专项集训6：物态变化、能的转化与守恒
【命题重点】物态变化主要考察三种状态转变时名称与热量的变化，尤其注意熔化与凝固时的温度曲线变化。能量转移的方式要注意内能的改变，机械能是否守恒与动能势能的转化。型较分散:选择、填空、实验、计算都会出现。
【方法要点】功和功率的计算注意单位转化，要用标准单位，探究题要注意影响因素。判断机械能守恒要留意是否收到阻力、弹力、拉力等影响。
高频考点1：熔化和凝固
考点解读：物质从固态变为液态叫熔化；物质从液态变为固态叫凝固；熔化和凝固是可逆的两种物态变化过程。固体可分为晶体和非晶体；晶体和非晶体的根本区别是：晶体有熔点(熔化时温度不变继续吸热)，非晶体没有熔点(熔化时温度升高，继续吸热)；同一晶体的熔点和凝固点相同。晶体熔化的条件：温度达到熔点；继续吸收热量；晶体凝固的条件：温度达到凝固点；继续放热。
【典例1】（2023九下·义乌模拟）如图是在标准大气压下，某种物质的温度随时间变化的图象。下列说法中错误的是（ ）
A．该物质是晶体
B．该物质在标准大气压下的熔点和沸点分别是0℃和100℃
C．该物质液态时的比热容比固态时小
D．在BC和DE段，温度保持不变，但需吸热
【答案】C
【解析】由图可知，该物质先熔化后沸腾。熔化时温度不变，所以该物质是晶体。BC段温度不变，是该晶体的熔点；DE段温度不变，是该晶体融液的沸点。
【解答】A、该物质在BC段不断吸热，温度不变，是晶体，A正确；
B、BC段是熔化时温度不变，对应的是该物质的熔点；DE段是沸腾时温度不变，对应的是该物质的沸点，B正确；
C、由图可知，吸收相同的热量（通过加热相同的时间体现），液态时的温度变化比固态时慢，所以该物质液态时的比热容比固态时大，C错误；
D、晶体熔化时要吸热，温度不变；液体沸腾时要吸热，温度不变；在BC和DE段，温度保持不变，但需吸热，D正确；
高频考点2：汽化和液化
考点解读：物质从液态变为气态叫汽化；物质从气态变为液态叫液化；汽化和液化是互为可逆的过程，汽化要吸热，液化要放热。汽化的方式为沸腾和蒸发(1)蒸发①在任何温度下都能发生，且只在液体表面发生的缓慢的汽化现象。②影响蒸发快慢的因素有：a．液体的温度，温度越高蒸发越快；b．液体表面积的大小，表面积越大，蒸发越快；c．液体表面的空气流速，空气流动越快，蒸发越快。(2)沸腾①在一定温度下，在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。②沸点：液体沸腾时的温度叫沸点；不同液体的沸点一般不同；同种液体的沸点与压强有关，压强越大沸点越高。③液体沸腾的条件：温度达到沸点还要继续加热。
【典例2】（2023·浦江模拟）人们都说：“被100℃的水蒸气烫伤，要比被100℃的热水烫伤严重得多”。对此，小科设计了以下实验验证：
①将一定质量温度为tl的冷水装入一个双层玻璃真空保温杯中，液面如图甲所示位置，标记为A；
②向杯中插入导管，将100℃的水蒸气通入保温杯的冷水中（水蒸气全部被吸收），发现杯中水面明显上升；
③一段时间后，停止通入水蒸气，移出导管后，杯中液面位置如图乙所示，标记为B，再测出此时杯中水的温度为t2，比较发现t2高于tl。
（1）杯中水面上升是通入的水蒸气发生 （填物态变化名称）的结果；
（2）小华认为小科的实验还不足以证明他的观点，小华的改进步骤如下：
①再取一个相同保温杯，在保温杯中倒入与第一个保温杯中质量相同，温度为tl的冷水；
②然后向杯中倒入100℃的沸水直至B处；
③摇匀后测出此时保温杯中的水温为t3，若t3低于 （选填“t1”或“t2”），则可以说明“被100℃的水蒸气烫伤更严重”是因为100℃的水蒸气变成100℃的热水时，还会放出热量。
（3）为了防止在开盖时被水蒸气烫伤，你认为下列开盖方法最安全的是 。
【答案】（1）液化 （2）t2 （3）B
【解析】（1）根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称；
（2）100℃的水蒸气先液化放热，变成水后再继续放热，因此它比100℃的水多一段放热的过程，那么对应的冷水吸收的热量多，最终温度就会偏高；
（3）注意开盖时水蒸气是否会伤到人即可。
【解答】（1）水蒸气从气态变成液态发生液化现象。
（2）t3为只有热水放热温度，t2为水蒸气液化和热水放热后的温度，即前者小于后者，即t3低于t2；
（3）观察可知，B中开盖后，蒸屉中的水蒸气只能从左侧排出，而人在右侧，此时水蒸气不会伤到人，故选B。
高频考点3：探究不同物质熔化过程的不同
考点解读：晶体熔化时有一定的熔化温度，即熔点，而非晶体没有熔点。晶体熔化时要吸热，但温度保持不变；非晶体熔化时要吸热，温度一直在升高。实验题眼突破①实验选取小颗粒固体②试管插入烧杯中的位置要适当③采用“水浴法”加热的优点(固体受热均匀)。④石棉网的作用(使烧杯受热均匀)。⑤熔化过程中内能、温度及热量的变化规律(吸收热量、内能增加，但温度保持不变)。⑥烧杯口处的“白气”，试管、烧杯壁水珠的成因(水蒸气遇冷液化形成的小水珠)。⑦熔化前后曲线的倾斜程度不一样的原因(同种物质，在不同状态下的比热容不同)。⑧在记录温度时，时间间隔过长，可能会带来什么问题(可能会导致晶体熔化过程的温度记录不全甚至没有记录，无法记录到晶体熔化时温度的变化，导致实验失败或得出错误的结论)。⑨利用比热容公式计算热量。
【典例3】（2023·舟山模拟）某小组用图甲的实验装置探究海波在熔化前后其温度随加热时间变化的规律，得到下表的实验记录。
时间（分） 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度（℃） 32 36 40 44 48 48 48 48 48
（1）请按上述实验数据在坐标中作出温度随时间变化的图像。
（2）第5分钟时，海波处于 状态。
（3）试管要放在盛水的烧杯内加热，而不是用酒精灯直接加热。理由是： 。
【答案】（1）
（2）固液共存
（3）均匀受热
【解析】（1）将表格中的时间和温度在方格纸上对应位置描点，然后将相邻的点连接起来即可。
（2）晶体熔化前为固体，熔化中为固液共存态，熔化后为液态；
（3）根据“水浴法”加热的优点解答。
【解答】（1）根据图片可知，方格纸上横轴表示时间，纵轴表示温度。将表格中每组数据中对应的时间和温度在方格纸上描点，最后将相邻的点连接，如下图所示：
（2）根据图像可知，从4~8min时，温度保持不变，即海波处于熔化过程中，则第5min时海波处于固液共存状态。
（3）试管要放在盛水的烧杯内加热，而不是用酒精灯直接加热。理由是：均匀受热。
高频考点4：探究水的沸腾
考点解读：水沸腾时持续吸热，但温度保持不变；水的沸点与水上方的气压有关，气压越高，沸点越高。实验题眼突破：①组装器材的顺序(自下而上)。②温度计的使用与读数。③缩短实验时间的方法：(加大酒精灯火焰；使用初温较高的水；给烧杯加盖子)④烧杯上盖纸板的原因(减少热量的散失，使水在短时间内达到沸腾)。⑤纸板上留一个小孔的作用(使烧杯内外的气压相等)。⑥水开始沸腾的判定(水的温度升高到一定程度后，温度保持不变，且水内部有大量气泡产生，且在上升过程中体积逐渐变大，到水面时破裂)。⑦水沸腾前温度计示数的特点(温度计的示数不断上升)。⑧水沸腾时温度计示数的特点(温度计的示数保持不变)。⑨沸点与气压的关系(杯口的盖密封较严时，烧杯内的气压高于一个标准大气压，导致水的沸点高于100 ℃；当地大气压小于一个标准大气压时，水的沸点低于100 ℃)⑩水沸腾过程中温度与热量、内能之间的关系(吸收热量，温度不变，内能增大)。水沸腾后撤掉酒精灯观察现象(水未立即停止沸腾，原因是水继续从石棉网上吸热)。
【典例4】小雅在探究水沸腾时温度变化特点，请分析实验回答下列问题。
（1）加热一定时间后，温度计的示数如图甲所示，此时水的温度为___________℃。
（2）实验过程中气泡出现图乙现象，该现象出现的时间可能是图丙中的___________。
A．“第2分钟” B．“第4分钟” C．“第6分钟”
（3）另一组的小华实验时在烧杯上加盖了硬纸片，这种做法的优点是___________。
