2018年中考物理能量专题试题及解析

2018年中考物理能量专题试题及解析能量是物理学的核心概念之一，贯穿于整个初中物理学习的始终，也是中考物理考查的重点和热点内容。从宏观的机械能到微观的内能，从能量的转化到守恒，这部分知识不仅要求学生理解基本概念，更要能运用相关规律解释现象、解决实际问题。本文将结合2018年中考物理的命题趋势，对能量专题的核心知识点进行梳理，并通过典型试题的解析，帮助同学们巩固所学，提升解题能力。一、能量专题核心知识点回顾在中考中，能量专题主要涵盖以下几个方面的内容：1.机械能：这是能量家族中的“常客”。它包括动能和势能。动能的大小与物体的质量和速度有关；势能则分为重力势能和弹性势能，重力势能与物体的质量和被举高的高度有关，弹性势能则与物体的弹性形变程度相关。动能和势能之间可以相互转化，在只有重力或弹力做功的理想情况下，机械能的总量保持不变，这就是机械能守恒。但在实际情况中，由于摩擦等阻力的存在，机械能往往会转化为内能，导致机械能总量减小。2.内能：物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能。一切物体在任何情况下都具有内能。内能的大小与物体的质量、温度以及状态等因素有关。改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。这两种方式在改变物体内能上是等效的，但本质不同：做功是能量的转化，热传递是能量的转移。3.能量的转化和守恒定律：这是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。其内容是：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。理解并能运用这一定律分析物理过程中的能量变化，是中考的高频考点。4.简单的能量计算：涉及功、功率与能量的关系，以及燃料热值、热效率等简单计算。这要求学生能准确理解相关公式的物理意义，并能正确代入数据进行运算。二、典型试题解析（一）选择题例题1：下列关于能量的说法中，正确的是（）A.静止的物体没有动能，也没有内能B.炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块不具有内能C.物体的机械能增加，其内能一定增加D.能量在转化和转移的过程中，总量保持不变解析：本题考查对内能、动能以及能量守恒定律的理解。A选项，静止的物体速度为零，所以动能为零。但一切物体都具有内能，无论其运动状态如何，故A错误。B选项，同理，冰冷的铁块也具有内能，故B错误。C选项，机械能和内能是不同形式的能量，机械能的增加不一定导致内能增加，例如将物体举高，机械能增加，但内能可能不变，故C错误。D选项，这正是能量守恒定律的内容，故D正确。答案：D例题2：如图所示（此处假设有一物体沿光滑斜面下滑的示意图），小球从斜面上滚下的过程中，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A.小球的动能减少，重力势能增加B.小球的动能增加，重力势能减少C.小球的动能不变，重力势能减少D.小球的动能增加，重力势能不变解析：本题考查动能和重力势能的转化。小球从斜面上滚下，高度降低，速度增大。动能与质量和速度有关，速度增大，动能增加；重力势能与质量和高度有关，高度降低，重力势能减少。光滑斜面不计摩擦，机械能守恒，重力势能转化为动能。答案：B（二）填空题例题3：汽车在刹车过程中，刹车片会发热，这是通过________的方式增加了刹车片的内能。汽车行驶时，油箱中的汽油逐渐减少，汽油的热值________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。解析：本题考查改变内能的方式和热值的特性。刹车时，刹车片与车轮之间存在摩擦，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使刹车片发热，这是通过做功的方式改变内能。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧等因素无关。所以汽油减少，其热值不变。答案：做功；不变例题4：某太阳能热水器，向其中注入一定质量的水，阳光照射一段时间后，水温升高了。这是通过________的方式改变了水的内能。如果这段时间内热水器接收到的太阳能为Q，这些能量相当于完全燃烧________（设某种燃料的热值为q）质量的该燃料所释放的能量（不考虑能量损失）。解析：太阳能热水器是利用热传递的方式（太阳辐射）将太阳能转移给水，使水的内能增加，温度升高。不考虑能量损失，水吸收的热量（太阳能Q）等于燃料完全燃烧释放的热量。根据燃料完全燃烧放热公式Q=mq，可得燃料质量m=Q/q。答案：热传递；Q/q(或：Q除以q)（三）实验探究题例题5：如图是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。（1）实验中通过观察________来判断小球动能的大小，这种研究方法叫做________（选填“控制变量法”或“转换法”）。（2）让同一小球从斜面上不同高度由静止滚下，目的是探究小球动能的大小与________的关系。（3）若要探究小球动能的大小与质量的关系，应让不同质量的小球从斜面上________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下。解析：本题考查“探究物体动能大小影响因素”的实验。（1）实验中，小球动能的大小无法直接测量，而是通过观察小球推动木块移动的距离来间接判断，木块被推得越远，说明小球的动能越大。这种将不易观察的物理量转换为容易观察的物理量的方法叫做转换法。（2）同一小球，质量相同，从不同高度滚下，到达水平面时的速度不同。所以目的是探究动能与速度的关系。（3）要探究动能与质量的关系，应控制速度相同，让不同质量的小球从斜面的相同高度由静止滚下，这样它们到达水平面时的速度才相等。答案：（1）木块被推动的距离；转换法（2）速度（3）相同（四）计算题例题6：一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，它受到的牵引力为F，行驶的速度为v。请回答：（1）汽车在单位时间内做功的多少，即功率P是多少？（用F和v表示）（2）若汽车在行驶过程中，牵引力F做了W的功，这些功全部用来克服阻力做功，使汽车行驶了距离s，那么汽车受到的阻力f是多大？（假设汽车在水平方向只受牵引力和阻力）解析：本题考查功、功率公式的简单应用以及二力平衡条件。（1）功率是单位时间内做的功。汽车匀速行驶，在时间t内行驶的路程s=vt。牵引力做的功W=Fs=Fvt。则功率P=W/t=Fvt/t=Fv。（2）汽车匀速行驶，处于平衡状态，在水平方向上牵引力F与阻力f是一对平衡力，所以f=F。或者，由W=Fs，且W全部用来克服阻力做功，即W=fs，所以f=W/s。由于匀速，F=f，故两种表达均可。答案：（1）因为汽车匀速行驶，t时间内通过路程s=vt，牵引力做功W=Fs=Fvt，所以功率P=W/t=Fv。答：汽车的功率P是Fv。（2）因为汽车匀速行驶，牵引力与阻力平衡，所以f=F。或者，由W=fs得f=W/s。答：汽车受到的阻力f是F（或W/s）。三、总结与备考建议能量专题知识点多且综合性强，是中考物理的重点。同学们在复习时，首先要夯实基础，深刻理解动能、势能、内能等基本概念，以及能量转化和守恒定律的内涵。其次，要注重联系生活实际，理解各种能量转化的实例，如水电站（机械能转化为电能）、内燃机（内能转化为机械能）等。在解题过程中，要仔细审题，明确题目考查的是哪种形式的能量，以及能量之间是如何转化或转移的。对于计算题，要准确选用公式，注意单位统一，并养成规范书写解题步骤的习惯。实验探究题是中考的难点，要熟悉“探究影响动能大小的因素”