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【素养解码】浙教版 九年级 科学上册·阶段评价练（17）
能量的转化与守恒·第3章第7-8节
1．下列电器中，利用电流的热效应来工作的是（ ）
A．电视机 B．电熨斗 C．电风扇 D．节能灯
【答案】B
【详解】A．电视机主要是把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B．电熨斗工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故B符合题意；
C．电风扇的电动机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；
D．节能灯工作时，电能转化为光能，故D不符合题意。
故选B。
2．红旗牌轿车有两种车型，一款依靠汽油在发动机内燃烧产生动力，另一款靠电池驱动电动机产生动力。燃油和电池均蕴含某种相同形式的能量，这种能量最终为车提供了机械能，该能量是（ ）
A．电能 B．内能 C．机械能 D．化学能
【答案】D
【详解】电池放电时将化学能转化为电能，汽油燃烧时将化学能转化为内能，电池和汽油中蕴含相同形式的能量，该能量是化学能，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
3．如图1所示是某型号太阳能路灯。白天该路灯不照明，太阳能电池对蓄电池充电；夜间，路灯开始工作，由蓄电池供电，某同学画出了如图2所示的能量转化流程图。下列选项中分析正确的是（ ）
A．甲是“内能” B．乙是“电能”
C．丙是“光能” D．丁是“电能”
【答案】B
【详解】白天该路灯不照明，太阳能电池对蓄电池充电，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化成电能，给蓄电池充电，将电能转化成化学能储存起来，所以在白天太阳能电池板给蓄电池充电是将太阳能→电能→化学能；夜间，路灯开始工作，由蓄电池供电，将化学能转化成电能，再转化为光能，在夜间蓄电池给路灯供电是将化学能→电能→光能；所以甲是“太阳能”，乙是“电能”，丙是“电能”，丁是“光能”，故ACD错误，B正确。
故选B。
4．如图为核电站发电流程图。在核电站发电过程中，从核能到电能，图中所示的能量转化顺序正确的是（ ）
A．核能，化学能，机械能，电能
B．核能，内能，机械能，电能
C．核能，机械能，内能，电能
D．核能，内能，化学能，电能
【答案】B
【详解】核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的。即核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．位于浙江省嘉兴市海盐县的秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。关于核电站，下列说法正确的是（ ）
A．核电站实现了核能→内能→机械能→电能的能量转化
B．秦山核电站利用了核聚变为电站提供能量
C．为方便居民用电，核电站应尽量靠近城市
D．核辐射主要有α，β，γ射线，其中α射线穿透能力最强
【答案】A
【详解】A．核电站中将核能先转化为介质的内能，再推动发电机的转子转动，转化为机械能，并在发电机中最终转化为电能，实现了核能→内能→机械能→电能的能量转化，故A正确；
B．核电站发生的是可控的核裂变，故B错误；
C．核裂变过程中会产生核废水，具有核辐射，所以核电站应尽量远离城市，故C错误；
D．核辐射主要有α，β，γ射线，其中贯穿本领最强的是γ射线，最弱的是α射线，故D错误。
故选A。
6．台州已成为发电大市，有多种发电方式。图甲为三门核电站发电流程图，图乙为温岭江厦潮汐发电原理图。下列关于两种发电方式说法正确的是（ ）
A．核电站利用核聚变获得核能 B．发电机是将电能转化为机械能
C．潮汐发电主要是利用水的内能 D．涨潮和退潮时的能量转化形式相同
【答案】D
【详解】A．现阶段，核电站是利用核裂变释放核能，故A错误；
B．发电机是将机械能转化为电能，故B错误；
C．潮汐运动是机械能，潮汐发电是将海水的机械能转化为电能，故C错误；
D．涨潮和退潮时都是将海水的机械能转化为电能，能量转化形式相同，故D正确。
故选D。
7．如图是核能发电原理图，下列说法正确的是（ ）
A．核能是可再生能源，核电站是利用重核裂变来释放核能，
B．能量转换：核能→机械能→热能→电能
C．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率
D．核电站使用的核燃料是石油或天然气
【答案】C
【详解】A．核能是不可再生能源，核电站是利用可控的重核裂变来释放核能的，故A错误；
B．核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能，故B错误；
C．在核电站的核反应堆中，利用的是可控的核裂变，而原子弹同样是核裂变的链式反应，但却是不加控制的，故C正确；
D．核电站使用的就是核燃料，而不是石油或天然气，故D错误。
故选C。
8．如图表示用中子轰击铀原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（ ）
A．该模型表示的是核聚变 B．不能用该反应获得能量的方式来发电
C．该反应不会产生放射性物质 D．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
【答案】D
【详解】A．根据图片可知，中子轰击重原子核，然后分解为质量较小的轻核，所以该模型表示的是核裂变，故A错误；
B．可用该反应中的可控核裂变获得能量的方式来发电，故B错误；
C．发生核反应时会产生反射性物质，该反应肯定会产生放射性物质，故C错误；
D．该反应产生的中子仍然具有很多能量，可继续轰击其他铀核形成链式反应，故D正确。
故选D。
9．2023年8月24日，日本福岛第一核电站动核污染水排海，再度引发了全人类对于海洋生态安全的关注、关于核电站及核污染水，下列说法正确的是（ ）
A．核电站是利用氢核的聚变产生的能量来发电的
B．核电站的核心是利用核反应堆控制核能平稳地释放
