专题02 能的转化与能量守恒（期中复习讲义）九年级科学上学期新教材浙教版

专题02 能的转化与能量守恒 01 期中考情透视 02 复习目标锚定 03 知识体系构建 04 核心考点精讲 考点一 功和机械能 / 考点二 物体的内能 / 考点三 电路中的电能 / 考点四 核能/ 考点五 核能 05 重难题型突破 题型一功和功率 / 题型二 动能和势能大小的影响因素 / 题型三 内能的改变/ 题型四 电功、电功率和电热 / 题型五测量用电器的功率 06 限时分层演练 基础固本练 / 综合进阶练 本专题以“能量”为主线，围绕“做功是能量转化的量度”这一核心思想展开。 考点一 功和机械能：基础必考。功的两个必要因素、功率计算是重点；动能与势能的相互转化常结合单摆、过山车等情境进行选择或简答考查，探究动能影响因素实验为高频实验题。 考点二 物体的内能：易错高频。重点辨析“温度、热量、内能”的关系（如“吸收热量温度不一定升高”）；改变内能的两种方式（做功与热传递）常结合生活实例考查。 考点三 电路中的电能：核心计算大题。欧姆定律与电功结合是压轴常态。焦耳定律及其探究实验必考，常结合电热水器、电动机等多挡位电器进行综合计算（含效率问题）。 考点四 核能：以识记为主。常考核裂变（核电站、原子弹）与核聚变（氢弹、太阳）的区别，多作为选择题出现，考查新能源分类。 考点五 能量的转化与守恒：统领性考点。考查能量守恒定律的普遍性（永动机不存在的原理），以及能量转化和转移的方向性。常串联各考点，融入综合情境（如汽车行驶、发电过程）考查能量流向图。 总体趋势：期中考试不考死记，极其侧重“电学综合计算”与“能量转化分析”。需重点突破多挡位用电器计算、电路故障分析及机械能与内能的综合压轴题。 识记 知道功和功率的概念与意义。了解动能和势能的影响因素。知道改变内能的途径。认识燃料的热值。知道用电器消耗的电能可以用电功来量度。了解家用电器的额定功率。通过实验探究，知道影响电流热效应的因素。知道核能及其应用，知道放射性的应用与防护。 理解 掌握功和功率的计算。知道动能和势能可以相互转化，以及机械能守恒的含义。知道可用热量来量度热传递过程中的内能变化。知道电能表的作用并会计算用电器消耗的电能。通过实验探究，知道影响电流热效应的因素。 应用 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)。描述克服摩擦做功与物体内能改变的关系。通过实验了解比热容，尝试用比热容解释有关自然现象。能举例说明化学能与内能的转化，说明生物体能量的来源和转化。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。能举出能的转化与转移有一定的方向性的实例。 考点一 功和机械能 一、功 1.做功的两个必要因素：作用在物体上的_______；物体在_______通过的_______。 两个因素缺一不可。 2.公式：_______ （1）F为力（N），s为在力的方向上移动的距离（m），W为功。 （2）单位：_______，1J=1N·m。 （3）克服重力做功（竖直方向）常用_______。 3.三种“不做功”的情形（必考）： （1）有力无距离——劳而无功，如用力推石头但未推动； （2）有距离无力——不劳无功，如物体靠惯性在光滑面上滑行； （3）力与运动方向垂直——垂直无功，如提着水桶在水平路面匀速前进（提力竖直，运动水平，提力不做功）。 ★关键提醒：（1）功是过程量，对应“一段位移”；比较功的大小要看F与s的乘积。 （2）判断是否做功：紧扣“有力+力方向上有距离”两要素，特别警惕“垂直无功”。 二、功率 1.定义：物体做的功与做功所用时间的_______。 2.意义：反映物体_______。 3.公式_______ （1）单位：_______，_______，1kW=1000W。 （2）推导式：当物体_______运动时_______，即功率等于力与速度的乘积。 4.功与功率的区别：功表示做功的_______，功率表示做功的_______。功率大表示做功快，但做功不一定多（还与时间有关）。 ★关键提醒：判断是否做功：紧扣“有力+力方向上有距离”两要素，特别警惕“垂直无功”。 P=Fv的应用：机动车爬坡时减速（减小v）以增大牵引力F（功率P一定时，F与v成反比）。 三、机械能及其转化 1.能（能量）：一个物体能够对外做功，就说它具有能量，单位是焦耳（J）。 2.动能：物体由于_______而具有的能。 影响因素：_______和_______。质量越大、速度越大，动能越_______。 3.势能（包括重力势能和弹性势能）： （1）重力势能：物体由于_______而具有的能。影响因素：_______和_______。 （2）弹性势能：物体由于发生_______而具有的能。影响因素：_______。 4.机械能：动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能，即机械能=动能+势能。 5.机械能的转化与守恒： （1）物体的动能和势能可以_______（如自由下落：重力势能→动能；上抛：动能→重力势能；撑杆跳、滚摆、荡秋千都是典型实例）。 （2）机械能守恒条件：_______（不计摩擦和空气阻力），机械能的_______。若存在摩擦或空气阻力，一部分机械能会转化为内能，机械能减少（但总能量仍守恒）。 ️方法归纳 1.机械能转化分析四步法：①确定研究对象；②分别判断动能（看质量、速度）和势能（看高度或形变）如何变化；③由“减小的能→增加的能”确定转化方向；④判断机械能是否守恒（有无摩擦、空气阻力、是否发生非弹性形变）。 2.探究动能/势能影响因素：用控制变量法（分别控制质量或速度），用转换法（如木块被撞击后移动的距离反映动能大小）。 考点二 物体的内能 一、内能 1.分子动理论（内能的微观基础）： （1）物质由大量_______构成，分子间存在空隙； （2）分子在永不停息地做无规则运动（扩散现象是其直接证据，温度越高运动越剧烈，故称热运动）； （3）分子间同时存在相互作用的_______和_______。 2.内能的定义：构成物质的_______和_______的总和。 （1）一切物体在任何温度下都具有内能（0℃的冰也有内能）。 （2）内能大小与物体的_______等有关。 3.改变内能的两种方式： （1）做功：能量的_______（如摩擦生热、压缩空气升温、钻木取火，机械能→内能；气体对外做功内能减小）。 （2）热传递：能量的_______（内能从高温物体转移到低温物体，或从物体高温部分转移到低温部分）。 两种方式在改变内能上是_______。热传递的条件是存在_______，方向由_______→_______，直到温度相同。 二、热量 定义：_______叫做热量，符号Q，单位焦耳（J）。 热量是_______，只存在于热传递过程中，不能说“物体含有（具有）多少热量”，只能说“吸收或放出多少热量”。 ️概念辨析 1.内能、温度、热量辨析：温度是状态量（“是/升高/降低”），内能是状态量（“有/改变”），热量是过程量（“吸收/放出”，不能说“含有”）。 2.区分做功与热传递改变内能：看能量是“转化”（做功，常伴随机械运动）还是“转移”（热传递，因温度差）。 三、比热容 1.定义：一定质量的某种物质，在温度升高时_______，叫做这种物质的比热容，符号c。 比热容是物质的一种_______，与质量、吸放热多少、温度变化大小无关，只与物质的种类和状态有关。 水的比热容较大：_______。应用：用水作冷却剂、暖气用水循环、沿海地区昼夜温差小等。 2.热量计算公式：_______ 吸热：Q吸=cm(t−t₀)；放热：Q放=cm(t₀−t)。 c单位J/(kg·℃)，m单位kg，Δt为温度变化（℃）。 ★关键提醒：改变内能与温度变化并非一一对应：温度不变时内能也可能改变（如晶体熔化吸热，温度不变但内能增大）。 水的比热容大的意义：相同条件下吸（放）热多而温度变化小，故常用于冷却、取暖和调节气温。 四、燃料的热值 1.定义：_______叫做这种燃料的热值，符号q。 单位：J/kg（气体燃料常用J/m³）。 热值是燃料的特性，与燃料是否燃烧、燃烧程度、质量多少_______。 2.完全燃烧放热公式：_______（气体用Q放=Vq）。 考点三 电路中的电能 一、电功（W） 1.定义：_______。实质是电能转化为其他形式形式的能，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。 2.公式：_______ （1）U为电压（V），I为电流（A），t为通电时间（s），W为电功。 （2）单位：_______；常用单位_______，_______。 （3）变形公式（纯电阻电路）：_______。 3.测量：家庭电路中用_______测量用电器消耗的电能（电功）。 二、电功率（P） 1.定义：_______，表示电流做功的快慢。 2.公式：_______ （1）单位：_______，常用kW，_______。 （2）变形（纯电阻电路）：_______。 3.额定功率与实际功率： （1）额定电压_______：用电器_______的电压；额定功率_______：在_______下的功率。 （2）实际功率_______：在_______下的功率。当U实=U额时P实=P额；U实<U额时P实<P额（灯变暗）。 灯泡的亮度由_______决定，而不是额定功率。 ️方法归纳 （1）公式选择：已知U、I、t用W=UIt、P=UI；纯电阻电路才可用P=I²R、P=U²/R及W=I²Rt。 （2）串、并联中电功与电功率的比例：串联电流相等，相同时间内P与R成正比、W与R成正比；并联电压相等，P与R成反比。 （3）实际功率计算：先求电阻R=U额²/P额（视为不变），再用P实=U实²/R。 （4）电能表算电功：由转数n与参数N（r/kW·h）得W=n/N；或前后示数之差即为消耗电能。 （5）多档位（高温/低温档）：由P=U²/R判断——总电阻越小功率越大（高温档，常为并联），电阻越大功率越小（低温档）。 三、焦耳定律（电热Q） 1.内容：电流通过导体产生的热量，跟_______方成正比，跟导体的_______成正比，跟_______成正比。 2.公式：_______ 3.电功与电热的关系： （1）纯电阻电路（电热器、白炽灯等，电能全部转化为内能）：W=Q，即UIt=I²Rt。 （2）非纯电阻电路（电动机、给电池充电等）：W>Q，电功W=UIt中只有一部分Q=I²Rt转化为内能，其余转化为机械能等其他形式的能。 考点四 核能 一、原子与原子核 1.结构：原子由居于中心的_______和绕核运动的_______构成；原子核又由_______和_______构成（氢原子核只有质子、无中子）。 2.核能：原子核发生变化（核裂变或核聚变）时释放出的巨大能量，又称_______。核能来自原子核内部，与分子层面的化学能本质不同。 二、获得核能的两种途径 1.核裂变：_______（如铀核）分裂成两个或多个_______，并放出巨大能量。裂变形成的新核又会引发后续裂变，形成_______。 _______链式反应→_______（核心设备是核反应堆）； _______链式反应→_______。 2.核聚变：_______（如氘、氚）在超高温下结合成_______，放出比裂变更巨大的能量，又称_______。 氢弹、太阳内部进行的是核聚变； 目前人类尚不能实现可控核聚变发电（仍在研究中），因此现有核电站都利用核裂变。 三、核电站与能量转化 1.能量转化链：核反应堆（_______→_______，产生高温蒸汽）→汽轮机（内能→机械能）→发电机（机械能→电能）。 2.特点：核能能量密集、运输量小，但核燃料（铀等）是_______；核废料具有放射性污染，必须安全处理和严格防护。 概念辨析 1.区分裂变与聚变：重核分裂是裂变（已用于发电，可控）；轻核结合是聚变（目前不可控，仅氢弹与太阳）。 2.核变化与化学变化：核能变化发生在原子核层面，化学变化发生在核外电子（分子）层面，二者不可混淆。 考点五 转化与能量守恒 一、能的相互转化 1.各种形式的能：自然界中存在机械能、内能、电能、化学能、光能、核能等多种形式的能。 2.能的相互转化：不同形式的能之间可以相互转化，也可以从一个物体_______到另一个物体。常见实例： 摩擦生热、电流发热：机械能/电能→内能； 电动机、发电机：电能⇄机械能； 燃料燃烧、电池放电：化学能→内能/电能； 核电站：核能→内能→机械能→电能； 光合作用：光能→化学能。 二、能量守恒定律 1.内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式_______为另一种形式，或者从一个物体_______到另一个物体，而在转化和转移的过程中，_______。 2.