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第3章能量的转化与守恒单元测试卷
姓名___________ 班级_______ 学号_________
一、选择题（本大题共15小题，共45.0分）
1.如图所示用电器，工作时把电能主要转化为机械能的是（）
A. 电熨斗 B. 洗衣机
C. 电热水壶 D. 电烙铁
2.小科把掉在地上的九年级上册科学课本捡回桌面，根据你平时对科学课本的质量及桌面高度的观察与了解，估计手对课本所做的功约为（）
A. B. C. D.
3.北京时间2022年11月29日23时08分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，取得圆满成功。在火箭点火后加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 火箭的动能不变 B. 火箭的重力势能增大
C. 火箭的动能转化为重力势能 D. 火箭的机械能不变
4.下列有关如图所示内容的分析正确的是（）
A. 图甲：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. 图乙：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. 图丙：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. 图丁：经过科学家的努力，该图所示的“永动机”可能实现
5.如图所示，加热试管，水蒸气的内能转化为小风车的机械能，使小风车转动。选项中汽油机的工作原理示意图中，与上述能量转化相似的是（）
A. B. C. D.
6.为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”，农业专家自制轻质拔草器，如图所示，将拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株连根拔起。若拔同一植株，手施力最小的是（）
A. B.
C. D.
7.中国海军公布的“鹰击-21”高超音速导弹有“航母杀手”之称。如图所示是高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（）
A. 导弹所用的燃料需要具有较大的比热容
B. 导弹发射时，将燃料燃烧获得的内能转化为化学能
C. 导弹与大气剧烈摩擦，通过做功的方式使其表面温度急剧升高
D. 导弹从起飞点到攻击点飞行过程中，点的机械能最大
8.在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（ ）
A. 甲方式中车对绳子的拉力为 B. 乙方式中人对绳子的拉力为
C. 使用甲、乙两种方式都不能省功 D. 甲、乙两种方式的机械效率相等
9.如图所示为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是（）
A. 从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功
B. 从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功
C. 从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功
D. 举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功
10.如图所示是家用单相电能表的简易图及对电能表的作用及各参数的解释，其中合理的是（）
A. ① B. ② C. ③ D. ④
11.小金利用如图所示装置来研究电热跟哪些因素有关，甲、乙两瓶中煤油的质量与初温都相同，瓶中电阻丝的阻值大小关系为，以下说法中不正确的是（ ）
A. 通电后，乙瓶中玻璃管内的液面升高得快
B. 不选用水来做实验，是因为煤油的比热容比水小
C. 煤油吸热的多少是通过玻璃管内的液面变化来反映的
D. 烧瓶和玻璃管相当于液体温度计
12.假日里小肖和爸爸从浙江前往西藏布达拉宫，他发现到达高山上时包里的薯片呈现如图所示的“高反”——薯片包装袋变得鼓鼓囊囊，下列说法中正确的是（）
A. 袋里的气体对外做功，内能减少了
B. 袋里的气体从外界吸热，内能增加了
C. 从浙江到达布达拉宫后，薯片的重力势能变小了
D. 高山上温度低一些，所以整个过程中能量不守恒
13.如图所示是健身蹦床的原理图。电源电压不变，为定值电阻，压力传感器的阻值随压力的增加而减小。在运动者与蹦床接触至下落到最低点的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 蹦床受到的压力减小 B. 电流表示数逐渐变小
C. 电压表示数不变 D. 整个电路消耗的功率逐渐变大
14.小明进行了如图所示的科学探究实验，闭合开关后，甲、乙两灯均正常发光，但甲灯比乙灯亮，下列说法不正确的是（不考虑温度对电阻的影响）（ ）
