2012中考物理专题复习-能量.pdf

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1、2012 中考物理专题复习- 能量 一、能量、能的转化和转移 1、自然界存在不同形式的能: 机械能 ( 声能 ), 内能 , 电磁能 ( 光能 ), 核能 , 化学能 ( 生物质能 ), 潮汐能等 . 2、能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量都可以互相转化。 如: 晒太阳取暖是太阳的内能通过热传递( 辐射 ) 转移到人体；植物的光合作用是将光能转化 为化学能。 3、做功的过程就是能量转化或转移的过程。如：摩擦生热的做功过程是机械能转化为内 能的过程；运动的物体撞击静止的物体，使静止的物体运动的做功过程是动能转移的过程。 二、机械能 1、机械功的两个必要因素 : 一个是作用力， 一

2、个是作用力方向上物体通过的路程，两者缺 一不可。 若物体受到了力的作用, 也通过了距离 . 但移动的距离跟受到力的方向垂直时, 该力对物体 没有做功 . 2、功率和功是两个不同的概念, 做功多不一定做功快; 反之 , 做功快不一定做功多. 从公式 P=w/t 可知 , 相同的时间内做功多的, 功率大 ; 做相同的功 , 所用时间少的,功率大 . 从公式 P=Fv 可知 , 在功率一定时， 力与速度成反比。如汽车上坡时， 当功率不变， 司机采取换挡减小速度，以获得较大的牵引力；若要保持速度不变，只有加大油门，增大汽 车实际功率了 。 3、机械效率等于有用功跟总功的比值，=W有用/ W总100。

3、机械效率与机械是否省力，机械功率的大小，做功的多少是无关的。 4、对于给定的滑轮组，它的机械效率不是固定不变的。W 总= W有用+ W额外,提高机械效率 主要措施有： 增大提升的物重(不超过绳子所能承受的最大物重),以增大有用功在总功中的比例,提 高效率 . 在滑轮的转轴中加润滑油,减小摩擦阻力；减小动滑轮的自重。即在有用功一定的情 况下 ,减少额外功,提高效率。 5、物体做功的本领叫做能（或能量），物体能够做多少功，它就具有多少能。 物体由于运动而具有动能，物体的速度v 越大，质量m 越大，它具有的动能就越大。 物体由于发生弹性形变而具有弹性势能，弹性物体的弹性形变越大,它具有的弹性势 能就

4、越大。 物体由于被举高而具有重力势能，物体被举得越高h，质量 m 越大， 它具有的重力势 能就越大。 6、动能和势能统称为机械能。动能和势能在一定条件下可以相互转化，在转化过程中, 如果没有其他形式的能产生,则机械能的总量保持不变。如忽略空气阻力时,空中下落石头, 机械能的总量保持不变。 三、内能 1、正确区分物体的内能与机械能 内能和机械能是两种不同形式的能: 机械能是由物体的质量、速度、弹性形变和相对于地面的位置所决定的. 内能是由物体内分子的个数，分子的质量， 热运动的激烈程度和分子间相对位置所决定 的。 物体内部大量分子一直在不停息地做无规则的运动（热运动），所以一切物体都具有内 能（

5、热能 ）, 但一个物体不一定具有机械能。如停在水平地面上的汽车，它可以不具有机械 能，但一定具有内能。 当物体温度升高 时, 物体的内能就增加. 但物体的机械能不增加. 2、温度、内能和热量的区别。 温度表示物体冷热程度，温度是大量分子热运动激烈程度的标志。 内能是一种形式的能。它是物体内所有分子无规则运动所具有的动能和分子势能的总 和。 热量是在热传递过程中转移的内能.不能说“物体的热量是多少”或“ 物体含有多少 热量 ” 。 在热传递过程中, 内能 总是 从高温物体转移到低温物体, 直至温度相同, 说明内能的转移具有 方向性。 温度只能说“升高、降低或不变“, 内能只能说“ 具有、增加或减

6、少” , 热量只能说“ 吸 收、放出 ” . 热量和温度、内能是实质不同的物理量，它们之间又有一定的联系。 注意： 在不发生物态变化时，物体吸收了热量，它的内能增加，表现为分子平均动能增加， 温度升高。 在发生物态变化时（熔解或沸腾），它的内能增加，表现为分子势能增加，温度不升 高。 3、改变物体内能有两种方式：做功和热传递。对改变物体的内能，做功和热传递是等效 的。 区别：热传递是内能在物体之间转移, 内能总量不发生变化； 做功是其它形式能与内能的转化, 内能总量发生变化。 4、热机是利用燃料燃烧获得的内能转化为机械能的机器. （汽油机有火花塞,柴油机有喷 油嘴 ）. 汽油机的一个工作循环由

7、吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，且不断地循环进行。 每个工作循环，活塞往复2 次，曲轴旋转2圈，对外做一次功。 在做功冲程中内能转化为机械能。在压缩冲程中机械能转化为内能。 汽油机启动要靠外力做功, 而完成一个循环之后的下一个工作循环的启动, 要靠飞轮的惯 性来完成 . 燃料的热值q 表示 1kg 的某种燃料完全燃烧时所放出的热量，单位是J/kg ， （气体常 用 J/m 3） 。燃料 完全燃烧所放出的热量： Qqm 放 。燃料不完全燃烧所放出的热量： Qqm 放 （ 为燃烧效率）。 热机的效率：=（用来做有用功的那部分能量）/（燃料完全燃烧所获得的能量）。 5、正确理解比热容的概念 比热

8、容是单位质量的某种物质温度升高( 降低 )1 所吸收 ( 放出 ) 的热量 . 是物质的一 种热学特性 比热容是物质本身的一种属性，不同物质的比热容是不同的, 是鉴别物质的方法之一. 注意 : 水的比热容最大；同种物质物态不同，比热容也不同。如水（4.2 10 3J/ （kg） 和冰（ 2.1 10 3J/ （kg） . 虽然某种物质的比热容可以用 )()( 00 ttm Q C ttm Q C 放吸 或 来计算，但某种物质的比热容跟它 吸、放热的多少，质量的大小，升温或降温的多少无关。 在没有物态变化时，热量的计算Q吸=cm t, 说明物体吸收热量的多少跟c、m和 t 有关，跟物体的初温t0

9、或末温 t 无关。 四、电磁能 1 、电源是将其它形式能转化为电能的装置，用电器是将电能转化为其它形式能的装置。 电路连接方式可根据电流的流向来判断：让电流从电源正极流出，经过各用电器回到电 源负极。 若只有一条通路经过各用电器，一定是串联； 若在某接点处分开有几条通路并列经过各用电器至另接点处汇合，则在两接点间的电 路是并联。 电路故障通常是：某处断开，该电路中没有电流；某用电器被短路，该用电器没有 电流通过。 2、电流及电流表的使用 电流的存在：可以通过电流的热效应、磁效应、化学效应来判定电流的存在.( 转换法 ) 电路中电流方向由电源的正极到电源的负极. 使用电流表时要注意：调零；电流表

10、（内阻极小）必须串联在要测量的那部分导体 的电路中，使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出；要选择适当的量程，正确读数。 注意： 决不允许把电流表直接连接到电源的两极，造成电源短路，也不能直接接在用电器 两端 。 3、电压及电压表的使用 当导体两端加有电压时，自由移动的电荷在电压作用下定向移动形成电流。 把能提供电压的器件称为电源。（注意： 废电池的回收和利用） 使用伏特表时要注意：调零; 伏特表（内阻极大）必须并联在待测电路的两端， 它的正接线柱跟电源正极一端相连，使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出; 要选择适 当的量程，正确读数。 4、在判断电路连接方式时, 有电流表的电路, 电流表可看成

