专题02 能的转化与能量守恒（期中复习课件）九年级科学上学期新教材浙教版

九年级科学上学期期中复习 考点大串讲 专题02 能的转化与能量守恒 浙教版 01 期中考情透视 复习目标锚定 知识体系构建 02 03 目 录CONTENTES 核心考点精讲 04 重难题型突破 05 限时分层演练 06 2 PART 01 期中考情透视 期中考情透视 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综合计算（含效率问题）。 考点四 核能：以识记为主。常考裂变（核电站、原子弹）与聚变（氢弹、太阳）的区别，多以选择题出现，考查新能源分类。 考点五 能量的转化与守恒：考查能量守恒定律的普遍性（永动机不存在的原理）及能量转化和转移的方向性，常串联各考点，融入综合情境考查能量流向图。 4 PART 02 复习目标锚定 复习目标锚定 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、放射性的应用与防护。 识记 理解 应用 掌握功和功率的计算；知道动能和势能可以相互转化及机械能守恒的含义；知道可用热量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。 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；用比热容解释有关自然现象；举例说明化学能与内能的转化；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”不可能实现；举出能的转化与转移有方向性的实例。 6 PART 03 知识体系构建 知识体系构建 五大考点 · 一图看懂本专题 ① 功和机械能 做功两要素 → W=Fs → 功率 P=W/t=Fv → 动能·势能 → 机械能转化与守恒 ② 物体的内能 分子动理论 → 内能（做功/热传递）→ 温度·热量·内能辨析 → 比热容 Q=cmΔt → 热值 Q=mq ③ 电路中的电能 电功 W=UIt → 电功率 P=UI → 额定/实际功率 → 焦耳定律 Q=I²Rt → 电能表 ④ 核能 原子核结构 → 裂变（核电站·可控）→ 聚变（氢弹·太阳）→ 核电能量链：核能→内能→机械能→电能 ⑤ 能量的转化与守恒 多种形式的能 → 转化与转移 → 能量守恒定律（永动机必败）→ 方向性与节约能源 8 PART 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 能量的转化与守恒 核心考点精讲 考点一 功和机械能 一、功 1. 做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。两个因素缺一不可。 2. 公式：W = Fs（F—力 N；s—力的方向上移动的距离 m；W—功）。单位：焦耳（J），1 J = 1 N·m；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）： 情形 俗称 实例 有力无距离 劳而无功 用力推石头但未推动 有距离无力 不劳无功 物体靠惯性在光滑面上滑行 力⊥运动 垂直无功 提着水桶在水平路面匀速前进（提力竖直，运动水平） ★ 关键提醒 功是过程量，对应“一段位移”；比较功的大小看 F 与 s 的乘积。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”。 核心考点精讲 考点一 功和机械能 二、功率 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。单位：瓦特（W），1 W = 1 J/s，1 kW = 1000 W。 4. 推导式：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。 5. 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 1.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”。 2.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）。 3.比较做功快慢：相同时间比功，相同功比时间，功和时间都不同算 P=W/t 再比较。 核心考点精讲 考点一 功和机械能 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：①重力势能——由于被举高，影响因素：质量和被举高的高度；②弹性势能——由于发生弹性形变，影响因素：弹性形变的大小。 4. 机械能 = 动能 + 势能。 5. 机械能的转化与守恒：动能和势能可以相互转化（自由下落：重力势能→动能；上抛：动能→重力势能；撑杆跳、滚摆、荡秋千均为典型实例）。 守恒条件：只有动能和势能相互转化（不计摩擦和空气阻力）时总量保持不变；若存在摩擦或阻力，一部分机械能转化为内能，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：确定研究对象→分别判断动能（看质量、速度）与势能（看高度、形变）变化→由“减小的能→增加的能”确定转化方向→判断是否守恒（有无摩擦/阻力）。 ②探究动能（势能）影响因素：控制变量法 + 转换法（木块被撞击后移动的距离反映动能大小）。 核心考点精讲 考点二 物体的内能 一、内能（分子动理论是其微观基础） 1. 分子动理论：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：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： 方式 实质 实例 做功 能量的转化（常伴随机械运动） 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 热传递 能量的转移（条件：存在温度差，方向由高温→低温，直到温度相同） 晒太阳、暖气取暖、冷水冷却热鸡蛋 ★ 关键提醒 两种方式在改变内能上是等效的——只知道“物体内能增大”，无法判断是做功还是热传递造成的。 核心考点精讲 考点二 物体的内能 二、热量 1. 热量：热传递过程中转移的能量叫做热量，符号 Q，单位焦耳（J）。 2. 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（易错高频）： 量 属性 规范说法 温度 状态量 “是/升高/降低”，描述物体冷热程度 内能 状态量 “有/改变”，一切物体任何时候都有内能 热量 过程量 “吸收/放出”——不能说“含有”！ 区分做功与热传递改变内能：看能量是“转化”（做功）还是“转移”（热传递，因温度差而发生）。 ★ 易错提醒 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）；内能小的物体也可能把热量传给内能大的物体（热传递看温度高低，不看内能大小）。 核心考点精讲 考点二 物体的内能 三、比热容　c 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。 2. 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。 3. 水的比热容较大：c水 = 4.2×10³ J/(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。 4. 热量计算公式：Q = cmΔt 吸热：Q吸 = cm(t − t₀)；放热：Q放 = cm(t₀ − t)。　其中 c 单位 J/(kg·℃)，m 单位 kg，Δt 为温度变化（℃）。 质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度变化小（Δt = Q/cm）。 ★ 关键提醒 1.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。 2.实验“比较不同物质的吸热能力”：用相同的加热器（相同时间放热相同→转换法），比较升温快慢；升温慢者比热容大。 核心考点精讲 考点二 物体的内能 四、燃料的热值　q 1. 定义：1 kg 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。 2. 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。 3. 完全燃烧放热公式：Q放 = mq（气体用 Q放 = Vq）。 能量转化的量度小结 过程 量度公式 能量转化 做功 W = Fs 机械能与其他形式能相互转化 热传递（吸放热） Q = cmΔt 内能转移 燃料燃烧 Q = mq 化学能→内能 电流做功 W = UIt 电能→其他形式的能 ★ 破题要诀 “做功是能量转化的量度”——做了多少功，就有多少能量从一种形式转化为另一种形式。 核心考点精讲 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（U—电压 V；I—电流 A；t—通电时间 s）。 单位：焦耳（J）；常用单位千瓦时（kW·h，俗称“度”），1 kW·h = 3.6×10⁶ J。 变形公式（仅纯电阻电路）：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）。 ★ 电能表的三个关键参数 ①“220 V”——额定电压；“10(40) A”——标定电流与额定最大电流； ②“n r/(kW·h)”——每消耗 1 kW·h 电能转盘转 n 转：由转数求电功 W = n/N； ③前后两次示数之差 = 这段时间消耗的电能。 核心考点精讲 考点三 电路中的电能 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。 单位：瓦特（W），常用 kW，1 kW = 1000 W。 变形（仅纯电阻电路）：P = I²R = U²/R。 3. 额定功率与实际功率 名称 含义 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 实际功率 P实 在实际电压下的功率：U实 = U额 → P实 = P额；U实 < U额 → P实 < P额（灯变暗） ★ 易错提醒 灯泡的亮度由实际功率决定，而不是额定功率！　 实际功率计算套路：先求电阻 R = U额²/P额（视为不变），再用 P实 = U实²/R。 核心考点精讲 考点三 电路中的电能 方法归纳（电学计算核心武器） 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、并联比例关系：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：先求 R = U额²/P额（视为不变），再算 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. 多挡位（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）。 核心考点精讲 考点三 电路中的电能 电功与电热的关系（纯电阻 、 非纯电阻） 电路类型 能量转化 功与热的关系 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 非纯电阻电路（电动机、给电池充电等） 电能大部分转化为机械能等，小部分变内能 W > Q：W = UIt，只有 Q = I²Rt 转化为内能 电动机类计算模板：消耗电能 W = UIt；发热 Q = I²Rt；输出机械能 W机 = W − Q；效率 η = W机/W。 ★ 方法提炼 探究焦耳定律实验：控制变量法（控电流/电阻/时间）+ 转换法（气体受热膨胀→U形管液面差或气球体积变化反映产热多少）。 “电热的防止与利用”：电热器利用 Q=I²Rt；电动机、计算机散热片防止电热危害。 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。 核心考点精讲 考点四 核能 一、原子与原子核 1. 结构：原子 = 居于中心的原子核 + 绕核运动的核外电子；原子核 = 质子 + 中子（氢原子核只有质子、无中子）。 2. 核能：原子核发生变化（裂变或聚变）时释放的巨大能量，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。 方式 定义 可控性 应用 核裂变 重核（铀核）分裂成两个或多个较轻核，放出巨大能量；新核引发后续裂变→链式反应 可控（核电站）/ 不可控（原子弹） 核电站、原子弹 核聚变 轻核（氘、氚）在超高温下结合成较重核，放出比裂变更巨大的能量，又称热核反应 目前尚不可控（仍在研究） 氢弹、太阳内部 ★ 概念辨析 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）。 核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。 二、获得核能的两种途径 核心考点精讲 考点四 核能 三、核电站与能量转化链 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。 ★ 破题要诀 现有核电站都利用核裂变；太阳内部进行的是核聚变。看到“链式反应”想裂变，看到“热核反应”想聚变。 核心考点精讲 考点五 能量的转化与守恒 一、能的相互转化 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；不同形式的能可以相互转化，也可以从一个物体转移到另一个物体。 常见实例 能量转化（转移） 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 ★ 方法提炼 判断能量转化三步：①看装置（过程）消耗了什么能；②得到（产出）了什么能；③写“消耗能→得到能”。 “克服摩擦做功”“电流发热”都是向内能靠拢的方向；内能自发散失，难以收集利用。 核心考点精讲 考点五 能量的转化与守恒 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”。 方向性：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。 ★ 破题要诀 违反能量守恒的永动机不可能制成——这是判断“设想是否可行”的第一把尺子； 能量守恒（总量不变）+ 方向性（品质降低）两句话，是综合情境题的标准答题模板。 三、能的转移和转化的方向性 PART 05 重难题型突破 题型一 功和功率 题型二 动能和势能的影响因素 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 重难题型突破 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　　 【答案】B　 【解析】做功两要素——有力且力的方向上有距离；搬而未动、水平提行、离脚后滚动都不满足。 ★ 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，二者缺一不可；功的大小等于力乘以距离，即 W = Fs。 “劳而无功”（搬而未动）、“垂直无功”（提着水平走）、“不劳无功”（靠惯性滚动）是三大陷阱选项。 D．足球踢出后，在草地上滚动了一段距离 C．人提书包在水平路面上匀速通过一段距离 B．叉车把货物从地面抬升到一定高度 重难题型突破 题型一 功和功率 · 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，沿水平面做匀速直线运动，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】匀速→P = Fv 不变，W = Pt，功与时间成正比，图象是过原点的直线。 重难题型突破 题型一 功和功率 · 迁移应用 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】只有 D 的两个量都确定：W = Gh = 5 N×2 m = 10 J；A、C 的力未知，B 应为 100 J。 重难题型突破 题型一 功和功率 · 迁移应用 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右图所示（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】P = Fv，速度恒定、P₂>P₁→BC 段牵引力大；爬坡高度差 h₂−h₁，克服重力做功 W = Gh = G(h₂−h₁)。 重难题型突破 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】最终静止时弹力=重力，由图乙末态 F₀ 可知重力应“小于”F₀，故 C 错误。 ★ 破题要诀 图象题先“读轴、读点、读趋势”：O→A 自由下落；A→B 继续加速（重力>弹力）；B 点速度最大、动能最大；B→C 减速到零。 动能看速度、重力势能看高度、弹性势能看形变——三者此消彼长，机械能与弹性势能总能量守恒（不计阻力）。 重难题型突破 题型二 动能和势能大小的影响因素 · 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】C 点是最高点速度为零，力全部消失→保持静止（牛顿第一定律）。 重难题型突破 题型二 动能和势能大小的影响因素 · 迁移应用 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】最高点水平速度仍在→动能不为零；上升段动能→重力势能+克服阻力，动能变小；有阻力则机械能减小，B、C 等高但 C 动能更小。 重难题型突破 题型二 动能和势能大小的影响因素 · 迁移应用 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】滚摆下降→重力势能转化为动能，速度变大、动能变大，说“减小”即错。 重难题型突破 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】压缩→对气体做功→内能增大；喷出→气体对外做功→内能减小、温度降低。 ★ 破题要诀 做功改变内能看方向：对物体做功，物体内能增加（机械能→内能）；物体对外做功，物体内能减小（内能→机械能）。 物态变化穿插考查：液化（放热）、汽化（吸热）不改“做功与内能”的判断主线。 重难题型突破 题型三 内能的改变 · 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】相同加热（吸热相同）时甲升温快→c甲＜c乙；要“尽快升温”恰选比热容小的甲。 重难题型突破 题型三 内能的改变 · 迁移应用 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】转化转移中总量守恒，只会“品质降低”而非“总量减少”。 重难题型突破 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】R=U²/P 得 R甲=1936Ω>R乙=484Ω；串联电流相同，W=I²Rt，电阻大的甲单位时间耗电多。 ★ 破题要诀 铭牌题第一步永远是求电阻：R = U额²/P额（视为不变），之后再按串并联规律分析。 “额定电压”是工作标准而非实际电压；比较耗电多少必须考虑时间（W = Pt）。 重难题型突破 题型四 电功、电功率和电热 · 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】R₁:R₂ = P₂:P₁ = 2:1；串联电流相等→电压比=功率比=电阻比=2:1；额定电流不同不能同时正常发光。 重难题型突破 题型四 电功、电功率和电热 · 迁移应用 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】2、3 只接 R₂（1100W 温水）；3、4 并联 R₁+R₂（2200+1100=3300W 热水），并联电阻小功率大即高温挡。 重难题型突破 题型四 电功、电功率和电热 · 迁移应用 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。 ★ 破题要诀 双电压表图象题：定值电阻的 U-I 线过原点方向（示数随 I 增大而增大），变阻器示数随 I 增大而减小——先认线，再取点。 【答案】（1）6；（2）1080。 【解析】滑片在 b 点电流最小 0.5A，两电压表读数 1V+5V 相加即电源电压 6V；R₀=1V/0.5A=2Ω，滑片到 a 点 R 接入为 0，W = U²t/R₀ = 36/2×60 = 1080 J。 重难题型突破 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，移动滑片 P 获得多组数据，绘制小灯泡 U−I 图像如图乙，小灯泡的额定功率为______W；小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是_____ ______ ______ _。 【答案】（2）R₂；（3）灯泡（或电压表）短路；（4）0.625，温度。　 【解析】灯正常发光时变阻器需分压 3.5V→至少 14Ω>10Ω 故选 R₂；P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。 重难题型突破 题型五 测量用电器的功率 · 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，请指出来：______； （2）完善电路后闭合开关，测出 5 组数据并描点画出小灯泡 I−U 图像（图乙），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，电压表发生故障，增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出丙、丁两种电路，能测出的是______。 【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】灯最低电压 0.5V 时变阻器需 55Ω→选 C；丙图用等效替代法（电阻箱复现电流 I额）可测。 重难题型突破 题型五 测量用电器的功率 · 迁移应用 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： （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）滑片移到某一位置时电压表示数如图乙，为测定额定功率，应将滑片向______移动； （3）第二次实验电流表示数如图丙，小灯泡的额定功率是______瓦； （4）小灯泡在不同亮度下电压与电流比值不一样。额定功率为 P₀，若某次实验灯两端电压 U₁ = 1.25V，则实际功率 P₁ 与 P₀ 的关系为 P₀______4P₁（选填“＜”“＝”或“＞”）。 序号 U/V I/A 亮度 1 0.5 0.10 微亮 2 2.5 正常 3 3.0 0.34 很亮 【答案】（1）灯泡实际功率越大，亮度越亮；（2）左；（3）0.75；（4）＜。 【解析】U=2.5V 时 I=0.3A→P=0.75W；电压减半时灯丝温度降低、电阻变小，故 P₀ < 4P₁。 PART 06 限时分层演练 限时分层演练 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】稳定站立时施加了力但杠铃没有移动距离——“劳而无功”。 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 【答案】B　【解析】动能全部转化为重力势能的（甲、丙）升得一样高；乙在最高点仍有水平速度，动能未转化完→h₂ 最小。 限时分层演练 基础固本练（限时15分钟） 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】下落是重力势能→动能；形变越大圆斑越大、落下高度越高——斑大者来自高处。 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】热传递只看**温度**高低；内能还与质量、状态有关；“含有热量”的说法必错。 限时分层演练 基础固本练（限时15分钟） 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】弹力=重力时速度（动能）已最大，其后减速——不是刚离开弹簧时最大。 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 【答案】A　【解析】甲=裂变（链式、可控→核电站，有放射性问题）；乙=聚变（尚不可控）。 限时分层演练 基础固本练（限时15分钟） 7．（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】“耗电更快”看功率（冰箱额定功率大）；比 W=Pt 必须带时间，24h 风扇耗电 1.44 kW·h 反而更多。 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 5 N 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 8 N 时，弹簧秤的示数是______N。 【答案】4；10。　 【解析】绳端移动 2×0.4=0.8 m→W=5×0.8=4 J；木板仅受木块摩擦力 f=2F=10 N，压力与粗糙程度不变，拉力增大摩擦力不变。 限时分层演练 基础固本练（限时15分钟） 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 2 min，测得家中如图所示的电能表的转盘转了 70 r，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 50 L 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＝1.0×10³ kg/m³，c水＝4.2×10³ J/(kg·℃)] 求解步骤 计算过程 ① 电能 W = 70/1000 kW·h = 0.07 kW·h = 2.52×10⁵ J ② 实际功率 P = W/t = 2.52×10⁵ J ÷ 120 s = 2100 W ③ 升温 m = ρV = 50 kg；Δt = Q/(cm) = 2.52×10⁵ ÷ (4.2×10³×50) = 1.2 ℃ ④ 电源线 大电流→相同 Q=I²Rt 下导线发热多→用较粗的线减小电阻 【答案】2100；1.2；粗。 【解析】 限时分层演练 基础固本练（限时15分钟） 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】柱状图读能量：B、D 重力势能相等→高度一定相同；机械能=B 动能+势能 > D（飞行中克服阻力做功，机械能减小）。 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，最大车速能达到 1609 km/h。在一次测试中，“侦探猎犬”以 400 m/s 的速度匀速直线行驶了 2000 m，受到水平方向的阻力为 2×10⁵ N。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）F＝f＝2×10⁵ N（二力平衡）； （2）W＝Fs＝4×10⁸ J，P＝Fv＝8×10⁷ W。 限时分层演练 基础固本练（限时15分钟） 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】（1）1，并联；（2）6292；（3）200；（4）小。 【解析】热风=电机+电热丝同时工作；W总=290.4W×20s+48.4W×10s=6292 J；电热丝功率=290.4−48.4=242 W→R=U²/P=200 Ω；丝变细→R 变大→P=U²/R 变小。 限时分层演练 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】匀速→拉力=摩擦力；图2压力大→摩擦力大→F₂>F₁；速度未知则功、功率都无法比较。 限时分层演练 综合进阶练（限时15分钟） 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 260 J　　 B．小球在 N 点的重力势能为 500 J 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】M 机械能=240/75%=320 J，N 机械能=200/40%=500 J→M 在后(N=②，M=③)；①机械能>500 J 且与③同高→动能>500−240=260 J。 限时分层演练 综合进阶练（限时15分钟） 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】充电链路必须“逐级转化”：化学能（燃料）→内能→机械能→电能→化学能（电池），没有“直接”二字可乘。 限时分层演练 综合进阶练（限时15分钟） 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】①串联同电流可究“与电阻关系”（甲乙比）；②并联同电压电流不同；Q=U²t/R 知电压高、电阻小的丙产热最多。 限时分层演练 综合进阶练（限时15分钟） 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】图象与 U=UL+I×10 联立找“匹配点”：UL=4V、I=0.2A→R灯=20Ω，P总=UI=6×0.2=1.2 W；额定功率不随实际改变，仍为 1.5 W。 限时分层演练 综合进阶练（限时15分钟） 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】最大电流取“0.5A”→R₂小=4Ω；电压表满偏 3V 时 I 小=1.5/5=0.3A→范围 0.3~0.5A，非 0.18A。 限时分层演练 综合进阶练（限时15分钟） 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 10 J。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 2 J，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】能量守恒：W克阻 = 10 − 2 = 8 J；弹力=阻力时速度最大，此时弹簧仍压缩（未到原长 C）→在 B 一侧。 限时分层演练 综合进阶练（限时15分钟） 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】若为电流表电源被短路→必是电压表；串联分压得 R₁:R₂=1:3；换电流表后并联：P₁=P₂之比 = U²/4R : 4U²/3R = 3:16。 限时分层演练 综合进阶练（限时15分钟） 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 Eₖ = ½mv²，重力势能表达式为 Eₚ = mgh。现有质量为 10 kg 的物体从距离地面 80 m 的高度沿水平方向以 30 m/s 的速度射出，如图所示。不考虑空气阻力的影响。（g = 10 N/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）动能变大；（2）W＝Gh＝mgh＝10×10×80＝8000 J；（3）v′＝50 m/s。 【解析】守恒法三步：抛出时 Eₖ = ½×10×30² = 4500 J，Eₚ = 8000 J→总机械能 12500 J；落地 Eₚ = 0，½×10×v′² = 12500→v′ = 50 m/s。 水平抛出的物体落地速度大于初速——重力势能全部转成了动能的一部分。 限时分层演练 综合进阶练（限时15分钟） 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乙。当控制电路中的电流达到 50 mA，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 = 10 N/kg） 【答案】（1）0.1A；（2）0.02kg。 【解析】高挡只接 R₁：R₁ = 5/0.4 = 12.5Ω；低挡 R₁、R₂ 串联：I = 5/(12.5+37.5) = 0.1 A。 断电保护：R总 = 5/0.05 = 100Ω→R = 40Ω，查图得 F = 0.2 N→m = F/g = 0.02 kg。 $