第三章能量的转化与守恒单元核心素养诊断卷（稍难）-2025-2026学年浙教版科学九年级上册（含解析）

九上第三章能量的转化与守恒单元核心素养诊断卷
本试卷总分160分、考试时间120分钟。除特殊说明外，全卷计算中g均取10N/kg。
一、单选题（每题3分，共45分）
1．"车窗抛物"扔掉的不仅是文明，还会引发事故，因为从高速行驶的车中抛出的物体具有较大的（　　）
A．动能 B．重力势能 C．质量 D．弹性势能
2．如图所示的杠杆中，属于费力杠杆的是（　　）
A．钳子 B．镊子 C．自行车手闸 D．天平
3．下列家用电器在工作中，将电能主要转化为机械能的是（　　）
A．电饭锅 B．电风扇 C．电视机 D．电热水壶
4．拉渡船是一种用人力拉动绳索使船体前进的摆渡工具。下列图示的四种拉渡方案中，最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
5．某同学通过斜面实验认识能量、运动和力的关系（如图，A、B两点等高）。忽略摩擦及空气阻力，小滑块由静止滑下，下列说法错误的是（　　）
A．小滑块下滑过程中机械能守恒
B．小滑块上升过程中内能不断增加
C．小滑块从A点静止滑下，能到达B点
D．小滑块起始位置越高，到达斜面底端速度越大
6．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
7．水平桌面上的文具盒在水平拉力作用下，沿拉力的方向移动一段距离，下列判断正确的是（　　）
A．文具盒所受拉力做了功 B．文具盒所受支持力做了功
C．文具盒所受重力做了功 D．没有力对文具盒做功
8．班级进行了大扫除，对此相关的描述合理的一项是
A．清理一体机时，由于外壳已接地，无需关闭电源
B．将凳子放到桌面上，人对凳子施加了力但没有做功
C．用湿抹布擦拭后的黑板过段时间就干了，这是水的汽化现象
D．阳光下，看到空气中灰尘飞舞，说明分子在不停地做无规则运动
9．在水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推动，如图甲所示。 此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示，下列说法不正确的是（　　）
A．1到3s内，木箱受到的滑动摩擦力为200N B．0到1s 内，推力不做功
C．3到5s内，推力做功为400J D．1到3s内，推力的功率恒为300W
10．如图所示，在做模拟“蹦极”的小实验时，橡皮筋的一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点。若整个过程不计空气阻力，则小石块从A点到C点的运动过程中（　　）
A．小石块在C点时，它具有的机械能最小
B．从A点下落到B点的过程中，小石块的机械能减小
C．从B点下落到C点的过程中，小石块的机械能先增大后减小
D．小石块减少的重力势能全部转化为动能
11．如图甲是一种新型的生活小家电——蒸蛋器，它能最大程度保证鸡蛋的营养成分不被破坏和流失。图乙为它的原理图，每次使用时需向蒸蛋器内加入一定量的水，当水烧干后，温控开关自动断开，鸡蛋即可蒸熟。下列有关说法中不正确的是（　　）
A．该发热器是利用电流的热效应工作的
B．该发热器正常工作时的电阻为121Ω
C．指示灯正常工作时，通过指示灯的电流为0.01A
D．蒸鸡蛋时发热器消耗的电能等于鸡蛋增加的内能
12．甲装置：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，观察发生的现象。乙装置：烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。下列说法正确的是（　　）
A．甲：迅速向下压活塞的过程中，筒内空气温度不变
B．甲：活塞下压的过程相当于内燃机的压缩冲程
C．乙：给瓶内打气至瓶塞跳出前，瓶内空气内能减小
D．乙：瓶塞跳出的过程相当于内燃机压缩冲程
13．用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F1=30N，绳b对人的拉力为F2=480N。此过程（　　）
A．有用功为300J B．F1做的功等于F2做的功
C．F1做的功小于F2做的功 D．滑轮组的机械效率为80%
14．如图所示，小科在相同时间内，用相同大小的力，将不同质量的物体在不同的水平面上分别移动相同的距离。在此过程中，该力所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，下列说法正确的是（　　）
A． B．
C． D．
15．一个用半导体材料制成的电阻D，其电流I随它两端电压U的关系如图（a）所示，如果它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P。现将它们连接为如图（b）所示的电路，再接在该电源的两端，设电阻D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，下列判断中错误的是（　　）
A．P1>P2 B．P1>4PD C．PD二、填空题（每空2分，共40分）
16．如图，单摆小球从左侧A点由静止释放经过最低点B然后到达右侧最高点C点(忽略绳子形变)。
（1）小球摆动到　 　点时动能最大；
（2）若小球到达C点时，所受的外力突然全部消失，则小球将　 　。
（3）由图分析可知，小球从A点运动到C点过程中，机械能　 　(选填“守恒”或“不守恒”)。
17．如图，狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动，它对雪橇的水平拉力为100牛。
（1）以地面为参照物，雪橇处于　 　（填“静止状态”或“运动状态”）。
（2）雪橇运动5米，狗的拉力对雪橇做功为　 　焦。
（3）货物和雪橇保持相对静止且两者的接触面水平，不计空气阻力，则雪橇对货物的摩擦力为　 　牛。
18．如图所示，小科设计了两种测量摩擦力的方法。
（1）图甲中，根据　 　原理，测量时须沿水平方向匀速拉动木块才能测出木块的摩擦力；
（2）图乙中，将木块A、B叠放在水平桌面上，分别用弹簧测力计拉(B不会从A上落下)，当A被匀速拉动5cm时，弹簧测力计a的示数为30N，弹簧测力计b的示数为90N，则B受到的摩擦力方向是　 　，物体A 克服地面摩擦力所做的功是　 　J。
19．年糕是舟山市的传统食物，属于农历新年的应时食品。如图是切年糕的机器，请回答下面的问题：
（1）该机器属于　 　杠杆（选填“省力”或“费力”）。
（2）小舟切年糕时想更轻松，应将年糕靠近刀片　 　端，（选填“A”或“B”），同时动力的方向应选择图中的　 　（选填“1”“2”或“3”）。
20．随着科技发展，某城市新建的智能公交专用道采用了创新的能量收集与利用技术。在公交专用道的路面铺设了特殊的能量收集板，它不仅能收集车辆行驶过程中的机械能，还能利用太阳能为电动公交车提供辅助充电。
（1）能量收集板的表面设计成带有微小凸起的纹理结构，通过　 　，从而增大了公交车行驶时的摩擦力。
（2）能量收集板下安装了感应线圈，利用了　 　原理：当公交车在专用道行驶时，车辆的振动使感应线圈产生磁场。当公交车底部的接收线圈靠近该磁场时就会产生电流，实现对行驶中的公交车无线充电。
（3）在一段200米长的智能公交专用道测试路段，当测试公交车以72千米/小时匀速通过该路段时，测试车的充电功率为15千瓦。该测试车通过该路段获得的电能为　 　焦。
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．重2牛的物体A挂于弹簧测力计下，分别做图甲、乙、丙所示的匀速直线运动，运动的速度v1=v3=0.1m/s，v2=0.2m/s，物体A沿速度方向均运动了0.5米。（不考虑空气阻力）
（1）图甲中弹簧测力计对A做功为　 　焦；
（2）图乙中弹簧测力计对A做功的功率为　 　瓦；
（3）图内中弹簧测力计对物体A没有做功，原因是物体在力方向上通过的距离等于　 　米。
三、实验探究题（每空2分，共40分）
23．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟　 　有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟　 　有关；
【进行实验】他们做了如图的三次实验，其中甲、乙两图，小球从同一高度下落是为了控制　 　相同；
【实践应用】用　 　两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
24．学习了杠杆知识后，小敏利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件，选择的器材有：铅笔、橡皮若干(每块橡皮质量为10g)、细线、刻度尺、弹簧测力计等。
（1）将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止后如图甲。若想调节铅笔水平平衡，应该将细线向　 　(选填“左”或“右”)移动。
（2）调节水平平衡后，用细线绑定数量不等的橡皮挂在杠杆支点两侧，如图乙所示。做了几次实验后，将数据记录在如下表中。得出结论：“ ”
次数 动力F1(N) 支点到动力作用点的距离l1(m) 阻力F2(N) 支点到阻力作用点的距离l2(m)
1 0.2 0.04 0.4 0.02
2 0.2 0.04 0.1 0.08
3 0.3 0.05 0.3 0.05
小江认为该结论不正确，实验需进一步完善，则小江接下来的操作是 。
A．改变力的大小，测出支点到作用点的距离，测多组数据
B．改变力的方向，测出支点到力的作用线的距离，测多组数据
（3）铅笔水平平衡后，小敏不小心将前端细长的铅笔芯弄断了(如图丙)，她立刻将铅笔稳住，并将铅笔芯放到左端细线下方固定(如图丁)，则铅笔 。
A．右端下沉 B．左端下沉 C．仍然水平平衡
25．某校学习小组在老师的指导下探究电流通过导体时产生热量大小跟什么因素有关。实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。
（1）实验中通过观察U形管的液面高度变化来反映电流通过导体时产生热量的大小，这种方法在科学上称为　 　。
（2）图甲电路通电一段时间后，若发现右侧U形管液面高度几乎不变，已知电路正常，则出现该现象的原因可能是　 　。
（3）将装置调整后重新开始实验，一段时间后实验现象如图甲所示，则实验结论是　 　。
（4）将3个电阻按照如图乙所示方式连接，替换图甲中的装置连接到电路中，重新进行实验。在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面的高度变化，该实验探究的是电流通过导体时产生热量的大小跟　 　因素的关系。
26．高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”，高空物体具有较大的重力势能，存在巨大的安全隐患。研究性学习小组为探究重力势能大小与哪些因素有关，开展如下实验：在透明容器中装入足量细沙，将质量不同的实心铁块举高到距小桌面不同高度处由静止释放( 铁块碰到小桌面后与小桌一起运动，使桌腿陷入细沙中，用刻度尺测出桌腿进入细沙中的深度，实验记录如下：
实验组数 铁块质量 铁块离桌面的距离(h1 小桌腿进入细沙的深度h/ cm
1 m h1 1.9
2 m h2 2.9
3 2m h2 3.8
（1）释放实心铁块时，应使铁块由“静止”开始下落，其目的是　 　。
（2）实验是根据　 　来判断小球重力势能的大小。
（3）根据表中1和2组实验数据，可以得出的结论是：　 　。
（4）若三次实验撞击小桌后，发现每次小桌的桌腿都全部陷入细沙中。为了完成实验，应采取的改进措施是　 　。
27．某同学利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率(已知电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V)。
（1） 用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
（2）闭合开关发现电压表、电流表指针处于图乙所示位置，此时灯泡　 　(选填“不发光”、“正常发光”或“比正常亮”)。产生这一现象的可能原因是　 　(写出一种即可)。
（3）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-1图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W。
四、解答题（共35分）
28．（6分）新能源纯电功汽车因其环保、节能、高效、维护方使等诸多优势，将来有望取代燃油车成为人们日常使用的重要交通工具，现在常德市的出租汽车中就已出现了纯电动汽车的靓丽身影。电动汽车提供能量的装置为车内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。如图所示为国内某型号的纯电动汽车，若该车和车内乘客的总质量为2.4×103kg.每个车轮与地面的接触面积为0.01m2.当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，此时电池组加在电动机两端的电压为320V，通过电动机的电流为60A.若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，求：(g取10N/kg)
（1）该电动汽车此时对地面的压强；
（2）该电动汽车将电能转化为机械能的效率；
（3）该电动汽车电动机线圈的电阻。
29．（6分）氢能源汽车使用的是氢燃料电池，工作原理示意图如图所示。电池工作时，在催化剂的作用下氢原子失去电子形成氢离子，穿过电极A通过电解液移动到电极B与氧离子结合形成水分子；而电子则从电极A经外部电路通过电动机到达电极B，形成电流。
（1）从能量转化的角度，分析氢燃料电池工作时是将化学能直接转化　 　能。
（2）氢燃料电池工作时，通过电动机的电流方向是　 　（选填“从左到右”或“从右到左”）。
（3）若将在制氢过程中基本上没有碳排放而得到的氢气称为绿氢。则下列方式可制得绿氢的是　 　（填字母）。
A．风力发电制氢 B．太阳能光伏发电制氢 C．火力发电制氢 D．潮汐能发电制氢
30．（8分）厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕.该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中 R1、R2均为发热电阻(假定电阻不随温度变化)，部分参数如下表所示.求：
额定电压/V 220
额定功率/W 高温1100
中温880
低温176
（1）当开关 S1断开，单刀多掷开关 S2打到3时，蛋糕机处于　 　挡(选填“高温” “中温”或“低温”)；
（2）该蛋糕机以高温挡正常工作时，10分钟产生的热量；
（3）该蛋糕机正常工作时 R2的电阻值；
31．（7分）图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）太阳能“摆叶花”在太阳光照射下能摆动起来。其能量转化可表示为：　 　；
（2）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。磁铁受到的重力是 牛。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析　 　。
32．（8分）某工地上用如图所示的滑轮组，匀速提升质量为240kg的物体，在物体上升0.8m的过程中，此滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，求：
（1）滑轮组做的有用功。
（2）拉力F的大小。
（3）动滑轮的重力。
（4）若用该滑轮组吊起4400N的重物，则此时滑轮组的机械效率为多少？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】动能和势能的概念；动能的影响因素
【解析】【分析】物体由于运动具有的能叫动能。动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】从高速行驶的车中抛出的物品能砸伤周边的行人等，由于抛出的物体以极快的速度在运动，故具有很大的动能，能够把路人砸伤。
故答案为：A。
2．【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】由杠杆平衡条件可知，当动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，为费力杠杆。【解答】A、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C、自行车手闸使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D、天平使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故D不符合题意。
故答案为：B。
3．【答案】B
【知识点】能的多种形式
【解析】【分析】根据各种用电器的能量转化过程判断。
【解答】A.电饭锅将电能转化为内能，故A不合题意；
B.电风扇将电能转化为机械能，故B符合题意；
C.电视机将电能转化为光能和声能，故C不合题意；
D.电热水壶将电能转化为内能，故D不合题意。
故选B。
4．【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】定滑轮可以改变力的方向，但不能省力；动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。【解答】由图A知道，绳子的一端栓在柱子上，人在船上拉绳子的另一端，此时人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等；
由图B知道，绳子的一端栓在桅杆上，人在岸上拉绳子的另一端，此时人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等；
由图C知道，绳子的一端栓在桅杆上，绳子绕过柱子，人在岸上拉绳子的另一端，此时柱子相当于一个定滑轮，人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等；
由图D知道，将绳子的一端栓在柱子上，绳子绕过桅杆，人在岸上拉绳子的另一端，此时桅杆相当于一个动滑轮，人对绳子的拉力等于水对船的阻力的一半，可知使用定滑轮最省力。
故答案为：D。
5．【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】机械能包括动能和势能，忽略空气阻力和摩擦，可知没有能量转化为内能，即机械能守恒。动能与物体的质量和速度有关，质量一定时，速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大。【解答】A、忽略摩擦及空气阻力，小滑块运动过程中只有动能和重力势能的转化，机械能守恒，故A正确，不符合题意；
B、小滑块上升过程中，因忽略摩擦及空气阻力，小滑块的内能不变，故B错误，符合题意；
C、小滑块在滑动时机械能守恒，A点和B点等高重力势能和动能都相等，所以从A点静止滑下，能到达B点，故C正确，不符合题意；
D、小滑块在斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度越大，故D正确，不符合题意。
故答案为：B。
6．【答案】D
【知识点】常用电热器
【解析】【分析】从家庭电路的电压及人体安全电压、安全电流分析解答。家庭电路电压为220伏。人体安全电压≤36伏，安全电流30毫安以下。
【解答】A.3000安培远超安全电流，不安全，所以不正确
B.焦耳是电功单位，电功与功率和用电时间有关，所以不正确
C.伏特是电压单位，3000伏远超家庭电路或工厂用电电压，所以不正确
D.瓦特是电功率单位，显示用电器工作时的电功率，符合实际情况，所以正确
7．【答案】A
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的条件是物体在力的方向上有移动距离。
【解答】由题知，文具盒在水平桌面上运动，即在水平方向上有移动距离。做功的条件是物体在力的方向上有移动距离。
AD、文具盒在拉力的方向上移动了距离，所以拉力做功，故A正确，D错误；
B、文具盒在支持力的方向上没有移动距离，所以支持力不做功，故B错误；
C、文具盒在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，故C错误；
故答案为：A。
8．【答案】C
【知识点】分子的热运动；汽化及汽化吸热的特点；安全用电原则；力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的条件：物体在力的方向上移动距离。
【解答】A、清理一体机时，虽然外壳已接地，但为了安全，仍需关闭电源，故A错误；
B、将凳子放到桌面上，人对凳子施加了力，凳子在该力的方向上移动的距离，可知人对凳子做了功，故B错误；
C、水由液体转化为气态，属于汽化现象，故C正确；
D、空气中的灰尘可见，不属于微观粒子，不能说明分子在不断地做无规则运动，故D错误。
故答案为：C。
9．【答案】D
【知识点】影响摩擦力大小的因素；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】 A.先根据图丙分析3-5s内，木箱的运动状态，然后根据图乙读出木箱受到的推力，再根据二力平衡条件得出滑动摩擦力的大小，根据影响滑动摩擦力大小的因素即可得出1-3s内，木箱受到的摩擦力；
B.做功的两要素：有力作用在物体上、在力的方向上移动了距离；
C.先根据图丙分析3-5s内，木箱的运动状态，根据速度公式求出木箱运动的距离，根据W=Fs算出功；
D.根据图乙和图丙可知1-3s内推力的大小和木箱的运动情况，根据P=Fv求出知1-3s内推力做功的功率；
【解答】A．根据丙图可知，在3到5s内，木箱做匀速直线运动，此时它受到的摩擦力和推力为一对平衡力。根据二力平衡条件可知，木箱受到的摩擦力f = F = 200N。
根据丙图可知，木箱在1到3s内做加速运动。
由于物体间接触面粗糙程度与物体间压力不变，木箱受到的滑动摩擦力不变，
则1到3s内，木箱受到的摩擦力大小为200N，故A正确不符合题意；
B．根据丙图可知，0到1s内，物体处于静止状态，没有移动距离，所以推力不做功，故B正确不符合题意；
C．根据丙图可知，3到5s内，木箱做匀速直线运动，木箱的速度v =1.0m/s
则木箱移动的距离s = vt = 1m/s×2s= 2m
则推力做功W = Fs = 200N×2m= 400J
故C正确不符合题意；
D．由图乙可知，1到3s内，推力F =300N，
由图丙可知，木箱做加速运动，
根据可知，此时推力做功的功率不断增加，故D错误符合题意。
故选D。
10．【答案】A
【知识点】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）机械能等于动能和重力势能的和，通过判断石块的动能和重力势能的变化，推断C点时机械能的大小；
（2）从A到B，橡皮筋没有伸长，因此小球只受重力，没有其它能量损耗；
（3）将小球和橡皮筋看做一个整体，在小球下降的过程中，它的机械能会转化为橡皮筋的弹性势能；
（4）在小石块下降时，如果橡皮筋伸长，那么它的重力势能还会转化为橡皮筋的弹性势能。
【解答】A.小石块在C点时，速度为0，动能为0；高度最小，即重力势能最小，因此它具有的机械能最小，故A正确；
B.从A到B的过程中，橡皮筋没有伸长，因此不受弹力；这个过程中只有重力作用，没有机械能的损耗，因此机械能不变，故B错误；
C.从B点下落到C点的过程中，橡皮筋不断伸长，它的弹性势能逐渐增大，那么小石块的机械能逐渐减小，故C错误；
D.小石块减少的重力势能转化为自身的动能和橡皮筋的弹性势能，故D错误。
故选A。
11．【答案】D
【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】 A.根据发热器的工作原理分析；
B.根据可知该发热器正常工作时的电阻；
C.根据P=UI可知指示灯正常工作时通过指示灯的电流；
D.工作过程中有能量损耗，据此分析。
【解答】A.该发热器是利用电流的热效应工作的，故A正确；B.根据可知，该发热器正常工作时的电阻，故B正确；
C.根据P=UI可知指示灯正常工作时，通过指示灯的电流为，故C正确；
D.蒸鸡蛋时发热器消耗的电能大于鸡蛋增加的内能，故D错误。
故选D。
12．【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系；物体内能的改变方法；热机的工作原理
【解析】【分析】A.一般情况下，温度升高，内能增大；温度降低，内能减小；
B.热机的压缩冲程将机械能转化为内能；
C.根据能量转化的知识判断；
D.热机的做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】A．当把活塞迅速压下去后，活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能，则气体的温度升高，故A错误；
B．活塞下压后反弹的过程中，将机械能转化为内能，相当于内燃机的压缩冲程，故B正确；
C．用气筒向装有少量水的烧瓶里打气，瓶内气压增大，内能增大，故C错误；
D．瓶塞跳出的过程，将水蒸气的内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程，故D错误。
故选B。
13．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】有用功是为达到目的必须所做的功。机械效率就等于有用功除以实际做的总功。
【解答】A．做的功为有用功，大小为，所以A不符合题意；
BC、做的功为总功，大小为，所以BC不符合题意；
D．滑轮组的机械效率为，所以D符合题意；
故答案选D。
14．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs得到该力在此过程中所做功；
根据得到功率的大小。
【解答】由题可知，先后两次同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离，根据W=Fs可知它们做功相等；又因为两次所用时间相同，根据可知功率的大小相同。
故答案为：A。
15．【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）并联电路各支路两端电压相等；
（2）串联电路的分压规律：在串联电路中，电压的分配与电阻成正比，即电阻越大，分得的电压越大；
（3）在并联电路中，总电阻会随某个电阻的增大而增大，随它的减小而减小；
（4）当它们三者并联时，根据公式判断出这时三者电阻的大小关系；然后假设电阻D保持不变求出R2与RD并联时电阻，利用串联电路的电压规律计算出串联的两个部分分得的电压，根据公式分别计算出这时三者的功率，这些将作为比较的依据。
①分析a图找到电阻D的阻值随电压变化的规律，根据b图中电压的变化判断它的阻值大小变化，并与定值电阻R2比较，根据公式得到PD和P2的大小关系；
②根据并联电路总电阻的变化规律判断当RD的阻值变化时R2和R1两端电压与前面计算出的电压的大小变化，进而明确这时它们功率和计算出的功率的关系，从而得到P1和P2的倍数关系以及大小关系；
③以现在电阻R2的功率为桥梁，比较P1和PD的功率大小关系即可。
【解答】（1）当R1，R2，RD并联时，三电阻两端的电压相等，均为U，根据R= 可知，三电阻的功率相同时，则R1=R2=RD；
（2）当它们连接为如图（b）所示的电路时，假如RD的电阻不变，则RD和R2并联后的电阻为 R2；
由串联电路的电阻分压特点可知，电阻R1两端的电压变大为 U，并联部分的电压变小为 U，
这时RD的功率 ；
这时R2的功率为：；
这时电阻R1的功率 ；
由a图可知，电压增大，电流增大，但电流的变化量比电压的变化量大，根据欧姆定律可知RD的电阻减小，即当电压变小时，RD的电阻应变大，RD>R2；根据公式P=U2R可知，这时电压相等，则PD＜P2，故C正确不合题意；
由并联电路电阻的特点；电阻越来越小且小于任何一个分电阻可知，并联后的总电阻应小于R1的阻值，即R1两端的电压大于R2，RD两端的电压；因为RD的阻值变大了，所以并联部分分得的电压大于 U，R1两端的电压小于 U；因此R2的功率大于，而R1的功率小于，即P1<4P2，故D正确不合题意；
总上所述，P1＞P2，故A正确不合题意；
总上所述，因为PD＜P2且P1<4P2，所以可能P1<4P2，故B错误符合题意。
故答案为：B
16．【答案】（1）B
（2）静止
（3）不守恒
【知识点】牛顿第一定律；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）动能与质量和速度大小有关；
（2）根据牛顿第一定律分析解答；
（3）比较C点和A点的高度大小，从而比较机械能大小，进而确定机械能是否守恒即可。
【解答】 （1）小球的质量一定，B点时高度最小，速度最大，此时动能最大；
（2）当小球到达C点最高点时，速度为0，此时小球所受各力突然全部消失。根据牛顿第一定律可知，小球将处于静止状态；
（3）根据图片可知，C点高度低于A点高度，则C点的机械能小于A点的机械能，那么小球从A运动到C过程中机械能是不守恒的。
17．【答案】（1）运动状态
（2）500
（3）0
【知识点】参照物及其选择；摩擦力的存在；功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）被研究的物体和参照物之间发生位置的变化，被研究的物体是运动的，否则被研究的物体是静止的；
（2）根据W=Fs求功；
（3）相对静止时，没有相对运动趋势，摩擦力为零。
【解答】（1）狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动，雪橇和地面之间发生了位置的变化，所以以地面为参照物，雪橇是运动的；
（2）狗对雪橇的水平拉力为100牛，雪橇运动5米，W=Fs=100牛×5米=500焦；
（3）相对静止时，雪橇和货物没有相对运动趋势，雪橇对货物的摩擦力为0牛。
18．【答案】（1）二力平衡
（2）水平向右；3
【知识点】二力平衡的条件及其应用；摩擦力的存在；影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】（1）实验时，用弹簧测力计水平拉动木块使其在水平桌面上做匀速直线运动，木块处于平衡状态，在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用，根据二力平衡知识，拉力的大小等于滑动摩擦力的大小；
(2)由于B相对于A是向左运动的，则B受到的摩擦力方向是：水平向右；A受到90N水平向右的拉力，上表面受到B对A的摩擦力大小为30N，根据二力平衡知识，则A与地面之间的摩擦力大小为：60N；则克服地面摩擦力所做的功：
故答案为：（1）二力平衡；（2）水平向右；3。
19．【答案】（1）省力
（2）A；2
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆。
（2）最省力方向：支点与作用点连线，与该连线相垂直的方向为最省力的方向。
【解答】（1）由图可知，动力臂大于阻力臂，可知是省力杠杆。
（2）将年糕靠近刀片A端，阻力臂较小，沿2方向动力臂最大，由杠杆平衡条件可知最省力。
20．【答案】（1）增大接触面的粗糙程度
（2）电磁感应
（3）
【知识点】速度公式及其应用；增大或减小摩擦的方法；电磁感应；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）增大接触面的粗糙程度和增大压力可以增大滑动摩擦力。
（2）发电机的原理是电磁感应，将机械能转化为电能。
（3）根据电功公式W=Pt计算获得的电能。
【解答】（1）能量收集板的表面设计成带有微小凸起的纹理结构，增大了接触面之间的粗糙程度，从而增大摩擦力。
（2）由题中信息可知，感应线圈能将机械能转化为电能，可知原理是电磁感应。
（3）速度，该测试车通过该路段获得的电能。
21．【答案】（1）200
（2）1.52×105
【知识点】功率计算公式的应用；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）分析表中的汽车阻力f与汽车行驶的速度v的数值关系，然后求出当该汽车速度为20m/s时，受到的空气阻力；
（2）由（1）可知空气阻力，汽车行驶过程中还受到地面摩擦力，汽车受到的总阻力等于空气阻力和路面阻力之和；
根据W=UIt计算出动力电池储存的能量；根据W=Fs计算汽车所能行驶的最大距离。【解答】（1）由表中数据第一组和三组数据可知，速度增大到原来的3倍时，空气阻力为原来阻力的9倍；比较第一组和第四组数据可知，速度增大到原来的4倍时，则空气阻力为原来的16倍；
可以看出，车速越大，汽车受到的阻力越大，且阻力与车速度的平方成正比，
用公式表示它们之间的关系为：f=kv2；
即：50N=k（10m/s）2，解得k=0.5N/（m/s）2；
所以当该汽车速度达到20m/s时，受到的空气阻力为：
f=kv2=0.5N/（m/s）2×（20m/s）2=200N；
（2）汽车行驶过程中还受到路面阻力：f=0.05G=0.05×mg=0.05×3200kg×10N/kg=1600N，
这辆汽车速度为20m/s时，所受的阻力约为：f总=F空阻+f=200N+1600N=1800N，
汽车匀速行驶时，由二力平衡可知，牵引力等于阻力，F=f总=1800N，
动力电池储存的能量：
W=UIt=380V×200A×3600s=2.736×108J，
由W=Fs可得，汽车所能行驶的最大距离为：。
22．【答案】1；0.4；0
【知识点】力是否做功的判断；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）物体匀速运动，拉力等于重力，根据W=Fs=Gh求解；
（2）物体匀速运动，拉力等于重力，知道运动的速度，根据P=Fv计算拉力的功率；
（3）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。
【解答】 （1）物体竖直向上匀速运动，F=G=2N，s=h=0.5m，
测力计对A做的功W=Fs=2N×0.5m=1J；
（2）物体竖直向上匀速运动，拉力F'=G=2N，v=0.2m/s，
测力计对A做功的功率
（3）图丙中弹簧测力计对物体A的拉力方向是竖直向上的，物体移动的方向是水平向右的，在竖直方向上移动的距离是0，所以测力计的拉力对A没有做功。
23．【答案】速度；质量；速度；甲、丙
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】动能大小与物体的质量以及速度有关。
甲乙质量不同，所以要控制速度相同。
甲丙质量相同，探究的是动能与速度的关系。
【解答】[猜想假设]“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关；“安全驾驶莫超载”指的是汽车的动能与质量有关。
[进行实验]
根据题意知，实验中小球的质量不同，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，目的是控制金属球到达底端的速度相同。
[实践应用]
分析甲、丙两图的实验可知，质量相同时金属球在斜面的高度不同，小球到达底端的速度不同，木块被推动的距离不同，由此可知：当质量一定时，速度越大，动能越大，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
24．【答案】（1）左
（2）B
（3）A
【知识点】杠杆的平衡条件；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】在进行杠杆平衡的探究实验时，首先要调节杠杆使其在水平位置平衡，这样做的好处是力臂与杠杆重合，便于力臂的测量。为了能够使实验的结论具有普遍性规律，应多做几组实验。
【解答】
（1）在调节杠杆在水平位置平衡时，如果调节支点的话，是哪边低往哪边调，从图中看出是左边低，因此细线应向左移动；
（2）由于力臂是从支点到力的作用线的距离，因此在实验的时候，我们可以改变力的方向，测出支点到力的作用线的距离，多测几组数据，从而得出结论，故选B；
（3）铅笔水平平衡后，如铅笔芯弄断了，将铅笔芯放在左端细线下方固定，相当于左边有一部分力的力臂减小了，因此左边力与力臂的乘积就小于右边力与力臂的乘积，故右端下沉，故选A。
故答案为：（1）左；（2）B；（3）A。
25．【答案】（1）转换法
（2）右侧U形管漏气(右侧装置气密性不好)
（3）当电流大小和通电时间相同时，电流通过导体时产生热量大小随电阻增大而增大
（4）电流大小
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用；影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）转换法：将不易观察的现象转化为更易观察的现象的科学研究方法。
（2）装置气密性不好气体受热膨胀，压强增大，从装置中逸出，不能形成稳定的压强差，所以U形管中的液面高度几乎不变。
（3）由焦耳定律结合实验现象进行分析。
（4）并联电路干路电流等于支路电流之和，可知两电阻的电流不同。
【解答】（1）电流产生热量的多少不易直接测量，实验通过更易测量的液面高度变化来反映产生热量的多少的方法，称为转换法。
（2）电路正常，即电流产生热量，U形管液面几乎不变，原因可能是装置气密性不好，不能形成稳定的压强差。
（3）甲中两电阻丝串联，电流和通电时间相同，右侧电阻丝的阻值更大，U形管中液面变化量更大，可得：当电流大小和通电时间相同时，电流通过导体时产生热量大小随电阻增大而增大。
（4）两电阻的阻值相同，左侧电阻接在并联电路的干路上，右侧电阻接在并联电路的支路上，可知经过电阻的电流不同，所以探究的是电热与电流的关系。
26．【答案】（1）控制金属球起始动能为0，排除动能对实验结果的影响
（2）小桌腿进入细沙的深度
（3）物体的质量一定时，物体所处的高度越高，重力势能越大
（4）降低金属球每次实验时的高度或选择腿更长的小桌或选择质量更小的铁块
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据探究目的分析解答；
（2）铁块撞击小桌，小桌下陷克服阻力做功，则桌腿进入沙子的深度越大，则克服阻力做功越多，那么小球的重力势能越大；
（3）根据表格数据1和2分析哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法描述结论；
（4）桌腿每次都陷入沙子中，说明铁块的势能太大，可以减小铁块的势能，据此分析解答。
【解答】（1）实验探究重力势能的影响因素，必须排除动能的影响，则释放实心铁块时，应使铁块由“静止”开始下落，其目的是：控制金属球起始动能为0，排除动能对实验结果的影响。
（2）实验是根据小桌腿进入细沙的深度来判断小球重力势能的大小。
（3）根据表中1和2组实验数据可知，铁块质量相同而高度不同，可以得出的结论是：物体的质量一定时，物体所处的高度越高，重力势能越大。
（4）若三次实验撞击小桌后，发现每次小桌的桌腿都全部陷入细沙中。为了完成实验，应采取的改进措施是：降低金属球每次实验时的高度或选择腿更长的小桌或选择质量更小的铁块。
27．【答案】（1）
（2）不发光；灯泡断路
（3）0.75
【知识点】串、并联电路的电流特点；串、并联电路的电压特点；电流表、电压表在判断电路故障中的应用；电功率计算公式的应用；小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】（1）电压表测量灯两端电压，可知电压表并联在灯两端，电路为串联电路电流只有一个回路。
（2）灯泡断路，电压表串联进电路，电压表电阻很大，分压大，示数约为电源电压，电流极小小于电流表最小分度值，电流表示数为零。
（3）灯泡两端电压为额定电压时，其电功率为额定功率。
【解答】（1）电路为串联电路，电压表测量灯两端电压，如图所示
。
（2）由图乙可知，此时灯泡两端电压等于电源电压，流过灯泡的电流为零，此时灯泡属于断路状态，灯泡不会发光。
（3）灯泡的额定电压为2.5V，由图丙可知，灯泡两端电压为2.5V时，流过灯泡的电流为0.3A，可知灯泡的额定功率为。
28．【答案】（1）电动汽车对水平地面的压力：F=G=mg=2.4×103kg×10N/kg=2.4×104N；
电动汽车与地面的受力面积S=4S0=4×0.01m2=0.04m2；
电动汽车对水平地面的压强：；
（2）电动汽车在水平路面上匀速行驶，
则汽车受到的牵引力F=f=0.02G=0.02×2.4×104N=480N；
汽车匀速行驶牵引力做功的功率：P有用=Fv=480N×25m/s=1.2×104W；
电动汽车行驶消耗的电功率：P电=UI=320V×60A=1.92×104W；
则该电动车将电能转化为机械能的效率：；
（3）电动机线圈的发热功率为：P热=P电-P有用=1.92×104W-1.2×104W=7.2×103W；
线圈的电阻。
【知识点】压强的大小及其计算；机械效率的计算；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据F=G=mg计算出汽车对水平路面的压力，再根据压强公式求出汽车对水平地面的压强；
（2）首先根据F=f=0.02G计算出汽车的牵引力，然后根据P=Fv求出牵引力做功的有用功率，再根据P=UI求出消耗的电功率，最后根据求出电能转化为机械能的效率
（3）电动机的发热功率=总功率-机械公里，然后利用P=I2R求出线圈电阻。
29．【答案】电；从右到左；ABD
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】在电解质中是通过离子的定向运动来导电的，而在导线中是由原子中的自由电荷来导电的。
【解答】（1）电池是将化学能转化为电能的装置，故氢燃料电池是将化学能直接转化为电能；
（2）由题目信息电子则从电极A经外部电路通过电动机到达电极B，形成电流，而电流的方向与电子的流向相反，故电动机内电流从B极到A极，故填从右到左；
（3）在制氢过程中基本上没有碳排放而得倒的氢气称为绿氢；
A、风力发电制氢过程中不排放碳，可制得绿氢，所以A符合题意；
B、太阳能属于清洁能源，太阳能发电制氢过程中不排放碳，可制得绿氢，所以B符合题意；
C、火力发电，燃烧化石燃料，排放二氧化碳，不能制得绿氢，所以C不符合题意；
D、潮汐能发电制氢过程中不排放碳，可制得绿氢，所以D符合题意；
故答案选ABD。
30．【答案】（1）低温
（2）
（3）R2的电功率：
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】电路中总电阻越大，电流越小，电路的总功率越小。
【解答】（1）当S1断开，S2打到3 时，R1与R2串联，总电阻最大。根据P=，电压U不变，电阻越大，功率越小，对应低温挡 。
（2）高温挡功率为1100W，工作时间t=10min=600s 。根据Q=W=Pt来计算产生的热量大小。
（3）中温挡：S1闭合，S2打到1 ，只有R1工作，由，可得R1为55Ω。低温挡：S1断开，S2打到3 ，R1与R2串联，由，可得R总为275Ω，则R2=R总-R1=275Ω-55Ω=220Ω。
31．【答案】（1）先从太阳能转化为电能，再由电能转化为机械能
（2）0.12N
（3）见解析
【知识点】能量的转化与守恒定律；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）在太阳下才能摆动，说明机械能能最终来自于太阳能。
（2）根据杠杆平衡条件进行计算，B的力臂为OD。
（3）杠杆不能静止是，说明不满足杠杆平衡条件，叶瓣重力与力臂的乘积小于磁铁重力与力臂的乘积，导致摆叶AOB会自动逆时针摆回来。
【解答】（1）太阳能摆叶花在太阳光照射下能摆动起来，是先从太阳能转化为电能，再由电能转化为机械能。
（2）根据杠杆平衡的条件可得，，解得磁铁受到的重力是：。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，此时叶瓣重力与力臂的乘积小于磁铁重力与力臂的乘积，因此摆叶AOB会自动逆时针摆回来。
（1）太阳能摆叶花在太阳光照射下能摆动起来，是先从太阳能转化为电能，再由电能转化为机械能。
（2）根据杠杆平衡的条件可得，，解得磁铁受到的重力是：。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，此时叶瓣重力与力臂的乘积小于磁铁重力与力臂的乘积，因此摆叶AOB会自动逆时针摆回来。
32．【答案】（1）解：W有＝Gh＝2400N×0.8m＝1920J
（2）解：根据可知，
（3）解：根据()；
（4）解：
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算；机械效率的测量实验
【解析】【分析】 （1）知道物体的质量，可利用公式G=mg计算出物体的重力，又知道物体上升的高度，可利用公式W有=Gh计算出滑轮组做的有用功；
（2）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用η求出拉力F ；
（3） 不计绳重和摩擦，根据F=（G+G动）求出动滑轮的重力 ；
（4） 不计绳重和摩擦，根据η表达式分析回答。
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