浙江初中科学九年级（功和功率、简单机械、能的转化与守恒）专项练习（附答案）

(功和功率、简单机械、能的转化与守恒)
一、选择题
1．[2019·湖州吴兴区校级三模]如图所示的四种机械装置中，不能省力的装置是(　　)
图1
A．甲：自行车的脚踏板
B．乙：旗杆顶部的定滑轮
C．丙：水管上的水龙头
D．丁：大门上的门把手
2．[2019·宁波校级模拟]如图所示，有关通过煎、炒、蒸、拌烹调的美食中所包含的物理知识，认识正确的是(　　)
图2
A．煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大
B．炒：主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加
C．蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟
D．拌：青葱和豆腐要拌着才能入味，说明分子没有做无规则运动
3．[2019·衢州一模]下列有关内能及热现象的说法中，正确的是(　　)
A．分子间既有引力又有斥力，分子间的距离越大作用力也越大
B．物体的内能是物体内部所有分子热运动的动能总和
C．物体的内能越多，放热不一定越多
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同
4．[2019·湖州吴兴区校级三模]如图所示，矿泉水瓶内安装着电火花发生器。从瓶口喷入酒精并迅速盖上锥形纸筒，然后按动瓶壁上的电火花发生器按钮，点燃瓶内酒精，纸筒即刻飞出，瓶口出现大量白气。对此实验，分析正确的是(　　)
图3
A．矿泉水瓶中的酒精如果没有完全燃烧，其热值会变小
B．纸筒飞出后的瞬间瓶口出现的白气是汽化形成的
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出时发生的能量转换是内能转化为机械能
5．[2019·杭州校级模拟]如图所示，小金将一木块放在弹簧上，用手压木块，弹簧被压缩。松手后木块竖直向上飞起直到最高点的过程中，对木块的分析合理的是(　　)
图4
A．木块到达最高点，速度为零，受力平衡
B．木块离开弹簧继续向上运动是因为受到惯性的作用
C．弹簧恢复原状过程中，弹簧的弹性势能不断减小，木块的动能先增大后减小
D．手对木块的压力与弹簧对木块的支持力是一对平衡力
6．[2018·桐乡模拟]如图所示，杠杆OAB能绕O点转动，在A点挂一重物G，为保持杠杆在水平位置平衡，在B点分别作用的四个力中最小的是(　　)
图5
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
7．[2019·诸暨押题]如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A匀速向右滑动时，弹簧测力计示数为10N。不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，则水平拉力F和物体A与水平面之间的摩擦力Ff的大小分别是(　　)
图6
A．F＝20N，Ff＝20N
B．F＝10N，Ff＝20N
C．F＝20N，Ff＝10N
D．F＝10N，Ff＝10N
8．[2019·杭州富阳区校级模拟]如图是蹦床运动员落在弹簧床面的示意图，忽略空气阻力，下面说法正确的是(　　)
图7
A．在下落过程中，运动员刚接触蹦床时，速度最大
B．运动到最低点时，床对运动员的作用力等于运动员对床的作用力
C．运动到最低点时，床对运动员的作用力等于运动员受到的重力
D．在下落过程中，运动员的机械能守恒
9．[2019·杭州校级二模]小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40cm，底部直径为30cm，装满油后总重2000N。下列说法中正确的是(　　)
图8
A．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600N的力
B．他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功
C．他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力
D．如果他将油桶匀速推动5m，他对油桶做功1×104J
10．[2019·平阳模拟]如图所示，一自重为G的吊桥搭在河岸上。一个人从桥的最左端A点匀速走到桥的右端B点，桥面始终是水平的，设人与A点的距离为l，则人在吊桥上行走过程中，吊桥右端所受地面支持力F与l的关系图像是(　　)
图9　　
　
A　　
　
B　　
　C　　
　
D
11．[2019·海宁校级一模]如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为50cm，质量为2kg，它的右端与桌面相齐，与桌面间的滑动摩擦力为2N。若在长木板左端用一水平力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功(　　)
