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能量的转化与守恒实验探究题-2026年中考科学专题提优
1．在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5V”字样，额定电流约为0.3A，电源电压恒为6V，实验电路如图甲所示。
（1） 现有规格为A： “10Ω2A”、B： “20Ω1A”和C： “50Ω0.2A”的三个滑动变阻器可供选择，应选择　 　(填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。
（2）小虞同学正确连接电路，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，接下来他移动滑动变阻器的滑片，观察到小灯泡始终不亮，电流表示数会变化、但电压表示数始终为零。若电路中只有一处故障且只发生在小灯泡L或滑动变阻器R上，则故障原因是　 　。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，这时眼睛应该看着　 　(填“电流表”或“电压表”)；当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W。
2．某兴趣小组将一张硬质卡片对折，在开口的一侧剪出两个小豁口，套上橡皮筋后翻转展开卡片，置于桌面用手向下压使橡皮筋伸长，松手后观察到卡片弹起。
实验步骤示意图：
为了探究卡片弹起高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出如下猜想：
猜想一：与卡片的质量有关
猜想二：与橡皮筋的形变量有关
（1）为验证猜想一，需选择材料、尺寸等相同而质量不同的卡片，剪出相同的豁口，并套上相同的橡皮筋。实验中每次将卡片展开并在桌面上用手压平的主要目的是　 　。多次重复实验后，发现质量较大的卡片弹起高度较低，其原因是　 　。
（2）通过多次实验，小组成员发现在其他条件相同时，橡皮筋形变量越大，卡片弹起高度越高，则下面四种不同豁口位置的卡片中(虚线为折痕)，弹起高度最高的应为____。
A． B．
C． D．
3．小科在“探究电功率与电流关系”的实验中，连接了如图甲的电路，其中电源电压保持3V不变，R为定值电阻。
（1）实验开始前，小科需要将滑动变阻器的滑片移到　 　端(填空“A”或“B”)；
（2）实验中，小科发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，由此可以推断电路故障是　 　；
（3）替换了问题器材后，小科移动滑动变阻器进行多次实验，绘制了电阻R 电功率(曲线A)和电路总功率 (曲线B)随电流变化图像 (如图丙)，分析可知小科用的定值电阻阻值为　 　Ω；请根据图丙推测滑动变阻器功率随电流变化的规律，并说明推测的依据：　 　。
4．为了探究物体的动能大小与哪些因素有关，小明设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中h2>h1，不考虑空气阻力。
（1）实验中通过观察　 　来判断　 　(选填“钢球”或“木块”)的动能大小；用来研究超速安全隐患时，我们应选择　 　两图所示实验来进行比较；若将甲、乙两图中的木块均移走，并适当调节斜面倾角和钢球释放高度，　 　(选填“能”或“不能”)研究物体的动能大小与速度的关系；
（2）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离后停止，则开始时钢球的重力势能　 　(选填“>”、“<”或“=”)木块克服摩擦力所做的功。若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对图丙所示的实验进行改进，下列措施中可行的是　 　
A.换质量更大的木块
B.降低钢球开始的高度
C.换质量大于m2的钢球
D.换质量小于m1的钢球
（3）小华还利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，则通过时间较长的是小球　 　(选填“A”或“B”)。
5．北魏李兰创制秤漏用于计时，《初学记》中记载：“漏水一斤，时过一刻”。秤漏部分结构如下，秤杆质量分布均匀，并在秤杆上标有时间刻度，通过称量受水壶中水的质量来计量时间。在初次校准后，需要知道当日时刻，仅需移动秤砣即可在秤杆上读出时间。某科技小组利用秤杆、秤砣、受水壶等材料制作秤漏。
【产品制作】
①在A处悬挂一个60克空受水壶并保持不动，OA为5厘米，移动秤砣至悬挂点B，使木棒重新回到水平平衡状态，测得OB为6厘米，并将该点标记为0刻度线
②供水系统以40克/时的速度为空桶均匀供水；1小时后，移动秤砣，当木棒达到水平平衡时，将此时的悬挂点C标记为1小时，测出BC的距离L。
③离C点L处标上“2小时”，以此类推，在整个秤杆上均匀的刻上刻度。
（1）经过一段时间后，受水壶中水量增加，应向　 　(填“左”或“右”)移动秤砣以读出时间。计算可得秤砣的质量为　 　。
（2）计算BC的距离L的长度。
【产品评价】
（3）3小时后，秤砣在距离O点18.3厘米处。根据以下评价表，该秤漏属于　 　等级。
评价等级 优秀 良好 合格
秤漏的准确性 误差在±5分钟以内 误差在±15分钟以内 误差在±30分钟以内
6．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）把质量分布均匀的杠杆中点作为支点，其目的是消除　 　对实验的影响。为了方便直接测出力臂，实验前应先调节杠杆在　 　位置平衡
（2）如图甲所示是已经平衡的杠杆，若在两侧的钩码下再各增加一个相同的钩码，杠杆会失去平衡，那么只需将　 　(填序号)，杠杆就会重新平衡。
①左侧钩码向左移动4个格
②右侧钩码向左移动2个格
③平衡螺母向左适当调节
（3）小明改用弹簧测力计做实验，如图乙所示，使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)1N。(每个钩码重0.5N)
7． 小科学习了“物体的内能”后，根据图甲，图乙两个实验，利用厚壁容器、玻璃胶枪、活塞和温度气压传感器自制了如图丙所示的实验装置，并利用该装置进行实验。
实验步骤如下：
①实验开始前观察记录厚壁容器内的温度为11.3℃。
②塞紧活塞，使用玻璃胶枪向厚壁容器内加压，观察并记录容器内温度。
③最终活塞冲出，观察并记录容器内温度。
（1）步骤②中的能量转化与下图内燃机的____ (填字母)冲程相同。
A． B．
C． D．
（2）如果改进成功，步骤③会观察到温度　 　。(填“变小”、“变大”或“不变”)
（3）在图甲实验中，可观察到的现象是　 　作为管内温度升高的证据，用了　 　科学方法。
8．小科利用自制的实验装置(如图甲)探究物体动能大小的影响因素，实验过程如下：
①取2条相同的带凹槽轨道，用双面胶将软尺固定在轨道侧壁；
②将两条轨道平行固定在水平桌面上，钢球可在轨道上自由滚动；
③取两个完全相同的小钢球，置于图甲所示不同初始位置；
④一只手固定木尺一端(O点)，另一只手向前推动木尺，使木尺绕着O 点旋转；
⑤当木尺旋转至与轨道垂直(虚线位置)时停止推动，同时释放两个小球；
⑥测量 ，比较小钢球动能的大小。
（1）请将⑥横线上“ ”处的内容补充完整：　 　。
（2）小科探究的是动能大小与小球　 　的关系。
（3）图乙是教材中探究物体动能大小的影响因素的装置。相比较图乙装置，图甲装置的优点是　 　。
（4）实验时发现，两个圆柱体在轨道上滑行的距离相同(均未滑出轨道范围)，且圆柱体1的质量大于圆柱体2。结合该现象，能否判断两小球的动能大小关系 请说明理由：　 　。
9．小科在骑自行车上坡时，发现即使不踩踏板，自行车也能冲上斜坡一段距离。自行车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢 小科提出了下列猜想：
猜想一：与其质量的大小有关
猜想二：与其在斜坡上受到摩擦力的大小有关
猜想三：与其运动到坡底时速度的大小有关
为了验证猜想，小科将一左侧光滑、右侧粗糙的弧形轨道固定在水平桌面上(如图)，并用小球模拟自行车，不计空气阻力。
（1）探究猜想一时，小科根据实验方案，记录数据如表所示：
实验次数 1 2 3 4 5
小球质量 m/g 20 30 40 50 60
小球冲上同一轨道的最大距离s/cm 30.1 30.2 30.0 30.1 30.0
根据表中数据可得出的结论是：　 　；
（2）探究猜想二时，将小球由左侧光滑轨道某一高度自由释放，小球在右侧粗糙的弧形轨道上升的最大高度总是　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)小球在左侧轨道释放时的高度，原因是　 　。
（3）探究猜想三时，小科设计的实验操作是　 　。
10． 为探究相互接触的两物体相对运动时摩擦力大小的影响因素，小科设计的装置示意图如图。木板左端用细线与电动机(可调速)相连，物块右端用细线绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连。启动电动机电动机拉动木板，测量物块受到的摩擦力大小。请回答：
（1）电动机工作时的能量转化为　 　。
（2）实验中观察到物块的两种状态见下表，要测量物块受到的摩擦力，应在状态　 　。(填“1”或“2”)时读取并记录弹簧测力计示数。
物块状态 物块相对木板 物块相对桌面
状态1 静止 运动
状态2 运动 静止
（3）保持接触面粗糙程度等条件不变，分别改变物块对木板的压力大小和木板的速度大小，进行实验测量，物块受到的摩擦力大小列于下表。分析下表，可得结论：　 　。
实验序号 物块上钩码个数（钩码质量均相同） 摩擦力/N
木板运动较慢 木板运动较快
1 0 0.5 0.5
2 2 0.8 0.8
3 4 1.1 1.1
（4）继续探究物块受到的摩擦力与接触面粗糙程度的关系，可在　 　(填“木板上表面”或“水平桌面上”)铺上棉布等不同材料来改变接触面粗糙程度。
答案解析部分
1．【答案】（1）B
（2）小灯泡L短路
（3）电压表；0.65
2．【答案】（1）控制橡皮筋的形变量相同；橡皮筋的形变量相同，具有的弹性势能相同，转化为卡片的重力势能相同，卡片的质量越大，则弹起的高度越小
（2）B
3．【答案】（1）A
（2）定值电阻断路
（3）5；先变大后变小
4．【答案】（1）木块移动的距离；钢球；甲、乙；能
（2）＞；D
（3）A
5．【答案】（1）右；50g
（2）由杠杆平衡条件代入数据可得
解得L=10cm，则BC之间的距离为10cm-6cm=4cm。
（3）优秀
6．【答案】（1）杠杆自重；水平
（2）②
（3）大于
7．【答案】（1）A
（2）变小
（3）棉花燃烧；转换法
8．【答案】（1）圆柱体被小钢球推动的距离
（2）速度
（3）图甲中小球不会脱轨，能准确撞击圆柱体
（4）能；实验中圆柱体1的质量大于圆柱体2，圆柱体1对轨道的压力大于圆柱体2，所以圆柱体1与轨道的摩擦力大于圆柱体2与轨道的摩擦力，而两圆柱体在轨道上滑动的距离相同，由W=fs知圆柱体1克服摩擦力做的功大于圆柱体2克服摩擦力做的功，所以钢球1的动能大于钢球2的动能
9．【答案】（1）小球冲上斜坡的最大距离与质量无关
（2）小于；部分机械能转化为内能
（3）在左侧轨道的不同高度释放小球，测量其冲上右侧轨道的最大距离
10．【答案】（1）电能转化为机械能（和内能）
（2）2
（3）接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小与相对速度大小无关
（4）木板上表面
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