内能,核能和能量守恒（解析卷）-备战2021年中考科学考点

考点19内能，核能和能量守恒

思维导图

热运动勘

◎转化以幽

/内能八。改变方法.

『◎转移

核能等

1@热传递

其他形、■热量

式的能

V___>。获得途径@核能一»内能一

机械能f电能

核能cm@核电站I

必2@费子弹、氢弹

◎能的转化

能量转化和守棺钢K方向性

。能的转移

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一、分子的热运动与内能

分子运动论观点认为：物质是由大量微观粒子（包括分子、原子和离子）构成的。这些微观粒子都在不停地

做无规则运动即热运动。微观粒子之间有间隔，微观粒子之间存在着相互作用力（包括引力和斥力）。

分子热运动的快慢宏观上表现为温度的高低，温度越高热运动越快。物体具有内能就是因为物体内部大量

的微观粒子做无规则运动。温度越高，微观粒子运动越快，物体的内能越大。

【知识拓展】

1.理论上，温度达到一273.13℃（即绝对温度0K）时，分子才会停止运动，但实际上这个温度是不存在的。

所以说，分子都在做无规则运动。特别注意“0℃时分子的无规则运动停止”或“0℃时物体的内能为零”

这样的说法是错误的。

2.同一物体，温度越高内能越大。不同物体的内能多少无法比较。

3.物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高，如冰块吸热熔化过程中，内能增加，但温度不变。

典例训练

1.［杭州中考］将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度（两物体与外界没有热量交换），则有（）

A.高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量

B.高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量

C.高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度

D.高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度

【答案】B

【解析】热量是指在热传递过程中传递的能量，只有在热传递过程中才能提到热量。将一高温物体与一低

温物体接触达到相同温度，由于不知它们的初始温度，故无法判定温度的高低；高温物体放出热量，低温

物体吸收热量，由于两物体与外界没有热量交换，所以高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量。

2.[2018•杭州江干区三模]下列关于热现象的说法中正确的是（）

A.0℃的冰和0℃的水内能相等

B.物体的内能减少，它的温度一定降低

C.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体

D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同

【答案】C

【解析】的冰吸热后才能熔化成0℃的水，所以的水内能更多。物体的内能减少，它的温度不一定

降低，如水结冰过程中，内能减少但温度不变。做功是能量转移或转化的量度，热量是热传递的量度，两

者都属于能量，形式不同但单位相同。

3.（2020•衢州）将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料的

温度随时间变化的曲线如图所示，在两物体温度达到相同之前，下列说法正确的是（）

A.甲是冰块B.乙吸收热量C.甲内能增加D.乙内能减少

【答案】B

【解析】①在热传递的过程中，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高；②放出热

量，内能减少；吸收热量，内能增大。

饮料原来的温度高，放出热量，降低温度，因此甲是饮料；冰块原来的温度低，吸收热量，升高温度，因

此乙是冰块，故A错误；乙是冰块，吸收热量，故B正确；甲是饮料，放出热量，内能减少，故C错误:

乙吸收热量，内能增多，故D错误.

