
汽缸內汽油和空氣混合氣體的密度
1.4kg/m3
汽缸的工作容機
2L
汽油的熱值
4.6×107J/kg
發動機最大功率
73.6kW
空燃比
13：1
（1）如圖所示，內燃機一個工作循
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)環包括四個沖程，四個沖程的順序是乙→
　→　　→丙；　
　沖程內燃機給汽車提供動力，其它三個沖程靠　
　完成。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（2）當發動機的功率最大時，汽車的速度為120km/h，汽車保持最大功率行駛1min內做的有用功是多少？【來源：21·世紀·教育·網】
（3）汽車完成一個工作循環時，氣缸內汽油和空氣混合氣體的質量是　
　kg，當汽車保持發動機最大功率勻速駛時，發動機的效率是　
　。
1．（2020?鄂爾多斯）公交車給人們的出行帶來了便利。下列對公交車的有關分析，正確的是（　　）
A．在牽引力的作用下行駛，說明力是使物體運動的原因
B．水平運動過程中，重力不做功
C．使用寬大的輪胎是為了減小對地面的壓力
D．公交車內的乘客相對車是運動的
2．（2020?綿陽）高空中形成的雨滴在
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)重力和空氣阻力的共同作用下，開始下落的一段時間速度越來越大，落到地面前一段時間勻速下落。雨滴在空中下落的整個過程中（　　）
A．動能一直增大，機械能守恒
B．動能先增大后不變，機械能守恒
C．動能先增大后不變，機械能一直減小
D．動能先減小后不變，機械能一直減小
3．（2020?陜西）按要求填空。
（1）如圖﹣1，要使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向　
　調。
（2）如圖﹣2，用蠟燭B找到并確定蠟
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)燭A的像的位置后，在像的位置豎直放一張白卡片，不能從白卡片上直接觀察到蠟燭A的像表明平面鏡所成的像是　
　像。
（3）如圖﹣3是探究不同物質
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)吸熱升溫現象的實驗裝置。將質量和初溫都相同的a、b兩種液體，分別裝入鴛鴦鍋左右兩側鍋體中（中間隔擋加裝了隔熱層），用電磁爐加熱。該裝置可以較好地控制a、b兩種液體在相同加熱時間內　
　相同。加熱時，若a液體升溫較快，則表明　
　（選填“a”或“b”）液體吸熱本領較強，比熱容較大。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
4．（2020?揚州）閱讀短文，回答問題。
2019年12月17日，我國第一艘
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)國產航母“山東艦”交付海軍。據公開資料顯示，“山東艦”艦身長315米，艦寬約75米，滿載排水量在6萬噸左右，至少可以搭載36架殲﹣﹣15艦載機。航母飛行甲板傾角為12°，艦載機起飛的飛行仰角為14°。
“山東艦”是典型的常規動力航母，采
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)用了全新的動力組，“山東艦”的燃料儲備量達到了13000噸，若以20節航速航行，每天大約消耗1100噸燃料。
如表為殲﹣﹣15主要參數（g取10N/kg）
空重
17500kg
空載起飛距離
105m
正常起飛重量
27000kg
滿載起飛距離
195m
最大起飛重量
32500kg
發動機
2×WS﹣10加力渦扇發動機
爬升率
325米/秒
正常起飛推力
2×117600N
最大速度
2.4馬赫
應急起飛最大推力
2×125400N
（1）若航母正常航行時發動機的功率為1.5×105kW，速度為36km/h，則牽引力為　
　N，經過2h航行距離為　
　m。21·世紀
教育網
（2）殲15空載正常起飛時，從啟動到離開
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)飛行甲板的過程中，飛機的動能　
　、重力勢能　
　，該過程中飛機發動機推力所做的功為　
　J。2-1-c-n-j-y
（3）航母飛行甲板傾角為12°，艦載機起飛時飛行仰角約為14°，這樣設計的目的是　
　。【出處：21教育名師】
（4）若你是航母設計師，請你對國產航母提出一條改進意見：　
　。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
5．（2020?紹興）2020年5
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)月27日，中國珠峰高程測量登山隊從北坡成功登頂，圓滿完成峰頂測量任務，億萬民眾共同見證這一極限挑戰，激起國人滿腔豪情。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）登頂的一大難關是“第二臺階”，這段垂
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)直高度4米的巖壁上架著“中國梯”（圖甲），登山隊員的質量為75千克，爬完巖壁至少需要克服重力做功多少焦耳？
（2）科學家在珠峰底部設立了多個觀測點（圖乙）來測量珠峰高度的目的是　
　。
（3）受到測量珠峰高度的啟發，小
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)敏用激光筆來測量校內的旗桿高度（圖丙）；打開激光筆開關，讓激光對準旗桿的頂端，要測算出旗桿高度H，需測出的數據有　
。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
第17講　能量的轉化和守恒
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精品試卷·第
2
頁
（共
2
頁）
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"
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