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浙教版（2024）科学九年级上册第二单元《能的转化与能量守恒》
答题卡
试卷类型：A
姓名：______________班级：______________
准考证号
一．选择题（共15小题）（请用2B铅笔填涂）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
[A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D]
二．填空题（共7小题）（请在各试题的答题区内作答）
16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.
三．实验探究题（共5小题）（请在各试题的答题区内作答）
23.答：
24.答：
25.答：
26.答：
27.答：
四．计算题（共5小题）（请在各试题的答题区内作答）
28.答：
29.答：
30.答：
31.答：
32.答：中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版（2024）科学九年级上册第二单元《能的转化与能量守恒》 单元卷
答案
一．选择题（共15小题）
1．随着科技的发展，无人机运输货物已经实现。如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（　　）
A．无人机匀速上升过程中，货物的机械能一定增大
B．无人机匀速下降过程中，货物的重力势能可能不变
C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零
D．无人机水平匀速飞行过程中，货物的动能可能为零
解：A、无人机匀速上升过程中，货物质量不变、速度不变，动能不变；高度升高，重力势能Ep＝mgh增大；机械能E＝Ek+Ep，因此机械能一定增大，故A正确；
B、无人机匀速下降过程中，货物高度降低，重力势能Ep＝mgh一定减小，不可能不变，故B错误；
C、无人机在某一高度悬停时，货物速度为零，动能为零，但重力势能Ep＝mgh与参考平面有关，不一定为零，所以机械能不一定为零，故C错误；
D、无人机水平匀速飞行过程中，货物随无人机运动，速度不为零且质量不为零，动能一定不为零，不可能为零，故D错误。
故选：A。
2．2024年6月25日，嫦娥六号返回器成功着陆，实现了人类首次月球背面采样返回。其着陆过程的部分轨迹如图所示。已知返回器质量不变，且在大气层外运动时不受空气阻力，下列分析错误的是（　　）
A．从A到B，返回器动能变大
B．从B到C，返回器机械能守恒
C．从C到D，返回器重力势能变小
D．返回器的机械能在A点时大于D点
解：A、AB段，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，是返回器的动能转化为重力势能和内能，所以返回器的动能变小，故A错误。
B、BC段没有受到空气的阻力，机械能是守恒的，保持不变，故B正确。
C、CD段，返回器质量不变，高度变小，重力势能减小，故C正确。
D、A到D的过程中，由于克服空气阻力做功，使得机械能不断减小，所以返回器的机械能在A点时大于D点，故D正确。
故选：A。
3．现有甲、乙、丙三种初温度相同的液体，其中甲、乙为质量相等的不同液体，乙、丙为质量不等的同种液体，若对这三种液体分别加热，根据它们各自吸收的热量和末温度，在温度一热量图象上分别画出对应的甲、乙、丙三点，如图所示。则关于甲、丙之间比热容和质量的大小关系判断正确的是（　　）
①c甲＞c丙
②c甲＜c丙
③m甲＞m丙
④m甲＜m丙
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
解：①②、甲、乙为质量相等的不同液体，由下图可知，甲、乙吸收相同的热量时，甲的温度变化小，由Q＝cmΔt可知，甲比乙的比热容大；而乙、丙是同种液体则比热容相同，所以甲比丙的比热容大，即c甲＞c丙，故①正确，②错误；
③④、乙、丙为质量不等的同种液体，其比热容相同，由下图可知，乙、丙吸收相同的热量时，乙的温度变化大，由Q＝cmΔt可知，乙的质量比丙小，又因为甲、乙的质量相等，所以甲的质量比丙小，故③错误、④正确。
故选：C。
4．如图所示，是冷水与热水混合时，温度随时间变化的图象。假设在热传递过程中没有热量损失，那么，由图中所给的信息可知，冷热水的质量与吸放热之比分别是（　　）
A．2：1、1：1 B．1：1、2：1 C．1：1、1：2 D．1：2、1：1
解：由图可知：热水的初温为80℃、末温为40℃，Δt热＝80℃﹣40℃＝40℃，
冷水的初温为20℃、末温为40℃，Δt冷＝40℃﹣20℃＝20℃，
根据热平衡方程：Q吸＝Q放，则Q吸：Q放＝1：1
∴C冷m冷Δt冷＝C热m热Δt热。
即：4.2×103J/（kg ℃）×m冷×20℃＝4.2×103J/（kg ℃）×m热×40℃。
所以m冷：m热＝2：1。
故选：A。
5．物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图象如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图象如图乙时，受到的水平推力为F2．两次推力的功率分别为P1、P2，则下列关系正确的是（　　）
A．F1＝F2 P1＞P2 B．F1＝F2 P1＜P2
C．F1＞F2 P1＞P2 D．F1＜F2 P1＞P2
解：由图象甲可知，物体做匀速直线运动，速度大小为v甲2m/s；
由v﹣t图象乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙＝4m/s；
因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，摩擦力没变，故受到的水平推力为F1＝F2；
已知v甲＜v乙，由PFv可得，两次推力的功率P1＜P2。
故选：B。
6．如图所示情景是一种游戏，叫做蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳子自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法正确的是（　　）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者减少的重力势能全部转化为动能
C．游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能
D．游戏者到c点时，他的动能最大
解：A、游戏者从最高点到a时，重力势能转化为动能，重力势能越来越小，动能越来越大。从a点到c点的过程中，上段受到向下的合力改变物体的运动状态，速度越来越快，动能越来越大；下段受到向上的合力改变物体的运动状态，速度越来越慢，动能越来越小，最低点时速度为零。所以整个过程中，游戏者的动能先增大后减小，最后动能为零。不符合题意。
B、游戏者从最高点到a时，重力势能转化为动能。从a到c时，重力势能转化为动能和弹性势能。不符合题意。
C、弹性绳在a点以上时，没有发生弹性形变，弹性绳不具有弹性势能。通过a点之后，绳子发生弹性形变，绳子具有弹性势能。符合题意。
D、游戏者是c点，速度为零，所以动能为零。不符合题意。
故选：C。
7．如图是研究“电热多少与哪些因素有关”的实验电路，甲、乙、丙为三只相同的烧瓶，其中装有等量的煤油，并插入三支相同的温度计，烧瓶中电阻丝的阻值R甲＝R丙＜R乙，下列分析正确的是（　　）
A．闭合开关S1断开S，可探究电热与电阻的关系，甲瓶煤油升温更快
B．闭合开关S、断开S1将滑动变阻器向A端移动，丙瓶中升温会变快
C．闭合开关S与S1则可同时探究电热与电阻、电流和通电时间的关系
D．闭合开关S与S1通电相同时间，可观察到甲瓶中温度计示数是最大
解：A、只闭合开关S1，电阻丝甲、乙以及滑动变阻器串联，而R甲＜R乙，根据焦耳定律，乙瓶煤油升温更快，故A错误；
B、只闭合开关S，将滑动变阻器向A端移动，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电流较小，丙瓶中升温会变慢，故B错误；
C、同时闭合S和S1，电阻丝甲、乙串联再与丙并联，甲、乙可以探究电热与电阻的关系；甲、丙可以探究电热与电流的关系；改变通电时间甲、乙、丙任意一个都可以探究电热与通电时间的关系，故C正确；
D、同时闭合S和S1，电阻丝甲、乙串联再与丙并联，甲、乙两端的总电压等于丙两端的电压（即U丙＞U甲，U丙＞U乙），且R甲＝R丙＜R乙，所以根据Q＝W＝t可知，相同时间内电流通过丙电阻丝产生热量最多，则通电一段时间以后丙瓶内煤油的温度升得最高，故D错误。
故选：C。
8．某种多功能电火锅可以实现小火、中火、大火三挡功率，使用时可通过旋钮开关实现功能转换，如图是电路原理图。电路中四个电阻阻值均为48.4Ω，小火、中火、大火所需加热功率依次增大，下列说法正确的是（　　）
A．开关旋至“1”挡，电火锅处于“大火”挡
B．电火锅处于“小火”挡时，电路总电阻是48.4Ω
C．“中火”挡加热功率是1000W
D．“大火”挡电路总功率是“小火”的2倍
解：A.由题意可知，四个电阻阻值均为48.4Ω，角标如下：
开关旋至“1”挡时R3与R4串联，开关旋至“2”挡时电路为R3的简单电路，开关旋至“3”挡时R1与R2并联，
因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻、串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，
所以，开关旋至“1”挡时电路的总电阻最大，开关旋至“3”挡总电阻最小，
电源的电压一定时，由P＝UI可知，电路的总电阻越大时总功率越小，反之越大，
则开关旋至“1”挡时电火锅处于“小火”挡，开关旋至“3”挡时电火锅处于“大火”挡，开关旋至“2”挡时电火锅处于“中火”挡，故A错误；
B.电火锅处于“小火”挡时，R3与R4串联，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电路的总电阻R总＝R3+R4＝48.4Ω+48.4Ω＝96.8Ω，故B错误；
C.“中火”挡时，电路为R3的简单电路，加热功率P中1000W，故C正确；
D.“大火”挡时，R1与R2并联，由并联电路中总电阻等于各分电阻可知，电路的总电阻R总′24.2Ω，
由P＝UI可得，电源的电压一定时，“大火”挡和“小火”的功率之比，
即“大火”挡电路总功率是“小火”的4倍，故D错误。
故选：C。
9．如图所示是某加热器的电路图，电源电压保持不变，R1、R2均为发热电阻丝，R1＝5Ω，R2＝10Ω。通过控制开关S1和S2闭合、断开，可得到不同加热挡位。下列说法正确的是（　　）
A．该加热器有两个加热挡位
B．开关S1和S2都闭合时加热功率最小
C．只闭合开关S2时加热功率最大
D．该加热器最大加热功率和最小加热功率之比是3：1
解：ABC、只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电路的总功率为：P1，其中U为电源电压，
只闭合S2时，电路为R2的简单电路，电路的总功率为：P2，
开关都闭合时，R1与R2并联，电路的总功率为：P＝P1+P2，
所以该加热器有三个加热挡位，故A错误；
比较三个功率可得：P＞P1＞P2，即开关S1和S2都闭合时加热功率P最大，故B错误；
只闭合开关S2时加热功率P2最小，故C错误；
D、该加热器最大加热功率和最小加热功率之比是：，故D正确；
故选：D。
10．A灯泡标有“6V 3W”、B灯泡标有“4V 4W”，按如图所示甲、乙两种方式连接，已知电源电压相同，下列分析正确的是（　　）
A．图甲中A灯比B灯暗
B．图乙中A灯比B灯亮
C．图甲中A灯比图乙中A灯暗
D．图甲中的总功率比图乙中的总功率要大
解：由甲电路图可知两灯泡串联，由乙电路图可知两灯泡并联；
根据P知，两灯泡的电阻分别为：
RA12Ω，RB4Ω；
A、甲电路中A灯与B灯串联，灯泡A的电阻大于B的电阻，根据P＝I2R知，灯泡A的实际功率大于灯泡B的实际功率，所以灯泡A比B亮，故A错误；
B、乙电路中A灯与B灯并联，两灯泡两端的电压相同，灯泡A的电阻大于B的电阻，根据P知，灯泡A的实际功率小于灯泡B的实际功率，所以灯泡A比B暗，故B错误；
C、由串联电路的分压特点可知图甲中A灯两端的电压小于电源的电压，由并联电路的电压特点可知图乙中A两端的电压等于电源的电压，即图甲中A灯的电压小于图乙中A的电压，所以由P＝UI可知，图甲中A灯比图乙中A灯暗，故C正确；
D、由串联电路中的总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中的总电阻小于任何一个分电阻可知，图甲中的总电阻大于图乙中的总电阻，而电源电压相同，由P＝UI可知，图甲中的总功率比图乙中的总功率要小，故D错误。
故选：C。
11．利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。目前用于发电的核能来自（　　）
A．化学反应产生 B．原子核放射性产生
C．原子核聚变产生 D．原子核裂变产生
解：目前用于发电的核能来自原子核裂变产生，原子核裂变是较大原子核分裂成较小原子核的过程，可通过核反应堆实现可控，是目前核电站利用核能发电的主要方式，故D正确，ABC错误。
故选：D。
12．为构建新型能源体系，我省已建成多个抽水蓄能电站。如图所示，在用电低谷时，用电将水从下水库抽至上水库蓄能：在用电高峰期，上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是（　　）
A．抽水蓄能时，水的重力势能转化为电能
B．抽水蓄能时，电动机是利用电磁感应原理工作的
C．放水发电时，流下的水的重力势能减小
D．放水发电时，水的机械能全部转化为了电能
解：A．抽水蓄能阶段需要消耗电能把水抽到高处，该过程实质上是将电能转化为水的重力势能，并非重力势能转化为电能，故A错误；
B．抽水所用的电动机，其核心原理是通电线圈在磁场中受力转动，而电磁感应现象是发电机的工作基础，故B错误；
C．放水发电时，水从地势较高的上水库流向地势较低的下水库，在水的质量不变的情况下，高度降低导致其重力势能减小，故C正确；
D．任何能量转化过程都存在损耗，放水发电时水流克服摩擦做功以及发电机发热等，会使得部分机械能转化为内能，因此机械能无法百分之百转化为电能，故D错误。
故选：C。
13．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小
B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
C．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D．物体的温度越高，所含热量越多
解：内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度不是决定物体内能大小的唯一因素，故A、B不符合题意；
发生热传递的条件是温度的高低，不是内能的大小。内能小的物体也可能是温度高的物体，所以，内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，故C符合题意；
热量是一个过程量，不能说“某物体含有或具有多少热量”，故D不符合题意。
故选：C。
14．额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图线如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B．甲、乙两灯的额定功率之比为4：1
C．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2
D．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1：3
解：
A．由甲、乙曲线图可知，灯泡的电阻随电压的增大而增大。故A错误；
B．由于甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图象可知：I甲额＝0.6A，I乙额＝0.3A，
则：，故B错误；
C、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，由图象可知：I甲＝0.3A，I乙＝0.2A，根据I可得电阻之比；
