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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.功是能量转化的量度。下列事例中力对物体没有做功的是（）
A. 人用力搬石头，没有搬动 B. 叉车把货物从地面抬升到一定高度
C. 人拎着书包沿楼梯走上二楼 D. 人推小车通过一段距离
2.如图所示，高铁车站的路轨建得高些，当列车以确定的速度到达坡下点时关闭发动机，在列车上坡进站时通过刹车把握车速使其在点正好停下。该列车从点到点的过程中（）
A. 动能增加 B. 动能减小 C. 机械能守恒 D. 重力势能减小
3.对下列四幅图片的分析正确的是（）
A. 图①中，摆锤从点运动到点的过程中动能转化为重力势能
B. 图②中，运动员起跳后上升到最高点时势能最大，动能为0
C. 图③中，从高处滚下的小球在点动能达到最大值
D. 图④中，卫星在近地点动能最大，在远地点势能最大，机械能守恒
4.在一次校运动会上，小明骑一辆质量为的独轮车，以速度匀速通过一座重为、长为的水平独木桥，独木桥的两端由两根竖直支柱、支撑着，如图所示。设独轮车在端支柱处时为初始时刻，下面图中表示端支柱所受压力与时间的函数关系，其中正确的是（不考虑独木桥的形变）（）
A. B. C. D.
5.如图所示，两相同小车分别从相同斜面不同高度由静止开始下滑，撞击位于光滑水平面上的相同木块（设水平面足够长），则（）
A. 从较高处释放的小车推动木块运动距离长
B. 从较低处释放的小车推动木块运动距离短
C. 两小车推动木块在水平面上运动的距离相等，小车的动能相同
D. 无法根据木块在水平面上的运动距离比较小车的动能大小
6.一架自重为（含货篮）的对称臂（翼）无人机（共有 3对臂翼）如图所示，其最大载重为。超市给小柯家送来大米和面粉，需要通过这架无人机送到 10楼的小柯家（高）。取。下列相关说法不正确的是（）
A. 无人机上升时的动力来自空气
B. 无人机满载后匀速上升时，每一臂（翼）对空气的推力为
C. 把全部货物送到10楼小柯家，无人机至少需要做功约为
D. 无人机带着货物匀速上升过程中，无人机及货物的机械能一直增大
7.如图所示，两个上、下底面粗糙程度相同的圆台形物体，质量相等，均放置于水平地面上。在相同时间内，分别用水平力、匀速拉动物体经过相同距离，那么（）
A. 做的功大些，两个力做功的功率一样大
B. 做的功小些，两个力做功的功率一样大
C. 两个力做的功一样大，做功的功率大些
D. 两个力做的功一样大，做功的功率也一样大
8.如图所示，将5块相同的大理石分两次从地面匀速提升相同的高度。若每块大理石重为，第一次运 2块，第二次运3块，两次拉力大小分别为、，效率分别为、（小桶重、绳重及摩擦均忽略不计），下列判断正确的是（）
A. B. C. D.
9.如图所示，一根可绕点转动的均匀硬棒重为，在棒的一端始终施加水平力，将棒从图示位置缓慢提起至虚线位置的过程中（）
A. 的力臂变小，的大小变大 B. 的力臂变大，的大小变小
C. 重力与它的力臂乘积保持不变 D. 重力与它的力臂乘积变大
10.重为的物体，用图甲、乙所示两种方法被提升和水平移动。若物体在水平面上滑动时受到的摩擦力为，，，物体在内匀速移动的距离均为，则在该过程中，下列分析正确的是（ ）
A. 图甲中绳子自由端移动的速度比图乙中绳子自由端移动的速度大
B. 做功比做功少
C. 两种方法中所做的有用功一样多
D. 两种方法中机械效率相同
11.如图所示，物体在平直路面上受水平向右的恒力的作用，由经运动到，且。已知段较粗糙，段较光滑，则拉力在段与段对物体做功大小的关系正确的是（）
A. B.
C. D. 以上三种情况都有可能
12.滚摆完成一次下降和上升的示意图如图所示。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（）
A. 重力势能不同，动能相同 B. 重力势能不同，动能不同
C. 重力势能相同，动能相同 D. 重力势能相同，动能不同
13.下图为“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验电路，以下说法正确的是（）
A. 闭合开关、，通过三根电阻丝的电流相同
B. 先闭合开关，再闭合开关，电流表示数保持不变
C. 先闭合开关，再闭合开关，通过右边容器中电阻丝的电流变为原来的一半
D. 闭合开关、一段时间后，左、右容器中电阻发热功率之比为
14.在“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，根据数据绘制出甲、乙两元件的电流与电压的关系图像，下列判断正确的是（）
A. 甲元件的电阻比乙元件的电阻大
B. 乙元件是阻值为的定值电阻
C. 若将甲、乙两元件串联接入电路中且电流为，则电路中的电功率为
D. 若将甲、乙两元件并联接在的电路中，则它们的电功率之比为
15.如图所示，电源电压不变，灯L标有“6V 3W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，当甲、乙都是电流表时，闭合、断开，此时，电路消耗的总功率为；当甲、乙都是电压表时，、都闭合，此时，电路消耗的总功率为。下列说法正确的是（）
A. 电阻的阻值为
B. 电路的总功率之比
C. 当甲、乙都是电压表，、闭合时，灯 L的实际功率为0.48W
D. 当甲、乙都是电流表，闭合、断开时，两表示数之比
二、填空题（本大题共6小题，共36.0分）
16.白炽灯将电能转化为光能的效率如图所示，则它的发光效率为________，而日光灯的发光效率为25％，那么一盏功率为的白炽灯的亮度相当于功率为________ W的日光灯的亮度。
17.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与套在粗糙竖直固定杆点的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从点由静止开始下滑，若到达点时速度恰好为 0，则从到的过程中圆环的动能____________、机械能___________；弹簧的弹性势能________（以上均填变化情况）。圆环在点时处于________（填“平衡”或“非平衡”）状态。
18.工厂中用来吊运货物的滑轮组如图所示，某次作业时，吊车在钢丝绳的自由端用的力将重的货物匀速竖直提升，接着又在水平方向移动。
（1）吊车在水平移动货物的过程中，货物重力做的功为________。
（2）在竖直提升货物的过程中，所做的总功为___________J。
（3）此滑轮组提升货物的机械效率为________。
19.某款“擦窗机器人”如图所示，它的质量为，“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上。（g取）
（1）擦窗机器人工作时，主机内部的气压________（填“大于”“小于”或“等于”）大气压而产生吸力。
（2）当擦窗机器人在竖直玻璃上静止时，若真空泵继续向外抽气，则擦窗机器人受到的摩擦力________（填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）擦窗机器人以的速度匀速竖直向下运动，其所受重力做功的功率是________ W。
20.重为的乒乓球，从高的点自由下落，第一次落地后被弹起至的最高点（如图甲所示）。将乒乓球置于装有适量水的杯子中，让它们一起从高处自由下落，杯子落地后乒乓球被弹起的高度远大于（如图乙所示）。
（1）图甲中的乒乓球从点下落到被弹起至点的过程中，机械能减少________ J。
（2）图乙中的乒乓球被弹起的高度远大于，是由于乒乓球被弹起瞬间机械能增大，此时对乒乓球做功的物体是________。
21.一辆汽车不小心陷进泥潭，人们借助大树，利用下图所示的滑轮组，通过拉绳将汽车从泥潭中匀速拉出（滑轮和拉绳自重不计）。已知汽车的总质量为（g取），匀速移动时受到的阻力是车重的 0.1倍，若拉力是，汽车移动的速度是，则整个过程中的有用功为________ J，拉力的功率为________W，滑轮组的机械效率为________（精确到0.1％）。该汽车的发动机为汽油机，若一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为，则内，汽油机对外做功________次。
三、实验探究题（本大题共6小题，共48.0分）
22.小明想检测一块电能表（其表盘如图所示）是否准确，他在电路中只接入一个功率为（准确值）的用电器。
