中考科學(xué)一輪復(fù)習(xí)——能的轉(zhuǎn)化與能量守恒 浙教版.doc

第四章第四章 能的轉(zhuǎn)化與能量守恒能的轉(zhuǎn)化與能量守恒 【考綱導(dǎo)讀考綱導(dǎo)讀】 1.了解動(dòng)能和勢能（重力勢能和彈性勢能）與哪些因素有關(guān)；知道動(dòng)能和勢能可以轉(zhuǎn) 化，知道機(jī)械能守恒是機(jī)械能總量保持不變 2.理解功的概念，認(rèn)識簡單機(jī)械的作用，知道做功伴隨能的轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移） 3.理解功率的概念，能區(qū)別功率和機(jī)械效率，從能的傳遞和轉(zhuǎn)化認(rèn)識功率和機(jī)械效率 4.知道內(nèi)能改變的兩種途徑，知道在熱傳遞過程中用熱量來量度熱能的變化，了解比 熱容和熱值的概念 5.知道用電器消耗的電能可以用電功來量度，會計(jì)算用電器消耗的電能，理解電功率 的含義，并能進(jìn)行簡單的計(jì)算，會測小燈泡的功率，能從說明書或銘牌了解家用電器的額 定功率 備注： 1.不要求用機(jī)械能守恒條件解題 2.不要求用 Qmc（t2t1）計(jì)算熱量 【知識精講知識精講】 一、功和能一、功和能一、功和能一、功和能 1.功 （1）做功的兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離 （缺一則不做功，如距離與力垂直不做功） 。 （2）公式：W=FS（S：物體在力的方向上通過的距離） 。 （3）單位： 1J=1N/m。 （4）做功過程的實(shí)質(zhì)：是能量轉(zhuǎn)化的過程，力對物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了 轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移） 。 2.功率 （1）定義：單位時(shí)間里完成的功。功率描述做功的快慢，或能量轉(zhuǎn)化的快慢。 （2）公式：，。 W P t PFv （3）單位換算： 1w=1Js。 3.機(jī)械能 （1）定義：動(dòng)能和勢能的統(tǒng)稱。 動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量越大，運(yùn)動(dòng)速度越大，它的動(dòng)能 就越大。 勢能： 重力勢能：舉高的物體具有的能。質(zhì)量越大，高度越高，它的重力勢能就越大。 彈性勢能：發(fā)生彈性形變的物體具有的能。物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就 越大。 （2）機(jī)械能守恒：物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化的過程，如果沒有摩擦阻力， 機(jī)械能的總量保持不變。 4.內(nèi)能： （1）定義：物體內(nèi)部大量做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的粒子的動(dòng)能和勢能的總和。一切物體都具有內(nèi) 能。 （2）影響內(nèi)能大小的因素：溫度、質(zhì)量、物質(zhì)本身、物質(zhì)狀態(tài)。 （3）改變物體內(nèi)能的方式：做功和熱傳遞。這兩種方法對于改變物體的內(nèi)能是等效的。 做功的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，對物體做了多少功就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，反 之亦然。 熱傳遞的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，物體吸收熱量，內(nèi)能增大；放出熱量，內(nèi)能減少。 （4）比熱容：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高或降低 1吸收或放出的熱量。 單位：J（kg） 。 公式：Q=cm（t2-t1） 。 （5）燃料的熱值：1 千克某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量。 單位：Jkg。 公式：Q=mq。 5.能量的轉(zhuǎn)化與守恒 不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，功是能量轉(zhuǎn)化的量度。 能量既不會消失，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物 體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。永動(dòng)機(jī)是不可能制 成的。 能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的方向性。 二、簡單機(jī)械二、簡單機(jī)械二、簡單機(jī)械二、簡單機(jī)械 1.杠桿 （1）平衡條件： F1L1=F2L2。 （2）杠桿的三種類型： 省力杠桿：若 L1 L2，則 F1 L2，則 F1 F2，省力，但費(fèi)距。 費(fèi)力杠桿：若 L1 F2，費(fèi)力，但省距。 等臂杠桿：若 L1 = L2，則 F1 = F2，既不省力，也不費(fèi)力。 2.滑輪 （1）定滑輪：相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿；不能省力，但可以改變力的方向。 （2）動(dòng)滑輪：相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿；可以省一半的力（不計(jì)摩擦和 滑輪重） ，但費(fèi) 2 倍距離。 （3）滑輪組：省力且可以改變力的方向，F(xiàn)=1n（G物+G動(dòng)） 。 3.機(jī)械效率 （1）公式：=， W 100% W 有用 總 （斜面問題中 =；滑輪組中：=） 。 Gh 100% FS G 100% nF （2）特點(diǎn)：機(jī)械效率總小于 1，即：使用任何機(jī)械都不能省功。 （3）提高機(jī)械效率的辦法： 減小機(jī)械自重，減小機(jī)件間的摩擦。 三、電功、電功率三、電功、電功率三、電功、電功率三、電功、電功率 1. .電功（W/J）： （1）定義：電流通過用電器做功，表示電能轉(zhuǎn)化為其它能的多少。 W=Pt=UIt=（U2/R）t=I2Rt（純電阻電路中） （2）單位換算：1 度=1 千瓦時(shí)=3.6106 J；1 馬力=735w。 （3）測量工具：電能表。 2.電功率（P/W）： （1）電流在 1s 內(nèi)所做的功，表示電流做功的快慢程度。 P=W/t=UI=U2/R=I2R（純電阻電路中） （2）單位：W。 （3）功率分為：實(shí)際功率和額定功率。 3.測小燈泡功率實(shí)驗(yàn)（參照伏案法測電阻實(shí)驗(yàn)）： （1）原理：P=UI。 （2）電路圖： 圖 2-4-1 （3）實(shí)驗(yàn)器材：電源、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線等。 （4）實(shí)驗(yàn)步驟： 按圖連接電路，開關(guān)斷開，滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至最大； 閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片 P 使電壓表的讀數(shù)為額定電壓值，讀出電流。反復(fù) 做 3 次，讀出不同電流值 I1、I2、I3 ； 由 P=UI 算出每次的電功率值 P1、P2、P3，再求出平均值 P=（P1+P2+P3）/3。 4.焦耳定律 容積(L) 175 功率(w) 150 耗電量(kwh24h) O.9 額定電壓(v) 220 （1）電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時(shí)會使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象。 （2）焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比， 跟通電時(shí)間成正比。 （3）公式：Q= I2Rt。 【真題講練真題講練】 例 12008 年 6 月 5 日 19 時(shí) 30 分，中央氣象臺發(fā)布了西安和香港兩城市在未來 24 小時(shí)內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)：西安，晴，氣溫 2134；香港，晴，氣溫 2428。造成兩地 在同一天內(nèi)氣溫變化差別較大的原因之一是（ ） A.水的內(nèi)能比泥土、砂石的內(nèi)能大 B.水的比熱容比泥土、砂石的比熱容大 C.水的內(nèi)能比泥土、砂石的內(nèi)能小 D.水的比熱容比泥土、砂石的比熱容小 【解析】香港臨海，因?yàn)樗谋葻崛荼饶嗤?、砂石的比熱容大，吸收同樣的熱量，溫?升高的幅度小，從而可以起到減小溫差的作用。 【答案】 B 例 2電冰箱是間斷式工作的(即工作一段時(shí)間停 止一段時(shí)間，再工作再停止，如此循環(huán))。某電冰箱銘牌 有關(guān)參數(shù)如右表所示.