4.[2018•宁波]如图是某网友在四月拍摄的某地雪景：积雪初融后，在某停车场上出现了一个个“雪馒头”，

甚为奇特。雪堆正下方是方形地砖，每块方形地砖周围是条形砖。气象专家调研发现：四周条形砖比中

间方形地砖具有更好的导热性和渗水性。关于形成“雪馒头”景观的解释肯定不合理的是（）

A.空气温度较低是“雪馒头”得以保留的原因之一

B.方形地砖导热性差是形成“雪馒头”景观的原因之一

C.太阳辐射导致条形砖上方的雪比方形地砖上方的雪更易熔化

D.地表热量易通过条形砖及四周缝隙传递，使条形砖上的雪更易熔化

【答案】C

【解析】图中所示，“雪馒头”在方形地砖的正上方，周围有条砖和缝隙，结合导热性进行对照分析B、D

项均合理。无论是条形砖还是方形砖，太阳辐射都是一样的，不可能是形成“雪馒头”的原因。

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二、内能的改变

1.改变物体内能的途径有做功和热传递。

摩擦生热、压缩气体等都是对物体做功，可以增加物体的内能；高温气体（如水蒸气）将瓶塞冲出，是物

体（气体）对外做功，物体的内能减少。

对物体加热可以增加物体内能，对物体冷却可以减少物体内能。这是通过热传递改变物体的内能。

【知识拓展】

1.热传递的形式有传导、对流和辐射三种形式，固体的热传递以传导为主，对流通常发生在液体和气

体中，真空中通过辐射进行热传递。

2.物体的热传导能力与物体的导电能力类似，导电能力越强，一般导热能力也越强。

2.热传递的量度

热传递是物体间的能量转移，发生转移的能量称为热量，用。表示。

热量的计算公式：

公式中的c是物质的比热容，简称比热，单位是J/（kg•°C）。水的比热容是4.2义10打/（|^・。0。公式

中的△1指物体热传递前后的温差。

【知识拓展】

内能和热量是完全不同的概念。内能指一个物体内部所有分子运动的动能和势能总和。热量是指热传递

或能量转化过程中，转移或转化的能量多少。可以类比说明：一个水库中的总水量可看作是“内能”，

而“热量”可看作是水库水坝放出来的水量。

典例训练

1.[2018•滨州]关于分子，下列认识中正确的是（）

A.红墨水在水中散开说明分子间有斥力

B.吸盘能牢牢吸在玻璃上，说明分子间存在引力

C.尘土飞扬，说明分子在不停地运动

D.糖在热水中溶解得快，说明温度越高，分子的热运动越剧烈

【答案】D

【解析】红墨水在水中散开说明分子不停地做无规则运动，并不能说明分子间有斥力：吸盘能牢牢吸在玻

璃上，是因为大气压强，不能说明分子间存在引力；尘土飞扬属于宏观物体的运动，是机械运动，不属于

分子运动。

2.[2018•绵阳]2018年4月2日，天宫一号圆满完成预定任务后返回地球。8.5t重的天宫一号，在100km

左右的高空以约22倍音速进入大气层。其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁。最后大约1.5t

残骸坠入南太平洋。在这个过程中，天宫一号的部分机械能（）

A.通过热传递转化为大气的内能

B.通过重力做功转化为大气的内能

C.通过摩擦做功转化为大气的内能

D.通过重力做功转化为残骸的内能

【答案】D

【解析】天宫一号坠落烧蚀过程，主要是由于重力做功，与空气摩擦产生热量，即机械能转化为内能。

3.[2018•南京]如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置两个相同的易拉罐中分别装有质

量和初温都相同的a、b两种液体，用相同的装置加热，根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系

图像如图乙所示，下列说法中正确的是（）

组装器材时，先固定上面铁圈的高度

B.升高相同温度，a液体吸收的热量更多

C.a液体的比热容小于6液体的比热容

D.不添加器材，利用本实验装置还可以比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量

【答案】C

【解析】要用酒精灯的外焰加热，为确保组装器材一次到位，应按从下往上的顺序组装；升高相同温度，b

加热时间长，。液体吸收的热量更多；根据比较吸热能力的第2种方法，6液体的吸热能力强，即比热容大；

比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，吸热液体应为同一种类且质量相同，根据AZ=a，通过温度

cm

的变化反映吸热多少。

4.比热的计算公式为下列有关说法是正确的（）

A.物质的比热容跟它的质量成反比

B.比热是物质的特性之一，跟热量、质量、温度的变化等因素都无关

C.物质的比热容跟它的温度变化成反比

D.物质的比热容跟它的热量成正比

【答案】B

【解析】比热是物质的特性之一，跟热量、质量、温度的变化等因素都无关，但需注意比热与物质的状态

有关，如冰的比热是水的一半。相似的是：密度也是物质的特性，跟质量和体积无关，但与物质的状态有

关。

5.（2019•衢州）2019年衢江抽水蓄能电站开建，其工作原理如图，用电低谷时（如深夜），电站利用电

网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。

(1)蓄能时，水被抽到上水库，此过程是将能转化为水的机械能。

(2)抽水蓄能电站选址衢江黄坛口，不仅因当地水资源丰富，同时还考虑到当地地势较陡，这样建成的电

站上、下水库的高度差比较,有利于蓄能与发电。

【答案】(D电(2)大

【解析】能量转换指能量在一固定封闭环境下既不能凭空产生也不能凭空消失，能量转换是指从一种形式

转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体。机械能是动能与势能的总和，这里的势能分为重力

势能和弹性势能。我们把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。决定动能的是质量与速度：决定重力

势能的是质量和高度；决定弹性势能的是劲度系数与形变量。机械能只是动能与势能的和。机械能是表示

物体运动状态与高度的物理量。

(1)蓄能时，是利用多余的电能把水从低处抽高处的水库，其中的能量转化是电能转化为机械能；

(2)发电时，主要是利用水的机械能转化为电能，所以水电站的选取时，上下水库的高度差要相对较大；

6.[2018•德州]在标准大气压下，用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾，燃烧了0.5kg的焦炭，已知水的

比热容为4.2X10：'j/(kg•℃),焦炭的热值为3.0X10，J/kg。求：

(1)水吸收的热量。

(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量。

(3)炉子烧水的效率。

【答案】(1)标准大气压下，水的沸点为100℃,所以将水加热至100℃,水吸收的热量0吸=腐(£一友)=

4.2X10aJ/(kg•℃)XIOkgX(100℃-20℃)=3.36X1(0。

7

(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量gmq=0.5kgX3.OX10j/kg=l.5X10Jo

(3)炉子烧水的效率〃=%100%=誓自/X100222.4%»

〃1.0X1UJ

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三、热值与热机

1.热值

1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量称为热值。热值是评价一种燃料品质的重要指标。热值可用q来表示,

单位是J/kg（如果是气体燃料时，单位一般用J/m：'）。热值计算时可用：0=眼（气体燃料计算时用：Q=Vq）.

2.汽油机的工作过程

汽油机是重要的内燃机之一。所有内燃机的能量转化方式都是将内能转化为机械能。汽油机的主要结构

有汽缸、活塞、连杆、曲轴、火花塞等。

汽油机工作过程一个周期分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中吸气冲程吸

入的是经化油器而来的汽油和空气的混合气体；压缩冲程时活塞对混合气体做功，混合气体内能增大温

度升高；做功冲程时火花塞点火，汽油燃烧放热，推动活塞向外运动，该冲程将内能转化为机械能；排

气冲程将燃烧后的废气排出汽油机。

【知识拓展】

1.燃料的“完全燃烧”指燃料中的碳元素全部变成二氧化碳，氢元素全部变为水。燃料的热值不需要

记忆。

2.汽油机一个工作周期，曲轴转两圈，做功一次。

3.从图中识别汽油机工作过程的四个冲程，要注意观察的细节是：活塞的上下运动情况、进气门和出

气门的打开和关闭情况、火花塞是否点燃等。（参照习题中的汽油机工作过程示意图）

典例训练

1.[2018•滨州]如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）

A.压缩冲程,将化学能转化成内能

B.压缩冲程,将机械能转化成内能

C.做功冲程,将内能转化成机械能

D.做功冲程,将机械能转化成内能

【答案】C

【解析】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点：在做功冲程中，能量转化

关系是气体的内能转化为机械能。

2.（2020•温州）英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机气缸内工作介质

易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师

按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知

识解释飞轮能持续转动的工作原理。

【答案】酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功,

将内能转化为机械能；由于K轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气

缸并液化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。

【解析】根据乙图描述的四个环节，注意分析每个环节中活塞的运行方向，里面气体的存在状态以及能量

的转化，从而对热气机的工作过程进行描述。

酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能

转化为机械能；由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气缸并液

化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。

3.（2020•绍兴）热机发明后，一直在持续的改进和发展中。

材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧（图

乙），热效率为528%之间。

图甲图乙图丙

材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环理论：①气缸的向外

运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压

燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。

材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循

环往复，内燃机的效率达到14%。

（1）四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由下图中的冲程实现。

，由血

＞雹sb浦

（2）德t罗夏提到的内燃方式是基于_______的猜想。

（3）老师在重复演示“做功改变内能“实验（图丙）之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内

燃机的（选填“吸气“、”压缩”、“做功”或“排气”）冲程的原理相似。

【答案】（1）C（2）燃料在气缸内燃烧，热量散失少，热效率高（3）排气

【解析】内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力

的热力发动机。

（1）产生巨大爆发力的过程是做功冲程；A、吸气冲程；B、压缩冲程；C、做功冲程：D、排气冲程；故C

符合题意；

（2）由材料可知，内燃的效率远大于外燃机的效率，所以德罗夏提到的内燃方式是基于内燃过程中能量散

失少，热效率高的猜想；

（3）厚玻璃筒就相当于内燃机的内部空间，而活塞相当于飞轮，所以把玻璃筒甩几个是为了让玻璃筒中的

气体排出，相当于排气冲程；

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四、核能的利用

核能指原子核在转变过程中所释放出的能量。又称为原子能等。核反应包括重核裂变和轻核聚变两种类型。

重核裂变指原子量较大的原子核裂变成若干个较小原子核，同时释放巨大能量的过程。核裂变通过链式反

应进行，其原理是通过中子轰击原子核，裂变后产生更多的中子，再由这些中子去撞击更多的原子核进行

裂变的过程。目前核裂变的主要原料是铀元素和钵元素。较低浓度核裂变原料可用于核电原料，原子弹则

需较高浓度的核裂变原料。目前的核电站都是采用可控条件下的重核裂变方式进行的，其能量转化过程为

核能f内能一机械能一电能。

轻核聚变是指若干个原子量较小的原子核在极高温度下合成为一个稍大一点的原子核，同时释放出大量能

量的过程。核聚变的条件是极高温度，所以又称为热核反应，氢弹通常需要原子弹来引爆就是这个道理。

由于人类还不能对核聚变的进程进行控制，所以目前为止，轻核聚变的民用化还在研究过程中。

核反应具有放射性，主要放出a、B、丫等多种射线，高强度的放射线对生物具有极大的伤害，低强度的

射线可以应用在医学、科研、生产实践中。

典例训练

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1.[2018•益阳]下列关于核能说法正确的是（）

A.核反应堆中发生的链式反应是不可控制的

B.核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方

C.核反应堆可将核能直接转化成电能

D.我国已建成可控核聚变反应堆

【答案】B

【解析】目前只有链式反应的过程是可控的，核反应堆就是利用可控的核裂变产生的能量进行发电。核反

应堆发电的能量转化过程为核能f内能一机械能~电能，不能直接从核能一步转化为电能。核聚变反应堆

正在研究中，距离实际民用还有一段路要走。

2.以下对于放射线的说法正确的是（）

A.放射线无污染，无公害，使用时十分安全简单

B.利用放射线时，要进行有效的防护和防止污染

C.放射线对人畜伤害严重，有弊无利，难于利用

D.a射线和B射线是有益的，而丫射线是有害的

【答案】B

【解析】各种放射线达到一定的强度会对各种生物都造成严重影响，但是人们可以利用射线进行医学研究、

生物学研究、科研及生产实践等多方面的应用，利用放射线时，要进行有效的剂量控制、严格防护和防止

污染。

3.（2020•湖州）如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氟核和钢核的模型。下列叙述正确的是（）

氧核

钢核

A.该模型表示的是核聚变B.该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应

C.该反应不会产生放射性物质D.不能用该反应获得能量的方式来发电

【答案】B

【解析】A.根据图片可知，中子轰击重原子核，然后分解为质量较小的轻核，所以该模型表示的是核裂变,

故A错误；

B.该反应产生的中子仍然具有很多能量，可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确；

C.该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；

D.可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故D错误。

4.(2020•天台模拟)2020年4月2日，中科院的“人造太阳”EAST实现1亿度运行近10秒，为目前世

界最长，其原理如下图。

笊T

•中子•质子

(1)“人造太阳”获得核能的方式是________;

(2)“人造太阳”实验从上世纪50年代开始到现在己经进行了半个多世纪。下列观点中，属于支持继续

进行这项研究的是:(可多选)。

自产生的核福於、它发电不会产生加

重地球温室效应的

小，核废料少，基

二氧化碳.

F不污柒环境.j

A

%需要利用多种4,它能把毁灭性武器

能，方式驱动，条「4册“弱化”成随开随关

的“炉灶”.服务人类.

产苛刻，投入巨大JX____________________

c

【答案】（1）核聚变（2）ABD

【解析】核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量。

（1）由图可知，笊原子和僦原子聚合形成家原子并释放能量的过程，属于核聚变；

（2）A、人造太阳产生的辐射小，对环境基本无污染，属于支持该研究的观点；故A符合题意;

B、核能发电不排放二氧化碳，有助于缓解温室效应；故B符合题意：

C、核能利用投入大，条件苛刻，该观点属于不支持发展核能的观点：故C不符合题意;

D、核能能服务于人类，属于支持发展核能的观点；故D符合题意；

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五、能量的转化与守恒

能量可以相互转化或转移。能量的转化过程会改变能量的形式，如可燃物燃烧可将化学能转化为内能，生

物通过呼吸作用将化学能转化为内能，光伏发电能将光能直接转化为电能。能量的转移过程能量的形式不

变，如热量可能从高温物体通过热传递转移到低温物体。

能量的转化和守恒定律：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上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。能量的转化和转移都是具有方向

性的，不能反过来转化。

从能量的转化和守恒定律可知，“永动机”是不能实现的，同时提高能量利用效率和节能对人类具有重要

意义。

✓S

典例训练

1.[2018•内江]根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（）

A.随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的

B.两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面

C.电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去

D.出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动

【答案】B

【解析】永动机是违反能量守恒定律的，因为任何机械工作中不可能没有能量损失，若“永动机”工作中

只损失能量而不能得到补充，不可能永远工作下去。水沸腾汽化过程中需要不断吸热。出枪膛的子弹射穿

木板后能量损失，速度将变慢。

2.文艺复兴时期，意大利的达•芬奇设计了如图所示的装置。他设计时认为，在轮子转动过程中，右边的

小球总比左边的小球离轮心更远些，在两边不平衡力的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，而且可以不

断地向外输出能量。但实验结果却是否定的。达•芬奇敏锐地由此得出结论：永动机是不可能实现的。下

列有关该装置的说法中正确的是（多选）（）

A.如果没有摩擦力和空气阻力，该装置就能永不停息地转动，并在不消耗能量的同时不断地对外做功

B.如果没有摩擦力和空气阻力，忽略碰撞中的能量损耗，给它一个初速度，它能永不停息地转动，但

在不消耗能量的同时，并不能对外做功

C.右边所有小球施加于轮子的动力并不大于左边所有小球施于轮子的阻力，所以不可能在不消耗能量

的同时，不断地对外做功

D.在现代科学技术比较发达的今天，这种装置可以永不停息地转动，在不消耗其他能量的基础上，还

能源源不断地对外做功

【答案】BC

【解析】当轮子转动时;虽然右边的小球总比左边的小球离轮心更远些，但是右边小球的个数总比左边的

少，实际上右边所有小球施加于轮子的动力等于左边所有小球施于轮子的阻力，轮子在不受到外力作用时

将保持平衡状态。如果没有摩擦力和空气阻力，且忽略碰撞中的能量损耗，给轮子一个初速度，轮子就能

依靠惯性永不停息地转动。

3.（2020•湖州）在无风的环境中雨滴的降落可简化为两个过程，先加速竖直降落，后匀速竖直降落。雨

滴（忽略质量变化）在（）

A.加速降落过程中只受重力作用B.加速降落过程中机械能逐渐增大

C.匀速降落过程中减少的重力势能全都转化成内能D.匀速降落过程中机械能保持不变

【答案】C

【解析】A.加速降落过程中既受重力作用，又与空气摩擦受到摩擦阻力，故A错误；

B.加速降落过程中，机械能会不断转化为空气的内能，因此机械能逐渐减小，故B错误；

C.匀速降落过程中，机械能会不断转化为空气的内能而减小，而重力势能减小动能却是不变的，因此减少

的重力势能全部转化为内能，故C正确；

D.匀速降落过程中，重力势能减小而动能不变，根据机械能=动能+重力势能可知，机械能是减小的，故D

错误。

4.（2020•宁波模拟）如图所示是小明同学使用手机相机的“慢动作”功能拍摄的小球的运动轨迹，小球

在1、2位置的高度相同。（假设小球接触地面并反弹的过程，无能量损耗）下面说法正确的是（）

A.小球在3位置速度为零，受到平衡力的作用

B.此过程只有小球的动能和重力势能之间的转化

C.小球在1、2位置的重力势能相同，1位置机械能比2位置时大

D.小球在1、2位置的重力势能相同，且机械能大小也相同

【答案】C

【解析】A、小球在3位置速度为零，此时只受到向下重力的作用，小球不是平衡状态，A错误：

B、从小球每次反弹高度减小可知，小球是有能量损失的。如果只有动能和重力势能之间转化，小球是可

以回到原来的高度的，B错误；

C、因为1、2位置高度相同，所以小球在1、2位置的重力势能相同，而1上升的速度大于2下降的速度,

所以1位置机械能比2位置时大，C正确；

D、由C分析可知右，D错误。

5.（2019•台州）某电子打火机打火原理如图，压电陶瓷受到撞击时表面电荷重新分布，产生高电压，发

出电火花点燃气体。撞击时，通过压电陶瓷实现的能量转化是;放电时，两块压电陶瓷的连接方

式是联。

【答案】机械能f电能（如把“机械能”写成“动能”也给分）；并

【解析】（1）物体运动具有机械能，发电则具有电能；撞击时，通过压电陶瓷实现的能量转化是机械能f

电能；

（2）将压电陶瓷看作电磁，将电火花看作用电器，每块压电陶瓷都能独立产生电火花，即有两条通路存在,

那么它们是并联。

［）了训练

1.［2018•乐山］下列说法中正确的是（）

A.汽油机在做功冲程中是将机械能转化成内能

B.物体的温度降低时内能减少，所以冰块的水分子不做运动

C.沿海地区昼夜温差小，主要原因是水的比热容较大

D.温度从热量高的物体传递给热量低的物体

【答案】C

【解析】汽油机在做功冲程中是将内能转化成机械能；0℃冰块中的水分子也在不停地做无规则运动的（理

论上一273.15℃时分子才停止运动）。热量可以从高温物体传递给低温物体，而不能说“温度从热量高的物

体传递给热量低的物体”。

2.［绵阳中考］关于能量的转移和转化，下列判断正确的是（）

A.热量可以从低温物体转移到高温物体

B,能量转移和转化没有方向性

C.电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用

D.汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车

【答案】A

【解析】热量不可以自发地从低温物体转移到高温物体，在外界的影响下，热量可以从低温物体转移到高

温物体，如冰箱和空调就是把热量从低温物体“搬运”转移到高温物体的。在非人工条件下，能量的转移

和转化是有方向性的。电取暖器辐射到房间里的热量被人和房间吸收，不可以再利用；汽车刹车时，由于

摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量会散发到周围的环境中，无法再回收利用，更不能

驱动汽车。

3.[2018•广安]关于物体的内能，下列说法中正确的是（）

A.物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量

B.0℃的冰熔化成0℃的水内能不变

C.汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能

D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移

【答案】A

【解析】物体内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界物体对它做了功；0℃的冰变成0℃的水,

需要吸收热量，尽管质量和温度不变，但内能增加；汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能；热量是

从高温物体向低温物体传递的，内能大的物体温度不一定高。

4.[2018•杭州余杭区一模]如图对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（）

A.图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少

B.图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大

C.图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少

D.图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大

【答案】C

【解析】甲图是对其中的空气做功，空气的内能增大。乙图是瓶子内的空气推动塞子跳起，空气对外做功,

内能减小。丁图是做功冲程，汽缸内的气体推动活塞向下运动，气体的内能减小。

5.（2020•宁波）下列四幅图片都来自于课本，对它们的描述符合实际的是（）

A.甲图实验中随着瓶内空气被抽出，听到的声音越来越弱

B.乙图可以表示四冲程汽油机中的压缩冲程

C.丙图实验在研究电磁感应现象中感应电流产生条件

I）.丁图可以表示至今所建造的核电站里核反应堆的工作原理

【答案】A

【解析】1、声音的传播需要介质，真空不能传播声音；

2、燃烧气体是气体膨胀，推动活塞向下做功，应该是做功冲程。压缩冲程时应该是活塞向下压缩气体；

3、图内中外部电路有电源，所以线圈中通有电流，在磁铁的磁场中受力运动，是研究“通电导体在磁场

中受力运动”；

4、目前用于核电站的主要是核裂变反应，核聚变反应能量释放难以控制，暂不用于核电站。

【解答】A：由于声音的传播需要介质，真空中不能传播声音，所以空气被抽出后声音越来越弱，描述符合

实际，A正确；

B：乙图可以表示四冲程汽油机中的压缩冲程，错误，应该是气体推动活塞做功，是做功冲程，B错误；

C：丙图实验中外部有学生电源，线圈中已经有电流通过，所以研究的是“通电导体在磁场中受力运动”

情况，不是电磁感应现象，C错误；，

D：丁图表示的是核聚变反应，而核电站中主要是核裂变反应，D错误。

5.[2018•衢州改编]小柯在科技馆看到许多奇思妙想和趣味实验，其中有一个是六冲程引擎。这种引擎在

完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽

车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。则第五冲程相当于图中四冲

程汽油机的（）

ABCD

【答案】C

【解析】第五冲程是水汽化后，带动活塞运动，内能转化为机械能，相当于做功冲程。

6.（2019•台州）立定跳远时的动作分解如图，在此过程中运动员（）

i^77777777777^77777j

A.上升时，动能减小，势能减小B.上升时，动能增大，势能增大

C.下落时，势能增大，动能减小D.下落时，势能减小，动能增大

【答案】D

【解析】重力势能与物体的质量和高度有关；在跳远的过程中，动能和重力势能相互转化，据此解答。

立定跳远时，如果处于上升阶段，人的质量不变，高度增大，那么重力势能增大，动能减小，这时动能转

化为重力势能：下落阶段时，质量不变，高度减小，重力势能减小，而动能增大，这时重力势能转化为动

能，故D正确，而A、B、C错误。

7.（2019•杭州）对于同一物态的某种物质，根据c=三得知（）

nA

A.比热跟热量成正比B.比热跟质量成反比

C.比热跟温度变化成反比D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量

【答案】D

【解析】比热容是物质本身的一种性质，与物质吸收的热量、质量和升高的温度无关，只与物质的种类和

状态有关，据此解答。

根据公式c可知，吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是它的比热容；比热容是物质本

mat

身的一种性质，与物质吸收的热量、质量和升高的温度无关，只与物质的种类和状态有关，故A、B、C错

误，而D正确。

8.（2019•宁波）下列都是教材中的实验，其中为了说明“对物体做功，物体内能增加”的是（）

A.图甲：手帕摩擦塑料丝后，塑料丝散开B.图乙：缝衣针与磁铁摩擦后，有了磁性

C.图丙：加热后，水蒸气把木塞冲出试管1）.图丁：迅速下压活塞后，浸过乙醛的棉花燃烧

【答案】D

【解析】A.图甲：手帕摩擦塑料丝后，塑料丝散开，说明同种电荷相互排斥，故A不合题意；

B.图乙：缝衣针与磁铁摩擦后，有了磁性，这是磁化现象，故B不合题意；

C.图丙：加热后，水蒸气把木塞冲出试管，这是水蒸气对外界做功，内能减少，故C不合题意；

D.图丁：迅速下压活塞后，活塞对里面的空气做功，使乙醛的内能增加，导致浸过乙酸的棉花燃烧，这说

明外界对物体做功，物体内能增加，故D符合题意；

9.（2020•仙居模拟）为了探究运动与静止的鸡蛋撞击时谁更容易破，小明让鸡蛋分别从斜面上的A、B、C

三处由静止释放，撞击静止在水平面上的另一只相同的鸡蛋。实验结果是，第一次两只蛋都破；第二次甲

蛋完好乙蛋破；第三次两蛋都不破。接下来的步骤是（）

A.得出“与鸡蛋动静无关的”结论B.得出“静止的鸡蛋更易破”的结论

C.在B处释放再重复做几次实验D.分别在A、C处释放再重复做几次实验

【答案】C

【解析】在科学研究中，不能只通过一次实验就仓促得出结论，这样的结论比较片面，甚至会出现错误，

往往需要还用不同的实验器材反复进行实验，收集更多的数据才行。

在三次实验中，第一次两只鸡蛋都破，第三次两只鸡蛋都没破，可见在A和C点时两只鸡蛋的情况相同，

没有再次探究的价值。只能还用不同的鸡蛋从B点释放，重复几次，这样才能得到更加准确的结论，故C

正确，而A、B、D错误。

10.（2020•上城模拟）春游时，两位体重相同的同学分别沿缓坡和陡坡同时开始爬同一座山，结果同时到

达山顶，则两人爬山过程中克服体重所做的功和功率的大小关系是（）

A.爬缓坡的做功少，功率小B.爬缓坡的功率较小，但做功相等

C.两人克服体重所做的功和功率都相等D.爬缓坡的做功较少，功率相等

【答案】C

【解析】根据归Gh比较克服体重做功的大小，根据P=?比较做功的功率大小。

两位同学体重相同，同一座山高度相同，根据公式gGh可知，两人克服体重所做的功相等；

两人同时到达山顶，那么做功时间相同，根据公式P=?可知，两人做功的功率相同，故C正确，而A、B、

D错误。

11.(2020•三门模拟)物体A挂于弹簧测力计下，分别做图甲、乙、丙所示的匀速直线运动，已知运动的

速度％<“<丫3•则下列判断正确的是()

iftt

5而时舌舌4

竖直向上匀速运动竖M向上匀速运动水平向右匀速运动

甲乙丙

A.甲图中弹簧测力计的示数大于物体A的重力B.乙图中弹簧测力计对物体A的拉力做功的功率最大

C.丙图中匀速直线运动的物体A的动能最小D.甲、乙、丙三图中物体A的机械能均增加

【答案】B

【解析】A.在甲和乙中，物体A都在竖直方向做匀速直线运动，在内图中，物体A在竖直方向保持静止状

态，都处于平衡状态，那么测力计的示数等于物体的重力，因此三个测力计的示数是相同的，故A错误；

丙图中，测力计的拉力方向向上，而物体沿水平方向运动，二者方向不同，所以测力计对A不做功。根据

P=Fv可知，当拉力F相同时，功率与速度成正比；因为所以RVPz,故B正确；

三种情况下物体的质量相同，但V1<v2<V3,所以丙图中物体A的动能最大，故C错误；

在甲、乙两图中，物体向上匀速运动，那么它的动能不变但是重力势能增大，根据机械能=动能+重力势能

可知，物体A的机械能增大。在丙图中，物体在水平方向运动，动能不变，重力势能也不变，因此机械能

保持不变，故D错误。

12.[2018•昆明]昆明冬天的早晨，会看到嘴里呼出的“白气”，这是现象。“卡路里”简称“卡”，

是热量的另一个单位，现在仍被广泛使用在营养计量和健身手册中。1卡是这样规定的：在标准大气压

下，1g水温度升高1℃吸收的热量。那么1卡=J。一辆汽车发动机的效率是35%,那么该车完

全燃烧1kg汽油做的有用功是Jo[c水=4.2义10：iJ/(kg-℃),g汽油=4.6X10，J/kg]

【答案】液化4.21.61X107

【解析】1卡的热量换算：gc/必t=4.2X103j/(kg・℃)X0.001kgXl"C=4.2J；该汽车完全燃烧1kg汽

油做的有用功/用=久，>35%=/汽泡Xq汽油X35%=lkgX4.6X107J/kgX35%=l.61X107J(.

13.下图是四冲程汽油机工作过程的四个冲程，完成下列各题:

（1）A-D四幅图中表示将机械能转化为内能的是一。

（2）吸气冲程时，吸入气缸里的物质是____。

（3）一单缸四冲程汽油机，若该汽油机的转速为600r/min,做功冲程一次对外做功大约为1500J。那么这台

汽油机的功率为——kW,

【答案】D空气和汽油的混合物7.5

【解析】（1）汽油机四个冲程中将机械能转化为内能的是压缩冲程。（3）汽油机一个周期转2圈，该汽油机

的转速为600r/min,则每分钟对外做功300次，所以这台汽油机的功率500JX300/60s=7500W

=7.5kWo

14.（2020•绍兴）2020年5月5日，我国自主研发的长征5号B型运载火箭圆满完成发射任务。图为起飞

阶段加速上升的火箭，该过程中，内部的新型返回舱的动能（选填“增大”、“减小”或“不变”），

火箭整体的机械能（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

【答案】增大；增大

【解析】物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能.它的大小定义为物体质量与速度平方乘积的二分

之一。机械能是动能与势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能。

【解答】起飞阶段火箭加速上升，所以返回舱的速度也在逐渐增大，则其动能是逐渐增大的；火箭的机械

能包含重力势能和动能，动能在增大，火箭上升阶段，高度逐渐增大，所以重力势能增大，则机械能增大;

15.（2019•温州）为了解火箭升空过程中的相关运动状况，兴趣小组制作了一模型火箭，重为8牛（不包

含燃料），发射后获取模型火箭的飞行高度与时间的关系，如图所示：

局度,米

（1）模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离，这是因为模型火箭具有。

（2）图中标注的A,B,C三个位置中，模型火箭的重力势能最小的是o

（3）模型火箭从最高点B下落到地面，重力做功的功率是瓦。

【答案】（1）惯性（2）C（3）70

【解析】（1）惯性是物体保持运动状态不变的性质，一切物体都有惯性；模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞

行一段距离，这是因为模型火箭具有惯性；

（2）重力势能与物体的质量和高度有关；当质量相等时，高度越大，重力势能越大；图中标注的A,B,C

三个位置中，火箭的质量不变，因为C点的高度最小，所以C点的重力势能最小；

（3）从图像中找到火箭下落的高度和下落的时间，根据忙Gh计算出重力做的功，再根据P=?计算重力做

功的功率。根据图像可知，火箭下落的高度h=140in；

火箭下落的时间:t=22s-6s=16s；

那么火箭重力所做的功：W=Gh=8NX140m=1120J；

重力做功的功率为：「=：=粤=70叩。

t16s

16.（2020•宁波）科学上通常用“功”和“热量”来量度物体能量的变化。

(1)在“使用动滑轮”活动中，小科利用如图所示装置，用竖直向上的大小为10N的拉力F使物体A匀速

提升了0.1巾。如果该装置的机械效率为70%,则这一过程中，克服物体A的重力所做的功为J,这

个值也是物体A增加的机械能。

(2)把质量为2kg,温度为25℃的水加热到100℃,至少需要完全燃烧_______g的酒精。上述过程中，

水的内能增加是通过(填“做功”或“热传递”)的途径实现的。【已知:水的比热容为4.2X

103J/(kgr),酒精的热值为3.0X107J/kg]

