第2章 能的转化与能量守恒 习题课件-2026-2027学年浙教版九年级科学上册

该初中科学单元复习课件系统梳理了能量的概念、转化及计算，涵盖电功率、内能、机械能、核能等核心内容，通过知识框架将各知识点逻辑串联，如电路分析与电功率计算结合，内能改变与做功、热传递关联，构建完整的能量知识体系。 其亮点在于融入科学思维与探究实践，如通过“智能跳绳功率计算”情境题培养模型建构能力，设计“比较燃料热值”实验题提升探究实践能力，题目分层设计从基础选择到综合计算，帮助学生巩固知识，教师可精准把握学情，提高复习针对性。

第2章 综合测试卷 时间：90分钟 满分：100分 一、选择题(每题2分,共30分) 1. (2026台州温岭期末)下列用电器电功率约为2 000 W的是  ( ) A. 空调　    B. 电子表　    C. 日光灯　    D. 收音机     A     解析　空调的额定功率一般在1 000~3 000 W,故A符合题意; 电子表的电功率一般在0.01 mW左右,日光灯的电功率一般在 20~40 W,收音机的电功率一般在0.3 W左右。 2. (2026杭州拱墅期中)冬季,户外高压电线上雨水结冰,存在 较高的安全隐患,为避免由于高压电线被冰覆盖,重力增加,造 成危险,下列方案切实可行的是 ( ) A. 给高压电线断电 B. 用无人机在高压电线上撒盐 C. 用无人机在高压电线上浇热水 D. 增大高压电线通过的电流来增加产热     D     解析　给高压电线断电会导致大面积停电,影响居民生活、 工业生产等,会带来极大的不便和经济损失,一般情况下不能 轻易采用,故A错误;无人机在高压电线上撒盐操作难度大,且 盐作为电解质,可能会影响高压电线的绝缘性能,带来其他安 全隐患,故B错误;用无人机在高压电线上浇热水,同样存在操 作难度大的问题,而且热水接触高压电线后迅速冷却,融冰效 果有限,同时也可能会因冷热交替等原因对高压电线造成损 害,故C错误;根据电流的热效应,增大高压电线通过的电流可 增加产热,从而使冰融化,这是一种常见的融冰方法,实际中也 有通过短路等方式来实现高压电线融冰的技术应用,故D正确。 3. (2026绍兴柯桥期末)如图所示的情形中,通过做功改变内能的 是 ( ) 　　　　         B     解析    A、C、D都是通过热传递的方式改变物体的内能;钻 木取火时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,通过做功的方式 改变物体的内能,故B正确。 4. (2026杭州期中)下列单位中,是功率单位的有 ( ) ①米/秒　②瓦特　③焦耳　④牛顿·米　⑤千瓦 ⑥焦耳/秒 A. ②⑤　    B. ①③④　    C. ③④　    D. ②⑤⑥     D     解析　①米/秒是速度的单位;②瓦特是功率的单位;③焦耳是 功的单位;④由W=Fs知,牛顿·米是功的单位;⑤千瓦是功率的 常用单位;⑥由P= 知,焦耳/秒是功率的单位。 5. (2026杭州月考)某学校举行消防演练灭火,对此涉及的科学 知识分析正确的是 ( ) A. 室外温度为0 ℃时,木柴的内能为0 B. 木柴燃烧放出的热量越多,木柴的热值越大 C. 若未燃烧的木柴温度升高,内能增加 D. 灭火器在使用过程中对外做功,内能不变     C     解析　自然界一切物体在任何情况下都有内能,故A错误;热 值是燃料的一种特性,与燃烧程度、放出热量的多少无关,故 B错误;同一物体,温度升高,则其内能增加,若未燃烧的木柴温 度升高,则其内能增加,故C正确;灭火器在使用过程中对外做 功,内能减少,故D错误。 6. (2026金华期末)灯泡L和定值电阻R的电压-电流(U-I)特性 如图甲所示。灯泡L和定值电阻R按图乙方式连在6 V的电源 两端。下列说法正确的是 ( )            B     A. 此时灯泡L的实际阻值为10 Ω B. 灯泡L此时的实际功率为0.8 W C. 灯泡L的电阻随着电流的增大而均匀减小 D. 定值电阻R在电路中的实际功率为2.4 W 解析　倾斜直线代表定值电阻的U-I图线,而曲线则代表灯泡L 的U-I图线;当电流为0.4 A时,灯泡的阻值为R1=5 Ω,当电流为 0.7 A时,灯泡的阻值为R2=7 Ω,当电流为0.8 A时,灯泡的阻值 为R3=10 Ω,由上述分析可知,灯泡L的电阻随电流的增大而增 大,故C错误;由图乙可知灯泡L与电阻R串联,电流相等,且灯泡 两端电压和定值电阻两端电压之和等于6 V,再结合图甲可知 符合条件的电流I=0.4 A,此时灯泡两端电压为2 V,定值电阻 两端电压为4 V,结合对C选项的分析可知灯泡L的实际阻值 RL=5 Ω,故A错误;灯泡L的实际功率PL=IUL=0.4 A×2 V=0.8 W, 故B正确;定值电阻R的实际功率PR=IUR=0.4 A×4 V=1.6 W,故D 错误。 7. (2026金华婺城月考)跳伞运动员在空中匀速下降,下列说法 正确的是 ( ) A. 势能减少,动能增大　     B. 动能不变,机械能不变 C. 势能减少,机械能不变　    D. 势能减少,机械能减少     D     解析　跳伞运动员在空中匀速下落时,质量不变,速度不变,动 能不变,高度越来越低,重力势能越来越小。动能不变,重力势 能减小,则机械能减小。 8. (2026台州椒江期中)小明将一枚质量为50 g的鸡蛋从地面 捡起放到桌上,所做的功大约是(g取10 N/kg) ( ) A. 0.5 J　    B. 5 J　    C. 50 J　    D. 500 J     A     解析    m=50 g=0.05 kg,G=mg=0.05 kg×10 N/kg=0.5 N,h≈1 m, W=Gh≈0.5 N×1 m=0.5 J,故A正确。 9. (2026嘉兴南湖期末)物体在水平地面上做直线运动,当物体 运动的路程和时间关系图像如图甲时,受到的水平推力为F1; 当物体运动的速度和时间关系图像如图乙时,受到的水平推 力为F2。两次推力做功的功率分别为P1、P2,则下列关系正确 的是 ( )     B     A. F1=F2    P1>P2　    B. F1=F2    P1<P2 C. F1>F2    P1>P2　    D. F1<F2    P1>P2 解析　由甲可知,物体做匀速直线运动,v甲= = =2 m/s;由 乙可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v乙=4 m/s;因为两次 都做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力大小都等于 摩擦力大小,摩擦力大小没变,故受到的水平推力关系为F1=F2; 已知v甲<v乙,由P= = =Fv可得,两次推力做功的功率P1<P2。 10. (2026台州黄岩期末)秦山核电站一期工程是我国首座自 主设计、建造和运营管理的30万千瓦压水堆核电站。关于核 电站,下列说法正确的是 ( ) A. 核电站发生的能量转化过程为:核能→机械能→内能→电能 B. 核电站常建在海边,主要是因为水的比热容较大有利于冷却 C. 秦山核电站利用核聚变反应为电站提供能量 D. 过量的核辐射不会对人体和动物的组织造成损伤     B     解析　核电站发生的能量转化过程为:核能→内能→机械能 →电能,故A错误;核电站常建在海边,主要是因为水的比热容 较大,相同质量的水和其他物质相比,升高相同的温度,可以吸 收更多的热量,有利于冷却,故B正确;秦山核电站利用核裂变 反应为电站提供能量,故C错误;过量的核辐射会对人体和动 物的组织造成损伤,故D错误。 11. (2026嘉兴南湖期末)苏打(Na2CO3)常用于处理酸性废水。 在如图所示的实验中,废盐酸与苏打在试管中反应生成气体, 推动小车运动,此过程说法正确的是 ( )     D     A. 小车会向右运动 B. 此过程中机械能转化为化学能 C. 如果地面光滑小车将无法运动 D. 用锌粒替换苏打小车也会运动 解析　废盐酸与苏打反应生成二氧化碳气体,根据力的作用 是相互的,气体足够多向右喷出时,小车会向左运动,故A错误; 废盐酸与苏打在试管中反应生成气体,推动小车运动,此过程 中小车获得了机械能,是由化学能转化而来的,故B错误;如果 地面光滑,小车与地面间没有摩擦力,但气体喷出时的反冲力 仍会使小车运动,故C错误;锌粒与盐酸反应会生成氢气,气体 足够多喷出时小车也会运动,故D正确。 12. 如图所示,要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下 列所列的物理量中,不需要测量的是 ( )     B     A. 小明的质量 B. 单杠的高度 C. 每次身体上升的高度 D. 做“引体向上”的时间 解析　做“引体向上”时的功率P= = = ,因此需要测 量的物理量是小明的质量、身体上升的高度、小明做“引体 向上”的时间。 13. (2026杭州拱墅月考)如图所示的四个实例中,机械能减小 的是 ( ) 　     A. 匀速水平飞行的飞艇　          B. 加速上飞的飞机     C     　      C. 减速下降的热气球　　　       D. 等待发射的火箭 解析　匀速水平飞行的飞艇,质量不变,速度不变,所以动能不 变;高度不变,所以重力势能不变,故机械能不变,A不符合题意; 加速上飞的飞机,质量不变,速度变大,动能增大,高度升高,重 力势能增加,故机械能增大,B不符合题意;减速下降的热气球, 质量不变,速度减小,动能减小,高度降低,重力势能减小,故机 械能减小,C符合题意;等待发射的火箭,质量不变,速度为零,故 动能为零,所处的位置不变,故重力势能不变,则机械能保持不 变,D不符合题意。 14. 【核心素养·科学思维】如图甲所示,电源工作时输出的总 功率恒定不变,R1=10 Ω。在移动滑动变阻器R2的滑片P时,电 流表A的示数I与电流表A1的示数I1之间变化关系如图乙所 示。根据图中信息判断,下列说法中正确的是 ( )     D     A. 当滑片P向右移动时,电流表A的示数逐渐增大 B. 当滑片P向左移动时,电源的输出电压逐渐增大 C. 电源工作时每秒钟消耗的电能始终为5 J D. 当电流表A1的示数为0.5 A时,R2=12.5 Ω 解析　滑片P向右移动时,滑动变阻器R2连入电路的电阻变大, 则总电阻变大,电源总功率恒定不变,由P=I2R并知电路中的总 电流变小,电流表A的示数减小,故A错误;当滑片P向左移动 时,R2连入电路的电阻变小,则总电阻变小,电源总功率恒定不 变,由P= 知电源电压变小,即输出电压变小,故B错误;由图 乙知,当I1=0.3 A,I=1.5 A时,U1=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V=U电源,则 电路的总功率为P总=U电源I=3 V×1.5 A=4.5 W,即电源工作时每 秒钟消耗的电能始终为4.5 J,故C错误;由图乙知,当I1'=0.5 A, I'=0.9 A时,定值电阻R1两端的电压为U1'=I1'R1=0.5 A×10 Ω=5 V =U2=U电源',经过电阻R2的电流为I2'=I'-I1'=0.9 A-0.5 A=0.4 A,滑 动变阻器R2接入电路的电阻为R2= = =12.5 Ω,故D正确。 15. 如图所示,是“220 V    15 W”的LED灯和“220 V    15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。 当两灯均正常工作时,下列说法正确的是 ( )     D     A. 灯两端的实际电压:LED灯比白炽灯低 B. 相同时间产生的内能:LED灯比白炽灯多 C. 相同时间消耗的电能:LED灯比白炽灯少 D. 灯的亮度:LED灯比白炽灯亮 解析　由题意可知,两灯的额定电压和额定功率均相等,当两 灯均正常工作时,灯两端的实际电压等于额定电压,即LED灯 两端的实际电压等于白炽灯两端的实际电压,故A错误;因两 灯的额定功率相同,当两灯均正常工作时,相同时间内,根据 W=Pt可知,两灯消耗的电能相等;由图可知白炽灯将大部分电能 转化为内能,LED灯将大部分电能转化为光能,因此相同时间内 LED灯产生的内能小于白炽灯产生的内能,说明LED灯将电能 转化为光能的效率高,LED灯比白炽灯亮,故B、C错误,D正确。 二、填空题(每空1分,共19分) 16. (2025绍兴模拟)如图是某电热水壶内部电加热器原理电 路,它有“加热”和“保温”两挡,开关S断开时,电水壶处于 _______挡。已知该电热水壶处于“加热”挡时,通电0.1 h 可使标有1 200 imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁120次,则消耗 的电能为_________ kW·h,电热水壶“保温”挡功率为100 W, 则R2=_____________ Ω。     435.6         0.1     　保温       解析　开关S断开时,两个电阻串联,总电阻最大,总功率最小, 处于保温挡;S闭合时,只有R1接入电路,电路的总电阻最小,总 功率最大,处于加热挡;消耗的电能W=  kW·h=0.1 kW·h, P加= = =1 kW=1 000 W,R1= = =48.4 Ω,保温 挡时总电阻R= = =484 Ω,R2=R-R1=484 Ω-48.4 Ω= 435.6 Ω。 17. (2024山东烟台中考)核能是一种_________(填“可再 生”或“不可再生”)能源。我国在核能利用方面取得了巨 大成就,其中具有完全自主知识产权的“华龙一号”核电站 是通过________(填“核裂变”或“核聚变”)发电;中国 “人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”是通过 __________(填“核裂变”或“核聚变”)释放巨大的能量。 核聚变     　核裂变     　不可再生     解析　核能一旦被消耗就不能再生,属于不可再生能源。 “华龙一号”核电站通过核裂变发电;“东方超环”的反应 原理与太阳类似,即通过轻核聚变释放巨大的核能。 18. (2026金华婺城期末)如图是近年来新兴的游乐项目—— 彩虹滑道,游客只需坐在橡皮圈上,就能随橡皮圈一起从滑道高处快速滑下。 (1)在整个过程中,人和橡皮圈的总机械能_______(填“增 大”“减小”或“不变”)。 (2)游客可以从滑道的高处滑向低处,却不能自主逆行。这一 事例说明能量的转化和转移是有________的。 　方向性     　减小     解析    (1)橡皮圈在滑行时,部分机械能转化为内能,所以总的 机械能减小。 (2)游客可以从滑道的高处滑向低处,却不能自主逆行。这一 事例说明能量的转化和转移是有方向性的。 19. 【情境素材·科技成就】(2026舟山定海月考)某“三跳” 比赛首次采用了“智能跳绳”产品。其工作原理是使用传感 器检测跳绳转轴转动,通过内置算法准确获取转轴360°圆周 运动,使跳绳计次精准,比赛结束后,跳绳成绩会实时展示出来, 不需要再人工统计和录入。 (1)人转动跳绳转轴,这一过程主要将________转化为动能; (2)本次比赛中吴同学1分钟跳绳单摇纪录为288个,获得了第 一名的好成绩。她的质量为50 kg,平均每次跳绳时跳起的高 度约为0.05 m,她跳绳一次做功_______ J,她跳绳1分钟做功的     25     　化学能     功率是___________ W。(g取10 N/kg)     120     解析    (1)人转动跳绳转轴时,主要消耗人体的化学能,转化为 绳的动能,即主要将化学能转化为动能。 (2)她跳绳一次做的功W1=Gh=mgh=50 kg×10 N/kg×0.05 m= 25J;P= = =120 W。 20. 用两个相同的电加热器,分别给质量、初温都相同的甲、 乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化的图像如图 所示。根据图像可知,甲液体的比热容_______(填“大于” “等于”或“小于”,下同)乙液体的比热容。在0~90 s内,甲 吸收的热量_______乙吸收的热量。 　等于     　小于     解析　用相同的电加热器加热,则两种液体在相同的时间内 吸收的热量相等,由此可知在0~90 s内,甲吸收的热量等于乙 吸收的热量。由图像可知,两液体被加热的时间相同即吸收 的热量相同,原来两液体的初温相同,现在甲液体的末温高,即 甲液体温度升高得多。又因为两液体质量相等,根据c= 可 以确定,甲液体的比热容小于乙液体的比热容。 21. (2026杭州期中)某餐馆用智能机器人(如图) 替代人工送菜。该机器人用20 s在水平路面上 运行30 m将菜送到客人桌前;若机器人和菜总 质量为25 kg,工作时牵引力恒为50 N,完成本次 送菜,牵引力做功_____________J,牵引力做功的功率为_____W,机器人所受重力做功_________J。     0         75     1 500     解析　牵引力做功W=Fs=50 N×30 m=1 500 J;牵引力做功的 功率P= = =75 W。机器人水平运动,机器人在重力的 方向上没有移动距离,所受重力做功0 J。 22. (2025广东汕头潮阳期末)如图所示,将两根电热丝R1和R2 串联起来,接在某电源上,甲、乙为两根火柴。若R1>R2,则_____ (填“甲”或“乙”)火柴先被点燃。通电5 min电路产生的 总热量为Q1,若将两根电热丝并联接在同一电源上,通电相同 时间电路产生的总热量为Q2,则Q1______(填“>”“<”或 “=”)Q2,这是因为当电压一定时,电阻越______,电路产生的 热量越多。 　小     　<     　甲 解析　将两根电热丝R1和R2串联起来,接在某电源上,若R1>R2, 当通过的电流和通电时间相同时,R1大,产生的热量多,则甲火 柴先被点燃。通电5 min电路产生的总热量为Q1,若将两根电 热丝并联接在同一电源上,通电相同时间电路产生的总热量 为Q2,总电阻减小,电源电压不变,根据Q=I2Rt= t可知,Q1<Q2, 这是因为当电压一定时,电阻越小,电路产生的热量越多。 三、实验探究题(每空1分,共23分) 23. (2026杭州临平期末)为了比较两种燃料的热值,小科采用 如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验。选用了相同质 量的燃料a和燃料b,测出了从开始到燃尽时各个时刻烧杯中 的水温,绘制了如图乙所示的图像(已知实验中使用相同的烧 杯,加入初温相同的等体积水)。 (1)实验中要用到的测量仪器除了温度计、秒表、量筒外,还 需要有_______。 (2)实验根据__________________来比较两种燃料放出热量的 多少。 (3)根据图乙,可初步判断燃料______(填“a”或“b”)的热值大。 (4)小科认为,如果考虑实际情况,实验过程中会存在热量的散 失,测得的燃料的热值比理论值_______(填“偏大”“偏 小”或“不变”)。 　水升高的温度     　天平         b     　偏小     解析    (1)为了比较两种燃料的热值,实验中应控制燃料燃烧 的质量相同,实验中用到的测量工具除了温度计、秒表、量 筒外,还需要天平。 (2)由转换法,根据水升高的温度比较燃料燃烧放出热量的多少。 (3)由图乙知,当燃料燃尽时,b的温度变化大,说明相同质量 的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多,则b的热值大。 (4)由于燃料不一定完全燃烧,且给水加热过程中有热损失,测 得的燃料的热值与理论值相比偏小。 24. 如图所示的实物电路,甲、乙两烧瓶中分别装有质量相等 的液体和电阻丝R1、R2,可以完成以下实验。 (1)探究电阻对电流热效应影响的实验中,两烧瓶中的电阻R1<R2。 ①实验中两烧瓶装有的液体种类_______(填“相同”或 “不同”)。 ②实验的研究对象为_____________(填“R1或R2”或“R1和R2”)。闭合开关一段时间后,______烧瓶中液体温度升高较多。 (2)探究不同物质吸热升温现象的实验中,两烧瓶中所选电阻 丝R1、R2的阻值_______(填“相同”或“不同”),可以通过 观察_________________来反映不同液体的比热容一般不同。 　温度的变化量     　相同     　乙         R1和R2     　相同     解析    (1)①探究电阻对电流热效应影响的实验中,通过温度 计的示数变化来判断产生热量的多少,所以要控制液体的种 类和质量相同;②该实验中应使电阻的大小不同,通过的电流 和通电时间相同,故研究对象为R1和R2;两烧瓶中的电阻R1<R2, 乙烧瓶中的电阻大,闭合开关一段时间后,乙瓶中液体温度升 高较多。(2)探究不同物质吸热升温现象的实验中,要使两烧 瓶中液体的质量和吸收热量相同,由Q吸=cmΔt可知,可以通过 观察温度的变化量来反映不同液体的比热容一般不同。由于 电阻串联,通过两电阻丝的电流相等、通电时间相同,根据Q= I2Rt可知,要使电流通过电阻产生的热量相等,必须要求两电阻 丝阻值相同。 25. 小雨同学进行“测量小灯泡的电功率”实验,现有器材:额 定电压为6 V的同规格灯泡(电阻约为25 Ω)若干个,电压为12 V 的电源1个,电流表、电压表、开关各1个,规格分别为 “20 Ω    1 A”和“50 Ω    0.5 A”的滑动变阻器各1个,导线若干。 (1)实验中应选择规格为“_______________”的滑动变阻器。 (2)图1中已经连接了部分电路,请用笔画线代替导线,将电路     50 Ω    0.5 A     连接完整。 (3)小雨正确连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片, 发现灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表示数为0,经检查电 表完好,则故障可能是_________。 　灯泡断路     (4)故障排除后,再次闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一 位置时,灯泡正常发光,此时电流表的示数如图2所示,则小灯 泡的额定功率是____________ W。     1.44     答案    (2)       解析    (1)灯泡的额定电压为6 V,则灯泡正常发光时滑动变阻 器分得的电压U滑=U-U额=12 V-6 V=6 V,根据串联电路分压原 理,此时变阻器连入电路中的电阻大小等于灯泡的电阻, 25 Ω>20 Ω,所以应选择“50 Ω    0.5 A”的滑动变阻器。 (2)因为灯泡的额定电压为6 V,所以电压表量程选择0~15 V, 并将电压表并联在灯泡两端。 (3)小雨正确连接好电路,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终 不亮,电压表有示数,电流表示数为0,经检查电表完好,则故障 可能是灯泡断路。 (4)由图2可知,电流表量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,电流表 示数是0.24 A,灯泡的额定功率P=U额I额=6 V×0.24 A=1.44 W。 26. 将初温相同的液体装入如图所示的五组实验装置中,除烧 杯(相同)、温度计、铁架台和加热装置外,另提供天平和秒表 完成下列实验。 (1)实验目标一:比较水和油的比热容大小。 选择________两组装置进行实验,通过_________比较水和油吸收热量的多少。 (2)实验目标二:比较酒精和煤油的热值大小。 选择___________________两组装置进行实验,在两个装置的 加热装置中注入_______相同的酒精和煤油(保证实验过程 中两烧杯中的液体均未沸腾),待燃料完全燃烧后,比较 _____________________,就可以判断燃料热值的大小。 液体升高的温度     　质量     　乙、丙(或丁、戊)     　加热时间     　甲、丁     (3)实验目标三:测量酒精的热值。 选择甲装置进行实验,酒精灯加热12 min使水温由10 ℃升高 30 ℃,刚好消耗掉2 g酒精。若不计热量损失,酒精的热值为 ____________J/kg。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 2.52×106     解析    (1)比较水和油的比热容大小,应选用相同的加热装置, 且水和油的质量应相同,故可选择甲、丁两组装置进行实验; 在实验中,通过加热时间的长短,来比较水和油吸收热量的多 少。(2)比较酒精和煤油的热值大小,应选用相同质量的酒精 和煤油,加热相同质量的同种物质,应该选择乙、丙(或丁、 戊)两组装置;选择正确后,在两个装置的加热装置中注入相同 质量的酒精和煤油,待燃料完全燃尽后,比较液体升高的温度, 就可判断燃料热值的大小。(3)选择甲装置进行实验,水的质 量为40 g,加热装置加热12 min使水温升高30 ℃,消耗2 g酒精, 水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),水吸收的热量为Q吸=c水mΔt= 4.2×103J/(kg·℃)×40×10-3 kg×30 ℃=5.04×103J;若不计热量 损失,水吸收的热量等于酒精放出的热量,即Q吸=Q放,则酒精的热值为q= = =2.52×106 J/kg。 27. 【核心素养·探究实践】(2025杭州滨江一模)小滨与同学 探究物体下落时,其重力势能和动能的变化规律。实验时,将 铁球从某一高度释放,依次经过竖直方向 上A、B、C、D、E、F、G各点,记录经过各点时的离地高 度、重力势能、速度和动能,实验数据如表: 高度/m 重力势能/J 速度/(cm·s-1) 动能/J A点 2.0 19.6 1.4 1.0 B点 1.6 15.7 3.1 4.9 C点 1.4 13.7 3.7 6.9 D点 1.2 11.8 4.2 8.8 E点 0.8 ▲ 5.0 12.7 F点 0.4 3.9 5.8 16.7 G点 0.2 2.0 6.1 18.6 (1)如图为小滨绘制的铁球下落时的动能与速度的关系图像, 分析图可知:物体的动能与其速度_______(填“成”或“不 成”)正比。 　不成     (2)根据表中数据,将表中E点的重力势能数据补充完整:______。 (3)小江研究表中数据得出结论:物体下落时,重力势能减小,动 能增大,动能和重力势能之和保持不变。小科同学觉得此结 论与某些运动情境不符。请描述一个运动情境,说明小江的 结论并不适用所有情境:________。 (4)小金利用如图来研究动能和势能相互转化,图中两个相同 的光滑弧形槽,一个为凸形,一个为凹形,A、B两个相同的钢 球分别进入两弧形槽的速度大小都为v,运动到槽的末端速度 　见解析         7.9 大小也都为v,A小球通过凸形槽的时间为t1,B小球通过凹形槽 的时间t2,则较长的是__________(填“t1”或“t2”)。       t1     解析    (1)由Ek-v图像可知,物体的动能与其速度的关系图线不 是一条过原点的直线,故物体的动能与其速度不成正比。 (2)由表中数据可知,重力势能与动能之和不变,为20.6 J,故E点 的重力势能为20.6 J-12.7 J=7.9 J。 (3)跳伞运动员下落过程,需考虑空气阻力,运动员下落过程需 克服阻力做功,则动能与重力势能之和变小。 (4)在凸形槽上运动的物体,在运动到最高点的过程中,动能转 化为重力势能,速度大小小于初速度;在下落过程中不计滑道 的摩擦,机械能守恒,重力势能再全部转化为动能,最终速度大 小等于初始速度;在凹形槽中运动的物体,在运动到最低点的 过程中,重力势能转化为动能,运动速度大小大于初速度;在上 升过程中不计滑道的摩擦,机械能守恒,动能再全部转化为重 力势能,最终速度等于初始速度;因此在凸形槽中物体运动的 平均速度小于在凹形槽中物体运动的平均速度,由t= 可知,A 小球通过凸形槽的时间t1较长。 四、综合题(共5小题,共28分) 28. (2025金华义乌期中)(3分)阅读材料,回答问题。 “天问一号”巡梦之旅 火星是太阳系中与地球最相似的行星,有大气,温差很大。自 转周期和地球相近,物体在火星表面受到的重力约为在地球 表面重力的38%,人类对火星的探测具有重大的科学意义。 2020年7月23日,长征五号运载火箭载着我国自主研发的首座 火星探测器“天问一号”成功发射,于2021年2月10日被火星 捕获,进入环绕火星轨道。2021年5月15日,经历了将近十个月 的太空飞行,“天问一号”成功着陆于火星乌托邦平原南部 预选着陆区。5月22日,“祝融号”(如图1)火星车安全驶离 “天问一号”,到达火星表面,开始巡视探测。 (1)如图2火星探测器进入环火轨道,在火星引力作用下做环绕 火星的运动,不受空气阻力,故探测器的机械能不变,运动轨道 上有一个近火点(距离火星最近的点)和一个远火点(距离火星 最远的点)。那么火星探测器在______(填“近”或“远”)火 点的动能较大。 (2)天问一号探测器从地球运动到火星的过程中,其惯性 _____(填“增大”“不变”或“减小”)。 　近     不变     (3)同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相 同的水平面上滑行,在火星表面滑行的距离会比地球上______ (填“长”或“短”)。 　长 解析    (1)机械能保持不变,在近火点,探测器的高度最低,重力 势能最小,故探测器的动能最大。 (2)惯性大小只与物体的质量有关,天问一号探测器从地球运 动到火星的过程中,质量不变,则惯性不变。 (3)已知物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的 38%,说明相同质量的物体,与地球上相比,在火星上受到的重 力更小,对水平面的压力更小,则在火星上物体与接触面间的 摩擦力更小,因此,同一物体分别在地球和火星表面以相同的 初始速度在相同的水平面上滑行,在火星表面滑行的距离会 比地球上长。 29. (2026杭州校级月考)(3分)如图甲所示的地面清洁机器人, 质量为3 kg。机器人在水平地面匀速运动时,所受推力F与速 度v关系如图乙所示。求:(g取10 N/kg) (1)该机器人受到的重力为多大? (2)某一阶段该机器人在清扫地板过程中所受阻力为其总重 力的0.8倍,匀速直线运动了2 m,该阶段克服阻力做了多少功? (3)该机器人在水平地面上以0.5 m/s的速度做匀速直线运动 时,水平推力做功的功率是多大? 答案    (1)30 N     (2)48 J     (3)75 W 解析    (1)该机器人受到的重力为G=mg=3 kg×10 N/kg=30N。 (2)该机器人在清扫地板过程中受到的阻力为 f=0.8G=0.8×30 N=24 N, 该阶段克服阻力做的功为W=fs=24 N×2 m=48 J。 (3)据图乙可知,该机器人在水平地面上以0.5 m/s的速度做匀 速直线运动时,受到的推力为150 N;则水平推力做功的功率为 P= = =Fv=150 N×0.5 m/s=75 W。 30. (3分)小军学习了有关热学的知识后,知道了水的比热容是 4.2×103 J/(kg·℃)。他想估算一下自己家每天烧水、做饭需要 的热量,于是他仔细记录了家里每天烧水、做饭、炒菜需要 的时间,并把它折算成烧水时间,相当于在1个标准大气压下每 天将30 kg、20 ℃的水烧开。 (1)小明家每天烧水、做饭需要多少热量? (2)如果普通煤的热值为3.0×107 J/kg,从理论上讲小明家每天 烧水、做饭需要多少千克的煤? (3)小明家实际平均每天要烧4块蜂窝煤,按每块蜂窝煤含0.5 kg普通煤来算,他家实际用煤2 kg,请你计算出小明家煤炉的效率 (假设蜂窝煤完全燃烧)。 答案    (1)1.008×107 J     (2)0.336 kg     (3)16.8% 解析    (1)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg× (100 ℃-20 ℃)=1.008×107 J。 (2)由题知,Q放=Q吸=1.008×107 J; 因为Q放=m'q,所以m'= = =0.336 kg。 (3)4块蜂窝煤完全燃烧释放的热量Q放'=m″q=2 kg×3×107 J/kg =6×107 J, 煤炉的效率η= ×100%= ×100%=16.8%。 31. (3分)体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态 监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流 表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电 压恒定,定值电阻R0=5 Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压 力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6 A,踏板重力不计。 (1)闭合开关,当体重计空载时,电路中的电流为0.12 A,电源电 压为多少? (2)当体重计示数为600 N时,R0消耗的电功率为多少? (3)此体重计所能测量的最大体重为多少? 答案    (1)6 V     (2)0.45 W     (3)1 200 N 解析    (1)由图甲可知,闭合开关,R0与R串联,由图乙可知当体 重计空载时,R=45 Ω,I=0.12 A,则电源电压为U=I(R+R0)=0.12 A×(45 Ω+5 Ω)=6 V。 (2)由题图乙可知,当体重计示数为600 N时,压敏电阻的阻值R'= 15 Ω, 此时电路中电流为I'= = =0.3 A;定值电阻 R0消耗的电功率为P=I'2R0=(0.3 A)2×5 Ω=0.45 W。 (3)已知电流表量程为0~0.6 A,当电路中的电流最大为Imax=0.6 A时,体重计测量的体重最大,此时压敏电阻的阻值为R″=  -R0= -5 Ω=5 Ω;由题图乙可知,所能测量的最大体重为 1 200 N。 32. (3分)某市某商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座 来计费,如图甲所示(图中时钟:9时10分、电压:220.0 V、电 费:0.00元)。某摊位使用空气炸锅制作食物,如图乙所示。如 图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图,其额定电压 为220 V,定值电阻R1和R2为发热体,其中R1的阻值为40 Ω。开 关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节(其中 S1、S2不会同时闭合)。当只闭合S3时为中温挡,额定功率为 440 W。求:             使用后表盘示数   丁 (1)R2的阻值; (2)高温挡正常工作100 s,电流通过R1产生的电热; (3)若只有空气炸锅单独工作,表盘示数使用前后如图甲和图 丁所示,设商用电费单价为0.75元/(kW·h),请你通过表盘显示 的数据估算该空气炸锅消耗的电功率。 答案    (1)110 Ω     (2)1.21×105 J     (3)320 W 解析    (1)当开关S1、S3闭合,S2断开时,为高温挡;只闭合S3时, 电路为R2的简单电路,为中温挡;当开关S1、S3断开,S2闭合时, 两电阻串联,为低温挡。则由P=UI= 可知,R2= = = 110 Ω。 (2)高温挡时R1消耗的功率为P1= = =1 210 W, 电流通过R1产生的电热Q1=W1=P1t1=1 210 W×100 s= 1.21×105 J。 (3)空气炸锅消耗的电能W= =0.08 kW·h, t=15 min=0.25 h, P= = =0.32 kW=320 W。 $