浙教版科学九年级上册 3.7 核能 3.8 能量的转化与守恒 培优练习
一、单选题
1．（2020·湖州）如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（ ）
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．不能用该反应获得能量的方式来发电
【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）核聚变，即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。
（2）根据核聚变的过程分析；
（3）根据核聚变的产物分析；
（4）根据核聚变的能量利用形式分析。
【解答】A.根据图片可知，中子轰击重原子核，然后分解为质量较小的轻核，所以该模型表示的是核裂变，故A错误；
B.该反应产生的中子仍然具有很多能量，可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确；
C.该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；
D.可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故D错误。
故选B。
2．（2020·杭州模拟）如图所示，是由古希腊科学家阿基米德发明的一种螺旋水泵，是历史上最早的水泵。当人们用顶端把手将其旋转起来，水就能沿着螺旋的泵壳抽上来。若不计摩擦阻力，关于水泵正确的说法是（ ）
A．水泵顶端装有加长的把手主要起到加快抽水速度的作用
B．若将螺旋的数量减少，抽起等量水时所作的功更少
C．若用电动机带动水泵旋转，电动机输出的能量将全部转化为水的动能
D．水泵正常使用时的旋转方向是一定的
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）轮轴相当于一个可以连续旋转的省力杠杆；
（2）根据功的原理分析；
（3）注意水泵旋转也需要能量；
（4）水泵的旋转方向决定了水能否上升。
【解答】A.水泵顶端装有加长的把手，相当于一个轮轴，主要起到省力的作用，故A错误；
B.根据公式W=Gh可知，当水的质量和提升高度相同时，若将螺旋的数量减少，抽起等量水时所作的功不变，故B错误；
C.若用电动机带动水泵旋转，电动机输出的能量将转化为水的动能和水泵的动能，故C错误；
D.水泵正常使用时旋转方向是一定的，故D正确。
故选D。
3．（2020·滨江模拟）低空跳伞是一种危险性极高的极限运动。一名跳伞运动员背着伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的v-t图像如图所示，其中10秒末时打开了降落伞。下列说法正确的是（ ）
A．前2秒内，运动员的运动状态保持不变
B．前10秒内，运动员减少的重力势能全部转化成动能
C．10秒末-12秒末，运动员和伞受到的空气阻力大于其总重力
D．14秒末-16秒末，运动员和伞的机械能总量保持不变
【答案】C
【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）分析前2s内运动员的速度变化，从而判断运动状态是否改变；
（2）注意下降过程中，人克服空气阻力，将机械能转化为内能；
（3）如果合力的方向与运动方向相同，那么做加速运动；如果合力的方向与运动方向相反，那么做减速运动；
（4）注意分析下降过程中重力势能的改变。
【解答】A.前2s内，运动员不断的做加速运动，那么它的运动状态改变，故A错误；
B.前10s内，运动员减少的重力势能转化为内能和动能，故B错误；
C.10s~12s末，运动员做减速运动，说明此时合力方向是向上的，即G-f<0，则GD.14s~16s末，运动员匀速下降，它的动能不变，但是重力势能减小，因此机械能是减小的，故D错误。
故选C。
4．（2020·绍兴模拟）如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球（ ）
A．受到的弹力始终不变 B．运动过程动能一直增大
C．运动过程机械能不变 D．在b点时重力大小等于弹力大小
【答案】D
【知识点】力与运动的关系；弹力；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）在弹性限度内，弹力的大小与形变程度的大小成正比；
（2）当合力的方向与运动方向一致时，做加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度最大，动能最大；当合力与运动方向相反时，做减速运动；
（3）根据能量转化和转移的知识分析；
（4）根据（2）中的分析判断。
【解答】在整个过程中，弹簧的形变程度△l一直在增大，所以弹力也在不断增大，故A错误；
小球受到向下的重力和向上的弹力，从a~b的过程中，弹力小于重力，合力向下与运动方向相同，小球做加速运动；当到达b点时，速度最大，说明此时合力为零，即弹力和重力相等；从b~c时，弹力大于重力，合力与运动方向相反，小球做减速运动，因此它的动能先增大再减小，故B错误，D正确；
在运动过程中，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，因此机械能减小，故C错误。
故选D。
5．（2020九上·鄞州期末）如图所示，弹簧一端固定，另一端与放在光滑木板上的小车相连(不计弹簧间摩擦)。现将弹簧由自由长的位置A压缩到B，松手后，小车由位置B开始运动至位置C，然后被拉回。下列说法正确的是（ ）
A．小车动能最大位置在A点左侧
B．在小车运动过程中，只有弹力做功，小车机械能守恒
C．小车自A至C的运动过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的动能
D．小车自B至C的运动过程中，弹簧弹性势能先减小后增大
【答案】D
【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）当物体受到的合力与运动方向一致时，做加速运动；当合力为0时，加速停止，此时物体速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动；
（2）分析弹簧弹性势能的变化，根据能量转化的知识分析小车的机械能变化；
（3）从A到C的过程中，根据弹簧长度的改变分析弹性势能的变化；
（4）从B到C的过程中，根据弹簧的形变大小改变分析弹性势能的变化。
【解答】A.由于木板光滑，所以小车不受摩擦力，在水平方向上只受弹力。从B到A的过程中，弹力的方向与运动方向一致，因此小车做加速运动；当到达A点时，弹簧恢复原长，即弹力为0，此时加速停止，即此点时小车速度最大，故A错误；
B.在小车运动的过程中，从B到A，弹簧的弹性势能转化为小车的动能；从A到C，小车的动能转化为弹簧的弹性势能，因此小车的机械能先增大后变小，故B错误；
C.小车从A到C的过程中，弹簧的长度不断变大，因此弹性势能变大，而小车的动能减小，那么是小车的机械能转化为弹簧的弹性势能，故C错误；
D.小车从B到C的过程中，弹簧的形变程度先变小后变大，因此弹性势能先减小后增大，故D正确。
故选D。
6．（2019九上·温岭月考）如图所示，A、B两球质量相等，A球用不可伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上。分别将A、B球拉到与悬点等高处，细绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球第一次达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则两球各自第一次到达悬点正下方时（ ）
A．A球的速度较大 B．B球的动能较大
C．两球的动能相等 D．两球的机械能相等
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化和转移的知识分析解答。
【解答】两个小球质量相同，且开始时处于同一高度，因此它们具有的重力势能相等，也就是机械能相等。当A球摆动到最低点时，它的重力势能全部转化为动能，即动能等于原来的重力势能；当B球到达最低点时，小球的重力势能会转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，即小球的动能小于它原来的重力势能，因此A球的动能大，速度较大，故A正确，而B、C错误；
小球A的机械能无损耗，而小球B的机械能部分转化为弹簧的弹性势能，因此两球到达最低点时的机械能不相同，故D错误。
故选A。
7．（2019九上·义乌月考）如图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由某一速度V0滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）．则小球离开B点后的运动轨迹不符合实际的是（ ）
A．a B．b C．c D．d
【答案】D
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）如果没有摩擦，那么运动的整个过程机械能守恒；
（2）小球能够达到的高度与右侧斜面的倾角有关，倾角越大，高度越大；倾角越小，高度越小。
【解答】因为AOB为光滑轨道，所以小球运动时机械能守恒。小球在A点时的机械能等于它的重力势能与动能之和；如果右侧斜面OB的倾角与左侧倾角相同，那么小球应该到达的最高点与A点相同；如果OB的倾角小于左侧的倾角，那么会有更多的动能转化为重力势能，因此最高点大于A点的高度；如果OB的倾角小于左侧的倾角，那么会有更多的重力势能转化为动能，因此最高点的高度小于A点，故A、B、C正确不合题意；
但是无论怎样，小球到达B点时由于惯性肯定会继续升高，即B点肯定不是运动的最高点，故D错误符合题意。
故选D。
8．（2019九上·江干月考）如图所示，小球在A点由静止开始释放向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，且A，C两点到B点的竖直距离hA>hc。下列说法中正确的是（ ）
A．小球的机械能总量保持不变
B．在A点小球的机械能最大
C．小球的势能能始终保持减小
D．从A点到B点小球的势能全部转化为动能
【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）A和C两点小球的动能为0，比较重力势能的大小可以判断机械能是否守恒；
（2）如果物体在运动过程中有能量损失，那么时间越靠前，机械能越大；
（3）根据小球高度的变化分析势能的变化；
（4）分析B点时，小球是否高度为0即可。
【解答】A.A点时开始运动，C点时停止运动，那么小球在这两点时动能都为0，具有的重力势能等于机械能。因为C点高度小于A点，所以小球在C点时的重力势能小于在A点时的势能，即机械能减小了，故A错误；
B.在小球运动的过程中能量有损失，因为A在最前面，所以能量损失最小，机械能最大，故B正确；
C.从A~B，小球的高度减小，重力势能减小；从B~C，小球的高度增大，重力势能增大，故C错误；
D.在B点时，小球的高度不为0，所以重力势能不为0，即A点的重力势能没有全部转化为B点的动能，故D错误。
故选B。
9．（2019·丽水模拟）2019年1月11日，我国西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将“中星2D”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。“中星2D”卫星是我国最新研制的通信广播卫星，可为全国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。下列说法正确的是（ ）
A． “中星2D”环绕着地球运动是受平衡力的作用
B．“中星2D”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能
C．“中星2D”离地球越远时动能越大
D．“中星2D”离地球越远受地球的引力越小，因此质量也变轻
【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据平衡力的概念，动能和势能相互转化分析。
【解答】A、物体做匀速直线运动时，受到平衡力的作用， “中星2D” 做匀速圆周运动，故没有受到平衡力的作用，错误；
B、 “中星2D” 所需的电能由太阳能转化而来，正确；
C、“中星2D”离地球越远，重力势能越大，动能越小，错误；
D、质量是物体的一种属性，与距离无关，错误。
故答案为：B
10．（初升高名牌一级重点高中科学招生训练卷分块训练卷（一）力与运动）某次跳伞演练中，直升机悬停于高空，一伞兵（含伞）跳伞后竖直降落，其”速度v与时间t的关系如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A．在0～t1内，伞兵受到的阻力不变，且重力大于阻力
B．在t1~t2内，伞兵受到的阻力减小，且重力小于阻力
C．在0~t2内，伞兵（含伞）的保持机械能不变
D．在t2~t3内，伞兵（含伞）的保持机械能不变
【答案】B
【知识点】平衡状态的判断；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）如果合力的方向与运动方向相同，物体做加速运动；否则，物体做减速运动；
（2）①根据图像判断在0～t1内伞兵的速度变化，从而确定重力和阻力的大小关系，并判断阻力的变化趋势；
②在t1~t2内，根据图像判断速度的变化，进而判断阻力和重力的大小关系；
③在伞兵下降的过程中，由于克服阻力做功，机械能会不断变成内能，据此判断机械能的变化。
【解答】从图象中可以看出在0～t1内，速度在增大，受到的重力大于阻力；由于接近t1处增速减小，说明阻力f在不断增大，A不符合题意；
从t1~t2，速度在减小，受到的重力小于阻力，B符合题意；
在0～t2内，无论加速还是减速，由于受到摩擦力，机械能都会转化成内能，因此它一定是变化的，C不符合题意；
t2~t3虽然匀速，但是由于存在摩擦力，机械能会减小，D不符合题意。
故答案为：B
11．（2019·三门模拟）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．
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移；热机的工作原理
【解析】【分析】（1）根据气门的关闭和活塞的运动方向判断汽油机冲程的名称；也可根据火花塞是否打火，气流进出的方向判断冲程名称；
（2）分析光发动机的能量转化，然后与汽油机的能量转化进行比较即可。
【解答】当太阳光照射时，反应室内发生化学反应，导致室内气压增大，这时将化学能转化为机械能，从而推动活塞移动。
A.气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故A符合题意；
B.进气门打开，是吸气冲程，故B不合题意；
C.排气门打开，是排气冲程，故C不合题意；
D.气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故D不合题意。
故选A。
二、填空题
