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苏科版能源与可持续发展精品单元测试一课一练
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这是一份苏科版能源与可持续发展精品单元测试一课一练，共23页。试卷主要包含了0分），【答案】B，【答案】D等内容，欢迎下载使用。
苏科版初中物理九年级下册第十八章《能源与可持续发展》单元测试卷
考试范围：第十八章；考试时间：75分钟；总分80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 下列说法中错误的是( )
A. 超导材料可应用于电饭锅和远距离输电
B. 太阳的惊人能量来自于其内部的核聚变
C. 电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s
D. 北斗卫星导航系统是通过电磁波提供定位服务的
2. 下列说法正确的是( )
A. 目前核电站利用的核能与太阳内部能量的产生方式相同，核能属于不可再生能源
B. 做功和热传递都可以实现内能和机械能的相互转化
C. 发展新能源汽车，其中电动汽车的动力是磁场对电流的作用所产生的
D. 北斗卫星导航系统利用了电磁波能够传递能量的性质
3. “中国力量”的最佳代表：中国核潜艇之父黄旭华老先生走进2018春晚。核潜艇是利用原子核反应释放出的核能来工作的。下列说法正确的是( )
A. 核潜艇中的核反应堆发生的是核裂变，核能属于可再生能源。
B. 核潜艇中的核反应堆发生的是核裂变，核能属于不可再生能源。
C. 核潜艇中的核反应堆发生的是核聚变，核能属于可再生能源。
D. 核潜艇中的核反应堆发生的是核聚变，核能属于不可再生能源。
4. 如图所示，太阳能路灯的顶端是太阳能电池板，它白天向灯杆中的蓄电池充电，而夜晚则由蓄电池给路灯供电。下列关于太阳能路灯中能量转化的说法正确的是( )
A. 白天太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能
B. 白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为化学能
C. 白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为电能
D. 夜晚蓄电池给路灯供电时，电能转化为化学能
5. “神舟十一号”于2016年10月17日成功发射，将景海鹏、陈冬2名航天员送入太空．并于19日与“天宫二号”成功对接．组合体在轨飞行30天，并开展空间科学实验．此次飞行将为中国在2022年前后完成第一个空间站建设的计划夯实基础．有关说法不正确的是( )
A. 对接后“神舟飞船”相对于地球是运动的，相对于“天宫二号”是静止的
B. 宇航员在太空舱中也不能直接对话，必须借助电子通信设备进行交流
C. 宇航员看到的外层空间是黑暗的，天空中点缀着密密麻麻的不会闪烁的星星
D. “天宫二号”外部安置太阳翼，将太阳能转变为电能
6. 如图所示为小艳家新买的一辆小汽车．周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在lh的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km，消耗汽油6kg.若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5t，汽油的热值为4.6×107 J/kg，g=10N/kg.则关于上述l h的行驶过程，下列分析正确的是( )
A. 该汽车对路面的压力大于l.5×104 N
B. 该汽车克服阻力做的功是2.3×104 J
C. 该汽车的牵引力是1.15×104N
D. 该汽车发动机的效率是30%
7. 如图是某种暖手宝及其主要参数，暖手宝内有水及电加热元件等，使用前要先给暖手宝通电加热，假设暖手宝加热效率是70%，在额定电压下，水由室温10℃加热至自动断电[C水=4.2×103J/(kg.℃)]。则( )
A. 暖水宝加热时电加热元件是利用热传递增加了内能
B. 暖水宝电加热时间为660s
C. 暖水宝电加热时消耗的电功率一定是500W
D. 暖水宝暖手时放出热量是3.3×105J
8. 如图甲所示，为探究能量转化，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固定在罐盖和罐底上。实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下，如图乙所示，发现橡皮筋被铁块卷紧了，接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去；铁罐上下滚动几次后最终停了下来。以下说法不 正 确的是( )
A. 铁罐从斜面上最高处滚下时，会先由慢到快、后由快到慢滚到最低点；
B. 铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为动能
C. 铁罐从斜面底部自动滚上去的过程中，主要是弹性势能转化为重力势能
D. 铁罐在斜面上滚上滚下的过程中，机械能是不守恒的
9. 前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力(该技术成本很高，目前仍处在试验阶段)，但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是( )
A. 氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能
B. 水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量
C. 对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹
D. 该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源
10. 关于能量转化，说法错误的是( )
A. 救灾物资匀速下落，重力势能转化为动能
B. 给电池充电，电能转化为化学能
C. 电动机工作时，将电能转化为机械能
D. 流星划过天际，是机械能转化为内能
11. 学习了“流体压强与流速的关系”后，为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题，同学们设计了如下几种方案：如图所示，黑色部分为墙面凸出部分，“”为安装在过道顶的换气扇，其中既有效又节能的是
A. B.
C. D.
12. 关于信息的传递和能源的利用，正确的说法是( )
A. 电视遥控器是通过紫外线来遥控电视机的
B. 卫星导航系统主要靠超声波来传递信息
C. 煤、石油、生物质能都属于不可再生能源
D. 水能、风能、地热能都属于一次能源
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 目前释放核能的方式有两种：一是使原子核裂变，二是使原子核________. 1938年，科学家首次用________ (选填“电子”“中子”或“质子”)轰击比较大的原子核，使其发生裂变，变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量.核能是________ (选填“可再生的”或“不可再生的”、“一次能源”或“二次能源”)．
14. 太阳能充电宝上表面贴有太阳能板，可在阳光照射下为内部锂电池充电。某款太阳能充电宝内锂电池容量为0.1kW⋅h，太阳能板输出电压为5V、电流为0.25A，充电效率为80%.现将锂电池从无电状态下充满，太阳能板需要输出______J的点能；若每天充足太阳光照10h，需要______天才能将锂电池充满。
15. 如图所示电路，闭合开关，发现电动机不能转动，此时电压表示数为0.2 V，电流表示数为0.5 A。调节滑动变阻器，使得电动机正常转动，此时电压表示数为2 V，电流表示数为1 A。则该电动机正常转动时电动机线圈每分钟发出的热量为____________J，该电动机的效率是___________。
16. 太阳能清洁无污染，是________能源(选填“可再生”或“不可再生”)。某效率为30％的太阳能热水器，向其中注入50 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10 ℃升高到50 ℃，水吸收的热量为________J。这段时间太阳辐射的能量若用燃烧煤来提供，需完全燃烧________kg煤。[q煤=3.5×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
三、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
17. 阅读短文，回答问题。
由于新型冠状病毒的影响，直到2月底，我市各级各类学校才陆续开学，学生进入校园前，必须用额温枪或者测温门测量体温，体温超过38℃的学生不得进校，每天工作人员都背着电动喷雾器对“重点场所”进行消毒。
进入6月份，气温逐步升高，高温就成了影响学生学习的不利因素。由于供电线路、班级规模等因素的影响，短期内为各班都安装空调又不现实，因此，安装冷风扇就是不错的选择！如图1所示是LZ−33F型号的空调扇，使用的时候有两种选择，当气温不是太高的时候，作为普通电风扇使用；气温较高的时候，冷风扇的上部放入冰块。
冰在变成水的过程中从空气中吸热，降低教室内的温度。水又在扇内循环，吹出冷风。如图2所示是该冷风扇的铭牌，冷风扇的“心脏”是一台电动机，电动机工作的时候，消耗的电能主要转化为机械能，少部分转化为内能。
(1)以下关于工作人员背着电动喷雾器进行消毒的场景说法中正确的是______。
A.对电动喷雾器充电时是将化学能转化成电能储存起来
B.工作人员沿平直的走廊匀速行走时对喷雾器所做的功为0
C.工作人员沿平直的走廊匀速行走喷洒药物时动能一定不变
(2)冷风扇利用水循环来吹出冷风，是因为水的______，吸热升温慢。
(3)冷风扇某次实际工作的电压是U，电流为I，工作时间为t，线圈电阻为R，则冷风扇的效率是______。
(4)根据该冷风扇的铭牌(图2)，其正常工作1小时消耗的电能如果是由效率是50%的热力发电站提供，需要______kg无烟煤(无烟煤的热值q=3.6×107J/kg)。
18. 如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
(1)要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装______ ，B处应安装______ 。(选填“电动机”或“电阻丝”)
(2)如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关______ ，要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关______ 。
(3)已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则R1：R2= ______ 。
(4)电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会______ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
四、计算题（本大题共4小题，共36.0分）
19. 如图所示是一款电烤箱简化电路图。它设有高、中、低三挡开关。已知R1=96.8Ω，R2=48.4Ω，取c肉=3.0×103J/(kg⋅℃)。求：
(1)电烤箱中温挡的电功率是多少？
(2)将500g烤肉从20℃加热到260℃，需要吸收多少热量？
(3)若电烤箱的加热效率为60%，那么用高温挡将500g烤肉从20℃加热到260℃，需要多长时间？
20. 一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲所示是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动，小灯泡就可以发光了，重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。(g取10N/kg)
(1)甲图虚线框内一定有______ ，它的工作原理是______ 。
(2)求重物下落时，重力做功的功率。
(3)求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。
(4)取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验(设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压)。R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择的量程为0∼0.6A，电压表选择的量程为0∼3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
21. 图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30m，宽15m，排水量60t，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105 W，若接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2甲所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示。(g取10N/kg)求：
(1)满载时太阳能船受到的浮力；
(2)第50s到第100s内牵引力做的功；
(3)第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率。
22. 小华尝试估测家中天然气热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。把家里自动洗衣机的“水量”设置为50kg，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的质量达到50kg时，洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是20℃，热水器输出热水的温度为40℃，注水过程消耗天然气0.2m3.求在此过程中(水的比热容4.2×103J/(kg⋅℃)，天然气的热值为3.2×107J/m3)
(1)水吸收的热量是多少？
(2)该热水器的热效率？(计算结果小数点后保留两位)
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：
A、超导材料没有电阻，电流通过时几乎不产生热量，不能应用于电饭锅，但是可以应用于远距离输电线(能减少电能的损失)，故A错误；
B、太阳释放的能量主要来自于内部发生的核聚变，向外界不断的释放光和热，故B正确；
C、电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，故C正确；
D、电磁波可以在真空中传播，“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的，故D正确。
故选：A。
(1)超导体的电阻为零，电流通过时几乎不产生热量，因此不能用于电热器的制作；
(2)太阳内部不停地进行着热核反应(氢聚变为氦)，同时释放出巨大的能量。
(3)电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，是不变的。
(4)声波和电磁波都可以传递信息，但是声波不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，所以对于没有空气的情况下的信息传递一般都是通过电磁波实现的。
本题考查了超导体、太阳能的来源、电磁波传播和利用等知识，都是些基础内容，识记性较强，比较简单。
2.【答案】C
【解析】
【分析】
深度理解内能和机械能的概念，以及电磁波的应用，是综合题。
(1)核电站：利用原子核的裂变的链式反应产生的能量发电；太阳内部能量的产生方式是核聚变；
(2)热传递只是能量的转移，不是能量的转化；
(3)电动汽车的动力是磁场对电流的作用所产生的；
(4)电动机是通电线圈在磁场中受到安培力的作用而产生的转动。
【解答】
A.核能属于不可再生能源，目前核电站利用的是核裂变发电，而太阳内部是核聚变产生能量，故A错误；
B.做功可以实现内能和机械能的相互转化，但热传递只是能量的转移，不是能量的转化，故B错误；
C.电动汽车的电动机属于一般电动机，采用的原理是磁场对电流的作用而使线圈转动，故C正确；
D.北斗卫星导航系统利用了电磁波能够传递信息的性质，故D错误。
故选C。
3.【答案】B
【解析】
【分析】
核潜艇是利用重核裂变；聚变是不可控的，裂变是可控的；核能是短期内无法得到补充的能源。
本题考查了核能的分类及应用，知道核反应是可控的。
【解答】
核潜艇是利用原子核反应释放出的核能来工作的，是一种裂变；核能属于不可再生源。
故选B。
4.【答案】C
【解析】解：分析太阳能路灯的整个工作过程可知：白天，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化成电能利用，也可以将多余的太阳能给蓄电池充电，将电能转化成化学能储存起来，以便在晚上使用；所以在白天太阳能电池板给蓄电池充电是将太阳能→电能→化学能；
在晚上，蓄电池给探照灯供电，只是将化学能转化成电能，再转化为光能使用。故选项中只有C说法正确。
故选：C。
太阳能电池板就是将太阳能直接转化为电能的装置；
蓄电池是将电能以化学能的形式储存起来，供电时，将化学能转化成电能，而充电时，是将电能转化成化学能。
本题只是考查太阳能电池板和蓄电池的工作原理，是一道基础题。
5.【答案】B
【解析】解：
A.对接后“神舟飞船”相对于地球的位置不断发生变化是运动的，相对于“天宫二号”的位置没有发生变化是静止的，故A正确；
B.宇航员在太空舱中，有声音传播的介质--空气，可以直接交流，不需要借助电子通信设备进行交流，故B错误；
C.地球上看到星星闪烁，是因为地球上有大气，星星反射的太阳光经过不均匀的大气发生的折射现象，而外层空间是真空，所以宇航员看到的外层空间是黑暗的，天空中点缀着密密麻麻的不会闪烁的星星，故C正确；
D.“天宫二号”外部安置太阳翼，可以直接将太阳能转变为电能，故D正确．
故选B．
(1)判断一个物体的运动和静止，首先确定一个参照物，被研究的物体和参照物之间发生了位置的改变，被研究的物体是运动的，否则是静止的；
(2)声音的传播需要介质，真空不能传播声音；
(3)眼睛看见物体是由于物体的光进入眼睛形成的；
(4)太阳能电池是将太阳能转化为电能的、对外提供电能的装置．
本题考查了运动和静止的相对性、声音的传播、光的反射和折射以及太阳能的转化，体现了物理知识来源于生活、服务于生活的理念，是一道好题．
6.【答案】D
【解析】解：
A、汽车呈流线型，当汽车行驶时，车上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，产生一个向上的压强差，
因此，会有一个向上的升力产生，使汽车对地面的压力小于车自身的重力，
汽车的总重G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N，所以A说法错误；
B、该汽车克服阻力做的功等于牵引力做的功：
W=Pt=23×103W×1×3600s=8.28×107J，所以B说法错误；
C、该汽车的牵引力为：
F=Ws=8.28×107J72000m=1.15×103N，所以C说法错误；
D、汽油完全燃烧放出的热量为：
Q=mq=6kg×4.6×107J/kg=2.76×108J，
η=WQ=8.28×107J2.76×108J×100%=30%，所以D说法正确．
故选D．
(1)根据流体压强与流速的关系，汽车在行驶中会受到一个向上的升力的作用，因此，其对地面的压力会小于汽车自身的重力．
(2)在水平方向上牵引力与阻力是一对平衡力，克服阻力做的功等于牵引力做的功．要利用公式W=Pt进行计算．
(3)在B中计算出了牵引力做的功，根据公式F=Ws便可以计算得出．
(4)理解热机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．
此题主要考查了二力平衡条件的应用、热机效率的计算及功和功率的计算，考查得很全面．
