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第二篇物质科学(一),第26课时内能、核能、能量守恒与转化,(学用P130页),一、能的多种形式考点1列举能的多种形式(机械能、内能、电能、化学能、核能)a能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有_、_、_、_、_等。,机械能,内能,电能,化学能,核能,二、内能考点2知道克服摩擦做功与物体内能改变的关系a(1)内能含义：构成物质的大量微粒(如分子、原子、离子等)做_而具有的能，俗称热能。_都有内能。(2)物体_；温度越低，内能越小。(3)克服摩擦做功，能使物体的内能增加。,无规则运动,任何物质,温度越高，内能越大,考点3知道做功和热传递是改变内能的两种途径a(1)做功：_;_。实质是机械能转化为内能。能的形式发生了转化。(2)热传递：_。实质是内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分_到低温部分的过程。能的形式未发生转化。注意：做功和热传递对改变物体的内能是_的。,对物体做功，物体的内能增加,物体对外界,做功，物体的内能减少,物体吸热，内能增加；物体放热，内能减少,传递,等效,考点4知道在热传递过程中用热量来量度内能的变化a在热传递中，传递的能量多少叫_。低温物体从外界吸收多少热量，内能就_多少；高温物体向外界放出多少热量，内能就_多少。考点5举例说出化学能与内能的转化(1)化学能是物质发生化学反应时所释放的能量，它不能直接用来做功，只有在发生化学变化的时候才释放出来，变成内能或者其他形式的能量。,热量,增加,减少,(2)化学能与内能的转化常见吸热反应：内能转变为化学能大多数分解反应；大多数需要加热或高温条件下才能进行的反应。常见放热反应：化学能转变为内能燃烧；中和反应；金属与酸反应；一般化合反应(如生石灰和水反应)。,(学用P131)1(2014宁波)如图所示，不旋转的铝块在强大压力作用下顶住高速旋转的铜块，铜块瞬间停止转动，两者粘合在一起，这就是“旋转焊接”技术。下列对焊接过程的理解，错误的是()A强大的压力可以使两者之间产生很大的摩擦力B使铜块高速旋转目的是为了增大铜块的惯性C铜块内能增加是通过做功的方式来实现D铜块和铝块增加的内能是由铜块的机械能转化而来,B,2(2014台州)“辽宁舰”服役，圆了中国航母梦。如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。(1)牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为_(填“定滑轮”或“动滑轮”)。(2)气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能_，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力。,定滑轮,减小,3(抚顺中考)如图是一名消防员在进行模拟演练，他正沿着竖立在地面上的钢管匀速下滑，他与钢管间的摩擦是_(填“滑动”或“滚动”)摩擦，他感到手发烫是通过_(填“做功”或“热传递”)的方法使其内能增加的。【解析】消防队员在钢管表面上下滑，消防队员和钢管之间的摩擦是滑动摩擦；在下滑过程中，手克服摩擦做功，使得手的内能增加，温度升高，使他的手心会感到发烫，所以是通过做功的方法使其内能增加的。,滑动,做功,三、热机考点6说出汽油机的工作过程，知道汽油机的能量转化a1热机是指各种利用内能做功的机械。热机原理是将燃料的_转化成内能再转化成_。2热机的四个冲程：吸气冲程，_冲程，_冲程，_冲程。,化学能,机械能,压缩,做功,排气,4(2014南昌)现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示，其中做功冲程是(),B,四、生物体能量的来源和转化考点7说明生物体能量的来源和转化b(1)植物体通过_将光能转化为_储存在植物体的有机物中，通过呼吸作用将体内的有机物分解，_。(2)生物体内的能量最终来自植物通过_所固定的_。(3)生命活动所需的能量直接来自_释放的能量。,光合作用,化学能,释放能量,光合作用,太阳能,呼吸作用,五、核能的利用考点8知道裂变和链式反应；知道聚变和热核反应a(1)含义：原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能。(2)获得核能的途径重核裂变：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成两个新原子核，并释放出能量的过程。原子弹：根据_的原理制成。轻核聚变：两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。氢弹：根据_的原理制成。,核裂变,核聚变,考点9知道放射性及其应用a(1)原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，如射线、射线、X射线、射线等。(2)大量放射线对人畜会造成很大的伤害。如：建造核电站通常要修建很厚的水泥防护层，防止放射线外泄。(3)较小量的射线可以为人类做许多事。如：利用射线探伤；育种；放射线治疗肿瘤等疾病。考点10知道核电站是利用核裂变的原理来工作的a(1)核电站原理：_。(2)核电站的能量转化：_。,原子核裂变,核能内能_机械能电能,5(2014白银)能源危机日益加剧，开发和利用新能源成为当务之急。目前的核电站是利用原子_(填“核聚变”或“核裂变”)释放的能量工作的，该能源属于_(填“可”或“不可”)再生能源。【解析】核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的，核能属于不可再生能源。,核裂变,不可,(学用P132页)6(2014东营)核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是()A核能化学能内能电能B核能化学能机械能电能C核能内能机械能电能D核能机械能内能电能【解析】在核反应堆中，核能转化为介质的内能，在汽轮机中蒸汽的内能转化为汽轮机的机械能，在发电机中，机械能转化为电能，最终输送到电网上，因此，选项C的描述符合题意。,C,六、能量的转化与守恒考点11举例说出能量的转化与守恒定律a(1)能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式_为其他形式，或者从一个物体_到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的_，这就是_。(2)能量转化和守恒是自然科学最基本的规律。“永动机”是不可能成功的，因为它违背了_。,转化,转移,总量保持不变,能量转化和守恒定律,守恒定律,能量转化和,考点12举例说出能量的转化与传递有一定的方向性a能量的转化与传递有一定的_：例如热能可以从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体；可燃物可以通过燃烧将化学能转化成内能，但不可能将内能自发地转化成化学能。考点13知道能量利用效率和节能的关系a(1)能量利用效率是指有效利用的能与总能量之比。(2)提高能量利用效率的方法：减少能量浪费和损失；改进机械设备。,方向性,7(2014嘉兴、舟山)各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的。下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是(),C,ABCD【解析】各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上所有能量直接或间接来自于太阳能，所以图中能量的转化顺序为：太阳树林燃煤电厂空调。,高频点1多种形式的能之间的转化例1如图所示，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_较少，从而获得较大的动能。,【答案】内能(或热能)【解析】在两个瓶子下滚过程中，若不计克服摩擦做额外功，应同时到达终点。但由于克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，迟到终点的瓶子转化为额外功多，获得的动能较少，速度较小。,1(徐州中考)如图是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图，阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热，热空气从烟囱中上冲，带动发电机发电。这种发电站利用的能源是_能。这种发电站_(填“能”或“不能”)将获得的能量完全转化为电能。这种发电方式与火力发电相比优点是_(写出一条即可)。,太阳(光),不能,清洁(经济等),高频点2做功改变物体的内能例2(2014泰安)如图所示实验，试管口木塞冲出过程()A试管口出现的白雾是水蒸气B试管口出现白雾说明水蒸气内能增加C能量转化情况与内燃机压缩冲程相同D水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少,【答案】D【解析】A.试管口出现的白雾是水蒸气遇冷液化形成的小水珠，不符合题意；B.白雾是水蒸气遇冷液化形成的，所以说明内能减小，不符合题意；C.此过程的能量转化是内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程类似，不符合题意；D.当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，符合题意。,2(嘉兴中考)如图所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。塞进塞子后，用气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现，下列关于该实验的分析错误的是()A往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功B往瓶内打气时，瓶内气体内能变小C瓶塞跳出时，瓶内气体温度降低D瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功,B,【解析】AB.瓶子里装有一些水，往瓶内打气，压缩瓶内气体做功，使瓶内气体内能增加、温度升高，故A正确、B错；CD.当瓶塞跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，温度降低，故CD都正确。,(学用P133页)高频点3能量的转化与守恒例3(南京中考)物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置来提升重物M，图乙是物体上升过程某段时间内的st图线，已知物体重为1N，闭合开关后，在2.4s2.8s这段时间内，电流表和电压表的示数分别为0.2A和4V，则2.4s2.8s这段时间内该装置提升重物做的有用功为_J，它的效率是_%。,【答案】0.262.5【解析】由图乙可知在2.4s2.8s这段时间内，重物提升的高度：s0.75m0.55m0.2m，W有用Gh1N0.2m0.2J；通电时间：t2.8s2.4s0.4s，W总UIt4V0.2A0.4s0.32J，,【解析】AB.瓶子里装有一些水，往瓶内打气，压缩瓶内气体做功，使瓶内气体内能增加、温度升高，故A正确、B错；CD.