四、综合题(共18分)

21.社会发展到今天，能源危机开始困扰人类，人们正在寻找各种未来能源，以维持人类社会的持续发展，热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下，利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变。聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量，就像造出一个“人造太阳”。反应后的生成物是无放射性污染的氦。

若建成一个实验反应堆，可以在16 min产生1.44×1012 J的热量。据媒体报道：1 L海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量，相当于300 L汽油完全燃烧所释放的热量。

请根据所提供的数据进行估算，并回答以下问题：

(1)若汽油的密度约为0.7×103 kg/m3,300 L汽油的质量是多少?( 1 L=1×10-3m3)

(2)若汽油的热值约为5×107 J/kg,300 L汽油完全燃烧能释放多少热量?

(3)需要从多少升海水中提取氢的同位素，在发生聚变时才可以产生1.44×1012 J的热量?若这些热量转化为电能的效率为50% ，则它可以供给一台功率是2 kW的空调正常工作多少小时?

(4)新华网北京2009年6月11日电，位于成都的核工业西南物理研究院在受控核聚变实验装置——中国环流器二号A装置上近日首次实现了偏滤器位形下高约束模式运行(如图)。 专家指出，这是中国磁约束聚变实验研究史上具有里程碑意义的重大进展，标志着中国磁约束聚变能源开发研究综合实力与水平得到了极大提高。读了上述材料和数据后，你一定会有很多感受，谈谈你对“人造太阳”的认识。

参考答案

1. 答案：C A选项弯折铁丝，对铁丝做功，使铁丝的内能增加 ，是机械能转化为内能;B、D选项都是通过热传递的方式改变物体的内能，是内能从一个物体转移到另一个物体上;C选项汽油机的做功冲程，燃气对外做功，把内能转化为机械能。

2. 答案：B 煤的燃烧将化学能转化为内能，传递给水产生高温、高压的水蒸气;水蒸气推动汽轮机转动，将内能转化为机械能;汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能。所以能量的转化过程是：化学能→内能→机械能→电能，故B项正确。

3. 答案：BCD 排球在上升的过程中，小阳对排球已经没 有力的作用，故不可能做功，A选项错误;排球下落的过程中，高度降低，排球的重力势能转化为动能，故变小，B选项正确;排球在上升的过程中，受到的力只有重力，故方向仍然是竖直向下，C选项正确;排球在下落的过程中，速度越来越大，即重力做功的功率变大，做功越来越快，D选项正确。

4. 答案：A 用收集的太阳能加热水，再用水蒸气发电，能量的转化为太阳能→内能→电能。

5. 答案：A 电梯匀速上升时，丁先生的动能不变，重力势能增加，机械能增加，这一过程是电能转化为机械能，因此只有选项A正确。

6. 答案：A 依据原子的核式结构模型可知：原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的，带负电荷的电子在原子核外空间绕核运动。原子的质量主要集中在原子核上，但不是全都集中在原子核上，因为电子也有质量。原子核是由质子和中子组成的，质子的质量近似等于中子的质量。质子和中子靠核力结合，但质子的个数不一定等于中子的个数。

7. 答案：D 航标灯在海面上飘动，将海水的机械能转化为电能。

8. 答案：A B、C项不符合实际，水力和风力资源在地球上的分布是不均匀的，应根据当地实际。故 选A项。

9. 答案：A 跳伞员在空中匀速下降是将机械能转化为内能;风力发电是将空气的机械能转化为电能;制动后的火车速度越来越慢，最后停在站台是将机械能转化为内能;水力发电是将水的机械能转化为电能。所以它们的共同点是将机械能转化为其他形式的能。

10. 答案：A 物体的动能与物体的质量及物体的速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大;重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，提升的高度越大，物体的重力势能就越大。飞机在某一高度水平匀速飞行时，飞机的高度和速度都不变，但喷洒农药后，飞机的质量变小，所以飞机的动能和势能都减小。本题答案为A。

11. 解析：核电站的核心是核反应堆，是通过控制裂变反应释放核能的设备，铀核发生裂变时会释放出能量。

答案：核能发电 核裂变 核反应堆 铀

12. 答案：内 不能

13. 解析：太阳能汽车是通过光电转化将太阳能转化为电能，再将电能转化为机械能，太阳能汽车没有排放物，无污染、节能、环保等。

答案：机 械 无污染(其他合理答案均可)

14. 解析：风能是可再生能源，是一次能源。

答案：原始 风 一 可再生

15. 解析：由太阳能光伏发电系统发出的电能与标准煤完全燃烧放出的热量相等知，mq=W，则有m=W/q=3×106×3.6×106/3.0×107(kg)=360 t，太阳能发电无污染，不会产生噪音，且太阳能是可再生能源，利用太阳能可大大减小不可再生能源的消耗。

答案：360 节能、减少不可再生能源的消耗、污染少(环保)、减少噪声等

16. 解析：通过探索生活中能量转化的物理现象，揭示隐藏其中的物理规律，使物理课程更贴近我们的日常生活。

答案：电风扇：电能→机械能;电饭锅：电能→内能;白炽灯：电能→光能和内能。

17. 解析：火箭是利用 燃料燃烧释放的内能做功的机器。它自带燃料和氧化剂，可以在大气层外工作，能够用来发射人造卫星和宇宙飞船。宇宙飞船脱离火箭后，绕地球沿椭圆形轨道运行，从发射、在轨运行到返回地面，运动状态以及对应的能量状态都在不断变化。因此，可以从能量转化、运动和相互作用角度列举与此事件相关的物理知识。

答案：(1)火箭点火升空过程中，燃料燃烧把化学能转化为内能

(2)火箭点火后，燃料燃烧生成的高温高压燃气膨胀推动火箭做功，把燃气的一部分内能转化为机械能，使火箭腾空而起

(3)火箭升空过程中，克服火箭和大气之间的摩擦做功，把机械能转化为内能，使火箭外壳内能增加，温度升高

(4)宇宙飞船入轨后，从近地点向远地点运动过程中做减速运动，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能

(5)宇宙飞船从远地点向近地点运动过程中做加速运动，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能

(6)宇宙飞船在轨运行过程中，太阳能电池板将太阳能转化为电能供飞船内仪器设备使用(任选两项)

18. 解析：小球在不断地弹跳过程中，动能与弹性势能、重力势能相互转化，高度越来越低是 机械能转化成了内能。

答案：小球在手中具有重力势能，当它离开手落向地面时，重力势能转化为动能，当它撞击地面发生弹性形变时，动能转化为弹性势能，它在恢复原状的过程中，弹性势能又转化为动能，使它离开地面，向上弹起。由于存在空气阻力，小球的机械能有一部分要克服空气阻力做功，即要转化为内能，且小球在每次撞击地面时也有部分机械能转化为内能，所以机械能的总量在减少，所以小球每次弹起的高度也都比前一次要低。

19. 解析：太阳能的广泛应用，对缓解能源危机和环保都有很大好处，太阳能电池在接受日光照射时，先由太阳能电池把太阳能转化为电能，再由电能转化为化学能，在使用时，把储存的化学能转化为电能。

答案：(1)无机 有机 (2)A (3)①太阳能电池最大输出功率为40 W ②使用的灯泡为高效节能灯 ③电源电压是12 V(连续阴雨时可工作3～5天;环境温度在-20 ℃～70 ℃之间;连续照明时间为12 h ④光能(内能)

20. 解析： 人类对核能的研究逐步深入，人们在和平使用核能的同时应注意安全保障，尤其是放射性物质对人类的危害。我们在阅读中，不仅要领略人类的智慧，更应由此而努力学习，成为未来社会的科技人才。

答案：(1)核供热堆应建在与需供热地区距离近的地方。因为热能不像电力，长距离输热损失大，在需要供热的地方就近建核供热堆。但是，在居民区建核装置，安全必须保证。

(2)核反应堆在释放能量的同时，也产生了放射线，因此说各种放射线与核能是“孪生兄弟”。放射线的应用：①医学上进行各种放射治疗和诊断;②工业生产中进行射线探伤和精密测量;③农业上进行辐射育种及病虫害防治。

(3)①核能发电;②核能供热;③核能作为动力;④核能进行海水淡化。

21. 解析：(1)m=ρV=0.7×103×300×10-3kg=210 kg;

(2)Q=mq=210×5×107 J=1.05×1010 J(或1×1010J);

(3)因1 L海水可产生的热量是1.05×1010 J，所以1.44×1012 J的热量需要海水体积：V= L=1.37×102 L(或1.44×102 L)，时间t= s=3.6×108 s=1×105 h。

答案：(1)210 kg (2)1.05×1010 J (3)1.37×102 L

105 h (4)从人类的可持续发展、环保、对中国国力的认识、安全等各方面回答均可，答出一点即可正确。

这篇初中考物理第一轮考试试题的内容，希望会对各位同学带来很大的帮助。

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