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2023九上科学第三章《能量的转化与守恒》测试卷
说明：本卷满分100分，考试时间：90分钟 g=10N/Kg
一、选择题（每题只有一个正确选项，每题2分，共30分）
1．下列事例运用到斜面原理的是（ ）
A．方向盘 B．螺丝钉 C．旱冰鞋 D．斜拉桥
2．有关温度、热量、内能的说法，正确的是（　　）
A．物体吸收热量，内能一定增加，同时温度一定升高
B．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加
C．物体温度升高，内能不一定增加，但一定吸收热量
D．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
3．立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目，起跳前先屈膝下蹲，然后脚掌用力蹬地，伸展身体，两臂上挥，竖直向上跳起至最高点，小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为（　　）
A．3×102J B．3×103J C．3×104J D．3×105J
4. 下列有关课本中各图内容的分析正确的是（ ）
A．甲：通过做功，使物体的热量增加，温度升高，达到木头的着火点，木头燃烧
B．乙：当塞子跳出时，观察到瓶内出现“白雾”，说明物体对外做功内能增加
C．丙：核电站反应堆里进行的是核裂变，现在人类可以和平利用核裂变的能量
D．丁：经过科学家的努力，该图所示的永动机可能会实现
5. 如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出（不计空气阻力和摩擦），设小球刚落地时的速度分别为υ1、υ2、υ3,则（ ）
A. υ1＞υ2＞υ3 B. υ1＜υ2＜υ3 C. υ1=υ2=υ3 D. 无法确定
第5题图 第6题图
6. 如图所示三种现象或过程中都涉及能量的转化，下列分析正确的是（ ）
A. 图甲塞子被弹起时，热水瓶内水蒸气对塞子做功，瓶内气体内能增大
B. 图乙表示汽油机处于做功冲程，能量转化角度看，与图甲相似
C. 图丙表示汽油机处于压缩冲程，能量转化角度看，与图甲相似
D. 图丙燃料的化学能转化成燃气的内能，再转化成机械能
7. 用两种不同的金属丝组成一个回路，触点1插在热水中，触点2插在冷水中(如图)，电流表指针会发重力生偏转，这就是温差发电现象。下列有关温差发电现象的说法中，正确的是( )
A. 违背了能量守恒定律
B. 该实验中有部分热能转化为电路的电能
C. 该实验中热水的温度不变化，冷水的温度升高
D. 该实验中热水的温度降低，冷水的温度不变化
8．2020年12月17日，探月工程“嫦娥五号”返回器成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。这次返回任务采用了高速再入轨道技术。如返回轨道图所示，返回器以“打水漂”的方式返回，避免了返回器由于速度过快存在燃烧殆尽的风险。以下有关返回器分析不正确的是（ ）
A. 返回过程中，返回器始终机械能守恒
B. 反弹过程中，返回器的动能部分转换为势能
C. 返回过程中，返回器要克服摩擦力做功产生热能
D. 刚进入大气层时，返回器的动能第二次比第一次小
9．如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法中，错误的是（　　）
A．每次倒入空桶的液体体积相同 B．秤的刻度值向右越来越大
C．悬点O适当右移，秤的量程会增大 D．增大M的质量，秤的量程会增大
第9题图 第10题图
10．如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列关于做功的判断正确的是（　　）
A．木箱克服重力做功的大小为800J B．木箱克服斜面摩擦力做功大小为300J
C．木箱对斜面的压力做功的大小为125J D．木箱受到斜面的支持力做功大小为0J
11．爷爷与小丽进行爬楼比赛，他们都从1楼上到6楼。爷爷的体重是小丽体重的2倍，爷爷所用的时间是小丽所用时间的2倍．若爷爷做功为W1，功率为P1，小丽做功为W2，功率为P2，则下列判断正确的是（　　）
A．W1：W2=1：1
B．W1：W2=4：1
C．P1：P2=1：1
D．P1：P2=4：1
12．某种物质熔化过程中温度随时间变化的图线如图所示，据图可知，该物质（ ）
A．是晶体，熔点是0℃
B．熔化时，液态部分将热量传递给固态部分
C．熔化前后比热容不变
D．t=2min至t=6min过程中内能不变
13．小红在建筑工地上看到简易吊车，她想通过自身的体验来了解这种简易吊车直立在地面上的支撑直杆所受的力。回家后，她找来一根细绳和一根塑料直尺，仿照简易吊车的结构组成如图的三角支架，绳的一端绕在手指上，杆的一端顶在掌心，当A处挂上重物时，绳对手指以及杆对掌心均有作用力。对这两个作用力的方向判断完全正确的是（ ）
14. 如图甲所示电路，电源电压不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中，电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A. 电源电压是4.5V B. 定值电阻的阻值是10Ω
C. 滑动变阻器的最大阻值是20Ω D. 电路总功率的最小值为1.8W
15．利用如图所示电路可定性研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，图中三个电阻的材料和质量相同，且R1=R3=5Ω，R2=10Ω，三个电子温度计分别与之相连（图中未画出），并能测量它们的温度。闭合开关后，每隔一定时间记录各电阻的温度，通过比较温度的变化来间接反映电阻产生电热的多少。下列有关分析与推断错误的是（ ）
A．分析任意一个电阻的温度变化，可知电热与通电时间有关
B．分析比较R1和R2的温度及变化，可知电热与电阻有关　
C．分析比较R1和R3的温度及变化，可知电热与电流有关　
D．分析比较R2和R3的温度及变化，可知电热与电流和电阻有关
二、填空题（每空1分，共18分）
16．长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落；继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为________牛。
（2）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功________焦。
（3）当用F为8N的力推物体时，木块AB整体运动了10cm，动能共增加
焦。
17．表中甲是一种新型插座，它能即时显示接在该插座上的用电器的工作电压和所耗电费等信息（插座本身消耗电能由内部电池提供）。小明将装有质量为2.4kg、初温为10℃水的电水壶插在该插座上，这时插座屏幕上显示如表中乙所示，当水烧开至100℃时，屏幕显示如表中丙所示。这段时间内电水壶消耗的电能为 J，电水壶烧水的效率为 。［电费单价：0.5元／（kW·h)，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
时钟 14:2023 时钟 14:3223
电压 218.2V 电压 218.2V
电费 00.00元 电费 00.15元
甲 乙 丙
18．电梯是高层住宅必备的交通工具。如图所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反（不计钢丝绳重力和一切摩擦）。对重的质量为400kg,空轿厢的质量是500kg,小李一人乘坐电梯，匀速下降时右侧钢丝绳受到的拉力为1650N,则小李的质量为 。若还是小李一人乘该电梯匀速上升，右侧钢丝绳拉力为 。
19．如图是小敏在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。
（1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他双手的作用力为F2，则F1 F2。
（2）重为500N的小明按图乙上升一次，若上升一次用时2s,则上升一次小明做功的功率约为 。
（3）小明在匀速上升过程中，他的机械能将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
20．图甲是“压缩气体做功”实验：取一个配有活塞的厚玻璃筒，筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花，快速压下活塞。此实验可观察到浸有乙醚的棉花着火燃烧，这是由于活塞对气体做功，气体的内能 （填“增加”或“减少”）的缘故。图乙是“压缩乙醚液化”实验：将少量乙醚吸进注射器，取下针头，用橡皮帽把注射器的小孔堵住，用手握住注射器的下端，乙醚会发生 （填物态变化名称）现象。然后向内推动活塞，看到乙醚发生液化现象，但乙醚没有燃烧。即使快速推动活塞，乙醚也不会燃烧，是因为 。
21．为探究重力势能的大小与什么因素有关，陈老师利用两端开口的玻璃管、底面直径与玻璃管内部直径相同的圆柱形泡沫及体积相同而质量不同的立方体金属块，设计了如图所示实验。
（1）实验中通过观察 来判断物体重力势能的大小。
（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择 进行分析比较。（选填编号）
（3）图甲和图乙探究的问题是 。
22．如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。
（1）拉力F的功率为 W；
（2）滑轮组的机械效率为 。
三、探究题（第23、24题每空1分，其余每2分，共23分）
23．如图，在“研究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三个小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下(mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB)，推动纸盒运动一段距离后静止。
（1）在此实验中通过观察什么来比较三个小球动能大小 ；
（2）要研究动能与质量的关系，我们应选择 两图来进行比较；
（3）让质量不同的A、C两钢球从同一高度滚下是为了 ；
（4）为了让质量不同的B、C两球获得相同的初速度，有同学设计了如图d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。不考虑各种能量损耗，该方法是否合理并说明原因： 。
24．根据能量转化和守恒定律,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,某兴趣小组设计了如图所示的实验:在容器里装一定质量的水,中间装上带有叶片的转轴,转轴上绕上绳子,绳子另一端通过滑轮与一重物相连;当重物下降时,绳子拉动转轴转动,带动叶片旋转,使容器里的水温度升高,结合水的比热容计算出水增加的内能,以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。
（1）为了完成此实验,除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有： 。
（2）兴趣小组在实验过程中发现，水的内能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）改进实验后，获得了如下数据，规律得到验证。
实验序号 重物质量/kg 下降高度/m 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
若使容器内相同质量水的温度升高2.5 ℃，则25 kg的重物需下降 m。
25．某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中________的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。根据上述实验，可以得出结论： 。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的温度ΔT/℃ 0.4 0.9 ________ 2.5 3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
（4）本实验用 表示电阻丝产生的热量。
26．李翔用如图所示电路做“测量小灯泡电功率”实验，已知小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）李翔在连接电路前检查仪器，发现电流表指针如图乙所示，则李翔接下来的操作是：
。
（2）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，发观灯泡总不亮，且电流表无示数，但电压表示数接近3V，则故障原因可能是 。
（3）排除故障后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表指针如图丙所示，由此可知，小灯泡的额定功率为 W。
（4）实验中，李翔通过移动滑动变阻器的滑片，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，在对测量的数据进行记录和处理时，李翔设计了右图表格，请你评价表格设计的合理性，并说明理由 。
四、解答题（第27题4分，28题8分，29题8分，30题9分，共29分）
27．某地抽水蓄能电站开建，其工作原理如图，用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。
（1）蓄能时，水被抽到上水库，此过程是将 能转化为水的机械能。
（2）抽水蓄能电站选址不仅因当地水资源丰富，同时还考虑到当地地势较陡，这样建成的电站上、下水库的高度差比较 ，有利于蓄能与发电。
（3）该发电站发电机的工作原理是 ；该蓄能电站的发电总功率为110MW，采用220kV高压进行输电，则高压输电线中的电流为 A。（1兆瓦=100万瓦）
28．如图1为一款陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图2所示，它在工作时，有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程。已知正常工作时，高火加热功率为500W,文火萃取功率为100W,若壶中药液的总质量为1kg,且在额定电压下煎药时，测得药液的温度与工作时间的关系如图3所示：
（1）煎药壶工作时的外界大气压 （填“大于”“等于”或“低于”）1个标准大气压。
（2）煎药壶文火萃取时，图2中的开关连接状态是 。
（3）煎药壶通电工作36分钟时电流所做的功是多少？
（4）R2的阻值是多少？电煎药壶的额定保温功率是多少？
29．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）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。请求出磁铁受到的重力。
（2）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。
30．图甲是某款电火锅和连接电路的插头，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合），R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0挡为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ挡是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。
（1）图甲中三脚插头有一只较长的脚是接在用电器的 ，之所以设计的较长是为了先 后通电，这样更安全。
（2）S1从0挡转到Ⅰ挡开始工作，温控开关S2的状态是_____ （填“断开”或“闭合”）。
（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是________。
（4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，求发热管消耗的电能。
参考答案
一、选择题（30分）
1~5 BBABC 6~10 DBACD 11~15 CADDD
二、填空题（18分）
16、（1）3 （2）1.2 0.2
17、1.08×106 84％
18、65kg 1650N
19、（1）小于 （2）175 W （3）增大
20、增加 汽化 没有充足的氧气（空气）
21、（1）泡沫的下降高度 （2）甲、丙 （3）高度相同时，重力势能的大小与质量的关系
22、（1）1 （2）80%
三、探究题（23分）
23、（1）纸盒被推开的距离 （2）a、c （3）保持速度相同
（4）不合理。相同弹性势能转化成相同的动能，质量不同，速度不同
24、（1）刻度尺、温度计 （2）滑轮存在摩擦(合理即可) （3）20
25.（1）热量 （2）当电流和通电时间一定时，电阻丝产生的热量与电阻成正比
（3）1.6 （4）升高的温度
26、（1）将电流表指针调零 （2）灯泡断路 （3）0.7
（4）不合理，计算平均电功率没有实际意义。
四、解答题（29分）
27、（1）电 （2）大 （3）电磁感应 500
28、（1）低于 （2）Sa接2，Sb断开
（3）解：煎药壶通电工作36分钟时电流所做的功：
W=W1+W2=P高t1+P文t2=500W×14×60s+100W×22×60s=5.52×105J；
（4）解：已知文火萃取功率P文=100W，R2==484Ω,
高火加热状态时，R1、R2并联，则高火加热状态的电功率：P高=P1+P文，
则R1消耗的电功率：P1=P高－P文=500W-100W＝400W
R1==121Ω；
则当Sa接1,同时Sb断开时，电路中R1、R2串联，处于小功率保温状态；
则保温功率为：P保温==80W。
29、（1）解：摆叶AOB可视为杠杆，l1＝OC＝4.5厘米、l2＝OD＝1.5厘米、F1＝G叶瓣＝0.04牛
根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得：0.04牛×4.5厘米＝F2×1.5厘米
解得：F2＝0.12牛、G磁＝F2＝0.12牛
答：磁铁受到的重力是0.12牛。
（2）摆动后，力臂l1变小，力臂l2变大，则F1l1＜F2l2，摆叶AOB会逆时针自动摆回来。
30、（1）金属外壳 接地 （2）闭合 （3）b、c
（4）解：根据P＝U2/R，得
Ⅲ档时，连入阻值为96.8欧。
发热管消耗的电能
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