12．（2019九上·萧山期末）中国古代玩具“饮水鸟”曾经让大科学家爱因斯坦也惊叹不已。饮水鸟内装有乙醚液体，鸟头四周包有棉花，平时如甲图，鸟身略向前倾，上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸汽，当给鸟的嘴滴上水后，水分蒸发吸热，使上球乙醚蒸汽温度下降，气压减小，小于下球乙醚饱和蒸汽的气压，使下球的乙醚被压倒上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙的状态，鸟嘴“喝水”，同时上、下球中的乙醚蒸汽联通混合，气压趋于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，饮水鸟的姿态又回到图甲的状态，如此循环往复。根据以上分析，“饮水鸟”可以看成 （填写一种机械装置的名称），“饮水鸟”获得的机械能是由 的 能转化而来的。“饮水鸟”被称为第二类永动机，所以在能量转化过程中 能量转化与守恒定律（填“符合”或“不符合”）
【答案】杠杆；空气；内能或热能；符合
【知识点】能量的转化与守恒定律；杠杆及其五要素
【解析】【分析】（1）一根硬棒在力的作用下绕着固定点转动，这根硬棒叫杠杆；
（2）根据“饮水鸟”的工作过程分析能量变化；
（3）自然界的一切现象都符合能量转化和守恒定律。
【解答】（1）如甲图所示，装有乙醚的两个球的重力分别产生动力和阻力，装置和支架连接的位置固定不动为支点，因此“饮水鸟”可以看成杠杆；
（2）“饮水鸟”之所以能够循环往复，是因为水分蒸发吸收热能，使上面乙醚的内能减少，这时在气压的作用下引起水的流动，从而使它运动起来，因此它获得的机械能是由空气的内能转化而来；
（3）“饮水鸟”也是有能量损耗的，如果不向鸟嘴上滴水，整个装置也不会工作，因此在能量转化过程中仍然符合能量转化和守恒定律。
13．（2019九上·天台月考）如图所示，高为h的光滑斜面上，一个质量为m的物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点，在此过程中，重力做功，在向下运动的过程中物块机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）；图乙所示的图象表示该物块的 （选填“动能”或“重力势能”）随高度变化的规律。
【答案】守恒；重力势能
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）光滑斜面没有摩擦力，因此物体从斜面上滑下时就没有机械能转化为内能，即机械能守恒；
（2）动能的影响因素是速度和质量；重力势能的影响因素是高度和质量。
【解答】（1）高为h的光滑斜面上，一个质量为m的物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点，在此过程中，重力做功，在向下运动的过程中物块机械能守恒；
（2）图乙所示的图象表示该物块的重力势能随高度变化的规律。
三、实验探究题
14．（2020·龙湾模拟）风能是一种潜在的新能源，风力发电机可以将获得的风能转化为化学能储存在蓄电池中，风力发电机都有一定的能量转化效率。为了研究“风力发电机的能量转化效率是否与风轮叶片数量有关？”小明利用电风扇、秒表、风力发电机模型、电量表(可准确测量蓄电池充电百分比)按照图甲方式进行如下实验。
①将图乙中单叶式风轮安装在风力发电机模型上；
②闭合电风扇开关，调节电风扇档位使其风速最大，计时20分钟，测量并记录蓄电池电量变化；重复3次实验并计算蓄电池电量变化平均值；
③分别换用图乙中双叶式、三叶式风轮，重复步骤②；
④处理相关数据得到“蓄电池含量与时间的关系”如图丙。
（1）本实验通过观察并记录 来比较风力发电机的能量转化效率。
（2）分析图丙，解释我国大型风力发电厂均采用三叶式风轮发电，其依据是 。
（3）“叶尖速比”为风轮叶片尖端运动速度与风速之比，叶尖速比会影响风力发电机的能量转化效率。当单叶式风轮的叶尖速比为λ时，其能量转化效率达到最大值，已知该风轮半径为r(如图丁)，风轮每秒钟转动2圈，应将风速控制在 时能使该单叶式风力发电机能量转化效率达到最大值(用字母λ、r表示)。
【答案】（1）相同时间内蓄电池电量变化量
（2）当风速相同时，使用三叶式风轮能量转化效率较高
（3）4πr/λ
【知识点】能量的相互转化和转移；能量利用效率
【解析】【分析】（1）电风扇的转速相同，即相同的时间内产生的风能相同；蓄电池电量增加越多，说明风能转化为电能的比例越大，即能量转化效率越高。
（2）根据丙图确定风轮叶片数和能量转化效率的关系即可；
（3）根据题干定义可知，叶尖速比=；首先计算出风轮叶片尖端的速度，再根据这个公式计算风速即可。
【解答】（1）本实验通过观察并记录相同时间内蓄电池电量变化量来比较风力发电机的能量转化效率。
（2）根据图丙可知，在20min内，三个叶片的转化效率为20%，此时最高，那么得到结论：当风速相同时，使用三叶式风轮能量转化效率较高，因此我国石油三叶式风轮发电；
（3）风轮转动一周经过的距离为2πr，那么风轮尖端的速度为：；
根据公式叶尖速比=得到，
；
解得：。
四、解答题
15．（浙教版科学九年级上册 3.7 核能 3.8 能量的转化与守恒 培优练习）甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为V= 。（注：所有结果均用字母表示）
（1）半径为r的雨滴重力为 。
（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度_________小雨滴的下落速度（选填“大雨”“等于”“小于”），写出推理过程。
（3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？
【答案】（1）
（2）大于；
雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，
因此阻力f＝G，
又∵f＝kSv2＝kπr2v2，G＝ ，
∴kπr2v2＝ ，
∴v＝ ，
又∵k、ρ、g均为定值，
∴r越大，速度越大，
即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度；
（3）设雨滴的质量为m，
∵W＝Q，
又∵W＝mgh，Q＝cm△t，
∴mgh＝cm△t，
∴ ，
故答案为： ；
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；热量的计算
【解析】【分析】（1）首先根据V= 计算出雨滴的体积，再根据G=mg=ρVg计算雨滴的重力；
（2）当雨滴在接近地面时做匀速直线运动，即它受到的阻力和重力相互平衡，也就是f=G。用题目中的阻力公式和雨滴的重力公式分别替换，然后推导出雨滴速度的计算式，从而确定影响速度大小的因素，进而比较出二者的速度大小即可。
（3）雨滴在下落过程中，根据W=Gh=mgh计算出重力做的功，根据Q=cm△t计算出雨滴吸收的热量，以重力做的功等于雨滴吸收的热量为等量关系，计算出雨滴温度升高的量即可。
【解答】（1）半径为r的雨滴的体积为：V= ；
那么雨滴的重力：G=mg=ρVg=ρ× ×g= ；
（2）雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，
因此阻力f＝G，
又∵f＝kSv2＝kπr2v2，G＝ ，
∴kπr2v2＝ ，
∴v＝ ，
又∵k、ρ、g均为定值，
∴r越大，速度越大，
即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度；
（3）设雨滴的质量为m，
∵W＝Q，
又∵W＝mgh，Q＝cm△t，
∴mgh＝cm△t，
∴ 。
16．（2017七上·台州期中）我们所学的科学教科书的前言中提到了“科学家伽俐略被教堂顶上吊灯来回摆动所吸引， 他观察到灯摆动时，每来回摆动一次所需的时间几乎相等。于是他将手指按在手腕上，利用脉搏跳动来测定灯来回摆动所需时间，经过多次反复测试，终于证明了‘他自己的设想’是正确的，从而得出了一个一般性的结论，后来人们利用该结论发明了摆钟。”那么吊灯往返摆动的时间长短与哪些因素有关呢？小明和小刚分别提出了下列猜想。小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。于是他们按如图所示进行实验，在一根细绳一端拴一个小球，另一端固定于支架
上，让小球自由往返摆动，并记录数据如下表：
实验序号 摆长(厘米) 摆动幅度(厘米) 小球往返摆动20次所需时间(秒) 小球往返摆动一次所需时间(秒)
1 100 5 40 2.0
2 100 8 40 2.0
3 80 5 30 1.5
根据上述资料和实验数据，请你一起来回答下列问题：
（1）文中画线处提到“他自己的设想”指的是 。
（2）除了小明和小刚的猜想外，请你自己对此也另提一个合理的猜想 。
（3）要完成上述实验，除图中所示器材外，还需要的测量仪器有 和 。
（4）实验中，他们俩不是直接测量记录来回摆动一次所需的时间，而先测量来回摆动 20 次所需的总时间再计算出来回摆动一次所需的时间长短，这样做的目的是为了 。
（5）从表中数据得出 (填“小刚”或“小明”)的猜想正确。
（6）摆钟是利用本实验的结论制成的。若某一摆钟变慢了，要重新调准它，应将其摆长调
(填“长”或“短”)些。
【答案】（1）吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的
（2）吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关
（3）刻度尺；秒表
（4）减小测量误差
（5）小明
（6）短
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）根据题中信息和已知的结论来确定“他自己的设想”是什么；（2）小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。在小明和小刚猜想外，与实验有关的还有灯自身的质量，所以可以猜想与质量的关系；（3）摆长要用刻度尺测量，摆动所用的时间需要用秒表测量；（4）科学测量中存在误差，可用多次测量取平均值的方法来减小测量误差；（5）由表格记录的数据可以确定小明与小刚的猜想是否正确；（6）利用实验得到的结论，可以改变摆长调节摆钟。
【解答】（1）摆在往返摆动时，摆动一次所需的时间只与摆长有关。题中说终于证明了‘他自己的设想’是正确的，说明了他的猜想是：吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的；（2）小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。在小明和小刚猜想外，与实验有关的还有灯自身的质量，所以提出的合理猜想是：吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关；（3）摆长要用刻度尺测量，摆动所用的时间需要用秒表测量。所以要完成上述实验，除图中所示器材外，还需要的测量仪器有刻度尺和秒表；（4）测量来回摆动 20 次所需的总时间再计算出来回摆动一次所需的时间长短，这样做的目的是为了减小测量误差；（5）由实验1与2可验证小刚的猜想是错误的，由实验1与3可验证小明的猜想是正确；（6）从实验数据可知，小球往返摆动一次所需的时间长短与摆绳的长短有关，绳子越长摆动一次所需时间越长，绳子越短摆动一次所需时间越短。所以若某一摆钟变慢了，要重新调准它，应将其摆长调短。
故答案为：（1）吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的；（2）吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关；（3）刻度尺；秒表（4）减小测量误差；（5）小明；（6）短
17．（2020·温州）英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机气缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。
【答案】酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能；由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气缸并液化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。
【知识点】液化及液化现象；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据乙图描述的四个环节，注意分析每个环节中活塞的运行方向，里面气体的存在状态以及能量的转化，从而对热气机的工作过程进行描述。
【解答】 酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能；由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气缸并液化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。
18．（2019·上城模拟）寒假里小金和小徐一起玩了一回极速滑雪，如图甲。为研究方便将其简化为模型，如图乙。设小徐和小金及座垫的总质量分划为m和M，他们分别从轨道A点以初速为0向下滑行，求：
（1）小金及座垫由A点到达B点时，重力做功为 ；
（2）若曲线轨道光滑，则小徐和小金由A点到达B点时的速度vm=vM，请证明之(已知M>m，动能表达式E动=1/2mv2)；
（3）若曲线轨道粗糙，小金由A点到达B点时速度刚好为零，座垫材料的比热为C，质量为m0，小金在滑动过程中克服摩擦所做的功40％转化为坐垫的内能，则坐垫温度升高多少
【答案】（1）W=Gh=Mg(H-h)
（2）解：轨道光滑则机械能守恒，重力做的功全部转化为动能，
Mg(H-h)=1/2Mv2，v= ，速度与质量无关，即vm=vM
（3）解：小金由静止从A到达B点时，由重力势能全部克服摩擦力做功，其中40％用来转化为坐垫的内能。
即：40％Mg(H-h)=Cm0△t，可解得温度升高了△t=40％Mg(H-h)／Cm0
【知识点】功率计算公式的应用；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）已知物体重力和高度根据W=Gh计算重力做的功；
（2）如果轨道光滑，就不受摩擦力，那么两个人的机械能守恒，即重力做的功等于它们的动能，据此解答；
（3）坐垫吸热根据公式Q=cm△t计算，重力做的功根据W=Gh计算，根据Q=40%W推导即可。
19．（2019·鄞州模拟） 2016年G20杭州峰会期间，杭州的主要景区 “风光互补路灯”得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数。
风力发电机 太阳能电池组件
最小启动风速 1.0 m/s 太阳能电池 180W
最小充电风速 3.0m/s 太阳能转换效率 15%
最大限制风速 12.0m/s 蓄电池 400A·h-12V
最大输出功率 400W 大功率LED路灯 80W-12V
（1）晚上蓄电池给电灯供电时能量如何转化 。
（2）若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，则当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？
【答案】（1）化学能转化为电能
（2） 1m2电池板的发电功率：；
根据公式得到，
1m2电池板所接收太阳辐射的最大功率为：240W。
【知识点】能量的相互转化和转移；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）蓄电池充电时将电能转化为化学能，放电时将化学能转化为电能；
（2）首先根据总功率÷总面积计算出1m2电池板的发电功率，然后根据计算出1m2电池板所接收太阳辐射的最大功率。
【解答】（1） 晚上蓄电池给电灯供电时 ，将化学能转化为电能；
1 / 1浙教版科学九年级上册 3.7 核能 3.8 能量的转化与守恒 培优练习
一、单选题
1．（2020·湖州）如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（ ）
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．不能用该反应获得能量的方式来发电
2．（2020·杭州模拟）如图所示，是由古希腊科学家阿基米德发明的一种螺旋水泵，是历史上最早的水泵。当人们用顶端把手将其旋转起来，水就能沿着螺旋的泵壳抽上来。若不计摩擦阻力，关于水泵正确的说法是（ ）
A．水泵顶端装有加长的把手主要起到加快抽水速度的作用
B．若将螺旋的数量减少，抽起等量水时所作的功更少
C．若用电动机带动水泵旋转，电动机输出的能量将全部转化为水的动能
D．水泵正常使用时的旋转方向是一定的
3．（2020·滨江模拟）低空跳伞是一种危险性极高的极限运动。一名跳伞运动员背着伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的v-t图像如图所示，其中10秒末时打开了降落伞。下列说法正确的是（ ）
A．前2秒内，运动员的运动状态保持不变
B．前10秒内，运动员减少的重力势能全部转化成动能
C．10秒末-12秒末，运动员和伞受到的空气阻力大于其总重力
D．14秒末-16秒末，运动员和伞的机械能总量保持不变
4．（2020·绍兴模拟）如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球（ ）
A．受到的弹力始终不变 B．运动过程动能一直增大
C．运动过程机械能不变 D．在b点时重力大小等于弹力大小
5．（2020九上·鄞州期末）如图所示，弹簧一端固定，另一端与放在光滑木板上的小车相连(不计弹簧间摩擦)。现将弹簧由自由长的位置A压缩到B，松手后，小车由位置B开始运动至位置C，然后被拉回。下列说法正确的是（ ）
A．小车动能最大位置在A点左侧
B．在小车运动过程中，只有弹力做功，小车机械能守恒
C．小车自A至C的运动过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的动能
D．小车自B至C的运动过程中，弹簧弹性势能先减小后增大
6．（2019九上·温岭月考）如图所示，A、B两球质量相等，A球用不可伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上。分别将A、B球拉到与悬点等高处，细绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球第一次达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则两球各自第一次到达悬点正下方时（ ）
A．A球的速度较大 B．B球的动能较大
C．两球的动能相等 D．两球的机械能相等
7．（2019九上·义乌月考）如图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由某一速度V0滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）．则小球离开B点后的运动轨迹不符合实际的是（ ）
A．a B．b C．c D．d
8．（2019九上·江干月考）如图所示，小球在A点由静止开始释放向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，且A，C两点到B点的竖直距离hA>hc。下列说法中正确的是（ ）
A．小球的机械能总量保持不变
B．在A点小球的机械能最大
C．小球的势能能始终保持减小
D．从A点到B点小球的势能全部转化为动能
9．（2019·丽水模拟）2019年1月11日，我国西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将“中星2D”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。“中星2D”卫星是我国最新研制的通信广播卫星，可为全国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。下列说法正确的是（ ）
A． “中星2D”环绕着地球运动是受平衡力的作用
B．“中星2D”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能
C．“中星2D”离地球越远时动能越大
D．“中星2D”离地球越远受地球的引力越小，因此质量也变轻
10．（初升高名牌一级重点高中科学招生训练卷分块训练卷（一）力与运动）某次跳伞演练中，直升机悬停于高空，一伞兵（含伞）跳伞后竖直降落，其”速度v与时间t的关系如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A．在0～t1内，伞兵受到的阻力不变，且重力大于阻力
B．在t1~t2内，伞兵受到的阻力减小，且重力小于阻力
C．在0~t2内，伞兵（含伞）的保持机械能不变
D．在t2~t3内，伞兵（含伞）的保持机械能不变
11．（2019·三门模拟）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．
二、填空题
12．（2019九上·萧山期末）中国古代玩具“饮水鸟”曾经让大科学家爱因斯坦也惊叹不已。饮水鸟内装有乙醚液体，鸟头四周包有棉花，平时如甲图，鸟身略向前倾，上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸汽，当给鸟的嘴滴上水后，水分蒸发吸热，使上球乙醚蒸汽温度下降，气压减小，小于下球乙醚饱和蒸汽的气压，使下球的乙醚被压倒上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙的状态，鸟嘴“喝水”，同时上、下球中的乙醚蒸汽联通混合，气压趋于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，饮水鸟的姿态又回到图甲的状态，如此循环往复。根据以上分析，“饮水鸟”可以看成 （填写一种机械装置的名称），“饮水鸟”获得的机械能是由 的 能转化而来的。“饮水鸟”被称为第二类永动机，所以在能量转化过程中 能量转化与守恒定律（填“符合”或“不符合”）
13．（2019九上·天台月考）如图所示，高为h的光滑斜面上，一个质量为m的物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点，在此过程中，重力做功，在向下运动的过程中物块机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）；图乙所示的图象表示该物块的 （选填“动能”或“重力势能”）随高度变化的规律。
三、实验探究题
14．（2020·龙湾模拟）风能是一种潜在的新能源，风力发电机可以将获得的风能转化为化学能储存在蓄电池中，风力发电机都有一定的能量转化效率。为了研究“风力发电机的能量转化效率是否与风轮叶片数量有关？”小明利用电风扇、秒表、风力发电机模型、电量表(可准确测量蓄电池充电百分比)按照图甲方式进行如下实验。
①将图乙中单叶式风轮安装在风力发电机模型上；
②闭合电风扇开关，调节电风扇档位使其风速最大，计时20分钟，测量并记录蓄电池电量变化；重复3次实验并计算蓄电池电量变化平均值；
③分别换用图乙中双叶式、三叶式风轮，重复步骤②；
④处理相关数据得到“蓄电池含量与时间的关系”如图丙。
（1）本实验通过观察并记录 来比较风力发电机的能量转化效率。
（2）分析图丙，解释我国大型风力发电厂均采用三叶式风轮发电，其依据是 。
