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第三章 能量的轉化與守恒
01各種能量
一、各種形式的能量
1.機械能
機械能： 動能 和 勢能 統稱為機械能。
2.化學能
食物、植物、汽油、木材、天然氣、沼氣、煤炭等燃料都儲存著能量，這種能量也屬于化學能。
3.聲能
人耳能聽到聲音，超過一定強度的聲音會使人耳產生痛感，使聽力受到損傷。強度很大的聲音（如爆炸聲）還能將玻璃震碎。
4.電能
用電器有能量屬于電能。
各種發電站能夠提供大量的電能，各種電池也能提供方便使用的電能。電能是我們最常用的一種能量。
5.電磁能
用遙控器遙控機器時，遙控器將發出電磁輻射，電磁輻射具有能量，這種能量叫做電磁能。電磁能是電磁場所具有的能量。由于電磁場對電荷有力的作用，所以電磁能量可以通過場對運動電荷做功而與其它形式的能量（如熱能、機械能等）相互轉化。
6.內能（熱能）
內能是物體、系統的一種固有屬性。系統內能是構成系統的所有分子無規則運動動能、分子間相互作用勢能、分子內部以及原子核內部各種形式能量的總和。物體的溫度越高，分子運動的越快，它們的動能越大，物體內能越大。
7.太陽能、光能、核能、潮汐能、風能、生物能、地熱能
二、各種能量的列舉
物體的運動有多種多樣的形式。跟物體的運動一樣，能量也有多種形式。根據能量的特點大致可以分為機械能、化學能、聲能、電能、電磁能、內能、核能等。
事例 具有的能量形式
做機械運動的物體 機械能
汽車行駛時需要的燃料 化學能
動聽的音樂 聲能
各種電池和發電廠提供的電 電能
核電站發電 核能
可見光、紅外線紫外線、微波和X射線 電磁能
高溫水蒸氣 內能
01 動能與勢能的定義和影響因素
一、動能
（一）動能的概念
物體由于運動而具有的能量叫做動能。一切做機械運動的物體都具有動能。例如:飛翔的小鳥、行走的人、行駛的汽車、流動的水和空氣等，都具有動能。
（二）探究影響動能大小的因素
(1)提出問題:動能的大小與哪些因素有關
(2)猜想與假設:物體動能大，表示物體由于運動而具有的能量大，所以動能可能與物體的運動速度有關，還可能與物體的質量有關。
(3)設計實驗與制訂計劃:讓小車從斜面上滑下，碰到一個木塊上，推動木塊做功。在同樣的水平面上，通過木塊被推動的距離大小，判斷出小車動能的大小。
①探究動能大小與速度的關系:讓同一小車從不同高度滑下，看哪次木塊被推得遠
②探究動能大小與質量的關系:換用質量不同小車，讓它們從同一高度滑下，看哪個小車把木塊推得遠
(4)進行實驗與收集證據:
①同一小車從不同高度滑下，小車碰撞木塊時的速度不同。高度越高，小車滑下時速度越大，木塊被推得越遠，說明物體動能的大小與物體的速度有關。
②不同小車從同一高度滑下，小車碰撞木塊時的速度相同。質量大的小車將木塊推得遠，說明物體動能的大小與物體的質量有關。
(5)實驗結論:物體動能的大小與物體的質量和運動速度有關。質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質量越大，它的動能也越大。
二、勢能
（一）重力勢能
(1)定義:物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。
判斷一個物體是否具有重力勢能，關鍵是看此物體相對某一個平面有沒有被舉高，即相對此平面有沒有一定的高度。 若有，則物體具有重力勢能；若沒有，則物體不具有重力勢能。
(2)探究影響重力勢能大小的因素的實驗
實驗原理 金屬小球的重力勢能由被金屬小球所撞出的沙坑的深度和大小來表示，撞出的沙坑越深越大，表明金屬小球的重力勢能越大
實驗過程 a.探究重力勢能與高度的關系:從不同高度自由釋放同一金屬小球，觀察并記錄金屬小球所撞出沙坑的深度和大小； b.探究重力勢能與質量的關系:從同一高度自由釋放質量不同的金屬小球，觀察并記錄金屬小球所撞出沙坑的深度和大小
實驗現象 a.同一個金屬小球，下落高度越高，金屬小球所撞出的沙坑越深越大； b.下落相同的高度，質量越大的金屬小球撞出的沙坑越深越大
分析現象 得出結論 a.在質量相同時，物體被舉得越高，它具有的重力勢能越大； b.物體被舉高的高度相同，物體的質量越大，它具有的重力勢能就越大
物體的重力勢能大小與物體的質量和被舉高的高度有關。物體的質量越大，被舉得越高，它具有的重力勢能就越大。
（二）彈性勢能
(1)定義:物體由于發生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。例如，張開的弓、拉長的橡皮條、卷緊的鐘表發條、壓彎的桿等都是由于發生形生彈性形變而具有了彈性勢能。判斷一個物體是否具有彈性勢能，關鍵是看物體是否發生了彈性形變，若物體發生了彈性形變，則此物體具有彈性勢能。
(2)影響彈性勢能大小的因素:彈性勢能的大小與物體彈性形變的大小有關。物體的彈性形變越大，彈性勢能就越大。例如，射箭時手拉弓弦使弓的彈性形變越大，彈性勢能就越大，箭就射得越遠。同樣，機械表內發條卷得越緊，彈性形變越大，彈性勢能就越大，機械表走動的時間就越長。
02 能量的轉化
（一）動能和重力勢能的相互轉化
動能和重力勢能之間可以相互轉化，一般發生在重力作用下的運動過程中。
(1)擺錘的擺動:在擺錘向下擺動的過程中，高度越來越低，速度越來越大，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉化為動能:在擺錘擺過中點向上擺動的過程中，高度越來越高，速度越來越小，重力勢能增大，動能減小，動能轉化為重力勢能。
(2)滾擺的運動:在滾擺下降的過程中，高度越光越低，速度越來越大，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉化為動能；在滾擺上升的過程中，高度越來越高，速度越來越小，重力勢能增大，動能減小，動能轉化為重力勢能。
(3)高處滾下的小球:小球在最高點運動速度是零，不具有動能，只具有重力勢能； 到最低點只具有動能；之間既有動能又有重力勢能。最高點開始小球在滾動過程中，重力勢能轉化為動能；最低點開始動能轉化為重力勢能。
（二）動能和彈性勢能的相互轉化
一個木球從高處滾下來，撞擊到彈簧片上。
研究的過程 球的速度 動能 彈簧片形變程度 彈性勢能 能的轉化
木球壓彎彈簧片 不斷減小直至為零 不斷減小直至為零 由小變大 不斷增大 動能轉化為彈性勢能
彈簧片把木球彈回 由零不斷增大 由零不斷增大 由大變小 不斷減小，直至為零 彈性勢能轉化為動能
（三）機械能守恒
動能和勢能之和稱為機械能。物體的動能和勢能可以相互轉化，而且在轉化過程中，如果只有動能和勢能的相互轉化,機械能的總量就保持不變，即機械能守恒。
（四）動能和勢能轉化的應用
動能和勢能的相互轉化有著廣泛的應用。如撐桿跳高運動員起跳后，身體不斷上升，撐竿劇烈彎曲，動能轉化為運動員的重力勢能和撐竿的彈性勢能。當上升到一定高度時，動能變得很小。此后，撐竿的彈性勢能將逐漸轉化為運動員的重力勢能。水力發電站是利用水的勢能轉化為水的動能，再轉化為葉輪的動能，進而帶動發電機發電的。
01 功
一、功
（一）功的含義
物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過一段距離，我們就說這個力對物體做了功。力做功也常說成物體做功，如人的推力對小車做功，也可以說成人對小車做功。
（二）做功的兩個必要因素
做功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過一段距離。兩者缺一不可，否則就沒有做功，例如：運動員把杠鈴舉過頭頂不動時，雖然有力但杠鈴并沒有在力的方向上移動一段距離，所以不做功。
(1)力對物體不做功的三種情況
①有距離無力：物體沒有受到力的作用，但由于慣性通過一段距離；
②有力無距離：有力作用在物體上，但物體沒動，即物體沒有通過一段距離；
③力與距離垂直：物體受到了力的作用，也通過了一段距離，但通過的距離與力的方向垂直。
(2)物體在力的方向上通過一段距離是指力與距離具有同向性、同體性和同時性。
（三）功的計算
功有大小，科學上規定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。即功=力x距離。如果用F表示力，s表示物體在力的方向上通過的距離，W表示功，則功的計算公式為W=Fs。
應用功的計算公式時，必須注意以下三點：
(1)要明確是哪個力對物體做功，或是哪個施力物體對哪個受力物體做功。
(2)公式W=Fs中的F是作用在物體上的力，s是物體在力F方向上通過的距離。例如：某運動員用500牛的力將足球踢出20米遠，若用公式W=Fs=500牛x20米=10000焦計算就是錯誤的，因為踢球的力的作用距離并不是20米。
(3)F是使物體沿力F方向通過距離s的過程中，始終作用在物體上的力，它的大小和方向都是不變的。
（四）功的單位
在國際單位制中，力的單位是牛( N )，距離的單位是米( m)，功的單位是牛.米(N. m )，在國際單位制中，用專門的名稱“焦耳”來表示，簡稱為焦，符號是J。1焦=1牛.米。
（五）做功的實質
做功的過程實質上就是能量轉化的過程，力對物體做了多少功，就有多少能量發生了轉化。因此，可以用功來量度能量轉化的多少。
例如：舉起重物時做功100焦，人體就有100焦的能量轉化成了物體的勢能；拖動物體做功500焦，人體就有500焦的能量轉化成了物體的動能和由于各種摩擦而產生的內能。能量的單位與功的單位一樣，也是焦耳。
02 功率
（一）比較做功的快慢
比較做功的快慢有三種方法：
(1)若做功相同，比較做功的時間，所用時間越短做功越快，所用時間越長做功越慢；
(2)若做功時間相同，比較所做功的多少，做功越多做功越快，做功越少做功越慢；
(3)若做功的多少和所用時間都不相同，則通過計算(做功的多少與做功所用時間的比值)進行比較。
通過以上三種方法的比較，說明做功的快慢與做功的多少和做功所用時間這兩個因素都有關系。
（二）功率
(1)定義：單位時間里完成的功叫做功率。
(2)意義：反映做功快慢的量(即表示能量轉化快慢的量)。
(3)符號： P
(4)功率的公式：由功率的定義知，功率=功/時間，如果用P表示功率，W表示功，t表示時間，則功率的公式可表示為P=W/t
(5)功率的單位
在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。1瓦=1焦/秒。在實際應用中還常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作為功率的單位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。
【能力拓展】
①當物體在力F的作用下，以速度v做勻速直線運動時(力F與速度v同方向)，由W=Fs、v= s/t，得出P=Fv，即功率等于力與力的方向上運動速度的乘積。利用P=Fv可以知道：拖拉機在上坡時，當功率一定時，通過換擋減小速度是為了增大牽引力，這樣有利于上坡。
②應用公式P=W/t時一定要注意三個量的對應關系，功W一定是在對應的時間t內完成的功，這樣算出的功率才是時間t內的功率，不同的時間內對應的功率一般來說是不同的，功率越大，反映了完成功的“速度”越大，但并不代表做功一定多。功率的公式P=W/t是指平均功率，即在t時間內的平均功率，而不是某一時刻的瞬間功率。
01杠桿的定義以及分類
一、杠桿的五要素與作圖
（一）杠桿的含義
如果一根硬棒在力的作用下能夠繞著固定點轉動，這根硬棒就叫做杠桿。
（二）杠桿的五要素
(1)支點:杠桿繞著轉動的固定點。(用0表示)
(2)動力:使杠桿轉動的力。(用F1表示)
(3)阻力:阻礙杠桿轉動的力。(用F2表示)
(4)動力臂:從支點到動力作用線的距離。(用L1表示)
(5)阻力臂:從支點到阻力作用線的距離。(用L2表示)
（三）力臂的畫法
要正確畫出杠桿上各力的力臂，首先要明確力臂的概念---力臂是從支點到力的作用線的距離，這是解決杠桿問題的關鍵。通常按下述步驟即可畫出力臂:
(1)在杠桿的示意圖上，確定支點O，如圖所示。
(2)畫好動力作用線及阻力作用線，有時需要用虛線將力的作用線延長。
(3)從支點0向力的作用線引垂線，要畫出垂足，則從支點到垂足的距離就是力臂，力臂用實線表示并用大括號勾出，在旁邊標上字母1或h，分別表示動力臂或阻力臂。
可以用簡單的順口溜記住:先找點，后延線，過支點，引垂線。
二、杠桿的分類
名稱 力臂關系 力的關系 特點 應用舉例
省力杠桿 L1＞L2 F1＜F2 省力但費距離 撬棒、鍘刀、起子等
費力杠桿 L1＜L2 F1＞F2 費力但省距離 釣魚竿、鑷子等
等臂杠桿 L1＝L2 F1＝F2 既不省力也不費力 天平、定滑輪
【溫馨提示】
對于生活中常見的簡單機械應從平常使用中感受其具體運動的過程，然后結合科學知識進行分析；對于較復雜的杠桿，①在圖上找到支點、動力、阻力；②畫出動力臂和阻力臂；③利用杠桿平衡原理，比較動力臂和阻力臂大小。若動力臂大于阻力臂，則為省力杠桿，反之則為費力杠桿。
02杠桿平衡條件實驗
一、杠桿平衡的條件
（一）杠桿平衡:在動力和阻力的作用下，杠桿保持靜止或勻速轉動狀態。
（二）實驗探究:杠桿的平衡條件
實驗器材:杠桿和支架、彈簧測力計、鉤碼、刻度尺、線。
實驗步驟:
A.調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。
B.如圖所示，在杠桿兩邊掛上不同數量的鉤碼，調節鉤碼的位置，使杠桿在水平位置平衡。這時杠桿兩邊受到鉤碼的作用力的大小都等于鉤碼重力的大小。
把支點右方的鉤碼的重力當成動力F1，支點左方的鉤碼的重力當成阻力F2；用刻度尺測量出杠桿平衡時的動力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的數值填入實驗表格中。
C.改變力和力臂的數值，再做兩次實驗，將結果填入人實驗表格中。
實驗序號 動力F1/牛 動力臂L1/厘米 動力x動力臂/(牛.厘米) 阻力F2/牛 阻力臂L2/厘米 阻力x阻力臂/(牛.厘米)
1 0.5 20 10 1.0 10 10
2 1.5 20 30 1.0 30 30
3 2.0 20 40 4.0 10 40
分析與論證:分析實驗數據，可知杠桿平衡時，如果動力臂比阻力臂大，則動力比阻力小；動力臂比阻力臂小，則動力比阻力大。如果把每次實驗的動力與動力臂相乘，阻力與阻力臂相乘，雖然各次實驗的乘積不相同，但每次實驗中動力與動力臂的乘積跟阻力與阻力臂的乘積相等，即動力x動力臂=阻力x阻力臂，用公式表示為F1 x L1=F2 x L2
（三）杠桿平衡條件(或杠桿平衡原理):動力x動力臂=阻力x阻力臂，用公式表示為F1 x L1=F2 x L2
03 滑輪與滑輪組
一、滑輪的分類與作用
（一）滑輪的定義
滑輪是一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉動的輪子
（二）滑輪的分類和作用
使用滑輪工作時，根據滑輪軸的位置是否移動，可將滑輪分成定滑輪和動滑輪兩類。
定滑輪 動滑輪
定義 軸固定不動 軸隨物體一起移動
特點 不省力，不省距離，但能夠改變力的作用方向 省一半力， 費一倍距離，并且不能改變力的作用方向
應用 旗桿頂部的滑輪 起重機的動滑輪
（三）定滑輪和動滑輪的實質
(1)定滑輪可以看做一個變形的杠桿，如圖所示，滑輪的軸相當于支點，動力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑，根據杠桿的平衡條件可知:F=G,所以不省力。因此，定滑輪的實質是一個等臂杠桿。
(2)動滑輪也可以看做一個變形的杠桿，如圖所示，支點o在滑輪的邊緣上，動力臂為阻力臂的2倍，故動力F是阻力F的二分之一，即動滑輪能夠省一半力。因此，動滑輪的實質是動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，使用動滑輪費一倍的距離，如物體上升距離為h，則繩子自由端移動的距離s=2h。
定滑輪 動滑輪
圖示
表達式 F=G F=F摩，F摩物體與地面的摩擦力 F=(G+G輪)/2 S繩=2h物 v繩=2v物 F=F摩/ 2 S繩=2h物 v繩=2v物 F=2G+G輪 S輪=s物/2 v輪=v物/2 F=2F摩 S輪=s物/2 v輪=v物/2
04 斜面和機械效率
一、機械效率
（一）有用功、額外功、總功的定義
(1)有用功:人們提升重物過程中必須做的功，用w有用表示。
(2)額外功:利用機械時，人們不得不額外做的功，用W額外表示。
(3)總功:人的拉力(動力)對動滑輪(機械)所做的功，用W總表示，W總=W有用+W額外
(4)有用功、額外功、總功的單位都是焦(J)。
（二）機械效率
定義 公式
有用功 提升重物過程中必須要做的功 W有
額外功 利用機械時，人們不得不額外做的功 W額
總功 有用功和額外功之和 W總＝W有＋W額
機械效率 科學上把有用功跟總功的比值 η＝×100%
（三）提高機械效率的途徑:
①在所做的有用功不變的情況下，減小額外功，具體方法是改進結構，使機械更合理，更輕巧，如減少動滑輪的個數，或換用質量小的動滑輪，盡量減小摩擦等;
②在所做額外功一定的情況下，增大有用功，即在機械能承受范圍內盡可能增加每次提起重物的重力。
二、斜面的機械效率
(1)斜面是一種簡單機械，使用它可以省力，但要費距離。
(2) 影響斜面機械效率的因素:對于光滑程度相同的斜面，傾斜程度越大，機械效率越高。
(3)測量斜面的機械效率：
①光滑斜面：Fl＝Gh　 W額＝0　 η＝100%
②有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl
③斜面的機械效率與斜面的光滑程度和傾斜程度有關。
測量滑輪組的機械效率：多數情況下僅考慮由于動滑輪自重所帶來的額外功，而不考慮繩子的重力和摩擦。此時對于用滑輪組提升物體時有：η＝＝＝。測量杠桿的機械效率：η= =
01 內能
一、內能
（一）內能的定義
(1)分子動能：分子永不停息地做無規則運動，同一切運動著的物體一樣,運動著的分子也具有動能。物體的溫度越高,分子具有的動能越大。
(2)分子勢能：由于分子之間存在相互作用力,因此分子之間也具有勢能。
(3)物體的內能：物體內部所有分子熱運動的動能和和勢能的總和，叫做物體的內能，俗稱熱能，內能的單位是焦耳( J)。
(4)影響內能大小的因素：物體的溫度、質量、狀態、種類等。如在其他因素相同時，溫度越高物體的內能越大；在其他因素相同時，物體的質量越大，物體的內能越大；在其他因素相同時，物體的狀態不同，物體的內能可能不同；在其他因素相同時，物體的種類不同，物體的內能也可能不同。
（二）改變物體內能的方式
(1)熱傳遞可以改變物體的內能
①熱傳遞的條件：物體之間或同一物體的不同部分之間存在溫度差。
②熱傳遞對物體的影響：溫度高的物體放出熱量，溫度降低，內能減少；溫度低的物體吸收熱量，溫度升高，內能增加。
③內能變化的量度：用熱量來量度內能的變化。熱量是指在熱傳遞過程中，傳遞內能的多少。
④熱傳遞的實質：是內能從高溫物體(或同一物體的高溫部分)傳遞到低溫物體(或同一物體的低溫部分)。
(2)做功可以改變物體的內能
①大量生活現象和實驗表明：外界對物體做功，可以使物體的內能增加。常見對物體做功四種方法如下：
壓縮體積(如：用打氣簡打氣)
摩擦生熱(如：鉆木取火)
鍛打物體(如：用鐵錘敲打鐵塊)
彎折物體 (如： 來回多次擰彎細鐵絲 )
②大量實驗表明，物體對外做功，物體的內能會減少，如氣體體積膨脹
③通過做功改變物體的內能，實質是其他形式的能與物體內能相互轉化的過程。對物體做了多少功，就有多少其他形式的能轉化為內能；物體對外做了多少功，就有多少內能轉化為其他形式的能。可見，功可以用來量度內能改變的多少。
二、溫度、熱量、內能之間的區別與聯系
溫度 熱量 內能
定義不同 宏觀上：表示物體的冷熱程度 微觀上：反映物體中大量分子 在熱傳遞過程中， 傳遞熱量的無規則運動的劇烈程度多少 物體內所有分子無規則運動的動能與勢能的總和
量的性質 狀態量 過程量 狀態量
表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改變”“增加”“減少”
單位 攝氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J)
聯系 溫度的變化，可以改變一個物體的內能，,傳遞熱量的多少可以量度物體內能改變的多少。物體吸收或放出熱量，它的內能將發生改變，但它的溫度不一定改變。如冰融化時要吸收熱量，內能增加，但溫度卻保持在0℃不變。同樣，物體放出熱量時，溫度也不一定降低
02 比熱容計算與熱機
一、比熱容和熱量的計算
（一）比熱容
(1)定義及單位：單位質量的某種物質，溫度升高1℃所吸收的熱量叫做這種物質的比熱容，比熱容用符號℃表示，單位為焦/(千克. ℃)，讀作焦每千克攝氏度。
(2)水的比熱容表示的物理意義意義：水的比熱容為4.2x103焦/(千克.℃ ),它的意義是質量為1千克的水，溫度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的熱量為4.2x103焦。
(3)水的比熱容的特點和應用：一定質量的水升高(或降低)一定溫度吸收（或放出）的熱量較多，根據這特點， 我們用水作為降溫物質或用來取暖，用來降溫時，讓水吸收并帶走更多的熱量：用來取暖時，讓水放出更多的熱量。另一方面，由于水的比熱容大，在吸收(或放出)相同的熱量時，溫度升高(或降低)得小，故沿海沿海地區晝夜溫差小，沿海地區冬暖夏涼等。
（二）熱量的計算公式
(1)吸熱公式： Q吸=cm( t-to)。
式中C表示物質的比熱容，m表示物體的質量，to表示物體加熱前的溫度,t表示物體加熱后的溫度,“t-to”表示升高的溫度，有時可用△to表示，此時吸熱公式可寫成Q吸=cm△to
(2)放熱公式：Q放=cm (to-t)。
式中c、m的含義不變，to表示物體放熱前的溫度，t表示物體放熱后的溫度，“to-t”表示降低的溫度，有時可用△to表示，此時放熱公式可寫成Q放=cm△to
(3)熱量計算的一般式： Q=cm△t △t表示溫度的變化量。
可見，物體吸收或放出熱量的多少由物體的質量、物質的比熱容和物體溫度的變化量這三個量的乘積決定，跟物體溫度的高低無關。
Q吸與Q放公式中各物理量的單位：比熱容C的單位是焦/(千克.℃),質量m的單位是千克，溫度(t、t或△to)的單位是℃(攝氏度)，熱量Q的單位是焦，計算時要注意單位的統一。
(4)兩個溫度不同物體放在一起時，高溫物體放出熱量,溫度降低；低溫物體吸收熱量，溫度升高。若放出熱量沒有損失，全部被低溫物體吸收，最后兩物體溫度相同，稱為“達到熱平衡”。用公式表示為Q吸=Q放
二、熱機
（一）熱機的類型：蒸汽機、內燃機、燃氣輪機噴氣發動機等。
（二）熱機的特點：通過做功把內能轉化為機械能。
（三）內燃機：燃料在機器汽缸內燃燒的熱機。汽油機和柴油機是兩種常見的內燃機。
（四）汽油機
(1)汽油機：以汽油為燃料的內燃機。
(2)構造：如圖所示。
(3)汽油機在工作時，活塞在汽缸內往復運動。活塞從汽缸的一端運動到另端的過程叫做一個沖程。其工作過程如下表：
沖程名稱 吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程
工作示意圖
進氣門開閉情況 打開 關閉 關閉 關閉
排氣門開閉情況 關閉 關閉 關閉 打開
活塞運動方向 向下 向上 向下 向上
沖程的 作用 吸入汽油和空氣的混合物 壓縮汽油和空氣的混合物，使其壓強增大、溫度升高。在壓縮沖程末，火花塞產生電火花，點燃燃料混合物 燃料混合物燃燒產生高溫高壓燃氣，高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，帶動曲軸轉動，對外做功 排出廢氣
能的轉化 無能量轉化 機械能轉化成內能 汽油燃燒：化學能轉化成內能；燃氣推動活塞做功：內能轉化成機械能 無能量轉化
(4)工作過程分析：大多數汽油機的一個工作循環都是由四個沖程組成的，分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在一個工作循環中，曲軸和飛輪均轉動兩圈，對外做功1次。在四個沖程中，只有做功沖程是燃氣對外做功，將內能轉化為機械能，其他三個沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成。
三、燃料的熱值
（一）定義：1千克某種燃料完全燃燒時放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。
（二）單位：焦/千克，如木炭的熱值是3.4x107焦/千克，它表示1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4x107焦。
（三）能量轉化：燃料燃燒釋放熱量的過程，就是將貯存在燃料中的化學能轉化為內能的過程。
（四）熱值是燃料的一種特性， 它只與燃料的種類有關，不同燃料的熱值一般不同；與燃料的形狀質量、體積、是否完全燃燒均無關。
（五）燃料完全燃燒放出熱量的計算公式： Q放=mq。其中m代表燃料的質量,其單位為千克,q代表燃料的熱值，其單位為焦/千克，Q代表熱量，其單位為焦。
（六）燃料很難完全燃燒，燃料燃燒放出的熱量也不可能完全得到利用。因此，改善燃燒條件，使燃料盡可能完全燃燒，同時應盡可能減少各種熱損失，既可以節約燃料、提高效率，又可以減少污染、保護環境。
01 電功和電功率概念
一、電能與電功
（一）電功
(1)定義:電流所做的功叫做電功。
(2)實質:電流做功的過程實質上就是電能轉化為其他形式能量的過程。電能轉化為其他形式能量的多少可以用電功來度量。如電流通過電動機，把電能轉化為機械能，說明電流對電動機做了功。
(3)單位，電能電功的單位是焦耳，還有千瓦時(kW.h)俗稱“度”。焦耳與千瓦時之間的換算關系:1千瓦時=3.6x 106焦耳。
（二）電能表
(1)電能表的作用:測量用電器在一段時間里消耗的電能的多少。電能表也叫電度表。
(2)電能表的參數含義
220V：該電能表應該接在220伏的電路上使用。
kw.h:電能表上的數字以千瓦時為單位來顯示用電器所消耗的電能。
1200r/kW.h:接在該電能表上的用電器，每消耗1千瓦時的電能，電能表的轉盤轉過1200轉。
5(10)A:該電能表的額定電流為5安，在短時間內使用時電流可允許大一些，但不能超過10安。
(3)電能表測量電能的方法:
①讀數法:電能表計數器上顯示著數字，計數器前后兩次示數之差就是這段時間內用電的度數(消耗電能的多少)，單位是千瓦時(度)。例如:家中電能表在月初的示數是03248，月末的示數是03365，則這個電能表計數器示數中最后一位數月家中用電量為336.5千瓦時-324.8千瓦時=11.7千瓦時，即這個月家中用電量為11.7度。
②計算法:由電能表參數Nr/ kW.h (N由不同電能表規格而定)，數出某段時間電能表轉盤轉過的轉數n，則這段時間消耗的電能W=n/N千瓦時=n/N x 3.6x 106焦耳
二、電功率
（一）電功率
(1)物理意義:描述電流做功的快慢。
(2)定義:電流在單位時間內做的功。用字母P表示。
(3)單位:瓦( W )或千瓦(kW)，換算關系為1千瓦=1 000瓦。
(4)公式:P= W/t，其中W代表電功，t表示時間，其變形式為W=Pt，t= W/P
（二）額定電壓和額定功率
(1)額定電壓:用電器正常工作時的電壓。用電器銘牌上標有的電壓值就是額定電壓，常用U額表示。
(2)額定功率:用電器在額定電壓下消耗的電功率。用電器銘牌上標有的電功率值就是額定功率，常用P額表示。
（三）實際電壓和實際功率
(1)實際電壓:用電器實際工作時的電壓，它可能與額定電壓相等，也可能比額定電壓大或小，還可能為零。常用U實表示。
(2)實際功率:用電器在實際電壓下工作時的電功率，它可能與額定功率相等，也可能比額定功率大或小，當用電器中無電流通過時實際功率為零。常用P實表示。
(3)燈泡的亮度取決于其實際功率的大小。無論額定電壓如何，額定功率如何，在沒有損壞的前提下，只要燈泡的實際功率相等，其發光的亮度就相同。
(4)實際功率和額定功率之間的關系:
用電器兩端的電壓 電功率 用電器工作情況
U實=U額 P實=P額 正常工作
U實>U額 P實>P額 容易損壞
U實02 電功率測量實驗及電功率計算
一、電功率的實驗探究
（一）影響電功率大小的因素
(1)研究電功率與電流的關系
實驗方案:如圖所示，將兩只小燈泡并聯，目的是控制兩者兩端的電壓相同，比較通過兩只小燈泡的電流大小和亮度(亮度反映實際功率的大小)。觀察兩只小燈泡的亮暗，并記錄兩只電流表的示數，把觀察結果記錄在下表中。
燈L1 燈L2
條件控制(電壓關系)
亮度(亮暗)
電流(安)
實驗結果:在電壓相等的情況下，通過小燈泡的電流越大，小燈泡的電功率越大。
(2)研究電功率與電壓的關系
實驗方案:如圖所示，將兩只小燈泡串聯，目的是控制通過兩者的電流相同，比較兩只小燈泡兩端的電壓大小和亮度(亮度反映實際功率的大小)。觀察兩只小燈泡的亮暗，并記錄兩只電壓表的示數，把觀察結果記錄在下表中。
燈L1 燈L2
條件控制(電流關系)
亮度(亮暗)
電壓(安)
實驗結果:在電流相等的情況下，小燈泡兩端的電壓越高，小燈泡的電功率越大。
（二）電功率的計算公式
(1)實驗表明，用電器的電功率等于用電器兩端的電壓與通過用電器的電流的乘積。
(2)電功率的公式可表示為P=UI (電功率的基本公式，適用于所有電路的計算)，由公式得出，電功率的單位瓦特也可表示為1瓦=1伏.安。
(3)電功率的推導公式:將公式I=U/R代入上述公式，可推導出:P=I2R或P= U2/R(只適用于純電阻電路的計算)。
(4)無論用電器串聯或并聯，電路的總功率都等于各用電器的實際功率之和，關系式為P=P1+P2+..+Pn。
（三）電功的計算
(1)根據功率和功的關系P=W/t可以得到電功的計算式，即W=Pt=UIt。這就是說，電流在某段電路上做的功，等于這段電路兩端的電壓與通過這段電路的電流，以及通電時間的乘積。
(2)根據公式W=UIt,電功的單位焦耳也可表示為1焦=1伏.安.秒。
(3)將公式I=U/R代入電功公式，可得W=U2t/R或W=I2Rt。同樣的，這兩個公式只能運用于純電阻電路中。
（四）電功率的測量
(1)伏安法測量電功率:用電壓表測量用電器兩端的電壓，用電流表測量通過用電器的電流，再根據公式P=UI間接求出用電器的電功率，這種方法叫做伏安法。
(2 )實驗器材:常用的小燈泡1只(標明額定電壓，未標明額定功率)，電流表、電壓表各1只，滑動變阻器1只,開關1只，電池組(總電壓高于小燈泡的額定電壓)1只，導線若干。
(3)過程和步驟:
①按正確的電路圖連接電路。
②調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓恰好等于小燈泡的額定電壓。讀出此時兩只電表的示數，并記錄在下表中。
③調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓約為小燈泡額定電壓的1.2倍。觀察小燈泡的亮度變化(相對于額定電壓下的亮度)，讀出兩只電表的示數，并記錄在下表中。
④調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓約為小燈泡額定電壓的0.8。觀察小燈泡的亮度變化(相對于額定電壓下的亮度)，讀出兩只電表的示數，并記錄在下表中。
⑤計算出三種情況下小燈泡的電功率;分析小燈泡的亮度和實際功率的關系。
序號 電壓 電流 電功率 小燈泡的亮度變化
1
2
3
03 焦耳定律
（一）電流的熱效應
(1)定義:電流通過各種導體時，會使導體的溫度升高，這種現象叫做電流的熱效應。
(2)實質:電流通過導體發熱的過程實際上是電能轉化為內能的過程。
(3)應用:各種各樣的電熱器都是利用電流的熱效應工作的，如電熨斗、電熱毯、電熱壺、電飯煲等。電熱器的主要組成部分是發熱體，發熱體一般是由電阻大、熔點高的金屬導體制成的。
（二）探究影響電熱的因素
提出問題:電流通過導體產生的熱的多少跟哪些因素有關呢
猜想與假設:結合生活經驗，可能與導體的電阻有關，可能與電流的大小有關，還可能與通電時間有關。
設計實驗:如圖(注意控制變量法的運用)
控制t、I相同，研究熱效應與電阻的關系。
控制t、R相同，研究熱效應與電流的關系。
控制I、R相同，研究熱效應與時間的關系。
進行實驗:
①將兩根電阻絲串聯，通電加熱一段時間后，觀察兩玻璃管中煤油上升的高度，并作出標記。
②當兩玻璃管中的液面降到原來的高度后，減小滑動變阻器接人電路的阻值使電流增大，在與①相同的時間內，觀察同一玻璃管中煤油上升的高度，并作出標記。
③保持②電流大小不變，延長通電加熱時間，觀察同一玻璃管中煤油上升的高度，并作出標記。
④比較玻璃管中煤油上升高度的變化，得出結論。
獲得結論:
①當通電時間、電流相等時，電阻越大，電流產生的熱量越多。
②當通電時間、電阻相等時，電流越大，電流產生的熱量越多。
③當通電電流和電阻相等時，通電時間越長,電流產生的熱量越多。
（三）焦耳定律
(1)焦耳定律的內容:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。焦耳定律是由英國科學家焦耳最先發現的。
(2)公式:Q=I2Rt。
(3)對焦耳定律的計算公式Q rPRt的理解要注意以下幾點:
①講到影響電流通過導體產生熱量的因素時要控制好變量，要同時考慮到通過導體的電流、導體電阻和通電時間。例如不能說導體通電時間越長，產生的熱量就越多。
②不能說導體產生的熱量跟電流成正比，只能說跟電流的二次方成正比。
③公式中的各個物理量都是對同一導體或電路而言的，計算時不能張冠李戴。
④電熱和電功的單位是相同的，都是焦(J)。
電熱器檔位
電路圖
低溫擋 S閉合、S1斷開，R1、R2串聯，R總＝R1＋R2 S閉合、S1斷開，只有R2接入電路，R總＝R2 S接a端，R1與R2串聯．R總＝R1＋R2
高溫擋 S、S1都閉合，只有R1接入電路，R總＝R1 S、S1都閉合，R1與R2并聯，R總小于R1、R2中的最小值 S接b端，只有R2接入電路中，R總＝R2
01 核能的形式及其利用
一、核能
原子由原子核和核外電子構成，而原子核又由質子和中子構成，質子帶正電荷，中子不帶電，對于原子來說，質子和中子幾乎集中了原子的全部質量，卻擠在原子中心非常小的空間內，構成很小的原子核，這使得原子核分裂或重新組合極其困難，但是一旦使原子核分裂或聚合，就可釋放出驚人的能量。
（一）核能的概念
原子核是可以轉變的，原子核在轉變過程中所釋放出的能量叫做核能。核裂變和核聚變是獲得核能的兩種途徑。
（二）裂變
(1)含義:核裂變是質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核，并釋放出巨大能量的現象。如中子轟擊鈾235，鈾核就會分裂成2個新核，并釋放出能量，同時產生幾個新的中子，1千克鈾全部裂變，釋放的能量超過2000噸煤完全燃燒釋放的能量。
(2)鏈式反應:每個鈾核裂變時會產生幾個中子，這些中子又會繼續轟擊其他鈾核，使其他鈾核裂變并產生更多的中子，這樣就會導致一系列鈾核持續裂變，產生鏈式反應，如圖所示。快速的裂變反應可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的，我們]還可以控制鏈式反應的速度，把核能用于和平建設事業。“核反應堆”就是控制裂變反應的裝置。
(3)應用:原子彈、核電站都是根據核裂變的原理制成的。原子彈屬于不加控制的鏈式反應；核電站屬于可控制的鏈式反應。
（三）聚變
(1)含義:2個質量較小的原子核結合成質量較大的新原子核，同時釋放出能量的現象。由于核聚變需要極高的溫度，所以核聚變也叫熱核反應。
如圖所示，氘核(1個質子和1個氘核中子)和氚核(1個質子和2個中子)在超高溫下聚合成新的原子核一氦核，并釋放出1個中子，同時釋放巨大的能量。
(2)釋放能量情況:質量相同的核燃料，核聚變反應釋放的核能比核裂變反應釋放的核能要多得多。
(3)應用:氫彈是根據核聚變的原理制造的，它的威力比原子彈大得多。太陽的內部在不停地發生這種核聚變，從而向外釋放出巨大的能量。
二、核電站
利用核能發電的電站叫核電站。利用核能發電是人們和平利用核能的一個重要方向。
（一）核電站的原理
(1)核反應堆:可控制地進行核反應的裝置，稱為核反應堆。核反應堆是核電站核心部分，它以鈾為核燃料。
(2)核電站的原理:利用核反應堆提供的能量，使水變成蒸汽，再利用高溫高壓的蒸汽推動汽輪發電機發電。
工作過程:如圖所示。
反應堆中放出的核能轉化為高溫蒸汽的內能,通過汽輪機帶動發電機發電，內能轉化為機械能,再轉化為電能。核電站的工作過程:第一回路中的水被泵壓人反應堆，在那里被加熱，然后進人熱交換器，把熱量傳給第二回路的水，然后又被泵壓回到反應堆里；在熱交換器內，第二回路的水經加熱生成高溫高壓蒸汽，被送入汽輪機驅動汽輪機做功后溫度降低、壓強減小，進人冷凝器，最后又由水泵把它壓回熱交換器。高速旋轉的汽輪機帶動發電機發電。
(3)核電站的能量轉化:核電站并非將核能直接轉化為電能。目前人類使用的電能大多數是通過發電機發出的，而發電機是把機械能轉化為電能的裝置，所以核電站必須把核能通過某些途徑轉化為機械能，再通過發電機轉化為電能。核反應堆以鈾235為燃料，反應堆中放出的核能轉化為高溫蒸汽的內能，通過汽輪機做功，將內能轉化為機械能，帶動發電機發電，將機械能轉化為電能。
（二）核電站的特點
(1)消耗燃料少，廢渣也少,產生的能量巨大，可以大大減少燃料的運輸量。
(2)特別適合于缺少煤、石油和水力資源的區域。
(3)核電站需防止放射性物質泄漏造成的放射性污染，因此必須采用可靠的保護措施，同時要處理好廢渣。
(4)成本低，一些發達國家的核電已占相當大的比例，我國的核電事業發展得也很快。
（三）太陽能
(1)在太陽內部，氫原子核在超高溫下發生核聚變。
(2)太陽的巨大能量是內部核聚變產生的。
(3)大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射出去,其中有一部分到達地球表面。
三、放射性
（一）放射性
早在100多年前，科學家貝克勒爾、居里夫婦等發現鈾、釷、鐳等元素能夠自發地放出穿透能力很強的射線。居里夫人把元素具有的這種輻射能力叫做放射性。
原子核的裂變和聚變都會產生些放射性物質，這些物質的原子核內部會向外輻射出肉眼看不見的、能量很高的射線，如a射線、β射線和γ射線。
（二）三種主要的放射線
射線 組成 穿透本領
a射線 帶正電的高速運動的氦原子核 最弱，在空氣中只能前進幾厘米
β射線 帶負電的高速運動的電子流 較強，很容易穿透黑紙，還能穿透幾厘米厚的鋁板
γ射線 能量很高的電磁波 很強，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土
（三）放射性的利與弊
(1)利:少量的放射線可以為人類服務，如r射線可以對機械設備進行探傷；可以使種子變異，培育出新的優良品種；利用放射線可以殺菌。醫療上利用γ射線可以治療腫瘤等疾病。
(2)弊:過量的高能量的放射線照射對人體和動植物的組織有破壞作用。
01 能量轉化
（一）能量可以在兩個物體之間轉移，能量形式也可以轉化
(1)太陽能的轉化
照射到植物葉片上----植物的化學能
照射到大氣層中------空氣的動能
照射到太陽能熱水器--水的內能
照射到電池板上------電能
(2)人體能量的來源及轉化:人體所需的能量都來自食物，食物被消化后且被分解的過程，是食物的化學能轉化為人體的內能、電能、機械能等能量的過程。被吸收的營養物質由血液輸送到人體各處。
(3)火力發電廠的能量轉化:燃料燃燒將燃料的化學能轉化為內能來加熱水，水沸騰后，產生的蒸汽驅動渦輪機轉動將內能轉化為機械能，渦輪機帶動發電機發電將機械能轉化為電能。
（二）能量轉化的普遍性
自然界中的能量有多種表現形式，如機械能、內能、化學能、電能、電磁能、核能等。自然界中各種形式的能量不是孤立的，它們可以在一定的條件下發生轉化，能量也可以在同一物體或不同的物體間相互轉移。能量轉化是普遍現象，自然界中物質運動形式的變化中伴隨著能量的相互轉化。
二、能量的轉化與守恒定律
（一）內容
能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變。這就是能量轉化和守恒定律。
（二）意義
能量轉化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。無論是機械運動，還是生命運動，無論是宇宙天體，還是微觀粒子，都遵循這個定律。
（三）永動機一不可能成功
所謂“永動機”是指不消耗任何能量和燃料,卻能源源不斷對外做功的機器。“永動機”不可能成功的事實告訴我們，違反能量轉化和守恒定律的事件是不可能發生的。能量是不可能憑空創造出來的。即所謂的“消耗能量”“利用能量”“獲得能量"的實質是能量相互轉化或轉移的過程。
（四）機械能守恒與能量守恒定律的區別
(1)機械能守恒是有條件的一沒有能量損失或額外的能量補充。
因為機械能守恒是指一個物體如果只存在著動能和勢能之間的轉化時，機械能的總量將保持不變。如果存在機械能與其他形式的能之間的轉化，機械能總量發生改變，機械能不再守恒，例如克服摩擦做功，產生內能，機械能的總量將減少，損失的機械能將轉化為其他形式的能。
(2)能量守恒定律的成立不需要條件。這是因為能量轉化形式是多樣的，可以在機械能、內能、化學能、電能、光能、聲能間相互轉化，不限于動能和勢能之間的轉化，在轉化過程中，一種形式的能減少，另一種形式的能必然增加，能的總量保持不變。
三、能量轉化和轉移的方向性
（一）內能總是自發地從高溫物體轉移到低溫物體，而不能從低溫物體自發地轉移到高溫物體
如燒杯中的熱水變冷等，是內能自發地從高溫物體轉移到低溫物體。電冰箱、空調制冷，都是從低溫物體的內部吸熱，向外面放熱，使內能從低溫物體轉移到高溫物體。這種轉移不是自發進行的，必須要有附加的條件:消耗電能，電動機(壓縮機)做功。
（二）機械能可自發地轉化為內能，但內能無法自發地轉化為機械能
如汽車制動剎車時，由于摩擦，機械能轉變成地面、輪胎及空氣的內能，但是這些內能不能再次轉化為汽車的機械能而使汽車重新啟動。可見，能量的轉移和轉化是有 一定的方向性的。能量可以自發地朝一個方向進行，但不能自發地朝反方向進行。
01 分辨不同的能量
1．（2024七下·海曙期中）維持人體生命活動需要能量，人們從事生產活動也需要能量，這些能量最終主要來自 （　　）
A．流水和風 B．太陽輻射能
C．綠色植物的能量 D．深埋在地下的煤和石油
【答案】B
【知識點】能的多種形式
【解析】【分析】植物光合作用所固定的太陽能是生態系統中最初的能量來源；
【解答】植物利用太陽能進行光合作用，制造處有機物，有機物中儲存著化學能，有機物中的能量通過細胞的呼吸作用重新釋放出來，維持生命活動所需的能量，所以維持人體生命活動需要能量，人們從事生產活動也需要能量，這些能量最終主要來自太陽能；
故答案為：B.
02 動能、勢能相關實驗
1．（2024九上·鹿城月考）小科學習了彈簧彈性勢能與彈簧的形變程度有關后，還想繼續探究彈性勢能是否與彈簧的長度和彈簧的直徑有關，并想知道哪個因素對彈性勢能影響更大？于是他和同學們一起與老師討論設計，在老師的幫助下，設計了如圖所示的實驗裝置來進行探究。
主要實驗器材：材料和粗細相同的彈簧材料（如下表），還有刻度尺、小球等。
彈簧 直徑/（厘米） 彈簧長度/（厘米）
甲 1 10
乙 1 20
丙 2 10
請補充完實驗步驟：
①將裝置放在水平桌面上，把彈簧甲固定在A處，
②………………
【答案】①將裝置放在水平桌面上，把甲彈簧固定在A處，
②用小球壓縮彈簧甲2厘米，靜止后釋放，記錄小球在斜面最高點時高度，重復三次，取平均值，記為h1
③換用乙、丙彈簧，并壓縮相同的距離，重復實驗步驟②，記錄高度數據分別為h2，h3
④比較h1和h2的差值，h1和h3的差值的大小。
⑤改變彈簧壓縮的長度，重復上述實驗，分析數據得出結論。
【知識點】勢能的影響因素；動能和勢能的轉化與守恒
【解析】【分析】 彈性勢能和彈性形變程度有關，彈性形變程度越大，彈性勢能越大.重力勢能和兩個因素有關，一是物體重力，二是物體上升高度.探究過程應按照控制變量法進行.本題考查學生對勢能的影響因素及其轉化的掌握情況；在研究多變量的關系時，一定要運用控制變量法.
【解答】要探究彈性勢能是否與彈簧的長度和彈簧的直徑有關，根據控制變量法，將甲、乙、丙三根彈簧分別固定在A處，壓縮相同程度釋放，測量小球在斜面上升的高度。
2．（2024九上·拱墅期末）在探究“重力勢能大小與哪些因素有關”時，小樂提出如下猜想：
①重力勢能的大小可能與物體被舉起的高度有關；
②重力勢能的大小可能與物體質量的大小有關；
小樂設計了如圖所示的甲、乙和丙三組實驗來檢驗猜想：
甲、乙組的透明容器中裝入足夠的細砂，丙組裝入等量的小米。質量不同的實心鐵塊（m1＜m2）舉高到距桌面不同高度（h1＜h2）由靜止釋放，鐵塊落到桌面后與小桌一起向下運動，使小桌腿陷入細砂或小米中。
（1）為檢驗猜想①應比較　 　（填寫組別）的現象；通過　 　（填寫現象）來比較鐵塊重力勢能的大小。
（2）小歡認為丙組裝入等量小米不合理，原因是　 。
（3）小桌向下運動直到靜止的過程中，機械能轉化為　 　能。
【答案】（1）甲、乙；小桌腿陷入細砂的深度
（2）小桌腿在細砂和小米中受到阻力不同，故不能通過比較小桌腿陷入的深度來比較鐵塊重力勢能的大小，即實驗中無法直觀比較鐵塊重力勢能大小
（3）內
【知識點】勢能的影響因素
【解析】【分析】（1）桌腿進入沙堆的深淺，體現了物體對其做功的多少，桌腿進入沙堆越深反映了小球具有的重力勢能越，這用到了轉換法；
（2）利用控制變量法，比較圖中相同因素和不同因素，進行回答；
（3）小桌向下運動直到靜止的過程中，桌腿與細砂摩擦，機械能轉化為內能。
【解答】（1）探究重力勢能與物體被舉起的高度實驗中，應該控制物體質量不變，改變高度，故選甲乙實驗進行對比；
實驗中利用轉換法，把重力勢能轉化為小桌腿陷入細砂中深度，故應觀察小桌腿陷入細砂中深度；
（2）探究重力勢能與物體質量和被舉高的關系，應用到控制變量法進行實驗，只改變質量或者只改變高度，控制小桌腿與接觸物的摩擦力不變，而細沙和小米與小桌腿之間的摩擦力大小不同，故丙組不合理；
（3）小桌向下運動直到靜止的過程中，桌腿與細砂摩擦，機械能轉化為內能。
03 動能與勢能轉化典型例子
1．（2024·杭州模擬）如圖甲所示原長為l的橡皮筋一端固定在O點，另一端懸掛一個質量為m的小鋼球，將鋼球從O點釋放，鋼球運動到A點后開始向上返回，O、A兩點間距離為2l。鋼球從O點運動到A點的過程中，能表示其動能Ek隨運動距離s變化關系的圖像是圖乙中的（　　）
B． C． D．
【答案】D
【知識點】力與運動的關系；動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】當物體受到的合力與運動方向相同時，做加速運動；當合力為零時，加速停止，此時物體的運動速度最大；當合力的方向與運動方向相反時，做減速運動，據此分析即可。
【解答】從O點到橡皮筋的長度為l時，橡皮筋沒有形變，那么鋼球只受向下的重力，合力的方向與運動方向一致，小球做加速運動；此后橡皮筋逐漸伸長，鋼球受到的拉力越來越大，但是拉力始終小于重力，合力方向向下，鋼球繼續做加速運動；當彈力與鋼球的重力相等時，合力為零，加速停止，此時速度最大；此后，彈力越來越大，始終大于重力，那么合力向上，鋼球做減速運動。
綜上所述，鋼球的速度先增大后減小，且速度最大的時刻在長度為l的后面，所以鋼球的動能變化規律與速度基本相同，故D正確，而A、B、C錯誤。
故選D。
2．（2024九上·拱墅期末）如圖所示為單板滑雪大跳臺比賽時運動員在空中運動的軌跡，其中a、c兩處等高，若不計空氣阻力，下列說法正確的是（　　）
A．運動員從a處到b處，重力勢能轉化為動能
B．運動員從b處到d處，動能逐漸減小
C．運動員在a處和c處的重力勢能相等
D．運動員在b處時的機械能最大
【答案】C
【知識點】動能和勢能的大小變化；動能和勢能的轉化與守恒；機械能守恒
【解析】【分析】（1）動能與物體的質量和速度有關，質量越大，速度越大，物體的動能也就越大；
（2）重力勢能與物體的質量和高度有關，質量越大，高度越大，物體的重力勢能越大。
（3）不計空氣阻力，機械能轉化過程總量不變。
【解答】A、運動員從a處到b處，高度增大，重力勢能增大，速度減小，是動能轉化為重力勢能，故A錯誤；
B、運動員從b處到d處，是下降過程，高度減小，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能，動能逐漸增大，故B錯誤；
C、運動員在a處和c處的高度相同，質量相等，故重力勢能相等，故C正確；
D、不計空氣阻力，運動員在整個過程中的機械能保持不變，都相等，故D錯誤。
故選：C。
04 識別是否做功
1．（2024九上·鎮海區期末）如圖是小科投擲實心球的過程示意圖，實心球在b點離手，d點為落地點，最后滾到e點停止運動。在整個過程中，小科對實心球做功的是（　　）
A．ab段 B．bc段 C．cd段 D．de段
【答案】A
【知識點】力是否做功的判斷
【解析】【分析】本題要抓住做功的兩個必要因素：作用在物體上的力、物體在力的方向上通過的距離，二者缺一不可。
【解答】A、在a到b的過程中，實心球受到推力作用，且在推力方向上通過了距離，故小明對實心球做了功，故A正確；
BCD、bc段、cd段、de段小明沒有力作用在實心球上，所以小明不做功，故BCD錯誤。
故選：A。
05 功和功率簡單計算
1．（2024九上·平湖期末）亞洲最大、世界排名第二的礦車是中國制造的徐工DE400。該礦車搭配的是一臺電控高性能柴油機，礦車相關參數如下表所示。
型號 DE400
自重 260噸
最大載重 400噸
最高時速 50千米/時
發動機 柴油機
額定功率 2800千瓦
（1）柴油機屬于內燃機，工作原理與汽油機相似。柴油機工作時將內能轉化為機械能的是　 　沖程。
（2）徐工礦車DE400以額定功率并保持10米/秒的速度在水平路面上勻速行駛1000米，礦車的牽引力做了多少功
【答案】（1）做功
（2）解法一：F=P/v=2800000W÷10m/s=2.8×105N
W=Fs=2.8×105N×1000m=2.8×108J
解法二：t=s/v=1000m÷10m/s=100s
W=Pt=2.8×106W×100s=2.8×108J
【知識點】功的計算公式的應用；功率；熱機的工作原理
【解析】【分析】 內燃機工作時活塞在汽缸中往復運動，從汽缸的一端到另一端叫做一個沖程。也叫行程。
【解答】（1） 在發動機內部將燃料的內能轉化為機械能，這一過程即為做功沖程（又稱做功行程），柴油機工作時將內能轉化為機械能的是做功沖程；
（2）牽引力等于功率除以速度，牽引力乘以運動路程等于牽引力所做功。
06 杠桿五要素與杠桿分類
1．（2024九上·海曙開學考）人體中有不少骨也構成了杠桿，如圖所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相當于杠桿，肱二頭肌收縮提供動力，由圖可以看出，這是一個（　　）
A．費力、省距離的杠桿 B．省力、費距離的杠桿
C．既費力、也費距離的杠桿 D．既省力，也省距離的杠桿
【答案】A
【知識點】杠桿及其五要素；杠桿的平衡條件；杠桿的分類；杠桿的動態平衡分析；杠桿的應用
【解析】【分析】物理學中把一根在力的作用下可繞固定點轉動的硬棒叫做杠桿。杠桿可以是任意形狀的硬棒。 支點：杠桿繞著轉動的點，通常用字母O來表示。動力：使杠桿轉動的力，通常用F1來表示。阻力：阻礙杠桿轉動的力，通常用F2來表示。動力臂：從支點到動力作用線的距離，通常用L1表示。阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，通常用L2表示。 要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個力矩（力與 力臂 的乘積）大小必須相等。 即：動力×動力臂=阻力×阻力臂，用 代數式 表示為F1·l1=F2·l2。
【解答】 由圖可以看出，這是一個費力杠桿，因為動力臂壁阻力臂小，所以動力大于阻力，是一個費力費力杠桿，費力杠桿具有費力省距離的特點；
故答案為：A
（1題圖） （2題圖）
2．（2024九上·鹿城月考）如圖中的皮劃艇運動員一手支撐住槳柄的末端，另一手用力劃槳，此時的船槳可看作是一個杠桿。下圖中的船槳模型中最合理的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知識點】杠桿及其五要素
【解析】【分析】根據對杠桿五要素的認識判斷。
【解答】根據圖片可知，在劃動船槳的過程中，船槳最上面的手固定不動，相當于支點O。中間的手施加動力F1，方向向左；水對槳頭上的阻力F2，方向向右。
故B正確，而A、C、D錯誤。
故選B。
07 杠桿平衡條件實驗
1．（2024九上·鎮海區期末）小科用如圖所示裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。
（1）安裝好裝置后，杠桿在圖甲所示位置靜止，為便于后續實驗，小科將其調節至水平位置平衡，這樣做的目的是　 　。
（2）如圖乙所示，杠桿調節水平位置平衡后，在A處懸掛3個鉤碼，每個鉤碼重0.5N，如果在B處施加一個拉力使杠桿在水平位置再次平衡，施加的最小拉力為　 　N。
（3）得到實驗結論后，小科制作了圖丙所示裝置，輕質杠桿可繞O轉動，A點懸掛一重物M，B點受到電子測力計豎直向上的拉力F，杠桿水平靜止。保持F方向不變，F的力臂記為l，改變B點位置，F與的關系圖像為圖丁中的①；將M從A移至P，再重復上述步驟，F與的關系圖像為圖丁中的　 　（填“①”“②”“③”或“④”）。
【答案】（1）便于在杠桿上直接讀出力臂
（2）2
（3）④
【知識點】杠桿的平衡條件；探究杠桿的平衡條件實驗
【解析】【分析】（1）杠桿在圖甲所示位置靜止，為便于后續實驗，調節平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，是為了消除杠桿自重對實驗的影響；
（2）根據杠桿的平衡條件，可得出可使杠桿保持水平平衡的最小力；
（3）根據杠桿平衡條件列出兩次F與的數學表達式，結合數學知識分析判斷。
【解答】 （1）杠桿在圖甲所示位置靜止，為便于后續實驗，調節平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，是為了消除杠桿自重對實驗的影響；
（2）如圖乙所示，A處懸掛的3個鉤碼每個鉤碼重0.5N，則總重力為1.5N，力臂OA=4，OB=3；要在B處施加一個最小拉力使杠桿在水平位置再次平衡，只有力臂最大時力才最小，所以施加的最小拉力方向必須是豎直向下的。
根據杠桿平衡條件，在B處施加的最小拉力為；
（3）根據題意可知，改變B點位置，此過程中F方向保持不變，
根據杠桿平衡條件可得：F×l=G×OA，
解得：F=G×OA×……①
將M從A移至P，由杠桿平衡條件可得：F×l=G×OP，
解得：F=G×OP×……②
觀察①②兩式可知，拉力F與的關系圖像都是正比例函數，由圖丙可知，OP＜OA，則②式的斜率小于①式的斜率，因此將M從A移到P，F與的關系圖像是過原點且斜率比①更小的圖像④。
08 杠桿最小力、動態平衡等問題
1．（2023九上·義烏月考）勞動課上，小江用如圖自制的輕質拔草器拔除果園中的小灌木。使用時，將拔草器前端叉子插入植株根部，用手對拔草器后端施加壓力。若將同一植株拔起，施力最小的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知識點】杠桿中最小力問題
【解析】【分析】明確拔草器拔草時杠桿的五要素，然后根據杠桿平衡條件（F1L1=F2L2），結合圖示分析解答。
【解答】如圖所示，拔草器相當于一個杠桿，拔草時支點在拐點，若拔同一植株，則草對拔草器的阻力一定，由杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知，阻力臂越小，動力臂越大，動力越小。
AC圖相比，動力臂相等，A圖中的阻力臂更小，所以A圖動力更小；B圖與D圖相比，動力臂相同，B的阻力臂小，B圖的動力較小；A和B的阻力臂相同，A的動力臂大，所以A圖動力更小，符合要求的只有A圖。
故選：A。
2．（2023九上·龍灣月考）如圖所示，有一質量不計的長木板，左端可繞O點轉動，在它的右端放一重為G的物塊，并用一豎直向上的力F拉著，當物塊向左勻速滑動時，木板始終在水平位置保持靜止。在此過程中，拉力F將（　　）
A．先逐漸變小，后又逐漸變大 B．逐漸變大
C．先逐漸變大，后又逐漸變小 D．逐漸變小
【答案】D
【知識點】杠桿的動態平衡分析；杠桿中最小力問題
【解析】【分析】杠桿平衡條件 F1·L1=F2·L2， 動力×動力臂=阻力×阻力臂 。
【解答】 當物塊向左勻速滑動時 ，阻力臂會逐漸減小，阻力大小不變，動力臂不變，根據杠桿平衡條件 ，可得動力即拉力F將逐漸變小，故答案為：D。
3．（2024九上·杭州期末）如圖所示，輕質杠桿AB可繞O點自由轉動。當杠桿A端的甲物塊懸空；B端的乙球浸沒在水中時（不碰容器底和壁），杠桿恰好水平平衡，A、B兩端的細線均不可伸長且處于張緊狀態。已知OA：OB=1：2，甲物塊重400N，乙球體積為1×10-2m3，g取10N/kg。下列說法中正確的是（　　）
A．乙球受到的浮力為10N B．杠桿B端所受的拉力為100N
C．乙球的重力為300N D．乙球的密度為2×103kg/m3
【答案】C
【知識點】浮力大小的計算；浮力的變化；杠桿的動態平衡分析
【解析】【分析】（1）乙球浸沒在水中時，利用阿基米德原理即可求出乙球受到的浮力；
（2）根據杠桿平衡的條件動力×動力臂=阻力×阻力臂進行計算；
（3）乙球浸沒在水中時處于平衡狀態，受到平衡力作用，利用G乙=F'+F浮進行計算；
（4）根據密度公式求出乙球的密度。
【解答】 A、根據阿基米德原理，乙球浸沒在水中受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10-2m3=100N，故A錯誤；
B、杠桿B端所受的拉力為F'，杠桿恰好水平平衡。根據杠桿的平衡條件：G甲×OA=F'×OB；
即，故B錯誤；
C、杠桿B端所受的拉力為F'，根據物體間力的作用是相互的，則乙球受到杠桿B端的拉力大小也為F'，乙球浸沒在水中時處于平衡狀態，G乙=F'+F浮=200N+100N=300N，故C正確；
D、由C我們知道G乙=300N，根據密度的公式：，故D錯誤。
故選：C。
09 杠桿的實際應用
1．（2024九上·上城期末）廚房里的鍋蓋架方便使用，如圖甲所示。架子質量較小可以忽略不計，通過螺絲固定在墻上，就可放置質量更大的鍋蓋。
（1）若放置一個質量為2.4kg的鐵質鍋蓋，如圖乙所示。通過計算判斷，螺絲固定處所受的總水平拉力為
（2）結合杠杠知識，試說明為什么鍋蓋越大越重，這種架子越容易掉下來
（3）如何改進鍋蓋架，能夠讓它承重性能變得更好
【答案】（1）將鍋蓋架看作一個杠桿，由圖乙可知，若螺絲松動，架子會繞B點轉動，故B為支點，螺絲固定處水平拉力的力臂為AB的長，鍋蓋重力的力臂為B到重力作用線的距離。
根據杠桿的平衡條件可得，G×LG=F×AB，結合G=mg有：2.4kg×10N/kg×20cm=F×15cm，
解得，螺絲固定處所受的總水平拉力：F=32N；
（2）鍋蓋越大越重時，鍋蓋重力的力臂也越大，則鍋蓋重力與其力臂的乘積越大，在螺絲固定處水平拉力及其力臂一定時，根據杠桿的平衡條件可知，這種架子就越容易掉下來；
（3）增大AB的長度，或減小架子的開口，或增大AB的長度同時減小架子的開口，能夠讓它承重性能變得更好。
【知識點】杠桿的動態平衡分析；杠桿的應用
【解析】【分析】（1）將鍋蓋架看作一個杠桿，由圖乙可知，若螺絲松動，架子會繞B點轉動，故B為支點，螺絲固定處水平拉力的力臂為AB的長，鍋蓋重力的力臂為B到重力作用線的距離，根據G=mg和杠桿的平衡條件求螺絲固定處所受的總水平拉力；
（2）鍋蓋越大越重時，鍋蓋重力的力臂也越大，則鍋蓋重力與其力臂的乘積越大，在螺絲固定處水平拉力及其力臂一定時，根據杠桿的平衡條件可知，這種架子就越容易掉下來；
（3）根據杠桿的平衡條件得出改進方法。
【解答】 （1）將鍋蓋架看作一個杠桿，由圖乙可知，若螺絲松動，架子會繞B點轉動，故B為支點，螺絲固定處水平拉力的力臂為AB的長，鍋蓋重力的力臂為B到重力作用線的距離。
根據杠桿的平衡條件可得，G×LG=F×AB，結合G=mg有：2.4kg×10N/kg×20cm=F×15cm，
解得，螺絲固定處所受的總水平拉力：F=32N；
（2）鍋蓋越大越重時，鍋蓋重力的力臂也越大，則鍋蓋重力與其力臂的乘積越大，在螺絲固定處水平拉力及其力臂一定時，根據杠桿的平衡條件可知，這種架子就越容易掉下來；
（3）要讓鍋蓋架承重性能變得更好，即能承受更重鍋蓋，根據杠桿的平衡條件可知，在拉力和阻力臂一定時，可以增大拉力的力臂，即增大AB的長度來增強鍋蓋架的承重性能；或在拉力及力臂一定時，減小重力的力臂，即減小架子的開口來增強鍋蓋架的承重性能；或增大AB的長度同時減小架子的開口來增強鍋蓋架的承重性能等。
10 滑輪組繩子拉力問題
1．如圖所示，用40N的力F沿水平方向拉滑輪，可使重20N的物體A以0.3m/s的速度在水平面上勻速運動。物體B重10N，彈簧測力計的示數恒為10N（不計滑輪、測力計、繩子的重力，滑輪的轉軸光滑）。下列說法不正確的是（　　）
A．物體A受到水平面的摩擦力是10N
B．滑輪移動的速度是0.15m/s
C．在2s內繩子對物體A做的功為6J
D．水平拉力F的功率是6W
【答案】C
【知識點】二力平衡的條件及其應用；功率計算公式的應用；滑輪組及其工作特點
【解析】【分析】（1）首先對動滑輪進行受力分析，根據二力平衡計算出繩子對A的拉力，然后對A進行受力分析，根據二力平衡的知識計算出A受地面的摩擦力；
（2）根據動滑輪的特點及A的移動速度計算滑輪的移動速度；
（3）首先根據sA=vAt計算出物體A移動的距離，再根據公式W=F拉sA計算對A做的功；
（4）根據公式P=Fv計算水平拉力F的功率即可。【解答】A.不計滑輪的摩擦和重力，以動滑輪為研究對象，則兩段繩子向右的拉力與向左的拉力平衡，所以2F拉=F，則A物體對滑輪的拉力；因為力的作用是相互的，所以滑輪對A的拉力也為20N；物體B始終處于靜止狀態，則測力計對B向右的拉力與A對B向左的摩擦力平衡，所以fA對B=F示=10N；因為力的作用是相互的，所以物體B對A的摩擦力為10N，方向向右；
物體A向左勻速運動，它受到繩子向左的拉力，B對它向右的摩擦力和地面對物體A還有向右的摩擦力，由力的平衡條件可得：F拉=fB對A+f地，所以地面對A的摩擦力為：f地=F拉-fB對A=20N-10N=10N，故A正確不合題意；
B.此時這個滑輪是費力的，因此它省距離，即滑輪的移動速度為：，故B正確不合題意；
C.繩子對物體A的拉力是20N，2s物體A移動的距離為sA=vAt=0.3m/s×2s=0.6m，
所以在2s內繩子對物體A做的功：W=F拉sA=20N×0.6m=12J，故C錯誤符合題意；
D.水平拉力F的功率為：P=Fv=40N×0.15m/s=6W，故D正確不合題意。
故選C。
2．（2024九上·鎮海區期末）如圖所示，用三種不同的方式分別拉同一物體A在水平地面上做勻速直線運動，所用拉力分別為F1、F2和F3（不計滑輪重和繩子與滑輪之間的摩擦），則它們的大小關系正確的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知識點】定滑輪及其工作特點；動滑輪及其工作特點
【解析】【分析】定滑輪的特點：使用定滑輪不省力但能改變力的方向；
動滑輪的特點：動滑輪實質是動力臂為阻力臂二倍的杠桿，使用動滑輪能省一半力，但費距離。
【解答】 不計滑輪重和繩子與滑輪之間的摩擦：
假設物塊與地面的摩擦力為f，
左滑輪為定滑輪，F1處于繩端，所以F1=f；
中滑輪為動滑輪，F2處于繩端，則F2=f；
右滑輪為動滑輪，滑輪、物體勻速運動，滑輪受到向左的力2f等于向右的拉力F3，即F3=2f；
故F2＜F1＜F3。
故選：C。
11 機械效率與斜面計算
1．（2024九下·寧波開學考）如圖甲所示，用一個動滑輪勻速提升重為600N的物體，在卷揚機拉力F的作用下，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關系如圖乙所示。已知動滑輪受到的重力為20N，不計繩重和輪與軸間的摩擦。下列說法正確的是（　　）
A．以動滑輪為參照物，物體是向上運動的
B．物體上升的速度是20cm/s
C．卷揚機拉力F的功率是62W
D．機械效率為90.67%
【答案】C
【知識點】參照物及其選擇；速度公式及其應用；滑輪組繩子拉力的計算；機械效率的計算
【解析】【分析】A.判斷運動與靜止關鍵看所選的參照物，并比較研究對象相對于參照物的位置是否發生了改變；
B.由圖象可知，繩子自由端移動的距離s，利用速度公式求出繩端移動的速度大小，再根據v=nv物求出物體上升的速度；
C.不計繩重和輪與軸間的摩擦，利用求拉力；利用P=Fv求拉力的功率；
D.利用不計繩重和摩擦時求動滑輪的機械效率。
【解答】 A.在圖甲中，物體相對于動滑輪的位置保持不變，以動滑輪為參照物，物體是靜止的，故A錯誤；
B.由圖象可知，提升物體時，繩子自由端移動的距離s=40cm=0.4m，用時t=2s，速度為：，
則物體上升的速度：，故B錯誤；
C.不計繩重和輪與軸間的摩擦，卷揚機拉力，
則卷揚機拉力F的功率：P=Fv=310N×0.2m/s=62W，故C正確；
D.滑輪組的機械效率：，故D錯誤。
故選C。
2．（2024九上·寧波期末）如圖所示，甲、乙是固定在水平地面上的兩個光滑斜面，長度分別為4m、5m，高度相同。兩個工人分別用沿斜面向上的拉力F甲、F乙，把完全相同的工件從斜面底端勻速地拉到斜面頂端，且速度大小相等。此過程拉力F甲、F乙所做的功分別為W甲、W乙，功率分別為P甲、P乙，機械效率分別為η甲、η乙。下列說法正確的是（　　）
A．F甲：F乙=4：5 B．P甲：P乙=5：4
C．W甲：W乙=4：5 D．η甲：η乙=5：4
【答案】B
【知識點】功的計算公式的應用；功率計算公式的應用；機械效率的計算
【解析】【分析】 斜面光滑說明摩擦力為0，即使用光滑的斜面沒有額外功。勻速拉同一物體到頂端，由于其高度相同，由功的原理可知從而可以判斷出兩次做的功的大小關系和機械效率關系。
知道斜面長的大小關系，利用W=Fs比較拉力關系，由P=Fv比較功率關系。
【解答】 A.由于斜面光滑，由功的原理可知：W有=W總，即Gh=Fs，那么，，所以F甲：F乙=5：4，故A錯誤；
B.由P=Fv可知，沿兩斜面拉物體速度大小相等，所以P甲：P乙=F甲：F乙=5：4，故B正確；
CD.斜面光滑所以沒有摩擦，即不做額外功，由功的原理可知：沿斜面所做的功都等于不用機械而直接用手所做的功，即W有=W總=Gh。因為兩斜面高相同，工件相同，所以W甲：W乙=1：1；由可知，η甲：η乙=1：1．故C、D錯誤。
故選B。
12 內能相關概念辨析
1．（2024九上·武義月考）有關溫度、熱量、內能，下列說法正確的是（　　）
A．物體吸收熱量，內能一定增加，同時溫度一定升高
B．一般物體都具有內能，但超低溫物體沒有內能
C．物體內能減少時，溫度不一定降低，但一定是放出了熱量
D．物體溫度升高，不一定吸收熱量，但內能一定增加
【答案】D
【知識點】溫度、熱量與內能的關系
【解析】【分析】根據溫度、內能和熱量的關系分析判斷。
【解答】A. 物體吸收熱量，內能一定增加，但溫度不一定升高，例如冰熔化時，故A錯誤；
B. 一般物體都具有內能，因此內能只分大小，不說有無，故B錯誤；
C. 物體內能減少時，溫度不一定降低，可能是放出了熱量，也可能是對外做功，故C錯誤；
D. 物體溫度升高，不一定吸收熱量，但內能一定增加，故D正確。
故選D。
13 燒水的相關問題
1．（2024九上·拱墅期末）一塊質量為2千克，溫度為10℃的鐵塊加熱到210℃，鐵塊吸收了多少熱量？這些熱量如果全部被質量為20千克的砂石吸收，則砂石的溫度可升高多少？[c鐵=0.46×103J/（kg·℃），c砂石=0.92×103J/（kg·℃）]
【答案】解：鐵塊吸收的熱量Q＝c鐵m鐵(t－t0)＝0.46×103J/（kg·℃）×2kg×（210℃－10℃）＝1.84×105J
由Q＝c砂石m砂石△t可知：
【知識點】熱量的計算
【解析】【分析】（1）知道鐵塊的質量、初溫和末溫、鐵的比熱容，利用吸熱公式Q吸=cmΔt求鐵塊吸收的熱量；
（2）由題知，砂石吸收的熱量等于鐵塊吸收的熱量，又知道水的砂石的質量、砂石的比熱容，利用吸熱公式Q吸=cmΔt計算砂石升高的溫度。
14 電能表的相關題型
1．（2024九上·臨海期末）某同學用電能表測量電水壺的實際功率。電能表表盤參數如圖所示，他關閉家中其他用電器，只讓電水壺工作1分鐘，發現電能表轉盤轉過60轉。下列說法錯誤的是（　　）
A．電能表是直接測量電功率的裝置
B．該電路允許加載的最大功率為4400W
C．電水壺工作時把電能轉化為熱能
D．該電水壺的實際功率為1200W
【答案】A
【知識點】電能表參數的理解與電能的求法
【解析】【分析】3000r/（kW h）表示電路中每消耗1KW h的電能，電能表轉盤轉3000r，據此求電能表轉盤轉60r時，電水壺消耗的電能，再利用P=W/t，求電水壺的實際功率。
【解答】A.家庭電路中的電能表是測量電功的儀表。A錯誤。
B.“220V、20A”表示電能表的工作電壓為220V，電能表平時工作允許通過的最大電流為20A，該同學家允許加載的用電器的最大功率：P最大＝UI最大＝220V×20A=4400W。B正確。
C.電熱水壺工作時是將電能轉化為熱能。C正確。
D.3000r/（kW h）表示路中每消耗1kW h的電能，電能表轉盤轉3000r，電能表轉盤轉60時，電水壺消耗的電能：，工作時間t=1min=1/60h，電水壺的實際功率：。D正確。
故答案為：A。
15 燈泡亮度問題
15．（2023九上·杭州月考）將額定電壓相同的兩個燈泡L1、L2串聯后接入電路中（如圖所示），接通電路后發現L1要亮一些，則下列判斷正確的是（　　）
A．L1的實際電功率要大一些 B．L2的實際電功率要大一些
C．通過L1的電流要大一些 D．通過L2的電流要大一些
【答案】A
【知識點】測定小燈泡的功率
【解析】【分析】（1）燈泡的亮度由燈泡的實際功率決定，實際功率越大，燈泡越亮；
（2）串聯電路中電流處處相等。
【解答】 AB、燈泡的亮度由燈泡的實際功率決定，實際功率越大，燈泡越亮，根據題意可知，L1亮一些，說明L1的實際功率要大一些，故A正確、B錯誤；
CD、根據題意可知，L1、L2串聯后接入電路中，根據串聯電路的電流特點可知，通過L1、L2的電流相等，故CD錯誤。
故答案為：A。
16 測量小燈泡電功率實驗
1．（2024九上·余杭期末）小科在“測量小燈泡的電功率”實驗中，實驗器材有：電壓恒為3V的電源一個、小燈泡(額定電壓為2.5V)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關各一個，導線若干。
（1）如圖甲所示是小科連接的實物電路，圖中有一根導線連接錯誤，請你在連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線。
（2）待連接正確后，發現接通開關，調節電路后電壓表示數為2V；接下去小科應該如何操作 答：　 　。
（3）小科根據記錄的多組1-U數據，畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖像(如圖乙所示)，則小燈泡的額定功率為　 　W。
（4）小科根據小燈泡的I-U圖像(如圖乙所示)，分析出小燈泡的電阻在增大，你認為原因是　 　。
【答案】（1）
（2）向右調節滑動變阻器，使電壓表示數為2.5V，讀出電流表的示數
（3）0.625
（4）燈絲的電阻隨溫度升高而增大
【知識點】測定小燈泡的功率
【解析】【分析】 “測量小燈泡的電功率” 用電壓表測量燈泡兩端電壓，電流表測量燈泡通過的電流，電流乘以電壓即為電功率。
【解答】（1）電流表應該與用電器串聯。
（2）電壓表示數小于額定電壓，所以向右調節滑動變阻器，減小滑動變阻器的分壓，增大燈泡電壓，達到額定電壓。
（3）電壓等于額定電壓的時候，電流為0.25A，P=UI=2.5X0.25W=0.625W
（4）燈泡的燈絲是金屬做的，金屬的電阻隨溫度升高增大。
17 焦耳定律實驗
1．（2023九上·安吉月考） 在驗證焦耳定律（Q=I2Rt）中電熱與電阻的定性關系時，實驗小組出現了如圖2種電路連接情況（已知R甲實驗電路 玻璃管內液面高度 小組結論 你的合理解釋與評價
A 液面都上升， 且 h甲< h乙。 電流通過導體時，電阻越大，產生的熱量就(1) 　 　。 電流和時間都相同，驗證了焦耳定律中Q與R的定性關系。
B 液面都上升， 且 h甲(2)　 　 h乙。 （選填“<”、“>”或“=”) 電流通過導體時，電阻越小，產生的熱量就越多。 時間相同，(3)　 　不同，無法驗證焦耳定律中Q與R的定性關系。
【答案】越多；>；電流
【知識點】影響電流熱效應的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】A.電阻產生的熱量越多，燒瓶內液體溫度越高，則玻璃管內液面升高越多；
B.電阻越小產生的熱量越多，則對應玻璃管內液面升高得多。當電阻并聯時，電阻兩端電壓相等，如果電阻大小不同，那么電流大小不同，據此分析解答。
【解答】A.根據描述可知，乙的電阻大于甲的電阻，而乙內玻璃管的液面升高的多，那么產生的 熱量多，因此得到：電流通過導體時，電阻越大，產生的熱量就多 。
B.根據描述可知，R1的電阻小產生的熱量多，則對應玻璃管內液面升高的多，即 h甲> h乙。
由于兩電阻并聯，則它們的電壓相等，那么通過它們的電流大小不同，因此得到：時間相同，電流不同，無法驗證焦耳定律中Q與R的定性關系。
18 多檔位開關的電器應用
1．（2024九上·鹿城月考）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加熱泡咖啡、保溫三個階段。圖甲為多檔位咖啡機，圖乙是其電路結構簡化圖，電動機用于磨咖啡豆，R1、R2為發熱電阻。銘牌上的部分參數如下表所示。
額定電壓 220V
磨豆功率 110W
加熱功率 1210W
保溫功率 88W
產品規格 295*280*410mm
（1）閉合S2和S3咖啡機的工作狀態處于　 　階段。
（2）R2的阻值是多少歐？
（3）小科某次泡制咖啡，只進行了磨豆和加熱，其中磨豆用時0.5分鐘，加熱用時3分鐘，則本次泡制咖啡共消耗多少焦電能？
【答案】（1）加熱
（2）解：當閉合S2、S3時，只有R1接入電路，電阻最小，為加熱階段，
由電功率可知；
當S2閉合、S3斷開時，此時是保溫階段，
可得此時電路總電阻
（3）解：磨豆用時0.5分鐘，t1=0.5min=30s，加熱用時3分鐘，t2=3min=180s，
本次泡制咖啡共消耗電能
。
【知識點】電功計算公式的應用；電功率計算公式的應用；電器的電功率
【解析】【分析】（1）由電功率P=UI可知，在電源電壓U=220V一定時，電阻越大電功率越小，電阻越小電功率越大，當只閉合S2時，電阻R1、R2串聯接入電路，電阻最大，為保溫階段，當閉合S2、S3時，只有R1接入電路，電阻最小，為加熱階段；
（2）當閉合S2、S3時，只有R1接入電路，電阻最小，為加熱階段，由電功率P=UI可知R1阻值；當只閉合S2時，電阻R1、R2串聯接入電路，電阻最大，為保溫階段，由電功率P=UI可知R1+R2阻值，然后相減即可；
（3）消耗的總電能等于磨豆和加熱消耗的電能之和。
19 核裂變與核聚變區別
1．（2024九上·柯橋期末）2021年5月，中科院利用全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)全球首次成功實現可重復的1.2億攝氏度101秒等離子體運行，標志著我國核聚變發展取得重大突破。下列關于核聚變的說法，正確的是（　　）
A．原子核必須在超高溫下才能發生聚變
B．任何兩個原子核都可以發生聚變
C．原子彈爆炸時釋放的巨大能量來自核聚變
D．目前核電站是利用核聚變釋放的核能發電的
【答案】A
【知識點】核裂變與核聚變；核能及其應用
【解析】【分析】 （1）原子核必須在超高溫下才能發生聚變；
（2）自然界中最容易實現的聚變反應是氫的同位素—氘與氚的聚變，不是任意的原子核就能發生核聚變；
（3）原子彈是利用不可控的核裂變反應來獲得能量的，氫彈是利用不可控的核聚變反應獲得能量的；
（4）獲得核能的兩種途徑：核裂變和核聚變，核能發電是利用鈾原子核裂變時放出的核能來發電的。
【解答】 解：A、原子核必須在超高溫下才能發生聚變，故A正確；
B、自然界中最容易實現的聚變反應是氫的同位素—氘與氚的聚變，不是任意的原子核就能發生核聚變，故B錯誤；
C、原子彈爆炸時釋放出的巨大能量來自核裂變，故C錯誤；
D、目前核電站是利用核裂變釋放的核能發電的，故D錯誤。
故選：A。
1．（2024九下·浙江開學考）投擲實心球是體育中考項目之一。若不計空氣阻力，實心球從離手到落地前的過程中，下列關于其動能、勢能和機械能的大小分別隨時間變化的曲線中，正確的是（　　）
A．①③④ B．②③④ C．①④ D．③④
【答案】B
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】動能與質量和速度有關，重力勢能與質量和高度有關，而機械能等于動能與勢能的和，據此判斷三種能量的變化趨勢。
【解答】實心球從離手到落地前的過程中，它的高度先增大后減小，因此它的重力勢能先增大后減小，故③正確；
由于球的高度先增大后減小，所以小球的速度先減小后增大，那么動能先減小后增大；因為到達最高點時，球的速度并不為0，所以它的動能最小時也不為0，故③正確，而①錯誤；
由于不計空氣阻力，所以機械能沒有損失，即保持不變，故④正確。
那么正確的是②③④。
故選B。
2．（2024九下·杭州月考）如圖為一種蒸汽船玩具，在玻璃瓶內裝適量水，將小船放置在水面上，點燃蠟燭加熱玻璃瓶一段時間，產生大量水蒸氣，并和受熱膨脹的空氣一起從細窄的吸管沖出，推動小船前進。下列有關該實驗的說法不合理的是（　　）
A．加熱過程中，玻璃瓶內的水通過熱傳遞的方式增大內能
B．吸管處出現白霧，沖出的水蒸氣內能減小，溫度降低
C．蒸汽推動小船前進，小船的動能增大，重力勢能不變
D．蒸汽推動小船前進能的轉化方式和內燃機的做功沖程相同
【答案】C
【知識點】動能和勢能的大小變化；物體內能的改變方法；熱機的工作原理
【解析】【分析】 A.改變物體內能的方式有兩種：做功和熱傳遞；
B.物體對外做功，內能減少，溫度降低；
C.動能與質量和速度有關；重力勢能與質量和高度有關；
D.內燃機的做功沖程將內能轉化為機械能。
【解答】 A.加熱過程中，玻璃瓶內的水通過熱傳遞的方式增大內能，故A正確不合題意；
B.吸管處出現白霧，沖出的水蒸氣內能減小，溫度降低，故B正確不合題意；
C.蒸汽推動小船前進，水蒸氣的質量減小，速度增大，小船的動能增大，重力勢能變小，故C錯誤符合題意；
D.蒸汽推動小船前進能的轉化方式和內燃機的做功沖程相同，故D正確不合題意。
故選C。
3．（2024·紹興）如圖甲所示，質量不計的彈簧豎直固定在水平面上，=時刻，將一重為G=50N的金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復．通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖像如圖乙所示，則（　　）
A．t1時刻小球的動能最大
B．t2時刻小球的動能最大
C．t2到t3時間內，小球的動能先增加后減小
D．t2到t3時間內，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能
【答案】C
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】 根據影響動能、重力勢能、彈性勢能的大小因素和機械能守恒分析。
【解答】 A.由圖象可知，t1時刻彈力為0，此時小球剛接觸彈簧，在重力作用下小球會繼續做加速運動，所以t1時刻小球的動能不是最大，故A錯誤；
B.由圖象可知，t2時刻彈力最大，此時小球壓縮彈簧到最低點，此時小球的速度減小為0，動能最小，故B錯誤；
C.t2到t3時間內，小球在彈力的作用下先加速上升，動能變大；當彈力等于重力時，速度最大，動能最大；繼續上升時重力大于彈力，小球做減速運動，動能變小；綜上所述，t2到t3時間內，小球的動能先增加后減少，故C正確；
D.t2～t3段時間內，彈力逐漸減小，是小球被彈起直至離開彈簧的過程，此過程中小球和彈簧組成的整體機械能守恒，所以小球增加的動能與重力勢能之和等于彈簧減少的彈性勢能，故D錯誤。
故選C。
4．（2024九上·余姚期末）如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面，一小球由A點以速度v沿軌道滾下，依次經過等高的B點和C點。下列關于小球滾動過程的分析正確的是（　　）
A．小球在B點的動能大于C點動能
B．小球在B點的機械能等于C點的機械能
C．無論速度v多大，小球都不會到達E點
D．小球從A點到B點的過程中，減少的重力勢能都轉化為小球的動能
【答案】A
【知識點】動能和勢能的轉化與守恒；機械能守恒
【解析】【分析】影響動能的因素是速度和質量；影響重力勢能的因素是質量和高度；機械能為動能和勢能的和，由于軌道是粗糙的，故機械能不守恒。
【解答】 AB、弧形軌道是粗糙的，小球運動過程中要克服摩擦做功，整個過程中小球的機械能逐漸減小，所以小球在B點的機械能大于C點的機械能；A點和C點等高，小球的質量不變，所以A點和C點的重力勢能相同，則A點的動能大于C點的動能，故A正確、B錯誤；
C、運動過程中小球的機械能逐漸減小，當A點速度較大，動能較大時，到達E點時的動能可能不為0，小球可能會到達E點，故C錯誤；
D、小球從A點到B點的過程中，一部分機械能轉化為內能，減少的重力勢能沒有全部轉化為球的動能，故D錯誤。
故答案為：A。
（4題圖） （5題圖）
5．（2024九上·鹿城月考）如圖所示，一個物體由A點從靜止開始下落，相繼經過B、C兩點，AB=BC。物體在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，則下列關系正確的是（　　）
A．W1≠W2，P1≠P2 B．W1=W2，P1=P2
C．W1=W2，P1>P2 D．W1=W2，P1【答案】D
【知識點】功的計算公式的應用；功率計算公式的應用
【解析】【分析】功等于功乘以沿力的方向的距離，功率等于功除以時間。
【解答】因為AB=BC，所以，根據W=Gh可知，物體在AB段和BC段做的功相等，即W1=W2；因為小球在自由下落時做加速運動，小球在BC段運動的時間短，所以，根據公式P=W/t可知，物體在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1故答案為：D。
6．（2024九下·義烏開學考）如圖，AB、AC、AD為三個光滑斜面，其中AD為曲面，小球M從A點分別沿三個面自由滑下，撞擊放在B、C、D三點完全相同的物塊上，物塊在粗糙程度相同的同一水平面上移動相同距離停下，則（　　）
A．物塊克服阻力做功一樣多 B．小球M對B點的動能最大
C．物塊克服阻力做功C點最大 D．小球M對D點的動能最小
【答案】A
【知識點】功的計算公式的應用；能量的相互轉化和轉移
【解析】【分析】（1）根據W=fs判斷；
（2）（3）（4）根據W=Gh比較小球的重力做的功，即確定重力勢能的大小，再根據動能和重力勢能的轉化比較動能的大小。
【解答】物塊完全相同，則它在水平面上受到的摩擦力f相等，且三個物塊移動的距離s相等，根據W=fs可知，物塊客服阻力做功一樣多，故A正確；
小球M的重力相同，下落的高度相同，根據W=Gh可知，重力做功相同，則小球到達三個位置時的動能相等，故B、C、D錯誤。
故選A。
7．（2024九上·平湖期末）力和運動、功和能量是物理學的核心概念，它們之間存在著密切的聯系。關于力和運動、功和能量之間的關系，下列說法錯誤的是（　　）
A．運動的物體一定具有能量
B．物體受到力的作用，力一定對物體做功
C．做功的本質是能量的轉化
D．功和能量的單位都是焦耳
【答案】B
【知識點】功；力是否做功的判斷
【解析】【分析】 功的大小等于力與物體在力的方向上通過的距離的乘積。
【解答】A.運動的物體一定具有動能，A正確；
B.物體受到力的作用，力一定對物體不一定做功，如果力的方向與運動方向垂直，力就不做功，B錯誤；
C.做功的本質是能量的轉化，功是能量轉化的量度，做了多少功就有多少能量發生轉化，C正確；
D.功和能量的單位都是焦耳，D正確；
故答案為：B。
8．（2024九上·海曙開學考）圖中的每個滑輪重0.5N，物體A重6N，托板重1N。為了提升重物A，在2s的時間內，拉力F的作用點沿豎直方向勻速升高了1.2m，這個過程中，不計滑輪軸摩擦和繩重，則下列分析正確的是（　　）
A．拉力F的大小為1.5N
B．天花板對定滑輪拉力大小為4.5N
C．物體A上升的速度為0.6m/s
D．拉力F克服A重力做功7.2J
【答案】B
【知識點】速度公式及其應用；二力平衡的條件及其應用；功的計算公式的應用；滑輪組繩子拉力的計算
【解析】【分析】A.根據圖片確定承擔重力的繩子段數n，再根據計算拉力的大小；
B.對定滑輪進行受力分析，根據平衡力的知識計算天花板對定滑輪的拉力；
C.重物提升的距離，由求出物體A上升的速度；
D.根據W=Fs計算拉力F克服重力所做的功。
【解答】A.根據圖片可知，與托板相連的兩個滑輪為動滑輪，承擔重力的繩子段數n=4。
它們的總重力G=GA+G滑輪+G托板=6N+0.5N+0.5N+1N=8N，
則作用在繩端的力為：，故A錯誤；
B.定滑輪對天花板的拉力等于兩股繩對定滑輪的拉力加上定滑輪的重力，
即F拉=2N+2N+0.5N=4.5N，故B正確；
C.物體上升的高度，
那么物體A上升的速度為：，故C錯誤；
D.拉力F克服A重力做功：W=Fs=2N×1.2m=2.4J，故D錯誤。
故選B。
9．（2024九上·上城期末）下列是生活中的四種杠桿，屬于費力杠桿的是（　　）
A．開瓶器 B．核桃夾 C．園藝剪 D．釣魚竿
【答案】D
【知識點】杠桿的分類
【解析】【分析】結合生活經驗，判斷杠桿在使用過程中，動力臂和阻力臂的大小關系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。
【解答】ABC、開瓶器、核桃夾、園藝剪在使用時，動力臂大/ 讓教學更有效 精品試卷 | 科學
第三章 能量的轉化與守恒
01各種能量
一、各種形式的能量
1.機械能
機械能： 和 統稱為機械能。
2.化學能
食物、植物、汽油、木材、天然氣、沼氣、煤炭等燃料都儲存著能量，這種能量也屬于化學能。
3.聲能
人耳能聽到聲音，超過一定強度的聲音會使人耳產生痛感，使聽力受到損傷。強度很大的聲音（如爆炸聲）還能將玻璃震碎。
4.電能
用電器有能量屬于電能。
各種發電站能夠提供大量的電能，各種電池也能提供方便使用的電能。電能是我們最常用的一種能量。
5.電磁能
用遙控器遙控機器時，遙控器將發出電磁輻射，電磁輻射具有能量，這種能量叫做電磁能。電磁能是電磁場所具有的能量。由于電磁場對電荷有力的作用，所以電磁能量可以通過場對運動電荷做功而與其它形式的能量（如熱能、機械能等）相互轉化。
6.內能（熱能）
內能是物體、系統的一種固有屬性。系統內能是構成系統的所有分子無規則運動動能、分子間相互作用勢能、分子內部以及原子核內部各種形式能量的總和。物體的溫度越高，分子運動的越快，它們的動能越大，物體內能越大。
7.太陽能、光能、核能、潮汐能、風能、生物能、地熱能
二、各種能量的列舉
物體的運動有多種多樣的形式。跟物體的運動一樣，能量也有多種形式。根據能量的特點大致可以分為機械能、化學能、聲能、電能、電磁能、內能、核能等。
事例 具有的能量形式
做機械運動的物體 機械能
汽車行駛時需要的燃料 化學能
動聽的音樂 聲能
各種電池和發電廠提供的電 電能
核電站發電 核能
可見光、紅外線紫外線、微波和X射線 電磁能
高溫水蒸氣 內能
01 動能與勢能的定義和影響因素
一、動能
（一）動能的概念
物體由于運動而具有的能量叫做。一切做機械運動的物體都具有動能。例如:飛翔的小鳥、行走的人、行駛的汽車、流動的水和空氣等，都具有動能。
（二）探究影響動能大小的因素
(1)提出問題:動能的大小與哪些因素有關
(2)猜想與假設:物體動能大，表示物體由于運動而具有的能量大，所以動能可能與物體的 有關，還可能與 有關。
(3)設計實驗與制訂計劃:讓小車從斜面上滑下，碰到一個木塊上，推動木塊做功。在同樣的水平面上，通過木塊被推動的距離大小，判斷出小車動能的大小。
①探究動能大小與速度的關系:讓同一小車從不同高度滑下，看哪次木塊被推得遠
②探究動能大小與質量的關系:換用質量不同小車，讓它們從同一高度滑下，看哪個小車把木塊推得遠
(4)進行實驗與收集證據:
同一小車從不同高度滑下，小車碰撞木塊時的速度不同。高度越高，小車滑下時速度越大，木塊被推得越遠，說明 。
②不同小車從同一高度滑下，小車碰撞木塊時的速度相同。質量大的小車將木塊推得遠，說明 。
(5)實驗結論:物體動能的大小與物體的質量和運動速度有關。質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能 ；運動速度相同的物體，質量越大，它的動能也 。
二、勢能
（一）重力勢能
(1)定義:物體由于被舉高而具有的能量叫做 。
判斷一個物體是否具有重力勢能，關鍵是看此物體相對某一個平面有沒有被舉高，即相對此平面有沒有一定的高度。 若有，則物體具有重力勢能；若沒有，則物體不具有重力勢能。
(2)探究影響重力勢能大小的因素的實驗
實驗原理 金屬小球的重力勢能由被金屬小球所撞出的沙坑的深度和大小來表示，撞出的沙坑越深越大，表明金屬小球的重力勢能越大
實驗過程 a.探究重力勢能與高度的關系:從不同高度自由釋放同一金屬小球，觀察并記錄金屬小球所撞出沙坑的深度和大小； b.探究重力勢能與質量的關系:從同一高度自由釋放質量不同的金屬小球，觀察并記錄金屬小球所撞出沙坑的深度和大小
實驗現象 a.同一個金屬小球，下落高度越高，金屬小球所撞出的沙坑越深越大； b.下落相同的高度，質量越大的金屬小球撞出的沙坑越深越大
分析現象 得出結論 a.在質量相同時，物體被舉得越高，它具有的重力勢能越大； b.物體被舉高的高度相同，物體的質量越大，它具有的重力勢能就越大
物體的重力勢能大小與物體的 和被舉高的 有關。物體的質量越大，被舉得越高，它具有的重力勢能就越大。
（二）彈性勢能
(1)定義:物體由于發生彈性形變而具有的能量叫做 。例如，張開的弓、拉長的橡皮條、卷緊的鐘表發條、壓彎的桿等都是由于發生形生彈性形變而具有了彈性勢能。判斷一個物體是否具有彈性勢能，關鍵是看物體是否發生了彈性形變，若物體發生了彈性形變，則此物體具有彈性勢能。
(2)影響彈性勢能大小的因素:彈性勢能的大小與物體 有關。物體的彈性形變越大，彈性勢能就越大。例如，射箭時手拉弓弦使弓的彈性形變越大，彈性勢能就越大，箭就射得越遠。同樣，機械表內發條卷得越緊，彈性形變越大，彈性勢能就越大，機械表走動的時間就越長。
02 能量的轉化
（一）動能和重力勢能的相互轉化
動能和重力勢能之間可以相互轉化，一般發生在重力作用下的運動過程中。
(1)擺錘的擺動:在擺錘向下擺動的過程中，高度越來越低，速度越來越大，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉化為動能:在擺錘擺過中點向上擺動的過程中，高度越來越高，速度越來越小，重力勢能增大，動能減小，動能轉化為重力勢能。
(2)滾擺的運動:在滾擺下降的過程中，高度越光越低，速度越來越大，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉化為動能；在滾擺上升的過程中，高度越來越高，速度越來越小，重力勢能增大，動能減小，動能轉化為重力勢能。
(3)高處滾下的小球:小球在最高點運動速度是零，不具有動能，只具有重力勢能； 到最低點只具有動能；之間既有動能又有重力勢能。最高點開始小球在滾動過程中，重力勢能轉化為動能；最低點開始動能轉化為重力勢能。
（二）動能和彈性勢能的相互轉化
一個木球從高處滾下來，撞擊到彈簧片上。
研究的過程 球的速度 動能 彈簧片形變程度 彈性勢能 能的轉化
木球壓彎彈簧片 不斷減小直至為零 不斷減小直至為零 由小變大 不斷增大 動能轉化為彈性勢能
彈簧片把木球彈回 由零不斷增大 由零不斷增大 由大變小 不斷減小，直至為零 彈性勢能轉化為動能
（三）機械能守恒
動能和勢能之和稱為機械能。物體的動能和勢能可以相互轉化，而且在轉化過程中，如果只有動能和勢能的相互轉化,機械能的總量就保持不變，即機械能守恒。
（四）動能和勢能轉化的應用
動能和勢能的相互轉化有著廣泛的應用。如撐桿跳高運動員起跳后，身體不斷上升，撐竿劇烈彎曲，動能轉化為運動員的重力勢能和撐竿的彈性勢能。當上升到一定高度時，動能變得很小。此后，撐竿的彈性勢能將逐漸轉化為運動員的重力勢能。水力發電站是利用水的勢能轉化為水的動能，再轉化為葉輪的動能，進而帶動發電機發電的。
01 功
一、功
（一）功的含義
物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過一段距離，我們就說這個力對物體做了功。力做功也常說成物體做功，如人的推力對小車做功，也可以說成人對小車做功。
（二）做功的兩個必要因素
做功包括兩個必要因素：一是 ；二是 。兩者缺一不可，否則就沒有做功，例如：運動員把杠鈴舉過頭頂不動時，雖然有力但杠鈴并沒有在力的方向上移動一段距離，所以不做功。
(1)力對物體不做功的三種情況
①有距離無力：物體沒有受到力的作用，但由于慣性通過一段距離；
②有力無距離：有力作用在物體上，但物體沒動，即物體沒有通過一段距離；
③力與距離垂直：物體受到了力的作用，也通過了一段距離，但通過的距離與力的方向垂直。
(2)物體在力的方向上通過一段距離是指力與距離具有同向性、同體性和同時性。
（三）功的計算
功有大小，科學上規定：功等于 。即功=力x距離。如果用F表示力，s表示物體在力的方向上通過的距離，W表示功，則功的計算公式為W= 。
應用功的計算公式時，必須注意以下三點：
(1)要明確是哪個力對物體做功，或是哪個施力物體對哪個受力物體做功。
(2)公式W=Fs中的F是作用在物體上的力，s是物體在力F方向上通過的距離。例如：某運動員用500牛的力將足球踢出20米遠，若用公式W=Fs=500牛x20米=10000焦計算就是錯誤的，因為踢球的力的作用距離并不是20米。
(3)F是使物體沿力F方向通過距離s的過程中，始終作用在物體上的力，它的大小和方向都是不變的。
（四）功的單位
在國際單位制中，力的單位是牛( N )，距離的單位是米( m)，功的單位是牛.米(N. m )，在國際單位制中，用專門的名稱“焦耳”來表示，簡稱為焦，符號是J。1焦= 。
（五）做功的實質
做功的過程實質上就是能量轉化的過程，力對物體做了多少功，就有多少能量發生了轉化。因此，可以用功來量度能量轉化的多少。
例如：舉起重物時做功100焦，人體就有100焦的能量轉化成了物體的勢能；拖動物體做功500焦，人體就有500焦的能量轉化成了物體的動能和由于各種摩擦而產生的內能。能量的單位與功的單位一樣，也是焦耳。
02 功率
（一）比較做功的快慢
比較做功的快慢有三種方法：
(1)若做功相同，比較做功的時間，所用時間越短做功越快，所用時間越長做功越慢；
(2)若做功時間相同，比較所做功的多少，做功越多做功越快，做功越少做功越慢；
(3)若做功的多少和所用時間都不相同，則通過計算(做功的多少與做功所用時間的比值)進行比較。
通過以上三種方法的比較，說明做功的快慢與做功的多少和做功所用時間這兩個因素都有關系。
（二）功率
(1)定義：單位時間里完成的功叫做功率。
(2)意義：反映做功快慢的量(即表示能量轉化快慢的量)。
(3)符號： P
(4)功率的公式：由功率的定義知，功率=功/時間，如果用P表示功率，W表示功，t表示時間，則功率的公式可表示為P=
(5)功率的單位
在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。1瓦=1焦/秒。在實際應用中還常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作為功率的單位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。
【能力拓展】
①當物體在力F的作用下，以速度v做勻速直線運動時(力F與速度v同方向)，由W=Fs、v= s/t，得出P=Fv，即功率等于力與力的方向上運動速度的乘積。利用P=Fv可以知道：拖拉機在上坡時，當功率一定時，通過換擋減小速度是為了增大牽引力，這樣有利于上坡。
②應用公式P=W/t時一定要注意三個量的對應關系，功W一定是在對應的時間t內完成的功，這樣算出的功率才是時間t內的功率，不同的時間內對應的功率一般來說是不同的，功率越大，反映了完成功的“速度”越大，但并不代表做功一定多。功率的公式P=W/t是指平均功率，即在t時間內的平均功率，而不是某一時刻的瞬間功率。
01杠桿的定義以及分類
一、杠桿的五要素與作圖
（一）杠桿的含義
如果一根硬棒在力的作用下能夠繞著固定點轉動，這根硬棒就叫做杠桿。
（二）杠桿的五要素
(1) :杠桿繞著轉動的固定點。(用0表示)
(2) :使杠桿轉動的力。(用F1表示)
(3) :阻礙杠桿轉動的力。(用F2表示)
(4) :從支點到動力作用線的距離。(用L1表示)
(5) :從支點到阻力作用線的距離。(用L2表示)
（三）力臂的畫法
要正確畫出杠桿上各力的力臂，首先要明確力臂的概念---力臂是從 到 的距離，這是解決杠桿問題的關鍵。通常按下述步驟即可畫出力臂:
(1)在杠桿的示意圖上，確定支點O，如圖所示。
(2)畫好動力作用線及阻力作用線，有時需要用虛線將力的作用線延長。
(3)從支點0向力的作用線引垂線，要畫出垂足，則從支點到垂足的距離就是力臂，力臂用實線表示并用大括號勾出，在旁邊標上字母1或h，分別表示動力臂或阻力臂。
可以用簡單的順口溜記住:先找點，后延線，過支點，引垂線。
二、杠桿的分類
名稱 力臂關系 力的關系 特點 應用舉例
省力杠桿 F1＜F2 省力但費距離 撬棒、鍘刀、起子等
費力杠桿 F1＞F2 費力但省距離 釣魚竿、鑷子等
等臂杠桿 F1＝F2 既不省力也不費力 天平、定滑輪
【溫馨提示】
對于生活中常見的簡單機械應從平常使用中感受其具體運動的過程，然后結合科學知識進行分析；對于較復雜的杠桿，①在圖上找到支點、動力、阻力；②畫出動力臂和阻力臂；③利用杠桿平衡原理，比較動力臂和阻力臂大小。若動力臂大于阻力臂，則為省力杠桿，反之則為費力杠桿。
02杠桿平衡條件實驗
一、杠桿平衡的條件
（一）杠桿平衡:在動力和阻力的作用下，杠桿保持靜止或勻速轉動狀態。
（二）實驗探究:杠桿的平衡條件
實驗器材:杠桿和支架、彈簧測力計、鉤碼、刻度尺、線。
實驗步驟:
A.調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。
B.如圖所示，在杠桿兩邊掛上不同數量的鉤碼，調節鉤碼的位置，使杠桿在水平位置平衡。這時杠桿兩邊受到鉤碼的作用力的大小都等于鉤碼重力的大小。
把支點右方的鉤碼的重力當成動力F1，支點左方的鉤碼的重力當成阻力F2；用刻度尺測量出杠桿平衡時的動力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的數值填入實驗表格中。
C.改變力和力臂的數值，再做兩次實驗，將結果填入人實驗表格中。
實驗序號 動力F1/牛 動力臂L1/厘米 動力x動力臂/(牛.厘米) 阻力F2/牛 阻力臂L2/厘米 阻力x阻力臂/(牛.厘米)
1 0.5 20 10 1.0 10 10
2 1.5 20 30 1.0 30 30
3 2.0 20 40 4.0 10 40
分析與論證:分析實驗數據，可知杠桿平衡時，如果動力臂比阻力臂大，則動力比阻力小；動力臂比阻力臂小，則動力比阻力大。如果把每次實驗的動力與動力臂相乘，阻力與阻力臂相乘，雖然各次實驗的乘積不相同，但每次實驗中動力與動力臂的乘積跟阻力與阻力臂的乘積相等，即動力x動力臂=阻力x阻力臂，用公式表示為
（三）杠桿平衡條件(或杠桿平衡原理):動力x動力臂=阻力x阻力臂，用公式表示為F1 x L1=F2 x L2
03 滑輪與滑輪組
一、滑輪的分類與作用
（一）滑輪的定義
滑輪是一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉動的輪子
（二）滑輪的分類和作用
使用滑輪工作時，根據滑輪軸的位置是否移動，可將滑輪分成定滑輪和動滑輪兩類。
定滑輪 動滑輪
定義 軸固定不動 軸隨物體一起移動
特點 不省力，不省距離，但能夠改變力的作用方向 省一半力， 費一倍距離，并且不能改變力的作用方向
應用 旗桿頂部的滑輪 起重機的動滑輪
（三）定滑輪和動滑輪的實質
(1)定滑輪可以看做一個變形的杠桿，如圖所示，滑輪的軸相當于支點，動力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑，根據杠桿的平衡條件可知:F=G,所以不省力。因此，定滑輪的實質是一個 杠桿。
(2)動滑輪也可以看做一個變形的杠桿，如圖所示，支點o在滑輪的邊緣上，動力臂為阻力臂的2倍，故動力F是阻力F的二分之一，即動滑輪能夠省一半力。因此，動滑輪的實質是動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，使用動滑輪費一倍的距離，如物體上升距離為h，則繩子自由端移動的距離s=2h。
定滑輪 動滑輪
圖示
表達式 F=G F=F摩，F摩物體與地面的摩擦力 F=2F摩 S輪=s物/2 v輪=v物/2
04 斜面和機械效率
一、機械效率
（一）有用功、額外功、總功的定義
(1)有用功:人們提升重物過程中必須做的功，用w有用表示。
(2)額外功:利用機械時，人們不得不額外做的功，用W額外表示。
(3)總功:人的拉力(動力)對動滑輪(機械)所做的功，用W總表示，W總=W有用+W額外
(4)有用功、額外功、總功的單位都是焦(J)。
（二）機械效率
定義 公式
有用功 提升重物過程中必須要做的功 W有
額外功 利用機械時，人們不得不額外做的功 W額
總功 有用功和額外功之和 W總＝W有＋W額
機械效率 科學上把有用功跟總功的比值
（三）提高機械效率的途徑:
①在所做的有用功不變的情況下，減小額外功，具體方法是改進結構，使機械更合理，更輕巧，如減少動滑輪的個數，或換用質量小的動滑輪，盡量減小摩擦等;
②在所做額外功一定的情況下，增大有用功，即在機械能承受范圍內盡可能增加每次提起重物的重力。
二、斜面的機械效率
(1)斜面是一種簡單機械，使用它可以省力，但要費距離。
(2) 影響斜面機械效率的因素:對于光滑程度相同的斜面，傾斜程度越大，機械效率越高。
(3)測量斜面的機械效率：
①光滑斜面：Fl＝Gh　 W額＝0　 η＝100%
②有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl
③斜面的機械效率與斜面的光滑程度和傾斜程度有關。
測量滑輪組的機械效率：多數情況下僅考慮由于動滑輪自重所帶來的額外功，而不考慮繩子的重力和摩擦。此時對于用滑輪組提升物體時有：η＝＝＝。測量杠桿的機械效率：η= =
01 內能
一、內能
（一）內能的定義
(1)分子動能：分子永不停息地做無規則運動，同一切運動著的物體一樣,運動著的分子也具有動能。物體的溫度越高,分子具有的動能 。
(2)分子勢能：由于分子之間存在相互作用力,因此分子之間也具有勢能。
(3)物體的內能：物體內部所有分子熱運動的動能和和勢能的總和，叫做物體的內能，俗稱熱能，內能的單位是焦耳( J)。
(4)影響內能大小的因素：物體的溫度、質量、狀態、種類等。如在其他因素相同時，溫度越高物體的內能 ；在其他因素相同時，物體的質量越大，物體的內能 ；在其他因素相同時，物體的狀態不同，物體的內能可能不同；在其他因素相同時，物體的種類不同，物體的內能也可能不同。
（二）改變物體內能的方式
(1)熱傳遞可以改變物體的內能
①熱傳遞的條件：物體之間或同一物體的不同部分之間存在 。
②熱傳遞對物體的影響：溫度高的物體放出熱量，溫度降低，內能減少；溫度低的物體吸收熱量，溫度升高，內能增加。
③內能變化的量度：用熱量來量度內能的變化。熱量是指在熱傳遞過程中，傳遞內能的多少。
④熱傳遞的實質：是內能從高溫物體(或同一物體的高溫部分)傳遞到低溫物體(或同一物體的低溫部分)。
(2)做功可以改變物體的內能
①大量生活現象和實驗表明：外界對物體做功，可以使物體的內能增加。常見對物體做功四種方法如下：
壓縮體積(如：用打氣簡打氣)
摩擦生熱(如：鉆木取火)
鍛打物體(如：用鐵錘敲打鐵塊)
彎折物體 (如： 來回多次擰彎細鐵絲 )
②大量實驗表明，物體對外做功，物體的內能會減少，如氣體體積膨脹
③通過做功改變物體的內能，實質是其他形式的能與物體內能相互轉化的過程。對物體做了多少功，就有多少其他形式的能轉化為內能；物體對外做了多少功，就有多少內能轉化為其他形式的能。可見，功可以用來量度內能改變的多少。
二、溫度、熱量、內能之間的區別與聯系
溫度 熱量 內能
定義不同 宏觀上：表示物體的冷熱程度 微觀上：反映物體中大量分子 在熱傳遞過程中， 傳遞熱量的無規則運動的劇烈程度多少 物體內所有分子無規則運動的動能與勢能的總和
量的性質 狀態量 過程量 狀態量
表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改變”“增加”“減少”
單位 攝氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J)
聯系 溫度的變化，可以改變一個物體的內能，,傳遞熱量的多少可以量度物體內能改變的多少。物體吸收或放出熱量，它的內能將發生改變，但它的溫度不一定改變。如冰融化時要吸收熱量，內能增加，但溫度卻保持在0℃不變。同樣，物體放出熱量時，溫度也不一定降低
02 比熱容計算與熱機
一、比熱容和熱量的計算
（一）比熱容
(1)定義及單位：單位質量的某種物質， 叫做這種物質的比熱容，比熱容用符號℃表示，單位為焦/(千克. ℃)，讀作焦每千克攝氏度。
(2)水的比熱容表示的物理意義意義：水的比熱容為4.2x103焦/(千克.℃ ),它的意義是 。
(3)水的比熱容的特點和應用：一定質量的水升高(或降低)一定溫度吸收（或放出）的熱量較多，根據這特點， 我們用水作為降溫物質或用來取暖，用來降溫時，讓水吸收并帶走更多的熱量：用來取暖時，讓水放出更多的熱量。另一方面，由于水的比熱容大，在吸收(或放出)相同的熱量時，溫度升高(或降低)得小，故沿海沿海地區晝夜溫差小，沿海地區冬暖夏涼等。
（二）熱量的計算公式
(1)吸熱公式： 。
式中C表示物質的比熱容，m表示物體的質量，to表示物體加熱前的溫度,t表示物體加熱后的溫度,“t-to”表示升高的溫度，有時可用△to表示，此時吸熱公式可寫成Q吸=cm△to
(2)放熱公式： 。
式中c、m的含義不變，to表示物體放熱前的溫度，t表示物體放熱后的溫度，“to-t”表示降低的溫度，有時可用△to表示，此時放熱公式可寫成Q放=cm△to
(3)熱量計算的一般式： Q=cm△t △t表示溫度的變化量。
可見，物體吸收或放出熱量的多少由 這三個量的乘積決定，跟物體溫度的高低無關。
Q吸與Q放公式中各物理量的單位：比熱容C的單位是焦/(千克.℃),質量m的單位是千克，溫度(t、t或△to)的單位是℃(攝氏度)，熱量Q的單位是焦，計算時要注意單位的統一。
(4)兩個溫度不同物體放在一起時，高溫物體放出熱量,溫度降低；低溫物體吸收熱量，溫度升高。若放出熱量沒有損失，全部被低溫物體吸收，最后兩物體溫度相同，稱為“達到熱平衡”。用公式表示為Q吸=Q放
二、熱機
（一）熱機的類型：蒸汽機、內燃機、燃氣輪機噴氣發動機等。
（二）熱機的特點：通過做功把 轉化為 。
（三）內燃機：燃料在機器汽缸內燃燒的熱機。汽油機和柴油機是兩種常見的內燃機。
（四）汽油機
(1)汽油機：以汽油為燃料的內燃機。
(2)構造：如圖所示。
(3)汽油機在工作時，活塞在汽缸內往復運動。活塞從汽缸的一端運動到另端的過程叫做一個沖程。其工作過程如下表：
沖程名稱 吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程
工作示意圖
進氣門開閉情況 打開 關閉 關閉 關閉
排氣門開閉情況 關閉 關閉 關閉 打開
活塞運動方向 向下 向上 向下 向上
沖程的 作用 吸入汽油和空氣的混合物 壓縮汽油和空氣的混合物，使其壓強增大、溫度升高。在壓縮沖程末，火花塞產生電火花，點燃燃料混合物 燃料混合物燃燒產生高溫高壓燃氣，高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，帶動曲軸轉動，對外做功 排出廢氣
能的轉化 無能量轉化 機械能轉化成內能 汽油燃燒：化學能轉化成內能；燃氣推動活塞做功：內能轉化成機械能 無能量轉化
(4)工作過程分析：大多數汽油機的一個工作循環都是由四個沖程組成的，分別是 。在一個工作循環中，曲軸和飛輪均轉動兩圈，對外做功1次。在四個沖程中，只有做功沖程是燃氣對外做功，將內能轉化為 ，其他三個沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成。
三、燃料的熱值
（一）定義：1千克某種燃料完全燃燒時放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。
（二）單位：焦/千克，如木炭的熱值是3.4x107焦/千克，它表示 。
（三）能量轉化：燃料燃燒釋放熱量的過程，就是將貯存在燃料中的化學能轉化為內能的過程。
（四）熱值是燃料的一種特性， 它只與燃料的種類有關，不同燃料的熱值一般不同；與燃料的形狀質量、體積、是否完全燃燒均無關。
（五）燃料完全燃燒放出熱量的計算公式： 。其中m代表燃料的質量,其單位為千克,q代表燃料的熱值，其單位為焦/千克，Q代表熱量，其單位為焦。
（六）燃料很難完全燃燒，燃料燃燒放出的熱量也不可能完全得到利用。因此，改善燃燒條件，使燃料盡可能完全燃燒，同時應盡可能減少各種熱損失，既可以節約燃料、提高效率，又可以減少污染、保護環境。
01 電功和電功率概念
一、電能與電功
（一）電功
(1)定義:電流所做的功叫做電功。
(2)實質:電流做功的過程實質上就是電能轉化為其他形式能量的過程。電能轉化為其他形式能量的多少可以用電功來度量。如電流通過電動機，把電能轉化為機械能，說明電流對電動機做了功。
(3)單位，電能電功的單位是 ，還有千瓦時(kW.h)俗稱“度”。焦耳與千瓦時之間的換算關系:1千瓦時= 焦耳。
（二）電能表
(1)電能表的作用:測量用電器在一段時間里消耗的電能的多少。電能表也叫電度表。
(2)電能表的參數含義
220V：該電能表應該接在220伏的電路上使用。
kw.h:電能表上的數字以千瓦時為單位來顯示用電器所消耗的電能。
1200r/kW.h:接在該電能表上的用電器，每消耗1千瓦時的電能，電能表的轉盤轉過1200轉。
5(10)A:該電能表的額定電流為5安，在短時間內使用時電流可允許大一些，但不能超過10安。
(3)電能表測量電能的方法:
①讀數法:電能表計數器上顯示著數字，計數器前后兩次示數之差就是這段時間內用電的度數(消耗電能的多少)，單位是千瓦時(度)。例如:家中電能表在月初的示數是03248，月末的示數是03365，則這個電能表計數器示數中最后一位數月家中用電量為336.5千瓦時-324.8千瓦時=11.7千瓦時，即這個月家中用電量為11.7度。
②計算法:由電能表參數Nr/ kW.h (N由不同電能表規格而定)，數出某段時間電能表轉盤轉過的轉數n，則這段時間消耗的電能W=n/N千瓦時=n/N x 3.6x 106焦耳
二、電功率
（一）電功率
(1)物理意義:描述電流做功的快慢。
(2)定義:電流在單位時間內做的功。用字母P表示。
(3)單位:瓦( W )或千瓦(kW)，換算關系為1千瓦=1 000瓦。
(4)公式:P= W/t，其中W代表電功，t表示時間，其變形式為W=Pt，t= W/P
（二）額定電壓和額定功率
(1)額定電壓:用電器正常工作時的電壓。用電器銘牌上標有的電壓值就是額定電壓，常用U額表示。
(2)額定功率:用電器在額定電壓下消耗的電功率。用電器銘牌上標有的電功率值就是額定功率，常用P額表示。
（三）實際電壓和實際功率
(1)實際電壓:用電器實際工作時的電壓，它可能與額定電壓相等，也可能比額定電壓大或小，還可能為零。常用U實表示。
(2)實際功率:用電器在實際電壓下工作時的電功率，它可能與額定功率相等，也可能比額定功率大或小，當用電器中無電流通過時實際功率為零。常用P實表示。
(3)燈泡的亮度取決于其實際功率的大小。無論額定電壓如何，額定功率如何，在沒有損壞的前提下，只要燈泡的實際功率相等，其發光的亮度就相同。
(4)實際功率和額定功率之間的關系:
用電器兩端的電壓 電功率 用電器工作情況
U實=U額 P實=P額 正常工作
U實>U額 P實>P額 容易損壞
U實02 電功率測量實驗及電功率計算
一、電功率的實驗探究
（一）影響電功率大小的因素
(1)研究電功率與電流的關系
實驗方案:如圖所示，將兩只小燈泡并聯，目的是控制兩者兩端的電壓相同，比較通過兩只小燈泡的電流大小和亮度(亮度反映實際功率的大小)。觀察兩只小燈泡的亮暗，并記錄兩只電流表的示數，把觀察結果記錄在下表中。
燈L1 燈L2
條件控制(電壓關系)
亮度(亮暗)
電流(安)
實驗結果:在電壓相等的情況下，通過小燈泡的電流越大，小燈泡的電功率越大。
(2)研究電功率與電壓的關系
實驗方案:如圖所示，將兩只小燈泡串聯，目的是控制通過兩者的電流相同，比較兩只小燈泡兩端的電壓大小和亮度(亮度反映實際功率的大小)。觀察兩只小燈泡的亮暗，并記錄兩只電壓表的示數，把觀察結果記錄在下表中。
燈L1 燈L2
條件控制(電流關系)
亮度(亮暗)
電壓(安)
實驗結果:在電流相等的情況下，小燈泡兩端的電壓越高，小燈泡的電功率越大。
（二）電功率的計算公式
(1)實驗表明，用電器的電功率等于用電器兩端的電壓與通過用電器的電流的乘積。
(2)電功率的公式可表示為P=UI (電功率的基本公式，適用于所有電路的計算)，由公式得出，電功率的單位瓦特也可表示為1瓦=1伏.安。
(3)電功率的推導公式:將公式I=U/R代入上述公式，可推導出:P=I2R或P= U2/R(只適用于純電阻電路的計算)。
(4)無論用電器串聯或并聯，電路的總功率都等于各用電器的實際功率之和，關系式為P=P1+P2+..+Pn。
（三）電功的計算
(1)根據功率和功的關系P=W/t可以得到電功的計算式，即W=Pt=UIt。這就是說，電流在某段電路上做的功，等于這段電路兩端的電壓與通過這段電路的電流，以及通電時間的乘積。
(2)根據公式W=UIt,電功的單位焦耳也可表示為1焦=1伏.安.秒。
(3)將公式I=U/R代入電功公式，可得W=U2t/R或W=I2Rt。同樣的，這兩個公式只能運用于純電阻電路中。
（四）電功率的測量
(1)伏安法測量電功率:用電壓表測量用電器兩端的電壓，用電流表測量通過用電器的電流，再根據公式P=UI間接求出用電器的電功率，這種方法叫做伏安法。
(2 )實驗器材:常用的小燈泡1只(標明額定電壓，未標明額定功率)，電流表、電壓表各1只，滑動變阻器1只,開關1只，電池組(總電壓高于小燈泡的額定電壓)1只，導線若干。
(3)過程和步驟:
①按正確的電路圖連接電路。
②調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓恰好等于小燈泡的額定電壓。讀出此時兩只電表的示數，并記錄在下表中。
③調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓約為小燈泡額定電壓的1.2倍。觀察小燈泡的亮度變化(相對于額定電壓下的亮度)，讀出兩只電表的示數，并記錄在下表中。
④調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓約為小燈泡額定電壓的0.8。觀察小燈泡的亮度變化(相對于額定電壓下的亮度)，讀出兩只電表的示數，并記錄在下表中。
⑤計算出三種情況下小燈泡的電功率;分析小燈泡的亮度和實際功率的關系。
序號 電壓 電流 電功率 小燈泡的亮度變化
1
2
3
03 焦耳定律
（一）電流的熱效應
(1)定義:電流通過各種導體時，會使導體的溫度升高，這種現象叫做電流的熱效應。
(2)實質:電流通過導體發熱的過程實際上是 。
(3)應用:各種各樣的電熱器都是利用電流的 工作的，如電熨斗、電熱毯、電熱壺、電飯煲等。電熱器的主要組成部分是發熱體，發熱體一般是由 的金屬導體制成的。
（二）探究影響電熱的因素
提出問題:電流通過導體產生的熱的多少跟哪些因素有關呢
猜想與假設:結合生活經驗，可能與導體的電阻有關，可能與電流的大小有關，還可能與通電時間有關。
設計實驗:如圖(注意控制變量法的運用)
控制t、I相同，研究熱效應與電阻的關系。
控制t、R相同，研究熱效應與電流的關系。
控制I、R相同，研究熱效應與時間的關系。
進行實驗:
①將兩根電阻絲串聯，通電加熱一段時間后，觀察兩玻璃管中煤油上升的高度，并作出標記。
②當兩玻璃管中的液面降到原來的高度后，減小滑動變阻器接人電路的阻值使電流增大，在與①相同的時間內，觀察同一玻璃管中煤油上升的高度，并作出標記。
③保持②電流大小不變，延長通電加熱時間，觀察同一玻璃管中煤油上升的高度，并作出標記。
④比較玻璃管中煤油上升高度的變化，得出結論。
獲得結論:
①當通電時間、電流相等時，電阻越大，電流產生的熱量越多。
②當通電時間、電阻相等時，電流越大，電流產生的熱量越多。
③當通電電流和電阻相等時，通電時間越長,電流產生的熱量越多。
（三）焦耳定律
(1)焦耳定律的內容:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。焦耳定律是由英國科學家焦耳最先發現的。
(2)公式:Q=I2Rt。
(3)對焦耳定律的計算公式Q rPRt的理解要注意以下幾點:
①講到影響電流通過導體產生熱量的因素時要控制好變量，要同時考慮到通過導體的電流、導體電阻和通電時間。例如不能說導體通電時間越長，產生的熱量就越多。
②不能說導體產生的熱量跟電流成正比，只能說跟電流的二次方成正比。
③公式中的各個物理量都是對同一導體或電路而言的，計算時不能張冠李戴。
④電熱和電功的單位是相同的，都是焦(J)。
電熱器檔位
電路圖
低溫擋 S閉合、S1斷開，R1、R2串聯，R總＝R1＋R2 S閉合、S1斷開，只有R2接入電路，R總＝R2 S接a端，R1與R2串聯．R總＝R1＋R2
高溫擋 S、S1都閉合，只有R1接入電路，R總＝R1 S、S1都閉合，R1與R2并聯，R總小于R1、R2中的最小值 S接b端，只有R2接入電路中，R總＝R2
01 核能的形式及其利用
一、核能
原子由原子核和核外電子構成，而原子核又由質子和中子構成，質子帶正電荷，中子不帶電，對于原子來說，質子和中子幾乎集中了原子的全部質量，卻擠在原子中心非常小的空間內，構成很小的原子核，這使得原子核分裂或重新組合極其困難，但是一旦使原子核分裂或聚合，就可釋放出驚人的能量。
（一）核能的概念
原子核是可以轉變的，原子核在轉變過程中所釋放出的能量叫做核能。 和 是獲得核能的兩種途徑。
（二）裂變
(1)含義:核裂變是質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核，并釋放出巨大能量的現象。如中子轟擊鈾235，鈾核就會分裂成2個新核，并釋放出能量，同時產生幾個新的中子，1千克鈾全部裂變，釋放的能量超過2000噸煤完全燃燒釋放的能量。
(2)鏈式反應:每個鈾核裂變時會產生幾個中子，這些中子又會繼續轟擊其他鈾核，使其他鈾核裂變并產生更多的中子，這樣就會導致一系列鈾核持續裂變，產生鏈式反應，如圖所示。快速的裂變反應可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的，我們]還可以控制鏈式反應的速度，把核能用于和平建設事業。“核反應堆”就是控制裂變反應的裝置。
(3)應用:原子彈、核電站都是根據核裂變的原理制成的。原子彈屬于不加控制的鏈式反應；核電站屬于可控制的鏈式反應。
（三）聚變
(1)含義:2個質量較小的原子核結合成質量較大的新原子核，同時釋放出能量的現象。由于核聚變需要極高的溫度，所以核聚變也叫 。
如圖所示，氘核(1個質子和1個氘核中子)和氚核(1個質子和2個中子)在超高溫下聚合成新的原子核一氦核，并釋放出1個中子，同時釋放巨大的能量。
(2)釋放能量情況:質量相同的核燃料，核聚變反應釋放的核能比核裂變反應釋放的核能要多得多。
(3)應用:氫彈是根據核聚變的原理制造的，它的威力比原子彈大得多。太陽的內部在不停地發生這種核聚變，從而向外釋放出巨大的能量。
二、核電站利用核能發電的電站叫核電站。利用核能發電是人們和平利用核能的一個重要方向。
（一）核電站的原理
(1)核反應堆:可控制地進行核反應的裝置，稱為核反應堆。核反應堆是核電站核心部分，它以鈾為核燃料。
(2)核電站的原理:利用核反應堆提供的能量，使水變成蒸汽，再利用高溫高壓的蒸汽推動汽輪發電機發電。
工作過程:如圖所示。
反應堆中放出的核能轉化為高溫蒸汽的內能,通過汽輪機帶動發電機發電，內能轉化為機械能,再轉化為電能。核電站的工作過程:第一回路中的水被泵壓人反應堆，在那里被加熱，然后進人熱交換器，把熱量傳給第二回路的水，然后又被泵壓回到反應堆里；在熱交換器內，第二回路的水經加熱生成高溫高壓蒸汽，被送入汽輪機驅動汽輪機做功后溫度降低、壓強減小，進人冷凝器，最后又由水泵把它壓回熱交換器。高速旋轉的汽輪機帶動發電機發電。
(3)核電站的能量轉化:核電站并非將核能直接轉化為電能。目前人類使用的電能大多數是通過發電機發出的，而發電機是把機械能轉化為電能的裝置，所以核電站必須把核能通過某些途徑轉化為機械能，再通過發電機轉化為電能。核反應堆以鈾235為燃料，反應堆中放出的核能轉化為高溫蒸汽的內能，通過汽輪機做功，將內能轉化為機械能，帶動發電機發電，將機械能轉化為電能。
（二）核電站的特點
(1)消耗燃料少，廢渣也少,產生的能量巨大，可以大大減少燃料的運輸量。
(2)特別適合于缺少煤、石油和水力資源的區域。
(3)核電站需防止放射性物質泄漏造成的放射性污染，因此必須采用可靠的保護措施，同時要處理好廢渣。
(4)成本低，一些發達國家的核電已占相當大的比例，我國的核電事業發展得也很快。
（三）太陽能
(1)在太陽內部，氫原子核在超高溫下發生 。
(2)太陽的巨大能量是內部 產生的。
(3)大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射出去,其中有一部分到達地球表面。
三、放射性
（一）放射性
早在100多年前，科學家貝克勒爾、居里夫婦等發現鈾、釷、鐳等元素能夠自發地放出穿透能力很強的射線。居里夫人把元素具有的這種輻射能力叫做放射性。
原子核的裂變和聚變都會產生些放射性物質，這些物質的原子核內部會向外輻射出肉眼看不見的、能量很高的射線，如 。
（二）三種主要的放射線
射線 組成 穿透本領
a射線 帶正電的高速運動的氦原子核 最弱，在空氣中只能前進幾厘米
β射線 帶負電的高速運動的電子流 較強，很容易穿透黑紙，還能穿透幾厘米厚的鋁板
γ射線 能量很高的電磁波 很強，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土
（三）放射性的利與弊
(1)利:少量的放射線可以為人類服務，如r射線可以對機械設備進行探傷；可以使種子變異，培育出新的優良品種；利用放射線可以殺菌。醫療上利用γ射線可以治療腫瘤等疾病。
(2)弊:過量的高能量的放射線照射對人體和動植物的組織有破壞作用。
01 能量轉化
（一）能量可以在兩個物體之間轉移，能量形式也可以轉化
(1)太陽能的轉化
照射到植物葉片上----植物的
照射到大氣層中------空氣的
照射到太陽能熱水器--水的
照射到電池板上------
(2)人體能量的來源及轉化:人體所需的能量都來自食物，食物被消化后且被分解的過程，是食物的化學能轉化為人體的內能、電能、機械能等能量的過程。被吸收的營養物質由血液輸送到人體各處。
(3)火力發電廠的能量轉化:燃料燃燒將燃料的 轉化為 來加熱水，水沸騰后，產生的蒸汽驅動渦輪機轉動將內能轉化為機械能，渦輪機帶動發電機發電將機械能轉化為 。
（二）能量轉化的普遍性
自然界中的能量有多種表現形式，如機械能、內能、化學能、電能、電磁能、核能等。自然界中各種形式的能量不是孤立的，它們可以在一定的條件下發生轉化，能量也可以在同一物體或不同的物體間相互轉移。能量轉化是普遍現象，自然界中物質運動形式的變化中伴隨著能量的相互轉化。
二、能量的轉化與守恒定律
（一）內容
能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式 為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化和轉移的過程中，能的總量 。這就是能量轉化和守恒定律。
（二）意義
能量轉化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。無論是機械運動，還是生命運動，無論是宇宙天體，還是微觀粒子，都遵循這個定律。
（三）永動機一不可能成功
所謂“永動機”是指不消耗任何能量和燃料,卻能源源不斷對外做功的機器。“永動機”不可能成功的事實告訴我們，違反能量轉化和守恒定律的事件是不可能發生的。能量是不可能憑空創造出來的。即所謂的“消耗能量”“利用能量”“獲得能量"的實質是能量相互轉化或轉移的過程。
（四）機械能守恒與能量守恒定律的區別
(1)機械能守恒是有條件的一沒有能量損失或額外的能量補充。
因為機械能守恒是指一個物體如果只存在著動能和勢能之間的轉化時，機械能的總量將保持不變。如果存在機械能與其他形式的能之間的轉化，機械能總量發生改變，機械能不再守恒，例如克服摩擦做功，產生內能，機械能的總量將減少，損失的機械能將轉化為其他形式的能。
(2)能量守恒定律的成立不需要條件。這是因為能量轉化形式是多樣的，可以在機械能、內能、化學能、電能、光能、聲能間相互轉化，不限于動能和勢能之間的轉化，在轉化過程中，一種形式的能減少，另一種形式的能必然增加，能的總量保持不變。
三、能量轉化和轉移的方向性
（一）內能總是自發地從高溫物體轉移到低溫物體，而不能從低溫物體自發地轉移到高溫物體
如燒杯中的熱水變冷等，是內能自發地從高溫物體轉移到低溫物體。電冰箱、空調制冷，都是從低溫物體的內部吸熱，向外面放熱，使內能從低溫物體轉移到高溫物體。這種轉移不是自發進行的，必須要有附加的條件:消耗電能，電動機(壓縮機)做功。
（二）機械能可自發地轉化為內能，但內能無法自發地轉化為機械能
如汽車制動剎車時，由于摩擦，機械能轉變成地面、輪胎及空氣的內能，但是這些內能不能再次轉化為汽車的機械能而使汽車重新啟動。可見，能量的轉移和轉化是有 一定的方向性的。能量可以自發地朝一個方向進行，但不能自發地朝反方向進行。
01 分辨不同的能量
1．（2024七下·海曙期中）維持人體生命活動需要能量，人們從事生產活動也需要能量，這些能量最終主要來自 （　　）
A．流水和風 B．太陽輻射能
C．綠色植物的能量 D．深埋在地下的煤和石油
02 動能、勢能相關實驗
1．（2024九上·鹿城月考）小科學習了彈簧彈性勢能與彈簧的形變程度有關后，還想繼續探究彈性勢能是否與彈簧的長度和彈簧的直徑有關，并想知道哪個因素對彈性勢能影響更大？于是他和同學們一起與老師討論設計，在老師的幫助下，設計了如圖所示的實驗裝置來進行探究。
主要實驗器材：材料和粗細相同的彈簧材料（如下表），還有刻度尺、小球等。
彈簧 直徑/（厘米） 彈簧長度/（厘米）
甲 1 10
乙 1 20
丙 2 10
請補充完實驗步驟：
①將裝置放在水平桌面上，把彈簧甲固定在A處，
②………………
2．（2024九上·拱墅期末）在探究“重力勢能大小與哪些因素有關”時，小樂提出如下猜想：
①重力勢能的大小可能與物體被舉起的高度有關；
②重力勢能的大小可能與物體質量的大小有關；
小樂設計了如圖所示的甲、乙和丙三組實驗來檢驗猜想：
甲、乙組的透明容器中裝入足夠的細砂，丙組裝入等量的小米。質量不同的實心鐵塊（m1＜m2）舉高到距桌面不同高度（h1＜h2）由靜止釋放，鐵塊落到桌面后與小桌一起向下運動，使小桌腿陷入細砂或小米中。
（1）為檢驗猜想①應比較　 　（填寫組別）的現象；通過　 　（填寫現象）來比較鐵塊重力勢能的大小。
（2）小歡認為丙組裝入等量小米不合理，原因是　 。
（3）小桌向下運動直到靜止的過程中，機械能轉化為　 　能。
03 動能與勢能轉化典型例子
1．（2024·杭州模擬）如圖甲所示原長為l的橡皮筋一端固定在O點，另一端懸掛一個質量為m的小鋼球，將鋼球從O點釋放，鋼球運動到A點后開始向上返回，O、A兩點間距離為2l。鋼球從O點運動到A點的過程中，能表示其動能Ek隨運動距離s變化關系的圖像是圖乙中的（　　）
B． C． D．
2．（2024九上·拱墅期末）如圖所示為單板滑雪大跳臺比賽時運動員在空中運動的軌跡，其中a、c兩處等高，若不計空氣阻力，下列說法正確的是（　　）
A．運動員從a處到b處，重力勢能轉化為動能
B．運動員從b處到d處，動能逐漸減小
C．運動員在a處和c處的重力勢能相等
D．運動員在b處時的機械能最大
04 識別是否做功
1．（2024九上·鎮海區期末）如圖是小科投擲實心球的過程示意圖，實心球在b點離手，d點為落地點，最后滾到e點停止運動。在整個過程中，小科對實心球做功的是（　　）
A．ab段 B．bc段 C．cd段 D．de段
05 功和功率簡單計算
1．（2024九上·平湖期末）亞洲最大、世界排名第二的礦車是中國制造的徐工DE400。該礦車搭配的是一臺電控高性能柴油機，礦車相關參數如下表所示。
型號 DE400
自重 260噸
最大載重 400噸
最高時速 50千米/時
發動機 柴油機
額定功率 2800千瓦
（1）柴油機屬于內燃機，工作原理與汽油機相似。柴油機工作時將內能轉化為機械能的是　 　沖程。
（2）徐工礦車DE400以額定功率并保持10米/秒的速度在水平路面上勻速行駛1000米，礦車的牽引力做了多少功
06 杠桿五要素與杠桿分類
1．（2024九上·海曙開學考）人體中有不少骨也構成了杠桿，如圖所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相當于杠桿，肱二頭肌收縮提供動力，由圖可以看出，這是一個（　　）
A．費力、省距離的杠桿 B．省力、費距離的杠桿
C．既費力、也費距離的杠桿 D．既省力，也省距離的杠桿
（1題圖） （2題圖）
2．（2024九上·鹿城月考）如圖中的皮劃艇運動員一手支撐住槳柄的末端，另一手用力劃槳，此時的船槳可看作是一個杠桿。下圖中的船槳模型中最合理的是（　　）
A． B． C． D．
07 杠桿平衡條件實驗