理解要点： （1）能量守恒是自然界最普遍、最重要的基本规律之一，适用于一切变化过程。 （2）某种形式的能减少，必然伴随着其他形式的能等量增加——“减少的能量转化为增加的能量”，而不是“能量消失了”。 因此违反能量守恒的_______。 三、能的转移和转化的方向性 能量的转化和转移是_______的：如内能自发地从高温物体传向低温物体，而不会自发地反向进行；机械能可以全部转化为内能，但内能无法在不引起其他变化的情况下全部转化为机械能。 虽然能量总量守恒，但能量在转化中可利用的品质会降低（耗散为难以收集的内能），所以仍需节约能源、提高能量利用效率。 题型一 功和功率 典例1（2026春•西湖区期中）如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（　　） A．人用力搬石头，没有搬动 B．叉车把货物从地面抬升到一定高度 C．人提书包在水平路面上匀速通过一段距离 D．足球踢出后，在草地上滚动了一段距离 💡破题要诀 功包含两个必要因素：力和力的方向上通过的距离；功的大小等于力乘以距离，即W＝Fs，根据功的公式可明确单位关系。 迁移应用 1．（淳安县期中）如图是一辆汽车在一恒定不变的牵引力作用下，沿水平面匀速直线运动，在下列图象中，能反映这个牵引力所做的功W与时间t的关系是（　　） A． B． C． D． 2．（东阳市期中）在学习了能量转化的量度后小科同学利用身边的物体感受做功。下列感受符合科学的是（　　） A．把质量为1千克的物体沿力F的方向移动10米，力F所做的功等于10焦 B．把质量为2千克的物体竖直匀速举高5米，举力所做的功等于10焦 C．把重为10牛的物体沿水平方向移动1米，水平推力所做的功为10焦 D．把重为5牛的物体竖直匀速举高2米，克服重力所做的功为10焦 3．（2025秋•杭州期中）一辆满载物资的总重为G牛顿的运输车，将物资沿ABCD路线运至D处，AB段海拔高度为h1米，CD段海拔高度为h2米，如图所示。在整个运输过程中，汽车以恒定速度v米/秒运动，汽车t＝0时经过A处，t1时经过B处，t2时经过C处，在此过程中汽车牵引力功率P随时间变化的图像可简化为图所示（P1、P2、t1和t2也为已知量）。 （1）汽车在AB段运动时牵引力_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）在BC段运动时牵引力。 （2）求汽车在由B处上升到C处的过程中克服重力做的功_________（用字母表示）。 题型二 动能和势能大小的影响因素 典例2（浙江期中）某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断错误的是（　　） A．运动员在B点的动能大于在C点动能 B．从B点到C点绳的弹性势能增大 C．运动员重力大小大于F0 D．t0时刻运动员动能为0 💡破题要诀 迁移应用 1．（2025秋•萧山区校级期中）如图所示，将系在细线下的小球拿至A点，然后释放，小球将在A、C两点之间往复摆动，如果不考虑空气对小球的阻力，下列分析中正确的是（　　） A．小球在摆动过程中始终受到平衡力的作用 B．小球在B位置的重力势能最大，动能最小 C．当小球摆至B位置时，如果细线突然断裂，则小球将竖直下落 D．当小球摆至C位置时，如果小球所受的力同时消失，小球将静止在C位置 2．（2025秋•吴兴区校级期中）投篮时，篮球从A点经B、C点飞向D点，运动轨迹如图所示，若空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（　　） A．篮球在最高点时动能为零 B．篮球从A到B点的动能逐渐变小 C．篮球在B点的动能等于在C点的动能 D．篮球在整个过程中的机械能守恒 3．（2025秋•萧山区期中）下列有关如图所示四幅图的观点中（不计摩擦），分析错误的是（　　） A．图甲中，起跳离开地面后，人只受到重力的作用 B．图乙中，在下降过程中，滚摆的动能逐渐减小 C．图丙中，卫星在近地点的速度最大 D．图丁中，小球运动到③位置时速度不为零 题型三 内能的改变 典例3（杭州期中）二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法正确的是（　　） A．高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低 B．高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高 C．高压CO2气体喷出时，内能增大，温度升高 D．高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低 💡破题要诀 做功可以改变物体的内能，对物体做功，物体的内能增加，物体对外做功，物体内能减小。 迁移应用 1．（2025秋•婺城区校级期中）最近气温大幅度下降，家庭取暖设备投入使用。图甲为油汀取暖器，当中的导热油尤为关键，要求通电后导热油能尽可能快地升温。现在有质量、初温相同的两种材料甲、乙，在相同的加热条件下，甲、乙的温度与加热时间关系如图乙所示。试比较甲、乙两种材料的比热容c甲、c乙大小，并判断用哪种材料更适合做导热油（　　） A．c甲＞c乙，选乙材料 B．c甲＞c乙，选甲材料 C．c甲＜c乙，选乙材料 D．c甲＜c乙，选甲材料 2．（2025秋•三台县期中）如图是小徽学了能量守恒后设计的一个小蒸汽轮机，下列说法不正确的是（　　） A．能量在转化的过程中总量越来越少 B．酒精在燃烧的过程中，是将化学能转化为内能 C．能量的转化和转移都是有方向的 D．轮子的转动说明永动机是不可以实现的 题型四 电功、电功率和电热 典例4（2025秋•拱墅区校级期中）甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，甲灯上标有“220V 25W”字样，乙灯上标有“220V 100W”字样，下列说法中正确的是（　　） A．“220V”表示灯泡工作时，两端的实际电压为220V B．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 C．当两灯并联时，流过甲灯的电流更大 D．当两灯串联时，甲灯单位时间内消耗的电能更多 C、由P＝UI可得，甲灯丝电阻：R甲1936Ω，乙灯丝电阻：R乙484Ω， 💡破题要诀 迁移应用 1．（余姚市期中）现有“6V 3W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2，将它们接入电路中，不考虑灯丝电阻的变化，下列关于两只灯泡的说法正确的是（　　） A．串联后接到12V电源的两端。两灯均能正常发光 B．串联工作时，L1和L2两端的电压之比为1：2 C．串联工作时，L1和L2中的电流之比为2：1 D．串联工作时，L1和L2的功率之比为2：1 2．（拱墅区校级期中）如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（　　） A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水 B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联 C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W 3．（2025秋•婺城区校级期中）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。 （1）电源电压为_________V。 （2）当滑片在a点时，通电1分钟，R0消耗的电能为_________J。 题型五 测量用电器的功率 典例5．（义乌市校级期中）小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω 1A”的滑动变阻器R1和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器R2各一个，导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整； （2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为_________（选填“R1”或“R2”）的滑动变阻器； （3）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是_________ ____________________________________； （4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U﹣I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为_________W，分析乙中图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是_____________________________________________； （5）小华打算增加一个阻值为15Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是_________。 A．两种方案都能 B．两种方案都不能 C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能 💡破题要诀 迁移应用 1．小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。 （1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。请你指出来：_______________________________________________________________。 （2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 _________W。 （3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为_________。 A．10Ω 3A B．30Ω 1A C．60Ω 1A （4）现要测量另一个额定电流已知的小灯泡L2的额定电功率，在实验过程中，电压表发生故障，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是_________。 2．（2025春•杭州校级期中）为“测定小灯泡电功率”，小滨连接了如图甲所示的实验电路，已知小灯泡L的额定电压为2.5V，多次实验，获得数据和现象记录在表： 序号 电压U/V 电流I/A 灯泡亮度 1 0.5 0.10 微亮 2 2.5 正常发光 3 3.0 0.34 很亮 （1）小滨发现：“小灯泡的亮度由实际功率决定”，该实验中支持此结论的证据是__________________ ____________________________________。 （2）实验中，变阻器滑片移到某一位置时电压表示数如图乙所示，为测定小灯泡额定功率，应将滑片向_________移动。 （3）第二次实验中，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_________瓦。 （4）小滨发现小灯泡在不同亮度下，两端的电压与电流比值不一样，小灯泡的额定功率为P0，若某次实验小灯泡两端电压U1＝1.25V，则实际功率P1与额定功率P0的数值关系为P0_________4P1（选填“＜”或“＝”或“＞”）。 基础固本练（限时：15分钟） 1．（温州期中）如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中不正确的是（　　） A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃做功 B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃做功 C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃做功 D．举着杠铃稳定站立等待裁判亮灯的过程中，运动员对杠铃做功 2．（2025秋•西湖区校级期中）三个相同的小球以同样的速度v从同一高度抛出，甲、乙沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲沿光滑斜面、乙在空中、丙沿竖直方向抛出，若不计空气阻力，小球能到达的最高点分别为h1、h2和h3，则三者的关系是（　　） A．h1＝h2＝h3 B．h3＝h1＞h2 C．h3＞h1＝h2 D．h3＞h1＞h2 3．（绍兴期中）在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．皮球下落过程中动能转化为重力势能 B．皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能 C．形成圆斑B时皮球是从更高处下落的 D．形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小 4．（2025秋•拱墅区校级期中）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小 B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 C．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体 D．物体的温度越高，所含热量越多 5．（2025秋•上城区校级期中）中间有孔的一木块套在光滑杆上，用手将该木块按压至距桌面H0处，如图甲。松手后，木块将上升到最大高度H，如图乙。若忽略空气阻力，则下列说法不正确的是（　　） A．木块接触弹簧后下降过程中，木块重力势能一直减小 B．木块接触弹簧后下降过程中，弹簧的弹性势能增大 C．松手后木块上升过程中，木块的重力势能一直增大 D．松手后木块上升过程中，木块的动能先增大后减小，刚离开弹簧时动能最大 6．（2025秋•西湖区校级期中）图甲和图乙是释放核能的两种方式，下列说法正确的是（　　） A．图甲方式表示的是核裂变 B．目前核电站是利用图乙方式发电的 C．图甲方式目前还不能人为控制 D．两种释放核能的方式都不会产生放射性物质 7．（2022秋•临海市期中）根据两种用电器铭牌上提供的信息及所学知识判断，下列说法正确的是（　　） A．电风扇消耗的电能全部转化成内能 B．电风扇消耗的电能一定比电冰箱多 C．两用电器正常运转时，冰箱耗电更快 D．两用电器都正常工作24小时，电风扇耗电少 8．（镇海区校级期中）如图所示，光滑的水平面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计滑轮重，绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为5N时，木板向右匀速运动了0.4米，拉力F做功为_________J；当把拉力增大到8N时，弹簧秤的示数是_________N。 9．（2025秋•拱墅区校级期中）在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2min，测得家中如图所示的电能表的转盘转了70r，热水器的实际功率为_________W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温_________℃。由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要_________（选填“粗”或“细”）。[已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 10．（2025秋•海宁市校级期中）如图甲所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在_________点动能最大。根据图乙的能量柱状图，可知B和D的高度_________（选填“一定”或“不一定”）相同，而且篮球在B点的机械能_________（选填“大于”“等于”或“小于”）在D点的机械能。 11．（2025秋•上城区校级期中）英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，如图所示。该车功率极大，最大车速能达到1609km/h，创造了短期内无法超越的世界纪录。在一次测试中，“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速直线行驶了2000m，受到水平方向的阻力为2×105N。问：在测试过程中， （1）汽车受到水平方向的牵引力是多少？ （2）汽车牵引力所做的功和功率分别是多少？ 12．（2025秋•余姚市期中）如图甲是家用电吹风的工作原理图，电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。 （1）要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于图甲中_________（选填“1”“2”或“3”）位置，此时电风扇与电热丝的连接方式是_________。 （2）某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示，则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是_________J； （3）电热丝在工作时的电阻值是_________Ω （4）使用几年后，发现电热丝变细，它的实际功率将变_________。 综合进阶练（限时：15分钟） 1．（2025秋•舟山期中）如图1所示，水平拉力F1作用在物体甲上，使其沿水平面以速度v1向右做匀速直线运动；如图2所示，在甲上放置物体乙，水平拉力F2作用在甲上，使两物体一起沿同一水平面以速度v2向右做匀速直线运动。F1和F2作用时间均为t，忽略空气阻力，下列判断正确的是（　　） A．v1一定小于v2 B．F1一定小于F2 C．F1做的功一定小于F2做的功 D．F1的功率一定小于F2的功率 2．（2025秋•杭州期中）某小球被水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过M、N两点，对应甲图①②③点处的某两个位置，其动能和重力势能的参数如图乙所示，以下说法正确的是（　　） A．小球在点①的动能大于260J B．小球在N点的重力势能为500J C．小球在M点的高度等于N点 D．N点可能在位置① 3．（2025秋•淳安县期中）在九三阅兵式上亮相的100型主战坦克采用了新型混合动力系统。在常规行驶时，由柴油发动机提供主要动力，并可同时为蓄电池充电。在静默行驶和加速行驶时，仅由蓄电池驱动电动机工作，给坦克的行进和坦克上的电子设备提供动力。关于100型主战坦克，描述不正确的是（　　） A．当坦克给蓄电池充电时，燃料的化学能直接转化为电池的化学能 B．用蓄电池提供电力驱动坦克行驶时，能量的转化路径是：化学能→电能→机械能 C．坦克配备大容量电池组，不仅是为了驱动车辆，也是为了给雷达、通信等电子设备提供稳定电力 D．坦克刹车时，其动能可以通过发电机转化为电能并储存回电池，实现了能量的回收利用 4．（拱墅区校级期中）小乐猜想：“电流通过导体产生的热量的多少可能跟电流、电阻和通电时间有关”，于是设计了如图所示的装置①和②，先将电阻丝（R1＜R2）分别装入规格相同的烧瓶中，然后将带有相同玻璃管的塞子塞紧烧瓶，玻璃管在外侧的一端与相同的瘪气球相连。实验过程中电源电压保持不变，下列叙述正确的是（　　） A．探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化 B．探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球丙、丁的体积变化 C．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球 D．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是乙气球 5．（慈溪市期中）标有“6V 1.5W”的灯泡，通过它的电流随其两端电压变化的物理图象如图所示，若把这只灯泡与一个10Ω的定值电阻串联起来，接在电压为6V的电源两端。则下列说法中正确的是（　　） A．此时该灯泡的电阻为24Ω B．此时通过定值电阻的电流为0.25A C．此时电路的实际总功率为1.2W D．此时灯泡的额定功率为0.8W 6．（2025秋•婺城区校级期中）某同学所做电学实验的电路如图所示，电源电压恒为4.5V，定值电阻R1标有“5Ω　0.5A”，滑动变阻器R2规格“20Ω　1A”，电压表量程“0～3V”，在不损坏电路元件的情况下，下列判断不正确的是（　　） A．R1的最小功率是0.45W B．该电路的最大功率是2.25W C．电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A D．滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω～10Ω 7．（杭州校级期中）如图所示，原长为L的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为10J。松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为2J，则木块运动过程中克服阻力做的功是_________J。整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于_________（选填：“B”、“C”或“D”）点。 8．（余姚市期中）如图，甲，乙为两只相同电表，当闭合S1、S2时，甲，乙两表示数之比为4：3，则两表均为_________表，电路总功率为P1；同时更换两电表种类，调整开关状态，使两表均有正常示数，此时电路总功率为P2，则P1：P2为_________。 9．（2025秋•丽水期中）质量为m的物体，以速度v运动时，它的动能表达式为Ekmv2，重力势能表达式为Ep＝mgh，当该表达式中各物理量为国际单位制中基本单位时，动能和重力势能的单位都为焦耳（J）。现有质量为10kg的物体从距离地面80m的高度沿水平方向以30m/s的速度射出，如图所示。不考虑空气阻力的影响。（g＝10N/kg） （1）该物体从抛出到落地过程中，动能大小如何变化。 （2）求该物体从抛出到落地过程中，重力对物体所做的功。 （3）物体在只受重力时机械能是守恒的。请根据机械能守恒的相关知识求该物体落地瞬间的速度大小。 10．（2025春•西湖区校级期中）智能家居为我们的生活提供了很多便利。香茗家新购置了一台mini智能空气加湿器，如图甲所示，R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，U1＝U2＝5V，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可依次实现“关”、“低挡”和“高挡”之间的转换，其高挡时电流为0.4A。 （1）低挡模式时，mini工作电路中的电流是多少？ （2）mini具有智能断电功能，当水量偏低时会自动切断电源，防止干烧。控制电路中，R0＝60Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力的变化关系如图所示。当控制电路中的电流达到时50mA，衔铁才会吸合，mini工作电路接通。请通过计算说明，工作时至少需要加水多少千克？（g＝10N/kg） 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司21 / 21 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 能的转化与能量守恒 01 期中考情透视 02 复习目标锚定 03 知识体系构建 04 核心考点精讲 考点一 功和机械能 / 考点二 物体的内能 / 考点三 电路中的电能 / 考点四 核能/ 考点五 核能 05 重难题型突破 题型一功和功率 / 题型二 动能和势能大小的影响因素 / 题型三 内能的改变/ 题型四 电功、电功率和电热 / 题型五测量用电器的功率 06 限时分层演练 基础固本练 / 综合进阶练 本专题以“能量”为主线，围绕“做功是能量转化的量度”这一核心思想展开。 考点一 功和机械能：基础必考。功的两个必要因素、功率计算是重点；动能与势能的相互转化常结合单摆、过山车等情境进行选择或简答考查，探究动能影响因素实验为高频实验题。 考点二 物体的内能：易错高频。重点辨析“温度、热量、内能”的关系（如“吸收热量温度不一定升高”）；改变内能的两种方式（做功与热传递）常结合生活实例考查。 考点三 电路中的电能：核心计算大题。欧姆定律与电功结合是压轴常态。焦耳定律及其探究实验必考，常结合电热水器、电动机等多挡位电器进行综合计算（含效率问题）。 考点四 核能：以识记为主。常考核裂变（核电站、原子弹）与核聚变（氢弹、太阳）的区别，多作为选择题出现，考查新能源分类。 考点五 能量的转化与守恒：统领性考点。考查能量守恒定律的普遍性（永动机不存在的原理），以及能量转化和转移的方向性。常串联各考点，融入综合情境（如汽车行驶、发电过程）考查能量流向图。 总体趋势：期中考试不考死记，极其侧重“电学综合计算”与“能量转化分析”。需重点突破多挡位用电器计算、电路故障分析及机械能与内能的综合压轴题。 识记 知道功和功率的概念与意义。了解动能和势能的影响因素。知道改变内能的途径。认识燃料的热值。知道用电器消耗的电能可以用电功来量度。了解家用电器的额定功率。通过实验探究，知道影响电流热效应的因素。知道核能及其应用，知道放射性的应用与防护。 理解 掌握功和功率的计算。知道动能和势能可以相互转化，以及机械能守恒的含义。知道可用热量来量度热传递过程中的内能变化。知道电能表的作用并会计算用电器消耗的电能。通过实验探究，知道影响电流热效应的因素。 应用 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)。描述克服摩擦做功与物体内能改变的关系。通过实验了解比热容，尝试用比热容解释有关自然现象。能举例说明化学能与内能的转化，说明生物体能量的来源和转化。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。能举出能的转化与转移有一定的方向性的实例。 考点一 功和机械能 一、功 1.做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的一段距离。 两个因素缺一不可。 2.公式：W=Fs （1）F为力（N），s为在力的方向上移动的距离（m），W为功。 （2）单位：焦耳（J），1J=1N·m。 （3）克服重力做功（竖直方向）常用W=Gh。 3.三种“不做功”的情形（必考）： （1）有力无距离——劳而无功，如用力推石头但未推动； （2）有距离无力——不劳无功，如物体靠惯性在光滑面上滑行； （3）力与运动方向垂直——垂直无功，如提着水桶在水平路面匀速前进（提力竖直，运动水平，提力不做功）。 ★关键提醒：（1）功是过程量，对应“一段位移”；比较功的大小要看F与s的乘积。 （2）判断是否做功：紧扣“有力+力方向上有距离”两要素，特别警惕“垂直无功”。 二、功率 1.定义：物体做的功与做功所用时间的比。 2.意义：反映物体做功的快慢。 3.公式：P=W/t （1）单位：瓦特（W），1W=1J/s，1kW=1000W。 （2）推导式：当物体匀速运动时P=W/t=Fs/t=Fv，即功率等于力与速度的乘积。 4.功与功率的区别：功表示做功的多少，功率表示做功的快慢。功率大表示做功快，但做功不一定多（还与时间有关）。 ★关键提醒：判断是否做功：紧扣“有力+力方向上有距离”两要素，特别警惕“垂直无功”。 P=Fv的应用：机动车爬坡时减速（减小v）以增大牵引力F（功率P一定时，F与v成反比）。 三、机械能及其转化 1.能（能量）：一个物体能够对外做功，就说它具有能量，单位是焦耳（J）。 2.动能：物体由于做机械运动而具有的能。 影响因素：质量和速度。质量越大、速度越大，动能越大。 3.势能（包括重力势能和弹性势能）： （1）重力势能：物体由于被举高而具有的能。影响因素：质量和被举高的高度。 （2）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。影响因素：弹性形变的大小。 4.机械能：动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能，即机械能=动能+势能。 5.机械能的转化与守恒： （1）物体的动能和势能可以相互转化（如自由下落：重力势能→动能；上抛：动能→重力势能；撑杆跳、滚摆、荡秋千都是典型实例）。 （2）机械能守恒条件：只有动能和势能相互转化时（不计摩擦和空气阻力），机械能的总量保持不变。若存在摩擦或空气阻力，一部分机械能会转化为内能，机械能减少（但总能量仍守恒）。 ️方法归纳 1.机械能转化分析四步法：①确定研究对象；②分别判断动能（看质量、速度）和势能（看高度或形变）如何变化；③由“减小的能→增加的能”确定转化方向；④判断机械能是否守恒（有无摩擦、空气阻力、是否发生非弹性形变）。 2.探究动能/势能影响因素：用控制变量法（分别控制质量或速度），用转换法（如木块被撞击后移动的距离反映动能大小）。 考点二 物体的内能 一、内能 1.分子动理论（内能的微观基础）： （1）物质由大量分子构成，分子间存在空隙； （2）分子在永不停息地做无规则运动（扩散现象是其直接证据，温度越高运动越剧烈，故称热运动）； （3）分子间同时存在相互作用的引力和斥力。 2.内能的定义：构成物质的所有分子热运动的动能和分子势能的总和。 （1）一切物体在任何温度下都具有内能（0℃的冰也有内能）。 （2）内能大小与物体的温度、质量、状态（材料、体积）等有关。 3.改变内能的两种方式： （1）做功：能量的转化（如摩擦生热、压缩空气升温、钻木取火，机械能→内能；气体对外做功内能减小）。 （2）热传递：能量的转移（内能从高温物体转移到低温物体，或从物体高温部分转移到低温部分）。 两种方式在改变内能上是等效的。热传递的条件是存在温度差，方向由高温→低温，直到温度相同。 二、热量 定义：热传递过程中转移的能量叫做热量，符号Q，单位焦耳（J）。 热量是过程量，只存在于热传递过程中，不能说“物体含有（具有）多少热量”，只能说“吸收或放出多少热量”。 ️概念辨析 1.内能、温度、热量辨析：温度是状态量（“是/升高/降低”），内能是状态量（“有/改变”），热量是过程量（“吸收/放出”，不能说“含有”）。 2.区分做功与热传递改变内能：看能量是“转化”（做功，常伴随机械运动）还是“转移”（热传递，因温度差）。 三、比热容 1.定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度乘积的比，叫做这种物质的比热容，符号c。 比热容是物质的一种特性，与质量、吸放热多少、温度变化大小无关，只与物质的种类和状态有关。 水的比热容较大：c水=4.2×10³J/(kg·℃)。应用：用水作冷却剂、暖气用水循环、沿海地区昼夜温差小等。 2.热量计算公式：Q=cmΔt 吸热：Q吸=cm(t−t₀)；放热：Q放=cm(t₀−t)。 c单位J/(kg·℃)，m单位kg，Δt为温度变化（℃）。 ★关键提醒：改变内能与温度变化并非一一对应：温度不变时内能也可能改变（如晶体熔化吸热，温度不变但内能增大）。 水的比热容大的意义：相同条件下吸（放）热多而温度变化小，故常用于冷却、取暖和调节气温。 四、燃料的热值 1.定义：1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，符号q。 单位：J/kg（气体燃料常用J/m³）。 热值是燃料的特性，与燃料是否燃烧、燃烧程度、质量多少无关。 2.完全燃烧放热公式：Q放=mq（气体用Q放=Vq）。 考点三 电路中的电能 一、电功（W） 1.定义：电流所做的功。实质是电能转化为其他形式形式的能，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。 2.公式：W=UIt （1）U为电压（V），I为电流（A），t为通电时间（s），W为电功。 （2）单位：焦耳（J）；常用单位千瓦时（kW·h，俗称“度”），1kW·h=3.6×10⁶J。 （3）变形公式（纯电阻电路）：W=Pt=I²Rt=U²t/R。 3.测量：家庭电路中用电能表（电度表）测量用电器消耗的电能（电功）。 二、电功率（P） 1.定义：电功与所用时间的比，表示电流做功的快慢。 2.公式：P=W/t=UI （1）单位：瓦特（W），常用kW，1kW=1000W。 （2）变形（纯电阻电路）：P=I²R=U²/R。 3.额定功率与实际功率： （1）额定电压U额：用电器正常工作时的电压；额定功率P额：在额定电压下的功率。 （2）实际功率P实：在实际电压下的功率。当U实=U额时P实=P额；U实<U额时P实<P额（灯变暗）。 灯泡的亮度由实际功率决定，而不是额定功率。 ️方法归纳 （1）公式选择：已知U、I、t用W=UIt、P=UI；纯电阻电路才可用P=I²R、P=U²/R及W=I²Rt。 （2）串、并联中电功与电功率的比例：串联电流相等，相同时间内P与R成正比、W与R成正比；并联电压相等，P与R成反比。 （3）实际功率计算：先求电阻R=U额²/P额（视为不变），再用P实=U实²/R。 （4）电能表算电功：由转数n与参数N（r/kW·h）得W=n/N；或前后示数之差即为消耗电能。 （5）多档位（高温/低温档）：由P=U²/R判断——总电阻越小功率越大（高温档，常为并联），电阻越大功率越小（低温档）。 三、焦耳定律（电热Q） 1.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。 2.公式：Q=I²Rt 3.电功与电热的关系： （1）纯电阻电路（电热器、白炽灯等，电能全部转化为内能）：W=Q，即UIt=I²Rt。 （2）非纯电阻电路（电动机、给电池充电等）：W>Q，电功W=UIt中只有一部分Q=I²Rt转化为内能，其余转化为机械能等其他形式的能。 考点四 核能 一、原子与原子核 1.结构：原子由居于中心的原子核和绕核运动的核外电子构成；原子核又由质子和中子构成（氢原子核只有质子、无中子）。 2.核能：原子核发生变化（核裂变或核聚变）时释放出的巨大能量，又称原子能。核能来自原子核内部，与分子层面的化学能本质不同。 二、获得核能的两种途径 1.核裂变：重核（如铀核）分裂成两个或多个较轻原子核，并放出巨大能量。裂变形成的新核又会引发后续裂变，形成链式反应。 可控链式反应→核电站（核心设备是核反应堆）； 不可控链式反应→原子弹。 2.核聚变：轻核（如氘、氚）在超高温下结合成较重原子核，放出比裂变更巨大的能量，又称热核反应。 氢弹、太阳内部进行的是核聚变； 目前人类尚不能实现可控核聚变发电（仍在研究中），因此现有核电站都利用核裂变。 三、核电站与能量转化 1.能量转化链：核反应堆（核能→内能，产生高温蒸汽）→汽轮机（内能→机械能）→发电机（机械能→电能）。 2.特点：核能能量密集、运输量小，但核燃料（铀等）是不可再生能源；核废料具有放射性污染，必须安全处理和严格防护。 概念辨析 1.区分裂变与聚变：重核分裂是裂变（已用于发电，可控）；轻核结合是聚变（目前不可控，仅氢弹与太阳）。 2.核变化与化学变化：核能变化发生在原子核层面，化学变化发生在核外电子（分子）层面，二者不可混淆。 考点五 转化与能量守恒 一、能的相互转化 1.各种形式的能：自然界中存在机械能、内能、电能、化学能、光能、核能等多种形式的能。 2.能的相互转化：不同形式的能之间可以相互转化，也可以从一个物体转移到另一个物体。常见实例： 摩擦生热、电流发热：机械能/电能→内能； 电动机、发电机：电能⇄机械能； 燃料燃烧、电池放电：化学能→内能/电能； 核电站：核能→内能→机械能→电能； 光合作用：光能→化学能。 二、能量守恒定律 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。 2.理解要点： （1）能量守恒是自然界最普遍、最重要的基本规律之一，适用于一切变化过程。 （2）某种形式的能减少，必然伴随着其他形式的能等量增加——“减少的能量转化为增加的能量”，而不是“能量消失了”。 因此违反能量守恒的永动机不可能制成。 三、能的转移和转化的方向性 能量的转化和转移是有方向的：如内能自发地从高温物体传向低温物体，而不会自发地反向进行；机械能可以全部转化为内能，但内能无法在不引起其他变化的情况下全部转化为机械能。 虽然能量总量守恒，但能量在转化中可利用的品质会降低（耗散为难以收集的内能），所以仍需节约能源、提高能量利用效率。 题型一 功和功率 典例1（2026春•西湖区期中）如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（　　） A．人用力搬石头，没有搬动 B．叉车把货物从地面抬升到一定高度 C．人提书包在水平路面上匀速通过一段距离 D．足球踢出后，在草地上滚动了一段距离 【答案】B 【解析】A、人用力搬石头，没有搬动，没有在力的方向上通过距离，所以力对物体不做功，故A不符合题意； B、叉车把货物从地面抬升到一定高度，在重力方向上通过了距离，所以克服重力做了功，故B符合题意； C、人提书包在水平路面上匀速通过一段距离，力与距离的方向垂直，所以不做功，故C不符合题意； D、足球踢出后，在草地上滚动了一段距离，人对足球不再施加力，所以人没有对足球做功，故D不符合题意。 💡破题要诀 功包含两个必要因素：力和力的方向上通过的距离；功的大小等于力乘以距离，即W＝Fs，根据功的公式可明确单位关系。 迁移应用 1．（淳安县期中）如图是一辆汽车在一恒定不变的牵引力作用下，沿水平面匀速直线运动，在下列图象中，能反映这个牵引力所做的功W与时间t的关系是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由题意可知，汽车受到的牵引力大小不变，沿水平面匀速直线运动的速度不变，由P＝Fv可知，该汽车运动时的功率P不变；牵引力所做的功为W＝Pt，所以牵引力所做的功与运动时间成正比；故B正确。 2．（东阳市期中）在学习了能量转化的量度后小科同学利用身边的物体感受做功。下列感受符合科学的是（　　） A．把质量为1千克的物体沿力F的方向移动10米，力F所做的功等于10焦 B．把质量为2千克的物体竖直匀速举高5米，举力所做的功等于10焦 C．把重为10牛的物体沿水平方向移动1米，水平推力所做的功为10焦 D．把重为5牛的物体竖直匀速举高2米，克服重力所做的功为10焦 【答案】D 【解析】A.没有告诉拉力F的大小，故无法计算力F做的功，故A错误； B.把质量为2千克的物体竖直匀速举高5米，举力所做的功等于：W＝Gh＝2kg×10N/kg×5m＝100J，故B错误； C.把重为10牛的物体沿水平方向移动1米，不知道推力大小，无法计算水平推力做功，故C错误； D.把重为5牛的物体竖直匀速举高2米，克服重力所做的功为W＝Gh＝5N×2m＝10J，故D正确。 3．（2025秋•杭州期中）一辆满载物资的总重为G牛顿的运输车，将物资沿ABCD路线运至D处，AB段海拔高度为h1米，CD段海拔高度为h2米，如图所示。在整个运输过程中，汽车以恒定速度v米/秒运动，汽车t＝0时经过A处，t1时经过B处，t2时经过C处，在此过程中汽车牵引力功率P随时间变化的图像可简化为图所示（P1、P2、t1和t2也为已知量）。 （1）汽车在AB段运动时牵引力_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）在BC段运动时牵引力。 （2）求汽车在由B处上升到C处的过程中克服重力做的功_________（用字母表示）。 【答案】（1）小于；（2）G（h2﹣h1）。 【解析】（1）设汽车的牵引力为F，，故，又因为P2＞P1，速度一定，故汽车在BC段运动时牵引力大； （2）上升过程中克服重力做的功为：W＝Gh＝G（h2﹣h1）。 题型二 动能和势能大小的影响因素 典例2（浙江期中）某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断错误的是（　　） A．运动员在B点的动能大于在C点动能 B．从B点到C点绳的弹性势能增大 C．运动员重力大小大于F0 D．t0时刻运动员动能为0 【答案】C 【解析】由题知，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点； A、运动员从B点到C点过程中，由于弹力大于重力，所以人的运动速度减小，动能减小，因此运动员在B点的动能大于在C点动能，故A正确； B、从B点到C点过程中，绳子的长度越来越长，形变程度越来越大，则绳的弹性势能越来越大，故B正确； C、由图乙可知，最后绳的弹力几乎不变，说明此时运动员已经静止下来，此时弹力与重力平衡，则由图象可知运动员的重力小于F0，故C错误； D、由图乙可知，t0时刻弹力最大，则绳子的弹性形变是最大的，所以运动员应达到了最低点，此时速度为零，动能最小为零，故D正确。 💡破题要诀 迁移应用 1．（2025秋•萧山区校级期中）如图所示，将系在细线下的小球拿至A点，然后释放，小球将在A、C两点之间往复摆动，如果不考虑空气对小球的阻力，下列分析中正确的是（　　） A．小球在摆动过程中始终受到平衡力的作用 B．小球在B位置的重力势能最大，动能最小 C．当小球摆至B位置时，如果细线突然断裂，则小球将竖直下落 D．当小球摆至C位置时，如果小球所受的力同时消失，小球将静止在C位置 【答案】D 【解析】A、小球在摆动过程中，小球的运动状态不断发生变化，所以小球一直受到非平衡力作用。选项错误。 B、小球在B位置时小球的高度最小，小球的重力势能最小；小球在B点时速度最大，小球的动能最大。选项错误。 C、当小球摆至B位置时，如果细线突然断裂，小球由于惯性继续向右运动，小球还受到重力作用要向下运动，所以小球要向右下方运动。选项错误。 D、当小球摆至C位置时，小球的速度为零，小球瞬间处于静止状态，此时如果小球所受的力同时消失，小球将保持静止状态。选项正确。 2．（2025秋•吴兴区校级期中）投篮时，篮球从A点经B、C点飞向D点，运动轨迹如图所示，若空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（　　） A．篮球在最高点时动能为零 B．篮球从A到B点的动能逐渐变小 C．篮球在B点的动能等于在C点的动能 D．篮球在整个过程中的机械能守恒 【答案】B 【解析】A、篮球在最高点时，虽然竖直方向速度为零，但水平方向仍有速度，故速度不为零则动能不为零，故A错误。 B、篮球从A到B点的过程中，高度增加，重力势能增大，同时空气阻力不可忽略且做负功，根据能量守恒，机械能减少，而重力势能增大，所以动能逐渐变小，故B正确。 C、从B点到C点，篮球克服空气阻力做功，机械能减少，B、C两点高度相同，重力势能相同，那么C点的动能小于B点的动能，故C错误。 D、因为空气阻力不可忽略，篮球在运动过程中要克服空气阻力做功，机械能不守恒，故D错误。 3．（2025秋•萧山区期中）下列有关如图所示四幅图的观点中（不计摩擦），分析错误的是（　　） A．图甲中，起跳离开地面后，人只受到重力的作用 B．图乙中，在下降过程中，滚摆的动能逐渐减小 C．图丙中，卫星在近地点的速度最大 D．图丁中，小球运动到③位置时速度不为零 【答案】B 【解析】A、不计摩擦，起跳离开地面后，人只受到重力的作用，故A正确； B、在下降过程中，滚摆的质量不变，速度变大，动能逐渐变大，故B错误； C、卫星在运动的过程中，质量不变、机械能守恒，在近地点时，高度最小，重力势能最小，动能最大，速度最大，故C正确； D、不计摩擦，小球的机械能守恒，小球运动到③位置时，重力势能小于①处的重力势能，由于机械能守恒，所以在③处有一定的动能，速度不为零，故D正确。 题型三 内能的改变 典例3（杭州期中）二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法正确的是（　　） A．高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低 B．高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高 C．高压CO2气体喷出时，内能增大，温度升高 D．高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低 【答案】D 【解析】AB、对物体做功，物体的内能增加，高压泵压缩CO2，对气体做功，气体内能增大，温度升高，故AB错误； CD、物体对外做功，物体内能减小，高压CO2气体喷出时，气体对外做功，气体内能减小，温度降低，故C错误、D正确。 💡破题要诀 做功可以改变物体的内能，对物体做功，物体的内能增加，物体对外做功，物体内能减小。 迁移应用 1．（2025秋•婺城区校级期中）最近气温大幅度下降，家庭取暖设备投入使用。图甲为油汀取暖器，当中的导热油尤为关键，要求通电后导热油能尽可能快地升温。现在有质量、初温相同的两种材料甲、乙，在相同的加热条件下，甲、乙的温度与加热时间关系如图乙所示。试比较甲、乙两种材料的比热容c甲、c乙大小，并判断用哪种材料更适合做导热油（　　） A．c甲＞c乙，选乙材料 B．c甲＞c乙，选甲材料 C．c甲＜c乙，选乙材料 D．c甲＜c乙，选甲材料 【答案】D 【解析】已知两种液体质量相等，由图象可以看出：在加热相同时间即吸收热量相同时，甲液体升高的温度更大，由公式Q吸＝cmΔt，可知c甲＜c乙；由于c甲＜c乙，加热相同时间，两种液体吸收的热量相同，甲温度升高快，所以选甲材料，故D正确. 2．（2025秋•三台县期中）如图是小徽学了能量守恒后设计的一个小蒸汽轮机，下列说法不正确的是（　　） A．能量在转化的过程中总量越来越少 B．酒精在燃烧的过程中，是将化学能转化为内能 C．能量的转化和转移都是有方向的 D．轮子的转动说明永动机是不可以实现的 【答案】A 【解析】A．轮子转动的机械能是由蒸气的内能转化而来的，根据能量守恒定律可知，能量在转化和转移过程中总量保持不变，故A错误； B．酒精在燃烧的过程中，是将化学能转化为内能，故B正确； C．能量的转化或转移都是有方向的，我们都是在能量转化或转移过程中利用能量，故C正确； D．永动机违反了能量守恒定律，是不可能实现的，故D正确。 题型四 电功、电功率和电热 典例4（2025秋•拱墅区校级期中）甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，甲灯上标有“220V 25W”字样，乙灯上标有“220V 100W”字样，下列说法中正确的是（　　） A．“220V”表示灯泡工作时，两端的实际电压为220V B．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 C．当两灯并联时，流过甲灯的电流更大 D．当两灯串联时，甲灯单位时间内消耗的电能更多 【答案】D 【解析】A、“220V”为灯泡的额定电压，并不一定就是工作电压，故A错误； B、由电流所在的功W＝Pt可知，所在功的大小还有时间有关，故B错误； C、由P＝UI可得，甲灯丝电阻：R甲1936Ω，乙灯丝电阻：R乙484Ω， 当两灯并联，两灯两端的电压相等，由欧姆定律可知，电阻大的甲灯的电流小，故C错误； D、串联电路中电流相等，由W＝I2Rt可知，电阻越大，相同的时间内用电器消耗的电能越大，因为R甲＞R乙，所以甲灯单位时间内消耗的电能更多，故D正确。 💡破题要诀 迁移应用 1．（余姚市期中）现有“6V 3W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2，将它们接入电路中，不考虑灯丝电阻的变化，下列关于两只灯泡的说法正确的是（　　） A．串联后接到12V电源的两端。两灯均能正常发光 B．串联工作时，L1和L2两端的电压之比为1：2 C．串联工作时，L1和L2中的电流之比为2：1 D．串联工作时，L1和L2的功率之比为2：1 【答案】D 【解析】（1）由灯泡的铭牌可知，两灯泡的额定电压相同，额定功率不同， 由P＝UI可知，两灯泡正常发光时的电流不同，则两灯泡串联时不可能同时正常发光，故A错误； （2）由P可得，两灯泡的电阻之比： ， 两灯泡串联时， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，通过L1和L2中的电流之比为1：1，故C错误； 由I可得，两灯泡两端的电压之比： ，故B错误； 两灯泡的功率之比： ，故D正确。 2．（拱墅区校级期中）如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（　　） A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水 B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联 C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W 【答案】D 【解析】（1）当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水； （2）当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，根据P可知，此时的电功率：P1100W； 此时电路的电流：I5A； （3）当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，此时的电功率：P′2200W+1100W＝3300W； （4）比较可知，当开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是温水，当开关S接触3、4触点时，水龙头放出的是热水； 根据以上分析可知，ABC错误，D正确。 3．（2025秋•婺城区校级期中）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。 （1）电源电压为_________V。 （2）当滑片在a点时，通电1分钟，R0消耗的电能为_________J。 【答案】（1）6；（2）1080。 【解析】（1）滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流。 当滑动变阻器的滑片P从b点滑到某点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R0两端的电压变大；所以图乙中5V～3V是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，1V～3V是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线。 P在b点时，电路中电阻最大，电流最小，滑片P在b点时电流Ib＝0.5A，U1＝1V、U2＝5V， 所以电源电压U＝U1+U2＝1V+5V＝6V； （2）电阻R0的阻值 ， 当滑片在a点时，滑动变阻器连入电路中的电阻为0，此时R0消耗的电能为 。 题型五 测量用电器的功率 典例5．（义乌市校级期中）小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω 1A”的滑动变阻器R1和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器R2各一个，导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整； （2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为_________（选填“R1”或“R2”）的滑动变阻器； （3）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是_________ ____________________________________； （4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U﹣I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为_________W，分析乙中图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是_____________________________________________； （5）小华打算增加一个阻值为15Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是_________。 A．两种方案都能 B．两种方案都不能 C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能 【答案】见试题解答内容 【解析】（1）灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，灯丝电阻约为10Ω 由欧姆定律，灯泡正常发光时电路中电流约为： I0.25A，所以电流表要选用小量程与灯串联，如下所示： （2）灯泡正常发光时电路中的电流为0.25A，根据串联电路的电压特点，变阻器应分得的电压：U变＝6V﹣2.5V＝3.5V， 由欧姆定律，变阻器的阻值至少为：R变14Ω＞10Ω，所以应选择滑动变阻器的规格为“50Ω 0.5A”； （3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡始终不发光，电压表无示数，若电路只有一处故障，故障原因是灯泡（或电压表）短路了； （4）由图像可知，灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率： P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；灯泡电阻是变化的，原因是受温度的影响； （5）图丙中，无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；图丁中，R0、小灯泡、变阻器三者串联，S接a时，电压表测定值电阻的电压，当开关接b时测量灯和定值电阻的总电压，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V，所以此方案不能测出小灯的额定电功率，故选B。 💡破题要诀 迁移应用 1．小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。 （1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。请你指出来：_______________________________________________________________。 （2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 _________W。 （3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为_________。 A．10Ω 3A B．30Ω 1A C．60Ω 1A （4）现要测量另一个额定电流已知的小灯泡L2的额定电功率，在实验过程中，电压表发生故障，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是_________。 【答案】（1）闭合开关前，滑片P没有处于阻值最大处；电流表所选量程太大；（2）0.625；（3）C；（4）丙。 【解析】（1）为保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前，滑片P应处于连入阻值最大处； 因为灯正常发光时的电流约为：I0.25A，所以电流表应选0～0.6A量程，所以图中不符合实验规范处有：①闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处；②电流表所选量程太大； （2）由I﹣U图象可得，小灯泡在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W。 （3）根据I﹣U图像知，小灯泡的电压为0.5V时，电流为0.1A，由串联电路电压规律及欧姆定律，此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为： R滑55Ω， 故变阻器的规格可能为60Ω 1A，故选C； （4）灯泡L2的额定电流已知，设为I额；丙图中，将S2置于a，移动滑片，使电流表示数为I额，则灯正常发光； 保持滑片的位置不动，将S2置于b，调节电阻箱的旋钮，使电流表的示数仍为I额，记下电阻箱连入电路中的电阻大小R箱，由等效替代法，则灯正常发光时的电阻等于R箱，则灯的额定功率：P＝I额2R箱； 丁图中，将S2置于b，电流表没有接入电路，将S2置于a，电流表测通过电阻箱中的电流，即无论S2置于a、b，灯的电流都不能测量，故不能使灯正常发光，不能测出灯泡额定功率； 故选丙。 2．（2025春•杭州校级期中）为“测定小灯泡电功率”，小滨连接了如图甲所示的实验电路，已知小灯泡L的额定电压为2.5V，多次实验，获得数据和现象记录在表： 序号 电压U/V 电流I/A 灯泡亮度 1 0.5 0.10 微亮 2 2.5 正常发光 3 3.0 0.34 很亮 （1）小滨发现：“小灯泡的亮度由实际功率决定”，该实验中支持此结论的证据是__________________ ____________________________________。 （2）实验中，变阻器滑片移到某一位置时电压表示数如图乙所示，为测定小灯泡额定功率，应将滑片向_________移动。 （3）第二次实验中，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_________瓦。 （4）小滨发现小灯泡在不同亮度下，两端的电压与电流比值不一样，小灯泡的额定功率为P0，若某次实验小灯泡两端电压U1＝1.25V，则实际功率P1与额定功率P0的数值关系为P0_________4P1（选填“＜”或“＝”或“＞”）。 【答案】（1）灯泡实际功率越大，亮度越亮；（2）左；（3）0.75；（4）＜。 【解析】（1）由表中数据可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡实际功率变大，亮度变亮，故可得出小灯泡的亮度由实际功率决定； （2）实验中，变阻器滑片移到某一位置时电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V，为测定小灯泡额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片向左移动； （3）第二次实验中，电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W； （4）若小灯泡的电阻不变，且小灯泡额定电压等于实际电压的2倍时，根据P可知，小灯泡的额定功率P0等于实际功率P1的4倍； 当小灯泡的实际电压等于额定电压的0.5倍时，小灯泡的电阻随温度降低而减小，由P可知，小灯泡的额定功率P0小于实际功率P1的4倍。 基础固本练（限时：15分钟） 1．（温州期中）如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中不正确的是（　　） A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃做功 B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃做功 C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃做功 D．举着杠铃稳定站立等待裁判亮灯的过程中，运动员对杠铃做功 【答案】D 【解析】A、从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故A正确； B、从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故B正确； C、从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故C正确； D、举着杠铃稳定站立的过程中，运动员施加了力，但杠铃没移动距离，所以人对杠铃不做功，故D错误。 2．（2025秋•西湖区校级期中）三个相同的小球以同样的速度v从同一高度抛出，甲、乙沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲沿光滑斜面、乙在空中、丙沿竖直方向抛出，若不计空气阻力，小球能到达的最高点分别为h1、h2和h3，则三者的关系是（　　） A．h1＝h2＝h3 B．h3＝h1＞h2 C．h3＞h1＝h2 D．h3＞h1＞h2 【答案】B 【解析】已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能Ek相同，无论小球沿什么方向抛出，不考虑空气阻力，小球上升过程中都是将动能转化为重力势能EP，而重力势能等于克服重力做的功W＝Gh＝mgh，所以小球的动能和克服重力做的功相同，而小球质量一定，所以甲丙上升高度相同，乙到达最高处时在水平方向还有速度，因此上升高度小一些。 3．（绍兴期中）在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．皮球下落过程中动能转化为重力势能 B．皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能 C．形成圆斑B时皮球是从更高处下落的 D．形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小 【答案】B 【解析】A、皮球在下落的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故A错误； B、当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能，故B正确； CD、球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑越大，所以形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大，形成圆斑B时皮球是从较低处下落的，故CD错误。 4．（2025秋•拱墅区校级期中）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小 B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 C．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体 D．物体的温度越高，所含热量越多 【答案】C 【解析】内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度不是决定物体内能大小的唯一因素，故A、B不符合题意； 发生热传递的条件是温度的高低，不是内能的大小。内能小的物体也可能是温度高的物体，所以，内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，故C符合题意； 热量是一个过程量，不能说“某物体含有或具有多少热量”，故D不符合题意。 5．（2025秋•上城区校级期中）中间有孔的一木块套在光滑杆上，用手将该木块按压至距桌面H0处，如图甲。松手后，木块将上升到最大高度H，如图乙。若忽略空气阻力，则下列说法不正确的是（　　） A．木块接触弹簧后下降过程中，木块重力势能一直减小 B．木块接触弹簧后下降过程中，弹簧的弹性势能增大 C．松手后木块上升过程中，木块的重力势能一直增大 D．松手后木块上升过程中，木块的动能先增大后减小，刚离开弹簧时动能最大 【答案】D 【解析】A、下落过程中，木块的质量保持不变，高度不断减小，重力势能不断减小，故A正确； B、木块在下降过程中，由于木块压缩弹簧，使弹簧不断发生形变，弹性势能不断增大，故B正确； C、上升过程中，木块的质量保持不变，高度不断增加，重力势能不断增加，故C正确； D、上升过程中，木块的高度在增加，重力势能增大；木块的重力小于弹力，木块向上做加速运动，到达其中一点时，弹力等于重力，小球的速度最大，动能最大； 过这一点后，弹力小于重力，小球做减速运动； 离开弹簧后，小球的动能转化为重力势能。所以小球的速度先增大后减小，小球的动能先增大后减小，故D错误。 6．（2025秋•西湖区校级期中）图甲和图乙是释放核能的两种方式，下列说法正确的是（　　） A．图甲方式表示的是核裂变 B．目前核电站是利用图乙方式发电的 C．图甲方式目前还不能人为控制 D．两种释放核能的方式都不会产生放射性物质 【答案】A 【解析】A、图甲方式表示的是核裂变，故A正确； B、目前核电站是利用图甲方式发电的，采用的是可控的核裂变，图乙是核聚变，故B错误； C、图甲方式目前能人为控制，故C错误； D、图甲释放核能的方式会产生放射性物质，故D错误。 7．（2022秋•临海市期中）根据两种用电器铭牌上提供的信息及所学知识判断，下列说法正确的是（　　） A．电风扇消耗的电能全部转化成内能 B．电风扇消耗的电能一定比电冰箱多 C．两用电器正常运转时，冰箱耗电更快 D．两用电器都正常工作24小时，电风扇耗电少 【答案】C 【解析】A.电风扇将电能转化为内能和机械能，故A错误； B.根据铭牌可知，电风扇的电功率小于电冰箱的电功率，如果二者时间相同，那么电风扇消耗的电能小于冰箱，故B错误； 因为冰箱的额定功率大于电风扇的额定功率，所以两个用电器正常运转时，冰箱耗电更快，故C正确； 24小时电风扇消耗的电能为W＝Pt＝0.06kW×24h＝1.44kW•h＞0.6kW•h，故D错误。 8．（镇海区校级期中）如图所示，光滑的水平面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计滑轮重，绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为5N时，木板向右匀速运动了0.4米，拉力F做功为_________J；当把拉力增大到8N时，弹簧秤的示数是_________N。 【答案】4；10。 【解析】当拉力F为5N时，木板向右匀速运动了0.4米，拉力移动的距离s＝2s'＝2×0.4m＝0.8m； 拉力F做功W＝Fs＝5N×0.8m＝4J； 光滑的水平面上有一足够长的木板，木板水平方向只受到物体的摩擦力，f＝2F＝2×5N＝10N； 当把拉力增大到8N时，木板加速运动，而压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，故弹簧秤的示数不变，仍为10N。 9．（2025秋•拱墅区校级期中）在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2min，测得家中如图所示的电能表的转盘转了70r，热水器的实际功率为_________W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温_________℃。由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要_________（选填“粗”或“细”）。[已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】2100；1.2；粗。 【解析】（1）1000r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过1000r， 电能表的转盘转70r，电热水器消耗的电能： WkW•h＝0.07kW•h＝0.07×3.6×106J＝2.52×105J， 工作时间t＝2minhh， 该电热水器的实际功率： P2.1kW＝2100W； （2）水的体积V水＝50L＝0.05m3， 由ρ可得水的质量： m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×0.05m3＝50kg； 因为不计能量损失，所以水吸收的热量：Q吸＝W＝2.52×105J， 由Q吸＝cmΔt得水升高的温度： Δt1.2℃； （3）由于电热水器的功率远大于冰箱，则根据P＝UI可知，电热水器工作时通过的电流远大于通过冰箱电流，由Q＝I2Rt可知，在电源线电阻和通电时间相同时热水器的电源线上产生的热量较多； 为保证线路安全，电热水器选择较粗的电源线，可以减小电源线的电阻，根据Q＝I2Rt可知，在其他条件相同时电源线上产生的热量减少，可防止电源线过热而引发安全事故。 10．（2025秋•海宁市校级期中）如图甲所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在_________点动能最大。根据图乙的能量柱状图，可知B和D的高度_________（选填“一定”或“不一定”）相同，而且篮球在B点的机械能_________（选填“大于”“等于”或“小于”）在D点的机械能。 【答案】A；一定；大于。 【解析】离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在A点时速度最大，则在A点动能最大。 根据篮球在等高点B和D的能量柱状图知道，篮球在B点和D点重力势能相等，所以，B和D的高度一定相同； 根据篮球在等高点B和D的能量柱状图知道，在D点的动能小于在B点的动能，由于动能和势能统称为机械能，所以，篮球在B点的机械能大于在D点的机械能。 故答案为：A；一定；大于。 11．（2025秋•上城区校级期中）英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，如图所示。该车功率极大，最大车速能达到1609km/h，创造了短期内无法超越的世界纪录。在一次测试中，“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速直线行驶了2000m，受到水平方向的阻力为2×105N。问：在测试过程中， （1）汽车受到水平方向的牵引力是多少？ （2）汽车牵引力所做的功和功率分别是多少？ 【答案】（1）汽车受到水平方向的牵引力是2×105N； （2）汽车牵引力所做的功是4×108J，功率分别是8×107W。 【解析】（1）汽车做匀速直线运动，受到的牵引力与阻力平衡，大小相等，即：F＝f＝2×105N； （2）汽车牵引力做的功：W＝Fs＝2×105N×2000m＝4×108J， 牵引力做功的功率：PFv＝2×105N×400m/s＝8×107W。 答：（1）汽车受到水平方向的牵引力是2×105N； （2）汽车牵引力所做的功是4×108J，功率分别是8×107W。 12．（2025秋•余姚市期中）如图甲是家用电吹风的工作原理图，电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。 （1）要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于图甲中_________（选填“1”“2”或“3”）位置，此时电风扇与电热丝的连接方式是_________。 （2）某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示，则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是_________J； （3）电热丝在工作时的电阻值是_________Ω （4）使用几年后，发现电热丝变细，它的实际功率将变_________。 【答案】见试题解答内容 【解析】（1）要让电吹风工作时吹出热风，需要电动机和电热丝同时工作，则开关应置于图甲中的1位置，此时电风扇与电热丝是并列连接的，即它们的连接方式是并联； （2）根据功率随时间的变化关系图象可知： P热＝290.4W，t热＝20s，P凉＝48.4W，t凉＝30s﹣20s＝10s， 由P可得，在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能： W总＝W热+W冷＝P热t热+P凉t凉＝290.4W×20s+48.4W×10s＝6292J； （3）因为吹热风时电动机和电热丝同时工作，吹冷风时只有电动机工作， 所以，电热丝的功率： P＝P热﹣P凉＝290.4W﹣48.4W＝242W， 由P＝UI可得，电热丝的电阻： R200Ω； （4）使用几年后，发现电热丝变细，横截面积变小，长度、材料不变，导致电热丝的电阻变大； 而电热丝两端的电压不变，根据公式P＝UI可知，电热丝的实际功率会变小。 综合进阶练（限时：15分钟） 1．（2025秋•舟山期中）如图1所示，水平拉力F1作用在物体甲上，使其沿水平面以速度v1向右做匀速直线运动；如图2所示，在甲上放置物体乙，水平拉力F2作用在甲上，使两物体一起沿同一水平面以速度v2向右做匀速直线运动。F1和F2作用时间均为t，忽略空气阻力，下列判断正确的是（　　） A．v1一定小于v2 B．F1一定小于F2 C．F1做的功一定小于F2做的功 D．F1的功率一定小于F2的功率 【答案】B 【解析】A、匀速运动的速度由平衡条件决定，与拉力大小无关。题目未提供速度关系的任何信息，因此无法确定速度的大小关系，故A错误； B、物体匀速运动时，根据平衡条件可知，拉力大小等于摩擦力的大小，摩擦力与接触面的粗糙程度和压力有关，图2中的压力大于图1中的压力，即图2中的摩擦力大于图1的摩擦力，即F2大于F1，故B正确； CD、因无法判断速度的大小关系，便不能确定路程的关系，故不能确定功的大小关系，功率等于功除以时间，即也不能确定功率的大小关系，故CD错误。 2．（2025秋•杭州期中）某小球被水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过M、N两点，对应甲图①②③点处的某两个位置，其动能和重力势能的参数如图乙所示，以下说法正确的是（　　） A．小球在点①的动能大于260J B．小球在N点的重力势能为500J C．小球在M点的高度等于N点 D．N点可能在位置① 【答案】A 【解析】小球在M点的重力势能为240J，占机械能的75%，则小球在M点的机械能为：EM320J，机械能等于动能与重力势能之和，故小球在M点的动能为：320J﹣240J＝100J； 小球在N点的动能为200J，占机械能的40%，则小球在N点的机械能为：EN500J，机械能等于动能与重力势能之和，故小球在N点的重力势能为：500J﹣200J＝300J； 小球在运动过程中，由于受到空气阻力的影响，机械能会逐渐减小，小球在点①②③的机械能依次减小； 因为M点的机械能EM小于N点的机械能EN，所以M点在N点的后方，M点不可能是①； 小球在N点的重力势能大于在M点的重力势能，所以小球在N点的高度大于在M点的高度，所以N点在位置②，又因为M点在N点的后方，所以M点在位置③； A．由以上分析可知，小球在点①的机械能大于点②，点②即N点的机械能为500J，则小球在点①的机械能大于500J，而点①③高度相同，小球在点①的重力势能与点③即M点相同，为240J，故小球在点①的动能大于500J﹣240J＝260J，故A正确； B．由以上分析可知，小球在N点的重力势能为300J，而不是500J，故B错误； C．