第3章 能量的转化与守恒 综合练习（含答案）

浙教版科学九年级上册第三章
一、单选题
1．2013年6月26日上午8时，神舟十号返回舱在位于内蒙古四子王旗的搜救场着陆!假设飞船返回穿越大气层时，有一段为匀速降落过程，则在此过程中飞船的（　　）
A．动能减小，势能增大 B．动能不变，势能减小
C．动能减小，势能减小 D．动能减小，势能不变
2．科学中把物体在单位时间内通过的路程叫速度，速度计算公式为：速度＝路程/时间，即v＝s/t，这种定义物理量的方法叫做比值定义法。下列物理量属于比值定义法的是（　　）
①密度 ②压强 ③功率 ④功
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
3．2022年11月29日，我国自主研制的“神舟十五号”载人飞船发射升空，在飞船刚离地上升的过程中（　　）
A．动能增加，势能增加 B．动能不变，势能减少
C．动能减少，势能不变 D．动能减少，势能减少
4．下列说法中正确的是（　　）
A．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功
B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功
C．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功
D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功
5．如图为民间艺人正在制作“糖画”，制作时先把糖加热到流体状态，用它画成小动物，再慢慢晾干变硬，一个糖做的小动物就完成了。关于制作“糖画”的全过程，下列表述正确的是（　　）
A．糖的物态变化是先熔化后凝固 B．糖的内能一直在增加
C．糖的物态变化是先凝固后熔化 D．糖的温度一直在降低
6．如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（　　）
A．η＝ ×100% B．η＝ ×100%
C．η＝ ×100% D．η＝ ×100%
7．磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像，若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，从而使金属发热而灼伤病人，重则危及生命。上述说明中，没有涉及的知识是（　　）
A．铁在磁场里会被磁化 B．磁能生电
C．电能可以转化为热能 D．同名磁极相互排斥
8．如所示的滑轮组，挂上砝码a、b后恰好平衡，若不计动滑轮重和摩擦，在a、b下面再加挂一个质量相等的小砝码，将出现（　　）
A．a下降 B．a上升
C．仍保持平衡 D．条件不足，不能判断
9．在投掷铅球时，铅球在空中的运动轨迹如右图所示。若不计空气阻力，铅球从离手到落地前的过程中，下列表示其动能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（　　）
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
10．如图，在半径为R的油桶外绕了几圈绳子，在绳子的引出端作用一水平拉力F，使油桶沿水平地面滚动了一周，在这一周中，拉力F所做的功为（　　）
A．0 B．πRF C．2πRF D．4πRF
11．如图为某款“投篮玩具”及其设计原理，当用手向下按压投射装置 A 端时，C端与底座相连的橡皮筋被拉长；松手后，橡皮筋快速回弹，投射装置将小球抛向篮筐。若忽略空气阻力，则下列说法正确的是 (　　)
A．下压投射装置A 端时，ABC 部分可视为费力杠杆
B．橡皮筋收缩时，弹性势能仅转化为小球的动能
C．投射装置将小球抛出的过程中，没有对小球做功
D．小球被抛出后，运动至最高点时的动能不为零
12．以下四幅源自于教材的图片，对它们的描述符合实际的是（　　）
A．图①中扶着门的手松开，门自动关闭时，弹簧中的弹性势能增加
B．图②中改变拉力的方向，发现拉力和水平面夹角越大，拉力越大
C．图③打气使塞子跳出，瓶内白雾出现，原理与汽油机的做功冲程相同
D．图④圆轮中的重钢球，总能从距离轮心近处滚到远处，使轮转动不息
13．如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数Ⅰ与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断不正确的是（　　）
A．电源电压为3V B．R1的最大功率为0.2W
C．R2的最大阻值为10 D．电路的总功率变化了1.2W
14．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
B．两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮
C．将乙灯接入110V的电路中，它的实际功率为50W
D．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
15．甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动，磁性平板对甲的摩擦力大小为4N，对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用）。下列说法不正确的是（　　）
A．动滑轮质量为0.6kg
B．甲所受拉力为22N
C．乙所受拉力的功率为2.2W
D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等
二、填空题
16．热机效率定义：热机转变为有用功的能量（有效利用的能量）与燃料　 　释放的能量的比值称为热机效率。
