1选择题
2023年10月，我国成功发射遥感三十九号卫星。运载火箭使用的燃料是液态氢，这是因为液态氢具有较高的（ ）
答案：A
解析：本题考查燃料热值的概念。热值是燃料的一种特性，表示单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量。液态氢的热值很高，约为1.4×10⁸J/kg，远高于其他常见燃料，因此作为火箭燃料。比热容是物质吸热或放热能力的物理量，与燃料选择无关；密度和凝固点也不是选择火箭燃料的主要依据。易错点是混淆热值和比热容的物理意义。故选A。
2选择题
如图所示为某款新能源汽车的简化电路图。当钥匙拧到“ON”位置（相当于闭合开关S1）时，车辆通电但不启动；当踩下刹车踏板并按下启动按钮（相当于闭合开关S2）时，车辆启动。下列电路图中，符合上述设计要求的是（ ）
已知信息：车辆启动需要两个条件同时满足：1. 钥匙拧到“ON”位置（S1闭合）；2. 踩下刹车并按下启动按钮（S2闭合）。启动后，电动机M工作。
- A. S1与S2串联，控制电动机M
- B. S1与S2并联，控制电动机M
- C. S1控制干路，S2与M串联后再与S1并联
- D. S1控制干路，S2与M串联在支路
答案：A
解析：本题考查串、并联电路的设计与识别。根据题意，车辆启动（M工作）必须同时满足S1闭合和S2闭合两个条件，缺一不可。这符合串联电路“一断全断”的特点，即两个开关必须同时闭合，电路才能接通。因此，S1与S2应串联在电动机M所在的电路中。选项B的并联电路，只要闭合任意一个开关M就能工作，不符合要求；选项C和D的电路结构，S1闭合后S2是否闭合都能使M工作，也不符合“同时满足”的条件。易错点是误将“两个条件”理解为“任一条件”而选择并联。故选A。
3选择题
近年来，我国新能源汽车产业发展迅速，其核心部件之一是锂离子电池。在充电过程中，电池将电能转化为化学能储存起来。在放电过程中，电池驱动电动机工作。关于这个过程中的能量转化，下列说法正确的是
- A. 充电时，电能转化为内能
- B. 放电时，化学能转化为电能
- C. 电动机工作时，将电能转化为机械能
- D. 整个过程中，能量总量增加
答案：C
解析：本题以新能源汽车为情境，考查能量转化知识。A选项错误，充电时是将电能转化为化学能储存起来，并非主要转化为内能。B选项错误，放电时是将储存的化学能转化为电能，再供给电动机。C选项正确，电动机工作时，消耗电能，获得机械能，是将电能转化为机械能。D选项错误，根据能量守恒定律，在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。易错点在于混淆充电和放电时的能量转化方向，以及忽略能量守恒定律。故选C。
4选择题
如图所示为某型号家用电热水壶的简化电路图，R₁和R₂均为电热丝（阻值不变），S为温控开关。该电热水壶有“加热”和“保温”两个档位。已知加热功率为1100W，保温功率为100W。当开关S闭合时，电热水壶处于加热档；当开关S断开时，电热水壶处于保温档。下列关于该电路的分析正确的是（电源电压为220V）
- A. R₁的阻值为44Ω
- B. R₂的阻值为44Ω
- C. 保温时，电路中的电流为0.45A
- D. 加热时，R₁与R₂是并联的
答案：C
解析：本题考查电功率与电路分析。已知信息：电源电压U=220V，加热功率P加热=1100W，保温功率P保温=100W。开关S闭合时为加热档，断开时为保温档。
分析电路：当S闭合时，R₂被短路，电路中只有R₁工作，此时为加热档，功率P加热=U²/R₁，可得R₁=U²/P加热=(220V)²/1100W=44Ω。故A选项正确。
当S断开时，R₁与R₂串联，此时为保温档，总功率P保温=U²/(R₁+R₂)，可得R₁+R₂=U²/P保温=(220V)²/100W=484Ω。因为R₁=44Ω，所以R₂=484Ω-44Ω=440Ω。故B选项错误。
保温时，电路中的电流I=P保温/U=100W/220V≈0.45A。故C选项正确。
加热时，S闭合，R₂被短路，只有R₁工作，R₁与R₂不是并联。故D选项错误。
易错点：混淆开关断开和闭合时电路的连接方式（串联或并联），导致总电阻计算错误；在计算保温功率时，误将R₁的阻值当作总电阻。故选C。
5填空题
2023年，中国空间站梦天实验舱成功发射。实验舱使用了新型高效散热材料，其比热容较大。已知某散热部件质量为2kg，吸收了4.2×10⁴J的热量后，温度从20℃升高到45℃。请计算：
（1）该部件吸收热量后，内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）该散热材料的比热容为______J/(kg·℃)。
（3）若将该部件放入质量为5kg、初温为20℃的水中，不计热量损失，最终共同温度为______℃。[水的比热容c水=4.2×10³J/(kg·℃)]
答案：（1）增大；
（2）840；
（3）22。
【解析】
（1）物体吸热，内能增大。
（2）由Q吸=cm(t-t₀)得，c=Q吸/[m(t-t₀)]=4.2×10⁴J/[2kg×(45℃-20℃)]=840J/(kg·℃)。
（3）设最终共同温度为t'。部件放热Q放=c部件m部件(t部件-t')=840×2×(45-t')，水吸热Q吸=c水m水(t'-t₀水)=4.2×10³×5×(t'-20)。由Q吸=Q放得：4.2×10³×5×(t'-20)=840×2×(45-t')。解得t'=22℃。
解析：本题以社会热点“中国空间站”为情境，考查内能变化、比热容计算及热平衡方程应用。易错点：①第（2）问计算比热容时，温度变化量(t-t₀)易算错；②第（3）问中，部件是放热方，水是吸热方，需正确列出热平衡方程，并注意统一单位（水的比热容单位是J/(kg·℃)，部件的也要换算）。计算需仔细。
6解答题
阅读材料，回答问题。
材料一：2023年冬季，我国北方多地遭遇强寒潮天气，部分地区气温骤降，为保障居民正常生活，多地采取集中供暖。供暖系统主要通过烧水，再将热水通过管道输送到居民家中散热器进行供暖。
材料二：下表是某供暖系统一天内的运行数据记录（部分）：
时间 锅炉进水温度/℃ 锅炉出水温度/℃ 循环水量/kg
----- -------------- -------------- -----------
8:00 35 55 500
12:00 40 60 500
18:00 38 58 500
已知水的比热容c水=4.2×10³ J/(kg·℃)。
(1) 根据材料二，计算在8:00至12:00这段时间内，锅炉内水吸收的热量是多少？（假设水的比热容不变）
(2) 从能量转化的角度分析，供暖系统工作时，主要将什么能转化为什么能？
(3) 请从节约能源的角度，为供暖系统提出一条合理的改进建议。
答案：(1) 在8:00至12:00这段时间内，锅炉内水吸收的热量计算如下：
由表格可知，8:00时锅炉出水温度为55℃，12:00时锅炉出水温度为60℃，循环水量为500kg。
水吸收的热量：Q吸 = cmΔt = 4.2×10³ J/(kg·℃) × 500kg × (60℃ - 55℃) = 1.05×10⁷ J。
(2) 供暖系统工作时，燃料燃烧将化学能转化为内能，再通过水的循环将内能传递到居民家中。
(3) 建议：对供暖管道进行保温处理，减少热量在输送过程中的散失（或采用智能温控系统，根据室外温度调节供水温度，避免热量浪费）。
解析：本题以社会热点“集中供暖”为情境，考查比热容公式的应用、能量转化分析以及节能意识。(1) 问是基础计算，关键是从表格中准确读取数据并计算温差（60℃-55℃=5℃），注意质量单位是kg。(2) 问考查能量转化，需结合生活实际分析，燃料燃烧是化学能转化为内能。(3) 问是开放性建议，需从减少热量损失或提高利用效率角度回答。易错点：(1) 中误用进水温度或计算错误温差；(2) 中仅回答“内能转化”而不提“化学能”；(3) 建议不具体或与能量利用无关。
7解答题
阅读材料，回答问题。
材料一：为响应“绿色出行”号召，某市在主要街道设置了“共享电动车”停放点。市民通过手机扫码即可骑行，十分方便。
材料二：下表是某品牌共享电动车的部分技术参数：
参数项 参数值
-------------------- --------
整车质量 25 kg
电池容量 1.2 kW·h
最高车速 25 km/h
单次充电续航 50 km
轮胎与地面总接触面积 20 cm²
已知该市地面附近g取10 N/kg。
(1) 当一位质量为55 kg的市民骑着该电动车在水平路面上匀速行驶时，求电动车对地面的压强。（请写出计算过程）
(2) 根据材料二中的电池容量和续航数据，估算该电动车在匀速行驶状态下，牵引力所做的功大约是多少？（结果保留两位有效数字）
(3) 从能量转化的角度，说明电动车在刹车减速至停止的过程中，能量是如何转化的？
答案：(1) 电动车对地面的压强计算：
人和车的总质量：m总 = m人 + m车 = 55 kg + 25 kg = 80 kg。
总重力：G总 = m总g = 80 kg × 10 N/kg = 800 N。
电动车对水平地面的压力：F = G总 = 800 N。
轮胎与地面总接触面积：S = 20 cm² = 20 × 10⁻⁴ m² = 0.002 m²。
压强：p = F/S = 800 N / 0.002 m² = 4 × 10⁵ Pa。
(2) 牵引力做功估算：
电池提供的总能量：W电 = 1.2 kW·h = 1.2 × 3.6×10⁶ J = 4.32×10⁶ J。
假设这些电能全部转化为牵引力做的功（忽略能量损失），则牵引力做功W ≈ W电 = 4.32×10⁶ J。
保留两位有效数字：W ≈ 4.3×10⁶ J。
(3) 电动车刹车减速至停止的过程中，主要是将动能转化为内能（刹车片摩擦生热）。
解析：本题以“共享电动车”为社会热点情境，综合考查压强计算、能量估算和能量转化分析。(1) 问是基础压强计算，需注意：①计算总重力；②面积单位换算（cm²→m²）。易错点是忘记换算面积单位或误将车重当作压力。(2) 问是估算题，考查电能单位换算（1 kW·h = 3.6×10⁶ J），并理解“续航”与“电池容量”的关系，即电池储存的电能用于克服阻力做功。易错点是单位换算错误或未保留有效数字。(3) 问考查能量转化，刹车过程是动能通过摩擦转化为内能，需表述准确。
8解答题
阅读下列新闻报道，回答问题。
【新闻摘要】我国新能源汽车发展迅速，其核心部件电池包的安全性至关重要。某型号电池包在极端测试中，需通过“热失控扩散试验”。测试中，电池包内部某单体电池因故障温度急剧升高，通过高效导热材料将热量快速传递到相邻的冷却板，防止热量积聚引发连锁反应。
已知：故障电池质量m₁=0.5kg，比热容c₁=1000J/(kg·℃)，初始温度t₀₁=25℃，在极短时间内吸收了3×10⁴J的热量（忽略对外散热）。冷却板质量m₂=2kg，比热容c₂=2000J/(kg·℃)，初始温度t₀₂=20℃。
（1）故障电池吸收热量后，温度升高到多少℃？
（2）若故障电池吸收的热量全部传递给冷却板（不计损失），求冷却板的最终温度。
（3）从能量转化的角度，简述该高效导热材料在电池安全中的作用。
答案：（1）85℃；
（2）27.5℃；
（3）该材料能将故障电池产生的大量内能（热量）快速转移并扩散到冷却板，避免热量在故障电池处过度积聚，从而防止温度过高引发热失控，起到安全保护作用。
【解析】
（1）由Q吸=c₁m₁(t₁-t₀₁)得，t₁=t₀₁+Q吸/(c₁m₁)=25℃+3×10⁴J/(1000J/(kg·℃)×0.5kg)=25℃+60℃=85℃。
（2）设最终共同温度为t'。故障电池放热Q放=c₁m₁(t₁-t')，冷却板吸热Q吸'=c₂m₂(t'-t₀₂)。由Q吸'=Q放得：c₂m₂(t'-t₀₂)=c₁m₁(t₁-t')。代入数据：2000×2×(t'-20)=1000×0.5×(85-t')。解得t'=27.5℃。
（3）导热材料的作用是促进热传递，使内能从高温的故障电池迅速转移到低温的冷却板，实现能量的定向转移和扩散，从而有效降低故障电池温度，防止安全事故。
解析：本题以新能源汽车电池安全测试的社会热点新闻为情境，考查热量计算、热平衡方程及能量转移的物理意义。易错点：①第（1）问计算升高后的温度时，误用初温加上吸收的热量值，忘记除以cm；②第（2）问建立热平衡方程时，需明确故障电池是放热方，冷却板是吸热方，并正确列出温差项；③第（3）问需从“能量转移”和“防止积聚”两个关键点回答，避免只描述现象而不涉及物理原理。