第2章 能的转化与能量守恒（知识清单）科学新教材浙教版九年级上册

学科网（北京）股份有限公司 第二单元 能的转化与能量守恒 2.1 功和机械能 知识点1 功 1.功的定义：一个力作用在物体上，物体在这个力的方向移动一段距离，就说力对物体做功。 2.做功两个必要因素，二者缺一不可 ① 作用在物体上的力F；② 物体在力的方向移动距离s 3.三种不做功情况 ① 有距离无力：依靠惯性运动，不受推力拉力； ② 有力无距离：用力推、拉物体，物体保持静止； ③ 力与距离垂直：力竖直，物体水平移动，力不做功。 4.克服力做功：物体运动方向与受力方向相反，称为克服该力做功；竖直上升时克服重力做功。 知识点2 功的计算 1.计算公式：功=力×距离，即W=Fs；竖直提升物体克服重力做功W=Gh。 2.单位：焦耳（J），1J=1N·m；含义：1 牛的力使物体移动 1 米，做功 1 焦。 知识点3 功率 1. 功率 （1） 定义：物体做的功与做功所用时间之比叫作功率。 （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）功率的公式：由功率的定义知，功率=， P= P=Fv （5） 功率的单位 在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W。1W=1J/s。在实际应用中还常用千瓦（kW）、兆瓦（MW）作为功率的单位。1kW=1×103W，1MW=1×106W。 知识点4 功与能 1.物体具有做功的本领，科学上就说这个物体具有能。 2.对物体做功使物体获得相应的能，而具有能的物体也可以对外做功。 3.做功的实质 物体具有做功的本领，是因为它具有能。做功的实质是能的转化过程，力对物体做了多少功，就有多少能发生转化。因此，可以用做功的多少来量度能的转化的多少。能的单位和功的单位一样，也是焦耳。 知识点5 动能 1. 定义 物体由于运动而具有的能叫作动能。一切做机械运动的物体都具有动能。 2.动能的大小的影响因素：物体动能大小与物体质量和运动速度有关。质量相同的物体，速度越大，它的动能越大；速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。 3. 实验注意事项 ①使质量不同的小钢球从同一高度静止释放的目的：使小钢球到达水平面时的初速度相同； ②如何改变小钢球的速度：使小钢球从不同高度滚下； ③斜面的作用：使小钢球具有速度并改变小钢球速度的大小； ④当水平面绝对光滑，小钢球将做匀速直线运动，不能达到探究目的； ⑤用小钢球做实验的不足之处：不能保证小钢球在水平面上沿直线运动。 知识点6 势能 1. 重力势能 (1) 定义：物体由于受到重力并被举高时所具有的能叫作重力势能。 (2)重力势能的大小的影响因素：物体的重力势能大小与物体的质量和被举高的高度有关。物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。 2.弹性势能 （1）定义：物体发生弹性形变具备的能；塑性形变无弹性势能，如橡皮泥；超出弹性限度形变后无弹性势能。 （2）影响因素：弹性形变程度越大，弹性势能越大；例：弓拉得越满、发条拧越紧，势能越大。 知识点7 动能和势能的转化 1. 动能和重力势能之间可以相互转化，一般发生在仅有重力作用下的运动过程中。 (1) 摆锤的摆动：在摆锤向下摆动的过程中，高度越来越低，速度越来越大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；在摆锤摆过中点向上摆动的过程中，高度越来越高，速度越来越小，重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能。 (2) 滚摆的运动：在滚摆下降的过程中，高度越来越低，速度越来越大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；在滚摆上升的过程中，高度越来越高，速度越来越小，重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能。 (3) 光滑轨道上从高处滚下的小球：小球在A点速度是零，不具有动能，只具有重力势能；B点是最低点，只具有动能；C、D两点既有动能又有重力势能。小球在滚动过程中，从A点到B点，重力势能转化为动能；从B点到C点，动能转化为重力势能；从C点到B点，重力势能转化为动能；从B点到D点，动能转化为重力势能。 2. 动能和弹性势能的相互转化 当压缩弹簧时，弹簧就储存了弹性势能，放手后弹簧的弹性势能转化为木块运动的动能。弹簧被压缩得越短，即弹性形变越大，弹簧的弹性势能越大，放手后木块运动距离越远。 3. 机械能守恒 动能和势能统称为机械能。物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，即机械能守恒。 4.伽利略斜面实验 在不存在摩擦、阻力的理想条件下，小球只有动能和重力势能相互转化，动能与重力势能总和（机械能）保持不变，即机械能守恒。 2.2 物体的内能 知识点1 内能的概念 1.分子动能：分子无规则热运动具有的能，温度越高，分子动能越大。 2.分子势能：分子间存在相互作用力产生的势能。 3.内能定义：物体内部所有分子热动能与分子势能的总和，单位焦耳（J），也称热能。 4.特点 ① 普遍性：无论高温钢水、低温冰雪，一切物体任何状态都具有内能； ② 影响因素：同种物质，质量越大、温度越高，内能越大，物态改变内能也会变化； ③ 内能≠机械能：内能是微观分子能量总和，永远不为零；机械能是物体宏观运动或形变能量，可以为零，二者可相互转化。 5. 内能和机械能的区别和联系 内能 机械能 影响因素 与物体的温度、质量等有关 与物体的质量、速度、被举高的高度、弹性形变有关 大小 内能 = 分子动能 + 分子势能；内能不可能为零 机械能 = 动能 + 势能；机械能可以为零 相同点 都是能的形式，具有能的物体都能够对外做功 联系 一个物体可以同时具有机械能和内能，机械能和内能可以相互转化 知识点2 改变内能的两种方式 1.热传递 （1）发生条件：两物体或同一物体不同部位存在温度差； （2）终止条件：温度相同。 （3）能量变化：能量从高温物体转移到低温物体，能的形式不变。 （4）热量定义：热传递过程中转移内能的多少，是过程量。只能说吸收或放出热量，不能说物体 “含有热量”。 （5）规律：吸热内能增加，放热内能减少，吸放热多少等于内能变化量。 2.做功 （1）外界对物体做功，物体的内能增加。 （2）物体对外做功，物体内能减少。 （3）能量变化：机械能和内能相互转化，做功多少等于内能改变量。 3.二者关系：做功、热传递改变内能效果完全等效，仅通过末状态无法判断改变方式。 4.温度、内能、热量辨析 （1）温度（状态量）：表征分子运动剧烈程度；升温内能增加，但吸热温度不一定升高，如晶体熔化。 （2）内能（状态量）：物体固有能量；内能大温度不一定高。 （3）热量（过程量）：只存在热传递过程，无传递则无热量。 知识点3 比热容 1.定义：一定质量物质升温吸收热量，与质量、升温乘积的比值，符号c。 2.公式： Q=cmt Q：吸收（或放出）的热量（单位：J） m：物质的质量（单位：kg） t：温度的变化量、表示物体升高（或降低）的温度（单位：） 3.单位：J/(kg·)；水的比热容4.2103 J/(kg·)。 4.物理意义：1kg 水升高或降低 1℃，吸收或放出4.2103 J热量。 5.特性： （1）比热容是物质的一种特性，同种物质在相同状态下的比热容是一定的，但在不同的状态下，比热容不相同。 （2） 比热容与物质的种类、状态有关，与物质的质量、温度、吸收或放出的热量无关。 知识点4 热量计算 1.升温吸热：Q吸=cm(t-t0) t0初温，t末温，t=t- t0升高温度 2.降温放热：Q放=cm (t0 - t)，t = t0 - t降低温度 3.通用公式：Q=cmt，仅适用于物态不变的升温、降温过程。 4.热平衡方程：无热量损耗时，高温放出热量 = 低温吸收热量，Q吸=Q放。 知识点5 燃料的热值 1. 燃料：木柴、煤、石油、天然气、沼气等都是燃料，燃料燃烧放出热量，将贮存在燃料中的化学能转化为内能。 2.热值定义：一定质量的某种燃料完全燃烧放出的热量与它的质量的比，叫作这种燃料的热值，用符号q表示。1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，符号q。 3.对完全燃烧的理解 （1）完全燃烧含义：氧气充足、烧完、烧尽； （2）条件：只有在完全燃烧时放出的热量与其质量之比才是这种燃料的热值； （3）注意：用没有完全燃烧时放出的热量计算出的热值比实际值偏小，但这时不能说燃料的热值变小。 4.单位：固液J/kg；气体J/m3。 5.计算公式 （1）固液体燃料：Q放=mq Q放：燃料完全燃烧放出的热量，单位： J； q：燃料热值，单位： J/kg； m：燃料的质量，单位： kg。 （2）气体燃料：Q放=Vq 6.特性：热值是燃料固有属性，只和燃料种类有关，与质量、燃烧是否完全无关。 7.燃料利用率提升途径：充分燃烧、减少散热损失；热效率：=100%。 知识点6 化学反应中的能量变化 1.放热反应：反应过程向外释放热量，体系温度升高。 如：燃烧、镁和稀盐酸、生石灰加水。 2.吸热反应：反应吸收外界热量，体系温度降低。 如：氢氧化钡和氯化铵、碳酸钙高温分解、碳还原二氧化碳。 3.本质：化学能与内能之间相互转化。 2.3 电路中的电能 知识点1 电能、电功与电能表 1.电能 （1）来源：水能、风能、太阳能等转化而来；用电器可将电能转化为光能、声能、机械能、内能、化学能。 （2）单位：国际单位J；常用单位 度kW·h，换算1kW·h=3.6106J 2．电功 （1）定义：电流做的功，符号W； （2）实质：电能转化为其他形式的能，消耗多少电能，电流就做多少功。 3．电能表 知识点2 额定功率与实际功率 1.电功率 （1）物理意义：电流做功快慢 （2）定义：电流所做的功与所用时间之比叫作电功率，数值上等于电流单位时间内做的功，符号P。 （3）公式：P= （4）单位：W、kW，1kW=1000W； 2.额定电压和额定功率 （1）额定电压U额：用电器正常工作电压 （2）额定功率P额：额定电压下的功率 （3） 注意：额定电压、额定功率是定值，不随实际工作电压改变。 3.实际电压和实际功率 （1）实际电压U实：实际两端电压 （2）实际功率P实：实际工作功率。 （3）功率和电压的关系:灯泡亮度只由实际功率决定。 知识点3 电功率、电功计算 1. 探究实践：小灯泡的电功率跟哪些因素有关 ① 探究：电功率与电流的关系 实验结论：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 探究：电功率与电压的关系 实验结论：在电流相等的情况下，加在小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。 2.计算公式 （1）通用式（所有电路）：P=UI、W=UIt （2）纯电阻推导式（电热器、白炽灯）： P=I2R（串联常用，电流相等）、P=（并联常用，电压相等） W=I2Rt=t 3.串并联功率 （1）串联：功率与电阻成正比=； （2）并联：功率与电阻成反比=； （3）总功率：P总=P1+P2+…… 知识点4 伏安法测小灯泡电功率 1.实验原理： P=UI 2.器材：电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器（一上一下接线） 3.实验步骤 ① 连接电路，开关断开，滑片调到最大阻值； ②调节滑片，使U=U额，记录电流，观察正常亮度，计算额定功率； ③调高电压至1.2U额，短时测量，防止烧坏； ④调低电压至0.8 U额，记录数据； ⑤计算三次实际功率，对比亮度。 4.实验结论：实际电压越高，实际功率越大，灯泡越亮； 注意：测电阻多次测量求平均值减小误差；测电功率三次是三种不同工作状态，不能取平均。 5.常见电路故障 （1）滑动变阻器全上：灯泡超亮，调节无变化；全下：灯泡极暗； （2）电表正负接反：指针反向偏转；量程选错：指针偏出 / 偏太小； （3）灯泡短路：灯不亮，电压表无示数，电流表有示数； （4）灯泡断路：灯不亮，电压表示数接近电源电压，电流表无示数。 知识点5 电流热效应与焦耳定律 1.电流热效应：电流通过导体发热，电能转化为内能，导体温度升高，称为电流热效应。 2. 实质：电能→内能。 3.应用：电热器发热体选用电阻率大、熔点高的合金丝。 4.实验：电热的影响因素探究 （1）猜想：电热与电阻、电流、通电时间有关。 （2）实验设计（控制变量 + 转换法）：用煤油液面上升高度反映产生热量多少。 ①串联两电阻丝（t、I相同，R不同）：R越大，液面上升越高，产热越多； ②同一电阻，改变滑动变阻器电流（t、R相同）：电流越大，产热越多； ③同一电阻、电流不变，延长通电时间：时间越长，产热越多。 （3）实验结论 ① I、t相同时，R越大，电热越多； ② R、t相同时，I越大，电热越多； ③ I、R相同时，t越长，电热越多。 5.焦耳定律 （1）内容：电流产生热量与电流平方、电阻、通电时间成正比； （2）公式（所有电路通用）：Q=I2Rt。 6.纯电阻与非纯电阻区分 项目 电热Q 电功W 定义 电流发热产生的内能 电流做的功，电能可转多种能 适用 全部电路，Q=I2Rt 全部电路W=UIt；纯电阻W= Q 联系 纯电阻：Q=W；非纯电阻（电动机）：W电=W机+Q 2.4 核能 知识点1 核裂变与核聚变 1.核能 （1）概念：原子核由质子、中子依靠核力紧密结合；重核分裂、轻核聚合会释放巨大核能，能量远大于化学反应化学能。 （2）获得方式：核裂变、核聚变。 2.核裂变 （1）原理：中子轰击铀 - 235 等重原子核，分裂为两个中等质量原子核，释放能量同时生成新中子。 （2）链式反应：裂变产生的中子持续轰击其他铀核，反应持续扩大。 （3）分类：不加控制链式反应，如原子弹；可控链式反应，如核电站核反应堆。 （4）能量对比：1kg 铀完全裂变释放能量远超两千吨煤完全燃烧放热。 3.核聚变：热核反应 （1）原理：2 个质量很小的原子核结合成新原子核，同时释放出能的现象。由于核聚变需要极高的温度引发，所以核聚变也叫作热核反应。氘核（核内有 1 个质子和 1 个中子的氢核）和氚核（核内有 1 个质子和 2 个中子的氢核）在超高温下聚合成新的原子核 —— 氦核，并释放出 1 个中子，同时释放巨大的核能。 （2）特点：同等质量燃料，聚变释放能量远大于裂变。 （3）实例：太阳内部持续发生聚变；氢弹依靠原子弹引爆聚变；人造太阳模拟聚变反应。 （4）局限：现阶段人类无法实现平稳可控核聚变，仅能瞬时引爆。 3.裂变、聚变区分 （1）裂变：重核拆分，链式反应可控，用于核电站、原子弹； （2）聚变：轻核聚合，需超高温，现阶段不可控，用于氢弹、恒星。 知识点2 核电站 1.装置：核反应堆，实现可控核裂变。 2.工作过程：第一回路中的水被水泵压入反应堆，在那里被加热，然后进入热交换器，把热量传给第二回路的水，然后又被水泵压回到反应堆里；在热交换器内，第二回路的水经加热生成高温高压蒸汽，被送入汽轮机驱动汽轮机做功后温度降低、压强减小，进入冷凝器，最后又由水泵把它压回热交换器。高速旋转的汽轮机带动发电机发电。 3.能量转化：核能 → 内能（加热水）→ 机械能（汽轮机转动）→ 电能 4.核废料处理:短期存放于厂区专用仓库，长期运送至人烟稀少、地质稳定、远离水源的地下处置场永久深埋。 知识点3 放射性与三种放射线 1.放射性：物质自发向外释放射线的性质。 2.放射性元素：铀、镭、钍等具备放射性的元素。 3.天然放射现象：原子核自发释放射线，无需外界条件。 4.特性：元素无论单质、化合物形态均有放射性，放射强弱不受温度、压强影响。 5.放射性的利弊 （1）有利应用：工业金属探伤、测板材厚度；辐射育种、食品杀菌；射线放疗治癌。 （2）危害：大剂量辐射破坏动植物、人体细胞组织，损伤器官。 补充：核裂变、聚变均会产生放射性废弃物，分天然、人工两类放射物质。 2. 5 能的转化与能量守恒 知识点1 能的相互转化 1. 能的转移和转化 (1) 能的转移：同一形式的能从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分。 (2) 能的转化：不同形式的能从一种形式转化为另一种形式。 ① 太阳能的转化 照射植物叶片：光能 → 植物化学能（光合作用） 照射大气层：光能 → 空气动能 太阳能热水器：光能 → 水的内能 太阳能电池板：光能 → 电能 ② 人体能量来源转化 食物中的化学能，经消化吸收转化为人体的内能、机械能、电能等。 ③ 火力发电厂能量转化 燃料燃烧加热水生成水蒸气：化学能→内能 水蒸气推动涡轮：内能→机械能 发电机：机械能→电能 ④ 化学反应中的能量转化 原电池（锌、稀硫酸）：化学能 → 电能 烟花燃放：化学能 → 光能 + 内能 蓄电池放电：化学能 → 电能 2. 能的转化和转移的普遍性 (1) 自然界各种形式的能不是孤立的，不同形式的能可在一定条件下相互转化，同种形式的能可在物体间相互转移。 (2) 物质运动形式变化，一定伴随能量相互转化；日常 “消耗、利用、获得能量” 本质都是能量转移或转化。 知识点2 能量守恒定律 1. 定律内容：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；在转化和转移过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律。 2. 意义：自然界最普遍、最重要基本定律，宏观机械运动、生命活动、天体、微观粒子全部遵守该规律。 3. 永动机 —— 不可能成功 （1）永动机定义：不消耗任何能量、燃料，却能源源不断对外做功的机器。 （2）结论：违背能量守恒定律，不可能制造出来；能量无法凭空产生。 4. 机械能守恒 vs 能量守恒 （1）机械能守恒：有条件，只有重力、弹力做功，仅动能、势能相互转化，无其他形式能参与； （2）能量守恒：无条件，所有能量转化、转移过程总量均不变。 知识点3 能的转移和转化的方向性 1. 转移的方向性：内能只能自发从高温物体转移到低温物体；反向不能自发发生，必须额外消耗电能做功（冰箱、空调压缩机）。 2. 转化的方向性：机械能、电能等其他形式能，可自发全部转化为内能；但内能不能自发变回机械能、电能。 实例：汽车刹车摩擦，机械能变成轮胎、地面内能，这部分内能无法自动变回汽车动能。 3.结论：能量转移、转化有固定方向，能自发单向进行，反向无法自发发生。 易错点 01：只要有力作用在物体上，力就一定做功 易错表现： 认为只要对物体施加力，或者物体发生移动，力就一定做功；提着水桶水平走路，认为拉力对水桶做功。 错因辨析： 做功两个必要条件：①作用在物体上的力；②物体在这个力的方向上移动距离。 三种不做功情况：有力无距离、有距离无力、力与移动距离垂直。判断做功必须同时满足两个条件，不能只看有力或物体运动。 【对点训练1-1】下列实例中，没有对物体做功的是（　　） A．运动员挺举杠铃的过程 B．起重机提升大石块 C．小宇推木箱推而未动 D．运动员将弓拉弯的过程 【答案】C 【解答】解：A、运动员挺举杠铃的过程，运动员给杠铃施加了力的作用，杠铃在该力的方向上通过了距离，所以运动员对杠铃做了功，故A不合题意； B、起重机提升大石块，起重机给石块施加了力的作用，石块在该力的方向上通过了距离，所以起重机对石块做了功，故B不合题意； C、小宇推木箱推而未动，有力但没有距离，所以小宇对木箱没有做功，故C符合题意； D、运动员将弓拉弯的过程，运动员给弓施加了力的作用，弓在该力的方向上通过了距离，所以运动员对弓做了功，故D不合题意。 故选：C。 【对点训练1-2】台球比赛中，选手推动球杆前进，击打白球，使白球水平向前撞击红球，对这一过程的分析正确的是（　　） A．推球杆时，手对球杆做功 B．击打白球时，手对白球做功 C．白球滚动时，桌面的支持力对白球做功 D．白球滚动时，白球受到的重力对它做功 【答案】A 【解答】解： A、手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A正确； B、击打白球时，施时物体是球杆，不是手，手对白球没有做功，故B错误； C、桌面支持力与小球的运动方向垂直，支持力对小球不做功，故C错误； D、重力与小球运动的方向垂直，重力对小球不做功，故D错误。 故选：A。 易错点 02：功率越大，做功越多 易错表现： 功率大的物体做功一定多；功率小，做功一定少。 错因辨析： 功率P=，功率表示做功快慢，不是做功多少。做功多少由功率、做功时间共同决定。功率大，若做功时间极短，总功也可能很小；混淆 “做功快慢” 和 “做功总量”。 【对点训练2-1】四个同学在公园进行登山比赛。如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是（　　） A．体重最大的一个 B．时间最短的一个 C．做功最快的一个 D．速度最大的一个 【答案】C 【解答】解：功率的物理意义：功率是反映物体做功快慢的物理量，功率大的物体，做功快；功率小的物体，做功慢。所以做功最快的那一个人，他的功率最大。 故选：C。 【对点训练2-2】关于功率概念的理解，下列说法中正确的是（　　） A．功率大的机械做的功多 B．功率大的机械做功时用的时间少 C．单位时间内完成的功越多，则功率越大 D．省力多的机械功率大 【答案】C 【解答】解：A、由公式P可得，W＝Pt，所以做功的多少不仅与功率有关还与时间有关，故A错误； B、由公式P可得，t，所以做功时用的时间不仅与功率有关还与功有关，故B错误； C、物体单位时间内所做的功叫功率，所以单位时间内完成的功越多，则功率越大，故C正确； D、功率大小与是否省力无关，故D错误； 故选：C。 易错点 03：物体速度越大，动能一定越大；物体高度越高，重力势能一定越大 易错表现： ①速度大的物体动能一定更大，只通过速度大小比较动能。 ②物体位置越高，重力势能就越大，直接依靠高度判断重力势能大小。 错因辨析： ①动能大小由质量、速度两个因素共同决定。只有质量不变时，速度越大动能才越大。例如高速飞行羽毛球，速度很大，但质量很小，动能小于缓慢行驶大货车，忽略质量变量。 ②重力势能由质量、被举高的高度共同决定。只有质量不变，高度越高重力势能越大。同一高度的小石块和大山石，大山石重力势能更大，判断时不能忽略质量。 【对点训练3-1】疫情期间，卫生部门利用洒水车进行路面消杀。当洒水车在水平路面上匀速行驶喷洒药水时，它的（　　） A．动能不变，势能不变，机械能不变 B．动能减少，势能增加，机械能不变 C．动能增加，势能减少，机械能不变 D．动能减少，势能减少，机械能变小 【答案】D 【解答】解：当洒水车在水平路面上匀速行驶喷洒药水时，它的速度不变，重心高度和质量减小了，所以动能和势能都减小了，机械能也减小，故D正确、ABC错误。 故选：D。 【对点训练3-2】质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的重力势能相等，那么（　　） A．燕子比鸽子飞得快 B．燕子比鸽子飞得高 C．鸽子比燕子飞得快 D．鸽子比燕子飞得高 【答案】B 【解答】解：质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的重力势能相等，质量大的鸽子飞得低，质量较小的燕子飞得高。 故选：B。 易错点 04：动能和势能相互转化时，机械能总量一定守恒 易错表现：荡秋千、滚摆上下运动，认为整个过程机械能大小不变。 错因辨析： 机械能守恒前提：只有重力或弹力做功，不计摩擦与空气阻力。现实生活场景存在摩擦，部分机械能转化为内能，机械能总量减小。学生忽略阻力损耗，以为动能势能转化机械能就不变。 【对点训练4-1】如图1所示为惊险刺激的过山车，图2所示为模拟过山车的某一段，过山车从O处由静止滑下，沿轨道先后经过a、b、c、d、e、f，其中a与d等高、c与c等高。若过山车与轨道之间的摩擦力不能忽略，下列说法正确的是（　　） A．过山车在a点和d点的位置时，机械能相同 B．过山车经过b点时的机械能小于经过c点时的机械能 C．过山车经过c点时的速度大于经过e点时的速度 D．过山车从a到f的过程中，重力势能先增大后减小 【答案】C 【解答】解：A．由于过山车与轨道之间的摩擦力不能忽略，过山车在运动过程中需要克服摩擦力做功，部分机械能转化为内能，因此机械能不断减小。a点在d点之前，所以过山车在a点的机械能Ea大于在d点的机械能Ed，即Ea＞Ed，故A错误； B．同理，b点在c点之前，过山车经过b点时的机械能Eb大于经过c点时的机械能Ec，即Eb＞Ec，故B错误； C．c点与e点等高，过山车在这两点的重力势能Ep相等。由于c点在e点之前，过山车在c点的机械能Ec大于在e点的机械能Ee，即Ec＞Ee。根据机械能等于动能与重力势能之和可知，过山车在c点的动能Ekc大于在e点的动能Eke，即Ekc＞Eke，因此经过c点时的速度大于经过e点时的速度，故C正确； D．由图可知，过山车从a到b的过程中，高度降低，重力势能减小；从b到d的过程中，高度升高，重力势能增大；从d到f的过程中，高度降低，重力势能减小。因此重力势能先减小、后增大、再减小，故D错误。 故选：C。 【对点训练4-2】2025年11月，神舟系列载人飞船再次出征，安全接回驻留在空间站上的航天员。在飞船加速升空的过程中，飞船的（　　） A．动能增大 B．重力势能不变 C．机械能减小 D．机械能不变 【答案】A 【解答】解：火箭加速升空过程中，其速度变大，所以动能变大，高度增加，重力势能变大；机械能包括动能与势能，动能与势能都变大，所以机械能变大。 故选：A。 易错点 05：温度高的物体，内能一定更大；物体内能增大，一定是吸收了热量；物体吸收了热量，温度一定升高 易错表现： ①温度高的物体内能一定大；0℃物体没有内能。 ②物体温度升高、内能变大，一定是吸收热量。 ③认为只要物体吸收热量，温度就一定会上升；物体吸热，内能和温度一定同时变大。 错因辨析： ①内能是物体内部所有分子动能、分子势能总和，和温度、质量、物态都有关系。温度仅反映分子平均动能。一杯热水温度高，但质量小，内能可能小于一大块 0℃冰块；一切物体任何温度都具有内能。 ②改变内能有两种方式：热传递、做功。内能增加，可以是吸收热量，也可以是外界对物体做功。两种方式等效，不能将内能变化单一归因于吸热。 ③物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高。晶体熔化、液体沸腾过程中，持续吸热，但温度保持不变，吸收的热量用来改变物质的物态，而不是提升分子平均动能。 例：冰熔化时不断吸热，温度始终为 0℃。反过来，温度升高也不一定是吸收热量（外界对物体做功也能升温）。 【对点训练5-1】关于内能、热量、温度和热值四者关系描述正确的是（　　） A．物体的温度不变，它的内能可能增加 B．热值大的物质，燃烧时放出的热量更多 C．物体的内能增加，一定吸收了热量 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 【答案】A 【解答】解：A.物体的温度不变，它的内能可能增加（如晶体熔化过程吸收热量，内能增加但温度不变），故A正确； B.热值大的物质，燃料质量未知，完全燃烧时放出的热量多少无法判断，故B错误； C.物体的内能增加，可能是吸收了热量，也可能是对物体做功，故C错误； D.热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，内能大温度不一定高，故D错误； 故选：A。 【对点训练5-2】下面是从小科的“科学学习笔记”中摘录的有关温度、内能和热量三者关系的四句话，其中说法正确的是（　　） A．0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能不变 B．热量有可能从内能小的物体向内能大的物体转移 C．物体的内能增大，该物体一定是吸了热 D．物体的温度越高，所含的热量越多 【答案】B 【解答】解：A．0℃的冰变成0℃的水，温度不变，但是需要吸收热量，内能增加，故A错误； B．发生热传递的条件是：有温度差，所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体；内能小的物体的温度不一定低，所以热量可以从内能小的物体转移到内能大的物体，故B正确； C．做功和热传递都可以改变物体的内能，所以物体的内能增大，可能是因为做功，故C错误； D．热量是过程量，只能说吸收或放出热量，不能说含有热量，故D错误。 故选：B。 易错点 06：认为电功公式W=UIt和W=t可以无条件随便互换使用 易错表现： 计算所有电路的电功，随便选用W=t。 错因辨析： W=UIt是通用公式，适用于所有电路；W=t由欧姆定律推导而来，只适用于纯电阻电路（电能全部转化为内能，如电炉）。电动机不是纯电阻，电能大部分转化成机械能，不能直接用W=t计算消耗的总电能。 【对点训练6-1】用一台直流电动机提升质量为200kg的重物，读得并联在电动机两端电压表读数为220V，串联在电动机电路中的电流表读数为5A，若此电动机在8s内能将重物提升4m，则此电动机的电阻和效率为（g＝10N/kg，不计摩擦损失的能量）（　　） A．44Ω 91% B．4Ω 91% C．1.2Ω 72.7% D．12Ω 72.7% 【答案】B 【解答】解：（1）在8s内电流通过直流电动机做功（消耗电能）： W电＝UIt＝220V×5A×8s＝8800J， 在时间8s内得到的机械能： W机＝Gh＝mgh＝200kg×10N/kg×4m＝8000J， 在时间8s内，在电动机线圈的电阻转化的内能： W内＝I2Rt＝W电﹣W机＝8800J﹣8000J＝800J 所以R4Ω； （2）电动机的效率： η100%100%≈91%。 故选：B。 【对点训练6-2】图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V，闭合开关后，“0.5V，0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作，则（　　） A．指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B．电动机的发热功率为1.6W C．电动机的额定功率为0.08W D．电路的总功率为1.8W 【答案】D 【解答】解：A、由P可知，指示灯的灯丝电阻：RL1.25Ω，故A错误； B、由图乙可知，电动机和指示灯串联，由P＝UI可知，电路中的电流：I＝IM＝IL0.4A， 电动机的发热功率：PRM＝（0.4A）2×0.5Ω＝0.08W，故B错误； C、根据串联电路的电压特点可知，电动机两端的电压：UM＝U﹣UL＝4.5V﹣0.5V＝4V， 电动机的额定功率：PM＝UMIM＝4V×0.4A＝1.6W，故C错误； D、电路的总功率：P＝UI＝4.5V×0.4A＝1.8W，故D正确。 故选：D。 易错点 07：串并联电路中，电阻越大，用电器功率越大 易错表现： 电阻大的用电器，电功率一定更大。 错因辨析： 串联电路电流 I 相等，由P=I2R，串联时电阻越大，实际功率越大；并联电压 U 相等，由P=，电阻越大实际功率越小。 【对点训练7-1】A灯泡标有“6V 3W”、B灯泡标有“4V 4W”，按如图所示甲、乙两种方式连接，已知电源电压相同，下列分析正确的是（　　） A．图甲中A灯比B灯暗 B．图乙中A灯比B灯亮 C．图甲中A灯比图乙中A灯暗 D．图甲中的总功率比图乙中的总功率要大 【答案】C 【解答】解：由甲电路图可知两灯泡串联，由乙电路图可知两灯泡并联； 根据P知，两灯泡的电阻分别为： RA12Ω，RB4Ω； A、甲电路中A灯与B灯串联，灯泡A的电阻大于B的电阻，根据P＝I2R知，灯泡A的实际功率大于灯泡B的实际功率，所以灯泡A比B亮，故A错误； B、乙电路中A灯与B灯并联，两灯泡两端的电压相同，灯泡A的电阻大于B的电阻，根据P知，灯泡A的实际功率小于灯泡B的实际功率，所以灯泡A比B暗，故B错误； C、由串联电路的分压特点可知图甲中A灯两端的电压小于电源的电压，由并联电路的电压特点可知图乙中A两端的电压等于电源的电压，即图甲中A灯的电压小于图乙中A的电压，所以由P＝UI可知，图甲中A灯比图乙中A灯暗，故C正确； D、由串联电路中的总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中的总电阻小于任何一个分电阻可知，图甲中的总电阻大于图乙中的总电阻，而电源电压相同，由P＝UI可知，图甲中的总功率比图乙中的总功率要小，故D错误。 故选：C。 【对点训练7-2】某科学小组用L1、L2两个小灯泡及其它必要元件，设计了如图甲、乙、丙三个电路，电源电压相同且恒定不变，闭合开关后电路消耗的总功率P甲、P乙、P丙的关系是（　　） A．P乙＜P甲＜P丙 B．P甲＞P乙＞P丙 C．P甲＝P乙＝P丙 D．P甲＝P丙＜P乙 【答案】A 【解答】解：由甲电路图可知，电路为灯泡L1的简单电路，乙电路为两灯泡串联，丙电路为两灯泡并联， 根据因串联电路中电阻越串越大、并联电路中电阻越并越小的特点可知：R甲＜R乙，R甲＞R丙， 所以，R乙＞R甲＞R丙， 由于甲、乙、丙三个电路的电源电压相同且恒定不变，则根据P＝UI可得： 所以，闭合开关后电路消耗的总功率关系为：P乙＜P甲＜P丙。 故选：A。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 学科网（北京）股份有限公司 第二单元 能的转化与能量守恒 2.1 功和机械能 知识点1 功 1.功的定义：一个 作用在物体上，物体在这个力的方向移动一段 ，就说力对物体 。 2.做功两个必要因素，二者缺一不可 ① ；② 3.三种不做功情况 ① 依靠惯性运动，不受推力拉力； ② 用力推、拉物体，物体保持静止； ③ 力竖直，物体水平移动，力不做功。 4.克服力做功：物体运动方向与受力方向 ，称为克服该力做功；竖直上升时克服重力做功。 知识点2 功的计算 1.计算公式：功=力×距离，即 ；竖直提升物体克服重力做功 。 2.单位： （J），1J=1N·m；含义：1 牛的力使物体移动 1 米，做功 1 焦。 知识点3 功率 1. 功率 （1） 定义：物体做的功与做功所用时间之比叫作功率。 （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）功率的公式：由功率的定义知， ， （5） 功率的单位 在国际单位制中，功率的单位是 ，简称 ，符号为 。1W=1J/s。在实际应用中还常用千瓦（kW）、兆瓦（MW）作为功率的单位。1kW=1×103W，1MW=1×106W。 知识点4 功与能 1.物体具有做功的本领，科学上就说这个物体具有 。 2.对物体做功使物体 相应的能，而具有能的物体也可以对外做功。 3.做功的实质 物体具有做功的本领，是因为它具有能。做功的实质是 ，力对物体做了多少功，就有多少能发生转化。因此，可以用做功的多少来量度能的转化的多少。能的单位和功的单位一样，也是焦耳。 知识点5 动能 1. 定义 物体由于 而具有的能叫作 。一切做机械运动的物体都具有动能。 2.动能的大小的影响因素：物体动能大小与物体 和运动 有关。质量相同的物体，速度越大，它的动能越 ；速度相同的物体，质量越大，它的动能越 。 3. 实验注意事项 ①使质量不同的小钢球从同一高度静止释放的目的： ； ②如何改变小钢球的速度： ； ③斜面的作用： ； ④当水平面绝对光滑，小钢球将做匀速直线运动，不能达到探究目的； ⑤用小钢球做实验的不足之处：不 。 知识点6 势能 1. 重力势能 (1) 定义：物体由于受到重力并 时所具有的能叫作重力势能。 (2)重力势能的大小的影响因素：物体的重力势能大小与物体的 和被举高的 有关。物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越 。 2.弹性势能 （1）定义：物体发生 具备的能；塑性形变无弹性势能，如橡皮泥；超出弹性限度形变后无弹性势能。 （2）影响因素：弹性形变程度越大，弹性势能越 ；例：弓拉得越满、发条拧越紧，势能越大。 知识点7 动能和势能的转化 1. 动能和重力势能之间可以相互转化，一般发生在仅有重力作用下的运动过程中。 (1) 摆锤的摆动：在摆锤向下摆动的过程中，高度越来越 ，速度越来越 ，重力势能 ，动能 ，重力势能转化为动能；在摆锤摆过中点向上摆动的过程中，高度越来越 ，速度越来越 ，重力势能 ，动能 ，动能转化为重力势能。 (2) 滚摆的运动：在滚摆下降的过程中，高度越来越 ，速度越来越 ，重力势能 ，动能 ，重力势能转化为动能；在滚摆上升的过程中，高度越来越 ，速度越来越 ，重力势能 ，动能 ，动能转化为重力势能。 (3) 光滑轨道上从高处滚下的小球：小球在A点速度是零，不具有动能，只具有 ；B点是最低点，只具有 ；C、D两点既有动能又有重力势能。小球在滚动过程中，从A点到B点，重力势能转化为动能；从B点到C点，动能转化为重力势能；从C点到B点，重力势能转化为动能；从B点到D点，动能转化为重力势能。 2. 动能和弹性势能的相互转化 当压缩弹簧时，弹簧就储存了 ，放手后弹簧的弹性势能转化为木块运动的 。弹簧被压缩得越短，即弹性形变越 ，弹簧的弹性势能 ，放手后木块运动距离越 。 3. 机械能守恒 动能和势能统称为 。物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，即 。 4.伽利略斜面实验 在不存在 、阻力的理想条件下，小球只有动能和重力势能相互转化，动能与重力势能总和（机械能）保持不变，即 。 2.2 物体的内能 知识点1 内能的概念 1.分子动能：分子无规则热运动具有的能，温度越高，分子动能越 。 2.分子势能：分子间存在 产生的势能。 3.内能定义：物体内部所有 与 的总和，单位 （J），也称 。 4.特点 ① 普遍性：无论高温钢水、低温冰雪，一切物体任何状态都具有 ； ② 影响因素：同种物质，质量越 、温度越 ，内能越 ，物态改变内能也会变化； ③ 内能≠机械能：内能是微观分子能量总和，永远不为零；机械能是物体宏观运动或形变能量，可以为零，二者可相互转化。 5. 内能和机械能的区别和联系 内能 机械能 影响因素 与物体的 、 等有关 与物体的 、 、被举高的 、 有关 大小 ；内能不可能为 ；机械能可以为零 相同点 都是能的形式，具有能的物体都能够对外做功 联系 一个物体可以同时具有机械能和内能，机械能和内能可以相互转化 知识点2 改变内能的两种方式 1.热传递 （1）发生条件：两物体或同一物体不同部位存在 ； （2）终止条件： 。 （3）能量变化：能量从 物体转移到 物体，能的形式不变。 （4）热量定义：热传递过程中转移内能的多少，是过程量。只能说吸收或放出热量，不能说物体 “含有热量”。 （5）规律：吸热内能 ，放热内能 ，吸放热多少等于内能变化量。 2.做功 （1）外界对物体做功，物体的内能 。 （2）物体对外做功，物体内能 。 （3）能量变化：机械能和内能相互转化，做功多少等于 。 3.二者关系：做功、热传递改变内能效果完全 ，仅通过末状态无法判断改变方式。 4.温度、内能、热量辨析 （1）温度（状态量）：表征分子运动剧烈程度；升温内能增加，但吸热温度 ，如晶体熔化。 （2）内能（状态量）：物体固有能量；内能大温度 。 （3）热量（过程量）：只存在热传递过程，无传递则无热量。 知识点3 比热容 1.定义：一定质量物质升温吸收热量，与质量、升温乘积的比值，符号c。 2.公式： Q：吸收（或放出）的热量（单位：J） m：物质的质量（单位：kg） t：温度的变化量、表示物体升高（或降低）的温度（单位：） 3.单位： ；水的比热容 。 4.物理意义： 5.特性： （1）比热容是物质的一种特性，同种物质在相同状态下的比热容是一定的，但在不同的状态下，比热容不相同。 （2） 比热容与物质的 、 有关，与物质的质量、温度、吸收或放出的热量无关。 知识点4 热量计算 1.升温吸热： t0 ，t ，t=t- t0升高温度 2.降温放热： ，t = t0 - t降低温度 3.通用公式： ，仅适用于 的升温、降温过程。 4.热平衡方程：无热量损耗时，高温放出热量 = 低温吸收热量， 。 知识点5 燃料的热值 1. 燃料：木柴、煤、石油、天然气、沼气等都是燃料，燃料燃烧放出热量，将贮存在燃料中的 。 2.热值定义：一定质量的某种燃料 放出的热量与它的质量的比，叫作这种燃料的 ，用符号q表示。1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，符号q。 3.对完全燃烧的理解 （1）完全燃烧含义：氧气充足、烧完、烧尽； （2）条件：只有在完全燃烧时放出的热量与其质量之比才是这种燃料的热值； （3）注意：用没有完全燃烧时放出的热量计算出的热值比实际值偏小，但这时不能说燃料的热值变小。 4.单位：固液 ；气体 。 5.计算公式 （1）固液体燃料： Q放： 放出的热量，单位： J； q： ，单位： ； m： 的质量，单位： kg。 （2）气体燃料： 6.特性：热值是燃料 ，只和 有关，与质量、燃烧是否完全无关。 7.燃料利用率提升途径：充分燃烧、减少散热损失；热效率： 。 知识点6 化学反应中的能量变化 1.放热反应：反应过程向外 ，体系温度 。 如：燃烧、镁和稀盐酸、生石灰加水。 2.吸热反应：反应 外界热量，体系温度 。 如：氢氧化钡和氯化铵、碳酸钙高温分解、碳还原二氧化碳。 3.本质：化学能与内能之间相互转化。 2.3 电路中的电能 知识点1 电能、电功与电能表 1.电能 （1）来源：水能、风能、太阳能等转化而来；用电器可将电能转化为光能、声能、机械能、内能、化学能。 （2）单位：国际单位 ；常用单位 度 ，换算1kW·h= J 2．电功 （1）定义： 做的功，符号 ； （2）实质：电能转化为其他形式的能，消耗多少电能，电流就做多少功。 3．电能表 知识点2 额定功率与实际功率 1.电功率 （1）物理意义：电流做功 （2）定义：电流所做的功与所用时间之比叫作电功率，数值上等于 ，符号 。 （3）公式： （4）单位： 、kW，1kW=1000W； 2.额定电压和额定功率 （1）额定电压U额： （2）额定功率P额： （3） 注意：额定电压、额定功率是定值，不随实际工作电压改变。 3.实际电压和实际功率 （1） U实：实际两端电压 （2） P实：实际工作功率。 （3）功率和电压的关系:灯泡亮度只由 决定。 知识点3 电功率、电功计算 1. 探究实践：小灯泡的电功率跟哪些因素有关 ① 探究：电功率与电流的关系 实验结论：在 相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越 。 ② 探究：电功率与电压的关系 实验结论：在 相等的情况下，加在小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越 。 2.计算公式 （1）通用式（所有电路）： （2）纯电阻推导式（电热器、白炽灯）： （串联常用，电流相等）、 （并联常用，电压相等） 3.串并联功率 （1）串联：功率与电阻成正比 （2）并联：功率与电阻成反比 ； （3）总功率： 知识点4 伏安法测小灯泡电功率 1.实验原理： 2.器材：电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器（一上一下接线） 3.实验步骤 ① 连接电路，开关断开，滑片调到最大阻值； ②调节滑片，使U=U额，记录电流，观察正常亮度，计算额定功率； ③调高电压至1.2U额，短时测量，防止烧坏； ④调低电压至0.8 U额，记录数据； ⑤计算三次实际功率，对比亮度。 4.实验结论：实际电压越高，实际功率越大，灯泡越 ； 注意：测电阻多次测量求平均值 ；测电功率三次是三种不同工作状态， 取平均。 5.常见电路故障 （1）滑动变阻器全上： ，调节无变化；全下： ； （2）电表正负接反：指针反向偏转；量程选错：指针偏出 / 偏太小； （3）灯泡短路：灯不亮，电压表 ，电流表 ； （4）灯泡断路：灯不亮，电压表示数 ，电流表 。 知识点5 电流热效应与焦耳定律 1.电流热效应：电流通过导体发热，电能转化为 ，导体温度 ，称为 。 2. 实质：电能→ 。 3.应用：电热器发热体选用电阻率大、熔点 的合金丝。 4.实验：电热的影响因素探究 （1）猜想：电热与电阻、电流、通电时间有关。 （2）实验设计（控制变量 + 转换法）：用煤油液面上升高度反映产生热量多少。 ①串联两电阻丝（t、I相同，R不同）：R越大，液面上升越高，产热越多； ②同一电阻，改变滑动变阻器电流（t、R相同）：电流越大，产热越多； ③同一电阻、电流不变，延长通电时间：时间越长，产热越多。 （3）实验结论 ① I、t相同时，R越大，电热越 ； ② R、t相同时，I越大，电热越 ； ③ I、R相同时，t越长，电热越 。 5.焦耳定律 （1）内容：电流产生热量与电流平方、电阻、通电时间成正比； （2）公式（所有电路通用）： 。 6.纯电阻与非纯电阻区分 项目 电热Q 电功W 定义 电流发热产生的内能 电流做的功，电能可转多种能 适用 全部电路，Q=I2Rt 全部电路W=UIt；纯电阻W= Q 联系 纯电阻：Q=W；非纯电阻（电动机）：W电=W机+Q 2.4 核能 知识点1 核裂变与核聚变 1.核能 （1）概念：原子核由质子、中子依靠核力紧密结合；重核分裂、轻核聚合会释放巨大核能，能量远大于化学反应化学能。 （2）获得方式： 。 2.核裂变 （1）原理：中子轰击铀 - 235 等重原子核，分裂为两个中等质量原子核，释放能量同时生成新 。 （2）链式反应：裂变产生的 持续轰击其他铀核，反应持续扩大。 （3）分类：不加控制链式反应，如 ；可控链式反应，如 。 （4）能量对比：1kg 铀完全裂变释放能量远超两千吨煤完全燃烧放热。 3.核聚变：热核反应 （1）原理：2 个质量很小的原子核结合成新 ，同时释放出能的现象。由于核聚变需要极高的温度引发，所以核聚变也叫作热核反应。氘核（核内有 1 个质子和 1 个中子的氢核）和氚核（核内有 1 个质子和 2 个中子的氢核）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 。 （2）特点：同等质量燃料，聚变释放能量远大于裂变。 （3）实例： 内部持续发生聚变； 依靠原子弹引爆聚变；人造太阳模拟聚变反应。 （4）局限：现阶段人类无法实现平稳可控核聚变，仅能瞬时引爆。 3.裂变、聚变区分 （1）裂变：重核拆分，链式反应可控，用于核电站、原子弹； （2）聚变：轻核聚合，需超高温，现阶段不可控，用于氢弹、恒星。 知识点2 核电站 1.装置：核反应堆，实现可控核裂变。 2.工作过程：第一回路中的水被水泵压入反应堆，在那里被加热，然后进入热交换器，把热量传给第二回路的水，然后又被水泵压回到反应堆里；在热交换器内，第二回路的水经加热生成高温高压蒸汽，被送入汽轮机驱动汽轮机做功后温度降低、压强减小，进入冷凝器，最后又由水泵把它压回热交换器。高速旋转的汽轮机带动发电机发电。 3.能量转化： 4.核废料处理:短期存放于厂区专用仓库，长期运送至人烟稀少、地质稳定、远离水源的地下处置场永久深埋。 知识点3 放射性与三种放射线 1.放射性：物质自发向外释放射线的性质。 2.放射性元素： 。 3.天然放射现象：原子核自发释放射线，无需外界条件。 4.特性：元素无论单质、化合物形态均有放射性，放射强弱不受温度、压强影响。 5.放射性的利弊 （1）有利应用：工业金属探伤、测板材厚度；辐射育种、食品杀菌；射线放疗治癌。 （2）危害：大剂量辐射破坏动植物、人体细胞组织，损伤器官。 补充：核裂变、聚变均会产生放射性废弃物，分天然、人工两类放射物质。 2. 5 能的转化与能量守恒 知识点1 能的相互转化 1. 能的转移和转化 (1) 能的转移：同一形式的能从一个物体 到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分。 (2) 能的转化：不同形式的能从一种形式 为另一种形式。 ① 太阳能的转化 照射植物叶片： （光合作用） 照射大气层： 太阳能热水器： 太阳能电池板： ② 人体能量来源转化 食物中的 ，经消化吸收转化为人体的内能、机械能、电能等。 ③ 火力发电厂能量转化 燃料燃烧加热水生成水蒸气： 水蒸气推动涡轮： 发电机： ④ 化学反应中的能量转化 原电池（锌、稀硫酸）： 烟花燃放： 蓄电池放电： 2. 能的转化和转移的普遍性 (1) 自然界各种形式的能不是孤立的，不同形式的能可在一定条件下相互转化，同种形式的能可在物体间相互 。 (2) 物质运动形式变化，一定伴随能量相互转化；日常 “消耗、利用、获得能量” 本质都是能量转移或转化。 知识点2 能量守恒定律 1. 定律内容：能量既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体；在转化和转移过程中，能量的总量 ，这就是能量守恒定律。 2. 意义：自然界最普遍、最重要基本定律，宏观机械运动、生命活动、天体、微观粒子全部遵守该规律。 3. 永动机 —— 不可能成功 （1）永动机定义：不消耗任何能量、燃料，却能源源不断对外做功的机器。 （2）结论：违背 ，不可能制造出来；能量无法凭空产生。 4. 机械能守恒 vs 能量守恒 （1）机械能守恒：有条件，只有 、 做功，仅动能、势能相互转化，无其他形式能参与； （2）能量守恒：无条件，所有能量转化、转移过程 均不变。 知识点3 能的转移和转化的方向性 1. 转移的方向性：内能只能自发从 转移到 ；反向不能自发发生，必须额外消耗电能做功（冰箱、空调压缩机）。 2. 转化的方向性：机械能、电能等其他形式能，可自发全部转化为 ；但 不能自发变回机械能、电能。 实例：汽车刹车摩擦，机械能变成轮胎、地面内能，这部分内能无法自动变回汽车动能。 3.结论：能量转移、转化有 ，能自发单向进行，反向无法自发发生。 易错点 01：只要有力作用在物体上，力就一定做功 易错表现： 认为只要对物体施加力，或者物体发生移动，力就一定做功；提着水桶水平走路，认为拉力对水桶做功。 错因辨析： 做功两个必要条件：①作用在物体上的力；②物体在这个力的方向上移动距离。 三种不做功情况：有力无距离、有距离无力、力与移动距离垂直。判断做功必须同时满足两个条件，不能只看有力或物体运动。 【对点训练1-1】下列实例中，没有对物体做功的是（　　） A．运动员挺举杠铃的过程 B．起重机提升大石块 C．小宇推木箱推而未动 D．运动员将弓拉弯的过程 【对点训练1-2】台球比赛中，选手推动球杆前进，击打白球，使白球水平向前撞击红球，对这一过程的分析正确的是（　　） A．推球杆时，手对球杆做功 B．击打白球时，手对白球做功 C．白球滚动时，桌面的支持力对白球做功 D．白球滚动时，白球受到的重力对它做功 易错点 02：功率越大，做功越多 易错表现： 功率大的物体做功一定多；功率小，做功一定少。 错因辨析： 功率P=，功率表示做功快慢，不是做功多少。做功多少由功率、做功时间共同决定。功率大，若做功时间极短，总功也可能很小；混淆 “做功快慢” 和 “做功总量”。 【对点训练2-1】四个同学在公园进行登山比赛。如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是（　　） A．体重最大的一个 B．时间最短的一个 C．做功最快的一个 D．速度最大的一个 【对点训练2-2】关于功率概念的理解，下列说法中正确的是（　　） A．功率大的机械做的功多 B．功率大的机械做功时用的时间少 C．单位时间内完成的功越多，则功率越大 D．省力多的机械功率大 易错点 03：物体速度越大，动能一定越大；物体高度越高，重力势能一定越大 易错表现： ①速度大的物体动能一定更大，只通过速度大小比较动能。 ②物体位置越高，重力势能就越大，直接依靠高度判断重力势能大小。 错因辨析： ①动能大小由质量、速度两个因素共同决定。只有质量不变时，速度越大动能才越大。例如高速飞行羽毛球，速度很大，但质量很小，动能小于缓慢行驶大货车，忽略质量变量。 ②重力势能由质量、被举高的高度共同决定。只有质量不变，高度越高重力势能越大。同一高度的小石块和大山石，大山石重力势能更大，判断时不能忽略质量。 【对点训练3-1】疫情期间，卫生部门利用洒水车进行路面消杀。当洒水车在水平路面上匀速行驶喷洒药水时，它的（　　） A．动能不变，势能不变，机械能不变 B．动能减少，势能增加，机械能不变 C．动能增加，势能减少，机械能不变 D．动能减少，势能减少，机械能变小 【对点训练3-2】质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的重力势能相等，那么（　　） A．燕子比鸽子飞得快 B．燕子比鸽子飞得高 C．鸽子比燕子飞得快 D．鸽子比燕子飞得高 易错点 04：动能和势能相互转化时，机械能总量一定守恒 易错表现：荡秋千、滚摆上下运动，认为整个过程机械能大小不变。 错因辨析： 机械能守恒前提：只有重力或弹力做功，不计摩擦与空气阻力。现实生活场景存在摩擦，部分机械能转化为内能，机械能总量减小。学生忽略阻力损耗，以为动能势能转化机械能就不变。 【对点训练4-1】如图1所示为惊险刺激的过山车，图2所示为模拟过山车的某一段，过山车从O处由静止滑下，沿轨道先后经过a、b、c、d、e、f，其中a与d等高、c与c等高。若过山车与轨道之间的摩擦力不能忽略，下列说法正确的是（　　） A．过山车在a点和d点的位置时，机械能相同 B．过山车经过b点时的机械能小于经过c点时的机械能 C．过山车经过c点时的速度大于经过e点时的速度 D．过山车从a到f的过程中，重力势能先增大后减小 【对点训练4-2】2025年11月，神舟系列载人飞船再次出征，安全接回驻留在空间站上的航天员。在飞船加速升空的过程中，飞船的（　　） A．动能增大 B．重力势能不变 C．机械能减小 D．机械能不变 易错点 05：温度高的物体，内能一定更大；物体内能增大，一定是吸收了热量；物体吸收了热量，温度一定升高 易错表现： ①温度高的物体内能一定大；0℃物体没有内能。 ②物体温度升高、内能变大，一定是吸收热量。 ③认为只要物体吸收热量，温度就一定会上升；物体吸热，内能和温度一定同时变大。 错因辨析： ①内能是物体内部所有分子动能、分子势能总和，和温度、质量、物态都有关系。温度仅反映分子平均动能。一杯热水温度高，但质量小，内能可能小于一大块 0℃冰块；一切物体任何温度都具有内能。 ②改变内能有两种方式：热传递、做功。内能增加，可以是吸收热量，也可以是外界对物体做功。两种方式等效，不能将内能变化单一归因于吸热。 ③物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高。晶体熔化、液体沸腾过程中，持续吸热，但温度保持不变，吸收的热量用来改变物质的物态，而不是提升分子平均动能。 例：冰熔化时不断吸热，温度始终为 0℃。反过来，温度升高也不一定是吸收热量（外界对物体做功也能升温）。 【对点训练5-1】关于内能、热量、温度和热值四者关系描述正确的是（　　） A．物体的温度不变，它的内能可能增加 B．热值大的物质，燃烧时放出的热量更多 C．物体的内能增加，一定吸收了热量 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 【对点训练5-2】下面是从小科的“科学学习笔记”中摘录的有关温度、内能和热量三者关系的四句话，其中说法正确的是（　　） A．0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能不变 B．热量有可能从内能小的物体向内能大的物体转移 C．物体的内能增大，该物体一定是吸了热 D．物体的温度越高，所含的热量越多 易错点 06：认为电功公式W=UIt和W=t可以无条件随便互换使用 易错表现： 计算所有电路的电功，随便选用W=t。 错因辨析： W=UIt是通用公式，适用于所有电路；W=t由欧姆定律推导而来，只适用于纯电阻电路（电能全部转化为内能，如电炉）。电动机不是纯电阻，电能大部分转化成机械能，不能直接用W=t计算消耗的总电能。 【对点训练6-1】用一台直流电动机提升质量为200kg的重物，读得并联在电动机两端电压表读数为220V，串联在电动机电路中的电流表读数为5A，若此电动机在8s内能将重物提升4m，则此电动机的电阻和效率为（g＝10N/kg，不计摩擦损失的能量）（　　） A．44Ω 91% B．4Ω 91% C．1.2Ω 72.7% D．12Ω 72.7% 【对点训练6-2】图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V，闭合开关后，“0.5V，0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作，则（　　） A．指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B．电动机的发热功率为1.6W C．电动机的额定功率为0.08W D．电路的总功率为1.8W 易错点 07：串并联电路中，电阻越大，用电器功率越大 易错表现： 电阻大的用电器，电功率一定更大。 错因辨析： 串联电路电流 I 相等，由P=I2R，串联时电阻越大，实际功率越大；并联电压 U 相等，由P=，电阻越大实际功率越小。 【对点训练7-1】A灯泡标有“6V 3W”、B灯泡标有“4V 4W”，按如图所示甲、乙两种方式连接，已知电源电压相同，下列分析正确的是（　　） A．图甲中A灯比B灯暗 B．图乙中A灯比B灯亮 C．图甲中A灯比图乙中A灯暗 D．图甲中的总功率比图乙中的总功率要大 【对点训练7-2】某科学小组用L1、L2两个小灯泡及其它必要元件，设计了如图甲、乙、丙三个电路，电源电压相同且恒定不变，闭合开关后电路消耗的总功率P甲、P乙、P丙的关系是（　　） A．P乙＜P甲＜P丙 B．P甲＞P乙＞P丙 C．P甲＝P乙＝P丙 D．P甲＝P丙＜P乙 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $