期末冲刺（综合题30道）2025-2026学年九年级物理上册（2024北师大北京版）

期末冲刺 （综合题30道） 1．跨学科实践 小明在学习热机知识的基础上，准备制作一个简易热机模型。以下是部分方案内容，请你补充完整。 （1）项目分析：选择适合作为热源的物质，如酒精灯，酒精燃烧时将 能转化为 。 （2）项目实施：组装铁架台，放置烧瓶和酒精灯，调试叶轮的位置，使烧瓶口的“L”形导管出口正对叶片，如图所示。点燃酒精灯，当大量白气从导管口喷出时，观察到叶轮转了起来。 （3）展示交流：汽轮机工作时，水蒸气内能减小，温度会 ；如果想提高此汽轮机效率，可以采用的方法有： （写出一条即可）。 2．电流表使用时要 接在电路中，电流必须从 接线柱流入。小明同学用电流表测量电流时，把电流表接入电路后闭合开关，发现指针偏转如图（a）所示，产生这种情况的原因是 ；另一同学测量时，则发现指针偏转如图（b）所示，产生这种情况的原因是 。 3．不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如图所示。请你判断以下事例中发生的能量转化（只需考虑最主要的能量转化），并将图中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。 (1)电热水器工作时： 。 (2)钻木取火： 。 (3)给手机充电时： 。 (4)植物吸收太阳光进行光合作用： 。 (5)烧水时水蒸气顶起壶盖： 。 4．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。 (1)实验中应量取质量 的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。用相同的电加热器加热的目的是 。实验中用玻璃棒不断搅拌，目的是让液体 .当它们吸收相同热量时，通过比较 来判断吸热能力的强弱； (2)通过实验记录数据（如表格所示），从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲 Q乙（填“大于”“小于”或“等于”）； 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/℃ 30 34 38 46 乙的温度/℃ 10 18 26 42 (3)分析实验数据可知 物质的吸热能力强； (4)下列现象可用比热容知识来解释的是 。 A．夏天在教室洒水，感到凉爽 B．金属勺装有塑料手柄 C．沙漠地区昼夜温差较大 5．阅读短文，回答问题。 热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集，柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。在热岛效应的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。 (1)减弱热岛效应的措施之一：增大城区的绿地、水体面积，多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用，这主要是利用了水的 的特性。 (2)减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水 （填物态变化名称）有 （选填“吸热”或“放热”）的作用。 (3)研究表明，现在城市机动车保有量越来越大，机动车也是造成热岛效应的因素之一。以四冲程发动机小车为例，回答下列问题： 实现机械能转化为内能的是 冲程；实现内能转化为机械能的是 冲程。 在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 的方式增加物体的内能。 6．民间艺人将玻璃熔化后，可制作出如图所示的工艺品，请据此回答下列问题． (1)坚硬的玻璃在熔化前，很难被压缩，说明分子间有 ；很难被拉伸，说明分子间有 。 (2)玻璃熔化成液体后具有流动性，说明液体分子间的作用力比固体的 （填“大”或“小”）。 (3)如图所示工艺品“小马”在不小心被摔断后，断裂部位不能复原，是因为________（填选项前的字母）。 A．分子间存在斥力 B．分子间作用力微弱 7．在物理学中，“热”有热量、内能、温度等含义，请写出下列几种情形中“热”字的含义： (1)这盆水很热： 。 (2)物体吸热升温： 。 (3)摩擦生热： 。 (4)这杯水热得烫手： 。 (5)温度不同的两个物体之间可以发生热传递： 。 8．如图是小明设计的环境温度报警器，已知电源电压恒为12V，为的定值电阻。Rp是热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如表所示。当输出电压达到8V时，触发报警器图中未画出开始报警，试问： 温度 10 20 30 40 50 60 Rp 44 28 20 12 5 2 (1)热敏电阻是由 材料制作的；随着温度升高，输出电压将 选填“增大”或“减小”。 (2)报警器开始报警时，电路中的电流为多少？此时环境温度是多少？ (3)使用一段时间后，电源电压降为10V。要使报警器仍达到原报警温度时开始触发报警，通过计算说明应使定值电阻的阻值调整为多少？ 9．甲、乙两物体的质量都为1kg，丙物体的质量为2kg，三个物体的温度都升高1℃，吸收热量的情况如图所示。 (1)甲的比热容为 。 (2)甲、乙、丙三个物体比热容的大小关系正确的是________（填字母）。 A． B． C． D． (3)若乙物体的温度降低1℃，其放出的热量是 J。 10．物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比热容是求： (1)甲图和乙图哪个是沙子吸热升温的图像？ (2)加热2min时，水吸收了多少的热量？ (3)沙子的比热容。 11． 教材图片 知识点运用 将两个吹足气的气球分别在干燥的皮肤上或衣服上摩擦几下，两个气球会带上同种电荷，这种现象叫 ；将这两个气球的悬线提起，两气球相互远离，这是因为 。 发生雷击时最大瞬时电流约为，因此我们的建筑都安装了避雷针。若某次云层带正电荷，说明它之前在摩擦中 （选填“得到”或“失去”）了电子。产生的闪电击中了教学楼的避雷针，则这次瞬间电流沿避雷针方向是 （选填“向上”或“向下”）的。 如图的电路中，电灯中的电流方向是 ；形成电流的电子移动方向是 （均选填“A到B”或“B到A”） 12．地效飞行器是一种可以低空高速飞行的飞机，它能停要水面或地面上，某型号飞行器的总质量为，最大飞行速度为720km/h，以最大速度飞行时的运输效率为25，运输效率是指飞行器飞行时的总重与发动机推力的比值。（g取10N/kg） （1）飞行器停在水平地面上时，对地面压力大小为 N； （2）飞行器飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速 ； （3）油箱中汽油的质量为30t，完全燃烧放出的热量为 J；（汽油的热值为4.6×10 7 J/kg） （4）飞行器以最大速度飞行1440km，需要 h，发动机推力的功率为 W（可以认为飞行器的总重不变）。 13． 教材图片 知识点运用 [教材P67图16.1-1] 如图所示，当阀门打开时，容器A、B和水管ab构成了一个 ，由于甲、乙容器中的水面高度不同，从而使水轮机两侧的 不同，产生水压差，水管中就形成从 （选填“A→B”或“B→A”）的水流。我们将水泵比作电源，将阀门比作开关，将抽水机比作 ，将管道比作导线，又将水流比作 ，这种研究问题的方法叫作 。 [教材P86图16.4-12] 如图是一种自动测定油箱内油量的装置，R是滑动变阻器，工作过程中浮子通过杠杆带动金属片从R的一端滑动到另一端。油量表是由 （选填“电流表”或“电压表”）改装而成；浮子下降时，连杆对滑杆施加动力F1，此时滑杆是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，油量表示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）；若电路的保护电阻R0损坏，维修人员替换时误用了一个较大的电阻，则会导致油量表的测量结果 （选填“偏大”或“偏小”） 14．跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔尖对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 (1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为： → →机械能。 (2)某团队的同学们发现项目实施过程中存在一些不安全因素，请你为他们拟写一条注意事项 。