第3章 能量的转化与守恒 综合复习练习（含答案）

九上第三章综合复习
一、单选题
1．下列各例中，属于内能转化为机械能的过程是（　　）
A．用电炉加热水 B．汽油机的压缩冲程
C．火箭升空的过程 D．双手摩擦发热
2．某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知（　　）
A．A是动滑轮
B．B是定滑轮
C．如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升
D．电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等
3．有一根一端粗一端细的木棒，用绳子拴住木棒的O点，将它悬挂起来，恰好处于水平位置平衡，如图所示，若把木棒从绳子悬挂处锯开，则被锯开的木棒（　　）
A．粗细两端一样重 B．粗端较重
C．细端较重 D．无法判定
4．甲、乙两人进行爬竿比赛，甲从某一位置匀速爬到竿顶用时9s，乙从同一位置匀速爬到同一竿顶用时10s，甲、乙两人体重之比是5∶6，则他们爬竿的功率之比P甲∶P乙是（　　）
A．5∶6 B．6∶5 C．15∶8 D．25∶27
5．用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s-t图象如图所示．其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相同时间内所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是（　　）
A．F1＞F2 W1＞W2 B．F1=F2 W1＞W2
C．F1=F2 W1＜W2 D．F1＜F2 W1＜W2
6．北京时间9月6日，第14届全运会蹦床预赛中，奥运会冠军朱雪莹出现失误，无缘决赛，如图所示为朱雪莹在比赛中的示意图。下列说法正确的是（　　）
A．运动员上升到最高点时重力势能为零
B．运动员下降过程中机械能增大
C．运动员从高处下落到蹦床前，重力势能转化为动能
D．运动员弹离蹦床后，上升的过程中，弹性势能转化为动能
7．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s） 时间（t）图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（　　）
A．两次物体运动的速度：v1B．两次物体所受的拉力：F1>F2
C．0 6s两次拉力对物体所做的功：W1>W2
D．0 6s两次拉力对物体做功的功率：P18．简单机械在日常生活中应用十分广泛，下列图中属于费力杠杆的是（　　）
A．钢丝钳 B．筷子
C．起子 D．道钉撬
9．如图所示，用铅笔尖顶着一个纸风车，置于一杯热水上，风车就会转动。以下叙述正确的是（　　）
A．风车静止时，只受到重力的作用
B．风车转动时，只受到热空气推力的作用
C．风车转动时，机械能转化为水的热能
D．移去热水，风车由于惯性不会立即停转
10．如图所示，工人师傅用600N的力沿着4m长的斜面，将重1200N的油桶匀速推到高1.5m的车上，则下列说法正确的是（　　）
A．利用斜面是为了省功
B．把油桶滚上去而不是推上去，是为了提高斜面机械效率
C．工人师傅做功900J
D．油桶在斜面滚动的摩擦力为600N
11．小明同学做“测滑轮组机械效率”的实验．实验后对实验数据进行分析发现：三次实验中动滑轮重相同，提起的钩码重相同，绕线方法和测量器材都相同，但自由端的拉力却不同，从而造成滑轮机械效率不同。请分析自由端拉力不同的原因不可能是（　　）
A．滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同
B．测拉力时没有使测力计匀速上升
C．测拉力时拉力的方向没有竖直向上
D．钩码被提升的高度不同
12．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到棉花燃烧起来，活塞被向上顶起。在这个过程中（　　）
A．活塞对棉花做功，使棉花温度升高
B．活塞被向上顶起相当于汽油机做功冲程
C．压下活塞的过程中内能转化为机械能
D．缓慢压下活塞也能看到同样的实验现象
13．如图表示一个人站在匀速上升的电梯上，下列分析正确的是（　　）
A．电梯上升过程中，人的动能转化为重力势能
B．电梯上升过程中，人的机械能不断增大
C．电梯上升过程中，电梯对人的支持力做功为零
D．人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对平衡力
14．如图是某工地施工时用于提升重物的滑轮组，工人对绳子的拉力为400N，在10s内将重为960N的重物在竖直方向上匀速提升2m，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则下列判断错误的是（　　）
A．绳子自由端移动的距离为6m
B．动滑轮的重力为240N
C．该过程中克服物体所受重力做功1920J
D．整个过程中工人做功的功率为160W
15．如图所示，质量为5kg的物体A在大小为5N的拉力F作用下做匀速直线运动．已知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s．下列选项中正确的是（　　）
A．物体A受到的摩擦力为15N
B．拉力F做功的功率为12W
C．绳子自由端移动的速度为2m/s
D．在10s内机械所做的有用功为120J
16．如图所示，金属小球放在a处，然后沿导轨自由滑下，依次经过b、c两处，最后到达d处时恰好停下。下列有关说法正确的是（　　）
A．在b处时小球的动能最大
B．在c处时小球只有势能
C．a到b的过程中，势能全部转化为动能
D．d处时，小球具有的机械能比c处大
17．下列有关能量转化和守恒的说法正确的是（　　）
A．用电器通电工作时，将其他形式的能转化为电能
B．某种化学反应是放热反应，该反应将内能转化为化学能
C．光电池板是把光能转化为电能
D．植物光合作用合成有机物，说明能量可以创生
18．有3个用电器，其中一个是“220V 100W"的电风扇，一一个是“220V 100W“的电视机，另一个是“220V 100W”的低功率电熨斗，都在额定电压下工作相同的时间，这3个用电器产生的热量最多的是（　　）。
A．电风扇 B．电视机
C．低功率电熨斗 D．产生热量一样多
19．光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，主要结构如下图所示。在太阳光照射下，化学反应室内密封着的气态物质N2O4发生反应：N2O4 O2+2NO，导致室内气压增大；在无光条件下，室内发生“逆向反应”，导致室内气压减小。当窗口有光射入时，活塞移动，该过程相当于下图汽油机四个冲程中的（　　）
A． B． C． D．
20．下表为小明家安装的某品牌自动电热马桶盖的详细参数（在小明家的电能表上标着3600r/kW·h），说法正确的是（　　）
品牌 OJM 待机功率 ≤10W
材质 ABS 工作功率 1800W
额定电压 220V 每次加热时间 2分钟
温度范围 0℃~40℃ 每天耗电量 约0.3kW·h
A．每次加热时，电能表转过216圈
B．加热丝的电阻为2420欧
C．待机1小时消耗电能不高于0.1kW·h
D．工作电流为5A
二、填空题
21．如图所示，质量分布均匀的长方体木板，平放在水平地面上。第一次用竖直向上的力F1作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h（h＜ab＜bc）。则在上述过程中F1　 　F2（选填“大于”、“小于”或“等于”，下同）；F1所做的功W1和F2所做的功W2的关系是W1　 　W2。
22．在测定小灯泡的功率的实验中，根据电功率的计算公式　 　，只要测出小灯泡两端的　 　和通过它的　 　，就可以得出小灯泡的电功率。
23．将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是　 　；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为　 　。
24．如图所示的单摆，让小球从A点静止释放，小球从A点向B点摆动的过程中，小球受到的重力对小球　 　功，细绳对小球的拉力　 　功。(填“做”或“不做”)
25．停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆，若横杆AB粗细相同，质量分布均匀，重120N，OB=2.8m，OA=0.3m。要使横杆AB保持水平平衡，则在A端施加最小动力的方向是竖直向上，这个力的大小是　 　N， 此杠杆是一个　 　杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)。
26．某同学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。
比较(a)、(b)两图可知：　 　。
比较(b)、(c)、(d)三图可知：　 　。
27．某起重机的功率为1.5千瓦，表示的意思是　 　 。此起重机在0.5分钟匀速将某重物吊起了6米高，则该重物的质量为　 　。
28．冬奥会在北京举办，让更多群众喜爱上冰雪运动。图甲是某滑雪运动员比赛时的运动轨迹，图乙是运动员比赛时所用的滑雪板。请回答问题：
（1）滑雪板设计得又宽又大是为了　 　压强。
（2）运动员从A点运动到B点，重力势能较大的在　 　点，在空中C点时，他受到的重力方向是　 　。
29．某日，物业工作人员来小明家收电费，小明观察电能表的情况如图所示。然后从笔记本上查出上月的记录为1858.5kW·h.