（4）水在沸腾时温度不再升高，但移开酒精灯，沸腾马上停止，这一现象说明______是沸腾的条件之一。
【答案】90 C 见解析 继续吸热
【解析】（1）[1]根据甲图可知，温度计的分度值为1℃，则此时水的温度为90℃。
（2）[2]水在沸腾前，下面的水温高，上面的水温低，因此从底部产生的气泡体积逐渐减小。水在沸腾后，下面和上面的水温相同，则从底部产生的气泡在上升过程中逐渐增大。根据乙图可知，此时的水正在沸腾。根据丙图可知，第6min时水温不变，此时正在沸腾，故选C。
（3）[3]另一组的小华实验时在烧杯上加盖了硬纸片，可以减少热量散失，缩短加热时间。
（4）[4]水在沸腾时，移开酒精灯，沸腾马上停止，说明液体沸腾时需要继续吸热。
高频考点5：影响内能大小的因素
考点解读：影响内能大小的因素有温度 ( http: / / www.21cnjy.com )、质量、状态等。同个物体温度越高，内能越大；温度相同的同种物质，质量越大，内能越大。物体吸收了热量，内能会增大，但温度不一定会升高(如晶体的熔化、液体的沸腾等)。21cn
【典例5】（2022·浙江杭州·九年级期末）室温为10℃时，小金利用如图所示装置验证“外界对物体做功，可以使物体的内能增加”。小金用平均为50牛的力将活塞压下12厘米，发现底部浸有0.001千克乙醚的棉花并没有出现燃烧现象。（乙醚的比热容约为1.8×103J/kg·℃，着火点为160℃）
（1）小金的实验没有成功，请帮助他分析原因。
（2）小金对活塞做功多少焦？
（3）0.001千克乙醚温度从10℃升高到着火点至少需要吸收多少热量？
【答案】（1）推活塞的力太小，推动的距离太短，推动的速度太慢，乙醚汽化，氧气含量太低；空气和筒壁发生热传递；（2）6J；（3）270J
【解析】解：（1）根据可燃物燃烧的条件：温度达到可燃物的着火点以及助燃剂。可知推活塞的力太小，推动的距离太短，推动的速度太慢；乙醚汽化，氧气含量太低；空气和筒壁发生热传递等原因会导致棉花没有燃烧。（其它合理均可）
（2）小金对活塞做功W=F×s=50N×0.12m=6J
（3）乙醚吸收热量=1.8×103J/kg·℃×0.001kg×（160℃-10℃）=270J
答：（1）推活塞的力太小，推动的距离太短，推动的速度太慢；乙醚汽化，氧气含量太低；空气和筒壁发生热传递；
（2）小金对活塞做功6J；
（3）0.001千克乙醚温度从10℃升高到着火点至少需要吸收270J的热量。
高频考点6：比较不同物质吸热本领的强弱
考点解读：比较不同物质吸热本领的强弱。可以通过加热相同的时间，比较温度变化来判断物体的吸热能力(温度变化快的吸热能力弱)。也可以通过观察升高相同的温度，比较加热时间来判断物体的吸热能力(加热时间长的物体吸热能力强)。
【典例6】（2023·绍兴）为了比较液体a和液体b的比热大小，小宁分别称取相同质量的a和b，在初温相同条件下，利用如图所示装置在沸水中加热
（1）做功和热传递是改变物体内能的两种途径。本实验中，液体a、b内能增加的途径是 。
（2）实验过程中，小宁观察到温度计甲的示数变化始终比乙快。由此可知，液体a的比热ca与液体b的比热cb的大小关系是：ca cb。
【答案】（1）热传递（2）<
【解析】（1）热传递改变物体内能的本质为能量的转移，做功改变物体内能的本质为能量的转化；
（2）根据Q=cm△t分析判断。
【解答】（1）根据图片可知，液体a、b吸收外面烧杯内水中的热量使自己温度升高，因此增加内能的方法为热传递。
（2）两个试管都放入同一烧杯中，则相同时间内二者吸收相同的热量，而甲的示数变化大于乙的示数变化，根据Q=cm△t可知，液体a的比热容高频考点7：动能和势能的转化判断
考点解读：当物体升高或降低时 ( http: / / www.21cnjy.com )，往往存在着动能和重力势能的转化；当物体受力发生形变时，也会有动能和弹性势能的转化。判断时要注意物体的速度、高度、弹性形变的大小变化，从而得出动能和势能的大小变化。2
【典例7】（2022·浙江台州·九年级期末）如图是皮球落地后弹起过程中，每隔相同时间曝光一次所拍摄的照片。
（1）皮球离开地面上升的过程中，重力势能__________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），机械能__________。
（2）A、B两点等高，A点的速度__________B点的速度（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】增大 减小 大于
【解析】（1）[1][2]由图可知，皮球离开地面上升的过程中，质量不变，高度上升，重力势能增大；皮球弹起后高度逐渐降低，说明球在落地、弹起的过程中克服阻力做功消耗了一部分机械能，所以机械能逐渐减小。
（2）[3]A点和B点的高度相等，重力势能相同，A点的机械能大于B点的机械能，所以A点的动能大于B点的动能，A点的速度大于B点的速度。
高频考点8：内能和机械能的比较
考点解读：
比较项目 内 能 机械能
所含能量 分子的动能、分子的势能 物体的动能、重力势能、弹性势能
影响因素 物体的温度、质量、状态等 物体的速度、质量、高度、形变程度
特 点 始终具有 不一定有
联 系 可以互相转化
【典例8】（2022·南湖模拟）如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞紧管口，加热一段时间后橡皮塞冲出，同时管口附近产生“白气”。以下分析错误的是（ ）
A．水温上升时，水的内能增加
B．该实验中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同
C．管内气体对橡皮塞做功，内能转化为机械能
D．试管口的“白气”是小水滴
【答案】B
【解析】（1）温度升高，内能增大；温度降低，内能减少；
（2）内燃机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能；
（3）根据能量转化的知识判断；
（4）水蒸气是无色透明的气体。
【解答】A.水温上升时，水的内能增加，故A正确不合题意；
B.该实验中，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，与汽油机的做功冲程相同，故B错误符合题意；
C.管内气体对橡皮塞做功，内能转化为机械能，故C正确不合题意；
D.试管口的“白气”是水蒸气液化而成的小水珠，故D正确不合题意。
高频考点9：对能量的转化和守恒定律的理解
考点解读：自然界中各种能量可以相互转移或转化，一种能量 ( http: / / www.21cnjy.com )的减少或消失必然伴随着另一种能量的增加或产生；反之亦然。但能量的转化和转移不是任何时候都能发生的，它有方向性，如热的铁块放入冷水中，铁块把内能转移到了水中，使自身温度下降；但它不能从冷水中吸收热量使自身的温度升高。
【典例9】（2022·浙江杭州·中考真题）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能___________。
【答案】不变 增大 先增大后减小
【解析】（1）[1]O点到A点，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变。
（2）[2][3]在从A点至C点运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能，所以运动员的机械能转为绳的弹性势能。A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大；
B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等，所以B点到C点过程中，弹性绳对运动员拉力大于运动员重力，因此速度越来越小，动能越来越小；
到C点运动员动能变为0，弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，而运动员的动能先增大后减小。
高频考点10：探究影响动能大小的因素
考点解读：物体动能与物体的质量和速度有关，实验探究对象是小球，物体的动能大小是通过木块移动距离大小来反映的。探究动能与质量的关系需控制速度一定；探究动能与速度的关系需控制质量一定。动能的大小与物体的质量与运动速度有关，质量越大，运动速度越大，动能越大。
【典例7】（2023九上·温州期末）物体的动能大小与物体的质量和运动的速度有关，小明选用质量不同的同种金属材质小球进行如图甲所示实验，记录木块在水平移动距离如图乙，实验数据如表。
小球放置高度 木块在水平面移动的距离
小球的质量m 小球的质量2m
h1 S1 S2
2h1 S3 S4
（1）若换成光滑的水平面，本实验就无法达到实验目的，其理由是： 。
（2）小明认为：只要选择“S1、S2、S3、S4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对动能大小的影响，速度比质量更大”，请比较这两个量的大小关系： 。
（3）接着小明还设计了如图丙的实验，让金属块从光滑斜面的h，处静止滑下，然后在粗糙水平面上滑行一段距离停下，测量滑行距离S。改用材质和大小相同、质量不同的金属块，重复图丙实验，记录数据如表。已知金属块所受摩擦力与压力成正比，请你从功和能的角度，分析不同质量的金属块在水平面滑行的距离大致相等的原因。 。
质量m/千克 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
滑行距离s/米 0.32 0.31 0.33 0.32 0.33 0.32 0.32
【答案】（1）木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距离来比较动能大小
（2）s3>s2
（3）物体从同一高度滑下来，质量大，重力势能大，转化得到的动能大，质量大对水平面的压力大，在接触面粗糙程度相同时，摩擦力大，虽然质量大的金属块的动能大，但是相应的阻力也增大，根据W＝fs可知最终运动的距离几乎相等
【解析】（1）小球从斜面上滚下后，木块受到它的撞击在水平面上移动。根据W=fs可知，木块移动的距离越大，则小球的动能越大，即通过木块移动的距离可以比较小球动能大小。而木块受到的摩擦力与接触面的粗糙程度有关，如果表面光滑，那么摩擦力为零，木块会永远运动下去，就无法比较小球动能的大小。
（2）当小球的质量增大到原来的2倍时，或者小球的速度增大到原来的2倍时，木块移动的距离越大，说明小球动能越大，则这个因素对动能的影响越大。
（3）根据动能和重力势能转化，结合影响滑动摩擦力的因素，利用公式W=fs分析解答即可。
【解答】（1）若换成光滑的水平面，本实验就无法达到实验目的，其理由是：木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距离来比较动能大小。
（2）根据表格可知，当小球的质量增大为原来的2倍时木块移动的距离为s2，当小球的下落高度变为原来的2倍时的木块移动的距离为s3。如果对动能的影响速度大于质量，那么s3>s2。
（3）不同质量的金属块在水平面滑行的距离大致相等的原因：物体从同一高度滑下来，质量大，重力势能大，转化得到的动能大，质量大对水平面的压力大，在接触面粗糙程度相同时，摩擦力大，虽然质量大的金属块的动能大，但是相应的阻力也增大，根据W＝fs可知最终运动的距离几乎相等。
一、选择题
1．（2023·衢州）寒冷的冬天，戴眼镜的同学从室外走到温暖的房间内，镜片变得模糊，一段时间后，镜片又变得清晰。这一现象中先后发生的物态变化是（ ）
A．液化 汽化 B．汽化 液化 C．凝固 汽化 D．凝固 液化
【答案】A
【解析】根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
【解答】寒冷的冬天，戴眼镜的同学从室外走到温暖的房间内，房间内的水蒸气从气态变成液态发生液化现象变成小水珠，因此镜片变得模糊。进入室内后，水珠吸热从液态变成气态发生汽化现象，故A正确，而B、C、D错误。
2．（2023·衢州）中国是茶文化之乡，中国茶文化是世界非物质文化遗产。”煮茶”过程中蕴含着丰富的科学知识。下列说法正确的是（ ）
A．茶水沸腾时，吸收热量，温度升高
B．茶水升温是通过做功的方式改变内能
C．壶嘴冒出的”白气”是汽化形成的现象
D．茶香扑鼻，表明分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【解析】液体沸腾的特点是：继续吸热，温度不变；改变内能的方式有两种，做功和热传递；
【解答】A. 茶水沸腾时，吸收热量，温度不变，A错误；
B. 茶水升温是通过热传递的方式改变内能，B错误；
C.壶嘴冒出的”白气”是水蒸气液化形成的现象，C错误；
D. 茶香扑鼻，表明分子在不停地做无规则运动 ，D正确；
3．（2021·衢州）如图所示，自然界中的雪、雾、露、霜等现象，都是水这种物质发生物态变化形成的。对这些现象的描述，正确的是（ ）
A．雪的形成是凝华现象，需要吸热
B．雾的形成是汽化现象，需要吸热
C．露的形成是液化现象，需要放热
D．霜的形成是凝固现象，需要放热
【答案】C
【解析】确定物质的初始状态和终末状态，从而确定物态变化的名称。
【解答】A.雪是空气中的水蒸气直接变成固态发生凝华现象形成的，需要放热，故A错误；
B.雾是空气中的水蒸气变成液体发生液化现象形成的，需要放热，故B错误；
C.露是空气中的水蒸气变成液体发生液化现象形成的，需要放热，故C正确；
D.霜是空气中的水蒸气直接变成固态发生凝华现象形成的，需要放热，故D错误。
4.（2023九下·义乌模拟）如图示为某种物质熔化时温度随时间的变化的图象。根据图象下列判断正确的是（ ）
A．该物质熔化过程持续了40min
B．该物质是晶体，熔点为100℃
C．在第35min，该物质处于固液共存状态
D．在第10min到第25min之间，物质温度不变，但要吸收热
【答案】D
【解析】（1）根据图片确定温度不变的时间；
（2）根据图片确定熔化时保持不变的温度即可；
（3）晶体熔化前为固态，熔化后为液态，熔化中为固液共存态；
（4）根据晶体熔化的特点判断。
【解答】A.根据图片可知，该物质熔化的时间持续：25min-10min=15min，故A错误；
B.该物质熔化时温度保持不变，即有熔点，为80℃，故B错误；
C.第35min时温度不断升高，则此时为液态，故C错误；
D.在第10min到第25min之间，晶体正在熔化，物质温度不变，但要吸收热，故D正确。
5．（2023·浦江模拟）对于蒸包子的过程，下列说法正确的是（ ）
A．水变成水蒸气的过程会放出热量
B．包子变熟是因为吸收了水汽化所放出的热量
C．高温水蒸气不能自发的从冷包子中吸收热量
D．蒸笼内水蒸气液化放出的热量等于包子吸收的热量
【答案】C
【解析】物体从液态变成气态的过程叫做汽化，汽化是吸热的；物体从气态变成液态的过程叫做液化，液化是放热的；
【解答】A. 水变成水蒸气的过程会吸收热量，属于汽化现象，A错误；
B. 包子变熟是因为水蒸气液化成小水珠使所放出的热量，B错误；
C. 高温水蒸气不能自发的从冷包子中吸收热量 ，正确；
D. 蒸笼内水蒸气液化放出的热量小于包子吸收的热量，因为有一部分热量用来进行热传递，D错误；
6．（2023·丽水）如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】（1）根据匀速直线运动的定义判断；
（2）动能的大小与质量和速度大小有关；
（3）重力势能的大小与质量和高度有关；
（4）机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
【解答】A.物体沿斜面做匀速直线运动，则v不变，根据s=vt可知，它通过的路程与时间成正比，图像为一条通过坐标原点的斜线，故A错误；
B.物块的速度不变，质量不变，那么它的动能不变，故B正确；
C.物块的高度增大，质量不变，那么它的重力势能增大，故C错误；
D.根据机械能=动能+重力势能可知，物块的机械能不断增大，故D错误。
7．（2022·南湖模拟）如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞紧管口，加热一段时间后橡皮塞冲出，同时管口附近产生“白气”。以下分析错误的是（ ）
A．水温上升时，水的内能增加
B．该实验中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同
C．管内气体对橡皮塞做功，内能转化为机械能
D．试管口的“白气”是小水滴
【答案】B
【解析】（1）温度升高，内能增大；温度降低，内能减少；
（2）内燃机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能；
（3）根据能量转化的知识判断；
（4）水蒸气是无色透明的气体。
【解答】A.水温上升时，水的内能增加，故A正确不合题意；
B.该实验中，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，与汽油机的做功冲程相同，故B错误符合题意；
C.管内气体对橡皮塞做功，内能转化为机械能，故C正确不合题意；
D.试管口的“白气”是水蒸气液化而成的小水珠，故D正确不合题意。
8．（2023·绍兴）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（ ）
A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同
【答案】D
【解析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，结合机械能与内能的转化分析判断。
【解答】甲和乙的高度相同，且滚摆的质量相同，那么二者的重力势能相等，故A、B错误；
在运动过程中，由于摩擦和阻力的存在，会有部分机械能转化为内能，且运动时间越长，机械能损失越多，那么甲的机械能大于乙的机械能。根据“机械能=动能+重力势能”可知，甲的动能大于乙的动能，故C错误，D正确。
9．（2023·温州模拟）图甲是简易儿童蹦极装置，活动前给小朋友绑上安全带并固定拉长的弹性绳，通过外力使小朋友停留在蹦床上。当撤去外力后，小朋友冲向高空，然后下落至蹦床，蹦床发生形变。图乙中C点为最高点，B点为弹性绳原长，A点为下落最低点。若小朋友始终沿竖直方向运动且忽略绳重及空气阻力等，则下落过程中，下列图像关系最接近事实的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】【解答】根据图片可知，从 C到B时，弹性绳没有形变，即人不受弹力，此时只受向下的重力作用，合力向下，因此做加速运动。从B到A的过程中，弹性绳逐渐伸长，人受到的弹力逐渐增大。在弹力等于重力之前，合力仍然向下，人依然做加速运动，因此速度最大的点肯定在B点下面，故A错误；
在下降过程中，人的机械能会逐渐转化为弹性绳和蹦床的弹性势能，即人的机械能不断减小，故B错误；
从C到B，绳子没有形变，因此绳子的弹性势能为零。从B到A，绳子的形变逐渐增大，则绳子的弹性势能逐渐增大，故C错误；
在人接触蹦床之前，蹦床没有形变，则它的弹性势能为零。当人接触蹦床后，随着蹦床的形变增大，则它的弹性势能增大，故D正确。
二、非选择题
10.（2023九上·余姚期末）密闭的房间里有一台规格为“220V 800W”的取暖器，闭合开关使其正常工作30分钟，
（1）该取暖器消耗的电能为 焦耳；
（2）若房间里空气质量为45千克，取暖器放出热量的15%被空气吸收，则这段时间房间里空气温度升高了 ℃ (数字准确到小数点后一位)。[空气的比热为1000J/(kg．℃)]
【答案】（1）1.44× 106 （2）4.8
【解析】（1）根据W=Pt计算；（2）根据Q=cm△t计算即可。
【解答】（1）该取暖器消耗的电能为：W=Pt=800W×1800s=1.44×106J；
（2）根据Q=cm△t得到：1.44×106J×15%=1000J/(kg．℃)×45kg×△t；
解得：△t=4.8℃。
11．（2023·台州）如图是电热液体蚊香器，工作时内部的发热部件对蚊香液加热，一段时间后，其项部有“白雾”飘出，房间里弥漫着蚊香液的清香，起到驱蚊和灭蚊的作用。
（1）发热部件使蚊香液温度升高，该过程主要通过 ，使蚊香掖的内能增加(填“做功"或“热传递”)；
（2）“白雾”是蚊香液先汽化后 形成的(填物态变化名称)；
（3）房间里弥漫着清香说明分子在不停地做 。
【答案】（1）热传递（2）液化（3）无规则运动(热运动)
【解析】改变内能的方式有做功和热传递，同时还考查了分子的动理论的相关知识。
【解答】（1） 发热部件使蚊香液温度升高 ，该过程为热传递；
（2）白雾为液态，故是液化的结果；
（3）房间里弥漫着清香说明分子在不停地做无规则运动(热运动) 。
12．（2023·衢州）小科用如图装置研究动能大小的影响因素。
（1）将质量不同的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小，这样做的目的是为了研究动能大小与 的关系。
（2）木块向前移动一段距离后停止，这一过程中木块的机械能转化为 能。
【答案】（1）质量大小（2）内
【解析】（1）根据题目描述分析哪个因素发生改变即可；（2）根据能量转化的知识分析解答。
【解答】（1）小钢球从斜面上相同高度滚下，则到达斜面底端时速度相同，只有小球的质量不变，因此是为了研究动能与质量大小的关系；
（2）木块向前移动时，它要克服水平面的阻力做功，将木块的机械能转化为内能。
13.（2023七上·龙港期末）某小组同学探究“冰的熔化特点”，实验装置如图甲所示，并绘制温度计示数随时间变化 的图像如图乙所示。
（1）要完成该实验，除图中所示器材外，还需要的测量工具有 ；
（2）由图乙可知：冰是 (晶体/非晶体)，理由是 ；
（3）0~2分钟升温比8~12分钟快，原因
（4）实验过程中，烧杯中气泡出现如图丙现象，该现象出现的时间最接近图乙中的________。
A．第4分钟 B．第8分钟 C．第16分钟 D．第28分钟
【答案】（1）秒表
（2）晶体；有一定的熔化温度
（3）冰的比热比水小
（4）D
【解析】（1）根据要测量的物理量选择合适的测量工具；
（2）晶体和非晶体的区别：有无新物质生成。
（3）根据Q=cm△t可知，质量相同的不同物质吸收相同的热量时，比热容越大，则升高的温度越小，据此分析解答；
（4）根据气泡体积的变化确定水的状态即可。
【解答】（1）在实验过程中，要测量冰的温度随时间的变化规律，因此还需要测量工具秒表。
（2）根据图乙可知，冰是晶体，理由是：有一定的熔化温度。
（3）0~2分钟升温比8~12分钟快，原因冰的比热比水小；
（4）根据图丙可知，烧杯底部产生的气泡在上升过程中逐渐变大，这说明上下温度一致，应该是水已经沸腾，则这个现象最接近图乙中的第28分钟，故选D。
14．（2023·台州）重为0.027牛的乒乓球，从1米高的A点自由下落，第一次落地弹起至0.6米的最高点B(如图甲)。将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从1米高处自由下落，杯子落地后乒乓球弹起的高度远大于1米(如图乙)。
（1）图甲中的乒乓球从A点下落到弹起至B点的过程中，机械能减少 倍；
（2）图乙中的乒乓球弹起的高度远大于1米，是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大，此时对乒乓球做功的物体是 。
【答案】（1）0.0108 （2）水
【解析】本题主要考查机械能的知识，机械能是由物体的势能和动能组成的；机械能守恒定律是指除重力或弹力不做功时，其机械能的大小不变。
【解答】（1）由图甲可知，A和B的动能相同，减小的重力势能等于减小的机械能=0.027N·0.4m=0.0108J；
（2）乓球弹起的高度远大于1米，是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大 ，此时杯中的水对乒乓球有浮力，故此时对乒乓球做功的物体是水；
