摘要:
**基本信息**
本单元卷聚焦初中科学“能的转化与能量守恒”主题,以核动力集装箱船、长征火箭等科技前沿及电烤箱、电视机待机等生活情境为载体,覆盖能量形式、转化守恒、功与功率等核心知识,适配单元复习,强化科学观念与探究实践。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|15题/45分|能量形式、核能、功、内能|结合新能源电动车、核动力船等科技热点,考查科学观念|
|填空题|5题/24分|内能改变、电能计算、核能转化|通过电能表读数、待机耗电等生活实例,体现科学思维|
|实验探究题|3题/24分|动能影响因素、电功率测定、吸热能力比较|设计控制变量实验(如动能与质量关系),强化探究实践|
|综合题|3题/27分|能量转化、功率计算、电热应用|结合无人机巡航、电加热器挡位,综合考查模型建构与问题解决|
内容正文:
第2章 能的转化与能量守恒(综合评价)
班级 姓名 得分 学号
一、选择题(每小题只有一个正确答案,每题3分,共45分)
1.新能源电动车利用电池提供能量来驱动汽车。电池和汽油中蕴含相同形式的这种能量,该能量是 ( )
A.电能 B.内能 C.机械能 D.化学能
2.中国工业能力世界领先。2023年12月5 日,江南造船厂发布了全球首型、世界最大的核动力集装箱船船型设计。该船采用钍-232熔盐反应堆作为动力来源。其获得核能的途径是 ( )
A.轻核裂变 B.轻核聚变 C.重核聚变 D.重核裂变
3.下列估算中,最接近实际的是 ( )
A.健康成年人安静时的心率约为70次/min
B.把1个鸡蛋举高 2m,做的功大约是 4J
C.家用电热水壶的功率约为100W
D.1kg水吸收4.2×10³J的热量,温度可升高 10℃
4.2024年3月20日,我国长征八号遥三运载火箭成功发射鹊桥二号中继星。长征系列火箭使用液态氢作燃料,主要是由于燃料( )
A.热值较大 B.密度较大 C.着火点高 D.比热容大
5.机器狗能搬运重物,如图所示。若不计空气阻力,则下列情境中机器狗对重物做功的是 ( )
A.蹲着不动 B.驮着重物上楼
C.驮着重物在水平冰面上滑行 D.人把重物搬到机器狗上
6.通过电灯的电流越大,灯两端的电压越大,灯就越亮。如图所示,闭合开关S后,灯L₁ 比L₂亮,由此可确定灯 L₁ ( )
A.两端电压更大 B.流过的电流更大
C.灯丝的阻值更大 D.灯丝的长度更长
7.如图所示为游乐园中的“空中飞人”项目:甲静止躺在水平放置的弹性垫上,乙从高处的跳板跳下,利用弹性垫的弹力作用将甲弹起。不计空气阻力,下列说法中正确的是 ( )
A.乙下落的过程中,动能减小
B.甲弹起上升的过程中,重力势能增大
C.整个过程中,甲的机械能始终不变
D.为提高甲弹起高度,可以减小乙的下落高度
8.历史上许多科学家尝试制造永动机,均以失败告终,其根本原因是( )
A.永动机的设计原理过于复杂 B.制造永动机的材料不够先进
C.违背了能量守恒定律 D.科学发展没有达到一定水平
9.关于内能、热量和温度的关系,下列说法中正确的是 ( )
A.物体温度降低,内能减少 B.物体温度越高,所含热量越多
C.0℃的物体没有内能 D.物体吸收热量,温度一定升高
10.小科家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一台,按照每度电0.5元的计费标准,让这三台用电器单独正常工作1小时,将它们的耗电费用绘制成了如图所示的柱状图。下列说法中,正确的是 ( )
A.这三台用电器正常工作时,它们的额定功率相同
B.这三台用电器正常工作时,通过电烤箱的电流最大
C.在一个月内,电烤箱的耗电费用比电饭锅多
D.这三台用电器中,电烤箱的额定电压最大
11.同一篮球以不同弧线从A 点投向 B 点,空气阻力不可忽略且大小恒定,则下列说法中正确的是 ( )
A.篮球从A 点投出到B 点,篮球重力势能的增加量弧线1大于弧线2
B.篮球在弧线1 和弧线2的最高点的动能都为零
C.篮球沿着两条弧线运动,重力势能均一直增大
D.若图中两次投篮,篮球在A 点投出瞬间具有相同的机械能,则篮球经弧线1 到达 B 点时具有的机械能更小
12.为研究电热与导体阻值大小的关系,小科设计了如图所示的电路。两只烧瓶内装有煤油,瓶塞上各插一根玻璃管,瓶内各装一根阻值不同的电阻丝R甲和 下列对于该实验的分析,不正确的是 ( )
A.实验中烧瓶内装煤油的原因是煤油的比热容小
B.该电路不能研究电热与通过导体电流大小的关系
C.实验中体现了控制变量、转换、放大等科学思想
D.闭合开关,一段时间后,装置甲玻璃管内液面的上升高度要小于装置乙
13.如图所示,取一个配有活塞的厚玻璃筒,选择一团可燃物置于筒内,压下活塞。为了可燃物更易燃烧,关于所选可燃物的着火点及对活塞的操作正确的是 ( )
A.着火点低,缓慢下压 B.着火点高,缓慢下压
C.着火点低,快速下压 D.着火点高,快速下压
14.如图所示,一根轻质弹簧下端固定,竖立在水平面上,其正上方A位置有一个小球。小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D 位置小球速度减小到零,不计空气阻力。关于小球下降阶段,下列说法中正确的是( )
A.在B位置小球动能最大
B.在C位置弹簧弹性势能最大
C.从A→D位置,小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
D.从A→C位置,小球重力势能的减少量等于小球动能的增加量
15.如图甲所示电路的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是小灯泡的I—U图像。闭合开关S后,下列判断中正确的是( )
A.电压表测的是小灯泡两端的电压
B.电流表示数为0.4A时,小灯泡的电阻是25Ω
C.电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25W
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25W
二、填空题(每空 2分,共24分)
16.火柴可以擦燃,也可以放在火上点燃,前者是用 的方法使火柴燃烧,后者是用 的方法使火柴燃烧,两种方法都可以改变火柴的内能。
17.电能因其易于运输和转化被广泛运用,长远看太阳能和核能将有广阔的发展空间。
(1)图甲是某家庭电能表月初、月末的两次示数,该户本月消耗的电能为 kW·h。
(2)原子核在转变过程中所释放出来的能量,称为核能。太阳辐射的巨大能量来自图乙中 (填“A”或“B”)所示的核反应。
(3)核能转化为内能,可获得上亿摄氏度的高温,但内能不会自动地转化为核能,这说明能量的转化和转移具有 性。
18.有些家庭的电视机在不观看时没有切断电源,仍然处于待机状态。若电视机待机功率为10W,一天待机20h,则一天内待机消耗的电能为 kW·h,30天电视机待机消耗的电能可供一盏25W的电灯正常工作 h。
19.用弹簧测力计两次拉动重为G 的物体竖直向上运动,两次运动的s-t图像如图所示。两次运动对应的弹簧测力计示数分别为 ,动能分别为 ,则 F₂,E₁ E₂。(均填“大于”“小于”或“等于”)
20.焦耳在探究功与热关系时设计如图甲所示的实验,在容器内装水,中间安上带有叶片的转轴,通过 (填“做功”或“热传递”)的方式增加水的内能。小金利用高转速破壁机模拟焦耳图甲的实验,产品参数如表所示,若家庭电路中只有破壁机工作,且在搅拌模式下工作1min,则家用电能表(图乙)的转盘转动 r,消耗的电能相当于 g酒精完全燃烧所放出的热量(酒精的热值为 。
产品参数
产品名称:高转速破壁机
额定电压:220V
额定频率:50Hz
加热功率:900W
搅拌功率:1000W
产品尺寸:282mm×233mm×414mm
三、实验探究题(每空/图2分,共24分)
21.为探究动能大小与哪些因素有关,兴趣小组同学利用如图甲所示的实验装置进行了下列两个实验。
实验一:如图乙所示,用同一个小球将弹簧压缩至不同程度后静止释放,撞击同一个木块;实验二:如图丙所示,用质量不同的小球将弹簧压缩至相同程度后静止释放,撞击同一个木块。(小球滚动时所受摩擦力忽略不计)
(1)实验中,小球获得的动能是由弹簧的 转化而来的。
(2)图乙中①和②是实验一中观察到的现象,由此推测③中木块被撞后的最终位置为 (填“A”或“B”)。
(3)小科同学用另一规格的弹簧进行图乙实验时,发现每次木块都被撞出木板,影响木块移动距离的比较。在不改变木板长度的条件下,请提一条改进建议; 。
(4)小金同学对图丙实验展开多次探究后都发现木块移动距离相同,因此他认为物体动能大小与质量无关。小华同学则认为该实验不能研究物体动能大小与质量的关系。你赞同谁的观点?并说明理由: 。
22.为“测定小灯泡电功率”小科连接了如图甲所示的实验电路,已知小灯泡L的额定电压为2.5V,多次实验,记录获得的数据和现象。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路图连接完整。
(2)实验中,滑动变阻器的滑片移到某一位置时电压表示数如图丙所示,为测定小灯泡的额定功率,应将滑片向 移动。
(3)第二次实验中,小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(4)小灯泡的额定功率为 P₀,若第三次实验中小灯泡两端的电压U=1,25V,则实际功率 P₁与额定功率 P₀的数值关系为 (填“>”“<”或“=”)4P₁。
(5)实验中,小科发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图丁所示位置,由此可以推断电路故障是 。
23.为比较不同物质的吸热能力,小科利用如图甲所示的装置进行探究实验。
(1)此实验中,用 表示物体吸收热量的多少。
(2)实验数据如表所示,对比实验组 可知:质量相同的不同物质,升高相同的温度吸收的热量不同。
物质
实验组别
质量/g
升高5℃加热时间/s
升高 10℃加热时间/s
砂石
1
50
5
10
2
100
10
20
水
3
50
8
16
(3)通过实验小明发现水的吸热能力比砂石强,并绘出了水在加热过程中温度随时间变化的曲线图,请在图乙中画出等质量的砂石在加热过程中温度随时间变化的大致曲线图。(砂石和水的初温相同)
四、综合题(共27分)
24.(6分)避险车道是与公路主干道相连的一段距离很短的分叉专用车道,供速度失控的车辆安全减速,它一般设置在长陡坡的拐弯处,保证驾驶员能看到(如图1、2所示),这种车道很特别,一般长度在50~100m,有一定的坡度,路面上铺着疏松的石子、沙土层,两侧及其顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来(如图3、4所示),避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患。
结合上述信息和所学知识,请你谈谈避险车道设置所包括的科学知识并作出简要解释。
25.(9分)如图所示,2025 年 10 月 30 日,铂影 T1400 纵列式无人直升机首航成功。T1400 自身质量 750kg、最大起飞质量 1400kg。若该无人机达到最大起飞质量时,在 3km的高空水平匀速巡航20min飞行了36km,在此过程中,前后旋翼提供的牵引力为7×10³N。(g 取10N/ kg)
(1)求该无人机匀速巡航的速度。
(2)求该无人机前后旋翼提供的牵引力的功率。
(3)若该无人机以最大起飞质量进行舱外吊挂货物运输时,竖直匀速上升了30m,则此过程中无人机对货物做了多少功?
26.(12分)某型号的室内加热器有高温和低温两个挡位,额定电压为220V,高温挡和低温挡的额定功率分别为 1800W 和1000W,简化电路如图所示。
(1)当开关S₁、S₂均闭合时,电加热器处于 (填“高温挡”或“低温挡”)。
(2)电阻丝 R₂ 的阻值为多少?
(3)电加热器工作原理是利用 。
(4)求在额定电压下,使用高温挡工作1h,电加热器消耗的电能。
(5)关闭其他所有用电器,单独使用该电加热器在低温挡工作15min观察到电能表表盘转动96r,求此时电加热器实际功率。
1. D 2. D 3. A 4. A 5. B 6. B 7. B 8. C 9. A 10. B11. D 12. B 13. C 14. C 15. D
16.做功 热传递 17.(1)150 (2)A (3)方向
18.0.2 240 19.等于 大于 20.做功 12 2
21.(1)弹性势能 (2)B(3)增大木块的重力(合理即可)
(4)赞同小华;因为实验二中弹簧压缩程度相同,弹性势能相同,释放弹簧后弹性势能全部转化小球动能,故不同质量的小球获得的动能大小相同
22.(1)
(2)右(或B) (3)0.65 (4)< (5)小灯泡断路
23.(1)加热时间 (2)1、3 (3)↑温度/℃
24.①避险车道有一定坡度是为了汽车上坡时,动能转化为重力势能,使汽车的速度减小,便于汽车停下来。
②铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦阻力,使机械能转化为内能,让汽车的速度减小,便于汽车停下。
③废旧轮胎和防撞桶的作用是在撞击的过程中起缓冲作用,而且机械能转化为弹性势能,汽车的速度减小,便于汽车停下。
25.解:(1)匀速巡航的速度
(2)前后旋翼提供的牵引力 ,匀速巡航的速度v=108km/h=30m/s;则前后旋翼提供的牵引力的功率
(3)最大起飞质量 ,无人机自身质量 750kg,则货物质量650kg,货物的重力;无人机竖直匀速上升时,拉力大小等于货物重力大小,即,则此过程中无人机对货物做的功W= 。
26.(1)高温挡 (2)由电路图可知,开关 、 均闭合时,电加热器处于高温挡;只有开关 闭合时,只有电阻 工作,电加热器处于低温挡;高温挡和低温挡的额定功率分别为1800W和1000W,则电阻 工作时的电功率 ,则
(3)电流的热效应
(4)在额定电压下,使用高温挡工作1h,电加热器消耗的电能 。
(5)电能表上标识为480r/(kW·h),则电能表表盘转动96r表示电加热器消耗电能 ;故电加热器实际功率
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