（答出一条即可） (3)热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你帮助他们提出一个可行性措施： 。 15．科学史上有这样一段关于意大利科学家伽伐尼和伏打的佳话，“一条蛙腿”引发了电生理学的起源和电池的发明。阅读材料并回答问题： (1)伽伐尼在经历了“蛙腿抽动”这一偶然发现之后，重复此实验的目的是 ； (2)伽伐尼进行实验①的实验假设是： 是引起蛙腿抽动的原因； (3)伏打的质疑引发了伽伐尼新的实验：“伽伐尼剥出蛙腿的一条神经，一头和脊柱接触，一头和蛙腿受损的肌肉接触，多次实验均发现蛙腿抽动”。此实验 （选填“支持”或“不支持”）伽伐尼原有的结论； (4)在伏打提出“金属电”后约50年，德国科学家亥姆霍兹指出，所谓“金属电”是化学作用引起的，是溶液中的离子定向移动而产生的电流。伏打电堆其实是多个伏打电池串联而成的电池组。是将 能转化为电能的装置。 16．现代社会汽车大量增加，发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器来刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离，这段距离叫反应距离。从操纵制动器刹车，到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离。下面是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离。请回答： (1)刹车过程中轮胎会发热，这是什么原因？在这个过程中能量是怎样转化的____？ (2)利用下表数据，通过计算求出该司机的反应时间大约是多少____？ (3)分析下表数据可知，汽车制动距离与行驶速度有什么关系____？ (4)为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全，在高速公路旁边设置了“雨雪路滑减速慢行”的警示牌，请简要说明这句话的物理道理____？ 速度（km·h-1） 40 50 60 80 100 反应距离（m） 7 9 11 15 19 制动距离（m） 8 13 20 34 54 17．如图所示，是大海中的“枪虾”。天生拥有一大一小不成比例的两个螯，体长不到5cm，但却是天生的海洋“枪手”。当捕捉猎物时，它的螫能以108km/h的速度快速闭合，并喷射出一道32m/s的高速水流，而高速水流会形成极小的低压气泡，这些气泡从发出到破裂的时间极短，而且爆破的时候温度会达到4700℃，并伴随“啪嗒”的巨响（响度可达210dB，比真正的枪声还高），普通的小鱼、小虾、小螃蟹非死即晕，很难逃脱。 (1)“枪虾”快速闭合螫，喷射水流并发出巨大的声音，这个过程中涉及的能量转化有哪些？ (2)“枪虾”喷射水流形成气泡，气泡爆破时温度快速升高，这个过程中是通过什么方式改变内能？ 18．据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 (1)下列说法正确的是 ； A．采用氢燃料是利用氢的比热容大 B．氢能源汽车工作过程，氢燃料电池将电能转化为化学能 C．氢能源汽车工作过程中，剩余氢的热值不变 D．使用热值更大的燃料，一定可以增大热机效率 (2)储氢瓶在高压下储存氢气时，瓶内气体的温度会升高，该过程中氢气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；汽车冷却系统中，水箱内的液态水通过 （填写物态变化名称）吸收热量，有效降低发动机温度； (3)以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW; ①求以当前速度卡车行驶72km消耗的能量为 J； ②与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km 可减排二氧化碳的质量为 。（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取 4.3×107 J/kg） 19．指出下列现象中能量的转化形式。 (1)汽车刹车时刹车片发热： ； (2)用燃料烧水： ； (3)给手机充电：； ； (4)植物进行光合作用： 。 20．如图甲所示是某电子秤的原理示意图，R1为定值电阻，托盘下方的电阻R为压敏电阻，其电阻大小与托盘中所放物体质量m大小的关系图像如图乙所示。已知托盘中未放入任何物体时，电流表示数为I=0.1A，且电源电压为8V保持不变。问： (1)当托盘中放入的物体质量增大时，电路中的电流变 （选填“大”或“小”）； (2)定值电阻R1的阻值是多少？ (3)电流表示数为0.16A时，放入托盘中的物体质量是多少？ 21．如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一团小棉花，把活塞迅速压下去，棉花被压缩空气点燃。如图乙所示，瓶内装有一些水，用瓶塞将瓶口塞紧，瓶塞通过导管与打气筒相连。用打气筒给瓶中打气，当瓶塞跳起来时，瓶口周围冒“白气”。 (1)甲、乙两实验说明 可以改变内能；除此方式外，还可通过 改变物体的内能； (2)在甲实验中，把活塞迅速压下去时棉花被点燃，说明筒内空气的温度 ，内能 ；（均填“增大”“减小”“不变”“升高”或“降低”） (3)如图丙所示，B是一个被销钉锁住的活塞，气缸A密封有压缩空气，C是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦，当把销钉K拔出后，将观察到活塞向右移动，温度计的示数 （填“变大”“变小”或“不变”），你的分析依据是 。 22．蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械能的往复式动力机械，它的出现曾引发了第一次工业革命。直到20世纪初，才逐渐被内燃机和汽轮机等替代。 (1)如图1是思接千载的小萍设计的简易蒸汽机模型，燃料燃烧后加热水产生水蒸气，易拉罐的一侧开小孔后让蒸汽喷出，推动风车转动。此时工作物质是 （选填“酒精”或“水蒸气”），该模型可以看成是 （选填“内燃机”或“外燃机”）； (2)图2中汽油机的四个冲程，其中 （选填A/B/C/D）冲程与图1实验中的能量转化方式相同。该四冲程汽油机工作时转速为600r/min，则说法正确的是 （填选项）； A．分钟做功100次，共有600个冲程 B．秒共40个冲程，曲轴转10圈 C．分钟完成300个工作循环，做功150次 D．秒做功5次，曲轴转10圈 (3)在挑选时，发动机（汽油机）效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。如图所示为发动机的能量流向图，这个发动机的效率是 。“涡轮增压”技术可利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后再送到进气门，能有效提升燃油的利用率。由此可见“涡轮增压”是采取 （填选项“A”或“B”）的方法来提高热机效率的； A．使燃料更充分燃烧    B．减少热损失。 (4)如图是一种可用于卫星的光发动机的工作原理图，密闭气室中在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，而在无光条件时则发生逆反应。由此，控制光照即可实现活塞往复运动。在该光发动机工作过程中能量的总量 （选填“增加”、“减少”或“不变”）。 23．小明家购买了一个多挡位电火锅，其内部电路如图所示，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为44Ω。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换；不考虑电热丝的电阻随温度变化，c冰=4.2×103J/（kg•℃）。 物理量 参数 额定电压 220V 中温挡功率 1100W 低温挡功率 440W (1)此电火锅利用电流 效应原理工作。 (2)当旋转开关S跟触点3和4接触时，电火锅处于 挡。 (3)电加热器中的R2阻值为多少 ？ (4)在高温挡模式下，电路1min内消耗的电能是多少 ？ 24．当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比，后来这个规律被称为牛顿冷却定律。小庆想研究热牛奶散热的情况，如图甲，他将装有热奶的奶瓶放入温度等于室温的水中，水温约为20℃，热奶的温度约为90℃，他测量了水和热奶的温度和时间数据，并描绘图象如图乙。大约经过15min，热奶和水的温度刚好达到一致。 (1)根据牛顿冷却定律可知，物体之间发生热传递的条件是物体之间有 ；并且内能总是从 （选填“高温物体传给低温物体”或“内能多的传给内能少的”）； (2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是___________（选填选项序号）： A．速度 B．密度 C．功率 D．效率 (3)水和热奶之间发生热传递时，牛奶 热量，内能 ； (4)根据小庆描绘的图象，曲线 （选填序号）表示热奶的温度随时间变化的情况； (5)参考小庆的图像，推测沸水放在房间里，温度自然降低的规律是___________（选填选项序号）。 A．先快后慢 B．先慢后快 C．均匀降低 25．跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机是人们获得动力的重要机械。同学们收集材料组装了如图所示的汽轮机模型，步骤如下： 制作“锅炉”：取一个空易拉罐，注入半罐水，在顶部拉环处，插入一根笔套，用热熔胶密封拉环开口与笔套的间隙。用粗铁丝弯出两个“U”形支架，将“锅炉”横向架在支架上。 制作叶轮：用另一个易拉罐的铝皮，剪一个直径6~8cm的圆形薄片，在中心钻一个小孔（穿转轴用）。在圆形薄片边缘，均匀剪出8个长3cm、宽1cm的叶片，将每个叶片向同一方向弯折45°。取一根细铁丝，穿过叶轮中心孔作为转轴，用粗铁丝弯出两个“L”形小支架，将叶轮转轴架在支架上。 组装∶将“锅炉”笔套出口对准叶轮叶片的倾斜面。点燃易拉罐下面的蜡烛，加热“锅炉”底部，等待几分钟，“锅炉”内的水沸腾产生水蒸气。水蒸气通过笔套喷出，冲击叶轮叶片，叶轮就转动起来了。 (1)实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，留出容纳 的空间； (2)蜡烛燃烧过程中的能量转化情况为∶化学能→ ； (3)当有水蒸气喷出时，叶轮就转动起来，此过程中，水蒸气的内能 （选填“增加”“减小”或“不变”），温度 （选填“升高”“降低”或“不变”）。 26．图甲是某电子秤的原理图，是质量表（电阻忽略不计），秤盘与压杆质量均忽略不计，电源电压10V，R0=150Ω，当电路中的电流大于50mA时，气电保护开关S自动断开，图乙所示是压力传感器R的阻值随所受压力F变化图像； (1)图中质量表应该用 （选填“电流”或“电压”）表改装； (2)称量时，质量越大，R的阻值越 ； (3)该电子秤能称量的最大质量为多少？（g取10N/kg） 27．我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇如图甲所示，于2024年3月30日成功完成首飞。飞艇靠艇体内部充满的浮力气体（如氢气或氦气）所产生的浮力来实现升空，吊舱位于艇体下方，用来供人员乘坐或者装载货物。发动机作为推进装置，输出的能量主要用于克服空气阻力推动飞艇水平飞行做功，以及为艇载设备供电，其中用来供电的输出功率恒定。飞艇部分参数见如表，忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。问： 空载质量（不含氦气） 3700kg 气囊总容积 发动机额定输出功率 供电功率 发动机效率 最大速度 (1)飞艇水平飞行时，需要发动机提供动力，四冲程内燃机的 冲程可以给飞艇提供动力。 (2)某次飞行全程共消耗10kg燃油，则发动机输出的能量是多少？（燃油热值q油=4.5×107 J/kg） (3)当飞艇低速（v≤12m/s）水平直线飞行时，其受到的空气阻力F阻与速度的关系如图乙所示。则当飞艇以10m/s的速度匀速直线飞行时，消耗10kg燃油可飞行的最大距离为多少km？ 28．某品牌汽车的汽油机工作时的能量流向如图所示。 (1)由图中信息可知，汽油机工作过程中输出有用功的效率为 。完全燃烧2kg的汽油，该汽车获得的机械能是 J。（已知） (2)汽油机工作一段时间后，油箱里的汽油没有发生变化的是 （填序号）。 ①质量  ②密度  ③比热容  ④热值 (3)汽油机的效率很低，主要原因之一是 带走了大量的能量。 (4)汽油机在月球 （选填“能”或“不能”）使用。 29．在一次物理实验活动中，老师拿出了一个密封盒。告诉同学们：里面有一个电源和一个定值电阻Rx相串联（电源电压和电阻Rx的阻值均未知），在电源和电阻Rx两端各引出一根导线至于密封盒外，如图所示。老师要求同学们：“在不损坏密封盒的前提下，只连一次电路就能测图密封盒内的电阻Rx的阻值。” 实验桌上有如下器材： 一只量程适合的电流表，一个已知阻值为R0的定值电阻，一个开关，若干根导线。要求： （1）根据给出的器材，在图上画出完整的实验电路图； （2）请写出实验步骤，并写出需要测量的物理量； （3）写出由上述步骤测得的物理量和已知量导出电阻Rx阻值的表达式。    30．2024年11月12日，第十五届中国航展在珠海开幕。图是我国自主研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”，具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设中必备的重大航空装备。航展上，“鲲龙”飞机飞行表演525s，消耗航空燃油500kg，发动机的平均功率为。 (1)飞机飞行过程中将航空燃油燃烧放出的内能转化为飞机的 能； (2)不考虑热量损失，消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量可使多少的水温度升高？ (3)发动机的效率是多少？ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 期末冲刺 （综合题30道） 1．跨学科实践 小明在学习热机知识的基础上，准备制作一个简易热机模型。以下是部分方案内容，请你补充完整。 （1）项目分析：选择适合作为热源的物质，如酒精灯，酒精燃烧时将 能转化为 。 （2）项目实施：组装铁架台，放置烧瓶和酒精灯，调试叶轮的位置，使烧瓶口的“L”形导管出口正对叶片，如图所示。点燃酒精灯，当大量白气从导管口喷出时，观察到叶轮转了起来。 （3）展示交流：汽轮机工作时，水蒸气内能减小，温度会 ；如果想提高此汽轮机效率，可以采用的方法有： （写出一条即可）。 【答案】 化学 内能 降低 给叶轮转轴部分加润滑油减小转动摩擦 【详解】（1）[1][2]酒精燃烧过程中，酒精的质量变小，产生了高温火焰，故此过程中是酒精的化学能转化为内能。 （3）[3]汽轮机工作时，水蒸气从导管口喷出推动叶轮转动，水蒸气对外做功，其内能减小，温度会降低。 [4]提高汽轮机效率，即提高能量的转化效率，减少能量损失。从结构角度考虑，给烧瓶增加保温层可以减少热量散失，使更多的内能用于产生水蒸气推动叶轮，从而提高效率；从做功角度考虑，给叶轮转轴部分加润滑油减小转动摩擦，可以减少克服摩擦力等做的功，增大有用功所占比例，也可以提高效率。 2．电流表使用时要 接在电路中，电流必须从 接线柱流入。小明同学用电流表测量电流时，把电流表接入电路后闭合开关，发现指针偏转如图（a）所示，产生这种情况的原因是 ；另一同学测量时，则发现指针偏转如图（b）所示，产生这种情况的原因是 。 【答案】 串联 正 电流表的量程选小了 电流表的正负接线柱接反了 【详解】[1][2]电流表在使用时应该串联在电路中，电流必须从电流表的正接线柱流入。 [3]由图（a）可知，指针指在了表盘最右端，电路中的电流超过了电流表的量程，选择的量程太小了。 [4]由图（b）可知，指针向零刻度线左侧偏转，说明电流表的正负接线柱接反了。 3．不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如图所示。请你判断以下事例中发生的能量转化（只需考虑最主要的能量转化），并将图中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。 (1)电热水器工作时： 。 (2)钻木取火： 。 (3)给手机充电时： 。 (4)植物吸收太阳光进行光合作用： 。 (5)烧水时水蒸气顶起壶盖： 。 【答案】(1)K (2)C (3)J (4)G (5)D 【详解】（1）（1）电热水器工作时，消耗电能，使水的内能增加，是电能转化为内能。从图中看到，从电能到内能的能量转化对应的字母序号为K 。 （2）（2）钻木取火时，克服摩擦力做功，消耗机械能，产生内能，是机械能转化为内能。从图中看到，从机械能到内能的能量转化对应的字母序号是C 。 （3）（3）给手机充电时，消耗电能，使手机电池内的化学能增加，是电能转化为化学能。从图中看到，从电能到化学能的能量转化对应的字母序号为J 。 （4）（4）植物吸收太阳光进行光合作用，吸收光能，合成有机物，使化学能增加，是光能转化为化学能。从图中看到，从光能到化学能的能量转化对应的字母序号是G 。 （5）（5）烧水时水蒸气顶起壶盖，水蒸气膨胀对外做功，消耗内能，使壶盖获得机械能，是内能转化为机械能。从图中看到，从内能到机械能的能量转化对应的字母序号为D 。 4．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。 (1)实验中应量取质量 的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。用相同的电加热器加热的目的是 。实验中用玻璃棒不断搅拌，目的是让液体 .当它们吸收相同热量时，通过比较 来判断吸热能力的强弱； (2)通过实验记录数据（如表格所示），从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲 Q乙（填“大于”“小于”或“等于”）； 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/℃ 30 34 38 46 乙的温度/℃ 10 18 26 42 (3)分析实验数据可知 物质的吸热能力强； (4)下列现象可用比热容知识来解释的是 。 A．夏天在教室洒水，感到凉爽 B．金属勺装有塑料手柄 C．沙漠地区昼夜温差较大 【答案】(1) 相等 两种液体相同的时间吸收的热量相同 受热均匀 温度的变化多少 (2)小于 (3)甲 (4)C 【详解】（1）[1]探究“比较不同物质吸热的情况”的实验时，需将质量相等的甲和乙液体分别装在两个相同的烧杯中。采用的控制变量法。 [2]实验中，加热时间反映了吸收热量的多少。用相同的电加热器加热，能使甲、乙两种液体在相同的时间内，吸收的热量相同。 [3]实验中用玻璃棒不断搅拌，目的是加快热传递，让液体受热均匀。 [4]当它们吸收相同热量时，利用转换法，通过比较温度变化的多少来判断吸热能力的强弱。 （2）从开始加热到42℃，甲用了不到4min，乙用了4min，实验中，加热时间反映了吸收热量的多少。所以Q甲小于Q乙。 （3）由表中实验数据可知，相同质量的甲、乙两种液体，加热相同的时间（即两液体吸收相等的热量），甲升高的温度低，甲物质的吸热能力强。 （4）A．夏天在教室洒水，是利用水蒸发吸收热量，使教室温度降低，感到凉爽，与比热容无关，故A不符合题意； B．由于金属是热的良导体，塑料是热的不良导体，为防止烫手，金属勺上要装有塑料手柄，与比热容无关，故B不符合题意； C．由于沙子的比热容较小，沙子受阳光照射时升温快，日落后沙子降温快，因此沙漠地区昼夜温差较大，故C符合题意。 故选C。 5．阅读短文，回答问题。 热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集，柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。在热岛效应的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。 (1)减弱热岛效应的措施之一：增大城区的绿地、水体面积，多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用，这主要是利用了水的 的特性。 (2)减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水 （填物态变化名称）有 （选填“吸热”或“放热”）的作用。 (3)研究表明，现在城市机动车保有量越来越大，机动车也是造成热岛效应的因素之一。以四冲程发动机小车为例，回答下列问题： 实现机械能转化为内能的是 冲程；实现内能转化为机械能的是 冲程。 在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 的方式增加物体的内能。 【答案】(1)比热容大 (2) 汽化 吸热 (3) 压缩 做功 做功 【详解】（1）水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，吸收相同热量时温度变化较小，因此利用水的比热容大特性可有效调节城区温度。 （2）[1][2]喷雾系统中的水雾通过汽化（蒸发）过程吸收周围环境的热量，从而降低温度，汽化属于吸热过程。 （3）[1][2]压缩冲程中活塞压缩气体做功，机械能转化为内能；做功冲程中高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能。 [3]刹车片与车轮摩擦时，通过做功的方式将机械能转化为内能，使刹车片温度升高。 6．民间艺人将玻璃熔化后，可制作出如图所示的工艺品，请据此回答下列问题． (1)坚硬的玻璃在熔化前，很难被压缩，说明分子间有 ；很难被拉伸，说明分子间有 。 (2)玻璃熔化成液体后具有流动性，说明液体分子间的作用力比固体的 （填“大”或“小”）。 (3)如图所示工艺品“小马”在不小心被摔断后，断裂部位不能复原，是因为________（填选项前的字母）。 A．分子间存在斥力 B．分子间作用力微弱 【答案】(1) 斥力 引力 (2)小 (3)B 【详解】（1）[1][2]分子间同时存在引力和斥力。当分子间距离很小时，表现为斥力；当分子间距离稍大时，表现为引力。坚硬的玻璃在熔化前，很难被压缩，这是因为分子间距离较小，此时分子间表现为斥力，所以说明分子间有斥力；很难被拉伸，是因为分子间存在引力来阻碍被拉伸，所以说明分子间有引力。 （2）固体分子间的作用力较大，分子排列紧密，有固定的形状和体积；液体分子间的作用力较小，分子可以在一定范围内自由移动，具有流动性。玻璃熔化成液体后具有流动性，这表明液体分子间的作用力比固体的小。 （3）当分子间距离很大时，分子间的作用力非常微弱。工艺品“小马”在不小心被摔断后，断裂部位的分子间距离很大，分子间作用力微弱，所以不能复原，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 7．在物理学中，“热”有热量、内能、温度等含义，请写出下列几种情形中“热”字的含义： (1)这盆水很热： 。 (2)物体吸热升温： 。 (3)摩擦生热： 。 (4)这杯水热得烫手： 。 (5)温度不同的两个物体之间可以发生热传递： 。 【答案】(1)温度 (2)热量 (3)内能 (4)温度 (5)热量 【详解】（1）这盆水很热，描述的是水的冷热程度，“热”字的含义是温度。 （2）物体吸热升温，“吸热”中“热”字的含义是热量，热量是热传递中转移的能量。 （3）摩擦生热，指通过摩擦做功使机械能转化为内能，“热”字的含义是内能。 （4）这杯水热得烫手，描述的是水的冷热程度，强调温度高导致触感，“热”字的含义是温度。 （5）热传递中的“热”指传递热量，低温物体吸收或高温物体放出热量，“热”字的含义是热量。 8．如图是小明设计的环境温度报警器，已知电源电压恒为12V，为的定值电阻。Rp是热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如表所示。当输出电压达到8V时，触发报警器图中未画出开始报警，试问： 温度 10 20 30 40 50 60 Rp 44 28 20 12 5 2 (1)热敏电阻是由 材料制作的；随着温度升高，输出电压将 选填“增大”或“减小”。 (2)报警器开始报警时，电路中的电流为多少？此时环境温度是多少？ (3)使用一段时间后，电源电压降为10V。要使报警器仍达到原报警温度时开始触发报警，通过计算说明应使定值电阻的阻值调整为多少？ 【答案】(1) 半导体 增大 (2)， (3) 【详解】（1）[1]由题知，热敏电阻的阻值Rp受温度的影响，所以热敏电阻是由半导体材料制成的。 [2]由表中数据可知，Rp的阻值随温度的升高而减小，因通过电路的电流不变，Rp的阻值变小，由可知Rp两端的电压随温度的升高而减小，由串联电路电压的规律可知随着温度升高，输出电压将增大。 （2）开始报警时，电路中的电流 热敏电阻Rp两端的电压 热敏电阻Rp的阻值 根据题目中表格数据知，热敏电阻Rp的阻值为时，环境温度为。 （3）原报警温度为时，热敏电阻Rp阻值仍为，触发报警器报警的电压仍为，由电路图可知，定值电阻与热敏电阻Rp串联，此时热敏电阻两端电压为 电路中的电流 定值电阻的阻值 9．甲、乙两物体的质量都为1kg，丙物体的质量为2kg，三个物体的温度都升高1℃，吸收热量的情况如图所示。 (1)甲的比热容为 。 (2)甲、乙、丙三个物体比热容的大小关系正确的是________（填字母）。 A． B． C． D． (3)若乙物体的温度降低1℃，其放出的热量是 J。 【答案】(1)3×103 (2)A (3)2000 【详解】（1）根据比热容的定义式，从图中可知甲物体质量m甲＝1kg，温度升高Δt甲＝1℃时吸收的热量Q甲＝3000J，则甲的比热容 （2）ABCD．根据比热容的定义式，对于乙物体，m乙＝1kg，Δt乙＝1℃，从图中知Q乙＝2000J，则 对于丙物体，m丙＝2kg，Δt丙＝1℃，从图中知Q丙＝2000J，则 比较可得c甲>c乙>c丙，故A正确，BCD错误。 