第2章----能的转化与能量守恒检测卷科学新教材浙教版九年级上册

**基本信息** 初中科学“能的转化与能量守恒”单元卷，以“人造太阳”“嫦娥六号”等科技前沿为情境，覆盖机械能、内能、电功率等核心知识，适配单元复习，强化科学观念与探究实践。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|15题45分|核聚变（1题）、机械能转化（2题）|结合“人造太阳”科技情境，考查科学观念| |填空题|11空44分|热量计算（17题）、能量转化（19题）|联系酒精燃烧实例，培养科学思维| |实验探究|16空48分|动能影响因素（23题）、焦耳定律（25题）|设计改进实验，提升探究实践能力| |综合题|3题23分|电功率计算（29题）、推力做功（28题）|以电饭煲、嫦娥六号为载体，落实态度责任|

第2章 能的转化与能量守恒检测卷 一、选择题（每小题3分，共45分） 1. 2025年1月20日，中国"人造太阳"（EAST）成功创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体运行。EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。下列说法正确的是（ ） A. "人造太阳"利用核裂变获取能量 B. "人造太阳"释放的核能是可再生能源 C. "人造太阳"利用核聚变获取能量 D. "人造太阳"释放的核能可直接转化成电能 2. 如图，我国空中加油机正在给歼-10战斗机加油，加油过程中，若战斗机的高度和速度不变，则战斗机的（ ） A. 动能增加，势能减小，机械能不变 B. 动能不变，势能不变，机械能不变 C. 动能减小，势能不变，机械能减小 D. 动能增加，势能增加，机械能增加 第2题图 3. 如图所示实验，试管口木塞冲出过程（ ） A. 试管口出现的白雾是水蒸气 B. 能量转化为机械能转化为内能 C. 试管口出现白雾说明水蒸气内能增加 D. 水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少 第3题图 4. 王老师以电池和口香糖锡纸为材料制作取火工具：取口香糖锡纸，中间剪掉一些（如图甲所示）。将锡纸条两端分别接在电池的正负极，很快发现锡纸条ab段先冒烟着火（如图乙所示）。已知ab和bc长度相等，则通电时，与bc段相比，ab段（ ） A. 电流较大 B. 电压较大 C. 产热较少 D. 电功率较小 甲 乙 第4题图 第5题图 5. 如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为100J。让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为80J，随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所能达到的最高位置时，此过程中小球克服摩擦做的功可能是不计空气阻力（ ） A. 10J B. 20J C. 60J D. 70J 6. 在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球，白球发生运动后碰撞其他球，如图所示，以下说法正确的是（ ） 第6题图 A. 手推动球杆前进时，手对球杆做了功 B. 在水平桌面滚动的球受重力作用，重力对球做了功 C. 桌面对球的支持力做了功 D. 白球撞击黑球后没有静止，是因为人的手还在对白球做功 7. 如图是探究焦耳定律的实验装置（R甲＞R乙），下列说法正确的是（ ） A. 该实验装置是探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系 B. 闭合开关后，甲烧瓶中温度计示数升高比乙烧瓶快 C. 通过甲、乙两电阻丝的电流不同 D. 该实验运用了控制变量法和类比法 第7题图 8. 篮球从M点以速度v竖直下落，经水平地面反弹后最高回到与M点等高的N点，如图。设在M点时篮球的机械能为E，动能为Ek，重力势能为Ep；回弹到N点时篮球的重力势能为EN，动能为Ek′。下列正确的是（ ） A. Ek＞Ek′ B. Ep＞EN C. E＝EN＋Ep D. E＝EN＋Ek′ 第8题图 9. 如图甲是意大利艺术家达·芬奇设计的一种永动机的模型，装置转动时小球随着弧形轨道依次从装置中心向外侧滚落并在另一侧依次回到装置中心，循环往复从而带动装置转动。如图乙是一个创造了连续转动24分钟吉尼斯世界纪录的指尖陀螺。以下说法正确的是（ ） A. 甲装置小球滚落时动能转化为重力势能 B. 乙装置最终停止转动，说明能量会消失 C. 甲装置可以在不消耗能量的同时不断对外做功 D. 若增大乙装置转动的初速度，可以延长其连续转动的时间 第9题图 10. 如图是用频闪照相机每隔0.2s自动拍照一次，拍下了小球下落时的运动状态，关于小球在竖直下落过程中（未到达地面）重力做功的功率随时间变化的图像，其中正确的是（ ） 第10题图（频闪） A. B. C. D. 11. 如图是某家用电热器内部电路结构图，其中R1、R2为加热电阻丝（R1＞R2）。下列关于电阻丝的四种连接方式，可使电热器提供最大发热功率的是（ ） A. B. C. D. 第11题图 12. 如图甲、乙，相同容器中装了质量都为2kg的纯净水，用不同的电加热器加热，忽略散热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的图像，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是（ ） A. 加热相同时间，两杯水吸收的热量相同 B. 加热器1和加热器2的功率之比是3:2 C. 吸收相同的热量，甲杯中水的末温比乙杯的高 D. 加热1min时，甲容器中的水吸收热量是8.4×103J 第12题图 13. 物块A静止在粗糙程度相同的水平桌面上，物块A受到水平拉力F的作用如图甲所示，拉力F和时间t的关系如图乙所示，物块A的速度v和时间t的关系如图丙所示。下列说法中正确的是（ ） A. 0~6s内，拉力F对物块A做了功 B. 6~12s内，拉力F做功越来越快 C. 拉力F在6~8s内做功的功率等于在8~10s内做功的功率 D. 12~18s内，拉力F做的功是540J 甲 乙 丙 第13题图 14. 为了打赢疫情防控战，某工厂加紧生产消毒液，如图甲所示，这是生产车间流水线上瓶装消毒液输送及计数装置示意图，其中S为激光源，R1为光敏电阻（有光照射时阻值变小），R2是阻值为40Ω的定值保护电阻，a、b间接监控装置，R1两端的电压随时间变化关系如图乙所示，电源电压恒为6V，则下列说法正确的是（ ） A. 当有瓶装消毒液遮挡激光时，R2消耗的功率为0.4W B. 当没有瓶装消毒液遮挡激光时，光敏电阻R1的阻值为80Ω C. 当没有瓶装消毒液遮挡激光时，电路消耗的总功率为0.6W D. 生产线正常生产时，一分钟可生产消毒液150瓶 第14题图 15. 目前电动汽车的主流充电方式为智能恒功率充电，充电电压U和充电电流I的变化如图所示。第一阶段为限流段，即电池预充电阶段；第二阶段为恒流阶段，电流保持不变，电压稳定增加；第三阶段为恒功率段，该过程充电功率保持恒定；第四阶段为恒压阶段，充电电流不断减小，直至充满。下列关于电动汽车充电能量E随时间t变化的图像为（ ） A. B. C. D. 第15题图 二、填空题（每空2分，共44分） 16. 如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下，从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200N，F2做的功为W2，功率为P2，则：W1∶W2＝____；P1∶P2＝____。 第16题图 17. 完全燃烧100g酒精所放出的热量为____J。若其放出的热量有70%被水吸收，能使10kg的水从20℃升高到____℃。 [q酒精＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg·℃)] 18. 中国东风-31AG型洲际导弹划破天际，精准命中太平洋海域的目标，其飞行过程可分为初段OA、中段AB、末段BC三个阶段，如图所示。请回答以下问题： 第18题图 (1)飞行中段AB，发动机关闭，导弹由于惯性继续飞行，比较距离地面等高的a、b两点速度的大小关系：va____（填"大于""小于"或"等于"）vb，请说明理由：____。 (2)飞行末段BC，导弹不断加速俯冲，从被发现到命中攻击点仅需十几秒。若某拦截导弹发射点距离攻击点75km，拦截导弹推力为2×105N，最大功率为3×106W，该拦截导弹____（填"能""不能"或"无法判断"）拦截成功。 19. 小明利用易拉罐等器材制作了如图所示的蒸汽轮机模型。实验时，点燃酒精灯，当易拉罐中的水大量汽化时，水蒸气便会从管口冲出，推动扇叶和转轴一起在支架上转动。 第19题图 (1)点燃酒精灯后，易拉罐中水的内能会增大。这种改变内能的方式是____。 (2)水蒸气推动扇叶转动过程中的能量转化，与内燃机工作过程中的____冲程相似。 (3)结合该蒸汽轮机模型的结构和工作原理，提出一种能将水蒸气内能更多地转化为扇叶机械能的方法：____。 20. 如图甲所示，开关闭合后，在确保电路元件安全的条件下，将滑动变阻器滑片由最右端向左最大范围滑动，图乙是这一过程中一块电压表和电流表的示数变化图像，图丙是另一块电压表的示数和小灯泡电阻关系图像。则滑动变阻器的最大阻值是____Ω，灯L的额定功率为____W，当滑动变阻器连入的电阻阻值与小灯泡连入的电阻相等时，小灯泡60s内消耗的电能为____J。 甲 乙 丙 第20题图 21. 小明同学做"测定小灯泡的电功率"实验，器材齐全、完好，电源电压为1.5V的整数倍（即电源由几节干电池串联组成），小灯泡标有"2.2V"字样，滑动变阻器标有"5Ω 1A"字样。小明正确连接电路且操作规范。当滑片在变阻器某一端点时电表示数如图所示，则电流表的示数为____A，电源电压为____V。当小灯泡正常发光时变阻器的滑片恰好位于中点处（即该变阻器连入电路的电阻为2.5Ω），此时电压表的示数为____V，电流表的示数为____A，小灯泡的额定功率为____W。 第21题图 22. 如图，轻质弹簧一端固定，另一端与套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，若到达B点时速度恰好为零，则从A到B的过程中圆环的动能____，机械能____，弹簧的弹性势能____（以上均填变化情况）；圆环在A点时处于____（填"平衡"或"非平衡"）状态。 第22题图 三、实验与探究题（每空3分，共48分） 23. 为了探究物体动能大小的影响因素，同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验装置，让小球从同一斜面由静止开始下滑，撞击水平木板上的木块来进行实验。请回答下列问题： 甲 乙丙 丁 第23题图 (1)本实验是研究动能大小与____的关系。 (2)比较甲、乙两次实验可以得到的结论是____。 (3)某同学改用如图丁所示装置探究小球的动能与质量的关系，为了让小球到达B点时速度相同，每次将弹簧压缩到A位置，然后静止释放，该方案是否可行，并说明理由：____。 24. 如图甲装置所示，探究"做功改变物体内能"，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器采集的数据，电脑处理得到如图乙所示图像。 第24题图 (1)结合图乙分析，描述打气筒打气5s后出现的实验现象：____。 (2)有同学认为图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似，请说出相似处：____；以下改变内能的方式中，与BC段不相同的是____。 A. 用锤子敲打钉子时，钉子变热 B. 水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起 C. 从滑滑梯上滑落，臀部变热 D. 用通电的电炉加热水，水温升高 (3)在用本装置进行实验时能否去掉瓶内的酒精和水，请判断并说明理由：____。 25. 在验证焦耳定律（Q＝I2Rt）时，小海在课本实验基础上做了改动，设计如图甲所示的电路，其中电阻丝R1＝5Ω和R2＝10Ω，请回答下列问题： 第25题图 (1)为探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，小海应选择____两支温度计的示数进行比较。 (2)根据焦耳定律，预测在实验中温度计示数A____（填"<"、">"或"="）B。 (3)相较于课本实验，小海做如图甲所示改动的优点是____。 (4)小海还想用图乙装置来测量某未知液体的比热容。分别往两容器中装入水和待测液体，闭合开关一段时间后，再分别用温度计测出这段时间内水和待测液体升高的温度Δt水和Δt液，在不计热损失的情况下，为了得出待测液体的比热容c＝Δt水c水/Δt液，还必须满足的条件是____。 A. R3＝R4 B. V水＝V待测液 C. m水＝m待测液 D. t水＝t液 26. 在"测量小灯泡的功率"实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。 第26题图 (1)按照图甲正确连好电路，闭合开关，小灯泡不亮，两表指针均有偏转，造成该现象的原因不可能的是____。 A. 小灯泡断路 B. 小灯泡两端电压太小 C. 滑动变阻器阻值太大 D. 电源电压太小 (2)移动滑片，当电压表的示数为____V时，小灯泡正常工作。读出此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为____W。 (3)根据实验测得的数据画出小灯泡的I—U关系图像如图乙所示，分析图像可知，当小灯泡两端电压减小时，小灯泡的电阻____（填"增大""减小"或"不变"）。 (4)当小灯泡两端电压为2V时，其实际功率在以下哪个范围内？____。 A. P实≤0.48W B. 0.48W＜P实＜0.6W C. 0.6W≤P实＜0.75W D. P实≥0.75W 四、综合题（27题6分，28题8分，29题9分，共23分） 27. 随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进了我们家庭，小飞的爸爸最近也购买了一辆轿车。 第27题图 (1)若轿车以96kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图所示，则0~3s时间内，轿车发动机做功多少？ (2)轿车运动过程中受到的阻力多大？ 28. 2024年6月2日，嫦娥六号探测器（如图甲）成功着陆月球背面预选着陆区，从月球上采样并顺利返回地球。 甲（嫦娥六号） 乙丙（核聚变·返回方式） 第28题图 (1)月壤中含有丰富的理想能源氦-3，其原子核能通过如图乙所示的____途径释放出巨大的核能。 (2)飞离月球时，若上升器在3×103N的推力作用下，沿推力方向飞行了1.5×104m，在该过程中，推力做功____J。 (3)如图丙为返回器的两种返回技术。嫦娥六号返回器采用"跳跃式返回"，与"直接进入返回"相比，返回器着陆时的速度更小。请从能量的转化角度分析其原因：____。 29. 随着人们生活水平的提高，"三高"人群越来越多，最近有一款可以煮出沥米饭的电饭煲备受欢迎，如图甲所示。内部结构电路如图乙所示，R1、R2和R3均为加热电阻且保持不变，且R2＝R3，S1和S2为温控开关，工作过程中先同时闭合，电饭煲采用高温加热煮沸，让大米吸热吸水后迅速膨胀，淀粉大量溶入米汤中，然后将米汤分离，当温度达到预设温度后，温控开关同时自动断开，电饭煲采用低温蒸煮。如此既能大大降低米饭中的糖分，而且环保节能。图丙是电饭煲某次正常工作下完成一次煮饭所消耗的电能随时间的变化关系。求： 第29题图 (1)电饭煲正常工作时，高温功率是多少？ (2)低温蒸煮时电路的电流是多少？ (3)某周末的晚饭时，小刚想利用标有"1800imp/(kW·h)"字样的电能表测量家庭电路的实际电压，只让电饭煲接入电路，在高温加热状态下，他观察到电能表上的指示灯在66s内闪烁了30次，则此时的电压是多少？ 试卷参考答案 一、选择题 1—5. CDDBA 6—10. ABADC 11—15. DBBCB 二、填空题 16. W1∶W2＝1∶1； P1∶P2＝3∶2 17. 3×10⁶ J； 70 ℃ 18. (1) 大于； 由于存在空气摩擦，部分机械能转化为内能，所以机械能减小，但由于a、b两点高度相同，说明重力势能相同，可知b点的动能更小、质量相同，则b点的速度更小 (2) 不能 19. (1) 热传递 (2) 做功 (3) 减小转轴与支架之间的摩擦 20. 24 Ω； 3 W； 96 J 21. 0.28 A； 3 V； 2.2 V； 0.32 A； 0.704 W 22. 先增大后减小； 减小； 增大； 非平衡 三、实验与探究题 23. (1) 物体质量、速度 (2) 质量相等时，速度越大的物体动能越大 (3) 不可行，每次压缩到A位置时，弹簧具有相同的弹性势能，弹性势能转化为不同小球的动能相等，但小球的速度不相等 24. (1) 橡皮塞冲出，瓶口冒白雾，温度传感器显示温度下降 (2) 均为气体对外做功，内能转化为机械能；D (3) 能，通过温度传感器的温度变化可反映内能变化情况 25. (1) BC (2) > (3) 可以同时探究电流和电阻对导体产生热量的影响 (4) AC 26. (1) A (2) 2.5； 0.75 (3) 减小 (4) B 四、综合题 27. (1) W＝Pt＝9.6×10⁴ W×3 s＝2.88×10⁵ J (2) 由图像可知，轿车匀速直线运动时的速度v＝30 m/s，由P＝W/t＝F3v/s，F＝P/v＝9.6×10⁴ W/30 m/s＝3.2×10³ N，f＝F＝3.2×10³ N 28. (1) 核聚变 (2) 4.5×10⁷ (3) 与大气发生摩擦的距离更长，克服摩擦力做功更多，动能转化为内能更多 29. (1) P高温＝W/t1＝0.11 kW·h/0.1 h＝1.1 kW＝1100 W (2) P低温＝W/t2＝(0.22 kW·h－0.11 kW·h)/(0.6 h－0.1 h)＝0.11 kW·h/0.5 h＝0.22 kW＝220 W，I低温＝P低温/U＝220 W/220 V＝1 A (3) R实＝U²/P实＝(220 V)²/1100 W＝44 Ω，66 s内消耗的电能为：W′＝30/1800 kW·h＝30/1800×3.6×10⁶ J＝6×10⁴ J，由W′＝U实²t/R实，实际电压U实＝√(W′R实/t)＝√(6×10⁴ J×44 Ω/66 s)≈200 V 学科网（北京）股份有限公司 $