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浙教版科学九年级上学期 第三章 能量的转化与守恒 单元试卷
一、选择题
1．生产和生活需要消耗大量能量。请判断下列活动中，利用化学反应获得能量的是（　　）
A． 发射航天器
B． 水车转动
C． 太阳能供热
D． 风力发电
【答案】A
【知识点】化学反应中能量的变化
【解析】【分析】分析各个选项中的能量转化，然后进行选择即可。
【解答】A.发射航天器时，燃料燃烧将化学能转化为内能，然后发动机将内能转化为机械能，所以它利用化学反应获得能量，故A符合题意；。
B.水车转动是将水能转化为水车的动能，故B不合题意；
C.太阳能供热是将太阳能转化为内能，故C不合题意；
D.风力发电是将风能转化为电能，故D不合题意。
故选A。
2．某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上，“千瓦时”是下列哪个物理量的单位（　　）
A．电能 B．电功率 C．电流 D．时间
【答案】A
【知识点】物理量的单位
【解析】【分析】根据公式W=Pt得到：，可见，千瓦时是电能的单位，据此解答。
【解答】某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上，“千瓦时”是电能的单位。
故选A。
3．当两台机器正常工作时，功率大的机器一定比功率小的机器（　　）
A．做功多 B．做功少 C．做功快 D．做功慢
【答案】C
【知识点】功率
【解析】【解答】机器的功率大，知单位时间内完成的功多，做功就快，所以功率大的机器一定比功率小的机器做功快，故C正确，A、B、D错误．故选C．
【分析】功率是反映做功快慢的物理量，不是反映做功的多少．
4．如图所示的光滑轨道，BC为水平面，小球从A点静止释放运动到C点的过程中，小球的动能和重力势能的变化情况是（　　）
A．A到B小球的重力势能不变 B．A到B小球的动能减少
C．B到C小球的重力势能增大 D．B到C小球的动能不变
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）因为轨道光滑，所以小球运动过程中没有摩擦，即机械能保持不变；
（2）动能与速度和物体质量大小有关，重力势能与高度和物体质量大小有关。
【解答】A.从A到B，小球的质量不变，但高度减小，因此它的重力势能减小，故A错误；
B.从A到B，小球的重力势能转化为动能，因此小球的动能增大，故B错误；
C.从B到C，小球的质量和高度保持不变，因此它的重力势能不变，故C错误；
D.从B到C，由于没有摩擦，所以小球的动能不变，故D正确。
故选D。
5．如图所示，塞子从试管口跳出，是由于水蒸气对塞子做了功，这个过程中能量的转化是（　　）
A．内能转化为机械能 B．化学能转化为内能
C．机械能转化为内能 D．只有内能的转移
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】高温高压的水蒸气具有较多的内能，运动的塞子具有机械能，据此解答即可。
【解答】如图所示，塞子从试管口跳出，是由于水蒸气对塞子做了功，这个过程中能量的转化是水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
故选A。
6．下列关于“热与能”的表述中正确的是（　　）
A．物体在吸热过程中，其温度一定升高
B．在搓手取暖过程中，内能转化为机械能
C．水常被用作冷却剂，是因为水的比热容大
D．铁块在煅烧过程中，其内能从零开始增加
【答案】C
【知识点】物体内能的改变方法；比热容
【解析】【分析】（1）物体吸热，温度不一定升高；物体放热，温度不一定降低，例如冰的熔化和水的凝固；
（2）水的比热容大，可以携带更多的热量，常用作散热介质和冷却剂；
（3）一切物体都有内能，世界上没有内能为0的物质。
【解答】A.物体在吸热过程中温度不一定升高，故A错误；
B.在搓手取暖的过程中，机械能转化为内能，故B错误；
C.水常用作冷却剂，是因为水的比热容大，故C正确；
D.铁块在煅烧前的内能不为0，故D错误。
故选C。
7．下列简单机械中属于省力机械的是（　　）
A．斜面 B．赛艇的船桨 C．定滑轮 D．镊子
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】在常见的简单机械中，定滑轮不省力不费力，只能改变力的方向；动滑轮能省一半的力但不能改变力的方向；省力杠杆和斜面都可以省力，据此选择即可。
【解答】A.斜面可以省力，故A符合题意；
B.赛艇的船桨在使用时相当一个杠杆，支点在船桨与赛艇接触的位置，手用的力是动力，水施加的是阻力，此时动力臂小于阻力臂，因此它是费力杠杆，故B不合题意；
C.定滑轮相当于一个等臂杠杆，不省力不费力，故C不合题意；
D.镊子的支点在与手接触的位置，阻力在镊子的尖端，动力作用在镊子的中间，这时动力臂小于阻力臂，它是费力杠杆，故D不合题意。
故选A。
8．人体运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节运动，如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力。由图可以看出，这是一个（　　）
A．费力、省距离的杠杆 B．省力、费距离的杠杆
C．既费力，也费距离的杠杆 D．既省力，也省距离的杠杆
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】（1）杠杆的分类：如果动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，它省力费距离；如果动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，费力省距离；如果动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆，不省力也不省距离；
（2）找到杠杆的支点、动力和阻力，分别确定动力臂和阻力臂，然后进行判断即可。
【解答】如下图所示，手端茶杯时，前臂骨骼的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，因此它费力、省距离。
故选A。
9．下列关于机械效率的说法正确的是（　　）
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越少的机械，机械效率越低
C．做功越慢的机械，机械效率越低
D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高
【答案】D
【知识点】机械效率
【解析】【分析】根据公式可知，机械效率的大小只与有用功和总功的大小有关，与省力与否、做功的快慢和多少都无关系。
【解答】A.机械效率的高低与是否省力无关，故A错误；
B.机械效率的高低与做功多少无关，故B错误；
C.做功的快慢用功率表示，与机械效率无关，故C错误；
D.总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高，故D正确。
故选D。
10．一个标有“220 V　100 W”的电热器，当通过的电流为0.5安时，它的实际功率（　　）
A．大于100瓦 B．等于100瓦
C．小于100瓦 D．条件不足，无法判断
【答案】A
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式可知，当电阻不变时，如果实际电流大于额定电流，那么实际功率大于额定功率；如果实际电流等于额定电流，那么实际功率等于额定功率；如果实际电流小于额定电流，那么实际功率小于额定功率，据此判断。
【解答】电热器的额定电流为：；
因为，所以，故A正确。
故选A。
11．如图所示的电路中，电源电压为20伏，定值电阻R为20欧，滑动变阻器标有“30 Ω　1 A”字样，电压表选用的量程是0～15伏，在该电路正常使用的情况下，则（　　）
A．电路消耗的最大功率为20瓦
B．电路消耗的最小功率为8瓦
C．电压表的最小示数为5伏
D．滑动变阻器接入电路的最小阻值为10欧
【答案】B
【知识点】电路的动态分析；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）定值电阻R与变阻器串联，根据电压表的量程可知R两端的最大电压是15V，根据公式计算出电路的最大电流，再根据公式计算电路的最大功率；
（2）当变阻器阻值为30Ω时，串联电路的总电阻最大，总电流最小；已知总电阻和总电压根据公式计算电路的最小功率；
（3）根据（2）中描述，首先根据计算出电路的最小电流，再根据公式计算电压表的最小读数；
（4）根据（1）中描述，首先根据计算出变阻器的电压，然后根据计算变阻器接入电路的最小阻值。
【解答】A.定值电阻R与变阻器串联，根据电压表的量程可知R两端的最大电压是15V，
电路的最大电流是；
电路的最大功率：；
故A错误；
B.当变阻器阻值为30Ω时，串联电路的总电阻最大，总电流最小，总功率最小；
电路的最小功率为：，
故B正确；
C.根据（2）中描述，电路的最小电流为：；
电压表的最小示数为：，
故C错误；
D.根据（1）中描述，变阻器的电压为：；
变阻器接入电路的最小电阻为：，
故D错误。
故选B。
12．如图是某种汽车质量测试仪(俗称地磅)的工作原理图。电源电压保持不变，压力传感器的电阻会随着受到压力的增加而减小，汽车开上踏板。质量显示表的指针就会显示出待测汽车的质量。下列有关测试仪的说法正确的是（　　）
A．作用在B点的力为动力，图中的ABO是一个省力杠杆
B．质量显示表是用电压表改装而成的
C．质量显示表表盘上的刻度值越往右越小
D．汽车质量越大，电路消耗的总功率越大
【答案】D
【知识点】电压的测量及电压表的使用；杠杆的分类；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）从图中找到动力臂和阻力臂，比较它们的长度后再判断是否为省力杠杆；
（2）电压表与用电器并联，电流表与用电器串联，根据串并联关系判断；
（3）当压力传感器上的压力变大时，根据欧姆定律分析质量显示表的示数变化即可；
（4）汽车的质量越大，压力传感器的阻值越小，根据公式判断总功率的变化。
【解答】A.作用在B点的力为动力，作用在A点的力为阻力，因为阻力臂大于动力臂，所以ABO是费力杠杆，故A错误；
B.质量显示表是串联在电路里的，所以它是电压表，故B错误；
C.当踏板上的压力增大时，压力传感器上的压力也会增大，R的阻值变小，串联电路的总电流就变大，即电压表的示数变大；因为压力增大，显示表的示数也增大，所以它们的变化方向相同，都是刻度值越往右越大，故C错误；
D.汽车的质量越大，压力传感器的阻值越小，电路的总电流越大，根据公式可知，电路消耗的总功率越大，故D正确。
故选D。
二、填空与简答题
13．陨石进入大气层后速度越来越快，温度逐渐升高，这是由于外界对陨石做功，使其动能逐渐　 　，势能逐渐　 　，内能逐渐　 　。(填“增大”或“减小”)
【答案】增大；减小；增大
【知识点】动能和势能的大小变化；物体内能的改变方法
【解析】【分析】动能与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关；外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减少，据此解答即可。
【解答】陨石进入大气层后速度越来越快，所以动能逐渐增大；因为高度逐渐减小，所以势能逐渐减小；因为陨石温度逐渐升高，所以内能逐渐增大。
故答案为：增大；减小；增大
14．在水平路上用50牛的拉力拉着重2
000牛的车前进了10米，重力做功　 　焦，拉力做功　 　焦。
【答案】0；500
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】已知物体受到的力和物体在力的方向上通过的距离根据计算即可。
【解答】物体在水平方向上运动，而重力在竖直方向，因此重力做功0J；
拉力做功：。
故答案为：0；500
15．电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远(如图)。此过程中的能量转化方式与汽油机的　 　冲程相类似，实验时在盒内滴入2×10－4千克酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量是　 　焦。(q酒精＝3×107焦/千克)
【答案】做功；6×103
【知识点】燃料的热值；热机
【解析】【分析】（1）汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能；
（2）已知燃料的热值和质量根据公式计算放出的热量。
【解答】电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远，此过程将内能转化为盒盖的机械能，因此与汽油机的做功冲程相类似；
酒精完全燃烧放出的热量为：。
故答案为：做功；
16．简单机械在我们的生活中应用广泛，请回答下列有关简单机械的问题：
（1）如图甲，物体处于静止状态，物体的重力是　 　牛(不计摩擦及滑轮和绳子的自重)。
（2）如图乙是一把剪刀，在使用过程中要达到相对省力的效果，则被剪物体应放在　 　(填“A”或“B”)点。
【答案】（1）4.8
（2）B
【知识点】杠杆的动态平衡分析；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）已知绳子自由端的拉力F和承担重力绳子的段数n根据公式计算物体的重力；
（2）在使用杠杆时，阻力臂越短越省力。
【解答】（1）动滑轮上承担物体重力的绳子有2段，那么物体的重力为：；
（2）剪刀相当于一个杠杆，支点在轴处，手用的力是动力，被剪的物体施加的是阻力；根据杠杆的平衡条件可知，阻力臂越短，动力臂越长越省力，因此被剪的物体应放在B点。
故答案为：（1）4.8；（2）B
17．小明用一个动滑轮把一个100牛的沙袋提到9米高的脚手架上，所用拉力为60牛，那么，小明做的有用功是　 　焦，总功是　 　焦，该装置的机械效率是　 　。
【答案】900；1080；83.3%
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】克服沙袋重力做有用功，即W有用=Gh；自由端的拉力F做总功，即W总=Fs；已知有用功和总功根据公式计算机械效率。
【解答】 小明做的有用功为：;
总功为：;
该装置的机械效率为：。
故答案为：800；1080；83.3%
18．小红家中的电能表7月初的示数如图所示，7月份交了 49.6元电费，若每度电费为0.8元，则小红家7月底的示数为　 　度。 一次小红观察到转盘在10分钟内转动50圈， 则她家正在使用的用电器的总功率是　 　瓦。
【答案】80.5；100
【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）电能表上最后一位是小数；
（2）首先根据计算出7月份小红家消耗的电能，然后用电能表上的示数加上消耗的电能就是7月底的示数；
（3）已知电能表转过的圈数根据计算出消耗的电能，然后根据公式计算用电器的功率即可。
【解答】小红家7月份消耗的电能：；
7月底的示数为：；
10min消耗的电能为：；
用电器的电功率为：。
故答案为：80.5；100
19．如图所示，电源电压恒为12伏，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10欧姆时，电压表的示数为10伏，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是　 　瓦；若电动机内部线圈的电阻为2欧姆，则通电5分钟电流通过电动机内部线圈产生的热量是　 　焦。
【答案】0.4；24
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）电动机和滑动变阻器串联，首先根据计算出变阻器两端的电压，然后根据公式计算变阻器的功率；
（2）首先根据计算出通过线圈的电流，然后根据焦耳定律计算通过线圈产生的热量。
【解答】（1）电动机和滑动变阻器串联，
变阻器两端的电压；
变阻器的功率：；
（2）通过线圈的电流：；
5min通过线圈产生的热量为：。
故答案为：0.4；24
20．充电宝具有充电和供电功能，其内部单节锂电芯的输出电压为3伏～5伏，如果电芯串联，则输出电压成倍增加；如果电芯并联，则输出电压不变。
（1）在保障输出电压3伏～5伏不变时，为了增加充电宝储电能量，通常将多节锂电芯连接在一起，则其连接方式是　 　(填“串联”或“并联”)；
（2）手机电池标称容量“2 000毫安时”，与手机相匹配的充电宝标称容量“10 000毫安时”，用充电宝给耗尽电的该手机充满电，理论上能充电　 　次；实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，请写出造成充电宝输出能量损失的一种因素：　 　。
【答案】（1）并联
（2）5；充电时发热要消耗能量
【知识点】串联电路和并联电路的辨别
【解析】【分析】（1）串联电路的总电压等于各处电压之和，并联电路两端的总电压与各支路两端电压相等，据此判断；
（2）；只要电路中有电流，就会产生热量，使电能损耗。
【解答】（1）保障输出电压3伏～5伏不变时，这和单节锂电芯的电压相同，根据并联电路电压的特点可知，它们的连接方式是并联；
（2）理论上（次）；实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，请写出造成充电宝输出能量损失的一种因素：充电时发热要消耗能量。
故答案为：（1）并联；（2）5；充电时发热要消耗能量
三、实验探究题
21．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。
（1）该实验物体动能的大小是通过　 　来反映的。(A为小球，B为木块)
（2）该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时　 　(填“碰前A”“碰后A”“碰前B”或“碰后B”)的速度，它是通过　 　(填“高度”或“质量”)来改变的。
（3）实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变　 　(填“物体A”或“物体B”)的质量，这是为了研究物体动能与　 　的关系。
【答案】（1）木块被推的距离
（2）碰前A；高度
（3）物体A；质量
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）木块与水平面之间的摩擦力相同，它运动的越远，说明木块的能量越大，即小球的动能越大；
（2）小球从斜面上滚下，它的重力势能会转化为动能，它的高度越大，重力势能就越大，转化成的动能就越大，因此它的速度是通过高度来改变的；
（3）动能与质量和速度有关；既然实验中控制高度相等，其实就是控制速度相等，肯定是研究质量对动能的影响，因此应该改变物体A的质量。
【解答】(1)该实验物体动能的大小是通过木块被推的距离来反映的。
(2)该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时碰前A的速度，它是通过高度来改变的。
(3)实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变1物体A的质量，这是为了研究物体动能与质量的关系。
故答案为：（1）木块被推的距离；（2）碰前A，高度；（3）物体A，质量
22．某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I，当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4，实验数据如表。
　 烧瓶玻璃管内液面的变化高度
电流大小 A烧瓶(RA＝10欧) B烧瓶(RB＝20欧)
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为　 　安。
（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？　 　。
