第2章 能的转化与能量守恒 拔尖自主测评-【通成学典】2026-2027学年九年级上册科学拔尖特训(浙教版·新教材)

〔解析)(2)探究小球在斜面OB上能达到的最大高度与小 球质量是否有关时，必须控制小球释放的高度和斜面倾角 相同，而改变小球的质量。(3)如果斜面光滑，那么小球的 机械能就保持不变，因此当它滚上斜面OB时的最大重力 势能与在A点时的重力势能相同，也就是在OB上能达到 的最大高度等于A点的高度，为10cm。 第2章拔尖自主测评 1.C植物光合作用是将太阳能转化为化学能，故A错 误；氢氧化钠溶解于水中，水变热，是将化学能转化为内 能，故B错误：电扇工作时，消耗的电能主要转化为机械 能，故C正确；电池充电时电能转化为化学能，放电时化学 能转化为电能，由此可知，能量转化是有方向性的，故D 错误。 2.B“人造太阳”的原理与氢弹的原理相同，利用的是核 聚变，故B错误。 3.C返回舱进入大气层后会与空气剧烈摩擦，舱外温度 升高，其内能增加，这是通过做功的方式来改变内能的。 锯条锯木头、两手搓一搓、反复弯折铁丝，都是做功，使锯 条、手和铁丝温度升高，是通过做功改变物体的内能，故A、 B、D不符合题意；热水倒入杯子，杯子温度升高，是通过热 传递来改变物体内能的，故C符合题意。 4.C甲球在空中下落时，质量不变，速度增大，动能增大： 高度减小，重力势能减小，故A错误。乙球在上升过程中， 质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大， 乙球上升时，动能转化为重力势能，故B错误。抛出时甲、 乙两球质量相等，速度相等，动能相等；高度相等，重力势 能相等；都没有发生弹性形变，都不具有弹性势能，所以机 械能相等，故C正确，D错误。 5.B斜面光滑说明摩擦力为0，拉力除了克服物体重力 做功之外没有做额外功，则两次做的功都等于克服物体重 力做的功，两次分别把同一物体提升到相同的高度，克服 物体重力做的功相同，所以拉力做功也相同，即WB=Wc, 斜面BA的倾斜角度小于斜面CA的倾斜角度，所以5AB> sAC,由W=F可知物体沿BA运动时拉力较小，即F< Fc,故B正确。 6.A由题意可知，m甲=m乙，Q甲=Q乙，△t甲：△t乙=3： 2,由Q吸=cm△t得甲、乙两种物质的比热容之比C甲= Q甲 m甲△甲_Q甲×mz×△tz=1×1×2=2 Q2mXag=×行X3=3-=2:3。 mz△t乙 7.D热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与质量多 少、是否燃烧、是否完全燃烧都没有关系，用煤气灶烧水 时，煤气燃烧不充分，其热值不变，故A错误：我们不能喝 刚烧开的水，是因为热水的温度高，故B错误；高温的铁块 0 放入冷水中，当热传递停止时铁块和水的温度相同，内能 还与物质的质量、种类等有关，两者内能不一定相同，故C 错误；物体内能增大，温度不一定升高，如晶体熔化和液体 沸腾过程，故D正确。 8.B电能是否可以转化为内能，可以通过细玻璃管中液 面的高度的变化来体现，故A不符合题意：导体的电阻与 导体的长度、横截面积、材料有关，无法通过本实验来探究， 故B符合题意；在甲、乙两瓶中装人质量相同、初温相同的 同种液体，两电阻丝的阻值不相等，通过煤油升高的温度 比较导体放出的热量与电阻大小的关系，故C不符合题 意：要研究电热与电流的关系，必须移动滑动变阻器的滑 片，将通电时间相同时，甲（乙）烧瓶中细玻璃管中液面的高 度变化与移动滑片之前进行比较，故D不符合题意。 9.B由图可知，人跳绳向上、向下并停留到下次起跳前的 时间为行s,即人跳一次的时间为号s,则人1mim跳的个 数1-60s=180,人每次跳起的高度为Q.09m,跳绳者的 1 质量m=50kg,则跳绳者的重力G=g=50kg×10N/kg= 500N,人跳起一次克服重力做的功W,=Gh=500N× 0.09m=45J,人跳绳的功率P=W_nw=180×45J_ t 60s 135W,故B符合题意。 10.D由甲、乙曲线图可知，两灯泡的电阻均随电压的增 大而增大，故A错误：由于甲、乙两灯的额定电压均为6V, 由图可知：l年板=0.6A.l复=0.3A.则P2U厦12 nP甲短_U短I甲颜 I甲题=.6A=2:1,故B错误；甲、乙两灯并联在2V的电 I乙额0.3A J 源两端时，由图可知：1甲=0.3A,12=0.2A,根据1=尺 U R里_厘_L=0.2A-2:3,故C错误把 可得电阻之比R2一立10.3A 甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相 等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图可知， 当电路中的电流为0.3A,甲灯的实际电压为2V,乙灯的 实际电压为6V时满足电源电压为8V,所以实际功率之 比P甲：Pz=UmI:UzI=U甲：U2=2V:6V=1:3, 故D正确。 11.(1)<(或小于)(2)42070 〔解析)(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F, 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F,<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F,<F2。(2)小明的重力G=mg=60kg× 26 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-W色=4200】=70w。 t 1X60s 12.低温6×10 [解析)根据P一尽可知：在电压相同的条件下，电阻越大，一 电功率越小，由电路图可知，当旋转式开关S的触片接触触 点1和2时，只有电阻R,连入电路，S的触片接触触点2 和3时，两电阻并联，根据电阻的串并联特点可知，并联时 电阻变小，所以，当她旋转开关使触片接触触点1和2时， U 电熨斗处于低温挡：工作1min,电流产生的热量Q=尺t一 (220V)2 48.42 ×60s=6×101J。 13.(1)mgH(2)a%IH-h)g (3)2h-H C解析)(1)质量为m的物体的重力G=mg,物体从A点 滑到水平面时，重力所做的功W=GH=gH。(2)A、B 两点距离水平面的高度分别为H、h,物体从A点滑到B 点的过程中，损失的机械能（重力势能的减少量）为△E= G△h=mg(H一h),只有a%的机械能转化为了物体的内 能，则物体增加的内能（吸收的热量）Q暖=a%△E= a%ng(H一h),由Q最=on立可知，物体到达B点时温度升 高了Y=Q题-a%mg(H-h)-a%g(H-h) (3)再次 cm cm 滑下的过程，水平面的粗糙程度不变，长度也不变，即物体 克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变，所以到达C 点时物体的机械能（此时只有重力势能）Ec=EB一△E mgh一mg(H-h)=mg(2h一H),由W=Gh可得，C点 距离水平面的高度hc==”mg(2h一D=2h一H mg 14.(1)不成(2)7.9(3)跳伞运动员下落过程需考虑 空气阻力，一部分重力势能需转化为内能，动能和重力势 能之和减小（合理即可）(4)t 〔解析)(1)由Ekv图像可知，物体的动能与其速度图线 不是一条过原点的斜线，故物体的动能与其速度不成正比 例关系。(2)由表中数据可知，重力势能与动能之和不变， 为20.6J,故E点的重力势能为20.6J-12.7J=7.9J。 (3)跳伞运动员下落过程，需考虑空气阻力，一部分重力势 能需转化为内能，动能和重力势能之和变小。(4)在凸形 槽运动的钢球，在运动到最高点的过程中，要将动能转化 为重力势能，运动速度小于初速度；在下落过程中，不计槽 的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，末速度 等于初速度；在凹形槽运动的钢球，在运动到最低点的过 程中，要将重力势能转化为动能，运动速度大于初速度；在 后半段运动过程中，不计槽的摩擦，机械能守恒，动能再转 化为重力势能，末速度等于初速度：因此在凸形槽运动的 钢球的平均速度小于在凹形槽运动的钢球的平均速度，由 1=言可知，大于。 15.【实验步骤】①如表所示②小灯泡断路(1)右（或 B端)(2)0.5W随着电压U增大，IU图像上的点到 原点连线的斜率变小 实验次序 2 3 4 电流I/A 电压U/V 电功率P/W 小灯泡亮度 〔解析)【实验步骤】②图甲电路，闭合开关，电流表示数为 0,说明电路可能断开，电压表示数为4.5V,说明电压表两 个接线柱到电源通路，由此可知故障原因是小灯泡断路。 (1)为测量小灯泡的额定电功率，当电压表的示数为1V 时，因小于灯的额定电压，应增大灯两端的电压，故应向右 (或B端)调节滑动变阻器滑片直至电压表的示数为 2.5V。(2)从图乙可知，小灯泡在额定电压U癫=2.5V 时的电流I=O.2A,小灯泡的额定功率P=U短= 0.2A×2.5V=0.5W。同时也发现实验过程中小灯泡的 电阻变大，其依据是IU图像上的点到原点的连线的斜率 表示电阻的倒数，随着电压U增大，IU图像上的点到原 点连线的斜率变小，即小灯泡的电阻变大。 16.(1)只闭合S时，空气炸锅为中温挡，电路为R2的简 单电路，由P=U三=可知，R2的电阻R,=p= (220V)2 440W =1102(2)当只闭合S时，R1、R2串联，当闭 合S,、S,断开S时，R,、R2并联，因并联电路的总电阻小 于任意一个分电阻，串联电路中的总电阻大于任意一个分 电阻，所以由P=U1只可知RR并联时，电路中的 总电阻最小，电功率最大，空气炸锅为高温挡；R,、R2串联 时，电路中的总电阻最大，电功率最小，空气炸锅为低温挡。 由并联电路的特点和欧姆定律可知，通过R,的电流I,= _220y-=5.5A,则高温挡正常工作100s,电流通过R, R1-402 产生的电热Q=I,2R1t=(5.5A)2×402×100s=1.21× 10】(3)由图甲和图丙可知，空气炸锅工作时间t'= 9:25一9：10=15min=0.25h,所需的电费为0.06元，则空 气炸锅工作0.25h消耗的电能W= 0.06元 0.75元/(kW·h) 0.08kW·h,因此该空气炸锅消耗的电功率p=Y- 0.08kW,h=0.32kw=320W 0.25h 27特训科学（浙教版）九年级上 第2章拔尖自主测评 ◎满分：100分◎时间：60分钟 一、选择题（每小题3分，共30分） 1.宇宙间一切物质的运动和变化都需要能量来维持。下列关于能量的说法，正确的是 ( A.植物的光合作用是把光能转化为内能 B.氢氧化钠溶解于水中时，将内能转化为化学能 C.电扇工作时，消耗的电能主要转化为机械能 D.电池充电时电能转化为化学能，放电时化学能转化为电能，故能量转化没有方向性 2.[2025浙江模拟]有“人造太阳”之称的世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST),由我 国科学团队建成并成功运行，不仅创造了1.2亿摄氏度101秒、1亿摄氏度1066秒高约束模式 等5项托卡马克运行的世界纪录，还为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。 下列说法中，不正确的是 ( A.目前核电站是利用核裂变反应发电的 B.“人造太阳”的原理与原子弹的原理相同 C.超高温是核聚变反应需要满足的条件之一 D.核电站发电的能量转化过程：核能→内能→机械能→电能 3.[2025湖州吴兴期末]2025年4月30日，“神舟十九号”载人飞船返回舱进入大气层， 与大气摩擦形成高温的“火球”进入黑障区，如图所示。下列改变内能的方式与“火 球”的形成原理不同的是 ( A.锯条锯木头时，锯条的温度升高 B.两手搓一搓，手的温度会升高 (第3题图) C.热水倒入杯子，杯子的温度升高 D.反复弯折铁丝，铁丝的温度升高 4.如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球。在同一高度以大小相同的速度，将甲球竖直向下抛出、 乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。下列说法中，正确的是 ( ) A.甲球在空中下落时，重力势能增大，动能减小 甲0乙0 B.乙球在上升过程中，重力势能转化为动能 C.抛出时甲、乙两球的机械能相等 ● D.抛出时甲球的动能小于乙球的动能 (第4题图) 5.如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A时，如若沿斜面 A 的拉力分别为FB、Fc,各个过程拉力做功为WB、Wc,则它们的大小关系正 确的是 ( )B A.WB>Wc,FB<Fo B.WB=WC,FB<F (第5题图) C.WB>Wc,FB=Fc D.WB=WC,FB=Fo 6.甲、乙两物体的质量相同，若它们吸收相同的热量后升高的温度之比是3：2，则甲、乙两种物质 的比热容之比是 () A.2:3 B.1:3 C.3:2 D.3:4 58 第2章能的转化与能量守恒 7.[2025宁波镇海段考]下列说法中，正确的是 A.用煤气灶烧水时，煤气燃烧不充分时，其热值变小 B.不能喝刚烧开的水，因为它含有的热量太多 C.高温铁块放入冷水中，当热传递停止时，铁块和水的内能一定相同 D.物体内能增大，温度不一定升高 8.势教材P75探索活动改编如图所示，两只完全相同的烧瓶中装满煤油，瓶中分别装两根电阻丝， 电阻R甲>R乙，瓶塞中各插一根相同的两端开口的细玻璃管，将两根电阻丝连接在电路中。用 此装置不能研究的问题是 () A.电能是否可以转化为内能 B.导体的电阻大小与哪些因素有关 C.通电导体放出的热量与电阻大小是否有关D.通电导体放出的热量与电流大小是否有关 0.6 0.5 三0.09 8 0.2 41 92 0.1 153 153 0 123456 t/s UN (第8题图) (第9题图) (第10题图) 9.[2025浙江自主招生]跳绳是一种健身运动，旁人看起来似乎很简单，然而亲自跳起来就会感到 运动量是相当大的。有名同学对此做了专门研究：跳绳者的质量m=50kg,跳绳者的重心高度 随时间变化的情况如图所示。根据所给条件可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均 功率为(g取10N/kg) () A.168.75W B.135W C.75W D.67.5W 10.[2025宁波慈溪期未]额定电压均为6V的甲、乙两灯，I-U图线如图所示。下列说法中，正确 的是 () A.甲、乙两灯的电阻均随电压的增大而减小 B.甲、乙两灯的额定功率之比为4：1 C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2 D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1：3 二、填空题（每空3分，共24分） 11.[2025杭州拱墅段考]如图所示为小明在做俯卧撑和引体向上 时的锻炼场景： 0.7m (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F,则F,一 乙 F2。 (第11题图) (2)如图乙所示，小明的质量为60kg,做一次引体向上需克服重力做功 J,若小明 1min完成10个引体向上，则他的功率是 W。(g取10N/kg) 59 特训科学（浙教版）九年级上 12.小玥在妈妈的指导下用电熨斗熨烫衣服，她首先阅读说明书，知道电熨斗有“低 0 R 温”“高温”两个挡位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1=48.4Ω，R2 R 96.82,S为旋转式开关。当她旋转开关使触片接触触点1和2时，电熨斗为 220V 挡位，该挡位通电1min,电流产生的热量为 J。 (第12题图)》 13.如图所示为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。 将质量为m的物体从左侧圆弧槽的A点由静止释放，最高到达右侧H 圆弧槽的B点处；然后让物体再次滑下，最高到达左侧圆弧槽的C点 (第13题图) 处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。(忽略空气阻力，g为已知常量) (1)物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 (2)物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能没有全部转化为物体的内能，只有α%转化 为了物体的内能，则物体到达B点时温度升高了 。 (物体的比热容用c表示) (3)C点距离水平面的高度为 三、实验与探究题（共27分） 14.(12分)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，实验数据如表所示。 位置 A点 B点 C点 D点 E点 F点 G点 离地高度/m 2.0 1.6 1.4 1.2 0.8 0.4 0.2 重力势能/小 19.6 15.7 13.7 11.8 3.9 2.0 速度/(m·s1) 1.4 3.1 3.7 4.2 5.0 5.8 6.1 动能小 1.0 4.9 6.9 8.8 12.7 16.7 18.6 (1)小滨将铁球下落时的动能与速度的关系图线 20 绘制在图甲所示的Ekv图像中，分析图可知：物 体的动能与其速度 (填“成”或“不成”)正忌 比例关系。 y公 (2)将表中E点的重力势能数据补充完整。 123456 (3)小江研究表中数据得出如下结论：物体下落 v/(m·s) 乙 时，重力势能减小，动能增大，动能和重力势能之 (第14题图) 和保持不变。小科同学觉得此结论与某些运动情景不符。请描述一个运动情景，说明小江的结 论并不适用所有情境： (4)小金利用图乙来研究动能和势能的相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形， 个为凹形，a、b两个相同的钢球分别进入两弧形槽时的速度都为v,运动到槽的末端时速度也都 为v,α钢球通过凸形槽的时间为t1,b钢球通过凹形槽的时间为t2,则时间较长的是 (填 “t1”或“t2”)。 60 第2章能的转化与能量守恒 15.(15分)小科开展“测量小灯泡额定电功率”的实验。 【实验器材】电压恒为4.5V的电源1个，额定电压为2.5V的小灯泡1只，规格为“2021A” 的滑动变阻器1个等。 【实验步骤】 ①设计一张实验记录表。 ②连接电路（如图甲），闭合开关，小科发现电流表示数为0，电压表示数为4.5V。造成该现象 的原因可能是 0.4 0.3 0.2 0.1 0 234 U/V 甲 (第15题图) ③改正电路后，调节滑动变阻器的滑片，测出了四组数据，描点绘制出了小灯泡的IU图像（如 图乙)。 (1)为测量小灯泡的额定电功率，当电压表的示数为1V时，应向 调节滑动变阻器的 滑片直至电压表的示数为2.5V。 (2)根据图像乙，推测小科测得小灯泡的额定功率应为 ,同时也发现实验过程中小灯 泡的电阻变大，其依据是 四、综合题(19分) 16.商业街的移动摊位使用了可显示电费的新型插座（如图甲）进行计费，某摊位使用空气炸锅烹制 食物，如图乙所示为该空气炸锅加热部分的简化电路，其额定电压为220V,定值电阻R,和R, 为发热体，其中R1=402。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节(S1、S2不会 同时闭合)，只闭合S3时为中温挡，额定功率为440W。 (1)求R2的电阻。 (2)求高温挡正常工作100s,电流通过R1产生的电热。 (3)若只有空气炸锅单独工作，使用前、后插座的示数如图甲和图丙所示，请估算该空气炸锅消 耗的电功率。[已知商用电费单价为0.75元/(kW·h)] 使用前 使用后 时钟：9：10 时钟：9：25 电压：220V 电压：220V 电费：0.00元 电费：0.06元 R2 ·220V 甲 乙 丙 (第16题图) >“答案与解析”见D26 61