第3章 能量的转化与守恒 综合测试（含答案）

第三章能量的转化与守恒试卷
一、选择题(共15题；共45分)
1．（3分）能量形式多种多样，下列有关物体具备的能量描述错误的是（　　）
A．风具有风能 B．奔跑的豹有动能
C．食物中有化学能 D．跳水运动员有弹性势能
2．（3分）各种运动项目中都涉及能量及其转化，下列有关说法正确的是（　　）
A．图①，掷出后的铅球到达最高点时动能为零
B．图②，蹦床运动员在下落到最低点时动能最大
C．图③，射出的箭的机械能是由弓的弹性势能转化而来
D．图④，运动员起跳时的动能只转化为撑杆的弹性势能
3．（3分）如图所示，农业基地的技术员正在遥控无人机给农田喷洒农药。若无人机喷洒农药的过程中保持在同一高度匀速飞行，则无人机（含农药）的（　　）
A．重力不变 B．动能不变
C．重力势能减小 D．机械能不变
4．（3分）王刚同学在体育活动中用60N的力将重为5N的足球踢出，足球沿运动场运动60m后才停下来。则王刚同学踢球的过程中，对足球所做的功是（　　）
A．0J B．3600J C．300J D．无法确定
5．（3分）如图甲所示，同一木块放在同一水平面上，先后两次沿水平方向拉动木块使其做匀速直线运动。两次拉动木块的s-t图像分别是图乙中的图线①②。则下列物理量相等的是（　　）
A．木块前后两次所受的摩擦力
B．木块前后两次运动的速度
C．前后两次在相同时间内拉力所做的功
D．前后两次拉力的功率
6．（3分） 下列四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是 (　　)
A．园艺剪B．筷子C．瓶盖起子D．核桃夹
7．（3分） 如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力的方向，使其从位置①到位置②，再到位置③。此过程中，弹簧测力计的示数将 (　　)
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变小后变大 D．先变大后变小
8．（3分）如图所示，在均匀杠杆的A 处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是(所用钩码均相同) (　　)
A．两侧钩码同时向支点移动一格
B．两侧钩码下方同时加挂一个钩码
C．左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码
D．左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格
9．（3分）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
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
10．（3分）在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（　　）
A．车对地面的压力与车的重力是一对平衡力
B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力
C．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为1200N
D．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为800N
11．（3分）一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按如图所示的两种方法拉车（不计绳子与滑轮间的摩擦及滑轮自重），下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙都省力 B．甲省力，乙不省力
C．甲不省力，乙省力 D．甲、乙都不省力
12．（3分）下列四幅图中利用热传递来改变物体内能的是 (　　)
A．钻木取火 B．煤炉烧水
C．压缩空气升温 D．搓手取暖
13．（3分）小科用如图所示的电路探究“电流通过导体产生热量多少与电阻的关系”，下列说法正确的（　　）
A．玻璃管越粗实验现象越明显
B．两烧瓶中分别装等质量的水和煤油
C．需控制两烧瓶中电阻丝的长度、横截面积、材料均相同
D．该装置还可研究导体产生的热量与电流大小的关系
14．（3分）小浔同学用如图所示电路探究“电功率与电压的关系”，灯的规格分别为L1“2.5V0.3A”、L2“3.8V0.3A”。下列观点正确的是（　　）
A．实验中将两灯串联的目的是使两灯通电时间相同
B．改变电源电压可以使两灯同时正常发光
C．该实验能探究出电功率跟电压的定量关系
D．灯L1和L2的亮暗是由额定电压和额定功率共同决定
15．（3分）近日我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆并网成功，标志着我国打破了国外核电技术垄断，正式进入核电技术先进国家行列。下列关于核电站说法正确的是（　　）
A．核电站反应堆产生的核废料对环境没有污染
B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变
D．核电站发生的能量转化是：化学能→内能→机械能→电能
二、填空题(共8题；共38分)
16．（4分）2023年4月中国“人造太阳”成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造新的世界纪录，
（1）（2分）其反应原理与太阳类似，是通过核　 　，释放巨大的核能，从而获得高温。
（2）（2分）“人造太阳”加热功率超过1×1012瓦，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达　 　千瓦时。