C．核电站的反应堆中放出的核能可以直接转化为电能
D．核污染水排海后不会对陆地淡水资源造成影响
【答案】B
【详解】A．核聚变和核裂变都可以释放巨大的核能，核电站是利用原子核裂变产生的能量来发电的，故A错误；
B．核反应堆工作的速度和规模是可以人为控制的，核能可以平稳地释放，故B正确；
C．核电站的反应堆中放出的核能不可以直接转化为电能，核能首先转化为内能，然后通过汽轮机带动发电机来发电，故C错误；
D．核污染水中具有很多的放射性物质，不可以直接排放到大海中，故D错误。
故选B。
10．小科将装有水和乒乓球的纸杯在一定高度静止释放，下落到达地面后，现象如图所示。乒乓球静止释放时与反弹到最高点时相比，下列说法正确的是（ ）
A．乒乓球动能变大 B．乒乓球重力势能变小
C．乒乓球机械能变大 D．该过程不遵循能量守恒定律
【答案】C
【详解】A．乒乓球静止释放时与反弹到最高点时，乒乓球的质量不变，速度先变大，后减小，动能先变大，后减小，故A错误；
B．乒乓球高度先减小，重力势能减小，高度后增加，重力势能增加，即乒乓球重力势能先减小后增加，故B错误；
C．由于乒乓球静止释放时与反弹到最高点时，速度均为0，动能为0，反弹到最高点时的高度大于静止释放时的高度，即乒乓球的重力势能变大，机械能变大，故C正确；
D．能量守恒定律是自然科学中最基本的定律之一，任何物体或任何能量转化过程中均遵循，故D错误。
故选C。
11．如图是某科技馆的一台“永动机”．由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原．关于该“永动机”的说法正确的是
A．科技发展制造出了永动机 B．转动会使水温升得更高
C．记忆合金是一种新型化合物 D．水的内能转化为转轮的机械能
【答案】D
【详解】由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗内能（或者如果热水变成了冷水），它也就不转了，因此永动机违背了能量守恒定律，故选D。
12．下列各实验现象的分析中，不正确的是（ ）
A．甲图中，瓶盖起跳后瓶口出现白雾说明气体对外做功后内能减少、温度下降
B．乙图中，木块被撞击后移动的距离越大说明撞击时铁球具有的动能越大
C．丙图中，滚摆运动到最低点动能为零
D．丁图中，迅速下压活塞，筒内空气温度升高是由于活塞压缩空气做功，空气内能增加
【答案】C
【详解】A．图中，瓶盖起跳后瓶口出现白雾，这是因为内部的气体对外做功后内能减少、温度降低，水蒸气遇冷液化成小水滴，从而形成白雾；故A项正确；故A项不符合题意；
B．图中，通过小球将木块推动的距离来反映小球动能的大小，所以木块被撞击后移动的距离越大说明撞击时铁球具有的动能越大，故B项正确；故B项不符合题意；
C．滚摆下降到最低点时，速度最大，动能最大，故C项错误；故C项符合题意；
D．图中，迅速下压活塞，活塞对筒内空气做功，导致筒内空气内能增加，温度升高，硝化棉达到燃点，从而燃烧起来；故D项正确；故D项不符合题意；
13．甲乙丙丁四位同学学习了九年级物理知识后各自提出了自己的观点，下列四位同学的说法正确的是（ ）
A．甲同学认为内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
B．乙同学认为在汽油机的做功冲程中燃气推动活塞运动，燃气的内能增加温度降低
C．丙同学认为太阳能是地球能量的主要来源，太阳能的实质是原子核裂变产生的核能
D．丁同学认为焦耳定律只能适用于纯电阻电路
【答案】A
【详解】A．在热传递过程中高温物体可以将热量自发的传给低温物体，内能小的物体如果温度高，也可以将热量传递给内能大但温度低的物体，故A正确；
B．在汽油机的做功冲程中燃气推动活塞运动，将内能转化为机械能，燃气对外做功，其内能减小温度降低，故B错误；
C．太阳内部氢原子在超高温下发生聚变释放出巨大的核能，太阳能是地球能量的主要来源，故太阳能的实质是原子核聚变产生的核能，故C错误；
D．根据电流的热效应，电流通过导体时都会产生热，焦耳定律适用于所有电路，故D错误。
故选A。
14．如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。当上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列分析正确的是（ ）
A．水的机械能始终保持不变
B．水的重力势能增大，动能减小
C．水冲击水轮机时，水的一部分动能转移为水轮机的动能
D．水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能
【答案】C
【详解】A．水从上游流到下游的过程中，由于存在摩擦等阻力，部分机械能会转化为内能，机械能会减小，并非始终保持不变，故A错误；
B．水从上游流下，高度降低，速度增大，所以水的重力势能减小，动能增大，故B错误；
C．水冲击水轮机时，水的一部分动能转移为水轮机的动能，使水轮机转动，故C正确；
D．水轮机带动发电机发电，是将机械能转化为电能，而不是电能转化为机械能，故D错误。
故选C。
15．如图2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射。下列说法正确的是（ ）
A．火箭燃料燃烧越充分，其热值就越大
B．火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能
C．火箭燃料在燃烧的过程中，化学能转化为内能
D．在整个发射过程中，火箭机械能守恒
【答案】C
【详解】A．热值是燃料的一种特性，热值只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分无关，故A错误；
B．火箭加速升空过程中，速度越来越大，质量不变，动能变大；高度越来越高，质量不变，重力势能变大，因此不是动能转化为重力势能，而是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故B错误；
C．火箭燃料在燃烧过程中，消耗了化学能，产生了内能，把燃料的化学能转化为内能，故C正确；
D．在整个发射过程中，火箭的动能变大，重力势能变大，则火箭的机械能增大，所以火箭机械能不守恒，故D错误。
故选C。
16．为了研究小球运动时能量转化的关系，小明设计了如下方案，使小球从左侧平台由静止沿光滑轨道运动，其中小球能沿轨道到达右侧平台的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【详解】小球从左侧平台由静止沿光滑轨道运动，忽略能量损失，根据能量守恒定律，能量不可能凭空增加，小球最多只能达到与左侧平台相同的高度；由题可知，BCD右侧平台比左侧高，小球不可能达到右侧平台；A右侧平台比左侧低，小球可以到达右侧平台，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
17．有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（ ）
A．装置所具有的机械能始终不变
B．如果没有能量补充，装置最终会停下来
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
【答案】B
【详解】ABC．由于装置运转过程中需要克服摩擦做功，装置所具有的机械能会不断减小，如果没有能量补充，装置最终会停下来，故AC错误，B正确；
D．装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化，故D错误。
故选B。
18．2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭点火发射，将3名航天员送入太空。飞船经历了点火、起飞、过渡及入轨等几个阶段，下列说法正确的是（ ）
A．燃气燃烧推动火箭上升，与发动机压缩冲程的能量转化相似
B．火箭竖直加速上升，重力势能转化为动能，机械能不变
C．飞船穿越大气层与大气摩擦时机械能不守恒
D．飞船利用太阳能电池翼作为能量来源，是将太阳能转化为内能
【答案】C
【详解】A．燃气燃烧推动火箭上升，燃气对火箭做功，将内能转化为机械能，与做功冲程能量转化相同，故A错误；
B．火箭竖直加速上升，重力势能增加，动能增加，则机械能增加，故B错误；
C．飞船穿越大气层与大气摩擦，克服摩擦做功，存在能量损失，因此机械能不守恒，故C正确；
D．飞船利用太阳能电池翼作为能量来源，是将太阳能转化为电能，故D错误。
故选C。
19．一天小明在家玩火柴盒．他反复让火柴盒从同一高度处自由下落，发现在甲情况下，火柴盒落到桌面后大多会反弹；乙情况下（火柴盒盒芯部分拉出），火柴盒落到桌面后盒芯插回外盒而不反弹．对上述现象的解释，合理的是（ ）
A．甲情况中火柴盒与桌面碰撞后有弹力作用，而乙情况中则没有
B．甲情况中火柴盒与桌面碰撞后机械能不变
C．乙情况中火柴盒与桌面碰撞后机械能不变
D．乙情况中火柴盒与桌面碰撞时，盒芯与外盒发生摩擦，机械能大大减少
【答案】D
【详解】A．甲、乙情况中，火柴盒与桌面碰撞时，桌面都会对火柴盒产生弹力，故A不符合题意；
B．甲情况中，火柴盒反弹，有机械能转化为内能（碰撞有能量损失 ），机械能减小，故B不符合题意；
C．乙情况中，盒芯与外盒摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故C不符合题意；
D．乙情况里，火柴盒下落碰撞桌面时，盒芯与外盒摩擦，克服摩擦做功，机械能大量转化为内能，机械能大大减少，所以不反弹，故D符合题意。
故选D。
20．如图所示，小方在荡秋千，某次他摆动到右侧最高点A后，又开始向下摆动，经过点B和最低点C，然后摆动到与B点等高的D点后返回。小方从A摆到D的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小方在B点和D点时的机械能相等
B．运动到C点时，小方受力平衡
C．从A点摆到C点，重力势能全部转化为动能
D．当摆动到D点时，假设力全部消失，则小方将保持静止
【答案】D
【详解】A．小方质量不变，在 B 点和 D 点时的高度相等，B 点具有一定的速度，而D 点时速度为零，则B 点动能大于D点动能，所以B 点机械能能大于D点机械能，故A错误；
B．小球从A点摆到 D点，做曲线运动，运动状态改变，则受力不平衡，所以运动到C点时，小方受力不平衡，故B错误；
C．从A点摆到 C点，由于还要克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以重力势能没有全部转化为动能，故C错误；
D．当摆动到 D 点时，速度为零，根据牛顿第一定律知道，假设力全部消失，则小方将保持静止，故D正确。
故选D。
二、填空题
21．2020年12月，嫦娥五号探测器从月球上采样并顺利返回地球。
（1）300千克的返回器携带2千克月壤飞离月球时，若在3000N的推力作用下，沿力的方向飞行了15000米，则该过程中推力做功 J；
（2）如图为返回器的两种返回技术，设计师采用“跳跃式返回”，与“直接进入返回”相比，返回器着陆时的速度更小，请从能量的转化角度分析其原因： ；嫦娥五号抵达月球时却不能采用“跳跃式返回”，其原因是 。
【答案】 4.5×107 跳跃式返回器与大气摩擦距离更长，机械能转化为内能更多 月球无大气
【详解】（1）[1]根据W=Fs可得，推力所做的功为
（2）[2]由题意可知，采用“跳跃式返回”与“直接进入返回”相比，跳跃式返回器与大气摩擦距离更长，返回器与空气摩擦做功更多，机械能损失更多，机械能更多地转化为内能，机械能更小，所以返回器着陆时动能更小，速度更小。
[3]由于月球的上方是真空，嫦娥五号抵达月球时不会克服空气阻力做功，所以不能采用“跳跃式返回”。
22．如图所示，中国“人造太阳”——大型核试验装置“东方超环”取得重大突破。
(1)“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过 （选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能；
(2)核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有 性；
(3)“人造太阳”加热功率达1×1012W，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 焦。
【答案】(1)聚变
(2)方向
(3)2.16×1015
【详解】（1）已知太阳是利用核聚变来获得能量的，“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过聚变释放巨大的核能。
（2）核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有方向性。
（3）加热需要的热量：，发电效率为60%，则发电量为：。
23．图甲表示原子核在转变过程中释放能量的方式，图乙是某种光伏发电技术简化电路。
(1)太阳辐射的巨大能量来自图甲中 （选填“A”或“B”）所示的核反应；
(2)当太阳能电池板只为蓄电池充电时，应闭合控制开关 （选填“S1”、“S2”或“S1和S2”）；人们通过电压采样、电流采样来管理光伏电路的工作状态，当断开S1闭合S2时，采样电压为5伏，采样电流为0.6安，则定值电阻R电功率是 瓦。
【答案】(1)B
(2) S1 3
【详解】（1）太阳辐射的巨大能量是轻核聚变产生的，图甲中A是重核裂变反应，图甲中B是轻核聚变反应，所以太阳辐射的巨大能量来自图甲中B所示的核聚变反应。
（2）[1]分析图乙中电路图可知，当太阳能电池板只为蓄电池充电时，则太阳能电池板和蓄电池应串联，所以应闭合控制开关S1。
[2]分析图乙中电路图可知，当断开S1，闭合S2时，蓄电池与R串联，电压表测量R两端电压，电流表测量电路中电流，采样电压为5伏，采样电流为0.6安，定值电阻R电功率
P=UI=5V×0.6A=3W
24．某游客参加蹦极挑战，从开始自由下落至第1次到达最低点的过程中，下落速度与时间关系如图甲，若该过程中蹦极绳的弹力与时间的关系如图乙（忽略空气阻力）。t1至t2过程中，游客速度继续增大的原因是自身重力 （选填“>”、“游客的拉力，该游客的质量为 千克；t2至t3过程中，游客和蹦极绳之间的能量转化情况是 。
【答案】 > 50 游客的重力势能和动能转化成蹦极绳的弹性势能
【详解】[1][2] t1至t2过程中，弹力开始有，但弹力较小，继续加速，则游客速度继续增大的原因是自身重力大于蹦极绳对游客的拉力，在t2时刻速度最大，弹力等于重力，根据乙图知道，G=500N，则该游客的质量为
[3] t2至t3过程中，游客的速度和高度减小，动能和重力势能减小，机械能减小，绳子伸长，弹性势能增大，则游客和蹦极绳之间的能量转化情况是游客的机械能转化为弹性绳子的弹性势能。
三、探究题
25．根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，绳子另一端通过滑轮与一重物相连，当重物下降时，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高
（1）为了完成此实验，除已提供质量的电子天平外，还需要的测量工具有 、 ；
（2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因 ；
（3）通过实验，获得以下数据，若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25kg的重物需下降 米；
实验序号 重物质量（千克） 下降高度（米） 升高温度（℃）
1 20 5 0.5
2 20 10 1.0
3 20 15 1.5
4 10 10 0.5
5 30 10 1.5
6 40 10 2.0
（4）如果水的质量为100克，以上面第（3）小题表格中的第一次实验数据为例重物的重力做功转化为水的内能的效率
【答案】 刻度尺 温度计 滑轮存在摩擦 20 21%
【详解】（1）[1][2]实验中应需要用刻度尺测量重物下降的高度、用温度计水升高的温度。
（2）[3]在实验的过程中，由于滑轮存在摩擦，使得水内能的增加量小于重物做功的大小。
（3）[4]20kg的重物高度下降5m，水温升高0.5℃，即1kg的重物高度下降1m，水温升高0.005℃，则25kg的重物高度下降1m，水温升高0.125℃，若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则根据比例可知需要下降的高度为20m。
（4）[5]重物的重力
G=mg=20kg×10N/kg=200N
重物的重力做功
W=Gh=200N×5m=1000J
水增加的内能为
Q=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×0.1kg×0.5℃=210J
重物的重力做功转化为水的内能的效率
26．“能量守恒”是普遍认可的科学知识。小明同学设计了如图所示的电路，验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是守恒的。为了寻找适合用于验证能量守恒的最佳电阻值，小明进行了如下探究。实验中电源电压不变，装置气密性良好。
【实验步骤】
①将阻值为1Ω的电阻丝接入电路，如图连接并安装好装置；
②在内筒中加入初温为t0的适量水m克，并盖紧盖子；
③闭合开关，将滑动变阻器滑片移动至适当位置后，记录此时电流表示数为2A；
④加热过程中不断上下缓慢移动搅拌器，当温度升高了10℃时，记录 ；
⑤多次更换不同阻值的电热丝并控制电流不变，重复实验并记录相关数据。
【实验记录与处理】
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
电流值（A） 2 2 2 2 2 2 2 2
电阻丝阻值（Ω） 1 2 3 4 5 6 7 8
加热时间（秒） 819 394 221 156 123 101 83 72
电热丝消耗电能与水吸收热量之比 1.56 1.50 1.26 1.19 1.17 1.15 1.11 1.10
根据上述信息请回答：
(1)上下移动搅拌器的目的是 ；
(2)请将步骤④中“ ”处的内容补充完整： ；
(3)当电阻丝阻值从1Ω更换至2Ω重复实验时，滑动变阻器的滑片应向 （填“左”或“右”）移动；
(4)分析表中数据发现，电阻丝阻值不断变大时，电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1，原因是 。
【答案】(1)使水受热均匀
(2)加热时间
(3)左
(4)见解析
【详解】（1）在加热过程中，电阻丝周围的水会先受热，如果不搅拌，会导致水的温度不均匀，影响对水吸收热量的准确测量，因此上下移动搅拌器的目的是使水受热均匀。
（2）要验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是否守恒，需要知道电阻丝消耗电能，根据可知，需要知道电阻丝消耗电能的时间t，才能计算出电阻丝消耗的电能，因此步骤④应该补充为：记录加热时间。
（3）要验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是否守恒，需要控制电流不变，根据可知，总电阻应保持不变；当电阻丝电阻从1Ω更换至2Ω重复实验时，滑动变阻器接入电路的电阻应减小，所以滑动变阻器滑片要向左滑动。
（4）根据可知，在电流和时间相同的情况下，电阻越大，电阻丝产生的热量就越多；当电阻丝阻值较小时，电阻丝产生的热量有较多部分会散失到周围环境中，比如加热装置的散热等，导致水吸收的热量相对较少，所以电热丝消耗的电能与水吸收热量之比大于1；随着电阻丝阻值不断增大，电阻丝产生的热量增多，在相同的实验条件下，热量散失占总热量的比例相对减小，水吸收的热量相对更接近电阻丝产生的热量，即电阻丝消耗的电能，所以电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1。
27．学习了“物体的动能大小与什么因素有关”的实验后，小军开展了如图甲的实验：
步骤l：让铁球甲从斜面E点静止滚下，打到A处木块，推动木块；
步骤2：让铁球甲从斜面F点静止滚下，打到A处相同的木块上，推动木块；
步骤3：换一铁球乙（m乙>m甲）从斜面上F点静止滚下，打到A处相同的木块，推动木块。
（1）铁球动能的大小是通过 （选填：“木块移动的距离s”或“铁球的高度h”）来反应，这种研究方法叫转换法；
（2）实际操作中，小军发现几次木块并未发生移动，对此你建议的改进方法 ；
（3）为了让质量不同的甲、乙两球获得相同的初速度，有同学设计了如图乙装置，只要每次让两球压缩弹簧到同样的形变程度后自然释放即可。查阅资料得知动能的公式为，若不考虑各种能量损耗，评价该方法是否合理并说明原因： 。
【答案】 木块移动的距离s 增加铁球的质量或减少桌面的粗糙程度 不合理，弹簧被压缩到同样的形变程度，弹性势能相同，推开小球后，小球获得的动能相同，但由于两个小球质量不同，所以速度不相等
【详解】（1）[1]根据转换法可知，实验中是通过比较滚下的铁球撞击木块移动的距离s来反映铁球动能的大小，在同样条件下，木块移动的距离s越远，说明铁球对木块做的功越多，则铁球具有的动能越大。
（2）[2]实验中，铁球不能使木块运动，可能是因为铁球的动能太小，应增大铁球的动能，可以增大铁球滚到斜面底端的速度（即让铁球从更高点下滑），也可以换用质量更大的铁球；还可能是桌面比较粗糙、摩擦力较大，所以可减少桌面的粗糙程度。
（3）[3]两球压缩弹簧到同样的形变程度后，弹簧具有的弹性势能相同，则转化成的动能也相同，但由于两个小球质量不同，两球的速度会不同，因此该方案不合理。
四、解答题
28．某品牌纯电动轿车，其部分参数如下表，请根据表中中参数完成以下问题。
能源 类型 对外交流放电 功率（kW） 纯电续航里 程（km） 最大输出功 率（kW） 电池容量 （kW·h） 满载质量 （kg）
纯电动 3.5 700 220 74 2240
(1)在野外露营时，该汽车电池能给其他用电器供电，此过程中涉及到的能量转换是 ；
(2)当该车的剩余电量为10%时，用快充充电桩以100kW的功率给汽车充电至总电量的90%，需多少时间 ？
(3)测试人员驾驶该汽车以最大的输出功率在测试场地以55m/s的速度匀速行驶，求此过程中该汽车的牵引力有多大 ？
【答案】(1)化学能转化为电能
(2)
(3)4000N
【详解】（1）该汽车电池能给其他用电器供电，将内部的化学能转化为电能。
（2）电池充的电量为
由可知，需要的时间为
（3）由题可知，最大输出功率为
此过程中该汽车的牵引力为
29．如图所示是国产某品牌设计的一辆电动飞行汽车，它采用四个电机（螺旋桨）驱动，车身自重680千克，最大载重量为160千克，最大设计飞行高度1000米，最大设计飞行速度为130km/h，纯电续航里程约400km。请回答下列问题：
(1)飞行汽车飞行时，电能主要转化为 能。
(2)该飞行汽车电池充满电可储存的电能，若单个电机（螺旋桨）工作时输出电压恒为800V，电流为66A，则电池能支持四个电机（螺旋桨）同时工作的时间为 分钟。
(3)求该飞行器满载后垂直飞行达到最大飞行高度时克服重力所做的功。
【答案】(1)机械
(2)25
(3)
【详解】（1）飞行汽车飞行时，消耗电能，使电机的螺旋桨转动，电能主要转化为机械能。
（2）单个电机的功率
则四个电机的总功率为
则电池能支持四个电机同时工作的时间为
（3）飞行器满载后的总重力为
克服重力所做的功为
30．跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受人们的喜爱，在某次跳伞训练过程中，一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s，求：
（1）在整个过程中重力做的功？
（2）匀速下降时重力做功的功率？
【答案】（1）1.5×105J；（2）3×103W
【详解】解：（1）由题可知，运动员在0~15s下落的路程为s前＝210m，由图像可知，15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在15~30s通过的路程为
s后＝vt后＝6m/s×15s＝90m
运动员通过的总路程为
s＝s前+s后＝210m+90m＝300m
运动员下落的高度为
h＝s＝300m
重力做的功为
W＝Gh＝500N×300m＝1.5×105J
（2）匀速下降时，重力做功的功率为
P＝Fv＝Gv＝500N×6m/s＝3×103W
答：（1）在整个过程中重力做的功为1.5×105J；
（2）匀速下降时重力做功的功率为3×103W。
31．学校项目化小组制作了一艘“化学船”，其结构如图所示。为了使船在水面上平稳前进，请写出所选液体物质A和固体物质B的化学式，并解释船体能前进的原因，说出该“化学船”实现的能量形式转化过程。
【答案】液体药品A可以选择稀盐酸，固体药品B可以选择大理石或石灰石，大理石或石灰石与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，气体由玻璃管向后喷出，由于作用力和反作用力是相互的，所以小船向前运动（合理即可）。化学能转化为机械能
【详解】该“化学船”是利用作用力和反作用力是相互的原理。液体药品A和固体药品B发生反应生成气体，气体由玻璃管向后喷出，由于作用力和反作用力是相互的，所以小船向前运动。液体药品A可以选择稀盐酸，固体药品B可以选择大理石或石灰石，大理石或石灰石与稀盐酸反应生成二氧化碳气体。该反应中是化学能转化为机械能。
32．图甲是运动员在进行撑杆跳高的示意图，图乙表示人手拿撑杆从静止开始助跑时段，表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段（整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗）。请你在图乙中画出运动员在撑杆跳高的整个过程中运动员的机械能变化的大致图像并对以及段图像的变化情况做出解释。
【答案】见解析
【详解】答：表示人手拿撑杆助跑时段，人体内的化学能转化为人的机械能，所以人的机械能增大；表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，此阶段人的机械能会逐渐转为撑杆的弹性势能，人具有的机械能逐渐减小，但不为零；表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，此阶段撑杆的弹性势能逐渐转化为人的机械能，人的机械能增大；表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段，不考虑空气阻力，此阶段机械能守恒，保持不变，所以运动员的机械能图像如图所示：
33．寒假里小金玩了一回极速滑雪（如图甲），其简化为模型如图乙所示。设小金及坐垫的质量分别M和m，他从轨道A点以初速度为0向下滑行
（1）小金及坐垫整体由A点到达B点时，重力势能转化为 ，重力做功大小为 ；
（2）若小金从A点滑到B点的过程中，坐垫的机械能转化为其内能的效率为η，则小金到达B点时坐垫温度升高了 。（坐垫的比热容用c表示）
【答案】 动能和内能 （M+m）g（H﹣h）
【详解】（1）[1]小金沿轨道下滑时，质量不变、速度增大、高度减小，重力势能减小、动能增大，重力势能转化为动能；同时克服摩擦做功，机械能转化为内能。
[2]小金及坐垫整体的总重力
下滑的高度
从A点滑到B点时重力做的功
（2）[3]从A点滑到B点时，坐垫损失的机械能（重力势能的减少量）为
机械能转化为物体内能的效率为η，则坐垫增加的内能（吸收的热量）
由知道，坐垫到达B点时温度升高了
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【素养解码】浙教版 九年级 科学上册·阶段评价练（17）
能量的转化与守恒·第3章第7-8节
1．下列电器中，利用电流的热效应来工作的是（ ）
A．电视机 B．电熨斗 C．电风扇 D．节能灯
2．红旗牌轿车有两种车型，一款依靠汽油在发动机内燃烧产生动力，另一款靠电池驱动电动机产生动力。燃油和电池均蕴含某种相同形式的能量，这种能量最终为车提供了机械能，该能量是（ ）
A．电能 B．内能 C．机械能 D．化学能
3．如图1是某型号太阳能路灯。白天该路灯不照明，太阳能电池对蓄电池充电；夜间，路灯开始工作，由蓄电池供电，某同学画出了如图2所示的能量转化流程图。下列选项中分析正确的是（ ）
A．甲是“内能” B．乙是“电能”
C．丙是“光能” D．丁是“电能”
4．如图为核电站发电流程图。在核电站发电过程中，从核能到电能，图中所示的能量转化顺序正确的是（ ）
A．核能，化学能，机械能，电能
B．核能，内能，机械能，电能
C．核能，机械能，内能，电能
D．核能，内能，化学能，电能
5．位于浙江省嘉兴市海盐县的秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。关于核电站，下列说法正确的是（ ）
A．核电站实现了核能→内能→机械能→电能的能量转化
B．秦山核电站利用了核聚变为电站提供能量
C．为方便居民用电，核电站应尽量靠近城市
D．核辐射主要有α，β，γ射线，其中α射线穿透能力最强
6．台州已成为发电大市，有多种发电方式。图甲为三门核电站发电流程图，图乙为温岭江厦潮汐发电原理图。下列关于两种发电方式说法正确的是（ ）
A．核电站利用核聚变获得核能 B．发电机是将电能转化为机械能
C．潮汐发电主要是利用水的内能 D．涨潮和退潮时的能量转化形式相同
7．如图是核能发电原理图，下列说法正确的是（ ）
A．核能是可再生能源，核电站是利用重核裂变来释放核能，
B．能量转换：核能→机械能→热能→电能
C．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率
D．核电站使用的核燃料是石油或天然气
8．如图表示用中子轰击铀原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是（ ）
A．该模型表示的是核聚变
B．不能用该反应获得能量的方式来发电
C．该反应不会产生放射性物质
D．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
9．2023年8月24日，日本福岛第一核电站动核污染水排海，再度引发了全人类对于海洋生态安全的关注、关于核电站及核污染水，下列说法正确的是（ ）
A．核电站是利用氢核的聚变产生的能量来发电的
B．核电站的核心是利用核反应堆控制核能平稳地释放
C．核电站的反应堆中放出的核能可以直接转化为电能
D．核污染水排海后不会对陆地淡水资源造成影响
10．小科将装有水和乒乓球的纸杯在一定高度静止释放，下落到达地面后，现象如图所示。乒乓球静止释放时与反弹到最高点时相比，下列说法正确的是（ ）
A．乒乓球动能变大 B．乒乓球重力势能变小
C．乒乓球机械能变大 D．该过程不遵循能量守恒定律
11．如图是某科技馆的一台“永动机”．由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原．关于该“永动机”的说法正确的是（ ）
A．科技发展制造出了永动机
B．转动会使水温升得更高
C．记忆合金是一种新型化合物
D．水的内能转化为转轮的机械能
12．下列各实验现象的分析中，不正确的是（ ）
A．甲图中，瓶盖起跳后瓶口出现白雾说明气体对外做功后内能减少、温度下降
B．乙图中，木块被撞击后移动的距离越大说明撞击时铁球具有的动能越大
C．丙图中，滚摆运动到最低点动能为零
D．丁图中，迅速下压活塞，筒内空气温度升高是由于活塞压缩空气做功，空气内能增加
13．甲乙丙丁四位同学学习了九年级物理知识后各自提出了自己的观点，下列四位同学的说法正确的是（ ）
A．甲同学认为内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
B．乙同学认为在汽油机的做功冲程中燃气推动活塞运动，燃气的内能增加温度降低
C．丙同学认为太阳能是地球能量的主要来源，太阳能的实质是原子核裂变产生的核能
D．丁同学认为焦耳定律Q=I2Rt只能适用于纯电阻电路
14．如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。当上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列分析正确的是（ ）
A．水的机械能始终保持不变
B．水的重力势能增大，动能减小
C．水冲击水轮机时，水的一部分动能转移为水轮机的动能
D．水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能
15．如图2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射。下列说法正确的是（ ）
A．火箭燃料燃烧越充分，其热值就越大
B．火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能
C．火箭燃料在燃烧的过程中，化学能转化为内能
D．在整个发射过程中，火箭机械能守恒
16．为了研究小球运动时能量转化的关系，小明设计了如下方案，使小球从左侧平台由静止沿光滑轨道运动，其中小球能沿轨道到达右侧平台的是（ ）
17．有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（ ）
A．装置所具有的机械能始终不变
B．如果没有能量补充，装置最终会停下来
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
18．2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭点火发射，将3名航天员送入太空。飞船经历了点火、起飞、过渡及入轨等几个阶段，下列说法正确的是（ ）
A．燃气燃烧推动火箭上升，与发动机压缩冲程的能量转化相似
B．火箭竖直加速上升，重力势能转化为动能，机械能不变
C．飞船穿越大气层与大气摩擦时机械能不守恒
D．飞船利用太阳能电池翼作为能量来源，是将太阳能转化为内能
19．一天小明在家玩火柴盒．他反复让火柴盒从同一高度处自由下落，发现在甲情况下，火柴盒落到桌面后大多会反弹；乙情况下（火柴盒盒芯部分拉出），火柴盒落到桌面后盒芯插回外盒而不反弹．对上述现象的解释，合理的是（ ）
A．甲情况中火柴盒与桌面碰撞后有弹力作用，而乙情况中则没有
B．甲情况中火柴盒与桌面碰撞后机械能不变
C．乙情况中火柴盒与桌面碰撞后机械能不变
D．乙情况中火柴盒与桌面碰撞时，盒芯与外盒发生摩擦，机械能大大减少
20．如图所示，小方在荡秋千，某次他摆动到右侧最高点A后，又开始向下摆动，经过点B和最低点C，然后摆动到与B点等高的D点后返回。小方从A摆到D的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小方在B点和D点时的机械能相等
B．运动到C点时，小方受力平衡
C．从A点摆到C点，重力势能全部转化为动能
D．当摆动到D点时，假设力全部消失，则小方将保持静止
21．2020年12月，嫦娥五号探测器从月球上采样并顺利返回地球。
（1）300千克的返回器携带2千克月壤飞离月球时，若在3000N的推力作用下，沿力的方向飞行了15000米，则该过程中推力做功 J；
（2）如图为返回器的两种返回技术，设计师采用“跳跃式返回”，与“直接进入返回”相比，返回器着陆时的速度更小，请从能量的转化角度分析其原因： ；嫦娥五号抵达月球时却不能采用“跳跃式返回”，其原因是 。
（第21题图） （第22题图）
22．如图所示，中国“人造太阳”——大型核试验装置“东方超环”取得重大突破。
（1）“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过 （选填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能；
（2）核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有 性；
（3）“人造太阳”加热功率达1×1012W，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 焦。
23．图甲表示原子核在转变过程中释放能量的方式，图乙是某种光伏发电技术简化电路。
（1）太阳辐射的巨大能量来自图甲中 （选填“A”或“B”）所示的核反应；
（2）当太阳能电池板只为蓄电池充电时，应闭合控制开关 （选填“S1”、“S2”或“S1和S2”）；人们通过电压采样、电流采样来管理光伏电路的工作状态，当断开S1闭合S2时，采样电压为5伏，采样电流为0.6安，则定值电阻R电功率是 瓦。
24．某游客参加蹦极挑战，从开始自由下落至第1次到达最低点的过程中，下落速度与时间关系如图甲，若该过程中蹦极绳的弹力与时间的关系如图乙（忽略空气阻力）。t1至t2过程中，游客速度继续增大的原因是自身重力 （选填“＞”、“＜”或“=”）游客的拉力，该游客的质量为 千克；t2至t3过程中，游客和蹦极绳之间的能量转化情况是 。
25．根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，绳子另一端通过滑轮与一重物相连，当重物下降时，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高
（1）为了完成此实验，除已提供质量的电子天平外，还需要的测量工具有 、 ；
（2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因 ；
（3）通过实验，获得以下数据，若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25kg的重物需下降 米；
序号 重物质量（千克） 下降高度（米） 升高温度（℃）
1 20 5 0.5
2 20 10 1.0
3 20 15 1.5
4 10 10 0.5
5 30 10 1.5
6 40 10 2.0
（4）如果水的质量为100克，以上面第（3）小题表格中的第一次实验数据为例重物的重力做功转化为水的内能的效率？
26．“能量守恒”是普遍认可的科学知识。小明同学设计了如图所示的电路，验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是守恒的。为了寻找适合用于验证能量守恒的最佳电阻值，小明进行了如下探究。实验中电源电压不变，装置气密性良好。
【实验步骤】
①将阻值为1Ω的电阻丝接入电路，如图连接并安装好装置；
②在内筒中加入初温为t0的适量水m克，并盖紧盖子；
③闭合开关，将滑动变阻器滑片移动至适当位置后，记录此时电流表示数为2A；
④加热过程中不断上下缓慢移动搅拌器，当温度升高了10℃时，记录 ；
⑤多次更换不同阻值的电热丝并控制电流不变，重复实验并记录相关数据。
【实验记录与处理】
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
电流值（A） 2 2 2 2 2 2 2 2
电阻丝阻值（Ω） 1 2 3 4 5 6 7 8
加热时间（秒） 819 394 221 156 123 101 83 72
电热丝消耗电能与水吸收热量之比 1.56 1.50 1.26 1.19 1.17 1.15 1.11 1.10
（1）上下移动搅拌器的目的是 ；
（2）请将步骤④中“？”处的内容补充完整： ；
（3）当电阻丝阻值从1Ω更换至2Ω重复实验时，滑动变阻器的滑片应向 （填“左”或“右”）移动；
（4）分析表中数据发现，电阻丝阻值不断变大时，电热丝消耗的电能与水吸收热量之比逐渐接近1，原因是 。
27．学习了“物体的动能大小与什么因素有关”的实验后，小军开展了如图甲的实验：
步骤l：让铁球甲从斜面E点静止滚下，打到A处木块，推动木块；
步骤2：让铁球甲从斜面F点静止滚下，打到A处相同的木块上，推动木块；
步骤3：换一铁球乙（m乙>m甲）从斜面上F点静止滚下，打到A处相同的木块，推动木块。
（1）铁球动能的大小是通过 （选填“木块移动的距离s”或“铁球的高度h”）来反应，这种研究方法叫转换法；
（2）实际操作中，小军发现几次木块并未发生移动，对此你建议的改进方法 ；
（3）为了让质量不同的甲、乙两球获得相同的初速度，有同学设计了如图乙装置，只要每次让两球压缩弹簧到同样的形变程度后自然释放即可。查阅资料得知动能的公式为，若不考虑各种能量损耗，评价该方法是否合理并说明原因： 。
28．某品牌纯电动轿车，其部分参数如下表，请根据表中中参数完成以下问题。
能源 类型 对外交流放电 功率（kW） 纯电续航里 程（km） 最大输出功 率（kW） 电池容量 （kW·h） 满载质量 （kg）
纯电动 3.5 700 220 74 2240
（1）在野外露营时，该汽车电池能给其他用电器供电，此过程中涉及到的能量转换是 ；
（2）当该车的剩余电量为10%时，用快充充电桩以100kW的功率给汽车充电至总电量的90%，需多少时间？
（3）测试人员驾驶该汽车以最大的输出功率在测试场地以55m/s的速度匀速行驶，求此过程中该汽车的牵引力有多大？
29．如图所示是国产某品牌设计的一辆电动飞行汽车，它采用四个电机（螺旋桨）驱动，车身自重680千克，最大载重量为160千克，最大设计飞行高度1000米，最大设计飞行速度为130km/h，纯电续航里程约400km。请回答下列问题：
（1）飞行汽车飞行时，电能主要转化为 能。
（2）该飞行汽车电池充满电可储存的电能，若单个电机（螺旋桨）工作时输出电压恒为800V，电流为66A，则电池能支持四个电机（螺旋桨）同时工作的时间为 分钟。
（3）求该飞行器满载后垂直飞行达到最大飞行高度时克服重力所做的功。
30．跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受人们的喜爱，在某次跳伞训练过程中，一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s，求：
（1）在整个过程中重力做的功？
（2）匀速下降时重力做功的功率？
31．学校项目化小组制作了一艘“化学船”，其结构如图所示。为了使船在水面上平稳前进，请写出所选液体物质A和固体物质B的化学式，并解释船体能前进的原因，说出该“化学船”实现的能量形式转化过程。
32．图甲是运动员在进行撑杆跳高的示意图，图乙0-t1表示人手拿撑杆从静止开始助跑时段，t1-t2表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，t2-t3表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，t3-t4表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段（整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗）。请你在图乙中画出运动员在撑杆跳高的整个过程中运动员的机械能变化的大致图像，并对t3-t4段图像的变化情况做出解释。
33．寒假里小金玩了一回极速滑雪（如图甲），其简化为模型如图乙所示。设小金及坐垫的质量分别M和m，他从轨道A点以初速度为0向下滑行
（1）小金及坐垫整体由A点到达B点时，重力势能转化为 ，重力做功大小为 ；
（2）若小金从A点滑到B点的过程中，坐垫的机械能转化为其内能的效率为η，则小金到达B点时坐垫温度升高了 。（坐垫的比热容用c表示）
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