A. 两灯均正常发光时，甲灯功率大于乙灯功率
B. 两灯均正常发光时，甲灯电阻小于乙灯电阻
C. 若将两灯串联在该电源上，甲灯两端电压比乙灯两端电压大
D. 若将两灯串联在该电源上，乙灯的亮度将比甲灯的亮度亮些
15.科学方法是学习科学的重要途径，模型法、类比法、微小放大法、等效替代法、转换法等是常用的科学方法。图中对科学方法的分析不正确的是（）
A. 图甲：用杠杆示意图来表示人体手臂中的杠杆——模型法
B. 图乙：将形变的弹簧具有势能和相互作用的分子也具有势能进行对比——类比法
C. 图丙：用小球下陷的深度来反映小球重力势能的大小——转换法
D. 图丁：用的电阻来代替两个电阻串联后的总电阻——放大法
二、填空题（本大题共9小题，共48.0分）
16.如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处，忽略空气阻力和轨道摩擦力，则小球从B到C的过程中，_________能转化为_________能；A点的机械能_________（填“＞”“＜”或“＝”）B点的机械能。
17.如图所示是皮球落地后弹起过程中，每隔相同时间曝光一次所拍摄的照片。
（1）皮球离开地面上升的过程中，机械能__________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）、两点等高，皮球在点的速度__________（填“大于”“小于”或“等于”）在点的速度。
18.高铁的动力机车的输出功率为。当列车以的速度匀速直线行驶时，动力机车的牵引力是____________ N。高铁采用的“能量回收”技术十分巧妙。在列车到站前关闭电源，列车由于惯性会继续向前运动，带动发动机发电，此时发动机把机械能重新转化为__________能。
19.在水平地面上有一个长方体木箱。小林用水平推力把木箱向前推，如图甲所示。此过程中，推力随时间的变化情况如图乙所示，木箱前进的速度随时间的变化情况如图丙所示。
（1）内，推力对木箱_____________（填“做”或“不做”）功。
（2）内，推力对木箱做功__________。
20.如图甲所示，用弹簧测力计测量水平桌面上钩码所受的重力。弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升，其示数与上升高度之间的关系如图乙所示。试回答下列问题：
（1）钩码所受的重力为________牛。
（2）当厘米时，弹簧测力计的示数是__________牛，桌面对钩码的支持力是________牛。
（3）从开始提升到厘米，弹簧测力计对钩码所做的功为________焦。
21.在我们无法给手机充电的情况下，如何将手机的待机时间延长呢？部分国产手机设计了一项超级省电模式，可以延长手机的待机时间，原理是减小了电池的输出________（填“电压”或“电流”）。在如图所示的情况下，手机在省电模式下的电功率为，超级省电模式下的电功率为，则与的比值为________（结果精确到），当这部手机开启无线反向充电对其他手机进行无线充电时，这部手机相当于________（填“电源”或“用电器”）。
22.如图所示为某电热饮水机的电路简图，其额定电压为，具有“加热”和“保温”两种功能，对应功率分别为和。当开关、均闭合时，饮水机处于__________（填“保温”或“加热”）状态，的阻值为__________。用饮水机给的水加热，当水温升高时，水吸收的热量为__________。
23.中国载人航天工程再次传来好消息：
（1）2024年10月30日神舟十九号载人飞船由长征二号遥十九运载火箭成功发射升空。火箭燃料要求质量小而放出的热量多，使用液氢作为燃料就是利用它__________大的特性。火箭加速升空过程中，将燃料燃烧产生的___________能转化为火箭的机械能。
（2）2024年11月4日神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦，表面温度急剧升高，这是通过___________的方式改变内能的。
24.化学材料和化学技术在智能房屋建设和家具生活中有着广泛的应用，如图所示。
（1）智能房屋采用太阳能电池供电，太阳能电池板能将太阳能直接转化为 。
（2）甲烷气体传感器安装在厨房墙壁的上端，说明该气体的密度 （填“大于”“小于”或“等于”）空气。
（3）新型碳纤维强度是钢的20倍，为了提高碳纤维的强度，必须选择适当的预氧化条件。将碳纤维进行预氧化处理，测得碳纤维强度与热处理温度的关系如乙图所示。由图可知，碳纤维强度与热处理温度的关系是 。
三、实验探究题（本大题共4小题，共32.0分）
25.小德带了一个西瓜到学校与同学分享，在分享前同学们想测出它的重力，发现西瓜的重力超出了现有弹簧测力计的最大测量值，但又找不到其他合适的测量工具，于是小德找来了一些细绳（不计重力）、一把米尺等物品，按如图所示进行了实验：
步骤一：将细绳系在米尺刻度线处，米尺刚好能在水平位置平衡。
步骤二：将弹簧测力计在竖直方向调零（如图甲左）。
步骤三：如图甲所示，在米尺刻度线处挂上西瓜，用细绳把弹簧测力计的拉环系在刻度线处，并竖直向下拉挂钩，使米尺在水平位置平衡。
（1）在步骤一中将细绳系在米尺中间，使米尺在水平位置平衡，是为了避免___________________对测量结果的影响。
（2）当小德在操作步骤三时，有同学指出弹簧测力计的使用存在问题，你认为小德这样使用弹簧测力计会使测量结果__________（填“偏大”或“偏小”）。
（3）小德分析后改用如图乙所示的正确方法操作：他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后，重新调零（如图乙左），并重新测出拉力为，最后计算出西瓜的重力为__________ N。
（4）在测量过程中小德发现：如果斜向下拉弹簧测力计，且使杠杆在水平位置平衡（如图丙所示），弹簧测力计示数____________（填“大于”“小于”或“等于”）5 N。
26.兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
（1）【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟__________有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟__________有关。
（2）【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越__________。
（3）【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：______________________________。
（4）【应用】如图甲、乙所示的实验现象所得到的结论，可以解释汽车__________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
27.某科学兴趣小组进行“探究不同物体的吸热能力”的实验。小明的实验方法：用两个相同的酒精灯分别给质量相同的煤油和水加热，如图甲所示。小科经过分析思考，将图甲中的实验装置加以改进，将相同质量的煤油和水同时水浴加热，如图乙所示。
（1）图乙中的实验装置改进后的优点是______________________________________________________________________________。
（2）实验中小科发现：加热相同的时间，煤油比水升高的温度高。为什么说煤油的吸热能力弱呢？请根据现象作出合理解释：______________________________________________________________________________。
（3）通过实验，我们可以知道：不同物质的吸热能力是不同的。为了比较物体吸热能力的大小，引入了比热容这一科学量。从定量的角度看，你认为下列比热容的定义最合理的是________（填字母）。
A．某种物质温度升高1℃吸收的热量
B．体积为1 L的某种物质温度升高1℃时吸收的热量
C．质量为1 kg的某种物质温度升高1℃时吸收的热量
28.在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压为的小灯泡、滑动变阻器、开关和导线若干，部分实物电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片向右移动时小灯泡变亮）。
（2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，应调节滑片向__________（填“A”或“B”）端移动。
（3）图丙是由实验数据绘制的小灯泡的图像，若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在的电源上，则电路消耗的总功率为_________。
（4）若用第（2）题中所测得数据算出灯泡的电阻，再根据计算灯泡的额定功率，则按此方法算出灯泡的额定功率比真实值_________（填“偏大”或“偏小”）。
四、分析计算题（本大题共2小题，共15.0分）
29.一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多挡位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，、为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。
额定电压 磨豆功率 加热功率 保温功率 产品规格
220 V 110 W 210 W 88 W
（1）若仅闭合，咖啡机的工作状态处于___________阶段。
（2）求的阻值。
（3）小金某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时，加热用时，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能？
30.如图所示为自动升降单杆晾衣架，顶盒中有牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为的衣服（含衣架）挂在 5号孔（不计晾杆和绳的重力，不计摩擦和空气阻力）。
（1）绳甲对晾杆的拉力为，绳乙对晾杆的拉力为，则_________（填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）此时绳甲对晾杆的拉力为多少？
（3）闭合开关，牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升，用时，此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少？
五、解答题（本大题共2小题，共20.0分）
31.如图甲所示是小柯家厨房里的脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是利用了两个杠杆和轻质硬杆BC组合而成，其示意图如图乙所示：脚踏杠杆AO1B中O1为支点，A为脚踏处，AO1＝24 cm，O1B＝18 cm；桶盖杠杆DCO2，O2为支点，桶盖的质量为600 g，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，桶盖质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态。请分析回答（g取10 N/kg）：
（1）由图乙可知，杠杆AO1B为________（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。
（2）若要把桶盖翻开，作用在A点的力至少为多大？
（3）若将桶盖翻开30°，桶盖克服重力做了多少功？
32.烘干机逐渐成为家庭中常用的电器。如表所示为某型号烘干机的部分参数，其简化电路如图所示，有高温烘干、低温烘干两个挡位。R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1的阻值为22 Ω。
额定电压 220 V
额定频率 50 Hz
烘干温度范围 50℃～90℃
高温烘干功率 2640 W
电动机功率 240 W
（1）烘干时机内的最高温度可达90℃，羽绒、羊毛、丝绸类织物不可放入，主要原因是这些织物的主要成分为________，接触高温后会变形。
（2）R1工作时的功率是多少瓦？
（3）烘干机处于低温烘干状态时通过开关S2的电流是多少安？
（4）某次烘干15件秋季衣服（平均每件衣服带120 g水）用时2 h（用电能表测得消耗的电能为3 kW·h），除去1 kg水分平均所需热量为4.8×106 J，试计算本次烘干的能量效率。
第11页，共11页答案
1. B 2. C 3. B 4. C 5. C 6. C 7. C
8. C 9. D 10. D 11. A 12. A 13. D 14. C
15. D
16. 动重力势＝
17. （1）减小（ 2）大于
18. 电
19. （1）不做（ 2）400
20. （1） （2） （3）
21. 电流 电源
22. 加热 121
23. （1）热值内（ 2）做功
24. 电能
小于
先增大后减小
25. （1）米尺自身重力（ 2）偏小（ 3）25 （4）大于
26. （1）速度质量（ 2）大（ 3）物体质量一定时，速度越大，动能越大（ 4）超载
27. （1）使两支试管加热相同时间从而控制所吸收的热量相同（ 2）加热相同时间，吸收热量相同，煤油升温更多，容纳热量的能力弱（ 3）C
28. （1）如图所示
（2） （3） （4）偏大
29. （1）保温
解：（2）由图乙可知，当开关、均闭合时，电阻短路，只有工作，总电阻较小，由可知，此时咖啡机处于加热状态，则。
（3）由题意知，本次泡制咖啡消耗的电能：。
30. （1）小于
解：（2）若以7号孔为支点，由图可知，和的力臂关系为，衣服和衣架对晾杆的拉力，根据杠杆的平衡条件得，代入数值解得。
（3）牵引钢丝绳做功的功率：。
31. （1）省力
（2）设脚对A点的作用力为F，硬杆对B点的作用力为F1，硬杆对桶盖上C点的作用力为F2，根据杠杆的平衡条件得： …① …② 由F1＝F2，桶盖的重G＝mg＝0.6 kg×10 N/kg＝6 N，得：，则 。
（3）由题意可知，若将桶盖翻开30°，桶盖重心上升高度为，克服重力做功W＝Fs＝Gh＝6 N×0.175 m＝1.05 J。
32. （1）蛋白质
（2）闭合开关S1与S2时，定值电阻R1、R2以及电动机并联，R1两端的电压等于电源电压为220 V，R1工作时的功率为。
（3）由题意可知，高温烘干功率P高温＝2640 W， R2的电功率P2＝P高温-P1-PM＝2640 W-2200 W-240 W＝200 W； R2的电阻， 定值电阻烘干机处于低温烘干状态时通过开关S2的电流。
（4）本次烘干的所需热量W有用＝120×10-3 kg×15×4.8×106 J/kg＝8.64×106 J， 消耗的电能W总＝3 kW·h＝1.08×107 J， 本次烘干的能量效率
。
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