在家庭電路中只有電冰箱在標(biāo)定耗 電量下工作時(shí)，一天實(shí)際工作 h；若電冰箱每次 從啟動(dòng)到停止工作的時(shí)間都為 12min，每消耗 1kwh 電 能，電 能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn) 1500 轉(zhuǎn)，則該電冰箱每天啟動(dòng) 次，每工 作一次電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)。 【解析】 根據(jù)銘牌可知，電冰箱每天耗電 0.9kwh，則一天實(shí)際工作時(shí)間 ，每天啟動(dòng)的次數(shù)為：，每工作一次 W0.9kwh t6h P0.15kw 6h6 60min 30 12min12min 次 電能表的轉(zhuǎn)數(shù)為 。 12 h 1500h300 60 轉(zhuǎn)/轉(zhuǎn) 【答案】 6，30，300 例 3如圖 2-4-3，用滑輪組提升重物時(shí)，重 800N 的物體在 10s 內(nèi)勻速 上升了 lm。已知拉繩子的力 F 為 500N，則提升重物的過程中（ ） A. 滑輪組的機(jī)械效率是 60 B. 繩子自由端被拉下 3 m C. 做的有用功是 800 J D. 拉力 F 的功率是 80 W 【解析】 由圖可知，有 2 根繩子負(fù)重。則滑輪組的機(jī)械效率為 =80%；繩子自由端被拉下的 W 100% W 有用 總 G 100% nF 800N 100% 2500N 距離 S=3h=31m=3m；做的有用功為：W=Gh=800N1m=800J；重物上升的速度為 v=S/t=1m/10s=0.1m/s，則繩子的速度為 v=2v=0.2m/s，則拉力 F 的功率為：P=Fv =500N0.2m/s=100w。 【答案】 C 例 4一臺功率為 40kw 的抽水機(jī)，機(jī)械效率為 60，如果要把河水抽到 5m 高的地方， 則每小時(shí)抽水機(jī)做的總功是 J，其中有用功是 J，所抽水的質(zhì)量是 kg。 圖 2-4-3 【解析】 抽水機(jī)每小時(shí)抽水機(jī)做的總功根據(jù)公式 W=Pt 可得 W=40000w3600s=1.44108J；有用功 W有=W總60% = =1.44108J60%=8.64107J；由 W有=Gh=mgh 可得出所抽水的質(zhì)量是 1.728106 kg。 【答案】 1.44108，8.64107，1.728106 【中考演練中考演練】 一、選擇題 1.1970 年 4 月 24 日，我國第一顆人造地球衛(wèi)星上天，它繞地球以 橢圓軌道運(yùn)行，近地點(diǎn)離地面高度為 439km，遠(yuǎn)地點(diǎn)離地面高度 為 2384km，如圖所示。則它從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法 正確的是（ ） A.勢能減小，動(dòng)能增大 B.勢能增大，動(dòng)能增大 C.勢能增大，動(dòng)能不變 D.勢能增大，動(dòng)能減小 2.下列事例中，屬于機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（ ） A.水蒸氣把壺蓋頂開 B.落在手心里的雪花熔化成水 C.冬天對著手哈氣，手變暖和 D.隕石墜入大氣層成為流星 3.下列裝置在正常工作時(shí),可將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（ ） A.白熾燈 B.電爐 C.發(fā)電機(jī) D.電動(dòng)機(jī) 4.現(xiàn)在許多商店和賓館都安裝了彈簧門，彈簧門在被推開后能自動(dòng)關(guān)閉，以下關(guān)于彈簧門 被推開后自行關(guān)閉的過程中能量轉(zhuǎn)化的說法，正確的是（ ） A.彈簧門的彈性勢能轉(zhuǎn)化為門的動(dòng)能 B.門的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能 C.門的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能 D.彈簧的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為門的勢能 5.如下圖所示，同一物體沿相同水平地面被滑輪或滑輪組勻速拉動(dòng)，拉力分別為 F甲、F乙、 F丙，不計(jì)滑輪與軸及輕繩間的摩擦，比較它們的大小，則：（ ） 5 題圖 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.由熱值的定義可知，熱值 Q=mq，式中 m 是燃料的質(zhì)量，Q 是燃料完全燃燒放出的熱量， 那么（ ） A.熱值的大小與 Q 成正比 B.熱值的大小與 m 成反比 C.熱值的大小與 Q、m 都有關(guān)，由 Q 與 m 共同決定 D.