2024年浙江省中考科学 二轮复习高频考点突破课件：能量的转化与守恒

第3章能量的转化与守恒⁠⁠⁠考点一功和功率典例1如图所示的AG600是我国首次研制的大型水陆两栖飞机，该飞机蓄满水后总质量为53.5t。为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在模拟灭火测试中，飞机盘旋在火场上方150m处，将所蓄水分次投下，每次投水300kg，用时20s到达地面；在水面滑行测试中，飞机在水面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s。若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W，求∶（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（典例1图）（1）

飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积。（2）

每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率。（3）

飞机在水面上沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。

答案：（1）53.5m3

（2）2.25×104W

（3）2.5×105N⁠1.大小相同的力F作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图），F所做的功分别为W1和W2，则（

B

）A.

W1＝W2B.

W1＝W2C.

W1＝2W2D.

W1＝4W2B2.

如图所示，质量为60kg的小明正在家中做俯卧撑运动，可将他的身体视为杠杆，A点为身体的重心。（g取10N/kg）（1）

将身体撑起的过程中，求地面对双手的支持力。解∶（1）

小明所受的重力G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，他的身体相当于杠杆，脚尖是支点，他所受的重力是阻力，地面对双手的支持力是动力，根据杠杆平衡条件Gl2＝Fl1得，600N×0.9m＝F×（0.9m＋0.6m），解得F＝360N

（第2题）（2）

若双手与地面接触的总面积为3×10－2m2，求双手对地面的压强。

（3）

若小明在1min内做了20个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.3m，求他做俯卧撑的功率。

（第2题）考点二机械与机械效率典例2如图甲所示，有一轻质杆，其左、右两端各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2（m1＞m2）的实心物块后恰好水平平衡。（1）

求左、右悬挂点到支点O的距离l1与l2之比。（2）

将两物块分别浸没于水中，如图乙所示，杆将会

⁠（填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”），试通过推导加以证明。

解析：（1）

应用杠杆平衡条件F1l1＝F2l2。（2）

当物块浸没于水中时，以物块作为受力分析的对象，其受到重力、拉力、浮力的作用；作用在杠杆上的拉力等于物块受到的重力与浮力的差值。

⁠3.

如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将左右两端的钩码同时向远离支点的方向移动两格，那么杠杆（

C

）A.

仍能平衡B.

左端下沉C.

右端下沉D.

无法判断C4.

如图所示，小刚站在高台上通过滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。假设在拉绳子的过程中，小刚对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦。已知小刚的质量为50kg，物体A的质量为54kg，物体B的质量为84kg，动滑轮的质量为6kg。当提升物体A时，滑轮组的机械效率为

90%

⁠，此时小刚对高台的压力是

700

⁠N；当提升物体B时，小刚拉力做功的功率为180W，则物体B上升的速度为

0.2

⁠m/s。（g取10N/kg）

90%

700

0.2

考点三电功与电功率典例3如图所示的电路中，电源电压不变，灯泡L标有“6V

3W”字样（不考虑灯丝阻值的变化）。当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开时，甲表示数I甲＝0.5A，电路消耗的总功率为P1；当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合时，乙表示数U乙＝2.4V，电路消耗的总功率为P2。下列说法中，正确的是（

）A.

电阻R的阻值为36ΩB.

电路的总功率之比P1∶P2＝5∶2C.

当甲、乙都是电压表，S1、S2闭合时，灯泡L的实际功率为0.48WD.

当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开时，两表示数之比I甲∶I乙＝2∶3

答案：C⁠5.

在如图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的“直流电源”，灯泡L1的额定电压为8V，如图乙所示为灯泡L2的U－I关系图像。（1）

当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值。

（2）

当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率。

（3）

当开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，求电路消耗的总功率。解∶（3）

当开关S接b时，Ib＝Ia'＝0.5A，由图乙知，U2＝4V，电源电压U＝U1＋U2＝8V＋4V＝12V，总功率P＝UIb＝12V×0.5A＝6W考点四伏安法测小灯泡的额定功率典例4

（2022·遂宁）小志同学在“测量小灯泡的额定功率”的实验中，用到的器材有新干电池2节、小灯泡L（标有“0.3A”字样）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1个、导线若干。（1）

请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）。（2）

连接好电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，造成这一现象的原因可能是

⁠（填序号）。

①

小灯泡短路②

小灯泡开路③

滑动变阻器短路④

滑动变阻器开路（3）

排除故障，进行实验，发现电流表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向

⁠（填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，电压表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为

⁠W。

（4）

小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来1只阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率，主要的操作步骤如下∶①

把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额。②

保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I。③

计算得出小灯泡的额定功率P额＝

⁠（用R0、I额、I表示）。

解析：（1）

伏安法测小灯泡的额定功率，需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，故需要将电流表与小灯泡串联，将电压表与小灯泡并联，根据小灯泡的额定电压确定电压表的量程，滑动变阻器采用一上一下的连接方式串联在电路中，根据“当滑动变阻器的滑片向右移动时电路中的电流减小”分析，应接入变阻器的左下接线柱。（2）

由题意可知，电路连接完好，只有1个元件有故障，当电流表无示数时，电路不可能是短路，只能是开路，电压表有示数且接近3V，说明电压表两接线柱与电源之间是通路且电压表测电源两端电压。（3）

读出电流表的示数，根据电流表示数与灯泡额定电流的大小判定电路中电流的变化，根据欧姆定律分析电路中总电阻的变化和滑动变阻器阻值的变化；根据电压表选用的量程确定分度值读数，根据P＝UI求灯泡的额定功率。（4）

根据并联电路的电流规律求出通过定值电阻的电流，根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压，根据并联电路的电压特点求出灯泡的额定电压，然后根据P＝UI求出灯泡的额定功率。答案：（1）

如图戊所示（2）

②

（3）

A

0.75

（4）

（I－I额）R0I额⁠6.

在“探究小灯泡的电功率与哪些因素有关”的实验中，小组同学猜想∶小灯泡的电功率可能与电压、电流有关。于是他们设计了如图所示的三个电路图∶

（1）

你认为图

乙⁠电路可以探究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是

乙是串联电路，能控制电流相等⁠。

乙乙是串联电路，能控制电流相等（2）

小组同学经过分析、讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是

对应电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮⁠。

对应电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮考点五能量的转化与守恒定律典例5做“探究动能影响因素”的实验时，常用如图所示的实验装置（不计摩擦）。为使小球到达水平面时的初始速度相同，需控制小球下落高度相同，这是为什么呢？查阅资料得知，物体在某处的重力势能的大小等于该物体从此处运动至水平面时重力对物体所做的功。（典例5图）（1）

质量为m的小球在A处静止时，所具有的重力势能Ep为

⁠。

（3）

请通过推导证明∶小球在水平面上运动的初始速度v只与高度h有关。解析：（1）

重力势能是由于物体被举高而具有的能，Ep＝Gh＝mgh。（2）

不计摩擦时，机械能守恒，小球在A点时所具有的重力势能等于到达B点时的动能。

⁠7.

如图所示为“探究改变物体内能的方法”的实验，瓶子里装有一些水，用打气筒向瓶内充气，在瓶塞“跳”起前，瓶内气体的内能将如何变化？原因是什么？继续充气，当瓶塞“跳”起时，观察到瓶内和瓶口有白雾产生，原因是什么？（第7题）解∶在瓶塞“跳”起前，瓶内气体的内能增加，因为用打气筒向瓶内充气，对瓶内气体做了功；瓶塞“跳”起，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，使水蒸气液化成小水滴，出现白雾⁠1.

用20N的竖直向上的力分别拉着质量为1kg的甲物体和质量为2kg的乙物体上升1m，下列有关分析与计算中，正确的是（g取10N/kg）（

B

）A.

力对甲做功10J，对乙做功20JB.

甲增加的动能是10J，乙增加的动能是0C.

甲增加的重力势能是20J，乙增加的重力势能是20JD.

甲增加的机械能是20J，乙增加的机械能是0B2.

如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧测力计的读数为10N，物体A的运动速度为1m/s（不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间摩擦、滑轮与轴间摩擦），在此过程中（

C

）A.

物体A与地面间的摩擦力为5NB.

物体A与地面间的摩擦力为20NC.

水平拉力F做功的功率为10WD.1s内重力对物体A做的功为10JC3.

如图所示的电路中，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J。下列说法中，正确的是（

D

）A.

电路中的最大电流为1AB.

滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能为60JC.

滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8∶1D.

R1先后两次消耗的电功率之比为16∶9D4.

如图所示为某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电

5546.7

⁠kW·h；若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次，则该用电器在上述时间内消耗的电能为

0.02

⁠kW·h，它的实际电功率是

400

⁠W。

（第4题）5546.7

0.02

400

5.

小科为了探究物体在空气中受到的浮力，做了如下实验∶将篮球和连有气针的气球一起挂在杠杆左端，调整杠杆右端钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡，如图甲所示；然后将气针头插入篮球的气门内，气球膨胀，如图乙所示，调整钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。（1）

该实验中显示篮球在空气中受到的浮力变化的实验现象是

杠杆的倾斜程度变化（或杠杆左端向上倾斜）

⁠。

杠杆的倾斜程度变化（或杠杆左端向上倾斜）

（2）

以杠杆左端受到的力为动力，右端受到的力为阻力，在这个过程中阻力臂的变化是

变小⁠。

（3）

小科认为通过上述实验还可以探究浮力大小和排开空气体积的关系。于是将一个瘪了的篮球挂在图甲杠杆的左端，在右端挂钩码使其平衡，然后往篮球里面打气，结果并未出现预期的现象。分析小科实验失败的原因∶

在打气的过程中改变了篮球和气体的总质量（合理答案均可）

⁠。

变小在打气的过程中改变了篮球和气体的总质量（合理答案均可）

6.

如图所示为某工厂发货传输分拣线示意图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，滑至水平工作台BC上，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料相同，且长度均为1m，空气阻力忽略不计。（1）

若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在AB上减小的机械能

小于⁠（填“大于”“小于”或“等于”）在BC上减小的机械能。

（2）

若机械手臂每隔3s取走一件货物，传送带运动的速度为0.8m/s，则为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离d至少为

2.4

⁠m。

小于2.4

7.

（2021·金华）研究性学习小组利用如图甲所示的电路研究电阻电功率的变化规律。电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻的电功率。数据如表所示。实验次序12345电流/A0.100.150.200.250.30电压/V1.01.52.02.53.0R0的电功率/W0.100.2250.400.6250.90实验次序12345电流/A0.100.150.200.250.30电压/V1.01.52.02.53.0R0的电功率/W0.100.2250.400.6250.90（1）

完成第3次实验后，接下来要获得第4次实验的数据，则应将滑动变阻器R的滑片P向

左⁠（填“左”或“右”）移动到适当位置。

（2）

小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。下列结论中，正确的是

B

⁠（填字母）。

A.

定值电阻的电功率与电流成正比B.

定值电阻的电功率与电流的平方成正比左B

（3）

小科提出∶要计算滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压；小金却认为∶无须测量滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