由以上分析可知，N点在位置②，M点在位置③，所以小球在M点的高度小于N点，故C错误； D．由以上分析可知，N点在位置②，故D错误。 3．（2025秋•淳安县期中）在九三阅兵式上亮相的100型主战坦克采用了新型混合动力系统。在常规行驶时，由柴油发动机提供主要动力，并可同时为蓄电池充电。在静默行驶和加速行驶时，仅由蓄电池驱动电动机工作，给坦克的行进和坦克上的电子设备提供动力。关于100型主战坦克，描述不正确的是（　　） A．当坦克给蓄电池充电时，燃料的化学能直接转化为电池的化学能 B．用蓄电池提供电力驱动坦克行驶时，能量的转化路径是：化学能→电能→机械能 C．坦克配备大容量电池组，不仅是为了驱动车辆，也是为了给雷达、通信等电子设备提供稳定电力 D．坦克刹车时，其动能可以通过发电机转化为电能并储存回电池，实现了能量的回收利用 【答案】A 【解析】A、当坦克给蓄电池充电时，柴油发动机工作，燃料的化学能首先转化为内能，内能再转化为机械能，机械能通过发电机转化为电能，电能最终转化为电池的化学能， 故A不正确。 B、蓄电池提供电力驱动坦克行驶时，蓄电池内部发生化学反应，化学能转化为电能；电能驱动电动机工作，电动机将电能转化为机械能，故B正确。 C、题目明确提到“给坦克的行进和坦克上的电子设备提供动力”，因此大容量电池组不仅驱动车辆，还为雷达、通信等电子设备提供稳定电力，故C正确。 D、坦克刹车时，动能带动发电机转动，发电机将动能转化为电能并储存回电池，实现能量回收利用，这是混合动力系统常见的功能，故D正确。 4．（拱墅区校级期中）小乐猜想：“电流通过导体产生的热量的多少可能跟电流、电阻和通电时间有关”，于是设计了如图所示的装置①和②，先将电阻丝（R1＜R2）分别装入规格相同的烧瓶中，然后将带有相同玻璃管的塞子塞紧烧瓶，玻璃管在外侧的一端与相同的瘪气球相连。实验过程中电源电压保持不变，下列叙述正确的是（　　） A．探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化 B．探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球丙、丁的体积变化 C．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球 D．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是乙气球 【答案】C 【解析】气球体积的变化越大，表明导体产生的热量最多； A、探究电流产生的热量与电流大小的关系时，应控制电阻和通电时间相同，电流不同，①图中电流是相同的，故A错误； B、探究电流产生的热量与电阻大小的关系时，应控制电流和通电时间相同，电阻不同，②图中电流是不同的，故B错误； CD、使用装置①、②同时实验时，体积变化最大的说明温度高，产生的热量最多； 在串联电路中，用电器两端的电压之和等于电源电压，并联电路中，各支路两端的电压等于电源电压，故②中的每个电阻两端的电压都要高于①中的每个电阻两端的电压；在这两个实验中，电流产生的热量Q＝I2Rt，通电时间相同，故②中的R1产生的热量最多，故体积变化最大的气球是丙气球，故C正确，D错误。 5．（慈溪市期中）标有“6V 1.5W”的灯泡，通过它的电流随其两端电压变化的物理图象如图所示，若把这只灯泡与一个10Ω的定值电阻串联起来，接在电压为6V的电源两端。则下列说法中正确的是（　　） A．此时该灯泡的电阻为24Ω B．此时通过定值电阻的电流为0.25A C．此时电路的实际总功率为1.2W D．此时灯泡的额定功率为0.8W 【答案】C 【解析】（1）灯泡L与定值电阻R串联时， 因串联电路中各处的电流相等，且电源的电压等于两者电压之和， 所以，由I可得，电源的电压： U＝UL+IR，即6V＝UL+I×10Ω， 由图象可知，当UL＝4V，I＝IL＝0.2A时符合，故B错误； 则此时该灯泡的电阻： RL20Ω，故A错误； 此时电路的实际总功率： P＝UI＝6V×0.2A＝1.2W，故C正确； （2）额定电压下用电器的功率为额定功率，则灯泡的额定功率为1.5W，故D错误。 6．（2025秋•婺城区校级期中）某同学所做电学实验的电路如图所示，电源电压恒为4.5V，定值电阻R1标有“5Ω　0.5A”，滑动变阻器R2规格“20Ω　1A”，电压表量程“0～3V”，在不损坏电路元件的情况下，下列判断不正确的是（　　） A．R1的最小功率是0.45W B．该电路的最大功率是2.25W C．电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A D．滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω～10Ω 【答案】C 【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流： I0.9A， 因串联电路中各处的电流相等，且定值电阻允许通过的最大电流为0.5A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A， 所以，为了不损坏电路元件，电路中的最大电流为0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路的电功率最大， 此时电路中的总电阻： R9Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值： R2小＝R﹣R1＝9Ω﹣5Ω＝4Ω， 该电路的最大功率： P大＝UI大＝4.5V×0.5A＝2.25W，故B正确； （2）当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，R1的功率最小， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，R1两端的电压： U1＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V， 电路中的最小电流： I小0.3A， 则电路中电流变化的范围是0.3A～0.5A，故C错误； 滑动变阻器接入电路中的最大阻值： R2大10Ω， 则滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω～10Ω，故D正确； R1的最小功率： P1小＝U1I小＝1.5V×0.3A＝0.45W，故A正确。 7．（杭州校级期中）如图所示，原长为L的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为10J。松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为2J，则木块运动过程中克服阻力做的功是_________J。整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于_________（选填：“B”、“C”或“D”）点。 【答案】8；B 【解析】推动木块压缩弹簧，其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为10J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为2J； 木块在运动过程中，需要克服摩擦力做功，根据能量守恒定律可知，总的能量不变，则克服阻力所做的功为：W＝10J−2J＝8J； 弹簧被压缩时具有弹力，弹力的方向是向右的，木块向右运动时，阻力与木块运动方向相反，是向左的； 开始运动时，弹力大于阻力，木块向右运动的过程中，弹力慢慢减小，阻力不变，木块做加速运动，当木块受到的弹力等于阻力时速度最大，此时弹簧未恢复至原长； 木块由于惯性仍然会保持原来的运动状态向右运动，此时弹力小于阻力，做的是减速运动，当弹簧恢复原长时阻力为0；由图可知，整个运动过程中木块速度最大时其左端，可能位于B点。 8．（余姚市期中）如图，甲，乙为两只相同电表，当闭合S1、S2时，甲，乙两表示数之比为4：3，则两表均为_________表，电路总功率为P1；同时更换两电表种类，调整开关状态，使两表均有正常示数，此时电路总功率为P2，则P1：P2为_________。 【答案】电压；3：16。 【解析】①甲、乙为两只相同电表，当闭合S1，S2时，若甲表为电流表，则甲表会将电源短路，故甲、乙两表均为电压表； ②当闭合S1，S2时，两电阻R1、R2串联，电压表甲测量电源电压U，电压表乙测量R2两端的电压U2，甲、乙两表示数之比为4：3，则根据串联分压原理可得：；即R1：R2＝1：3； 设R1＝R，则R2＝3R，此时电路总功率为：P1； 同时把两表更换为电流表，若要使两表均有正常示数，则应闭合S1、断开S2，此时R1与R2并联； 此时电路总功率为：P2＝P′1+P′2； 则P1：P23：16。 9．（2025秋•丽水期中）质量为m的物体，以速度v运动时，它的动能表达式为Ekmv2，重力势能表达式为Ep＝mgh，当该表达式中各物理量为国际单位制中基本单位时，动能和重力势能的单位都为焦耳（J）。现有质量为10kg的物体从距离地面80m的高度沿水平方向以30m/s的速度射出，如图所示。不考虑空气阻力的影响。（g＝10N/kg） （1）该物体从抛出到落地过程中，动能大小如何变化。 （2）求该物体从抛出到落地过程中，重力对物体所做的功。 （3）物体在只受重力时机械能是守恒的。请根据机械能守恒的相关知识求该物体落地瞬间的速度大小。 【答案】（1）该物体从抛出到落地过程中，动能变大； （2）求该物体从抛出到落地过程中，重力对物体所做的功为8000J； （3）该物体落地瞬间的速度大小约为50m/s 【解析】（1）该物体从抛出到落地过程中，物体的质量不变，速度变大，动能变大； （2）重力对物体所做的功为：W＝Gh＝mgh＝10kg×10N/kg×80m＝8000J； （3）抛出时，物体的动能为：Ekmv210kg×（30m/s）2＝4500J； 抛出时，物体的动能为：Ep＝mgh＝10kg×10N/kg×80m＝8000J； 则物体的机械能为：E＝Ek+Ep＝4500J+8000J＝12500J； 不考虑空气阻力的影响，物体的机械能是守恒的，物体落地时的重力势能为0，所以此时的动能为：E'k＝E＝12500J；则：E'kmv'2，12500J10kg×v'2，解得：v'＝50m/s。 答：（1）该物体从抛出到落地过程中，动能变大； （2）求该物体从抛出到落地过程中，重力对物体所做的功为8000J； （3）该物体落地瞬间的速度大小约为50m/s。 10．（2025春•西湖区校级期中）智能家居为我们的生活提供了很多便利。香茗家新购置了一台mini智能空气加湿器，如图甲所示，R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，U1＝U2＝5V，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可依次实现“关”、“低挡”和“高挡”之间的转换，其高挡时电流为0.4A。 （1）低挡模式时，mini工作电路中的电流是多少？ （2）mini具有智能断电功能，当水量偏低时会自动切断电源，防止干烧。控制电路中，R0＝60Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力的变化关系如图所示。当控制电路中的电流达到时50mA，衔铁才会吸合，mini工作电路接通。请通过计算说明，工作时至少需要加水多少千克？（g＝10N/kg） 【答案】见试题解答内容 【解析】（1）当开关S接3、4时，电路为R1的简单电路，加湿器处于高挡， 由I可得，R1的阻值： R112.5Ω， 当开关S接2、3时，R1、R2串联，加湿器处于低挡， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，低挡模式时mini工作电路中的电流： I0.1A； （2）由题意可知，当电流为50mA时，此时控制电路的总电阻： R总100Ω， 则压敏电阻的阻值： R＝R总﹣R0＝100Ω﹣60Ω＝40Ω， 由图可知，当R＝40Ω时，压敏电阻受到的压力F＝0.2N， 因物体对水平面的压力和自身的重力相等， 所以，由F＝G＝mg可得，加水的最少质量： m0.02kg。 答：（1）低挡模式时，mini工作电路中的电流是0.1A； （2）mini工作时至少需要加水0.02kg。 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司26 / 32 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $