題型訓練：18能量的轉化與守恒

一、填空題

1.（2020?衢州）小科測量額定電壓為2.0V小燈泡的電功率，電路圖如圖甲所示，電源為兩節(jié)干電池，利用

測得數據繪制圖像如圖乙、丙所示，圖中x為滑片P移動的距離。

甲乙丙

（1）當滑片P移動的距離為a時，圖丙中電流突然變小的原因是

（2）該小燈泡的額定功率是。

2.（2020?衢州）在實際生活中，常用螺絲刀將螺絲釘擰進（出）物體。圖甲中正在擰螺絲釘的螺絲刀，可

視為圖乙所示的杠桿AOB,其中。為支點，B為阻力作用點，F2為阻力，動力作用在手柄上。

（1）圖甲中的螺絲刀屬于杠桿。

（2）請在答題紙相應位置圖中，畫出對應F2的最小動力F的示意圖。

3.（2020?湖州）太陽是太陽系中最大的天體，是地球表層所需能量的主要來源

（1）太陽能屬于（選填"可再生能源"或"不可再生能源"）。

（2）如圖①②③代表二分（春分、秋分）二至（夏至、冬至）日經過我市某中學旗桿頂端的正午太陽光線。

其中①是日的正午太陽光線。

①

4.（2020?湖州）為了防止門被風吹動，常在門背后和墻上安裝如圖甲所示的“門吸"。圖乙是簡化后的模型

門可以繞軸。自由轉動，門寬為L2米。"門吸”與0位置關系、"門吸”引力大小和方向如圖乙所示。（摩

擦力忽略不計）

6牛

（2）在圖乙中畫出F的作用點和方向。

5.（2020?寧波）科學上通常用"功"和"熱量”來量度物體能量的變化。

\\\\\\

F

A

（1）在"使用動滑輪”活動中，小科利用如圖所示裝置，用豎直向上的大小為10N的拉力F使物體A勻速

提升了0.1m。如果該裝置的機械效率為70%,則這一過程中，克服物體A的重力所做的功為J,

這個值也是物體A增加的機械能。

（2）把質量為2kg,溫度為25°（:的水加熱到100℃,至少需要完全燃燒g的酒精。上述過程中，

水的內能增加是通過（填"做功"或"熱傳遞"）的途徑實現的?！炯褐?水的比熱容為4.2xlO3J/（kg℃）,

酒精的熱值為3.0xl07J/kg]

6.（2020?金華?麗水）簡單機械廣泛應用于日常生活。某小區(qū)物業(yè)為了方便住戶扔垃圾，對垃圾桶進行了簡

易改裝（如圖甲）。被拉起的垃圾桶蓋可看成是一個簡易杠桿。圖乙為桶蓋與繩子成90。角且處于靜止狀態(tài)

時的示意圖，0為杠桿支點，A為繩子拉力F的作用點，B為桶蓋的重心。根據圖乙回答下列問題：

（1）定滑輪的作用是;

（2）該狀態(tài)下的桶蓋屬于（填“省力"、"費力"或"等臂"）杠桿。

7.（2020?金華?麗水）在如圖甲所示的電路中，電阻R的阻值為8歐姆，燈,泡L標有"6V3W”的字樣，通過

燈泡的電流與燈泡兩端的電壓關系如圖乙所示。在a、b間接入電源，為保證通過電阻R的最大電流不超

過0.5安且燈泡L不損壞，則允許接入的最大電源電壓為伏，閉合開關S,此時通過電流表Ai

的電流為安。

★電壓（伏）

8.（2020?紹興）2020年5月5日，我國自主研發(fā)的長征5號B型運載火箭圓滿完成發(fā)射任務。圖為起飛

階段加速上升的火箭，該過程中，內部的新型返回艙的動能（選填"增大"、"減小"或"不變"），火

箭整體的機械能（選填"增大"、"減小"或"不變"）。

H

9.（2020?紹興）小敏將質量為20克，體積為25厘米③的塑料塊放入水平平衡的容器右端下降.撒去塑料

塊，往容器內緩慢倒入一定量的水，使容器再次水平平衡（圖乙），將該塑料塊輕輕放入圖丙所示位置,

放手后容器最終將（選填"左低右高"、"左高右低"或"水平平衡"）。此時，塑料塊所受浮力為

________牛。

圖甲圖乙圖丙

10.（2020?紹興）如圖是某電烤箱的內部簡化電路圖，圖乙是電烤箱銘牌的部分信息，Ro和R均為電熱絲,

其他電阻均忽略不計，已知R=202歐。

額定電壓220，

頻率50Az

高溫檔

額定功率

低溫檔200雙

（1）電烤箱A,B觸點中連接火線的是觸點。

（2）閉合總開關，將旋鈕開關轉到如圖所示位置，此時電烤箱處于（選填"高溫檔"或"低溫檔

（3）在額定電壓下，電烤箱高溫檔工作2分鐘產生內能焦。

11.（2020?杭州）如圖一只瓶子，內裝一些鐵屑。我們既可以通過振蕩，也可以通過加熱，使鐵屑的溫度

升高，內能增大。從改變物體內能的方法來看，前者是通過方法，后者是通過方法來

增大鐵屑的內能。如果你沒有看到內能改變的過程，僅憑鐵屑溫度的改變能否確定采用了什么方法改變

了鐵屑的內能?（選填"能"或"不能"），這是因為。

12.（2019?臺州）某電子打火機打火原理如圖，壓電陶瓷受到撞擊時表面電荷重新分布，產生高電壓，發(fā)

出電火花點燃氣體。撞擊時，通過壓電陶瓷實現的能量轉化是;放電時，兩塊壓電陶瓷的連接

方式是聯。

13.（2019?溫州）為了解火箭升空過程中的相關運動狀況，興趣小組制作了一模型火箭，重為8牛（不包

含燃料），發(fā)射后獲取模型火箭的精亍高度與時間的關系，如圖所示:

t高度味

（1）模型火箭燃料耗盡后仍能向上飛行一段距離，這是因為模型火箭具有

（2）圖中標注的A,B,C三個位置中，模型火箭的重力勢能最小的是。

（3）模型火箭從最高點B下落到地面，重力做功的功率是瓦。

14.（2019?寧波）如圖所示是一種反射式路燈，燈發(fā)出的光不是直接照射到路面，而是經過燈上方粗糙的

反射板的反射后照亮路面。

——反射板

一燈和燈怎

（1）光在反射板表面發(fā)生了（填“鏡面反射"或"漫反射"）現象。

（2）如果把反射板換成平面鏡，當黑夜燈亮時，地面上會有燈罩的影子，因為光在同一種均勻介質中沿

________傳播。

（3）該燈銘牌上標有"220V70W~150W”等字樣。如果某段道路上裝有44盞這樣的燈，該段道路路燈的電

路中，干路上熔斷器的額定電流不能小于Ao

15.（2019?湖州）生活中我們常用開瓶器打開瓶蓋，如圖所示使用開瓶器能省力的原因是。請在

答題卷的圖中畫出作用在開瓶器上的阻力。

16.（2019?湖州）我們經常會看到一邊行駛一邊向空中噴霧的汽車，人們形象地將它稱為霧炮車（如圖）。

噴向空中的水霧能使塵埃粒子快速沉降到地面，起到凈化空氣的作用。

（1）噴向空中的水霧，有許多在掉向地面之前已經在空中散失了，還能起到降溫作用。其原理是

（2）該霧炮車的發(fā)動機是柴油機。柴油機四個沖程中的沖程實現了內能轉化為機械能，從新驅

動霧炮車前進。

17.（2019,嘉興）2019年1月，嫦娥四號月球探測器成功著陸月球背面，它是人類首次著陸月球背面的

探測器。

（1）為抵御漫長而寒冷的月夜，嫦娥四號攜帶了小型核電池提供能量，該電池利用放射性核物質衰變產

生的能量而發(fā)電，其能量轉化的過程是。

（2）人類在地球上只能看到月球正面的月相變化，但事實上，月球背面與正面有同等的光照機會。若月

球正面的月相恰好是滿月，此時月球背面呈現的“月相"應是。

18.（201少衢州）2019年衢江抽水蓄能電站開建，其工作原理如圖，用電低谷時（如深夜），電站利用

電網多余電能把水從下水庫抽到上水庫中儲存起來；用電高峰時，再利用上水庫中的水發(fā)電。

（1）蓄能時，水被抽到上水庫，此過程是將能轉化為水的機械能。

（2）抽水蓄能電站選址衢江黃壇口，不僅因當地水資源豐富，同時還考慮到當地地勢較陡，這樣建成的

電站上、下水庫的高度差比較,有利于蓄能與發(fā)電。

答案解析部分

一、填空題

1.(1)燈絲斷了(或電壓表所測電路開路)

(2)0.4W

分析：(1)在測定燈泡額定功率的實驗中，如果燈泡部分發(fā)生斷路，那么電壓表串聯在電路中。由于它

的內阻很大，所以通過電流表的電流會很小，幾乎為零；由于串聯電路電壓與電阻成正比，所以電壓表

幾乎分得全部電壓，因此它的示數比較大。

(2)根據乙圖確定燈泡電壓為2V時滑片移動的距離，然后通過丙圖確定此時通過變阻器的電流，即燈

泡的額定電流，最后根據P=UI計算燈泡的額定功率。

解答：(1)當滑片P移動的距離為a時，圖丙中電流突然變小的原因是：燈絲斷了(或電壓表所測電路

開路)。

(2)根據乙圖可知，當燈泡電壓為2V時，滑片P移動了12cm；根據丙圖可知，此時電流表的示數為

0.2A,那么小燈泡的額定功率為：P=UI=2VxO.2A=O.4W?

2.(1)省力

（2）B

分析：(1)比較動力臂和阻力臂的大小確定杠桿的分類；

(2)根據杠桿的平衡條件可知，動力臂最長時動力最小；在圓中，通過圓心的半徑是距離圓心最長的線

段。

解答：(1)根據圖乙可知，動力臂為0A,阻力臂為0B,因為OA>OB,所以螺絲刀屬于省力杠桿：

(2)將B。連接并延長，與大圓周相交于A點，這時的0A就是最長的力臂，通過力的作用點A作0A

的垂線段即可，如下圖所示:

B

/'I

3.（1）可再生能源

（2）夏至

分析：1、再生能源包括太陽能、水能、風能、生物質能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能、地熱能等。

它們在自然界可以循環(huán)再生。是取之不盡，用之不竭的能源，不需要人力參與便會自動再生，是相對于

會窮盡的非再生能源的一種能源；

2、湖州位于浙江省，在北回歸線以北地區(qū)。北回歸線以北地區(qū)沒有太陽直射，當太陽直射北回歸線時

是北回歸線以北地區(qū)太陽高度最大的時候。北回歸線以北地區(qū)正午太陽的影子是朝北的，當太陽高度增

大時影子的長短逐漸變短。在二分二至中，冬至日太陽高度最小，夏至日太陽高度最大，春分和秋分位

于兩者之間且高度相同。

解答：（1）太陽能屬于可再生能源；

（2）在二分二至中，冬至日太陽高度最小影子最長，夏至日太陽高度最大影子最短，春分和秋分位于兩

者之間且高度相同影子在前兩者之間。由圖可知①的影子最短所以是夏至日的正午太陽光線。

故答案為：（1）可再生能源（2）夏至

4.（1）4

分析：（1）將。點看作杠桿的支點，門吸對門的吸力6N為阻力，阻力臂為0.8m,當人的推力作用在門

邊且與門垂直時，此時動力臂最長為1.2m,根據杠桿的平衡條件計算最小的力F；

（2）根據（1）中的分析完成作圖。

解答：（1）將。點看作杠桿的支點，門吸對門的吸力6N為阻力，阻力臂為0.8m,當人的推力作用在門

邊且與門垂直時，此時動力臂最長為L2m,

根據杠桿的平衡條件得到：F2XL2=FIXL1;

6NxO.8m=Fixl.2m；

解得：Fi=4N;