当瓶塞跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，温度降低，故CD都正确。,求：(1)电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能。(2)电路中R2的阻值。(3)若在电路中加一个“限高温开关”，当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路。该开关最好安装在A、B、C中的_点处。【答案】(1)6.6105J(2)66(3)B【解析】(1)WPt1100W1060s6.6105J(2)高温档时，R1U2P高(220V)21100W44低温档时，R总U2P低(220V)2440W110R2R总R11104466(3)如果把“限高温开关”接在零线上，即使把开关断开，电路中的火线还是接通的，也还是有电流存在，会电到人的。装在火线上，“限高温开关”断开，火线也就断开了，就没有电了，能够保证安全。故装在B点。,(学用P127页)(1)机器人吸尘的工作原理是通过电机转动时内部压强_，从而使杂物进入吸尘器。(2)电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时。若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间？(3)机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。若返回过程中受到的阻力为20牛，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米？(剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功),减小,解：(2)PUI(3)克服阻力做功：WUIt15V2000mAh10%40%4320JWFs答：一次充满电后机器人可持续正常工作1小时，为确保机器人顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为216米。,3(河南中考)利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电。安阳市启动了“光伏工程”示范项目，在某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。(1)光伏发电系统发电时，_能转化为_能。(2)一天的有效光照时间按8h计算，该光伏发电系统一天共发电多少千瓦时？_(3)该光伏发电系统一天的发电量，如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧多少千克煤？(煤的热值q煤3.0107J/kg)_,太阳,电,160kWh,64kg,(4)请写出一条光伏发电的优点。_【解析】(2)WPt20kW8h160kWh(3)160kWh1603.6106J5.76108J,清洁无污染；可再生；节约化石能源。,例4(厦门中考)如图是对A、B两种品牌保温杯的保温效果进行测试所获得的图像信息。利用该信息和你具有的科学知识回答以下问题：(1)从该实验中你能得出的结论是_。AA品牌的保温效果更好BB品牌的保温效果更好CA和B两种品牌的保温效果相同D保温杯在水温较低时能自动加热,(2)保温杯周围环境的气温是_。(3)测试过程热水降温的快慢是不同的，热水与周围空气的温差越大，降温越_。【答案】(1)A(2)20(3)快【解析】(1)由图像可知，在相同时间内，品牌A保温杯中水降温慢，因此A保温杯保温效果好；(2)由图像可知，当温度降到20时，温度不再变化，所以室温为20；(3)热水与周围空气的温差越大，降温越快。,例5(南通中考)阅读短文，回答问题：为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率，耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，作出Eks图像，如图所示。,(1)发电机是根据_原理发电的。发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，还有部分能量转化为_能。(2)汽车正常行驶100km，消耗燃油的质量为_kg，完全燃烧这些燃油产生的热量为_J(燃油的密度0.7103kg/m3，热值q4.6107J/kg)。,(3)测试时，汽车在大小为800N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m。此过程中，汽车_。A受到的阻力为1.2104JB行驶的时间为40sC牵引力做的功为3.2108JD牵引力的功率为80kW(4)由图像可知，表示开启发电机进行测试的图线是_(填“”或“”)，判断的依据是_。(5)若汽车正常行驶时的动能Ek03.75105J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有_J的动能转化为内能。,【答案】(1)电磁感应内(2)73.22108(3)B(4)从图像中可以看出，汽车做匀速直线运动时速度不变，动能不变，当关闭发动机后，速度减小，动能减小，但动能与速度的平方成正比，因此动能与路程的图像应是(5)1.5105【解析】(1)发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，电流通过线圈时要产生热量。(2)可利用公式mV计算质量，又知道燃油的热值，可利用公式Q放mq计算燃料燃烧放出的热量。,(3)A.汽车匀速行驶，在水平方向上受到的牵引力与阻力是一对平衡力，从而可以判断阻力的大小；B.知道路程和速度，可利用公式ts/v计算时间；C.已知牵引力和移动的距离，可利用公式WFs计算牵引力做的功；D.知道牵引力做的功和时间，可利用公式PW/t计算牵引力的功率；(4)从图像中可以看出，汽车做匀速直线运动时速度不变，动能不变，当关闭发动机后，速度减小，动能减小，但动能与速度的平方成正比，因此动能与路程的图像应是。(5)知道汽车的储能效率，从而可以计算出动能转化为电能的效率，再利用公式W内W总Ek0计算内能的多少。,1(2014嘉兴)水是一种重要的资源，具有一些奇特的性质。如水结成冰后体积会变大，该过程中一定不变的是()A密度B温度C质量D内能【解析】A.水结冰后状态发生改变，所以密度发生变化；B、D.水温度变小，至0时，继续放热，开始结冰，水结冰时，放出热量，内能减少，但温度保持不变。此两选项均不符合题意；C.水结冰后，由于水分子之间的间距增大，导致了水结冰后体积增大；虽然水的体积和状态发生了变化，但由于质量是物体的一种属性，物体不变其质量就不变。,C,2(2014湖州)一物体在空气中沿竖直方向运动，运动过程中只受重力和空气阻力的作用，则该物体的()A动能可能不变B势能可能不变C机械能一定不变D机械能可能不变,A,(学用P134页)3(2014江西)舌尖上的中国2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(),C,第3题图,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，使榆钱饭蒸熟D拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，说明分子没有做无规则运动【解析】A.煎锅一般用铁制造，主要是利用铁具有良好的导热性，该选项说法不正确；B.炒主要是通过热传递的方式使藜蒿和腊肉的内能增加，该选项说法不正确；C.蒸是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟，该选项说法正确；D.香葱和豆腐要拌着才能入味，说明了分子在做无规则运动，该选项说法不正确。故选C。,4(2014潍坊)汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是()A甲冲程是把机械能转化为内能B乙冲程是把内能转化为机械能C丙冲程是把机械能转化为内能D丁冲程是把内能转化为机械能,A,第4题图,5(德州中考)如图是德州开发区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是()A光电池板是将电能转化为光能B照明灯是将内能转化为电能C小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能D蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能,C,第5题图,6(杭州中考)冲击钻是一种打孔的工具。工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)。冲击钻在工作的过程中()A只有电能和内能的转化B只有电能和机械能的转化C有电能、机械能和内能的转化D没有机械能和内能的转化【解析】当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能。,C,第6题图,7(湖州中考)如图是某科技馆的一台“永动机”。由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片。进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原。关于该“永动机”的说法正确的是()A科技发展制造出了永动机B转动会使水温升得更高C记忆合金是一种新型化合物D水的内能转化为转轮的机械能【解析】由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗热能(或者如果热水变成了冷水)，它也就不转了，因此永动机违背了能量守恒定律。,第7题图,D,8(2014丽水)五一假期，小科从衢州乘客车到丽水旅游，上午8时整从衢州车站出发，经过2小时到达丽水车站，请回答：(1)客车行驶时，汽油燃烧产生的_能转化为机械能；(2)客车里程表上显示的本次行车路程为180千米，则客车行驶的平均速度为_千米/小时。,内,90,9(2014东营)大型载重汽车下坡时间较长时，为防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片和轮胎喷水降温。刹车片过热是通过_方式增加内能的；水喷到刹车片上时，看到热气腾腾，是利用水的_(填一种物态变化名称)过程吸热，来降低刹车片的温度。【解析】刹车片过热是通过做功方式增加内能的；水喷到刹车片上时，看到热气腾腾，是利用水的汽化过程吸热，来降低刹车片的温度。,做功,汽化,10(2014河南)在一个闯关游戏中，需要把相同的正方体叠放起来，正方体边长为a，由密度为的材料制成，质量分布均匀，如图1所示。(g为已知，推导过程及结果无需带单位。)(1)某选手用水平力推正方体，但未推动，这时的推力_(填“大于”、“小于”或“等于”)地面对正方体的摩擦力，理由是_。,等于,正方体处于静止状态，根据二力平衡条件，推力等于摩擦力,第10题图,(2)请推导出该正方体水平放置时对地面的压强。正方体对地面的压力FGmgga3正方体对地面的压强(3)某选手在时间t内把地面上另外两个相同的正方体叠放在第一个正方体上面，如图2所示。请推导出该选手在叠放这两个正方体过程中，克服正方体重力做功的功率。克服重力做功Wmga2mga3mga3ga4克服重力做功的功率,
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