15．（2023九下·义乌模拟）用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像可知，甲液体的比热容 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙液体的比热容。质量为0.5千克、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃，吸收的热量为 焦。[甲液体的比热容为2×103焦／(千克·℃)]
【答案】小于；70000
【解析】（1）根据公式Q=cm△t比较液体的比热容大小；
（2）根据Q=cm△t计算甲液体吸收的热量；
【解答】（1）根据图像可知，当都加热90min时，二者吸收的热量相等。甲升高温度：90℃-20℃=70℃，乙升高温度：50℃-20℃=30℃，即△t甲>△t乙。根据公式Q=cm△t可知，甲的比热容小于乙的比热容。
（2）甲吸收的热量为：Q=cm△t=2×103J/(kg·℃)×0.5kg×（90℃-20℃）=7×104J。
16.为研究影响蒸发快慢的因素，某同学在 4 块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水，进行如图所示的实验探究。
（1）通过 两组的对照，可以得出水蒸发快慢与水表面流速有关。
（2）在研究水的温度对蒸发快慢的影响时，对水滴进行加热 (如图C)直至沸腾，且水滴 比对照组先消失。该实验结果能否作为支持“温度越高，蒸发越快”的证据？ 。
（3）小明同学想改进实验，于是继续进行了如下操作：在相同环境下的两块相同的玻璃板 上分别滴上一滴和两滴水 (如右图)，结果发现甲图中水先蒸发完，于是他得出结论：水蒸
发快慢与水的表面积有关，水的表面积越小蒸发越快。请分析小明的实验设计和结论得出是否合理并说明理由 。
【答案】（1）AB （2）不能 （3）不合理 存在质量和表面积两个变量
【解析】（1）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（2）（3）根据控制变量法的要求分析。
【解答】（1）探究水蒸发快慢与水的表面积的关系时，必须控制水的质量、温度和空气流速相同，只改变表面积，故选实验AB。
（2）在对照实验A和C中，水的质量、表面积和空气流速相同，只有温度不同，因此可以作为支持“温度越高，蒸发越快”的证据。
（3）根据图片可知，小明设计的实验不合理，理由：存在质量和表面积两个变量。
17.小海在学习了沸腾的知识后，进行了如下探究。
（1）图甲为该实验的装置，小海观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡上升情况不同，图乙中 (填“A”或”B”)是水沸腾时气泡上升的情况。
（2）给一定量的水加热，其温度与时间的关系如图丙中曲线c所示(实线部分)。若其他条件不变，仅将水量减少，则温度与时间的关系图像应是曲线 。
（3）临海美食核桃炖蛋，在制作时可将装有蛋液的碗直接放入水中煮熟，由此小海将装有水的试管放入水中进行加热(如图丁)，观察到烧杯中的水沸腾时试管中的水却未出现沸腾现象，原因是 。
【答案】（1）B （2）a （3）试管内外水的温度相同，试管内的水无法吸热
【解析】水沸腾时的气泡上升过程中，体积不断变大，直到液面破裂开，水未沸腾时气泡上升过程中遇冷液化，体积变小。水量越大，加热至沸腾所需的时间越长。水沸腾时温度保持不变。水沸腾需要满足两个条件：温度达到沸点，继续吸热。
【解答】（1）水沸腾时的气泡上升过程中，体积不断变大，直到液面破裂开，因此图乙中B是水沸腾时气泡变化的情况。
（2）若其他条件不变，仅将水量减少，则会缩短水到达沸腾的时间，而水的沸点不变，因此温度与时间的关系图像应是曲线a。曲线b，加热至沸腾所需时间减少，说明水量减少，沸腾时的温度升高，说明沸点升高，可能时气压变大。曲线d，加热至沸腾所需时间减少，说明水量减少，沸腾时的温度降低，说明沸点降低，可能时气压变小。
（3）水沸腾吃了温度达到沸点并要继续吸热；烧杯内的水沸腾后温度保持在沸点，试管内的水温度也达到沸点后就不能再继续吸热了，所以未出现沸腾现象。
18．（2023·丽水）中国055型驱逐舰装配的“鹰击-21"”高超音速导弹，因其超强的攻击力，被称为“航母杀手”。
（1）当驱逐舰执行护航任务时，不能与其他舰艇近距离并列前行，这是因为两艘舰艇中间的水流速度快，压强 ，易造成海难事故。
（2）如图是导弹的飞行路线图，导弹发射升空至最高点后关闭发动机，仍能加速向下俯冲。请从能量转化的角度解释原因： 。
（3）导弹受到的空气阻力与导弹速度的关系
导弹速度v(米/秒) 50 100 150 200 500 1000
导弹受到的空气阻力F(牛) 50 200 450 800 5000 20000
若导弹在末端巡航阶段以1000米/秒的速度匀速直线飞行1000米，请结合上表信息，求该过程中导弹克服空气阻力做的功。
【答案】（1）小
（2）导弹的重力势能转化为动能，导弹的动能增大，速度加快。
（3）解：由表中数据可知，当v=1000m/s时，阻力F=20000N。
W=Fs=20000N×1000m=2×107J
答：该过程中导弹克服空气阻力做的功为2×107。
【解析】（1）根据流体压强和流速的关系解答；
（2）根据重力势能与动能的相互转化分析解答；
（3）首先根据表格确定速度为1000m/s时导弹受到的空气阻力，再根据W=Fs计算空气阻力做的功。
【解答】（1）当驱逐舰执行护航任务时，不能与其他舰艇近距离并列前行，这是因为两艘舰艇中间的水流速度快，压强小，易造成海难事故。
（2）当导弹从空中向下俯冲时，高度减小则重力势能减小，速度增大则动能增大，则加速俯冲的原因为：导弹的重力势能转化为动能，导弹的动能增大，速度加快。
19．（2023·鹿城模拟）为探究动能大小的影响因素时，山山采用大小相同质量不同的小球利用图甲所示装置完成实验，获得部分实验数据如表。（实验中忽略图钉插入橡皮泥中的摩擦力不同的影响及碰撞时的能量损耗）
实验组别 球质量/克 球释放高度/cm 图钉起始插入深度/cm 图钉碰撞后深度/cm
① 5 50 0.5 2.5
② 15 50 0.5 6.5
③ 20 50 0.5 8.5
④ 5 40 0.5 2.1
（1）①②③组中，小球从同一高度静止释放的目的是 。
（2）本实验通过 反映小球的动能大小。
（3）探究质量对动能大小影响时，山山认为采用大小不同的小球进行实验，会导致撞击位置高低不同引起误差，秀秀认为可以采用图乙方式减小误差。你是否认同秀秀的观点， 。
【答案】（1）使小球进入水平面的初速度相等
（2）图钉插入橡皮泥的变化量
（3）认同，因为秀秀将动能转化为小球撞击所有钉子插入深度变化量的总和；不认同，图钉越多，碰撞消耗的能量越多。
【解析】物体的动能大小与其自身的质量大小，运动时的速度大小均有关，在探究过程中由于动能的大小无法直接观察，故需通过转换法来判断其动能大小。
【解答】（1）释放的斜面高度越高，到达水平面的初速度也越大；故小球从同一高度静止释放的目的是使小球进入水平面的初速度相等；
（2）动能的大小无法直接比较，故通过图钉插入橡皮泥的变化量反映小球的动能大小；
（3）本小题可从认同或不认同两个角度进行回答，只需说出认同的原因（整体的钉子深度），不认同的原因（摩擦消耗的能量）都可。答案参考：认同，因为秀秀将动能转化为小球撞击所有钉子插入深度变化量的总和；不认同，图钉越多，碰撞消耗的能量越多。
20．（2023·温州模拟）小科在探究影响物体的动能大小的因素时，设计了如图甲的实验，用一条无弹性的细绳和实心铁球制成单摆，将滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方。然后进行以下三步实验操作：
①将铁球挪到a点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离为S1。
②滑块放回原处后，将铁球挪到b点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动距离为S2。
③换一等体积的实心铝球(ρ铁>ρ铝)，将铝球挪到b点位置静止释放，打到放回原处的滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离为S3．
（1）小科进行“步骤①”和“步骤②”的实验，他基于的猜想是：物体动能的大小可能与 有关。
（2）小科在实验中测得S2>S3，由此可得结论：
（3）实验后，小科进一步思考，若AB、AC、AD均为光滑斜面，其中AD为曲面，如图乙。让同一铁球从A点分别沿三个斜面静止滑下，撞击放在B、C、D位置的相同物块(不计碰撞时的能量损耗)，判断物块被撞击后在相同粗糙水平面上移动的距离SB、SC、SD的大小关系 。
【答案】（1）速度
（2）当速度相同时，质量越大，物体动能越大
（3）相等（SB=SC=SD）
【解析】（1）物体的动能大小与速度和物体的质量大小均有关；
（2）通过滑块移动的距离可以判断其所具有动能的大小；
（3）重力势能的大小与物质质量和其所处高度有关。
【解答】（1）高度不同，到达底部的速度大小不同；
（2） S2>S3 ，说明质量大时所具有的动能更大；
（3）高度相同时，所具有的重力势能相同，故到达底部时的动能大小相同。即距离相同。
21．（2023九下·义乌模拟）在《大气压强》一课中，教材里设计了如图所示的活动：“烧瓶中的水沸腾后把酒精灯移去，水停止沸腾。用插有一段玻璃管的橡胶塞把瓶口塞紧，把大注射器接在一段橡皮管上，橡皮管的另一端接到瓶塞的玻璃管口上向外拉注射器的活塞。”如果实验成功，活动中应该看到什么现象 请你解释产生这一现象的原因。
【答案】水重新沸腾。要点：向外拉活塞，瓶内的气体体积变大，气压变小；水的沸点随气压的减小而降低，水温达到了水的沸点；水从烧瓶吸热，水重新沸腾。
【解析】液体的沸点与气压有关，气压越小，沸点越低。沸点越低，水越容易沸腾。
【解答】向外拉注射器的活塞。一部分空气被抽到了注射器内，瓶内气体体积变大，气体压强减小，沸点降低。 水温达到了水的沸点； 所以水重新沸腾起来了。这也就说明了水的沸点随气压降低而降低。
知识导图
题型分析
聚焦高频
专项练习
1专项集训6：物态变化、能的转化与守恒
【命题重点】物态变化主要考察三种状态转变时名称与热量的变化，尤其注意熔化与凝固时的温度曲线变化。能量转移的方式要注意内能的改变，机械能是否守恒与动能势能的转化。型较分散:选择、填空、实验、计算都会出现。
【方法要点】功和功率的计算注意单位转化，要用标准单位，探究题要注意影响因素。判断机械能守恒要留意是否收到阻力、弹力、拉力等影响。
高频考点1：熔化和凝固
考点解读：物质从固态变为液态叫熔化；物质从液态变为固态叫凝固；熔化和凝固是可逆的两种物态变化过程。固体可分为晶体和非晶体；晶体和非晶体的根本区别是：晶体有熔点(熔化时温度不变继续吸热)，非晶体没有熔点(熔化时温度升高，继续吸热)；同一晶体的熔点和凝固点相同。晶体熔化的条件：温度达到熔点；继续吸收热量；晶体凝固的条件：温度达到凝固点；继续放热。
【典例1】（2023九下·义乌模拟）如图是在标准大气压下，某种物质的温度随时间变化的图象。下列说法中错误的是（ ）
A．该物质是晶体
B．该物质在标准大气压下的熔点和沸点分别是0℃和100℃
C．该物质液态时的比热容比固态时小
D．在BC和DE段，温度保持不变，但需吸热
高频考点2：汽化和液化
考点解读：物质从液态变为气态叫汽化；物质从气态变为液态叫液化；汽化和液化是互为可逆的过程，汽化要吸热，液化要放热。汽化的方式为沸腾和蒸发(1)蒸发①在任何温度下都能发生，且只在液体表面发生的缓慢的汽化现象。②影响蒸发快慢的因素有：a．液体的温度，温度越高蒸发越快；b．液体表面积的大小，表面积越大，蒸发越快；c．液体表面的空气流速，空气流动越快，蒸发越快。(2)沸腾①在一定温度下，在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。②沸点：液体沸腾时的温度叫沸点；不同液体的沸点一般不同；同种液体的沸点与压强有关，压强越大沸点越高。③液体沸腾的条件：温度达到沸点还要继续加热。
【典例2】（2023·浦江模拟）人们都说：“被100℃的水蒸气烫伤，要比被100℃的热水烫伤严重得多”。对此，小科设计了以下实验验证：
①将一定质量温度为tl的冷水装入一个双层玻璃真空保温杯中，液面如图甲所示位置，标记为A；
②向杯中插入导管，将100℃的水蒸气通入保温杯的冷水中（水蒸气全部被吸收），发现杯中水面明显上升；
③一段时间后，停止通入水蒸气，移出导管后，杯中液面位置如图乙所示，标记为B，再测出此时杯中水的温度为t2，比较发现t2高于tl。
（1）杯中水面上升是通入的水蒸气发生 （填物态变化名称）的结果；
（2）小华认为小科的实验还不足以证明他的观点，小华的改进步骤如下：
①再取一个相同保温杯，在保温杯中倒入与第一个保温杯中质量相同，温度为tl的冷水；
②然后向杯中倒入100℃的沸水直至B处；
③摇匀后测出此时保温杯中的水温为t3，若t3低于 （选填“t1”或“t2”），则可以说明“被100℃的水蒸气烫伤更严重”是因为100℃的水蒸气变成100℃的热水时，还会放出热量。
（3）为了防止在开盖时被水蒸气烫伤，你认为下列开盖方法最安全的是 。
高频考点3：探究不同物质熔化过程的不同
考点解读：晶体熔化时有一定的熔化温度，即熔点，而非晶体没有熔点。晶体熔化时要吸热，但温度保持不变；非晶体熔化时要吸热，温度一直在升高。实验题眼突破①实验选取小颗粒固体②试管插入烧杯中的位置要适当③采用“水浴法”加热的优点(固体受热均匀)。④石棉网的作用(使烧杯受热均匀)。⑤熔化过程中内能、温度及热量的变化规律(吸收热量、内能增加，但温度保持不变)。⑥烧杯口处的“白气”，试管、烧杯壁水珠的成因(水蒸气遇冷液化形成的小水珠)。⑦熔化前后曲线的倾斜程度不一样的原因(同种物质，在不同状态下的比热容不同)。⑧在记录温度时，时间间隔过长，可能会带来什么问题(可能会导致晶体熔化过程的温度记录不全甚至没有记录，无法记录到晶体熔化时温度的变化，导致实验失败或得出错误的结论)。⑨利用比热容公式计算热量。
【典例3】（2023·舟山模拟）某小组用图甲的实验装置探究海波在熔化前后其温度随加热时间变化的规律，得到下表的实验记录。
时间（分） 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度（℃） 32 36 40 44 48 48 48 48 48
（1）请按上述实验数据在坐标中作出温度随时间变化的图像。
（2）第5分钟时，海波处于 状态。
（3）试管要放在盛水的烧杯内加热，而不是用酒精灯直接加热。理由是： 。
高频考点4：探究水的沸腾
考点解读：水沸腾时持续吸热，但温度保持不变；水的沸点与水上方的气压有关，气压越高，沸点越高。实验题眼突破：①组装器材的顺序(自下而上)。②温度计的使用与读数。③缩短实验时间的方法：(加大酒精灯火焰；使用初温较高的水；给烧杯加盖子)④烧杯上盖纸板的原因(减少热量的散失，使水在短时间内达到沸腾)。⑤纸板上留一个小孔的作用(使烧杯内外的气压相等)。⑥水开始沸腾的判定(水的温度升高到一定程度后，温度保持不变，且水内部有大量气泡产生，且在上升过程中体积逐渐变大，到水面时破裂)。⑦水沸腾前温度计示数的特点(温度计的示数不断上升)。⑧水沸腾时温度计示数的特点(温度计的示数保持不变)。⑨沸点与气压的关系(杯口的盖密封较严时，烧杯内的气压高于一个标准大气压，导致水的沸点高于100 ℃；当地大气压小于一个标准大气压时，水的沸点低于100 ℃)⑩水沸腾过程中温度与热量、内能之间的关系(吸收热量，温度不变，内能增大)。水沸腾后撤掉酒精灯观察现象(水未立即停止沸腾，原因是水继续从石棉网上吸热)。
【典例4】小雅在探究水沸腾时温度变化特点，请分析实验回答下列问题。
（1）加热一定时间后，温度计的示数如图甲所示，此时水的温度为___________℃。
（2）实验过程中气泡出现图乙现象，该现象出现的时间可能是图丙中的___________。
A．“第2分钟” B．“第4分钟” C．“第6分钟”
（3）另一组的小华实验时在烧杯上加盖了硬纸片，这种做法的优点是___________。
（4）水在沸腾时温度不再升高，但移开酒精灯，沸腾马上停止，这一现象说明______是沸腾的条件之一。
高频考点5：影响内能大小的因素
考点解读：影响内能大小的因素有温度 ( http: / / www.21cnjy.com )、质量、状态等。同个物体温度越高，内能越大；温度相同的同种物质，质量越大，内能越大。物体吸收了热量，内能会增大，但温度不一定会升高(如晶体的熔化、液体的沸腾等)。21cn
【典例5】（2022·浙江杭州·九年级期末）室温为10℃时，小金利用如图所示装置验证“外界对物体做功，可以使物体的内能增加”。小金用平均为50牛的力将活塞压下12厘米，发现底部浸有0.001千克乙醚的棉花并没有出现燃烧现象。（乙醚的比热容约为1.8×103J/kg·℃，着火点为160℃）
（1）小金的实验没有成功，请帮助他分析原因。
（2）小金对活塞做功多少焦？
（3）0.001千克乙醚温度从10℃升高到着火点至少需要吸收多少热量？
高频考点6：比较不同物质吸热本领的强弱
考点解读：比较不同物质吸热本领的强弱。可以通过加热相同的时间，比较温度变化来判断物体的吸热能力(温度变化快的吸热能力弱)。也可以通过观察升高相同的温度，比较加热时间来判断物体的吸热能力(加热时间长的物体吸热能力强)。
【典例6】（2023·绍兴）为了比较液体a和液体b的比热大小，小宁分别称取相同质量的a和b，在初温相同条件下，利用如图所示装置在沸水中加热
（1）做功和热传递是改变物体内能的两种途径。本实验中，液体a、b内能增加的途径是 。
（2）实验过程中，小宁观察到温度计甲的示数变化始终比乙快。由此可知，液体a的比热ca与液体b的比热cb的大小关系是：ca cb。
高频考点7：动能和势能的转化判断
考点解读：当物体升高或降低时 ( http: / / www.21cnjy.com )，往往存在着动能和重力势能的转化；当物体受力发生形变时，也会有动能和弹性势能的转化。判断时要注意物体的速度、高度、弹性形变的大小变化，从而得出动能和势能的大小变化。2
【典例7】（2022·浙江台州·九年级期末）如图是皮球落地后弹起过程中，每隔相同时间曝光一次所拍摄的照片。
（1）皮球离开地面上升的过程中，重力势能__________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），机械能__________。
（2）A、B两点等高，A点的速度__________B点的速度（填“大于”、“小于”或“等于”）。
高频考点8：内能和机械能的比较
考点解读：
比较项目 内 能 机械能
所含能量 分子的动能、分子的势能 物体的动能、重力势能、弹性势能
影响因素 物体的温度、质量、状态等 物体的速度、质量、高度、形变程度
特 点 始终具有 不一定有
联 系 可以互相转化
【典例8】（2022·南湖模拟）如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞紧管口，加热一段时间后橡皮塞冲出，同时管口附近产生“白气”。以下分析错误的是（ ）
A．水温上升时，水的内能增加
B．该实验中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同
C．管内气体对橡皮塞做功，内能转化为机械能
D．试管口的“白气”是小水滴
高频考点9：对能量的转化和守恒定律的理解
考点解读：自然界中各种能量可以相互转移或转化，一种能量 ( http: / / www.21cnjy.com )的减少或消失必然伴随着另一种能量的增加或产生；反之亦然。但能量的转化和转移不是任何时候都能发生的，它有方向性，如热的铁块放入冷水中，铁块把内能转移到了水中，使自身温度下降；但它不能从冷水中吸收热量使自身的温度升高。
【典例9】（2022·浙江杭州·中考真题）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能___________。
高频考点10：探究影响动能大小的因素
考点解读：物体动能与物体的质量和速度有关，实验探究对象是小球，物体的动能大小是通过木块移动距离大小来反映的。探究动能与质量的关系需控制速度一定；探究动能与速度的关系需控制质量一定。动能的大小与物体的质量与运动速度有关，质量越大，运动速度越大，动能越大。
【典例7】（2023九上·温州期末）物体的动能大小与物体的质量和运动的速度有关，小明选用质量不同的同种金属材质小球进行如图甲所示实验，记录木块在水平移动距离如图乙，实验数据如表。
小球放置高度 木块在水平面移动的距离
小球的质量m 小球的质量2m
h1 S1 S2
2h1 S3 S4
（1）若换成光滑的水平面，本实验就无法达到实验目的，其理由是： 。
（2）小明认为：只要选择“S1、S2、S3、S4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对动能大小的影响，速度比质量更大”，请比较这两个量的大小关系： 。
（3）接着小明还设计了如图丙的实验，让金属块从光滑斜面的h，处静止滑下，然后在粗糙水平面上滑行一段距离停下，测量滑行距离S。改用材质和大小相同、质量不同的金属块，重复图丙实验，记录数据如表。已知金属块所受摩擦力与压力成正比，请你从功和能的角度，分析不同质量的金属块在水平面滑行的距离大致相等的原因。 。
质量m/千克 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
滑行距离s/米 0.32 0.31 0.33 0.32 0.33 0.32 0.32
一、选择题
1．（2023·衢州）寒冷的冬天，戴眼镜的同学从室外走到温暖的房间内，镜片变得模糊，一段时间后，镜片又变得清晰。这一现象中先后发生的物态变化是（ ）
A．液化 汽化 B．汽化 液化 C．凝固 汽化 D．凝固 液化
2．（2023·衢州）中国是茶文化之乡，中国茶文化是世界非物质文化遗产。”煮茶”过程中蕴含着丰富的科学知识。下列说法正确的是（ ）
A．茶水沸腾时，吸收热量，温度升高
B．茶水升温是通过做功的方式改变内能
C．壶嘴冒出的”白气”是汽化形成的现象
D．茶香扑鼻，表明分子在不停地做无规则运动
3．（2021·衢州）如图所示，自然界中的雪、雾、露、霜等现象，都是水这种物质发生物态变化形成的。对这些现象的描述，正确的是（ ）
A．雪的形成是凝华现象，需要吸热
B．雾的形成是汽化现象，需要吸热
C．露的形成是液化现象，需要放热
D．霜的形成是凝固现象，需要放热
4.（2023九下·义乌模拟）如图示为某种物质熔化时温度随时间的变化的图象。根据图象下列判断正确的是（ ）
A．该物质熔化过程持续了40min
B．该物质是晶体，熔点为100℃
C．在第35min，该物质处于固液共存状态
D．在第10min到第25min之间，物质温度不变，但要吸收热
5．（2023·浦江模拟）对于蒸包子的过程，下列说法正确的是（ ）
A．水变成水蒸气的过程会放出热量
B．包子变熟是因为吸收了水汽化所放出的热量
C．高温水蒸气不能自发的从冷包子中吸收热量
D．蒸笼内水蒸气液化放出的热量等于包子吸收的热量
6．（2023·丽水）如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
7．（2022·南湖模拟）如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞紧管口，加热一段时间后橡皮塞冲出，同时管口附近产生“白气”。以下分析错误的是（ ）
A．水温上升时，水的内能增加
B．该实验中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同
C．管内气体对橡皮塞做功，内能转化为机械能
D．试管口的“白气”是小水滴
8．（2023·绍兴）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（ ）
A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同
9．（2023·温州模拟）图甲是简易儿童蹦极装置，活动前给小朋友绑上安全带并固定拉长的弹性绳，通过外力使小朋友停留在蹦床上。当撤去外力后，小朋友冲向高空，然后下落至蹦床，蹦床发生形变。图乙中C点为最高点，B点为弹性绳原长，A点为下落最低点。若小朋友始终沿竖直方向运动且忽略绳重及空气阻力等，则下落过程中，下列图像关系最接近事实的是（ ）
A． B．
C． D．
二、非选择题
10.（2023九上·余姚期末）密闭的房间里有一台规格为“220V 800W”的取暖器，闭合开关使其正常工作30分钟，
（1）该取暖器消耗的电能为 焦耳；
（2）若房间里空气质量为45千克，取暖器放出热量的15%被空气吸收，则这段时间房间里空气温度升高了 ℃ (数字准确到小数点后一位)。[空气的比热为1000J/(kg．℃)]
11．（2023·台州）如图是电热液体蚊香器，工作时内部的发热部件对蚊香液加热，一段时间后，其项部有“白雾”飘出，房间里弥漫着蚊香液的清香，起到驱蚊和灭蚊的作用。
（1）发热部件使蚊香液温度升高，该过程主要通过 ，使蚊香掖的内能增加(填“做功"或“热传递”)；
（2）“白雾”是蚊香液先汽化后 形成的(填物态变化名称)；
（3）房间里弥漫着清香说明分子在不停地做 。
12．（2023·衢州）小科用如图装置研究动能大小的影响因素。
（1）将质量不同的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小，这样做的目的是为了研究动能大小与 的关系。
（2）木块向前移动一段距离后停止，这一过程中木块的机械能转化为 能。
13.（2023七上·龙港期末）某小组同学探究“冰的熔化特点”，实验装置如图甲所示，并绘制温度计示数随时间变化 的图像如图乙所示。
（1）要完成该实验，除图中所示器材外，还需要的测量工具有 ；
（2）由图乙可知：冰是 (晶体/非晶体)，理由是 ；
（3）0~2分钟升温比8~12分钟快，原因
（4）实验过程中，烧杯中气泡出现如图丙现象，该现象出现的时间最接近图乙中的________。
A．第4分钟 B．第8分钟 C．第16分钟 D．第28分钟
14．（2023·台州）重为0.027牛的乒乓球，从1米高的A点自由下落，第一次落地弹起至0.6米的最高点B(如图甲)。将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从1米高处自由下落，杯子落地后乒乓球弹起的高度远大于1米(如图乙)。
（1）图甲中的乒乓球从A点下落到弹起至B点的过程中，机械能减少 倍；
（2）图乙中的乒乓球弹起的高度远大于1米，是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大，此时对乒乓球做功的物体是 。
15．（2023九下·义乌模拟）用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像可知，甲液体的比热容 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙液体的比热容。质量为0.5千克、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃，吸收的热量为 焦。[甲液体的比热容为2×103焦／(千克·℃)]
16.为研究影响蒸发快慢的因素，某同学在 4 块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水，进行如图所示的实验探究。
（1）通过 两组的对照，可以得出水蒸发快慢与水表面流速有关。
（2）在研究水的温度对蒸发快慢的影响时，对水滴进行加热 (如图C)直至沸腾，且水滴 比对照组先消失。该实验结果能否作为支持“温度越高，蒸发越快”的证据？ 。
（3）小明同学想改进实验，于是继续进行了如下操作：在相同环境下的两块相同的玻璃板 上分别滴上一滴和两滴水 (如右图)，结果发现甲图中水先蒸发完，于是他得出结论：水蒸
发快慢与水的表面积有关，水的表面积越小蒸发越快。请分析小明的实验设计和结论得出是否合理并说明理由 。
17.小海在学习了沸腾的知识后，进行了如下探究。
（1）图甲为该实验的装置，小海观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡上升情况不同，图乙中 (填“A”或”B”)是水沸腾时气泡上升的情况。
（2）给一定量的水加热，其温度与时间的关系如图丙中曲线c所示(实线部分)。若其他条件不变，仅将水量减少，则温度与时间的关系图像应是曲线 。
（3）临海美食核桃炖蛋，在制作时可将装有蛋液的碗直接放入水中煮熟，由此小海将装有水的试管放入水中进行加热(如图丁)，观察到烧杯中的水沸腾时试管中的水却未出现沸腾现象，原因是 。
18．（2023·丽水）中国055型驱逐舰装配的“鹰击-21"”高超音速导弹，因其超强的攻击力，被称为“航母杀手”。
（1）当驱逐舰执行护航任务时，不能与其他舰艇近距离并列前行，这是因为两艘舰艇中间的水流速度快，压强 ，易造成海难事故。
（2）如图是导弹的飞行路线图，导弹发射升空至最高点后关闭发动机，仍能加速向下俯冲。请从能量转化的角度解释原因： 。
（3）导弹受到的空气阻力与导弹速度的关系
导弹速度v(米/秒) 50 100 150 200 500 1000
导弹受到的空气阻力F(牛) 50 200 450 800 5000 20000
若导弹在末端巡航阶段以1000米/秒的速度匀速直线飞行1000米，请结合上表信息，求该过程中导弹克服空气阻力做的功。
19．（2023·鹿城模拟）为探究动能大小的影响因素时，山山采用大小相同质量不同的小球利用图甲所示装置完成实验，获得部分实验数据如表。（实验中忽略图钉插入橡皮泥中的摩擦力不同的影响及碰撞时的能量损耗）
实验组别 球质量/克 球释放高度/cm 图钉起始插入深度/cm 图钉碰撞后深度/cm
① 5 50 0.5 2.5
② 15 50 0.5 6.5
③ 20 50 0.5 8.5
④ 5 40 0.5 2.1
（1）①②③组中，小球从同一高度静止释放的目的是 。
（2）本实验通过 反映小球的动能大小。
（3）探究质量对动能大小影响时，山山认为采用大小不同的小球进行实验，会导致撞击位置高低不同引起误差，秀秀认为可以采用图乙方式减小误差。你是否认同秀秀的观点， 。
20．（2023·温州模拟）小科在探究影响物体的动能大小的因素时，设计了如图甲的实验，用一条无弹性的细绳和实心铁球制成单摆，将滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方。然后进行以下三步实验操作：
①将铁球挪到a点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离为S1。
②滑块放回原处后，将铁球挪到b点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动距离为S2。
③换一等体积的实心铝球(ρ铁>ρ铝)，将铝球挪到b点位置静止释放，打到放回原处的滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离为S3．
（1）小科进行“步骤①”和“步骤②”的实验，他基于的猜想是：物体动能的大小可能与 有关。
（2）小科在实验中测得S2>S3，由此可得结论：
（3）实验后，小科进一步思考，若AB、AC、AD均为光滑斜面，其中AD为曲面，如图乙。让同一铁球从A点分别沿三个斜面静止滑下，撞击放在B、C、D位置的相同物块(不计碰撞时的能量损耗)，判断物块被撞击后在相同粗糙水平面上移动的距离SB、SC、SD的大小关系 。
21．（2023九下·义乌模拟）在《大气压强》一课中，教材里设计了如图所示的活动：“烧瓶中的水沸腾后把酒精灯移去，水停止沸腾。用插有一段玻璃管的橡胶塞把瓶口塞紧，把大注射器接在一段橡皮管上，橡皮管的另一端接到瓶塞的玻璃管口上向外拉注射器的活塞。”如果实验成功，活动中应该看到什么现象 请你解释产生这一现象的原因。
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