1．（2024九上·鎮海區期末）小科用如圖所示裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。
（1）安裝好裝置后，杠桿在圖甲所示位置靜止，為便于后續實驗，小科將其調節至水平位置平衡，這樣做的目的是　 　。
（2）如圖乙所示，杠桿調節水平位置平衡后，在A處懸掛3個鉤碼，每個鉤碼重0.5N，如果在B處施加一個拉力使杠桿在水平位置再次平衡，施加的最小拉力為　 　N。
（3）得到實驗結論后，小科制作了圖丙所示裝置，輕質杠桿可繞O轉動，A點懸掛一重物M，B點受到電子測力計豎直向上的拉力F，杠桿水平靜止。保持F方向不變，F的力臂記為l，改變B點位置，F與的關系圖像為圖丁中的①；將M從A移至P，再重復上述步驟，F與的關系圖像為圖丁中的　 　（填“①”“②”“③”或“④”）。
08 杠桿最小力、動態平衡等問題
1．（2023九上·義烏月考）勞動課上，小江用如圖自制的輕質拔草器拔除果園中的小灌木。使用時，將拔草器前端叉子插入植株根部，用手對拔草器后端施加壓力。若將同一植株拔起，施力最小的是（　　）
A． B． C． D．
2．（2023九上·龍灣月考）如圖所示，有一質量不計的長木板，左端可繞O點轉動，在它的右端放一重為G的物塊，并用一豎直向上的力F拉著，當物塊向左勻速滑動時，木板始終在水平位置保持靜止。在此過程中，拉力F將（　　）
A．先逐漸變小，后又逐漸變大 B．逐漸變大
C．先逐漸變大，后又逐漸變小 D．逐漸變小
3．（2024九上·杭州期末）如圖所示，輕質杠桿AB可繞O點自由轉動。當杠桿A端的甲物塊懸空；B端的乙球浸沒在水中時（不碰容器底和壁），杠桿恰好水平平衡，A、B兩端的細線均不可伸長且處于張緊狀態。已知OA：OB=1：2，甲物塊重400N，乙球體積為1×10-2m3，g取10N/kg。下列說法中正確的是（　　）
A．乙球受到的浮力為10N B．杠桿B端所受的拉力為100N
C．乙球的重力為300N D．乙球的密度為2×103kg/m3
09 杠桿的實際應用
1．（2024九上·上城期末）廚房里的鍋蓋架方便使用，如圖甲所示。架子質量較小可以忽略不計，通過螺絲固定在墻上，就可放置質量更大的鍋蓋。
（1）若放置一個質量為2.4kg的鐵質鍋蓋，如圖乙所示。通過計算判斷，螺絲固定處所受的總水平拉力為
（2）結合杠杠知識，試說明為什么鍋蓋越大越重，這種架子越容易掉下來
（3）如何改進鍋蓋架，能夠讓它承重性能變得更好
10 滑輪組繩子拉力問題
1．如圖所示，用40N的力F沿水平方向拉滑輪，可使重20N的物體A以0.3m/s的速度在水平面上勻速運動。物體B重10N，彈簧測力計的示數恒為10N（不計滑輪、測力計、繩子的重力，滑輪的轉軸光滑）。下列說法不正確的是（　　）
A．物體A受到水平面的摩擦力是10N
B．滑輪移動的速度是0.15m/s
C．在2s內繩子對物體A做的功為6J
D．水平拉力F的功率是6W
2．（2024九上·鎮海區期末）如圖所示，用三種不同的方式分別拉同一物體A在水平地面上做勻速直線運動，所用拉力分別為F1、F2和F3（不計滑輪重和繩子與滑輪之間的摩擦），則它們的大小關系正確的是（　　）
A． B． C． D．
11 機械效率與斜面計算
1．（2024九下·寧波開學考）如圖甲所示，用一個動滑輪勻速提升重為600N的物體，在卷揚機拉力F的作用下，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關系如圖乙所示。已知動滑輪受到的重力為20N，不計繩重和輪與軸間的摩擦。下列說法正確的是（　　）
A．以動滑輪為參照物，物體是向上運動的
B．物體上升的速度是20cm/s
C．卷揚機拉力F的功率是62W
D．機械效率為90.67%
2．（2024九上·寧波期末）如圖所示，甲、乙是固定在水平地面上的兩個光滑斜面，長度分別為4m、5m，高度相同。兩個工人分別用沿斜面向上的拉力F甲、F乙，把完全相同的工件從斜面底端勻速地拉到斜面頂端，且速度大小相等。此過程拉力F甲、F乙所做的功分別為W甲、W乙，功率分別為P甲、P乙，機械效率分別為η甲、η乙。下列說法正確的是（　　）
A．F甲：F乙=4：5 B．P甲：P乙=5：4
C．W甲：W乙=4：5 D．η甲：η乙=5：4
12 內能相關概念辨析
1．（2024九上·武義月考）有關溫度、熱量、內能，下列說法正確的是（　　）
A．物體吸收熱量，內能一定增加，同時溫度一定升高
B．一般物體都具有內能，但超低溫物體沒有內能
C．物體內能減少時，溫度不一定降低，但一定是放出了熱量
D．物體溫度升高，不一定吸收熱量，但內能一定增加
13 燒水的相關問題
1．（2024九上·拱墅期末）一塊質量為2千克，溫度為10℃的鐵塊加熱到210℃，鐵塊吸收了多少熱量？這些熱量如果全部被質量為20千克的砂石吸收，則砂石的溫度可升高多少？[c鐵=0.46×103J/（kg·℃），c砂石=0.92×103J/（kg·℃）]
14 電能表的相關題型
1．（2024九上·臨海期末）某同學用電能表測量電水壺的實際功率。電能表表盤參數如圖所示，他關閉家中其他用電器，只讓電水壺工作1分鐘，發現電能表轉盤轉過60轉。下列說法錯誤的是（　　）
A．電能表是直接測量電功率的裝置
B．該電路允許加載的最大功率為4400W
C．電水壺工作時把電能轉化為熱能
D．該電水壺的實際功率為1200W
15 燈泡亮度問題
15．（2023九上·杭州月考）將額定電壓相同的兩個燈泡L1、L2串聯后接入電路中（如圖所示），接通電路后發現L1要亮一些，則下列判斷正確的是（　　）
A．L1的實際電功率要大一些 B．L2的實際電功率要大一些
C．通過L1的電流要大一些 D．通過L2的電流要大一些
16 測量小燈泡電功率實驗
1．（2024九上·余杭期末）小科在“測量小燈泡的電功率”實驗中，實驗器材有：電壓恒為3V的電源一個、小燈泡(額定電壓為2.5V)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關各一個，導線若干。
（1）如圖甲所示是小科連接的實物電路，圖中有一根導線連接錯誤，請你在連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線。
（2）待連接正確后，發現接通開關，調節電路后電壓表示數為2V；接下去小科應該如何操作 答：　 　。
（3）小科根據記錄的多組1-U數據，畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖像(如圖乙所示)，則小燈泡的額定功率為　 　W。
（4）小科根據小燈泡的I-U圖像(如圖乙所示)，分析出小燈泡的電阻在增大，你認為原因是　 　。
17 焦耳定律實驗
1．（2023九上·安吉月考） 在驗證焦耳定律（Q=I2Rt）中電熱與電阻的定性關系時，實驗小組出現了如圖2種電路連接情況（已知R甲實驗電路 玻璃管內液面高度 小組結論 你的合理解釋與評價
A 液面都上升， 且 h甲< h乙。 電流通過導體時，電阻越大，產生的熱量就(1) 　 　。 電流和時間都相同，驗證了焦耳定律中Q與R的定性關系。
B 液面都上升， 且 h甲(2)　 　 h乙。 （選填“<”、“>”或“=”) 電流通過導體時，電阻越小，產生的熱量就越多。 時間相同，(3)　 　不同，無法驗證焦耳定律中Q與R的定性關系。
18 多檔位開關的電器應用
1．（2024九上·鹿城月考）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加熱泡咖啡、保溫三個階段。圖甲為多檔位咖啡機，圖乙是其電路結構簡化圖，電動機用于磨咖啡豆，R1、R2為發熱電阻。銘牌上的部分參數如下表所示。
額定電壓 220V
磨豆功率 110W
加熱功率 1210W
保溫功率 88W
產品規格 295*280*410mm
（1）閉合S2和S3咖啡機的工作狀態處于　 　階段。
（2）R2的阻值是多少歐？
（3）小科某次泡制咖啡，只進行了磨豆和加熱，其中磨豆用時0.5分鐘，加熱用時3分鐘，則本次泡制咖啡共消耗多少焦電能？
19 核裂變與核聚變區別
1．（2024九上·柯橋期末）2021年5月，中科院利用全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)全球首次成功實現可重復的1.2億攝氏度101秒等離子體運行，標志著我國核聚變發展取得重大突破。下列關于核聚變的說法，正確的是（　　）
A．原子核必須在超高溫下才能發生聚變
B．任何兩個原子核都可以發生聚變
C．原子彈爆炸時釋放的巨大能量來自核聚變
D．目前核電站是利用核聚變釋放的核能發電的
1．（2024九下·浙江開學考）投擲實心球是體育中考項目之一。若不計空氣阻力，實心球從離手到落地前的過程中，下列關于其動能、勢能和機械能的大小分別隨時間變化的曲線中，正確的是（　　）
A．①③④ B．②③④ C．①④ D．③④
2．（2024九下·杭州月考）如圖為一種蒸汽船玩具，在玻璃瓶內裝適量水，將小船放置在水面上，點燃蠟燭加熱玻璃瓶一段時間，產生大量水蒸氣，并和受熱膨脹的空氣一起從細窄的吸管沖出，推動小船前進。下列有關該實驗的說法不合理的是（　　）
A．加熱過程中，玻璃瓶內的水通過熱傳遞的方式增大內能
B．吸管處出現白霧，沖出的水蒸氣內能減小，溫度降低
C．蒸汽推動小船前進，小船的動能增大，重力勢能不變
D．蒸汽推動小船前進能的轉化方式和內燃機的做功沖程相同
3．（2024·紹興）如圖甲所示，質量不計的彈簧豎直固定在水平面上，=時刻，將一重為G=50N的金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復．通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖像如圖乙所示，則（　　）
A．t1時刻小球的動能最大
B．t2時刻小球的動能最大
C．t2到t3時間內，小球的動能先增加后減小
D．t2到t3時間內，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能
4．（2024九上·余姚期末）如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面，一小球由A點以速度v沿軌道滾下，依次經過等高的B點和C點。下列關于小球滾動過程的分析正確的是（　　）
A．小球在B點的動能大于C點動能
B．小球在B點的機械能等于C點的機械能
C．無論速度v多大，小球都不會到達E點
D．小球從A點到B點的過程中，減少的重力勢能都轉化為小球的動能
（4題圖） （5題圖）
5．（2024九上·鹿城月考）如圖所示，一個物體由A點從靜止開始下落，相繼經過B、C兩點，AB=BC。物體在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，則下列關系正確的是（　　）
A．W1≠W2，P1≠P2 B．W1=W2，P1=P2
C．W1=W2，P1>P2 D．W1=W2，P16．（2024九下·義烏開學考）如圖，AB、AC、AD為三個光滑斜面，其中AD為曲面，小球M從A點分別沿三個面自由滑下，撞擊放在B、C、D三點完全相同的物塊上，物塊在粗糙程度相同的同一水平面上移動相同距離停下，則（　　）
A．物塊克服阻力做功一樣多 B．小球M對B點的動能最大
C．物塊克服阻力做功C點最大 D．小球M對D點的動能最小
7．（2024九上·平湖期末）力和運動、功和能量是物理學的核心概念，它們之間存在著密切的聯系。關于力和運動、功和能量之間的關系，下列說法錯誤的是（　　）
A．運動的物體一定具有能量
B．物體受到力的作用，力一定對物體做功
C．做功的本質是能量的轉化
D．功和能量的單位都是焦耳
8．（2024九上·海曙開學考）圖中的每個滑輪重0.5N，物體A重6N，托板重1N。為了提升重物A，在2s的時間內，拉力F的作用點沿豎直方向勻速升高了1.2m，這個過程中，不計滑輪軸摩擦和繩重，則下列分析正確的是（　　）
A．拉力F的大小為1.5N
B．天花板對定滑輪拉力大小為4.5N
C．物體A上升的速度為0.6m/s
D．拉力F克服A重力做功7.2J
9．（2024九上·上城期末）下列是生活中的四種杠桿，屬于費力杠桿的是（　　）
A．開瓶器 B．核桃夾 C．園藝剪 D．釣魚竿
10．（2024九上·拱墅期末）如圖所示，按下筷子盒M處時，筷子就會從出口滾出。若忽略筷子的壓力，能正確表示按下筷子盒M處時的杠桿示意圖是（　　）
A． B． C． D．
（10題圖） （11題圖）
11．（2024九上·江北期末）如圖甲是工人使用升降平臺進行高空玻璃幕墻清洗的場景，該平臺結構簡圖如圖乙所示。其中吊籃和動滑輪總質量為30kg，吊籃由電動機控制升降。在某次吊升過程中，兩名工人及所帶工具總質量200kg，20s內吊籃勻速上升4m，電動機對鋼絲繩的拉力為750N。下列說法錯誤的是（　　）
A．本次吊升過程中的有用功是8×103J
B．本次吊升過程中的機械效率約為87.0%
C．可以通過減少吊籃和動滑輪的重力來提高該平臺使用時的機械效率
D．可以通過增加工人和工具重力來提高該平臺使用時的機械效率
12．（2024九上·溫州期末）拉渡船是一種用人力拉動繩索使船體前進的擺渡工具。下列圖示的四種拉渡方案中，最省力的是（　　）
A． B． C． D．
13．（2023九上·余姚月考） 如圖所示，利用輕質滑輪組勻速拉動水平地面上重為 300N 的物體，拉力 F 的大小為 30N．若物體和地面之間的摩擦力大小為 45N，則 A 處的拉力大小和滑輪組的機械效率分別為（　　）
A．45N、50% B．60N、50% C．45N、75% D．60N、75%
（13題圖） （14題圖）
14．（2023九上·杭州月考）如圖所示，F1＝4N，F2＝3N，此時物體A相對于地面靜止，物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。下列說法正確的是（　　）
A．F2的功率為0.3W
B．如果增大F2，物體A相對于地面仍靜止
C．彈簧測力計讀數為6N
D．地面對物體A的摩擦力方向水平向左，大小為2N
15．（2023九上·玉環月考）小李的質量為40kg，可以舉起80kg的杠鈴；小胖的質量為80kg，可以舉起40kg的杠鈴。他們兩人通過如圖所示的裝置來比賽，雙方都竭盡全力，看誰能把對方拉起來。比賽結果應是（　　）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．兩個都拉不起 D．兩個都拉起
（15題圖） （16題圖）
16．（2023九上·溫州會考）如圖所示的杠桿中，OA=1m，OB=0.4m，物體重力G=100N，杠桿自身重力忽略不計，則關于此杠桿，下列說法正確的是（　　）
A．如圖所示的杠桿的F1的力臂L1=1m
B．若使杠桿在如圖所示位置平衡，則拉力F1=80N
C．F1的方向如圖中實線所示時，杠桿在如圖所示的位置平衡，則此時杠桿為費力杠桿
D．F1的方向從圖示位置轉到虛線所示的位置的過程中，F1逐漸變大
17．（2024九上·紹興期末）用酒精燈給試管中的水加熱，如圖所示，在軟木塞被沖出試管口的過程中，下列說法正確的是（　　)
A．軟木塞的機械能守恒
B．能量的轉化形式與熱機做功沖程能量轉化相同
C．水蒸氣對軟木塞做功，水蒸氣的內能增大
D．軟木塞的機械能轉化為水蒸氣的內能
（17題圖） （18題圖）
18．（2024九上·平湖期末）如圖所示，向裝有少量水的燒瓶內緩慢打氣，突然塞子跳起來，同時瓶內出現了“白霧”。下列關于該現象的說法正確的是（　　）
A．瓶內氣體對外做功 B．機械能轉化為內能
C．瓶塞的機械能減少 D．瓶內氣體溫度升高
19．（2024九上·金東期末）關于溫度、內能、熱量，下列說法正確的是（　　）
A．溫度高的物體含有的熱量多
B．氣體膨脹對外做功，自身內能會減少
C．物體吸收熱量，溫度一定升高
D．物體內能增大，一定吸收了熱量
20．（2024九上·海曙開學考）甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖所示，下列說法中正確的是（　　）
A．兩燈均正常發光時，乙燈消耗的電能較多
B．兩燈串聯在220V的電路中，甲燈比乙燈亮
C．將乙燈接入110V的電路中，它的實際功率為50W
D．兩燈均正常發光時，甲燈的電阻小于乙燈的電阻
21．（2024九下·杭州月考）小樂猜想：“電流通過導體產生的熱量的多少可能跟電流、電阻和通電時間有關”，于是設計了如圖所示的裝置①和②，先將電阻絲（R1＜R2）分別裝入規格相同的燒瓶中，然后將帶有相同的玻璃管的塞子塞緊燒瓶，玻璃管在外側的一端與相同的癟氣球相連；實驗過程中電源電壓保持不變。下列敘述中，正確的是（　　）
A．探究電流產生的熱量與電流大小的關系，可比較氣球甲、乙的體積變化
B．探究電流產生的熱量與電阻大小的關系，可比較氣球丙、丁的體積變化
C．裝置①和②同時實驗，通電相同時間后，體積變化最大的氣球是丙氣球
D．裝置①和②同時實驗，通電相同時間后，體積變化最大的氣球是甲氣球
22．（2024九上·杭州期末）如圖所示，兩燈泡L1和L2規格分別為“6V3W"和“6V6W"，電源電壓相同恒為6V，按甲、乙方式連接，工作時最亮的是（　　）
A．甲圖中的L1 B．甲圖中的L2 C．乙圖中的L1 D．乙圖中的L2
23．（2024九上·慈溪期末）某電飯鍋具有高溫擋和低溫擋兩個工作擋位，其簡化電路如圖甲所示，，高溫擋的功率為，單獨接在家庭電路中，僅用低溫擋工作一段時間后，電能表轉盤轉過44轉，則（　　）
A．這段時間長為3分鐘 B．低溫擋時的功率為
C．低溫擋時的電流為 D．的電阻為
24．（2024九上·鄞州期末）為了探究滑動變阻器的電流、電壓關系，某科學興趣小組的同學按照如圖甲的電路進行實驗。組裝好電路后，閉合開關，讓滑片P從最右端開始向左滑動（滑片P到最右端的距離為x），同時觀察電壓表、電流表的示數，記錄數據并繪制圖像。電壓表讀數U與x的關系如圖乙所示，電流表讀數I與x的關系如圖丙所示。下列說法正確的是（　　）
A．定值電阻的阻值為
B．時，消耗的電功率為
C．滑動變阻器電阻絲沒有斷路時的總電阻值是
D．若電流表的量程為，則此電路的最大功率可達
25．（2024九上·溫州期末）圖像是表征事物的一種方法。小明用如圖甲所示電路測定小燈泡的電功率，將滑片從b移至a，記錄多組數據并描繪出如圖乙所示的圖像。若圖中面積表示燈泡兩端電壓為時消耗的電功率大小，則此時滑動變阻器所消耗的電功率可表示為（　　）
A． B． C． D．
26．（2024九上·義烏期末）如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，滑動變阻器R2的最大阻值為60歐，電源電壓保持不變。滑動變阻器R2的滑片從一端滑到另一端的過程中，測得R2的電功率與通過它的電流的關系如圖乙所示。下列說法不正確的是（　　）
A．R2的滑片向左滑動時，電流表示數變大，電壓表示數變小
B．電源電壓為18V
C．R1的電功率變化范圍是6～18W
D．R2的滑片在中點的時，R2的電功率最大
27．（2023九上·義烏期末）2023年12月，我國自主研制的核聚變關鍵裝置“中國環流器二號M裝置”實現首次放電，標志著我國核聚變發展取得重大突破。下列關于核聚變的說法，正確的是（　　）
A．任何兩個原子核都可以發生聚變
B．原子核必須在超高溫下才能發生聚變
C．原子彈爆炸時釋放的巨大能量來自核聚變
D．目前核電站是利用核聚變釋放的核能發電的
28．（2023九上·安吉月考）關于核電站，小科總結了以下四種說法，其中正確的是（　　）
A．核電站是利用氫核的聚變產生的能量來發電的
B．核電站的核心是利用核反應堆控制核能平穩地釋放
C．核電站的反應堆中放出的核能可以直接轉化為電能
D．核電站產生的廢料可以直接排放到大海中
29．（2023九上·義烏月考）在番茄上相隔一定距離分別插入銅片和鋅片，即為番茄電池，將銅片、鋅片與電壓表相連。電池的能量直接來源于（　　）
A．機械能 B．電能 C．太陽能 D．化學能
30．（2024九上·拱墅期末）某興趣小組設計了如圖甲所示的電路進行實驗探究，電源為電壓可調的學生電源，小燈泡L標有“6V、1.2W”字樣，R為20Ω的定值電阻。小組根據記錄的電流表和電壓表的示數，描繪出如圖乙所示的I—U關系圖。
（1）小燈泡正常發光時的燈絲電阻為　 　Ω。
（2）調節電源電壓，當電路消耗的總功率為1.35W，小燈泡的實際功率為　 　W。
31．（2024九上·東陽期末）在圖甲所示的電路中，已知電源為電壓可調的直流學生電源，燈泡的額定電壓為，燈泡的額定電壓為，圖乙是燈泡的圖象．
（1）當開關S接a時，電壓表的示數為，電流表的示數為，調節電源電壓，使燈泡正常發光，此時消耗的功率為，燈泡的額定電流為　 　．
（2）開關S接b時，通過調節電源電壓可使電路允許達到的最大總功率是　 　．
32．為探究物體的動能跟哪些因素有關，利用斜槽、鋼球、木塊等器材在同一水平面上進行探究活動。鋼球從高為h的斜槽上滾下，在水平面上運動，運動的鋼球碰上木塊后，能將木塊撞出一段距離s，如圖所示。
（1）實驗中探究的“物體的動能”是指____ (選填字母)。
A．鋼球在斜面上的動能
B．鋼球撞擊木塊時的動能
C．木塊被撞擊后的動能
（2）若水平面是光滑的，　 　(選填“能”或“不能”)達到探究目的。
（3）實驗過程中，發現木塊移動的距離較短而不易進行觀察和比較。對此請你寫出一條改進措施：　 　。
33．（2024九上·上城期末）古人使用的投石機是應用杠桿及能量轉化的原理制成的。項目化學習小組對其開展研究，并利用木板、橡皮筋、瓶蓋、等體積實心小球(木球a、石球b、鐵球c)制作了簡易的投石機，如圖。投射時，只要下壓拋擲桿及小球，改變橡皮筋的形變程度，松手后拋擲桿即可繞固定軸轉動，當拋擲桿碰撞到擋板時，瓶蓋內的小球會被拋出。制作完成后，小組依據如下評價表開展了自評。
投石器制作的評價量表
評價指標(總投射10次) 評價等級
優秀 良好 待改進
指標一：投遠(平均射程) 射程最遠 射程較遠 射程較近
指標二：投準 7-10次能投射到指定區域 4-6次能投射到指定區域 3次及以下能投射到指定區域
指標三： ？ ..... ..... .....
（1）小組自評“投遠”這一指標為良好。如何增大射程呢 小組對射程的影響因素展開了探究。
①小組認為，同一木球射程與橡皮筋的形變程度有關。下壓拋擲桿分別位于不同位置進行實驗。發現在橡皮筋的形變程度越大時，木球的射程越遠。從能量轉化的角度分析木球射程越遠的原因　 　。
②小組根據能量轉化和動能的影響因素分析，可知射程與拋擲小球的質量有關，當橡皮筋的形變程度相同時，3個小球射程由遠到近排序為　 　(用字母表示)。小組后來通過實驗驗證了分析。
（2）利用該投石器，小組希望讓鐵球能投得更遠，簡單可行的改進為　 　。
（3）根據評價需要，請你提出一項指標寫在指標三“ ”處。　 　。
34．（2024九上·東陽期末）小文利用自制的實驗器材來探究物體動能大小的影響因素，如圖甲所示．實驗過程如下．
①取2條相同的帶凹槽軌道，用雙面膠將軟尺粘在軌道上
②將兩條軌道平行放置在水平桌面上，鋼球可以在軌道上自由滾動
③取兩個完全相同的小鋼球，放在如圖所示位置
④一只手握住木尺的一端（O點）固定不動，另一只手向前推動木尺，使木尺繞著O點旋轉
⑤當木尺與軌道垂直（虛線位置）時停止推動，同時釋放兩個小球
⑥讀出圓柱體被小鋼球推動的距離，比較小鋼球動能的大小
（1）小文的實驗基于的猜想是：　 　．
（2）圖乙是教材中探究物體動能大小的影響因素的裝置．相比較圖乙裝置，圖甲裝置的優點是　 　．
（3）實驗過程中，小文發現兩個圓柱體在軌道上滑動的距離相同（均未滑出軌道），測量發現圓柱體1的質量大于圓柱體2的質量．請根據此現象，能否判斷哪個小球動能大，并說明理由：　 　．
35．（2024九上·上城期末）小金為研究“斜面的機械效率與斜面傾斜角度的關系”，進行了如圖所示的實驗：
①將一塊長木板的一端墊高，構成一個斜面，用刻度尺測出斜面的長s和斜面的高度h.
②用彈簧測力計測出小車的重力G.
③用彈簧測力計將小車從斜面底端勻速拉至頂端，記錄彈簧測力計示數F.
④改變斜面的傾斜角度，重復上述實驗后，相關數據如下表。
實驗序號 斜面的傾斜角度 小車的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面長s/m 機械效率
1 較小 10 0.2 3.6 1 ____
2 適中 10 0.4 7.01 1 57.1%
3 較大 10 0.6 8.5 1 70.6%
（1）在第一次實驗中，斜面的機械效率為　 　
（2）根據實驗數據，可以得到的實驗結論為　 　
（3）斜面的機械效率還與哪些因素有關 　 　
36．（2024九上·余杭期末）提高機械效率，能夠更充分地發揮機械設備的作用。“測量滑輪機械效率”實驗裝置如圖甲、乙、丙所示(每個動滑輪重相同)，得到三組實驗裝置的數據如表所示。
裝置 甲 乙 丙
鉤碼重/N 2 2 4
鉤碼上升的高度/m 0.1 0.1 0.1
彈簧測力計示數/N 1.5 1.0 1.7
繩子自由端移動的距離/m 0.2 0.3 0.3
機械效率n 66.7% 待填 78.4%
（1）實驗中應　 　拉動彈簧測力計，實驗乙組中待填的機械效率為　 　。
（2）比較乙、丙組，它們的效率是η乙<η丙可知影響它們機械效率高低的因素是　 　。
37．（2024九上·鄞州期末）如圖甲，電工師傅攀爬電線桿時，利用了一種“神奇裝備”——腳扣（如圖乙所示）。當腳踩上去時，它能被電線桿緊緊“鎖住”而不下滑。為了探究影響腳扣被“鎖住”的因素，小寧用套筒代替腳扣設計如圖丙的實驗裝置：套筒連有橫桿，套筒可以沿豎桿上下自由滑動。
【作出猜想】
套筒是否被“鎖住”可能與所掛物體距豎桿的距離有關。
【驗證猜想】
移動鉤碼懸掛位置，并記錄套筒被鎖住時鉤碼離豎桿的最小距離，實驗現象及數據如下表。
實驗次數 1 2 3 4
鉤碼個數 4 4 4 ▲
鉤碼距豎桿距離/ 5 8 13 15
實驗現象 快速滑落 慢慢滑落 剛好滑落 緊緊鎖住
（1）表中“▲”應填寫　 　。
（2）【得出結論】
小寧分析實驗數據發現，當橫桿上所掛物重相同時，鉤碼距豎桿距離越近越　 　（填“容易”或“不容易”）鎖住。
（3）【作出解釋】
圖丁中套筒及橫桿相當于一個杠桿。當套筒被鎖住時，A為支點，為動力臂，為阻力臂，根據杠桿平衡條件，和一定時，越大，套筒上B點受到豎桿的支持力就越　 　（填“大”或“小”），因為物體間力的作用是相互的，所以套筒對豎桿的壓力也越大。分析套筒的受力可知：最終阻礙套筒下滑，將它“鎖住”的是套筒和豎桿之間的摩擦力。
38．（2024九上·鹿城月考）小明用圖甲所示電路來測量小燈泡的電功率（部分器材的規格已標明）。
（1）閉合開關進行小燈泡額定功率測定的實驗，當移動滑動變阻器到圖中位置時，電壓表示數為2伏，接下來的操作是　 　。
（2）小明進行了六次實驗，記錄實驗數據并在U-I圖像中描點，得到小燈泡兩端的電壓與電流的關系圖像如圖乙所示。則根據記錄的數據和圖像可知：小燈泡的額定功率為　 　瓦。
（3）實驗結束后，小明繼續對滑動變阻器兩端電壓與通過它的電流關系進行探究，畫出了對應的U-I圖像如圖丙，請你在圖中“①”、“②”或“③”三條虛線中選擇正確的一條，并說明你選擇的依據　 　。
39．（2024九上·東陽期末）小明利用如圖甲所示電路測量小燈泡的功率，被測小燈泡的額定電壓為，電阻約為左右，實驗室有如下器材：電源，電流表，電壓表，滑動變阻器、電阻箱各一只，單刀單擲、單刀雙擲開關各一個，導線若干．
（1）圖甲是小明剛連好的實物圖，實驗前小華幫他檢查了一遍，發現有兩處不合實驗規范．請你指出來：①電流表所選量程太大；②　 　．
（2）完善電路后，閉合開關，小明改變滑動變阻器的阻值測量出了5組數據，并描點畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖像，如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為　 　W．
（3）實驗中所使用的滑動變阻器的規格可能為____．
A． B． C．
（4）在實驗過程中，電壓表發生故障，若已知另一盞燈的額定電流為，小明和小華增加一只電阻箱和一個單刀雙擲開關設計出了丙、丁兩種電路圖，則能測出該盞燈額定電功率的是　 　．
40．（2024九上·金東期末）在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，小江選用小燈泡L的額定電壓為2.5V。
（1）小江設計了如圖甲所示的電路圖，連接好電路后，閉合開關S，移動滑動變阻器R的滑片P到某一位置時，電壓表示數如圖乙所示。要測量小燈泡L的額定功率，滑片P應向　 　（選填“左”或“右”）移動直到電壓表示數為2.5V，此時電流表示數為0.24A，則小燈泡L的額定功率為　 　W；
（2）實驗結束后，小蘭認為沒有電流表也能測出小燈泡的額定功率。于是她找來了另一個電源（電壓恒為8V）、一個額定電壓為6V的小燈泡L1和一個阻值為20Ω的定值電阻R0等器材，設計了如圖丙所示的電路，并完成了實驗。實驗過程如下：
①斷開開關S1，閉合開關S和S2，移動滑動變阻器R的滑片P，使電壓表的示數為　 　V，小燈泡L1正常發光；
②斷開開關S2，閉合開關S和S1，保持滑動變阻器R的滑片P位置不變，讀出電壓表的示數為1.6V；
③計算出小燈泡L1的額定功率為　 　W。
41．（2024九上·余杭期末）為了護航亞運，公安部門使用無人機進行巡邏管控。如圖所示，是正在巡查的無人機。無人機啟動后，利用遙控器可控制它運動和工作，它的部分參數如表：
機身質量/千克 2.4 “四腳"著地的總面積(厘米) 10
電池充滿后儲存電能/焦耳 36000 最大水平速度(米/秒) 5
機身尺寸/毫米 400×300×200 最大上升速度(米/秒) 1
（1）給無人機電池充電時，發生的能量轉化過程主要是　 　。
（2）無人機從地面飛到離地30米高處，克服自身重力做功為多少
（3）無人機充滿電后在水平方向上以最大速度勻速飛行時一次可飛行約15分鐘，且電能轉化為機械能的效率為60%，求無人機以最大水平速度沿水平方向勻速飛行過程中受到的推力是多少
42．（2024九上·東陽期末）純電動汽車作為低碳環保的先行者，對降低碳排放有突出的貢獻，我國提出了多項政策大力發展電動汽車．已知某品牌的一款電動汽車參數如表：
電動機額定功率 20千瓦 電池類型 磷酸鐵鋰電池
能耗 12千瓦時/百公里 電池質量 200千克
最高時速 120千米/時 電池能量密度 0.2千瓦時/千克
（注：電池能量密度指的是單位質量電池所包含的能量．）
（1）如圖電動汽車正在充電，充電過程中電能轉化為　 　．
（2）為延長電池使用壽命，通常剩余電量為10%即需充電．該車充滿電后，最佳續航里程是多少公里？
（3）在額定功率下該車以最高時速行駛時產生的牽引力為多少？
43．（2024九上·杭州期末）如圖甲所示燕尾夾包括夾柄和夾體，夾體的截面為三角形。夾柄是鋼絲制成，與夾體相連接的一端可活動，燕尾夾柄可簡化為杠桿ABC，其中AB=BC，以圖乙方式按住C點打開該夾子，力F垂直于夾柄所在平面。
（1）杠桿ABC的支點為　 　（選填“A”“B”或“C”）。
（2）若F大小為10N時，剛好可以打開夾子，則夾體給杠桿的作用力至少為多少牛
（3）在不改變夾體的前提下，為能更輕松的打開夾子，可以使用什么辦法，并列式說明理由。
44．（2024九上·紹興期末）俯臥撐是一項常見的健身項目，采用不同的方式做俯臥撐，健身效果通常不同。圖甲是小明在水平地面上做俯臥撐保持靜止時的情境，他的身體與地面平行，可抽象成圖乙的杠桿模型，地面對腳的力作用在О點，對手的力作用在B點，小明的重心在A點。已知小明的體重為600N，OA長為1m，AB長為0.2m。
（1）此類杠桿屬于　 　 (選填“省力杠桿”或“費力杠桿”)。圖乙中，地面對手的力F與身體垂直，則F為多少牛 　 　
（2）圖丙是小明手扶支架做俯臥撐保持靜止時的情境，此時他的身體姿態與圖甲相同，只是身體與水平地面成一定角度，支架對手的力F2與他的身體垂直，且仍作用在B點。則F1　 　F2(選填“>”、“=”或“<”)。
45．（2024九上·余杭期末）如圖所示，在住宅中通常用固定在墻上的三角支架ABC放置空調外機。如果A處固定的螺釘脫落，則支架會傾翻造成空調外機墜落事件。已知AB長80cm，AC長50cm，室外機的重力為500N，重力作用線正好經過AB中點。
（1）在圖中畫出三角支架A處所受的水平作用力F的示意圖及其力臂。
（2）計算三角支架A處所受的水平作用力F的大小(支架重力不計)。
（3）為了避免A處螺釘受力太大而脫落，導致支架傾翻空調外機墜落，安裝師傅會將室外機向　 　(填“A”或“B”)靠近一些，理由是　 　。
46．（2024九上·慈溪期末）橋式起重機在工業生產上有廣泛應用。如圖是某橋式起重機的示意圖，水平橫梁MN架在軌道A和B上，電動機D可沿橫梁左右移動。橫梁、電動機、掛鉤、滑輪、鋼索、導線的質量以及滑輪上的摩擦均不計。
（1）電動機通過滑輪組，將質量為600千克的零件，以0.4米/秒的速度勻速提升4米。求：電動機對零件做的功為多少焦？電動機的功率至少為多少瓦？
（2）已知橫梁長度為L，零件質量為m，電動機吊著零件從M點出發并開始計時，以水平速度v勻速運動到N點，橫梁對軌道A的壓力F與時間t的關系式為　 　。
47．（2024九上·杭州期末）某油電混合動力汽車相關信息如下表，工作原理如圖甲所示，當需要高速行駛或蓄電池電能過低時，內燃機就會啟動，既可以向車輪輸送能量，又可以給蓄電池充電，電動汽車所受阻力與車速的關系如圖乙所示，在某次測試中，測試前蓄電池已儲存的電能為1×108J，測試中全部由內燃機提供能量，汽車以50km/h的速度水平勻速行駛了1h，同時蓄電池的電能增加了25%，求：
驅動模式 純電動啟動、低速
油電混動中速
純燃油高速
汽車質量 1200kg
（1）在該次測試中，所用燃料的熱值為4.5×107J/kg，測試過程中消耗10kg燃料，燃料完全燃燒釋放的熱量是　 　J。
（2）在該次測試中，汽車牽引力做的功是　 　J。
（3）在該次測試中，內燃機的效率是多少？（忽略蓄電池和驅動電機的熱損失，寫出計算過程）
48．（2024九上·杭州期末）為探究機械功與熱之間的關系，焦耳設計了一個實驗，在容器里裝水，中間安上帶有葉片的轉軸，通過重物下降，帶動葉片旋轉，使水的內能增加。小金自制類似裝置驗證熱和功的關系，如圖所示（部分固定裝置舍去），其中重物的重力為420牛，勻速下降高度為1m，測得水的溫度上升了0.2℃，容器中水的質量為0.45kg，（水的比熱C=4.2×103焦/（千克·℃））
（1）該實驗通過　 　方式增加了水的內能。
（2）容器內水吸收熱量為多少焦
（3）機械功轉化為水的內能的效率是多少
49．（2024·浙江模擬）在獻愛心活動中，小明為敬老院老人設計了一款智能電熱坐墊，能實現加熱后自動保溫。該坐墊電路如圖甲，是安裝在坐墊內的熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化如表所示。閉合開關，電熱坐墊啟動高功率工作模式，當通過電磁鐵的電流達到0.05安時，銜鐵和同時被吸引，轉為低功率工作模式。當坐墊溫度降低使通過電磁鐵的電流為0.04安時，電磁鐵無法吸住銜鐵和，、恢復原位，又轉為高功率工作模式。電熱坐墊在高功率和低功率模式之間切換，使其溫度維持在一定范圍。
熱敏電阻的阻值與溫度的關系
溫度/45℃ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/歐 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
（1）分析表中數據，當溫度升高時，熱敏電阻的阻值　 　；（選填“變大”或“變小”）
（2）圖甲中和的阻值均為1210歐。在某次測試中，電熱坐墊高功率工作和低功率工作用時均為10分鐘，則本次測試中電熱絲消耗的總電能為多少焦？　 　
（3）小明想在控制電路中增加一個力敏電阻，以實現兩個功能
①1000牛壓力以下，坐墊最高溫度不超過45℃；
②人離開后，坐墊始終低功率工作。
現有三種力敏電阻，其阻值隨壓力變化如圖乙所示。寫出你選擇的力敏電阻以及在控制電路中的連接方式，并寫出500牛壓力下坐墊的最高溫度值：　 　。（線圈阻值忽略不計）
50．（2024九上·上城期末）如圖甲所示的凈熱一體機能實現凈水、加熱一體化，即開即飲。小周同學選取了市面上某款產品進行研究，內部加熱電路如乙圖所示，其中發熱元件的電阻R1=R2=48.4Ω，額定電壓為220V。可實現95℃熱水檔、45℃中溫擋和常溫檔三個擋位的切換。
（1）凈熱一體機在制熱水時，加熱電路此時的能量轉化為　 　
（2）當開啟45℃中溫擋時，此時加熱電路的電熱功率為
（3）該款凈熱一體機宣傳稱“在95℃熱水檔狀態下出水量能達到1.2L/min”這是真的嗎 請通過計算說明。(已知水的初溫為20℃，c水=4.2x103J/kg℃)
51．（2024九上·紹興期末）如圖1是某型號電暖器。它有高溫、低溫兩個檔位，其簡化電路圖如圖2所示。R1和R2均為發熱電阻，其部分參數如表所示。
額定電壓 220V
額定功率 高溫檔 2200W
低溫檔 1100W
（1）該電暖器是利用電流的　 　效應工作的。當開關S1閉合、S2斷開時，電暖器處于　 　檔；
（2）在高溫檔正常工作時，發熱電阻R2的阻值是多少 　 　
（3）在某次用電高峰期，小明用如圖所示的電力監測儀，測出該電暖器在低溫檔工作時的實際電壓為210V，實際功率為900W。小明認為實際功率小于額定功率，只是因為實際電壓小于額定電壓造成的。請你通過計算，判斷小明的觀點是否正確　 　。
52．（2024九上·平湖期末）電熱砂鍋工作時先用高擋加熱鍋內湯料至沸騰，再用低擋持續加熱食物，使食物“湯濃味鮮”。
（1）某次烹飪一共用時6小時，電功率與加熱時間的關系如圖所示，則本次烹飪共消耗多少電能
（2）用電熱砂鍋將2千克20℃湯料加熱至60℃，湯料吸收的多少熱量 (已知湯料的主要成分為水，比熱約為4200J/(Kg ℃))
（3）第(2)小題中，若電熱砂鍋產生熱量的80%被湯料吸收，則電熱砂鍋使至少需要工作多少時間
53．（2024九上·余杭期末）小科給家里買電熱水壺，他測試了價格相同的甲、乙兩款電熱水壺，它們的銘牌如圖所示。均正常工作，都把質量為1kg的水從20℃加熱到40℃，甲用時125s，乙用時120s。[水的比熱為4200J/(kg·℃)]
（1）甲電熱水壺正常工作時電阻是多大
（2）質量為1kg的水從20℃加熱到40℃，吸收的熱量是多少
（3）如果從甲或乙中選擇一款節能的電熱水壺，請通過計算，幫助小科選擇哪款
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