（2）以門寬為動力臂，從門的邊緣作門的垂線段，這就是最小力F,如下圖所示:

6牛

5.（1）1.4

（2）21；熱傳遞

分析：（1）首先根據5=而計算出拉力移動的距離，再根據W/Fs計算出拉力做的總功，最后根據W有

=w總n計算克服物體A重力做的功；

（2）酒精燃燒放出的熱量與水吸收的熱量相同，首先根據Q=cm△t計算出水吸收的熱量，再根據血酒=

Q

產w計算需要燃燒酒精的質量。改變內能的兩種方式：①做功；②熱傳遞。

解答：（1）拉力移動的距離據s=nh=0.1mx2=0.2m：

拉力做的總功W￡,=Fs=10Nx0.2m=2J;

克服物體A重力做的功W有=W.&ri=2Jx70%=：L4J。

（2）水吸收的熱量為：Q=cmAt=4.2xlO3J/（kg?℃）x2kgx（100℃-25℃）=6.3xlO5J；

要燃燒酒精的質量皿酒=工=瑞先=。?。21的=21g。

上述過程中，水的內能增加是通過熱傳遞的途徑實現的。

6.（1）改變力的方向

（2）省力

分析：（1）定滑輪的作用是改變拉力的方向，而不能省力；

（2）比較動力臂和阻力臂的大小，然后對杠桿進行分類。

解答：（1）根據乙圖可知，如果不使用定滑輪，那么拉力的方向應該向上，使用定滑輪后拉力的方向變

為向下，因此定滑輪的作用是：改變力的方向；

（2）如下圖所示:

因為動力臂大于阻力臂，所以該狀態(tài)下的桶蓋屬于省力杠桿。

7.4；0.9

分析：定值電阻R與燈泡L并聯，電壓表測電源電壓，電流表Ai測干路電流，A2測通過燈泡的電流。

(1)根據U=IR計算出定值電阻R兩端的電壓，然后與燈泡的額定電壓比較，將其中較小的電壓作為電

源電壓的最大值。

(2)根據乙圖確定此時通過燈泡的電流，最后根據鹿=1+1計算電流表A1的示數即可。

解答：定值電阻R與燈泡L并聯，電壓表測電源電壓，電流表Ai測干路電流，A2測通過燈泡的電流。

(1)定值電阻R兩端的最大電壓為：U=IR=0.5Ax8Q=4V；

燈泡兩端的最大電壓等于它的額定電壓，即Ui=6V；

因為并聯電路總電壓與各支路兩端電壓相等，4V<6V；

所以允許接入的最大電源電壓為：U,=4V；

(2)當燈泡的電壓為4V時，通過它的電流是0.4A；

那么此時通過電流表Ai的示數為：I&=l+k=0.5A+0.4A=0.9A。

8.增大；增大

分析：物體由于運動而具有的能量，稱為物體的動能。它的大小定義為物體質量與速度平方乘積的二分

之一。機械能是動能與勢能的總和，這里的勢能分為重力勢能和彈性勢能。

解答：起飛階段火箭加速上升，所以返回艙的速度也在逐漸增大，則其動能是逐漸增大的；火箭的機械

能包含重力勢能和動能，動能在增大，火箭上升階段，高度逐漸增大，所以重力勢能增大，則機械能增

大；

故答案為：增大；增大。

9.水平平衡；0.2

分析：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x動力臂=阻

力x阻力臂，用代數式表示為FLLI=F2-L2。浸在流體內的物體受到流體豎直向上托起的作用力叫作浮力。浮

力指物體在流體（液體和氣體）中，各表面受流體壓力的差（合力）。

解答：裝上水后，把塑料放入水中，容器的水面升高一部分，這時塑料對容器底部的力是均勻的，因此

整個裝置依然平衡；

P=券=懸7=0.8g/cm3<l.Og/c一,所以塑料塊在水中處于漂浮狀態(tài)，浮力等于重力，Fff=

G=mg=20x10~3kgxION/kg=0.2N；

故答案為：水平平衡；02

10.（1）A

（2）低溫檔

（3）145200

分析：家庭電路一般由兩根進戶線（也叫電源線）、電能表、閘刀開關（現一般為空氣開關）漏電保護器、

保險設備（空氣開關等其他類型符合標準的熔斷器）、用電器、插座、導線、開關等組成（大多為并聯，

少數情況串聯）。電流在單位時間內做的功叫做電功率。是用來表示消耗電能的快慢的物理量，用P表

示，它的單位是瓦特（Watt）,簡稱"瓦"，符號是W。電能可以轉化成多種其他形式的能量。電能轉化成

多種其他形式能的過程也可以說是電流做功的過程，有多少電能發(fā)生了轉化就說電流做了多少功，即電

功是多少。

解答：（1）開關要接在火線上，所以A點是接觸火線的；

（2）由圖可知，旋鈕開關如圖所示時，電阻R和Ro串聯接入電路，總電阻最大，P=?,所以總功

率最小，即低溫檔；

1/2（220V）2

（3）低溫檔的功率為200W,所以R+R0=—=而獷=2420；R°=R.6-R=242Q-202Q=40Q;而高溫檔

只有R。接入電路，P*.=e=經”=1210W；W=Pt=1210WX2x60s=1452007；

問Ro40Q

故答案為：（1）A；（2）低溫檔；（3）145200.

11.做功；熱傳遞；不能；做功與熱傳遞兩種方法對改變物體內能是等效的

分析：（1）改變物體內能的兩種方式：做功和熱傳遞。做功的本質是能量的轉化，而熱傳遞的本質是內

能的轉移；

（2）根據做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的解答。

解答：（1）從改變物體內能的方法來看，前者是通過做功方法，后者是通過熱傳遞方法來增大鐵屑的內

能。

（2）如果我沒有看到內能改變的過程，僅憑鐵屑溫度的改變不能確定采用了什么方法改變了鐵屑的內

能，這是因為做功與熱傳遞兩種方法對改變物體內能是等效的。

12.機械能好電能（如把"機械能"寫成"動能"也給分）；并

分析：（1）物體運動具有機械能，發(fā)電則具有電能；

（2）將壓電陶瓷看作電磁，將電火花看作用電器，如果有兩條通路，則為并聯；如果只有一條通路，則

為串聯。

解答：（1）撞擊時，通過壓電陶瓷實現的能量轉化是機械能今電能：

（2）將壓電陶瓷看作電磁，將電火花看作用電器，每塊壓電陶瓷都能獨立產生電火花，即有兩條通路存

在，那么它們是并聯。

13.（1）慣性

（2）C

（3）70

分析：（1）慣性是物體保持運動狀態(tài)不變的性質，一切物體都有慣性；

（2）重力勢能與物體的質量和高度有關；當質量相等時，高度越大，重力勢能越大；

（3）從圖像中找到火箭下落的高度和下落的時間，根據W=Gh計算出重力做的功，再根據P=：計算重

力做功的功率。

解答：（1）模型火箭燃料耗盡后仍能向上飛行一段距離，這是因為模型火箭具有慣性；

（2）圖中標注的A,B,C三個位置中，火箭的質量不變，因為C點的高度最小，所以C點的重力勢能最

??；

（3）根據圖像可知，火箭下落的高度h=140m；

火箭下落的時間：t=22s-6s=16s；

那么火箭重力所做的功：W=Gh=8Nxl40m=1120J；

重力做功的功率為：P=?=W%=70W。

t16s

14.（1）漫反射

（2）直線

（3）30

分析：（1）光線在光滑平整的表面發(fā)生鏡面反射，在凸凹不平的表面發(fā)生漫反射；

（2）影子是由光沿直線傳播的原理形成的；

（3）首先求出44盞路燈的總功率，然后根據公式/=￡計算熔斷器的額定電流。

解答：（1）因為反射板表面凸凹不平，所以光在上面發(fā)生漫反射;

（2）如果把反射板換成平面鏡，當黑夜燈亮時，地面上會有燈罩的影子，因為光在同一種均勻介質中沿

直線傳播。

（3）干路上熔斷器的額定電流最小為：/