（1）若按0.5元/kW·h计费，小明家本月应缴电费　 　元。
（2）计算可知让“220V 40W”的灯泡正常工作5min，可使这个电表转　 　圈。
30．2020年12月，嫦娥五号探测器从月球上采样并顺利返回地球。
（1）300千克的返回器携带2千克月壤飞离月球时，若在3000的推力作用下，沿力的方向飞行了15000米，则该过程中推力做功　 　 J。
（2）如图为返回器的两种返回技术，设计师采用“跳跃式返回”，与“直接进入返回”相比，返回器着陆时的速度更小，请从能量的转化角度分析其原因： 　；嫦娥五号抵达月球时却不能采用“跳跃式返回”，其原因是　 　。
三、实验探究题
31．如图甲，小嘉匀速拉升木块时，发现无论往哪个方向拉弹簧测力计，在不计摩擦和绳重时，F与G的大小都相等。小嘉对此很好奇，在老师的引导下展开了探究。
【问题】F与G的大小为什么总是相等？
【探究】
（1）老师先给小嘉提供了图乙装置进行实验，并告知OB与OA的长度相等，根据杠杆的平衡条件可知此时F1　 　G（选填“>”、“=”或“<”）
（2）接着，老师提供了模型丙（已知每根棒大小、长度相等，材质均匀，不计转动时的摩擦)，引导小嘉在C点用弹簧测力计沿F2的方向拉模型匀速转动，记录测力计的示数；为了获得更多数据，小嘉接下来的操作是　 　。
【分析】小嘉根据数量关系　 　，进一步推理，得出定滑轮在使用时相当于一个变形的等臂杠杆。
32． 某兴趣小组探究滑动变阻器消耗的电功率大小与滑动变阻器阻值大小之间的关系。老师提供的器材有： 定值电阻R1=20Ω、R2=30Ω、R3=40Ω，标有“50Ω3A”滑动变阻器 R，电压表（量程 3V、15V），电流表（量程0.6A、3A），电压为 12V 的电源，开关、导线若干。
（1） 根据实验要求，连接实物图。
（2） 请补充完整实验步骤①之后的其它步骤，并说明对测量数据的处理方法。
① 连接实物；……
33．在做“测定小灯泡电功率”的实验中，待测小灯泡上标有“0.3A”字样清晰可见，实验桌上还有若干节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器“10Ω　2A”和“20Ω　2A”各一个、电键和导线等器材可供选择．
（1）小明同学选取器材连接如图1所示电路，当他接上一根导线时发现小灯几乎不发光；他移动滑动变阻器的滑片P，小灯逐渐变亮，但无论怎样移动滑片P，都无法观察到小灯正常发光．请你在图1中用笔线代替导线将滑动变阻器连入电路；并请仔细观察图1并思考，说明发生此现象的原因是　 　．
（2）该同学思考后解决了实验中的问题，又重新正确连接电路进行实验，再次闭合电键，观察到电压表示数如图2所示．当小灯正常发光时，此时电压表的示数变化了0.2伏，则待测小灯的额定功率为　 　瓦．
（3）完成上述实验后，他将本实验与“用电流表电压表测电阻”实验进行比较，提出“在不增加其它器材的情况下，本次实验是否也可以不用滑动变阻器，而能达到测定此小灯泡额定功率的目的？”你的观点是　 　要用到滑动变阻器（选填“一定”或“不一定”），理由是　 　．
（4）将外壳、尺寸相同，灯泡L1规格为“2.5V 0.1W”的LED灯（LED灯即发光二极管，可以直接把电转化为光），灯泡L2是规格“2.5V 0.75W”的白炽灯，均接入2.5V额定电压下正常工作，发现灯泡L2的亮度比灯泡L1的亮度小很多，造成此现象的原因是 ．
A．灯L2的电阻比灯L1的电阻小
B．灯L2的实际功率比灯L1的实际功率小
C．两灯将电能转化为光能的效率不同
D．流过灯L2的电流比流过灯L1的电流大．
四、解答题
34．地铁建造过程中需要将树木进行迁移，施工完成后再进行恢复。如图甲所示为吊车吊运树木恢复绿化的场景，吊车吊臂前端的滑轮组装置可以等效为乙图。若被吊树木的质量为80千克。（不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦）
（1）关于树木迁移的细节，下列叙述正确的是 　 　。
A．移栽时根部带一个土坨，有利于保护根毛
B．阴天移载有利于降低蒸腾作用
C．移裁时剪去部分枝叶是为了减弱呼吸作用
D．移栽后给树木“挂吊瓶”可补充水和无机盐
（2）将树木匀速抬高2米，钢丝绳自由端拉力F所做的功是多少？
（3）地铁隧道一般是两边高中间低，如图丙所示。这样有利于节能，出站的列车由于下坡而很快地提高速度，进站的列车借助于上坡来降低速度，这种建造方法在运营时更加节能降耗。请说出这样节能的理由 　 　。
35．如图甲是电热恒温箱的原理图，由控制电路和加热电路组成（部分电路尚未连接完整），其中控制电路由U1=6V的电源．电磁继电器（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串联而成，加热电路由U2=220V的电源和R0=48.4Ω的电热丝组成，R1和R0置于恒温箱内，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系图，当控制电路的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，加热电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作，从而使恒温箱内的温度达到理想的恒温效果，根据上述信息回答下列问题
（1）请你在电路图中画线加热电路与电磁继电器正确地连接好，当热敏电阻的温度升高时，电磁铁的磁性　 　 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）
（2）电热丝正常工作100s产生的热量是多少？
（3）若设定恒温箱的恒温温度为60℃，则滑动变阻器接入的电阻为多少？若滑动变阻器的最大阻值为80Ω，求恒温箱可设定的最高恒温温度．
36．如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景．
（1）起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是　 　．在空中飞行时，只要增加　 　侧两个旋翼的转速，就能使夫人机右侧抬升，向左倾斜飞行．
（2）若该机在30秒内匀速竖直上升120米进行空中拍摄，则它飞行的速度是多少米/秒？
（3）该机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电压为15伏，电动机正常工作时，通过的电流为多少安？
（4）该机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为5000mA h的电池提供，若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100W，则该机最多能飞行多少时间？
参考答案
1．C
2．C
3．B
4．D
5．B
6．C
7．C
8．B
9．D
10．B
11．D
12．B
13．B
14．D
15．D
16．A
17．C
18．C
19．A
20．A
21．等于；等于
22．P=UI；电压；电流
23．Gh；Gh
24．做；不做
25． 560；费力
26．使用定滑轮不能省力，但可以改变拉力的方向；使用定滑轮提起重物，沿不同方向的拉力大小都相等。
27．该起重机在1秒钟内所做的功是1500焦；750kg
28．（1）减小
（2）A；竖直向下
29．（1）58
（2）10
30．（1）4.5×107
（2）跳跃式返回器与大气摩擦距离更长，机械能转化为内能更多；月球无大气
31．（1）=
（2）用弹簧测力计在D处沿F3的方向拉绳子使棋型匀速转动，记录测力计示数；再用同样的方法在E处拉绳子并记录测力计示数。；F3=F2=F1=G
32．（1）解：如图所示：
（2）解：②移动滑片到最右端，闭合开关 S，读出电压表和电流表示数并记录在表格中。
③向左移动滑片，读出电压表和电流表的示数并记录在表格中。
④继续向左移动滑片，重复第③步多次，读出电压表和电流表的示数并记录在表格中。
⑤依次用R2、R3 代替R1，重复以上步骤。
⑥计算每次滑动变阻器的功率与电阻，记录在表格中。
33．（1）开关忘记连接到电路中、电源电压太小
（2）0.75
（3）一定；每节新干电池的电压为1.5伏，因此电源电压为1.5伏的整数倍，若不用滑动变阻器，则无法使小灯两端的电压为额定电压
（4）C
34．（1）A；B；D
（2）图中的滑轮组有两段绳子承担重物的重，所以拉力方向上移动的距离为s＝2h＝2×2m＝4m；
不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦，拉力为：
拉力所做功为：W＝Fs＝400N×4m＝1600J
（3）利用动能和势能的相互转化
35．（1）增强
（2）解：
电热丝正常工作100s产生的热量：
Q=W=t=×100s=1×105J；
（3）解：
由图乙可知，当温度为60℃时，R1=70Ω，
在控制电路中，R总===120Ω，
R2=R总﹣R1=120Ω﹣70Ω=50Ω，
设变阻器接入电路的电阻为80Ω时，热敏电阻的阻值为R1′，
R1′=R总﹣R2′=120Ω﹣80Ω=40Ω，
由图乙可知，当R1′=40Ω时，温度为100℃，
恒温箱可设定的最高恒温温度为100℃．
36．（1）相互的；右
（2）它飞行的速度是：
v= = =4m/s；
答：它飞行的速度是4m/s.
（3）电动机的额定电压是220V，额定功率为1.1KW，故额定电流为：
I= = =2A；
答：通过的电流为2A.
（4）电池储存的能量：
W=UIt=15V×5A×3600s=2.7×105J，
根据η= 可得，电能转为的机械能：
W机=W×80%=2.7×105J×80%=2.16×105J，
根据P= 可得，该机最多能飞行的时间：
t= = =2160s．
答：该机最多能飞行2160s．