（3）小明认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：　 　。
【答案】（1）0.24
（2）电流和通电时间
（3）Δh3＞Δh2
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）首先通过接线柱判断电流表使用哪个量程，然后确定分度值，最后根据指针位置读数；
（2）串联电路各处电流都相等；在串联电路中，开关可以控制所有用电器，据此解答；
（3）要比较电流和电阻对产生热量的影响大小，必须控制它们变化的倍数相同，然后比较液柱高度的变化；液柱高度变化越大，说明产生的热量越多，对产生热量影响就越大。
【解答】（1）电流表选用0-0.6A的量程，分度值是0.2A，那么电流表的读数是：0.2A+0.02A×2=0.24A；
（2）在串联电路中各处电流都相等；串联时，开关可以控制用电器同时工作同时停止，即工作时间，因此本实验通过串联电路来研究电阻对产生热量的影响时，可以控制电流和时间相同；
（3）RB=20Ω，RA=10Ω，前者正好是后者电阻的2倍；A烧瓶中电阻通过电流I时液柱上升△h1，通过电流2I时液柱上升△h3，后者电流正好是前者的2倍；因此比较 Δh3和Δh2的大小关系就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”。
故答案为：（1）0.24；（2）电流和通电时间；（3）
Δh3＞Δh2
23．用伏安法测定额定电压为3.8伏小灯泡的额定功率。
（1）请在下面的方框中画出实验电路图。
（2）将图1中的滑动变阻器接入电路。要求：滑片P右移时灯变亮。
图1
（3）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图2所示，通过小灯泡的电流为　 　安。
图2
（4）小灯泡的额定功率为　 　瓦。
【答案】（1）解：如图所示：
（2）解：
（3）0.5
（4）1.9
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）首先思考一下这个实验要用到的电器元件，然后确定它们的串并联关系，最后画出电路图即可；
（2）首先根据灯泡亮度的变化推测变阻器阻值的变化，然后根据滑片的移动方向确定变阻器所接的接线柱，最后将实物图补充完整；
（3）首先根据电流表的接线柱判断使用的量程，然后确定电流表的分度值，最后根据指针位置读数；
（4）已知额定电压和额定电流根据公式计算额定功率。
【解答】（1）在测定小灯泡的额定功率的实验中，电流表、小灯泡、变阻器和开关串联，电压表与灯泡并联测它的电压，电路图如下：
（2）灯泡变亮，说明电流变大，电阻变小；那么滑片P右移时灯变亮，其实就是右移时电阻变小，因此滑动变阻器下面接的是右边的接线柱，如下图：
（3）电流表选择的量程是0-0.6A，分度值是0.02A，那么通过小灯泡的电流是：0.4A+0.02A×5=0.5A；
（4）小灯泡的额定功率为：。
故答案为：（1）同解析；（2）同解析；（3）0.5；（4）1.9
四、计算题
24．如图所示，一根质量分布均匀的木棒，质量为m，长度为L，竖直悬挂在转轴O处，在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为θ的位置(转轴处摩擦不计)，问：
（1）在图中画出θ＝60°时拉力F的力臂l，并计算力臂的大小。
（2）木棒的重力作用点在其长度二分之一处，随拉开角度θ的增加，拉力F将如何变化？并推导拉力F与角度θ的关系式。
【答案】（1）解：由题O为支点，沿力F的方向作出力的作用线，从O点作其垂线，垂线段长即F的力臂，如图所示：
由题θ＝60°，所以l＝ L
（2）解：由题作出木棒这一杠杆的示意图如图： ，由图可知随拉开角度θ的增加，l变小，LG变大，根据杠杆的平衡条件：Fll1＝F2l2，阻力不变，所以动力F变大；由图l＝cosθL，LG＝ sinθL，根据杠杆的平衡条件有：F×cosθL＝G× sinθL，即：F＝ Gtanθ
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）力臂就是从支点到力的作用线的垂直距离。将力F的作用线反向延长，然后从支点O作这条线的垂线与F力的作用线相交。从支点O到垂足之间的长度就是F的力臂；观察发现，力臂l是直角三角形的一条直角边，而杠杆的长度L是直角三角形的斜边，根据
计算力臂的长度即可；
（2）杠杆的重力就是自身受到的阻力；首先在图中做出重力G和它的阻力臂LG，然后判断当拉开角度 θ 增加时，动力臂l和阻力臂LG的变化，最后根据杠杆的平衡条件判断动力F的变化；
观察图片，根据三角函数的知识得到：
，那么动力臂
；
，即：
；然后根据杠杆的平衡条件列出平衡公式，从而得到拉力F与角度 θ的关系式。
25．市场上有一种电热饮水机，如图是饮水机的简化电路图，S是温控开关，R1是调节电阻，其阻值为176欧姆，R2是供加热的电阻丝，饮水机的铭牌参数如右表所示。求：
（1）若饮水机正常工作的加热效率为90%，现将质量为1.5千克，初温为20 ℃的水在一标准大气压下烧开需要吸收的热量是多少？需加热多长时间？已知：c水＝4.2×103焦/(千克·℃)。(时间计算结果保留整数)
（2）当饮水机处于保温状态时，他的保温功率是多少？
【答案】（1）解：一标准大气压下，水的沸点t＝100 ℃，把水烧开，水吸收的热量：
Q＝c水m(t－t0)＝4.2×103焦/(千克·℃)×1.5千克×(100 ℃－20 ℃)＝5.04×105焦，
由η＝ ×100%得，饮水机消耗的电能：W＝ ＝ ＝5.6×105焦
由P＝ 知，饮水机需要加热的时间：t＝ ＝ ≈509秒
（2）解：当温控开关S闭合时，电阻R1被短路，只电阻R2接入电路，饮水机处于加热状态，
由P＝ 得加热电阻：R2＝ ＝ ＝44欧，
当断开S时，R1、R2串联，饮水机处于保温状态，电路总电阻R＝R1＋R2＝176欧＋44欧＝220欧，
则保温时电路中的电流I＝ ＝ ＝1安，
所以饮水机的保温功率P保温＝I2R＝(1安)2×220欧＝220瓦
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）已知水的质量、比热容根据公式
计算水吸收的热量，然后根据加热效率的公式
计算出饮水机消耗的电能，最后根据公式
计算加热时间；
（2）当温控开关S断开时，电阻R1与电阻R2串联，此时电阻大，电流小功率小是保温状态；首先根据公式 计算出加热电阻R2的阻值，然后根据串联电路总电阻等于各处电阻之和，即 计算出保温时的总电阻，最后根据公式
计算饮水机的保温功率。
1 / 1浙教版科学九年级上学期 第三章 能量的转化与守恒 单元试卷
一、选择题
1．生产和生活需要消耗大量能量。请判断下列活动中，利用化学反应获得能量的是（　　）
A． 发射航天器
B． 水车转动
C． 太阳能供热
D． 风力发电
2．某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上，“千瓦时”是下列哪个物理量的单位（　　）
A．电能 B．电功率 C．电流 D．时间
3．当两台机器正常工作时，功率大的机器一定比功率小的机器（　　）
A．做功多 B．做功少 C．做功快 D．做功慢
4．如图所示的光滑轨道，BC为水平面，小球从A点静止释放运动到C点的过程中，小球的动能和重力势能的变化情况是（　　）
A．A到B小球的重力势能不变 B．A到B小球的动能减少
C．B到C小球的重力势能增大 D．B到C小球的动能不变
5．如图所示，塞子从试管口跳出，是由于水蒸气对塞子做了功，这个过程中能量的转化是（　　）
A．内能转化为机械能 B．化学能转化为内能
C．机械能转化为内能 D．只有内能的转移
6．下列关于“热与能”的表述中正确的是（　　）
A．物体在吸热过程中，其温度一定升高
B．在搓手取暖过程中，内能转化为机械能
C．水常被用作冷却剂，是因为水的比热容大
D．铁块在煅烧过程中，其内能从零开始增加
7．下列简单机械中属于省力机械的是（　　）
A．斜面 B．赛艇的船桨 C．定滑轮 D．镊子
8．人体运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节运动，如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力。由图可以看出，这是一个（　　）
A．费力、省距离的杠杆 B．省力、费距离的杠杆
C．既费力，也费距离的杠杆 D．既省力，也省距离的杠杆
9．下列关于机械效率的说法正确的是（　　）
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越少的机械，机械效率越低
C．做功越慢的机械，机械效率越低
D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高
10．一个标有“220 V　100 W”的电热器，当通过的电流为0.5安时，它的实际功率（　　）
A．大于100瓦 B．等于100瓦
C．小于100瓦 D．条件不足，无法判断
11．如图所示的电路中，电源电压为20伏，定值电阻R为20欧，滑动变阻器标有“30 Ω　1 A”字样，电压表选用的量程是0～15伏，在该电路正常使用的情况下，则（　　）
A．电路消耗的最大功率为20瓦
B．电路消耗的最小功率为8瓦
C．电压表的最小示数为5伏
D．滑动变阻器接入电路的最小阻值为10欧
12．如图是某种汽车质量测试仪(俗称地磅)的工作原理图。电源电压保持不变，压力传感器的电阻会随着受到压力的增加而减小，汽车开上踏板。质量显示表的指针就会显示出待测汽车的质量。下列有关测试仪的说法正确的是（　　）
A．作用在B点的力为动力，图中的ABO是一个省力杠杆
B．质量显示表是用电压表改装而成的
C．质量显示表表盘上的刻度值越往右越小
D．汽车质量越大，电路消耗的总功率越大
二、填空与简答题
13．陨石进入大气层后速度越来越快，温度逐渐升高，这是由于外界对陨石做功，使其动能逐渐　 　，势能逐渐　 　，内能逐渐　 　。(填“增大”或“减小”)
14．在水平路上用50牛的拉力拉着重2
000牛的车前进了10米，重力做功　 　焦，拉力做功　 　焦。
15．电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远(如图)。此过程中的能量转化方式与汽油机的　 　冲程相类似，实验时在盒内滴入2×10－4千克酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量是　 　焦。(q酒精＝3×107焦/千克)
16．简单机械在我们的生活中应用广泛，请回答下列有关简单机械的问题：
（1）如图甲，物体处于静止状态，物体的重力是　 　牛(不计摩擦及滑轮和绳子的自重)。
（2）如图乙是一把剪刀，在使用过程中要达到相对省力的效果，则被剪物体应放在　 　(填“A”或“B”)点。
17．小明用一个动滑轮把一个100牛的沙袋提到9米高的脚手架上，所用拉力为60牛，那么，小明做的有用功是　 　焦，总功是　 　焦，该装置的机械效率是　 　。
18．小红家中的电能表7月初的示数如图所示，7月份交了 49.6元电费，若每度电费为0.8元，则小红家7月底的示数为　 　度。 一次小红观察到转盘在10分钟内转动50圈， 则她家正在使用的用电器的总功率是　 　瓦。
19．如图所示，电源电压恒为12伏，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10欧姆时，电压表的示数为10伏，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是　 　瓦；若电动机内部线圈的电阻为2欧姆，则通电5分钟电流通过电动机内部线圈产生的热量是　 　焦。
20．充电宝具有充电和供电功能，其内部单节锂电芯的输出电压为3伏～5伏，如果电芯串联，则输出电压成倍增加；如果电芯并联，则输出电压不变。
（1）在保障输出电压3伏～5伏不变时，为了增加充电宝储电能量，通常将多节锂电芯连接在一起，则其连接方式是　 　(填“串联”或“并联”)；
（2）手机电池标称容量“2 000毫安时”，与手机相匹配的充电宝标称容量“10 000毫安时”，用充电宝给耗尽电的该手机充满电，理论上能充电　 　次；实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，请写出造成充电宝输出能量损失的一种因素：　 　。
三、实验探究题
21．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。
（1）该实验物体动能的大小是通过　 　来反映的。(A为小球，B为木块)
（2）该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时　 　(填“碰前A”“碰后A”“碰前B”或“碰后B”)的速度，它是通过　 　(填“高度”或“质量”)来改变的。
（3）实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变　 　(填“物体A”或“物体B”)的质量，这是为了研究物体动能与　 　的关系。
22．某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I，当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4，实验数据如表。
　 烧瓶玻璃管内液面的变化高度
电流大小 A烧瓶(RA＝10欧) B烧瓶(RB＝20欧)
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为　 　安。
（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？　 　。
（3）小明认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：　 　。
23．用伏安法测定额定电压为3.8伏小灯泡的额定功率。
（1）请在下面的方框中画出实验电路图。
（2）将图1中的滑动变阻器接入电路。要求：滑片P右移时灯变亮。
图1
（3）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图2所示，通过小灯泡的电流为　 　安。
图2
（4）小灯泡的额定功率为　 　瓦。
四、计算题
24．如图所示，一根质量分布均匀的木棒，质量为m，长度为L，竖直悬挂在转轴O处，在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为θ的位置(转轴处摩擦不计)，问：
（1）在图中画出θ＝60°时拉力F的力臂l，并计算力臂的大小。
（2）木棒的重力作用点在其长度二分之一处，随拉开角度θ的增加，拉力F将如何变化？并推导拉力F与角度θ的关系式。
25．市场上有一种电热饮水机，如图是饮水机的简化电路图，S是温控开关，R1是调节电阻，其阻值为176欧姆，R2是供加热的电阻丝，饮水机的铭牌参数如右表所示。求：
（1）若饮水机正常工作的加热效率为90%，现将质量为1.5千克，初温为20 ℃的水在一标准大气压下烧开需要吸收的热量是多少？需加热多长时间？已知：c水＝4.2×103焦/(千克·℃)。(时间计算结果保留整数)
（2）当饮水机处于保温状态时，他的保温功率是多少？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】化学反应中能量的变化
【解析】【分析】分析各个选项中的能量转化，然后进行选择即可。
【解答】A.发射航天器时，燃料燃烧将化学能转化为内能，然后发动机将内能转化为机械能，所以它利用化学反应获得能量，故A符合题意；。
B.水车转动是将水能转化为水车的动能，故B不合题意；
C.太阳能供热是将太阳能转化为内能，故C不合题意；
D.风力发电是将风能转化为电能，故D不合题意。
故选A。
2．【答案】A
【知识点】物理量的单位
【解析】【分析】根据公式W=Pt得到：，可见，千瓦时是电能的单位，据此解答。
【解答】某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上，“千瓦时”是电能的单位。
故选A。
3．【答案】C
【知识点】功率
【解析】【解答】机器的功率大，知单位时间内完成的功多，做功就快，所以功率大的机器一定比功率小的机器做功快，故C正确，A、B、D错误．故选C．
【分析】功率是反映做功快慢的物理量，不是反映做功的多少．
4．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）因为轨道光滑，所以小球运动过程中没有摩擦，即机械能保持不变；
（2）动能与速度和物体质量大小有关，重力势能与高度和物体质量大小有关。
【解答】A.从A到B，小球的质量不变，但高度减小，因此它的重力势能减小，故A错误；
B.从A到B，小球的重力势能转化为动能，因此小球的动能增大，故B错误；
C.从B到C，小球的质量和高度保持不变，因此它的重力势能不变，故C错误；
D.从B到C，由于没有摩擦，所以小球的动能不变，故D正确。
故选D。
5．【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】高温高压的水蒸气具有较多的内能，运动的塞子具有机械能，据此解答即可。
【解答】如图所示，塞子从试管口跳出，是由于水蒸气对塞子做了功，这个过程中能量的转化是水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
故选A。
6．【答案】C
【知识点】物体内能的改变方法；比热容
【解析】【分析】（1）物体吸热，温度不一定升高；物体放热，温度不一定降低，例如冰的熔化和水的凝固；
（2）水的比热容大，可以携带更多的热量，常用作散热介质和冷却剂；
（3）一切物体都有内能，世界上没有内能为0的物质。
【解答】A.物体在吸热过程中温度不一定升高，故A错误；
B.在搓手取暖的过程中，机械能转化为内能，故B错误；
C.水常用作冷却剂，是因为水的比热容大，故C正确；
D.铁块在煅烧前的内能不为0，故D错误。
故选C。
7．【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】在常见的简单机械中，定滑轮不省力不费力，只能改变力的方向；动滑轮能省一半的力但不能改变力的方向；省力杠杆和斜面都可以省力，据此选择即可。
【解答】A.斜面可以省力，故A符合题意；
B.赛艇的船桨在使用时相当一个杠杆，支点在船桨与赛艇接触的位置，手用的力是动力，水施加的是阻力，此时动力臂小于阻力臂，因此它是费力杠杆，故B不合题意；
C.定滑轮相当于一个等臂杠杆，不省力不费力，故C不合题意；
D.镊子的支点在与手接触的位置，阻力在镊子的尖端，动力作用在镊子的中间，这时动力臂小于阻力臂，它是费力杠杆，故D不合题意。
故选A。
8．【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】（1）杠杆的分类：如果动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，它省力费距离；如果动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，费力省距离；如果动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆，不省力也不省距离；
（2）找到杠杆的支点、动力和阻力，分别确定动力臂和阻力臂，然后进行判断即可。
【解答】如下图所示，手端茶杯时，前臂骨骼的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，因此它费力、省距离。
故选A。
9．【答案】D
【知识点】机械效率
【解析】【分析】根据公式可知，机械效率的大小只与有用功和总功的大小有关，与省力与否、做功的快慢和多少都无关系。
【解答】A.机械效率的高低与是否省力无关，故A错误；
B.机械效率的高低与做功多少无关，故B错误；
C.做功的快慢用功率表示，与机械效率无关，故C错误；
D.总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高，故D正确。
故选D。
10．【答案】A
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式可知，当电阻不变时，如果实际电流大于额定电流，那么实际功率大于额定功率；如果实际电流等于额定电流，那么实际功率等于额定功率；如果实际电流小于额定电流，那么实际功率小于额定功率，据此判断。
【解答】电热器的额定电流为：；
因为，所以，故A正确。
故选A。
11．【答案】B
【知识点】电路的动态分析；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）定值电阻R与变阻器串联，根据电压表的量程可知R两端的最大电压是15V，根据公式计算出电路的最大电流，再根据公式计算电路的最大功率；
（2）当变阻器阻值为30Ω时，串联电路的总电阻最大，总电流最小；已知总电阻和总电压根据公式计算电路的最小功率；
（3）根据（2）中描述，首先根据计算出电路的最小电流，再根据公式计算电压表的最小读数；
（4）根据（1）中描述，首先根据计算出变阻器的电压，然后根据计算变阻器接入电路的最小阻值。
【解答】A.定值电阻R与变阻器串联，根据电压表的量程可知R两端的最大电压是15V，
电路的最大电流是；
电路的最大功率：；
故A错误；
B.当变阻器阻值为30Ω时，串联电路的总电阻最大，总电流最小，总功率最小；
电路的最小功率为：，
故B正确；
C.根据（2）中描述，电路的最小电流为：；
电压表的最小示数为：，
故C错误；
D.根据（1）中描述，变阻器的电压为：；
变阻器接入电路的最小电阻为：，
故D错误。
故选B。
12．【答案】D
【知识点】电压的测量及电压表的使用；杠杆的分类；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）从图中找到动力臂和阻力臂，比较它们的长度后再判断是否为省力杠杆；
（2）电压表与用电器并联，电流表与用电器串联，根据串并联关系判断；
（3）当压力传感器上的压力变大时，根据欧姆定律分析质量显示表的示数变化即可；
（4）汽车的质量越大，压力传感器的阻值越小，根据公式判断总功率的变化。
【解答】A.作用在B点的力为动力，作用在A点的力为阻力，因为阻力臂大于动力臂，所以ABO是费力杠杆，故A错误；
B.质量显示表是串联在电路里的，所以它是电压表，故B错误；
C.当踏板上的压力增大时，压力传感器上的压力也会增大，R的阻值变小，串联电路的总电流就变大，即电压表的示数变大；因为压力增大，显示表的示数也增大，所以它们的变化方向相同，都是刻度值越往右越大，故C错误；
D.汽车的质量越大，压力传感器的阻值越小，电路的总电流越大，根据公式可知，电路消耗的总功率越大，故D正确。
故选D。
13．【答案】增大；减小；增大
【知识点】动能和势能的大小变化；物体内能的改变方法
【解析】【分析】动能与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关；外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减少，据此解答即可。
【解答】陨石进入大气层后速度越来越快，所以动能逐渐增大；因为高度逐渐减小，所以势能逐渐减小；因为陨石温度逐渐升高，所以内能逐渐增大。
故答案为：增大；减小；增大
14．【答案】0；500
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】已知物体受到的力和物体在力的方向上通过的距离根据计算即可。
【解答】物体在水平方向上运动，而重力在竖直方向，因此重力做功0J；
拉力做功：。
故答案为：0；500
15．【答案】做功；6×103
【知识点】燃料的热值；热机
【解析】【分析】（1）汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能；
（2）已知燃料的热值和质量根据公式计算放出的热量。
【解答】电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远，此过程将内能转化为盒盖的机械能，因此与汽油机的做功冲程相类似；
酒精完全燃烧放出的热量为：。
故答案为：做功；
16．【答案】（1）4.8
（2）B
【知识点】杠杆的动态平衡分析；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）已知绳子自由端的拉力F和承担重力绳子的段数n根据公式计算物体的重力；
（2）在使用杠杆时，阻力臂越短越省力。
【解答】（1）动滑轮上承担物体重力的绳子有2段，那么物体的重力为：；
（2）剪刀相当于一个杠杆，支点在轴处，手用的力是动力，被剪的物体施加的是阻力；根据杠杆的平衡条件可知，阻力臂越短，动力臂越长越省力，因此被剪的物体应放在B点。
故答案为：（1）4.8；（2）B
17．【答案】900；1080；83.3%
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】克服沙袋重力做有用功，即W有用=Gh；自由端的拉力F做总功，即W总=Fs；已知有用功和总功根据公式计算机械效率。
【解答】 小明做的有用功为：;
总功为：;
该装置的机械效率为：。
故答案为：800；1080；83.3%
18．【答案】80.5；100
【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）电能表上最后一位是小数；
（2）首先根据计算出7月份小红家消耗的电能，然后用电能表上的示数加上消耗的电能就是7月底的示数；
（3）已知电能表转过的圈数根据计算出消耗的电能，然后根据公式计算用电器的功率即可。
【解答】小红家7月份消耗的电能：；
7月底的示数为：；
10min消耗的电能为：；
用电器的电功率为：。
故答案为：80.5；100
19．【答案】0.4；24
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）电动机和滑动变阻器串联，首先根据计算出变阻器两端的电压，然后根据公式计算变阻器的功率；
（2）首先根据计算出通过线圈的电流，然后根据焦耳定律计算通过线圈产生的热量。
【解答】（1）电动机和滑动变阻器串联，
变阻器两端的电压；
变阻器的功率：；
（2）通过线圈的电流：；
5min通过线圈产生的热量为：。
故答案为：0.4；24
20．【答案】（1）并联
（2）5；充电时发热要消耗能量
【知识点】串联电路和并联电路的辨别
【解析】【分析】（1）串联电路的总电压等于各处电压之和，并联电路两端的总电压与各支路两端电压相等，据此判断；
（2）；只要电路中有电流，就会产生热量，使电能损耗。
【解答】（1）保障输出电压3伏～5伏不变时，这和单节锂电芯的电压相同，根据并联电路电压的特点可知，它们的连接方式是并联；
（2）理论上（次）；实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，请写出造成充电宝输出能量损失的一种因素：充电时发热要消耗能量。
故答案为：（1）并联；（2）5；充电时发热要消耗能量
21．【答案】（1）木块被推的距离
（2）碰前A；高度
（3）物体A；质量
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）木块与水平面之间的摩擦力相同，它运动的越远，说明木块的能量越大，即小球的动能越大；
（2）小球从斜面上滚下，它的重力势能会转化为动能，它的高度越大，重力势能就越大，转化成的动能就越大，因此它的速度是通过高度来改变的；
（3）动能与质量和速度有关；既然实验中控制高度相等，其实就是控制速度相等，肯定是研究质量对动能的影响，因此应该改变物体A的质量。
【解答】(1)该实验物体动能的大小是通过木块被推的距离来反映的。
(2)该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时碰前A的速度，它是通过高度来改变的。
(3)实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变1物体A的质量，这是为了研究物体动能与质量的关系。
故答案为：（1）木块被推的距离；（2）碰前A，高度；（3）物体A，质量
22．【答案】（1）0.24
（2）电流和通电时间
（3）Δh3＞Δh2
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）首先通过接线柱判断电流表使用哪个量程，然后确定分度值，最后根据指针位置读数；
（2）串联电路各处电流都相等；在串联电路中，开关可以控制所有用电器，据此解答；
（3）要比较电流和电阻对产生热量的影响大小，必须控制它们变化的倍数相同，然后比较液柱高度的变化；液柱高度变化越大，说明产生的热量越多，对产生热量影响就越大。
【解答】（1）电流表选用0-0.6A的量程，分度值是0.2A，那么电流表的读数是：0.2A+0.02A×2=0.24A；
（2）在串联电路中各处电流都相等；串联时，开关可以控制用电器同时工作同时停止，即工作时间，因此本实验通过串联电路来研究电阻对产生热量的影响时，可以控制电流和时间相同；
（3）RB=20Ω，RA=10Ω，前者正好是后者电阻的2倍；A烧瓶中电阻通过电流I时液柱上升△h1，通过电流2I时液柱上升△h3，后者电流正好是前者的2倍；因此比较 Δh3和Δh2的大小关系就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”。
故答案为：（1）0.24；（2）电流和通电时间；（3）
Δh3＞Δh2
23．【答案】（1）解：如图所示：
（2）解：
（3）0.5
（4）1.9
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）首先思考一下这个实验要用到的电器元件，然后确定它们的串并联关系，最后画出电路图即可；
（2）首先根据灯泡亮度的变化推测变阻器阻值的变化，然后根据滑片的移动方向确定变阻器所接的接线柱，最后将实物图补充完整；
（3）首先根据电流表的接线柱判断使用的量程，然后确定电流表的分度值，最后根据指针位置读数；
（4）已知额定电压和额定电流根据公式计算额定功率。
【解答】（1）在测定小灯泡的额定功率的实验中，电流表、小灯泡、变阻器和开关串联，电压表与灯泡并联测它的电压，电路图如下：
（2）灯泡变亮，说明电流变大，电阻变小；那么滑片P右移时灯变亮，其实就是右移时电阻变小，因此滑动变阻器下面接的是右边的接线柱，如下图：
（3）电流表选择的量程是0-0.6A，分度值是0.02A，那么通过小灯泡的电流是：0.4A+0.02A×5=0.5A；
（4）小灯泡的额定功率为：。
故答案为：（1）同解析；（2）同解析；（3）0.5；（4）1.9
24．【答案】（1）解：由题O为支点，沿力F的方向作出力的作用线，从O点作其垂线，垂线段长即F的力臂，如图所示：
由题θ＝60°，所以l＝ L
（2）解：由题作出木棒这一杠杆的示意图如图： ，由图可知随拉开角度θ的增加，l变小，LG变大，根据杠杆的平衡条件：Fll1＝F2l2，阻力不变，所以动力F变大；由图l＝cosθL，LG＝ sinθL，根据杠杆的平衡条件有：F×cosθL＝G× sinθL，即：F＝ Gtanθ
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）力臂就是从支点到力的作用线的垂直距离。将力F的作用线反向延长，然后从支点O作这条线的垂线与F力的作用线相交。从支点O到垂足之间的长度就是F的力臂；观察发现，力臂l是直角三角形的一条直角边，而杠杆的长度L是直角三角形的斜边，根据
计算力臂的长度即可；
（2）杠杆的重力就是自身受到的阻力；首先在图中做出重力G和它的阻力臂LG，然后判断当拉开角度 θ 增加时，动力臂l和阻力臂LG的变化，最后根据杠杆的平衡条件判断动力F的变化；
观察图片，根据三角函数的知识得到：
，那么动力臂
；
，即：
；然后根据杠杆的平衡条件列出平衡公式，从而得到拉力F与角度 θ的关系式。
25．【答案】（1）解：一标准大气压下，水的沸点t＝100 ℃，把水烧开，水吸收的热量：
Q＝c水m(t－t0)＝4.2×103焦/(千克·℃)×1.5千克×(100 ℃－20 ℃)＝5.04×105焦，
由η＝ ×100%得，饮水机消耗的电能：W＝ ＝ ＝5.6×105焦
由P＝ 知，饮水机需要加热的时间：t＝ ＝ ≈509秒
（2）解：当温控开关S闭合时，电阻R1被短路，只电阻R2接入电路，饮水机处于加热状态，
由P＝ 得加热电阻：R2＝ ＝ ＝44欧，
当断开S时，R1、R2串联，饮水机处于保温状态，电路总电阻R＝R1＋R2＝176欧＋44欧＝220欧，
则保温时电路中的电流I＝ ＝ ＝1安，
所以饮水机的保温功率P保温＝I2R＝(1安)2×220欧＝220瓦
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）已知水的质量、比热容根据公式
计算水吸收的热量，然后根据加热效率的公式
计算出饮水机消耗的电能，最后根据公式
计算加热时间；
（2）当温控开关S断开时，电阻R1与电阻R2串联，此时电阻大，电流小功率小是保温状态；首先根据公式 计算出加热电阻R2的阻值，然后根据串联电路总电阻等于各处电阻之和，即 计算出保温时的总电阻，最后根据公式
计算饮水机的保温功率。
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