专题26　内能、核能、能量守恒与转化（解析版）

专题26内能、核能、能量守恒与转化【思维导图】【知识点回顾】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)能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有机械能、内能、________、化学能、________等。二、内能eq\a\vs4\al(考点2知道克服摩擦做功与物体内能改变的关系)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________，内能________；温度越低，内能越小。3．克服摩擦做功，能使物体的内能增加。eq\a\vs4\al(考点3知道做功和热传递是改变内能的两种途径)1．做功：对物体做功，物体的内能________；物体对外界做功，物体的内能________。实质是能的形式发生了转化。2．热传递：物体吸热，内能________；物体放热，内能________。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。eq\a\vs4\al(考点4知道在热传递过程中用热量来量度内能的变化)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。eq\a\vs4\al(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________的时候才释放出来，变成内能或者其他形式的能量。2．化学能与内能的转化常见吸热反应：________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)。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1．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。四、核能的利用eq\a\vs4\al(考点7知道裂变和链式反应；知道聚变和热核反应)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。eq\a\vs4\al(考点8知道放射性及其应用)1．原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，如α射线、γ射线、X射线、β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γ射线探伤；育种；放射线治疗肿瘤等疾病。eq\a\vs4\al(考点9知道核电站是利用核裂变的原理来工作的)1．核电站原理：________。五、能量的转化与守恒eq\a\vs4\al(考点10举例说出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________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．能量的转化和守恒定律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___________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(考点11举例说出能量的转化与传递有一定的方向性)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。eq\a\vs4\al(考点12知道能量利用效率和节能的关系)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。考点1电能核能考点21.无规则运动任何物质2.越高越大考点31.增加减少2.增加减少传递等效考点4热量增加减少考点51.化学变化2.内能考点61.化学能机械能2.压缩做功排气考点72.核裂变核聚变考点91.原子核裂变2.内能电能考点101.转化转移总量保持不变能量转化和守恒定律2.能量的转化和守恒定律考点11方向性【例题精析】（2021•宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【解答】解：当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，而汽油机的做功冲程对外做功，因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。故选：C。（2021•绍兴）如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞紧管口，加热一段时间后橡皮塞冲出，同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是（）A．水温上升时，水的内能增加 B．加热时管内的水不断汽化 C．管内气体对橡皮塞做功，其内能减少 D．试管口的“白气”是水蒸气【解答】解：A、水吸收热量，温度上升，水的内能增加，故A正确；B、加热时管内的水，水吸收热量不断汽化，故B正确；C、水蒸气膨胀对橡皮塞做功，水蒸气的内能减小，气体的内能转化为橡皮塞的机械能，故C正确；D、试管口的“白气”是热的水蒸气遇到冷的空气液化成的小水滴，故D错误。故选：D。（2020•湖州）如图表示用中子轰击铀﹣235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（）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【解答】解：A、该模型表示的是核裂变，该选项说法不正确；B、该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应，该选项说法正确；C、过程中产生的氪原子具有放射性，该选项说法不正确；D、可以通过核裂变来发电，例如核电站是利用核裂变发电，该选项说法不正确。故选：B。（2022•宁波）核酸检测采样时使用的“采样拭子”，其顶端是如图所示的植绒拭子，安全、无毒。有一种植绒方式是：植绒机产生数万伏的高压静电，通过电子转移让喷头中的绒毛带上负电荷，然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂，移动喷头靠近被植绒物体，绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面，呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴含了许多科学知识，下列描述不合理的是（）A．喷头中的绒毛带上负电荷，是由于绒毛得到了电子 B．以移动的喷头为参照物，被植绒物体是运动的 C．绒毛能在高压静电作用下运动，是由于能量可以创生 D．绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面，是由于力能改变物体的运动状态【解答】解：A、喷头中的绒毛带上负电荷，是由于绒毛得到了电子，故A合理；B、以移动的喷头为参照物，被植绒物体与喷头的位置不断变化是运动的，故B合理；C、能量不能被创生，也不能被消灭，能量是守恒的，总量不变，故C不合理；D、绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面，是由于力能改变物体的运动状态，故D合理。故选：C。（2022•舟山）白鹤滩水电站装机容量位列全球第二，年平均发电量达624亿千瓦时，这些能量来自大坝拦截的水所具有的（）A．机械能 B．内能 C．化学能 D．电能【解答】解：水电站是通过水的机械能转化为电能，因此这些能量来自大坝拦截的水所具有的机械能，故B、C、D错误，A正确。故选：A。（2022•宁波）单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为3100J/（kg•℃）。如图所示，质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氦气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定，当氦气的温度从20℃升高到30℃时，氦气吸收的热量是620J。撤去力，氦气推动活塞做功，这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的做功冲程相同。【解答】解：（1）单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，则氦气吸收的热量Q吸＝cmΔt＝0.02kg×3100J/（kg•℃）×（30℃﹣20℃）＝620J；（2）撤去力，氦气推动活塞做功，内能转化为机械能，此过程与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。故答案为：620；做功。（2022•舟山）2022年3月，我国最大推力的氢氧发动机在北京完成首次试车。氢氧发动机为火箭腾飞提供“硬核”动力，结构简图如图。（1）为便于运输和储存，通常采用降温和压缩体积的方式将氢气和氧气液化（填物态变化名称）后分别储存于火箭的液氢贮箱和液氧贮箱。（2）燃料燃烧产生的高温高压气体，使发动机对火箭持续做功，直至上升到特定轨道，该过程中能量的转化是内能转化为机械能。【解答】解：（1）为方便运输和储存，通常采用降温和压缩体积的方式将氢气和氧气液化后分别储存于火箭的液氢贮箱和液氧贮箱；（2）燃料在燃烧的过程中产生的高温高压气体，使发动机对火箭持续做功，内能转化为机械能。故答案为：（1）液化；（2）内能转化为机械能。（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5%～8%之间。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”由图中的C冲程实现。（2）德罗夏提到的内燃方式是基于燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高的猜想；（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，其目的与内燃机的排气（选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”）冲程的原理相似。【解答】解：（1）在四冲程内燃机中，提供动力的是做功冲程；由图可知，A中进气门打开，活塞下行，为吸气冲程；B中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程；C中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程；D中排气门打开，活塞上行，为排气冲程；故“巨大爆发力”由C冲程实现；（2）德罗夏提到的内燃方式是基于燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高的猜想；（3）老师需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的是排出里面的废气，相当于内燃机的排气冲程。