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碳棒
锌筒
化学变化
化学
化学


化学
7.2
将电动车放在比较温暖的地方充电
【分析】
这道题围绕常见的锌锰干电池展开,解题时首先可以结合题干给出的电池结构描述,同时对照原电池电子流动的规律:电子在外电路中从负极流出,定向移动流向正极,快速确定正负极。第二问需要结合化学电池的基本定义思考,电池向外供电的过程本质是内部的化学物质发生反应,将化学能转化为电能,由此对应得到两个空的答案。
【解析】
(1) 根据题干信息明确说明干电池的负极为锌制作的圆筒,正极为碳棒,同时结合图中电子的移动方向,电子从锌筒一侧沿外电路流向碳棒一侧,也可验证碳棒为正极,锌筒为负极。
(2) 干电池放电的过程中,电池内部的反应物之间会发生化学反应,将存储的化学能转化为电能对外输出,这类依靠化学反应实现电能输出的电池被称为化学电池。
【答案】
(1) 碳棒 锌筒
(2) 化学变化 化学
【知识点】
原电池正负极判断;化学电源概念
【点评】
本题属于化学电源的基础常识题,难度较低,既可以直接从题干给出的描述提取答案,也可以结合原电池的基础规律推导,主要考察学生对常见干电池结构和基本原理的识记与理解。
【难度系数】
0.9
【分析】
我们可以逐个小问梳理思路:
1. 第一小问回忆蓄电池的工作和充电过程的能量逻辑:蓄电池对外供电(工作)时依靠内部化学反应输出电能,充电时是外接电源把能量储存进电池,对应不同的能量转化方向。
2. 第二小问先从题干提取已知条件:最佳温度是25℃,温度每降1℃容量降0.8%,当天最低气温是16℃,先算出两个温度的差值,再乘以0.8%就能得到容量下降的比例。
3. 第三小问从题干找冬季充电慢的原因:电芯温度低于0℃时系统要先加热到5℃才开始充电,想要缩短充电时间,就要减少加热环节消耗的时间,对应给出合理方案即可。
【解析】
(1) 铅酸蓄电池工作放电时,内部发生化学反应向外输出电能,因此将化学能转化为电能;给蓄电池充电时,外接电源输入电能,将能量以化学能的形式储存在电池内部,因此将电能转化为化学能。
(2) 当天最低气温为16℃,和最佳温度25℃的差值为:25℃ - 16℃ = 9℃,总容量下降比例为9 × 0.8% = 7.2%。
(3) 冬季电芯温度低时需要先预热才能充电,将电动车放在温暖的地方充电,能让电芯初始温度更高,减少预热消耗的时间,从而缩短整体充电时长。
【答案】
(1) 化学 电 电 化学
(2) 7.2
(3) 将电动车放在比较温暖的地方充电
【知识点】
能量转化,电池特性,物理与生活
【点评】
本题结合生活中电动车冬季使用的真实场景命题,既考察了蓄电池能量转化的基础概念,又锻炼了学生从题干提取有效信息、结合简单计算解决实际问题的能力,引导学生把物理知识和日常现象关联起来,整体难度较低。
【难度系数】
0.8
【分析】
这道题结合新能源电池的实际场景展开,解题思路如下:
1. 第一小问回忆蓄电池充电的能量转化规律:充电过程消耗电能,将能量以化学能的形式存储起来,直接得到转化的能量形式。
2. 第二小问首先利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,代入题目给出的电池总质量和总体积数据,计算得到磷酸铁锂电池的平均密度;再将计算结果和题干给出的三元锂电池密度范围对比,发现磷酸铁锂电池密度更小,相同体积下质量更轻,匹配题干给出的几个优化方向,选出对应的序号即可。
【解析】
(1) 电池充电时,外部输入的电能会转化为化学能储存在电池内部,因此该空填化学。
(2) 根据密度定义式$\rho=\frac{m}{V}$,代入表格中电池组的总质量与总体积数据计算,可得该磷酸铁锂电池的平均密度为$2.5×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$;该密度远小于三元锂电池$4.5×10^3∼5×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$的密度范围,说明相同体积下磷酸铁锂电池质量更小,对应了电池轻量化的优势,因此选④。
【答案】
(1) 化学 (2) $2.5× 10^{3}$;④
【知识点】
能量转化;密度计算;新能源电池特性
【点评】
本题紧密结合当下新能源汽车的热点科技场景命题,将基础物理知识点和工业应用常识结合,难度较低,既考察了学生对基础能量转化、密度公式的掌握程度,也引导学生学会用物理知识分析实际科技产品的优势特点,注意审题时抓住密度更小对应同体积质量更轻的逻辑,即可顺利选出对应选项。
【难度系数】
0.7