，故C错误；
D．把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图象可知，当电路中的电流为0.3A，甲灯的实际电压为2V，乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V，所以实际功率之比：P甲：P乙＝U甲I：U乙I＝2V：6V＝1：3，故D正确。
故选：D。
15．如图是某品牌的电中药壶，有猛火和文火两个挡位。已知电中药壶的额定电压为220伏，内有发热电阻R1＝180Ω，R2＝40Ω，要实现猛火挡的功率是1210瓦，文火挡的功率是220瓦，以下电路符合的是（　　）
A． B．
C． D．
解：猛火挡的功率P猛火＝1210W，电路中的总电阻为：，电阻等于R2的阻值，因此猛火挡只有电阻R2工作；
文火挡的功率P文火＝220W，电路中的总电阻为：，
R文火＝R1+R2＝180Ω+40Ω＝220Ω，总电阻等于R1与R2的阻值之和，因此文猛火挡由电阻R1与R2串联；
A.开关闭合时，只有R1工作，开关断开时，电阻R1与R2串联，故A错误；
B.开关闭合时，只有R2工作，开关断开时，电阻R1与R2串联，故B正确；
C.开关闭合时，短路，开关断开时，电阻R1与R2串联，故C错误；
D.开关闭合时，电阻R1与R2串联，开关断开时，断路，故D错误；
故选：B。
二．填空题（共7小题）
16．某同学家的电能表的表盘面如图所示，该电能表目前的示数为　262.0　 kW h，该同学家允许同时使用的电器的总功率不得大于　4400　 W；这位同学用这个电能表粗测家里的电热水器的电功率，观测到在电热水器单独工作时，电能表的转盘在1min内转了150转，则该热水器的电功率为　3000　 W；若使用这个电热水器洗一次澡需要放热水15min，则洗一次澡需消耗　0.75　 kW h的电能。
解：电能表最后一位是小数，故电能表目前的示数为262.0kW h；
由图可知，电能表平时工作允许通过的最大电流为20A，则该同学家允许同时使用的电器的总功率为：
P＝UI＝220V×20A＝4400W；
1min内消耗的电能为：
，
该热水器的电功率为：
；
洗一次澡需消耗电能为：
W＝Pt＝3000W×15×60s＝2.7×106J＝0.75kW h。
故答案为：262.0；4400；3000；0.75。
17．如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，则甲杯水中每分钟吸收的热量为 　1.26×105 J，加热相同的时间，甲、乙两杯水升高的温度之比为 　3：2　 。
解：
（1）由图丙的甲图线可知，加热2min时，甲容器中水升高的温度：Δt＝40℃﹣20℃＝20℃；
由图象还可知，水的温度变化随时间的增加而均匀升高，所以，加热1min 时，甲容器中水升高的温度：
Δt′Δt20℃＝10℃；
此时甲杯水中每分钟吸收的热量为：
Q吸1＝cm1Δt＝4.2×103J/（kg ℃）×3kg×10℃＝1.26×105J；
（2）由图丙可知，水的温度从20℃升高到40℃时，乙的加热时间为3min；此时乙容器中的水吸收热量：
Q乙吸＝cm2Δt＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（40℃﹣20℃）＝1.68×105J，
乙容器中的水每分钟吸收热量为：
Q吸2Q乙吸1.68×105J＝5.6×104J；
由于忽略散热损失，所以两加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相同，则：
加热器每分钟放出的热量之比为：Q甲放：Q乙放＝Q吸1：Q吸2＝（1.26×105J）：（5.6×104J）＝9：4，
在相同时间内，两杯水吸收的热量之比为9：4，根据Δt可得两杯水升高的温度之比为：
。
故答案为：1.26×105；3：2。
18．图甲所示是小科在踢毽子的情形，开始上抛后，用脚踢了两次，最后毽子落地。假设毽子只在竖直方向作上下运动，整个过程中其高度随时间的变化情况如图乙所示，毽子的重力为G，不计空气阻力。
（1）毽子从A点运动到B点的过程中，速度　变大　 （选填“变大”、“变小”或“不变”），毽子的重力做功为　G（h1﹣h2）　 （用字母表示）。
（2）小科每次用不同的力踢毽子，则毽子在C点的机械能　小于　 D点的机械能（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
解：（1）毽子从A点运动到B点的过程中，重力势能转化为动能，毽子的动能增大，质量不变，根据动能的影响因素可知其速度的变大；
毽子的重力所做的功为W＝Gh＝G（h1﹣h2）；
（2）毽子只在竖直方向作上下运动，则在C点处其速度为零，动能为零；在D点处速度大于零，动能大于零，两处的重力势能相同，由此可毽子在C点的机械能小于D点的机械能。
故答案为：（1）变大；G（h1﹣h2）；（2）小于。
19．如图所示为模拟调光灯电路。电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V　6W”、滑动变阻器上标有“20Ω　2A”字样。若不考虑灯泡温度对电阻的影响，闭合开关S后，则：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是　6Ω　 。
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，电路消耗的总功率是　9W　 。
（3）当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值是　6Ω　 。
解：（1）L与R串联，电压表测L两端的电压。小灯泡正常发光时的电阻；
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，电路消耗的总功率；
（3）因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，小灯泡正常发光时，变阻器R两端的电压UR＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流
滑动变阻器的阻值。
故答案为：（1）6Ω；
（2）9W；
（3）6Ω。
20．如图是小科制作的简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。
（1）酒精灯加热水的过程中，酒精的化学能转化为 　内　 能。
（2）简易汽轮机工作过程中，蒸汽被喷出后内能 　减小　 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
解：（1）酒精灯燃烧，将化学能转化为内能，再传给水。
（2）蒸汽对外做功，推动风车转动，将内能转化为机械能，内能减小。
故答案为：（1）内；（2）减小。
21．如图所示完全相同的甲、乙两个小球，分别用细线、橡皮筋系在同一高度的悬点，将两球移动到与悬点等高的位置，此时细线恰好拉直，橡皮筋达到原长。由静止开始释放，当两球摆至悬点正下方P点时，橡皮筋长度恰好与细线长度相等，空气阻力忽略不计。在摆下过程中，甲球的机械能　不变　 （选填“变大”“变小”或“不变”），甲球到达P点的机械能　等于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）乙球在初始位置时的机械能。从静止运动到P点，乙球减少的机械能转化为　橡皮筋的弹性势能　 ，两球到达P点时，　甲　 （选填“甲”“乙”）小球的速度更大。
解：摆下过程中，因不计空气阻力，整个装置的机械能是守恒的，所以甲球的机械能保持不变；开始时机械能相同，故甲球到达P点的机械能等于乙球在初始位置时的机械能
两球到达P点时，甲、乙两球的重力势能减小相同，甲球的重力势能转化为动能，乙球的重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能，甲球的动能大于乙球动能，甲球速度大；
故答案为：不变；等于；橡皮筋的弹性势能；甲。
22．某同学想测量标有“3.8V”字样的小灯泡正常工作时的电功率，连接了如图所示的实验电路。电源电压6V恒定不变，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
（1）该同学观察到的现象和测得的数据如表。
实验序号 1 2 3 4 5
发光情况 很暗 较暗 较亮 亮 很亮
电压U/伏 1 2 3 3.8 4.5
电流I/安 0.2 0.22 0.25 0.30 0.34
由表中数据可得，小灯泡的额定功率是　1.14　 W。
（2）该同学根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于5Ω，该同学的理由是　第1次实验时灯丝电阻为5Ω，闭合开关前灯丝未通电，温度更低，灯丝电阻随温度的降低而减小　 。
解：（1）由小灯泡铭牌可知其额定电压为U额＝3.8V，根据表格数据，当小灯泡两端电压达到3.8V时，对应的额定电流为I额＝0.30A，则小灯泡正常工作时的额定功率P额＝U额I额＝3.8V×0.30A＝1.14W。
（2）由表格数据可知，第1次实验时小灯泡两端电压U1＝1V，通过的电流I1＝0.2A，此时灯丝的电阻，该状态下小灯泡发光很暗，灯丝温度较低。由于金属导体的电阻随温度的降低而减小，闭合开关前灯丝尚未通电发光，处于室温环境，其温度比第1次实验时更低，因此闭合开关前灯丝的阻值小于5Ω。
故答案为：
（1）1.14；
（2）第1次实验时灯丝电阻为5Ω，闭合开关前灯丝未通电，温度更低，灯丝电阻随温度的降低而减小。
三．实验探究题（共5小题）
23．模拟实验有简化研究场景的作用。为探究跳台滑雪运动中，跳台高度与运动员落地速度之间的关系，科学兴趣小组开展了模拟实验，如图1所示。
[实验器材]①高度可调节的光滑斜面轨道（模拟跳台）；②小球（模拟运动员）；③水平光滑轨道（与斜面轨道底部平滑连接）；④两个光电门传感器（用于测量小球通过时间）。
[实验步骤]
a.在水平轨道安装两个间距为s的光电门；
b.将斜面轨道调整至高度h1
c.让小球从斜面顶端由静止释放，记录小球通过光电门1和光电门2的时间为t1和t2
d.计算小球在水平轨道上两光电门间的平均速度v3作为运动员落地速度；
e.依次将斜面轨道高度调整为h2、h3（h1＜h2＜h3），重复步骤c和d；
请回答：
（1）实验中，计算小球平均速度v的表达式是 　v　 。
（2）若用v1、v2、v3分别表示轨道高度为h1、h2、h3时对应的小球平均速度，则支持实验结论为“跳台高度越高，运动员的落地速度越大”的实验结果是 　因为h1＜h2＜h3，那么对应的平均速度应满足v1＜v2＜v3 。
（3）从能量转化角度分析，“跳台高度越高，运动员的落地速度越大”的原因是 　小球在光滑斜面轨道上运动时，其机械能守恒。小球在斜面顶端时具有重力势能，滑到水平轨道时，重力势能主要转化为动能，根据能量守恒，高度h越高，小球具有的重力势能越大，转化得到的动能就越大，在质量不变时，速度v也就越大　 。
（4）如图2为跳台滑雪运动员在空中“飞行”的场景，采用“滑雪板并拢，人体呈拱形”的姿势可以让气体经过时，上方的气流速度相比下方会大一些，从而使运动员在空中滑行更远的距离。这其中蕴含的科学原理是 　采用这种姿势时，气体经过运动员，其上方气流速度大于下方。根据伯努利原理，流体流速大的地方压强小，所以运动员上方压强小于下方压强，进而产生向上的压力差，可增加运动员在空中的飞行时间，使其滑行更远距离　 。
解：（1）平均速度的计算公式为 v。实验中两光电门间距为s，小球通过两光电门的时间为 t＝t2﹣t1，所以小球平均速度v的表达式是：v。
（2）支持实验结论的实验结果是：若“跳台高度越高，运动员的落地速度越大”，因为h1＜h2＜h3，那么对应的平均速度应满足 v1＜v2＜v3。
（3）从能量转化角度分析的原因是：小球在光滑斜面轨道上运动时，其机械能守恒。小球在斜面顶端时具有重力势能，滑到水平轨道时，重力势能主要转化为动能，根据能量守恒，高度h越高，小球具有的重力势能越大，转化得到的动能就越大，在质量不变时，速度v也就越大。
（4）蕴含的科学原理是：采用这种姿势时，气体经过运动员，其上方气流速度大于下方。根据伯努利原理，流体流速大的地方压强小，所以运动员上方压强小于下方压强，进而产生向上的压力差，可增加运动员在空中的飞行时间，使其滑行更远距离。
故答案为：（1）v；（2）因为h1＜h2＜h3，那么对应的平均速度应满足 v1＜v2＜v3；（3）小球在光滑斜面轨道上运动时，其机械能守恒。小球在斜面顶端时具有重力势能，滑到水平轨道时，重力势能主要转化为动能，根据能量守恒，高度h越高，小球具有的重力势能越大，转化得到的动能就越大，在质量不变时，速度v也就越大；（4）采用这种姿势时，气体经过运动员，其上方气流速度大于下方。根据伯努利原理，流体流速大的地方压强小，所以运动员上方压强小于下方压强，进而产生向上的压力差，可增加运动员在空中的飞行时间，使其滑行更远距离。
24．某中学某实验小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图甲所示的装置。
（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是 　B　 。
A.采用完全相同的加热方式
B.酒精灯里所加酒精量相同
C.取相同质量的水和另一种液体
D.盛放水和另一种液体的容器相同
（2）实验中除了（1）涉及的物理方法，还运用了 　转换法　 。
（3）根据实验数据，小明作出了水和另一液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，另一液体的比热容是 　2.1×103 J/（kg ℃）。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（4）若在该实验中收集到以下数据：水的质量为m，初温为t0末温为t1加热水的酒精燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2，盛水的烧杯吸收的热量经测量为Q0，水的比热容为c水，则酒精的热值表达式q＝ 　　 （不计其他热损失，用题中给定的物理量符号表示）。
解：（1）AD．采用完全相同的加热方式，是为了使热源放出相同的热量；放水和另一种液体的容器相同目的使水和未知液体在相同的时间吸收相同的热量；故AD有必要；
B．酒精灯里所加酒精量相同，故B没有必要；
C、根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，C有必要；
所以B选项多余。
（2）使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，实验中除了（1）涉及的物理方法，还运用了转换法。
（3）根据图乙可知，升高30℃，水和某种液体加热时间分别为20min和10min，对应的吸热之比为1：2，根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，另一液体的比热容是
c4.2×103J/（kg ℃）＝2.1×103J/（kg ℃）。
（4）由Q吸＝cmΔt得水吸收的热量为Q吸水＝c水mΔt水＝c水m（t1﹣t0）
盛水的烧杯吸收的热量经测量为Q0，酒精完全燃烧释放的热量为Q放＝Q吸水+Q0＝c水m（t1﹣t0）+Q0
由Q放＝mq得，酒精的热值为
q。
故答案为：（1）B； （2）转换法； （3）2.1×103； （4）。
25．某同学进行了如下实验：
（1）用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L1的额定功率，电源两端电压保持不变。
①闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在 　A　 端。
②闭合开关，应 　调节变阻器使电压表示数为2.5V　 以确定小灯泡L1正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则L1的额定功率P1＝ 　0.75　 W。
（2）该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2，闭合开关后，发现电压表示数为2.3V。依据上述现象，可推断出P1　＜　 P2（选填“＞”、“＝”或“＜”），他继续完成了P2的测量后，验证了推断。
解：（1）①滑动变阻器使用前应将连入电路的阻值调到最大处，由图甲可知，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在A端时，变阻器连入电路的阻值最大；
②小灯泡L1的额定电压为2.5V，闭合开关，应调节变阻器使电压表示数为2.5V，以确定小灯泡L1正常发光，此时电流表示数为0.3A，则L1的额定功率P1＝U1I1＝2.5V×0.3A＝0.75W。
（2）①将L1替换为L2，电压表示数由2.5V降为2.3V，即小灯泡L2两端的电压为2.3V（小于额定电压2.5V），
②电路电源电压不变，根据串联电路电压的规律可知，变阻器两端的电压增加（增加了0.2V），
③又因为变阻器接入电路的阻值不变，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，记为I2，
④要使小灯泡L2正常发光，根据串联电路电阻分压的规律可知，滑动变阻器接入电路中的电阻要减小，直至小灯泡L2两端的电压增大为2.5V，此时电路中的总电阻减小，
⑤电路电源电压不变，由欧姆定律可知电路电流增加，记为I3，则有0.3A＜I2＜I3，
⑥小灯泡L2的额定功率P2＝2.5VI3，故：P1＜P2。
故答案为：（1）①A；②调节变阻器使电压表示数为2.5V；0.75；（2）＜。
26．为研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，某同学设计了如图1实验：在甲、乙两个试管内装入相同质量和温度的热变色溶液，其变色原理如图2所示；再将两个阻值分别为5欧和10欧的电阻串联后分别放入两个试管，电阻的表面涂有绝缘层。
（1）将图1中的电路连接完成。
（2）根据图2，结构1中肯定含有的元素是　氯（或Cl）　 。
（3）若电流通过导体产生的热量与电阻大小有关，则观察到的实验现象应为　甲试管中液体比乙试管先变蓝　 。
（4）某同学对电热的影响因素开展定量研究，在甲、乙两个试管内分别插入温度计，并在试管外面包上隔热材料。保持滑片位置不变，每隔20秒记录溶液的温度，数据如图3所示。由此可得出的结论为　在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多　 。
解：（1）这是探究电流通过导体产生热量与电阻的实验，需要将滑动变阻器、两个电阻丝串联在电路中，滑动变阻器按“一上一下”接线，电流表串联在电路中（选择合适量程，一般0～0.6A），完成串联回路即可；连接图示如下：；
（2）根据图2：结构1和H2O反应生成结构2和Cl﹣，根据反应前后元素种类不变可知，结构1中肯定含有氯元素；
（3）甲、乙电阻串联，电流I和通电时间t相同，电阻R越大，电流产生的热量越多，对应试管内溶液的温度升高越快；变色原理：升温时溶液由红变蓝，升温越快，变蓝越早；实验现象：甲试管中液体比乙试管先变蓝，说明甲试管内温度升高更快，电阻产热更多；
（4）由图3可知：电流和通电时间相同时，电阻为10Ω的试管温度上升更快，即产生的热量更多；结论：在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
故答案为：
（1）；
（2）氯（或Cl）；
（3）甲试管中液体比乙试管先变蓝；
（4）在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
27．能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。
材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。
材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
材料三：焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值（相当于单位热量的功的数量即1卡（热化学卡）＝4.1840焦耳），这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。如图所示是焦耳研究热功当量关系的一个实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增大。实验中焦耳测得的数据如下：小配重重力G小＝100牛，大配重重力G大＝520牛，每升降一次配重各自移动的距离h＝1米，热量计中水的质量m＝500克（c水＝4.2×103焦耳/千克）。升降次数与水温变化的关系如表：
升降次数 1 2 3 4 5 6
温度变化/℃ 0.2 0.39 0.59 0.78 0.98 1.18
（1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合 　C　 ；
A．笛卡尔
B．莱布尼兹
C．达朗贝尔
（2）分析材料三中数据可以得到能量转化过程中能量是 　守恒　 （选填“守恒”或“不守恒”）的；
（3）如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能 　增大　 （选填“增大”或“减小”）；
（4）结合材料分析，以下观点正确的是 　ACD　 。（可多选）
A．面对前人的观点要敢质疑
B．时间久远的理论是没有科学价值的
C．测量工具的发展有助于科学理论研究
D．对科学的认识是不断修正完善的过程
解：（1）由于功为作用在物体上的力，使物体沿力的方向移动一段距离，所以和达朗贝尔的概念相符，故C符合题意，AB不符合题意。
故选：C。
（2）小配重重力G小＝100N，大配重重力G大＝520N，合力为420N，每升降一次配重各自 移动的距离h＝1m，即绳子一端移动的距离是1m。所以动叶轮对水做的功为W＝Gh＝420N×1m＝420J，由表格知，升降一次水温升高0.2℃，所以水吸收的热量是Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×0.5kg×0.2℃＝420J，所以W＝Q，故能量转化过程中能量是守恒的。
（3）重物的上下运动，带动叶片转动，将叶片的机械能转化为水的内能，所以通过做功使水的内能增大。
（4）A．真理成立的前提是先要大胆的猜想，所以面对前人的观点要敢于质疑，故A正确；
B．时间久远不能说明科学价值小，若是亘古不变的真理不会随着时间的推移而淡忘故B错误；
C．真理成立的前提是实验，所以测量工具的发展有助于科学理论的研究，故C正确；
D．随着技术的发展，知识的加深，对科学的认识是一个不断修正完善的过程，故D正确。
故选：ACD。
故答案为：（1）C；（2）守恒；（3）增大；（4）ACD。
四．计算题（共5小题）
28．商场中的小推车的重力为200N，人用水平方向20N的力推动小推车，小推车沿推力的方向前进了10m，在这一过程中，
（1）重力对小推车做了多少功？
（2）推力对小推车做了多少功？
解：（1）根据题意可知，小推车的重力方向竖直向下，但是小推车沿重力方向移动的距离为0，故重力对小推车做的功为0。
（2）根据题意可知，人用水平方向20N的力推动小推车前进了10m，则推力对小推车做的功W＝Fs＝20N×10m＝200J。
答：（1）重力对小推车做了0J的功；
（2）推力对小推车做了200J的功。
29．质量为1kg的铝壶，内盛5L水，壶和水的初温度均为20℃。当把这壶水煮沸，铝壶与水一共吸收了多少热量？
壶与水放在炉火上加热，当水煮沸时它们的温度是相同的。
解：铝壶吸收的热量：
Q1＝cm（t﹣t0）＝0.9×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝7.2×104J
水吸收的热量：
Q2＝c2m2（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J
铝壶和水共吸收热量：
。
答：铝壶与水一共吸收了1.752×106J的热量。
30．如图所示的电路，小灯泡标有“6V 6W”的字样，电源电压恒为9V，小灯泡电阻不变。闭合开关S，当滑动变阻器滑片P移到某一位置时，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定电流IL及电阻RL。
（2）灯泡正常发光时滑动变阻器的功率PR。
（3）我市新年灯会某灯组需要用2000个这样的小灯泡正常工作30天，每天平均工作5小时，消耗的总电能W是多少？
解：（1）由P＝UI可得，小灯泡电阻不变，恰好正常发光，小灯泡工作的电流：
IL 1A，
电阻：
RL6Ω；
（2）由图可知，灯泡L与R串联，电源电压U＝9V，根据串联电路的特点知，滑动变阻器的电压UR＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V，根据串联电路电流处处相等知滑动变阻器的电流等于灯泡的电流为1A；
电功率：
PR＝URI＝3V×0.5A＝1W；
（3）2000个小灯泡的总功率为：
P总＝2000PL＝2000×6W＝12000W＝12kW，
这些灯泡消耗的总电能为：
W＝Pt＝12kW×5h×30＝1800kW h。
答：（1）小灯泡正常工作的电流为0.5A，电阻RL是12Ω；
（2）滑动变阻器的功率PR为1.5W；
（3）消耗的总电能W为1800kW h。
31．某型号电饭锅如图甲所示，额定电压为220V，额定加热功率为1100W，其能效等级为三级。图乙为其简化电路图，通过开关S的切换可实现加热与保温两档功能，其中R1、R2均为阻值不随温度变化的发热电阻。
（1）求电阻R1的阻值。
（2）小黄关闭家中其他用电器后，仅让电饭锅在保温状态下正常工作，在20分钟内观察到电能表（图丙）转盘转了30圈。求该电饭锅的保温功率。
（3）国家标准规定，三级能效电饭锅在额定加热功率下工作时，热效率η应满足81%≤η＜86%（热效率为有效输出能量与输入能量的比值）。小黄进行如下测试：电饭锅在额定加热状态下工作10分钟，能将质量为2kg的水从20℃加热至86℃。请通过计算判断该电饭锅的热效率是否符合三级能效标准。（已知水的比热容为：c水＝4.2×103J/（kg ℃））。
解：（1）由电路图知，当S断开时，两电阻串联，电路总电阻较大，由P可知，电路消耗的功率较小，为保温状态；当S闭合时，只有R1接入电路中，电路的总电阻较小，由P可知，电路消耗的功率较大，为加热状态。
根据P可得，R1的阻值：；
（2）“1500r/（kW h）“表示电路每消耗1kW h的电能，电能表转盘转1500r，
电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察在20min内电能表转盘转了30圈，
则电饭锅消耗的电能：W0.02kW h
故该电饭锅保温功率0.06kW＝60W；
（3）水吸收的热量为：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（86℃﹣20℃）＝5.544×105J，
用时10min消耗的电能为：W′＝P加热t′＝1100W×10×60s＝6.6×105J，
该电饭锅的热效率为：
。
故该电饭锅的热效率值达到三级能效。
答：（1）电阻R1的阻值为44Ω。
（2）该电饭锅保温功率为60W；
（3）该电饭锅的热效率值达到了三级能效。
32．如图甲所示，有一半径为R的光滑的圆弧槽与一粗糙的水平面相连接，将质量为m的物体从斜面顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为s1。图乙中有一个半径为R的粗糙的圆弧槽与和图甲中同样粗糙的水平面相连接，将图甲中质量为m的物体也从图乙中斜槽顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为s2。求：
（1）甲图中重力对物体做的功；
（2）乙图中物体在水平面上的摩擦力f；
（3）乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收，则物体上升的温度多少（物体比热容为c）？
解：（1）甲中重力对物体做的功：W＝GR＝mgR；
（2）甲中物体在水平面上克服摩擦做的功等于物体沿光滑的半圆弧槽下滑重力做的功，所以，
GR＝fs1，所以，f，即乙中物体在水平面上的摩擦力f；
（3）物体在圆弧的最高点具有重力势能，Ep＝mgR，在下滑至水平轨道静止的过程中，重力势能全部转化为物体的内能，则有：Q＝mgR；
乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内使物体升温的能量为Q﹣fs2＝cmΔt；
所以物体升高的温度Δt。
答：（1）甲图中重力对物体做的功为GR；
（2）乙图中物体在水平面上的摩擦力f为；
（3）物体上升的温度为。
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浙教版（2024）科学九年级上册第二单元《能的转化与能量守恒》 单元卷
一．选择题（共15小题，每题3分，共45分）
1．随着科技的发展，无人机运输货物已经实现。如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（　　）
A．无人机匀速上升过程中，货物的机械能一定增大
B．无人机匀速下降过程中，货物的重力势能可能不变
C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零
D．无人机水平匀速飞行过程中，货物的动能可能为零
2．2024年6月25日，嫦娥六号返回器成功着陆，实现了人类首次月球背面采样返回。其着陆过程的部分轨迹如图所示。已知返回器质量不变，且在大气层外运动时不受空气阻力，下列分析错误的是（　　）
A．从A到B，返回器动能变大 B．从B到C，返回器机械能守恒
C．从C到D，返回器重力势能变小 D．返回器的机械能在A点时大于D点
3．现有甲、乙、丙三种初温度相同的液体，其中甲、乙为质量相等的不同液体，乙、丙为质量不等的同种液体，若对这三种液体分别加热，根据它们各自吸收的热量和末温度，在温度一热量图象上分别画出对应的甲、乙、丙三点，如图所示。则关于甲、丙之间比热容和质量的大小关系判断正确的是（　　）
①c甲＞c丙 ②c甲＜c丙 ③m甲＞m丙 ④m甲＜m丙
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
4．如图所示，是冷水与热水混合时，温度随时间变化的图象。假设在热传递过程中没有热量损失，那么，由图中所给的信息可知，冷热水的质量与吸放热之比分别是（　　）
A．2：1、1：1 B．1：1、2：1 C．1：1、1：2 D．1：2、1：1
5．物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图象如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图象如图乙时，受到的水平推力为F2．两次推力的功率分别为P1、P2，则下列关系正确的是（　　）
A．F1＝F2 P1＞P2 B．F1＝F2 P1＜P2
C．F1＞F2 P1＞P2 D．F1＜F2 P1＞P2
6．如图所示情景是一种游戏，叫做蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳子自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法正确的是（　　）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者减少的重力势能全部转化为动能
C．游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能
D．游戏者到c点时，他的动能最大
7．如图是研究“电热多少与哪些因素有关”的实验电路，甲、乙、丙为三只相同的烧瓶，其中装有等量的煤油，并插入三支相同的温度计，烧瓶中电阻丝的阻值R甲＝R丙＜R乙，下列分析正确的是（　　）
A．闭合开关S1断开S，可探究电热与电阻的关系，甲瓶煤油升温更快
B．闭合开关S、断开S1将滑动变阻器向A端移动，丙瓶中升温会变快
C．闭合开关S与S1则可同时探究电热与电阻、电流和通电时间的关系
D．闭合开关S与S1通电相同时间，可观察到甲瓶中温度计示数是最大
8．某种多功能电火锅可以实现小火、中火、大火三挡功率，使用时可通过旋钮开关实现功能转换，如图是电路原理图。电路中四个电阻阻值均为48.4Ω，小火、中火、大火所需加热功率依次增大，下列说法正确的是（　　）
A．开关旋至“1”挡，电火锅处于“大火”挡
B．电火锅处于“小火”挡时，电路总电阻是48.4Ω
C．“中火”挡加热功率是1000W
D．“大火”挡电路总功率是“小火”的2倍
9．如图所示是某加热器的电路图，电源电压保持不变，R1、R2均为发热电阻丝，R1＝5Ω，R2＝10Ω。通过控制开关S1和S2闭合、断开，可得到不同加热挡位。下列说法正确的是（　　）
A．该加热器有两个加热挡位
B．开关S1和S2都闭合时加热功率最小
C．只闭合开关S2时加热功率最大
D．该加热器最大加热功率和最小加热功率之比是3：1
第9题图 第10题图
10．A灯泡标有“6V 3W”、B灯泡标有“4V 4W”，按如图所示甲、乙两种方式连接，已知电源电压相同，下列分析正确的是（　　）
A．图甲中A灯比B灯暗
B．图乙中A灯比B灯亮
C．图甲中A灯比图乙中A灯暗
D．图甲中的总功率比图乙中的总功率要大
11．利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。目前用于发电的核能来自（　　）
A．化学反应产生 B．原子核放射性产生
C．原子核聚变产生 D．原子核裂变产生
12．为构建新型能源体系，我省已建成多个抽水蓄能电站。如图所示，在用电低谷时，用电将水从下水库抽至上水库蓄能：在用电高峰期，上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是（　　）
A．抽水蓄能时，水的重力势能转化为电能
B．抽水蓄能时，电动机是利用电磁感应原理工作的
C．放水发电时，流下的水的重力势能减小
D．放水发电时，水的机械能全部转化为了电能
13．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小
B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
C．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D．物体的温度越高，所含热量越多
14．额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图线如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B．甲、乙两灯的额定功率之比为4：1
C．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2
D．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1：3
15．如图是某品牌的电中药壶，有猛火和文火两个挡位。已知电中药壶的额定电压为220伏，内有发热电阻R1＝180Ω，R2＝40Ω，要实现猛火挡的功率是1210瓦，文火挡的功率是220瓦，以下电路符合的是（　　）
A． B．
C． D．
二．填空题（共7小题，每空2分，共40分）
16．某同学家的电能表的表盘面如图所示，该电能表目前的示数为__________ kW h，该同学家允许同时使用的电器的总功率不得大于_________ W；这位同学用这个电能表粗测家里的电热水器的电功率，观测到在电热水器单独工作时，电能表的转盘在1min内转了150转，则该热水器的电功率为_________ W；若使用这个电热水器洗一次澡需要放热水15min，则洗一次澡需消耗_________ kW h的电能。
17．如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，则甲杯水中每分钟吸收的热量为 _____________ J，加热相同的时间，甲、乙两杯水升高的温度之比为 ________ 。
18．图甲所示是小科在踢毽子的情形，开始上抛后，用脚踢了两次，最后毽子落地。假设毽子只在竖直方向作上下运动，整个过程中其高度随时间的变化情况如图乙所示，毽子的重力为G，不计空气阻力。
（1）毽子从A点运动到B点的过程中，速度_______ （选填“变大”、“变小”或“不变”），毽子的重力做功为_____________ （用字母表示）。
（2）小科每次用不同的力踢毽子，则毽子在C点的机械能_______ D点的机械能（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
19．如图所示为模拟调光灯电路。电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V　6W”、滑动变阻器上标有“20Ω　2A”字样。若不考虑灯泡温度对电阻的影响，闭合开关S后，则：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是_______ 。
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，电路消耗的总功率是_______ 。
（3）当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值是_______ 。
20．如图是小科制作的简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。
（1）酒精灯加热水的过程中，酒精的化学能转化为 _____ 能。
（2）简易汽轮机工作过程中，蒸汽被喷出后内能 _______ 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
21．如图所示完全相同的甲、乙两个小球，分别用细线、橡皮筋系在同一高度的悬点，将两球移动到与悬点等高的位置，此时细线恰好拉直，橡皮筋达到原长。由静止开始释放，当两球摆至悬点正下方P点时，橡皮筋长度恰好与细线长度相等，空气阻力忽略不计。在摆下过程中，甲球的机械能_______ （选填“变大”“变小”或“不变”），甲球到达P点的机械能_______ （选填“大于”“小于”或“等于”）乙球在初始位置时的机械能。从静止运动到P点，乙球减少的机械能转化为_____________ ，两球到达P点时，_____ （选填“甲”“乙”）小球的速度更大。
22．某同学想测量标有“3.8V”字样的小灯泡正常工作时的电功率，连接了如图所示的实验电路。电源电压6V恒定不变，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
（1）该同学观察到的现象和测得的数据如表。
实验序号 1 2 3 4 5
发光情况 很暗 较暗 较亮 亮 很亮
电压U/伏 1 2 3 3.8 4.5
电流I/安 0.2 0.22 0.25 0.30 0.34
由表中数据可得，小灯泡的额定功率是_________ W。
（2）该同学根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于5Ω，该同学的理由是____________________ 。
三．实验探究题（共5小题，每空2分，共40分）
23．模拟实验有简化研究场景的作用。为探究跳台滑雪运动中，跳台高度与运动员落地速度之间的关系，科学兴趣小组开展了模拟实验，如图1所示。
[实验器材]①高度可调节的光滑斜面轨道（模拟跳台）；②小球（模拟运动员）；③水平光滑轨道（与斜面轨道底部平滑连接）；④两个光电门传感器（用于测量小球通过时间）。
[实验步骤]
a.在水平轨道安装两个间距为s的光电门；
b.将斜面轨道调整至高度h1
c.让小球从斜面顶端由静止释放，记录小球通过光电门1和光电门2的时间为t1和t2
d.计算小球在水平轨道上两光电门间的平均速度v3作为运动员落地速度；
e.依次将斜面轨道高度调整为h2、h3（h1＜h2＜h3），重复步骤c和d；
请回答：
（1）实验中，计算小球平均速度v的表达式是 ____________________ 。
（2）若用v1、v2、v3分别表示轨道高度为h1、h2、h3时对应的小球平均速度，则支持实验结论为“跳台高度越高，运动员的落地速度越大”的实验结果是 ____________________ 。
（3）从能量转化角度分析，“跳台高度越高，运动员的落地速度越大”的原因是 ____________________ 。
（4）如图2为跳台滑雪运动员在空中“飞行”的场景，采用“滑雪板并拢，人体呈拱形”的姿势可以让气体经过时，上方的气流速度相比下方会大一些，从而使运动员在空中滑行更远的距离。这其中蕴含的科学原理是 ____________________ 。
24．某中学某实验小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图甲所示的装置。
（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是 _____ 。
A.采用完全相同的加热方式 B.酒精灯里所加酒精量相同
C.取相同质量的水和另一种液体 D.盛放水和另一种液体的容器相同
（2）实验中除了（1）涉及的物理方法，还运用了 ________ 。
（3）根据实验数据，小明作出了水和另一液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，另一液体的比热容是 ____________ J/（kg ℃）。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（4）若在该实验中收集到以下数据：水的质量为m，初温为t0末温为t1加热水的酒精燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2，盛水的烧杯吸收的热量经测量为Q0，水的比热容为c水，则酒精的热值表达式q＝ ____________________ （不计其他热损失，用题中给定的物理量符号表示）。
25．某同学进行了如下实验：
（1）用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L1的额定功率，电源两端电压保持不变。
①闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在 _____ 端。
②闭合开关，应 ____________________ 以确定小灯泡L1正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则L1的额定功率P1＝ _________ W。
（2）该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2，闭合开关后，发现电压表示数为2.3V。依据上述现象，可推断出P1_____ P2（选填“＞”、“＝”或“＜”），他继续完成了P2的测量后，验证了推断。
26．为研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，某同学设计了如图1实验：在甲、乙两个试管内装入相同质量和温度的热变色溶液，其变色原理如图2所示；再将两个阻值分别为5欧和10欧的电阻串联后分别放入两个试管，电阻的表面涂有绝缘层。
（1）将图1中的电路连接完成。
（2）根据图2，结构1中肯定含有的元素是___________ 。
（3）若电流通过导体产生的热量与电阻大小有关，则观察到的实验现象应为__________________ 。
（4）某同学对电热的影响因素开展定量研究，在甲、乙两个试管内分别插入温度计，并在试管外面包上隔热材料。保持滑片位置不变，每隔20秒记录溶液的温度，数据如图3所示。由此可得出的结论为____________________ 。
27．能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。
材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。
材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
材料三：焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值（相当于单位热量的功的数量即1卡（热化学卡）＝4.1840焦耳），这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。如图所示是焦耳研究热功当量关系的一个实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增大。实验中焦耳测得的数据如下：小配重重力G小＝100牛，大配重重力G大＝520牛，每升降一次配重各自移动的距离h＝1米，热量计中水的质量m＝500克（c水＝4.2×103焦耳/千克）。升降次数与水温变化的关系如表：
升降次数 1 2 3 4 5 6
温度变化/℃ 0.2 0.39 0.59 0.78 0.98 1.18
（1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合 _____ ；
A．笛卡尔 B．莱布尼兹 C．达朗贝尔
（2）分析材料三中数据可以得到能量转化过程中能量是 _______ （选填“守恒”或“不守恒”）的；
（3）如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能 _______ （选填“增大”或“减小”）；
（4）结合材料分析，以下观点正确的是 ________ 。（可多选）
A．面对前人的观点要敢质疑
B．时间久远的理论是没有科学价值的
C．测量工具的发展有助于科学理论研究
D．对科学的认识是不断修正完善的过程
四．计算题（共5小题，每题7分，共35分）
28．商场中的小推车的重力为200N，人用水平方向20N的力推动小推车，小推车沿推力的方向前进了10m，在这一过程中，
（1）重力对小推车做了多少功？
（2）推力对小推车做了多少功？
29．质量为1kg的铝壶，内盛5L水，壶和水的初温度均为20℃。当把这壶水煮沸，铝壶与水一共吸收了多少热量？
壶与水放在炉火上加热，当水煮沸时它们的温度是相同的。
30．如图所示的电路，小灯泡标有“6V 6W”的字样，电源电压恒为9V，小灯泡电阻不变。闭合开关S，当滑动变阻器滑片P移到某一位置时，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定电流IL及电阻RL。
（2）灯泡正常发光时滑动变阻器的功率PR。
（3）我市新年灯会某灯组需要用2000个这样的小灯泡正常工作30天，每天平均工作5小时，消耗的总电能W是多少？
31．某型号电饭锅如图甲所示，额定电压为220V，额定加热功率为1100W，其能效等级为三级。图乙为其简化电路图，通过开关S的切换可实现加热与保温两档功能，其中R1、R2均为阻值不随温度变化的发热电阻。
（1）求电阻R1的阻值。
（2）小黄关闭家中其他用电器后，仅让电饭锅在保温状态下正常工作，在20分钟内观察到电能表（图丙）转盘转了30圈。求该电饭锅的保温功率。
（3）国家标准规定，三级能效电饭锅在额定加热功率下工作时，热效率η应满足81%≤η＜86%（热效率为有效输出能量与输入能量的比值）。小黄进行如下测试：电饭锅在额定加热状态下工作10分钟，能将质量为2kg的水从20℃加热至86℃。请通过计算判断该电饭锅的热效率是否符合三级能效标准。（已知水的比热容为：c水＝4.2×103J/（kg ℃））。
32．如图甲所示，有一半径为R的光滑的圆弧槽与一粗糙的水平面相连接，将质量为m的物体从斜面顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为s1。图乙中有一个半径为R的粗糙的圆弧槽与和图甲中同样粗糙的水平面相连接，将图甲中质量为m的物体也从图乙中斜槽顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为s2。求：
（1）甲图中重力对物体做的功；
（2）乙图中物体在水平面上的摩擦力f；
（3）乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收，则物体上升的温度多少（物体比热容为c）？
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