故选A。 （3）因为物体吸收和放出的热量遵循相同的公式，乙物体温度升高1℃吸收2000J热量，那么温度降低1℃放出的热量与升高1℃吸收的热量相等，即为2000J。 10．物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比热容是求： (1)甲图和乙图哪个是沙子吸热升温的图像？ (2)加热2min时，水吸收了多少的热量？ (3)沙子的比热容。 【答案】(1)甲 (2) (3) 【详解】（1）图甲表示的是沙子吸热升温的过程，因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，从公式可知，沙子温度升得多；所以图甲表示的是沙子吸热升温的过程。 （2）由图乙可知，加热2min时，水的温度从20℃上升到70℃，根据公式求出水吸收的热量 （3）相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，在2min内 因为加热2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，沙子的温度变化 已知质量 沙子的比热容 11． 教材图片 知识点运用 将两个吹足气的气球分别在干燥的皮肤上或衣服上摩擦几下，两个气球会带上同种电荷，这种现象叫 ；将这两个气球的悬线提起，两气球相互远离，这是因为 。 发生雷击时最大瞬时电流约为，因此我们的建筑都安装了避雷针。若某次云层带正电荷，说明它之前在摩擦中 （选填“得到”或“失去”）了电子。产生的闪电击中了教学楼的避雷针，则这次瞬间电流沿避雷针方向是 （选填“向上”或“向下”）的。 如图的电路中，电灯中的电流方向是 ；形成电流的电子移动方向是 （均选填“A到B”或“B到A”） 【答案】 摩擦起电 同种电荷相互排斥 失去 向下 A到B B到A 【详解】[1]用摩擦的方法让物体带电叫做摩擦起电现象。两个气球摩擦后带同种电荷的现象为摩擦起电。 [2]同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。两个气球带同种电荷，将两个气球悬线提起时，两个气球会因排斥而相互远离。 [3]摩擦起电的实质是电子发生转移，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。云层带正电荷说明在摩擦中失去了电子。 [4]闪电击中避雷针时，由于云层带正电，则电子经避雷针向云层放电，在避雷针中电子从大地向避雷针顶部移动，电流方向与电子定向移动的方向相反，则电流方向沿避雷针向下。 [5][6]电源外部电流方向从电源正极流向负极，由图可知，电灯中的电流方向为A到B。金属导体中实际移动的是电子，电子带负电，电子移动方向与电流方向相反，为B到A。 12．地效飞行器是一种可以低空高速飞行的飞机，它能停要水面或地面上，某型号飞行器的总质量为，最大飞行速度为720km/h，以最大速度飞行时的运输效率为25，运输效率是指飞行器飞行时的总重与发动机推力的比值。（g取10N/kg） （1）飞行器停在水平地面上时，对地面压力大小为 N； （2）飞行器飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速 ； （3）油箱中汽油的质量为30t，完全燃烧放出的热量为 J；（汽油的热值为4.6×10 7 J/kg） （4）飞行器以最大速度飞行1440km，需要 h，发动机推力的功率为 W（可以认为飞行器的总重不变）。 【答案】 快 2 【详解】（1）[1]飞机对地面的压力 （2）[2]飞行器飞行时，机翼上表面凸起，下表面较平，机翼上方气流比下方气流的流速大，机翼下方的大气压强大于上方的大气压强，从而产生向上的压力差，使获得向上的升力。 （3）[3]汽油的质量 汽油完全燃烧所放出的热量 （4）[4]由可得飞行器以最大速度飞行1440km，需要的时间 以最大速度飞行时的运输效率为25，指飞行器飞行时的总重与发动机推力的比值 解得发动机的推力 发动机推力的功率 13． 教材图片 知识点运用 [教材P67图16.1-1] 如图所示，当阀门打开时，容器A、B和水管ab构成了一个 ，由于甲、乙容器中的水面高度不同，从而使水轮机两侧的 不同，产生水压差，水管中就形成从 （选填“A→B”或“B→A”）的水流。我们将水泵比作电源，将阀门比作开关，将抽水机比作 ，将管道比作导线，又将水流比作 ，这种研究问题的方法叫作 。 [教材P86图16.4-12] 如图是一种自动测定油箱内油量的装置，R是滑动变阻器，工作过程中浮子通过杠杆带动金属片从R的一端滑动到另一端。油量表是由 （选填“电流表”或“电压表”）改装而成；浮子下降时，连杆对滑杆施加动力F1，此时滑杆是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，油量表示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）；若电路的保护电阻R0损坏，维修人员替换时误用了一个较大的电阻，则会导致油量表的测量结果 （选填“偏大”或“偏小”） 【答案】 连通器 液体压强 A→B 电源 电流 类比法 电流表 省力 变小 偏小 【详解】[1]当阀门打开时，容器A、B上端开口，底部互相连通，构成了一个连通器。 [2]由于两容器中水的深度不同，根据可得，两侧的压强不同。 [3]由于A容器中水的深度大于B容器中水的深度，故A容器中压强更大，水管中就会形成A到B的水流。 [4]在电路中电源相当于抽水机，它是给电路中的用电器提供电压的装置，从而在电路中形成持续电流。 [5]在水管中由于存在压强差形成的水流，在电路中相当于电路两端存在电压时电路中的电流。 [6]这种将电源类比于抽水机，电流类比水流的研究方法叫作类比法。 [7]根据题图可知，油量表串联接在电路中，故油量表是由电流表改装而成的。 [8]浮子下降时，滑杆绕O点转动，根据题图可知，动力臂的长度大于阻力臂的长度，根据杠杆的平衡条件，可知该杠杆是省力杠杆。 [9]浮子下降时，滑杆向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中的电流减小，油量表示数变小。 [10]若定值电阻换成了一个更大的电阻，油量表显示相同示数时，滑动变阻器接入电路的电阻比之前小，浮子相比之前上升，油量比之前多，故油量表的测量结果比实际结果小。 14．跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔尖对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 (1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为： → →机械能。 (2)某团队的同学们发现项目实施过程中存在一些不安全因素，请你为他们拟写一条注意事项 。（答出一条即可） (3)热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你帮助他们提出一个可行性措施： 。 【答案】(1) 化学能 内能 (2)不要持续加热易拉罐 (3)增加易拉罐的保温性能 【详解】（1）[1][2]汽轮机模型工作过程，首先酒精灯燃烧，将酒精的化学能转化为内能，使水的温度升高，产生大量水蒸气。然后，水蒸气从笔的尖端喷出，推动扇叶转动，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。 （2）由于需要将易拉罐密封，持续加热会导致罐内压力过大而发生爆炸，因此拟写注意事项为：不要持续加热易拉罐，避免罐内压力过大导致爆炸危险，加热时注意观察并保持安全距离。 （3）要提高简易汽轮机效率，可以增加易拉罐的保温性能：比如用保温杯套等材料包裹易拉罐，减少热量散失，使水能够吸收更多的热量转化为水蒸气的内能，从而提高效率。减少热量损失，能让更多的化学能最终转化为机械能。 15．科学史上有这样一段关于意大利科学家伽伐尼和伏打的佳话，“一条蛙腿”引发了电生理学的起源和电池的发明。阅读材料并回答问题： (1)伽伐尼在经历了“蛙腿抽动”这一偶然发现之后，重复此实验的目的是 ； (2)伽伐尼进行实验①的实验假设是： 是引起蛙腿抽动的原因； (3)伏打的质疑引发了伽伐尼新的实验：“伽伐尼剥出蛙腿的一条神经，一头和脊柱接触，一头和蛙腿受损的肌肉接触，多次实验均发现蛙腿抽动”。此实验 （选填“支持”或“不支持”）伽伐尼原有的结论； (4)在伏打提出“金属电”后约50年，德国科学家亥姆霍兹指出，所谓“金属电”是化学作用引起的，是溶液中的离子定向移动而产生的电流。伏打电堆其实是多个伏打电池串联而成的电池组。是将 能转化为电能的装置。 