浙江省温州市中考科学三年（2021-2023）知识点分类汇编-08能量转化与守恒（含解析）

浙江省温州市中考科学三年（2021-2023）知识点分类汇编-08能量转化与守恒
一、选择题
1．（2023·浙江温州·统考中考真题）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
2．（2021·浙江温州·中考真题）一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（　　）
A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
3．（2021·浙江温州·中考真题）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（　　）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
二、填空题
4．（2023·浙江温州·统考中考真题）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。

（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是 ；
（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功 焦；
（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有： 。（写出一点）
5．（2022·浙江温州·统考中考真题）科学中普遍存在着“系统与模型”。
（1）内燃机可当作一个动力系统，工作时将化学能转化为内能，内能再转化为 。
（2）人体可当作一个生命系统，时刻进行着物质和能量的转换；处于生长发育期的青少年，同化作用强度大于 作用。
（3）建立模型是解决系统问题的常用方法。如图甲为50毫升溶质质量分数为10%的蔗糖溶液模型，其中5个“ ”代表所有的蔗分子。往该溶液中加水使其溶质质量分数稀释为5％，稀释后溶液密度变小。在答题纸图乙中，补充完成稀释后的蔗糖溶液模型（要求画出液面和蔗糖分子分布）。
6．（2022·浙江温州·统考中考真题）如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。
（1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为F2，则F1 F2（选填“大于”“小于”“等于”）。
（2）重为600牛的小明按图乙做一个引体向上，需克服自身重力做功约为 焦。
（3）运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定。写出此时散热的一种方式： 。
7．（2021·浙江温州·中考真题）疫情期间只允许体温正常的师生进入校园。为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别。工作原理为：
①若体温正常开关闭合，人脸识别成功开关闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；
②若体温异常不闭合，人脸识别成功闭合，电动机M不工作且警示灯亮起；
③不管体温是否正常，若人脸识别失败不闭合，电动机M不工作且警示灯不亮。
（1）下列电路设计符合要求的是 ；（可多选〉
A． B． C． D．
（2）若警示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为10欧，其工作时的功率为 瓦。
三、简答题
8．（2021·浙江温州·中考真题）常用的密度计使用时需要较多待测液体（如图甲）。小明设计了一台只需少量待测液体就能直接测量其密度大小的简易密度仪（如图乙）。其工作原理为：桶中无液体时，滑片P指向A处；测量时，将待测液体加满小桶，装有滑轮和滑片P的滑块向下移动，弹簧弹力增加F，待滑块稳定后闭合开关S，就能从已标注相应密度值的电流表刻度盘上读出待测液体密度。电源电压恒为6伏，定值电阻的阻值为12欧，电流表量程为0~0.6安，小桶的容积为10厘米3，粗细均匀的电阻丝AB总长为20厘米，其阻值随长度变化如表。F与的关系如图丙所示。（不计摩擦，桶距底座高度足够）。
电阻丝的长度（厘米） 0 5 10 15 20
电阻丝的阻值（欧姆） 0 10 20 30 40
（1）闭合开关S，滑片P在A点和B点时，电流表示数分别为、，则、的大小关系是 ；
（2）某次测量时，电流表示数为0.2安，则所测液体密度为多少克/厘米3 ？
（3）为了方便在电流表的表盘上标注对应的密度值，需根据上述信息，分析密度与电流的关系并确定量程；
①写出密度与电流的关系式： ；
②该密度仪能测量的最大密度为 克/厘米3。
9．（2021·浙江温州·中考真题）图甲所示为一种水下滑翔机，图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移，从而改变浮力大小以达到上浮和下潜的目的，再结合其它技术即可滑行，以执行海洋环境的监测任务。
（1）该滑翔机具有低能耗、高续航的特点，电池一次充电后能提供1千瓦时电能。它在整个运动过程中前进速度保持0.2米/秒，但只有9%的时间耗电，耗电时功率仅为4瓦。该滑翔机充电一次总共能航行的路程为多少千米？
（2）该滑翔机总重515牛。当外油囊中无油时，滑翔机排开水的体积为0.0495米3。已知海水密度随深度变化情况如图丙所示。当该滑翔机在600米深度悬浮时，外油囊中油的体积为多少米3 （忽略海水压强对油和滑翔机外壳体积的影响）
10．（2021·浙江温州·中考真题）2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原（如图甲），实现了我国首次地外行星者陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。
