【浙教版】科学九上 第3章 能量的转化与守恒 单元检测卷（培优）
一、选择题
1．（2025·南湖模拟）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是( )
A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
B．正常工作时， “36V54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
C．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高
D．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
【答案】D
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用；电功与热量的综合计算；影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】电流的热效应：当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。实践证明，电流通过导体所产生的热量和电流的平方，导体本身的电阻值以及电流通过的时间成正比。
【解答】A. 接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热，电流和电阻都改变了，A错误；
B.正常工作时， “36V54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，因为功率不同，B错误；
C. 电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高 ，热量与温度变化量的关系，C错误；
D. 电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热 ，电流相同，探究的是 电流产生的热量与电阻大小有关 ，D正确；
故答案为：D
2．（2024九上·海宁会考）某班一些同学关于教材中的四幅图像提出以下观点，其中合理的是（）
A．甲图，聚变反应中原子的种类发生了变化，所以是化学变化
B．乙图，活塞快速向下对筒内空气做功，空气内能增加温度升高，内能转化为机械能
C．丙图，研究电热与电阻关系，在相同时间和电流时，比较放有不同电阻的两烧瓶中液柱变化
D．丁图，做功冲程中高温高压的燃气对活塞做功，机械能转化为内能
【答案】C
【知识点】物体内能的改变方法；热量的计算；热机的工作原理；核能及其应用
【解析】【分析】（1）核聚变反应不属于化学变化，据此分析；
（2）根据能量转化方法进行分析；
（3）根据控制变量法分析；
（4）根据能量转化方法进行分析。
【解答】A、甲图，聚变反应中原子种类发生了变化，属于核反应，不属于化学变化，故A错误；
B、乙图，活塞快速向下对筒内空气做功，空气内能增加温度升高，机械能转化为内能，故B错误；
C、根据图示可知，两个电阻串联，通电时间和电流相同，电阻不同，所以该装置可以研究与电阻的关系，故C正确；
D、内燃机属于热机，做功冲程中高温高压的燃气对活塞做功，内能转化为机械能，故D错误；
故答案为：C。
3．有两个电路元件A 和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，电路图如图乙所示。闭合开关 S，这时电流表的示数为 0.4安，则电源电压和元件B 的电功率分别是( )
A．2.0伏、0.8瓦 B．2.5伏、1.0瓦
C．4.5伏、1.0瓦 D．4.5伏、1.8瓦
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点；电功率计算公式的应用；电功率
【解析】【分析】电路中A和B元件是串联，电流表测电路中电流，根据串联电路中电流、电压的特点，结合图甲中的数据进行解答。
【解答】A.当电路中电流表示数为0.4安时，根据图甲可判断出B两端电压为2.5伏，则B的电功率可以用0.4安乘以2.5伏等于1瓦，故A错误。
B.电路中电流为0.4安时A两端电压为2伏，B两端电压为2.5伏，串联电路中电源电压等于各用电器电压之和，则电源电压为4.5伏，故B错误。
C.当电路中电流为0.4安时，可算出电源电压为4.5伏，B的电功率为1瓦。故C正确。
D.当电路中电流为0.4安时，B两端的电压为2.5伏，则B的电功率为一瓦，故D错误。
故答案为：C
4．（2025九上·诸暨期末）如图所示，小明先后两次用同样的时间、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。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】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】由题知，同一个人先后两次用同样的力，分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离，根据W=Fs可知，拉力的大小相同，在力的方向上移动的距离相同，则拉力做功相同，即W1 =W2
由题知，做功用的时间相同，根据可知，两次做功的功率相同，即P1 =P2
故ABD错误，C正确。
故答案为：C。
5．（2025九上·诸暨期末）利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。下面有关核电站的说法正确的是
A．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变
B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．核电站反应堆产生的废料对环境没有污染
D．核能发电发生的能量转化：核能→机械能→内能→电能
【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】核电站的原理和原子弹一样，是核裂变；氢弹的原理是核聚变。
【解答】AB、核电站的原理是可控的核裂变，故A错误，B正确；
C、核电站反应堆产生的废料对环境会造成污染，所以不能随意处理，故C错误；
D、核电站发生的能量转化为 核能→内能→机械能→电能，故D错误。
故答案为：B。
6．小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50 g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，酒精的热值为3×10 J/kg，水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃)。下列说法正确的是（ ）
A．2 min内油吸收的热量为3×10*J
B．他使用的酒精灯的加热效率为21%
C．油的末温比水的高，所以吸热能力更强
D．油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
【答案】B
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】A.根据表格数据确定2min内水升高的温度，然后根据Q水=c水mΔt水算出2min内水吸收的热量，由于单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，所以2min内煤油吸收的热量与水吸收的热量相同；
B.根据Q放=mq算出燃料完全燃烧放出的热量的热量，由计算出酒精灯的加热效率；
C.相同条件下，升高的温度小，则吸热能力强；升高的温度达，则吸热能力弱；
D.根据比热容的影响因素分析。
【解答】A.根据表格数据可知，2min内水吸收的热量为：
Q水=c水mΔt水=4.2×103J/（kg ℃）×5×10-2kg×（50℃-20℃）=6.3×103J。由于单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，所以2min内煤油吸收的热量也为6.3×103J，故A错误；
B.燃料完全燃烧放出的热量的热量为：Q放=mq=1×10-3kg×3×107J/kg=3×104J，则使用的酒精灯的加热效率为：，故B正确；
C.油的末温比水的末温高，则油的吸热能力比水弱，故C错误；
D.比热容是反映不同物质的吸热能力，与物质的种类和状态有关，与其吸收的热量多少无关，故D错误。
故选B。
7．（华师大版科学九年级上册6.2 电能的量度（2））某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【答案】B
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）闭合开关前，为了保护电路，防止电流过大，应该将变阻器的滑片调节到阻值最大的一端；
（2）小灯泡不发光，可能是发生断路，也可能是变阻器阻值太大，导致电流太小；
（3）根据P=UI分析判断即可。
（4）小灯泡的亮度由它的实际功率决定；
【解答】A.根据电路图可知，变阻器使用左边，因此滑片在B端阻值最大，因此闭合开关前，滑片P应滑到B端，故A正确不合题意；
B.闭合开关后，小灯泡不发光，可能是小灯泡灯丝断了，故B错误符合题意；
C.当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，故C正确不合题意。
D.小灯泡的实际功率越大，亮度越大，故D正确不合题意；
故选B。
8．（2024九上·临海期末）在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的箱子匀速向上提起相同的高度，甲用时为10秒，乙用时为30秒。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（ ）
A．使用甲方式不能省力，但能省功
B．乙方式人对绳子的拉力为220N
C．甲方式对箱子做功比乙方式快
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）使用定滑轮不能省力，使用任何机械都不能省功；
（2）由图乙知n=2，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，根据求出乙方式人对绳子的拉力；
（3）功率是表示做功快慢的物理量，分别求出甲、乙两图中人做功的功率，即可解答；
（4）忽略绳重和摩擦，在甲图中，额外功为0，在乙图中，需要克服动滑轮重力做额外功，再结合机械效率的定义来比较。
【解答】A、因为图甲中两个滑轮都是定滑轮，所以不能省力，根据功的原理，使用任何机械都不省功，故A错误；
B、乙方式人对绳子的拉力
故B错误；
C、甲、乙不同方式把箱子提升到相同高度，所以对箱子做功一样多。甲用时为10秒，乙用时为30秒，根据可知，甲方式功率大，所以做功块，故C正确；
D、甲方式两个滑轮都是定滑轮，不计绳重和摩擦，不用做额外功，机械效率100%；乙方式有一个动滑轮，需要做额外功，机械效率小于100%，所以甲方式机械效率大于乙方式，故D错误。
故答案为：C。
9．（2025七上·滨江期末）下列关于能的表述正确的是（ ）
A．人在运动时需要消耗能，在睡觉休息时不需要消耗能
B．米饭、汽油、木材、天然气、煤炭中储存着化学能
C．天体的运行不属于机械运动，不具有机械能
D．水库中的水不具有能量，而只有当它从水库中流下时才具有能量
【答案】B
【知识点】能的多种形式
【解析】【分析】（1）人的生命活动过程中，无论运动还是休息，体内的生理活动如细胞呼吸等持续进行，都需要消耗能量。
（2）化学能是物质发生化学反应时所释放的能量，许多物质如食物、燃料等储存着化学能。
（3）机械运动是物体位置随时间的变化，天体的运行属于机械运动，具有机械能（动能和势能）。
（4）物体能够对外做功就具有能量，水库中的水由于被抬高具有重力势能，本身就具有能量。
【解答】A、人在运动和睡觉休息时都需要消耗能量，故A错误；
B、米饭、汽油、木材、天然气、煤炭中储存着化学能，故B正确；
C、天体运动相对于地球或其他星体有位置的变化，是机械运动，故C错误；
D、水库中的水由于位置较高具有重力势能，故D错误。
故答案为：B。
10．（2024九上·台州期中）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
【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。
11．（2023九上·鹿城期末）“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直，C点是游戏者所能达到的最低点，当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最大值
C．游戏者到达C点时，重力势能全部转化为动能
D．游戏者从C点向B点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 （1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）弹性势能大小的影响因素：弹性形变的大小，发生弹性形变的难易程度。形变越大，越难，弹性势能越大。
【解答】 A.在到达A点之前，游戏者的重力势能转化为动能，动能逐渐增加；过A点后游戏者的重力势能有一部分开始逐渐转化成弹性势能，达到最大速度后，动能开始减小，也会转化为弹性势能。故A错误；
B.游戏者到达B点时，速度增加到最大，游戏者的动能增加到最大值。故B正确；
C.游戏者到达C点时处于静止状态，所以动能为零；橡皮绳发生弹性形变程度最大，所以是重力势能和动能转化为弹性势能，故C错误；
D.游戏者从C点向B点运动的过程中，弹性势能转化为动能和重力势能，故D错误。
故选B。
12．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(一)）在如图所示的一些杠杆中，O为支点，关于作用力F的力臂L，下列图示正确的是（ ）。
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】力臂的画法
【解析】【分析】力臂是从支点到力的作用线的垂线段的长度，据此分析判断。
【解答】A.O点为支点，L是从支点到动力作用线的垂线段，则L是动力臂，故A正确；
B.O点为支点，此时L从支点O开始，但是并没有与F的作用线垂直，不是动力臂，故B错误；
C.力臂是从杠杆的支点O开始，到力的作用线结束，故C错误；
D.线段L不是从杠杆的支点O开始的，故D错误。
故选A。
13．（2025·衢州模拟）用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手分别握在扳手上A、B、C三个位置拧动螺丝，最省力的位置是
A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．一样省力
【答案】C
【知识点】杠杆中最小力问题
【解析】【分析】力臂指的是支点到力的作用线之间的距离。
【解答】由图可知，C点的力臂最大，由杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，即越省力。
故答案为：C。
14．（2025·温州模拟）小明发现教室里花架上的花盆十分容易倒，花架和花盆如图甲所示，则小明下列调整行为无效的是( )
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆平衡条件进行分析。
【解答】A、由杠杆平衡条件可知，在花架上放置一块砖块，可以增大阻力，防止花架倾倒，故A不符合题意；
B、将花盆抬高，阻力与阻力臂、动力与动力臂均不变，可知不能防止花架倾倒，故B符合题意；
C、将花盆向内移动，减小了动力臂，可防止花架倾倒，故C不符合题意；
D、将花盆中的土减少一点，可以减小动力，可防止花架倾倒，故D不符合题意。
故答案为：B。
15．（2025九上·黄岩期末）某同学用大小恒定的推力 F=300牛（方向如图所示），10秒钟内将重为500牛的物体从斜面底端匀速推到了顶端，已知斜面高为5米，长为10米。下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面可以省力也可以省功
B．物体沿斜面运动的速度为0.5米/秒
C．物体受到的摩擦力为300牛
D．推物体时，推力的功率为300瓦
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；斜面及其工作特点
【解析】【分析】本题涉及的知识点如下：
（1）斜面的特点：使用任何机械都不省功，使用斜面可以省力，但要多移动距离。
（2）速度的计算公式：，其中v表示速度，s表示路程，t表示时间。
（3）力的分析：物体在斜面上匀速运动时，推力F做的功等于克服重力做的功与克服摩擦力做的功之和。
（4）功率的计算公式：
【解答】A、由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；
B、物体沿斜面运动的速度为
故B错误；
C、所做的有用功W有=Gh=500N×5m=2500J
所做的总功W总=Fs=300N×10m=3000J
克服物体受到斜面的摩擦力所做的额外功W额=W总-W有=3000J-2500J=500J
由W额=fs得，物体所受到的摩擦力
故C错误；
D、推力所做的功为总功，其功率为
故D正确。
故答案为：D。
二、填空题
16．（2025·钱塘模拟） 如图甲为一轻质弹簧自然伸长时的状态，图乙为弹簧上放一个10N的钢球静止时的状态，已知AB=8cm，BC=4cm，且弹簧的缩短量与受到的压力成正比。当钢球从高处自由落下到最低点C位置时，弹簧对钢球向上的力是 N；钢球从C位置向上运动到A位置的过程中，弹簧的弹性势能转化为 能。
【答案】15；动能和重力势
【知识点】弹力；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）在弹性限度内，弹簧的形变量与弹簧所受外力成正比。
（2）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。
【解答】（1）小球放在弹簧上处于静止状态，弹簧对小球向上的力与小球重力是一对平衡力，所以F=G=10N；由题意知，弹簧的缩短量与受到的压力成正比，所以弹簧每压缩1cm时受力为=1.25N/cm，
当小球由高处下落到C处时，弹簧被压缩ΔL=AC=AB+BC=8cm+4cm=12cm，所以弹簧对球的力：
F'=1.25N/cm×ΔL=1.25N/cm×12cm=15N。
（2）钢球从C位置向上运动到A位置的过程中，弹簧的弹性势能减小，此时小球动能增加，且重力势能增加，故弹性势能主要转化为动能和重力势能。
故答案为：15；小球的动能和重力势。
17．（2025九上·诸暨期末）用如图甲所示的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （填“A”或“B”），动滑轮重为 N。
【答案】A；40
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）由图甲可知，n=3，则拉力端移动距离s=3h，据此确定图乙中绳子自由端运动的s-t图像是A还是B；
（2）不计绳重和摩擦，拉力nF=（G+G动），据此求动滑轮重力。
【解答】由图甲可知，绳子的有效段数n=3，则绳子自由端移动距离
s=3h
在2秒的时间内，物体提升1米，则绳子自由端通过的距离为3米，因此图乙中倾斜直线A是绳子自由端运动的s～t图像。
不计绳重和摩擦，作用在绳子自由端的力为
则动滑轮重力
G动=3F﹣G=3×80N﹣200N=40N
18．（2025九上·鄞州月考）如图为油厂的油桶，空桶质量为65kg，油桶高为1.2m，底部直径为0.5m，据此回答。
（1）某次装卸中，小明需要将直立的空油桶（如图甲）沿D点推翻。在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功 焦，
（2）若小明将直立的空油桶（如图甲）沿D点推翻，所需的最小力；将翻倒的空油桶（如图乙）重新竖起所用的最小力为，那么， （选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】32.5；小于
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件计算最省力，再由功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积计算功的大小。
（2）根据杠杆平衡条件：进行分析判断，力臂指的是支点到力的作用线的距离。【解答】(1)在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，由图示可知，AD是最大动力臂，过A与AD的垂直的力最小，如图所示
由几何知识可得
在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功
(2)由图甲与图乙所示可知，两种情况下，最小推力的动力臂相等，两种情况下阻力相等，图甲的阻力臂小于图乙的阻力臂，由杠杆平衡条件可知，图甲中的推力小于图乙中的推力，即F1小于F2。
19．（2025九下·乐清开学考）如图所示，我国自主设计、建造的全超导托卡马克核反应实验装置——东方超环（EAST），在1亿度超高温度下运行10秒时间。
（1）东方超环被称为人造太阳，其能量产生原理与太阳类似，通过原子核 （选填“聚变”或“裂变”）释放出巨大的能量。
（2）核反应实验装置中，用通电线圈产生的磁场，将超高温等离子体约束在磁场中，而要产生强磁场，线圈中需要很大的电流，但是线圈自身有一定的电阻，线圈中有大电流通过，会产生很高的热量，原因是电流具有 （选填“热效应”或“磁效应”）。
（3）人造太阳的加热功率为，利用人造太阳发电的效率为60%，则工作10秒时间，发电量则 。
【答案】（1）聚变
（2）热效应
（3）2×106
【知识点】核裂变与核聚变；机械效率的计算；电功计算公式的应用；影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）太阳内部发生氢核聚变释放出大量的能量。
（2）电流具有热效应，由焦耳定律可知，在电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多。
（3）发电效率指的是产生的电能占内能的百分比。
【解答】（1）“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过核聚变的途径释放出巨大能量，从而获得高温。
（2）根据焦耳定律可知电流具有热效应，因此线圈流过大电流后会产生大量热量，这说明电流具有热效应。
（3）“人造太阳”每小时发电量为
（1）“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过核聚变的途径释放出巨大能量，从而获得高温。
（2）根据焦耳定律可知电流具有热效应，因此线圈流过大电流后会产生大量热量，这说明电流具有热效应。
（3）“人造太阳”每小时发电量为
20．（2025九上·金华月考）如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由可伸长的橡皮筋系住，乙球由不可伸长的细绳系住，都从同一水平高度处由静止开始释放。当两球各自第一次到达悬点正下方A点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小。
（1）从释放到各自第一次到达A点过程中，两小球重力所做功W甲 W乙；（选填“>”、“<”或“=”）
（2）两球各自第一次到达A点时的速度v甲 v乙。（选填“>”、“<”或“=”）
【答案】（1）=
（2）<
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）已知小球的质量和高度，根据W=Gh计算小球重力做功，然后比较大小；
（2）动能的大小的影响因素是质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
【解答】（1）由题意可知，两球的质量相同，则重力相同，当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W=Gh可知，该过程中小球重力做功W甲=W乙。
（2）由题意可知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，所以在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即v甲
（1）由题意可知，两球的质量相同，则重力相同，当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W=Gh可知，该过程中小球重力做功W甲=W乙。
（2）由题意可知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，所以在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即v甲21．（2025九上·杭州期末）如图所示，在两个等长、等高但材质不同的甲、乙斜面上，用平行于斜面的拉力F，分别将质量为m和2m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端。此过程中，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为、，斜面的机械效率分别为、，物体在斜面上受到的摩擦力分别为，，则 ； ； （以上三空均选填“<”“=”或“>”）。
【答案】=；<；>
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】据W=Fs可求总功；据W有=Gh=mgh可求有用功；利用W额外=W总-W有可求额外功。
【解答】由题知，两斜面等长，将A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端，则s相等，拉力均为F根据可知，甲、乙两斜面上的拉力所做的功相等，即总功相等，。
由题知，两斜面等高，且，根据可知，有用功，斜面的机械效率，由此可知，。
由可知，用甲斜面提升物体时做的额外功较多，，由可知，。
22．（2025九上·丽水期末）如图甲，是一款家用电水壶内部电路的简图，R1、R2均为加热电阻，通过转动旋钮开关可实现加热和保温两种功能。
（1）将电水壶的开关S闭合后，旋钮开关在如图甲所示位置，此时电水壶处于 (填“加热”或“保温”)状态；
（2）小科用电水壶给质量为1千克的水加热，2分钟后水温升高了30℃，在此过程中水至少吸收的热量为 焦。若此过程家庭电路中只有电水壶在工作，观察到电能表(如图乙)的转盘转过30转，则电水壶实际功率为 瓦。
【答案】（1）保温
（2）1.26×105；1500
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式比较开关在不同闭合情况下总功率的大小，从而确定对应的工作状态；
（2）根据Q=cm△t计算水吸收的热量。根据计算电水壶消耗的电能，最后根据计算它的实际功率。
【解答】（1）根据图片甲可知，开关接1时，两个电阻串联；
当开关接2时，只有R2单独工作；
那么前者总电阻大于后者；
根据可知，前者总功率小于后者，
则前者为保温状态，后者为加热状态。
（2）水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×30℃=1.26×105J；
电水壶消耗的电能：；
那么电水壶的实际功率为：。
三、实验与探究题
23．（2025九上·金华月考）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：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟质量有关；
【进行实验】他们做了如图甲、乙、丙所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离；
（1）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： ；
（2）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性更大的原因；
（3）【评估交流】如果换用图丁所示装置进行实验，选择合适的器材可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系；
（4）他们由此还联想到牛顿第一定律的实验，让同一小车沿同一斜面的同一高度由静止开始向下滑下，在粗糙程度不同的水平表面运动直至停止；在水平运动的整个过程中，小车在玻璃、毛巾表面克服摩擦力做功的功率分别为P1、P2，则P1 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】（1）速度一定时，物体的质量越大，动能越大
（2）超速
（3）速度
（4）小于
【知识点】功率计算公式的应用；动能的影响因素
【解析】【分析】物体的动能跟物体的速度和质量有关，在实验过程中，通过观察物体被小球撞击的距离来判断小球动能的大小。
【解答】（1）分析甲、乙两图可知，金属球从斜槽的相同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度相等，物体的质量不同，甲小球的质量大，物体被撞击得更远，所以可以得到结论是速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（2）分析甲、丙两图可知，金属球从斜槽的不同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度不相等，物体的质量相同，可以探究动能大小与速度的关系；甲图小球的速度越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
（3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，所以弹簧的弹性势能不相同时，小球与弹簧分开后获得的初速度不相同，而小球的质量不变，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。
（4）小车克服摩擦力做功的能量来自小车的动能，小车的动能刚开始时是相等的，最终小车停下来，则小车的动能为零，所以小车无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的；小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，由于玻璃表面更光滑，则小车在玻璃面运动时间更长，由于克服摩擦所做的功相同，根据可知，则P1（1）分析甲、乙两图可知，金属球从斜槽的相同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度相等，物体的质量不同，甲小球的质量大，物体被撞击得更远，所以可以得到结论是速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（2）分析甲、丙两图可知，金属球从斜槽的不同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度不相等，物体的质量相同，可以探究动能大小与速度的关系；甲图小球的速度越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
（3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，所以弹簧的弹性势能不相同时，小球与弹簧分开后获得的初速度不相同，而小球的质量不变，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。
（4）小车克服摩擦力做功的能量来自小车的动能，小车的动能刚开始时是相等的，最终小车停下来，则小车的动能为零，所以小车无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的；小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，由于玻璃表面更光滑，则小车在玻璃面运动时间更长，由于克服摩擦所做的功相同，根据可知，则P124．（2025·温州模拟）小科在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具，刻度是均匀的，于是利用杆秤的原理寻找可用材料自制密度测量装置。
可用器材：木棒、细线、刻度尺、大小不同的金属块、水、烧杯。按照下列步骤制作了此密度计秤。
①用绳子绑在木棒上，使悬挂时杆秤处于水平平衡，悬挂点即为秤纽位置。
②将金属块固定挂在杆秤左侧，提起秤纽，重物不放入烧杯中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时，将秤砣的悬挂点A(未标出)标标记为“0”刻度。
③烧杯中装足量的水，将金属块浸没在水中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时(如图乙)，将秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度。 (单位：g/cm)
④刻度标记： 待填 。
（1）若悬挂时，木棒静止在图甲位置，则应将秤纽向 移。
（2）有图丙三种金属块可供选择，从测量范围角度考虑，最合适的是 。
（3）步骤④要标出AB间其它刻度(精确到0.1g/cm3)，请简要写出他的操作 。
（4）某次测量时，发现测量的液体密度比实际密度小，可能的原因是（ ）.
A．测量过程中有水溢出
B．重物未完全浸没在待测液体中
C．秤砣的金属块生锈
D．测量时杆秤右端下沉但仍保持静止
【答案】（1）左
（2）③
（3）用刻度尺将AB间平均分成十等分，依次标出0.1、0.2、……0.9的刻度
（4）B；D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件判断秤纽移动的方向。
（2）根据杠杆平衡条件进行判断。
（3）由题中提示“经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具，刻度是均匀的”设计操作步骤。
（4）液体密度越大，拉力越小，秤砣的力臂越小，可知秤砣离秤纽越近，说明液体点的密度越大。
【解答】（1）由图可知，杆秤向左下沉，由杠杆平衡条件可知，应减小左侧力臂，故应将秤纽向左调。
（2）由杠杆平衡条件可知，动力臂与阻力臂一定时，阻力越大，动力越大，测量范围越大，所以最合适的是③。
（3）由题中信息可知，杆秤上刻度是均匀的，所以操作为：用刻度尺将AB间平均分成十等分，依次标出0.1、0.2、……0.9的刻度。
（4）A、杆秤受到的拉力等于重力减浮力，测量过程中有水溢出，不会影响实验测量结果，故A错误；
B、杆秤受到的拉力等于重力减浮力，由杠杆平衡条件可知，液体密度越大，浮力越大，拉力越小，秤砣与秤纽之间的距离越小。若物体没有完全浸入待测液中，排开液体的体积偏小，浮力偏小，拉力偏大，秤砣与秤纽之间的距离偏大，可知测得的密度偏小，故B正确；
C、秤砣的金属块生锈，阻力变大，由杠杆平衡条件可知，阻力臂将变小，可知测得的密度将偏大，
故C错误；
D、测量时杆秤右端下沉，说明阻力臂偏大，由B可知，测得的密度将偏小，故D正确。
故答案为：BD。
25．（2025九上·上城期末） 小金学习了“物体的内能”后，根据书本图甲两个实验，在家利用压力式喷水壶、塑料软管、数显温度计、针筒和硬纸盒自制了如图乙所示的实验装置，并利用该装置进行实验，实验步骤如下：
①实验开始前观察记录喷水壶内的温度为22.0℃。
②在喷水壶内加入少量的水，关闭出气阀，多次按压喷水壶的打气手柄后，观察并记录壶内温度。
③打开喷水壶的出气阀，可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动。
④最终活塞冲出针筒口，同时在针筒口处观察到白雾。
（1）若不考虑能量损耗，步骤②中记录的温度值应 (选填“大于”“小于”或“等于”) 22.0℃。
（2）步骤③中的能量转化与下图内燃机的 (填字母)冲程相同。
（3）步骤④针筒口出现白雾的原因是 。
（4）请同学分析小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点： (写出两点)。
【答案】（1）大于
（2）D
（3）高温水蒸气遇冷液化形成小水滴
（4）实验现象更直观；两实验糅合一个实验省时。
【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】（1）对物体做功，物体的内能会增大，温度升高。
（2）气体膨胀对外做功，物体的内能减小，温度降低，伴随着能量的转化，由内能转化为机械能，内燃机的做功冲程能量转化由内能转化为机械能。
（3）液化指物质由气态转变成液态，液化要放热。
（4）小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点：实验现象更直观；两实验糅合一个实验省时。
【解答】（1）若不考虑能量损耗，步骤②中记录的温度值应大于22.0℃，对物体做功，物体的内能增加，温度升高。
（2）步骤③中打开喷水壶的出气阀，可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动，气体膨胀对外做功，物体的内能减小，温度降低，伴随着能量的转化，由内能转化为机械能，内燃机的做功冲程能量转化由内能转化为机械能，两气门关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，D图是做功冲程。故步骤③中的能量转化与下图内燃机的D冲程相同。
（3）步骤④针筒口出现白雾的原因是高温水蒸气遇冷液化形成小水滴。
（4）请同学分析小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点：实验现象更直观；两实验糅合一个实验省时。
26．（2025九上·越城期末）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小雨用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。
实验序号 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 1 0.2 0.7 0.4 71.4%
2 2 0.2 1.3 0.4 76.9%
3 3 0.2 1.9 0.4 一
（1）小雨是用图中的 (选填“甲”或“乙”)滑轮组完成实验的；
（2）实验中要用到的测量工具有 ；
（3）在第3次实验中，滑轮组的机械效率是 ；
（4）分析数据可知：使用同一滑轮组，滑轮组的机械效率与物重的关系可能是 (选填字母)。
【答案】（1）乙
（2）弹簧测力计和刻度尺
（3）78.9%
（4）A
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】 （1）由表中数据得出绳子的有效段数分析；
（2）因表中要测量长度，据此回答；
（3）在第③次实验中，根据机械效率公式得出滑轮组的机械效率；
（4）通过分析实验数据得出结论；
【解答】 （1）由表中数据可知，绳子的有效段数为：；
小雨是利用图中的乙滑轮组完成实验的；
（2）因表中要测量长度和拉力，故实验中用到的测量工具有弹簧测力计和刻度尺；
（3）在第③次实验中，滑轮组的机械效率是：
；
（4）使用同一滑轮组，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力G动不变，
滑轮组的机械效率，
据此可知，升高物重增大，机械效率逐渐增大，机械效率η与物体重力G的关系并不成正比。
故选A。
27．（2025九上·义乌期末）宾宾同学利用如图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，发现两电表指针处于图2所示位置，此时电路中存在的故障可能是： ；
（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（是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关时，电流表的示数为。
②再闭合开关后，电流表的示数为。
③请写出未知电阻的阻值表达式： （用、和表示）。
（4）在图1中滑动变阻器滑片移动过程中，电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图5所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是 。
【答案】（1）灯泡断路
（2）0.75
（3）
（4）先增大，后减小为0
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】 （1）根据图2分析电流表和电压表示数的大小。当灯泡发生断路时，电压表串联在电路中，它的示数接近电源电压。
（2）灯在额定电压下的功率为额定功率，由图根据P=UI求出额定功率；
（3）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻串联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出电源电压，根据电源电压不变列等式表示出未知电阻Rx的阻值表达式；
（4）根据电路消耗的总功率P总=P滑+P灯和图丙分析滑动变阻器的功率大小变化情况。
【解答】（1）根据图2可知，电流表示数为0，电压表示数为电源电压，则此时电路中存在的故障可能是：灯泡断路。
（2）根据图3可知，灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是P=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W
（3）根据图4可知，只闭合开关时，两电阻串联，电池表测电路中的电流，电流表的示数为，
则U=I1(R0+Rx) ①；
再闭合开关S2时，只有R0工作，电流表测量电路的电流，电流表的示数为。
则为U=I2R0 ②；
①②联立解得：
（4）根据P总=P滑+P灯可知，则变阻器的功率为P滑= P总- P灯；
即变阻器的功率等于总功率和灯泡功率的差；
从图5可知，在电流变大的过程中，P总和P灯的差先变大后减小为0，
故滑动变阻器的功率大小变化是先增大，后减小为0。
（1）由图2知，电流表示数为0，电路可能断路，电压表示数为电源电压，则电压表与电源连通，故此时电路中存在的故障可能是：灯泡断路。
（2）根据小灯泡U-I图象可知，灯在额定电压下的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是P=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W
（3）③在①中，只闭合开关时，两电阻串联，电池表测电路中的电流，电流表的示数为。在②中，只有R0工作，电流表测量电路的电流，电流表的示数为。根据串联电阻的规律及欧姆定律，两关实验中电源电压为U=I2R0=I1(R0+Rx)
未知电阻的阻值表达式为
（4）电路消耗的总功率P总=P滑+P灯
则变阻器的功率为P滑= P总- P灯
从图5可知，在电流变大的过程中，P总和P灯的差先变大后减小为0，故滑动变阻器的功率大小变化是先增大，后减小为0。
四、综合题
28．（2025九下·柯桥月考）图甲是一款电热服，衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路，R1、R2为电热纤维，R1阻值为5欧，利用配套的锂电池供电，输出电压为5伏，可在低温、中温、高温三挡间切换，高温挡功率为15瓦。
（1）电热服是利用电流的 效应工作的；
（2）电热纤维应具有能导电、抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质，下列材料最适合做电热纤维的是___________；（选填字母）
A．石墨纤维 B．棉纤维 C．细铁丝
（3）求电热服在高温挡工作时R2的阻值（忽略温度对电阻的影响）。
【答案】（1）热
（2）A
（3）2.5欧
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时，导体中会产生热量，这种现象叫电流的热效应。
（2）石墨纤维是制作电热纤维的最合适材料。
（3）根据欧姆定律和并联电路的特点计算电流和电阻
【解答】（1）电流通过导体时，导体中会产生热量，这种现象叫电流的热效应，电热服是利用电流的热效应工作的。
（2）棉纤维是绝缘体，细铁丝抗氧化、耐腐蚀性能差，容易折断，石墨纤维是制作电热纤维的理想材料，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（3）据乙图可知，两电阻并联时，电路中电阻最小，根据可知，电功率最大为高温挡，已知R1阻值为5欧，则R1的电功率为
则R2的电功率为
R2的阻值为
（1）电流通过导体时，导体中会产生热量，这种现象叫电流的热效应，电热服是利用电流的热效应工作的。
（2）棉纤维是绝缘体，细铁丝抗氧化、耐腐蚀性能差，容易折断，石墨纤维是制作电热纤维的理想材料，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（3）据乙图可知，两电阻并联时，电路中电阻最小，根据可知，电功率最大为高温挡，已知R1阻值为5欧，则R1的电功率为
则R2的电功率为
R2的阻值为
29．（2025九上·江北期末）如图甲是某品牌贮水式电热水器内部结构示意图，内胆水箱容积为50L。当电加热管绝缘层老化破损时，洗澡的水流就会像导线般将220V的电压加在内胆、防电墙、人体与大地之间，形成通路，如图乙所示，内胆、大地电阻忽略不计。防电墙内部结构示意图如图丙所示，流经其中的水必须沿着内部隔片螺旋流动，内部细长的水流就相当于一个大电阻，限制通过人体的电流，保障洗浴者的用电安全。
（1）关于“防电墙”，下列说法中错误的是___________。
A．为了能限制通过人体的电流大小，防电墙应该与人体串联
B．制作防电墙内部“隔片”的材料是绝缘体
C．防电墙工作时，属于用电器，将电能转化为机械能
D．防电墙可以通过增加导体的长度，从而增加电阻
（2）若环境温度为20℃，设置的内胆水温为60℃，当内胆中装满水时，水被加热到设定的温度时至少需要吸收多少热量？[c水=4.2×103J/（kg ℃），ρ水=1.0×103kg/m3]
（3）为了进一步探究防电墙的作用，小宁将该品牌电热水器内的水装入不同长度、不同横截面积的水管中做成“防电墙”，测得电阻大小如表所示：
长度L/cm 10 20 30 10 20 30 10 20 30
横截面积S/cm2 1 1 1 2 2 2 3 3 3
防电墙电阻R/×103Ω 12 24 36 6 12 18 4 8 12
根据实验数据，小宁总结得出了“防电墙”电阻R与长度L、横截面积S之间的关系，并测出该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的横截面积为0.6cm2，若洗澡时人体电阻为2000Ω，为了保证通过人体的电流不大于5mA，则该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的总长度不应小于 cm。
【答案】（1）C
（2）解：根据题意可知，内胆装满水时，水的质量为m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg；
则水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J。
（3）21
【知识点】影响电阻大小的因素；欧姆定律及其应用；热量的计算
【解析】【分析】 （1）A.由于并联电路各个支路互不影响判断出防电墙与人体的连接情况；
B.根据题中信息判断出防电墙内部“隔片”的材料是绝缘体还是导体；
C.防电墙工作时将电能转化为内能；
D.由题意知隔片被设计成螺旋状，从而增加了水流的长度，使电阻增加；
（2）由m=ρV计算内胆装满水时水的质量，由Q吸=c水mΔt算出水吸收的热量；（3）由表格数据知电阻R与长度L、横截面积S之间的关系，并列出关系式，由
算出电路的总电阻，由串联电路电阻的规律算出防电墙中螺旋水柱的电阻，根据关系式算出该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的总长度。
【解答】（1）A．用电器串联时相互影响，则为了能限制通过人体的电流大小，防电墙应该与人体串联，故A正确不合题意；
BD．当流经防电墙中的水必须沿着内部隔片螺旋流动时，通过增大水流的长度来增大电路，为了相邻的水不会连通，所以制作防电墙内部“隔片”的材料是绝缘体，故B、D正确不合题意；
C．防电墙工作时，属于用电器，将电能转化为内能，故C错误符合题意。
故选C。
（3）根据表格数据可知，电阻R与长度L、横截面积S之间的关系如下：L与S的比值相同时，电阻R相同。那么得到：R=1.2×103Ω cm×；
通过人体的电流最大为I=5mA=0.005A；
电路的总电阻为；
防电墙中螺旋水柱的电阻为R电=R总-R人=44000Ω-2000Ω=42000Ω；
则该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的总长度不应小于。
（1）A．由于并联电路各个支路互不影响，所以为了能限制通过人体的电流大小，防电墙应该与人体串联，故A正确；
B．由题意知当流经防电墙中的水必须沿着内部隔片螺旋流动，内部细长的水流就相当于一个大电阻，限制通过人体的电流，保障洗浴者的用电安全，所以制作防电墙内部“隔片”的材料是绝缘体，故B正确；
C．防电墙工作时，属于用电器，但是是将电能转化为内能，不是机械能，故C错误；
D．由题意知隔片被设计成螺旋状，从而增加了水流的长度，使电阻增加，故D正确。
故选C。
（2）内胆装满水时，水的质量为m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg
水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J
（3）由表格数据知电阻R与长度L、横截面积S之间的关系如下：L与S的比值相同时，电阻R相同。由表格数据知R=1.2×103Ω cm×
通过人体的电流最大为I=5mA=0.005A
电路的总电阻为
防电墙中螺旋水柱的电阻为R电=R总-R人=44000Ω-2000Ω=42000Ω
则该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的总长度不应小于
30．（2024九上·金华期中）胡柚大丰收，小乐帮爷爷把一箱质量为80kg的胡柚搬到2m高的车上，为了省力，他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上400N的力，历时1min将重物匀速地推到车上，求此过程中：
（1）斜面对重物做的有用功；
（2）简易斜面装置的机械效率；
（3）斜面与箱子间的摩擦力。
【答案】（1）重物的重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
此过程中斜面对重物做的有用功
W有=Gh=800N×2m=1600J
（2）拉力做的总功
W总=Fs=400N×5m=2000J
斜面的机械效率
（3）额外功
W额=W总-W有=2000J-1600J=400J
根据W额=fs得，物体受到的摩擦力
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）知道重物的质量，利用G=mg计算重物重力G；知道斜面高h，利用W=Gh计算克服物体重力做的有用功；
（2）知道推力大小F、斜面长s，利用W=Fs计算推理做的总功；简易斜面装置的机械效率等于有用功与总功的比值；
（3）克服箱子受摩擦力做的额外功W额=W总-W有用，再利用W额=fs计算斜面与箱子间的摩擦力。
（1）重物的重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
此过程中斜面对重物做的有用功
W有=Gh=800N×2m=1600J
（2）拉力做的总功
W总=Fs=400N×5m=2000J
斜面的机械效率
（3）额外功
W额=W总-W有=2000J-1600J=400J
根据W额=fs得，物体受到的摩擦力
答：（1）斜面对重物做的有用功为1600J；
（2）简易斜面装置的机械效率为80%；
（3）斜面与箱子间的摩擦力为80N。
31．（2025九下·宁波竞赛）如图甲是一种新型吊运设备的简化模型示意图，虚线框里是滑轮组(未画出)，滑轮组绳子的自由端由额定电压为220V 的电动机拉动，定滑轮的轴固定在B点。在一次作业中，吊运设备匀速竖直提升物体时，绳子自由端的拉力为312.5N，此时滑轮组的机械效率为80%，被提升的物体上升的速度为0.24m/s，电动机做的功跟时间的变化关系如乙图所示。不考滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦。
（1）求此次作业中被提升物体的重力；
（2）此次作业中，电动机的输入电流为1.5A，求电动机工作时每秒钟产生的热量；
（3）第二次作业中，利用该设备以相同的速度匀速提升重为200ON的物体，求作用在绳子自由端的拉力。
【答案】（1）解：由图像知，t=5s时电动机做的功：W电动机=1500J，
因此时滑轮组的机械效率为80%，根据可知，
故做的有用功：W有用=W总×η=1500J×80%=1200J；
则物体5s上升的高度：h=vt=0.24m/s×5s=1.2m；
被提升提升物体的重力：。
（2）解：电动机的输入电流为1.5A，电动机工作5s消耗的电能：W=UIt=220V×1.5A×5s=1650J，
电动机工作5s产生的热量：Q=W-W电动机=1650J-1500J=150J，
电动机工作时每秒钟产生的热量为。
（3）解：在第一次作业中，绳子自由端的拉力为312.5N，
则绳子自由端在5s内移动的距离：；
吊动滑轮的绳子股数：，
W额外=W电动机-W有用=1500J-1200J=300J；
则动滑轮的重力：；
不考滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦，
第二次作业中，拉力：。
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算；电功计算公式的应用
【解析】【分析】 （1）由图像可知t=5s时电动机做的功，已知滑轮组的机械效率，根据得出做的有用功；
已知被提升的物体上升的速度，由速度公式求出物体5s上升的高度；
根据W=Gh求出被提升提升物体的重力；
（2）已知电动机的输入电流和工作时的电压，根据W=UIt得出电动机工作5s消耗的电能；
由Q=W-W电动机得出电动机工作5s产生的热量，从而得出电动机工作时每秒钟产生的热量；
（3）在第一次作业中，根据W=Fs得出绳子自由端在5s内移动的距离；由s=nh得出吊动滑轮的绳子股数，根据W额外=W电动机-W有用得出额外功，因不考滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦，故克服动滑轮重力做的功为额外功的唯一来源，根据功的公式得出动滑轮的重力，根据求出第二次作业中的拉力大小。
32．（2025·浙江模拟）质量为60kg的建筑工人用如图所示的装置，将质量为80kg的建材从地面匀速提升到3m高的平台。动滑轮总重40N，工人与地面的接触面积为400cm2，匀速拉绳时对绳的拉力为400N，耗时20s完成提升。求：
（1）工人提升建材所做的有用功。
（2）工人拉绳的功率。
（3）提升过程中，工人对地面的压强。
（4）若工人用此滑轮组提升更重的建材时，机械效率将 。
【答案】（1）
（2），
（3）
（4）增大
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）有用功：使用机械时，对人们有用的功，W有=Gh（G是物体重力，h是物体被提升的高度 ）。
（2）总功：动力对物体所做的功，在滑轮组中W总=Fs，且s = nh（n是承担物重的绳子段数 ）。
功率：表示做功快慢的物理量，。
（3）压强：物体所受压力的大小与受力面积之比，。
（4）机械效率：有用功跟总功的比值。
【解答】（4）根据，动滑轮重力G动不变，提升更重的建材，即G增大，的值增大，所以机械效率变大 。
1 / 1【浙教版】科学九上 第3章 能量的转化与守恒 单元检测卷（培优）
一、选择题
1．（2025·南湖模拟）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是( )
A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
B．正常工作时， “36V54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
C．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高
D．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
2．（2024九上·海宁会考）某班一些同学关于教材中的四幅图像提出以下观点，其中合理的是（）
A．甲图，聚变反应中原子的种类发生了变化，所以是化学变化
B．乙图，活塞快速向下对筒内空气做功，空气内能增加温度升高，内能转化为机械能
C．丙图，研究电热与电阻关系，在相同时间和电流时，比较放有不同电阻的两烧瓶中液柱变化
D．丁图，做功冲程中高温高压的燃气对活塞做功，机械能转化为内能
3．有两个电路元件A 和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，电路图如图乙所示。闭合开关 S，这时电流表的示数为 0.4安，则电源电压和元件B 的电功率分别是( )
A．2.0伏、0.8瓦 B．2.5伏、1.0瓦
C．4.5伏、1.0瓦 D．4.5伏、1.8瓦
4．（2025九上·诸暨期末）如图所示，小明先后两次用同样的时间、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。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2025九上·诸暨期末）利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。下面有关核电站的说法正确的是
A．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变
B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．核电站反应堆产生的废料对环境没有污染
D．核能发电发生的能量转化：核能→机械能→内能→电能
6．小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50 g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，酒精的热值为3×10 J/kg，水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃)。下列说法正确的是（ ）
A．2 min内油吸收的热量为3×10*J
B．他使用的酒精灯的加热效率为21%
C．油的末温比水的高，所以吸热能力更强
D．油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
7．（华师大版科学九年级上册6.2 电能的量度（2））某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
8．（2024九上·临海期末）在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的箱子匀速向上提起相同的高度，甲用时为10秒，乙用时为30秒。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（ ）
A．使用甲方式不能省力，但能省功
B．乙方式人对绳子的拉力为220N
C．甲方式对箱子做功比乙方式快
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
9．（2025七上·滨江期末）下列关于能的表述正确的是（ ）
A．人在运动时需要消耗能，在睡觉休息时不需要消耗能
B．米饭、汽油、木材、天然气、煤炭中储存着化学能
C．天体的运行不属于机械运动，不具有机械能
D．水库中的水不具有能量，而只有当它从水库中流下时才具有能量
10．（2024九上·台州期中）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
11．（2023九上·鹿城期末）“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直，C点是游戏者所能达到的最低点，当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最大值
C．游戏者到达C点时，重力势能全部转化为动能
D．游戏者从C点向B点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能
12．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(一)）在如图所示的一些杠杆中，O为支点，关于作用力F的力臂L，下列图示正确的是（ ）。
A． B．
C． D．
13．（2025·衢州模拟）用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手分别握在扳手上A、B、C三个位置拧动螺丝，最省力的位置是
A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．一样省力
14．（2025·温州模拟）小明发现教室里花架上的花盆十分容易倒，花架和花盆如图甲所示，则小明下列调整行为无效的是( )
A．A B．B C．C D．D
15．（2025九上·黄岩期末）某同学用大小恒定的推力 F=300牛（方向如图所示），10秒钟内将重为500牛的物体从斜面底端匀速推到了顶端，已知斜面高为5米，长为10米。下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面可以省力也可以省功
B．物体沿斜面运动的速度为0.5米/秒
C．物体受到的摩擦力为300牛
D．推物体时，推力的功率为300瓦
二、填空题
16．（2025·钱塘模拟） 如图甲为一轻质弹簧自然伸长时的状态，图乙为弹簧上放一个10N的钢球静止时的状态，已知AB=8cm，BC=4cm，且弹簧的缩短量与受到的压力成正比。当钢球从高处自由落下到最低点C位置时，弹簧对钢球向上的力是 N；钢球从C位置向上运动到A位置的过程中，弹簧的弹性势能转化为 能。
17．（2025九上·诸暨期末）用如图甲所示的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （填“A”或“B”），动滑轮重为 N。
18．（2025九上·鄞州月考）如图为油厂的油桶，空桶质量为65kg，油桶高为1.2m，底部直径为0.5m，据此回答。
（1）某次装卸中，小明需要将直立的空油桶（如图甲）沿D点推翻。在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功 焦，
（2）若小明将直立的空油桶（如图甲）沿D点推翻，所需的最小力；将翻倒的空油桶（如图乙）重新竖起所用的最小力为，那么， （选填“大于”、“等于”或“小于”）。
19．（2025九下·乐清开学考）如图所示，我国自主设计、建造的全超导托卡马克核反应实验装置——东方超环（EAST），在1亿度超高温度下运行10秒时间。
（1）东方超环被称为人造太阳，其能量产生原理与太阳类似，通过原子核 （选填“聚变”或“裂变”）释放出巨大的能量。
（2）核反应实验装置中，用通电线圈产生的磁场，将超高温等离子体约束在磁场中，而要产生强磁场，线圈中需要很大的电流，但是线圈自身有一定的电阻，线圈中有大电流通过，会产生很高的热量，原因是电流具有 （选填“热效应”或“磁效应”）。
（3）人造太阳的加热功率为，利用人造太阳发电的效率为60%，则工作10秒时间，发电量则 。
20．（2025九上·金华月考）如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由可伸长的橡皮筋系住，乙球由不可伸长的细绳系住，都从同一水平高度处由静止开始释放。当两球各自第一次到达悬点正下方A点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小。
（1）从释放到各自第一次到达A点过程中，两小球重力所做功W甲 W乙；（选填“>”、“<”或“=”）
（2）两球各自第一次到达A点时的速度v甲 v乙。（选填“>”、“<”或“=”）
21．（2025九上·杭州期末）如图所示，在两个等长、等高但材质不同的甲、乙斜面上，用平行于斜面的拉力F，分别将质量为m和2m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端。此过程中，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为、，斜面的机械效率分别为、，物体在斜面上受到的摩擦力分别为，，则 ； ； （以上三空均选填“<”“=”或“>”）。
22．（2025九上·丽水期末）如图甲，是一款家用电水壶内部电路的简图，R1、R2均为加热电阻，通过转动旋钮开关可实现加热和保温两种功能。
（1）将电水壶的开关S闭合后，旋钮开关在如图甲所示位置，此时电水壶处于 (填“加热”或“保温”)状态；
（2）小科用电水壶给质量为1千克的水加热，2分钟后水温升高了30℃，在此过程中水至少吸收的热量为 焦。若此过程家庭电路中只有电水壶在工作，观察到电能表(如图乙)的转盘转过30转，则电水壶实际功率为 瓦。
三、实验与探究题
23．（2025九上·金华月考）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：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟质量有关；
【进行实验】他们做了如图甲、乙、丙所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离；
（1）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： ；
（2）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性更大的原因；
（3）【评估交流】如果换用图丁所示装置进行实验，选择合适的器材可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系；
（4）他们由此还联想到牛顿第一定律的实验，让同一小车沿同一斜面的同一高度由静止开始向下滑下，在粗糙程度不同的水平表面运动直至停止；在水平运动的整个过程中，小车在玻璃、毛巾表面克服摩擦力做功的功率分别为P1、P2，则P1 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
24．（2025·温州模拟）小科在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具，刻度是均匀的，于是利用杆秤的原理寻找可用材料自制密度测量装置。
可用器材：木棒、细线、刻度尺、大小不同的金属块、水、烧杯。按照下列步骤制作了此密度计秤。
①用绳子绑在木棒上，使悬挂时杆秤处于水平平衡，悬挂点即为秤纽位置。
②将金属块固定挂在杆秤左侧，提起秤纽，重物不放入烧杯中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时，将秤砣的悬挂点A(未标出)标标记为“0”刻度。
③烧杯中装足量的水，将金属块浸没在水中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时(如图乙)，将秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度。 (单位：g/cm)
④刻度标记： 待填 。
（1）若悬挂时，木棒静止在图甲位置，则应将秤纽向 移。
（2）有图丙三种金属块可供选择，从测量范围角度考虑，最合适的是 。
（3）步骤④要标出AB间其它刻度(精确到0.1g/cm3)，请简要写出他的操作 。
（4）某次测量时，发现测量的液体密度比实际密度小，可能的原因是（ ）.
A．测量过程中有水溢出
B．重物未完全浸没在待测液体中
C．秤砣的金属块生锈
D．测量时杆秤右端下沉但仍保持静止
25．（2025九上·上城期末） 小金学习了“物体的内能”后，根据书本图甲两个实验，在家利用压力式喷水壶、塑料软管、数显温度计、针筒和硬纸盒自制了如图乙所示的实验装置，并利用该装置进行实验，实验步骤如下：
①实验开始前观察记录喷水壶内的温度为22.0℃。
②在喷水壶内加入少量的水，关闭出气阀，多次按压喷水壶的打气手柄后，观察并记录壶内温度。
③打开喷水壶的出气阀，可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动。
④最终活塞冲出针筒口，同时在针筒口处观察到白雾。
（1）若不考虑能量损耗，步骤②中记录的温度值应 (选填“大于”“小于”或“等于”) 22.0℃。
（2）步骤③中的能量转化与下图内燃机的 (填字母)冲程相同。
（3）步骤④针筒口出现白雾的原因是 。
（4）请同学分析小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点： (写出两点)。
26．（2025九上·越城期末）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小雨用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。
实验序号 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 1 0.2 0.7 0.4 71.4%
2 2 0.2 1.3 0.4 76.9%
3 3 0.2 1.9 0.4 一
（1）小雨是用图中的 (选填“甲”或“乙”)滑轮组完成实验的；
（2）实验中要用到的测量工具有 ；
（3）在第3次实验中，滑轮组的机械效率是 ；
（4）分析数据可知：使用同一滑轮组，滑轮组的机械效率与物重的关系可能是 (选填字母)。
27．（2025九上·义乌期末）宾宾同学利用如图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，发现两电表指针处于图2所示位置，此时电路中存在的故障可能是： ；
（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（是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关时，电流表的示数为。
②再闭合开关后，电流表的示数为。
③请写出未知电阻的阻值表达式： （用、和表示）。
（4）在图1中滑动变阻器滑片移动过程中，电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图5所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是 。
四、综合题
28．（2025九下·柯桥月考）图甲是一款电热服，衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路，R1、R2为电热纤维，R1阻值为5欧，利用配套的锂电池供电，输出电压为5伏，可在低温、中温、高温三挡间切换，高温挡功率为15瓦。
（1）电热服是利用电流的 效应工作的；
（2）电热纤维应具有能导电、抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质，下列材料最适合做电热纤维的是___________；（选填字母）
A．石墨纤维 B．棉纤维 C．细铁丝
（3）求电热服在高温挡工作时R2的阻值（忽略温度对电阻的影响）。
29．（2025九上·江北期末）如图甲是某品牌贮水式电热水器内部结构示意图，内胆水箱容积为50L。当电加热管绝缘层老化破损时，洗澡的水流就会像导线般将220V的电压加在内胆、防电墙、人体与大地之间，形成通路，如图乙所示，内胆、大地电阻忽略不计。防电墙内部结构示意图如图丙所示，流经其中的水必须沿着内部隔片螺旋流动，内部细长的水流就相当于一个大电阻，限制通过人体的电流，保障洗浴者的用电安全。
（1）关于“防电墙”，下列说法中错误的是___________。
A．为了能限制通过人体的电流大小，防电墙应该与人体串联
B．制作防电墙内部“隔片”的材料是绝缘体
C．防电墙工作时，属于用电器，将电能转化为机械能
D．防电墙可以通过增加导体的长度，从而增加电阻
（2）若环境温度为20℃，设置的内胆水温为60℃，当内胆中装满水时，水被加热到设定的温度时至少需要吸收多少热量？[c水=4.2×103J/（kg ℃），ρ水=1.0×103kg/m3]
（3）为了进一步探究防电墙的作用，小宁将该品牌电热水器内的水装入不同长度、不同横截面积的水管中做成“防电墙”，测得电阻大小如表所示：
长度L/cm 10 20 30 10 20 30 10 20 30
横截面积S/cm2 1 1 1 2 2 2 3 3 3
防电墙电阻R/×103Ω 12 24 36 6 12 18 4 8 12
根据实验数据，小宁总结得出了“防电墙”电阻R与长度L、横截面积S之间的关系，并测出该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的横截面积为0.6cm2，若洗澡时人体电阻为2000Ω，为了保证通过人体的电流不大于5mA，则该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的总长度不应小于 cm。
30．（2024九上·金华期中）胡柚大丰收，小乐帮爷爷把一箱质量为80kg的胡柚搬到2m高的车上，为了省力，他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上400N的力，历时1min将重物匀速地推到车上，求此过程中：
（1）斜面对重物做的有用功；
（2）简易斜面装置的机械效率；
（3）斜面与箱子间的摩擦力。
31．（2025九下·宁波竞赛）如图甲是一种新型吊运设备的简化模型示意图，虚线框里是滑轮组(未画出)，滑轮组绳子的自由端由额定电压为220V 的电动机拉动，定滑轮的轴固定在B点。在一次作业中，吊运设备匀速竖直提升物体时，绳子自由端的拉力为312.5N，此时滑轮组的机械效率为80%，被提升的物体上升的速度为0.24m/s，电动机做的功跟时间的变化关系如乙图所示。不考滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦。
（1）求此次作业中被提升物体的重力；
（2）此次作业中，电动机的输入电流为1.5A，求电动机工作时每秒钟产生的热量；
（3）第二次作业中，利用该设备以相同的速度匀速提升重为200ON的物体，求作用在绳子自由端的拉力。
32．（2025·浙江模拟）质量为60kg的建筑工人用如图所示的装置，将质量为80kg的建材从地面匀速提升到3m高的平台。动滑轮总重40N，工人与地面的接触面积为400cm2，匀速拉绳时对绳的拉力为400N，耗时20s完成提升。求：
（1）工人提升建材所做的有用功。
（2）工人拉绳的功率。
（3）提升过程中，工人对地面的压强。
（4）若工人用此滑轮组提升更重的建材时，机械效率将 。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用；电功与热量的综合计算；影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】电流的热效应：当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。实践证明，电流通过导体所产生的热量和电流的平方，导体本身的电阻值以及电流通过的时间成正比。
【解答】A. 接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热，电流和电阻都改变了，A错误；
B.正常工作时， “36V54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，因为功率不同，B错误；
C. 电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高 ，热量与温度变化量的关系，C错误；
D. 电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热 ，电流相同，探究的是 电流产生的热量与电阻大小有关 ，D正确；
故答案为：D
2．【答案】C
【知识点】物体内能的改变方法；热量的计算；热机的工作原理；核能及其应用
【解析】【分析】（1）核聚变反应不属于化学变化，据此分析；
（2）根据能量转化方法进行分析；
（3）根据控制变量法分析；
（4）根据能量转化方法进行分析。
【解答】A、甲图，聚变反应中原子种类发生了变化，属于核反应，不属于化学变化，故A错误；
B、乙图，活塞快速向下对筒内空气做功，空气内能增加温度升高，机械能转化为内能，故B错误；
C、根据图示可知，两个电阻串联，通电时间和电流相同，电阻不同，所以该装置可以研究与电阻的关系，故C正确；
D、内燃机属于热机，做功冲程中高温高压的燃气对活塞做功，内能转化为机械能，故D错误；
故答案为：C。
3．【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点；电功率计算公式的应用；电功率
【解析】【分析】电路中A和B元件是串联，电流表测电路中电流，根据串联电路中电流、电压的特点，结合图甲中的数据进行解答。
【解答】A.当电路中电流表示数为0.4安时，根据图甲可判断出B两端电压为2.5伏，则B的电功率可以用0.4安乘以2.5伏等于1瓦，故A错误。
B.电路中电流为0.4安时A两端电压为2伏，B两端电压为2.5伏，串联电路中电源电压等于各用电器电压之和，则电源电压为4.5伏，故B错误。
C.当电路中电流为0.4安时，可算出电源电压为4.5伏，B的电功率为1瓦。故C正确。
D.当电路中电流为0.4安时，B两端的电压为2.5伏，则B的电功率为一瓦，故D错误。
故答案为：C
4．【答案】C
【知识点】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】由题知，同一个人先后两次用同样的力，分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离，根据W=Fs可知，拉力的大小相同，在力的方向上移动的距离相同，则拉力做功相同，即W1 =W2
由题知，做功用的时间相同，根据可知，两次做功的功率相同，即P1 =P2
故ABD错误，C正确。
故答案为：C。
5．【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变；核电站及其工作原理
【解析】【分析】核电站的原理和原子弹一样，是核裂变；氢弹的原理是核聚变。
【解答】AB、核电站的原理是可控的核裂变，故A错误，B正确；
C、核电站反应堆产生的废料对环境会造成污染，所以不能随意处理，故C错误；
D、核电站发生的能量转化为 核能→内能→机械能→电能，故D错误。
故答案为：B。
6．【答案】B
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】A.根据表格数据确定2min内水升高的温度，然后根据Q水=c水mΔt水算出2min内水吸收的热量，由于单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，所以2min内煤油吸收的热量与水吸收的热量相同；
B.根据Q放=mq算出燃料完全燃烧放出的热量的热量，由计算出酒精灯的加热效率；
C.相同条件下，升高的温度小，则吸热能力强；升高的温度达，则吸热能力弱；
D.根据比热容的影响因素分析。
【解答】A.根据表格数据可知，2min内水吸收的热量为：
Q水=c水mΔt水=4.2×103J/（kg ℃）×5×10-2kg×（50℃-20℃）=6.3×103J。由于单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，所以2min内煤油吸收的热量也为6.3×103J，故A错误；
B.燃料完全燃烧放出的热量的热量为：Q放=mq=1×10-3kg×3×107J/kg=3×104J，则使用的酒精灯的加热效率为：，故B正确；
C.油的末温比水的末温高，则油的吸热能力比水弱，故C错误；
D.比热容是反映不同物质的吸热能力，与物质的种类和状态有关，与其吸收的热量多少无关，故D错误。
故选B。
7．【答案】B
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）闭合开关前，为了保护电路，防止电流过大，应该将变阻器的滑片调节到阻值最大的一端；
（2）小灯泡不发光，可能是发生断路，也可能是变阻器阻值太大，导致电流太小；
（3）根据P=UI分析判断即可。
（4）小灯泡的亮度由它的实际功率决定；
【解答】A.根据电路图可知，变阻器使用左边，因此滑片在B端阻值最大，因此闭合开关前，滑片P应滑到B端，故A正确不合题意；
B.闭合开关后，小灯泡不发光，可能是小灯泡灯丝断了，故B错误符合题意；
C.当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，故C正确不合题意。
D.小灯泡的实际功率越大，亮度越大，故D正确不合题意；
故选B。
8．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）使用定滑轮不能省力，使用任何机械都不能省功；
（2）由图乙知n=2，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，根据求出乙方式人对绳子的拉力；
（3）功率是表示做功快慢的物理量，分别求出甲、乙两图中人做功的功率，即可解答；
（4）忽略绳重和摩擦，在甲图中，额外功为0，在乙图中，需要克服动滑轮重力做额外功，再结合机械效率的定义来比较。
【解答】A、因为图甲中两个滑轮都是定滑轮，所以不能省力，根据功的原理，使用任何机械都不省功，故A错误；
B、乙方式人对绳子的拉力
故B错误；
C、甲、乙不同方式把箱子提升到相同高度，所以对箱子做功一样多。甲用时为10秒，乙用时为30秒，根据可知，甲方式功率大，所以做功块，故C正确；
D、甲方式两个滑轮都是定滑轮，不计绳重和摩擦，不用做额外功，机械效率100%；乙方式有一个动滑轮，需要做额外功，机械效率小于100%，所以甲方式机械效率大于乙方式，故D错误。
故答案为：C。
9．【答案】B
【知识点】能的多种形式
【解析】【分析】（1）人的生命活动过程中，无论运动还是休息，体内的生理活动如细胞呼吸等持续进行，都需要消耗能量。
（2）化学能是物质发生化学反应时所释放的能量，许多物质如食物、燃料等储存着化学能。
（3）机械运动是物体位置随时间的变化，天体的运行属于机械运动，具有机械能（动能和势能）。
（4）物体能够对外做功就具有能量，水库中的水由于被抬高具有重力势能，本身就具有能量。
【解答】A、人在运动和睡觉休息时都需要消耗能量，故A错误；
B、米饭、汽油、木材、天然气、煤炭中储存着化学能，故B正确；
C、天体运动相对于地球或其他星体有位置的变化，是机械运动，故C错误；
D、水库中的水由于位置较高具有重力势能，故D错误。
故答案为：B。
10．【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。
11．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 （1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）弹性势能大小的影响因素：弹性形变的大小，发生弹性形变的难易程度。形变越大，越难，弹性势能越大。
【解答】 A.在到达A点之前，游戏者的重力势能转化为动能，动能逐渐增加；过A点后游戏者的重力势能有一部分开始逐渐转化成弹性势能，达到最大速度后，动能开始减小，也会转化为弹性势能。故A错误；
B.游戏者到达B点时，速度增加到最大，游戏者的动能增加到最大值。故B正确；
C.游戏者到达C点时处于静止状态，所以动能为零；橡皮绳发生弹性形变程度最大，所以是重力势能和动能转化为弹性势能，故C错误；
D.游戏者从C点向B点运动的过程中，弹性势能转化为动能和重力势能，故D错误。
故选B。
12．【答案】A
【知识点】力臂的画法
【解析】【分析】力臂是从支点到力的作用线的垂线段的长度，据此分析判断。
【解答】A.O点为支点，L是从支点到动力作用线的垂线段，则L是动力臂，故A正确；
B.O点为支点，此时L从支点O开始，但是并没有与F的作用线垂直，不是动力臂，故B错误；
C.力臂是从杠杆的支点O开始，到力的作用线结束，故C错误；
D.线段L不是从杠杆的支点O开始的，故D错误。
故选A。
13．【答案】C
【知识点】杠杆中最小力问题
【解析】【分析】力臂指的是支点到力的作用线之间的距离。
【解答】由图可知，C点的力臂最大，由杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，即越省力。
故答案为：C。
14．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆平衡条件进行分析。
【解答】A、由杠杆平衡条件可知，在花架上放置一块砖块，可以增大阻力，防止花架倾倒，故A不符合题意；
B、将花盆抬高，阻力与阻力臂、动力与动力臂均不变，可知不能防止花架倾倒，故B符合题意；
C、将花盆向内移动，减小了动力臂，可防止花架倾倒，故C不符合题意；
D、将花盆中的土减少一点，可以减小动力，可防止花架倾倒，故D不符合题意。
故答案为：B。
15．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；斜面及其工作特点
【解析】【分析】本题涉及的知识点如下：
（1）斜面的特点：使用任何机械都不省功，使用斜面可以省力，但要多移动距离。
（2）速度的计算公式：，其中v表示速度，s表示路程，t表示时间。
（3）力的分析：物体在斜面上匀速运动时，推力F做的功等于克服重力做的功与克服摩擦力做的功之和。
（4）功率的计算公式：
【解答】A、由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；
B、物体沿斜面运动的速度为
故B错误；
C、所做的有用功W有=Gh=500N×5m=2500J
所做的总功W总=Fs=300N×10m=3000J
克服物体受到斜面的摩擦力所做的额外功W额=W总-W有=3000J-2500J=500J
由W额=fs得，物体所受到的摩擦力
故C错误；
D、推力所做的功为总功，其功率为
故D正确。
故答案为：D。
16．【答案】15；动能和重力势
【知识点】弹力；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）在弹性限度内，弹簧的形变量与弹簧所受外力成正比。
（2）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。
【解答】（1）小球放在弹簧上处于静止状态，弹簧对小球向上的力与小球重力是一对平衡力，所以F=G=10N；由题意知，弹簧的缩短量与受到的压力成正比，所以弹簧每压缩1cm时受力为=1.25N/cm，
当小球由高处下落到C处时，弹簧被压缩ΔL=AC=AB+BC=8cm+4cm=12cm，所以弹簧对球的力：
F'=1.25N/cm×ΔL=1.25N/cm×12cm=15N。
（2）钢球从C位置向上运动到A位置的过程中，弹簧的弹性势能减小，此时小球动能增加，且重力势能增加，故弹性势能主要转化为动能和重力势能。
故答案为：15；小球的动能和重力势。
17．【答案】A；40
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）由图甲可知，n=3，则拉力端移动距离s=3h，据此确定图乙中绳子自由端运动的s-t图像是A还是B；
（2）不计绳重和摩擦，拉力nF=（G+G动），据此求动滑轮重力。
【解答】由图甲可知，绳子的有效段数n=3，则绳子自由端移动距离
s=3h
在2秒的时间内，物体提升1米，则绳子自由端通过的距离为3米，因此图乙中倾斜直线A是绳子自由端运动的s～t图像。
不计绳重和摩擦，作用在绳子自由端的力为
则动滑轮重力
G动=3F﹣G=3×80N﹣200N=40N
18．【答案】32.5；小于
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件计算最省力，再由功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积计算功的大小。
（2）根据杠杆平衡条件：进行分析判断，力臂指的是支点到力的作用线的距离。【解答】(1)在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，由图示可知，AD是最大动力臂，过A与AD的垂直的力最小，如图所示
由几何知识可得
在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功
(2)由图甲与图乙所示可知，两种情况下，最小推力的动力臂相等，两种情况下阻力相等，图甲的阻力臂小于图乙的阻力臂，由杠杆平衡条件可知，图甲中的推力小于图乙中的推力，即F1小于F2。
19．【答案】（1）聚变
（2）热效应
（3）2×106
【知识点】核裂变与核聚变；机械效率的计算；电功计算公式的应用；影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）太阳内部发生氢核聚变释放出大量的能量。
（2）电流具有热效应，由焦耳定律可知，在电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多。
（3）发电效率指的是产生的电能占内能的百分比。
【解答】（1）“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过核聚变的途径释放出巨大能量，从而获得高温。
（2）根据焦耳定律可知电流具有热效应，因此线圈流过大电流后会产生大量热量，这说明电流具有热效应。
（3）“人造太阳”每小时发电量为
（1）“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过核聚变的途径释放出巨大能量，从而获得高温。
（2）根据焦耳定律可知电流具有热效应，因此线圈流过大电流后会产生大量热量，这说明电流具有热效应。
（3）“人造太阳”每小时发电量为
20．【答案】（1）=
（2）<
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）已知小球的质量和高度，根据W=Gh计算小球重力做功，然后比较大小；
（2）动能的大小的影响因素是质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
【解答】（1）由题意可知，两球的质量相同，则重力相同，当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W=Gh可知，该过程中小球重力做功W甲=W乙。
（2）由题意可知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，所以在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即v甲（1）由题意可知，两球的质量相同，则重力相同，当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W=Gh可知，该过程中小球重力做功W甲=W乙。
（2）由题意可知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，所以在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即v甲21．【答案】=；<；>
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】据W=Fs可求总功；据W有=Gh=mgh可求有用功；利用W额外=W总-W有可求额外功。
【解答】由题知，两斜面等长，将A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端，则s相等，拉力均为F根据可知，甲、乙两斜面上的拉力所做的功相等，即总功相等，。
由题知，两斜面等高，且，根据可知，有用功，斜面的机械效率，由此可知，。
由可知，用甲斜面提升物体时做的额外功较多，，由可知，。
22．【答案】（1）保温
（2）1.26×105；1500
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式比较开关在不同闭合情况下总功率的大小，从而确定对应的工作状态；
（2）根据Q=cm△t计算水吸收的热量。根据计算电水壶消耗的电能，最后根据计算它的实际功率。
【解答】（1）根据图片甲可知，开关接1时，两个电阻串联；
当开关接2时，只有R2单独工作；
那么前者总电阻大于后者；
根据可知，前者总功率小于后者，
则前者为保温状态，后者为加热状态。
（2）水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×30℃=1.26×105J；
电水壶消耗的电能：；
那么电水壶的实际功率为：。
23．【答案】（1）速度一定时，物体的质量越大，动能越大
（2）超速
（3）速度
（4）小于
【知识点】功率计算公式的应用；动能的影响因素
【解析】【分析】物体的动能跟物体的速度和质量有关，在实验过程中，通过观察物体被小球撞击的距离来判断小球动能的大小。
【解答】（1）分析甲、乙两图可知，金属球从斜槽的相同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度相等，物体的质量不同，甲小球的质量大，物体被撞击得更远，所以可以得到结论是速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（2）分析甲、丙两图可知，金属球从斜槽的不同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度不相等，物体的质量相同，可以探究动能大小与速度的关系；甲图小球的速度越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
（3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，所以弹簧的弹性势能不相同时，小球与弹簧分开后获得的初速度不相同，而小球的质量不变，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。
（4）小车克服摩擦力做功的能量来自小车的动能，小车的动能刚开始时是相等的，最终小车停下来，则小车的动能为零，所以小车无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的；小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，由于玻璃表面更光滑，则小车在玻璃面运动时间更长，由于克服摩擦所做的功相同，根据可知，则P1（1）分析甲、乙两图可知，金属球从斜槽的相同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度相等，物体的质量不同，甲小球的质量大，物体被撞击得更远，所以可以得到结论是速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（2）分析甲、丙两图可知，金属球从斜槽的不同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度不相等，物体的质量相同，可以探究动能大小与速度的关系；甲图小球的速度越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
（3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，所以弹簧的弹性势能不相同时，小球与弹簧分开后获得的初速度不相同，而小球的质量不变，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。
（4）小车克服摩擦力做功的能量来自小车的动能，小车的动能刚开始时是相等的，最终小车停下来，则小车的动能为零，所以小车无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的；小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，由于玻璃表面更光滑，则小车在玻璃面运动时间更长，由于克服摩擦所做的功相同，根据可知，则P124．【答案】（1）左
（2）③
（3）用刻度尺将AB间平均分成十等分，依次标出0.1、0.2、……0.9的刻度
（4）B；D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件判断秤纽移动的方向。
（2）根据杠杆平衡条件进行判断。
（3）由题中提示“经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具，刻度是均匀的”设计操作步骤。
（4）液体密度越大，拉力越小，秤砣的力臂越小，可知秤砣离秤纽越近，说明液体点的密度越大。
【解答】（1）由图可知，杆秤向左下沉，由杠杆平衡条件可知，应减小左侧力臂，故应将秤纽向左调。
（2）由杠杆平衡条件可知，动力臂与阻力臂一定时，阻力越大，动力越大，测量范围越大，所以最合适的是③。
（3）由题中信息可知，杆秤上刻度是均匀的，所以操作为：用刻度尺将AB间平均分成十等分，依次标出0.1、0.2、……0.9的刻度。
（4）A、杆秤受到的拉力等于重力减浮力，测量过程中有水溢出，不会影响实验测量结果，故A错误；
B、杆秤受到的拉力等于重力减浮力，由杠杆平衡条件可知，液体密度越大，浮力越大，拉力越小，秤砣与秤纽之间的距离越小。若物体没有完全浸入待测液中，排开液体的体积偏小，浮力偏小，拉力偏大，秤砣与秤纽之间的距离偏大，可知测得的密度偏小，故B正确；
C、秤砣的金属块生锈，阻力变大，由杠杆平衡条件可知，阻力臂将变小，可知测得的密度将偏大，
故C错误；
D、测量时杆秤右端下沉，说明阻力臂偏大，由B可知，测得的密度将偏小，故D正确。
故答案为：BD。
25．【答案】（1）大于
（2）D
（3）高温水蒸气遇冷液化形成小水滴
（4）实验现象更直观；两实验糅合一个实验省时。
【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】（1）对物体做功，物体的内能会增大，温度升高。
（2）气体膨胀对外做功，物体的内能减小，温度降低，伴随着能量的转化，由内能转化为机械能，内燃机的做功冲程能量转化由内能转化为机械能。
（3）液化指物质由气态转变成液态，液化要放热。
（4）小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点：实验现象更直观；两实验糅合一个实验省时。
【解答】（1）若不考虑能量损耗，步骤②中记录的温度值应大于22.0℃，对物体做功，物体的内能增加，温度升高。
（2）步骤③中打开喷水壶的出气阀，可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动，气体膨胀对外做功，物体的内能减小，温度降低，伴随着能量的转化，由内能转化为机械能，内燃机的做功冲程能量转化由内能转化为机械能，两气门关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，D图是做功冲程。故步骤③中的能量转化与下图内燃机的D冲程相同。
（3）步骤④针筒口出现白雾的原因是高温水蒸气遇冷液化形成小水滴。
（4）请同学分析小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点：实验现象更直观；两实验糅合一个实验省时。
26．【答案】（1）乙
（2）弹簧测力计和刻度尺
（3）78.9%
（4）A
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】 （1）由表中数据得出绳子的有效段数分析；
（2）因表中要测量长度，据此回答；
（3）在第③次实验中，根据机械效率公式得出滑轮组的机械效率；
（4）通过分析实验数据得出结论；
【解答】 （1）由表中数据可知，绳子的有效段数为：；
小雨是利用图中的乙滑轮组完成实验的；
（2）因表中要测量长度和拉力，故实验中用到的测量工具有弹簧测力计和刻度尺；
（3）在第③次实验中，滑轮组的机械效率是：
；
（4）使用同一滑轮组，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力G动不变，
滑轮组的机械效率，
据此可知，升高物重增大，机械效率逐渐增大，机械效率η与物体重力G的关系并不成正比。
故选A。
27．【答案】（1）灯泡断路
（2）0.75
（3）
（4）先增大，后减小为0
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】 （1）根据图2分析电流表和电压表示数的大小。当灯泡发生断路时，电压表串联在电路中，它的示数接近电源电压。
（2）灯在额定电压下的功率为额定功率，由图根据P=UI求出额定功率；
（3）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻串联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出电源电压，根据电源电压不变列等式表示出未知电阻Rx的阻值表达式；
（4）根据电路消耗的总功率P总=P滑+P灯和图丙分析滑动变阻器的功率大小变化情况。
【解答】（1）根据图2可知，电流表示数为0，电压表示数为电源电压，则此时电路中存在的故障可能是：灯泡断路。
（2）根据图3可知，灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是P=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W
（3）根据图4可知，只闭合开关时，两电阻串联，电池表测电路中的电流，电流表的示数为，
则U=I1(R0+Rx) ①；
再闭合开关S2时，只有R0工作，电流表测量电路的电流，电流表的示数为。
则为U=I2R0 ②；
①②联立解得：
（4）根据P总=P滑+P灯可知，则变阻器的功率为P滑= P总- P灯；
即变阻器的功率等于总功率和灯泡功率的差；
从图5可知，在电流变大的过程中，P总和P灯的差先变大后减小为0，
故滑动变阻器的功率大小变化是先增大，后减小为0。
（1）由图2知，电流表示数为0，电路可能断路，电压表示数为电源电压，则电压表与电源连通，故此时电路中存在的故障可能是：灯泡断路。
（2）根据小灯泡U-I图象可知，灯在额定电压下的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是P=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W
（3）③在①中，只闭合开关时，两电阻串联，电池表测电路中的电流，电流表的示数为。在②中，只有R0工作，电流表测量电路的电流，电流表的示数为。根据串联电阻的规律及欧姆定律，两关实验中电源电压为U=I2R0=I1(R0+Rx)
未知电阻的阻值表达式为
（4）电路消耗的总功率P总=P滑+P灯
则变阻器的功率为P滑= P总- P灯
从图5可知，在电流变大的过程中，P总和P灯的差先变大后减小为0，故滑动变阻器的功率大小变化是先增大，后减小为0。
28．【答案】（1）热
（2）A
（3）2.5欧
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时，导体中会产生热量，这种现象叫电流的热效应。
（2）石墨纤维是制作电热纤维的最合适材料。
（3）根据欧姆定律和并联电路的特点计算电流和电阻
【解答】（1）电流通过导体时，导体中会产生热量，这种现象叫电流的热效应，电热服是利用电流的热效应工作的。
（2）棉纤维是绝缘体，细铁丝抗氧化、耐腐蚀性能差，容易折断，石墨纤维是制作电热纤维的理想材料，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（3）据乙图可知，两电阻并联时，电路中电阻最小，根据可知，电功率最大为高温挡，已知R1阻值为5欧，则R1的电功率为
则R2的电功率为
R2的阻值为
（1）电流通过导体时，导体中会产生热量，这种现象叫电流的热效应，电热服是利用电流的热效应工作的。
（2）棉纤维是绝缘体，细铁丝抗氧化、耐腐蚀性能差，容易折断，石墨纤维是制作电热纤维的理想材料，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（3）据乙图可知，两电阻并联时，电路中电阻最小，根据可知，电功率最大为高温挡，已知R1阻值为5欧，则R1的电功率为
则R2的电功率为
R2的阻值为
29．【答案】（1）C
（2）解：根据题意可知，内胆装满水时，水的质量为m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg；
则水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J。
（3）21
【知识点】影响电阻大小的因素；欧姆定律及其应用；热量的计算
【解析】【分析】 （1）A.由于并联电路各个支路互不影响判断出防电墙与人体的连接情况；
B.根据题中信息判断出防电墙内部“隔片”的材料是绝缘体还是导体；
C.防电墙工作时将电能转化为内能；
D.由题意知隔片被设计成螺旋状，从而增加了水流的长度，使电阻增加；
（2）由m=ρV计算内胆装满水时水的质量，由Q吸=c水mΔt算出水吸收的热量；（3）由表格数据知电阻R与长度L、横截面积S之间的关系，并列出关系式，由
算出电路的总电阻，由串联电路电阻的规律算出防电墙中螺旋水柱的电阻，根据关系式算出该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的总长度。
【解答】（1）A．用电器串联时相互影响，则为了能限制通过人体的电流大小，防电墙应该与人体串联，故A正确不合题意；
BD．当流经防电墙中的水必须沿着内部隔片螺旋流动时，通过增大水流的长度来增大电路，为了相邻的水不会连通，所以制作防电墙内部“隔片”的材料是绝缘体，故B、D正确不合题意；
C．防电墙工作时，属于用电器，将电能转化为内能，故C错误符合题意。
故选C。
（3）根据表格数据可知，电阻R与长度L、横截面积S之间的关系如下：L与S的比值相同时，电阻R相同。那么得到：R=1.2×103Ω cm×；
通过人体的电流最大为I=5mA=0.005A；
电路的总电阻为；
防电墙中螺旋水柱的电阻为R电=R总-R人=44000Ω-2000Ω=42000Ω；
则该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的总长度不应小于。
（1）A．由于并联电路各个支路互不影响，所以为了能限制通过人体的电流大小，防电墙应该与人体串联，故A正确；
B．由题意知当流经防电墙中的水必须沿着内部隔片螺旋流动，内部细长的水流就相当于一个大电阻，限制通过人体的电流，保障洗浴者的用电安全，所以制作防电墙内部“隔片”的材料是绝缘体，故B正确；
C．防电墙工作时，属于用电器，但是是将电能转化为内能，不是机械能，故C错误；
D．由题意知隔片被设计成螺旋状，从而增加了水流的长度，使电阻增加，故D正确。
故选C。
（2）内胆装满水时，水的质量为m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg
水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J
（3）由表格数据知电阻R与长度L、横截面积S之间的关系如下：L与S的比值相同时，电阻R相同。由表格数据知R=1.2×103Ω cm×
通过人体的电流最大为I=5mA=0.005A
电路的总电阻为
防电墙中螺旋水柱的电阻为R电=R总-R人=44000Ω-2000Ω=42000Ω
则该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的总长度不应小于
30．【答案】（1）重物的重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
此过程中斜面对重物做的有用功
W有=Gh=800N×2m=1600J
（2）拉力做的总功
W总=Fs=400N×5m=2000J
斜面的机械效率
（3）额外功
W额=W总-W有=2000J-1600J=400J
根据W额=fs得，物体受到的摩擦力
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）知道重物的质量，利用G=mg计算重物重力G；知道斜面高h，利用W=Gh计算克服物体重力做的有用功；
（2）知道推力大小F、斜面长s，利用W=Fs计算推理做的总功；简易斜面装置的机械效率等于有用功与总功的比值；
（3）克服箱子受摩擦力做的额外功W额=W总-W有用，再利用W额=fs计算斜面与箱子间的摩擦力。
（1）重物的重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
此过程中斜面对重物做的有用功
W有=Gh=800N×2m=1600J
（2）拉力做的总功
W总=Fs=400N×5m=2000J
斜面的机械效率
（3）额外功
W额=W总-W有=2000J-1600J=400J
根据W额=fs得，物体受到的摩擦力
答：（1）斜面对重物做的有用功为1600J；
（2）简易斜面装置的机械效率为80%；
（3）斜面与箱子间的摩擦力为80N。
31．【答案】（1）解：由图像知，t=5s时电动机做的功：W电动机=1500J，
因此时滑轮组的机械效率为80%，根据可知，
故做的有用功：W有用=W总×η=1500J×80%=1200J；
则物体5s上升的高度：h=vt=0.24m/s×5s=1.2m；
被提升提升物体的重力：。
（2）解：电动机的输入电流为1.5A，电动机工作5s消耗的电能：W=UIt=220V×1.5A×5s=1650J，
电动机工作5s产生的热量：Q=W-W电动机=1650J-1500J=150J，
电动机工作时每秒钟产生的热量为。
（3）解：在第一次作业中，绳子自由端的拉力为312.5N，
则绳子自由端在5s内移动的距离：；
吊动滑轮的绳子股数：，
W额外=W电动机-W有用=1500J-1200J=300J；
则动滑轮的重力：；
不考滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦，
第二次作业中，拉力：。
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算；电功计算公式的应用
【解析】【分析】 （1）由图像可知t=5s时电动机做的功，已知滑轮组的机械效率，根据得出做的有用功；
已知被提升的物体上升的速度，由速度公式求出物体5s上升的高度；
根据W=Gh求出被提升提升物体的重力；
（2）已知电动机的输入电流和工作时的电压，根据W=UIt得出电动机工作5s消耗的电能；
由Q=W-W电动机得出电动机工作5s产生的热量，从而得出电动机工作时每秒钟产生的热量；
（3）在第一次作业中，根据W=Fs得出绳子自由端在5s内移动的距离；由s=nh得出吊动滑轮的绳子股数，根据W额外=W电动机-W有用得出额外功，因不考滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦，故克服动滑轮重力做的功为额外功的唯一来源，根据功的公式得出动滑轮的重力，根据求出第二次作业中的拉力大小。
32．【答案】（1）
（2），
（3）
（4）增大
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）有用功：使用机械时，对人们有用的功，W有=Gh（G是物体重力，h是物体被提升的高度 ）。
（2）总功：动力对物体所做的功，在滑轮组中W总=Fs，且s = nh（n是承担物重的绳子段数 ）。
功率：表示做功快慢的物理量，。
（3）压强：物体所受压力的大小与受力面积之比，。
（4）机械效率：有用功跟总功的比值。
【解答】（4）根据，动滑轮重力G动不变，提升更重的建材，即G增大，的值增大，所以机械效率变大 。
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