熱值的大小與 Q、m 都無關(guān)，由燃料的種類決定 7.一只“10V 5W”的甲燈和一只“6V 1.8W”的乙燈串聯(lián)后接入電路中,兩燈均能發(fā)光,比 較它們的實(shí)際功率（不考慮燈絲電阻隨溫度的變化） （ ） A.甲燈大些 B.乙燈大些 C.兩燈一樣大 D.無法確定 8.關(guān)于物體內(nèi)能，下列說法中正確的是（ ） A.物體的溫度不變，內(nèi)能一定不變B.溫度越高的物體，內(nèi)能一定越大 C.物體的溫度升高，內(nèi)能一定增加D.溫度為 0的物體，內(nèi)能一定為零 9.下列器件中屬于省力杠桿的是（ ） 10.小明推一輛手推車遇到障礙物，小剛過來幫著推車的輪子，要想越過障礙物。力的作用 點(diǎn)和方向如圖所示，則小剛在推車輪子時(shí)（ ） A.在 A 點(diǎn)用力最小 B.在 B 點(diǎn)用力最小 C.在 C 點(diǎn)用力最小 D.在 A、C 點(diǎn)用力相同 11.下列說法正確的是（ ） A.力方向總是垂直于物體的支持面 B.重力不隨物體位置變化而變化 C.粉筆在使用時(shí),質(zhì)量變小,重力變小 D.空中向上飄的氣球沒有受到重力 12.在如圖所示的滾擺實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)滾擺每次上升的高度逐漸減小，此過 程中能量的變化情況為（ ） A.機(jī)械能增加，內(nèi)能減小 B.機(jī)械能減小，內(nèi)能增加 C.機(jī)械能減小，內(nèi)能不變 D.機(jī)械能不變，內(nèi)能增加 13.小松媽媽去百貨大樓購物，自動(dòng)扶梯把她從一樓勻速送到二樓的過程中，她的（ ） A.動(dòng)能增大，勢能增大，機(jī)械能增大 B.動(dòng)能增大，能增大，機(jī)械能不變 C.動(dòng)能不變，勢能增大，機(jī)械能不變 D.動(dòng)能不變，勢能增大，機(jī)械能增大 14.四只相同規(guī)格的燒杯中裝有水，水量及其溫度如圖所示，關(guān)于四只燒杯中水的內(nèi)能的大 小，下列判斷正確的是（ ） A.a 燒杯中水的內(nèi)能大于 b 燒杯中水的內(nèi)能 B.c 燒杯中水的內(nèi)能大于 d 燒杯中水的內(nèi)能 C.a 燒杯中水的內(nèi)能大于 c 燒杯中水的內(nèi)能 D.d 燒杯中水的內(nèi)能大于 c 燒杯中水的內(nèi)能 15.關(guān)于簡單機(jī)械，下列說法中正確的是（ ） A.定滑輪不僅能改變力的大小而且能改變力的方向 B.功率越大的機(jī)械，做功就越快 C.做功越多的機(jī)械，其機(jī)械效率就越高 D.越省力的機(jī)械，其機(jī)械效率就越高 16.下圖所示的四種工具中，屬于省力杠桿的是（ ） A.坩堝鉗.剪刀 .筷子.鑷子 10 題圖 12 題圖 10 題圖 14 題圖 17.如圖所示，瓶蓋起子有 (a)、(b)兩種用法。A、B 是開蓋時(shí)起子和瓶蓋接觸的兩點(diǎn)。在 瓶蓋和瓶口的接觸點(diǎn)中，D 和 E 分 別是離手最遠(yuǎn)和最近的兩點(diǎn)。開蓋 時(shí)手對起子施加的力 F 作用在 G 點(diǎn)， 瓶口對瓶蓋的阻力可以認(rèn)為作用于 瓶蓋的中心 C 點(diǎn)(圖中沒有標(biāo)出)。 如果瓶蓋在打開的過程中沒有發(fā)生 明顯的彎折。則：（ ） A.(a)、(b)兩圖支點(diǎn)都是 A，(a)種用法更省力 B.(a) 圖支點(diǎn)是 A，(b)圖支點(diǎn)是 B，(a)種用法更省力 C.(a) 圖支點(diǎn)是 A，(b)圖支點(diǎn)是 B，(b)種用法更省力 D.(a)、(b)兩圖支點(diǎn)都是 B，(b)種用法更省力 18.如圖，掛在豎直墻壁上的石英鐘，它的秒針在走動(dòng)時(shí)會受到轉(zhuǎn)軸處 的摩擦阻力和重力的作用。當(dāng)石英鐘內(nèi)電池的電能將耗盡而停止走動(dòng)時(shí)， 其秒針往往停在表盤上的（ ） A.“3”的位置 B.“6”的位置 C.“9”的位置 D.“12”的位置 19.如圖所示，吊籃的重力為 400N，動(dòng)滑輪重力為 50N，定滑輪重力為 40N，人的重力為 600N，人在吊籃里拉著繩子不動(dòng)時(shí)需用力（ ） A.218N B.220N C.210N D.236N 二、填空題 1.人類的太空旅行已不是夢想，2007 年 4 月，世界第五位太空旅客查爾 斯希莫尼成功完成了又一次太空旅行，在飛船加速上升時(shí)，其動(dòng)能_，重力 勢能_，機(jī)械能_（選填“增大” 、 “減小”或“不變“） 。 2.用煤氣來做飯時(shí)，熱量大部分是通過 方式傳遞給鍋，若煤氣的熱值約 3.9107J/m3，則完全燃燒 1m3煤氣能放出 J 熱量。飯菜做 好時(shí)，廚房彌漫著飯菜的香味,說明 。 3.小紅家買了一臺電烤箱，發(fā)熱功率有高、中、低三個(gè)檔位。如圖是 其內(nèi)部簡化電路圖，開關(guān) S1可分別與觸點(diǎn) a、b 接觸。已知： Rl50，R2=100，電源電壓保持不變。當(dāng)開關(guān) S1置于 b 端，S2 斷開時(shí)，電烤箱處于_檔位；電烤箱在中檔位工作時(shí)，消耗的 電功率是_W；電烤箱在高檔位工作時(shí)，對食物加熱 3min，消 耗的電能是_J。 4.太陽能把地面的空氣曬熱，太陽能轉(zhuǎn)化為_能；空氣流 動(dòng)成風(fēng)，又轉(zhuǎn)化為_能；植物吸收太陽能，發(fā)生光合作 3 題圖 18 題圖 19 題圖 5 題圖 17 題圖 用，太陽能轉(zhuǎn)化為植物的_能；古代植物在地質(zhì)變遷中變?yōu)槊?、石油、天然氣?轉(zhuǎn)化為這些燃料的_能。 5.在驗(yàn)證杠桿平衡條件時(shí)，某實(shí)驗(yàn)小組得到了如圖所示的杠桿平衡狀態(tài)，已知每個(gè)鉤碼的 質(zhì)量均相等： (1)已知鉤碼所掛位置不動(dòng)，將左邊的鉤碼拿掉一個(gè)，為使杠桿仍然保持平衡，右邊的鉤 碼拿掉_個(gè)； (2)由此，總結(jié)出杠桿的平衡條件為_。 6.小明用如圖所示的滑輪組，在 4 秒內(nèi)將質(zhì)量為 6.0 千克的物體 A 勻速提升了 0.5 米。已知繩子自由端所用的拉力 F 為 25 牛。則在這個(gè)過程中拉力做了 _焦的功，該滑輪組的機(jī)械效率為_。(g 取 10N/kg) 三、作圖題 1.用滑輪組將陷在泥中汽車?yán)鰜?，試在下圖中畫出最省力的繞繩方法。 1 題圖 2.當(dāng)螺線管通電時(shí)，螺線管的 N、S 極如下圖所示，請?jiān)趫D中標(biāo)出電流方向和小磁針靜止時(shí) 的 N、S 極。 2 題圖 四、實(shí)驗(yàn)題 1.小王同學(xué)做“比較兩種材料保溫性能”的實(shí)驗(yàn)，他取和兩種保溫材料，兩支相同的 溫度計(jì)，兩個(gè)相同的大玻璃燒杯，鐘表和初溫相同、質(zhì)量相等的熱開水，以及細(xì)線、硬 紙片、剪刀等，做兩個(gè)外形相同的保溫裝置，其中一個(gè)如圖（a）所示，然后在相同環(huán)境 的房間里同時(shí)開始做實(shí)驗(yàn)，他根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪得如圖（b）所示的“水溫與時(shí)間關(guān)系” 圖像，實(shí)驗(yàn)過程中室溫保持不變，請你回答： 1 題圖 （1）和哪種材料的保溫性能好？答：_（選填“”或“” ） ； 6 題圖 （2）對于同一保溫材料內(nèi)的水，在 10min 到 20min 時(shí)間內(nèi)放出的熱量 _20min 到 30min 時(shí)間內(nèi)放出的熱量（選填“大于” 、 “等于”或“小于” ） ； （3）在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，保溫材料內(nèi)的水放出的熱量_保溫材料內(nèi)的水 放出的熱量（選填“大于” 、 “等于”或“小于” ） 。 2.在“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中： （1）實(shí)驗(yàn)前，先把杠桿的中點(diǎn)支在支架上，調(diào)節(jié)兩端的 平衡螺母，使杠桿在_位置平衡。如果杠桿左邊低 右端高，則調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)向 移動(dòng)。此后在整個(gè)實(shí) 驗(yàn)過程 中，是否還要再旋動(dòng)兩側(cè)的平衡螺母？ 。 （圖中 杠桿上每格距離相等） （2）如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)。如果在支點(diǎn)兩側(cè)的鉤碼下方分別再掛一個(gè)等重的鉤 碼后，杠桿_保持平衡（選填“能”或“不能” ） ，若不能， 端向下傾斜； 如果兩邊各減少一個(gè)鉤碼，杠桿_端向下傾斜；將兩邊鉤碼都向外側(cè)移動(dòng)一個(gè)格 子，杠桿_端向下傾斜；將兩邊鉤碼都向內(nèi)側(cè)移動(dòng)一個(gè)格子，杠桿_端向 下傾斜。 3.（08 清遠(yuǎn)）在測 2.5V 小燈泡（電阻大約 8 左右）額定功率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明連接了如 圖的電路。其中電源電壓為 6V。 （1）圖中有一處連接錯(cuò)誤，請用“”標(biāo)出，并正確連接好實(shí)物圖。同時(shí)在虛線框中畫 出其對應(yīng)的電路圖。