浙教版九年级上册科学第3章：能量的转化与守恒单元测试(含解析)

10/10浙教版九年级上册科学第3章：能量的转化与守恒单元测试(含解析)第3章：能量的转化与守恒单元测试

一、选择题（本大题共10小题）

1.立定跳远时的动作分解如图，在此过程中运动员（）

A.上升时，动能减小，势能减小

B.上升时，动能增大，势能增大

C.下落时，势能增大，动能减小

D.下落时，势能减小，动能增大

2.下列用电器主要利用电流热效应工作的是（）

A.电饭煲

B.电视机

C.洗衣机

D.油烟

3.为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑

轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（）

A.两个滑轮在装置中起的作用相同

B.拉力移动的距离与配重上升的距离相同

C.沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等

D.将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等

4.国际千克原器作为质量计量标准，由铂铱合金制成，科学家发现其质量有极

微小变化。2019年5月20日，服役129年的国际千克原器退役，今后将使

用普朗克常量来定义千克，以提高千克定义的精确性。下列关于国际千克原器的说法不正确的是（）

A.铂铱原子不做热运动，不具有内能

B.用铂铱合金制作的原因之一是其耐磨损

C.存放双层玻璃钟罩内有助于防氧化、防腐蚀

D.质量变化过程中，所含铂铱合金的多少发生变化

5.关于温度、热量、热传递和内能，下列说法中不正确

．．．的是()

A.0℃的冰块内能一定不为零

B.物体温度升高，内能一定增加

C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递

D.温度高的物体，内能不一定大

6.使用如图滑轮组，在2s内将重为500N的物体沿水平方向匀速移动

0.8m，所用水平拉力F为200N，物体受到水平地面的摩擦力f为物重的0.5倍。在此过

程中，说法正确的是（）

A.物体受到的拉力为400N

B.绳子自由端移动的速度为0.2m/s

C.滑轮组的机械效率为67.5%

D.拉力F的功率为160W

7.下列有关如图所示四幅图的观点中（不计摩擦），分析错误的是（）

A.图甲中，起跳离开地面后，人只受到重力的作用

B.图乙中，在下降过程中，滚摆的动能逐渐减小

C.图丙中，卫星在近地点的速度最大

D.图丁中，小球运动到③位置时速度不为零

8.如图所示电路图，灯泡标有“12V6W”，滑动变阻器R1标有“100Ω1A”，电压表量

程为0-15V，电流表量程为0-0.6A，只闭合开关S1、S2，滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光；只闭合S1、S3，A示数为0.2A，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法不正确的是（）

A.电源电压为20V

B.R2的电阻为76Ω

C.只闭合S1、S2时，灯泡的最小功率约为1.04W

D.只闭合S1、S2时,为了保护元件的安全，滑动变阻器连入电路的

阻值范围是0-72Ω

9.物体A在拉力F作用下以0.2米/秒的速度沿水平地面向左匀速运动，如图所示，拉力F

的功率为4瓦，A与地面间的摩擦力是A重力的0.3倍，若整个装置的机械效率为90%，则（）

A.1s内物体A克服重力做功3.6焦耳

B.1s内物体A克服摩擦力做功3.6焦耳

C.物体A与地面的摩擦力为9牛顿

D.拉力F为20牛顿

10.如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器（其最大阻值为40Ω）。闭合

开关S后，当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率随R1电

阻变化关系如图乙所示，根据图象信息。则下列判断正确的是（）

①电路中最小电流0.4A；②R0的阻值是20Ω；

③电源电压10V；④R0消耗的最大电功率10W。

A.①②

B.③④

C.①③

D.②④

二、填空题（本大题共5小题）

11.工人用水平推力F，推动重为200牛的物体。在4秒内，水平推力F与

物体沿力的方向移动距离s之间的关系如图所示。在此过程中，水平推

力做的功为_________焦，推力做功的功率为_________瓦。

12.在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a、b、c所示，让质量为

m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板

上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。实验中小球动能是由（填能量）转化来的，通过反映小球动能的大小，比较a、b两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而。

13.在比较不同燃料热值的实验中，小明利用与图示完全相同的两套实验装置，分别在燃烧

皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热，燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为30℃，另一杯温度为24℃，此过程中水的内能（增大/减小），用甲加热的水吸收的热量为J，此时（能/不能）说明甲的热值较大。（水的比热容为4.2×103J/（kg?℃））

14.小丽探究煤炉的热效率时，用煤炉给10kg的水加热，此过程中水温随时间变化情况如

图甲。烧水过程中，_______（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”）时间段内的热效率最高。[设相同时间内燃烧煤的质量相等。]

甲

图乙是汽油机工作的四个冲程示意图。_______图（填字母）冲程将内能转化为机械能。

若该汽油机1s内对外做功15次，则该汽油机曲轴的转速为______r/min。

15.小华用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”，闭合开关S时，发现电压表有示数，

但电流表无示数，请你帮他分析电路故障可能是______________；排除故障后，在移动滑片P的过程中，观察到电压表示数从2V变为4V，电流表的示数变化了0.2A，则电阻R1阻值为__________Ω，R1的功率变化为__________W。

三、分析计算题（本大题共2小题）

16.风洞实验室可以产生水平方向、速度大小可调节的风，用来研究处在流动气体中物体的

受力情况。现将一个套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球的质量是m=1千克，球的孔径略大于细杆的直径，杆沿平行风速的方向固定，如图甲所示。调节风速的大小，记录木球的速度变化情况，得到木球的速度v与时间t的关系图，如图乙所示。

(1)根据图乙判断木球在6秒内的受到摩擦力变化情况是。

(2)求第4秒～第6秒间风力大小和木球通过的距离。

(3)有同学认为木球在第3秒受到的摩擦力比第5秒受到摩擦力小一些，请判断这一说

法是否正确并简要说明理由。

17.在综合实践活动中，小峰设计了一种煮饭电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻丝，

S1是自动控制开关，煮饭时，将该电路接入220V的电源，在30min内，电路总功率随时间变化的图像如图乙所示。

图甲图乙

求：

（1）0～5min内通过R1的电流。

（2）30min内电路消耗的电能。

（3）10～15min内R1的电功率。

答案和解析

1.【答案】D

【解析】【分析】本题考查动能和重力势能的大小判断，难度不大。

重力势能与物体的质量和高度有关；在跳远的过程中，动能和重力势能相互转化，据此解答。【解答】立定跳远时，如果处于上升阶段，人的质量不变，高度增大，那么重力势能增大，动能减小，这时动能转化为重力势能；下落阶段时，质量不变，高度减小，重力势能减小，而动能增大，这时重力势能转化为动能，故D正确，而A、B、C错误。

故选D。

2.【答案】A

【解析】【分析】

本题考查电流的热效应，属于基础题目。

电流通过用电器将电能转化为内能，称为电流的热效应。

【解答】

A.电饭煲将电能转化为内能是电流的热效应，故A正确；

B.电视机将电能主要转化为光和声音，不是利用电流的热效应，故B错误；

C.洗衣机将电能主要转化为机械能，不是利用电流的热效应，故C错误；

D.油烟机将电能主要转化为机械能，不是利用电流的热效应，故D错误。

故答案为：A。

3.【答案】C

【解析】【分析】

（1）通过判断滑轮的种类判断它们的作用是否相同；

（2）使用滑轮组提升重物时，自由端的距离和物体上升高度之间的关系为：s=nh；

（3）定滑轮不省力不费力，且与拉力的方向无关；

（4）使用滑轮组时，要克服动滑轮的重力做功。

【解答】

A.下面的滑轮是动滑轮，上面的滑轮是定滑轮，二者的作用不同，故A错误；

B.因为动滑轮上有2段绳子承担物重，因此拉力移动的距离是配重移动距离的2倍，故B错误；

C.使用定滑轮不省力不费力，且拉力的大小与方向无关，故C正确；

D.将配重提升相同高度，直接做的功为W=Gh，用该装置做的功为：W=（G+G动）h，因此二者不同，故D错误。

故选C。

4.【答案】A

【解析】【分析】

本题主要考查内能，物质的性质及质量的定义。解题的关键是掌握内能，物质的性质及质量的定义。

【解答】

A.甶于分子永不停息地做无规则运动，任何物体都有内能，所以铂铱原子做热运动，具有内能，故A错误；

B.由于铂铱合金耐磨损，则用铂依合金制作，故B正确；

C.存放在双层玻璃钟罩内能与空气分离，有助于防氧化、防腐蚀，故C正确；

D.质量是物体所含物质的多少，所以质量变化过程中，所含铂铱合金的多少发生变化，故D

正确。

故选A。

5.【答案】C

【解析】【分析】

（1）物体的内能变化，可能是热传递，也可能是做功造成的；但是热传递或做功有一者发生，物体的内能一定变化。

（2）物体的内能变化，可能是物体的温度变化，可能是物体的状态变化；但是物体的温度变化或状态变化，有一者发生，物体的内能一定变化。

（3）物体的做功和热传递、内能、温度变化和状态变化，三者之间很容易混淆，注意理解。（1）一切物体在任何温度下都具有内能；

（2）物体的内能跟物体的质量、状态、温度有关。物体质量和状态一定时，温度越高，内能越大；物体状态和温度相同时，气态时内能最大，固态时内能最小；物体状态和温度相同时，质量越大，物体的内能越大；

（3）热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。

【解答】

A.一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的冰块一定有内能（即内能一定不为零）。故A正确；

B.物体温度升高，分子无规则运动更剧烈，内能一定增加。故B正确；

C.发生热传递的条件是存在温度差，所以热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。故C错误；

D.内能与温度、状态、质量等都有关系，所以温度高的物体，内能不一定大。故D正确。故选C。

6.【答案】D

【解析】略

7.【答案】B

【解析】略

8.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查了串联电路的特点，以及欧姆定律的计算与应用；关键是开关闭和断开时电路串并联的辨别；难点是为保证各电路元件安全使用时，滑动变阻器接入电路的电阻大小的判断。灯泡在额定电压下正常发光，分析清楚电路结构，根据串联电路特点应用欧姆定律求出电源电压；

由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值与最小阻值，然后确定滑动变阻器接入电路的阻值范围；

当电路电流最小时，灯泡功率最小，由电功率公式求出灯泡最小功率；

由串联电路特点与欧姆定律求出电阻R2的阻。

【解答】

A.由图示电路图可知，只闭合开关S1，S2时，灯泡与滑动变阻器R1串联接在电源两端，

滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光，

则电路电流等于灯泡额定电流，

电源电压：U=UL+IR1=12V+0.5A×16Ω=20V，故A正确，不符合题意；

B.由电路图可知，只闭合S1，S3时，灯泡与电阻R2串联，此时电流表示数为0.2A，

电路总电阻：，灯泡电阻：，

电阻R2的阻值：R2=R-RL=100Ω-24Ω=76Ω，故B正确，不符合题意；

CD.灯泡电阻：，

由电路图可知，只闭合S1，S2时，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测滑动变阻器两端电压，

此时灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路的阻值最小，为16Ω，

电压表示数等于其量程15V时滑动变阻器电路的阻值最大，

此时电路电流最小，；

滑动变阻器接入电路的最大阻值：，

只闭合S1，S2时，为了保护元件的安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围是16Ω～72Ω，故D错误，符合题意；

C.只闭合S1，S2时，灯泡的最小功率：

PL最小=I最小2RL=（）2×24Ω≈1.04W，故C正确，不符合题意。

故选D。

9.【答案】B

【解析】【分析】

本题所用滑轮组是水平的，计算过程要注意，拉力的大小是摩擦力的一半，拉力移动的速度是物体移动的速度的2倍（动滑轮由两股绳子拉着）。

【解答】

解：A.因为重力的方向竖直向下，而物体在竖直方向没有移动距离，所以重力没有做功，即重力做功为0J，故A错误；

B.拉力F的运动速度v=2×0.2m/s=0.4m/s，

根据P=可得拉力：F==10N，故D错误，

不计滑轮处摩擦和绳重，由F=f可得物体受到的摩擦力：f=2F=2×10N=20N，故C错误，1s内物体A发生的位移为：x=×0.4m/s×1s=0.2m，

则克服摩擦力做的功为：W克=fx×90%=20N×0.2m×90%=3.6J，故B正确.

故选B.

10.【答案】B

【解析】【分析】

本题难度较大，由图象找出电功率对应的电阻是正确解题的前提与关键，熟练应用电功率公式的变形公式、欧姆定律、串联电路特点即可正确解题。

【解答】

（1）由图甲可知：R0、R1串联，

当滑动变阻器R1的滑片P在a端时，其接入电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，

由图象可知，R1的电阻最大为40Ω时，R1的功率为Pa=1.6W；

由P=I2R可得电路中的最小电流：

I最小===0.2A；故①错误；

（2）由图象可知，当R1=10Ω时，R1的功率P1=2.5W，

由P=I2R可得此时电路中的最小电流：

I′==0.5A；

由欧姆定律和串联电路的特点可得，当R1=10Ω时电源电压：

U=I′（R1+R0）=0.5A×（10Ω+R0）Ⅰ

同理可得，当R1=40Ω时电源电压：

U=I最小（R最大+R0）=0.2A×（40Ω+R0）Ⅱ

电源电压不变，联立方程ⅠⅡ解得：R0=10Ω，U=10V；故②错误，③正确；

（3）当滑动变阻器连入电路的电阻为0时，R0的电压最大为电源电压，此时R0的功率最大，则R0消耗的最大电功率：P0大==10W，故④正确。

故选B。

11.【答案】12030

【解析】【分析】

本题考查了学生的读图能力、功的公式、功率公式的了解与掌握，注意做功时两个必要因素（力和距离）方向的一致性，易错点！

【解答】

根据图示可知，F=60N，S=2m则水平推力做的功：W=FS=60N×2m=120J；推力做功的功率：P==30W。

故答案为：12030。

12.【答案】重力势能木块滑动的距离增大

【解析】【分析】

本题考查的是探究影响动能大小的因素的实验，根据实验过程中的能量转换进行分析解答。

小于的动能是由重力势能转化而来的，撞击木块，使木块运动，从而反映小于动能的大小。

【解答】

实验中小球动能是由重力势能转化而来的，小球撞击木块，木块运动，通过木块滑动的距离来反映小球动能的大小，通过比较a、b两图，可以看出小球的动能随质量的增加而增大。

故答案为：重力势能木块滑动的距离增大。

13.【答案】大；4200；不能。

【解析】小明利用图中的装置做了两套实验来比较不同燃料的热值，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热，燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为30℃，另一杯温度为24℃，比较水中的内能是增大还是减小，计算甲加热的水吸收的热量，能不能说明甲的热值较大。

（1）烧杯中水的温度都升高了，故水的内能都增大。

（2）燃烧点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热，则用甲加热的水吸收的热量为：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×0.1kg×（30℃-20℃）=4.2×103J；

（3）虽然在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲燃烧产生的热量多，所以其热值大．但相同时间两种燃料燃烧的质量不能比较，故不能比较热值的大小。

故答案为：

大；4200；不能。

本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的掌握和运用，在做题的时候涉及的数值较多，因此在运算及书写时不要丢三落四。

14.【答案】0～2min；C；1800

【解析】【分析】

本题考查了学生对燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键。

由图知，经过0～2min时间加热，水升高的温度值，利用吸热公式求水吸收的热量。

汽油机的四个冲程，可根据气阀和活塞的状态判断是哪个冲程；将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程；

四冲程内燃机的曲轴转2圈，完成4个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。【解答】

图中所示在0～2min时间内，水的温度升高最快，所以该时间段热效率最高。

发动机工作时，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程；

由图A知，两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；该过程将机械能转化为内能；由图B知，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；

由图C知，两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；该过程将内能转化为机械能；由图D知，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；

四冲程内燃机的曲轴转2圈，完成4个冲程，并对外做功1次；

汽油机每秒内对外做功15次，曲轴转30圈，则每分钟对外做功900次，曲轴转1800圈，因此曲轴的转速为1800r/min。

故答案为：0～2min；C；1800。

15.【答案】R1断路；10；1.2

【解析】【分析】

（1）电流表无示数，说明电路有断路故障；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；

（2）根据即可求出定值电阻的阻值，根据即可求出R1变化的功率。

本题考查故障分析、欧姆定律以及电功率计算公式的应用，关键明确定值电阻可利用

进行计算。

【解答】

闭合开关后，电流表无示数，说明电路有断路故障；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为R1断路；

移动滑动变阻器的滑片压表示数从2V到4V，则△U=4V-2V=2V；电流表的示数变化了0.2A，则△I=0.2A；

；

由可知，R1变化的功率：△P=。

故答案为：R1断路；10；1.2。

16.【答案】（1）先不变后增大再不变；

（2）解：