故答案为：（1）C；（2）燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高；（3）排气。（2022•丽水）火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越便捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式，若F1＝F2＞F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃？请用所学知识解释。【解答】答：火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴滑动过程中，克服摩擦力做功越多，机械能转化为内能越多；内能增大，温度很高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。方式B中，柴头与擦火皮之间的压力最大，更容易点燃火柴。（2022•绍兴）汽车在给人们的出行带来便利的同时，也带来了能源消耗、尾气污染等问题。材料一：如图是一辆小汽车行驶时的能耗分配图。汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量，大约只有13%用于驱动汽车前进，而其余87%的能量则被损耗掉了。材料二：排出的尾气除了CO2、H2O外，还有CO、NO、NO2及未燃烧的碳氢化合物等有害气体。结合材料：（1）对汽车行驶时能量形式的转化与损耗途径作出分析。（2）请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。【解答】答：（1）汽车行驶时的能量转化分析：汽油的化学能转化为气体内能，然后再转化为活塞机械能，最后为汽车机械能，转化率很低；损耗途径分析：绝大部分是以热能形式损失的，部分是未完全燃烧的碳氢化合物损失，还有少量是汽油蒸发损失。（2）技术改进建议：减少散热器、排气管和发动机的热损失；减少汽油的蒸发；使汽油充分燃烧；研制和使用混合动力或者纯电动的新能源汽车。【习题巩固】一．选择题（共11小题）1．（2022•越城区一模）2021年5月15日，我国“祝融号”火星车成功降落火星表面（如图所示）。已知物体在火星上所受的重力大约是地球上的五分之二，则下列说法正确的是（）A．到达火星后，火星车的质量变为地球上的五分之二 B．太阳能电池板能将太阳能转化为电能 C．火星车会在火星土壤上留下“足迹”，这说明力能改变物体的运动状态 D．火星车在火星表面所受重力与火星车对火星表面的压力是一对平衡力【解答】解：A.、火星车从地球到达火星的过程中，所含物质的多少没有改变，则其质量不变，故A错误；B、太阳能电池板在工作时将太阳能转化为电能，故B正确；C、火星车在火星土壤上留下“足迹”，是改变了物体的形状，故C错误；D、火星车在火星表面所受重力与火星车对火星表面的压力作用在不同的物体上，所以这两个力一定不是一对平衡力，故D错误。故选：B。2．（2022•鄞州区模拟）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台甲处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，不可能滑到滑台丙处的是（）A． B． C． D．【解答】解：不计滑台摩擦和空气阻力，则运动员在整个过程中机械能守恒；A、若运动员站立着甲开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置丙点时，若是站立着，则此时重力势能等于甲点的重力势能，动能为零，所以运动员可能会滑到滑台丙处，故A不符合题意；B、若运动员站立着从甲开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置丙点时，若是全蹲着，则此时重力势能小于甲点的重力势能，则甲点部分重力势能转化为动能，动能此时不为零，所以运动员会继续向前滑行，滑到滑台丙处，故B不符合题意；CD、若运动员全蹲着从甲开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置点时，也应该是全蹲着（前后两次重力势能相等，动能均为零），因为若是站着到达或者平蹲着到达丙，则运动员在丙点的重力势能大于初始的甲点（违反机械能守恒定律），故C符合题意、D不符合题意。故选：C。3．（2022•婺城区一模）北京冬奥会自由式滑雪U型场地技巧决赛中，谷爱凌强势夺冠，为中国代表团又添一金。下列有关谷爱凌在比赛中的说法正确的是（）A．她静止站立在雪面上时，只受到重力的作用 B．她在滑行时，滑雪板与雪面间的摩擦是滑动摩擦 C．她飞离U型池后能继续向上运动是由于受到惯性力 D．她从空中下落到雪面的过程中动能转化为重力势能【解答】解：A、她静止站立在雪面上时，受到重力和滑雪板对她的支持力的作用，故A错误；B、她在滑行时，滑雪板相对于雪面的位置发生变化，与雪面间的摩擦是滑动摩擦，故B正确；C、她飞离U型池后能向上运动是由于具有惯性，仍要保持原来的运动状态，不是受到惯性，故C错误；D、她从空中下落到雪面的过程中重力势能转化为动能，故D错误。故选B。4．（2022•上城区模拟）如图所示，在做模拟“蹦极”的小实验时，橡皮筋的一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点。若整个过程不计空气阻力，则小石块从A点到C点的运动过程中（）A．小石块在C点时，它具有的机械能最小 B．从A点下落到B点的过程中，小石块的机械能减小 C．从B点下落到C点的过程中，小石块的机械能先增大后减小 D．小石块减少的重力势能全部转化为动能【解答】解：从A点下落到B点的过程中，橡皮筋没有发生弹性形变，小石块不受弹力的作用，只受到重力的作用，整个过程不计空气阻力，机械能不变，故B错误。