中考科学一轮复习——能的转化与能量守恒 浙教版.doc

第四章第四章 能的转化与能量守恒能的转化与能量守恒 【考纲导读考纲导读】 1.了解动能和势能（重力势能和弹性势能）与哪些因素有关；知道动能和势能可以转 化，知道机械能守恒是机械能总量保持不变 2.理解功的概念，认识简单机械的作用，知道做功伴随能的转化（或转移） 3.理解功率的概念，能区别功率和机械效率，从能的传递和转化认识功率和机械效率 4.知道内能改变的两种途径，知道在热传递过程中用热量来量度热能的变化，了解比 热容和热值的概念 5.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，理解电功率 的含义，并能进行简单的计算，会测小灯泡的功率，能从说明书或铭牌了解家用电器的额 定功率 备注： 1.不要求用机械能守恒条件解题 2.不要求用 Qmc（t2t1）计算热量 【知识精讲知识精讲】 一、功和能一、功和能一、功和能一、功和能 1.功 （1）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离 （缺一则不做功，如距离与力垂直不做功） 。 （2）公式：W=FS（S：物体在力的方向上通过的距离） 。 （3）单位： 1J=1N/m。 （4）做功过程的实质：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（或转移） 。 2.功率 （1）定义：单位时间里完成的功。功率描述做功的快慢，或能量转化的快慢。 （2）公式：，。 W P t PFv （3）单位换算： 1w=1Js。 3.机械能 （1）定义：动能和势能的统称。 动能：物体由于运动而具有的能。运动物体的质量越大，运动速度越大，它的动能 就越大。 势能： 重力势能：举高的物体具有的能。质量越大，高度越高，它的重力势能就越大。 弹性势能：发生弹性形变的物体具有的能。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就 越大。 （2）机械能守恒：物体的动能和势能可以相互转化，在转化的过程，如果没有摩擦阻力， 机械能的总量保持不变。 4.内能： （1）定义：物体内部大量做无规则运动的粒子的动能和势能的总和。一切物体都具有内 能。 （2）影响内能大小的因素：温度、质量、物质本身、物质状态。 （3）改变物体内能的方式：做功和热传递。这两种方法对于改变物体的内能是等效的。 做功的实质是内能的转化，对物体做了多少功就有多少其他形式的能转化为内能，反 之亦然。 热传递的实质是内能的转移，物体吸收热量，内能增大；放出热量，内能减少。 （4）比热容：单位质量的某种物质温度升高或降低 1吸收或放出的热量。 单位：J（kg） 。 公式：Q=cm（t2-t1） 。 （5）燃料的热值：1 千克某种燃料完全燃烧时放出的热量。 单位：Jkg。 公式：Q=mq。 5.能量的转化与守恒 不同形式的能量可以相互转化，功是能量转化的量度。 能量既不会消失，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。在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。永动机是不可能制 成的。 能量的转化和转移有一定的方向性。 二、简单机械二、简单机械二、简单机械二、简单机械 1.杠杆 （1）平衡条件： F1L1=F2L2。 （2）杠杆的三种类型： 省力杠杆：若 L1 L2，则 F1 L2，则 F1 F2，省力，但费距。 费力杠杆：若 L1 F2，费力，但省距。 等臂杠杆：若 L1 = L2，则 F1 = F2，既不省力，也不费力。 2.滑轮 （1）定滑轮：相当于一个等臂杠杆；不能省力，但可以改变力的方向。 （2）动滑轮：相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆；可以省一半的力（不计摩擦和 滑轮重） ，但费 2 倍距离。 （3）滑轮组：省力且可以改变力的方向，F=1n（G物+G动） 。 3.机械效率 （1）公式：=， W 100% W 有用 总 （斜面问题中 =；滑轮组中：=） 。 Gh 100% FS G 100% nF （2）特点：机械效率总小于 1，即：使用任何机械都不能省功。 （3）提高机械效率的办法： 减小机械自重，减小机件间的摩擦。 三、电功、电功率三、电功、电功率三、电功、电功率三、电功、电功率 1. .电功（W/J）： （1）定义：电流通过用电器做功，表示电能转化为其它能的多少。 W=Pt=UIt=（U2/R）t=I2Rt（纯电阻电路中） （2）单位换算：1 度=1 千瓦时=3.6106 J；1 马力=735w。 （3）测量工具：电能表。 2.电功率（P/W）： （1）电流在 1s 内所做的功，表示电流做功的快慢程度。 P=W/t=UI=U2/R=I2R（纯电阻电路中） （2）单位：W。 （3）功率分为：实际功率和额定功率。 3.测小灯泡功率实验（参照伏案法测电阻实验）： （1）原理：P=UI。 （2）电路图： 图 2-4-1 （3）实验器材：电源、电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡、开关、导线等。 （4）实验步骤： 按图连接电路，开关断开，滑动变阻器阻值调至最大； 闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P 使电压表的读数为额定电压值，读出电流。反复 做 3 次，读出不同电流值 I1、I2、I3 ； 由 P=UI 算出每次的电功率值 P1、P2、P3，再求出平均值 P=（P1+P2+P3）/3。 4.焦耳定律 容积(L) 175 功率(w) 150 耗电量(kwh24h) O.9 额定电压(v) 220 （1）电流的热效应：电流通过导体时会使导体发热的现象。 （2）焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比， 跟通电时间成正比。 （3）公式：Q= I2Rt。 【真题讲练真题讲练】 例 12008 年 6 月 5 日 19 时 30 分，中央气象台发布了西安和香港两城市在未来 24 小时内的天气预报：西安，晴，气温 2134；香港，晴，气温 2428。造成两地 在同一天内气温变化差别较大的原因之一是（ ） A.水的内能比泥土、砂石的内能大 B.水的比热容比泥土、砂石的比热容大 C.水的内能比泥土、砂石的内能小 D.水的比热容比泥土、砂石的比热容小 【解析】香港临海，因为水的比热容比泥土、砂石的比热容大，吸收同样的热量，温度 升高的幅度小，从而可以起到减小温差的作用。 【答案】 B 例 2电冰箱是间断式工作的(即工作一段时间停 止一段时间，再工作再停止，如此循环)。某电冰箱铭牌 有关参数如右表所示.在家庭电路中只有电冰箱在标定耗 电量下工作时，一天实际工作 h；若电冰箱每次 从启动到停止工作的时间都为 12min，每消耗 1kwh 电 能，电 能表转盘转 1500 转，则该电冰箱每天启动 次，每工 作一次电能表转盘转 转。 【解析】 根据铭牌可知，电冰箱每天耗电 0.9kwh，则一天实际工作时间 ，每天启动的次数为：，每工作一次 W0.9kwh t6h P0.15kw 6h6 60min 30 12min12min 次 电能表的转数为 。 12 h 1500h300 60 转/转 【答案】 6，30，300 例 3如图 2-4-3，用滑轮组提升重物时，重 800N 的物体在 10s 内匀速 上升了 lm。已知拉绳子的力 F 为 500N，则提升重物的过程中（ ） A. 滑轮组的机械效率是 60 B. 绳子自由端被拉下 3 m C. 做的有用功是 800 J D. 拉力 F 的功率是 80 W 【解析】 由图可知，有 2 根绳子负重。则滑轮组的机械效率为 =80%；绳子自由端被拉下的 W 100% W 有用 总 G 100% nF 800N 100% 2500N 距离 S=3h=31m=3m；做的有用功为：W=Gh=800N1m=800J；重物上升的速度为 v=S/t=1m/10s=0.1m/s，则绳子的速度为 v=2v=0.2m/s，则拉力 F 的功率为：P=Fv =500N0.2m/s=100w。 【答案】 C 例 4一台功率为 40kw 的抽水机，机械效率为 60，如果要把河水抽到 5m 高的地方， 则每小时抽水机做的总功是 J，其中有用功是 J，所抽水的质量是 kg。 图 2-4-3 【解析】 抽水机每小时抽水机做的总功根据公式 W=Pt 可得 W=40000w3600s=1.44108J；有用功 W有=W总60% = =1.44108J60%=8.64107J；由 W有=Gh=mgh 可得出所抽水的质量是 1.728106 kg。 【答案】 1.44108，8.64107，1.728106 【中考演练中考演练】 一、选择题 1.1970 年 4 月 24 日，我国第一颗人造地球卫星上天，它绕地球以 椭圆轨道运行，近地点离地面高度为 439km，远地点离地面高度 为 2384km，如图所示。则它从近地点向远地点运动时，下列说法 正确的是（ ） A.势能减小，动能增大 B.势能增大，动能增大 C.势能增大，动能不变 D.势能增大，动能减小 2.下列事例中，属于机械能转化为内能的是（ ） A.水蒸气把壶盖顶开 B.落在手心里的雪花熔化成水 C.冬天对着手哈气，手变暖和 D.陨石坠入大气层成为流星 3.下列装置在正常工作时,可将电能转化为机械能的是（ ） A.白炽灯 B.电炉 C.发电机 D.电动机 4.现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门，弹簧门在被推开后能自动关闭，以下关于弹簧门 被推开后自行关闭的过程中能量转化的说法，正确的是（ ） A.弹簧门的弹性势能转化为门的动能 B.门的动能转化为弹簧的弹性势能 C.门的动能转化为弹簧的弹性势能 D.弹簧的动能转化为门的势能 5.如下图所示，同一物体沿相同水平地面被滑轮或滑轮组匀速拉动，拉力分别为 F甲、F乙、 F丙，不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则：（ ） 5 题图 A.F甲F乙F丙B.F甲F乙= F丙C.F甲F乙F丙D.F甲=F乙F丙 6.由热值的定义可知，热值 Q=mq，式中 m 是燃料的质量，Q 是燃料完全燃烧放出的热量， 那么（ ） A.热值的大小与 Q 成正比 B.热值的大小与 m 成反比 C.热值的大小与 Q、m 都有关，由 Q 与 m 共同决定 D.热值的大小与 Q、m 都无关，由燃料的种类决定 7.一只“10V 5W”的甲灯和一只“6V 1.8W”的乙灯串联后接入电路中,两灯均能发光,比 较它们的实际功率（不考虑灯丝电阻随温度的变化） （ ） A.甲灯大些 B.乙灯大些 C.两灯一样大 D.无法确定 8.关于物体内能，下列说法中正确的是（ ） A.物体的温度不变，内能一定不变B.温度越高的物体，内能一定越大 C.物体的温度升高，内能一定增加D.温度为 0的物体，内能一定为零 9.下列器件中属于省力杠杆的是（ ） 10.小明推一辆手推车遇到障碍物，小刚过来帮着推车的轮子，要想越过障碍物。力的作用 点和方向如图所示，则小刚在推车轮子时（ ） A.在 A 点用力最小 B.在 B 点用力最小 C.在 C 点用力最小 D.在 A、C 点用力相同 11.下列说法正确的是（ ） A.力方向总是垂直于物体的支持面 B.重力不随物体位置变化而变化 C.粉笔在使用时,质量变小,重力变小 D.空中向上飘的气球没有受到重力 12.在如图所示的滚摆实验中，发现滚摆每次上升的高度逐渐减小，此过 程中能量的变化情况为（ ） A.机械能增加，内能减小 B.机械能减小，内能增加 C.机械能减小，内能不变 D.机械能不变，内能增加 13.小松妈妈去百货大楼购物，自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中，她的（ ） A.动能增大，势能增大，机械能增大 B.动能增大，能增大，机械能不变 C.动能不变，势能增大，机械能不变 D.动能不变，势能增大，机械能增大 14.四只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所示，关于四只烧杯中水的内能的大 小，下列判断正确的是（ ） A.a 烧杯中水的内能大于 b 烧杯中水的内能 B.c 烧杯中水的内能大于 d 烧杯中水的内能 C.a 烧杯中水的内能大于 c 烧杯中水的内能 D.d 烧杯中水的内能大于 c 烧杯中水的内能 15.关于简单机械，下列说法中正确的是（ ） A.定滑轮不仅能改变力的大小而且能改变力的方向 B.功率越大的机械，做功就越快 C.做功越多的机械，其机械效率就越高 D.越省力的机械，其机械效率就越高 16.下图所示的四种工具中，属于省力杠杆的是（ ） A.坩埚钳.剪刀 .筷子.镊子 10 题图 12 题图 10 题图 14 题图 17.如图所示，瓶盖起子有 (a)、(b)两种用法。A、B 是开盖时起子和瓶盖接触的两点。在 瓶盖和瓶口的接触点中，D 和 E 分 别是离手最远和最近的两点。开盖 时手对起子施加的力 F 作用在 G 点， 瓶口对瓶盖的阻力可以认为作用于 瓶盖的中心 C 点(图中没有标出)。 如果瓶盖在打开的过程中没有发生 明显的弯折。则：（ ） A.(a)、(b)两图支点都是 A，(a)种用法更省力 B.(a) 图支点是 A，(b)图支点是 B，(a)种用法更省力 C.(a) 图支点是 A，(b)图支点是 B，(b)种用法更省力 D.(a)、(b)两图支点都是 B，(b)种用法更省力 18.如图，挂在竖直墙壁上的石英钟，它的秒针在走动时会受到转轴处 的摩擦阻力和重力的作用。当石英钟内电池的电能将耗尽而停止走动时， 其秒针往往停在表盘上的（ ） A.“3”的位置 B.“6”的位置 C.“9”的位置 D.“12”的位置 19.如图所示，吊篮的重力为 400N，动滑轮重力为 50N，定滑轮重力为 40N，人的重力为 600N，人在吊篮里拉着绳子不动时需用力（ ） A.218N B.220N C.210N D.236N 二、填空题 1.人类的太空旅行已不是梦想，2007 年 4 月，世界第五位太空旅客查尔 斯希莫尼成功完成了又一次太空旅行，在飞船加速上升时，其动能_，重力 势能_，机械能_（选填“增大” 、 “减小”或“不变“） 。 2.用煤气来做饭时，热量大部分是通过 方式传递给锅，若煤气的热值约 3.9107J/m3，则完全燃烧 1m3煤气能放出 J 热量。饭菜做 好时，厨房弥漫着饭菜的香味,说明 。 3.小红家买了一台电烤箱，发热功率有高、中、低三个档位。如图是 其内部简化电路图，开关 S1可分别与触点 a、b 接触。已知： Rl50，R2=100，电源电压保持不变。当开关 S1置于 b 端，S2 断开时，电烤箱处于_档位；电烤箱在中档位工作时，消耗的 电功率是_W；电烤箱在高档位工作时，对食物加热 3min，消 耗的电能是_J。 4.太阳能把地面的空气晒热，太阳能转化为_能；空气流 动成风，又转化为_能；植物吸收太阳能，发生光合作 3 题图 18 题图 19 题图 5 题图 17 题图 用，太阳能转化为植物的_能；古代植物在地质变迁中变为煤、石油、天然气， 转化为这些燃料的_能。 5.在验证杠杆平衡条件时，某实验小组得到了如图所示的杠杆平衡状态，已知每个钩码的 质量均相等： (1)已知钩码所挂位置不动，将左边的钩码拿掉一个，为使杠杆仍然保持平衡，右边的钩 码拿掉_个； (2)由此，总结出杠杆的平衡条件为_。 6.小明用如图所示的滑轮组，在 4 秒内将质量为 6.0 千克的物体 A 匀速提升了 0.5 米。已知绳子自由端所用的拉力 F 为 25 牛。则在这个过程中拉力做了 _焦的功，该滑轮组的机械效率为_。(g 取 10N/kg) 三、作图题 1.用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来，试在下图中画出最省力的绕绳方法。 1 题图 2.当螺线管通电时，螺线管的 N、S 极如下图所示，请在图中标出电流方向和小磁针静止时 的 N、S 极。 2 题图 四、实验题 1.小王同学做“比较两种材料保温性能”的实验，他取和两种保温材料，两支相同的 温度计，两个相同的大玻璃烧杯，钟表和初温相同、质量相等的热开水，以及细线、硬 纸片、剪刀等，做两个外形相同的保温装置，其中一个如图（a）所示，然后在相同环境 的房间里同时开始做实验，他根据测得的数据绘得如图（b）所示的“水温与时间关系” 图像，实验过程中室温保持不变，请你回答： 1 题图 （1）和哪种材料的保温性能好？答：_（选填“”或“” ） ； 6 题图 （2）对于同一保温材料内的水，在 10min 到 20min 时间内放出的热量 _20min 到 30min 时间内放出的热量（选填“大于” 、 “等于”或“小于” ） ； （3）在整个实验过程中，保温材料内的水放出的热量_保温材料内的水 放出的热量（选填“大于” 、 “等于”或“小于” ） 。 2.在“探究杠杆平衡条件”实验中： （1）实验前，先把杠杆的中点支在支架上，调节两端的 平衡螺母，使杠杆在_位置平衡。如果杠杆左边低 右端高，则调节平衡螺母应向 移动。此后在整个实 验过程 中，是否还要再旋动两侧的平衡螺母？ 。 （图中 杠杆上每格距离相等） （2）如图所示，杠杆处于平衡状态。如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩 码后，杠杆_保持平衡（选填“能”或“不能” ） ，若不能， 端向下倾斜； 如果两边各减少一个钩码，杠杆_端向下倾斜；将两边钩码都向外侧移动一个格 子，杠杆_端向下倾斜；将两边钩码都向内侧移动一个格子，杠杆_端向 下倾斜。 3.（08 清远）在测 2.5V 小灯泡（电阻大约 8 左右）额定功率的实验时，小明连接了如 图的电路。其中电源电压为 6V。 （1）图中有一处连接错误，请用“”标出，并正确连接好实物图。同时在虚线框中画 出其对应的电路图。