2025-2026学年浙教版科学九年级上册第3章 能量的转化与守恒单元培优卷

2025-2026浙教版科学九年级上册第3章 能量的转化与守恒单元培优卷 一、选择题 1．小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是(　　) A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热 B．正常工作时， “36V54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮 C．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高 D．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热 2．某班一些同学关于教材中的四幅图像提出以下观点，其中合理的是（） A．甲图，聚变反应中原子的种类发生了变化，所以是化学变化 B．乙图，活塞快速向下对筒内空气做功，空气内能增加温度升高，内能转化为机械能 C．丙图，研究电热与电阻关系，在相同时间和电流时，比较放有不同电阻的两烧瓶中液柱变化 D．丁图，做功冲程中高温高压的燃气对活塞做功，机械能转化为内能 3．有两个电路元件A 和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，电路图如图乙所示。闭合开关 S，这时电流表的示数为 0.4安，则电源电压和元件B 的电功率分别是(　　) A．2.0伏、0.8瓦 B．2.5伏、1.0瓦 C．4.5伏、1.0瓦 D．4.5伏、1.8瓦 4．如图所示，小明先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A． B． C． D． 5．利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。下面有关核电站的说法正确的是 A．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变 B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的 C．核电站反应堆产生的废料对环境没有污染 D．核能发电发生的能量转化：核能→机械能→内能→电能 6．小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50 g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，酒精的热值为3×10⁷J/kg，水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)。下列说法正确的是（　　） A．2 min内油吸收的热量为3×10*J B．他使用的酒精灯的加热效率为21% C．油的末温比水的高，所以吸热能力更强 D．油的吸热能力与其吸收的热量多少有关 7．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（　　） A．闭合开关前，滑片P应滑到B端 B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了 C．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率 D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮 8．在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的箱子匀速向上提起相同的高度，甲用时为10秒，乙用时为30秒。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（　　） A．使用甲方式不能省力，但能省功 B．乙方式人对绳子的拉力为220N C．甲方式对箱子做功比乙方式快 D．甲、乙两种方式的机械效率相等 9．下列关于能的表述正确的是（　　） A．人在运动时需要消耗能，在睡觉休息时不需要消耗能 B．米饭、汽油、木材、天然气、煤炭中储存着化学能 C．天体的运行不属于机械运动，不具有机械能 D．水库中的水不具有能量，而只有当它从水库中流下时才具有能量 10．某同学通过斜面实验认识能量、运动和力的关系（如图，A、B两点等高）。忽略摩擦及空气阻力，小滑块由静止滑下，下列说法错误的是（　　） A．小滑块下滑过程中机械能守恒 B．小滑块上升过程中内能不断增加 C．小滑块从A点静止滑下，能到达B点 D．小滑块起始位置越高，到达斜面底端速度越大 11．“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直，C点是游戏者所能达到的最低点，当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（　　） A．游戏者的动能一直在增加 B．游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最大值 C．游戏者到达C点时，重力势能全部转化为动能 D．游戏者从C点向B点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能 12．在如图所示的一些杠杆中，O为支点，关于作用力F的力臂L，下列图示正确的是（　　）。 A． B． C． D． 13．用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手分别握在扳手上A、B、C三个位置拧动螺丝，最省力的位置是 A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．一样省力 14．小明发现教室里花架上的花盆十分容易倒，花架和花盆如图甲所示，则小明下列调整行为无效的是(　　) A．A B．B C．C D．D 15．某同学用大小恒定的推力 F=300牛（方向如图所示），10秒钟内将重为500牛的物体从斜面底端匀速推到了顶端，已知斜面高为5米，长为10米。下列说法正确的是（　　） A．使用斜面可以省力也可以省功 B．物体沿斜面运动的速度为0.5米/秒 C．物体受到的摩擦力为300牛 D．推物体时，推力的功率为300瓦 二、填空题 16． 如图甲为一轻质弹簧自然伸长时的状态，图乙为弹簧上放一个10N的钢球静止时的状态，已知AB=8cm，BC=4cm，且弹簧的缩短量与受到的压力成正比。当钢球从高处自由落下到最低点C位置时，弹簧对钢球向上的力是　 　N；钢球从C位置向上运动到A位置的过程中，弹簧的弹性势能转化为　 　能。 17．用如图甲所示的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是　 　（填“A”或“B”），动滑轮重为　 　N。 18．如图为油厂的油桶，空桶质量为65kg，油桶高为1.2m，底部直径为0.5m，据此回答。 （1）某次装卸中，小明需要将直立的空油桶（如图甲）沿D点推翻。在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功　 　焦， （2）若小明将直立的空油桶（如图甲）沿D点推翻，所需的最小力；将翻倒的空油桶（如图乙）重新竖起所用的最小力为，那么，　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 19．如图所示，我国自主设计、建造的全超导托卡马克核反应实验装置——东方超环（EAST），在1亿度超高温度下运行10秒时间。 （1）东方超环被称为人造太阳，其能量产生原理与太阳类似，通过原子核　 　（选填“聚变”或“裂变”）释放出巨大的能量。 （2）核反应实验装置中，用通电线圈产生的磁场，将超高温等离子体约束在磁场中，而要产生强磁场，线圈中需要很大的电流，但是线圈自身有一定的电阻，线圈中有大电流通过，会产生很高的热量，原因是电流具有　 　（选填“热效应”或“磁效应”）。 （3）人造太阳的加热功率为，利用人造太阳发电的效率为60%，则工作10秒时间，发电量则　 　。 20．如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由可伸长的橡皮筋系住，乙球由不可伸长的细绳系住，都从同一水平高度处由静止开始释放。当两球各自第一次到达悬点正下方A点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小。 （1）从释放到各自第一次到达A点过程中，两小球重力所做功W甲　 　W乙；（选填“>”、“<”或“=”） （2）两球各自第一次到达A点时的速度v甲　 　v乙。（选填“>”、“<”或“=”） 21．如图所示，在两个等长、等高但材质不同的甲、乙斜面上，用平行于斜面的拉力F，分别将质量为m和2m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端。此过程中，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为、，斜面的机械效率分别为、，物体在斜面上受到的摩擦力分别为，，则　 　；　 　；　 　（以上三空均选填“<”“=”或“>”）。 22．如图甲，是一款家用电水壶内部电路的简图，R1、R2均为加热电阻，通过转动旋钮开关可实现加热和保温两种功能。 （1）将电水壶的开关S闭合后，旋钮开关在如图甲所示位置，此时电水壶处于　 　(填“加热”或“保温”)状态； （2）小科用电水壶给质量为1千克的水加热，2分钟后水温升高了30℃，在此过程中水至少吸收的热量为　 　焦。若此过程家庭电路中只有电水壶在工作，观察到电能表(如图乙)的转盘转过30转，则电水壶实际功率为　 　瓦。 三、实验与探究题 23．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ 【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟质量有关； 【进行实验】他们做了如图甲、乙、丙所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离； （1）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　 　； （2）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车　 　（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性更大的原因； （3）【评估交流】如果换用图丁所示装置进行实验，选择合适的器材可以研究小球的动能大小与　 　（选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系； （4）他们由此还联想到牛顿第一定律的实验，让同一小车沿同一斜面的同一高度由静止开始向下滑下，在粗糙程度不同的水平表面运动直至停止；在水平运动的整个过程中，小车在玻璃、毛巾表面克服摩擦力做功的功率分别为P1、P2，则P1　 　P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 24．小科在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具，刻度是均匀的，于是利用杆秤的原理寻找可用材料自制密度测量装置。 可用器材：木棒、细线、刻度尺、大小不同的金属块、水、烧杯。按照下列步骤制作了此密度计秤。 ①用绳子绑在木棒上，使悬挂时杆秤处于水平平衡，悬挂点即为秤纽位置。 ②将金属块固定挂在杆秤左侧，提起秤纽，重物不放入烧杯中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时，将秤砣的悬挂点A(未标出)标标记为“0”刻度。 ③烧杯中装足量的水，将金属块浸没在水中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时(如图乙)，将秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度。 (单位：g/cm) ④刻度标记： 待填 。 （1）若悬挂时，木棒静止在图甲位置，则应将秤纽向　 　移。 （2）有图丙三种金属块可供选择，从测量范围角度考虑，最合适的是　 　。 （3）步骤④要标出AB间其它刻度(精确到0.1g/cm3)，请简要写出他的操作　 　。 （4）某次测量时，发现测量的液体密度比实际密度小，可能的原因是（　　）. A．测量过程中有水溢出 B．重物未完全浸没在待测液体中 C．秤砣的金属块生锈 D．测量时杆秤右端下沉但仍保持静止 25． 小金学习了“物体的内能”后，根据书本图甲两个实验，在家利用压力式喷水壶、塑料软管、数显温度计、针筒和硬纸盒自制了如图乙所示的实验装置，并利用该装置进行实验，实验步骤如下： ①实验开始前观察记录喷水壶内的温度为22.0℃。 ②在喷水壶内加入少量的水，关闭出气阀，多次按压喷水壶的打气手柄后，观察并记录壶内温度。 ③打开喷水壶的出气阀，可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动。 ④最终活塞冲出针筒口，同时在针筒口处观察到白雾。 （1）若不考虑能量损耗，步骤②中记录的温度值应　 　(选填“大于”“小于”或“等于”) 22.0℃。 （2）步骤③中的能量转化与下图内燃机的　 　(填字母)冲程相同。 （3）步骤④针筒口出现白雾的原因是　 　。 （4）请同学分析小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点：　 　(写出两点)。 26．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小雨用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 实验序号 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 1 0.2 0.7 0.4 71.4% 2 2 0.2 1.3 0.4 76.9% 3 3 0.2 1.9 0.4 一 （1）小雨是用图中的　 　(选填“甲”或“乙”)滑轮组完成实验的； （2）实验中要用到的测量工具有　 　； （3）在第3次实验中，滑轮组的机械效率是　 　； （4）分析数据可知：使用同一滑轮组，滑轮组的机械效率与物重的关系可能是　 　(选填字母)。 27．宾宾同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。 （1）闭合开关，发现两电表指针处于图2所示位置，此时电路中存在的故障可能是：　 　； （2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U-I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。 （3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。 ①只闭合开关时，电流表的示数为。 ②再闭合开关后，电流表的示数为。 ③请写出未知电阻的阻值表达式：　 　（用、和表示）。 （4）在图1中滑动变阻器滑片移动过程中，电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图5所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是　 　。 四、综合题 28．图甲是一款电热服，衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路，R1、R2为电热纤维，R1阻值为5欧，利用配套的锂电池供电，输出电压为5伏，可在低温、中温、高温三挡间切换，高温挡功率为15瓦。 （1）电热服是利用电流的　 　效应工作的； （2）电热纤维应具有能导电、抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质，下列材料最适合做电热纤维的是___________；（选填字母） A．石墨纤维 B．棉纤维 C．细铁丝 （3）求电热服在高温挡工作时R2的阻值（忽略温度对电阻的影响）。 29．如图甲是某品牌贮水式电热水器内部结构示意图，内胆水箱容积为50L。当电加热管绝缘层老化破损时，洗澡的水流就会像导线般将220V的电压加在内胆、防电墙、人体与大地之间，形成通路，如图乙所示，内胆、大地电阻忽略不计。防电墙内部结构示意图如图丙所示，流经其中的水必须沿着内部隔片螺旋流动，内部细长的水流就相当于一个大电阻，限制通过人体的电流，保障洗浴者的用电安全。 （1）关于“防电墙”，下列说法中错误的是___________。 A．为了能限制通过人体的电流大小，防电墙应该与人体串联 B．制作防电墙内部“隔片”的材料是绝缘体 C．防电墙工作时，属于用电器，将电能转化为机械能 D．防电墙可以通过增加导体的长度，从而增加电阻 （2）若环境温度为20℃，设置的内胆水温为60℃，当内胆中装满水时，水被加热到设定的温度时至少需要吸收多少热量？[c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3] （3）为了进一步探究防电墙的作用，小宁将该品牌电热水器内的水装入不同长度、不同横截面积的水管中做成“防电墙”，测得电阻大小如表所示： 长度L/cm 10 20 30 10 20 30 10 20 30 横截面积S/cm2 1 1 1 2 2 2 3 3 3 防电墙电阻R/×103Ω 12 24 36 6 12 18 4 8 12 根据实验数据，小宁总结得出了“防电墙”电阻R与长度L、横截面积S之间的关系，并测出该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的横截面积为0.6cm2，若洗澡时人体电阻为2000Ω，为了保证通过人体的电流不大于5mA，则该品牌电热水器防电墙中螺旋水柱的总长度不应小于　 　cm。 30．胡柚大丰收，小乐帮爷爷把一箱质量为80kg的胡柚搬到2m高的车上，为了省力，他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上400N的力，历时1min将重物匀速地推到车上，求此过程中： （1）斜面对重物做的有用功； （2）简易斜面装置的机械效率； （3）斜面与箱子间的摩擦力。 31．如图甲是一种新型吊运设备的简化模型示意图，虚线框里是滑轮组(未画出)，滑轮组绳子的自由端由额定电压为220V 的电动机拉动，定滑轮的轴固定在B点。在一次作业中，吊运设备匀速竖直提升物体时，绳子自由端的拉力为312.5N，此时滑轮组的机械效率为80%，被提升的物体上升的速度为0.24m/s，电动机做的功跟时间的变化关系如乙图所示。不考滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦。 （1）求此次作业中被提升物体的重力； （2）此次作业中，电动机的输入电流为1.5A，求电动机工作时每秒钟产生的热量； （3）第二次作业中，利用该设备以相同的速度匀速提升重为200ON的物体，求作用在绳子自由端的拉力。 32．质量为60kg的建筑工人用如图所示的装置，将质量为80kg的建材从地面匀速提升到3m高的平台。动滑轮总重40N，工人与地面的接触面积为400cm2，匀速拉绳时对绳的拉力为400N，耗时20s完成提升。求： （1）工人提升建材所做的有用功。 （2）工人拉绳的功率。 （3）提升过程中，工人对地面的压强。 （4）若工人用此滑轮组提升更重的建材时，机械效率将　 　。 答案解析部分 1．【答案】D 2．【答案】C 3．【答案】C 4．【答案】C 5．【答案】B 6．【答案】B 7．【答案】B 8．【答案】C 9．【答案】B 10．【答案】B 11．【答案】B 12．【答案】A 13．【答案】C 14．【答案】B 15．【答案】D 16．【答案】15；动能和重力势 17．【答案】A；40 18．【答案】32.5；小于 19．【答案】（1）聚变 （2）热效应 （3）2×106 20．【答案】（1）= （2）< 21．【答案】=；<；> 22．【答案】（1）保温 （2）1.26×105；1500 23．【答案】（1）速度一定时，物体的质量越大，动能越大 （2）超速 （3）速度 （4）小于 24．【答案】（1）左 （2）③ （3）用刻度尺将AB间平均分成十等分，依次标出0.1、0.2、……0.9的刻度 （4）B；D 25．【答案】（1）大于 （2）D （3）高温水蒸气遇冷液化形成小水滴 （4）实验现象更直观；两实验糅合一个实验省时。 26．【答案】（1）乙 （2）弹簧测力计和刻度尺 （3）78.9% （4）A 27．【答案】（1）灯泡断路 （2）0.75 （3） （4）先增大，后减小为0 28．【答案】（1）热 （2）A （3）2.5欧 29．【答案】（1）C （2）解：根据题意可知，内胆装满水时，水的质量为m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg； 则水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J。 （3）21 30．【答案】（1）重物的重力 G=mg=80kg×10N/kg=800N 此过程中斜面对重物做的有用功 W有=Gh=800N×2m=1600J （2）拉力做的总功 W总=Fs=400N×5m=2000J 斜面的机械效率 （3）额外功 W额=W总-W有=2000J-1600J=400J 根据W额=fs得，物体受到的摩擦力 31．【答案】（1）解：由图像知，t=5s时电动机做的功：W电动机=1500J， 因此时滑轮组的机械效率为80%，根据可知， 故做的有用功：W有用=W总×η=1500J×80%=1200J； 则物体5s上升的高度：h=vt=0.24m/s×5s=1.2m； 被提升提升物体的重力：。 （2）解：电动机的输入电流为1.5A，电动机工作5s消耗的电能：W=UIt=220V×1.5A×5s=1650J， 电动机工作5s产生的热量：Q=W-W电动机=1650J-1500J=150J， 电动机工作时每秒钟产生的热量为。 （3）解：在第一次作业中，绳子自由端的拉力为312.5N， 则绳子自由端在5s内移动的距离：； 吊动滑轮的绳子股数：， W额外=W电动机-W有用=1500J-1200J=300J； 则动滑轮的重力：； 不考滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦， 第二次作业中，拉力：。 32．【答案】（1） （2）， （3） （4）增大 1 学科网（北京）股份有限公司 $