图10
A．0.5J
B．1.0J
C．2.0J
D．5.0J
12．[2019·海宁校级一模]太阳能产业是海宁经济的重要组成部分，如图是太阳能热水器的工作示意图，玻璃吸热管是太阳能热水器中最重要的结构。下列说法错误的是(　　)
图11
A．吸热管涂成黑色利于吸热
B．太阳能热水器把太阳能转化为内能
C．我国大部分地区的太阳能都是面向北方安装的
D．吸热管的两层玻璃间吸成真空主要的目的减少热量的损失
13．[2019·义乌校级模拟]如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点。今将一小物块m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止。物体与水平地面间的摩擦力恒定，试判断下列说法中正确的是(　　)
图12
A．物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小
B．物体从A到C动能一直在减小
C．物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小
D．物体动能最大的位置在B和C之间
14．[2019·杭州二模]如图，一个重力为10N的物体，以2m/s的速度冲上高为5m、长为10m的光滑斜面，到达斜面顶点时，物块恰好速度为0。对此过程，以下分析正确的是(　　)
图13
A．物块沿斜面向上运动时，摩擦力的方向沿斜面向下
B．物块到斜面最高点时静止，摩擦力的方向沿斜面向上
C．物块克服重力做功50J
D．物块克服重力做功的功率为20W
15．如图所示，A是一个重为G的物体，B是一个粗细均匀、两端开口竖直固定放置的圆筒。用竖直向下的力F1推物体A，使其恰能以速度v1匀速运动(如图甲)。物体A从金属筒上端移动到下端的过程中，所用的时间为t1，F1做的功为W1，功率为P1。若对物体A施以竖直向上的力F2，使其恰能以速度v2匀速向上运动(如图乙)。A物体从金属筒下端移动到上端的过程中，所用的时间为t2，F2做的功为W2，功率为P2。已知F1＝G，P1＝P2。则下列判断正确的是(　　)
图14
A．F1∶F2＝1∶3
B．t1∶t2＝3∶1
C．v1∶v2＝1∶2
D．W1∶W2＝1∶2
二、填空题
16．[2019·衢州校级一模]捣臼是以前在农村常见的一种工具
(如图所示)，你的爷爷奶奶可能就用它做过年糕。
图15
(1)捣年糕时，脚踩B端，A端上升；抬起脚，A端下落，石槌撞击蒸熟的米粉，如此反复。该工具实际上是一个__
__杠杆。
(2)若石槌重30kg，石槌离支撑点O的距离AO＝0.9m，整个木杆长AB＝3.6m，不计木杆自重，要将石槌抬起，在B端至少需要竖直向下的压力__
__N。
17．[2019·杭州二模]小金家有个木衣架，有一次放学回家他把书包挂在衣架A处，衣架绕着__
__(选填“B”“C”“D”或“E”)点倒了下来。小金分析了衣架倒下来的原因后，提出了改进意见：适当增大圆底盘直径。请你再说出一种其他方法：__
__。
图16
18．[2019·杭州校级二模]在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球受一个力的作用，球的机械能__
__(选填“增大”“减小”或“不变”)。在最高点时，球的动能__
__(选填“大于”或“等于”)零。
图17
19．[2019·慈溪三模]利用如图装置进行“探究动能大小的影响因素”实验。用两根细绳将小球悬挂起来，拉起小球，当细绳与竖直方向成θ角后松手，小球撞击水平木板上的木块，记下木块移动的距离s。改变角度θ的大小，重复实验。
(1)本实验探究的问题是物体的动能大小与__
__的关系。
(2)利用上述实验，同时还可以探究的问题是__
__。
图18
20．[2019·衢州一模]如图所示，滑块P沿水平面以0.5m/s的速度匀速向右运动，此时弹簧测力计的读数为4N。若每只滑轮重1N，绳与滑轮间的摩擦不计，则木块所受地面的摩擦力__
__N，在2s
内拉力F做的功为__
__J。
图19
21．[2019·丽水模拟]各地中小学生积极参加阳光体育运动。小金每次做引体向上时，双手紧握单杠，双臂竖直地静止悬吊在单杠下，在双臂的作用下，使人体从静止开始向上运动。至人的双肩到达与单杠同一高度处，又立即竖直放下，如图所示。小金想估测自己做引体向上的平均功率，他测出自己的质量为m、手臂长度为L、单杆的高度为H和连续拉上去N次所用时间为t。
图20
(1)小金的上升过程中相等，双手共受到单杠的力的大小和mg大小相比__
__(选填“相等”“无法确定大小关系”或“不相等”)
(2)小金做引体向上运动的平均速度大小约为____。
(3)小金做引体向上时克服重力做功的平均功率约为