11、一根导线. 在有伏特表的电路, 可看成断路 5、电阻及变阻器 电阻是表示导体本身对电流的阻碍作用，是导体本身的一种电学特性，金属导体电阻 的大小与导体的长度、横截面积、材料和温度有关, 与外界其它条件无关（注意：白炽灯的 冷态电阻与热态电阻相差很大） 。 几种常用的测量定值电阻的电路和测量方法。（不考虑温度的影响） “伏安法” ：分别测出Ux、IX，Rx=Ux/ I X。 “伏阻法” ：R0与 Rx串联，分别测出U0、Ux，则 Rx=Ux R0/ U0。 “安阻法” ：R0与 Rx并联，分别测出I0、Ix，则 Rx= I0 R0/ Ix。 “等效法 ( 电阻箱法 ) ：替代时保持U或 I 不变

12、，则 Rx=R。 注意 : 在不同电压下测量电灯的电阻值是不相等( 因与温度有关),不能用平均值作为电灯 的电阻 . 滑动变阻器是靠改变接入电路中的电阻丝的长度来实现变阻的，正确的接法是 “一上、 一下” ，将滑动变阻器串联在电路中，闭合电路前，一般将阻值调至最大。 电位器也是靠改变接入电路中的电阻的大小来实现变阻的, 正确的接法是 “一中、 一边” 。 电阻箱则是靠改变接入电路中的电阻箱内不同阻值的电阻器来实现变阻的, 可直接读出 阻值大小。 6、正确理解欧姆定律 采用控制变量法研究得到I=U/R ， 即 I 与 U成正比； 与 R成反比的关系.（公式 R=U/I, 不可理解为R 与 U 成

13、正比 ,与 I 成反比 ,因为比值 U/I 表示导体本身的一种属性,它的大小与电 压、电流大小无关） 。 实验电路中滑动变阻器的作用：当R不变时，移动滑片P，可改变V(调节作用) ，研究 I 与 U的关系；当改变R后，移动滑片P，可保持V不变 (控制作用) ，研究 I 与 R的关系。 要特别注意定律叙述中两处出现“这段导体” 的文字。 公式 I=U/R 所反映的是同一段 电路的 I 、U 、R三个量之间的关系，所以解题时必须注意这三个量的“对应”和“同时”关 系。 如图甲所示， 闭合开关S,滑动变阻器取四个不同阻值时，可以得出电流表和电压表的四 组对应的值。 这四组对应的值在图乙的U-I坐标中

14、分别用a、 b、 c、 d 四个点表示， （坐标原点表示的电压值和电流值均为零）。由这 四个点做出的U-I图像为一条直线，延长直线交纵轴 （U 轴）于 E 点，交横轴（ I 轴）于F 点，若电源电压为U0，定值电阻的阻值为R0，据此分析： （1）E 点表示的电流表为0、电压表的示数为U0，此时电路处于断路状态。 （2）F 点表示电压表为 0，电流表的示数为U0/ R0，不为 0，此时电路处于通路状态，滑动变阻器的阻值为0。 7、正确分析电路的变化 对滑动变阻器滑片的移动，引起的电路变化分析： 滑动变阻器的阻值增大，不管电路是串联还是并联，电路 总 电阻一定增大；反之减小。 根据欧姆定律，由于电

15、源电压（即电路总电压）不变，由总电阻的变化可知电路中总 电流的变化。 若有两条支路，先确定电阻“不变”支路的电流、电压变化关系，再确定电阻变化支 路的电流、电压变化关系。 由于开关接通、断开改变电路，引起的电路变化时： 首先根据题意画出开关状态变化后的“等效”电路图，再确定各用电器的串、并联关系， 然后求解。 8、正确理解电功和电功率 电功 : 电流做功的过程就是电能转化为其它形式能( 内能、 机械能、 光能、 声能和化学能 等 ) 的过程。 注意电流通过用电器做功时, 常常同时转化为几种不同形式的能. 如电动机中电能转化为机 械能和内能 电功的计算：公式W=UIt 和 W=Pt ，适用于任何

16、用电器或电路。 而推导公式： W=I 2Rt 和 W=U2t/R ，只适用于计算将电能完全转化为内能的用电器或电路（ 纯 电阻电路） 。 电功的单位 : 焦耳 (J), 实用单位为千瓦时(kWh), 俗称度 .1 kW h= 3.6 10 6J。 电功率 : 表示电流做功的快慢, 即电流在单位时间内做的功. 单位为瓦特 （W ） 、 千瓦（kW ） 、 毫瓦（ mW ） 。 电功率的计算：公式P=UI 是计算电功率的基本公式，适用于任何用电器或电路。 推出的另两个公式：P=I 2R和 P=U2/R， 仅适用于将电能完全转化为内能的用电器或电路。 额定功率是指用电器在额定电压时正常工作的功率,

17、对给定的用电器是唯一的.( 从用电器铭 牌上得知 ) 实际功率是指用电器在某一电压下工作时的功率, 一般情况下是不允许的。 电功和电功率的测量 电能表测量（家庭测量法） ：某用电器正常工作t 时间后 , 直接从电能表两次示数之差 测得消耗的电能, 求该用电器的额定功率P.也可用秒表测出某用电器正常工作时转盘转动n 圈或耗电指示灯闪烁n 次所用的时间t, 计算 t 时间内消耗的电能，再求出该用电器的额定 功率 P.计算时注意 单位的统一 . 伏安法测量 （实验室法） ：用电压表、 电流表和秒表分别测出某用电器的U、I 和 t, 再 计算电功W和电功率P。注意：不同的电压下，测出某用电器的电功率是

18、不同的，不能采用 取平均值的方法作为用电器的电功率。 9、正确理解焦耳定律公式 ：Q=I 2Rt 。它适用于任何用电器产生的热量的计算。 在仅有电流热效应存在的电路中（电能全部转化成了内能， 而没有转化为其他形式的能 ） 电流产生的热量等于电流所做的功，即Q=W=I 2 Rt = U 2 t / R。用它解决纯电阻电路中的问 题比较方便。 许多用电器除了产生电热外，还要产生其它能量，如电动机主要产生机械能，电镀槽会 产生化学能，收音机要产生声能等，这些情况下：Q W ，即I 2Rt UIt ，但Q U 2 t / R ； W U 2 t / R。 10、记住串、并联电路的特点。注意： 电压或电

19、流分配和功率分配在解题中的巧妙应用 。 电 路 图电 流电 压电 阻电压或电流分配功 率 分 配 I=I1=I2 总电流等于各 部分电流之和 U=U1+U2 总电压等于各 部分电压之和 R=R1+R2 总 电阻等 于 各 部分电阻之和 2 1 2 1 R R U U 各 部 分 电 压 的 分 配与电阻成正比 2 1 2 1 R R P P 各部分功率的分 配与电阻成正比 I=I1+I2 总电流等于 各支路电流之 和 U=U1=U2 总电压等于 各支路两端电 压 21 111 RRR 总 电阻的 倒 数 等于各支路电阻 倒数之和 1 2 2 1 R R I I 各 支 路 上 电 流 的 分配

20、与电阻成反比 1 2 2 1 R R P P 各支路上功率的 分配与电阻成反比 11、家庭电路应由进户线、电能表、闸刀开关、熔断器、开关、插座（左零、右火、中接 地） 、用电器等组成。注意：各用电器或插座间必须并联，控制用电器的开关应与用电器串 联，且接在火线上。 家庭电路出现的故障多表现为完好的用电器不工作和熔丝熔断。判断方法： 保险丝熔断（由短路引起 ） ：闭合某支路开关，若校验灯发暗红色的光，该支路正常； 若校验灯发光正常，该支路短路 。 ( 校验灯是与熔断的熔丝并联的普通白炽灯) 保险丝未熔断 （用电器不工作 ） ：闭合某支路开关， 测电笔测导线、 用电器等是否带电， 若测电笔不亮，接

21、火线一端断路；若测电笔亮，接零线一端断路。 熔丝是用电阻率较大，熔点较低的铅锑合金制成。把它串联在电路中, 当有过大电流通 过时 , 发热熔断 , 切断电路起保险作用。 造成电路中电流过大原因：电路中有短路；超负荷运行（用电器的总功率过大）。 更要当心电路连接处接触不良时, 该处电阻变大, 造成局部过热, 温度升高 , 电阻更大 ,温度更 高, 引发火灾。 12、安全用电常识：我国使用的电源是220V 、50Hz的交流电。人体的安全电压是不高 于36 伏。 不接触低压带电体（照明电路的火线）; 不靠近高压带电体; 不弄湿用电器和线 1R R2I1I2 U2 U U1 U1 1R 2 R 2U

22、1I 2I I 路设备 ; 不能损坏电器设备中的绝缘体; 用电器的金属外壳一定要接地; 发现有人触电或家庭电路发生火灾都要立即切断电源, 绝对不能先用水来扑灭电器火 灾。 五、能量守恒 1、能量的转化和守恒定律：能量既不会消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化 成另一种形式， 或者从一个物体转移到另一物体，而在转化或转移的过程中，其总能量保持 不变。 它是 19 世纪自然科学的三大发现之一，也是自然界最普遍、最重要的基本规律之一。 2、能量的转化和转移的方向性：自然界中许多自发的过程都是有方向性的。例：热传递 过程中， 内能的转移只能自发由高温物体转移到低温物体；电池的放电过程中，只能自发

23、由 化学能转化为电能，说明能量的转移和转化都是有方向性的，而能量经转化后，可利用的能 量只会减少而不会增加，因此，要节能和有效地利用能量。 3、任何形式的永动机都是违反能量的转化和守恒定律、能量的转化和转移具有方向性的， 所以注定以失败而告终。 4、能量转换装置的效率计算公式： %100 输入的总能量 输出的有用能量 效率 六、能源与可持续发展 1、人类进化发展的过程就是一部开发、利用能源的历史。 四次能源革命：火的利用、化石能源的利用、电能的利用、核能的发现和利用 2、弄清能源的分类 一次能源是指可以直接从自然界中获取的能源，如柴草、 煤、石油、 天然气、 太阳能、 水能等。 二次能源是指不

24、能从自然界中直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源，如 电力、蒸汽、焦炭、煤气等。区别一次能源和二次能源的关键是看其是否经过加工转换。 可再生能源和不可再生能源都是对一次能源而言的。 可以从自然界源源不断得到的能源叫做可再生能源,如水能、风能、生物质能、地热 能、潮汐能。一旦消耗很难再生的能源叫做不可再生能源，如化石燃料（煤、石油 和天然气），核裂变燃料。 新能源是相对于常规能源说的，有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能、 潮汐能。 新能源的共同特点是比较干净，除核裂变燃料外，几乎是永远用不完的。由于煤、油、 气三种常规能源具有污染环境和不可再生的缺点，因此，人类越来越重视新能源

25、和可再生 能源的开发和利用。 3、原子能和太阳能的特点 核能：原子核里蕴藏的能量，是一次能源、不可再生能源、新能源。 获取核能的途径：裂变（链式反应）原子弹、核电站。聚变（热核反应）氢弹、太阳。 核电站优点 :消耗很少核燃料;对环境污染小;发电成本低 .但要防止放射性物质泄漏造成的放 射性污染。 太阳能：一次能源、可再生能源、新能源、清洁能源。 优点：太阳能十分巨大；经济、丰富、清洁、安全；分布广阔，获取方便。 缺点：太阳能的辐射功率分散、不稳定；目前转换效率还较低。 利用方式：光热转换-太阳灶、太阳能热水器；光电转换-太阳能电池；光化转换- 绿色植物 . 4、可持续的能源生产和消费已成为社会、经济可持续发展的重要前提之一。 我国实现可持续发展的当务之急是：依靠科技进步改变能源结构；开发和推广清 洁的可再生能源；提高能源的利用率；减小环境污染。