（1）理论计算：让用电器连续工作后电能表示数应为________。
（2）实际测量：使该用电器正常工作，测出表盘转过 80转。
（3）比较判断：此电能表________（填“准确”或“不准确”）；在相同时间内，实验结束时电能表示数与理论计算结果相比较________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
23.在“探究杠杆平衡条件”实验中：
（1）将杠杆的中点挂在支架上，调节杠杆两端平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是____________。
（2）杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的位置挂上两个钩码，可在位置挂上________个钩码，使杠杆在水平位置平衡。
（3）取下位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的点，使杠杆在水平位置保持平衡。在弹簧测力计由位置 1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图乙所示），弹簧测力计示数将____________。
（4）完成实验后，小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量。
①将杠杆的位置挂在支架上，在的右侧挂质量为的钩码，前后移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡（如图丙所示）。
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置到的距离和________________的距离。
③根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量___________（用题目中所给的量表示）。
24.为了探究影响斜面机械效率的因素，小金同学准备了三个质量不同的木块、三条长度相同但粗糙程度不同的长木板、刻度尺等器材。请回答下列问题。
（1）实验器材中没有列出的是________________。
（2）小金利用三个质量不同的木块和一块长木板，设计了下图所示的实验装置，并按图正确完成了实验，相关实验数据和计算结果如表所示。
测量次数 物重 /N 斜面高 /m 沿斜面的拉力 /N 斜面长 /m 有用功 /J 总功 /J 机械效率
1 1.5 0.1 0.6 0.4 0.15 0.24 62.5％
2 3 0.1 1.2 0.4 0.3 0.48 62.5％
3 6 0.1 2.4 0.4 0.6 0.96 62.5％
分析实验过程和数据，可知该实验是在探究斜面的机械效率与________的关系，第3次实验中物体受到的摩擦力为________N。
（3）利用上述实验器材，还可以探究斜面的机械效率与______________________的关系。
25.小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验。如图所示，用相同的滑轮组提升不同数量的钩码，记录数据如表所示。
实验次数 钩码的重力 /N 钩码提升高度 /m 拉力 /N 绳端移动的距离 /m 机械效率
1 2 0.1 0.9 0.3 74％
2 4 0.1 1.6 0.3 83％
3 6 0.1 ① 0.3 ②
（1）第3次实验中弹簧测力计的示数如图所示，则表格中编号①的数值是__________，②的数值是__________。
（2）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请你指出以下三种提高效率的方法中，方法________是与本实验同理的。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑
（3）小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率。小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了。你认为________的看法是正确的。
26.在“测定小灯泡的功率”实验中，小灯泡额定电压为（电阻值约为），电源电压恒为。
（1）按图甲连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某处时，电压表示数为，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片向________（填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________ W。
（2）若在实验中电流表损坏了，为了测出小灯泡的额定功率，同学们增加了一个的定值电阻，设计了图丙所示的电路和如下实验方案。
①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压。
②保持滑片位置不变，只将电压表连接点的导线改接到点，测出定值电阻两端的电压。通过计算就可得到小灯泡的额定功率。
请指出该设计方案中存在的两个不合理之处：_________________________________________________________。
27.撑杆跳高是指运动员双手握住一根特制的轻杆，经过快速助跑后，借助轻杆撑地的反弹力量，使身体腾起，跃过横杆。如图所示，撑杆跳高可以简化为三个阶段：为助跑阶段，为起跳撑杆上升阶段，为越杆下降落地阶段。
（1）整个过程能量是否守恒？请说明理由。
______________________________________________________________________________
（2）分析运动员在起跳撑杆上升和越杆下降落地两个过程中机械能的变化过程。
______________________________________________________________________________
四、分析计算题（本大题共1小题，共8.0分）
28.自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示。电热丝电阻分别为、，饮水机部分参数如表所示。 [水的密度，水的比热容 ]
饮水机参数
热水温度：≥90℃ 保温功率：40W
热胆容积：2L 额定电压：
额定功率：1000W 频率：
（1）当饮水机处于“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80％被水吸收。饮水机的热胆装满水，水温由30℃升高到44℃需用多长时间？
（2）求电阻丝的阻值。
五、解答题（本大题共3小题，共23.0分）
29.脚踏式翻盖垃圾桶及其示意图如图甲、乙所示，桶盖的质量为，为桶盖的重心。脚踏杆和其他连接杆的质量均不计，桶盖闭合时，连接杆处于竖直状态。当脚踩时，脚踏杆带动连接杆运动，打开桶盖。已知，，，，取。

（1）在图乙中画出杠杆的动力。
（2）若要把桶盖翻开，动力__________ N。
（3）若要把桶盖翻开，请计算脚对踏板处的压力至少为多少。
30.小明参加了一次远行研学，站立等车时，他拉着的拉杆旅行箱的示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，为支点，整个旅行箱的质量为 10kg，为其重心。已知，，。取。
（1）作用在点竖直向上的拉力的大小是__________ N。
（2）要使作用在点的拉力减小，下列做法可行的是__________（填序号，多选）。
①增加拉杆的长度
②使拉力方向沿顺时针改变一个适当的角度
③适当提高点的高度
④将箱内较重的物品靠近点摆放，重心由变至
（3）小明提着此旅行箱，半分钟内匀速走上9m高的站台，则他对旅行箱做功的功率是__________W。
31.某校科学兴趣小组的同学在“比较沙子和水的吸热本领”时，用两个相同的容器分别装入质量都是200g的沙子和水，再用两个完全相同的酒精灯在相同环境下分别加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知酒精的热值是，水的比热容是。加热时酒精灯平均每分钟消耗 0.8g酒精。
（1）图中（a）图和（b）图哪个是沙子吸热升温的图像？为什么？
（2）给水加热持续了10min，消耗的酒精如果完全燃烧将放出多少热量？
（3）试求出沙子的比热容。
第12页，共12页答案
1. A 2. B 3. D 4. B 5. D 6. C 7. D
8. B 9. B 10. D 11. B 12. D 13. D 14. C
15. C
16. 10％ 40
17. 先增大后减小 减小 增大 非平衡
18. （1）0 （2） （3）75％
19. （1）小于（ 2）不变（ 3）4
20. （1）0.0108 （2）水
21. 360 83.3％ 20
22. （1）762.7 （3）不准确 偏大
23. （1）便于测量力臂大小（ 2）3 （3）先变小后变大（ 4）②到 ③
24. （1）弹簧测力计（ 2）物重 0.9 （3）斜面粗糙程度
25. （1）2.3 87％（ 2）一（ 3）小明
26. （1）左 1.25 （2）电压表点改接到点时电压表的正、负接线柱接反了；定值电阻的阻值太大，无论怎样调节滑片，电压表示数都达不到小灯泡的额定电压
27. （1）守恒。因为能量既不会消灭，也不会创生。在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。（合理即可）（ 2）段：运动员的动能转化为撑杆的弹性势能，撑杆的弹性势能转化为运动员的重力势能；段：运动员的重力势能转化为动能。
28. 解：（1），
，
，。
（2），，
。
29. （1）如图所示
（2）35
（3）解：若要把桶盖翻开，可以把看成杠杆，支点为，根据杠杆的平衡条件得，脚对踏板处的压力：
。
30. （1）30 （2）①④（ 3）30
31. （1）（a）图是沙子吸热升温的图像。沙子的比热容小于水的比热容，相同质量的水和沙子吸收相同的热量，沙子温度升得高
（2）
（3）
第2页，共2页

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