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题由电热暖手宝入手考查相关的物理知识，尤其是利用电热暖手宝的效率求解电能是解题的难点，关键是对公式的灵活运用。
改变物体内能的方法有做功和热传递，两种方法是等效的，据此解答；
知道水的质量，知道水温度的变化，根据热量的计算公式Q吸=cm△t计算出水吸收的热量；再根据效率公式求出消耗的电能，利用t=WP计算出加热时间；
额定功率是指在额定电压下工作的功率。
【解答】
A.暖水宝加热时电加热元件是电流做功的过程，故是利用做功增加了内能，故A错误；
BD. 由题和图示可知，水的温度从10℃升高到65℃，此过程中水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(65℃−10℃)=2.31×105J，故D错误；
由η=Q吸W得，暖手宝消耗的电能：
W=Q吸η= 2.31×105J70％=3.3×105J；
由P=Wt可得加热时间： t=WP=3.3×105J 500W =660s，故B正确；
C.暖水宝电加热时，若不在额定电压下工作，则消耗的电功率不一定是500W，故C错误。
故选B。
8.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查铁罐的机械能的转化，包含了动能和弹性势能的转化、重力势能弹性势能的转化，应细化移动过程分析。
利用控制变量法判断影响动能、重力势能、弹性势能的各因素的变化；如本题对于同一个铁罐，其质量一定，只通过比较铁罐的速度、所处的高度和橡皮筋的形变程度来判断铁罐的动能、重力势能和弹性势能的变化。
【解答】
AB.铁罐从不太陡的斜面上滚下，是从最高处滚下时，铁罐先由慢到快，铁罐重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；后由快到慢滚到最低点，铁罐的重力势能和铁罐的动能减小，橡皮筋的弹性势能增加；最终是铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为弹性势能。故A正确、B错误；
C.铁罐由斜面底部自动滚上去，是从最低处滚上时，铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，下一段向上滚动主要是橡皮筋的弹性势能减小，铁罐的动能和重力势能增加；上一段滚动主要是橡皮筋的弹性势能和铁罐的动能减小，重力势能增加；铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能，故C正确；
D.在反复运动的过程中，铁罐逐渐停了下来，机械能减小，故此过程中机械能不守恒，故D正确。
故选B。
9.【答案】D
【解析】
【分析】
(1)燃料中的化学能可通过技术手段最终再转化为电能；
(2)根据能量守恒可做出判断；
(3)从科学角度来认识生活中的热点事件，据此判断；
(4)水也是一种能源。但在这里的能源并不能说是水提供的。
本题考查了氢燃料电池的原理，能量守恒定律的理解，以及对水能的认识等，注意概念说法的严密性。
【解答】
解：A、氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故A正确，不符合题意；
B、根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故B正确，不符合题意；
C、由科学常识可知，对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹，故C正确，不符合题意；
D、该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接说水是这里的能源，故D错误，符合题意。
故选D。
10.【答案】A
【解析】解：A、救灾物资从空中向地面匀速下落过程中，质量不变，速度不变，动能不变；故A说法是错误的．
B、蓄电池充电时，把电能转化为化学能，故B是正确的．
C、电动机将电能转化为机械能的装置，即消耗电能产生机械能的装置，故C是正确的．
D、流星表面与大气层摩擦，使流星的温度升高，这是一个摩擦生热的过程，此过程中机械能转化为内能，故D是正确的．
故选A．
能量的转化，主要是看哪种能量减少了，哪种能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量．能量的转移发生在热传递过程中．
能量的相互转化实质上是能量的转移和转化过程，包括“消耗能量”、“利用能量”和“获得能量”，能量的转化普遍存在．
11.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。
解题关键是了解气体压强与流速的关系及各方案的形状、特点，注意“既有效又节能”的条件。
【解答】
要想让风经过过道，过道左右两端的气压应该不同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度不同；
A.过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同，故A错误；
B.过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同，故B错误；
C.过道右端的通风道有凸起，所以相同时间风经过过道右端的通风道时的路程长，则风速较快，所以过道右端的气压小于左端的气压，所以空气会从过道的左端流向右端，过道中有风通过，此方案不需要消耗其他能量，既有效又节能，故C正确；
D.过道中有电动机，电动机工作时过道中空气流动速度加快，气压减小，空气会从过道口流进来而通风，但需要消耗电能，此方案虽有效但不节能，故D错误。
故选C。
12.【答案】D
【解析】解：
A、电视遥控器是利用红外线发射信号的，故A错误；
B、卫星导航系统主要靠电磁波来传递信息，故B错误；
C、煤、石油不能够源源不断地从自然界获得或不可重复利用，是不可再生能源，但生物能可以从自然界源源不断的获得，属于可再生能源，故C错误；
D、水能、风能、地热能都属于一次能源，故D正确．
故选：D．
(1)电视遥控器是利用红外线发射信号的；
(2)电磁波可以传递信息；
(3)煤、石油、天然气、水能、风能、潮汐能、太阳能、原子能、地热能、沼气、脂肪都可以直接从自然界获得而不需要加工转化，它们都属于一次能源；
(4)能够源源不断地从自然界获得或可重复利用的能源是可再生能源，不能够源源不断地从自然界获得或不可重复利用的能源是不可再生能源
此题考查我们对电磁波的了解、红外线的应用、能源分类的了解、属于识记性题目，难度不大．
13.【答案】聚变；中子；不可再生的一次能源
【解析】解：
人类利用核能的方式有两种，一种为核裂变，是用中子轰击较大的原子核生成两个中等大小的原子核，从而释放出能量；
另一种为核聚变，两个较小的核结合成一个较大的原子核，从而释放出能量；
核原料用到矿石资源，矿石资源是不可再生能源，核能是不可再生的一次能源。
故答案为：聚变；中子；不可再生的一次能源。
本题考查核能应用的方式及核聚变的内容，要求学生应熟记相关内容。
核能主要有两种：核裂变和核聚变，核裂变是指用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，核聚变是指两质量较轻的核变成一个质量中等的核。
14.【答案】4.5×105 10
【解析】解：(1)锂电池的电能：W=0.1kW⋅h=0.1×3.6×106J=3.6×105J；
由η=WW输出×100%得，将锂电池从无电状态下充满，太阳能板输出的电能：
W输出=Wη=3.6×105J80%=4.5×105J；
(2)太阳能板的供电功率：P=UI=5V×0.25A=1.25W，
将锂电池从无电状态下充满，由P=Wt可得，需要的时间：
t=W输出P=4.5×105J1.25W=3.6×105s=100h，
由题意可知，1天充电10h，
所以将锂电池充满，需要10010=10(天)。
故答案为：4.5×105；10。
已知锂电池容量和充电效率，根据η=WW输出×100%求出太阳能电池板获得的电能；
已知太阳能电池板产生电压、电流和需要获得的电能，可以得到充电时间，又知道每天充足太阳光照时间，进而求出需要的天数。
此题考查了电能单位换算、效率公式及电能、电功率有关公式的应用，难度不大，注意正确进行单位换算。
15.【答案】24；80%
【解析】
【分析】
电动机线圈不转时为纯电阻，电动机转动时是非纯电阻，在计算时一定要把握好电流、电压的关系，灵活运用欧姆定律和电功、效率的公式等。
(1)当电动机线圈不转，电能全部转化为电阻的内能，视为纯电阻，根据R=UI求出线圈电阻，根据电机转动时，利用Q热=I总2Rt求出电动机线圈每分钟发出的热量；
(2)电动机的总功：W总=UIt，电动机的机械功：W机=W总−Q热，电动机的效率：η=W机械W总×100%。
【解答】
(1)当电动机线圈不转，电能全部转化为电阻的内能，
由欧姆定律I=UR得，线圈的电阻：R=UI=0.2V0.5A=0.4Ω；
每分钟电动机的热量为：Q热=I总2Rt=(1A)2×0.4Ω×60s=24J，
(2)电动机的总功：W总=UIt=2V×1A×60s=120J
电动机的机械功：W机=W总−Q热=120J−24J=96J；
电动机的效率：η=W机械W总×100%=96J120J×100%==80%。
故答案为：24；80%。
16.【答案】可再生；8.4×106； 0.8；
【解析】
【分析】本题了能源的分类、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的应用，要利用好条件：天然气完全燃烧放出热量Q放=Q吸。
(1)消耗后可在短时间内从自然界得到补充的属于可再生能源；
(2)已知水的质量、比热容、升高温度，利用Q吸=cm△t计算水吸收的热量；
(3)由题知，Q放=Q吸，利用Q放=mq计算需要天然气的体积。
【解析】
(1)太阳能可以从自然界中源源不断地得到补充，属于可再生能源；
(2)50kg水吸收的热量：
Q吸=c水m水(t2−t1)=4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(50℃−10 ℃)=8.4×106J；
太阳辐射的热量Q=Q吸η=8.4×106J30％=2.8×107J ;
(3)煤完全燃烧放出热量等于太阳辐射的能量：Q放=Q=2.8×107J，
由Q放=qm得完全燃烧的质量：
m=Q放q=8.4×106J3.5×107J/m3=0.8kg。
17.【答案】B 比热容大 UIt−I2RtUIt 0.12
【解析】解：
(1)A、对电动喷雾器充电时会消耗电能，是将电能转化成化学能储存起来，故A错误；
B、工作人员沿平直的走廊匀速行走时对喷雾器施加了一个向上的力，但喷雾器没有在这个力的方向上通过距离，所以工作人员对喷雾器不做功，即所做的功为0，故B正确；
C、工作人员沿平直的走廊匀速行走喷洒药物时，速度不变，质量减小，动能减小，故C错误。
故应选B。
温较高的时候，冷风扇的上部放入冰块，冰在变成水的过程中从空气中吸热，降低教室内的温度，水又在扇内循环，由于水的比热容较大，水在吸热时升温慢，所以冷风扇能吹出冷风；
(3)在时间t内风扇消耗的电能为：W电=UIt，
电流产生的热量为：Q=I2Rt，
则风扇的效率(电能转化为机械能的效率)：η=W电−QW电=UIt−I2RtUIt；
(4)2h冷风扇消耗的电能为：W′=Pt=300W×7200s=2.16×106J；
由题意可得，无烟煤燃烧产生的热量为：Q=W′η′=2.16×106J50%=4.32×106J；
根据Q=mq可得，无烟煤的质量为：m=Qq=4.32×106J3.6×107J/kg=0.12kg。
故答案为：(1)B；(2)比热容大；(3)UIt−I2RtUIt；(4)0.12kg。
(1)A、用电器会消耗电能；
B、做功的两个必要条件是：一是物体受到力的作用；二是物体在这个力的方向上通过一定的距离；
C、动能的大小与速度和质量有关。
水的比热容较大，在升高相同的温度时，吸收的热量多。
(3)风扇在工作的过程中，电能主要转化为机械能，还有一部分转化为内能，根据焦耳定律和效率公式求出效率。
(4)根据W=Pt求出消耗的电能；根据效率求出无烟煤产生的热量，根据Q=mq求出无烟煤的质量。
本题考查了能量的转化、力是否做功的判断、动能的影响因素、水的比热容大的应用、效率的计算、燃料的热值的计算，涉及到的知识点多，综合性强，有一定的难度。
18.【答案】(1)电阻丝；电动机；(2)S；S、S2；(3)1：2；(4)变小。
【解析】解：(1)电吹风是利用电动机将被加热电阻附近的空气吹出而产生热风的，所以A处应为电阻丝，B处应为电动机；
(2)要使电吹风处于“冷风”状态，则内部加热电阻不能接入电路，即只闭合开关S，不闭合其他开关。
要使电吹风处于“加热”状态，需要将加热电阻接入电路，分析图像可知，当S、S2闭合后仅电阻丝R1工作，此时是暖风状态；当S、S2、S1闭合后电阻丝R1与R2并联工作，此时是热风状态；
(3)设电阻丝R1的功率为P1，电阻丝R2的功率为P2，热风档电阻丝R1与R2总功率为P1+P2，暖风档电阻丝总功率为P1，
加热t时间后暖风档消耗电能W1=P1t，空气吸收热量Q1=cm△t1，
热风档消耗电能W2=(P1+P2)t，空气吸收热量Q2=cm△t2，
若加热效率相同，则η=Q1W1×100％=Q2W2×100％，即W1W2=(P1t(P1+P2)t)=Q1Q2=cm△t1cm△t2=△t1△t2，即P1P1+P2=20℃30℃，整理可得P1=2P2，
由电功率公式可知P1=U2 R1，P2=U2R2，将其代入P1=2P2可得U2 R1=2U2R2，即R1：R2=1：2。
(4)由于电阻丝的升华，会导致灯丝变细，由影响电阻大小因素可知电阻横截面积越小，电阻越大，结合电功率公式P=U2R可知此时电功率减小。
故答案为：(1)电阻丝；电动机；(2)S；S、S2；(3)1：2；(4)变小。
19.【答案】解：由电路图可知：当S1断开、S2接a时，只有R1接入电路，电路中总电阻较大，由P=U2R可知此时电路中总功率较大，电烤箱处于中温挡；当S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电路中总电阻最大，由P=U2R可知此时电路中总功率最小，电烤箱处于低温挡；当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，电路中电阻最小，由P=U2R可知此时电路中总功率最大，电烤箱处于高温挡。
(1)当S1断开、S2接a时，只有R1接入电路，电烤箱处于中温挡，
由P=U2R可知中温挡电功率P中=U2R1=(220V)296.8Ω=500W；
(2)将500g烤肉从20℃加热到260℃，需要吸收的热量为：
Q吸=c肉m(t−t0)=3.0×103J/(kg⋅℃)×500×10−3kg×(260℃−20℃)=3.6×105J；
(3)当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，电路中电阻最小，由P=U2R可知此时电路中总功率最大，电烤箱处于高温挡，
此时的电功率P高=U2R1+U2R2=(220V)296.8Ω+(220V)248.4Ω=1500W，
若电烤箱的加热效率为60%，则消耗的电能W=Q吸η=3.6×105J60%=6×105J，
需要的时间t=WP高=6×105J1500W=400s。
答：(1)电烤箱中温挡的电功率是500W；
(2)需要吸收3.6×105J的热量；
(3)需要400s的时间。
【解析】(1)当S1断开、S2接a时，只有R1接入电路，电烤箱处于中温挡，由P=U2R可知中温挡电功率；
(2)将500g烤肉从20℃加热到260℃，根据Q吸=c肉m(t−t0)得出需要吸收的热量；
(3)当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，电路中电阻最小，由P=U2R可知此时电路中总功率最大，电烤箱处于高温挡，根据P=U2R得出此时的电功率P高，若电烤箱的加热效率为60%，根据W=Q吸η得出消耗的电能，根据t=WP高得出需要的时间。
本题考查了吸热公式、电功率公式、效率公式的综合应用，分清养生壶处于不同状态时电路的连接方式并得出高温挡的功率是关键。
20.【答案】(1)发电机 电磁感应现象
(2)重物下落时，重力做的功：W机械=Gh=mgh=25kg×10N/kg×2.4m=600J，
重力做功的功率：P=W机械t=600J4×60s=2.5W；
(3)由P=Wt可得，该装置获得的电能：W电=PLEDt=1W×4×60s=240J，
所以甲图装置能量转化的效率：η=W电W机械×100%=240J600J×100%=40%；
(4)因串联电路中各处的电流相等，且R0允许通过的最大电流为0.3A，滑动变阻器R1允许通过的最大电流为1A，电流表选择量程为0∼0.6A，
所以，电路中的最大电流I大=0.3A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
由I=UR可得，电路的最小总电阻：R总小=UI大=3.6V0.3A=12Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R1小=R总小−R0=12Ω−5Ω=7Ω；
当电压表的示数最大时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时R0两端的电压：U0=U−U1大=3.6V−3V=0.6V，
则电路中的最小电流：I小=U0R0=0.6V5Ω=0.12A，
此时滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R1大=U1大I小=3V0.12A=25Ω，
所以，为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为7Ω∼25Ω。
答：(1)发动机；电磁感应现象；
(2)重物下落时，重力做功的功率为2.5W；
(3)重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率为40%；
(4)为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为7Ω∼25Ω。
【解析】本题考查了发动机的原理和做功公式、功率公式、串联电路的特点以及欧姆定律的应用等，要注意重物下落的时间和灯泡持续正常发光时间相等。
21.【答案】解：(1)满载时太阳能船受到的浮力：
F浮=G排=m排g=60×103kg×10N/kg=6×105N；
(2)第50s到第100s内，由图甲可知牵引力F=8×104N，由图乙可知船匀速行驶的速度v=0.5m/s，
由v=st可得，船行驶的距离：
s=vt=0.5m/s×50s=25m，
第50s到第100s内牵引力做的功：
W=Fs=8×104N×25m=2×106J；
(3)由题可知，太阳能电池板接收太阳能的功率为1.6×105W，
则第50s到第100s的运动过程中，太阳能电池板接收到的太阳能：
E=Pt=1.6×105W×50s=8×106J，
则太阳能船的效率：
η=WE×100%=2×106J8×106J×100%=25%。
答：(1)满载时太阳能船受到的浮力为6×105N；
(2)第50s到第100s内牵引力做的功为2×106J；
(3)第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率为25%。
【解析】(1)知道太阳能船的排水量，根据阿基米德原理F浮=G排=m排g求出满载时受到的浮力；
(2)第50s到第100s内，由图甲可知牵引力的大小，由图乙可知船的速度，根据s=vt求出船行驶的距离，根据W=Fs求出牵引力做的功；
(3)知道太阳能电池板接收太阳能的功率，根据E=Pt求出接收到的太阳能，利用η=WE×100%求出太阳能船的效率。
本题考查了阿基米德原理和速度公式、做功公式、功率公式、效率公式的应用，从图象中读出第50s到第100s内的牵引力和速度是关键。
22.【答案】解：(1)热水器中的水吸收的热量：
Q吸=cm△t=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(40℃−20℃)=4.2×106J；
(2)天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=qV=3.2×107J/m3×0.2m3=6.4×106J；
热水器的热效率η=Q吸Q放×100%=4.2×106J6.4×106J×100%≈66%。
答：(1)水吸收的热量是4.2×106J；
(2)该热水器的热效率为66%。
【解析】(1)根据Q=cm△t求出水吸收的热量，
(2)先根据Q=qV求出天然气完全燃烧放出的热量，然后利用η=Q吸Q放求出热水器的热效率。
本题为热量的综合计算题，考查了学生对燃料燃烧放出热量公式、热效率公式的理解和灵活运用，属于中档题。
苏科版初中物理九年级下册第十八章《能源与可持续发展》单元测试卷
考试范围：第十八章；考试时间：75分钟；总分80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 下列说法中错误的是( )
A. 超导材料可应用于电饭锅和远距离输电
B. 太阳的惊人能量来自于其内部的核聚变
C. 电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s
D. 北斗卫星导航系统是通过电磁波提供定位服务的
2. 下列说法正确的是( )
A. 目前核电站利用的核能与太阳内部能量的产生方式相同，核能属于不可再生能源
B. 做功和热传递都可以实现内能和机械能的相互转化
C. 发展新能源汽车，其中电动汽车的动力是磁场对电流的作用所产生的
D. 北斗卫星导航系统利用了电磁波能够传递能量的性质
3. “中国力量”的最佳代表：中国核潜艇之父黄旭华老先生走进2018春晚。核潜艇是利用原子核反应释放出的核能来工作的。下列说法正确的是( )
A. 核潜艇中的核反应堆发生的是核裂变，核能属于可再生能源。
B. 核潜艇中的核反应堆发生的是核裂变，核能属于不可再生能源。
C. 核潜艇中的核反应堆发生的是核聚变，核能属于可再生能源。
D. 核潜艇中的核反应堆发生的是核聚变，核能属于不可再生能源。
4. 如图所示，太阳能路灯的顶端是太阳能电池板，它白天向灯杆中的蓄电池充电，而夜晚则由蓄电池给路灯供电。下列关于太阳能路灯中能量转化的说法正确的是( )
A. 白天太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能
B. 白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为化学能
C. 白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为电能
D. 夜晚蓄电池给路灯供电时，电能转化为化学能
5. “神舟十一号”于2016年10月17日成功发射，将景海鹏、陈冬2名航天员送入太空．并于19日与“天宫二号”成功对接．组合体在轨飞行30天，并开展空间科学实验．此次飞行将为中国在2022年前后完成第一个空间站建设的计划夯实基础．有关说法不正确的是( )
A. 对接后“神舟飞船”相对于地球是运动的，相对于“天宫二号”是静止的
B. 宇航员在太空舱中也不能直接对话，必须借助电子通信设备进行交流
C. 宇航员看到的外层空间是黑暗的，天空中点缀着密密麻麻的不会闪烁的星星
D. “天宫二号”外部安置太阳翼，将太阳能转变为电能
6. 如图所示为小艳家新买的一辆小汽车．周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在lh的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km，消耗汽油6kg.若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5t，汽油的热值为4.6×107 J/kg，g=10N/kg.则关于上述l h的行驶过程，下列分析正确的是( )
A. 该汽车对路面的压力大于l.5×104 N
B. 该汽车克服阻力做的功是2.3×104 J
C. 该汽车的牵引力是1.15×104N
D. 该汽车发动机的效率是30%
7. 如图是某种暖手宝及其主要参数，暖手宝内有水及电加热元件等，使用前要先给暖手宝通电加热，假设暖手宝加热效率是70%，在额定电压下，水由室温10℃加热至自动断电[C水=4.2×103J/(kg.℃)]。则( )
A. 暖水宝加热时电加热元件是利用热传递增加了内能
B. 暖水宝电加热时间为660s
C. 暖水宝电加热时消耗的电功率一定是500W
D. 暖水宝暖手时放出热量是3.3×105J
8. 如图甲所示，为探究能量转化，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固定在罐盖和罐底上。实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下，如图乙所示，发现橡皮筋被铁块卷紧了，接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去；铁罐上下滚动几次后最终停了下来。以下说法不 正 确的是( )
A. 铁罐从斜面上最高处滚下时，会先由慢到快、后由快到慢滚到最低点；
B. 铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为动能
C. 铁罐从斜面底部自动滚上去的过程中，主要是弹性势能转化为重力势能
D. 铁罐在斜面上滚上滚下的过程中，机械能是不守恒的
9. 前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力(该技术成本很高，目前仍处在试验阶段)，但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是( )
A. 氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能
B. 水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量
C. 对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹
D. 该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源
10. 关于能量转化，说法错误的是( )
A. 救灾物资匀速下落，重力势能转化为动能
B. 给电池充电，电能转化为化学能
C. 电动机工作时，将电能转化为机械能
D. 流星划过天际，是机械能转化为内能
11. 学习了“流体压强与流速的关系”后，为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题，同学们设计了如下几种方案：如图所示，黑色部分为墙面凸出部分，“”为安装在过道顶的换气扇，其中既有效又节能的是
A. B.
C. D.
12. 关于信息的传递和能源的利用，正确的说法是( )
A. 电视遥控器是通过紫外线来遥控电视机的
B. 卫星导航系统主要靠超声波来传递信息
C. 煤、石油、生物质能都属于不可再生能源
D. 水能、风能、地热能都属于一次能源
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 目前释放核能的方式有两种：一是使原子核裂变，二是使原子核________. 1938年，科学家首次用________ (选填“电子”“中子”或“质子”)轰击比较大的原子核，使其发生裂变，变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量.核能是________ (选填“可再生的”或“不可再生的”、“一次能源”或“二次能源”)．
14. 太阳能充电宝上表面贴有太阳能板，可在阳光照射下为内部锂电池充电。某款太阳能充电宝内锂电池容量为0.1kW⋅h，太阳能板输出电压为5V、电流为0.25A，充电效率为80%.现将锂电池从无电状态下充满，太阳能板需要输出______J的点能；若每天充足太阳光照10h，需要______天才能将锂电池充满。
15. 如图所示电路，闭合开关，发现电动机不能转动，此时电压表示数为0.2 V，电流表示数为0.5 A。调节滑动变阻器，使得电动机正常转动，此时电压表示数为2 V，电流表示数为1 A。则该电动机正常转动时电动机线圈每分钟发出的热量为____________J，该电动机的效率是___________。
16. 太阳能清洁无污染，是________能源(选填“可再生”或“不可再生”)。某效率为30％的太阳能热水器，向其中注入50 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10 ℃升高到50 ℃，水吸收的热量为________J。这段时间太阳辐射的能量若用燃烧煤来提供，需完全燃烧________kg煤。[q煤=3.5×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
三、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
17. 阅读短文，回答问题。
由于新型冠状病毒的影响，直到2月底，我市各级各类学校才陆续开学，学生进入校园前，必须用额温枪或者测温门测量体温，体温超过38℃的学生不得进校，每天工作人员都背着电动喷雾器对“重点场所”进行消毒。
进入6月份，气温逐步升高，高温就成了影响学生学习的不利因素。由于供电线路、班级规模等因素的影响，短期内为各班都安装空调又不现实，因此，安装冷风扇就是不错的选择！如图1所示是LZ−33F型号的空调扇，使用的时候有两种选择，当气温不是太高的时候，作为普通电风扇使用；气温较高的时候，冷风扇的上部放入冰块。
冰在变成水的过程中从空气中吸热，降低教室内的温度。水又在扇内循环，吹出冷风。如图2所示是该冷风扇的铭牌，冷风扇的“心脏”是一台电动机，电动机工作的时候，消耗的电能主要转化为机械能，少部分转化为内能。
(1)以下关于工作人员背着电动喷雾器进行消毒的场景说法中正确的是______。
A.对电动喷雾器充电时是将化学能转化成电能储存起来
B.工作人员沿平直的走廊匀速行走时对喷雾器所做的功为0
C.工作人员沿平直的走廊匀速行走喷洒药物时动能一定不变
(2)冷风扇利用水循环来吹出冷风，是因为水的______，吸热升温慢。
(3)冷风扇某次实际工作的电压是U，电流为I，工作时间为t，线圈电阻为R，则冷风扇的效率是______。
(4)根据该冷风扇的铭牌(图2)，其正常工作1小时消耗的电能如果是由效率是50%的热力发电站提供，需要______kg无烟煤(无烟煤的热值q=3.6×107J/kg)。
18. 如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
(1)要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装______ ，B处应安装______ 。(选填“电动机”或“电阻丝”)
(2)如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关______ ，要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关______ 。
(3)已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则R1：R2= ______ 。
(4)电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会______ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
四、计算题（本大题共4小题，共36.0分）
19. 如图所示是一款电烤箱简化电路图。它设有高、中、低三挡开关。已知R1=96.8Ω，R2=48.4Ω，取c肉=3.0×103J/(kg⋅℃)。求：
(1)电烤箱中温挡的电功率是多少？
(2)将500g烤肉从20℃加热到260℃，需要吸收多少热量？
(3)若电烤箱的加热效率为60%，那么用高温挡将500g烤肉从20℃加热到260℃，需要多长时间？
20. 一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲所示是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动，小灯泡就可以发光了，重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。(g取10N/kg)
(1)甲图虚线框内一定有______ ，它的工作原理是______ 。
(2)求重物下落时，重力做功的功率。
(3)求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。
(4)取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验(设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压)。R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择的量程为0∼0.6A，电压表选择的量程为0∼3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
21. 图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30m，宽15m，排水量60t，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105 W，若接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2甲所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示。(g取10N/kg)求：
(1)满载时太阳能船受到的浮力；
(2)第50s到第100s内牵引力做的功；
(3)第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率。
22. 小华尝试估测家中天然气热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。把家里自动洗衣机的“水量”设置为50kg，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的质量达到50kg时，洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是20℃，热水器输出热水的温度为40℃，注水过程消耗天然气0.2m3.求在此过程中(水的比热容4.2×103J/(kg⋅℃)，天然气的热值为3.2×107J/m3)
(1)水吸收的热量是多少？
(2)该热水器的热效率？(计算结果小数点后保留两位)
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：
A、超导材料没有电阻，电流通过时几乎不产生热量，不能应用于电饭锅，但是可以应用于远距离输电线(能减少电能的损失)，故A错误；
B、太阳释放的能量主要来自于内部发生的核聚变，向外界不断的释放光和热，故B正确；
C、电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，故C正确；
D、电磁波可以在真空中传播，“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的，故D正确。
故选：A。
(1)超导体的电阻为零，电流通过时几乎不产生热量，因此不能用于电热器的制作；
(2)太阳内部不停地进行着热核反应(氢聚变为氦)，同时释放出巨大的能量。
(3)电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，是不变的。
(4)声波和电磁波都可以传递信息，但是声波不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，所以对于没有空气的情况下的信息传递一般都是通过电磁波实现的。
本题考查了超导体、太阳能的来源、电磁波传播和利用等知识，都是些基础内容，识记性较强，比较简单。
2.【答案】C
【解析】
【分析】
深度理解内能和机械能的概念，以及电磁波的应用，是综合题。
(1)核电站：利用原子核的裂变的链式反应产生的能量发电；太阳内部能量的产生方式是核聚变；
(2)热传递只是能量的转移，不是能量的转化；
(3)电动汽车的动力是磁场对电流的作用所产生的；
(4)电动机是通电线圈在磁场中受到安培力的作用而产生的转动。
【解答】
A.核能属于不可再生能源，目前核电站利用的是核裂变发电，而太阳内部是核聚变产生能量，故A错误；
B.做功可以实现内能和机械能的相互转化，但热传递只是能量的转移，不是能量的转化，故B错误；
C.电动汽车的电动机属于一般电动机，采用的原理是磁场对电流的作用而使线圈转动，故C正确；
D.北斗卫星导航系统利用了电磁波能够传递信息的性质，故D错误。
故选C。
3.【答案】B
【解析】
【分析】
核潜艇是利用重核裂变；聚变是不可控的，裂变是可控的；核能是短期内无法得到补充的能源。
本题考查了核能的分类及应用，知道核反应是可控的。
【解答】
核潜艇是利用原子核反应释放出的核能来工作的，是一种裂变；核能属于不可再生源。
故选B。
4.【答案】C
【解析】解：分析太阳能路灯的整个工作过程可知：白天，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化成电能利用，也可以将多余的太阳能给蓄电池充电，将电能转化成化学能储存起来，以便在晚上使用；所以在白天太阳能电池板给蓄电池充电是将太阳能→电能→化学能；
在晚上，蓄电池给探照灯供电，只是将化学能转化成电能，再转化为光能使用。故选项中只有C说法正确。
故选：C。
太阳能电池板就是将太阳能直接转化为电能的装置；
蓄电池是将电能以化学能的形式储存起来，供电时，将化学能转化成电能，而充电时，是将电能转化成化学能。
本题只是考查太阳能电池板和蓄电池的工作原理，是一道基础题。
5.【答案】B
【解析】解：
A.对接后“神舟飞船”相对于地球的位置不断发生变化是运动的，相对于“天宫二号”的位置没有发生变化是静止的，故A正确；
B.宇航员在太空舱中，有声音传播的介质--空气，可以直接交流，不需要借助电子通信设备进行交流，故B错误；
C.地球上看到星星闪烁，是因为地球上有大气，星星反射的太阳光经过不均匀的大气发生的折射现象，而外层空间是真空，所以宇航员看到的外层空间是黑暗的，天空中点缀着密密麻麻的不会闪烁的星星，故C正确；
D.“天宫二号”外部安置太阳翼，可以直接将太阳能转变为电能，故D正确．
故选B．
(1)判断一个物体的运动和静止，首先确定一个参照物，被研究的物体和参照物之间发生了位置的改变，被研究的物体是运动的，否则是静止的；
(2)声音的传播需要介质，真空不能传播声音；
(3)眼睛看见物体是由于物体的光进入眼睛形成的；
(4)太阳能电池是将太阳能转化为电能的、对外提供电能的装置．
本题考查了运动和静止的相对性、声音的传播、光的反射和折射以及太阳能的转化，体现了物理知识来源于生活、服务于生活的理念，是一道好题．
6.【答案】D
【解析】解：
A、汽车呈流线型，当汽车行驶时，车上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，产生一个向上的压强差，
因此，会有一个向上的升力产生，使汽车对地面的压力小于车自身的重力，
汽车的总重G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N，所以A说法错误；
B、该汽车克服阻力做的功等于牵引力做的功：
W=Pt=23×103W×1×3600s=8.28×107J，所以B说法错误；
C、该汽车的牵引力为：
F=Ws=8.28×107J72000m=1.15×103N，所以C说法错误；
D、汽油完全燃烧放出的热量为：
Q=mq=6kg×4.6×107J/kg=2.76×108J，
η=WQ=8.28×107J2.76×108J×100%=30%，所以D说法正确．
故选D．
(1)根据流体压强与流速的关系，汽车在行驶中会受到一个向上的升力的作用，因此，其对地面的压力会小于汽车自身的重力．
(2)在水平方向上牵引力与阻力是一对平衡力，克服阻力做的功等于牵引力做的功．要利用公式W=Pt进行计算．
(3)在B中计算出了牵引力做的功，根据公式F=Ws便可以计算得出．
(4)理解热机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．
此题主要考查了二力平衡条件的应用、热机效率的计算及功和功率的计算，考查得很全面．
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题由电热暖手宝入手考查相关的物理知识，尤其是利用电热暖手宝的效率求解电能是解题的难点，关键是对公式的灵活运用。
改变物体内能的方法有做功和热传递，两种方法是等效的，据此解答；
知道水的质量，知道水温度的变化，根据热量的计算公式Q吸=cm△t计算出水吸收的热量；再根据效率公式求出消耗的电能，利用t=WP计算出加热时间；
额定功率是指在额定电压下工作的功率。
【解答】
A.暖水宝加热时电加热元件是电流做功的过程，故是利用做功增加了内能，故A错误；
BD. 由题和图示可知，水的温度从10℃升高到65℃，此过程中水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(65℃−10℃)=2.31×105J，故D错误；
由η=Q吸W得，暖手宝消耗的电能：
W=Q吸η= 2.31×105J70％=3.3×105J；
由P=Wt可得加热时间： t=WP=3.3×105J 500W =660s，故B正确；
C.暖水宝电加热时，若不在额定电压下工作，则消耗的电功率不一定是500W，故C错误。
故选B。
8.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查铁罐的机械能的转化，包含了动能和弹性势能的转化、重力势能弹性势能的转化，应细化移动过程分析。
利用控制变量法判断影响动能、重力势能、弹性势能的各因素的变化；如本题对于同一个铁罐，其质量一定，只通过比较铁罐的速度、所处的高度和橡皮筋的形变程度来判断铁罐的动能、重力势能和弹性势能的变化。
【解答】
AB.铁罐从不太陡的斜面上滚下，是从最高处滚下时，铁罐先由慢到快，铁罐重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；后由快到慢滚到最低点，铁罐的重力势能和铁罐的动能减小，橡皮筋的弹性势能增加；最终是铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为弹性势能。故A正确、B错误；
C.铁罐由斜面底部自动滚上去，是从最低处滚上时，铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，下一段向上滚动主要是橡皮筋的弹性势能减小，铁罐的动能和重力势能增加；上一段滚动主要是橡皮筋的弹性势能和铁罐的动能减小，重力势能增加；铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能，故C正确；
D.在反复运动的过程中，铁罐逐渐停了下来，机械能减小，故此过程中机械能不守恒，故D正确。
故选B。
9.【答案】D
【解析】
【分析】
(1)燃料中的化学能可通过技术手段最终再转化为电能；
(2)根据能量守恒可做出判断；
(3)从科学角度来认识生活中的热点事件，据此判断；
(4)水也是一种能源。但在这里的能源并不能说是水提供的。
本题考查了氢燃料电池的原理，能量守恒定律的理解，以及对水能的认识等，注意概念说法的严密性。
【解答】
解：A、氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故A正确，不符合题意；
B、根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故B正确，不符合题意；
C、由科学常识可知，对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹，故C正确，不符合题意；
D、该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接说水是这里的能源，故D错误，符合题意。
故选D。
10.【答案】A
【解析】解：A、救灾物资从空中向地面匀速下落过程中，质量不变，速度不变，动能不变；故A说法是错误的．
B、蓄电池充电时，把电能转化为化学能，故B是正确的．
C、电动机将电能转化为机械能的装置，即消耗电能产生机械能的装置，故C是正确的．
D、流星表面与大气层摩擦，使流星的温度升高，这是一个摩擦生热的过程，此过程中机械能转化为内能，故D是正确的．
故选A．
能量的转化，主要是看哪种能量减少了，哪种能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量．能量的转移发生在热传递过程中．
能量的相互转化实质上是能量的转移和转化过程，包括“消耗能量”、“利用能量”和“获得能量”，能量的转化普遍存在．
11.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。
解题关键是了解气体压强与流速的关系及各方案的形状、特点，注意“既有效又节能”的条件。
【解答】
要想让风经过过道，过道左右两端的气压应该不同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度不同；
A.过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同，故A错误；
B.过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同，故B错误；
C.过道右端的通风道有凸起，所以相同时间风经过过道右端的通风道时的路程长，则风速较快，所以过道右端的气压小于左端的气压，所以空气会从过道的左端流向右端，过道中有风通过，此方案不需要消耗其他能量，既有效又节能，故C正确；
D.过道中有电动机，电动机工作时过道中空气流动速度加快，气压减小，空气会从过道口流进来而通风，但需要消耗电能，此方案虽有效但不节能，故D错误。
故选C。
12.【答案】D
【解析】解：
A、电视遥控器是利用红外线发射信号的，故A错误；
B、卫星导航系统主要靠电磁波来传递信息，故B错误；
C、煤、石油不能够源源不断地从自然界获得或不可重复利用，是不可再生能源，但生物能可以从自然界源源不断的获得，属于可再生能源，故C错误；
D、水能、风能、地热能都属于一次能源，故D正确．
故选：D．
(1)电视遥控器是利用红外线发射信号的；
(2)电磁波可以传递信息；
(3)煤、石油、天然气、水能、风能、潮汐能、太阳能、原子能、地热能、沼气、脂肪都可以直接从自然界获得而不需要加工转化，它们都属于一次能源；
(4)能够源源不断地从自然界获得或可重复利用的能源是可再生能源，不能够源源不断地从自然界获得或不可重复利用的能源是不可再生能源
此题考查我们对电磁波的了解、红外线的应用、能源分类的了解、属于识记性题目，难度不大．
13.【答案】聚变；中子；不可再生的一次能源
【解析】解：
人类利用核能的方式有两种，一种为核裂变，是用中子轰击较大的原子核生成两个中等大小的原子核，从而释放出能量；
另一种为核聚变，两个较小的核结合成一个较大的原子核，从而释放出能量；
核原料用到矿石资源，矿石资源是不可再生能源，核能是不可再生的一次能源。
故答案为：聚变；中子；不可再生的一次能源。
本题考查核能应用的方式及核聚变的内容，要求学生应熟记相关内容。
核能主要有两种：核裂变和核聚变，核裂变是指用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，核聚变是指两质量较轻的核变成一个质量中等的核。
14.【答案】4.5×105 10
【解析】解：(1)锂电池的电能：W=0.1kW⋅h=0.1×3.6×106J=3.6×105J；
由η=WW输出×100%得，将锂电池从无电状态下充满，太阳能板输出的电能：
W输出=Wη=3.6×105J80%=4.5×105J；
(2)太阳能板的供电功率：P=UI=5V×0.25A=1.25W，
将锂电池从无电状态下充满，由P=Wt可得，需要的时间：
t=W输出P=4.5×105J1.25W=3.6×105s=100h，
由题意可知，1天充电10h，
所以将锂电池充满，需要10010=10(天)。
故答案为：4.5×105；10。
已知锂电池容量和充电效率，根据η=WW输出×100%求出太阳能电池板获得的电能；
已知太阳能电池板产生电压、电流和需要获得的电能，可以得到充电时间，又知道每天充足太阳光照时间，进而求出需要的天数。
此题考查了电能单位换算、效率公式及电能、电功率有关公式的应用，难度不大，注意正确进行单位换算。
15.【答案】24；80%
【解析】
【分析】
电动机线圈不转时为纯电阻，电动机转动时是非纯电阻，在计算时一定要把握好电流、电压的关系，灵活运用欧姆定律和电功、效率的公式等。
(1)当电动机线圈不转，电能全部转化为电阻的内能，视为纯电阻，根据R=UI求出线圈电阻，根据电机转动时，利用Q热=I总2Rt求出电动机线圈每分钟发出的热量；
(2)电动机的总功：W总=UIt，电动机的机械功：W机=W总−Q热，电动机的效率：η=W机械W总×100%。
【解答】
(1)当电动机线圈不转，电能全部转化为电阻的内能，
由欧姆定律I=UR得，线圈的电阻：R=UI=0.2V0.5A=0.4Ω；
每分钟电动机的热量为：Q热=I总2Rt=(1A)2×0.4Ω×60s=24J，
(2)电动机的总功：W总=UIt=2V×1A×60s=120J
电动机的机械功：W机=W总−Q热=120J−24J=96J；
电动机的效率：η=W机械W总×100%=96J120J×100%==80%。
故答案为：24；80%。
16.【答案】可再生；8.4×106； 0.8；
【解析】
【分析】本题了能源的分类、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的应用，要利用好条件：天然气完全燃烧放出热量Q放=Q吸。
(1)消耗后可在短时间内从自然界得到补充的属于可再生能源；
(2)已知水的质量、比热容、升高温度，利用Q吸=cm△t计算水吸收的热量；
(3)由题知，Q放=Q吸，利用Q放=mq计算需要天然气的体积。
【解析】
(1)太阳能可以从自然界中源源不断地得到补充，属于可再生能源；
(2)50kg水吸收的热量：
Q吸=c水m水(t2−t1)=4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(50℃−10 ℃)=8.4×106J；
太阳辐射的热量Q=Q吸η=8.4×106J30％=2.8×107J ;
(3)煤完全燃烧放出热量等于太阳辐射的能量：Q放=Q=2.8×107J，
由Q放=qm得完全燃烧的质量：
m=Q放q=8.4×106J3.5×107J/m3=0.8kg。
17.【答案】B 比热容大 UIt−I2RtUIt 0.12
【解析】解：
(1)A、对电动喷雾器充电时会消耗电能，是将电能转化成化学能储存起来，故A错误；
B、工作人员沿平直的走廊匀速行走时对喷雾器施加了一个向上的力，但喷雾器没有在这个力的方向上通过距离，所以工作人员对喷雾器不做功，即所做的功为0，故B正确；
C、工作人员沿平直的走廊匀速行走喷洒药物时，速度不变，质量减小，动能减小，故C错误。
故应选B。
温较高的时候，冷风扇的上部放入冰块，冰在变成水的过程中从空气中吸热，降低教室内的温度，水又在扇内循环，由于水的比热容较大，水在吸热时升温慢，所以冷风扇能吹出冷风；
(3)在时间t内风扇消耗的电能为：W电=UIt，
电流产生的热量为：Q=I2Rt，
则风扇的效率(电能转化为机械能的效率)：η=W电−QW电=UIt−I2RtUIt；
(4)2h冷风扇消耗的电能为：W′=Pt=300W×7200s=2.16×106J；
由题意可得，无烟煤燃烧产生的热量为：Q=W′η′=2.16×106J50%=4.32×106J；
根据Q=mq可得，无烟煤的质量为：m=Qq=4.32×106J3.6×107J/kg=0.12kg。
故答案为：(1)B；(2)比热容大；(3)UIt−I2RtUIt；(4)0.12kg。
(1)A、用电器会消耗电能；
B、做功的两个必要条件是：一是物体受到力的作用；二是物体在这个力的方向上通过一定的距离；
C、动能的大小与速度和质量有关。
水的比热容较大，在升高相同的温度时，吸收的热量多。
(3)风扇在工作的过程中，电能主要转化为机械能，还有一部分转化为内能，根据焦耳定律和效率公式求出效率。
(4)根据W=Pt求出消耗的电能；根据效率求出无烟煤产生的热量，根据Q=mq求出无烟煤的质量。
本题考查了能量的转化、力是否做功的判断、动能的影响因素、水的比热容大的应用、效率的计算、燃料的热值的计算，涉及到的知识点多，综合性强，有一定的难度。
18.【答案】(1)电阻丝；电动机；(2)S；S、S2；(3)1：2；(4)变小。
【解析】解：(1)电吹风是利用电动机将被加热电阻附近的空气吹出而产生热风的，所以A处应为电阻丝，B处应为电动机；
(2)要使电吹风处于“冷风”状态，则内部加热电阻不能接入电路，即只闭合开关S，不闭合其他开关。
要使电吹风处于“加热”状态，需要将加热电阻接入电路，分析图像可知，当S、S2闭合后仅电阻丝R1工作，此时是暖风状态；当S、S2、S1闭合后电阻丝R1与R2并联工作，此时是热风状态；
(3)设电阻丝R1的功率为P1，电阻丝R2的功率为P2，热风档电阻丝R1与R2总功率为P1+P2，暖风档电阻丝总功率为P1，
加热t时间后暖风档消耗电能W1=P1t，空气吸收热量Q1=cm△t1，
热风档消耗电能W2=(P1+P2)t，空气吸收热量Q2=cm△t2，
若加热效率相同，则η=Q1W1×100％=Q2W2×100％，即W1W2=(P1t(P1+P2)t)=Q1Q2=cm△t1cm△t2=△t1△t2，即P1P1+P2=20℃30℃，整理可得P1=2P2，
由电功率公式可知P1=U2 R1，P2=U2R2，将其代入P1=2P2可得U2 R1=2U2R2，即R1：R2=1：2。
(4)由于电阻丝的升华，会导致灯丝变细，由影响电阻大小因素可知电阻横截面积越小，电阻越大，结合电功率公式P=U2R可知此时电功率减小。
故答案为：(1)电阻丝；电动机；(2)S；S、S2；(3)1：2；(4)变小。
19.【答案】解：由电路图可知：当S1断开、S2接a时，只有R1接入电路，电路中总电阻较大，由P=U2R可知此时电路中总功率较大，电烤箱处于中温挡；当S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电路中总电阻最大，由P=U2R可知此时电路中总功率最小，电烤箱处于低温挡；当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，电路中电阻最小，由P=U2R可知此时电路中总功率最大，电烤箱处于高温挡。
(1)当S1断开、S2接a时，只有R1接入电路，电烤箱处于中温挡，
由P=U2R可知中温挡电功率P中=U2R1=(220V)296.8Ω=500W；
(2)将500g烤肉从20℃加热到260℃，需要吸收的热量为：
Q吸=c肉m(t−t0)=3.0×103J/(kg⋅℃)×500×10−3kg×(260℃−20℃)=3.6×105J；
(3)当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，电路中电阻最小，由P=U2R可知此时电路中总功率最大，电烤箱处于高温挡，
此时的电功率P高=U2R1+U2R2=(220V)296.8Ω+(220V)248.4Ω=1500W，
若电烤箱的加热效率为60%，则消耗的电能W=Q吸η=3.6×105J60%=6×105J，
需要的时间t=WP高=6×105J1500W=400s。
答：(1)电烤箱中温挡的电功率是500W；
(2)需要吸收3.6×105J的热量；
(3)需要400s的时间。
【解析】(1)当S1断开、S2接a时，只有R1接入电路，电烤箱处于中温挡，由P=U2R可知中温挡电功率；
(2)将500g烤肉从20℃加热到260℃，根据Q吸=c肉m(t−t0)得出需要吸收的热量；
(3)当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，电路中电阻最小，由P=U2R可知此时电路中总功率最大，电烤箱处于高温挡，根据P=U2R得出此时的电功率P高，若电烤箱的加热效率为60%，根据W=Q吸η得出消耗的电能，根据t=WP高得出需要的时间。
本题考查了吸热公式、电功率公式、效率公式的综合应用，分清养生壶处于不同状态时电路的连接方式并得出高温挡的功率是关键。
20.【答案】(1)发电机 电磁感应现象
(2)重物下落时，重力做的功：W机械=Gh=mgh=25kg×10N/kg×2.4m=600J，
重力做功的功率：P=W机械t=600J4×60s=2.5W；
(3)由P=Wt可得，该装置获得的电能：W电=PLEDt=1W×4×60s=240J，
所以甲图装置能量转化的效率：η=W电W机械×100%=240J600J×100%=40%；
(4)因串联电路中各处的电流相等，且R0允许通过的最大电流为0.3A，滑动变阻器R1允许通过的最大电流为1A，电流表选择量程为0∼0.6A，
所以，电路中的最大电流I大=0.3A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
由I=UR可得，电路的最小总电阻：R总小=UI大=3.6V0.3A=12Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R1小=R总小−R0=12Ω−5Ω=7Ω；
当电压表的示数最大时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时R0两端的电压：U0=U−U1大=3.6V−3V=0.6V，
则电路中的最小电流：I小=U0R0=0.6V5Ω=0.12A，
此时滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R1大=U1大I小=3V0.12A=25Ω，
所以，为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为7Ω∼25Ω。
答：(1)发动机；电磁感应现象；
(2)重物下落时，重力做功的功率为2.5W；
(3)重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率为40%；
(4)为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为7Ω∼25Ω。
【解析】本题考查了发动机的原理和做功公式、功率公式、串联电路的特点以及欧姆定律的应用等，要注意重物下落的时间和灯泡持续正常发光时间相等。
21.【答案】解：(1)满载时太阳能船受到的浮力：
F浮=G排=m排g=60×103kg×10N/kg=6×105N；
(2)第50s到第100s内，由图甲可知牵引力F=8×104N，由图乙可知船匀速行驶的速度v=0.5m/s，
由v=st可得，船行驶的距离：
s=vt=0.5m/s×50s=25m，
第50s到第100s内牵引力做的功：
W=Fs=8×104N×25m=2×106J；
(3)由题可知，太阳能电池板接收太阳能的功率为1.6×105W，
则第50s到第100s的运动过程中，太阳能电池板接收到的太阳能：
E=Pt=1.6×105W×50s=8×106J，
则太阳能船的效率：
η=WE×100%=2×106J8×106J×100%=25%。
答：(1)满载时太阳能船受到的浮力为6×105N；
(2)第50s到第100s内牵引力做的功为2×106J；
(3)第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率为25%。
【解析】(1)知道太阳能船的排水量，根据阿基米德原理F浮=G排=m排g求出满载时受到的浮力；
(2)第50s到第100s内，由图甲可知牵引力的大小，由图乙可知船的速度，根据s=vt求出船行驶的距离，根据W=Fs求出牵引力做的功；
(3)知道太阳能电池板接收太阳能的功率，根据E=Pt求出接收到的太阳能，利用η=WE×100%求出太阳能船的效率。
本题考查了阿基米德原理和速度公式、做功公式、功率公式、效率公式的应用，从图象中读出第50s到第100s内的牵引力和速度是关键。
22.【答案】解：(1)热水器中的水吸收的热量：
Q吸=cm△t=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(40℃−20℃)=4.2×106J；
(2)天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=qV=3.2×107J/m3×0.2m3=6.4×106J；
热水器的热效率η=Q吸Q放×100%=4.2×106J6.4×106J×100%≈66%。
答：(1)水吸收的热量是4.2×106J；
(2)该热水器的热效率为66%。
【解析】(1)根据Q=cm△t求出水吸收的热量，
(2)先根据Q=qV求出天然气完全燃烧放出的热量，然后利用η=Q吸Q放求出热水器的热效率。
本题为热量的综合计算题，考查了学生对燃料燃烧放出热量公式、热效率公式的理解和灵活运用，属于中档题。
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