【答案】(1)避免实验结果的偶然性 (2)“动物电” (3)不支持 (4)化学 【详解】（1）在本题描述的实验中，重复同一操作此实验的目的是避免实验结果的偶然性，确保结论的可靠性。 （2）从伽伐尼进行实验的过程和结论可知，他进行实验①的实验假设是：动物体内存在某种电，即“动物电”是引起蛙腿抽动的原因。 （3）由题意可知，伽伐尼新的实验：“伽伐尼剥出蛙腿的一条神经，一头和脊柱接触，一头和蛙腿受损的肌肉接触，多次实验均发现蛙腿抽动”，此实验不支持他原有的结论，因为并没有利用到金属。 （4）德国科学家亥姆霍兹指出，所谓“金属电”是化学作用引起的，最终研究表明，伏打电堆是将化学能转化为电能的装置。 16．现代社会汽车大量增加，发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器来刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离，这段距离叫反应距离。从操纵制动器刹车，到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离。下面是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离。请回答： (1)刹车过程中轮胎会发热，这是什么原因？在这个过程中能量是怎样转化的____？ (2)利用下表数据，通过计算求出该司机的反应时间大约是多少____？ (3)分析下表数据可知，汽车制动距离与行驶速度有什么关系____？ (4)为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全，在高速公路旁边设置了“雨雪路滑减速慢行”的警示牌，请简要说明这句话的物理道理____？ 速度（km·h-1） 40 50 60 80 100 反应距离（m） 7 9 11 15 19 制动距离（m） 8 13 20 34 54 【答案】(1)见解析 (2)0.66s (3)汽车的行驶速度越大制动距离越大 (4)见解析 【详解】（1）刹车过程中轮胎发热是由于摩擦引起的，需要克服摩擦力做功，这个过程中，机械能减少，内能增加，机械能转化为内能。 （2）以第一组数据为例40km/h≈1lm/s，反应距离是7m， 司机的反应时间为 依次计算不同速度下司机的反应时间分别为：0.65s、0.66s、0.67s、0.68s，求这几个数的平均值可得出司机的反应时间为 （3）由表中数据可知：速度由40km/ h到100km/h，对应的制动距离由8m到54m，故知：行驶速度越大制动距离越长。 （4）雨雪路滑，接触面的粗糙程度减小，摩擦力减小．汽车制动后，由于惯性仍向前运动，摩擦力越小越不易停下来，所以要减速慢行。 17．如图所示，是大海中的“枪虾”。天生拥有一大一小不成比例的两个螯，体长不到5cm，但却是天生的海洋“枪手”。当捕捉猎物时，它的螫能以108km/h的速度快速闭合，并喷射出一道32m/s的高速水流，而高速水流会形成极小的低压气泡，这些气泡从发出到破裂的时间极短，而且爆破的时候温度会达到4700℃，并伴随“啪嗒”的巨响（响度可达210dB，比真正的枪声还高），普通的小鱼、小虾、小螃蟹非死即晕，很难逃脱。 (1)“枪虾”快速闭合螫，喷射水流并发出巨大的声音，这个过程中涉及的能量转化有哪些？ (2)“枪虾”喷射水流形成气泡，气泡爆破时温度快速升高，这个过程中是通过什么方式改变内能？ 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）“枪虾”闭合螯，肌肉的化学能转化为螯的动能（机械能）；螯快速闭合喷射水流，机械能传递给水流（水的动能）；水流形成气泡，气泡破裂发出巨响，水的动能转化为声能；同时气泡破裂产生高温，部分能量转化为内能；因此涉及的能量转化有：化学能转化为机械能，水的动能转化为声能、内能。 （2）气泡爆破时间极短，气泡内部气体被剧烈压缩，对气体做功，内能增加，温度升高。这是通过做功的方式改变内能。 18．据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 (1)下列说法正确的是 ； A．采用氢燃料是利用氢的比热容大 B．氢能源汽车工作过程，氢燃料电池将电能转化为化学能 C．氢能源汽车工作过程中，剩余氢的热值不变 D．使用热值更大的燃料，一定可以增大热机效率 (2)储氢瓶在高压下储存氢气时，瓶内气体的温度会升高，该过程中氢气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；汽车冷却系统中，水箱内的液态水通过 （填写物态变化名称）吸收热量，有效降低发动机温度； (3)以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW; ①求以当前速度卡车行驶72km消耗的能量为 J； ②与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km 可减排二氧化碳的质量为 。（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取 4.3×107 J/kg） 【答案】(1)C (2) 增大 汽化 (3) 6.192×108 132kg 【详解】（1）A．等质量的氢燃料和其他燃料，氢燃料完全燃烧放出的热量更多，所以采用氢燃料是利用氢的热值大，故A错误； B．电池为电路提供电能。氢能源汽车工作过程，氢燃料电池将化学能转化为电能，故B错误； C．热值是燃料的特性，与燃料的质量、完全燃烧放出的热量以及燃烧情况等无关，只与燃料本身有关，所以氢能源汽车工作过程中，剩余氢的热值不变，故C正确； D．热机的效率与燃料的热值无关，所以使用热值更大的燃料，不一定会增大热机效率，故D错误。 故选C。 （2）[1]内能大小与物体的质量、温度等有关。所以储氢瓶在高压下储存氢气时，瓶内气体的温度会升高，该过程中氢气的内能增大。 [2]汽车冷却系统中，水箱内的液态水通过汽化变成水蒸气，该过程吸收热量，能有效降低发动机温度。 （3）[1]以当前速度卡车行驶72km消耗的能量为W=Pt=172×103W×3600s=6.192×108J [2]燃油完全燃烧释放的热量为 燃烧燃油的质量为 可减排二氧化碳的质量为 m二氧化碳=3.3m=3.3×40kg=132kg 19．指出下列现象中能量的转化形式。 (1)汽车刹车时刹车片发热： ； (2)用燃料烧水： ； (3)给手机充电：； ； (4)植物进行光合作用： 。 【答案】(1)机械能转化为内能 (2)化学能转化为内能 (3)电能转化为化学能 (4)光能转化为化学能 【详解】（1）刹车时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，表现为刹车片发热。 （2）燃料燃烧释放储存的化学能，将化学能转化为内能。 （3）充电时，消耗电能，将电能转化为化学能存储在电池内部。 （4）光合作用中，植物吸收光能并转化为有机物中的化学能储存，即将光能转化为化学能。 20．如图甲所示是某电子秤的原理示意图，R1为定值电阻，托盘下方的电阻R为压敏电阻，其电阻大小与托盘中所放物体质量m大小的关系图像如图乙所示。已知托盘中未放入任何物体时，电流表示数为I=0.1A，且电源电压为8V保持不变。问： (1)当托盘中放入的物体质量增大时，电路中的电流变 （选填“大”或“小”）； (2)定值电阻R1的阻值是多少？ (3)电流表示数为0.16A时，放入托盘中的物体质量是多少？ 【答案】(1)大 (2)30Ω (3)600g 【详解】（1）由图甲可知，R和R1串联，电流表测量电路中的电流，根据图乙可知，当托盘中放入的物体质量增大时，压敏电阻R的电阻值变小，R1的阻值固定不变，由串联电阻规律可知，电路总电阻变小，因为电源电压不变，根据可知，电流I增大，故电路中的电流变大。 （2）托盘中未放入任何物体时，电流表示数为I=0.1A，且电源电压为8V保持不变，由乙图可知，此时R的阻值为50Ω，此时电路中的总电阻为 则定值电阻R1的阻值是 （3）电流表示数为0.16A时，电路中的总电阻为 此时R的阻值为 由乙图可知，此时放入托盘中的物体质量是600g。 21．如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一团小棉花，把活塞迅速压下去，棉花被压缩空气点燃。如图乙所示，瓶内装有一些水，用瓶塞将瓶口塞紧，瓶塞通过导管与打气筒相连。用打气筒给瓶中打气，当瓶塞跳起来时，瓶口周围冒“白气”。 (1)甲、乙两实验说明 可以改变内能；除此方式外，还可通过 改变物体的内能； (2)在甲实验中，把活塞迅速压下去时棉花被点燃，说明筒内空气的温度 ，内能 ；（均填“增大”“减小”“不变”“升高”或“降低”） (3)如图丙所示，B是一个被销钉锁住的活塞，气缸A密封有压缩空气，C是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦，当把销钉K拔出后，将观察到活塞向右移动，温度计的示数 （填“变大”“变小”或“不变”），你的分析依据是 。 【答案】(1) 做功 热传递 (2) 升高 增大 (3) 变小 气缸中空气对外做功，内能减小，温度降低 【详解】（1）[1]甲实验，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，我们会看到棉花燃烧的现象，这一过程中活塞对筒内气体做功，气体的温度升高，内能增加，机械能转化为内能；乙实验，当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低，内能转化为机械能。所以甲、乙两实验说明做功可以改变内能。 [2]做功和热传递在改变物体内能上是等效的，所以除了做功改变物体的内能，还可以通过热传递改变物体的内能。 （2）[1][2]在甲实验中，把活塞迅速压下去，活塞对筒内空气做功，根据做功可以改变物体内能的知识，空气的内能增大。内能增大时，物体的温度通常会升高，所以筒内空气的温度升高。 （3）[1][2]当把销钉K拔出后，气缸A内的压缩空气对活塞做功，空气内能转化为活塞的机械能，空气内能减少，温度降低，所以温度计的示数变小。 22．蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械能的往复式动力机械，它的出现曾引发了第一次工业革命。直到20世纪初，才逐渐被内燃机和汽轮机等替代。 (1)如图1是思接千载的小萍设计的简易蒸汽机模型，燃料燃烧后加热水产生水蒸气，易拉罐的一侧开小孔后让蒸汽喷出，推动风车转动。此时工作物质是 （选填“酒精”或“水蒸气”），该模型可以看成是 （选填“内燃机”或“外燃机”）； (2)图2中汽油机的四个冲程，其中 （选填A/B/C/D）冲程与图1实验中的能量转化方式相同。该四冲程汽油机工作时转速为600r/min，则说法正确的是 （填选项）； A．分钟做功100次，共有600个冲程 B．秒共40个冲程，曲轴转10圈 C．分钟完成300个工作循环，做功150次 D．秒做功5次，曲轴转10圈 (3)在挑选时，发动机（汽油机）效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。如图所示为发动机的能量流向图，这个发动机的效率是 。“涡轮增压”技术可利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后再送到进气门，能有效提升燃油的利用率。由此可见“涡轮增压”是采取 （填选项“A”或“B”）的方法来提高热机效率的； A．使燃料更充分燃烧    B．减少热损失。 (4)如图是一种可用于卫星的光发动机的工作原理图，密闭气室中在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，而在无光条件时则发生逆反应。由此，控制光照即可实现活塞往复运动。在该光发动机工作过程中能量的总量 （选填“增加”、“减少”或“不变”）。 【答案】(1) 水蒸气 外燃机 (2) C D (3) 25% A (4)不变 【详解】（1）[1][2]燃料燃烧后加热水产生水蒸气，大量的水蒸气会从小孔喷出，推动风车转动，对风车做功，将内能转化为机械能，因此工作的物质是水蒸气。该热机模型是在易拉罐外燃烧燃料，属于外燃机。 （2）[1]图1实验中高温水蒸气推动风车转动，对风车做功，水蒸气的内能转化为风车的机械能。图2汽油机的四个冲程中，C图所示进气门和排气门关闭，活塞向下运动，此时高温高压的燃气推动活塞对外做功，水蒸气的内能转化为活塞的机械能；A图为吸气冲程，没有内能与机械能的转化；B为压缩冲程，发生的能量转化是机械能转化为内能；D为排气冲程，没有内能与机械能的转化。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 [2]AC．一台四冲程内燃机转速为600r/min，已知飞轮每转2转完成1个工作循环，对外做功1次，包含4个冲程，则该内燃机每分钟完成300个工作循环，对外做功300次，包含1200个冲程，故AC错误； BD．一台四冲程内燃机转速为600r/min，则1s飞轮转过的转数是10r，已知飞轮转数与曲轴的转数相同，且飞轮每转2r对外做功1次，包含4个冲程，则该内燃机每秒钟做功5次，曲轴转10r，包含20个冲程，故B错误，D正确。 故选D。 （3）[1]由能量流向图可知燃料完全燃烧放出的能量为 用来做有用功的能量为2000J，这个发动机的效率是 [2]根据题意可知，“涡轮增压”技术可利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后再送到进气门，能有效提升燃油的利用率，所以本质上是使燃料更充分燃烧，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 （4）由题意可知，这种光发动机可以将吸收到的光能最终转化为机械能，根据能量守恒定律，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。故该光发动机工作过程中能量的总量不变。 23．小明家购买了一个多挡位电火锅，其内部电路如图所示，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为44Ω。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换；不考虑电热丝的电阻随温度变化，c冰=4.2×103J/（kg•℃）。 物理量 参数 额定电压 220V 中温挡功率 1100W 低温挡功率 440W (1)此电火锅利用电流 效应原理工作。 (2)当旋转开关S跟触点3和4接触时，电火锅处于 挡。 (3)电加热器中的R2阻值为多少 ？ (4)在高温挡模式下，电路1min内消耗的电能是多少 ？ 【答案】(1)热 (2)高温 (3) (4)1.32×105J 【详解】（1）电火锅是利用电流通过导体发热来加热的，故电火锅是利用了电流的热效应原理工作。 （2）由可知，当电源电压一定时，电路中的总电阻越小，总功率就越大，当开关S和触点3、4接触时，R2与R3并联，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电火锅处于高温挡。 （3）开关S跟触点2和3接触时，电路中只有R2，为中温挡，所以 （4）开关S跟触点3和4接触时，R2与R3并联，为高温挡 电路在此模式下1min内消耗的电能 24．当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比，后来这个规律被称为牛顿冷却定律。小庆想研究热牛奶散热的情况，如图甲，他将装有热奶的奶瓶放入温度等于室温的水中，水温约为20℃，热奶的温度约为90℃，他测量了水和热奶的温度和时间数据，并描绘图象如图乙。大约经过15min，热奶和水的温度刚好达到一致。 (1)根据牛顿冷却定律可知，物体之间发生热传递的条件是物体之间有 ；并且内能总是从 （选填“高温物体传给低温物体”或“内能多的传给内能少的”）； (2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是___________（选填选项序号）： A．速度 B．密度 C．功率 D．效率 (3)水和热奶之间发生热传递时，牛奶 热量，内能 ； (4)根据小庆描绘的图象，曲线 （选填序号）表示热奶的温度随时间变化的情况； (5)参考小庆的图像，推测沸水放在房间里，温度自然降低的规律是___________（选填选项序号）。 A．先快后慢 B．先慢后快 C．均匀降低 【答案】(1) 温度差 高温物体传给低温物体 (2)C (3) 放出 减小 (4)② (5)A 【详解】（1）[1][2]牛顿冷却定律提出，物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比，即物体之间发生热传递的条件是物体之间有温度差，并且内能总是从高温物体传给低温物体，与物体的内能大小关系无关。 （2）由题目提供的信息可知，散热快慢的定义是单位时间内散失热量的多少，这是一个描述快慢的物理量； A.速度的定义是单位时间内通过的路程，与能量无关，故A不符合题意； B.密度的定义是单位体积某种物质的质量，故B不符合题意； C.功率的定义是单位时间内做的功，与散热快慢一样都是描述的单位时间内的能量，故C符合题意； D.效率的定义是有用功与总功之比，故D不符合题意。 故选C。 （3）[1][2]水和热奶之间发生热传递时，水温约为20℃，热奶的温度约为90℃，根据牛顿冷却定律可知，热奶放出热量，内能减小。 （4）热奶的温度约为90℃，且温度逐渐降低，根据图象可以判断，曲线②表示热奶的温度随时间变化的情况。 （5）根据小庆的图象，可以看到热奶温度降低的速度逐渐减慢，因此沸水放在房间里，温度自然降低的规律是先快后慢。 故选A。 25．跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机是人们获得动力的重要机械。同学们收集材料组装了如图所示的汽轮机模型，步骤如下： 制作“锅炉”：取一个空易拉罐，注入半罐水，在顶部拉环处，插入一根笔套，用热熔胶密封拉环开口与笔套的间隙。用粗铁丝弯出两个“U”形支架，将“锅炉”横向架在支架上。 制作叶轮：用另一个易拉罐的铝皮，剪一个直径6~8cm的圆形薄片，在中心钻一个小孔（穿转轴用）。在圆形薄片边缘，均匀剪出8个长3cm、宽1cm的叶片，将每个叶片向同一方向弯折45°。取一根细铁丝，穿过叶轮中心孔作为转轴，用粗铁丝弯出两个“L”形小支架，将叶轮转轴架在支架上。 组装∶将“锅炉”笔套出口对准叶轮叶片的倾斜面。点燃易拉罐下面的蜡烛，加热“锅炉”底部，等待几分钟，“锅炉”内的水沸腾产生水蒸气。水蒸气通过笔套喷出，冲击叶轮叶片，叶轮就转动起来了。 (1)实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，留出容纳 的空间； (2)蜡烛燃烧过程中的能量转化情况为∶化学能→ ； (3)当有水蒸气喷出时，叶轮就转动起来，此过程中，水蒸气的内能 （选填“增加”“减小”或“不变”），温度 （选填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】(1)水蒸气 (2)内能 (3) 减小 降低 【详解】（1）半罐水加热沸腾后产生水蒸气，体积膨胀需预留空间，所以在罐内留出足够的空间容纳水沸腾后产生的水蒸气。 （2）蜡烛燃烧将其化学能转化为内能，给易拉罐中的水加热，使水沸腾产生蒸汽。 （3）[1][2]水蒸气喷出时推动叶轮对外做功，内能转化为机械能，所以内能减少，温度随之下降。 26．图甲是某电子秤的原理图，是质量表（电阻忽略不计），秤盘与压杆质量均忽略不计，电源电压10V，R0=150Ω，当电路中的电流大于50mA时，气电保护开关S自动断开，图乙所示是压力传感器R的阻值随所受压力F变化图像； (1)图中质量表应该用 （选填“电流”或“电压”）表改装； (2)称量时，质量越大，R的阻值越 ； (3)该电子秤能称量的最大质量为多少？（g取10N/kg） 【答案】(1)电流 (2)小 (3)50kg 【详解】（1）由电路图可知，质量表串联在电路中，是由电流表改装的。 （2）称量时，质量越大，物体的重力越大，由水平面上物体的压力和自身的重力相等可知，压力传感器所受的压力越大，由乙图可知，R的阻值越小。 （3）当电路中的电流为50mA时该电子秤能称量的质量最大，根据欧姆定律可得，电路中的总电阻为 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以此时压力传感器的电阻为 由图像可知，R=50Ω时，受到的压力为500N，由可得，该电子秤称量的最大质量为 27．我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇如图甲所示，于2024年3月30日成功完成首飞。飞艇靠艇体内部充满的浮力气体（如氢气或氦气）所产生的浮力来实现升空，吊舱位于艇体下方，用来供人员乘坐或者装载货物。发动机作为推进装置，输出的能量主要用于克服空气阻力推动飞艇水平飞行做功，以及为艇载设备供电，其中用来供电的输出功率恒定。飞艇部分参数见如表，忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。问： 空载质量（不含氦气） 3700kg 气囊总容积 发动机额定输出功率 供电功率 发动机效率 最大速度 (1)飞艇水平飞行时，需要发动机提供动力，四冲程内燃机的 冲程可以给飞艇提供动力。 (2)某次飞行全程共消耗10kg燃油，则发动机输出的能量是多少？（燃油热值q油=4.5×107 J/kg） (3)当飞艇低速（v≤12m/s）水平直线飞行时，其受到的空气阻力F阻与速度的关系如图乙所示。则当飞艇以10m/s的速度匀速直线飞行时，消耗10kg燃油可飞行的最大距离为多少km？ 【答案】(1)做功 (2)1.62×108J (3)16.2km 【详解】（1）四冲程内燃机的做功冲程将燃气内能转化为机械能，可以给飞艇提供动力。 （2）发动机输出的能量为 则发动机输出的能量为 （3）由图乙可知，飞艇受到的空气阻力 根据题意可知 且辅助功的功率恒定，则 由题知推动功，根据速度公式可得，所以可得 代入数据有 整理可得飞艇飞行的距离 当时，飞行的最大距离为 28．某品牌汽车的汽油机工作时的能量流向如图所示。 (1)由图中信息可知，汽油机工作过程中输出有用功的效率为 。完全燃烧2kg的汽油，该汽车获得的机械能是 J。（已知） (2)汽油机工作一段时间后，油箱里的汽油没有发生变化的是 （填序号）。 ①质量  ②密度  ③比热容  ④热值 (3)汽油机的效率很低，主要原因之一是 带走了大量的能量。 (4)汽油机在月球 （选填“能”或“不能”）使用。 【答案】(1) 35% (2)②③④ (3)废气 (4)不能 【详解】（1）[1]由图可知，有用机械能占燃料燃烧内能，所以汽油机工作过程中输出有用功的效率为。 [2]已知汽油质量，，完全燃烧释放的热量 汽车获得的机械能即有用功，由可得该汽车获得的机械能 （2）汽油燃烧后质量会减少，因此质量发生变化。密度是物质的特性，与质量、体积无关，汽油种类不变，密度不变。比热容是物质的特性，仅与物质种类和状态有关，汽油种类不变，比热容不变。热值是燃料的特性，仅与燃料种类有关，汽油种类不变，热值不变。故②③④符合题意，①不符合题意。 故选②③④。 （3）汽油机工作时，能量损失包括废气带走的热量、机械摩擦损失、散热损失等。其中，废气温度高，流速快，带走了大量的能量，是效率低的主要原因之一。 （4）汽油机属于内燃机，工作时需要吸入空气中的氧气助燃。而月球上没有空气，无法满足燃烧条件，因此汽油机在月球不能使用。 29．在一次物理实验活动中，老师拿出了一个密封盒。告诉同学们：里面有一个电源和一个定值电阻Rx相串联（电源电压和电阻Rx的阻值均未知），在电源和电阻Rx两端各引出一根导线至于密封盒外，如图所示。老师要求同学们：“在不损坏密封盒的前提下，只连一次电路就能测图密封盒内的电阻Rx的阻值。” 实验桌上有如下器材： 一只量程适合的电流表，一个已知阻值为R0的定值电阻，一个开关，若干根导线。要求： （1）根据给出的器材，在图上画出完整的实验电路图； （2）请写出实验步骤，并写出需要测量的物理量； （3）写出由上述步骤测得的物理量和已知量导出电阻Rx阻值的表达式。    【答案】（1） ；（2）见解析；（3） 【详解】（1）由分析可知，定值电阻R0与待测电阻Rx电流表、电源串联组成电路，然后把开关并联在R0两端。如图所示：    （2）实验步骤和需要的物理量： a．按电路图连接好实验的电路； b．断开开关S，读出此时电流表的示数I1； c．闭合开关S，读出此时电流表的示数I2。 （3）在步骤b中， R0与Rx串联，电路中的电流为I1；在步骤c中，电路为Rx的简单电路，电路中的电流为I2；因电源电压不变，且串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源电压 整理可得 30．2024年11月12日，第十五届中国航展在珠海开幕。图是我国自主研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”，具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设中必备的重大航空装备。航展上，“鲲龙”飞机飞行表演525s，消耗航空燃油500kg，发动机的平均功率为。 (1)飞机飞行过程中将航空燃油燃烧放出的内能转化为飞机的 能； (2)不考虑热量损失，消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量可使多少的水温度升高？ (3)发动机的效率是多少？ 【答案】(1)机械 (2) (3) 【详解】（1）飞机飞行过程中，燃油燃烧放出的内能转化为飞机的机械能，提供飞行动力。 （2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为 不考虑热量损失，则 由可知，水的质量 （3）发动机做的有用功 发动机的效率 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $