资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
4.1 能的形式、转移与转化
考点分布 考查频率 课标要求
考点1 各种形式的能 ☆☆ 1.结合实例了解能的多种形式（机械能、内能、电磁能、化学能、核能等）。
2.了解动能和势能的影响因素；知道动能和势能可以相互转化，以及机械能守恒的含义。
3.用实例说明功和功率的概念与意义，能区别机械功率和机械效率。
4.知道常见的简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面等）的特点，并用它们解释－一些生活实例。
5.描述克服摩擦做功与物体内能改变的关系，知道改变内能的途径，知道可用热量来量度热传递过程中的内能变化。
6.通过实验了解比热容，尝试用比热容解释有关自然现象。
7.能举例说明化学能与内能的转化，认识燃料的热值，说明生物体能量的来源和转化。
8.以汽油机为例，了解热机的工作原理，知道内能的利用在人类社会发展史.上的重要意义。
9.通过实验探究，知道影响电流热效应的因素。
10.知道用电器消耗的电能可以用电功来量度，会计算用电器消耗的电能，了解家用电器的额定功率，知道电能表及熔断器（保险丝、空气断路器）的作用。
11.了解家用电器的使用以及安全用电的常识。
12.知道核能及其应用，知道放射性的应用与防护。
13.能举出能的转化与转移有一 一定的方向性的实例。
14.通过实例认识能的转化的普遍性。知道能量守恒定律，初步了解“永动机”是不可能实现的。
考点2 动能与势能 ☆☆
考点3 功和功率 ☆☆
考点4 杠杆 ☆☆
考点5 滑轮、斜面 ☆☆
考点6 内能 ☆☆
考点7 电能 ☆☆☆
考点8 核能、能量的转化与守恒 ☆☆☆
■考点① 各种形式的能
一、认识能量
1、日常生活中的能量
植物的生长、流星等自然现象都与能量相关；人类的一切活动都离不开能量，我们需要能量来保证日常生活和工作，即使在睡觉的时候也需要消耗能量。
事 例 说 明
植物的生长需要能量 所有的自然现象都涉及能量
破坏力巨大的龙卷风具有能量
太阳的照射提供能量
运动员的奔跑需要能量 人类的一切活动每时每刻都离不开能量
人的学习需要能量
人睡觉时需要消耗能量
2、通过斜面实验认识能量
小球在斜面甲A处时，有一种与升高高度相联系的能量，该能量使小球在斜面上运动。
二、能量的形式
物体的运动有多种多样的形式。跟物体的运动一样，能量也有多种形式。根据能量的特点大致可以分为机械能、化学能、声能、电能、电磁能、内能、核能等。
1、机械能：天体的运行、河水的流淌、候鸟的飞翔、人类的行走、蒲公英种子的飞行等，都属于机械运动；这些做机械运动的物体都具有机械能。
2、化学能：储存在食物中的能量属于化学能，汽油、木材、天然气、沼气、煤炭等燃料都储存着能量，这种能量也属于化学能。
3、声能：声音具有能量，这种能量称为声能（如冲击钻发出刺耳的声音）。
4、电能：如发电站、电池等提供电能。
5、电磁能：如光、红外线、紫外线、微波和 X 射线等都是电磁能的表现形式。电磁能以波的形式传播。
事例 具有的能量形式
做机械运动的物体 机械能
汽车行驶时需要的燃料 化学能
动听的音乐 声能
各种电池和发电厂提供的电 电能
核电站发电 核能
可见光、红外线紫外线、微波和X射线 电磁能
高温水蒸气 内能
6、太阳能是各种形式的能的最终能量来源。
■考点② 动能与势能
一、动能
1、动能的概念
物体由于运动而具有的能量叫做动能。一切做机械运动的物体都具有动能。例如：飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、流动的水和空气等，都具有动能。
2、影响动能大小的因素<小钢球撞木块实验>
（1）提出问题：动能的大小与哪些因素有关
（2）猜想与假设：物体动能大，表示物体由于运动而具有的能量大，所以动能可能与物体的运动速度有关，还可能与物体的质量有关。
（3）设计实验与制订计划：让钢球从斜面上滑下，碰到一个木块上，推动木块做功。在同样的水平面上，通过木块被推动的距离大小，判断出钢球动能的大小。
①探究动能大小与速度的关系：让同一钢球从不同高度滑下，看哪次木块被推得远。
②探究动能大小与质量的关系：换用质量不同钢球，让它们从同一高度滑下，看哪个钢球把木块推得远。
（4）进行实验与收集证据
① 由甲乙两图可知，同一钢球从不同的高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同，高度越高，钢球滚下时速度越大，木块被推得越远，说明物体动能大小与物体的速度有关；
② 由乙丙两图可知，不同钢球从同一高度滚下，钢球碰撞木块时的速度相同，质量大的钢球将木块推得远，说明物体动能的大小与物体的质量有关。
（5）实验结论：物体的动能大小与质量和运动速度有关；质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。
<此实验需注意>：
（1）因动能的大小与物体的质量、运动的速度两个因素有关，所以要用控制变量的方法进行实验；
（2）一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体的质量和其速度的大小共同决定，在比较物体的动能大小或分析物体动能大小的变化时，要同时考虑到物体的质量和物体的速度两个因素，不能只考虑其中的一个方面。
二、势能
1、重力势能
物体由于被举高而具有的能叫重力势能。【决定因素：高度和质量】
2、影响重力势能大小的因素
（1）提出问题：势能大小跟什么因素有关？
（2）猜想与假设：势能大小可能跟物体的质量、高度有关。
（3）设计实验：控制变量法的运用
①控制质量相同，改变物体的高度，研究物体的势能跟物体高度的关系；
②控制高度相同，改变物体的质量，研究物体的势能跟物体质量的关系；
（4）实验装置如图
（5）进行实验
①让质量为m，体积为V的小球从高度为h的自由下落，记录小球撞击形成沙坑的深度h1；
②让质量为m，体积为V的小球从高度为2h的自由下落，记录小球撞击形成沙坑的深度h2；
③让质量为2m，体积为V的小球从高度为h的自由下落，记录木小球撞击形成沙坑的深度h3；
（6）实验现象
①同样质量的小球，从不同位置下落，高度高的小球撞击形成沙坑的深度越深；
②不同质量的小球，从相同位置下落，质量大的小球撞击形成沙坑的深度越深。
（7）实验结论
物体的势能大小跟物体的质量和高度有关。质量相同的物体，高度越高，它的势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的势能也越大。
2、弹性势能
（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。例如，张开的弓、拉长的橡皮条、卷紧的钟表发条等。判断一个物体是否具有弹性势能，关键是看物体是否发生了弹性形变，若物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能。
（2）影响弹性势能大小的因素
弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。如：射箭时手拉弓弦使弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，箭就射得越远。同样，机械表内发条卷得越紧，弹性形变越大，弹性势能就越大，机械表走动的时间就越长。
■考点③ 功和功率
一、功
1、功：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上移动了一段距离，这个力就对物体做了功。
2、力对物体做功的两个必要因素：①作用在物体上的力F；②物体在力的方向上移动的距离s。
3、不做功的情况
图示
甲：用力搬石头但没搬动 乙：保龄球离开手后继续滚动的过程中，手对保龄球不做功 丙：竖直向上有力拎滑板，但滑板只在水平方向上有移动距离
原因 ①有力无距 ②有距无力 ③力的方向与距离的方向垂直
4、功的计算
功有大小，科学上规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。即：功=力×距离。如果用F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，W表示功，则功的计算公式为W=Fs。
<注意>
（1）要明确是哪个力对物体做功，或是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
（2）公式W=Fs中的F是作用在物体上的力，s必须是物体在力F方向上通过的距离。
（3） F是使物体沿力F方向通过距离s的过程中，始终作用在物体上的力，它的大小和方向都是不变的。
5、功的单位
在国际单位制中，力的单位是牛( N )，距离的单位是米(m)，功的单位是牛·米(N·m )，在国际单位制中，用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J。1焦=1牛·米。
6、生活中的功估量
（1）把1 只鸡蛋举高2 米，做的功大约是1 焦。
（2）把一本《科学》从地面捡起放回桌面所做的功大约为2焦耳。
（3）将一瓶500 mL的矿泉水从地上拿起并举高，做功约10J。
7、做功的实质
做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。因此，可以用功来量度能量转化的多少。
二、功率
1、功率
（1）定义：单位时间里完成的功叫做功率。
（2）意义：反映做功快慢的量（即表示能量转化快慢的量）。
（3）符号：P
（4）公式：由功率的定义知，功率=功/时间，如果用P表示功率，W表示功，t表示时间，则功率的公式可表示为P= W/t。
（5）单位
在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W。1瓦=1焦/秒。在实际应用中还常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作为功率的单位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。
（6）物理意义：某小轿车功率为66kW，它表示：小轿车每秒钟做66000J的功。
（7）功率的推导公式P = Fv
①当物体在力F的作用下，以速度v沿力的方向做直线运动时，力F做功的功率可以表示为： ，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积；
②应用P= Fv进行计算时，力的单位为牛(N)，速度的单位为米每秒(m/s)，这样计算出来的功率的单位才是瓦(W)；
③应用：驾驶功率一定的机车，有经验的司机在上坡时总要换用低挡来减速行驶。根据P= Fv可知，当功率P一定时，减小车速v，可增大牵引力F，这样更容易上坡。
2、功和功率的辨析
功 功 率
概 念 力和物体在力的方向上通过的距离的乘积 单位时间内所做的功
物理意义 表示力做功的多少 表示力做功的快慢
决定因素 功由力和物体在力的方向上通过的距离决定 功率由功和时间决定
计算公式 W=Fs P=W/t
单 位 功的单位是焦耳（J） 功率的单位是瓦特（W）
辨析
（1）做功越多，做功越快（×）； （2）功率越大，做功时间越短（×）；
（3）功率越大，做功越快（×）； （4）做功越快，功率越大（×）；
（5）时间一定时，做功越多，功率越大，做功越快（√）；
（6）时间一定时，功率越大，做功越快，做功越多（√）；
（7）功表示做功的多少，功率表示做功的快慢（√）。
3、比较做功的快慢
（1）若做功相同，比较做功的时间，所用时间越短做功越快，功率越大。
（2）若做功时间相同，比较做功的多少，做功越多做功越快，功率越大。
（3）若做功的多少和所用时间都不相同，则通过计算（做功的多少与做功所用时间的比值）进行比较。
■考点④ 杠杆
一、杠杆
1、杠杆
（1）定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
（2）对“ 硬棒 ”的理解：“硬棒”不一定是棒，而是泛指有一定长度，能在外力作用下不发生弯曲、伸缩等形变的物体；杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。
2、杠杆的五要素
五要素 物理含义
支点 杠杆绕着转动的点，用“O”表示
动力 使杠杆转动的力，用“F ”表示
阻力 阻碍杠杆转动的力，用“F ”表示
动力臂 从支点O到动力F 作用线的距离，用“L1”表示
阻力臂 从支点O到阻力F 作用线的距离，用“ L2”表示
<注意>
支点在两力的作用点之间时，两力的方向指向杠杆同一边，当支点在两力作用点之外，两力方向指向杠杆两边。
3、力臂的画法
要正确画出杠杆上各力的力臂，首先要明确力臂的概念——力臂是从支点到力的作用线的距离，这是解决杠杆问题的关键。通常按下述步骤即可画出力臂：
（1）在杠杆的示意图上，确定支点O，如图所示。
（2）画好动力作用线及阻力作用线，有时需要用虚线将力的作用线延长。
（3）从支点O向力的作用线引垂线，要画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用实线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母L1或L2，分别表示动力臂或阻力臂。
可以用简单的顺口溜记住：先找点，后延线，过支点，引垂线。
4、杠杆平衡的条件<实验探究>
（1）杠杆平衡：在动力和阻力的作用下，杠杆保持静止或匀速转动状态。
（2）实验探究：杠杆的平衡条件
（3）实验器材：杠杆和支架、弹簧测力计、钩码、刻度尺、线。
（4）实验步骤
A. 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
B. 如图所示，在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡。这时杠杆两边受到钩码的作用力的大小都等于钩码重力的大小。把支点右方的钩码的重力当成动力F1，支点左方的钩码的重力当成阻力F2；用刻度尺测量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的数值填入实验表格中。
C. 改变力和力臂的数值，再做两次实验，将结果填入人实验表格中。
实验序号 动力F1/牛 动力臂L1/厘米 动力×动力臂/(牛 厘米) 阻力F2/牛 阻力臂L2/厘米 阻力×阻力臂/(牛 厘米)
1 0.5 20 10 1.0 10 10
2 1.5 20 30 1.0 30 30
3 2.0 20 40 4.0 10 40
（5）分析与论证：分析实验数据，可知杠杆平衡时，如果动力臂比阻力臂大，则动力比阻力小；动力臂比阻力臂小，则动力比阻力大。如果把每次实验的动力与动力臂相乘，阻力与阻力臂相乘，虽然各次实验的乘积不相同，但每次实验中动力与动力臂的乘积跟阻力与阻力臂的乘积相等，即动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2。
（6）杠杆平衡条件（或杠杆平衡原理）：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2、。
（7）最小动力作法
要实现最小动力，就是要找最大动力臂，最大动力臂就一般是连接支点与杠杆最远处，然后垂直于动力臂做出动力。
5、杠杆的分类
名 称 力臂关系 力的关系 特 点 应用举例
省力杠杆 L1＞L2 F1＜F2 省力但费距离 撬棒、铡刀、起子等
费力杠杆 L1＜L2 F1＞F2 费力但省距离 钓鱼竿、镊子等
等臂杠杆 L1＝L2 F1＝F2 既不省力也不费力 天平、定滑轮
■考点⑤ 滑轮、斜面
一、滑轮的分类
1、滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。
2、滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定 滑 轮 动 滑 轮
定 义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特 点 不省力，不省距离， 但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离， 并且不能改变力的作用方向
应 用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
3、定滑轮和动滑轮的实质
（1）定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知：F=G，所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
（2）动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点O在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
4、使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动，且绳与滑轮摩擦不计）
F：自由端拉力 G：单个滑轮的重力 S：绳子末端移动的距离 h：物体升高的高度
定 滑 轮 动 滑 轮
图示
表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=F摩/ 2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=2G+G轮 S轮=s物/2 v轮=v物/2 F=2F摩 S轮=s物/2 v轮=v物/2
二、滑轮组
1、在实际应用中，人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组。
2、滑轮组特点：既可以省力，又能改变力的方向（但费距离）。
3、常规滑轮组的构成和绕线：【口诀：奇动偶定】
承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。
滑轮类型 用滑轮组匀速提升重物 用滑轮组匀速水平拉动重物
装置图
力、距离和速度的关系 S=nh V绳=nV物 F= S绳=nS物 V绳=nV物
三、机械效率
1、有用功、额外功、总功的定义
（1）有用功：人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。
（2）额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。
（3）总功：人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外（总功必定大于有用功）。
（4）有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
2、机械效率
定 义 公 式
有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额
总 功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100%
3、常见机械效率的计算分析
（1）滑轮组
①若不计绳重和摩擦
有用功：W有=Gh， 总功：W总=FS，
机械效率：η=×100%=×100%
②若计绳重和摩擦
有用功W额=G动h， 总功：W总=Gh+G动h，
机械效率：η==
（2）横置滑轮组
有用功：W有=fs， 总功：W总=F·ns， 机械效率：η=×100%=×100%
4、机械效率的影响因素
（1）其他条件相同时，绳重和摩擦越大，机械效率越低。
（2）其他条件相同时，G动越大，机械效率越低；G物越大，机械效率越大。
5、提高机械效率的途径
（1）在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等；
（2）在所做额外功一定的情况下，增大有用功，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
6、其他机械效率的测量
（1）测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。
（2）测量杠杆的机械效率：η= =
四、斜面
1、斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。
2、影响斜面机械效率的因素
（1）其他条件相同时，斜面越光滑，机械效率越高；
（2）其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越高。
3、测量斜面的机械效率
（1）光滑斜面：Fl＝Gh　 W额＝0　 η＝100%；
（2）有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl；
（3）斜面的机械效率与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。
■考点⑥ 内能
一、内能
1、分子动能
分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样，运动着的分子也具有动能。物体的温度越高，分子具有的动能越大。
2、分子势能
由于分子之间存在相互作用力，因此分子之间也具有势能。
3、物体的内能
物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳(J)。
4、影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。
（1）在其他因素相同时，温度越高物体的内能越大；
（2）在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能越大；
（3）在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能不同；
（4）在其他因素相同时，物体的种类不同，物体的内能也可能不同。
5、改变物体内能的方式【物体内能改变的途径有两种：热传递和做功】
（1）热传递可以改变物体的内能，此时内能的改变是用热量来计量的。
①热传递的条件：物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。
②热传递对物体的影响：温度高的物体放出热量，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热量，温度升高，内能增加。
③内能变化的量度：用热量来量度内能的变化。热量是指在热传递过程中，传递内能的多少。
④热传递的实质：是内能从高温物体（或同一物体的高温部分）传递到低温物体（或同一物体的低温部分）。
