第3章能量的转化与守恒实验探究专项集训卷-2025-2026学年科学九年级上册浙教版

第3章能量的转化与守恒实验探究专项集训卷-2025-2026学年科学九年级上册浙教版 1．物理兴趣小组的同学，利用如图所示的装置，来“探究杠杆的平衡条件”。 (1)若实验前杠杆如图甲所示，杠杆是否处在平衡状态 （填是或否），可将杠杆两端的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； (2)当杠杆平衡后，将B、D两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1个格，那么杠杆 （填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡； (3)实验中若不在D点挂钩码，而在杠杆的A点或C点使用弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡，为使弹簧测力计的示数最小，应使弹簧测力计挂在 点，且拉力的方向是 。 2．在测定小灯泡额定功率实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为左右。 实验中电流表突然损坏，实验小组找到一个阻值为的定值电阻和一个单刀双掷开关并设计了电路图，重新测定。 步骤一：与接线柱1接通，闭合，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3.8V。 步骤二：与接线柱2接通，使滑动变阻器阻值 （选填“变大”、“不变”或“变小”），读取电压表示数U。 步骤三：断开、，整理器材。 灯泡额定功率的表达式P= 。（表达式中不需带单位） 3．某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表： 实验 次数 动滑轮重G动/N 钩码重 G物/N 钩码上升 高度h/m 动力F/N 动力作用点移动距离s/m 滑轮组的机械效率η 1 0.53 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 3 4 0.1 2 0.3 (1)请在表格题图画出本实验的绕绳方法 ；并在表格最后一栏写出正确的机械效率 。 (2)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功变 ，滑轮组的机械效率变 。 (3)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是 _________。（填字母） A．减小摩擦 B．多次测量取平均值减小误差 C．获得多组数据归纳出物理规律 (4)由本实验 （填“能”或“不能”）推断：任何机械的机械效率跟物重均有关。 4．小科用图甲所示电路来测定小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。 (1)在测定小灯泡额定功率时，小科闭合开关后发现电压表示数为2V，则接下来应将滑动变阻器滑片向 （填“左”或“右”）移动。 (2)小科进行了六次实验，记录实验数据并在图像中描点连线，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像，如图乙所示。根据记录的数据和图像可知： ①小灯泡的额定功率为 W； ②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 （填字母）。 A．5Ω；2A　　B．10Ω；2A C．20Ω；1A　　D．30Ω；1A 5．科学兴趣小组用如图甲所示装置进行“探究影响电流热效应的因素”的实验。两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油，瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5欧和10欧，A、B是相同的玻璃管，管内初始液面位置相同。闭合开关，每隔1分钟记录液面上升的高度，多次实验处理结果如图乙。 (1)除电流表外，本实验中还需要用到的测量工具有 ； (2)实验中通过 来反映电阻丝产生热量的多少； (3)分析图乙，可得出的结论是 。 6．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 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； 【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： ； 【实践应用】观察三图的实验现象可以发现，这能解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性更大的原因。 7．能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。 材料一：17-18世纪，科学家对“功”有不同看法： 笛卡尔：用物体的重量和速度相乘来衡量。 莱布尼兹：用物体的重量和速度平方相乘来衡量。 达朗贝尔：用活力（即物体受力的作用而通过一段距离）来衡量。 他们都在探索如何正确描述和衡量“功”。 材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。 (1)材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合？________ A．笛卡尔 B．莱布尼兹 C．达朗贝尔 (2)如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过 （选填“做功”、“热传递”）使水的内能增大； (3)结合材料分析，以下观点正确的是________。 A．面对前人的观点要敢质疑 B．时间久远的理论是没有科学价值的 C．测量工具的发展有助于科学理论研究 D．对科学的认识是不断修正完善的过程 8．为探究不同物质的吸热能力，小科用两个完全相同的酒精灯，分别给质量和初温都相同的a、b两种液体同时加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图乙所示（不考虑热量的散失）： (1)实验中，如果要使a、b两种液体最后的温度相同，a液体的加热时间 （选填“大于”、“小于”或“等于”）b液体的加热时间； (2)实验表明， （选填“a”或“b”）吸热的能力更强； (3)小科想用如图丙所示装置测酒精的热值，加热前酒精灯的质量为，加热一段时间后变为；烧杯中液体的质量为M，初温为，末温为，烧杯中液体的比热容用c表示。请你帮助小科用以上符号写出酒精热值的表达式： 。 9．为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验（如下图甲所示），让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。 (1)该实验“物体的动能”是指物体 （选填“A”或“B”）的动能； (2)若要研究物体动能与物体质量的关系。实验中保证物体到达水平面时的速度相同的具体操作是 ； (3)该实验是通过观察木块被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是________； A．认识电压和电流时，我们可以用水压和水流来类比 B．磁场看不见、摸不着，我们可以用磁感线来描述磁场 C．学习焦耳定律实验时将电阻丝放热的多少的比较转化成了煤油上升高度的比较 D．保持电压不变，探究电功率与电流的关系 (4)课堂上老师又提出如图乙所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的小木块，此时速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的小木块，你认为这样做 验证动能与质量的关系。（选填“能”或“不能”） 10．杆秤在古籍中被称为“权衡器”，是我国从古代沿用至今的称量工具。小明利用如图所示装置进行“探究杠杆的平衡条件”实验，并制作了一把杆秤。完成下列问题： (1)实验前将如图的杠杆调为水平平衡的目的是 。 (2)在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，杠杆重新在水平位置平衡，如图。多次实验收集数据如下表所示，分析数据可总结出杠杆的平衡条件是 （以符号表示）。 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.0 10 0.5 20 2 1.5 10 1.0 15 3 2.0 15 1.5 20 (3)小明根据杠杆知识制作了如右图所示的杆秤。使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提起B或C处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。已知秤砣质量为0.2千克，秤砣最远可移至E点（秤杆和秤钩的质量忽略不计），秤杆上各点长度如图所示。请回答： ①若提起B处的秤纽，则该杆秤的最大量程是 千克。 ②使用不同的秤纽，杆秤的测量范围和精确度是不同的，选择秤纽 （选填“B”或“C”），杆秤的称量更精确。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第3章能量的转化与守恒实验探究专项集训卷-2025-2026学年科学九年级上册浙教版》参考答案 1．(1) 是 右 (2)不能 (3) A 竖直向上（或垂直杠杆向上） 【详解】（1）[1]杠杆平衡状态是静止或匀速转动，所以，实验前，杠杆静止时如图甲，此时杠杆处于平衡状态。 [2]调节平衡时将螺母向上翘的一端移动，若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节。 （2）设一个钩码的重力为G，设杠杆一个小格代表L，根据杠杆平衡条件知道 解得 n=4 当杠杆平衡后，将B、D两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1个格，则杠杆左端 杠杆右端 则F1L1≠F2L2，即杠杆不能在水平位置保持平衡。 （3）[1][2]根据杠杆平衡条件知道，在阻力和阻力臂一定时，要使动力最小，动力臂要最大；由图知道，在杠杆的A点或C点中A点的力臂最长，则施加的力最小，拉力方向竖直向上。 2． 不变 【详解】[1][2]实验步骤： 步骤一：S2与接线柱1接通，闭合S1，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3.8V。 步骤二：保持滑动变阻器阻值不变，将S2改与接线柱2接通，读取电压表读数UR。 步骤三：断开S1、S2，整理器材。 根据滑动变阻器的电阻不变知道 解得 小灯泡的额定功率为 3．(1) 66.7% (2) 大 大 (3)C (4)不能 【详解】（1）[1]根据绳子自由端移动的距离与物体上升高度的关系，结合表中数据，则绳子的有效段数 根据“奇动偶定”的原则，则绳子应先系在动滑轮上面的挂钩上，然后依次绕线，如图 [2]第3次实验的机械效率为 （2）[1][2]提升的物重增加时，绳子对滑轮的压力会增大，则绳子与滑轮间的摩擦也会增大，而绳子自由端移动的距离不变，所以可知克服摩擦和绳重所做的额外功变大；由表中数据可知，提升的物重增加时，滑轮组的机械效率变大。 （3）多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，是为了进行多次测量，获得多组数据，总结实验规律，使实验结论具有普遍性，故选C。 （4）该实验只能说明滑轮组机械效率与提升物重大小的关系，不能得出其它机械的机械效率跟物重的关系。 4．(1)右 (2) 0.75 D 【详解】（1）此时小灯两端电压小于额定电压，应将其电压升高到2.5V。应将变阻器滑片向右移动，增大电路中的电流，使小灯两端电压升高到2.5V。 （2）[1]读乙图可知，小灯两端电压为2.5V时，灯丝中电流为0.3A，则其额定功率为 [2]小灯两端电压为0.5V时，变阻器接入电路的阻值为 变阻器的最大阻值应等于或者大于25Ω，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．(1)秒表、刻度尺 (2)玻璃管内液面的变化 (3)在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多 【详解】（1）因每隔1分钟记录液面上升的高度，故除电流表外，本实验中还需要用到的测量工具有秒表、刻度尺。 （2）根据转换法，实验中通过玻璃管内液面的变化来反映电阻丝产生热量的多少。 （3）分析图乙知道，两电阻串联，通过的电流和时间相同，10欧姆电阻大于5欧姆电阻，工作3分钟，B液面升高的多，根据转换法，可得出的结论是：在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多。 6． 速度 速度一定时，物体的质量越大，动能越大 超载 【详解】[1]“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关。 [2] 分析甲、乙两图可知，此时物体的速度相等，物体的质量不同，甲小球的质量大，物体被撞击得更远，说明速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 [3]观察甲、丙两图的实验现象知道，同样质量，运动到斜面底端时的速度越大，木块移动的距离越远，它的动能越大。图甲、乙中，小球下落的高度相同，则小球下滑到水平面时的速度相同，甲图中小球的质量大于乙图的，碰撞后，物体被撞击得更远，可得出的结论为：物体的动能与物体的质量有关。由此能解释汽车超载行驶时危险性更大的原因。 7．(1)C (2)做功 (3)ACD 【详解】（1）功是力和力的方向上通过的距离的乘积，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度，所以科学家达朗贝尔的观点与“功”概念相符合，故选C。 （2）通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功的方式使水的内能增大。 （3）A．面对前人的观点要敢质疑，有自己的见解，故A正确； B．时间越久远的理论科学价值越小，但时间久远的理论是有科学价值的，故B错误； C．测量工具的发展有助于科学理论研究，故C正确； D．对科学的认识是一个不断修正完善的过程，故D正确。 故选ACD。 8．(1)小于 (2)b (3) 【详解】（1）据乙图可知，当a、b两种液体升高相同的温度时，b需要加热的时间长，吸收的热量多，即a液体的加热时间小于b液体的加热时间。 （2）由于质量相同的a、b两种液体，升高相同的温度，b需要加热的时间长，吸收的热量多，则说明b液体吸热能力强。 （3）不考虑热量的散失，加热前后烧杯中液体吸收的热量与燃烧酒精放出的热量相等为 消耗酒精的质量为 则酒精热值为 9．(1)A (2)让质量不同的两个铁球从同一高度滑下 (3)C (4)不能 【详解】（1）实验中，探究的是小球A到达水平面时撞击B时的动能，即该实验中所探究物体的动能是指物体A的动能。 （2）要探究动能大小与物体质量的关系应选用甲、丙两图；实验中应保证铁球滑到水平面时的速度相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是让质量不同的两个铁球从同一高度滑下。实验中需要控制速度相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是让质量不同的两个铁球从同一高度滑下，该实验可以得到的实验结论是物体的速度相同，它的质量越大，动能越大。 （3）该实验是通过铁球与纸盒共同移动的距离来表示小球具有的能量大小，用到了转换法。 A．认识电压时，我们可以用水压来类比，用到了类比法，故A不符合题意； B．磁场看不见、摸不着，我们可以用磁感线来描述磁场，采用了模型法，故B不符合题意 C．热量的多少不能直接观察，通过观察玻璃管中煤油上升高度来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，利用了转换法，故C符合题意； D．保持电压不变，探究电功率与电流的关系，用到的是控制变量法，故D不符合题意。 故选C。 （4）用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，两次实验弹簧具有的弹性势能不同；若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的。 10．(1)便于测量力臂 (2)F1×l1=F2×l2 (3) 5 C 【详解】（1）杠杆上的动力和阻力的方向均竖直向下，当杠杆在水平位置时，动力和阻力的力臂在杠杆上，这样方便测量力臂。 （2）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用符号表示为 F1×l1=F2×l2 （3）[1]当提着B处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着物体时，该杆秤称量的质量最大，秤杆可以在水平位置平衡，则可列式 GA•AB=G秤砣•BE 由G=mg可得 mAg•AB=m秤砣g•BE 则 [2]根据杠杆的平衡条件F1×l1=F2×l2可知：当提着C处秤纽和B处秤纽来比，其动力臂短、阻力臂长，则秤砣和力臂的乘积小，所以能称量的量程小，则杆秤的称量更精确。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $