初中科学浙教版九年级上册第三章能量的转化和守恒单元卷

修改时间：2024-10-31 浏览次数：3 类型：单元试卷编辑

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一、单选题

1. 如图所示，农业基地的技术员正在遥控无人机给农田喷洒农药。若无人机喷洒农药的过程中保持在同一高度匀速飞行，则无人机（含农药）的（）

A . 重力不变 B . 动能不变 C . 重力势能减小 D . 机械能不变

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2. 下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是（）

A . 柴火烧水 B . 压缩空气发热 C . 冬天搓手取暖 D . 钻木取火

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3. 如图中的皮划艇运动员一手支撑住桨柄的末端，另一手用力划桨，此时的船桨可看作是一个杠杆。下图中的船桨模型中最合理的是（）

A . B . C . D .

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4. 如图所示，一个物体由A点从静止开始下落，相继经过B、C两点，AB＝BC。物体在AB段重力做功W₁ ，做功功率P₁；在BC段重力做功W₂ ，做功功率P₂ ，则下列关系正确的是（　　）

A . W₁≠W₂ ， P₁≠P₂ B . W₁＝W₂ ， P₁＝P₂ C . W₁＝W₂ ， P₁＞P₂ D . W₁＝W₂ ， P₁＜P₂

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5. 如图所示，用40N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.3m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为10N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法不正确的是（）

A . 物体A受到水平面的摩擦力是10N B . 滑轮移动的速度是0.15m/s C . 在2s内绳子对物体A做的功为6J D . 水平拉力F的功率是6W

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6. 如图所示，将一弹性小球沿一定角度斜抛出去，小球落地后被弹出，依次经过A点、B点、C点和D点后又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。则该弹性小球在运动过程中，下列说法正确的是（）

A . 小球在B点时机械能为零 B . 小球第一次反弹后到达最高点C时动能为零 C . 小球经过相同高度的A、D两点时动能相等 D . 小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能

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7. 自行车是简单机械的巧妙结合，如踏脚用到了杠杆原理。若作用在脚踏板上的力为F，下列图中能正确表示出该力的力臂的是（）

A . B . C . D .

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8. 小科用如图所示的电路探究“电流通过导体产生热量多少与电阻的关系”，下列说法正确的（）

A . 玻璃管越粗实验现象越明显 B . 两烧瓶中分别装等质量的水和煤油 C . 需控制两烧瓶中电阻丝的长度、横截面积、材料均相同 D . 该装置还可研究导体产生的热量与电流大小的关系

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9. 某同学利用电压恒定的电源、定值电阻R₁、热敏电阻R₂(阻值随温度升高而减小)、电磁铁、电压表连接成水温检测电路，电路原理如图甲。在电磁铁上方固定一个挂有铁块的弹簧测力计，其中某时段弹簧拉力随时间变化情况如图乙。则对各时段分析错误的是（）

A . 0～t₁时段水温最低 B . t₁～t₂ ，时段水温升高 C . t₂～t₃时段电路消耗的电功率最大 D . t₃～t₄时段电压表示数不断增大

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10. 下列关于放射现象、原子核和核能的说法中，正确的是 ( )
　

A . 通过对放射现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成 B . 放射性有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害 C . 目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的 D . 核聚变的原料"铀"在地球上的储量非常有限

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11. 投掷实心球是体育中考项目之一。若不计空气阻力，实心球从离手到落地前的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（）

A . ①③④ B . ②③④ C . ①④ D . ③④

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12. 继高铁之后，“华龙一号"核电装置成为了我国的另一“国之重器”，目前已经和多个国家签订了核能发电项目。如下图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（）

A . 核反应堆：核能转化为内能 B . 蒸汽轮机：化学能转化为动能 C . 发电机：电能转化为机械能 D . 电取暖器：电能转化为机械能

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13. 如图所示，两灯泡L₁和L₂规格分别为“6V3W"和“6V6W"，电源电压相同恒为6V，按甲、乙方式连接，工作时最亮的是（）

A . 甲图中的L₁ B . 甲图中的L₂ C . 乙图中的L₁ D . 乙图中的L₂

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14. 《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具“高转筒车”(如图)。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（）

A . 这是一台“永动机” B . 水在输送过程中重力势能不变 C . 转轮转速越快输水做功功率越大 D . 上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮

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15. 利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。下面有关核电站的说法正确的是（）

A . 核反应堆是利用核聚变原理工作的 B . 汽轮机将机械能转化为内能 C . 发电机将机械能转化为电能 D . 核电站发电和原子弹爆炸时发生的链式反应，

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16. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（）

A . 两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 B . 两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮 C . 将乙灯接入110V的电路中，它的实际功率为50W D . 两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻

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二、填空题

17. 能量的转化事实在学习和生活中比比皆是，完成下列关于能量转化的问题：

（1）李白在《望庐山瀑布》中写道： “日照香炉生紫烟”，这是通过 (选填“做功”或 “热传递”)的方式来改变香炉峰的内能，加快了水的蒸发而生成“紫烟”；

（2）将开水灌入保温瓶，未灌满时就塞好瓶塞，瓶塞通常会被喷出。瓶塞被喷出过程中的能量转化与汽油机的冲程中的能量转化相同。

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18. 现有30捆书籍，每捆书籍的质量都为5kg。小明想尽快将它们搬上10m高的四楼教室。如图是小明可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量的关系图像。由图可知，若用最少的时间将这批书籍搬上教室，每次搬运的书籍的质量应是kg，每次上楼对书做的功是J，除去小明搬起、放下以及下楼的时间，搬完这批书小明最少需要分钟。 $\text{[math]}$

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19. 如图甲所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在点动能最大。根据图乙的能量柱状图，可知B和D的高度（选填“一定”或“不一定”）相同，而且篮球在B点的机械能（选填“大于”“等于”或“小于”）在D点的机械能。

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20. 2023年4月中国“人造太阳”成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造新的世界纪录，

（1）其反应原理与太阳类似，是通过核，释放巨大的核能，从而获得高温。

（2） “人造太阳”加热功率超过1×10¹²瓦，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达千瓦时。

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21. 同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计)。

（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量(选填“增大”、“不变”或“减小”)

（2）小球能到达最高点的高度h₁h₂。(选填“大于”、“等于”或“小于”)

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22. 如图是一个定滑轮(质量为3kg)和一个动滑轮(质量为2kg)组成的滑轮组。用该滑轮组在4秒内将重物竖直向上匀速提升4m，所用拉力F=100N，不考虑绳重和摩擦的影响。

（1）在该滑轮组中滑轮A的作用是：。

（2）拉力F做功的功率为W。

（3）在提升该重物时滑轮组的机械效率为。

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23. 如图所示，水平桌面上放一重为10N的物体A，在6N的水平推力F的作用下，2s内运动了0.2m，从甲图位置运动到乙图位置，在此过程中，推力F的功率为W，物体A所受重力做功J。

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三、实验探究题

24. 小明用如图装置来测定斜面的机械效率。每次实验时，被拉的小车沿同一斜面匀速向上运动。下表是小明记录实验数据的表格。

（1）本实验中是通过改变从而改变斜面的倾斜程度；

（2）经计算，“较陡”时，斜面的机械效率为。

（3）综合分析以上数据，可以得出的实验结论为：。

（4） “最陡”时，小车对长木板的摩擦力为。
实验次数
斜面的倾斜程度
小车重量G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长S/m
有用功W_有/J
总功W_总/J
机械效率η
1
较缓
10
0.1
3
1
1
3
33%
2
较陡
10
0.2
4
1
3
最陡
10
0.4
6
1
4
6
66.7%

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25. 小明用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。

（1）闭合开关进行小灯泡额定功率测定的实验，当移动滑动变阻器到图中位置时，电压表示数为2伏，接下来的操作是。

（2）小明进行了六次实验，记录实验数据并在U-I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知：小灯泡的额定功率为瓦。

（3）实验结束后，小明继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行探究，画出了对应的U-I图像如图丙，请你在图中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条，并说明你选择的依据。

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26. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中：

（1）如图a所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向旋（选填“左“或“右”）。

（2）如图b所示，在A位置上挂两个相同钩码，应该在B位置挂上个同样的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。

（3）如图c所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

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27. 如图是小金探究“动能大小影响因素”的装置，小球从斜面上静止释放，沿斜面滚下后撞击水平面上的弹簧，完成三次实验，并记录数据如下表。
实验组别
甲
乙
丙
小球质量/克
4
16
4
小球下滑高度/厘米
5
5
？
弹簧的最大压缩长度/厘米
4
8
8

（1）实验甲、乙中，小球从斜面同一位置静止释放，目的是。

（2）本实验通过来反映小球动能的大小。

（3）根据实验甲、乙，可得出的结论是。

（4）根据实验数据，实验丙中小球下滑的高度为厘米。

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28. 古人使用的投石机是应用杠杆及能量转化的原理制成的。项目化学习小组对其开展研究，并利用木板、橡皮筋、瓶盖、等体积实心小球(木球a、石球b、铁球c)制作了简易的投石机，如图。投射时，只要下压抛掷杆及小球，改变橡皮筋的形变程度，松手后抛掷杆即可绕固定轴转动，当抛掷杆碰撞到挡板时，瓶盖内的小球会被抛出。制作完成后，小组依据如下评价表开展了自评。

投石器制作的评价量表

评价指标(总投射10次)	评价等级
评价指标(总投射10次)	优秀	良好	待改进
指标一：投远(平均射程)	射程最远	射程较远	射程较近
指标二：投准	7-10次能投射到指定区域	4-6次能投射到指定区域	3次及以下能投射到指定区域
指标三：？	.....	.....	.....

（1）小组自评“投远”这一指标为良好。如何增大射程呢?小组对射程的影响因素展开了探究。

①小组认为，同一木球射程与橡皮筋的形变程度有关。下压抛掷杆分别位于不同位置进行实验。发现在橡皮筋的形变程度越大时，木球的射程越远。从能量转化的角度分析木球射程越远的原因。

②小组根据能量转化和动能的影响因素分析，可知射程与抛掷小球的质量有关，当橡皮筋的形变程度相同时，3个小球射程由远到近排序为(用字母表示)。小组后来通过实验验证了分析。

（2）利用该投石器，小组希望让铁球能投得更远，简单可行的改进为。

（3）根据评价需要，请你提出一项指标写在指标三“?”处。。

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29. 某灯泡上标有“7.*V0.5A”的字样，其中额定电压值不清、估计在7.0V~7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪器：一只电压恒定的电源(电压值未知)、一只电流表、一只标有“20Ω 1.5A"的滑动变阻器R，一只阻值为10Ω的定值电阻R₀、开关和导线若干。某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展以下实验。

（1）滑片P位于a端时。只闭合开关S和S₁ ，此时电流表示数如图乙为A，计算出电源电压为V。

（2） (请补充具体操作)，此时小灯泡正常发光。

（3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S₁ ，断开S₂ ，读出电流表示数为0.6A，则求出此时变阻器接入电路的阻值R'。通过计算得出灯泡的额定电功率为W。

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四、解答题

30. 本届杭州亚运会科技满满，其中两只“呆萌”的四足机械狗成为亮点，它们变身铁饼“搬运工”，这是世界首次使用机械狗在赛场搬运体育器械。工作人员只需将铁饼放置在卡槽上，便可在第一时间操控机械狗将铁饼运输回起点处。

（1）机械狗在平地上运输铁饼，是将电能转化为。

（2）已知机械狗的牵引力为100牛，将铁饼从65米的落地点径直运到起点用时13秒，求该机械狗的功率。

（3）机械狗除了能在平地上行走外，它还能进行负重登楼。已知机械狗自重12千克，现携带重为2千克的标准铁饼上五楼。试通过计算，求整个过程中机械狗克服重力所做的功。（每层楼高3米）

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31. 周末，重为的550N小海同学沿情侣路骑行，其路程与时间关系图像如图甲所示，小海所骑的单车如图乙所示，单车质量为20kg，g取 $\text{[math]}$ ，试计算：

（1）整个过程中小海的平均速度；

（2）单车与地面的接触总面积为 $\text{[math]}$ ，求骑行过程中单车对水平路面的压强；

（3）若骑行过程中受到的阻力为总重力的0.02倍，求小海前5min的骑行功率。

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32. 十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。

（1）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上一次蒸汽机对物体做了多少功?

（2）假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少?

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33. 一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多档位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，R₁、R₂为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。
额定电压
220V
磨豆功率
110W
加热功率
1210W
保温功率
88W
产品规格
295*280*410mm

（1）闭合S₂和S₃咖啡机的工作状态处于阶段。

（2） R₂的阻值是多少欧？

（3）小科某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时0.5分钟，加热用时3分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能？

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34. 某新型太阳能汽车动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。汽车 (包括乘务人员)的质量为 1.2t，接收太阳能电池板的面积为 8m²。

（1）如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的 0.02 倍，则汽车牵引力为多大？

（2）当汽车在水平路面上以恒定功率做直线运动时，其速度和时间的关系如图所示，求汽车在水平路面上行驶20s的时间内，牵引力一共做了多少功？

（3）若汽车吸收的太阳能有40%转化为机械能，则太阳光照射到太阳能电池板单位面积上的辐射功率为多少？

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35. 为探究机械功与热之间的关系，焦耳设计了一个实验，在容器里装水，中间安上带有叶片的转轴，通过重物下降，带动叶片旋转，使水的内能增加。小金自制类似装置验证热和功的关系，如图所示（部分固定装置舍去），其中重物的重力为420牛，匀速下降高度为1m，测得水的温度上升了0.2℃，容器中水的质量为0.45kg，（水的比热C=4.2×10³焦/（千克·℃））

（1）该实验通过方式增加了水的内能。

（2）容器内水吸收热量为多少焦?

（3）机械功转化为水的内能的效率是多少?

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36. 在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲， $\text{[math]}$ 是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。闭合开关 $\text{[math]}$ ，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。
热敏电阻 $\text{[math]}$ 的阻值与温度的关系
温度/45℃
20
25
30
35
39
40
41
42
43
44
45
50
55
60
65
阻值/欧
600
480
390
300
240
230
220
210
200
190
180
150
120
100
85

（1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻 $\text{[math]}$ 的阻值；（选填“变大”或“变小”）

（2）图甲中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？

（3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能
①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过45℃；
②人离开后，坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻 $\text{[math]}$ ，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值：。（线圈阻值忽略不计）

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实验次数	斜面的倾斜程度	小车重量G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长S/m	有用功W_有/J	总功W_总/J	机械效率η
1	较缓	10	0.1	3	1	1	3	33%
2	较陡	10	0.2	4	1
3	最陡	10	0.4	6	1	4	6	66.7%

实验组别	甲	乙	丙
小球质量/克	4	16	4
小球下滑高度/厘米	5	5	？
弹簧的最大压缩长度/厘米	4	8	8

额定电压	220V
磨豆功率	110W
加热功率	1210W
保温功率	88W
产品规格	295280410mm

热敏电阻 $\text{[math]}$ 的阻值与温度的关系
温度/45℃	20	25	30	35	39	40	41	42	43	44	45	50	55	60	65
阻值/欧	600	480	390	300	240	230	220	210	200	190	180	150	120	100	85

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一、单选题

二、填空题

三、实验探究题

四、解答题

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