从B点下落到C点的过程中，橡皮筋弹性形变不断增大，所以橡皮筋的弹性势能一直在增大，小石块机械能转化为橡皮筋的弹性势能，小石块的机械能减小，C点时，小石块的机械能最小，故A正确，C错误；如下图所示，B点→D点：小石块受到重力和弹力作用，重力大于弹力，小石块加速运动，小石块的质量不变，速度增大，动能增大；小石块在D点瞬间小石块的重力和弹力相等，两个力是平衡力，由于惯性继续向下运动，机械能转化为弹性势能，故D错误；故选：A。5．（2022•宁波模拟）电动汽车作为新能源车的代表，近些年的销售额度持续走高；但同时电动车的性能可靠程度，比如刹车问题，也引起了社会的广泛讨论，以下说法错误的是（）A．电动汽车充电时是将化学能转化为电能 B．传统汽车行驶时的机械能来源于内燃机的做功冲程 C．汽车紧急刹车时，轮胎与地面之间的摩擦为滑动摩擦 D．制动钳给刹车片的压力越大，刹车片和刹车盘之间的摩擦力越大【解答】解：A、电动汽车充电时是将电能转化为化学能，故A错误；B、汽车内燃机的做功冲程是把内能转化为机械能，传统汽车行驶时的机械能来源于内燃机的做功冲程，故B正确；C、汽车刹车时，轮胎不能滚动，因此轮胎与地面之间的摩擦为滑动摩擦，故C正确；D、接触面粗糙程度一定时，制动钳给刹车片的压力越大，刹车片和刹车盘之间的摩擦力越大，故D正确。故选：A。6．（2022•杭州模拟）下列有关火箭说法正确的是（）A．火箭发射上升过程燃料的化学能转变成火箭的机械能 B．火箭使用的液体燃料，是通过压缩机将气体压缩成液体的，在压缩过程中压缩机对燃料做功，燃料的温度降低，内能减小 C．火箭发射台下建有一个大水池，火箭发射过程中，可以看到水池表面有大量的“白气”，是火箭喷出的火焰使得水池中的水先发生液化后发生汽化形成的 D．为了提高火箭的发射功率，必须把除卫星之外的其他物品的质量减小到最小，因此要求火箭发动机内单位质量的燃料能释放出尽可能多的能量，所以必须选用比热容大的燃料【解答】解：A、火箭发射上升过程，将燃料化学能转化为燃气的内能，又将内能转化为火箭的机械能，故A正确；B、在压缩过程中压缩机对燃料做功，燃料温度升高，内能增大，故B错误；C、火箭发射时，火焰喷射到水中，水吸收热量从液态变为气态的水蒸气，即发生汽化，水蒸气散发到空气中，遇到冷空气液化成的小水珠就是我们看到的“白气”，所以水池中的水先发生汽化后发生液化的，故C错误；D、火箭发动机燃烧单位质量的燃料时能释放出尽可能多的能量，所以，必须选用热值大的燃料，故D错误。故选：A。7．（2022•金华模拟）中国茶文化是中国制茶、饮茶的文化。2020年5月21日是联合国确定的首个“国际茶日”，农业农村部与联合国粮农组织开展系列宣传活动，国家主席习近平致信表示热烈祝贺。下列说法错误的是（）A．茶壶利用了连通器的原理，方便倒水饮茶 B．用热水冲泡茶叶时，茶叶随水而动，说明力可以改变物体的运动状态 C．茶叶的温度升高，内能增加，这是通过做功的方式改变了茶叶的内能 D．透过透明的玻璃茶壶看到茶叶“变大了”，这是光的折射造成的【解答】解：A、茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器，水不流动时，液面就是相平的，故A正确；B、用热水冲泡茶叶时，茶叶随水而动，说明力可以改变物体的运动状态，故B正确；C、茶叶的温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式改变了茶叶的内能，故C错误；D、玻璃茶壶盛满水，其形状类似于水凸透镜，茶叶处于水凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，这是光线经水和玻璃斜射入空气发生折射造成的，故D正确。故选：C。8．（2022•越城区一模）下列实例中，通过做功方式改变物体内能的是（）A．锯木头时锯条变热 B．刚煮熟的鸡蛋放在冷水中，鸡蛋的温度降低 C．用热水袋取暖 D．夏天，阳光曝晒广场上的石凳，石凳温度升高【解答】解：A、锯木头时，锯条克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使锯条的内能增大、温度升高，是通过做功改变物体的内能，故A符合题意；B、刚煮熟的鸡蛋放在冷水中，鸡蛋放出热量、温度降低，是通过热传递改变物体的内能，故B不符合题意；C、用热水袋取时，人体从热水袋上吸收热量，是通过热传递改变物体的内能，故C不符合题意；D、夏天，阳光曝晒广场上的石凳，石凳从阳光中吸收热量、温度升高，是通过热传递改变物体的内能，故D不符合题意。故选：A。9．（2022•北仑区二模）如图a所示，甲、乙两个相同的烧杯装有等质量的水，分别接入加热器1和加热器2进行加热，不计热量损失，得到图b所示的水温与加热时间的关系图，则下列说法正确的是（）A．若吸收相同的热量，则甲杯的水升温比乙杯的多 B．加热器1的实际功率小于加热器2的实际功率 C．加热器1的电阻小于加热器2的电阻 D．加热相同的时间，甲、乙杯吸收的热量是相等的【解答】解：A、根据Q＝cmΔt可知，相同质量甲、乙两杯纯净水，吸收相同的热量，升高的温度相同，故A错误；B、在其他条件相同时，由图2知，在加热时间相同时，甲杯水升高的温度多，说明甲杯水吸热多，则加热器1释放的热量多，则根据功率公式可知加热器1的实际功率大于加热器2的实际功率，故B错误；C、加热器1的实际功率大于加热器2的实际功率，电压相同，根据P=U2R可知电阻R1D、加热相同的时间，功率不同，根据W＝Pt可知，电流做功不同，甲、乙杯吸收的热量是不同的，故D错误。故选：C。10．（2022•龙湾区一模）小明用可乐瓶制作水火箭，先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气（如图）；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中，下列分析正确的是（）A．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少 B．上升过程中，喷出的水对水火箭有向下推力 C．下降过程中，水火箭的动能转化为重力势能 D．下降过程中，水火箭的机械能逐渐增大【解答】解：A、发射时，火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的，所以水火箭瓶内气体的内能减少，故A正确；B、发射时，瓶内高压气体对水做功，水向下喷出，水火箭给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，喷出的水对水火箭有向上的推力，故B错误；C、下降过程中，水火箭的高度变小，速度增大，水火箭的重力势能转化为动能，故C错误；D、下降过程中，水火箭克服空气的阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以机械能减小，故D错误。故选：A。11．（2022•台州模拟）利用如图所示装置，探究“做功改变物体内能”。广口瓶内装有一些水，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。实验中，你应该注意观察的是（）A．打气的过程 B．打气过程中瓶内水的情况 C．瓶塞跳起的高度 D．瓶塞跳起的瞬间，瓶内发生的变化【解答】解：实验是研究物体对外做功时物体内能的变化情况（即瓶内空气的内能变化情况），所以实验时需要观察瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象，故ABC错误，D正确。故选：D。二．填空题（共5小题）12．（2022•西湖区模拟）滑雪是北京冬奥会的项目之一，里面蕴含着很多科学知识。（1）图甲的运动员保持该姿势不变沿着坡面自由下滑，速度逐渐增大，他的机械能变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（2）若某段坡而的高度为H、长度为L、粗糙程度相同，重为G的运动员保持姿势不变恰好沿该坡面自由匀速滑下，滑行时的模拟图如图乙所示，则受到的摩擦力方向为沿坡面向上（选填“向下”或“向上”），受到的摩擦力大小为GHL【解答】解：（1）图甲的运动员保持该姿势不变沿着坡面自由下滑，速度逐渐增大，高度逐渐变小，质量不变，则运动员的动能变大，重力势能变小，由于受摩擦力的作用，一部分机械能转化为内能，所以他的机械能变小；（2）运动员沿坡面自由匀速滑下时，运动员相对于坡面向下运动，所以其受到的摩擦力方向沿坡面向上；运动员沿坡面匀速滑下时，克服摩擦做功，重力势能转化为内能，此时消耗的重力势能等于克服摩擦做的功，即：W＝EP，根据EP＝Gh和W＝fL可得：fL＝GH，解得：f=GH故答案为：（1）变小；（2）向上；GHL13．（2022•杭州模拟）健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹手柄，向前推动健腹轮至身体水平地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。（健腹轮内置的弹性钢圈会因形变而绕紧）（1）从状态1到状态2，人的重力势能转化为健腹轮的弹性势能。（2）体重500牛的人，身体从状态1到状态2的过程中，其重心下降30cm，则重力做功为150J。【解答】解：（1）从状态1到状态2，人的重力势能减小，健腹轮内置的弹性钢圈弹性势能增大，人的重力势能转化为健腹轮的弹性势能；（2）体重500牛的人，身体从状态1到状态2的过程中，其重心下降30cm，即0.3m，则重力做功为：W＝Gh＝500N×0.3m＝150J。故答案为：（1）健腹轮的弹性势能；（2）150J。14．（2022•温州模拟）不久前，甘肃武威钍基熔盐堆进行了试运行。钍基熔盐堆成功摆脱了之前铀和钚元素为燃料的核能发电模式，改用以放射性极低的钍元素为核燃料，在核能发电领域具有划时代意义。（1）核电站的核心是核反应堆，它将核能转化为内能，再通过其他机械转化为机械能，最后转化为电能。（2）目前核电站主要是用铀、钚等作为核燃料来发电，核反应类型是相同的。右侧两幅核变化示意图中，能形象描述这种核能获得方式的是图甲。【解答】解：（1）核电站的能量转化是核能转化为内能，再转化为机械能最后转化为电能。；（2）核反应堆中发生的是可控制的核裂变，甲是核裂变，乙是核聚变，故选甲。故答案为：（1）内；（2）甲。15．（2022•乐清市一模）小希在学校学习了项目化学习后，对家里的太阳能热水器展开了研究。（1）太阳核心温度很高，是由于大量氢原子核聚变（填“核聚变”或“核裂变”）反应变成氦原子，释放巨大能量。（2）当太阳光线与太阳能热水器垂直时效果最好。如图所示，为了达到最好的集热效果，从夏季进入冬季时可将图中的α逐渐增大（填“增大”或“减小”）。【解答】解：（1）太阳内核温度很高，是大量氢原子在进行核聚变反应生成氦原子；（2）我国位于北半球，夏季太阳照射地面的倾斜角度相对于冬季更小，即冬季照射地面的倾斜角度要逐步变大，要达到更好的集热效果，要使太阳光线与太阳能热水器垂直，则α要逐步增大。故答案为：核聚变；增大。16．（2022•慈溪市校级模拟）如图是北京冬奥会比赛的部分场景。（1）图1是冰球运动比赛。冰球运动员手拿冰球杆打击冰球，此时冰球杆相当于一根费力杠杆（选填“省力、“费力”或“等臂”）。（2）图2是冰壶比赛。运动员要不停地“刷冰”，刷冰的主要目的是通过做功的方式使冰面内能增大，温度升高，造成冰面熔化，在冰表面形成一层水膜，使相互接触的两个表面分离来减小摩擦力。（3）图3中百米飞人苏炳添以9秒83的成绩打