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解答题专练：能量的转化与守恒-2026年中考科学专项押题（浙教版）
1．在某次科技活动中，刘老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有 A、B、C三个接线柱。刘老师告诉同学们，盒内电路由两个定值电阻连接而成。小海同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况及其电功率。已知电源电压恒定不变，R0是阻值为3Ω的定值电阻，R1是滑动变阻器。小海进行了如下的实验操作：
(I)把BC 两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电压表示数为 1.8V， 电流表示数为 0.6A；
(Ⅱ)用导线把AC连接起来，再将AB 接线柱接入MN之间，闭合开关S和 S1，此时电流表的示数为 1.8A；
(Ⅲ)把AC两个接线柱接到MN.之间，只闭合开关 S，小海发现将 R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电压表的示数均变化了0.45V，电路的总功率均变化了0.18W。
（1）请根据操作(I)求出黑盒子 BC 间的电阻；
（2）在操作 (Ⅱ)中，求黑盒子工作 100s 消耗的电能；
（3）①请画出黑盒子内的电路图，并标明各电阻的阻值；
②小海接下来继续进行研究，他将 BC 两个接线柱接到 MN 之间，只闭合开关 S。左右移动 R1的滑片，求此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比
2．浴室中的平面镜往往凝结大量的小水滴，导致成像模糊，而浴室防雾镜的背面粘贴有面积几乎等大的电热薄膜(相当于一个定值电阻)，通电后镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于清晰成像。如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其相关数据如下表：
镜子质量 4kg
镜子比热容 0.8×103J/ (kg ℃)
电热薄膜额定电压 220V
电热薄膜额定功率 220W
（1）电热膜通电后能够升温，其工作原理是利用电流的　 　效应。
（2）电热薄膜正常工作时的电流为多少
（3）经测试，在10℃环境下，电热薄膜正常工作600s使镜子的平均温度升高tt33℃，求电热薄膜给镜子加热的效率。
（4）如图乙所示，给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使电热薄膜的功率在原额定功率的16%~100%之间变化，以满足不同季节使用的需要。冬天气温下降时，该滑动变阻器的滑片应该向　 　(选填“左”或“右”)移动。
3．为了增强市民身体素质，一些小区安装了各式各样的健身器材。使用如图所示的器材时，将配重片调节至合适的限位孔，始终竖直向下拉把手，使支架绕着转轴O转动，已知配重片的质量为10kg，相邻限位孔间距离为10cm。(不考虑装置自重和摩擦)。
（1）当配重片位于限位孔③，在A点竖直向下拉把手时，健身器材属于　 　(填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。
（2）将配重片从限位孔③移至②时，需将配重片向上拔出，再插入②孔。若配重片向上提升15cm，则需克服配重片重力做功多少。(写出计算过程)
（3）小温在A位置沿图中力F所示的方向刚好能用150N的力拉动把手，拉力的力臂为20cm，接着他将配重片向左移动了一个限位孔，求此时在A位置沿图中力F所示的方向刚好拉动把手需要多大的拉力。(写出计算过程)
4．肥胖可能会引发许多慢行疾病，某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼，配重由若干金属块(每块质量为10kg)组成，锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。(杆重、绳重、摩擦均不计)
（1）拉力器上的左边的滑轮属于　 　(选填“定”或“动”)滑轮。
（2）若该人的质量为85kg2 他一次最多能拉起　 　块金属块。
（3）当他选择6块金属块时，把拉杆向下拉动0.5米，若累积拉动100次，拉力共做了多少功 完成这100次拉动前后总共花了10分钟，该人这段时间内的平均功率是多少
5．同山烧已成为我市白酒行业的一张文化名片，它是一种清香型高度白酒。酿制高度白酒需要经过发酵、蒸馏等过程，如图是某兴趣小组设计的一款自动控制酒精灯火焰大小的蒸馏装置示意图。当金属管内气体温度升高，管内气压增大到一定值时，推动活塞向下运动，使连杆B端下降、A端上升、拉动进气口的挡板上升，进入燃烧室的空气减少，从而控制酒精灯火焰的大小。已知活塞横截面积为20cm2，OA：OB=2：1，当金属管内温度达到50℃时，管内气压为
（1）酿酒主要是利用____的无氧呼吸。
A．乳酸菌 B．酵母菌 C．霉菌
（2）发酵过程可以用以下化学方程式 表示。当产生8.8kg二氧化碳时， 能制得酒精(C2H5OH)多少 kg
（3）为使金属管内达到50℃时，挡板开始上升，则挡板的重力不能超过多少N (大气压为1×105Pa，活塞、连杆等结构的自重和摩擦忽略不计)。
6．我市户外公共场所中多处便民饮水机已投入使用，小明对此很感兴趣，自己设计了一款饮水机，其部分结构示意图如图甲。
（1）小明应将电加热装置安装在贮水箱的　 　(选填“上部”或“下部”)，加热效果更好。
（2）图乙为电加热装置电路简化图，饮水机有加热档和保温档。当开关S1　 　(选填“闭合”或“断开”)时，直饮水机处于加热状态。
（3）R1和R2均为阻值不变的电热丝，正常工作时，加热档功率为1000W，保温档功率为110W，请求出电阻R1的阻值。　 　
（4）小明为提升饮水机的能源利用率，对设计方案进行了改进(如图丙)。对比图甲、图丙两种设计方案，图丙方案更有助于提高能源利用率的依据是：　 　。
7．儿童垫脚凳是专为儿童设计的一种辅助工具。如图是一款折叠式儿童踩脚凳，尺寸如图所示。
（1）视OAB为杠杆，以O为支点，画出地面对B的支持力F1的力臂L1
（2） OB长度为30cm， A为OB 的中点。若地面对 B的支持力F1的大小为100N，连杆AC 的拉力 F2垂直于OB，求F2的大小
（3）儿童登上踩脚凳，高度将升高45cm。若儿童的质量为20kg，求该过程中，儿童增加的重力势能
8．截至2025年底，我国新能源汽车销量连续多年居全球首位。
【驱动原理】如图甲是某品牌油电混合动力汽车的驱动原理图，该车行驶动力可由电动机或发动机(发动机是内燃机)单独提供，也可由二者同时提供。
【驱动方式】
方式一：纯电驱动
（1）通过充电桩给该车的电池充电，充电过程中，能量的转化形式为：　 　。
（2）该汽车的质量(满载，含乘客)为3t，采用纯电动机驱动，以15m/s的车速正常匀速行驶时，汽车受到的平均阻力为车重的0.02倍。则此时汽车的输出功率为　 　W。
（3）方式二：燃油驱动
当电池电量不足时，可由发动机单独提供动力。发动机通过燃油燃烧产生高压气体推动活塞做功，其工作过程如图乙所示，则该过程中机械能转化为内能的冲程的是　 　(填字母)。此时，该车型最低百公里油耗为4kg，这些汽油完全燃烧放出的热量为　 　J。(汽油热值取
【节能装置】为节约能源，该汽车装有再生制动器，开启时把汽车刹车时消耗的部分动能转化为电能储存在蓄电池中，实现动能的回收利用。
答案解析部分
1．【答案】（1）电压表测量BC间的电压，BC间的电阻为
（2）操作I中滑片移至最左端，R1连入电路的阻值为零，电路为BC和R0的串联电路，电源电压为。
操作 (Ⅱ)中黑盒子工作 100s 消耗的电能。
（3）①用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间， 黑匣子的电阻为
把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关 S，电路中电流的变化值为
此时黑匣子的电阻为
可知黑匣子BC间的电阻为3欧姆，用导线将AC相连，AB的电阻为2欧姆，AC间的电阻为9欧姆，如图所示
。
② 把AC接线柱接在MN之间，闭合S，当滑动变阻器连入电路的阻值为零时，电路中的电流为
R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电路中电流均变化0.05A，可知当滑片处于最大阻值处时，电路中的电流为
此时电路中总电阻为
可知变阻器的最大阻值为
将BC接入MN且只闭合S，变阻器阻值为零时，电路中电阻最小，电流最大，电功率最大，此时的电流为
变阻器连入电路的阻值最大时，电路中总电阻最大，电流最小，电功率最小，此时电流为
由可知，最大电功率与最小电功率之比为。
2．【答案】（1）热
（2）电热薄膜正常工作时的电流
（3）消耗的电能
镜子吸收的热量
加热的效率
（4）左
3．【答案】（1）费力
（2）解：根据题意可知，配重片的重力为G= mg=10kg×10N/ kg=100N ；
克服配重片的重力做功为：W=Gh=100N×0.15m=15J。
（3）解：根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得到：150N×20cm=100N×L2；
解得：L2=30cm；
往左移，则 ，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2
得到： F×20cm=100N×40cm；
解得： F=200N。
则 在A位置沿图中力F所示的方向刚好拉动把手需要的拉力为200N。
4．【答案】（1）定
（2）8
（3）解：人的拉力：F=mg=60kg×10N/kg=600N，
则人的拉力做功：W=Fs=600N×0.5m×100=3×104J，
那么这段时间内平均功率为：。
5．【答案】（1）B
（2）设酒精的质量为x，
，
解得x=9.2kg。
（3）B端受到的压力为
由杠杆平衡条件可知，，
代入数据可得。
6．【答案】（1）下部
（2）闭合
（3）加热时电路为只有的简单电路，保温时，电路为串联电路， R1的阻值。
（4）图丙中增加了热交换器，利用流出的热水对流入的冷水进行预热，减少了加热所需的能量
7．【答案】（1）
（2）解：根据图片可知，F1的力臂L1=OB×cos60°=30cm×，
阻力F2的力臂等于OB的一半，
即：L2=30cm×；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2
得到：100N×15cm=F2×15cm；
解得：F2=100N。
（3）解：儿童增大的重力势能等于克服重力做的功，
即W=Gh=20kg×10N/kg×0.45m=90J。
8．【答案】（1）电能转化为化学能
（2）9000
（3）B；
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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