第3章 能量的转化与守恒 同步练习（3-5）

(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
九年级上册 第三章 能量及其守恒（3-5））
一、单选题（共10题；共20分）
1.以下四幅图中，克服物体重力做功的是（? ）



?人推小车在水平路面上通过一段距离 B.?人用力搬石头，石头没有被搬动
C.?叉车把货物从地面抬升到一定高度 D.?人提书包站在水平输送带上通过一段距离
2.如图为自动垂直升降式车库的停车过程示意图。下列关于汽车匀速上升时的说法，正确的是（? ）
A.?动能增加，重力势能不变????????????????????????????????????B.?动能增加，重力势能增加
C.?动能不变，重力势能不变????????????????????????????????????D.?动能不变，重力势能增加
3.关于比热容的概念，下列说法错误的是(?? )
A.?单位质量的某种物质，温度升高1 ℃所吸收的热量，叫做这种物质的比热容??????????B.?单位质量的某种物质，温度降低1 ℃所放出的热量，也叫做这种物质的比热容
C.?某种物质吸收或放出的热量越多，比热容越大，比热容与热量有关??????????D.?各种物质都有自己的比热容，它是物质的特性之一
4.在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球，白球发生运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（? ）
A.?在水平桌面滚动的球受到了重力，重力对它做了功
B.?手推动球杆前进时，手对球杆做了功
C.?桌面对球的支持力做了功
D.?白球撞击黑球后没有静止，是因为人的手还在对白球做功
5.如图装置中，物体A重100N，物体B重10N，在物体B的作用下，物体A在水平方向作匀速直线运动，则如果在物体A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为10W，使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计轮与轴之间的摩擦，不计轮重、绳重）（? ??）

? ?
A.?6s?????????????????????????????????????????B.?5s?????????????????????????????????????????C.?4s?????????????????????????????????????????D.?3s
6.如图，用5N的力F向下拉绳子，使物体在6s内匀速上升0.3m．这一过程中（? ）
A.?物体上升速度为0.1m/s???????????????????????????????????????B.?拉力所做的功为1.5J
C.?拉力做功的功率为0.5W??????????????????????????????????????D.?物体的机械能守恒
7.冰壶是冬奥会比赛项目．比赛时，一名队员在水平冰面上将底面平滑的冰壶推出后，由两名本方队员手持毛刷在冰壶滑行的前方擦刷冰面，使冰壶尽量滑行到目标位置，如图，下列关于冰壶的叙述中，错误的是（　　）
A.?冰壶在滑行过程中动能保持不变 B.?冰壶离开运动员的手后，运动员不再对它做功
C.?冰壶底面磨得平滑是为了减小滑行时的摩擦力
D.?冰壶离开运动员的手后能继续前进是因为冰壶具有惯性
8.下列各项都能使下图瓶内铁屑内能增加，其中属于做功的是(?? )
A.?不断晃动瓶子???????????????????B.?用酒精灯加热???????????????????C.?用手捂瓶子????????????D.?在烈日下照射
9.下列四冲程内燃机工作过程中实现内能转化为机械能的是（?? ）

A.?吸气冲程???????????????????????????B.?压缩冲程???????????????????????????C.?做功冲程???????????????????????????D.?排气冲程
10.如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（? ）
A.?图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B.?图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C.?图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D.?图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
二、填空题（共4题；共9分）
11.一根均匀的长方体细长直棒重1.5牛，下底面积为20厘米2 ， 将它放在水平桌面上，并有1/4的长度露出桌面外，如图所示。

（1）直棒对桌面的压强为________帕。
（2）在棒的右端至少应施加________牛的竖直向下的力，才能让它的左端离开桌面。
12.如图所示，将长为 1.2 米的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为 0.3 米。在 A 端挂一个重为 30 牛的物体，在 B 端挂一个重为 G 的物体。

（1）若 G=30 牛，台面收到木棒的压力为________牛。
（2）若要使木棒右端下沉，B 端挂的物体至少要大于________牛。
（3）若 B 端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则 G 的取值范围为________牛。
13.一个质量为2克的烧红的铁钉，温度为600 ℃，若它的温度降低到100 ℃，释放的热量为________焦；若这些热量全部用于加热水，可使________克常温水的水温将升高1.1℃。[已知铁的比热容为0.46×103焦/(千克·℃)，水的比热容为4.2×103焦/(千克·℃)]



14.? 2018年冬奥会将于2月9日-25日在韩国平昌举行，中国女子冰壶队以晋级赛第一名的成绩拿到了冬奥会门票。如图所示，冰壶从出发点A被运动员推着运动6m后，在点B被推出，沿冰道运动30m到O点停下来。被推出去的冰壶停下来，是由于________；从A点到O点运动过程中，若运动员对冰壶的推力是10N，运动员对冰壶做的功是________J。
????????????
15.下表列举了部分物质的比热容。
一些物质的比热容
物质 比热容焦·(千克·℃)－1 物质 比热容焦·(千克·℃)－1
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103
煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103

我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质，把燃料燃烧产生的热量带到房屋中供人们取暖，这是利用了水的________的性质；现有2千克的煤油吸收了4.2×104焦的热量后，它的温度将变化________℃。
16.老师用如右图 1所示实验装置，加热试管使水沸腾，发现试管上方的小风车开始不停地转动；由此引出以下问题，请利用所学的知识回答。

（1）图 1实验中能量转化方式与图 2 中汽油机的哪个冲程相同？________，它的能量转化是________?。
（2）该四冲程汽油机的工作冲程顺序是 ________?。
17.在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）安装好杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；把钩码挂在杠杆A点如图甲，为方便直接从杠杆上读出力臂，应在B点沿着________的方向拉动弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡．
（2）如图乙，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡，测力计示数将________．


三、实验探究题（共10题；共61分）
18.小柯在测量某铁块的重力时，发现铁块的重力超出了弹簧测力计的量程，为了测出该铁块的重力，他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进：

??? 步骤一：将细线系在木棒的A位置，在木棒左端绕上适量的细铁丝，如图甲；
??? 步骤二：用手指勾住弹簧测力计的B处，对弹簧测力计进行调零，如图乙；
??? 步骤三：在木棒左端挂上铁块，右端用弹簧测力计竖直向下拉，如图丙。
（1）步骤一中“在木棒的左端绕上适量的细铁丝”的目的是________。
（2）步骤三中，当木棒处于水平位置平衡时，弹簧测力计的示数如图丁所示，则该铁块的重力为_____牛。
19.小红、小明、小刚三位同学分别做“探究杠杆的平衡条件”实验，实验如图所示，其中小红、小明实验时以杠杆中点为支点，思考并回答下列问题：
（1）小红同学完成如图所示实验后并记录数据，根据这一次实验，小红立即分析得出杠杆的平衡条件，她的不足之处有________（至少写两点）。
（2）小明同学设计了两种实验方案：第一种是用弹簧测力计沿竖直向下拉，其读数为F1；第二种是用弹簧测力计斜向下拉，其读数为F2 ， 请帮助小明判断两种方案的合理性和F1、F2正确的大小关系是?????? （选填）。
A.?第一种合理，F1F2?????C.?第二种合理，F1F2
（3）小刚同学用图丙装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，根据记录的数据，得出的杠杆平衡条件并不成立，他的操作错误在于没有选择________。
20.小科利用塑料瓶、定滑轮和量筒设计了测量黄蜡石密度的实验。如图甲所示，细线两端各系一个完全相同的空塑料瓶，线的右端再系上黄蜡石，向左瓶中逐渐加水至13毫升时装置恰好平衡；接着用排水法测黄蜡石的体积，量筒读数如图乙所示。
（1）细线右端系一个空塑料瓶的目的是________ ，
（2）黄蜡石的密度是________克/厘米3（不考虑黄蜡石的吸水性和装置的摩擦）。


21.大家都知道：“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验：
（1）如图甲，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。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，从而计算出水吸收的热(Q )。
?
（2）焦耳做这个实验的目的是________。
（3）小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是：
①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯。
②用天平称量一定质量的水，记为m水 ， 用温度计测出水的温度，记为t1。
③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水。计算出h杯－h水 ， 这也就是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计(连接处密闭绝热)，盖紧保温杯，如图乙。
⑤________(填写操作)，计算出水的重力所做的功(W)。
⑥测出杯中水的温度，记为t2 ， 计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤、⑥数据，得出两者的比值关系。
22.在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中：

（1）小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验，如图甲所示。在组装器材时应先调节________(填“A”或“B”)的高度，调节它的高度是为了________。
（2）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油________，得出结论。要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的一个测量工具是________。
（3）在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图乙所示的装置。与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是________。(答出一个即可)

四、解答题（共7题；共64分）
23.电梯的简化模型如下图甲所示。考虑安全、舒适、省时等因素，电梯速度要经过增大、不变和减小的过程，这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力F随上升高度h变化的图象如下图乙所示，这个过程用时1分钟。求在这个过程中：
（1）电梯上升的平均速度； （2）拉力做的总功；
（3）拉力做功的平均功率。







24.某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃)，天然气的热值为3.2×107J/m3.求
（1）天然气完全燃烧放出的热量； （2）水吸收的热量； （3）该热水器工作的效率。





25.肥胖可能会引发许多慢行疾病，某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼，配重由若干金属块（每块质量为10kg）组成，锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。（杆重、绳重、摩擦均不计，g取10N/Kg）

（1）拉力器上的滑轮均属于 　（选填“定”或“动”）滑轮。
（2）若该人的质量为85kg，他一次最多能拉起　　块金属块。
（3）当他选择6块金属块时，把拉杆向下拉动0.5米，若累积拉动100次，拉力共做了多少功？假设脂肪氧化释放的能量10%用于拉力做功，则相当于消耗多少克脂肪？（已知1克脂肪在体内完全氧化约释放37.5千焦的能量）
26.小李用如图所示的滑轮组把90kg的物体提升3m，作用在绳子自由端的拉力是400N，不考虑绳重及摩擦（g=10N/kg）．求：

（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重力．
27.小柯在测量某铁块的重力时，发现铁块的重力超出了弹簧测力计的量程，一时又找不到其它测量工具，为了测出该铁块的重力，他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进：

步骤一：将细线系在木棒的A位置，在木棒的左端绕上适量细铁丝，使木棒处于水平位置平衡，如图甲；
步骤二：用手指勾住弹簧测力计的B处，对弹簧测力计进行调零，如图乙；
步骤三：在木棒左端挂上铁块，右端用弹簧测力计竖直向下拉，如图丙。
（1）步骤一中“在木棒左端绕上适量的细铁丝，使木棒处于水平位置平衡”是为了防止　??? 　对测量结果的影响。
（2）步骤三中，当木棒处于水平位置平衡时，弹簧测力计的示数如图丁所示，则该铁块的重力　??????? 　牛。
28.钓鱼是人们喜爱的一种休闲活动，如图是钓鱼示意图
（1）钓鱼时，若其他条件不变，鱼竿长度越长，手提鱼竿的力越　 　
（2）钓鱼者将一条重为5牛的鱼从水面提高2米，再沿水平方向移动1米，在这一过程中，他克服鱼的重力做功为　??? 　焦。

29.建筑工人利用如图所示装置，将质量为100千克的沙袋从地面匀速提到3米高的一楼楼面，用时30秒．已知动滑轮的质量为8千克，不计绳子重力和摩擦． 求：

（1）拉力的大小．
（2）这段时间内人拉绳子做功的功率．
30.为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阳通过杠杆AB0与圆柱形浮体相连，AB：BO=4：1，压敏电阳的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯红灯及排水袋的额定电压均为220V）
压级电阻受到的压力F/N 60 120 180 240 300 360 420 480 …
压敏电阳R阻值/Ω 500 360 260 180 120 80 65 55 …







（1）当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接。
（2）“发电玻璃”光电转化率接近18%。要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电、则选用的“发电玻璃”面积至少为________m2。（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m）
（3）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有 体积浸入水中时，杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体。
（4）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，使排水装置符合设计要求。应将与压敏电阻相连的压板向________（填“左”成“右”）移动。
31.?如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为600kg，车轮与沙滩接触的总面积为2000cm2 ． 卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，10min行驶6km，它的功率为23kW．（g=10N/kg）

（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多少帕？
（2）此次行驶中卡丁车的牵引力为多少牛？
（3）该卡丁车以汽油为燃料，若汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡丁车运动的机械能，则在这次行驶中需要燃烧多少千克的汽油？（q汽油=4.6×107J/kg）


答案
一、单选题
1.C 2.D 3.C 4.B 5.A 6.C 7.A 8.A 9.C 10.C
二、填空题
11.（1）1000（2）1.5
12.（1）60（2）90（3）10~90
13.460；100
14..受到摩擦力作用；60
15.比热容大；10
16.（1）丙；内能转化为机械能（2）丁甲丙乙
17（1）竖直向下（2）先变小后变大
三、实验探究题
18.（1）平衡杠杆自重或使杠杆在水平位置平衡（2）6.6
19.（1）实验次数太少；动力臂与阻力臂取值相同（2）A（3）杠杆的重心（若均匀则为中心）作为支点
20.（1）避免细线左端塑料瓶对测定黄蜡石质量的影响，使实验结果更准确（2）2.6
21.（1）所挂重物的重力(质量)（2）研究摩擦做功和产生热量的关系（3）将保温杯慢慢上下翻转多次(n次)
22.（1）A；确保使用外焰加热（2）升高的温度；天平(或秒表)（3）用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等

解答题
23.（1）解：平均速度v=
（2）解：拉力做的功：W=Fs=2.5×104N×4m+2×104N×40m+1.5×104N×4m =9.6×105J
（3）解：拉力做功的功率：
24.（1）3.2×107J（2）1.26×107J（3）39.4%
25.（1）定（2）8（3）拉力共做功3×104J，相当于消耗8克脂肪
26.（1）由图可知通过动滑轮绳子的段数n=3，
物体重力G=mg=90kg×10N/kg=900N，
滑轮组的机械效率：
（2）不考虑绳重及摩擦， ，
G动=3F-G物=3×400N-900N=300N．

27.（1）木棒自身重力；（2）6.6
28.（1）大；（2）10
29.（1）解：物体的重力为：G=mg=100kg×10N/kg=1000N； 动滑轮的重力为：G轮=m轮g=8kg×10N/kg=80N；
则拉力为：F= （G+G轮）= ×（1000N+80N）=540N；
答：拉力的大小为540N；
（2）拉力移动的距离为s=2h=2×3m=6m； 拉力做的功为：W=Fs=540N×6m=3240J；
拉力的功率为：P= = =108W．
答：这段时间内人拉绳子做功的功率为108W．
30.（1）
（2）1.3
（3）解：当浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力FB为360N，查表可知R=80Ω
R总= = =120Ω
Ro=R总-R=120Ω-80Ω=40Ω
根据杠杆平衡条件有：FALOA=FBLOB
FA= =360N× =72N
F浮=G+FA'即F浮=G+72N……①
当浮体只有 体积浸入水中时F浮'= F浮
R总'= = =400Ω
R'=R总'-R0=400Ω-60Ω=360Ω
查表可知FB'=120N
根据杠杆平衡条件有：FA'LOA=FB'LOB
FA'= =120N× =24N
F浮'=G+FA”??
即 F浮=G+24N……②
由①、②得出：F浮=80NG=8N
答：小科应选择的浮体重力为8N。
（4）右
31.（1）解：卡丁车满载时的重力：
G=mg=600kg×10N/kg=6000N，
卡丁车满载时对地面的压力：
F=G=6000N，
受力面积S=2000cm2=0.2m2 ，
卡丁车满载时对地面的压强：
p===3×104Pa；
（2）卡丁车的行驶速度：
v===10m/s，
由P=Fv得牵引力：
F===2300N；
（3）牵引力做的功：
W=Pt=23000W×600s=1.38×107J，
由η=得完全燃烧汽油放出的热量：
Q放===5.52×107J，
由Q放=mq得完全燃烧汽油的质量：
m===1.2kg．
(
1
)