1.热点素材 2025年9月3日,东风-61陆基洲际导弹在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式上震撼亮相。该导弹采用固体燃料推进发射,导弹的火箭发动机在工作时,先将燃料的化学能转换成
内
能,然后将其转换成导弹的机械
能。该导弹发射时燃料的质量不断减少的过程中,燃料的热值不变
(选填“变大”“变小”或“不变”)。答案
1.内 机械 不变
解析
【分析】本题考查能量转化和热值的相关知识。解题时需明确:火箭发动机工作时的能量转化过程,以及热值是燃料的固有属性,与质量无关。首先,燃料燃烧是化学能转化为内能,内能再转化为导弹运动的机械能;其次,热值只由燃料种类决定,与质量无关,据此分析填空。
【解析】火箭发动机工作时,燃料燃烧释放热量,将化学能转化为内能;随后内能通过做功推动导弹运动,转化为导弹的机械能。热值是燃料的一种特性,仅与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,因此燃料质量减少时,热值不变。
【答案】内;机械;不变
【知识点】能量的转化、热值
【点评】本题结合热点素材考查基础物理概念,难度较低,需准确掌握能量转化的基本过程和热值的特性。
【难度系数】0.3
【解析】火箭发动机工作时,燃料燃烧释放热量,将化学能转化为内能;随后内能通过做功推动导弹运动,转化为导弹的机械能。热值是燃料的一种特性,仅与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,因此燃料质量减少时,热值不变。
【答案】内;机械;不变
【知识点】能量的转化、热值
【点评】本题结合热点素材考查基础物理概念,难度较低,需准确掌握能量转化的基本过程和热值的特性。
【难度系数】0.3
2. 卡路里是衡量能量的单位,专门用于量化食物提供的能量或人体消耗的能量。1卡路里(1卡)定义为使1 g水温度升高1 ℃所需的热量,即
4.2
J。人体维持体温的能量主要来源于食物的化学能转化成的内
能。小明吃了一个200千卡的苹果,他想通过爬楼梯消耗能量,假设爬楼梯的功率为150 W,需持续运动约6 000
(选填“600”“6 000”或“60 000”)s才能消耗这些能量。〔水的比热容是$4.2×10^{3}$ J/(kg·℃)〕答案
2.4.2 内 6 000 【解析】由题知,1 g水温度升高1 ℃所吸收的热量为1卡,根据$Q_{吸}=cm\Delta t$可得1 g水温度升高1 ℃所吸收的热量为$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg· ℃)}×0.001\ \mathrm{kg}×1\ ℃=4.2\ \mathrm{J}$,所以1卡=4.2 J。人体维持体温的能量主要来源于食物的化学能转化成的内能。$Q=200$千卡$=200×10^{3}×4.2\ \mathrm{J}=8.4×10^{5}\ \mathrm{J}$。假设爬楼梯的功率为150 W,根据功率公式$P=\frac{W}{t}$可得需持续运动的时间为$t=\frac{W}{P}=\frac{Q}{P}=\frac{8.4×10^{5}\ \mathrm{J}}{150\ \mathrm{W}}=5\ 600\ \mathrm{s}$,接近6 000 s,所以需持续运动约6 000 s才能消耗这些能量。
解析
【分析】
本题需分三步解答:第一步利用热量计算公式求出1卡对应的焦耳数;第二步明确人体能量转化的类型;第三步通过单位换算和功率公式计算所需时间,最后选择接近的数值。
【解析】
1. 计算1卡对应的焦耳:已知1卡是1g水温度升高1℃吸收的热量,根据热量公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,其中$m=1g=0.001kg$,$c_{水}=4.2×10^3 J/(kg·℃)$,$\Delta t=1℃$,代入得$Q_{吸}=4.2×10^3 J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J$,故1卡=4.2J。
2. 人体维持体温的能量来源:食物的化学能转化为内能,用于维持体温。
3. 计算运动时间:200千卡换算为能量:$200千卡=200×10^3×4.2J=8.4×10^5 J$;根据功率公式$P=\frac{W}{t}$,变形得$t=\frac{W}{P}$,代入$W=8.4×10^5 J$,$P=150W$,得$t=\frac{8.4×10^5 J}{150W}=5600s$,最接近6000s,故选6000。
【答案】
4.2;内;6000
【知识点】
热量计算、能量转化、功率的计算
【点评】
本题综合考查热量计算、能量转化和功率公式的应用,关键在于单位换算(千卡转焦耳)和公式的灵活运用,计算结果需结合选项近似选择,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题需分三步解答:第一步利用热量计算公式求出1卡对应的焦耳数;第二步明确人体能量转化的类型;第三步通过单位换算和功率公式计算所需时间,最后选择接近的数值。
【解析】
1. 计算1卡对应的焦耳:已知1卡是1g水温度升高1℃吸收的热量,根据热量公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,其中$m=1g=0.001kg$,$c_{水}=4.2×10^3 J/(kg·℃)$,$\Delta t=1℃$,代入得$Q_{吸}=4.2×10^3 J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J$,故1卡=4.2J。
2. 人体维持体温的能量来源:食物的化学能转化为内能,用于维持体温。
3. 计算运动时间:200千卡换算为能量:$200千卡=200×10^3×4.2J=8.4×10^5 J$;根据功率公式$P=\frac{W}{t}$,变形得$t=\frac{W}{P}$,代入$W=8.4×10^5 J$,$P=150W$,得$t=\frac{8.4×10^5 J}{150W}=5600s$,最接近6000s,故选6000。
【答案】
4.2;内;6000
【知识点】
热量计算、能量转化、功率的计算
【点评】
本题综合考查热量计算、能量转化和功率公式的应用,关键在于单位换算(千卡转焦耳)和公式的灵活运用,计算结果需结合选项近似选择,难度适中。
【难度系数】
0.5
3. 物理课外实践活动课上,老师展示了两个自制电源:水果电池和热电偶电源。

(1)图甲是一种水果电池,它能使发光二极管发光,B端是发光二极管的正极,则水果电池的正极是
(2)把两种不同材料的导线(如铁丝和铜丝)组成图乙所示的闭合回路,当A、B两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这种电路叫热电偶,它实际上是一个电源。它的电能是由
(3)接着老师给同学们出示了一个有盖的木盒,盒盖上装有两个小灯泡L₁、L₂和一个开关(用于连接的导线隐藏在盒内),如图丙所示。
①当闭合开关时,两灯都亮;断开开关时,两灯又同时熄灭。根据上述现象,你能否判定两灯的连接方式?答:
②不打开木盒,不借助其他器材,请你判断两灯的连接方式:
(1)图甲是一种水果电池,它能使发光二极管发光,B端是发光二极管的正极,则水果电池的正极是
铜片
(选填“铜片”或“锌片”)。导线中的电流方向是从铜片到锌片
(选填“从铜片到锌片”或“从锌片到铜片”)。发光二极管发出微弱的光,此时水果电池主要实现了把化学能转化为电
能。(2)把两种不同材料的导线(如铁丝和铜丝)组成图乙所示的闭合回路,当A、B两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这种电路叫热电偶,它实际上是一个电源。它的电能是由
内
能转化而来的。(3)接着老师给同学们出示了一个有盖的木盒,盒盖上装有两个小灯泡L₁、L₂和一个开关(用于连接的导线隐藏在盒内),如图丙所示。
①当闭合开关时,两灯都亮;断开开关时,两灯又同时熄灭。根据上述现象,你能否判定两灯的连接方式?答:
不能
(选填“能”或“不能”)。②不打开木盒,不借助其他器材,请你判断两灯的连接方式:
取下一个灯泡,闭合开关,若另一个灯泡仍发光,则是并联的;若另一个灯泡不发光,则是串联的
。(需要写出操作过程)答案
3.(1)铜片 从铜片到锌片 电 (2)内 (3)①不能 ②取下一个灯泡,闭合开关,若另一个灯泡仍发光,则是并联的;若另一个灯泡不发光,则是串联的
解析
【分析】
本题围绕自制电源和电路连接判断展开,需结合电流方向、能量转化、串并联电路特点分析:
(1) 发光二极管单向导电,电流从正极流入,题目中B端是二极管正极,对应水果电池正极;电流从电源正极流向负极,水果电池消耗化学能产生电能。
(2) 热电偶因温度差产生电流,消耗内能获得电能。
(3) ①串联和并联(开关在干路)都能让开关同时控制两灯;②利用串并联电路的特点(并联支路独立、串联互相影响),通过取下一个灯泡观察另一灯是否发光判断连接方式。
【解析】
(1) 发光二极管具有单向导电性,电流需从正极流入,题目中B端是发光二极管的正极,因此水果电池的正极是铜片;电路中电流从电源正极流向负极,即从铜片到锌片;水果电池工作时,消耗化学能,转化为电能。
(2) 热电偶电源是利用两种不同材料导线的温度差产生电流,工作时消耗内能,获得电能,所以电能由内能转化而来。
(3) ①串联电路中开关控制所有用电器,并联电路中若开关在干路,也能同时控制两灯,因此仅根据开关同时控制两灯亮灭,无法判定两灯的连接方式;②判断方法:取下其中一个灯泡,闭合开关,若另一个灯泡仍发光,说明两灯工作互不影响,是并联;若另一个灯泡不发光,说明两灯工作互相影响,是串联。
【答案】
(1) 铜片;从铜片到锌片;电 (2) 内 (3) ①不能 ②取下一个灯泡,闭合开关,若另一个灯泡仍发光,则是并联;若另一个灯泡不发光,则是串联
【知识点】
电流方向;能量转化;串并联电路判断
【点评】
本题结合生活中的自制电源和实际电路,考查基础电路知识,注重理论联系实际,需要学生掌握电流方向、能量转化及串并联电路的特点并灵活应用。
【难度系数】
0.5
本题围绕自制电源和电路连接判断展开,需结合电流方向、能量转化、串并联电路特点分析:
(1) 发光二极管单向导电,电流从正极流入,题目中B端是二极管正极,对应水果电池正极;电流从电源正极流向负极,水果电池消耗化学能产生电能。
(2) 热电偶因温度差产生电流,消耗内能获得电能。
(3) ①串联和并联(开关在干路)都能让开关同时控制两灯;②利用串并联电路的特点(并联支路独立、串联互相影响),通过取下一个灯泡观察另一灯是否发光判断连接方式。
【解析】
(1) 发光二极管具有单向导电性,电流需从正极流入,题目中B端是发光二极管的正极,因此水果电池的正极是铜片;电路中电流从电源正极流向负极,即从铜片到锌片;水果电池工作时,消耗化学能,转化为电能。
(2) 热电偶电源是利用两种不同材料导线的温度差产生电流,工作时消耗内能,获得电能,所以电能由内能转化而来。
(3) ①串联电路中开关控制所有用电器,并联电路中若开关在干路,也能同时控制两灯,因此仅根据开关同时控制两灯亮灭,无法判定两灯的连接方式;②判断方法:取下其中一个灯泡,闭合开关,若另一个灯泡仍发光,说明两灯工作互不影响,是并联;若另一个灯泡不发光,说明两灯工作互相影响,是串联。
【答案】
(1) 铜片;从铜片到锌片;电 (2) 内 (3) ①不能 ②取下一个灯泡,闭合开关,若另一个灯泡仍发光,则是并联;若另一个灯泡不发光,则是串联
【知识点】
电流方向;能量转化;串并联电路判断
【点评】
本题结合生活中的自制电源和实际电路,考查基础电路知识,注重理论联系实际,需要学生掌握电流方向、能量转化及串并联电路的特点并灵活应用。
【难度系数】
0.5
4.如下列图片所示,在一个空易拉罐的底部钻一个小孔,从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾,然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上,将点燃的打火枪靠近易拉罐底部的小孔,纸杯就会“向前”飞出。以下说法正确的是 (

A.酒精燃烧越充分,其热值越大
B.纸杯飞出去时,主要是将机械能转化为内能
C.纸杯飞出去时,易拉罐内气体的内能减小
D.纸杯飞出过程中的能量转化,与内燃机的压缩冲程相同
C
)A.酒精燃烧越充分,其热值越大
B.纸杯飞出去时,主要是将机械能转化为内能
C.纸杯飞出去时,易拉罐内气体的内能减小
D.纸杯飞出过程中的能量转化,与内燃机的压缩冲程相同
答案
4.C
解析
【分析】
要解答本题,需明确热值的特性、内能改变的方式、能量转化的判断以及内燃机冲程的能量转化规律。首先,热值是燃料的固有属性,仅与燃料种类有关;气体对外做功时内能减小;内燃机压缩冲程是机械能转内能,做功冲程是内能转机械能。接下来逐一分析选项,判断正误。
【解析】
逐个分析选项:
1. 选项A:热值是燃料本身的特性,只与燃料的种类有关,与燃烧是否充分无关,因此A错误。
2. 选项B:纸杯飞出去时,易拉罐内的气体膨胀对外做功,将自身的内能转化为纸杯的机械能,是内能转化为机械能,并非机械能转化为内能,因此B错误。
3. 选项C:纸杯飞出去时,罐内气体对外做功,根据做功改变内能的规律,物体对外做功,内能减小,因此C正确。
4. 选项D:内燃机压缩冲程是机械能转化为内能,而纸杯飞出过程是内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程能量转化相同,并非压缩冲程,因此D错误。
【答案】
C
【知识点】
热值、内能的改变、内燃机的冲程
【点评】
本题结合实验场景考查热学基础知识点,需准确掌握热值的概念、能量转化的判断以及内燃机各冲程的能量特点,易错点是混淆做功冲程与压缩冲程的能量转化,整体难度适中。
【难度系数】
0.5
要解答本题,需明确热值的特性、内能改变的方式、能量转化的判断以及内燃机冲程的能量转化规律。首先,热值是燃料的固有属性,仅与燃料种类有关;气体对外做功时内能减小;内燃机压缩冲程是机械能转内能,做功冲程是内能转机械能。接下来逐一分析选项,判断正误。
【解析】
逐个分析选项:
1. 选项A:热值是燃料本身的特性,只与燃料的种类有关,与燃烧是否充分无关,因此A错误。
2. 选项B:纸杯飞出去时,易拉罐内的气体膨胀对外做功,将自身的内能转化为纸杯的机械能,是内能转化为机械能,并非机械能转化为内能,因此B错误。
3. 选项C:纸杯飞出去时,罐内气体对外做功,根据做功改变内能的规律,物体对外做功,内能减小,因此C正确。
4. 选项D:内燃机压缩冲程是机械能转化为内能,而纸杯飞出过程是内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程能量转化相同,并非压缩冲程,因此D错误。
【答案】
C
【知识点】
热值、内能的改变、内燃机的冲程
【点评】
本题结合实验场景考查热学基础知识点,需准确掌握热值的概念、能量转化的判断以及内燃机各冲程的能量特点,易错点是混淆做功冲程与压缩冲程的能量转化,整体难度适中。
【难度系数】
0.5
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