17． 如图甲所示，木块的长度是 　 　cm；
如图乙所示，电能表的示数为 　 　　kW h
18．如图甲所示，小灯泡的额定电压为2.5伏，开关闭合后，小灯泡正常发光。图乙是通过定值电阻R和小灯泡L的电流与电压关系图像，则通电10秒，定值电阻R产生的热量为　 　焦。
19．如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处：然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。(忽略空气阻力)
（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为　 　 。
（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了　 　。(物体比热容用c表示)
（3）C点距离水平面的高度为　 　。
20． 小华用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关、及新的干电池等实验器材，测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率．
（1）小华连接好图甲所示电路，闭合开关S，发现小灯泡L发光暗淡，观察电压表、电流表均有示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数均不变，出现这种现象的原因是　 　 ．
（2）小华改正实验错误后，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5V时，发现电流表示数如图乙所示，由此可知，此时通过小灯泡L的电流为　 　 A；小灯泡L的额定功率为　W．　 　
21．如图所示，是电路元件甲和标有“2.5V 1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图像。若把甲和乙并联后接在电压2V的电源两端，电路的总功率是　 　W，若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中，乙的实际功率是　 　W；若把乙和“3V 3W"的灯泡L(灯丝电阻不变)串联在电源两端，在保证电路元件安全的情况下，电源电压最大为　 　V。
22．如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放、最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。（忽略空气阻力）
（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为　 　。
（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了　 　。（物体比热容用c表示）
（3）C点距离水平面的高度为　 　。
三、实验探究题
23．将标有“6V，9W”灯L和电阻R按如图所示电路连接．已知电源电压为6V，当闭合开关S时，电流表示数是2.25A．
（1）求R的阻值；
（2）若将灯L和电阻R串联在电路中，电源电压不变，求灯L的实际功率是多少？
24． 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表：
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30
3 6 10
30 90.9%
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为　　 　 　（结果保留一位小数）；
（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为　　 　 　N；
（3）分析数据可得实验结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越　 　 （选填“高”或“低”）；
（4）根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为　　 　 　（只填序号）
A.71.6% B.82.4% C.92.1%
25．某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率小于1W，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整。
（2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是_____(填字母)。
A．电流表内部断路了 B．灯泡的灯丝断了
C．灯座内部出现了短路 D．滑动变阻器的电阻线断了
（3）排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为　 　A，小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向　 　(选填“左”或“右”)端滑动。
（5）测量小灯泡的电功率　 　(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值，原因是　 　。
（6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测　 　 (选填“电压”或“电流”)值偏大引起小灯泡电功率偏大的。
26．兴趣活动课上小科利用自己连接的电路测出小灯泡的电功率。所用电源（为2V整数倍）保持不变，小灯标有“2.2V”字样。移动滑片使变阻器的阻值最大，闭合开关，发现此时小灯泡亮度较暗，两电表示数如图乙、丙所示。
（1）此时电压表读数为　 　V。根据以上的信息判断小科连接的电路。在图甲上用笔画线补充完整　 　；
（2）移动滑动变阻器的滑片，观察电压表读数。当电压表的示数为　 　V时，小灯正常发光。如果此时电压表指针从图示位置变化的角度是电流表指针变化角度的5倍。由此可计算小灯的额定功率为　 　W。
四、解答题
27．如图所示，人的手臂相当于一个杠杆，它的支点在O点。请画出图中铅球对手的作用力F的力臂L。
28．一工人用右图所示的滑轮组提升一重200N的货物，所用拉力为125N，他在4s内将货物向上提升了2m，求在这个过程中：
（1）工人所做的有用功和额外功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）工人拉动绳子做功的功率。
29．小科发现超市收银台自动传送带的末端两侧挡板上有两个相对的小孔，当物品送到两个小孔的中间时传送带就会停止运动，取走物品后传送带又会重新运动。回家后小科利用已学的科学知识自己 设计了一个“自动传送带”（如图）：传送带由工作电路中的电动机带动，A、B是传送带末端两 侧挡板上的小孔，A孔处有一激光源 S； 控制电路中的光敏电阻 R2 刚好位于 B孔处，电磁铁线圈 阻值 R0=20Ω、保护电阻 R1=60Ω、电源 U=5V。
此光敏电阻的阻值 R2与光照强度 E（单位勒克斯，符号lx ）之间的几次实验数据如表所示：
光照强度 E/lx 5 10 15 20 25 30 40
光敏电阻R2/Ω 60 30 20 15 12 10 　
（1）分析上表数据，根据光敏电阻的阻值R2随光照强度E变化的规律，求当E=40lx时，R2=　 　Ω。
（2）当光照强度E≥15lx时，继电器的衔铁被吸合，则线圈中的电流满足什么条件？（通过计算说明）
（3）若激光源的光未被物体挡住时，B小孔受到的光照强度为30lx；被物体挡住时，B小孔受到的光照强度为10lx。当传送带停止时，光敏电阻R2消耗的功率为多少？（计算结果精确到0.01W）
（4）随着使用次数的增多，激光源的光逐渐变弱。为了实现在更微弱的光照下，也能使继电器的衔铁被吸合，下列措施正确的是________（可多选）。
A．减小R1的阻值 B．减小控制电路总电压
C．减小工作电路总电压 D．电磁铁向右移
30．某同学家有个木衣架，有一次放学回家，他把书包挂在衣架A处，衣架倒了下来。他分析了衣架倒下来的原因后，测量了如下的数据：书包质量5千克；木衣架质量3千克；圆底盘直径30厘米；其他数据如图。衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。(g取10牛/千克)
（1）请通过计算，解释衣架倒下来的原因。
（2）为了防止衣架倒下来，该同学提出了改进意见一适当增大圆底盘直径。请你再说出一种其他方法。
答案解析部分
1．【答案】B
2．【答案】A
3．【答案】A
4．【答案】A
5．【答案】A
6．【答案】D
7．【答案】D
8．【答案】B
9．【答案】B
10．【答案】D
11．【答案】D
12．【答案】C
13．【答案】B
14．【答案】B
15．【答案】B
16．【答案】完全燃烧
17．【答案】2.45；6352.6
18．【答案】2
19．【答案】（1）mgH
（2）
（3）2h-H
20．【答案】（1）滑动变阻器同时接了下面两个接线柱　
（2）0.3；0.75　
21．【答案】1.2；0.4；4
22．【答案】（1）mgH
（2）g(H-h)η/c
（3）2h-H
23．【答案】（1）电源电压U=6V，灯正常发光，所以灯L中的电流IL= =1.5A，
电流表的测干路上的电流，电流表示数I=2.25A，则R中的电流IR=I﹣IL=2.25A﹣1.5A=0.75A，由I= 可得，电阻R= =8Ω；
（2）由P= 可得，灯泡的电阻 =4Ω，
灯L和电阻R串联，电路中的电流I= =0.5A，
灯的实际功率P实=I2RL=（0.5A）2×4Ω=1W．
24．【答案】（1）88.9%
（2）2.4
（3）高
（4）C
25．【答案】（1）
（2）B
（3）0.2；0.76
（4）右
（5）不需要；灯在不同电压下的功率不同
（6）电流
26．【答案】（1）2.8；
（2）1.8；0.396
27．【答案】
28．【答案】（1） 工人做的有用功为：W有=Gh=200N×2m=400J；
工人做的总功为：W=Fs=125N×（2m×2）=500J；
工人做的额外功为：额=W总-W有=500J-400J=100J；
（2）滑轮组的机械效率为：；
（3）工人拉绳子的功率为：。
29．【答案】（1）7.5
（2）解：当光照强度E=15lx时，R2=20Ω。由欧姆定律可知，
I= = =0.05A
∴线圈中的电流应大于或等于0.05A
（3）解：传送带停止时，E=10lx时，R2′=30Ω
I′= = = A
P=I′2R2′=（ A）2×30Ω≈0.06W
（4）A；D
30．【答案】（1）解：书包的重力：G1=m1g=5千克×10牛/千克=50牛
木衣架的重力：G2=m2g=3千克×10牛/千克=30牛．
圆盘的半径为：r=30厘米÷2=15厘米
由图知，以底盘右侧点为支点，
书包对衣架力和力臂的乘积：F1L1=50牛×（25厘米-15厘米）=500牛·厘米；
衣架自身重力和力臂的乘积：F2L2=30牛×15厘米=450牛·厘米；
因为F1L1>F2L2，所以衣架倾倒；
（2）解：由题意知，衣架倾倒的原因是两边力和力臂的乘积不相等，所以要防止其倾倒，可减小挂物与其力臂的乘积或增大自重与其力臂的乘积，故可减小挂衣钩的长度，或增大底盘的直径，或圆盘底座换用大理石等密度更大的材料，或在挂衣钩的对侧挂物品等。
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