第3章 能量的转化与守恒 单元测试卷（含答案）

浙教版科学九年级上册第三章能量的转化与守恒
一、单选题
1．如图是高铁车站，车站的路轨建得高些，当车辆以确定的速度到达坡下A点时关闭发动机，在车上坡进站时通过刹车把握车速使其在B点正好停下。则该车从A到B的过程中
A．动能增加 B．动能减小
C．机械能守恒 D．重力势能减小
2．停放自行车时，若要从如图所示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
3．下列估算最接近实际的是（　　）
A．自行车行驶速度约为4.2m/s
B．日光灯的额定功率约为400W
C．1张对折的报纸平铺在桌面上，对桌面的压强约为1000Pa
D．手托2只鸡蛋的力约为10N
4．下列电器工作时，主要利用电流热效应的是（　　）
A．电视机 B．洗衣机 C．电风扇 D．电热毯
5．小科在吃烤串时，发现工作人员调节后，烤串机的显示屏上显示3000，但没看到单位，你觉得该单位应该是（　　）
A．安培 B．焦耳 C．伏特 D．瓦特
6．关于机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．机械效率越大，越省力
B．机械效率越大，做功越多
C．机械效率越大，功率越大
D．机械效率越大，额外功在总功中所占的比例越小
7．单缸四冲程汽油机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种汽油机一个工作循环中四个冲程说法正确的是（　　）
A．甲是做功冲程，将内能转化为机械能
B．乙是吸气冲程，气缸内气体对外做功
C．丙是排气冲程，靠飞轮受到惯性的作用来完成
D．丁是压缩冲程，与水壶盖被蒸汽推动原理相同
8．图甲所示是健身蹦床，图乙所示是健身蹦床内部结构电路图。电源电压不变，为定值电阻，压力传感器R 的阻值随压力增加而减小。在运动者从与健身蹦床接触至下落到最低点过程中，下列说法中正确的是(　　)
A．电流表 A 的示数逐渐变小，电压表 V 的示数逐渐变大
B．R1 消耗的功率逐渐变大，整个电路消耗的功率逐渐变大
C．电压表 V与电流表 A 示数的比值逐渐变小
D．电压表 V示数的变化量与电流表 A示数的变化量的比值逐渐变大
9．多次测量是科学实验中最基本的操作和研究方法。在“伏安法”测电阻实验中，利用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压，多次测量电压及电流的值。下列四个实验中，多次测量目的与“伏安法”测电阻相同的是（　　）
A．平面镜成像规律
B．探究杠杆平衡条件
C．测量物体长度
D．探究入射角与反射角关系
10．如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精。盒盖迅速飞出。这个过程与四冲程汽油机中的哪一个冲程的能量转化相同（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
11．为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态，许多路口都安装了悬臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中，螺钉对支架底座的压力最小的是
A． B．
C． D．
12．如图，甲乙完全相同的小球，以同样的速度v沿着与水平方向均成角斜向上抛出，甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点，离地高度为h1和h2。下列说法正确的是（）
A．a点时，小球所受重力和支持力是一对平衡力
B．B点时，小球所受重力和惯性力不是一对平衡力
C．h1=h2
D．h1>h2
13．“米线”是一种特色小吃。端上餐桌的有：一碗热汤，上面浮着一层油；一碟切成薄片的鲜肉；一碗已煮熟的米线。食客先把肉片放进汤内，稍候再加入米线。现有以下资料：汤的初温为 97 ℃，比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)；肉片的质量为0.2kg，初温为22℃，比热容为3.5×103 J/(kg·℃)。基于健康的缘故，肉片必须至少在温度高于 80℃的汤中保持 2m in，在这 2min 时间里，由于向外界散热整体温度将下降约2℃。为实现上述的温度要求，碗中汤的质量至少应为（　　）
A．0. 5kg B．0.67 kg C．1kg D．1.2kg
14．如图所示，用相同滑轮组装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．F甲＝F乙
B．甲、乙绳子自由端移动的速度相同
C．甲、乙两个拉力的功率相同
D．乙滑轮组的机械效率高
15．如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U-I图像。下列分析错误的是（　　）
A． 当L1两端的电压为100V时，其实际功率为20W
B．将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，则L2的功率为8W
C．当通过L2的电流为0.45A时，其1分钟消耗的电能为4320J
D．将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，则L1的功率为66W
二、填空题
16． 核能(原子能)是能源家族的后起之秀，它是指通过原子核的　 　或　 　而释放出来的巨大能量。
17．电流所做的功叫电功。电功的实质：电流做功的过程就是　 　转化为　 　的过程，电流做了多少功就有多少　 　转化为其他形式的能量。
18．农村有一种古老的取水叫辘轳，当人摇转辘轳的手柄时，就可以拉动绕在轴上的绳子，把井水提升了。这种类似辘轳的简单机械科学上称为轮轴。轮轴绕着转动的轴心就是支点，轮轴的把手转动一圈就是如图甲所示的轮，作用在把手上的力为动力F1，水桶对轴向下的拉力是阻力F2。（如图乙）轮轴实质上是一个可以连续转动的杠杆。
（1）请运用所学知识判断，用图甲的装置打水，其实质是一个　 　杠杆。（选填“省力”“费力”或“等臂”）
（2）通过对轮轴的认识，判断以下哪个不是轮轴的实例（　　）
A．螺丝刀 B．门把手
C．羊角锤 D．开口扳手
19．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，则一个做功冲程中燃气对活塞做的功　 　焦、汽油机的功率为　 　瓦
20．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。
21．威马汽车智能制造基地是中国第一家实现全产业链数字化的车企。该汽车具有节能减排、绿色环保的特点，越来越受消费者的青睐。
车速v（米／秒） 10 20 30 40
空气阻力f（牛） 50 　 450 800
（1）汽车行驶时会受到空气阻力。经测试，该汽车在不同速度时受到空气阻力如表。当车速为20米／秒时，汽车所受空气阻力为　 　牛。
（2）汽车行驶过程中受到的总阻力来自两部分，一是路面对汽车的摩擦阻力，该阻力约为车重的0.05倍；二是空气对汽车的阻力。该电动汽车充满电后以最大允许质量、20米／秒的速度匀速直线行驶时，汽车所能行驶的最大距离为　 　米。
22． 小金用如图所示的实验装置研究杠杆的机械效率与哪些因素有关。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。（支点和杠杆的摩擦不计）第一次将重为5N的钩码挂在A点时，在拉力F作用下钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率为η ；第二次将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m。问：第二次中人的拉力F 与第一次相比，　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。比较机械效率η 与η 的大小，并用学过的知识给以推导　 　。
23．近日，一则体坛佳话在网上流传，西班牙自行车大赛上车手因爆胎扛车冲刺。对手跟随拒绝超越，绅士风度更令人尊敬。扛车冲刺选手的后脚受到地面对其的摩擦力方向　 　（选填“向前”或“向后”）。对手在水平路面上骑行时，人与车总质量约80kg。每个轮胎与地面接触面积约为100cm2，则自行车对地面的压强是　 　Pa，若该车手以3m/s的速度匀速骑行1min，所受阻力是总重力的0.06倍，则他克服阻力做功的功率为　 　W。
24．我国对空调产品实行新的能效国家标准，将能效分为1、2、3 三个等级，等级1表示产品最节能，等级2表示产品比较节能，等级3表示产品的能效为我国市场的平均水平。如图所示为A、B两台家用空调的能效标识。
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（1）按照图中所给的输入功率，空调A 在220V 电压下工作时的电流是　 　A。
（2）若每台空调一年均使用1000h，求出使用一年，空调A 比空调B节约的电能是　 　kW·h，这些电能可供一盏额定功率为40W的日光灯正常工作　 　h。
三、实验探究题
25．有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样，小金为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验。
（1）他连接了如图甲所示的电路，　 　（填仪器名称）的量程选择不合理。
（2）排除故障正确连接后移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电压表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W。
（3）闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3V保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是 （选填字母）。
A．拧紧开关两端的接线柱
B．拧紧小灯泡和它两端的接线柱
C．移动滑动变阻器，使滑动变阻器电阻变小
D．更换一个完好的相同规格的小灯泡
（4）小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，操作步骤如下。
①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1。
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0。
则小灯泡的额定功率表达式P额＝　 　（用题中字母表示）。
26．阅读短文，回答文后问题。
当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现，在温度差不太大的情况下(小于15℃)，这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可以表示为q=k()，其中k是散热系数，与物体的表面性质表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同，即使散热快慢相同，它们降低相同温度需要的时间也不同，根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系，从而可以进行比热容的测量。
（1）物体向周围散热，内能减少，这种改变内能的方式叫做　 　。
（2）散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是____。
A．速度 B．密度 C．功率 D．效率
（3）一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时，散热快慢为　 　。
（4）如图甲所示，用两个同样的保温杯分别装满水和盐水，水和盐水的温度都是30℃，周围环境温度保持20℃不变，保温杯散开口，水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为4.2X103J/(kg·℃)，盐水的密度为1.1X103kg/m3，则盐水的比热容为　 　。
27．测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。1847年焦耳设计如图甲的桨叶轮实验：在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高。小科用图乙装置进行如下实验：
①测量空保温杯内部高度，记为h杯。
②称量质量m水的水，测出水温为t1。
③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度为h水。
④在保温杯盖子上安装温度计(连接处密闭绝热)，盖紧保温杯。
⑤将保温杯慢慢上下翻转N次，
⑥测出杯中水的温度，记为t2。
（1）焦耳通过测量　 　和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功(W)；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出　 　。
（2）根据小科测量的数据，可得出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系是　 　。
28．小丰同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
（1）闭合开关时，发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡　 　（选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”）。
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻Rx的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（R0是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关S1，电流表的示数为I1；
②开关　 　，电流表的示数为I2；
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式：Rx＝　 　（用I1、I2和R0表示）。
四、解答题
29．自2023年1月1日起，非标电动自行车已经不能上道路行驶。下图是某一电动自行车的相关数据。
整车 整车质量 40千克
最高车速 25千米/时
蓄电池 电压 48伏
容量 12安·时
电动机 额定电压 48伏
额定功率 240瓦
（1）电动自行车的充电规范事关财产和生命安全。常见的陋习就是充电时间过长，因为充电时电能转化为　 　，使电池内部的电压增加，导致温度升高，易引发安全事故。
（2）一位质量为50千克的人骑此车时，如果车轮胎与地面接触的总面积为0.01米2，则此时整车对地面压强为多大？
（3）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功。电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，则该电动自行车蓄电池充满一次电后最多能连续电动行驶多远？
30．我国“长剑10”是一种国产新型隐身巡航导弹，主要以巡航状态在稠密的大气层内飞行。
下图是“长剑10”的飞行路线图。
导弹速度v（米/秒） 50 100 150 200
导弹受到的阻力f（牛） 50 200 450 800

（1） 发射升空阶段：发动机点火后，燃气向下高速喷出，导弹以极快的速度快速升空。这是因为　 　。
（2） 俯冲加速阶段：导弹升空后，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，速度越来越快。这是因为　 　。
（3） 巡航飞行阶段：当“巡航状态”时，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡后，可以实现远距离发射，超低空高速飞行，精确打击目标，已知该导弹速度和阻力测试数据如上表。若该导弹在末端巡航飞行过程中以200米/秒的速度匀速直线飞行60秒，求该过程内发动机的推力做功为多少？
31．科学实践小组对直饮水机的内部结构进行研究，其热水箱内的电路简图如图甲。研究过程中，他们发现： 由于长期加热，加热电阻外的绝缘层容易老化破损，从而导致漏电，供水时，水流就会像导线般将220伏的电压加在热水箱、人体与大地之间，形成通路，如图乙。
同学们在老师的指导下，计划在出水口和水箱之间安装一个“水阻法”防电器，其结构如图丙所示， 内部细长的水流相当于一个大电阻。
（1）查看饮水机参数，可知加热电阻丝的阻值为55欧，正常工作10秒，可产生多少焦的内能
（2） “水阻法”防电器主要是通过　 　，从而增加电阻，使通过人体的电流变小。
（3）为更好地设计“水阻法”防电器，他们用图丁所示电路探究影响“水电阻”大小的因素。电源电压为36伏，R0为滑动变阻器，Rx为粗细均匀的玻璃管， 内部装满水，可模拟不同规格的防电器，左右两端均为导电活塞(导电活塞电阻忽略不计)，左端可以自由移动，改变玻璃管中水柱长度L，并可换用不同横截面积S的玻璃管再次实验。测得实验数据如下表。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
水柱长度L/厘米 5 10 20 5 10 20 5 10 20
横截面积S/厘米2 1 1 1 1.5 1.5 1.5 2 2 2
电阻 R/×103欧 6 12 24 4 8 16 3 6 12
根据实验数据可知，小明实验时所选择的灵敏电流计的量程是____。
A．20毫安 B．10毫安 C．1毫安
（4）小明要设计一个横截面积为0.5厘米2的防电器，若人体电阻为1945Ω，为保障通过人体的电流不超过10毫安，防电器内的水柱长度应不小于多少厘米 (结果保留一位小数)
32．小明从废弃的电热器上拆下一个加热部件（如图甲），该部件由阻值不变的两根电阻丝R1、R2构成，小明设计了图乙的电路对该部件进行检测，其中R0=22Ω，M、N为接线柱。
（1）电阻丝加热时，电能转化为　 　能；
（2）用导线把M和N连接，只闭合开关S1，电流表示数为1A，则电源电压为　 　V；
（3）把M接A，N接B，只闭合开关S1，电流表示数为0.5A，求R1的阻值。　 　
（4）用导线把B和C连接，然后将M接A，N接B，闭合开关S1和S2，电流表示数为1.5A；检测结束后，小明利用该部件重新组装一个加热器，求新加热器接入220V电路中能达到的最大电功率。　 　
33．面馆大锅捞面条通常用长筷子（为避免被蒸汽烫伤），并辅以漏勺（图甲），家里捞面条通常只用筷子即可，为什么面馆需要漏勺呢？带着这样的问题，小金实地勘察并查阅资料后，建立了筷子横拿时的模型，如图乙所示，AC长度为40厘米，BC长度为36厘米，C、C1为面条所在位置。请回答下列问题：
（1）筷子在使用时属于　 　杠杆。
（2）若要使筷子对面条的压力为2牛，需要在B点施加的力为多少牛？
（3）已知AB长度与A1B1长度相等，AC长度大于A1C1长度，请列式分析长筷子捞面条需要配漏勺，而短筷子不需要的原因。
答案解析部分
1．【答案】B
2．【答案】D
3．【答案】A
4．【答案】D
5．【答案】D
6．【答案】D
7．【答案】A
8．【答案】B
9．【答案】C
10．【答案】C
11．【答案】D
12．【答案】D
13．【答案】B
14．【答案】C
15．【答案】B
16．【答案】裂变；聚变
17．【答案】电能；其他形式能；电能
18．【答案】（1）省力
（2）C
19．【答案】135；2025
20．【答案】（1）热传递
（2）<
21．【答案】（1）200
（2）1.52×105
22．【答案】变小；η ＜η
23．【答案】向前；4×104；144
24．【答案】（1）3.36A
（2）60kW·h；1500h
25．【答案】（1）电流表
（2）1.2
（3）B
（4）
26．【答案】（1）热传递
（2）C
（3）0.9q
（4）3.5X103J/(kg·℃)
27．【答案】（1）所挂重物的重力(质量)；水吸收的热量
（2）N（h杯-h水）/C（t2-t1）
28．【答案】（1）不发光
（2）0.75
（3）S1、S2均关闭；U（I2-I1）/I1I2
29．【答案】（1）化学能和热能
（2）解：F=G=mg=90kg×10N/kg=900N
答：此时整车对地面压强为9×104Pa。
（3）解：W=W总×η=48伏×12安×3600秒×80%=1658880J
答：该电动自行车最多能连续电动行驶4.1472×104米。
30．【答案】（1）物体间力的作用是相互的或力能改变物体的运动状态
（2）导弹受到的重力大于阻力，所以向下加速
（3）解：s=vt=200m/s×60s=12000m
W=Fs=fs=800N×12000m=9.6×106J
31．【答案】（1）W = (U2 /R) t= (220V) 2÷55Ω×10s = 8.8×10 3J
（2）增大导体长度，减小导体横截面积
（3）A
（4）U2=IR2=0.01A×(55Ω+1945Ω)=20V U1=U -U2=220V-20V=200V R1=U1÷I=200V÷0.01A=2×10 4Ω ， 得 L = 8.3cm
32．【答案】（1）内
（2）22
（3）22Ω
（4）3300W
33．【答案】（1）费力
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×AC=F×AB；
2N×40cm=（40cm-36cm）×F；
解得：F=20N。
（3）普通筷子的动力为 ；长筷子的动力
因为AB长度与A1 B1长度相等，AC长度大于A1C1长度，在捞相同质量的面条时，长筷子更费力，所以长筷子捞面条需要配漏勺，而短筷子不需要
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