____。
22．[2019·宁波校级二模]如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验。若斜面粗糙程度相同，则将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端时，拉力所做的额外功W甲____W乙，若甲乙斜面光滑，则拉力F甲____F乙。将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度v甲____v乙。(均选填“＞”“＜”或“＝”)
图21
三、实验探究题
23．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀。
图22
(1)小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图甲所示，他们记录的数据为动力F1＝1.5N，动力臂l1＝0.1m，阻力
F2＝1N，则阻力臂
l2＝____m。
(2)下列四个因素中，不会带来实验误差的是____。
A．铁架台自身的重力足够大
B．单个钩码的重力不完全相等
C．悬挂钩码的绳套重力偏大
D．杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(3)小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们进一步探究，如果杠杆受到
F2、F3两个阻力，结果会怎样？通过实验，他们得到了如图乙所示的结果。根据这个结果，可以初步得到，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1l1＝____。(F1、F2、F3的力臂分别用
l1、l2、l3表示)
24．[2019·浦江模拟]在探究“物体的动能与质量和速度是否有关”实验中，小蔡先探究“物体的动能与质量是否有关”。所用的器材有：一个用长木板搭成的斜面、三个质量不同的铁球、一个木块。各器材的组装示意图如图甲所示。
图23
(1)如图甲，每一次实验时都应将铁球从同一斜面的____处由静止释放，通过观察比较木块移动的距离来判断铁球动能大小。
(2)小金对小蔡的实验方案进行改进：不用木块，在木块的位置上固定一个面积较大的挡板，在挡板前面贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图乙所示，每次实验后都要换上另一块相同的橡皮泥，通过观察比较__
__来判断铁球动能大小。此外，他还需要调整__
__相同。
(3)探究完成后，小蔡又想到如果小球从A点静止释放运动到C点时(如图丙所示)，若一切外力消失，则小球会沿哪条路线继续运动？并写出你判断的依据：__
__。
25．[2018·潍坊]某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时，猜测弹性势能可能与形变量x成正比，也可能与形变量的平方x2成正比。用如图甲所示装置进行探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行，进行了如下操作：
图24
①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度h0；
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平面的高度h1；
③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平面的高度h2；
④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②③，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离Δh。
实验次序
h0(m)
h1(m)
h2(m)
x(m)
x2(m2)
Δh(m)
1
0.50
0.40
0.55
0.10
0.01
0.15
2
0.50
0.30
0.90
0.20
0.04
0.60
3
0.50
0.20
1.55
0.30
0.09
1.35
4
0.50
0.15
2.00
0.35
0.12
1.85
(1)实验中弹簧的形变量x＝__
__(用所测物理量符号表示)。
(2)本实验中，弹簧弹性势能大小是通过__
__来间接反映的。
A．h1
B．h2
C．h2－h0
D．h2－h1
(3)该同学根据表中数据分别做出图乙所示Δh－x图像和图丙所示Δh－x2图像，由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与__
__成正比。
26．[2018·宁波]据报道，高空坠物伤人事件时有发生。某专业研究小组对物体从高空落到地面的破坏力进行如下实验研究：
实验器材：1cm厚的石膏板若干、质量为50g的鸡蛋数枚
实验过程：无风环境下，将鸡蛋从楼上静止释放，砸中铺在草坪上的石膏板，记录实验现象。
实验序号
楼层
实验现象
1
5
鸡蛋破碎，石膏板凹陷且出现一圈圈螺旋状的裂纹
2
15
鸡蛋破碎，石膏板被砸中的地方出现小坑且破裂
3
25
鸡蛋破碎，发出巨响，石膏板被击穿
(1)实验中，鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过__
__反映出来。
(2)根据实验现象，可以得出：同一物体从高空落到地面的破坏力与__
_有关。
(3)实验后，小科对“高空落下的雨滴不会对人造成伤害”感到好奇。他通过查阅资料知道：雨滴从高空落下的过程中，受到的空气阻力与雨滴速度的平方成正比，达到最大速度后，雨滴匀速落向地面。雨滴下落过程中机械能__
__(选填“增大”“不变”或“减小”)。对于下落的雨滴不伤人的现象，小科将进一步探究。
27．[2019·宁波校级二模]对于杠杆的原理，我国古代也很注意研究，在古书《墨经》中就对杠杆作出了科学的说明。某物理小组探究如图Ⅰ所示的一杆秤，通过观察和测量知道：杆秤上标有刻度，提纽在B点，秤钩在A点，O点为刻度的起点(为零刻度点，在B点左侧)。用刻度尺量出OA＝l1，OB＝l2。
图25
(1)秤钩不挂重物时，秤砣挂在O点时杆秤平衡，则重心C应在B点的____侧(选填“左”“右”或“任意”)。设该杆秤秤砣的质量为m，则杆秤自身重力(不含秤砣)和它的力臂的乘积是__
__。
(2)物理小组利用空瓶(空瓶质量比秤砣质量小一些)、细线测原有秤砣的质量。方法是：用细线系在空瓶上并置于__
__点，慢慢往瓶中加沙子，如果杆秤恰能平衡，相当于新做了一个秤砣，再把它挂在秤钩上。移动原秤砣位置至杠杆平衡，秤杆上的读数即为原秤砣质量。
(3)物理小组通过查资料得到“如果杠杆受两个阻力，杠杆的平衡条件是：F动l动＝F阻l阻＋F阻′l阻′”，如图Ⅱ所示。则上一问中实际上只有刻度尺利用科学推理也可以测得秤砣质量，方法是：设想有两个完全一样的原秤砣甲、乙，将甲置于A点，乙置于B点右侧某点，杠杆恰好平衡。由杠杆的平衡条件可知，量出长度l1、l2后，只需从B点起向右量出长度_
__，该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量m。
四、解答题
28．[2019·宁波海曙区模拟]某品牌太阳能汽车如图所示，负责在景区接送游客。
图26
(1)车轮与地面的总接触面积为2.0×10－2m2，该汽车对水平地面的压强为2.5×105Pa，求该车对地面的压力多大？
(2)某次运送游客时，该车以18km/h的速度在水平路面上匀速行驶3.6km，此时该车的输出功率为800W。求：此过程中该车受到的阻力多大？牵引力所做的功多大？
29．[2019·绍兴模拟]阅读下面的材料，解答问题。
图27
某市环保局研究表明：“PM2.5来源中，机动车的排放占33.1%排第一位，燃煤污染排放占第二位”。“减少污染排放，还我一片蓝天”成为每一个公民的责任。下面是某市有关部门针对“节能减排”采取的部分措施。
(1)一项措施：引进太阳能路灯，分布在部分绿地和大街两旁。如图所示的路灯用新型环保(无汞)LED节能灯，又称冷光灯，将电能直接转化为光能。从能的转化角度分析LED灯较白炽灯节能的原理：__
__。
太阳能路灯说明(RE－TZ13)
1．电池系统电压：12V
2．环境温度：－20～＋70℃
3．电池的工作功率：40W
4．连续阴3～5天
5．太阳能光电板的转换效率：16%
6．照明时间：12h
图28
(2)根据“路灯系统说明”计算：电池充满电后可以工作12h，这期间消耗多少电能？
(3)第二项措施：将汽车由燃烧汽油、柴油等改为使用电力，是从源头减少“霾”的重要措施。某款以磷酸铁锂电池为动力的电动汽车，其电池部分技术参数如表所示。
电池类型
电池标准容量(A·h)
充电电压(V)
充电时间(h)
磷酸铁锂
200
380
3.8
给这款电动汽车充电，则充电机的正常输出功率为多少？若电动车以54km/h的正常速度匀速行驶时的输出功率是36kW，计算此时的阻力。
30．[2019·杭州富阳区二模]小金(在前)和弟弟一起抬一个高60cm，长80cm，宽50cm，形状为长方体的箱子。箱子重为100N，箱子各部分质量均匀，两人用力方向均竖直向上。
图29
(1)在地面上时，箱子始终保持水平，两人谁用的力更大？分别为多少？(简要说明理由)
(2)在上楼梯时，箱子的对角线正好保持水平，两人谁用的力更大？分别为多少？(请通过画图、列式计算)
31．[2019·金华期中]一个边长为
10cm的立方体木块，细线的一端跟木块底部相连，另一端固定在容器底如图甲所示(容器足够高)，现向容器中慢慢加水，如图乙所示。用F浮表示木块受到的浮力，用h表示容器中水的深度。则图丙可以正确描述F浮随深度h变化的关系图像。
图30
(1)当F浮＝5N时，木块处于__
__(选填“漂浮”“悬浮”或“下沉”)状态。
(2)木块的密度为多少？
(3)容器中未加水时，木块对容器底的压强是多大？
(4)整个过程浮力对木块所做的功是多少？
(功和功率、简单机械、能的转化与守恒)
一、选择题
1．B
2．C
3．C
4．D
5．C
6．C
7．C
8．B
9．A
【解析】
要使底部C稍稍离开地面，应该以D为支点，要对油桶施加的力最小，应以AD为力臂，AD＝50cm；此时动力为F，阻力为G＝2000N，阻力臂L2＝CD＝×30cm＝15cm，由于F1L1＝F2L2，则最小拉力F＝＝＝600N。他用水平力没推动油桶，在力的方向上没有通过距离，所以他对油桶不做功。他用水平力没推动油桶，油桶处于静止状态，推力等于摩擦力。他将油桶匀速推动5m，但推力未知，所以他对油桶做功无法计算。
10．C
11．A
12．C
13．C
14．C
【解析】
由题知，斜面光滑，则物块不受摩擦力。物块到达斜面顶端后在重力作用下又下滑，不会静止在斜面顶端。物块克服重力做功W＝Gh＝10N×5m＝50J。假设物块匀速运动，所用时间t＝＝＝5s，物块克服重力做功的功率P＝＝＝10W；由题意可知，物块实际做减速运动，所用时间更长，其功率更小，小于10W。
15．A
【解析】
当F1＝G时，活塞A恰能匀速下滑，此时f＝F1＋G＝2G，当用竖直向上的力F2作用于活塞A时，恰能使物体匀速向上滑动时，F2＝f＋G＝3G，所以，F1∶F2＝G∶3G＝1∶3。由于F1与F2在匀速推动活塞运动时的功率都相等，故根据公式P＝Fv可知，＝＝＝3∶1。由于活塞运动路程相同，根据t＝，可得：t1∶t2＝v2∶v1＝1∶3。又∵P1＝P2，则由W＝Pt得：W1∶W2＝P1t1∶P2t2＝t1∶t2＝1∶3。
二、填空题
16．(1)省力
(2)100
17．D；F处挂一个与书包质量差不多的物体(或将书包挂到离柱子近些的地方)
18．不变；大于
19．(1)速度
(2)物体重力势能大小与高度的关系
20．4；5
21．(1)无法确定大小关系
(2)
(3)
22．＞；＜；＝
三、实验探究题
23．(1)0.15
(2)A
(3)F2l2＋F3l3
24．(1)同一高度
(2)橡皮泥的形变程度；金属球的体积
(3)b；牛顿第一定律(或物体不受外力时保持原来的运动状态不变)
25．(1)h0－h1
(2)D
(3)形变量的平方
【解析】
(1)弹簧的形变量x等于弹簧的原长度h0减去弹簧被压缩后的长度h1，即x＝h0－h1。(2)实验中弹性势能的大小是通过铁块被弹起的高度来间接的反映，即铁块到达的最高点h2减去弹簧被压缩的最低点h1，即h2－h1。(3)由表可知Δh＝15x2，且图丙显示Δh与x2成正比例函数关系，图像为过原点的直线，即弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比。
26．(1)石膏板的形变程度(或石膏板的被破坏程度)
(2)下落高度
(3)减小
27．(1)右；mgl2
(2)
O
(3)
l1
四、解答题
28．(1)该车对地面的压力F＝pS＝2.5×105Pa×2.0×
10－2m2＝5×103N。
(2)v＝18km/h＝5m/s
因为车子做匀速直线运动，所以该车受到的阻力f＝F＝＝＝160N；牵引力做的功W＝Fs＝160N×3600m＝5.76×105J。
29．(1)白炽灯发光时，电能转化为内能，内能一部分转化为光能；LED灯发光时，电能直接转化为光能，所以LED灯比白炽灯节能
(2)电池充满电后可以工作12h，这期间消耗电能W＝Pt＝40W×12×3600s＝1.73×106J。
(3)充电机的正常输出功率P＝＝20000W。
v＝54km/h＝15m/s，匀速行驶时的阻力f＝F＝＝＝2400N。
30．(1)一样大，各50N。
(2)当以弟弟对箱子的作用点为支点时，力的作用图如图甲。
箱子的对角线长L＝100cm，L1＝80cm×＝64cm，L2＝64cm－100cm×＝14cm。
由杠杆原理得：F1L1＝
GL2，F1×64cm＝100N×14cm，小金用的力F1＝21.875N。
当以小金对箱子的作用点为支点时，力的作用图如图乙。L1＝80cm×＝64cm；L2＝L＝50cm。
由杠杆原理得：F2L1＝
GL2，F2×64cm＝100N×50cm，弟弟用的力F2＝78.125N。
第30(2)题答图
所以弟弟用的力大，小金用力21.875N，弟弟用力78.125N。
31．(1)漂浮
(2)木块的质量m＝＝＝0.5kg，木块体积V＝(10cm)3＝1000cm3＝1×10－3m3，木块的密度ρ＝＝＝0.5×103kg/m3。
(3)p＝＝＝＝500Pa。
(4)由分析可知，当F浮＝5N时木块开始上升，到20cm时木块浸没，则木块停止上升时的高度h升＝20cm－10cm＝10cm＝0.10m，则浮力对木块所做的功W＝F浮
h升＝5N×0.10m＝0.5J。