（1）火星大气密度是地球的1%，大气中氧气含量为0.15%且没有液态水，表面平均温度为-55℃，绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是 ；
A．表面平均温度比地球低
B．公转周期比地球长
C．大气中氧气含量比地球低
D．雨、雪天数比地球多
（2）图乙中时段，着陆巡视器在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是 ；（不计大气阻力）
（3）着陆巡视器在火星上总重为4888牛，其重力在时段做功 焦。
四、探究题
11．（2023·浙江温州·统考中考真题）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路，和是阻值都为20欧的电热丝，放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下：
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度；
②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安；
③将开关S拨至“2”，使工作50秒，断开开关S，测量并记录 ；
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、的数据如图丙：

（1）将步骤③补充完整；
（2）在答题纸图丙中画出与的关系图像；
（3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持不变，将更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理 ，说明理由： 。
12．（2022·浙江温州·统考中考真题）小设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快煮后自动保温”。
【电路简介】
工作电路：S1为电源开关；S2为定时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合；R1为可调电阻；R2为电饭堡内的电热丝。
控制电路：电磁继电器A和B完全相同，Ra和Rb是分别安装在电饭堡内的热敏电阻，它们的阻值随温度的变化如图乙所示，当温度达到120℃时，La就吸引弹性衔铁使Sa断开，当温度降到110℃时，La释放弹性衔铁使Sa闭合。
【快煮模式】闭合开关S、S1、S2，电饭煲进入快煮模式直至定时开关S2自动断开。在快煮过程中温度将维持在110℃~120℃，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化如图丙所示。
【保温模式】开关S2断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在60℃~80℃。
（1）由图丙可知，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间为 分钟。
（2）若R1接入电路的阻值为840欧，R2阻值为40欧，工作电路电源电压为220伏，则电饭煲完成一次快煮，电热R2消耗的电能为多少焦？
（3）请结合图甲、乙说明开关S2断开后，电饭煲实现自动保温的工作原理。
参考答案：
1．D
【详解】如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图，甲乙两处的高度相同，质量不变，故重力势能相等，尽管甲乙两处的高度相同，但是从甲到乙的过程中需要克服摩擦力和空气阻力做功，故其动能是在减小的，故速度不同，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
2．B
【详解】若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时，番茄具有一定的速度，具有一定的动能，所有减少的势能一部分转化为动能，另一部分转化为所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能，所以番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。
故选B。
3．D
【详解】后轮被提起时，前轮是支点，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，要使提力最小，其力臂应最大，故此点应距离支点的水平距离最大，A、B、C、D四点中，D点作为动力作用点时动力臂最长，最省力。
故选D。
4． 改变力的作用方向 15 调小排水口
【详解】（1）[1]定滑轮不能省力，也不能省距离，只能改变力的方向，所以井盖抬升过程中，定滑轮的作用是改变力的方向。
（2）[2]重150牛的井盖被抬升0.1米，则克服井盖重力做功
（3）[3]由于水槽中水量足够多时，井盖能被抬升，所以要使降水量稍小时就能抬升井盖，可以调小排水口，使水槽中水量尽快增多。
5． 机械能 异化
【详解】（1）内燃机可当作一个动力系统，工作时先将燃料的化学能转化为燃气的内能，再将燃气的内能再转化为机械能。
（2）人体从外界摄取营养物质，经过一系列变化，转变成自己身体的一部分，并且储存了能量，这种变化叫做同化作用；与此同时，构成身体的一部分物质不断地分解，同时释放出能量，并把分解所产生的废物排出体外，这种变化叫做异化作用。同化作用和异化作用同时不间断地进行，处于生长发育期的青少年身体之所以能够不断的生长，就是因为他们的同化作用大于异化作用。
（3）根据稀释前后溶质质量不变，设10%的蔗糖溶液密度为ρ1，5%的蔗糖溶液密度为ρ2，5%溶液体积为x，则有50mL×ρ1×10%=x×ρ2×5%，由于稀释后溶液密度变小，即ρ1＞ρ2，故x＞100mL，稀释后的蔗糖溶液密度减小，蔗糖分子间间隔增大，溶液是均一的，故蔗糖分子均匀分布，故稀释后的蔗糖溶液模型如下：。
6． 小于 420 汗液蒸发散热（或皮肤直接散热）
【详解】[1]图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，此时地面对双手的支持力和双脚的支持力的和等于小明自身的重力大小。故
F1[2]重为600牛的小明按图乙做一个引体向上，需克服自身重力做功
W=Gh=600N×0.7m=420J
[3]由于运动时，会大量出汗，而汗液蒸发吸热，所以，此时散热的方式是通过皮肤汗液蒸发散热。
7． BC 0.9
【详解】（1）[1]由题意分析可知，仅当S1和S2同时闭合时，电动机M才工作，仅当S1断开，S2闭合时，警示灯才亮，只要S2不闭合，电动机和警示灯均不工作。
A．如图可知，当S1、S2均断开时，警示灯亮，与分析冲突，故A不符合题意；
B．如图可知，当S1和S2同时闭合时，电动机M工作，警示灯不亮，当S1断开，S2闭合时，警示灯亮，电动机M不工作，只要S2不闭合，电动机和警示灯均不工作，与分析吻合，故B符合题意；
C．如图可知，当S1和S2同时闭合时，电动机M工作，警示灯不亮，当S1断开，S2闭合时，警示灯亮，电动机M不工作，只要S2不闭合，电动机和警示灯均不工作，与分析吻合，故C符合题意；
D．如图可知，当S1断开，S2闭合时，警示灯亮，与分析冲突，故D不符合题意。
故选BC。
（2）[2]由知道，工作时功率为
8． 1.1克/厘米3 （克/厘米3） 2
【详解】（1）闭合开关S，滑片P从A点移到B点的过程中，其接入电路的阻值变小，而电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，则有
（2）解：当电流表示数为0.2安时，电路中的总电阻
则此时滑动变阻器接入电路的阻值
则有
解得：厘米；此时弹簧弹力的增加量
小桶中待测液体的重力
根据G=mg可知，小桶中待测液体的质量
则所测液体密度
（3）①当电流表示数为I时，电路中的总电阻
则此时滑动变阻器接入电路的阻值
则有
解得：；此时弹簧弹力的增加量
小桶中待测液体的重力
根据G=mg可知，小桶中待测液体的质量
则所测液体密度
②由题意可知，装有滑轮和滑片P的滑块向下移动的最大距离为20厘米，即滑片位于最下端的B点，此时电路中的电流
则该密度仪能测量的最大密度
答：（2）所测液体密度为1.1克/厘米3。
9．（1）2000千米；（2）
【详解】解：（1）电池一次充电后的耗电时间
该滑翔机充电一次后航行的时间
则该滑翔机充电一次总共能航行的路程
（2）该滑翔机处于悬浮状态时有
由可得，该滑翔机排开水的体积
所以外油囊中油的体积
答：（1）充电一次总共航行路程2000千米；（2）该滑翔机在600米深度悬浮时，外油囊中油体积为。
10． D 推力大于重力
【详解】（1）[1]A．火星表面平均温度为-55℃，地球表面的平均温度约15℃，火星表面平均温度比地球低，故A正确，不符合题意；
B．火星绕日公转周期为687天，地球公转周期是1年，火星公转周期比地球长，故B正确，不符合题意；
C．火星大气中氧气含量为0.15%，地球氧气含量比火星氧气含量高，故C正确，不符合题意；
D．火星没有液态水，不会有雨雪，故D错误，符合题意。
故选D。
（2）[2]着陆巡视器在竖直向上受到推力和重力的作用，竖直下落的速度减小，说明推力大于重力。
（3）[3]由图乙可知，着陆巡视器在t2~t4时间内下降的高度是100m，重力做功
W=Gh=4888N×100m=4.888×105J
11． 煤油的温度 不合理 见解析
【详解】（1）[1]由电流的热效应可知，电流通过时，会产生热量，煤油吸收其产生的热量，温度升高，因此步骤③为将开关S拨至“2”，使工作50秒，断开开关S，测量并记录煤油的温度。
（2）[2]根据可知，煤油的比热容一定，质量不变，因此煤油吸收的热量与其温度的变化量成正比；根据焦耳定律可知，在电阻一定和相同的时间内，电流通过导体产生的热量与成正比，由此可知，与应成正比例关系，其图像应为一条过原点的直线，由于存在实验误差，则图像如图所示

（3）[3][4]由于调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，根据欧姆定律可知，通过30欧电热丝的电流不是设定值，电流发生变化，对实验结果产生影响。故小明的想法是不合理的。
12． 12 8.73×105J 见解析
【详解】解：（1）由图丙知道，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间
t=6min+（11min-9min）+（16min-14min）+（21min-19min）=12min
（2）闭合开关S、S1、S2，电路为R2的简单电路，电饭煲进入快煮模式，工作电路的电热丝在高功率状态下工作的时间为12min，R2消耗的电能
S1闭合，S2断开，R1、R2串联，工作电路的电热丝在低功率状态，电路中的电流
由图丙知道，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝低功率加热的时间
t2=t-t1=24min-12min=12min
消耗的电能
电饭煲完成一次快煮，电热丝R2消耗的电能
W=W1+W2=8.712×105J+1800J=8.73×105J
（3）当S2断开后，R2低功率工作，降温至110℃及以下，Sa始终闭合。继续降温至60C时，Sb闭合，R1被短路，R2高功率工作，升温至80℃时，Sb断开，R1与R2串联，R2低功率工作，开始降温，如此往复，实现自动保温。
答：（1）电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间为12min；
（2）电饭煲完成一次快煮，电热丝R2消耗的电能为8.73×105焦；
（3）见解析。
试卷第1页，共3页
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