第三章能量的转化与守恒3.1-3.4培优强化-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

浙教版科学九年级上册第三章能量的转化与守恒 3.1-3.4培优强化 一、选择题 1． 使用下列装置来提升重物时，既能省力又能改变力的方向的装置是（ ） 2． 下列关于对F1力臂的作图，正确的是（ ） 3． 如图所示，开瓶盖的起子可以看作是一个杠杆，在图2中正确表示开瓶盖时该杠杆的支点、动力和阻力的是（ ） 4． 乡村足球超级联赛（简称“村超”）已演绎成乡村嘉年华。如图为比赛时运动员发界外球，下列情形中，运动员对足球没有做功的是（ ） A．将足球从地上捡起到举在头顶过程 B．站在线外把足球举在头顶保持不动 C．两手举着足球跑向边线处掷出足球 D．站在边线处将足球从头顶掷向场内 5． 一个人先后两次用力沿水平方向推木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同水平面前进相同的距离。关于推力所做的功，下列说法中正确的是（ ） A．在粗糙地面上做功较多 B．在光滑地面上做功较多 C．两次做功一样多 D．条件不足，无法比较两次做功的多少 6． 如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚．弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化（ ） A．只有动能和重力势能 B．只有动能和弹性势能 C．只有重力势能和弹性势能 D．动能、重力势能和弹性势能都发生了转化 7． 行驶在高速公路上的汽车，司机突然发现刹车失灵，为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上的避险车道，最终停下。若不考虑汽车因油耗引起的质量减小，则下列关于汽车上坡过程的说法，正确的是（ ） A．动能增加，重力势能减小 B．动能不变，重力势能增加 C．动能不变，重力势能不变 D．动能减小，重力势能增加 8． 跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ） A．在助跑阶段，动能保持不变 B．在起跳时，机械能最小 C．在最高点时，动能最大 D．从起跳到最高点的过程中，部分动能转化为重力势能 二、填空题 9． 利用图甲中的撬棒撬石块时，撬棒相当于 （选填“省力”或“费力”）杠杆：利用图乙中的滑轮组匀速提升900N的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为 N。 10．如图所示，是我国空军的舰﹣6K轰炸机，它是我国自主研发的新一代中远程型轰炸机。5月19日，解放军空军出动轰﹣6K在我国的水兴岛进行起降训练。轰炸机在机场跑道上启动，加速滑行一段距离后腾空而起，飞向5000米左右的高空，在蓝天翱翔一段时间后，完成既定任务，成功返回机场，继续沿跑道滑行一段距离，平稳地停在指定位。 请结合上述情景找出一个相关的物理信息，并指出其对应的物理知识，不得与示例重复。 示例：物理信息：轰炸机腾空而起； 物理知识：空气对轰炸机产生的升力大于重力。 作答：物理信息： 物理知识： 11．如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图，其动滑轮质量15kg，某次提升材料质量240kg，材料在空中静止时，摩擦影响很小，绳很轻，可以不考虑，则竖着向上的拉力F=______N；竖着向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力大小是1000N，并将材料提升了10m高。则滑轮组的机械效率是________。（取g=10N/kg） 12．如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，使它匀速前进2m，地面对它的摩擦力为150N，小聪施加的拉力F＝100N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为　 　J，滑轮组的机械效率为　 　。 13．如图，一轻杆AB悬于O点，其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成30°的力F，此时轻杆水平平衡。若重物质量m＝3kg，BO＝3AO，g取10N/kg。则力F的大小为 N。 三、实验探究题 14．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A．B．C．D四个铅球，其中A．C．D三球的质量均为m，B球质量为2m，让A．B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H处的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A．B两球陷入沙坑深度分别为h1和h2，C．D两球陷入沙坑深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过____________________来反映的。 （2）比较A．B两球，发现B球陷入沙坑深度更大，由此可得出结论：____________________。 （3）比较A．C两球，发现C球陷入沙坑深度更大，由此可得出结论：____________________。 （4）比较C．D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙坑深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径__________（选填“有关”或“无关”）。 15．小明实验小组做“测量滑轮组的机械效率”的实验，实验装置如图甲、乙所示。 （1）按照甲图装置实验，小明应竖直向上　 　拉动弹簧测力计，使钩码从A处升高到A′处。由图可知拉力为　 　N，钩码上升的高度为　 　cm。 （2）小明实验小组又用图乙的实验装置进行实验，实验数据记录在表中。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2.0 0.02 　 　 0.04 83% 2 4.0 0.03 2.2 0.06 　 　 ①根据表格中的数据，请在图乙中画出实验时绳子的绕法（要求向下拉绳子的自由端使钩码升高）。 ②由表格数据可知，第一次实验时的拉力是　 　N（结果精确到0.1N）；第二次实验时滑轮组的机械效率是　 　（结果精确到1%）。 ③由两次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越　 　（选填“高”或“低”）。 四、综合题 16．杭州彩虹大桥顺利通车，大桥正桥长度约为1877m，两侧引桥长度均约为1400m，正桥距地面高约20m。（g取10N/kg，汽油的热值为4.6107J/kg） （1）一辆汽车重4t、载重8t，在匀速行驶中受到的摩擦力约为车重的0.02倍，求这辆汽车沿彩虹大桥的引桥匀速上行牵引力为多大？ （2）若这辆汽车沿引桥匀速上行时共消耗汽油0.3千克，则此过程中该车内燃机的效率为多少？ （3）如图已知某斜面的长度为S、高度h、一物体所受摩擦力f、重力G、机械效率η 用平行于斜面的力F将物体匀速拉到斜面顶端。试证明f=F（1-η） 17．如图所示，滑雪场的弯曲滑道由AB．BC两部分组成，AB段高度H＝20m，BC段高度h＝10m。运动员甲和乙的总质量分别是m甲＝70kg、m乙＝75kg，他们分别从A处由静止沿AB滑道下滑，经过B处后沿BC滑道运动。不计摩擦和空气阻力，g取10N/kg。 （1）运动员甲从A处滑行到B处重力做的功是多少？ （2）判断运动员甲到达C处时速度是否为零，请说明理由。 （3）已知计算动能的表达式为Ek＝mv2，其中m为物体的质量，v为物体的运动速度。若运动员甲和乙分别从A处由静止沿AB滑道下滑到B处，到达B处时的速度分别为v甲、v乙，请证明v甲和v乙的大小关系。 （参考答案） 一、选择题 1． 【答案】D 2． 【答案】C 【解析】力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而不是力的作用点到支点的距离。 3． 【答案】C 4． 【答案】B 5． 【答案】D 6． 【答案】D 【解析】根据题意，玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。 首先将弹簧作为一个简单对象考虑，向下翻滚过程中，质量不变，但高度降低了，所以重力势能会减小； 弹簧弹起后，另一端接触斜面时，动能减小，弹性势能增大，且减小的重力势能，会转化弹簧的弹性势能，即弹簧的弹性形变变大； 弹簧弹起时，弹性势能又转化为动能。 所以这个过程中，动能、重力势能和弹性势能都发生了转化，故D正确。 点睛：重点是牢记影响机械能大小的因素及其转化过程，当质量不变时，速度增大，动能增大；高度增加，重力势能增大，高度降低，重力势能减小；形变增大，弹性势能增大，形变减小，弹性势能减小。 7． 【答案】D 8． 【答案】D 【解析】解答：解：A．在助跑阶段，速度越来越快，所以动能不断增大，故A错误； B．在起跳时，人的速度达到最大，此时机械能最大，故B错误； C．在最高点时，重力势能最大，由于速度不是最快，所以动能不是最大，故C错误； D．从起跳到最高点的过程中，速度减小，高度增加，部分动能转化为重力势能，故D正确。 故选：D。 二、填空题 9． 【答案】省力；300 【解析】【分析】（1）结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 （2）由乙图可知绳子的有效股数，根据F=G物求出拉力的大小。 【解答】解：（1）用撬棒撬石头时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； （2）由乙图可知绳子的有效股数n=3， 拉力F=G物=×900N=300N。 故答案为：省力；300。 【点评】本题考查了杠杆的分类和滑轮组拉力的计算，比较简单。 　 10．【答案】（1）加速滑行一段距离后腾空而起　 （2）动能增加，重力势能增加，机械能增加　 【解析】【分析】（1）影响动能因素：质量和速度；重力势能的因素：质量和高度； （2）惯性是保持物体运动状态不变的性质。 【解答】解：（1）物理信息：加速滑行一段距离后腾空而起； 物理知识：动能增加，重力势能增加，机械能增加； （2）物理信息：继续沿跑道滑行一段距离，平稳地停在指定位； 物理知识：继续沿跑道滑行一段距离是由于轰炸机具有惯性。 故答案为：加速滑行一段距离后腾空而起；动能增加，重力势能增加，机械能增加。 【点评】本题以轰炸机为背景，考查了影响动能和和重力和势能的因素以及惯性的知识，是一道理论联系实际的好题。 　 11．【答案】 850, 80% 12．【答案】300；75%。 【解析】【解答】解： （1）滑轮组做的有用功： W有用＝fs物＝150N×2m＝300J； （2）由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2s物＝2×2m＝4m， 拉力做的总功： W总＝Fs＝100N×4m＝400J， 滑轮组的机械效率： η＝＝×100%＝75%。 故答案为： 13．【答案】　20　 【解析】【分析】从支点到力的作用线的距离是力臂，画出力臂，根据杠杆平衡条件可求出力F的大小。 【解答】解： 反向延长力F的作用线，过支点O作力F作用线的垂线即为F的力臂L1， 因为右端施加一个与水平方向成30°的力F，则由几何知识可知L1＝OB， 已知BO＝3AO，重物质量m＝3kg，则物体重力G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N， 由杠杆平衡条件得：G×L2＝F×L1， 即G×OA＝F×OB， 代入数据可得，30N×OA＝F××3OA， 解得F＝20N。 故答案为：20。 三、实验探究题 14．【答案】球陷入沙坑的深度 当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大 当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大 无关 15．【答案】（1）匀速；0.8；5cm； （2） ①；②1.2；91%；③高。 【解析】【解答】解：（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力。 弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，示数为0.8N。 钩码上升的高度为5cm； （2）①由1、2中数据知，绳自由端移动距离s为钩码上升高度h的2倍，所以由2段绳子承担物重，如下图所示： ； ②由表格数据可知，根据η可得第一次实验时的拉力是：F1.2N； 第二次实验时滑轮组的机械效率是：η100%≈91%； ③对同一滑轮组来说，当额外功一定，所挂重物越重，做的有用功越多，有用功占总功的百分比越大，即机械效率越高。 故答案为： 四、综合题 16．【答案】（1）汽车在引桥上行驶时 FS=Gh+fS F=（Gh+FS）/S=（120000N20m+2400N1400m）/1400m=4140N （1分） （2）W=FS=4140N1400m=5.796106J Q=mq=0.3kg4.6107J/kg=1.38107J η=W/Q=5.796106J/1.38107J=42% （2分） （3）η=Gh/FS FS=Gh+fS f=（1-η）F （3分） 17．【答案】（1）W＝Gh＝Mgh＝70kgⅹ10N/kgⅹ20m＝1.4ⅹ104J(2分) （2）不为零；不计摩擦和空气阻力，运动员甲在运动过程中机械能守恒，由于A点的高度大于C点的高度，所以，运动员在A点的重力势能大于在C点的重力势能，则运动员甲在C点还应具有动能，即运动员在C点的速度不为零。(3分) （3）因为能量守恒，则mgH＝mv2，v＝，到达B处时的速度跟质量无关 所以，v甲＝v乙 (2分) 第 9 页，共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $$