3.3 能量转化的量度-2025-2026学年九年级上册科学浙教版

3.3 能量转化的量度 一．选择题（共10小题） 1．（2024秋•鹿城区校级期中）如图所示是一种利用健身球设计的充电器，在转动球的时候就可以给电池充电，这时健身球里面的装置相当于一个微型发电机。转动球的过程中没有涉及到的能量形式是（　　） A．电能 B．光能 C．化学能 D．机械能 2．（2023秋•西湖区校级期中）自然界中能量的形式多种多样，下列物体所具有能量形式表述错误的是（　　） A．强度很大的爆炸，不仅有耀眼的光芒，并且伴随着巨响，这是因为爆炸声具有声能 B．我们平时吃的米饭中蕴含着化学能 C．汽车行驶时需要消耗燃料（如汽油），燃料中储存的能量属于热能 D．在空中飞行的蒲公英种子具有机械能 3．（2023秋•北仑区期中）下列关于物质、能量、信息的说法错误的是（　　） A．物质具有能量，能量有各种形式 B．手机发短信需要能量 C．声音、光、流水都具有能量 D．信息是能量的一种 4．（2024秋•上城区校级月考）小蔡同学和小何同学相约一起去爬玉皇山。他们的起点和终点都相同，小蔡体重50kg，小何体重60kg，小蔡和小何爬到山顶的时间之比为4：5。则小蔡和小何爬山的功率之比为（　　） A．2：3 B．25：24 C．24：25 D．3：2 5．（2024秋•拱墅区校级月考）篮球是同学们喜欢的运动，其中也蕴含了许多科学知识。请回答下面小题。在距地为h的高度，小明先后两次用不同的力拍打篮球使其落在地面，第一次用较小的力，第二次用较大的力。在两次下落过程中，篮球重力做功分别为W1和W2，重力做功的功率分别为P1和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 6．（2024秋•滨江区校级月考）如图所示，质量为50kg的晓明同学在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的五分之三，他在1min中内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他在1min内克服重力做的总功W和相应的功率P约为（　　） A．W＝4500J，P＝75W B．W＝4500J，P＝7.5W C．W＝3600J，P＝60W D．W＝360J，P＝6W 7．（2024•嘉兴模拟）如图，高度为L、横截面积为S的物块漂浮在盛水的杯内，杯内水的高度恰好为L。已知杯子的横截面积为2S，水的密度为ρ，物块的密度是水的一半。现用外力将物块缓慢刚好按下水面，则外力所做的功至少是（　　） A． B． C． D． 8．（2024秋•杭州月考）如图甲所示，重为8N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动，铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示，若铁块受到的摩擦力为2N。下列说法中正确的是（　　） A．磁性平板对铁块的吸引力等于8N B．0～2s内拉力F等于10N C．2～6s内拉力F等于8N D．2～6s内拉力F做功120J 9．（2024秋•拱墅区校级月考）如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40厘米，质量为2千克，它的右端与桌面相齐，与桌面间的摩擦力为4牛。若在木板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功（　　） A．L.6焦 B．0.8焦 C．0.6焦 D．0.4焦 10．（2024秋•拱墅区校级月考）如图所示，八年级的小明同学课间时间在单杠上做“引体向上”锻炼身体，根据图片信息可知，小明一次“引体向上”做的功约为（　　） A．30J B．300J C．3000J D．30000J 二．填空题（共4小题） 11．（2024秋•上城区校级月考）小华和妈妈去超市，他们将17kg物品放在小推车中沿水平地面推行，小推车在某段时间速度v随时间t变化的关系图像如图所示。已知小推车重力为130N，小推车在水平地面上受到的阻力是总重的0.15倍。则0﹣10s内，水平推力 　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）阻力，阻力的大小为 　 　N，10﹣20s内，水平推力的功率为 　 　W。 12．（2024秋•拱墅区校级月考）如图是小明在做俯卧撑和引体向上时的锻炼场景： （1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为F2，则F1　 　F2。 （2）如图乙，小明的质量为60kg，做一次引体向上需克服重力做功 　 　J，如果小明1min完成10个引体向上，则他的功率是 　 　W。（g取10N/kg） 13．（2024•余姚市模拟）2023年5月24日，以“机器智联、赋能万物”为主题的第八届中国机器人峰会暨智能经济人才峰会在宁波余姚开幕。大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人。如图所示，参观者戴上该设备，轻松地将40kg的物体匀速举高1m，用时0.5s，此过程中对物体做功的功率为 　 　W。 14．（2024•西湖区二模）我国生产的电动大巴在英国的市场占有率已超过80%，从侧面可以看出来中国制造在国际中获得了广泛认可，如图所示为某品牌电动大巴及其部分参数。 整车性能参数 最高车速 69km/h 工况续驶里程 ≥250km 30km/h制动距离（满载） ＜10m 电机类型 永磁同步电机 电机最大功率 180kW 电机额定功率 150kW （1）电动大巴的轮胎较宽并且上面有花纹，这是为了 　 　。 （2）若电动大巴在额定功率下以50km/h的速度匀速行驶了5km，则电机做的功为 　 　J。 三．计算题（共1小题） 15．（2024秋•拱墅区校级月考）在学校开展的“制作太阳能动力小车”的项目活动中，小红制作了如图所示的小车。测定的该小车的参数如下：小车的质量为100g；小车以1m/s的最快速度行驶时，受到的阻力为其重力的0.1倍。当小车以最快速度沿直线匀速行驶时，求： （1）小车行驶30s牵引力做的功。 （2）牵引力做功的功率。 3.3 能量转化的量度 参考答案与试题解析 一．选择题（共10小题） 1．（2024秋•鹿城区校级期中）如图所示是一种利用健身球设计的充电器，在转动球的时候就可以给电池充电，这时健身球里面的装置相当于一个微型发电机。转动球的过程中没有涉及到的能量形式是（　　） A．电能 B．光能 C．化学能 D．机械能 【考点】能量及其形式． 【答案】B 【分析】手在转动球的时候消耗人体内的化学能，转化为球的机械能，球的动能转化为电能给电池充电。 【解答】解：手在转动球的时候，消耗体内的化学能，转化为球的机械能，球内有闭合电路，球运动切割磁感线产生电流，相当于发电机，给电池充电；故涉及到了化学能、机械能、电能，未涉及到光能； 故选：B。 【点评】本题考查能量的转化及形式，属于基础知识考查，难度不大。 2．（2023秋•西湖区校级期中）自然界中能量的形式多种多样，下列物体所具有能量形式表述错误的是（　　） A．强度很大的爆炸，不仅有耀眼的光芒，并且伴随着巨响，这是因为爆炸声具有声能 B．我们平时吃的米饭中蕴含着化学能 C．汽车行驶时需要消耗燃料（如汽油），燃料中储存的能量属于热能 D．在空中飞行的蒲公英种子具有机械能 【考点】能量及其形式． 【答案】C 【分析】（1）声音具有的能量称为声能； （2）储存在食物中的能量属于化学能； （3）燃料燃烧时，将化学能转化为内能； （4）飞行的蒲公英种子具有动能和重力势能，也就是具有机械能。 【解答】解：A、强度很大的爆炸声能将玻璃震碎，因为爆炸声具有声能，故A正确； B、米饭中储存着化学能，故B正确； C、燃料燃烧时，将化学能转化为内能，燃料中储存的能量属于化学能，故C错误； D、飞行的蒲公英种子具有动能和重力势能，也就是具有机械能，故D正确。 故选：C。 【点评】本题考查能量的储存形式，难度不大。 3．（2023秋•北仑区期中）下列关于物质、能量、信息的说法错误的是（　　） A．物质具有能量，能量有各种形式 B．手机发短信需要能量 C．声音、光、流水都具有能量 D．信息是能量的一种 【考点】能量及其形式． 【答案】D 【分析】自然界中的能量有各种各样的形式；信息的传递包括能量的转化，信息的传递需要能量；信息是物质存在的一种形式。 【解答】解：A、物质具有能量，能量有各种形式，故A正确； B、手机发短信需要能量，故B正确； C、声音、光、流水都具有能量，故C正确； D、信息是物质存在的一种形式，不是能量的一种形式，信息的传递需要能量，故D错误。 故选：D。 【点评】本题考查的是不用形式的能量；知道能量和信息的区别。 4．（2024秋•上城区校级月考）小蔡同学和小何同学相约一起去爬玉皇山。他们的起点和终点都相同，小蔡体重50kg，小何体重60kg，小蔡和小何爬到山顶的时间之比为4：5。则小蔡和小何爬山的功率之比为（　　） A．2：3 B．25：24 C．24：25 D．3：2 【考点】功率的计算． 【答案】B 【分析】爬山时，克服重力做功，根据W＝Gh求得做功的多少；根据P＝求得功率之比。 【解答】解：功率之比为＝＝＝25：24，故B正确，ACD错误。 故选：B。 【点评】此题考查功和功率大小的计算，属于基础题。 5．（2024秋•拱墅区校级月考）篮球是同学们喜欢的运动，其中也蕴含了许多科学知识。请回答下面小题。在距地为h的高度，小明先后两次用不同的力拍打篮球使其落在地面，第一次用较小的力，第二次用较大的力。在两次下落过程中，篮球重力做功分别为W1和W2，重力做功的功率分别为P1和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 【考点】功率大小的比较；功的大小比较． 【答案】D 【分析】利用W＝Gh比较两次重力做功的大小；利用P＝比较两次重力做功功率的大小。 【解答】解：篮球的重力不变，两次情况下下落的高度相同；由W＝Gh可知，两次重力所做的功相等，即W1＝W2； 第二次用较大的力，则篮球到达地面时所用的时间短，做功相同，根据P＝可知，第二次的功率大，即P1＜P2。 故选：D。 【点评】本题主要考查了功和功率的大小比较，属于基础题。 6．（2024秋•滨江区校级月考）如图所示，质量为50kg的晓明同学在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的五分之三，他在1min中内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他在1min内克服重力做的总功W和相应的功率P约为（　　） A．W＝4500J，P＝75W B．W＝4500J，P＝7.5W C．W＝3600J，P＝60W D．W＝360J，P＝6W 【考点】功率的计算；功的计算． 【答案】A 【分析】根据上半身的质量为全身质量的五分之三和G＝mg求出晓明上半身重力，根据W＝Gh求出每仰卧起坐，克服重力做的功，进而求出他在1min内克服重力做的总功W；根据P＝求他在1min内克服重力做功的功率。 【解答】解：晓明上半身重力：G＝mg＝×50kg×10N/kg＝300N， 每仰卧起坐，克服重力做的功：W0＝Gh＝300N×0.3m＝90J， 则他在1min内克服重力做的总功：W＝50×W0＝50×90J＝4500J， 他在1min内克服重力做功的功率：P＝＝＝75W，故A正确。 故选：A。 【点评】本题考查重力公式、功和功率公式的应用，难度不大。 7．（2024•嘉兴模拟）如图，高度为L、横截面积为S的物块漂浮在盛水的杯内，杯内水的高度恰好为L。已知杯子的横截面积为2S，水的密度为ρ，物块的密度是水的一半。现用外力将物块缓慢刚好按下水面，则外力所做的功至少是（　　） A． B． C． D． 【考点】功的计算． 【答案】D 【分析】假设物体下降的高度为h，则液面上升的高度为﹣h，根据体积关系计算h； 根据压力的平均值等于增大的浮力的一半结合W＝Fs计算功。 【解答】解：物块的密度是水的一半，根据漂浮的条件知，物体一半深度浸入； 按下水面时，假设物体下降的高度为h，则液面上升的高度为﹣h； 物体下降的体积等于液面升高的体积，则Sh＝（﹣h）×（2S﹣S）； 解得h＝； 增大的最大浮力为F浮＝ρ液gV排＝ρSg； 做功W＝F＝F浮×＝。 故选：D。 【点评】本题考查浮沉条件与功的计算，属于中档题。 8．（2024秋•杭州月考）如图甲所示，重为8N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动，铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示，若铁块受到的摩擦力为2N。下列说法中正确的是（　　） A．磁性平板对铁块的吸引力等于8N B．0～2s内拉力F等于10N C．2～6s内拉力F等于8N D．2～6s内拉力F做功120J 【考点】功的计算；二力平衡条件的应用． 【答案】D 【分析】（1）静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态； （2）处于平衡状态的物体受平衡力作用，即大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上。 （4）根据W＝Fs拉计算出力F做功大小。 【解答】解：A．铁块的重为8N，该题中没有磁性平板对铁块的吸引力的任何提示，故A错误； B．在0～2s内处于加速运动状态，即此时的拉力F大于重力和摩擦力，所以无法确定，故B错误； C．由乙图可见，在2～6s铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F，根据平衡力的特点，f+G＝F，所以F＝G+f＝8N+2N＝10N，故C错误； D．2～6s内F＝10N，拉力F做功大小：W＝Fs＝10N×3m/s×4s＝120J，故D正确。 故选：D。 【点评】本题主要考查学生对二力平衡条件的掌握和应用。首先，我们可以判断物体是否受力平衡；其次，根据所求力的方向、以及平衡力的大小和方向准确求出力的大小和方向。 9．（2024秋•拱墅区校级月考）如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40厘米，质量为2千克，它的右端与桌面相齐，与桌面间的摩擦力为4牛。若在木板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功（　　） A．L.6焦 B．0.8焦 C．0.6焦 D．0.4焦 【考点】功的计算． 【答案】B 【分析】在推动的过程中，压力和接触面的粗糙程度不变、摩擦力不变、推力不变； 均匀木板的重心在中心，当木板的重心到达桌子边时，木板就会在重力的作用下自己落下，所以只需将木板向右推动L即可； 利用W＝Fs计算水平推力至少要做的功。 【解答】解： 因为匀速推动，在推动的过程中，压力和接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，推力不变； 推力：F＝f＝4N， 因当重心到达桌子的边缘时，木板将翻转，所以推力作用的距离： s＝L＝×40cm＝20cm＝0.2m， 推力做功：W＝Fs＝4N×0.2m＝0.8J。 故选：B。 【点评】本题正确求出推力大小和木块移动的距离是解题的关键，本题有一个易错点：把木块的长度当成木块移动的距离。这一点要注意。 10．（2024秋•拱墅区校级月考）如图所示，八年级的小明同学课间时间在单杠上做“引体向上”锻炼身体，根据图片信息可知，小明一次“引体向上”做的功约为（　　） A．30J B．300J C．3000J D．30000J 【考点】功的计算． 【答案】B 【分析】根据W＝Fs＝Gh可知，要想估测出功的大小，需要估测出小明的重力和上升的高度。 【解答】解：小明的体重在G＝600N左右，引体向上的高度在h＝50cm＝0.5m左右，做一次引体向上克服自身的重力做的功约为W＝Gh＝600N×0.5m＝300J，故B正确。 故选：B。 【点评】本题考查了功的计算公式的应用，属于基础知识，要掌握。 二．填空题（共4小题） 11．（2024秋•上城区校级月考）小华和妈妈去超市，他们将17kg物品放在小推车中沿水平地面推行，小推车在某段时间速度v随时间t变化的关系图像如图所示。已知小推车重力为130N，小推车在水平地面上受到的阻力是总重的0.15倍。则0﹣10s内，水平推力 　大于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）阻力，阻力的大小为 　45　N，10﹣20s内，水平推力的功率为 　36　W。 【考点】功率的计算． 【答案】大于；45；36W。 【分析】（1）由v﹣t图象可知在0～10s内，小推车加速运动，受力不平衡，据此分析解答； （2）根据f＝0.15G可求小推车受到的阻力； （3）由v﹣t图象可知在10～20s内，小推车做匀速直线运动，处于平衡状态，推力等于阻力，根据s＝vt求出路程，再根据W＝Fs求功；根据P＝求出10～20s内水平推力的功率。 【解答】解：（1）由v﹣t图象可知，在0～10s内小推车做加速运动，处于非平衡状态，水平推力大于阻力； （2）阻力的大小：f＝0.15G总＝0.15×（m物品g+G车）＝0.15×（17kg×10N/kg+130N）＝45N； （3）由v﹣t图象可知，在10～20s内小推车做匀速直线运动，处于平衡状态，则水平推力F＝f＝45N， 10～20s内小推车运动的距离：s＝vt＝0.8m/s×10s＝8m， 10～20s内水平推力做的功：W＝Fs＝45N×8m＝360J； 10～20s内水平推力的功率：P＝＝＝36W。 故答案为：大于；45；36W。 【点评】本题主要考查v﹣t图象，非平衡力与平衡力，以及功和功率的计算，是一道综合题。 12．（2024秋•拱墅区校级月考）如图是小明在做俯卧撑和引体向上时的锻炼场景： （1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为F2，则F1　＜　F2。 （2）如图乙，小明的质量为60kg，做一次引体向上需克服重力做功 　420　J，如果小明1min完成10个引体向上，则他的功率是 　70　W。（g取10N/kg） 【考点】功率的计算；功的计算． 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，此时地面对双手的支持力和双脚的支持力的和等于小明自身的重力大小；图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力F2等于小明自身的重力，据此分析比较F1、F2的大小关系； （2）根据G＝mg求出小明的重力，根据图乙可知做引体向上时小明上升的高度，根据W＝Gh求出做一次引体向上需克服重力做功，根据1min完成10个引体向上，先求出完成10个引体向上做的总功，再根据P＝求出他的功率。 【解答】解：（1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，此时地面对双手的支持力与双脚的支持力的总和等于小明自身的重力大小，因此F1＜G； 图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力F2等于小明自身的重力，即F2＝G，因此F1＜F2； （2）小明的重力：G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N， 由图乙可知，小明做引体向上时，上升的高度h＝0.7m，因此做一次引体向上需克服重力做功：W＝Gh＝600N×0.7m＝420J； 小明1min完成10个引体向上，克服重力做的总功：W总＝10W＝10×420J＝4200J， 则他的功率：P＝＝＝70W。 故答案为：（1）＜；（2）420；70。 【点评】本题考查力的平衡条件、重力公式、功和功率公式的灵活运用，难度不大。 13．（2024•余姚市模拟）2023年5月24日，以“机器智联、赋能万物”为主题的第八届中国机器人峰会暨智能经济人才峰会在宁波余姚开幕。大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人。如图所示，参观者戴上该设备，轻松地将40kg的物体匀速举高1m，用时0.5s，此过程中对物体做功的功率为 　800　W。 【考点】功率的计算． 【答案】800。 【分析】知道物体的质量和举高的高度，利用W＝Gh＝mgh算出对物体做的功；由P＝算出功率。 【解答】解：对物体做的功为： W＝Gh＝mgh＝40kg×10N/kg×1m＝400J， 功率为： P＝＝＝800W。 故答案为：800。 【点评】本题考查了学生对重力公式、功的公式、功率的公式的掌握和运用，要灵活选用公式，计算时注意单位统一。 14．（2024•西湖区二模）我国生产的电动大巴在英国的市场占有率已超过80%，从侧面可以看出来中国制造在国际中获得了广泛认可，如图所示为某品牌电动大巴及其部分参数。 整车性能参数 最高车速 69km/h 工况续驶里程 ≥250km 30km/h制动距离（满载） ＜10m 电机类型 永磁同步电机 电机最大功率 180kW 电机额定功率 150kW （1）电动大巴的轮胎较宽并且上面有花纹，这是为了 　减小压强和增大摩擦　。 （2）若电动大巴在额定功率下以50km/h的速度匀速行驶了5km，则电机做的功为 　5.4×107　J。 【考点】功率的计算；增大或减小摩擦力的方法． 【答案】（1）减小压强和增大摩擦；（2）5.4×107。 【分析】（1）增大摩擦的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度； 减小压强的方法：在受力面积一定时，减小压力；在压力一定时，增大受力面积； （2）根据t＝得到运动的时间，根据W＝Pt得到电机做的功。 【解答】解：（1）电动大巴的轮胎较宽，在压力一定时，增大受力面积减小压强；上面有花纹，这是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力； （2）运动的时间：t＝＝＝0.1h＝360s， 电机做的功：W＝Pt＝150×1000W×360s＝5.4×107J。 故答案为：（1）减小压强和增大摩擦；（2）5.4×107。 【点评】本题考查增大摩擦的方法、减小压强的方法和功的计算，属于综合题。 三．计算题（共1小题） 15．（2024秋•拱墅区校级月考）在学校开展的“制作太阳能动力小车”的项目活动中，小红制作了如图所示的小车。测定的该小车的参数如下：小车的质量为100g；小车以1m/s的最快速度行驶时，受到的阻力为其重力的0.1倍。当小车以最快速度沿直线匀速行驶时，求： （1）小车行驶30s牵引力做的功。 （2）牵引力做功的功率。 【考点】功率的计算；功的计算． 【答案】（1）小车行驶30s牵引力做的功为3J； （2）牵引力做功的功率为0.1W。 【分析】（1）利用G＝mg求得小车的重力，小车以最快速度沿直线匀速行驶时，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等； 由可得小车行驶的距离，利用W＝Fs求得牵引力做的功； （2）利用P＝求得牵引力做功的功率。 【解答】解：（1）小车的质量 m＝100g＝0.1kg， 小车的重力 G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N， 小车以最快速度沿直线匀速行驶时，处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，所以，小车受到的牵引力 ； 小车行驶的距离 s＝vt＝1m/s×30s＝30m， 牵引力做的功 W＝Fs＝0.1N×30m＝3J； （2）牵引力做功的功率 。 答：（1）小车行驶30s牵引力做的功为3J； （2）牵引力做功的功率为0.1W。 【点评】此题考查了二力平衡、功及功的计算公式的应用，难度适中。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$