（2）做功可以改变物体的内能
①大量生活现象和实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。常见对物体做功四种方法如下：
A. 压缩体积（如：用打气筒打气） B. 摩擦生热（如：钻木取火）
C. 锻打物体（如：用铁锤敲打铁块） D. 弯折物体（如：来回多次拧弯细铁丝）
②大量实验表明，物体对外做功，物体的内能会减少，如气体体积膨胀。
③通过做功改变物体的内能，实质是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。对物体做了多少功，就有多少其他形式的能转化为内能；物体对外做了多少功，就有多少内能转化为其他形式。
6、温度、热量、内能之间的区别与联系
温度 热量 内能
定义 不同 宏观上： 表示物体的冷热程度 微观上： 反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和
量的性质 状态量 过程量 状态量
表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少”
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低
二、比热容
1、比热容定义
单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容。
2、比热容用符号℃表示，单位为焦/（千克·℃），读作焦每千克摄氏度。
3、物理意义
水的比热容为4.2×103焦/（千克·℃），它的意义是质量为1千克的水，温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103焦。
4、水的比热容的特点和应用
一定质量的水升高（或降低）一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这特点，我们用水作为降温物质或用来取暖，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量：用来取暖时，让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容大，在吸收（或放出）相同的热量时，温度升高(或降低)得小，故沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。
三、热量的计算公式
1、吸热公式：Q吸=cm( t-t0)。
<名师指点>：式中C表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体加热前的温度，t表示物体加热后的温度，“t-t0”表示升高的温度，有时可用△t0表示，此时吸热公式可写成Q吸=cm△t0。
2、放热公式：Q放=cm (t0-t)。
<名师指点>：式中c、m的含义不变，t0表示物体放热前的温度，t表示物体放热后的温度，“t0-t”表示降低的温度，有时可用△t0表示，此时放热公式可写成Q放=cm△t0。
3、热量计算的一般式： Q=cm△t。【△t表示温度的变化量】
<名师指点>：物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。
◇区别：Q吸与Q放公式中各物理量的单位
比热容C的单位是焦/（千克·℃），质量m的单位是千克，温度（t、t或△t0）的单位是℃（摄氏度），热量Q的单位是焦，计算时要注意单位的统一。
4、两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放。
四、热机
1、热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。
2、热机的特点：通过做功把内能转化为机械能。
3、内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。
4、汽油机
（1）汽油机：以汽油为燃料的内燃机。
（2）构造：如图。
（3）汽油机在工作时，活塞在汽缸内往复运动。活塞从汽缸的一端 运动到另端的过程叫做一个冲程。其工作过程如下表：
冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
工作示 意图
进气门开闭情况 打开 关闭 关闭 关闭
排气门开闭情况 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
冲程的作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩汽油和空气的混合物，使其压强增大、温度升高。在压缩冲程末，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物 燃料混合物燃烧产生高温高压燃气，高温高压燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 排出废气
能的转化 无能量转化 机械能转化成内能 汽油燃烧：化学能转化成内能。 燃气推动活塞做功：内能转化成机械能 无能量转化
（4）工作过程分析
大多数汽油机的一个工作循环都是由四个冲程组成的，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动两圈，对外做功1次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
五、燃料的热值
1、定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。
2、单位：焦/千克，如：木炭的热值是3.4×107焦/千克，
它表示1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107焦。
<注意>
燃料的热值与燃料的种类有关，热值反映的是不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关，是物质的一种特性，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。
3、热值公式及简单计算：
（1）公式：Q=mq（Q为燃烧放出的热量）；气体燃料有Q=Vq （V为气体体积）。
（2）热值在计算中用于计算某种燃料所能提供的能量总和。
<名师指点>：分析计算：第一步：找完全燃烧（没有，不能算；有，跳到第二步）；
第二步：摆公式Q放 = mq 分析计算。
4、能量转化：燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。
5、燃料很难完全燃烧，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能完全燃烧，同时应尽可能减少各种热损失，既可以节约燃料、提高效率，又可以减少污染、保护环境。
6、热效率的计算
①汽车前进时，汽油燃烧释放热能用于汽车克服摩擦做功，η=；
②用天然气烧热水时，天然气燃烧释放的内能转化为水的内能，η=。
■考点⑦ 电能
一、电能与电功
1、定义
（1）电功：电流所做的功叫做电功。
（2）电能：电能是能量的一种，属于二次能源，用符号W表示。
2、实质
电流做功的过程实质上就是电能转化为其他形式能量的过程。电能转化为其他形式能量的多少可以用电功来度量。如：电流通过电动机，把电能转化为机械能，说明电流对电动机做了功。
3、单位
电能电功的单位是焦耳，还有千瓦时(kW·h)俗称“度”；焦耳与千瓦时之间的换算关系：1千瓦时=3.6× 106焦耳。
4、电能表
（1）电能表的作用：测量用电器在一段时间里消耗的电能的多少。电能表也叫电度表。
（2）电能表的参数含义
①220V：该电能表应该接在220伏的电路上使用。
②kw·h：电能表上的数字以千瓦时为单位来显示用电器所消耗的电能。
③1200r/kW·h：接在该电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过1200转。
④5(10)A：该电能表的额定电流为5安，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过10安。
（3）电能表测量电能的方法
①读数法：电能表计数器上显示着数字，计数器前后两次示数之差就是这段时间内用电的度数(消耗电能的多少)，单位是千瓦时(度)。
如：家中电能表在月初的示数是03248，月末的示数是03365，则这个电能表计数器示数这个月家中用电量为336.5千瓦时-324.8千瓦时=11.7千瓦时，即这个月家中用电量为11.7度。
②计算法：由电能表参数Nr/ kW·h (N由不同电能表规格而定)，数出某段时间电能表转盘转过的转数n，则这段时间消耗的电能W=n/N千瓦时=n/N×3.6×106焦耳。
二、电功率
1、电功率
（1）物理意义：描述电流做功的快慢。
（2）定义：电流在单位时间内做的功。用字母P表示。
（3）单位：瓦(W )或千瓦(kW)，换算关系为1千瓦=1 000瓦。
（4）公式：P= W/t，其中W代表电功，t表示时间，其变形式为W=Pt，t= W/P
2、额定功率与实际功率
用电器两端的电压 电功率 用电器工作情况
U实=U额 P实=P额 正常工作
U实>U额 P实>P额 容易损坏
U实三、影响电功率大小的因素
1、研究电功率与电流的关系
实验方案：如图所示，将两只小灯泡并联，目的是控制两者两端的电压相同，比较通过两只小灯泡的电流大小和亮度（亮度反映实际功率的大小）。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电流表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电压关系)
亮度(亮暗)
电流(安)
实验结果：在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大。
2、研究电功率与电压的关系
实验方案：如图所示，将两只小灯泡串联，目的是控制通过两者的电流相同，比较两只小灯泡两端的电压大小和亮度（亮度反映实际功率的大小）。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电压表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电流关系)
亮度(亮暗)
电压(安)
实验结果：在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。
四、电功率和电功的计算【推导过程如右图】
1、求电功率：P=UI=I2R=
2、求电阻：R===
3、求电压：U=IR==
4、求电流：I===
★有关电功率模块的比例计算—— “串正、并反”解题技巧
（1）串联电路的比例关系——P、W、U全都和对应电阻成正比。
依据：W=I2Rt、P=I2R、U=IR
（2）并联电路的比例关系——P、W、I全都和对应电阻成反比。
依据：I=、P=、W=t
五、测定小灯泡的功率
实验原理：伏安法测电功率的原理是P=UI。利用电压表和电流表分别测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流就可以求出小灯泡的电功率。在额定电压下测出来的电功率就是额定功率。
六、电热器与焦耳定律
1、电流的热效应
（1）定义：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。
（2）实质：电流通过导体发热的过程实际上是电能转化为内能的过程。
（3）应用：各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的，如电熨斗、电热毯、电热壶、电饭煲等。电热器的主要组成部分是发热体，发热体一般是由电阻大、熔点高的金属导体制成的。
2、探究影响电热的因素
实验方法 控制变量法和转换法
影响因素 （1）通过导体电流的大小；（2）导体的电阻大小；（3）通电时间。
常见的两个探究方向 探究导体产生热量与电阻的关系 探究导体产生热量与电流的关系
实验结论 在电流相同、通电时间相同的情实验结论情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
3、焦耳定律
（1）焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。焦耳定律是由英国科学家焦耳最先发现的。
（2）公式：Q=I2Rt。
（3）对焦耳定律的计算公式Q=I2Rt的理解要注意以下几点：
①讲到影响电流通过导体产生热量的因素时要控制好变量，要同时考虑到通过导体的电流、导体电阻和通电时间。例如不能说导体通电时间越长，产生的热量就越多。
②不能说导体产生的热量跟电流成正比，只能说跟电流的二次方成正比。
③公式中的各个物理量都是对同一导体或电路而言的，计算时不能张冠李戴。
④电热和电功的单位是相同的，都是焦(J)。
七、电热(Q)和电功(W)的区别
电热是指电流通过导体时产生的热量，这部分热量是由电能转化而来的，电功是指电流通过导体时所做的功。当电流通过导体时，如果电能全部转化成内能（纯电阻电路），此时电功等于电热（W=Q）；如果电能部分转化成内能（非纯电阻电路），此时电功大于电热。举例说明：当电流通过电饭煲（纯电阻电路）时，电能全部转化成内能，此时电功等于电热（W=Q）；电流通过电风扇（非纯电阻电路）时，电流做的功（电功）只有一小部分转化为电热，另外部分转化成机械能使电风扇转动起来，此时电功大于电热，故选用热量计算公式时分两种情况：
电功全部转化成电热： Q=W=I2Rt=UIt= U2t/R=Pt （适用于纯电阻电路）
②电功全部或部分转化成电热： Q=I2Rt（适用于任何电路）
■考点⑧ 核能、能量的转化与守恒
一、核能
1、核能：是通过将核反应从原子核释放的能量，先转化为发电机的机械能及水的内能，再转化为电能。初中阶段，核能可通过两种核反应方式进行释放。核裂变和核聚变是获得核能的两种途径。
2、核裂变
（1）含义：核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出巨大能量的现象。如中子轰击铀235，铀核就会分裂成2个新核，并释放出能量，同时产生几个新的中子，1千克铀全部裂变，释放的能量超过2000吨煤完全燃烧释放的能量。
（2）链式反应：每个铀核裂变时会产生几个中子，这些中子又会继续轰击其他铀核，使其他铀核裂变并产生更多的中子，这样就会导致一系列铀核持续裂变，产生链式反应，如图所示。快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。
（3）应用：原子弹、核电站都是根据核裂变的原理制成的。原子弹属于不加控制的链式反应；核电站属于可控制的链式反应。
3、核聚变
（1）含义：2个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。由于核聚变需 要极高的温度，所以核聚变也叫热核反应。如图所示，氘核（1个质子和1个氘核中子）和氚核（1个质子和2个中子）在超高温下聚合成新的原子核—氦核，并释放出1个中子，同时释放巨大的能量。
（2）释放能量情况：质量相同的核燃料，核聚变反应释放的核能比核裂变反应释放的核能要多得多。
（3）应用：氢弹是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。太阳的内部在不停地发生这种核聚变，从而向外释放出巨大的能量。
二、核电站
利用核能发电的电站叫核电站。利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。
1、核电站的原理
（1）核反应堆：可控制地进行核反应的装置，称为核反应堆。核反应堆是核电站核心部分，它以铀为核燃料。
（2）核电站的原理：利用核反应堆提供的能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电。工作过程：如图所示。
（3）核电站的能量转化：核电站并非将核能直接转化为电能。核能→内能→机械能→电能。
2、核电站的特点
（1）消耗燃料少，废渣也少,产生的能量巨大，可以大大减少燃料的运输量；
（2）特别适合于缺少煤、石油和水力资源的区域；
（3）核电站需防止放射性物质泄漏造成的放射性污染，因此必须采用可靠的保护措施，同时要处理好废渣；
（4）成本低，一些发达国家的核电已占相当大的比例，我国的核电事业发展得也很快。
3、太阳能
（1）在太阳内部，氢原子核在超高温下发生核聚变。
（2）太阳的巨大能量是内部核聚变产生的。
（3）大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去，其中有一部分到达地球表面。
三、放射性
1、放射性
原子核的裂变和聚变都会产生些放射性物质，这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的、能量很高的射线，如：a射线、β射线和γ射线。
2、三种主要的放射线
射线 组成 穿透本领
a射线 带正电的高速运动的氦原子核 最弱，在空气中只能前进几厘米
β射线 带负电的高速运动的电子流 较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板
γ射线 能量很高的电磁波 很强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土
3、放射性的利与弊
（1）利：少量的放射线可以为人类服务，如r射线可以对机械设备进行探伤；可以使种子变异，培育出新的优良品种；利用放射线可以杀菌。医疗上利用γ射线可以治疗肿瘤等疾病。
（2）弊：过量的高能量的放射线照射对人体和动植物的组织有破坏作用。
四、能量的相互转化
1、能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化
（1）太阳能的转化
①照射到植物叶片上----植物的化学能； ②照射到大气层中------空气的动能；
③照射到太阳能热水器--水的内能； ④照射到电池板上------电能。
（2）人体能量的来源及转化：人体所需的能量都来自食物，食物被消化后且被分解的过程，是食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等能量的过程。
（3）火力发电厂的能量转化：燃料燃烧将燃料的化学能转化为内能来加热水，水沸腾后，产生的蒸汽驱动涡轮机转动将内能转化为机械能，涡轮机带动发电机发电将机械能转化为电能。
2、能量转化的普遍性
自然界中的能量有多种表现形式，如机械能、内能、化学能、电能、电磁能、核能等。自然界中各种形式的能量不是孤立的，它们可以在一定的条件下发生转化，能量也可以在同一物体或不同的物体间相互转移。能量转化是普遍现象，自然界中物质运动形式的变化中伴随着能量的相互转化。
五、能量的转化与守恒定律
1、内容
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。
2、意义
能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动，无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。
3、永动机—不可能成功
六、能量转化和转移的方向性
1、内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，而不能从低温物体自发地转移到高温物体
如：烧杯中的热水变冷等，是内能自发地从高温物体转移到低温物体。电冰箱、空调制冷，都是从低温物体的内部吸热，向外面放热，使内能从低温物体转移到高温物体。这种转移不是自发进行的，必须要有附加的条件：消耗电能，电动机(压缩机)做功。
2、机械能可自发地转化为内能，但内能无法自发地转化为机械能
如：汽车制动刹车时，由于摩擦，机械能转变成地面、轮胎及空气的内能，但是这些内能不能再次转化为汽车的机械能而使汽车重新启动。可见，能量的转移和转化是有一定的方向性的。能量可以自发地朝一个方向进行，但不能自发地朝反方向进行。
■考点1 各种形式的能
[典例1]（2024七上·义乌月考）下列关于能的叙述不正确的是（　　）
A．伽利略的斜面实验中，小球从斜面滚下后能滚上另一个斜面是因为小球具有“能”
B．挂在树枝上的苹果没有运动，所以苹果不具有“能”
C．人在跑步时要消耗体内的“能”
D．向日葵在太阳下不断生长时将太阳光中的“能”储存到体内
【答案】B
【知识点】能的多种形式
【解析】【分析】（1）（3）（4）根据能量转化的知识判断的；
（2）物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
【解答】A.小球滚动时具有动能，爬上斜面时具有重力势能，即将动能转化为重力势能，故A正确不合题意；
B.挂在树枝上的苹果具有重力势能，故B错误符合题意；
C.人在跑步时，将化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，故C正确不合题意；
D.向日葵生长时，将太阳能转化为化学能储存在体内，故D正确不合题意。
故选B。
◆变式训练
1．下列灾害①严寒、②泥石流、③台风、④洪水、⑤酷暑、⑥干旱所造成的破坏中，与机械能有关的是（　　） 。
A．①③④ B．①⑤⑥ C．②③④ D．③④
【答案】C
【知识点】能的多种形式
【解析】【分析】运动的物体具有动能，被举高的物体具有重力势能，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
【解答】泥石流、台风和洪水，是由于泥土和石头、空气和水高速运动而具有的能量，从而对人类造成伤害的，即它们与机械能有关，故②③④符合题意；
严寒、酷暑和干旱，都是由于异常的天气变化引起的，与机械能无关，故①⑤⑥不合题意。
故选C。
■考点2 动能与势能
[典例2]如图所示，将质量为0.1kg的小球从轻质弹簧原长A 点处静止释放 到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。AC长度为20cm，小球在运动过程中机械能　 　(选填“守恒”或“不守恒”) 。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力　 　(填“大于”、 “小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力； 科学上通常用“功”来量度物体能量的转化，小球到达最低点C时，弹簧具有的弹性势能为　 　J。(在下落过程中，不计能量损失)
【答案】不守恒；小于；0.2
【知识点】力与运动的关系；功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据小球的机械能和弹簧弹性势能的转化分析；
（2）当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动；
（3）根据W=Gh计算小球重力势能的减小量，也就是弹簧的弹性势能。
【解答】（1）在整个运动过程中，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，因此小球的机械能不守恒；
（2）从B位置到C位置的过程中，小球的速度逐渐减小，说明合力的方向与运动方向相反，即合力向上，那么小球的重力小于弹力；
（3） 小球到达最低点C时，弹簧具有的弹性势能等于小球减小的重力势能，即W=Gh=0.1kg×10N/kg×0.2m=0.2J。
◆变式训练
1．（2024九上·黄岩竞赛）物体的动能大小与物体的质量和速度有关。某小组选用质量不同、材质相同的光滑金属小球进行如图所示实验，记录木块在水平面上移动的距离，数据如表。
实验序号 小球放置的高度 小球的质量 木块在水平面上移动的距离
1 h m S1
2 h 2m S2
3 2h m S3
（1） 实验所用的水平面不能是光滑的，原因是　 　。
（2）实验中为了使小球到达水平面的初速度不同，应采取的操作是　 　。
（3） 实验发现S2始终等于 S3， 请从功能转化角度分析产生此现象的原因　 　。
【答案】（1）若水平面光滑，本次将做迅速直线运动，无法比较木块通过的距离。
（2）让小球从同一斜面不同高度由静止释放
（3）小球具有的重力势能相等，转化为木块的动能也相等，木块克服摩擦力做功一样多。
【知识点】动能和势能的概念；动能的影响因素
【解析】【分析】（1）水平面是光滑的，根据牛顿第一定律分析回答；
（2）要使小球到达水平面的初速度不同，应让小球从斜面不同高度由静止释放；
（3）S2始终等于S3，说明木块克服摩擦所做的功一样，据此分析。
【解答】 （1）若水平面是光滑的，根据牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动，无法比较木块通过的距离，不能得出小球的动能大小；
（2）实验中为了使小球到达水平面的初速度不同，应让小球从同一斜面的不同高度由静止释放；
（3）S2始终等于S3，说明木块克服摩擦所做的功一样，从功能转化的角度分析产生此现象的原因可能是：小球具有的重力势能相等，转化为木块的动能相等，木块克服摩擦所做的功一样。
■考点3 功和功率
[典例3]（2024九上·义乌月考）如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C，已知AC>BC，施加的力分别为FA、FB，拉力做功的功率分别为PA、PB，则下列判断中正确的是（　　）
A．FA>FB，PAFB，PA>PB
C．FAPB
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】同一个物体升高相同高度，克服重力做功相同。
【解答】A这边坡度比B缓，更容易将物体拉到顶部， FA故答案为：C。
◆变式训练
1．（2024九上·余杭月考） 如图甲，粗糙程度不变的水平面上的物体受到水平向右的拉力。拉力大小随时间变化的关系如图乙，物体运动速度随时间变化的关系如图丙。下列说法正确的是 （　）
A．4~6s， 物体运动路程为18m
B．4~6s， 拉力F的功率为12W
C．t=1s时， 物体受到摩擦力大于2N
D．拉力为6N时，物体做匀速直线运动
【答案】B
【知识点】摩擦力的存在；功率计算公式的应用
【解析】【分析】A.由图丙可知，物体在4-6s做匀速直线运动，根据s=vt得到物体运动的路程；
B.根据P=Fv得到拉力F的功率；
C.由图丙可知，物体在t=1s时处于静止状态，拉力等于摩擦力，由图乙可知此时拉力，根据二力平衡条件得到摩擦力；
D.由图丙可知，物体在2-4秒时做加速运动。
【解答】A.由图丙可知，物体在4-6s做匀速直线运动，物体运动的路程为s=vt=3m/s×2s=6m，故A错误；
B.由图丙可知，物体在4-6s做匀速直线运动，速度为3m/s，由图乙可知，拉力是4N，拉力F的功率为，故B正确；
C.由图丙可知，物体在t=1s时处于静止状态，拉力等于摩擦力，由图乙可知此时拉力为2N，所以摩擦力等于2N，故C错误；
D.由图乙可知，拉力为6N时，图丙对应的物体加速运动，故D错误。
故答案为：B。
■考点4 杠杆
[典例4]（2024九上·义乌月考）如图所示，推走独轮车之前，先将其撑脚抬离地面。慢慢抬起的过程中，独轮车属于　 　（选填“省力”或“费力”)杠杆。已知车厢和砖头的总重力G=800N，则图中人手竖直向上的力为　 　N。若施加在车把手向上的力始终与把手垂直，则慢慢抬起的过程中这个力的大小　 　（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“始终不变”)。
【答案】省力；160；逐渐减小
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算；
（3）分析抬起过程中动力臂和阻力臂的长度变化，进而确定动力的大小变化。
【解答】（1）根据图片可知，动力臂为1m，阻力臂为0.2m，则动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：800N×0.2m=F×1m，解得：F=160N；
（3）若施加在车把手向上的力始终与把手垂直，则动力臂L1保持不变，阻力臂逐渐减小，而阻力G保持不变。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，慢慢抬起的过程中这个力的大小逐渐变小。
◆变式训练
1．（2024九上·义乌月考）如图所示是某高压蒸气压力控制装置的示意图。当阀门S（底面积为2cm2）受到的蒸气压力超过其安全值时，阀门就会被顶起释放一些蒸气来降低压力，若OA=0.2m，AB=0.6m。物体C重25N，那么杠杆平衡时杆上的A点所受的支持力为　 　N，方向是　 　。（忽略杆重）
【答案】100；竖直向上
【知识点】压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】由题意可知OB的长度，根据杠杆的平衡条件求出当杠杆平衡时杆上的4点所受的支持力。
【解答】根据杠杆的平衡条件得到：F杠杆×OA=GC×OB；
所以，当杠杆平衡时杆上的A点所受的支持力：F×0.2m=25N×0.8m；
解得：F=100N；
方向是竖直向上的。
■考点5 滑轮、斜面
[典例5-1]（2024九上·余杭月考）如图用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。下列说法错误的是（不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦）（　　）
A．地面对A的摩擦力为2N
B．1s内绳子拉物体A所做的功为2J
C．拉力F的功率为2W
D．若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也增大
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】功的定义：如果一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功。功的计算公式：W=FS（其中W是功，F是力，S是在力的方向上的距离）；功率的定义：功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量。功率的计算公式：P=W/S=FV（其中P是功率，W是功，S是距离，F是力的大小，V是速度）；
【解答】A. 弹簧测力计的示数为3N ，B保持静止，所以B受到A给他向右的摩擦力3N；B给A向左的摩擦力3N，A受到的拉力为5N，所以地面对A的摩擦力为2N，A正确；
B.绳子的拉力为10N，速度为0.2m/s，时间为1s，所以 1s内绳子拉物体A所做的功为2J，B正确；
C. .绳子的拉力为10N，速度为0.2m/s，拉力F的功率=FV=10N×0.2m/s=2W，C正确；
D.若将拉力F增大，弹簧测力计的示数不变，因为B始终能保持静止，弹簧测力计的读数等于AB间的滑动摩擦力，滑动摩擦力和压力大小和接触面的粗糙程度有关，这两个因素都不变，所以弹簧测力计的示数不变，D错误；
故答案为：D
[典例5-2]（2024九上·浙江期末） 如图所示物体质量为5kg，在40N的拉力 F 作用下从斜面底端匀速运动到顶端，已知斜面高3m ，长5m 。
（1）利用斜面匀速拉动物体的过程中，该装置的机械效率为　 　。
（2）若此物体到达顶端后撤去拉力，物体又下滑至底端，在下滑过程中物体受到的摩擦力为　 　N。
（3）此物体在运动过程中克服摩擦力做功，使它的内能增加，温度升高。若该物体的温度升高了0.1℃，则物体的内能增加了　 　J。 [已知物体的比热为2000J/(kg·℃)]
【答案】（1）75%
（2）10
（3）1000
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）克服重力所做的功为有用功，拉力所做的功为总功。
（2）总功减有用功等于额外功。
（3）内能计算公式。
【解答】（1）机械效率。
（2）滑动摩擦力的大小与拉力大小及接触面的粗糙程度有关，所以向上移动时受到的摩擦力等于向下滑动时受到的摩擦力，克服摩擦力所做的功为额外功，故摩擦力为
。
（3）增加的内能为。
◆变式训练
1．（2024九上·余杭月考） 斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面省力情况与哪些因素有关呢 (使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力)
小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中物体在斜面上做匀速直线运动，相关的记录如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角 θ θ θ θ θ1(θ1>θ) θ2(θ2>θ1)
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
（1）物体从斜面底端沿斜面匀速拉到顶端过程中，倾斜角度越大，机械效率　 　(填“越高” “越低”或“不变”) 。
（2） 通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是　 　。
（3） 小明通过实验验证猜想3是错误的，他的依据是　 　。
（4） 完成实验后，小明还想知道实验1中物体在斜面上受到的摩擦力f的大小。已知斜面倾角θ时，斜面长1m、高0.5m，分析可知f=　 　kN 。
【答案】（1）越高
（2）在其他条件相同时（在接粗面粗糙程度相同时），斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力
（3）比较1、3、4几次实验，沿斜面的拉力与物体的重力的比值相等
（4）0.35
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）利用机械效率的计算公式分析比较机械效率变化情况；
（2）采用控制变量法对比数据，即可得出结论；
（3）通过实验的数据从而得出沿斜面的拉力与物体重力的关系；
（4）根据受力情况，依据力的平衡条件确定摩擦力大小。
【解答】（1）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关。斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；
（2）对比实验1、5、6中的数据可知，在斜面的表面材料、物重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，故结论是：在其他条件相同时（在接粗面粗糙程度相同时），斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力；
（3）探究斜面省力的情况与重力大小有关时，根据控制变量法可知，实验中需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同，所以需要对比1、3、4的实验数据；
比较1、3、4几次实验，沿斜面的拉力与物体的重力的比值相等；
由题意可知，这三次实验的省力情况相同，故猜想3是错误的；
（4）根据W=Fs、W总=W有+W额可得：Fs=Gh+fs（s表示斜面的长度、h表示斜面的高度）；
代入数据，解得：f=0.35N；
故答案为：（1）越高；（2）在其他条件相同时（在接粗面粗糙程度相同时），斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力；（3）比较1、3、4几次实验，沿斜面的拉力与物体的重力的比值相等；（4）0.35。
2．（2024九上·余杭月考）小科在研究滑轮组机械效率与哪些因素有关的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得的数据如表：
次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度 h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 6 0.1 2.4 0.3 待填
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1） 计算得出第2次实验测得的机械效率为　 　
（2） 分析表中数据可知：第4次实验是用　 　(填“甲” “乙”或“丙”) 图装置完成的，你判断的理由是　 　
（3） 分析表中的实验数据可得出结论是　 　。
【答案】（1）83%
（2）丙；钩码上升的高度是测力计移动距离的1/5
（3）换轮组的机械效率与钩码总重有关与动滑轮的总重有关
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率；机械效率的计算
【解析】【分析】】（1）根据图乙读出拉力的大小；
由表格中第2次实验的数据可知，提升物体的重力为6N，由测力计移动的距离和物体上升的高度之间的关系可知使用的是图乙装置进行的实验，根据得出机械效率；
（2）由表格中第4次实验的数据，利用得出连接动滑轮的绳子的段数，进而分析；
（3）分析实验数据，得出结论；
【解答】 （1）由图乙可知拉力为2.4N；
第2次实验测得的机械效率为：；
（2）由表格中第4次实验的数据可知，连接动滑轮的绳子的段数为，即使用的是图丙装置进行的实验；
（3） 分析表中的实验数据可得出结论是换轮组的机械效率与钩码总重有关与动滑轮的总重有关 。
■考点6内能
[典例6]（2024九上·黄岩竞赛） 甲装置：在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象。
乙装置：烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。
下列说法正确的是(　　)
A．甲：迅速向下压活塞的过程中，筒内空气温度不变
B．甲：活塞下压后反弹的过程相当于内燃机的做功冲程
C．乙：给瓶内打气至瓶塞跳出前，瓶内空气内能减小
D．乙：瓶塞跳出的过程相当于内燃机压缩冲程
【答案】B
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】（1）改变物体内能的两种方法：对物体做功、热传递；做功可以改变物体的内能，对物体做功，物体内能增加；物体的内能与其本身的温度有关，温度越高内能越大；
（2）物体对外做功，物体的内能减少；物体吸收热量内能增加，物体放出热量内能减少；
（3）内燃机的做功冲程，内能转化为机械能；压缩冲程，机械能转为内能。
【解答】A、当把活塞迅速压下去后，活塞压缩气体做功，气体的内能增加，温度也会随之升高，故A错误；
B、内燃机的做功冲程，高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故活塞下压后反弹的过程相当于内燃机的做功冲程，故B正确；
C、用气筒向装有少量水的烧瓶里打气，瓶内气压增大，内能增大，故C错误；
D、瓶塞跳出的过程，内能转化为机械能，相当于做功冲程，故D错误。
故答案为：B。
◆变式训练
1．（2024九上·义乌月考） 室温为10℃时，小宁利用如图所示装置验证“外界对物体做功，可以使物体的内能增加”。小宁用平均为50牛的力将活塞压下12厘米，发现底部浸有0.001千克乙醚的棉花并没有出现燃烧现象。(乙醚的比热容约为 着火点为160℃)
（1） 求小宁对活塞的做功大小。
（2）0.001千克乙醚温度从10℃升高到着火点至少需要吸收多少热量
（3） 小宁的实验没有成功，请帮助他分析原因。
【答案】（1）小宁对活塞的做功。
（2）乙醚吸收的热量
（3）小宁的实验没有成功原因是做功太少，乙醚升温太小，远远达不到着火点温度
【知识点】功；热量的计算
【解析】【分析】（1）利用杠杆进行计算。
（2）热量的计算公式。
（3）燃烧的条件是有可燃物、助燃剂以及温度达到着火点。
【解答】（3）由（1）（2）可知，小宁做的功远小于乙醚燃烧需要吸收的热量，所以乙醚的温度未达着火点，故乙醚不能燃烧。
■考点7 电能
[典例7]（2024九上·黄岩竞赛）现有一个标有“2.5V”字样的小灯泡，小明同学想知道小灯泡的额定功率，于是连接了如图甲所示的实验电路，电源电压恒为6伏、小灯泡电阻约为10欧。
（1）为了完成实验，在标有“10Ω1A”、 “20Ω1A”的两种滑动变阻器中应选用标有“　 　Ω1A”的。
（2）实验时，小明刚闭合开关就发现小灯泡亮度很亮然后马上熄灭了，她观察此时电表的示数，发现电流表无示数，电压表示数为6伏。老师指出她操作时可能存在的错误是　 　(写出一条即可)。
（3） 实验中，当电压表示数为2.5伏时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　瓦。
（4）小明打算增加两只开关和一个阻值为10欧的电阻R0，只用一只电压表来测量小灯泡的额定功率。如图是小明设计的电路图。请判断此方案是否可行 并说明理由。　 　。
【答案】（1）20
（2）开关闭合前，滑片没有移动到阻值最大处。
（3）0.75
（4）不可行，R0、小灯泡、变阻器三者串联，S1S2闭合时电压表测定值电阻的电压。S1断开，S1S2闭合时，电压表，测灯和R0的总电压。都无法确定小灯泡是否正常发光。故不能测定小灯泡的额定功率。
【知识点】测定小灯泡的功率；小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】（1）根据灯的额定电压为2.5V和小灯泡电阻约为10Ω，由欧姆定律求灯的额定电流大小，根据串联电路的规律和欧姆定律求当灯正常发光时变阻器连入电路中的电阻，确定选用的滑动变阻器；
（2）为保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前，变阻器连入电路中的电阻最大；根据电路连接和现象分析回答；
（3）根据图中电流表选用的量程确定分度值读数，根据P=UI求小灯泡的额定功率；
（ 4）根据电路图，确定能否使小灯泡正常发光，若不能，则无法测量小灯泡的额定电功率。
【解答】 （1）灯的额定电压为2.5V，电源电压为6V，小灯泡电阻约为10Ω，
灯的额定电流为，
根据串联电路的规律和欧姆定律，
当灯正常发光时变阻器连入电路中的电阻：
，
故选用“20Ω 1A”的滑动变阻器：
（2）实验时，某个小组同学刚闭合开关就发现小灯泡亮度很亮，说明闭合开关时，电路电流太大，滑动变阻器未接入最大阻值，后来灯熄灭了，电流表无示数，电压表等于电源电压，说明小灯泡断路了，说明操作时的错误是：闭合开关前未将滑片P移至最大阻值处；
（3）移动滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，大小为0.3A.则小灯泡的额定功率为：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）R0、小灯泡、变阻器三者串联，S、S1闭合时，电压表测定值电阻的电压，S1断开，S、S2闭合时，电压表测灯和定值电阻的总电压，都无法确定小灯泡是否正常发光，故不能测定小灯泡的额定电功率。
◆变式训练
1.（2024九上·黄岩竞赛） 某校的项目化学习小组，对家用电水壶进行探究。电热水壶由分离式底座和壶身两个部分组成，如图甲。分离式底座由电源线、圆形底座和供电插座组成，电热水壶内部简化电路，如图乙。
（1） 电水壶额定电压为220伏，额定功率为2000瓦，容量为2L。
①电阻R1的阻值是多少
②正常工作时，加热7分钟，能将整壶初温为20℃水烧开(标准大气压下)，求此电水壶的加热效率为多少 [水的比热为
（2）为满足人们随时取用热水的需求，电热水壶需设置保温功能。现有一个温控开关一定温度时，可以自动断开或闭合，元件符号为() ，一个阻值远大于 R1的定值电阻R (元件符号头) 。要求利用提供的器材，对原电热水壶的简化电路讲行改进。实现既可加热又能保温的功能，且加热功率保持不变。请在答题卷的虚线框内画出电路图。
【答案】（1）①由P=U2/R得R=U2/P=(220V)2/2000W=24.2Ω
②m=ρv=2kg，=J
p=W/t W=P/t=2000*7*103=8.4*105J
（2）
【知识点】电功率计算公式的应用；电器的电功率
【解析】【分析】 （1）①知道电热水壶额定电压和额定功率，根据求出其电阻；
②一满壶水的体积和自身的容量相等，根据m=ρV求出水的质量，在1个标准大气压下水的沸点是100℃，又知道水的质量和初温以及比热容，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量，根据W=Pt求出消耗的电能，利用求出电水壶的加热效率；
（2） 由题意可知，电热水壶改进后加热功率保持不变即电路仍为R1的简单电路，保温时R1与Rx串联，且保温和加热是通过温控开关来实现的，据此画出改进后的电路图；然后分析开关的闭合、断开得出保温的工作原理；
【解答】 （1）①由可得，电阻R1的阻值：
；
②一满壶水的容量：
V=2.0L=2.0dm3=2×10-3m3，
由可得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg，
在1个标准大气压下水的沸点是100℃，
则水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，
由可得，正常加热消耗的电能：
W=P加热t'=2000W×7×60s=8.4×105J，
电热水壶的加热效率：
；
（2）由题意可知，电水壶改进后加热功率保持不变即电路仍为R1的简单电路，
保温时R1与Rx串联，且保温和加热是通过温控开关来实现的，改进的电路如图所示：
保温的工作原理：开关S和温控开关均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电源的电压一定，由可知，电路的总功率最大，电水壶处于加热状态；当电水壶内的水烧开后，温控开关断开，此时电路中R1与Rx串联，电路的总电阻最大，总功率最小，电热水壶处于保温状态；
■考点8 核能、能量的转化与守恒
[典例7]（2024九上·萧山月考） 如图1所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环” (EAST)实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录。
（1） “东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过核　 　(选填“裂变”或“聚变”)释放巨大的核能。
（2）如图2为核电站发电流程图，核电站发电过程中，能量转化是：核能→　 　→机械能→电能。
【答案】（1）聚变
（2）内能
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】（1）太阳的能量来自于上面轻核的聚变；
（2）根据核电站的能量转化分析解答。
【解答】（1）”东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过核聚变释放巨大的核能。
（2）如图2为核电站发电流程图，核电站发电过程中，能量转化是：核能→内能→机械能→电能。
◆变式训练
1．（2024九上·黄岩竞赛）核电站是利用核反应堆提供能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。甲是核电站的原理示意图，乙是两种核反应示意图。下列说法不正确的是（　　）
A．日本福岛核污染水是C中流出的水
B．核电站核反应堆利用的是A所示的核反应
C．核反应后有核废料，因此它是化学变化
D．根据核电站原理图，能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能
【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】核电站主要利用核裂变释放的能量进行发电。
【解答】A.日本排放的是核污染水，日本福岛核污染水是机芯断裂，内部核料泄露到冷却水中，A正确；
B.A是核裂变，B是核聚变，核电站主要利用核裂变释放的能量进行发电，B正确；
C. 核反应后有核废料，属于核反应，不是化学反应，也不是化学变化，C错误；
D. 核电站能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能，D正确；
故答案为：C。
1．（2018·绍兴）如图，木块以一定的速度滑过A，B点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（　　）
A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
【答案】C
【知识点】能的多种形式；能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，其总量不变。
【解答】A、如果不考虑木块与接触面之间的摩擦则机械能不变；所以机械能可能不变；故A错误；
B、 A到C与C与D之间的改变的高度相同，所以减小的重力势能相同；故B错误；
C、 木块由A到B重力势能减小，如果接触面之间有摩擦则减少的重力势能转化为内能和动能，如果内能较大，则动能不会增加，所以A、B点的动能可能相等；BC之间有摩擦，会有能转换为内能被消耗；C点动能一定会比A点大；故C正确；
D、 BC之间有摩擦力时，B点到C点时，动能会减小，而C到D时动能会增大，则B、D点的动能可能相等；AB之间存在摩擦时，A到B的重力势能都转换为摩擦产生的内能；故D错误；
故答案为：C
2．（2018·衢州）在探究“阻力对物体运动的影响”时，让同一小车每次都从同一斜面的同一位置静止滑下，使小车分别在毛巾、棉布和木板上运动直至静止，小车运动距离如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．小车在毛巾上运动的距离最短，所以它消耗的机械能最少
B．小车在木板上运动的距离最长，所以它消耗的动能最多
C．小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同，但每次小车获得的内能相同
D．小车在毛巾、棉布和本板上运动的距离不同，但每次小车克服阻力所做的功相同
【答案】D
【知识点】影响摩擦力大小的因素；能的多种形式；能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
【解答】A、小车是从相同的高度下滑的，小车的机械能相同，所以小车停止时消耗的机械能相同；故A错误；
B、 小车从相同的高度下滑的，小车获得的动能相同，所以小车停止时消耗的动能相同；故B错误；
C、 小车的运动距离不同，但由于接触面粗糙程度不同，所以摩擦力大小不一样，所以小车获得的内能不同；故C错误；
D、 小车初始的具有的能相同，最终为克服阻力做功停止；故D正确；
故答案为：D。
3．（2023·温州）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（　　）
A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，结合机械能与内能的转化分析判断。
【解答】甲和乙的高度相同，且滚摆的质量相同，那么二者的重力势能相等，故A、B错误；
在运动过程中，由于摩擦和阻力的存在，会有部分机械能转化为内能，且运动时间越长，机械能损失越多，那么甲的机械能大于乙的机械能。根据“机械能=动能+重力势能”可知，甲的动能大于乙的动能，故C错误，D正确。
故选D。
4．（2021·温州）一番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（　　）
A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
【答案】B
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】根据机械能守恒的知识分析判断。
【解答】番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能，一部分转化为番茄自身的动能，另一部分转化为溅起的水珠增加的机械能，则番茄减小的势能肯定大于溅起水珠增加的机械能，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
5．（2020·温州）科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是（　　）
A．压强 B．压力 C．功率 D．时间
【答案】B
【知识点】压力及重力与压力的区别；压强的变化；功率
【解析】【分析】长方形的面积公式为S=ab，因此只有横轴和纵轴表示的物理量为相乘关系时才能用面积表示，据此分析即可。
【解答】长方形的面积公式为S=ab，
A.根据可知，压力F与受力面积的比值等于压强p，与阴影面积不符，故A错误；
B.根据F=pS可知，压力等于压强和受力面积的乘积，与阴影面积相符，故B正确；
C.根据可知，功与时间的比值等于功率，与阴影面积不符，故C错误；
D.根据可知，功与功率的比值等于时间，与阴影面积不符，故D错误。
故选B。
6．（2022·杭州）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙)，在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（　　）
A．W甲>W乙>W丙 B．W甲C．W甲=W乙=W丙 D．W甲=W乙【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs分析判断。
【解答】根据题目描述可知，三个物体受到的拉力相等，在拉力的方向上运动的距离也相等，根据W=Fs可知，拉力对物体做的功相等，即W甲=W乙=W丙。
故选C。
7．（2024·浙江）如图所示，取一个配有活塞的厚玻璃筒，选择一团可燃物置于筒内，压下活塞。为了可燃物更易燃烧，关于所选可燃物的着火点及对活塞的操作正确的是（　　）
A．着火点低，缓慢下压 B．着火点高，缓慢下压
C．着火点低，快速下压 D．着火点高，快速下压
【答案】C
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】①对物体做功，物体内能会增加；物体对外做功，物体内能会减少；
②可燃物的着火点越低，则越容易燃烧起来。
【解答】 下压活塞的过程中，活塞对筒内气体做功，将机械能转化为筒内气体的内能，使气体的内能增加、温度升高，当温度升高到可燃物的着火点时，可燃物就燃烧起来。为了使可燃物燃烧，则可燃物的着火点要低一些，这样可以在更低的温度下被点燃，且要迅速下压活塞，从而提高里面的温度，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
8．（2019·台州）下列是关于水蒸发致冷现象的解释，
①水分子运动速度有大有小；
②剩余的水内能减少，温度降低；
③剩余的水分子运动速度相对较小；
④速度大的水分子动能大，更易摆脱周围分子的“束缚”，跑到空气中。
此解释合理的顺序是（　　）
A．①④③② B．②③①④ C．③①④② D．④③②①
【答案】A
【知识点】分子的热运动；蒸发及其现象；内能
【解析】【分析】解释水蒸发致冷时，先描述水分子的运动速度有差异，再说明哪部分水分子容易跑到空气中，最后说明剩余水分子的速度大小，进而判断剩余水的内能和温度变化。【解答】关于水蒸发致冷的现象，解释如下：
①水分子运动速度有大有小；
②速度大的水分子动能大，更易摆脱周围分子的“束缚”，跑到空气中。
③剩余的水分子运动速度相对较小；
④剩余的水内能减少，温度降低。
那么正确的顺序是：①④③②。
故选A。
9．（2019·宁波）下列都是教材中的实验，其中为了说明“对物体做功，物体内能增加”的是（　　）
A．图甲：手帕摩擦塑料丝后，塑料丝散开
B．图乙：缝衣针与磁铁摩擦后，有了磁性
C．图丙：加热后，水蒸气把木塞冲出试管
D．图丁：迅速下压活塞后，浸过乙醚的棉花燃烧
【答案】D
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】分析各个实验包含的物理原理，哪个与题干相符，哪个就是正确选项。
【解答】A.图甲：手帕摩擦塑料丝后，塑料丝散开 ，说明同种电荷相互排斥，故A不合题意；
B.图乙：缝衣针与磁铁摩擦后，有了磁性，这是磁化现象，故B不合题意；
C.图丙：加热后，水蒸气把木塞冲出试管，这是水蒸气对外界做功，内能减少，故C不合题意；
D.图丁：迅速下压活塞后，活塞对里面的空气做功，使乙醚的内能增加，导致浸过乙醚的棉花燃烧，这说明外界对物体做功，物体内能增加，故D符合题意；
故选D。
10．（2021·绍兴）以可靠的实验事实为基础，通过推理得出结论的研究方法称为科学推理法。下列结论通过这种方法得出的是（　　）
A．①电流产生的热量与电阻大小有关
B．②可燃物燃烧需要温度达到着火点
C．③叶片的下表面一般气孔数目较多
D．④牛顿第一定律
【答案】D
【知识点】蒸腾作用；牛顿第一定律；影响电流热效应的因素（焦耳定律）；燃烧与灭火
【解析】【分析】“理想实验”虽然也叫做“实验”，但它同前面所说的真实的科学实验是有原则区别的，真实的科学实验是一种实践的活动，而“理想实验”则是一种思维的活动；前者是可以将设计通过物化过程而实现的实验，后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”．
【解答】A、①实验是为了验证焦耳定律的影响因素，采用了转换法观察实验，可以直接得出电流的产热与电阻有关；故A错误；
B、②是验证可燃物燃烧的条件，可以直接得出可燃物燃烧需要温度达到着火点；故B错误；
C、③对比两边的气泡数量的多少，可以得出叶片的下表面气孔比上表面气孔多；故C错误；
D、④牛顿第一定律的适用条件是理想状态下的，实验不可能完成，采用的是推理的方式得出实验结论的；故D正确；
故答案为：D。
11．（2020·湖州）如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（　　）
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．不能用该反应获得能量的方式来发电
【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）核聚变，即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。
（2）根据核聚变的过程分析；
（3）根据核聚变的产物分析；
（4）根据核聚变的能量利用形式分析。
【解答】A.根据图片可知，中子轰击重原子核，然后分解为质量较小的轻核，所以该模型表示的是核裂变，故A错误；
B.该反应产生的中子仍然具有很多能量，可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确；
C.该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；
D.可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故D错误。
故选B。
12．（2023·湖州）2023年5月11日，天舟六号货运飞船与空间站完成对接。这是我国改进型货运飞船首发船，其发射成功意义重大。下列说法正确的是（　　）
A．起飞时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
B．对接完成后，以空间站为参照物，飞船是静止的
C．货物从地面运到空间站，其质量与重力都保持不变
D．完成对接后，空间站绕地球运动时运动状态保持不变
【答案】B
【知识点】质量及其特性；参照物及其选择；力的作用效果；重力及其方向；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识判断；
（2）根据参照物的知识判断；
（3）根据质量和重力的特点判断；
（4）运动状态改变包括：静止变运动，运动变静止，速度大小改变和运动方向改变。
【解答】A.起飞时，燃料的化学能不能全部转化为火箭的机械能，因为热量有损失，故A错误；
B.对接完成后，以空间站为参照物，飞船的位置保持不变，因此它们是静止的，故B正确；
C.货物从地面运到空间站，虽然位置发生改变，但是质量不变。所有的物体在太空中都处于失重状态，因此重力会减小为零，故C错误；
D.完成对接后，空间站绕地球运动时，速度大小和方向不断改变，那么它的运动状态保持不断改变，故D错误。
故选B。
13．（2022·杭州）汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（　　）
A．都通过剧烈的氧化反应释放出能量
B．都将化学能转化为其他形式的能
C．都参与自然界的碳循环和氧循环
D．都遵循能量的转化和守恒定律
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律；氧化反应
【解析】【分析】（1）细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，氧化缓慢；燃烧是一种放热发光的化学反应，其反应放出能量较剧烈。
（2）化学能通常可以转化为热能、光能、机械能、电能等。
（3）碳循环和氧循环分别指的是氧元素在自然界的循环状态。动植物的呼 吸作用及人类活动中的燃烧都需要消耗氧气，产生二氧化碳。
（4）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
【解答】A：组织细胞呼吸作用是缓慢氧化，A错误。
B：燃烧和呼吸作用都将化学能转化为其他形式的能，B正确。
C：含碳燃料的燃烧可将氧气转化为二氧化碳，呼吸作用将氧气转化为二氧化碳，因此两者都参与自然界的碳循环和氧循环，C正确。
D：所有的化学反应都遵循能量的转化和守恒定律，D正确。
故选A。
14．（2022·台州）铝箔轻巧，导电性好，能做许多科学实验。
实验1：“铝箔小火箭”
将铝箔卷成简状，上端封闭并装人一截火柴头，下端开口并装上尾翼，制成小火箭。将小火箭套在发射架上，加热其上端，如图甲所示。稍后小火箭就会射到空中。
（1）小火箭与发射架不能套得太紧，否则会因　 　力太大，难以起飞。
（2）火柴头燃尽后，空中的小火箭还能继续上升，这是因为小火箭具有　 　。
（3）实验2：“铝箔秋千”
折一个U形铝箔框，其两端通过回形针与干电池两端相连，置于磁铁上方，如图乙所示。通电时，铝箔框就会朝一个方向摆动。
通电摆动时，电能转化为　 　能和内能。
（4）若要改变铝箔框通电时的摆动方向，请写出一种方法：　 　。
【答案】（1）摩擦
（2）惯性
（3）机械
（4）调换干电池的正负极(或“调换磁铁的磁极”)
【知识点】惯性；影响摩擦力大小的因素；通电导体在磁场中的受力方向的判断；能的多种形式
【解析】【分析】（1）滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关；
（2）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（3）根据能量转化的知识解答；
（4）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】（1）小火箭与发射架不能套得太紧，即发射架对火箭的压力太大，那么会产生较大的摩擦力，造成火箭难以起飞。
（2）火柴头燃尽后，空中的小火箭还能继续上升，这是因为小火箭具有惯性。
（3）通电摆动时，线圈具有机械能，即将电能转化为机械能。
（4）要改变铝箔框通电时的摆动方向，方法：
①改变电流方向，即调换干电池的正负极；
②改变磁场方向，即调换磁铁的磁极。
15．（2022·杭州）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自弹性绳重不计)
（1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能　 　（选填“增大”、“减小”、“不变”或“先增大后减小”)。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能　 　（选填“增大”、“减小”、“不变”或“先增大后减小”，下同)：运动员的动能　 　。
【答案】（1）不变
（2）增大；先增大后减小
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）注意分析机械能是否转换为弹性绳的弹性势能即可；
（2）物体的弹性势能与它发生弹性形变的程度大小有关。根据力与运动的关系分析运动员的速度改变，从而确定动能的变化。
【解答】（1）从O点到A点的过程中，弹性绳没有被拉长，则这个过程中运动员的机械能没有转换为弹性势能，因此机械能不变。
（2）A点时绳子等于原长，A点后，运动员开始受到向上的弹力，但是弹力小于重力，即合力向下，此时向下做加速运动。随着弹力的增大，当到达B点弹力和重力相等时，合力为零，此时加速停止，即此时速度最大。从B到C，弹力大于重力，合力向上，运动员做减速运动，因此整个过程运动员的速度先增大后减小，则动能先增大后减小。
（15题图） （16题图）
16．（2022·绍兴）长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落：继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为　 　牛。
（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为　 　米/秒。
（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功　 　焦。
【答案】（1）3
（2）0.05
（3）1.2
【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据二力平衡的知识计算出AB整体受到的摩擦力；
（2）当木块A的重心到达桌面边缘以外时，A会从桌面上掉落，据此确定木块A移动的距离，然后根据公式计算速度；
（3）推力做的功W分为两部分，一部分是木块A掉落前做的功，另外一部分是从A掉落到B掉落这段路程做的功；分别找到对应的力和移动距离，就可计算相应的功。
【解答】（1）推力为3N时，木块静止，则摩擦力和推力是一对平衡力。根据二力平衡条件可知，摩擦力f=F=3N；
（2）当木块A一半体积离开桌面时，木块A就会掉落，
此时移动的距离；
木块A在桌面上匀速运动的速度；
（3）木块A掉落前做的功W1=F1s=6N×0.1m=0.6J；
当木块B一半体积离开桌面时，木块B就会掉落，
从A掉落到B掉落，一共移动距离s′=0.1m+0.1m=0.2m；
这段路程中，压力大小变成了之前的一半，摩擦力变为原来的一半，
所以推力；
这段路程做功W2=F2s′=3N×0.2m=0.6J；
从开始推动到木块B掉落的过程中，推力做的功：W=W1+W2=0.6J+0.6J=1.2J。
17．（2016·绍兴）光滑斜面甲与水平面AB平滑连接，从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图甲，在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙．已知AB=3AC，如图乙，回答下列问题：
（1）如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由．
（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应在甲斜面上多高处静止释放，并说明理由．
【答案】（1）从释放点到B点静止，减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损失的机械能，因为AB=3AC，所以在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一，所以乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少三分之一，故上升的高度h= H；
（2）小球在乙斜面上升高度为2h，因为AC段上消耗的机械能与第一次相同，即消耗 高度的机械能，所以原来小球在甲斜面上的释放高度是：2h+ = H；
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）据AB=3AC可知，在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一，进而判断乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少的关系，进而判断出上升高度；（2）据（1）可判断出小球在AC上损失的机械，而后可以计算出（2）中小球在甲斜面上的高度．弄懂题意，并能明确小球在AC段损失的机械能相当与斜面的多大高度是解决该题的关键．
18．（2023·台州）电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车，其部分参数如下表所示。
（1）装有电动微单车的包装箱总质量为20千克，平放在水平地面上时对地面的最小压强是
多少？
（2）如图是某同学使用扳手组中小学教育资源及组卷应用平台
4.1 能的形式、转移与转化
考点分布 考查频率 课标要求
考点1 各种形式的能 ☆☆ 1.结合实例了解能的多种形式（机械能、内能、电磁能、化学能、核能等）。
2.了解动能和势能的影响因素；知道动能和势能可以相互转化，以及机械能守恒的含义。
3.用实例说明功和功率的概念与意义，能区别机械功率和机械效率。
4.知道常见的简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面等）的特点，并用它们解释－一些生活实例。
5.描述克服摩擦做功与物体内能改变的关系，知道改变内能的途径，知道可用热量来量度热传递过程中的内能变化。
6.通过实验了解比热容，尝试用比热容解释有关自然现象。
7.能举例说明化学能与内能的转化，认识燃料的热值，说明生物体能量的来源和转化。
8.以汽油机为例，了解热机的工作原理，知道内能的利用在人类社会发展史.上的重要意义。
9.通过实验探究，知道影响电流热效应的因素。
10.知道用电器消耗的电能可以用电功来量度，会计算用电器消耗的电能，了解家用电器的额定功率，知道电能表及熔断器（保险丝、空气断路器）的作用。
11.了解家用电器的使用以及安全用电的常识。
12.知道核能及其应用，知道放射性的应用与防护。
13.能举出能的转化与转移有一 一定的方向性的实例。
14.通过实例认识能的转化的普遍性。知道能量守恒定律，初步了解“永动机”是不可能实现的。
考点2 动能与势能 ☆☆
考点3 功和功率 ☆☆
考点4 杠杆 ☆☆
考点5 滑轮、斜面 ☆☆
考点6 内能 ☆☆
考点7 电能 ☆☆☆
考点8 核能、能量的转化与守恒 ☆☆☆
■考点① 各种形式的能
一、认识能量
1、日常生活中的能量
植物的生长、流星等自然现象都与能量相关；人类的一切活动都离不开能量，我们需要能量来保证日常生活和工作，即使在睡觉的时候也需要消耗能量。
事 例 说 明
植物的生长需要能量 所有的自然现象都涉及能量
破坏力巨大的龙卷风具有能量
太阳的照射提供能量
运动员的奔跑需要能量 人类的一切活动每时每刻都离不开能量
人的学习需要能量
人睡觉时需要消耗能量
2、通过斜面实验认识能量
小球在斜面甲A处时，有一种与升高高度相联系的能量，该能量使小球在斜面上运动。
二、能量的形式
物体的运动有多种多样的形式。跟物体的运动一样，能量也有多种形式。根据能量的特点大致可以分为机械能、化学能、声能、电能、电磁能、内能、核能等。
1、机械能：天体的运行、河水的流淌、候鸟的飞翔、人类的行走、蒲公英种子的飞行等，都属于机械运动；这些做机械运动的物体都具有 。
2、 ：储存在食物中的能量属于化学能，汽油、木材、天然气、沼气、煤炭等燃料都储存着能量，这种能量也属于化学能。
3、 ：声音具有能量，这种能量称为声能（如冲击钻发出刺耳的声音）。
4、 ：如发电站、电池等提供电能。
5、 ：如光、红外线、紫外线、微波和 X 射线等都是电磁能的表现形式。电磁能以波的形式传播。
事例 具有的能量形式
做机械运动的物体 机械能
汽车行驶时需要的燃料 化学能
动听的音乐 声能
各种电池和发电厂提供的电 电能
核电站发电 核能
可见光、红外线紫外线、微波和X射线 电磁能
高温水蒸气 内能
6、太阳能是各种形式的能的最终能量来源。
■考点② 动能与势能
一、动能
1、动能的概念
物体由于运动而具有的能量叫做 。一切做机械运动的物体都具有动能。例如：飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、流动的水和空气等，都具有 。
2、影响动能大小的因素<小钢球撞木块实验>
（1）提出问题：动能的大小与哪些因素有关
（2）猜想与假设：物体动能大，表示物体由于运动而具有的能量大，所以动能可能与物体的 有关，还可能与 有关。
（3）设计实验与制订计划：让钢球从斜面上滑下，碰到一个木块上，推动木块做功。在同样的水平面上，通过木块被推动的距离大小，判断出钢球动能的大小。
①探究动能大小与 的关系：让同一钢球从不同高度滑下，看哪次木块被推得远。
②探究动能大小与 的关系：换用质量不同钢球，让它们从同一高度滑下，看哪个钢球把木块推得远。
（4）进行实验与收集证据
① 由甲乙两图可知，同一钢球从不同的高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同，高度越高，钢球滚下时速度越大，木块被推得越远，说明物体动能大小与物体的速度有关；
② 由乙丙两图可知，不同钢球从同一高度滚下，钢球碰撞木块时的速度相同，质量大的钢球将木块推得远，说明物体动能的大小与 有关。
（5）实验结论：物体的动能大小与 和 有关；质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。
<此实验需注意>：
（1）因动能的大小与物体的质量、运动的速度两个因素有关，所以要用控制变量的方法进行实验；
（2）一切运动的物体都具有动能，物体的动能由 和 共同决定，在比较物体的动能大小或分析物体动能大小的变化时，要同时考虑到物体的质量和物体的速度两个因素，不能只考虑其中的一个方面。
二、势能
1、重力势能
物体由于被举高而具有的能叫 。【决定因素： 和 】
2、影响重力势能大小的因素
（1）提出问题：势能大小跟什么因素有关？
（2）猜想与假设：势能大小可能跟物体的质量、高度有关。
（3）设计实验：控制变量法的运用
①控制质量相同，改变物体的高度，研究物体的势能跟物体高度的关系；
②控制高度相同，改变物体的质量，研究物体的势能跟物体质量的关系；
（4）实验装置如图
（5）进行实验
①让质量为m，体积为V的小球从高度为h的自由下落，记录小球撞击形成沙坑的深度h1；
②让质量为m，体积为V的小球从高度为2h的自由下落，记录小球撞击形成沙坑的深度h2；
③让质量为2m，体积为V的小球从高度为h的自由下落，记录木小球撞击形成沙坑的深度h3；
（6）实验现象
①同样质量的小球，从不同位置下落，高度高的小球撞击形成沙坑的深度越 ；
②不同质量的小球，从相同位置下落，质量大的小球撞击形成沙坑的深度越 。
（7）实验结论
物体的势能大小跟 和 有关。质量相同的物体，高度越高，它的势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的势能也越 。
2、弹性势能
（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。例如，张开的弓、拉长的橡皮条、卷紧的钟表发条等。判断一个物体是否具有弹性势能，关键是看物体是否发生了弹性形变，若物体发生了弹性形变，则此物体具有 。
（2）影响弹性势能大小的因素
弹性势能的大小与物体 有关。物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。如：射箭时手拉弓弦使弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，箭就射得越远。同样，机械表内发条卷得越紧，弹性形变越大，弹性势能就越大，机械表走动的时间就越长。
■考点③ 功和功率
一、功
1、功：一个物体 的作用，如果在力的方向上 ，这个力就对物体做了功。
2、力对物体做功的两个必要因素：① ；② 。
3、不做功的情况
图示
甲：用力搬石头但没搬动 乙：保龄球离开手后继续滚动的过程中，手对保龄球不做功 丙：竖直向上有力拎滑板，但滑板只在水平方向上有移动距离
原因
4、功的计算
功有大小，科学上规定：功等于 。即：功=力×距离。如果用F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，W表示功，则功的计算公式为W= 。
<注意>
（1）要明确是哪个力对物体做功，或是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
（2）公式W=Fs中的F是作用在物体上的 ，s必须是物体在力F方向上通过的距离。
（3） F是使物体沿力F方向通过距离s的过程中，始终作用在物体上的力，它的大小和方向都是不变的。
5、功的单位
在国际单位制中，力的单位是牛( N )，距离的单位是米(m)，功的单位是 ，在国际单位制中，用专门的名称“ ”来表示，简称为焦，符号是J。1焦=1牛·米。
6、生活中的功估量
（1）把1 只鸡蛋举高2 米，做的功大约是 。
（2）把一本《科学》从地面捡起放回桌面所做的功大约为 。
（3）将一瓶500 mL的矿泉水从地上拿起并举高，做功约 。
7、做功的实质
做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。因此，可以用功来量度能量转化的多少。
二、功率
1、功率
（1）定义：单位时间里完成的功叫做 。
（2）意义：反映做功快慢的量（即表示能量转化快慢的量）。
（3）符号：P
（4）公式：由功率的定义知，功率=功/时间，如果用P表示功率，W表示功，t表示时间，则功率的公式可表示为P= 。
（5）单位
在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称 ，符号为 。1瓦=1焦/秒。在实际应用中还常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作为功率的单位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。
（6）物理意义：某小轿车功率为66kW，它表示：小轿车每秒钟做66000J的功。
（7）功率的推导公式P = .
①当物体在力F的作用下，以速度v沿力的方向做直线运动时，力F做功的功率可以表示为： ，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积；
②应用P= Fv进行计算时，力的单位为牛(N)，速度的单位为米每秒(m/s)，这样计算出来的功率的单位才是瓦(W)；
③应用：驾驶功率一定的机车，有经验的司机在上坡时总要换用低挡来减速行驶。根据P= Fv可知，当功率P一定时，减小车速v，可增大牵引力F，这样更容易上坡。
2、功和功率的辨析
功 功 率
概 念 力和物体在力的方向上通过的距离的乘积 单位时间内所做的功
物理意义 表示力做功的多少 表示力做功的快慢
决定因素 功由力和物体在力的方向上通过的距离决定 功率由功和时间决定
计算公式 W=Fs P=W/t
单 位 功的单位是焦耳（J） 功率的单位是瓦特（W）
辨析
（1）做功越多，做功越快（ ）； （2）功率越大，做功时间越短（ ）；
（3）功率越大，做功越快（ ）； （4）做功越快，功率越大（ ）；
（5）时间一定时，做功越多，功率越大，做功越快（ ）；
（6）时间一定时，功率越大，做功越快，做功越多（ ）；
（7）功表示做功的多少，功率表示做功的快慢（ ）。
3、比较做功的快慢
（1）若做功相同，比较做功的时间，所用时间越短做功越快，功率越大。
（2）若做功时间相同，比较做功的多少，做功越多做功越快，功率越大。
（3）若做功的多少和所用时间都不相同，则通过计算（做功的多少与做功所用时间的比值）进行比较。
■考点④ 杠杆
一、杠杆
1、杠杆
（1）定义：在 下能绕 转动的 ，叫做杠杆。
（2）对“ 硬棒 ”的理解：“硬棒”不一定是棒，而是泛指有一定长度，能在外力作用下不发生弯曲、伸缩等形变的物体；杠杆可以是 的，也可以是 的。
2、杠杆的五要素
五要素 物理含义
支点 杠杆绕着转动的点，用“O”表示
动力 使杠杆转动的力，用“F ”表示
阻力 阻碍杠杆转动的力，用“F ”表示
动力臂 从支点O到动力F 作用线的距离，用“L1”表示
阻力臂 从支点O到阻力F 作用线的距离，用“ L2”表示
<注意>
支点在两力的作用点之间时，两力的方向指向杠杆同一边，当支点在两力作用点之外，两力方向指向杠杆两边。
3、力臂的画法
要正确画出杠杆上各力的力臂，首先要明确力臂的概念——力臂是从支点到力的作用线的距离，这是解决杠杆问题的关键。通常按下述步骤即可画出力臂：
（1）在杠杆的示意图上，确定支点O，如图所示。
（2）画好动力作用线及阻力作用线，有时需要用虚线将力的作用线延长。
（3）从支点O向力的作用线引垂线，要画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用实线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母L1或L2，分别表示动力臂或阻力臂。
可以用简单的顺口溜记住：先找点，后延线，过支点，引垂线。
4、杠杆平衡的条件<实验探究>
（1）杠杆平衡：在动力和阻力的作用下，杠杆保持静止或匀速转动状态。
（2）实验探究：杠杆的平衡条件
（3）实验器材：杠杆和支架、弹簧测力计、钩码、刻度尺、线。
（4）实验步骤
A. 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
B. 如图所示，在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡。这时杠杆两边受到钩码的作用力的大小都等于钩码重力的大小。把支点右方的钩码的重力当成动力F1，支点左方的钩码的重力当成阻力F2；用刻度尺测量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的数值填入实验表格中。
C. 改变力和力臂的数值，再做两次实验，将结果填入人实验表格中。
实验序号 动力F1/牛 动力臂L1/厘米 动力×动力臂/(牛 厘米) 阻力F2/牛 阻力臂L2/厘米 阻力×阻力臂/(牛 厘米)
1 0.5 20 10 1.0 10 10
2 1.5 20 30 1.0 30 30
3 2.0 20 40 4.0 10 40
（5）分析与论证：分析实验数据，可知杠杆平衡时，如果动力臂比阻力臂大，则动力比阻力小；动力臂比阻力臂小，则动力比阻力大。如果把每次实验的动力与动力臂相乘，阻力与阻力臂相乘，虽然各次实验的乘积不相同，但每次实验中动力与动力臂的乘积跟阻力与阻力臂的乘积相等，即动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2。
（6）杠杆平衡条件（或杠杆平衡原理）： ，用公式表示为 。
（7）最小动力作法
要实现最小动力，就是要找最大动力臂，最大动力臂就一般是连接支点与杠杆最远处，然后垂直于动力臂做出动力。
5、杠杆的分类
名 称 力臂关系 力的关系 特 点 应用举例
省力杠杆 L1＞L2 F1＜F2 省力但费距离 撬棒、铡刀、起子等
费力杠杆 L1＜L2 F1＞F2 费力但省距离 钓鱼竿、镊子等
等臂杠杆 L1＝L2 F1＝F2 既不省力也不费力 天平、定滑轮
■考点⑤ 滑轮、斜面
一、滑轮的分类
1、滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。
2、滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定 滑 轮 动 滑 轮
定 义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特 点 不省力，不省距离， 但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离， 并且不能改变力的作用方向
应 用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
3、定滑轮和动滑轮的实质
（1）定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知：F=G，所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
（2）动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点O在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
4、使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动，且绳与滑轮摩擦不计）
F：自由端拉力 G：单个滑轮的重力 S：绳子末端移动的距离 h：物体升高的高度
定 滑 轮 动 滑 轮
图示
表达式
二、滑轮组
1、在实际应用中，人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组。
2、滑轮组特点：既可以省力，又能改变力的方向（但费距离）。
3、常规滑轮组的构成和绕线：【口诀：奇动偶定】
承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。
滑轮类型 用滑轮组匀速提升重物 用滑轮组匀速水平拉动重物
装置图
力、距离和速度的关系 S=nh V绳=nV物 F= S绳=nS物 V绳=nV物
三、机械效率
1、有用功、额外功、总功的定义
（1）有用功：人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。
（2）额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。
（3）总功：人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外（总功必定大于有用功）。
（4）有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
2、机械效率
定 义 公 式
有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额
总 功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100%
3、常见机械效率的计算分析
（1）滑轮组
①若不计绳重和摩擦
有用功：W有= ， 总功：W总= ，
机械效率：η=
②若计绳重和摩擦
有用功W额= ， 总功：W总= ，
机械效率：η=
（2）横置滑轮组
有用功：W有=fs， 总功：W总=F·ns， 机械效率：η=×100%=×100%
4、机械效率的影响因素
（1）其他条件相同时，绳重和摩擦越大，机械效率越低。
（2）其他条件相同时，G动越大，机械效率越低；G物越大，机械效率越大。
5、提高机械效率的途径
（1）在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等；
（2）在所做额外功一定的情况下，增大 ，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
6、其他机械效率的测量
（1）测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。
（2）测量杠杆的机械效率：η= =
四、斜面
1、斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。
2、影响斜面机械效率的因素
（1）其他条件相同时，斜面越光滑，机械效率越高；
（2）其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越高。
3、测量斜面的机械效率
（1）光滑斜面：Fl＝Gh　 W额＝0　 η＝100%；
（2）有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl；
（3）斜面的机械效率与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。
■考点⑥ 内能
一、内能
1、分子动能
分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样，运动着的分子也具有动能。物体的温度越高，分子具有的动能 。
2、分子势能
由于分子之间存在相互作用力，因此分子之间也具有势能。
3、物体的内能
物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳(J)。
4、影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。
（1）在其他因素相同时，温度越高物体的内能越大；
（2）在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能越大；
（3）在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能不同；
（4）在其他因素相同时，物体的种类不同，物体的内能也可能不同。
5、改变物体内能的方式【物体内能改变的途径有两种： 和 】
（1）热传递可以改变物体的内能，此时内能的改变是用热量来计量的。
①热传递的条件：物体之间或同一物体的不同部分之间存在 。
②热传递对物体的影响：温度高的物体放出热量，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热量，温度升高，内能增加。
③内能变化的量度：用 来量度内能的变化。热量是指在热传递过程中，传递内能的多少。
④热传递的实质：是内能从 物体（或同一物体的高温部分）传递到低温物体（或同一物体的低温部分）。
（2）做功可以改变物体的内能
①大量生活现象和实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。常见对物体做功四种方法如下：
A. 压缩体积（如：用打气筒打气） B. 摩擦生热（如：钻木取火）
C. 锻打物体（如：用铁锤敲打铁块） D. 弯折物体（如：来回多次拧弯细铁丝）
②大量实验表明，物体对外做功，物体的内能会减少，如气体体积膨胀。
③通过做功改变物体的内能，实质是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。对物体做了多少功，就有多少其他形式的能转化为内能；物体对外做了多少功，就有多少内能转化为其他形式。
6、温度、热量、内能之间的区别与联系
温度 热量 内能
定义 不同 宏观上： 表示物体的冷热程度 微观上： 反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和
量的性质 状态量 过程量 状态量
表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少”
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低
二、比热容
1、比热容定义
单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容。
2、比热容用符号℃表示，单位为焦/（千克·℃），读作焦每千克摄氏度。
3、物理意义
水的比热容为4.2×103焦/（千克·℃），它的意义是 。
4、水的比热容的特点和应用
一定质量的水升高（或降低）一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这特点，我们用水作为降温物质或用来取暖，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量：用来取暖时，让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容大，在吸收（或放出）相同的热量时，温度升高(或降低)得小，故沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。
三、热量的计算公式
1、吸热公式： 。
<名师指点>：式中C表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体加热前的温度，t表示物体加热后的温度，“t-t0”表示升高的温度，有时可用△t0表示，此时吸热公式可写成Q吸=cm△t0。
2、放热公式： 。
<名师指点>：式中c、m的含义不变，t0表示物体放热前的温度，t表示物体放热后的温度，“t0-t”表示降低的温度，有时可用△t0表示，此时放热公式可写成Q放=cm△t0。
3、热量计算的一般式： Q=cm△t。【△t表示温度的变化量】
<名师指点>：物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。
◇区别：Q吸与Q放公式中各物理量的单位
比热容C的单位是焦/（千克·℃），质量m的单位是千克，温度（t、t或△t0）的单位是℃（摄氏度），热量Q的单位是焦，计算时要注意单位的统一。
4、两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量，温度 ；低温物体吸收 ，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放。
四、热机
1、热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。
2、热机的特点：通过做功把内能转化为 。
3、内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和 是两种常见的内燃机。
4、汽油机
（1）汽油机：以汽油为燃料的内燃机。
（2）构造：如图。
（3）汽油机在工作时，活塞在汽缸内往复运动。活塞从汽缸的一端 运动到另端的过程叫做一个冲程。其工作过程如下表：
冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
工作示 意图
进气门开闭情况 打开 关闭 关闭 关闭
排气门开闭情况 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
冲程的作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩汽油和空气的混合物，使其压强增大、温度升高。在压缩冲程末，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物 燃料混合物燃烧产生高温高压燃气，高温高压燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 排出废气
能的转化 无能量转化 汽油燃烧：化学能转化成内能。 燃气推动活塞做功：内能转化成机械能 无能量转化
（4）工作过程分析
大多数汽油机的一个工作循环都是由四个冲程组成的，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动两圈，对外做功1次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
五、燃料的热值
1、定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。
2、单位：焦/千克，如：木炭的热值是3.4×107焦/千克，
它表示 。
<注意>
燃料的热值与燃料的 有关，热值反映的是不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关，是物质的一种特性，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。
3、热值公式及简单计算：
（1）公式：Q=mq（Q为燃烧放出的热量）；气体燃料有Q=Vq （V为气体体积）。
（2）热值在计算中用于计算某种燃料所能提供的能量总和。
<名师指点>：分析计算：第一步：找完全燃烧（没有，不能算；有，跳到第二步）；
第二步：摆公式Q放 = mq 分析计算。
4、能量转化：燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。
5、燃料很难完全燃烧，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能完全燃烧，同时应尽可能减少各种热损失，既可以节约燃料、提高效率，又可以减少污染、保护环境。
6、热效率的计算
①汽车前进时，汽油燃烧释放热能用于汽车克服摩擦做功，η=；
②用天然气烧热水时，天然气燃烧释放的内能转化为水的内能，η=。
■考点⑦ 电能
一、电能与电功
1、定义
（1）电功：电流所做的功叫做 。
（2）电能：电能是能量的一种，属于二次能源，用符号W表示。
2、实质
电流做功的过程实质上就是电能转化为其他形式能量的过程。电能转化为其他形式能量的多少可以用电功来度量。如：电流通过电动机，把电能转化为机械能，说明电流对电动机做了功。
3、单位
电能电功的单位是 ，还有 俗称“度”；
焦耳与千瓦时之间的换算关系：1千瓦时= 焦耳。
4、电能表
（1）电能表的作用：测量用电器在一段时间里消耗的电能的多少。电能表也叫电度表。
（2）电能表的参数含义
①220V： 。
②kw·h：电能表上的数字以千瓦时为单位来显示用电器所消耗的电能。
③1200r/kW·h： 。
④5(10)A：该电能表的额定电流为5安，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过10安。
（3）电能表测量电能的方法
①读数法：电能表计数器上显示着数字，计数器前后两次示数之差就是这段时间内用电的度数(消耗电能的多少)，单位是千瓦时(度)。
如：家中电能表在月初的示数是03248，月末的示数是03365，则这个电能表计数器示数这个月家中用电量为336.5千瓦时-324.8千瓦时=11.7千瓦时，即这个月家中用电量为11.7度。
②计算法：由电能表参数Nr/ kW·h (N由不同电能表规格而定)，数出某段时间电能表转盘转过的转数n，则这段时间消耗的电能W=n/N千瓦时=n/N×3.6×106焦耳。
二、电功率
1、电功率
（1）物理意义：描述电流做功的 。
（2）定义：电流在单位时间内做的功。用字母P表示。
（3）单位：瓦(W )或千瓦(kW)，换算关系为1千瓦=1 000瓦。
（4）公式：P= W/t，其中W代表电功，t表示时间，其变形式为W=Pt，t= W/P
2、额定功率与实际功率
用电器两端的电压 电功率 用电器工作情况
U实=U额 P实=P额 正常工作
U实>U额 P实>P额 容易损坏
U实三、影响电功率大小的因素
1、研究电功率与电流的关系
实验方案：如图所示，将两只小灯泡并联，目的是控制两者两端的电压相同，比较通过两只小灯泡的电流大小和亮度（亮度反映实际功率的大小）。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电流表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电压关系)
亮度(亮暗)
电流(安)
实验结果：在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大。
2、研究电功率与电压的关系
实验方案：如图所示，将两只小灯泡串联，目的是控制通过两者的电流相同，比较两只小灯泡两端的电压大小和亮度（亮度反映实际功率的大小）。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电压表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电流关系)
亮度(亮暗)
电压(安)
实验结果：在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。
四、电功率和电功的计算【推导过程如右图】
1、求电功率：P=UI=I2R=
2、求电阻：R===
3、求电压：U=IR==
4、求电流：I===
★有关电功率模块的比例计算—— “串正、并反”解题技巧
（1）串联电路的比例关系——P、W、U全都和对应电阻成正比。
依据：W=I2Rt、P=I2R、U=IR
（2）并联电路的比例关系——P、W、I全都和对应电阻成反比。
依据：I=、P=、W=t
五、测定小灯泡的功率
实验原理：伏安法测电功率的原理是P=UI。利用电压表和电流表分别测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流就可以求出小灯泡的电功率。在额定电压下测出来的电功率就是额定功率。
六、电热器与焦耳定律
1、电流的热效应
（1）定义：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做 。
（2）实质：电流通过导体发热的过程实际上是 的过程。
（3）应用：各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的，如电熨斗、电热毯、电热壶、电饭煲等。电热器的主要组成部分是发热体，发热体一般是由电阻大、熔点高的金属导体制成的。
2、探究影响电热的因素
实验方法 控制变量法和转换法
影响因素 （1）通过导体电流的大小；（2）导体的电阻大小；（3）通电时间。
常见的两个探究方向 探究导体产生热量与电阻的关系 探究导体产生热量与电流的关系
实验结论 在电流相同、通电时间相同的情实验结论情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
3、焦耳定律
（1）焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。焦耳定律是由英国科学家焦耳最先发现的。
（2）公式：Q=I2Rt。
（3）对焦耳定律的计算公式Q=I2Rt的理解要注意以下几点：
①讲到影响电流通过导体产生热量的因素时要控制好变量，要同时考虑到通过导体的电流、导体电阻和通电时间。例如不能说导体通电时间越长，产生的热量就越多。
②不能说导体产生的热量跟电流成正比，只能说跟电流的二次方成正比。
③公式中的各个物理量都是对同一导体或电路而言的，计算时不能张冠李戴。
④电热和电功的单位是相同的，都是焦(J)。
七、电热(Q)和电功(W)的区别
电热是指电流通过导体时产生的热量，这部分热量是由电能转化而来的，电功是指电流通过导体时所做的功。当电流通过导体时，如果电能全部转化成内能（纯电阻电路），此时电功等于电热（W=Q）；如果电能部分转化成内能（非纯电阻电路），此时电功大于电热。举例说明：当电流通过电饭煲（纯电阻电路）时，电能全部转化成内能，此时电功等于电热（W=Q）；电流通过电风扇（非纯电阻电路）时，电流做的功（电功）只有一小部分转化为电热，另外部分转化成机械能使电风扇转动起来，此时电功大于电热，故选用热量计算公式时分两种情况：
电功全部转化成电热： Q=W=I2Rt=UIt= U2t/R=Pt （适用于纯电阻电路）
②电功全部或部分转化成电热： Q=I2Rt（适用于任何电路）
■考点⑧ 核能、能量的转化与守恒
一、核能
1、核能：是通过将核反应从原子核释放的能量，先转化为发电机的机械能及水的内能，再转化为电能。初中阶段，核能可通过两种核反应方式进行释放。 和 是获得核能的两种途径。
2、核裂变
（1）含义：核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出巨大能量的现象。如中子轰击铀235，铀核就会分裂成2个新核，并释放出能量，同时产生几个新的中子，1千克铀全部裂变，释放的能量超过2000吨煤完全燃烧释放的能量。
（2）链式反应：每个铀核裂变时会产生几个中子，这些中子又会继续轰击其他铀核，使其他铀核裂变并产生更多的中子，这样就会导致一系列铀核持续裂变，产生链式反应，如图所示。快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。
（3）应用：原子弹、核电站都是根据核裂变的原理制成的。原子弹属于不加控制的链式反应；核电站属于可控制的链式反应。
3、核聚变
（1）含义：2个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。由于核聚变需要极高的温度，所以核聚变也叫 。如图所示，氘核（1个质子和1个氘核中子）和氚核（1个质子和2个中子）在超高温下聚合成新的原子核—氦核，并释放出1个中子，同时释放巨大的能量。
（2）释放能量情况：质量相同的核燃料，核聚变反应释放的核能比核裂变反应释放的核能要多得多。
（3）应用：氢弹是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。太阳的内部在不停地发生这种核聚变，从而向外释放出巨大的能量。
二、核电站
利用核能发电的电站叫核电站。利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。
1、核电站的原理
（1）核反应堆：可控制地进行核反应的装置，称为核反应堆。核反应堆是核电站核心部分，它以铀为核燃料。
（2）核电站的原理：利用核反应堆提供的能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电。工作过程：如图所示。
（3）核电站的能量转化：核电站并非将核能直接转化为电能。核能→内能→机械能→电能。
2、核电站的特点
（1）消耗燃料少，废渣也少,产生的能量巨大，可以大大减少燃料的运输量；
（2）特别适合于缺少煤、石油和水力资源的区域；
（3）核电站需防止放射性物质泄漏造成的放射性污染，因此必须采用可靠的保护措施，同时要处理好废渣；
（4）成本低，一些发达国家的核电已占相当大的比例，我国的核电事业发展得也很快。
3、太阳能
（1）在太阳内部，氢原子核在超高温下发生核聚变。
（2）太阳的巨大能量是内部核聚变产生的。
（3）大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去，其中有一部分到达地球表面。
三、放射性
1、放射性
原子核的裂变和聚变都会产生些放射性物质，这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的、能量很高的射线，如：a射线、β射线和γ射线。
2、三种主要的放射线
射线 组成 穿透本领
a射线 带正电的高速运动的氦原子核 最弱，在空气中只能前进几厘米
β射线 带负电的高速运动的电子流 较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板
γ射线 能量很高的电磁波 很强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土
3、放射性的利与弊
（1）利：少量的放射线可以为人类服务，如r射线可以对机械设备进行探伤；可以使种子变异，培育出新的优良品种；利用放射线可以杀菌。医疗上利用γ射线可以治疗肿瘤等疾病。
（2）弊：过量的高能量的放射线照射对人体和动植物的组织有破坏作用。
四、能量的相互转化
1、能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化
（1）太阳能的转化
①照射到植物叶片上----植物的化学能； ②照射到大气层中------空气的动能；
③照射到太阳能热水器--水的内能； ④照射到电池板上------电能。
（2）人体能量的来源及转化：人体所需的能量都来自食物，食物被消化后且被分解的过程，是食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等能量的过程。
（3）火力发电厂的能量转化：燃料燃烧将燃料的化学能转化为内能来加热水，水沸腾后，产生的蒸汽驱动涡轮机转动将内能转化为机械能，涡轮机带动发电机发电将机械能转化为电能。
2、能量转化的普遍性
自然界中的能量有多种表现形式，如机械能、内能、化学能、电能、电磁能、核能等。自然界中各种形式的能量不是孤立的，它们可以在一定的条件下发生转化，能量也可以在同一物体或不同的物体间相互转移。能量转化是普遍现象，自然界中物质运动形式的变化中伴随着能量的相互转化。
五、能量的转化与守恒定律
1、内容
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。
2、意义
能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动，无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。
3、永动机—不可能成功
六、能量转化和转移的方向性
1、内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，而不能从低温物体自发地转移到高温物体
如：烧杯中的热水变冷等，是内能自发地从高温物体转移到低温物体。电冰箱、空调制冷，都是从低温物体的内部吸热，向外面放热，使内能从低温物体转移到高温物体。这种转移不是自发进行的，必须要有附加的条件：消耗电能，电动机(压缩机)做功。
2、机械能可自发地转化为内能，但内能无法自发地转化为机械能
如：汽车制动刹车时，由于摩擦，机械能转变成地面、轮胎及空气的内能，但是这些内能不能再次转化为汽车的机械能而使汽车重新启动。可见，能量的转移和转化是有一定的方向性的。能量可以自发地朝一个方向进行，但不能自发地朝反方向进行。
■考点1 各种形式的能
[典例1]（2024七上·义乌月考）下列关于能的叙述不正确的是（　　）
A．伽利略的斜面实验中，小球从斜面滚下后能滚上另一个斜面是因为小球具有“能”
B．挂在树枝上的苹果没有运动，所以苹果不具有“能”
C．人在跑步时要消耗体内的“能”
D．向日葵在太阳下不断生长时将太阳光中的“能”储存到体内
◆变式训练
1．下列灾害①严寒、②泥石流、③台风、④洪水、⑤酷暑、⑥干旱所造成的破坏中，与机械能有关的是（　　） 。
A．①③④ B．①⑤⑥ C．②③④ D．③④
■考点2 动能与势能
[典例2]如图所示，将质量为0.1kg的小球从轻质弹簧原长A 点处静止释放 到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。AC长度为20cm，小球在运动过程中机械能　 　(选填“守恒”或“不守恒”) 。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力　 　(填“大于”、 “小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力； 科学上通常用“功”来量度物体能量的转化，小球到达最低点C时，弹簧具有的弹性势能为　 　J。(在下落过程中，不计能量损失)
◆变式训练
1．（2024九上·黄岩竞赛）物体的动能大小与物体的质量和速度有关。某小组选用质量不同、材质相同的光滑金属小球进行如图所示实验，记录木块在水平面上移动的距离，数据如表。
实验序号 小球放置的高度 小球的质量 木块在水平面上移动的距离
1 h m S1
2 h 2m S2
3 2h m S3
（1） 实验所用的水平面不能是光滑的，原因是　 　。
（2）实验中为了使小球到达水平面的初速度不同，应采取的操作是　 　。
（3） 实验发现S2始终等于 S3， 请从功能转化角度分析产生此现象的原因　 　。
■考点3 功和功率
[典例3]（2024九上·义乌月考）如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C，已知AC>BC，施加的力分别为FA、FB，拉力做功的功率分别为PA、PB，则下列判断中正确的是（　　）
A．FA>FB，PAFB，PA>PB
C．FAPB
◆变式训练
1．（2024九上·余杭月考） 如图甲，粗糙程度不变的水平面上的物体受到水平向右的拉力。拉力大小随时间变化的关系如图乙，物体运动速度随时间变化的关系如图丙。下列说法正确的是 （　）
A．4~6s， 物体运动路程为18m
B．4~6s， 拉力F的功率为12W
C．t=1s时， 物体受到摩擦力大于2N
D．拉力为6N时，物体做匀速直线运动
■考点4 杠杆
[典例4]（2024九上·义乌月考）如图所示，推走独轮车之前，先将其撑脚抬离地面。慢慢抬起的过程中，独轮车属于　 　（选填“省力”或“费力”)杠杆。已知车厢和砖头的总重力G=800N，则图中人手竖直向上的力为　 　N。若施加在车把手向上的力始终与把手垂直，则慢慢抬起的过程中这个力的大小　 　（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“始终不变”)。
◆变式训练
1．（2024九上·义乌月考）如图所示是某高压蒸气压力控制装置的示意图。当阀门S（底面积为2cm2）受到的蒸气压力超过其安全值时，阀门就会被顶起释放一些蒸气来降低压力，若OA=0.2m，AB=0.6m。物体C重25N，那么杠杆平衡时杆上的A点所受的支持力为　 　N，方向是　 　。（忽略杆重）
■考点5 滑轮、斜面
[典例5-1]（2024九上·余杭月考）如图用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。下列说法错误的是（不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦）（　　）
A．地面对A的摩擦力为2N
B．1s内绳子拉物体A所做的功为2J
C．拉力F的功率为2W
D．若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也增大
[典例5-2]（2024九上·浙江期末） 如图所示物体质量为5kg，在40N的拉力 F 作用下从斜面底端匀速运动到顶端，已知斜面高3m ，长5m 。
（1）利用斜面匀速拉动物体的过程中，该装置的机械效率为　 　。
（2）若此物体到达顶端后撤去拉力，物体又下滑至底端，在下滑过程中物体受到的摩擦力为　 　N。
（3）此物体在运动过程中克服摩擦力做功，使它的内能增加，温度升高。若该物体的温度升高了0.1℃，则物体的内能增加了　 　J。 [已知物体的比热为2000J/(kg·℃)]
◆变式训练
1．（2024九上·余杭月考） 斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面省力情况与哪些因素有关呢 (使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力)
小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中物体在斜面上做匀速直线运动，相关的记录如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角 θ θ θ θ θ1(θ1>θ) θ2(θ2>θ1)
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
（1）物体从斜面底端沿斜面匀速拉到顶端过程中，倾斜角度越大，机械效率　 　(填“越高” “越低”或“不变”) 。
（2） 通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是　 　。
（3） 小明通过实验验证猜想3是错误的，他的依据是　 　。
（4） 完成实验后，小明还想知道实验1中物体在斜面上受到的摩擦力f的大小。已知斜面倾角θ时，斜面长1m、高0.5m，分析可知f=　 　kN 。
2．（2024九上·余杭月考）小科在研究滑轮组机械效率与哪些因素有关的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得的数据如表：
次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度 h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 6 0.1 2.4 0.3 待填
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1） 计算得出第2次实验测得的机械效率为　 　
（2） 分析表中数据可知：第4次实验是用　 　(填“甲” “乙”或“丙”) 图装置完成的，你判断的理由是　 　
（3） 分析表中的实验数据可得出结论是　 　。
■考点6内能
[典例6]（2024九上·黄岩竞赛） 甲装置：在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象。
乙装置：烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。
下列说法正确的是(　　)
A．甲：迅速向下压活塞的过程中，筒内空气温度不变
B．甲：活塞下压后反弹的过程相当于内燃机的做功冲程
C．乙：给瓶内打气至瓶塞跳出前，瓶内空气内能减小
D．乙：瓶塞跳出的过程相当于内燃机压缩冲程
◆变式训练
1．（2024九上·义乌月考） 室温为10℃时，小宁利用如图所示装置验证“外界对物体做功，可以使物体的内能增加”。小宁用平均为50牛的力将活塞压下12厘米，发现底部浸有0.001千克乙醚的棉花并没有出现燃烧现象。(乙醚的比热容约为 着火点为160℃)
（1） 求小宁对活塞的做功大小。
（2）0.001千克乙醚温度从10℃升高到着火点至少需要吸收多少热量
（3） 小宁的实验没有成功，请帮助他分析原因。
■考点7 电能
[典例7]（2024九上·黄岩竞赛）现有一个标有“2.5V”字样的小灯泡，小明同学想知道小灯泡的额定功率，于是连接了如图甲所示的实验电路，电源电压恒为6伏、小灯泡电阻约为10欧。
（1）为了完成实验，在标有“10Ω1A”、 “20Ω1A”的两种滑动变阻器中应选用标有“　 　Ω1A”的。
（2）实验时，小明刚闭合开关就发现小灯泡亮度很亮然后马上熄灭了，她观察此时电表的示数，发现电流表无示数，电压表示数为6伏。老师指出她操作时可能存在的错误是　 　(写出一条即可)。
（3）实验中，当电压表示数为2.5伏时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是瓦。
（4）小明打算增加两只开关和一个阻值为10欧的电阻R0，只用一只电压表来测量小灯泡的额定功率。如图是小明设计的电路图。请判断此方案是否可行 并说明理由。　 　。
◆变式训练
1.（2024九上·黄岩竞赛） 某校的项目化学习小组，对家用电水壶进行探究。电热水壶由分离式底座和壶身两个部分组成，如图甲。分离式底座由电源线、圆形底座和供电插座组成，电热水壶内部简化电路，如图乙。
（1） 电水壶额定电压为220伏，额定功率为2000瓦，容量为2L。
①电阻R1的阻值是多少
②正常工作时，加热7分钟，能将整壶初温为20℃水烧开(标准大气压下)，求此电水壶的加热效率为多少 [水的比热为
（2）为满足人们随时取用热水的需求，电热水壶需设置保温功能。现有一个温控开关一定温度时，可以自动断开或闭合，元件符号为() ，一个阻值远大于 R1的定值电阻R (元件符号头) 。要求利用提供的器材，对原电热水壶的简化电路讲行改进。实现既可加热又能保温的功能，且加热功率保持不变，请画出电路图。
■考点8 核能、能量的转化与守恒
[典例7]（2024九上·萧山月考） 如图1所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环” (EAST)实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录。
（1） “东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过核　 　(选填“裂变”或“聚变”)释放巨大的核能。
（2）如图2为核电站发电流程图，核电站发电过程中，能量转化是：核能→　 　→机械能→电能。
◆变式训练
1．（2024九上·黄岩竞赛）核电站是利用核反应堆提供能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。甲是核电站的原理示意图，乙是两种核反应示意图。下列说法不正确的是（　　）
A．日本福岛核污染水是C中流出的水
B．核电站核反应堆利用的是A所示的核反应
C．核反应后有核废料，因此它是化学变化
D．根据核电站原理图，能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能
1．（2018·绍兴）如图，木块以一定的速度滑过A，B点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（　　）
A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
2．（2018·衢州）在探究“阻力对物体运动的影响”时，让同一小车每次都从同一斜面的同一位置静止滑下，使小车分别在毛巾、棉布和木板上运动直至静止，小车运动距离如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．小车在毛巾上运动的距离最短，所以它消耗的机械能最少
B．小车在木板上运动的距离最长，所以它消耗的动能最多
C．小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同，但每次小车获得的内能相同
D．小车在毛巾、棉布和本板上运动的距离不同，但每次小车克服阻力所做的功相同
3．（2023·温州）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（　　）
A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同
4．（2021·温州）一番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（　　）
A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
5．（2020·温州）科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是（　　）
A．压强 B．压力 C．功率 D．时间
6．（2022·杭州）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙)，在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（　　）
A．W甲>W乙>W丙 B．W甲C．W甲=W乙=W丙 D．W甲=W乙7．（2024·浙江）如图所示，取一个配有活塞的厚玻璃筒，选择一团可燃物置于筒内，压下活塞。为了可燃物更易燃烧，关于所选可燃物的着火点及对活塞的操作正确的是（　　）
A．着火点低，缓慢下压 B．着火点高，缓慢下压
C．着火点低，快速下压 D．着火点高，快速下压
8．（2019·台州）下列是关于水蒸发致冷现象的解释，
①水分子运动速度有大有小；
②剩余的水内能减少，温度降低；
③剩余的水分子运动速度相对较小；
④速度大的水分子动能大，更易摆脱周围分子的“束缚”，跑到空气中。
此解释合理的顺序是（　　）
A．①④③② B．②③①④ C．③①④② D．④③②①
9．（2019·宁波）下列都是教材中的实验，其中为了说明“对物体做功，物体内能增加”的是（　　）
A．图甲：手帕摩擦塑料丝后，塑料丝散开
B．图乙：缝衣针与磁铁摩擦后，有了磁性
C．图丙：加热后，水蒸气把木塞冲出试管
D．图丁：迅速下压活塞后，浸过乙醚的棉花燃烧
10．（2021·绍兴）以可靠的实验事实为基础，通过推理得出结论的研究方法称为科学推理法。下列结论通过这种方法得出的是（　　）
A．①电流产生的热量与电阻大小有关
B．②可燃物燃烧需要温度达到着火点
C．③叶片的下表面一般气孔数目较多
D．④牛顿第一定律
11．（2020·湖州）如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（　　）
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．不能用该反应获得能量的方式来发电
12．（2023·湖州）2023年5月11日，天舟六号货运飞船与空间站完成对接。这是我国改进型货运飞船首发船，其发射成功意义重大。下列说法正确的是（　　）
A．起飞时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
B．对接完成后，以空间站为参照物，飞船是静止的
C．货物从地面运到空间站，其质量与重力都保持不变
D．完成对接后，空间站绕地球运动时运动状态保持不变
13．（2022·杭州）汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（　　）
A．都通过剧烈的氧化反应释放出能量
B．都将化学能转化为其他形式的能
C．都参与自然界的碳循环和氧循环
D．都遵循能量的转化和守恒定律
14．（2022·台州）铝箔轻巧，导电性好，能做许多科学实验。
实验1：“铝箔小火箭”
将铝箔卷成简状，上端封闭并装人一截火柴头，下端开口并装上尾翼，制成小火箭。将小火箭套在发射架上，加热其上端，如图甲所示。稍后小火箭就会射到空中。
（1）小火箭与发射架不能套得太紧，否则会因　 　力太大，难以起飞。
（2）火柴头燃尽后，空中的小火箭还能继续上升，这是因为小火箭具有　 　。
（3）实验2：“铝箔秋千”
折一个U形铝箔框，其两端通过回形针与干电池两端相连，置于磁铁上方，如图乙所示。通电时，铝箔框就会朝一个方向摆动。
通电摆动时，电能转化为　 　能和内能。
（4）若要改变铝箔框通电时的摆动方向，请写出一种方法：　 　。
15．（2022·杭州）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自弹性绳重不计)
（1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能　 　（选填“增大”、“减小”、“不变”或“先增大后减小”)。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能　 　（选填“增大”、“减小”、“不变”或“先增大后减小”，下同)：运动员的动能　 　。
（15题图） （16题图）
16．（2022·绍兴）长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落：继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为　 　牛。
（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为　 　米/秒。
（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功　 　焦。
17．（2016·绍兴）光滑斜面甲与水平面AB平滑连接，从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图甲，在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙．已知AB=3AC，如图乙，回答下列问题：
（1）如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由．
（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应在甲斜面上多高处静止释放，并说明理由．
18．（2023·台州）电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车，其部分参数如下表所示。
（1）装有电动微单车的包装箱总质量为20千克，平放在水平地面上时对地面的最小压强是
多少？
（2）如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图，其中O是支点，A是动力作用点，B是阻力作用点，此时扳手相当于　 　（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（3）一定条件下，电动微单车充满电后，能以最高时速匀速行驶0.8小时，共行驶了多少千米？
19．（2021·嘉兴）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼，如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。
（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向　 　(选填“左”或“右”)移。
（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦
（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题(2)中的握力动作
（19题图） （20题图）
20．（2021·杭州）已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg，体积为0.1m3。问：
（1）此木料的密度为多少
（2）如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此本料并恰好水平，其中AO=OB，O为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。
（3）若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。
21．（2024·浙江）图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3。
请回答：
（1）该工具可用于剪下高处的枝叶。其中，叶属于生物体结构层次中的____（填字母）。
A．细胞 B．组织 C．器官
（2）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，兴趣小组取制作修剪刀的废料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到428毫升（按0.035克计）氢气。通过计算并结合下表判断修剪刀材质属于哪种合金类型？
合金类型 低碳钢 中碳钢 高碳钢
碳的质量分数 低于0.3% 0.3%～0.6% 高于0.6%
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力F3为960牛，F3'是树枝对刀口的力（如图2），此时绳子端需施加的力F1为多大？（已知OB=8厘米，OC=2厘米，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和摩擦忽略不计。）
22．（2023·杭州）如图所示为自动升降单杆晾衣架，顶盒中有牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为30N的衣服（含衣架）挂在5号孔（不计晾杆和绳的重力，不计摩擦和空气阻力）。
（1）绳甲对晾杆的拉力为F甲，绳乙对晾杆的拉力为F乙，则F甲 　F乙（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多少？
（3）闭合开关，牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.2m，用时10s，此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少？
23．（2022·台州）图甲是一种太阳能“摆叶花"，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？
（2）线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，则线圈E上端的磁极是　 　极。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。
24．（2024·浙江）自然界中有许多“电鱼”，它们身体中的发电器官能产生电。研究表明，某电鱼在水中放电时（图1），身体AB段可看成电源和电阻（R1）两部分串联而成，其余部分和水的电阻为R2，它们共同构成闭合电路，简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压（即电源电压）为U，电阻R1＝1.0×104欧。为获得U的大小，研究人员通过在水里加入氯化钠来改变R2，得到A、B两点间电压UAB和电路中电流I的关系，如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同，电鱼电阻不变。
请回答：
（1）向水里加入氯化钠，目的是　 　（填“增大”或“减小”）电阻R2。
（2）求电鱼放电时电压U的大小。
（3）当R2=1.0×104欧，求电鱼放电时R2的电功率P2。
25．（2023·舟山）科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动，过程如下：
[明确问题]科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准：
①工作电压：220V；煮饭模式功率：880W ；保温模式功率：88W；
②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。
（1）[方案设计]根据标准，小组讨论后，初步设计了如图甲的方案，图中开关S1，S2都闭合时，电饭煲处于煮饭模式，功率为880W，则发热电阻R1，应选择的阻值为多少欧？
（2）[方案优化]有同学认为甲方案不能实现自动切换功能，于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻，设计了如图乙的方案。
①工作电路中的发热电阻R，应设计在 ▲ 处(选填“a"或“b")。
②为确保安全，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，工作电路自动切换到保温模式，其中热敏电阻R的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为24V，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，工作电路自动切换到保温模式。那么，选用的定值电阻R0阻值应为多少欧？(电磁铁线圈阻值不计)
26．（2022·杭州）密闭的房间里有一台规格为“220V 800W”的取暖器，闭合开关使其正常工作30分钟。
（1）该取暖器消耗的电能为多少焦耳？
（2）若房间里空气质量为45千克，取暖器放出热量的15%被空气吸收，则房间里空气温度升高了多少摄氏度？[空气的比热为1000J/(kg·℃)]
1．（2020·西湖模拟）以下有关能量转化的说法正确的是（　　）
A．氢氧化钠固体溶于水——内能转化为化学能
B．内燃机工作时——燃料的化学能转化为机械能
C．太阳能电池板工作时——太阳能转化成化学能
D．蓄电池充电——化学能转化成电能和内能
2．（2024·绍兴模拟）如图所示，将一个小球从h 高处以相同的速度抛出，一次斜上抛，沿a 运动轨迹落地；另一次水平抛；沿b 运动轨迹落地，不计空气阻力。关于小球落地时动能的大小，下列说法中正确的是 (　　)
A．沿 a 轨迹大 B．沿b轨迹大
C．沿a、b轨迹一样大 D．条件不足，无法判断
（2题图） （3题图）
3．（2024·杭州模拟）如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重20N的物体A固定在无人机上，并控制无人机完成以3m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中（　　）
①匀速上升阶段，物体A相对于地面是运动的
②匀速上升阶段，物体A的机械能不变
③匀速下降阶段，物体A的重力势能转化为动能
④无人机匀速上升阶段对重物的拉力大于它匀速下降阶段对重物的拉力
A．只有②④正确 B．只有②③正确
C．只有①④正确 D．只有①正确
4．（2024·瑞安模拟）篮球运球投篮温州体育中考的项目之一。小科在操场上将一篮球抛出，篮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是 (　　)
A．篮球由a到b时，动能逐渐增大 B．篮球在b 点时的机械能最大
C．篮球在a、c两点时动能相等 D．篮球由c到d时，机械能一直减小
（4题图） （5题图）
5．（2024·温州模拟）如图是位于水平桌面上的玩具“不倒翁”摆动过程的示意图。将“不倒翁”扳到位置1后静止释放，“不倒翁”向右摆动，经过竖直位置2，到达另一侧最大摆角的位置3（忽略空气阻力）。下列关于“不倒翁”由位置1→2→3的摆动过程中能量变化描述正确的是（　　）
A．由1→2过程中，重力势能减小，动能减小
B．由1→2过程中，重力势能增加，动能增加
C．由2→3过程中，重力势能减小，动能增加
D．由2→3过程中，重力势能增加，动能减小
6．（2024·余姚模拟）如图为某款“投篮玩具”及其设计原理，当用手向下按压投射装置 A 端时，C端与底座相连的橡皮筋被拉长；松手后，橡皮筋快速回弹，投射装置将小球抛向篮筐。若忽略空气阻力，则下列说法正确的是 (　　)
A．下压投射装置A 端时，ABC 部分可视为费力杠杆
B．橡皮筋收缩时，弹性势能仅转化为小球的动能
C．投射装置将小球抛出的过程中，没有对小球做功
D．小球被抛出后，运动至最高点时的动能不为零
（6题图） （7题图）
7．（2023·宁波模拟）如图甲是某小区使用的一种垃圾投放装置，即方便又卫生，其侧面模式图如图乙所示，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，桶盖所受的重力可视为集中在桶盖中心。下列说法正确的是（　　）
A．装置中的滑轮是动滑轮
B．绳子拉起桶盖瞬间，桶盖是费力杠杆
C．装置中的滑轮改变了使用者施力的方向
D．用此装置拉起桶盖比直接打开桶盖做功更少
8．（2024·温州模拟）为了缓解城市交通压力，减少交通事故，邵阳市政府采取禁摩电的措施，获得市民广泛支持。目前上班骑电动车比较多，某厂工人骑电动车从家里到工厂前8 min在平面直路面上由静止开始做直线运动的 v-t图象如图所示，若某次他前5 min走过的路程是前8 min 路程的一半，也是总路程的四分之一，设电动车在匀速运动过程中牵引力的功率恒为2kW，设电动车匀速运动时，牵引力做功为W，他家到工厂的距离为s，g取 ，下列正确的是 (　　)
A． B．
C． D．
9．（2024·鹿城模拟）在古代，籼稻收割后利用前方装有石块的简易杠杆敲击谷粒去壳。下列方案中脚踩踏时最省力的是
B． C． D．
10．（2023·宁波模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60欧，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．R2的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数都变大
B．电源电压为12V
C．R1的电功率变化范围是1.2～10.8W
D．电流为0.6A时，2min内电流通过R1产生的热量是648J
11．（2024·宁波一模）2023年8月24日，日本政府无视国际社会的质疑和反对，单方面启动核污水排海，给人类生存带来了巨大危机。对此，以下说法错误的是()
A．核污水中含有放射性物质，这些物质会影响人体正常细胞的功能
B．核污水排海后放射性物质的浓度将降低
C．核污水排海后将影响全球海域，严重破坏海洋生态环境
D．核污水排海后，食物链中营养级别越高的生物，体内放射性物质的含量越低
12．（2024·宁波模拟）篮球运球是宁波市体育中考项目之一，其中投篮时可采用打击篮板进篮的方法，如图所示。忽略空气阻力，下列关于打板进篮的说法正确的是（ ）
A．篮球抛出后向上运动，打板的一瞬间，篮球的动能最大
B．篮球打板进篮筐的过程中，篮球的能量没有损失
C．篮球离开篮筐下落到地面的过程中，球的机械能不变
D．篮球在地面上越弹越低，最终静止，说明能量消失，不符合能量守恒定律
13．（2021·婺城模拟）2020年6月23日，长征三号火箭将北斗三号全球卫P星导航系统最后一颗组网卫星送入太空预定轨道。请回答：
（1）火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，是通过　 　 方式使外壳内能增加，温度升高。为防止内部温度过高，火箭采用隔热性好的新型陶瓷作为防护层；
（2）该火箭助推器主要燃料选用液氢，是因为液氢具有 (填字母编号) 。
A．较大的热值 B．较大的比热容
C．较高的沸点 D．较高的燃点
14．（2023·鹿城模拟）小实设计的“井盖丢失自动警示装置”如图所示，当井盖丢失时上方没了压力，弹簧的弹力将标志弹起，起到警示作用。已知标志牌的重力为20牛，重心在A点，OA长度为1米。(轻质杆和弹簧的质量忽略不计)
（1）装置中的弹簧将标志弹起至竖直位置，是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的　 　能。
（2）若将标志牌从水平地面弹起至竖直位置，则克服标志牌重力做功　 　焦。
（3）将弹簧固定在B点，若产生的弹力始终竖直向上，OB长0.4米。现有三种最大弹力不同的弹簧，请你选择最合适的弹簧并说明理由　 　。
弹簧种类 A B C
最大弹力 10牛 30牛 60牛
15．（2024·杭州模拟）如图所示，水平桌面上有ABC三个相同的木块，C木块放在B上方，AB两个木块用绳子相连，三木块在轻质滑轮组的拉力F的作用下，均以速度v=1m/s向左匀速直线运动，不计绳重、绳与滑轮的摩擦，F=3N，则C受到的摩擦力为　 　N；AB间的绳子的拉力大小是　 　N；F的功率是　 　W。（已知接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比）
16．（2024·绍兴模拟）古代起重的一种辘轳如图所示，轴的大半径R=30cm，小半径r=20cm ，摇把离轴中心为 L=50cm，若不计摩擦，滑轮、辘轳的重力的影响，要提升一重G=500N的重物，则摇把上的力F至少为　 　。
17．（2024·绍兴模拟）（1）如图所示，一块光滑的木板AB水平放置，左端与固定在墙上的光滑铰链连接，右端悬挂在一根细绳OB上，板上放着质量相等的木块M和N，M和N 之间用轻弹簧连接，开始时，弹簧被压缩且用细线拉住，并处于静止状态。剪断细线后，M和N 在板上来回振动。在此过程中细绳OB 的拉力将　 　。(选填“变大”“变小”“不变”或“时大时小”)（2）在两端开口的U形管中灌有密度为ρ的液体，左管上端另有一小段同种液体将一部分空气封在管内，如图所示处于平衡状态，设大气压强为p0，则封闭气体的压强为　 　；若将右管内的液体取出一些，当重新平衡时，左边管内被封闭的空气柱体积将　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
18．（2024·杭州模拟）若有三块完全相同的木块长度为L，形状规则且质量分布均匀，当如图甲所示叠放在水平桌面上时，要确保木块乙能静止在木块1上，木块2 的右端离木块1 右端的最大距离为　 　，若按如图2的顺序依次叠放，确保三块木块相对静止，木块3的右端离木块2 右端的最大距离为　 　，木块2右端离木块1右端的最大距离为　 　。
19．（2024·浙江模拟）小州同学用温度计分别测量了 A、B、C三个烧杯中不同质量水的温度。(如图所示)。
（1）三个烧杯中，水分子平均运动速度最大的是哪个烧杯　 　。
（2）三个烧杯中水所具有的内能从大到小排序为：　 　(用“>”连接)
（3）在标准大气压下给C烧杯中的水加热，使它吸收的热量达到 焦，试问C烧杯中的水温最终为多少，并加以解释。 （·℃)
20．（2024·杭州模拟）单板滑雪U形池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型。某次练习过程中，质量为M的运动员以速度v从轨道边缘A点腾空后到达最高点B，随后沿C点进入轨道，A、B、C三点距水平面的垂直距离分别为h1、h2和h3图乙为腾空过程左视图，请回答下列问题（过程中不计空气阻力）。
（1）A点的机械能　 　B点的机械能（选填“小于”“等于”或“大于”）。
（2）B点动能是否为零　 　（选填“是”或“否”）。
（3）从B点到C点的过程中，运动员增加的动能可使质量为m的水温度升高　 （滑雪板与C点接触时能量损失不计，水的比热容用c表示）。
21．（2024·余姚模拟）单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高 1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为3100 J/(kg·℃)。如图所示，质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氦气气压与外界大气压相同。
（1）固定活塞AB，当氦气温度从20℃升高到30℃时，氦气吸收的热量是　 　J。
（2）撤去活塞固定装置，氦气推动活塞做功，该过程与四冲程汽油机的　 　冲程类似。
22．（2024·宁波模拟） 美国航天器“帕克”太阳探测器升空，正式开启人类历史上首次穿越日冕“触摸”太阳的逐日之旅。
（1）太阳能为我们提供光和热，是因为太阳内部一直发生着　 　。（填“轻核聚变”或“重核裂变”）
（2）“帕克”上天后将越飞越快，在最接近太阳时，打破人造物体的飞行速度纪录。不过，要接近太阳，它还必须借助金星的引力“踩刹车”减速，这是因为力可以　 　。
（3）太阳主要通过　 　（填“热传递”或“做功”）的方式传递热量，“帕克”之所以可以近距离“触摸”太阳，主要原因是其面向太阳的一面装有厚约11.4cm的防热罩。
23．（2024·拱墅会考）小乐受骑自行车上坡的启发，提出了“物体冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关”的问题，并建立了如下猜想：
猜想一：物体冲上斜坡的最大距离与物体的质量有关；
猜想二：物体冲上斜坡的最大距离与斜坡的倾角有关；
猜想三：物体冲上斜坡的最大距离与冲上斜坡前的速度有关。
（1）为验证猜想一，小乐将长木板的一端与水平面接触，另一端垫起一定高度，使长木板与水平面成一定的倾角θ，如图所示；实验时让不同质量的木块从弧形滑道同一位置静止释放，木块从弧形滑道滑下后再冲上长木板。实验结果证实了猜想一是错误的，则小乐在该实验中获得的证据（或事实）是　 　。
（2）为了验证猜想二，小乐多次改变长木板与水平面的倾角θ，让同一木块从弧形滑道同一位置静止释放，测出木块冲上长木板后滑行的最大距离，相关实验数据如表所示：
次数 1 2 3 4 5
长木板与水平面的倾角θ 10° 30° 53° 75° 85°
木块冲上长木板后滑行的最大距离s/m 0.50 0.40 0.36 0.39 0.43
据表中数据，可得出的结论是　 　。
（3）若使用如图所示装置验证猜想三，应如何选择和操控木块？　 　、（写出2点）。
24．（2022·龙港模拟）如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔。小明利用圆珠笔开展了以下实验研究。
实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系，实验数据记录如下表：
序号 钩码质量（g） 弹簧压缩量x(mm) 弹簧弹力F(N) k
1 50 2 0.5 0.25
2 100 4 1 0.25
实验二：先将笔倒立向下按压然后放手，笔将向上弹起一定的高度。弹跳过程可以分为三个阶段：
①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见位置a）；
②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长（见位置b）；
③笔继续上升到离桌面2cm的最高处（见位置c）开始下落。
（1）实验一表中的“k”应该填入的项目是：　 　。
（2）笔在上升过程中，笔的外壳的最大速度处于位置之间　 　。（选填“ab”或“bc”）
（3）若不计一切摩擦，请说明从a到b到c位置笔的内芯的机械能变化情况 　 　。
25．（2024·宁波模拟）小宁骑自行车时发现，骑车上陡坡要吃力些。坡路和斜面相似，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢 小宁做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关。
猜想2：与斜面的倾斜程度有关。
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
为验证上述猜想，小宁利用如图甲所示的装置进行了实验
，实验中用沿斜面向上的拉力 F拉动物块在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。(使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面的拉力 F 与物块所受的重力G 的比值大小来判定，比值越小，越省力)
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
斜面倾角 0 0 0 θ 0 0.(01>0) θ2(θ2>01)
斜面的表面材料 木板 棉布 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力 F/N 1.35 1.43 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
（1）通过对比　 　(填写实验序号)三次实验中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关。
（2）通过对比1、6、7三次实验中的数据，得出的结论是：　 　。
（3）为验证猜想3，小宁做了1、4、5 三次实验，分析实验数据后，小宁认为这几次实验省力情况相同的依据是　 　。
26．（2024·湖州模拟）小德带了一个西瓜到学校与同学分享，在分享前同学们想测出它的重力，发现西瓜的重力超出了现有弹簧测力计的量程，但又找不到其它合适的测量工具，于是小德找来了一些细绳(不计重力)、一把米尺等物品按如图所示进行了改进实验：
步骤一：将细绳系在米尺50厘米刻度线处，米尺刚好能在水平位置平衡。
步骤二：将弹簧测力计在竖直方向调零(如图甲左)。
步骤三：如图甲所示，在米尺 45 厘米刻度线处挂上西瓜，用细绳把弹簧测力计的拉环系在 75厘米刻度线处，并竖直向下拉挂钩，使米尺在水平位置平衡。
（1）在步骤一中将细绳系在米尺中间，使米尺在水平位置平衡，是为了避免　 　对测量结果的影响。
（2）当小德在操作步骤三时，有同学指出弹簧测力计的使用存在问题，你认为小德这样使用弹簧测力计会使测量结果　 　(选填“偏大”或“偏小”)。
（3）小德分析后改用如图乙所示的正确方法操作：他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后，重新调零(如图乙左)，并重新测出拉力为5牛，最后计算出西瓜的重力为　 　牛。
（4）在测量过程中小德发现：如果斜向下拉弹簧测力计，且使杠杆在水平位置平衡(如图丙所示)， 弹簧测力计示数　 　5 牛(选填“>”“<”或“=”) 。
27．（2023·鹿城模拟）为探究动能大小的影响因素时，山山采用大小相同质量不同的小球利用图甲所示装置完成实验，获得部分实验数据如表。（实验中忽略图钉插入橡皮泥中的摩擦力不同的影响及碰撞时的能量损耗）
实验 组别 球质量/克 球释放高 度/厘米 图钉起始插 入深度/厘米 图钉碰撞后 深度/厘米
① 5 50 0.5 2.5
② 15 50 0.5 6.5
③ 20 50 0.5 8.5
④ 5 40 0.5 2.1
（1）①②③组中，小球从同一高度静止释放的目的是　 　。
（2）本实验通过　 　反映小球的动能大小。
（3）探究质量对动能大小影响时，山山认为采用大小不同的小球进行实验，会导致撞击位置高低不同引起误差，秀秀认为可以采用图乙方式减小误差。你是否认同秀秀的观点，　 　。
28．（2024·嵊州模拟）2023年9月6日， 全球首创的氢能源“智轨”电车（三编组） 正式亮相。“智轨”电车以胶轮取代钢轮，无需铺设有形轨道，采用激光雷达感知技术获得安全防护信息。“智轨”电车（三编组）创新采用了70MPa储氢系统和大功率燃料电池系统，还配备钛酸锂电池，用于回收制动能量，实现能量的循环利用。
（1）激光雷达感知是通过信号发射端向环境发射电磁波，然后信号接收系统接收到来自环境　 　（选填“反射”或“折射”）回来的信号而获得车辆周边环境的信息。
“智轨”电车部分参数如下表：（三编组即三节车厢编组）
项目 参数
车重 满载 51吨
最大载客量 每节车厢100人 共 300人
储氢罐 每节车厢1个 共3个
车轮 每节车厢4个 共12个
（2）“智轨”电车制动时，钛酸锂电池回收制动能量的过程是机械能先转化为电能，并最终转化为　 　能贮存在电池中。
（3）若“智轨”电车（三编组）满载时，每个车轮接触地面面积为0.025m2，则电车对水平地面的压强为　 　 帕。
（4）已知某燃油公交车（满载30人），平均油耗为30L/100km，汽油的二氧化碳排放量为2.5kg/L。若在相距18km的某两地之间启用“智轨”电车（三编组）， 替代10辆该款燃油公交车运送300人，可减少二氧化碳排放量　 　千克。（只考虑单程）
29．（2022·萧山模拟）“轴（元素符号为U)”是存在于自然界中的一种稀有化学元素，最常见的两种同位素为U-235和U-238，其中U-235具有放射性。根据国际原子能机构的定义，丰度为3%的U-235为核电站发电用低浓缩轴，U-235丰度大于80%的轴为高浓缩轴，其中丰度大于90%的称为武器级高浓缩轴，主要用于制造核武器。仙矿中U-235含量极低，只占0.64%，绝大部分是U-238，占了99.2%。目前从轴矿中提取U-235的主要方法是“气体扩散法”，即让这两种原子处于气体状态，利用U-235原子和U-238原子运动速度略有不同而逐渐分离。分离次数越多U-235的浓度就越大。受2011年发生的大地震及海影响，日本福岛第一核电站1至3号机组维芯熔毁。截至目前，已储存了125万吨核污水。丧心病狂的日本政府，不顾国内外反对声浪，在其它手段没有用尽的前提下，坚持决定在2023年夏开启“核废水排海”计划，请根据以上信息分析：
（1）U-235和U-238在原子结构上的主要区别　 　。
（2）用气体扩散法分离U-235和U-238的方法，属于　 　（选填“物理变化”、“化学变化”、“原子核裂变”)。在气体状态时，U-235的运动速度　 　 AU-238(选填“大于”、“等于”或“小于”)，你判断的依据是　 　。
（3）如图是核电站的工作原理图，在机组反应维芯中的锆合金Zr能与水蒸气反应，产生ZrO2和一种可燃性气体，其反应方程式为：　 　。核电站在发电的过程中，能量的转化过程为　 　
A.核能→机械能→内能→电能B.核能→内能→机械能→电能
C.核能→电能→内能→机械能D.核能→电能→机械能→内能
（4）福岛核电站的废水中含有大量的放射性碘-131和铯-137，一旦排放后，在海洋环境中，放射性物质会通过　 　最终进入人体，在人体内富集。并对人体基因造成损害。这种类型的伤害　 　遗传给下一代（选填“会”或“不会”）。
30．（2024·鄞州模拟）有一种电子体重计的原理如图甲所示，它由均匀压力杠杆ABO、压敏电阻和踏板等元件组成。压力杠杆重 ，其右端O为支点，其左端A 压在压敏电阻上，对压敏电阻的压力用F 表示。压敏电阻的阻值大于5Ω时，其阻值R 与所受压力F 符合如图乙的关系。质量可以忽略不计的踏板固定在 B 点，其中 。图中电源电压U=5V，电流表量程为0.6A，取g=10N/ kg，求：
（1）电子秤开机后，电流表的示数是多大
（2）该电子秤能够称量的最大体重是多少
31．（2024·浙江模拟） 近年来，各地接连发生多起抽屉柜倒塌压死/伤儿童事件，再一次警示人们家装安全的重要性。如图甲所示为一款家庭常用的抽屉柜，柜高 109cm，长60cm，宽40cm，空柜质量为20kg。
（1）若柜子中所装物品的总质量为6kg，求抽屉柜对地面的压强。(结果保留整数)
（2）如图乙所示为抽屉柜的侧视图，此时抽屉的拉开距离为30cm，点O为抽屉柜的重心所在位置，假设体重为18kg的小文将身体的全部重量均压在与抽屉相接触的作用点A 上，问此时抽屉柜是否会被拉动
（3）为避免抽屉柜倒塌意外的发生，请你提出一条合理的建议　 　。
32．（2024·杭州模拟）如图甲所示的电饭锅，额定电压为220V，加热功率为1210W。从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）小明利用电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察在10min内电能表转盘转了30圈。求该电饭锅保温功率。
（3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值范围为81%≤η＜86%（热效率是指装置的有效输出能量与输入能量的比值）。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时700s。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
33．（2024·宁波模拟）我国北斗卫星导航系统第55颗卫星搭乘长征3号乙运载火箭，从西昌卫星发射中心成功升空。该卫星也是北斗三号全球卫星导航系统中的地球静止轨道卫星。日前，卫星已完成在轨测试、入网评估等工作，正式入网，使用测距码编号61提供定位导航授时服务。某款油

展开更多......

收起↑