专题03 能量探索（2）——内能与核能（期末知识清单）九年级科学上学期浙教版

该初中科学知识清单系统梳理“内能与核能”专题内容，涵盖内能本质、比热容计算、热机原理、核能利用及能量守恒等核心考点，搭建从概念辨析到定量计算再到综合应用的递进式学习支架。 清单通过“考点分级+对比表格+题型分层”呈现知识体系，如“温度-热量-内能对比表”明晰概念差异，“热机冲程与能量转化”例题培养科学思维。标注“★”重难点（如比热容计算、链式反应原理），配套实验分析题（如气体做功实验），助力学生自主突破，教师可直接用于专题复习或分层教学。

专题03 能量探索（2）——内能与核能 考点一 内能 1.内能 (1)分子动能：分子永不停息地做无规则运动，运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能 。 (2)分子势能：由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有 。 (3)物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的 ，俗称 ，内能的单位是 ( J)。 (4)影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能 ；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能 。 2.物体内能的改变： 和 考点二 温度、热量、内能之间的区别与联系 温度 热量 内能 定义不同 宏观上：表示物体的 微观上：反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的 的总和 量的性质 状态量 过程量 状态量 表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少” 单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J) 联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低 考点三 比热容和热量的计算 1.比热容 (1)定义及单位：单位质量的某种物质， 叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克. ℃)，读作 。 (2)水的比热容表示的物理意义意义：水的比热容为4.2x103焦/(千克.℃ ),它的意义是 。 (3)水的比热容的特点和应用：用水作为降温物质或用来取暖；沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。 （二）热量的计算公式 (1)吸热公式： 。 (2)放热公式： 。 (3)热量计算的一般式： Q=cm△t 物体吸收或放出热量的多少由 这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。 (4)两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量,温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放(热平衡方程)。 考点四 热机 （一）热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。 （二）热机的特点：通过做功把 转化为 。 （三）内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。 （四）汽油机 (1)汽油机：以汽油为燃料的内燃机。 (2)工作过程分析：大多数汽油机的一个工作循环都是由四个冲程组成的，分别是 。在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动 圈，对外做功 次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为 ，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。 考点五 燃料的热值 1.定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。 2.单位：焦/千克，如木炭的热值是3.4x107焦/千克，它表示 3.能量转化：化学能转化为内能。 4.热值是燃料的一种特性， 它只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同；与燃料的形状质量、体积、是否完全燃烧均无关。 5.燃料完全燃烧放出热量的计算公式： 。 考点一 核能 1.定义：原子核在转变过程中所释放出的能量，称为 。 2.获取途径：原子核的 和原子核的 两种方式。 考点二 核裂变 1.概念：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成 ，并释放出 的现象。 2.链式反应 （1）原理：每个铀核裂变产生的 ，会继续轰击其他铀核，使更多铀核裂变并产生更多中子，形成 ，持续释放大量能量。 （2）分类： 不加控制的链式反应：应用于 。 可控制的链式反应：应用于 。 考点三 核聚变 1.概念：2 个质量较小的原子核在超高温下结合成 ，同时释放出能量的现象，又称 反应。 2.能量特点：消耗质量相同的核材料，聚变反应释放的核能 裂变反应。 3.应用： 考点四 核电站 1.核反应堆：控制原子核 。 2.工作原理与能量转化 （1）原理：核反应堆提供能量使水变成蒸汽，高温高压蒸汽推动汽轮发电机发电。 （2）能量转化顺序： 。 考点五 放射性 1.定义：元素自发放出穿透能力很强的射线的能力，称为 。 2.三种主要放射线 放射线 本质 穿透本领 α 射线 带 电的高速运动的氦原子核流 最弱，在空气中仅能前进几厘米 β 射线 带 电的高速运动的电子流 较强，能穿透几厘米厚的铝板 γ 射线 能量很高的 最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土 考点一 能量的转化与转移 1.能量转化：能量从一种形式 为另一种形式。 2.能量转移：能量的形式 ，仅从一个物体 到另一个物体。 3.普遍性：自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化或转移，各种形式的能量不是 的。 考点二 能量的转化与守恒定律 1.能量既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 2.“永动机” 不可实现 失败原因：机械运行中摩擦不可避免，部分能量会转化为内能散失，若不补充能量，运动终将停止，违背 。 3.与机械能守恒的区别 对比维度 机械能守恒 能量守恒 适用条件 有条件：无机械能损失，无额外能量补充 无条件：适用于所有能量形式的转化与转移 能量范围 仅限于动能和势能之间的转化 涵盖机械能、内能、化学能、电磁能等所有形式 总量变化 满足条件时，机械能总量不变 任何情况下，总能量始终保持不变 考点三 能量转移和转化的方向性 1.能量的转移和转化具有方向性，不能自发地 进行。 2.具体表现 （1）内能转移：只能自发地从 物体转移到 物体，不能自发地从低温物体转移到高温物体 （2）能量转化：机械能可以自发地转化为 ，但内能不能自发地转化为机械能。 【考点题型一】内能 【例1】小科学习了科学课后，更加用心地观察生活，通过观察咖啡制作过程总结了下列几点想法，关于下列说法不正确的是（　　） A．咖啡香飘四溢是扩散现象，说明分子在运动 B．咖啡在变凉的过程中，以热传递的方式改变了内能 C．咖啡在变凉的过程中，内能不断增加 D．咖啡温度越高，分子的热运动越剧烈 【变式1-1】目前，各地十分关注空气质量，主要是PM2.5值走高，PM2.5是指空气中直径小于2.5μm的颗粒物，其浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害，下列关于PM2.5的说法中正确的是（　　） A．温度低于0℃，PM2.5不具有内能 B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动 C．颗粒之间存在分子的相互作用力 D．PM2.5是由大量分子组成的 【变式1-2】下列说法中正确的是（　　） A．静止在地面上的冰块没有内能 B．空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能多 C．动能大的物体内能一定大 D．自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能 【考点题型二】改变内能的两种方式 【例2】如图所示，在玻璃瓶中放入少量水，用中间插有玻璃管的橡皮塞盖紧瓶口，然后往瓶中打气，当气压达到足够大时，橡皮塞从瓶口冲出，原来透明的瓶内充满了白雾，这一实验现象表明（　　） A．气体对外界做功，瓶内温度升高，内能减少 B．外界对气体做功，瓶内温度升高，内能增加 C．气体对外界做功，瓶内温度降低，内能减少 D．外界对气体做功，瓶内温度降低，内能增加 【变式2-1】下列实验反映气体对外做功的是（　　） A．①用气筒往瓶内打气，塞子跳出 B．②钻木取火 C．③快速压下活塞，棉花燃烧 D．④振荡烧瓶，瓶内铁屑温度升高 【变式2-2】干冰（固态二氧化碳）清洗技术如今被广泛应用于精密仪器的清洁。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的液态CO2迅速汽化，高速喷射到仪器表面，将污垢剥离。以下说法正确的是（　　） A．加压时，二氧化碳内能增大，温度降低 B．加压时，二氧化碳内能减小，温度升高 C．二氧化碳气体高速喷出时，内能增大，温度升高 D．二氧化碳气体高速喷出时，内能减小，温度降低 【考点题型三】温度、热量与内能的关系 【例3】有关温度、热量、内能，下列说法正确的是（　　） A．物体吸收热量，内能一定增加，同时温度一定升高 B．一般物体都具有内能，但超低温物体没有内能 C．物体内能减少时，温度不一定降低，但一定是放出了热量 D．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加 【变式3-1】仔细观察图中甲、乙、丙三杯水，内能最大的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．无法比较 【变式3-2】冬天，为让师生吃上新鲜热乎的饭菜，食堂工人师傅会将盛有饭菜的食盒浸入恒温热水，以达到保温效果。对此下列选项分析正确的是（　　） A．因为热水内能更大，所以内能从热水传递给饭菜 B．因为热水内能更多，所以温度从热水传递给饭菜 C．因为热水温度更高，所以热量从热水传递给饭菜 D．因为热水温度更高，所以热水的内能一定大于饭菜的内能 【考点题型四】热机 【例4】某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），则一个做功冲程中燃气对活塞做的功 焦、汽油机的功率为 瓦。 【变式4】一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（　　） A．30个冲程，做了30次功 B．60个冲程，做了60次功 C．120个冲程，做了30次功 D．60个冲程，做了15次功 【例5】如图为礼花喷射器的内部结构，气罐通过气阀与纸筒相连。使用时，转动纸筒，气罐内的高压气体便将纸筒内的礼花喷向远处。内燃机的四个冲程中能量转化与这一现象相同的是（　　） A． B． C． D． 【变式5】光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，其核心部分的工作原理如图示：带有活塞的密闭气室中装有NO2，当光从窗口射入时，发生分解反应：2NO2NO+O2，导致气室内气压增大；当无光照射情况下，又发生化合反应：NO+O22NO2，导致气室内气压减小。这样便可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于下图汽油机四个冲程中的（　　） A． B． C． D． 【考点题型五】比热容 【例6】甲、乙两物体质量都为1kg，丙物体质量为2kg，三个物体温度都升高1℃吸收热量如图所示，甲、乙、丙三个物体的比热容由大到小排列是（　　） A．c甲＞c乙＞c丙 B．c甲＞c丙＞c乙 C．c乙＞c甲＞c丙 D．c乙＞c丙＞c甲 【变式6】用相同的加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热（不计热量损失），如图所示是A和B的温度随加热时间变化的图象，下列说法正确的是（　　） A．A的比热容与B的比热容之比为1：2 B．A的比热容与B的比热容之比为2：1 C．加热相同时间，B吸收热量比A吸收热量多 D．A和B升高相同的温度，B吸收热量较多 【例7】将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后，放置在上表面平整的冰块上。经过一定时间后，冰块形状不再变化时的情景如图所示。则三块金属的比热容最小的是 。 故答案为：甲。 【变式7】有两个温度和质量都相同的金属球，先把甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了Δt．把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水温又降低了Δt，则甲球比热c甲和乙球比热c乙大小的关系是（　　） A．c甲＞c乙 B．c甲＜c乙 C．c甲＝c乙 D．以上三种情况都有可能 【考点题型六】热值 【例8】下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧1kg焦炭能放出3.0×107J的热量 【变式8-1】某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，用一脸盆装10kg的水，水的表面积为0.3m2，经过太阳光垂直照射20min，水温升高了10℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），实验中平均每分钟每平方米水面吸收的热量是 J，若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，加热效率为30%，则至少需要燃烧 m3的液化气（液化气的热值是5.0×107J/m3）。 【变式8-2】在学习了燃料的热值后，小明想利用如图所示装置探究煤油和色拉油的热值大小。已知烧杯中装有等质量的水，并控制燃烧的火焰和石棉网的距离相等，具体实验结果如表： 燃料种类 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 20 38 色拉油 20 28 （1）实验中，需在玻璃容器中加入质量 （填“相同”或“不同”）的煤油和色拉油做燃料，制成煤油灯和色拉油灯。 （2）实验中，烧杯中水的量要适当多一些，以免在燃料燃尽前，烧杯中的水 。 （3）小红认为小明的实验能比较煤油和色拉油的热值大小，但无法精确测得两者的热值，其原因是 。 【考点题型七】热量的计算 【例9】量热器内的容器中盛有一定温度、一定质量的热水。如果将质量为6000g、温度为﹣11℃的冰投入容器中，则容器中的物质将恰好全部结冰。如果投入的冰块质量为100g、温度为0℃，则容器中的物质将恰好全部化为水。容器内原有水的质量为 g。如果一开始投入冰的质量为100g、温度为﹣11℃，则最终容器内的温度为 ℃。已知冰的熔化热λ＝330kJ/kg，冰的比热为ci＝2100J/（kg•℃），水的比热为c＝4200J/（kg•℃）。 【变式9-1】为家人准备早餐时，妈妈将5盒牛奶放入质量是4kg，温度是90℃的热水中，经过一段时间，5盒牛奶的温度都从10℃变成了52℃。已知每盒牛奶的质量为0.25kg，，求： （1）每盒牛奶从水中吸收多少热量？ （2）若热水对牛奶加热的效率是50%，当牛奶的温度达到52℃时水的温度是多少℃？ 【变式9-2】杭州向阳处每平方米面积在1小时内得到的太阳辐射能平均为4.0×106焦。 如图为SQB型太阳能电辅热热水器，参数如下： 型号 外形尺寸 光照面积 水箱容积 电加热器 毫米 平方米 升 电压（伏） 电功率（瓦） SQB20/1.35/3 1190×1250×1190 1.35 100 220 1500 本题中各种数据如下：液化石油气的燃烧值q＝3.5×107焦/千克，g＝10牛/千克。请根据产品说明书上的参数和题给的条件回答： （1）该太阳能热水器的总有效接收光照的面积为1.35m2，如果以接收太阳能10小时/日计算，每天共吸收多少太阳能？ （2）如果该太阳能热水器每天（日照为10小时/日）能将满水箱的水从20℃加热到80℃，请你计算该太阳能热水器将太阳能转化为水的热能的效率是多少？ （3）已知液化石油气完全燃烧放出的热量有60%被水吸收，若用燃气热水器将满水箱的水从20℃加热到80℃，则需要多少费用？（杭州气价设为3元/米3，燃气的密度为0.72千克/米3） 【考点题型八】核能 【例10】人类的发展一刻也离不开能源，能源的供给形式在不断地发生着败变，核电技术是一个重要的发展方向；核电站的发电原理及电能输送如图所示，则以下叙述不正确的是（　　） A．核反应堆里的是核裂变反应 B．汽轮机将机械能转化为内能 C．发电机的主要原理是电磁感应 D．电网在输送电能时会消耗电能 【变式10-1】2025年1月20日，中国“人造太阳”（EAST）成功创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体运行。EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。下列说法正确的是（　　） A．“人造太阳”利用核裂变获取能量 B．“人造太阳”释放的核能是可再生能源 C．“人造太阳”利用核聚变获取能量 D．“人造太阳”释放的核能可直接转化成电能 【变式10-2】位于温州市苍南县的浙江三澳核电站二期工程将采用我国完全自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”。关于核电站，下列说法正确的是（　　） A．核电站实现了核能→机械能→内能→电能的能量转化 B．三澳核电站利用了核聚变为电站提供能量 C．核电站周围核辐射严重，所以核电站要远离城市 D．放射性元素放出的射线有α射线、β射线和γ射线 【考点题型九】能量的转化与守恒 【例11】把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（　　） A．是由水的内能转化来的 B．是由乒乓球的内能转化来的 C．是由乒乓球的化学能转化来的 D．是由水的重力势能转化来的 【变式11-1】2024年9月25日，中国东风洲际导弹划破天际，如图所示，其飞行过程分为初段（燃烧储存的燃料，加速上升）、中段（发动机关闭，依靠惯性飞行，a、b两点距离地面等高）、末段（发动机再次打开，加速俯冲）。下列有关东风洲际导弹的说法中错误的是（　　） A．在初段机械能来自于燃料的化学能 B．在最高点动能为零 C．在ab段机械能不守恒 D．在末段重力势能减小 【变式11-2】为了研究小球运动时能量转化的关系，小明设计了如下方案，使小球从左侧平台由静止沿轨道运动，其中小球能沿轨道到达右侧平台的是（　　） A．A B．B C．C D．D 【变式11-3】如图甲是意大利艺术家达芬奇设计的一种永动机的模型图。装置转动时小球随着弧形轨道依次从装置中心向外侧滚落并在另一侧依次回到装置中心，循环往复从而带动装置转动。如图乙是一个创造了连续转动24分钟吉尼斯世界纪录的指尖陀螺。以下有关说法中正确的是（　　） A．甲装置小球滚落时动能转化为重力势能 B．甲装置转动时所有小球与弧形轨道所在转盘的机械能总和保持不变 C．指尖陀螺最终停止转动，说明能量会消失 D．根据能量守恒定律，因为存在能量损耗，所以甲装置最终会停止转动 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 能量探索（2）——内能与核能 考点一 内能 1.内能 (1)分子动能：分子永不停息地做无规则运动，运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能越大。 (2)分子势能：由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有势能。 (3)物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳( J)。 (4)影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。 2.物体内能的改变：热传递和做功 考点二 温度、热量、内能之间的区别与联系 温度 热量 内能 定义不同 宏观上：表示物体的冷热程度 微观上：反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和 量的性质 状态量 过程量 状态量 表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少” 单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J) 联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低 考点三 比热容和热量的计算 1.比热容 (1)定义及单位：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克. ℃)，读作焦每千克摄氏度。 (2)水的比热容表示的物理意义意义：水的比热容为4.2x103焦/(千克.℃ ),它的意义是质量为1千克的水，温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2x103焦。 (3)水的比热容的特点和应用：用水作为降温物质或用来取暖；沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。 （二）热量的计算公式 (1)吸热公式： Q吸=cm( t-to)。 (2)放热公式：Q放=cm (to-t)。 (3)热量计算的一般式： Q=cm△t 物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。 (4)两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量,温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放(热平衡方程)。 考点四 热机 （一）热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。 （二）热机的特点：通过做功把内能转化为机械能。 （三）内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。 （四）汽油机 (1)汽油机：以汽油为燃料的内燃机。 (2)工作过程分析：大多数汽油机的一个工作循环都是由四个冲程组成的，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动两圈，对外做功1次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。 考点五 燃料的热值 1.定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。 2.单位：焦/千克，如木炭的热值是3.4x107焦/千克，它表示1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4x107焦。 3.能量转化：化学能转化为内能。 4.热值是燃料的一种特性， 它只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同；与燃料的形状质量、体积、是否完全燃烧均无关。 5.燃料完全燃烧放出热量的计算公式： Q放=mq。 考点一 核能 1.定义：原子核在转变过程中所释放出的能量，称为核能。 2.获取途径：原子核的裂变和原子核的聚变两种方式。 考点二 核裂变 1.概念：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成 2 个新原子核，并释放出巨大能量的现象。 2.链式反应 （1）原理：每个铀核裂变产生的中子，会继续轰击其他铀核，使更多铀核裂变并产生更多中子，形成连锁反应，持续释放大量能量。 （2）分类： 不加控制的链式反应：应用于原子弹。 可控制的链式反应：应用于核电站。 考点三 核聚变 1.概念：2 个质量较小的原子核在超高温下结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象，又称热核反应。 2.能量特点：消耗质量相同的核材料，聚变反应释放的核能远多于裂变反应。 3.应用：氢弹、太阳 考点四 核电站 1.核反应堆：控制原子核裂变链式反应。 2.工作原理与能量转化 （1）原理：核反应堆提供能量使水变成蒸汽，高温高压蒸汽推动汽轮发电机发电。 （2）能量转化顺序：核能→内能→机械能→电能。 考点五 放射性 1.定义：元素自发放出穿透能力很强的射线的能力，称为放射性。 2.三种主要放射线 放射线 本质 穿透本领 α 射线 带正电的高速运动的氦原子核流 最弱，在空气中仅能前进几厘米 β 射线 带负电的高速运动的电子流 较强，能穿透几厘米厚的铝板 γ 射线 能量很高的电磁波 最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土 考点一 能量的转化与转移 1.能量转化：能量从一种形式转变为另一种形式。 2.能量转移：能量的形式不变，仅从一个物体转移到另一个物体。 3.普遍性：自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化或转移，各种形式的能量不是孤立存在的。 考点二 能量的转化与守恒定律 1.能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 2.“永动机” 不可实现 失败原因：机械运行中摩擦不可避免，部分能量会转化为内能散失，若不补充能量，运动终将停止，违背能量转化与守恒定律。 3.与机械能守恒的区别 对比维度 机械能守恒 能量守恒 适用条件 有条件：无机械能损失，无额外能量补充 无条件：适用于所有能量形式的转化与转移 能量范围 仅限于动能和势能之间的转化 涵盖机械能、内能、化学能、电磁能等所有形式 总量变化 满足条件时，机械能总量不变 任何情况下，总能量始终保持不变 考点三 能量转移和转化的方向性 1.能量的转移和转化具有方向性，不能自发地逆向进行。 2.具体表现 （1）内能转移：只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能自发地从低温物体转移到高温物体 （2）能量转化：机械能可以自发地转化为内能，但内能不能自发地转化为机械能。 【考点题型一】内能 【例1】小科学习了科学课后，更加用心地观察生活，通过观察咖啡制作过程总结了下列几点想法，关于下列说法不正确的是（　　） A．咖啡香飘四溢是扩散现象，说明分子在运动 B．咖啡在变凉的过程中，以热传递的方式改变了内能 C．咖啡在变凉的过程中，内能不断增加 D．咖啡温度越高，分子的热运动越剧烈 【答案】C 【解答】解： A、咖啡香飘四溢是因为咖啡的香味分子不停地做无规则的运动，扩散到空气中，故A正确； B、咖啡在变冷的过程中，向周围空气放出热量，属于热传递改变物体的内能；故B正确； C、咖啡在变冷的过程中，放出热量，温度降低，内能不断减少，故C错误； D、物体温度越高分子的无规则运动越剧烈，所以咖啡温度越高，分子的热运动越剧烈，故D正确。 故选：C。 【变式1-1】目前，各地十分关注空气质量，主要是PM2.5值走高，PM2.5是指空气中直径小于2.5μm的颗粒物，其浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害，下列关于PM2.5的说法中正确的是（　　） A．温度低于0℃，PM2.5不具有内能 B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动 C．颗粒之间存在分子的相互作用力 D．PM2.5是由大量分子组成的 【答案】D 【解答】解：A、环境温度低于0℃时，分子在不停地做无规则运动，PM2.5内能不为零，故A说法错误； B、PM2.5是固体小颗粒，不是分子，PM2.5在空气的运动不属于分子热运动。故B说法错误； C、PM2.5是指直径等于或者小于2.5微米的固态颗粒物，不是分子，PM2.5在空气中运动，不属于分子无规则运动，属于机械运动，故C说法错误； D、物质是由分子组成的，PM2.5是指直径等于或者小于2.5微米的固态颗粒物，所以PM2.5是由大量分子组成的，故D说法正确。 故选：D。 【变式1-2】下列说法中正确的是（　　） A．静止在地面上的冰块没有内能 B．空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能多 C．动能大的物体内能一定大 D．自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能 【答案】D 【解答】解：A、静止在地面上的冰块有内能，因为一切物体都具有内能。故A不正确。 B、空中飞行的飞机和地面上静止的火车的内能无法比较，因为内能的大小和温度、质量、状态等有关。故B不正确。 C、动能大的物体内能不一定大，因为内能和动能是两种不同形式的能，两者的大小没什么关系。故C不正确。 D、自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能，因为一切物体都具有内能。故D正确。 故选：D。 【考点题型二】改变内能的两种方式 【例2】如图所示，在玻璃瓶中放入少量水，用中间插有玻璃管的橡皮塞盖紧瓶口，然后往瓶中打气，当气压达到足够大时，橡皮塞从瓶口冲出，原来透明的瓶内充满了白雾，这一实验现象表明（　　） A．气体对外界做功，瓶内温度升高，内能减少 B．外界对气体做功，瓶内温度升高，内能增加 C．气体对外界做功，瓶内温度降低，内能减少 D．外界对气体做功，瓶内温度降低，内能增加 【答案】C 【解答】解： 雾是小液滴，它是由水蒸气的液化而形成的，其具体过程是：瓶内的气体压强增大到一定程度，对瓶塞做功，将瓶塞打出，气体对外做功，将内能转化为机械能，气体的内能减少，温度降低，瓶中的水蒸气遇冷液化而形成白雾，故C正确，ABD错误。 故选：C。 【变式2-1】下列实验反映气体对外做功的是（　　） A．①用气筒往瓶内打气，塞子跳出 B．②钻木取火 C．③快速压下活塞，棉花燃烧 D．④振荡烧瓶，瓶内铁屑温度升高 【答案】A 【解答】解：A．①用气筒往瓶内打气，塞子跳出，气体对外做功，内能转化为塞子的机械能，故A符合题意； B．②钻木取火，对物体做功，将机械能转化为内能，故B不符合题意； C．③快速压下活塞，外界对气体做功，气体内能增大，温度升高，达到着火点，棉花燃烧，故C不符合题意； D．④振荡烧瓶，对铁屑做功，将机械能转化为内能，瓶内铁屑温度升高，故D不符合题意。 故选：A。 【变式2-2】干冰（固态二氧化碳）清洗技术如今被广泛应用于精密仪器的清洁。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的液态CO2迅速汽化，高速喷射到仪器表面，将污垢剥离。以下说法正确的是（　　） A．加压时，二氧化碳内能增大，温度降低 B．加压时，二氧化碳内能减小，温度升高 C．二氧化碳气体高速喷出时，内能增大，温度升高 D．二氧化碳气体高速喷出时，内能减小，温度降低 【答案】D 【解答】解：AB、加压时，对气体做功，二氧化碳内能增大，温度升高，故AB错误； CD、二氧化碳气体高速喷出时，气体对外做功，自身内能减小，温度降低，故C错误，D正确。 故选：D。 【考点题型三】温度、热量与内能的关系 【例3】有关温度、热量、内能，下列说法正确的是（　　） A．物体吸收热量，内能一定增加，同时温度一定升高 B．一般物体都具有内能，但超低温物体没有内能 C．物体内能减少时，温度不一定降低，但一定是放出了热量 D．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加 【答案】D 【解答】解： A、物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高，如晶体的熔化过程，故A错误； B、一切物体在任何情况下都有内能，所以0℃的物体也有内能，故B错误； C、物体内能减少时，可能温度不变，如晶体在凝固过程中放热，内能减小，但温度不变；同时，若物体的内能减小，可能是向外放出了热量，也可能是对外界物体做了功，故C错误； D、物体的温度升高，内部分子的无规则运动加快，其内能一定增加；物体温度升高，可能是外界物体对它做了功，也可能是从外界吸收了热量，故D正确。 故选：D。 【变式3-1】仔细观察图中甲、乙、丙三杯水，内能最大的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．无法比较 【答案】C 【解答】解：物体的内能与温度、质量有关，质量越大，温度越高，内能越大，丙杯水的质量越大，温度越高，内能最大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 【变式3-2】冬天，为让师生吃上新鲜热乎的饭菜，食堂工人师傅会将盛有饭菜的食盒浸入恒温热水，以达到保温效果。对此下列选项分析正确的是（　　） A．因为热水内能更大，所以内能从热水传递给饭菜 B．因为热水内能更多，所以温度从热水传递给饭菜 C．因为热水温度更高，所以热量从热水传递给饭菜 D．因为热水温度更高，所以热水的内能一定大于饭菜的内能 【答案】C 【解答】解：ABC、食堂工人师傅会将盛有饭菜的食盒浸入恒温热水，因为热水温度更高，所以热量从热水传递给饭菜，故AB错误，C正确； D、物体的内能与温度、质量、状态等因素有关，所以热水的内能不一定大于饭菜的内能，故D错误。 故选：C。 【考点题型四】热机 【例4】某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），则一个做功冲程中燃气对活塞做的功 　135　 焦、汽油机的功率为 　2025　 瓦。 【答案】135；2025。 【解答】解： （1）由p可得，燃气对活塞的平均压力： F＝pS＝9.0×105Pa×30×10﹣4m2＝2700N； 一个做功冲程中燃气对活塞做的功： W＝Fs＝2700N×50×10﹣3m＝135J； （2）因飞轮每转两圈对外做功一次， 所以，飞轮1min转动1800周，做功900次， 则燃气对活塞做的总功： W总＝W×900＝135J×900＝121500J， 汽油机的功率： P2025W。 故答案为：135；2025。 【变式4】一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（　　） A．30个冲程，做了30次功 B．60个冲程，做了60次功 C．120个冲程，做了30次功 D．60个冲程，做了15次功 【答案】D 【解答】解：四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，则该飞轮每秒钟转30圈。 因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以飞轮转30圈共完成60个冲程，做功15次。 由上述可知选项A、B、C都不正确。 故选：D。 【例5】如图为礼花喷射器的内部结构，气罐通过气阀与纸筒相连。使用时，转动纸筒，气罐内的高压气体便将纸筒内的礼花喷向远处。内燃机的四个冲程中能量转化与这一现象相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：在喷出礼花的过程中，罐内的压缩空气对礼花做功，空气内能转化为礼花的机械能，罐内气体内能减少；汽油机做功冲程是将内能转化为机械能，而气体将纸筒内的礼花快速喷向远处时，也是将内能转化为机械能，由图可知C气门关闭，活塞下行，内能转化为机械能，故C正确。 故选：C。 【变式5】光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，其核心部分的工作原理如图示：带有活塞的密闭气室中装有NO2，当光从窗口射入时，发生分解反应：2NO2NO+O2，导致气室内气压增大；当无光照射情况下，又发生化合反应：NO+O22NO2，导致气室内气压减小。这样便可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于下图汽油机四个冲程中的（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解： 由题知，通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能； 这里将光能转化为机械能，使活塞向右运动（气室内的空气对活塞做功），相当于汽油机的做功冲程，此时两个气门关闭，燃气膨胀对活塞做功，使活塞向下运动，观察可知只有C符合题意。 故选：C。 【考点题型五】比热容 【例6】甲、乙两物体质量都为1kg，丙物体质量为2kg，三个物体温度都升高1℃吸收热量如图所示，甲、乙、丙三个物体的比热容由大到小排列是（　　） A．c甲＞c乙＞c丙 B．c甲＞c丙＞c乙 C．c乙＞c甲＞c丙 D．c乙＞c丙＞c甲 【答案】A 【解答】解：由图象可知，三个物体温度都升高1℃，则甲吸收的热量为3000J，乙、丙吸收的热量相同，均为2000J； 由题知，甲、乙两物体质量都为1kg，丙物体质量为2kg； 所以，根据比热容的公式c可知，c甲3000J/（kg•℃）； c乙2000J/（kg•℃）。 丙物体质量为2kg，由Q吸＝cmΔt可得丙的比热容： c丙1000J/（kg•℃）； 所以，c甲＞c乙＞c丙。 故选：A。 【变式6】用相同的加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热（不计热量损失），如图所示是A和B的温度随加热时间变化的图象，下列说法正确的是（　　） A．A的比热容与B的比热容之比为1：2 B．A的比热容与B的比热容之比为2：1 C．加热相同时间，B吸收热量比A吸收热量多 D．A和B升高相同的温度，B吸收热量较多 【答案】B 【解答】解：AB、在时间t内A、B吸收的热量相同，A的温度变化ΔtA＝20℃，B的温度变化ΔtB＝40℃，A、B的质量相同， 由Q吸＝cmΔt得c，则cA：cB＝ΔtB：ΔtA＝2：1，故A错误、B正确； C、由图可知，在相同时间t内，加热器放出的热量相同，则吸收的热量相同，故C错误； D、由图可知，A、B升高相同的温度，加热A的时间长，A吸收的热量多，故D错误。 故选：B。 【例7】将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后，放置在上表面平整的冰块上。经过一定时间后，冰块形状不再变化时的情景如图所示。则三块金属的比热容最小的是 　甲　 。 【答案】甲。 【解答】解：金属块丙下方的冰块熔化快，说明金属块丙放出的热量多； 甲、乙、丙的初温、末温都是相等的，温度变化值就是相同的， 根据公式Q放＝cm（t﹣t0）可知：甲、乙、丙三个金属块的质量、温度的变化值是相等的，金属块甲放出的热量少，金属块丙放出的热量多，所以金属块甲的比热容小，金属块丙的比热容比较大。 故答案为：甲。 【变式7】有两个温度和质量都相同的金属球，先把甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了Δt．把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水温又降低了Δt，则甲球比热c甲和乙球比热c乙大小的关系是（　　） A．c甲＞c乙 B．c甲＜c乙 C．c甲＝c乙 D．以上三种情况都有可能 【答案】B 【解答】解：先后将甲、乙两球投入到同一杯水中，水降低的温度相同，水放出的热量相同， ∵由题知，Q吸＝Q放， ∴甲、乙两球吸收的热量相同， 而乙球比甲球少升高了Δt，即乙球的末温低； 由上述分析可知，质量相同的甲、乙两球，吸收相同的热量，乙球升高的温度少，所以乙球的比热容大。 故选：B。 【考点题型六】热值 【例8】下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧1kg焦炭能放出3.0×107J的热量 【答案】D 【解答】解：AC、热值是燃料的特性，其大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量和燃烧程度无关，故AC错误； B、根据Q＝mq可知，放出的热量与热值、质量有关，故B错误； D、焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧1kg焦炭放出的热量为：Q放＝mq＝1kg×3.0×107J/kg＝3.0×107J，故D正确。 故选：D。 【变式8-1】某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，用一脸盆装10kg的水，水的表面积为0.3m2，经过太阳光垂直照射20min，水温升高了10℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），实验中平均每分钟每平方米水面吸收的热量是 　7×104 J，若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，加热效率为30%，则至少需要燃烧 　0.028　 m3的液化气（液化气的热值是5.0×107J/m3）。 【答案】7×104；0.028。 【解答】解：（1）实验中水吸收的热量： Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×10℃＝4.2×105J； 平均每分钟每平方米水面吸收的热量为：Q吸′； （2）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，加热效率为30%，由η得液化气完全燃烧放出的热量： Q放1.4×106J， 由Q放＝Vq可得需要完全燃烧液化气的体积： V0.028m3。 故答案为：7×104；0.028。 【变式8-2】在学习了燃料的热值后，小明想利用如图所示装置探究煤油和色拉油的热值大小。已知烧杯中装有等质量的水，并控制燃烧的火焰和石棉网的距离相等，具体实验结果如表： 燃料种类 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 20 38 色拉油 20 28 （1）实验中，需在玻璃容器中加入质量 　相同　 （填“相同”或“不同”）的煤油和色拉油做燃料，制成煤油灯和色拉油灯。 （2）实验中，烧杯中水的量要适当多一些，以免在燃料燃尽前，烧杯中的水 　沸腾　 。 （3）小红认为小明的实验能比较煤油和色拉油的热值大小，但无法精确测得两者的热值，其原因是 　存在热损失　 。 【答案】（1）相同；（2）沸腾；（3）存在热损失。 【解答】解：（1）为比较煤油和菜籽油热值的大小，实验过程中应采用控制变量法，需要控制煤油和菜籽油的质量相同； （2）实验中，看温度计示数的变化来进行比较；水沸腾的特点：达到沸点，温度不变，持续吸热；因此实验中，烧杯中水的量要适当多一些，以免在燃料燃尽前，烧杯中的水沸腾； （5）由于给水加热时有热损失，因此根据Q吸＝cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量要比煤油完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出煤油的热值不是很准确。 故答案为：（1）相同；（2）沸腾；（3）存在热损失。 【考点题型七】热量的计算 【例9】量热器内的容器中盛有一定温度、一定质量的热水。如果将质量为6000g、温度为﹣11℃的冰投入容器中，则容器中的物质将恰好全部结冰。如果投入的冰块质量为100g、温度为0℃，则容器中的物质将恰好全部化为水。容器内原有水的质量为 　320　 g。如果一开始投入冰的质量为100g、温度为﹣11℃，则最终容器内的温度为 　0　 ℃。已知冰的熔化热λ＝330kJ/kg，冰的比热为ci＝2100J/（kg•℃），水的比热为c＝4200J/（kg•℃）。 【答案】320；0。 【解答】解：如果将质量为6000g、温度为﹣11℃的冰投入容器中，则容器中的物质将恰好全部结冰，说明冰从﹣11℃升高到0℃吸收的热量等于水从初温降低到0℃放出的热量和水凝固放出的热量之和，即Q冰吸1＝Q水放+Q水固，故c冰m冰1Δt冰1＝c水m水Δt水+λm水……①； 如果投入的冰块质量为100g、温度为0℃，则容器中的物质将恰好全部化为水，说明冰熔化吸收的热量等于水从初温降低到0℃放出的热量，即Q冰吸2＝Q放水，故λm冰2＝c水m水Δt水……②； 由①②可知，c冰m冰1Δt冰1＝λm冰2+λm水，则m水0.32kg＝320g； 将m水带入②式得：Δt水24.6℃，则容器内原有水的初温为t0＝t+Δt＝0℃+24.6℃＝24.6℃； 如果一开始投入冰的质量为100g、温度为﹣11℃，那么冰完全熔化吸收的热量为： Q吸冰3＝c冰m冰3Δt冰3+λm冰3＝2100J/（kg•℃）×0.1kg×11℃+330×103J/kg×0.1kg＝35310J； 容器内原有的水温度降低到0℃放出的热量为： Q放水＝c水m水Δt水＝4200J/（kg•℃）×0.32kg×24.6℃＝33062.4J， 由于Q吸冰3＞Q放水，说明冰不能完全熔化，此时处于冰水混合物状态，故最终容器内的温度为0℃。 故答案为：320；0。 【变式9-1】为家人准备早餐时，妈妈将5盒牛奶放入质量是4kg，温度是90℃的热水中，经过一段时间，5盒牛奶的温度都从10℃变成了52℃。已知每盒牛奶的质量为0.25kg，，求： （1）每盒牛奶从水中吸收多少热量？ （2）若热水对牛奶加热的效率是50%，当牛奶的温度达到52℃时水的温度是多少℃？ 【答案】（1）每盒牛奶从水中吸收的热量为4.2×104J。 （2）若热水对牛奶加热的效率是50%，当牛奶的温度达到52℃时水的温度是65℃。 【解答】解：（1）每盒牛奶从水中吸收的热量：； （2）5盒牛奶从水中吸收的热量：， 由η可知，水放出的热量：， 则水降低的温度：。 则当牛奶的温度达到52℃时水的温度：t水＝t0﹣Δt＝90℃﹣25℃＝65℃。 答：（1）每盒牛奶从水中吸收的热量为4.2×104J。 （2）若热水对牛奶加热的效率是50%，当牛奶的温度达到52℃时水的温度是65℃。 【变式9-2】杭州向阳处每平方米面积在1小时内得到的太阳辐射能平均为4.0×106焦。 如图为SQB型太阳能电辅热热水器，参数如下： 型号 外形尺寸 光照面积 水箱容积 电加热器 毫米 平方米 升 电压（伏） 电功率（瓦） SQB20/1.35/3 1190×1250×1190 1.35 100 220 1500 本题中各种数据如下：液化石油气的燃烧值q＝3.5×107焦/千克，g＝10牛/千克。请根据产品说明书上的参数和题给的条件回答： （1）该太阳能热水器的总有效接收光照的面积为1.35m2，如果以接收太阳能10小时/日计算，每天共吸收多少太阳能？ （2）如果该太阳能热水器每天（日照为10小时/日）能将满水箱的水从20℃加热到80℃，请你计算该太阳能热水器将太阳能转化为水的热能的效率是多少？ （3）已知液化石油气完全燃烧放出的热量有60%被水吸收，若用燃气热水器将满水箱的水从20℃加热到80℃，则需要多少费用？（杭州气价设为3元/米3，燃气的密度为0.72千克/米3） 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）太阳能热水器接收的太阳能Q总＝4.0×106J/（h•m2）×10h×1.35m2＝5.4×107J； （2）∵ρ ∴水的质量m水＝ρ水V水＝1×103kg/m3×100×10﹣3m3＝100kg， 水吸收的热量Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×107J， 该太阳能热水器将太阳能转化为水的热能的效率： η100%100%≈46.7%； （3）∵Q吸＝60%Q放 ∴燃烧石油气放出的热量： Q放4.2×107J， ∵Q放＝mq ∴燃烧石油气的质量： m气1.2kg， ∵ρ ∴石油气的体积： V气1.67m3， 费用＝3元/m3×1.67m3＝5元。 答：（1）每天共吸收5.4×107J太阳能； （2）该太阳能热水器将太阳能转化为水的热能的效率是46.7%； （3）需要5元费用。 【考点题型八】核能 【例10】人类的发展一刻也离不开能源，能源的供给形式在不断地发生着败变，核电技术是一个重要的发展方向；核电站的发电原理及电能输送如图所示，则以下叙述不正确的是（　　） A．核反应堆里的是核裂变反应 B．汽轮机将机械能转化为内能 C．发电机的主要原理是电磁感应 D．电网在输送电能时会消耗电能 【答案】B 【解答】解：A、目前核电站核反应堆里发生的是核裂变反应，是可控的链式反应，利用核裂变释放的热量来发电，故A正确。 B、在核电站发电过程中，蒸汽推动汽轮机转动，是将蒸汽的内能转化为汽轮机的机械能，故B错误。 C、发电机是利用电磁感应原理工作的，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，从而将机械能转化为电能，故C正确。 D、由于输电线路存在电阻，根据焦耳定律Q＝I2Rt，电流通过输电线路时会产生热量，所以电网在输送电能时会消耗电能，故D正确。 故选：B。 【变式10-1】2025年1月20日，中国“人造太阳”（EAST）成功创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体运行。EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。下列说法正确的是（　　） A．“人造太阳”利用核裂变获取能量 B．“人造太阳”释放的核能是可再生能源 C．“人造太阳”利用核聚变获取能量 D．“人造太阳”释放的核能可直接转化成电能 【答案】C 【解答】解：ABC、人造太阳”是利用核聚变释放出的巨大核能，核能属于不可再生能源，故C正确，AB错误； D、核聚变产生的核能首先转化为内能，再通过热机转化为机械能，最终驱动发电机发电。这一过程涉及核能→内能→机械能→电能的逐级转换，无法实现直接电能生成，故D错误。 故选：C。 【变式10-2】位于温州市苍南县的浙江三澳核电站二期工程将采用我国完全自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”。关于核电站，下列说法正确的是（　　） A．核电站实现了核能→机械能→内能→电能的能量转化 B．三澳核电站利用了核聚变为电站提供能量 C．核电站周围核辐射严重，所以核电站要远离城市 D．放射性元素放出的射线有α射线、β射线和γ射线 【答案】D 【解答】解：A．核电站实现了核能→内能→机械能→电能的能量转化，故A错误； B．三澳核电站利用了可控核裂变为电站提供能量，核聚变还未实现可控发电，故B错误； C．正常情况下，核电站的放射性物质被严密地密封，只有极少量放射性物质会在经过处理后排放到环境中，对周围环境和公众的辐射影响是极小的。核电站选址会综合考虑多种因素，如水源、地质条件等，并非主要因为核辐射严重而远离城市，故C错误； D．放射性元素衰变时放出的射线有α射线、β射线和γ射线，其中γ射线穿透能力最强，故D正确。 故选：D。 【考点题型九】能量的转化与守恒 【例11】把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（　　） A．是由水的内能转化来的 B．是由乒乓球的内能转化来的 C．是由乒乓球的化学能转化来的 D．是由水的重力势能转化来的 【答案】D 【解答】解：在乒乓球上升的过程中，乒乓球占据了水面的水的位置，上面的水落到下面，即水的重力势能变小；可见乒乓球增大的机械能来源于水的重力势能。 故ABC错误，D正确； 故选：D。 【变式11-1】2024年9月25日，中国东风洲际导弹划破天际，如图所示，其飞行过程分为初段（燃烧储存的燃料，加速上升）、中段（发动机关闭，依靠惯性飞行，a、b两点距离地面等高）、末段（发动机再次打开，加速俯冲）。下列有关东风洲际导弹的说法中错误的是（　　） A．在初段机械能来自于燃料的化学能 B．在最高点动能为零 C．在ab段机械能不守恒 D．在末段重力势能减小 【答案】B 【解答】解：A、在初段，燃料燃烧，燃料的化学能转化为内能，内能再转化为导弹的机械能，所以在初段机械能来自于燃料的化学能，故A正确。 B、在最高点时，导弹依靠惯性飞行，仍然有水平方向的速度，所以动能不为零，故B错误。 C、在ab段，发动机关闭，依靠惯性飞行，由于存在空气阻力，机械能会转化为内能，机械能不守恒，故C正确。 D、在末段，导弹加速俯冲，高度降低，质量不变，根据重力势能的影响因素，重力势能减小，故D正确。 故选：B。 【变式11-2】为了研究小球运动时能量转化的关系，小明设计了如下方案，使小球从左侧平台由静止沿轨道运动，其中小球能沿轨道到达右侧平台的是（　　） A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解答】解：若摩擦和空气阻力不可忽略，则运动过程中，有一部分机械能转换为内能，当阻力越小，越接近等高线。但不可能高于初始下滑的高度。 故选：A。 【变式11-3】如图甲是意大利艺术家达芬奇设计的一种永动机的模型图。装置转动时小球随着弧形轨道依次从装置中心向外侧滚落并在另一侧依次回到装置中心，循环往复从而带动装置转动。如图乙是一个创造了连续转动24分钟吉尼斯世界纪录的指尖陀螺。以下有关说法中正确的是（　　） A．甲装置小球滚落时动能转化为重力势能 B．甲装置转动时所有小球与弧形轨道所在转盘的机械能总和保持不变 C．指尖陀螺最终停止转动，说明能量会消失 D．根据能量守恒定律，因为存在能量损耗，所以甲装置最终会停止转动 【答案】D 【解答】解：A、甲装置小球滚落时，质量不变，速度增加，动能增加，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，故A错误； B、因为存在摩擦，甲装置转动时所有小球与弧形轨道所在转盘的机械能总和会减小，故B错误； C、由能量守恒定律可知，能量不会消失，故C错误； D、根据能量守恒定律，因为存在能量损耗，甲装置的机械能最终会转化为内能，甲装置最终会停止转动，故D正确。 故选：D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $