2018-2022年北京中考物理5年真题1年模拟汇编 专题11 内能及应用（学生卷+教师卷）

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专题11 内能及其应用

1、（2022·北京·T13）下列说法正确是（　　）
A. 沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比沙石的比热容大
B. 冬天双手互搓，手的温度升高，是通过热传递的方式改变手的内能
C. 长时间紧压在一起的铅片和金片互相渗入，是由于发生了扩散现象
D. 汽油机的做功冲程中，燃气对外做功，将内能转化为机械能
【答案】ACD
【解析】
A．水的比热容比砂石的比热容大，相同质量的水和沙石吸收或放出相同热量时，根据

可知，水的温度变化小于沙石的温度的温度变化，故沿海地区比内陆地区昼夜温差小，故A正确；
B．冬天双手互搓，双手摩擦做功，手的内能增加，温度升高，故B错误；
C．长时间紧压在一起的铅片和金片互相渗入，是因为物体内部的分子不停的做无规则运动进入了对方内部，属于扩散现象，故C正确；
D．汽油机的做功冲程中，燃气燃烧释放内能，推动活塞做功，内能转化为机械能，故D正确。
故选ACD。
2、（2020·北京·T13）依据表格中的数据，下列说法正确的是（ ）
物质
比热容c/ 【J/(kg·°C)-1】
水
4.2×103
煤油
2.1×103
砂石
约0.92×103
A. 一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小
B. 水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多
C. 水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J
D. 质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多
【答案】D
【解析】
A．比热容是物质特有的一种物理属性，只跟物质的种类、状态有关，所以一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故A错误；
B．根据可知，相同质量的水和沙石放出相等热量，由于沙石的比热容比水小，则沙石的温度降低得较多，故B错误；
C．水的比热容表示的是1kg的水温度升高（或降低）1°C时吸收（或放出）的热量是4.2×103J，故C错误；
D．根据可知，相同质量的水和煤油吸收相等热量，由于煤油的比热容比水小，则沙石的温度升高得较多，故D正确。
故选D。
3、（2020·北京·T16）关于分子的热运动和分子之间的作用力，下列说法正确的是（ ）
A. 扩散现象说明分子是运动
B. 固体之间也可以发生扩散现象
C. 液体很难被压缩，是由于液体分子间存在引力
D. 固体很难被拉伸，说明固体分子间只存在引力
【答案】AB
【解析】
A．扩散现象是由于分子在做不停息地无规则运动造成的，故A正确；
B．扩散现象是不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象，固体、液体、气体之间都可以发生扩散现象，故B正确。
CD．分子引力、和斥力同时存在，距离较近时，表现为斥力，距离较远时表现为引力；液体很难被压缩，是因为液体分子排列相对紧密，分子之间距离小，表现为斥力；固体很难被拉伸，是因为固体的分子排列规则且紧密，分子之间距离小，表现为斥力。故CD错误。
故选AB。
4、（2020·北京·T19）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。关于该实验，下列说法正确的是（ ）

A. 硝化棉被点燃，表明筒内气体的温度升高
B. 下压活塞的过程中，筒内气体内能减小
C. 下压活塞的过程中，活塞对筒内气体做了功
D. 下压活塞的过程中，气体的内能转化为活塞的机械能
【答案】AC
【解析】
ABC．迅速压下活塞，此时活塞对筒内的空气做功，空气的内能变大，温度升高，空气和棉花之间发生热传递，使得棉花的温度升高，达到着火点，发生燃烧，故AC正确，B错误；
D．下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，活塞的机械能转化为空气的内能，故D错误。
故选AC。
5、（2019·北京·T13）如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”．此实验中，主要是通过做功改变物体内能的过程是

A. 试管变热过程
B. 水变热的过程
C. 水变成水蒸气的过程
D. 水蒸气推出橡胶塞的同时变成“白气”的过程
【答案】D
【解析】
ABC．试管变热的过程，水变热的过程，水变成水蒸气的过程，是通过热传递改变物体内能的过程，故不符合题意；
D．水蒸气推出橡胶塞，水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成白气，故正确．
6、（2019·北京·T16）下列说法中正确的是
A. 一杯水和半杯水的比热容相等 B. 0℃的水没有内能
C. 液体在任何温度下都能蒸发 D. 固体分子之间只存在引力
【答案】AC
【解析】
A．比热容是物质的一种特性，一杯水和半杯水相比，质量不同，但比热容相同，故正确；
B．任何温度的物体都有内能，故错误；
C．液体在任何温度下都能蒸发，只是蒸发速度有区别，故正确；
D．物体分子之间存在着相互作用的引力和斥力，且是同时存在的，故错误．
7、（2018·北京·T7）下列实例中，属于做功改变物体内能的是（ ）
A. 锯木头时的锯条温度升高
B. 加入冰块的饮料温度降低
C. 倒入热牛奶的杯子温度升高
D. 放入冷水中的热鸡蛋温度降低
【答案】A
【解析】
A. 锯木头时的锯条温度升高，机械能转化为内能，是通过做功的方法增加了物体的内能，故A符合题意；
B. 加入冰块的饮料温度降低，饮料放出热量，冰块吸收热量，通过热传递的方式改变了内能，故B不符合题意；
C. 倒入热牛奶的杯子温度升高，牛奶放出热量，杯子吸收热量，通过热传递的方式改变了内能，故C不符合题意；
D. 放入冷水中的热鸡蛋温度降低，鸡蛋放出热量，水吸收热量，通过热传递的方式改变了内能，故D不符合题意；
故选A．
点睛：牢记改变物体内能的两种方式是解题的关键，即热传递和做功，两种方式对于内能的改变是等效的，两种方式很容易区分，做题不难．
8、（2018·北京·T18）下列说法中正确的是（ ）
A. 组成物质分子之间，只存在引力，不存在斥力
B. 组成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
C. 晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变
D. 沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比砂石的比热容大
【答案】BCD
【解析】
A. 组成物质的分子之间，同时存在着相互作用的引力和斥力，故A错误；
B. 组成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，运动越剧烈，故B正确；
C. 晶体熔化的最显著特点是：吸收热量，温度不变，故C正确；
D. 沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比砂石的比热容大，水在同样吸热或放热时，温度变化小，所以沿海地区温差小，故D正确；
故选BCD．
点睛：牢记水的比热容的物理意义及其在生产、生活中的应用，要注意总结水的比热容较大的应用实例，如作为热机的冷却物质，作为北方冬季的取暖物质，本题中解释海陆性质的不同等．
9、（2019·北京·T25）如图所示，两个相同瓶子的瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体．抽掉玻璃板后，可以看到，两个瓶中的气体会混合在一起，最后颜色变得均匀，这属于 ____________ 现象

【答案】扩散
【解析】
密度小的空气和密度大的二氧化氮过一段时间，形成比较均匀的气体，这是扩散现象，扩散现象说明分子不停地进行无规则运动．

一、多选题
1．（2022·北京顺义·二模）下列说法中正确的是（　　）
A．水的沸点随外界大气压的改变而改变
B．在水中滴入红墨水，水变红，这属于扩散现象
C．用手捏海绵，海绵的体积变小了，说明分子间有间隙
D．塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，是因为分子间存在着引力
【答案】AB
【解析】
A．标准大气压下，水的沸点是100℃，气压越高，沸点越高，气压越低，沸点越低，故A正确；
B．将一滴红墨水滴入一杯水中，一段时间后整杯水都变红了，这是因为墨水分子和水分子在不停的运动的结果，属于扩散现象，故B正确；
C．用手捏海绵，海绵的体积变小了，是因为海绵是疏松多孔的，海绵的间隙不是分子之间的间隙，分子是看不见的，所以此现象不能说明分子间有间隙，故C错误；
D．塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，是因为塑料吸盘内的空气被排出来，吸盘内气压小，外界气压大，内外的压强差使吸盘吸附在玻璃上，利用了大气压，故D错误。
故选AB。
2．（2022·北京朝阳·二模）下列说法中正确的是（　　）
A．温度为0℃的物体没有内能
B．扩散现象表明分子在不停地运动
C．液体很难被压缩，是因为分子之间没有引力
D．沿海地区通常昼夜温差比内陆小，原因之一是水的比热容比砂石大
【答案】BD
【解析】
A．内能是指组成物体的所有分子动能和势能的总和，任何物体在任何温度下都有内能，故A错误；
B．扩散现象是指不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象，扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，故B正确；
C．液体很难被压缩，是因为分子之间有斥力，故C错误；
D．相同质量的水和砂石吸收或放出相同热量的情况下，由于水的比热容比砂石大，根据可知，水温度变化小，所以沿海地区通常昼夜温差比内陆小，故D正确。
故选BD。
3．（2022·北京石景山·二模）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．0℃的物体也具有内能 B．物体温度越高，含有的热量越多
C．物体吸收热量，温度不一定升高 D．物体的内能增加，一定吸收了热量
【答案】AC
【解析】
A．一切物体都具有内能，内能的大小跟质量、温度、状态有关，所以，0℃的物体也具有内能，故A正确；
B．热量是过程量，不能说含有或者具有热量，故B错误；
C．物体吸收热量，温度不一定升高，例如：冰在熔化过程中持续吸收热量，虽然温度保持不变，但内能增加，故C正确；
D．物体的内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故D错误。
故选AC。
4．（2022·北京房山·二模）小明根据下表中几种物质的比热容得出结论，下列结论中正确的是（　　）
常温常压下的比热容c/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103
冰 2.1×103
酒精 2.4×103
砂石 0.92×103
煤油 2.1×103
铝 0.88×103
水银 0.14×103
铜 0.39×103
A．固体的比热容都比液体的比热容小
B．质量相等的水和煤油吸收相同的热量，煤油升高的温度多
C．质量相等的铝块和铜块温度都降低5℃，铝块放出的热量多
D．比热容是物质的一种属性，不同物质的比热容一定不同
【答案】BC
【解析】
A．固体的比热容不一定比液体的比热容小，比如：铝的比热容大于水银的比热容，故A错误；
B．煤油的比热容小于水的比热容，质量相等的水和煤油吸收相等的热量后，由可知，煤油升高的温度多，故B正确；
C．铝的比热容大于铜的比热容，质量相等的铝块和铜块温度都降低5℃，由Q=cmΔt可知，铝块放出的热量多，故C正确；
D．不同物质的比热容一般不同，但也有的物质比热容相同，比如：煤油和冰的比热容相同，故D错误。
故选BC。
5．（2022·北京西城·二模）下列说法中正确的是（　　）
A．温度越高的物体，放出的热量就越多
B．比热容与物质的质量和吸收或放出的热量无关
C．组成物质的分子之间，存在相互作用的引力和斥力
D．组成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度无关
【答案】BC
【解析】
A．由Q放=cmΔt可知，放出热量与物质的比热容、质量和降低的温度有关，因此温度高的物体，放出的热量不一定多，故A错误；
B．比热容是物质本身的一种特性，其大小与是否吸热、放热、温度、质量等因素无关，故B正确；

C．分子之间有相互作用的引力和斥力，故C正确；
D．分子无规则运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，故D错误。
故选BC。
6．（2022·北京市朝阳区陈经纶中学分校实验学校三模）关于图所示的四个情景，下列说法中正确的是（　　）

A．甲图中的现象表明热的物体一定比冷的物体内能大
B．乙图中抽去玻璃板后，两瓶中的气体混合，这种扩散现象表明气体分子是运动的
C．丙图中活塞向下运动，这是内燃机的做功冲程，该过程中是将机械能转化为内能
D．丁图，用酒精灯加热试管中的水至沸腾后，水蒸气将软木塞推出，该过程中的能量转化顺序为化学能——内能——机械能
【答案】BD
【解析】
A．图中的现象表明热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，内能的大小与温度、质量和状态有关，温度高的物体不一定比温度低的内能大，故A错误；
B．图中抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，这是扩散现象，这表明组成物质的分子在不停地做无规则运动，故B正确；
C．图中两气门关闭，活塞向下运动时，是内燃机的做功冲程，内能转化为机械能，故C错误；
D．图中酒精灯加热试管，化学能转化为内能，试管中的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，即水蒸气对瓶塞做功，将水蒸气的内能转化机械能，故D正确。
故选BD。
7．（2022·北京昌平·二模）下列说法中正确的是（　　）
A．固体之间也可以发生扩散现象
B．液体在任何温度下都能蒸发
C．水和酒精升高相同的温度，水吸收的热量较多
D．在四冲程内燃机中，做功冲程的功能是将内能转化为机械能
【答案】ABD
【解析】
A．长期堆放煤的墙角，煤用完后，墙角变成黑色，用水冲刷，冲刷不干净，这是因为煤分子进入到墙角内，说明固体之间也可以发生扩散现象，故A正确；
B．蒸发是在任何温度下，在液体表面发生的缓慢的汽化现象，即液体在任何温度下都能蒸发，故B正确；
C．根据吸热公式
Q=cmΔt
可知，水的比热容比酒精大，在质量不确定的情况下，水和酒精升高相同的温度，不能判断哪个物体吸收的热量较多，故C错误；
D．在四冲程内燃机中，做功冲程是高温高压的燃气对活塞做功，燃气的内能减少，活塞的机械能增加，内能转化为机械能，故D正确。
故选D。
二、单选题
8．（2022·北京平谷·二模）下列说法中正确的是（　　）
A．物体吸收了热量，温度一定升高
B．汽油机工作时，做功冲程将内能转化为机械能
C．温度为0℃的物体没有内能
D．物体的内能的改变一定是通过做功来实现的
【答案】B
【解析】
A．晶体在熔化时，吸热但温度保持不变，因此物体吸收了热量，温度不一定升高，故A错误；
B．汽油机工作时，做功冲程将燃料燃烧的内能转化为汽油机的机械能，故B正确；
C．任何温度的物体都有内能，故C错误；
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，故D错误。
故选B。
9．（2022·北京平谷·二模）根据下列表中的数据，得出以下四个结论，其中正确的是（　　）
物质
密度ρ/（kg·m-3）（常温常压下）
物质
熔点/℃（标准大气压下）
物质
比热容c/[J/（kg·℃）]（常温常压下）
水
1.0103
铜
1083
干泥土
0.84103
水银
13.6103
铝
660
水
4.2103
冰
0.9103
铅
328
铜
0.39103
A．一块冰化成水后，体积不变
B．铅的凝固点是328℃
C．用来熔化铜的器皿可以用铝制成
D．干泥土和水降低相同的温度，水放出的热量较多
【答案】B
【解析】
A．由表格信息可知，常温常压下，冰的密度小于水的密度，由密度公式的变形式

可知，一块冰熔化成水以后质量不变，而由于密度变大，体积会减小，故A错误；
B．金属属于常见的晶体，而铅是金属，因此铅属于晶体。相同条件下，同种晶体的凝固点和熔点相同，从表格中可知铅的熔点是328℃，即相同条件下铅的凝固点也是328℃，故B正确；
C．由表格信息可知，标准大气压下铜的熔点为1083℃，铝的熔点为660℃，如果用铝来制作熔化铜的器皿，在加热过程中，铝会先达到熔点，发生熔化，因此不能使用铝这类熔点低于铜熔点的材质做为熔化铜的器皿，故C错误；
D．物体放出热量的公式为

决定物体放出热量多少的因素是物质的比热容c、物体的质量m以及温度变化量，由表格数据可知干泥土的比热容小于水的比热容，但选项中没有说明干泥土和水的质量关系，因此干泥土和水降低相同的温度时，不能确定哪个放出的热量多，故D错误。
故选B。
10．（2022·北京顺义·二模）如图所示的四个实例中，用热传递的方式来改变物体内能的是（　　）
A．用木棍钻横木时，木棍与横木的摩擦处温度升高
B． 用钢锯锯木板时，锯条温度升高
C．用酒精灯加热试管中的水，水的温度升高
D．来回快速拉动皮条，金属管的温度升高
【答案】C
【解析】
A．钻木取火时，不断地摩擦木头，是克服摩擦做功，属于用做功的方式改变物体的内能，故A不符合题意；
B．用钢锯锯木板时，摩擦生热，机械能转化为内能，锯条的温度会升高，属于做功改变物体的内能，故B不符合题意；
C．用酒精灯给水加热，水从酒精灯火焰吸收热量，属于通过热传递改变物体的内能，故C符合题意；
D．来回快速拉动皮条，克服摩擦做功，金属管温度升高，属于通过做功改变物体的内能，故D不符合题意。
故选C。
11．（2022·北京丰台·二模）某同学根据下列表中的数据，得出以下四个结论，其中正确的是（　　）
物质
密度ρ/（kg·m-3）（常温常压下
物质
熔点/℃（在标准大气压下）
物质
比热容c/[J （kg·℃）-1]
水银
13.6×103
铝
660
水
4.2×103
铜
8.9×103
海波
48
酒精
2.4×103
铝
2.7×103
冰
0
冰
2.1×103
水
1.0×103
水银
-38.8
干泥土
0.84×103
A．固体的密度一定大于液体的密度
B．质量和体积均相等的铜球和铝球，铝球一定是空心的
C．在一个标准大气压下，温度为48℃的海波一定是液态的
D．质量相等的水和干泥土升高相同的温度，水吸收的热量较多
【答案】D
【解析】
A．水银的密度为13.6×103kg/m3，铝的密度为2.7×103kg/m3，水银的密度大于铝的密度，固体的密度不一定大于液体的密度，故A错误；
B．若铜球和铝球都是实心的，质量相等，由于
ρ铝<ρ铜
则
V铝>V铜
若二球的体积相等，所以铜球一定是空心的，铝球可能是实心，也可能是空心，故B错误；
C．在一个标准大气压下，海波的熔点是48℃，48℃的海波可能是固态，也可能是液态，还可能是固液共存状态，故C错误；
D．质量相等的水和干泥土，升高相同的温度，水的比热容比干泥土的大，由Q吸=cmΔt可知水吸收的热量多，故D正确。
故选D。
12．（2022·北京朝阳·二模）下列实例中，通过热传递的方式改变物体内能的是（　　）
A．将热鸡蛋放入冷水中，鸡蛋温度降低
B．两只手相互摩擦，手的温度升高
C．内燃机中的活塞压缩气缸内的气体，气体温度升高
D．瓶内高压气体使瓶塞跳起，瓶内气体的温度降低
【答案】A
【解析】
A．把热鸡蛋放入冷水中，鸡蛋的内能转移到冷水，使鸡蛋的温度降低，是热传递的方法改变鸡蛋的内能，故A符合题意；
B．两手相互摩擦，是克服摩擦做功，使手的温度升高、内能增大，故B不符合题意；
C．内燃机中的活塞压缩气缸内的气体，活塞对气体做功，气体的内能增加，温度升高，故C不符合题意；
D．瓶内高压气体使瓶塞跳起，气体对瓶塞做功，气体内能减少，温度降低，故D不符合题意。
故选A。
13．（2022·北京石景山·二模）下列实例中，属于通过做功的方式改变物体内能的是（　　）
A．钻木取火，木头温度升高 B．热水袋暖手，热水袋温度降低
C．燃气烧水，水的温度升高 D．阳光下晒被，棉被的温度升高
【答案】A
【解析】
A．钻木取火，对木头做功，内能增加，木头温度升高，属于做功的方式改变物体内能，故A符合题意；
B．热水袋暖手，热水袋温度降低，属于热传递的方式改变物体内能，故B不符合题意；
C．燃气烧水，水的温度升高，属于热传递的方式改变物体内能，故C不符合题意；
D．阳光下晒被，棉被的温度升高,属于热传递的方式改变物体内能，故D不符合题意。
故选A。
14．（2022·北京房山·二模）下列实例中，属于做功改变物体内能的是（　　）
A．用力快速搓手，手的温度升高
B．将手放在热水袋上，手的温度升高
C．在饮料中放冰块，饮料的温度降低
D．在阳光的照射下，室内的温度升高
【答案】A
【解析】
A．用力快速搓手，手的温度升高，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于做功改变物体内能，故A符合题意；
B．将手放在热水袋上，手的温度升高，属于热传递改变物体内能，故B不符合题意；

C．在饮料中放冰块，饮料的温度降低，属于热传递改变物体内能，故C不符合题意；
D．在阳光的照射下，室内的温度升高，属于热传递改变物体内能，故D不符合题意。
故选A。
15．（2022·北京石景山·一模）下列关于热学知识，说法正确的是（　　）
A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多
B．四冲程汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能
C．物体很难被压缩，说明分子间只存在相互作用的斥力
D．夏天荷花飘香，这是扩散现象，可以说明组成物质的分子在运动
【答案】D
【解析】
A．放出的热量不仅仅与燃料热值有关，还与质量有关，故热值大的燃料完全燃烧，质量可能比较小，放出热量少，故A错误；
B．做功冲程中将燃气的内能转化为机械能，为汽车提供动力，故B错误；
C．分子间的引力和斥力是同时存在的，故C错误；
D．荷花飘香是分子在做无规则运动，是分子扩散现象，故D正确。
故选D。
三、综合题
16．（2022·北京·清华附中三模）阅读《实践十号卫星》
实践十号卫星
我国首颗微重力科学和空间生命科学实验卫星——实践十号安全着陆，任务圆满成功，标志着我国返回式卫星迎来发展新阶段。
卫星的回收是一个极其复杂的过程，这是因为卫星在轨道上高速飞行，当完成任务后需要它返回的时候，超高的速度冲向地球大气层，再入大气层的时候会与空气产生强烈的摩擦，卫星的表面会产生很高的温度，这就要求实践十号卫星在设计上充分考虑如何控制返回姿态，如何可靠地对付再入大气层时产生的极高温等难题。我国的实践十号卫星采用弹道式回收方式，它的特点是，航天器在进入返回轨道，再入大气层的时候，只受阻力作用而不产生升力，因而，下降的速度快，落点无法调整和控制，可能产生较大的落点偏差。
实践十号卫星主要任务之一是开展空间科学实验，研究、揭示微重力条件和空间辐射条件下物质运动及生命活动的规律。科学上讲的“微重力”，就是通常说的“失重”。这种环境中有效重力水平极低，仅为地球表面重力的倍，与物体受到的其他的力相比，重力的大小微乎其微，因此可以不再考虑。在这样的环境里，物体都是“飘着”的。实践十号此次搭载的19个科学实验是从200多个项目中公开遴选出来的，主要集中在前沿的流体力学和材料科学、空间生命科学等领域。其中还包括和法国、日本等国际合作的项目。
请根据上。述材料，回答下列问题：
（1）航天器在返回时，与空气摩擦生热，机械能转化为___________；
（2）质量为10kg的物体，在绕地球正常运行的实践十号中受到的重力为约为___________N；（用科学计数法表示）
（3）实践十号在微重力环境中，物体受到的重力仅为地球表面重力的倍，与物体受到的其它力相比，重力的大小微乎其微，下列在地球表面能做的实验，在实践十号的微重力环境下也能完成的是( )。
A．探究浮力大小与哪些因素有关       B．合力与分力大小的关系
C．动能与重力势能的转化       D．测量自由下落小球的平均速度
【答案】     内能          B
【解析】
（1）[1]航天器返回时，与空气摩擦生热，即克服摩擦做功，将航天器的机械能转化为内能。
（2）[2]绕地球正常运行的实践十号中，物体受到的重力
G=mg=10kg×10N/kg×10-6=1×10-4N
（3）[3]在实践十号中，物体受到的重力可忽略不计。
A．探究浮力的大小与哪些因素有关需要测重力，所以此探究无法完成，故A不符合题意；
B．合力与分力的大小的关系无需测量重力，所以在微重力环境下可以完成，故B符合题意；
C．动能与重力势能的转化中，重力势能与重力有关，所以在微重力条件下无法完成，故C不符合题意；
D．测量自由下落小球的平均速度，小球能自由下落是由于受到重力的作用，所以在微重力条件下无法完成，故D不符合题意。
故选B。
17．（2022·北京丰台·二模）请阅读《神舟十三号“回家”之旅》并回答。
神舟十三号“回家”之旅
2022年4月16日，神舟十三号载人飞船结束了长达半年的“太空出差”，搭载我国三名航天员成功返回地面，刷新了我国航天员单次飞行任务太空留时间的记录。神舟十三号载人飞船返回地而主要经历哪些过程呢？
第一步：分离撤离。航天员从空间站撒离到神舟十三号载人飞船内，进行返回前的准备工作。在地面控制中心的控制下，操作神舟十三号载人飞船与空间站组合体实施分离，如图所示。

第二步：制动离轨。神舟十三号载人飞船的前段是轨道舱，中段是返回舱，后段是推进舱。在降低轨道前，轨道舱和返回舱首先行分离，随后推进舱的发动机点火制动，使返回舱和推进舱组合体减速，飞船高度逐渐下降脱离原轨道。在进入大气层之前完成推进舱分离，返回舱进入返回轨道。
第三步：再入大气层。神舟十三号载人飞船的返回舱下降到距地面约100km高度时，开始进入大气层，这也是返回过程中环境最为恶劣的阶段。随着大气密度越来越大，返回舱与大气剧烈摩擦，其外部温度高达上千摄氏度，就像一个火球，如图所示。与此同时，返回舱与大气摩擦会产生可以屏蔽通讯信号的等离子气体层，它会使返回舱在一定高度区域内与地面控制人员通讯中断，这个区域被称为“黑障区”。

第四步：安全着陆。神舟十三号载人飞船的返回舱在距地面约10km高度时，依次打开引导伞、减速伞和主伞，使返回舱的速度降到约9m/s。在距地面约1m时，返回舱启动反推发动机，如图所示，使其速度降到约2m/s，最终确保航天员安全着陆。

从2003年神舟五号载人飞船发射成功，至今我国实施载人飞行任务已经有19年。我国载人航天工程从1人1天到多人多天，从舱内工作到太空行走，从短期停留到中长期驻留的不断地跨越，每一次的跨越都凝聚着航天人飞天逐梦的勇敢和执着，为人类和平利用太空贡献了中国智慧和力量。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）神舟十三号载人飞船与空间站组合体分离前，以空间站组合体为参照物，载人飞船是___________的。（选填“运动”或“静止”）
（2）返回舱与大气剧烈摩擦升温，是通过___________（选填“做功”或“热传递”）方式改变物体内能的。
（3）返回舱进入“黑障区”时，会与地面通讯中断，是因为___________。
（4）着陆时，启动反推发动机可以使返回舱受到向上的制动力，是因为___________。
【答案】     静止     做功     返回舱与大气摩擦会产生可以屏蔽通讯信号的等离子气体层     力的作用是相互的
【解析】
（1）[1]神舟十三号载人飞船与空间站组合体分离前，以空间站组合体为参照物，载人飞船相对于空间站组合体的位置不发生变化，故载人飞船是静止的。
（2）[2]返回舱与大气剧烈摩擦，摩擦力对返回舱做功，摩擦力做的功转化成物体的内能，此过程中是通过做功改变物体的内能的。
（3）[3]返回舱与大气摩擦会产生可以屏蔽通讯信号的等离子气体层，它会使返回舱在一定高度区域内与地面控制人员通讯中断，这个区域被称为“黑障区”。
（4）[4]着陆时，启动反推发动机，发动机向下喷气，给气体向下的推力，由于力的作用是相互的，气体向上推返回舱，可以使返回舱受到向上的制动力，这是由于物体间力的作用是相互的。
18．（2022·北京西城·二模）请阅读《白鹤滩水电站》并回答：
白鹤滩水电站
中国西南地区水能资源丰富，由于金沙江有极大的落差和丰富的水量，因此这里蕴藏的水能是世界之最。白鹤滩水电站是建造于金沙江下游千流河段梯级开发的第二个梯级电站，它是我国“西电东送”国家重大项目之一。
白鹤滩水电站要建造在崇山峻岭之间，在施工方面，面临着世界级挑战。为保证水电站大坝建设质量，中国建设者们利用多项技术创新，真正解决了“无坝不裂”的世界级难题，充分展现了“中国智慧”。大坝的建造全坝采用低热水泥混凝土，这还是全球首次。并且在坝体内还埋设了上万个检测器，可实时感知坝体温度、形变情况、应力状态等重要信息。随时了解混凝土内部温度，可及时利用循环冷却水管进行针对性降温，再加上降温喷雾，以确保大坝温度低于设计温度，于是能全方位防止大坝开裂，创造了没有一条毫米级裂缝的奇迹。并且，大坝的建造与周围的花岗岩山体形成整体（如图所示），使大坝抗震能力成为世界第一。

白鹤滩水电站大坝高289m，比三峡大坝还高出108m，在白鹤滩大坝建成后，库区水位远超三峡库区，巨大的水压会威胁大坝的安全，因此，水电站大坝不能采用三峡大坝的重力坝，而采用了双曲拱坝。基于河谷形状建造拱坝，既节约材料又减小自身压力，安全性更高。
2022年1月18日，白鹤滩水电站最后一台水轮发电机组顺利吊装完成。其中共安装16台由我国自主研制的单机容量为100万千瓦的水轮发电机组，成为全球单机容量之最。水电站总装机容量达到1600万千瓦，年平均发电量624.43亿千瓦时，足够一座数百万人口大城市使用一年。
白鹤滩水电站的建成和投产，标志着中国水电事业已从“跟跑者”走向“世界先进水平的引领者”。为实现2030年碳中和目标，需要更多利用可再生清洁能源取代传统的火电。在白鹤滩水电站全面投产后，每年相当于节约标煤2000多万吨，将减排二氧化碳约5160万吨。白鹤滩水电站将对中国能源安全与升级起到保障性作用，并将推动我国不断向绿色低碳的发展目标迈进。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）金沙江蕴藏水能是世界之最，请简要分析金沙江水具有巨大水能的原因________；
（2）在建造白鹤难水电站大坝的过程中，利用循环冷却水管对坝体进行针对性降温。在循环冷却管中用水作为冷却介质，主要利用了水________的特性；
（3）小明所在的中学每年平均用电5000度，请你估算：若白鹤滩水电站16台水轮发电机同时正常工作1h，所发电量可以供小明所在的中学使用________年。
【答案】     见解析     比热容大     3200
【解析】
（1）[1]因为物体的重力势能跟其质量和被举高的高度有关。由于金沙江有极大的落差和丰富的水量，使江水具有极大的重力势能，因此金沙江蕴藏着丰富的水能。
（2）[2]由公式Q=cmΔt知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热容最大，所以吸收的热量更多，冷却效果好。
（3）[3]16台水轮发电机同时正常工作1h产生的电能
W=Pt=1.6×107kW×1h=1.6×107kW·h
可以供小明所在的中学使用的时间


19．（2022·北京顺义·一模）列材料，回答问题。
材料一：2022年北京冬奥会上运动员的“战袍”可谓是集结了科学家们的心血，一件“战袍”运用了许多现代高科技技术手段。以速度滑冰紧身服为例，面料采用类似高尔夫球上的蜂窝结构的粗糙纹理结构，可以减少尾流的湍流现象，从而达到减阻效果。一定规律的粗糙表面可以使滑雪服降低10%的阻力，这跟常识中“面料越光滑，阻力越小”的认知相反，主要是因为，在一定程度上，略微粗糙的材料能够使得空气在材料表面以较为平稳的方式流过，以较好的方式引导风的流动，有助于降低压差阻力。
材料二：2022年北京冬奥会，为给运动员找到最佳的运动姿态，产生最小的阻力以提高速度，采用了导弹风洞为运动员训练。什么是风洞，通俗来说，风洞就是用来产生人造气流的管道，它利用人工产生和控制气流，用以模拟飞行器等物体在自然环境中飞行时的气流运动状况，同时可以观察、度量气流对物体的作用。这个用于训练的风洞口径宽2.5m，高3m，测试段长度8m，设计风速151.2km/h，完全可以满足目前所有冬奥竞速类体育项目的训练要求。
材料三：“凤出张北，电送北京”。一台矗立于张北县的桨叶直径146m的凤电机组，日均发电约2.45万度，可供首钢滑雪大跳台中心完成本届冬奥会期间的全部造雪量，相当于在一个标准篮球场堆出28m高的雪；一度绿电，能点亮颁奖广场主舞台22s，能让厨师在冬奥村“全电厨房”制作两份菜品……据测算，2022年冬奥会和冬残奥会整个过程，会场馆预计共消耗“绿电”约4亿度，风力发电可减少标煤燃烧12.8万吨（标煤即每千克标准煤为2.9271×107J），减排二氧化碳32万吨。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）速度滑冰运动服，想达到减阻的效果，运动服面料的表面______（选填选项前字母）；
A．非常光滑
B．有一定规律的粗糙
C．非常粗糙
（2）已知汽油的热值是4.6×l07J/kg，根据材料中信息可知，标煤的热值______汽油的热值（选填“大于”或“小于”）；
（3）对于材料中的为运动员训练的风洞，请估算在未进行训练时风洞内的空气质量，要求写出估算过程______。（空气密度约为ρ=1.3kg/m3）
【答案】     B     小于     78kg
【解析】
（1）[1]由材料一中信息：“在一定程度上，略微粗糙的材料能够使得空气在材料表面以较为平稳的方式流过，以较好的方式引导风的流动，有助于降低压差阻力。”可知有一定规律的粗糙的面料制作的运动服具有较好的减阻效果。故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
（2）[2]由材料三中信息：“标煤即每千克标准煤为2.9271×107J”可知标煤的热值为2.9271×107J/kg，所以标煤的热值小于汽油的热值。
（3）[3]未进行训练时风洞内的空气没有流动，空气体积为

风洞内空气质量为

20．（2022·北京西城·一模）请根据材料，回答下列问题：
北京冬奥火炬的科技“外衣”
2022年2月4日，第24届冬奥会在北京隆重开幕，奥运火炬再次在“鸟巢”点燃，北京成为世界上首个“双奥之城”。如图所示，是北京冬奥会火炬“飞扬”，它银红相间的颜色、旋转上升的外形象征着“冰火相约，激情飞扬，照亮冰雪，温暖世界”。
火炬“飞扬”不仅造型优美飘逸，它的“外衣”还蕴含着新科技。它是中国研发团队利用碳纤维与高性能树脂研制出的一种新材料—碳纤维复合材料制造的，这堪称世界首创。由于碳纤维质量约为同体积钢质量的四分之一，但强度却是钢的7至9倍，这使得火炬不仅手感轻，而且还很坚固。
另外，为了使火炬“飞扬”不仅环保，还能在极寒天气中使用，“飞扬”采用氢作燃料，但氢的燃烧温度能达到800℃，一般的复合材料都经不住500℃的考验。于是中国研发团队利用一种耐高温树脂材料—聚硅氮烷树脂，经过测试与工艺调整，这种新材料可以经受1200℃的高温。它作为第三代树脂材料，兼具了有机物超强附着力与无机物耐高温的特点，同时集耐腐蚀、耐磨损、防污防水等优势于一身，达到了奥运火炬的设计要求。

（1）火炬“飞扬”的外壳采用碳纤维材料制成，这是因为碳纤维具有__________小、硬度大的特点；
（2）火炬“飞扬”的燃料是氢，当氢燃烧时，__________能转化为内能；已知氢的热值为1.4×108J/kg，若完全燃烧20g的氢，所放出的热量为__________J；
（3）第三代树脂材料一聚硅氮烷树脂具备哪些优势，达到了奥运火炬的设计要求_________。
【答案】     密度
     化学     2.8×106     见解析
【解析】
（1）[1]火炬“飞扬”的外壳采用碳纤维材料制成，质量约为同体积钢质量的四分之一，但强度却是钢的7至9倍，所以碳纤维具有密度小、硬度大的特点。
（2）[2]火炬“飞扬”的燃料是氢。当氢燃烧时，发生化学变化将化学能转化为内能。
[3]若完全燃烧20g的氢，所放出的热量

（3）[4]第三代树脂材料一聚硅氮烷树脂具备优势：①手感轻，而且还很坚固，②具了有机物超强附着力与无机物耐高温的特点，③集耐腐蚀、耐磨损、防污防水等优势于一身，达到了奥运火炬的设计要求造型优美飘逸，蕴含着新科技，环保，还能在极寒天气中使用。
四、填空题
21．（2022·北京东城·二模）请阅读《“神十三”号载人飞船成功返回地球》并回答24题。
“神十三”号载人飞船成功返回地球
2022年4月16日，神舟13号载人飞船搭载着圆满完成了180天空间站内工作的三名航天员，顺利返回地面。
神舟13号载人飞船是由轨道舱、返回舱、推进舱组成，其中，返回舱最终将航天员送回地球。返回舱是怎么返回地球的呢？返回时，航天员们会经历什么围难呢？
神舟13号载人飞船返回舱返回地球要经历四个阶段。
首先是“制动离轨”阶段，在这个阶段返回舱与轨道舱分离后，在推进舱的作用下进入返回轨道。
然后是“自由下降”阶段。这一阶段返回舱迎来“回家”路上的第一个挑战——在自由飞行状态下要想成功的从太空中进入大气层，必须按照准确的角度，否则将会销毁在大气层中。
接下来就是“再入阶段”，这是返回过程中遇到的第二大困难，也是最危险的阶段！在这一过程中返回舱成落体状态将与稠密的大气层产生激烈的摩擦，温度能达到几千摄氏度，返回舱的最外层安装特殊的固态防热材料，通过特殊的防热材料变成液态、气态的方式可以避免返回舱被烧毁，这还不是最危险的，返回舱在下降过程中会经历一个“无线电障碍区”，在这个区域内，返回舱是接收不到地面的任何无线电信号的，同样地面也监测不到返回舱的信号，这是一个“失联”的过程，只有当返回舱安全下降到一定高度后，无线电信号恢复，这时返回舱再实施升力控制，让舱里的压力降到人能承受的范围之内，对准预定的着陆场进行着陆准备。
载人飞船返回地面是一个艰难的过程，除了飞船本身的因素外，还受到天气因素的影响，最主要的就是风速。
成功着陆后，航天员还需要隔离恢复一段时间。因为宇宙中布满了带辐射的射线会对人体造成伤害，长时间的失重环境还会导致航天员肌肉萎缩，到达地面后还要经过适应重力环境的过程，可见航天员有多么的不容易啊。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）返回舱里的航天员依靠__________（选填“电磁波”或“超声波”）与地面进行联系。
（2）文中所提到的“特殊固态防热材料”，在返回舱经历“再入阶段”的过程中，所起到的主要作用是__________
（3）返回舱着陆段利用降落伞减速时，若开伞的瞬间，返回舱受到的向上的力大于它的重力，开伞的瞬间返回舱__________（选填“向上”或“向下”）运动。
（4）请大家从文中任选一句话，并指出其中涉及到的物理知识__________。
【答案】     电磁波     防热材料变成液态、气态时可以吸热，避免返回舱被烧毁     向下     见解析
【解析】
（1）[1]电磁波可以在真空中传播，返回舱里的航天员依靠电磁波与地面进行联系。
（2）[2]由材料可知，返回舱的最外层安装特殊的固态防热材料，通过特殊的防热材料变成液态、气态的方式吸收热量从而避免返回舱被烧毁。
（3）[3]返回舱着陆段利用降落伞减速时，若开伞的瞬间，返回舱受到的向上的力大于它的重力，由于合力的方向向上，开伞的瞬间返回舱做减速运动，但仍向下运动。
（4）[4]“再入阶段”返回舱成落体状态将与稠密的大气层产生激烈的摩擦，温度能达到几千摄氏度。
物理知识：返回舱克服摩擦力做功，机械能转化为内能，返回舱的内能增大，温度升高，这是通过做功的方式改变物体的内能。
22．（2022·北京房山·二模）请阅读《新型陶瓷》并回答题。
新型陶瓷
传统陶瓷主要采用天然的岩石、矿物、粘土等材料做原料。新型陶瓷则采用人工合成的高纯度无机化合物为原料。新型陶瓷材料在性能上有其独特的优越性。
导电陶瓷是在陶瓷的表面涂覆各种导电材料，使它具有耐高温、抗氧化、抗腐蚀等特性，适用于条件恶劣的环境。但也有它的缺点：脆，易碎。导电陶瓷具有其他材料无可比拟的特性，目前已经广泛运用到我们日常的生产和生活中。并且在这些科技领域起着非常重大的作用，如：用于燃料电池、航天器、发动机、微电子行业、电力系统、交通运输、选矿和探矿、环保和医药、高能核试验和热核聚变，冶金过程中温度的监测等。
压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的陶瓷材料，具有压电性，包括正压电性和逆压电性。如图甲所示，正压电性是指某些电介质在机械外力作用下，介质内部正负电荷中心发生相对偏移而引起极化，从而导致电介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。如图乙所示，逆压电性是指给具有压电性的电介质加上外电压会发生的变化，压电陶瓷会有变形。压电陶瓷之所以会有变形，是因为当加上与自发极化相同的外电压时，相当于增强了极化强度。传声器、耳机、蜂鸣器、超声波探测仪等应用的声音转换器，都是应用压电陶瓷制作的。

请根据上述材料，回答下列问题：
（1）陶瓷实现导电的做法______；
（2）新型陶瓷材料在性能方面的优越性有_______ ；（写出一个方面即可）
（3）压电陶瓷是将______能和电能互相转换；
（4）正压电性和逆压电性的区别______。
【答案】     表面涂有各种导电材料     耐高温     机械     见解析
【解析】
（1）[1]由材料可知，陶瓷实现导电的做法是在陶瓷的表面涂覆各种导电材料。
（2）[2]由材料可知，新型陶瓷具有耐高温的特性。
（3）[3]由材料可知，压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的陶瓷材料。
（4）[4]由材料可知，正压电性是外力作用下，介质内部产生极化，将机械能转换为电能。逆压电性是加外电压后，压电陶瓷会有变形，将电能转换为机械能。
23．（2022·北京延庆·一模）如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图。D图是_______冲程，图E、F是演示实验的示意图，与D图原理相同的是_______图所示的演示实验（选填字母）。
A．B．C．
D．E．F．
【答案】     做功     F
【解析】
[1]A图中，排气门开启，活塞向上运动，气体流出汽缸，是排气冲程；
B图中，进气门开启，活塞向下运动，气体流入汽缸，是吸气冲程；
C图中，两气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；
D图中，两气门都关闭，活塞向下运动，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能。
[2]E图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；F图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能，因此与做功冲程原理相同的是F实验。
五、实验题
24．（2022·北京市朝阳区陈经纶中学分校实验学校三模）阅读下列短文，回答问题。
太空授课
2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。

首先王亚平老师用金属环在水袋中取出一个水膜，再逐渐往水膜中注水，随着水的增多， 水膜慢慢变成一个接近完美球体的水球，然后又用注射器往水球中注入一个气泡，令人惊讶的是气泡并没有向上飘，而是老老实实待在水球中，此时可以在水球中同时看到一正一倒的两个像（如图甲）。此次太空授课还展示了浮力消失的实验，王亚平老师把乒乓球压入水中，松手后乒乓球没有上浮，而是悬浮在水中（如图乙）。叶光富老师还演示了太空行走，他使劲挥手抬腿没有成功，反而还飘了起来（如图丙）。
（1）水膜和水球的形成说明分子间存在相互作用的___________（选填“引力”“斥力”或“引力和斥力”）；
（2）通过简化图丁，可知其中正立的像是光经过 1、2 这两个透镜形成的像，请你利用刻度尺判断 1、2 这两个透镜是那种透镜，并写出判断的依据。( )
（3）请你根据浮力产生的原因，分析乒乓球压入水中后，乒乓球所受浮力消失的原因：( )
（4）航天员在空中和空间站一起做匀速圆周运动，空间站中航天员由于失重而飘了起来（如图丙），此时航天员___________（选填“受”或“不受”）地球引力作用
【答案】     引力     凹透镜，中间薄、边缘厚的透镜，还成正立的虚像     液体对物体上下表面没有压力     受
【解析】
（1）[1] 通常液体分子间的距离比固体分子间的距离大，因此水膜和水球的形成说明分子间存在相互作用的引力。
（2）[2] 水球中间部分被气泡分为了两部分，中间是空气、气泡周围是水，此时是一个中间薄、边缘厚的透镜，则中间部分相当于变成了两个凹透镜的组合，这个时候又出现了一个正立的虚像，所以光经过1、2是凹透镜形成的像。
（3）[3] 空间站里由于液体重力消失，液体内部各处压强相同，因而液体对物体上下表面没有压力，也就没有了压力差，因此物体也就不受浮力。
（4）[4] 空间站中航天员由于失重而飘了起来，此时空间站中航天员绕地球做圆周运动，则一定受地球的引力作用。
25．（2022·北京顺义·二模）在比较煤油和水比热容的大小时，用完全相同的两个烧杯分别装上质量和初温相等的煤油和水，用两个相同的电加热器加热。

（1）电加热器每秒放出的热量是一定的，当浸没在煤油（或水）中加热时，可认为煤油（或水）每秒吸收的热量相同，因此可以用_______表示煤油（或水）吸收热量的多少；
（2）利用煤油和水温度随时间变化的图像比较它们的比热容。图甲，加热相同时间，比较温度变化的大小，温度变化_______（选填“大”或“小”）的比热容大；图乙，升高相同温度，比较加热时间，加热时间长的比热容_______（选填“大”或“小”）。
【答案】     加热时间     小     大
【解析】
（1）[1]电加热器每秒放出的热量是一定的，当浸没在煤油（或水）中加热时，可认为煤油（或水）每秒吸收的热量相同，所以加热时间相同，水和煤油吸收的热量相同，可以用加热时间来表示煤油或水吸收热量的多少。
（2）[2][3]加热时间相同，即水和煤油吸收热量相同，由

可知温度变化大的物体，比热容小，吸热能力差，温度变化小的物体，比热容大，吸热能力强；升高相同温度，比较加热时间，加热时间长的物体吸收热量多，比热容大。