（3）“叶尖速比”为风轮叶片尖端运动速度与风速之比，叶尖速比会影响风力发电机的能量转化效率。当单叶式风轮的叶尖速比为λ时，其能量转化效率达到最大值，已知该风轮半径为r(如图丁)，风轮每秒钟转动2圈，应将风速控制在 时能使该单叶式风力发电机能量转化效率达到最大值(用字母λ、r表示)。
四、解答题
15．（浙教版科学九年级上册 3.7 核能 3.8 能量的转化与守恒 培优练习）甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为V= 。（注：所有结果均用字母表示）
（1）半径为r的雨滴重力为 。
（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度_________小雨滴的下落速度（选填“大雨”“等于”“小于”），写出推理过程。
（3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？
16．（2017七上·台州期中）我们所学的科学教科书的前言中提到了“科学家伽俐略被教堂顶上吊灯来回摆动所吸引， 他观察到灯摆动时，每来回摆动一次所需的时间几乎相等。于是他将手指按在手腕上，利用脉搏跳动来测定灯来回摆动所需时间，经过多次反复测试，终于证明了‘他自己的设想’是正确的，从而得出了一个一般性的结论，后来人们利用该结论发明了摆钟。”那么吊灯往返摆动的时间长短与哪些因素有关呢？小明和小刚分别提出了下列猜想。小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。于是他们按如图所示进行实验，在一根细绳一端拴一个小球，另一端固定于支架
上，让小球自由往返摆动，并记录数据如下表：
实验序号 摆长(厘米) 摆动幅度(厘米) 小球往返摆动20次所需时间(秒) 小球往返摆动一次所需时间(秒)
1 100 5 40 2.0
2 100 8 40 2.0
3 80 5 30 1.5
根据上述资料和实验数据，请你一起来回答下列问题：
（1）文中画线处提到“他自己的设想”指的是 。
（2）除了小明和小刚的猜想外，请你自己对此也另提一个合理的猜想 。
（3）要完成上述实验，除图中所示器材外，还需要的测量仪器有 和 。
（4）实验中，他们俩不是直接测量记录来回摆动一次所需的时间，而先测量来回摆动 20 次所需的总时间再计算出来回摆动一次所需的时间长短，这样做的目的是为了 。
（5）从表中数据得出 (填“小刚”或“小明”)的猜想正确。
（6）摆钟是利用本实验的结论制成的。若某一摆钟变慢了，要重新调准它，应将其摆长调
(填“长”或“短”)些。
17．（2020·温州）英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机气缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。
18．（2019·上城模拟）寒假里小金和小徐一起玩了一回极速滑雪，如图甲。为研究方便将其简化为模型，如图乙。设小徐和小金及座垫的总质量分划为m和M，他们分别从轨道A点以初速为0向下滑行，求：
（1）小金及座垫由A点到达B点时，重力做功为 ；
（2）若曲线轨道光滑，则小徐和小金由A点到达B点时的速度vm=vM，请证明之(已知M>m，动能表达式E动=1/2mv2)；
（3）若曲线轨道粗糙，小金由A点到达B点时速度刚好为零，座垫材料的比热为C，质量为m0，小金在滑动过程中克服摩擦所做的功40％转化为坐垫的内能，则坐垫温度升高多少
19．（2019·鄞州模拟） 2016年G20杭州峰会期间，杭州的主要景区 “风光互补路灯”得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数。
风力发电机 太阳能电池组件
最小启动风速 1.0 m/s 太阳能电池 180W
最小充电风速 3.0m/s 太阳能转换效率 15%
最大限制风速 12.0m/s 蓄电池 400A·h-12V
最大输出功率 400W 大功率LED路灯 80W-12V
（1）晚上蓄电池给电灯供电时能量如何转化 。
（2）若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，则当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）核聚变，即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。
（2）根据核聚变的过程分析；
（3）根据核聚变的产物分析；
（4）根据核聚变的能量利用形式分析。
【解答】A.根据图片可知，中子轰击重原子核，然后分解为质量较小的轻核，所以该模型表示的是核裂变，故A错误；
B.该反应产生的中子仍然具有很多能量，可继续轰击其他铀核形成链式反应，故B正确；
C.该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；
D.可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故D错误。
故选B。
2．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）轮轴相当于一个可以连续旋转的省力杠杆；
（2）根据功的原理分析；
（3）注意水泵旋转也需要能量；
（4）水泵的旋转方向决定了水能否上升。
【解答】A.水泵顶端装有加长的把手，相当于一个轮轴，主要起到省力的作用，故A错误；
B.根据公式W=Gh可知，当水的质量和提升高度相同时，若将螺旋的数量减少，抽起等量水时所作的功不变，故B错误；
C.若用电动机带动水泵旋转，电动机输出的能量将转化为水的动能和水泵的动能，故C错误；
D.水泵正常使用时旋转方向是一定的，故D正确。
故选D。
3．【答案】C
【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）分析前2s内运动员的速度变化，从而判断运动状态是否改变；
（2）注意下降过程中，人克服空气阻力，将机械能转化为内能；
（3）如果合力的方向与运动方向相同，那么做加速运动；如果合力的方向与运动方向相反，那么做减速运动；
（4）注意分析下降过程中重力势能的改变。
【解答】A.前2s内，运动员不断的做加速运动，那么它的运动状态改变，故A错误；
B.前10s内，运动员减少的重力势能转化为内能和动能，故B错误；
C.10s~12s末，运动员做减速运动，说明此时合力方向是向上的，即G-f<0，则GD.14s~16s末，运动员匀速下降，它的动能不变，但是重力势能减小，因此机械能是减小的，故D错误。
故选C。
4．【答案】D
【知识点】力与运动的关系；弹力；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）在弹性限度内，弹力的大小与形变程度的大小成正比；
（2）当合力的方向与运动方向一致时，做加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度最大，动能最大；当合力与运动方向相反时，做减速运动；
（3）根据能量转化和转移的知识分析；
（4）根据（2）中的分析判断。
【解答】在整个过程中，弹簧的形变程度△l一直在增大，所以弹力也在不断增大，故A错误；
小球受到向下的重力和向上的弹力，从a~b的过程中，弹力小于重力，合力向下与运动方向相同，小球做加速运动；当到达b点时，速度最大，说明此时合力为零，即弹力和重力相等；从b~c时，弹力大于重力，合力与运动方向相反，小球做减速运动，因此它的动能先增大再减小，故B错误，D正确；
在运动过程中，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，因此机械能减小，故C错误。
故选D。
5．【答案】D
【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）当物体受到的合力与运动方向一致时，做加速运动；当合力为0时，加速停止，此时物体速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动；
（2）分析弹簧弹性势能的变化，根据能量转化的知识分析小车的机械能变化；
（3）从A到C的过程中，根据弹簧长度的改变分析弹性势能的变化；
（4）从B到C的过程中，根据弹簧的形变大小改变分析弹性势能的变化。
【解答】A.由于木板光滑，所以小车不受摩擦力，在水平方向上只受弹力。从B到A的过程中，弹力的方向与运动方向一致，因此小车做加速运动；当到达A点时，弹簧恢复原长，即弹力为0，此时加速停止，即此点时小车速度最大，故A错误；
B.在小车运动的过程中，从B到A，弹簧的弹性势能转化为小车的动能；从A到C，小车的动能转化为弹簧的弹性势能，因此小车的机械能先增大后变小，故B错误；
C.小车从A到C的过程中，弹簧的长度不断变大，因此弹性势能变大，而小车的动能减小，那么是小车的机械能转化为弹簧的弹性势能，故C错误；
D.小车从B到C的过程中，弹簧的形变程度先变小后变大，因此弹性势能先减小后增大，故D正确。
故选D。
6．【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化和转移的知识分析解答。
【解答】两个小球质量相同，且开始时处于同一高度，因此它们具有的重力势能相等，也就是机械能相等。当A球摆动到最低点时，它的重力势能全部转化为动能，即动能等于原来的重力势能；当B球到达最低点时，小球的重力势能会转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，即小球的动能小于它原来的重力势能，因此A球的动能大，速度较大，故A正确，而B、C错误；
小球A的机械能无损耗，而小球B的机械能部分转化为弹簧的弹性势能，因此两球到达最低点时的机械能不相同，故D错误。
故选A。
7．【答案】D
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）如果没有摩擦，那么运动的整个过程机械能守恒；
（2）小球能够达到的高度与右侧斜面的倾角有关，倾角越大，高度越大；倾角越小，高度越小。
【解答】因为AOB为光滑轨道，所以小球运动时机械能守恒。小球在A点时的机械能等于它的重力势能与动能之和；如果右侧斜面OB的倾角与左侧倾角相同，那么小球应该到达的最高点与A点相同；如果OB的倾角小于左侧的倾角，那么会有更多的动能转化为重力势能，因此最高点大于A点的高度；如果OB的倾角小于左侧的倾角，那么会有更多的重力势能转化为动能，因此最高点的高度小于A点，故A、B、C正确不合题意；
但是无论怎样，小球到达B点时由于惯性肯定会继续升高，即B点肯定不是运动的最高点，故D错误符合题意。
故选D。
8．【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）A和C两点小球的动能为0，比较重力势能的大小可以判断机械能是否守恒；
（2）如果物体在运动过程中有能量损失，那么时间越靠前，机械能越大；
（3）根据小球高度的变化分析势能的变化；
（4）分析B点时，小球是否高度为0即可。
【解答】A.A点时开始运动，C点时停止运动，那么小球在这两点时动能都为0，具有的重力势能等于机械能。因为C点高度小于A点，所以小球在C点时的重力势能小于在A点时的势能，即机械能减小了，故A错误；
B.在小球运动的过程中能量有损失，因为A在最前面，所以能量损失最小，机械能最大，故B正确；
C.从A~B，小球的高度减小，重力势能减小；从B~C，小球的高度增大，重力势能增大，故C错误；
D.在B点时，小球的高度不为0，所以重力势能不为0，即A点的重力势能没有全部转化为B点的动能，故D错误。
故选B。
9．【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据平衡力的概念，动能和势能相互转化分析。
【解答】A、物体做匀速直线运动时，受到平衡力的作用， “中星2D” 做匀速圆周运动，故没有受到平衡力的作用，错误；
B、 “中星2D” 所需的电能由太阳能转化而来，正确；
C、“中星2D”离地球越远，重力势能越大，动能越小，错误；
D、质量是物体的一种属性，与距离无关，错误。
故答案为：B
10．【答案】B
【知识点】平衡状态的判断；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）如果合力的方向与运动方向相同，物体做加速运动；否则，物体做减速运动；
（2）①根据图像判断在0～t1内伞兵的速度变化，从而确定重力和阻力的大小关系，并判断阻力的变化趋势；
②在t1~t2内，根据图像判断速度的变化，进而判断阻力和重力的大小关系；
③在伞兵下降的过程中，由于克服阻力做功，机械能会不断变成内能，据此判断机械能的变化。
【解答】从图象中可以看出在0～t1内，速度在增大，受到的重力大于阻力；由于接近t1处增速减小，说明阻力f在不断增大，A不符合题意；
从t1~t2，速度在减小，受到的重力小于阻力，B符合题意；
在0～t2内，无论加速还是减速，由于受到摩擦力，机械能都会转化成内能，因此它一定是变化的，C不符合题意；
t2~t3虽然匀速，但是由于存在摩擦力，机械能会减小，D不符合题意。
故答案为：B
11．【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移；热机的工作原理
【解析】【分析】（1）根据气门的关闭和活塞的运动方向判断汽油机冲程的名称；也可根据火花塞是否打火，气流进出的方向判断冲程名称；
（2）分析光发动机的能量转化，然后与汽油机的能量转化进行比较即可。
【解答】当太阳光照射时，反应室内发生化学反应，导致室内气压增大，这时将化学能转化为机械能，从而推动活塞移动。
A.气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故A符合题意；
B.进气门打开，是吸气冲程，故B不合题意；
C.排气门打开，是排气冲程，故C不合题意；
D.气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故D不合题意。
故选A。
12．【答案】杠杆；空气；内能或热能；符合
【知识点】能量的转化与守恒定律；杠杆及其五要素
【解析】【分析】（1）一根硬棒在力的作用下绕着固定点转动，这根硬棒叫杠杆；
（2）根据“饮水鸟”的工作过程分析能量变化；
（3）自然界的一切现象都符合能量转化和守恒定律。
【解答】（1）如甲图所示，装有乙醚的两个球的重力分别产生动力和阻力，装置和支架连接的位置固定不动为支点，因此“饮水鸟”可以看成杠杆；
（2）“饮水鸟”之所以能够循环往复，是因为水分蒸发吸收热能，使上面乙醚的内能减少，这时在气压的作用下引起水的流动，从而使它运动起来，因此它获得的机械能是由空气的内能转化而来；
（3）“饮水鸟”也是有能量损耗的，如果不向鸟嘴上滴水，整个装置也不会工作，因此在能量转化过程中仍然符合能量转化和守恒定律。
13．【答案】守恒；重力势能
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）光滑斜面没有摩擦力，因此物体从斜面上滑下时就没有机械能转化为内能，即机械能守恒；
（2）动能的影响因素是速度和质量；重力势能的影响因素是高度和质量。
【解答】（1）高为h的光滑斜面上，一个质量为m的物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点，在此过程中，重力做功，在向下运动的过程中物块机械能守恒；
（2）图乙所示的图象表示该物块的重力势能随高度变化的规律。
14．【答案】（1）相同时间内蓄电池电量变化量
（2）当风速相同时，使用三叶式风轮能量转化效率较高
（3）4πr/λ
【知识点】能量的相互转化和转移；能量利用效率
【解析】【分析】（1）电风扇的转速相同，即相同的时间内产生的风能相同；蓄电池电量增加越多，说明风能转化为电能的比例越大，即能量转化效率越高。
（2）根据丙图确定风轮叶片数和能量转化效率的关系即可；
（3）根据题干定义可知，叶尖速比=；首先计算出风轮叶片尖端的速度，再根据这个公式计算风速即可。
【解答】（1）本实验通过观察并记录相同时间内蓄电池电量变化量来比较风力发电机的能量转化效率。
（2）根据图丙可知，在20min内，三个叶片的转化效率为20%，此时最高，那么得到结论：当风速相同时，使用三叶式风轮能量转化效率较高，因此我国石油三叶式风轮发电；
（3）风轮转动一周经过的距离为2πr，那么风轮尖端的速度为：；
根据公式叶尖速比=得到，
；
解得：。
15．【答案】（1）
（2）大于；
雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，
因此阻力f＝G，
又∵f＝kSv2＝kπr2v2，G＝ ，
∴kπr2v2＝ ，
∴v＝ ，
又∵k、ρ、g均为定值，
∴r越大，速度越大，
即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度；
（3）设雨滴的质量为m，
∵W＝Q，
又∵W＝mgh，Q＝cm△t，
∴mgh＝cm△t，
∴ ，
故答案为： ；
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；热量的计算
【解析】【分析】（1）首先根据V= 计算出雨滴的体积，再根据G=mg=ρVg计算雨滴的重力；
（2）当雨滴在接近地面时做匀速直线运动，即它受到的阻力和重力相互平衡，也就是f=G。用题目中的阻力公式和雨滴的重力公式分别替换，然后推导出雨滴速度的计算式，从而确定影响速度大小的因素，进而比较出二者的速度大小即可。
（3）雨滴在下落过程中，根据W=Gh=mgh计算出重力做的功，根据Q=cm△t计算出雨滴吸收的热量，以重力做的功等于雨滴吸收的热量为等量关系，计算出雨滴温度升高的量即可。
【解答】（1）半径为r的雨滴的体积为：V= ；
那么雨滴的重力：G=mg=ρVg=ρ× ×g= ；
（2）雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，
因此阻力f＝G，
又∵f＝kSv2＝kπr2v2，G＝ ，
∴kπr2v2＝ ，
∴v＝ ，
又∵k、ρ、g均为定值，
∴r越大，速度越大，
即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度；
（3）设雨滴的质量为m，
∵W＝Q，
又∵W＝mgh，Q＝cm△t，
∴mgh＝cm△t，
∴ 。
16．【答案】（1）吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的
（2）吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关
（3）刻度尺；秒表
（4）减小测量误差
（5）小明
（6）短
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）根据题中信息和已知的结论来确定“他自己的设想”是什么；（2）小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。在小明和小刚猜想外，与实验有关的还有灯自身的质量，所以可以猜想与质量的关系；（3）摆长要用刻度尺测量，摆动所用的时间需要用秒表测量；（4）科学测量中存在误差，可用多次测量取平均值的方法来减小测量误差；（5）由表格记录的数据可以确定小明与小刚的猜想是否正确；（6）利用实验得到的结论，可以改变摆长调节摆钟。
【解答】（1）摆在往返摆动时，摆动一次所需的时间只与摆长有关。题中说终于证明了‘他自己的设想’是正确的，说明了他的猜想是：吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的；（2）小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。在小明和小刚猜想外，与实验有关的还有灯自身的质量，所以提出的合理猜想是：吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关；（3）摆长要用刻度尺测量，摆动所用的时间需要用秒表测量。所以要完成上述实验，除图中所示器材外，还需要的测量仪器有刻度尺和秒表；（4）测量来回摆动 20 次所需的总时间再计算出来回摆动一次所需的时间长短，这样做的目的是为了减小测量误差；（5）由实验1与2可验证小刚的猜想是错误的，由实验1与3可验证小明的猜想是正确；（6）从实验数据可知，小球往返摆动一次所需的时间长短与摆绳的长短有关，绳子越长摆动一次所需时间越长，绳子越短摆动一次所需时间越短。所以若某一摆钟变慢了，要重新调准它，应将其摆长调短。
故答案为：（1）吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的；（2）吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关；（3）刻度尺；秒表（4）减小测量误差；（5）小明；（6）短
17．【答案】酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能；由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气缸并液化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。
【知识点】液化及液化现象；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据乙图描述的四个环节，注意分析每个环节中活塞的运行方向，里面气体的存在状态以及能量的转化，从而对热气机的工作过程进行描述。
【解答】 酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能；由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气缸并液化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。
18．【答案】（1）W=Gh=Mg(H-h)
（2）解：轨道光滑则机械能守恒，重力做的功全部转化为动能，
Mg(H-h)=1/2Mv2，v= ，速度与质量无关，即vm=vM
（3）解：小金由静止从A到达B点时，由重力势能全部克服摩擦力做功，其中40％用来转化为坐垫的内能。
即：40％Mg(H-h)=Cm0△t，可解得温度升高了△t=40％Mg(H-h)／Cm0
【知识点】功率计算公式的应用；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）已知物体重力和高度根据W=Gh计算重力做的功；
（2）如果轨道光滑，就不受摩擦力，那么两个人的机械能守恒，即重力做的功等于它们的动能，据此解答；
（3）坐垫吸热根据公式Q=cm△t计算，重力做的功根据W=Gh计算，根据Q=40%W推导即可。
19．【答案】（1）化学能转化为电能
（2） 1m2电池板的发电功率：；
根据公式得到，
1m2电池板所接收太阳辐射的最大功率为：240W。
【知识点】能量的相互转化和转移；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）蓄电池充电时将电能转化为化学能，放电时将化学能转化为电能；
（2）首先根据总功率÷总面积计算出1m2电池板的发电功率，然后根据计算出1m2电池板所接收太阳辐射的最大功率。
【解答】（1） 晚上蓄电池给电灯供电时 ，将化学能转化为电能；
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