【答案】(D1.4(2)21；热传递

【解析】(1)首先根据s=nh计算出拉力移动的距离，再根据W.e=Fs计算出拉力做的总功，最后根据W有

=WHn计算克服物体A重力做的功；

Q酒

(2)酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相同，首先根据、气0141计算出水吸收的热量，再根据小洒=/

计算需要燃烧酒精的质量。改变内能的两种方式：①做功；②热传递。

【解答】(1)拉力移动的距离据s=nh=0.lmX2=0.2m；拉力做的总功W%=Fs=10NX0.2m=2J；

克服物体A重力做的功W有斗'总n=2JX7O%=1.4Jo

(2)水吸收的热量为：Q=cmAt=4.2X103J/(kg»℃)X2kgX(100℃-25℃)=6.3X105J；

要燃烧酒精的质量小酒=含=表券篇=0Q2Mg=21g。

上述过程中，水的内能增加是通过热传递的途径实现的。

17.(2020•江干模拟)为了探究“液体在加热过程中温度随时间变化的规律”，小乐用水进行了如图甲所

示实验，并根据水温的变化绘制了图乙中的曲线a。

(1)小欢也用水完成了上述实验并得到图乙中的曲线b,则(填“小乐”或“小欢”)的实验所

用水的质量较大。

(2)小欣用与小乐等量的另一种液体也做了上述实验并得到图乙中的曲线c,则该液体的比热比水

(3)本实验中，水的沸点为°C,若温度计示数准确，水中不含杂质，则导致其沸点与标准状态下

水沸点不同的原因可能是：

【答案】(1)小欢(2)小(3)99；实验时气压小于标准大气压

【解析】(1)加热时间的长短代表吸收热量的多少。从乙图中找到两人将水加热到99℃所用的时间，并确

定升高的温度，最后根据公式Q=cmat比较水的质量大小即可；

(2)从乙图中，找到加热时间为2min时水和这种液体上升的温度，然后根据公式Q=cmZkt计算即可；

(3)在乙图中，水温度升高后最终保持不变的温度就是水的沸点，根据沸点和气压的关系分析沸点不同

的原因即可。

【解答】(1)根据公式Q=cmZ\t可知，当水吸收相同的热量时，水的质量与升高的温度成反比。根据乙图

可知，当加热时间为8min时，水的温度都升高到99℃,二者吸收的热量相同。小欢的水温升高：收=99℃

-95℃=4℃,小乐的水温升高：乐=99℃-90℃=9℃,那么双〈At乐，因此mQm乐；

(2)根据公式<5=^41可知，当水吸收相同的热量时，液体的比热容与升高的温度成反比。根据乙图可

知，当水和液体都加热2min时，吸收的热量相同。液体升高的温度at淑=96℃-92℃=4℃,水升高的温度△

tQ92℃-90℃=2'C,即△tQZXt*，Hjltcs<c*；

(3)本实验中，水的沸点为99℃,若温度计示数准确，水中不含杂质，则导致其沸点与标准状态下水沸

点不同的原因可能是：实验时气压小于标准大气压。

18.(2020•乐清模拟)健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推

动健腹轮至身体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。

图甲困乙

(1)图甲所示，身重为500牛的人身体从状态1到状态2的过程中，身体重心平均下降30厘米，重力所

做的功为焦。

(2)在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕

紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，

结合图中信息进行分析，在健腹轮中安装(填“A”或"B”)型钢圈将使产品具有更强的自动回

弹功能。

【答案】(1)150(2)A

【解析】（1）重力做的功为：W=Gh=500NX0.3m=150J；

（2）根据图乙可知，A型钢圈的弹性势能大于B型，因此在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自

动回弹功能。

19.（2020•台井|）图中小朋友在玩滑梯游戏，小朋友坐在滑梯顶端，用手轻推滑梯，沿着滑梯开始下滑，

滑动速度越来越大，同时感觉屁股发烫，到达底端时还会滑出一段距离。请说出其中蕴含的科学道理。

【答案】①“用手轻推沿着滑梯开始下滑”是利用力的作用是相互的，②力能改变物体

的运动状态；③“速度越来越大”是重力势能转化为动能，相同物体，动能越大，速度越

大；④“屁股发烫”是克服摩擦力做功，机械能转化为热能；⑤“会滑出一段距离”是因为

物体具有惯性，保持原有运动状态。

【解析】①“用手轻推沿着滑梯开始下滑”是利用力的作用是相互的；

②“用手轻推沿着滑梯开始下滑”，是利用力能改变物体的运动状态；

③“速度越来越大”是重力势能转化为动能，相同物体，动能越大，速度越大；

④“屁股发烫”是克服摩擦力做功，机械能转化为热能；

⑤“会滑出一段距离”是因为物体具有惯性，保持原有运动状态。

20.（2020•南河模拟）如图是小科同学校运动会投掷实心球的场景，当实心球脱手时，重心离地面的高度

是1.8m,当实心球至最高点时，重心上升了0.9m。已知实心球质量为2千克，小科的质量为5