17．（4分）家用电能表示数如图，读数　 　kW·h.只使用空气炸锅正常工作20分钟，该电能表转过1200转，则空气炸锅的实际功率为　 　。
18．（6分）如图所示为吊车正在起吊货物的示意图。该吊车通过液压伸缩撑杆DE推动吊臂OB，使吊臂OB绕О点转动至图示位置，然后用钢绳通过滑轮将货物缓慢吊起。
（1）（2分）若液压伸缩撑杆DE推动吊臂OB的力为动力，则当吊臂转到图示位置，吊臂相当于　 　 (选填“省力”、“等臂”、“费力”)杠杆。
（2）（2分）使用该吊车起吊过重的物体时，可能会导致吊车侧翻，为了避免发生吊车侧翻事故，可以适当　 　(选填“延长”、“缩短”)吊臂OB的长度。
（3）（2分）吊车的吊臂上安装了由滑轮A和滑轮B组成的滑轮组。与工人直接搬运货物到高处相比，使用该滑轮组将货物提升到同一高度，可以实现____。
A．省力 B．省功 C．提高功率 D．增加有用功
19．（4分）如图甲所示为小乐制作的简易“蒸汽船”模型，将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”向左行驶。
（1）（2分）蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过　 　改变水的内能。
（2）（2分）铜管向右喷蒸汽，“蒸汽船”向左行驶，这个过程的能量转化与如图乙所示的汽油机的　 　（选填字母）冲程相同。
20．（6分）如图甲是一款多功能电暖器，其内装有导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同档位之间的切换。图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同，已知中温档额定功率为1000W。
（1）（2分）电暖器是利用电流的　 　效应来工作的。
（2）（2分）电暖器低温档工作时，开关应处于　 　位置（填“1”“2”或“3”）。
（3）（2分）电阻R的阻值为　 　Ω。
21．（6分）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）（2分）如图a所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向　 　旋（选填“左“或“右”）。
（2）（2分）如图b所示，在A位置上挂两个相同钩码，应该在B位置挂上　 　个同样的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
（3）（2分）如图c所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
22．（4分）如图所示，建筑工地上一质量为的工人正抡锤打桩，已知锤重，锤柄质量忽略不计，当工人抡起锤子姿势保持不动，两点间距离30厘米，两点间距离50厘米．则此时工人左手对锤柄竖直向下的拉力为　 　N；人对地面的压力大小为　 　N．
23．（4分）“华龙一号”是我国百万千瓦级第三代大型先进压水堆核电技术，作为我国当前最先进、最安全的核电站技术，具有完全自主知识产权，是走出国门的新名片。
（1）（2分）“华龙一号”核反应堆内部发生的是　 　的链式反应（选填“核聚变”或“核裂变”）。
（2）（2分）图中是核辐射标志的是　 　。（填字母）
三、实验探究题(共4题；共42分)
24．（12分）物体动能的大小与质量和速度有什么关系？为探究此问题，小科用相同的斜面、长木板、纸盒和两个不同质量的小球，设计了如图所示的甲、乙、丙三个实验，通过比较分析，得出结论。
（1）（3分）小科是通过观察　 　来比较小球动能的大小；
（2）（3分）甲、乙两次实验中，小球从斜面同一位置静止释放，是为了控制　 　相同；
（3）（3分）通过对比甲、丙两次实验可得出结论是：　 　；
（4）（3分）若长木板绝对光滑，本实验还能达到探究目的吗？并说明理由：　 　。
25．（9分）小金在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用了额定电压为2.5V的灯泡，“1A 20Ω”的滑动变阻器，6V的学生电源进行实验。
（1）（3分）请把实物电路图连接完整，要求滑片P向左移动，电流表示数增加。
（2）（3分）连接好电路，刚闭合开关时，无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。小金分析故障的原因是小灯泡灯丝断了，她判断的依据是　 　。
（3）（3分）排除故障后，小金调节变阻器直至小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　。
26．（9分）小金为研究“斜面的机械效率与斜面倾斜角度的关系”，进行了如图所示的实验：
①将一块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h.
②用弹簧测力计测出小车的重力G.
③用弹簧测力计将小车从斜面底端匀速拉至顶端，记录弹簧测力计示数F.
④改变斜面的倾斜角度，重复上述实验后，相关数据如下表。
实验序号 斜面的倾斜角度 小车的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率
1 较小 10 0.2 3.6 1 ____
2 适中 10 0.4 7.01 1 57.1%
3 较大 10 0.6 8.5 1 70.6%
（1）（3分）在第一次实验中，斜面的机械效率为　 　
（2）（3分）根据实验数据，可以得到的实验结论为　 　
（3）（3分）斜面的机械效率还与哪些因素有关 　 　
27．（12分）为探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”，小乐进行了如下实验：
实验1：组装如图甲所示装置（气密性良好），并接到电压恒为6V的电源上，通电1分钟。其中密封容器A、B中各有一段10Ω的电阻丝、等量的空气，容器顶端各连通一个装水的U型管（管内封闭等量的空气且水面相平），R是与B中电阻丝并联的10Ω的定值电阻。
实验2：断开实验1中电路，将B中原有电阻丝更换为5Ω的电阻丝，如图乙所示。待装置冷却后，再次通电1分钟。
（1）（3分）小乐进行实验1是为了探究电流通过导体产生的热量与　 　是否有关。
（2）（6分）若实验2中发现与B连通的U型管中水面始终保持相平。针对此异常现象，小乐初步判断有如下几种可能：①容器B中出现断路；②容器B中出现短路；③容器B出现漏气。
为了找出原因，小乐观察比较了实验1与实验2，通电1分钟后，与A连通的U型管中水面的高度差。若两次实验高度差相同，则故障原因是　 　（选填“①”“②”或“③”，下同）；若实验2的高度差大，则故障原因是　 　。
（3）（3分）通过实验，小乐验证了电流产生的热量与导体的电阻大小有关，此结论可以解释下列现象中的____。
A．正常工作时，“36V54W”的灯泡比“12V6W”的灯泡亮
B．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C．电饭煲工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
四、解答题(共4题；共35分)
28．（10分）如图甲所示燕尾夹包括夹柄和夹体，夹体的截面为三角形。夹柄是钢丝制成，与夹体相连接的一端可活动，燕尾夹柄可简化为杠杆ABC，其中AB=BC，以图乙方式按住C点打开该夹子，力F垂直于夹柄所在平面。
（1）（2分）杠杆ABC的支点为　 　（选填“A”“B”或“C”）。
（2）（4分）若F大小为10N时，刚好可以打开夹子，则夹体给杠杆的作用力至少为多少牛
（3）（4分）在不改变夹体的前提下，为能更轻松的打开夹子，可以使用什么办法，并列式说明理由。
29．（7分）在斜面上将一个质量为0.4ｋｇ的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端（如图所示），所用时间为4ｓ，斜面长ｓ＝1ｍ、高ｈ＝0.2ｍ，该斜面的机械效率为80％。求：
（1）（3分）拉力所做的有用功；
（2）（4分）拉力所做的总功率。
30．（9分）如图，建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料，3s内重物匀速上升了3m，图乙是滑轮组工作时拉力F与物体上升高度h的关系图像。（忽略绳重和摩擦）
（1）（2分）3s内绳子自由端移动的距离是　 　m；
（2）（3分）3s内拉力做功的功率是多少？
（3）（4分）已知提升1500N重物时，该装置的机械效率为75％，求动滑轮的重。
31．（9分）如图甲所示的净热一体机能实现净水、加热一体化，即开即饮。小周同学选取了市面上某款产品进行研究，内部加热电路如乙图所示，其中发热元件的电阻R1=R2=48.4Ω，额定电压为220V。可实现95℃热水档、45℃中温挡和常温档三个挡位的切换。
（1）（2分）净热一体机在制热水时，加热电路此时的能量转化为　 　
（2）（3分）当开启45℃中温挡时，此时加热电路的电热功率为
（3）（4分）该款净热一体机宣传称“在95℃热水档状态下出水量能达到1.2L/min”这是真的吗 请通过计算说明。(已知水的初温为20℃，c水=4.2x103J/kg℃)
答案解析部分
1．D2．C3．C4．D5．A6．B7．C8．D9．C10．C11．C12．B13．D14．B15．B
16．（1）聚变（2）6×108
17．8633.5；1200
18．（1）费力（2）缩短（3）A；C
19．（1）热传递（2）A
20．（1）热（2）1（3）48.4
21．（1）右（2）1（3）变大
22．100；560
23．（1）3000（2）300
24．（1）纸盒在水平面移动的距离
（2）小球到达水平面时的初始速度
（3）质量一定时，物体的速度越大，动能也越大
（4）不能。如果绝对光滑，物体在水平面将永远做匀速直线运动
25．（1）
（2）电路故障分析，电流表无示数，电路中存在断路，电压表有示数，小灯泡断路；电流表有示数，电路中存在短路，电压无示数，小灯泡短路。
（3）0.75
26．（1）55.6%
（2）在小车重力一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；
（3）斜面的粗糙程度
27．（1）通过导体的电流大小
（2）③；②
（3）C
28．（1）B
（2）作用力垂直于燕尾所在平面时，动力臂是BC，阻力臂是AB，AB=BC，即动力臂等于阻力臂，
此时动力与阻力相等，若F大小为10N时，刚好可以打开夹子，则夹体给杠杆的作用力最小是10N；
答：夹体给杠杆的作用力最小是10N。
（3）由杠杆的平衡条件可得：F1L1=F2L2，在不改变夹体的前提下，阻力和阻力臂都不变，为能更轻松的打开夹子，减小动力，应该是动力臂最长，因而在C点用力，且力的方向垂直BC。
29．（1）W有=G·h=mg·h=0.4kg×10N/kg×0.2m=0.8J
（2）W总=W有/η=0.8J/80%=1J
P总=W总/t=1J/4s=0.25w
30．（1）9
（2）解：W=FS=3000N×9m=27000J
P===9000w
（3）解：设动滑轮和重物提升的高度为h
η=×100％
75％=
G动=500N
31．（1）热能
（2）当开启45℃中温挡时，此时开关S1闭合，S2断开，R1接入电路。
此时加热电路的电热功率：
（3）在95℃热水档状态下，
电路中电阻为
电功率为
1分钟产生的热量
由密度公式知道，1.2L水的质量是：m=ρ水 V=1.0×103 kg/m3 ×1.2×10-3m3 =1.2kg
水所需的热量：
故该宣传不对。
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