初中科学第8节 能量的转化与守恒精品一课一练

第3章 综合素质评价

一、选择题　

1. 某学生用100 N的力将重60 N的铅球抛出5 m远, 则在铅球运动的全过程中, 人对铅球所做的功是(　　)

A. 200 J    B. 300 J

C. 500 J    D. 无法判断

2. 小明测量了四位同学的做功数据, 并把四位同学做的功W和所用时间t在坐标系中描点, 得到了图中甲、乙、丙、丁四个点, 这四位同学做功功率大小关系正确的是(　　)

A. 甲＞乙＝丙＞丁     B. 甲＝乙＞丙＝丁

C. 甲＝丙＞乙＝丁     D. 甲＞乙＞丙＞丁

(第2题)               　(第3题)                 (第4题)

3. 如图所示是一个传送带, A、B轮转动带动物体C向右上方匀速运动, 物体C没有在皮带上发生滑动, 皮带与轮之间不打滑, 则物体C的重力势能不断增加, 这是因为(　　)

A. 摩擦力对物体C做了功

B. 重力对物体C做了功 

C. 支持力对物体C做功

D. 物体C的动能转化为重力势能

4. 一端封闭的两个完全相同的玻璃管(如图所示), 甲中装水, 乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放, 下落到P处, 小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况, 则小球(　　)

A. 重力势能变化量不相同 B. 获得的动能相同 

C. 在食用油中重力做功慢 D. 机械能不变

5. “频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法, 如图甲、乙所示是两球下落时的频闪照片；图丙所示是海洋世界里的海豚正在顽皮地吐泡泡, 气泡在上升过程中越来越大；图丁用打气筒向广口瓶中打气, 过一会儿看到瓶塞跳起。则下列说法不正确的是(　　)

A. 甲、乙两球下落时都是重力势能转化为动能 

B. 甲球下落过程中动能在逐渐增大 

C. 图丙中气泡上升时气泡内的气体内能转化为机械能 

D. 图丁中瓶塞跳起时, 瓶内气体的一部分内能转化为瓶塞的机械能

6. 如图所示是我国第一部物理学著作《远西奇器图说》记载的一个机械装置, 书中对小球A、B的质量大小关系做出了正确的推测。若小球A的质量为10克, 不考虑摩擦和绳重, 则两个小球匀速移动时, 小球B的质量可能为(　　)

A. 14克

B. 12克

C. 10克

D. 8克

7. “龙门吊”主要由主梁和支架构成, 可以提升和平移重物, 其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中, 右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像是(不考虑主梁自身重力)(　　)

8. 如图所示是一种家庭电路中带指示灯的按键开关的电路图。使用时发现, 当开关断开时, 照明灯甲熄灭, 指示灯乙发出微光(便于夜晚找到开关)；当开关闭合时, 只有照明灯甲正常发光。据此可以判断(　　)  

A. 甲灯的额定功率一定小于乙灯的额定功率

B. 甲灯的电阻一定远大于乙灯的电阻 

C. 开关断开时, 通过乙灯的电流大于通过甲灯的电流 

D. 甲灯的电阻一定远小于乙灯的电阻

9. 用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体, 每次物体被提升的高度均为0. 5 m, 滑轮组的机械效率与物体受到的重力的关系如图乙所示, 不计绳重和摩擦, 下列分析正确的是(　　)

A. 动滑轮的重力为5 N 

B. 该滑轮组的机械效率可以达到100% 

C. 滑轮组的机械效率越高, 拉力做功越少

D. 每次提升重物时, 滑轮组做的额外功为5 J

10.小金用如图所示装置和相关的实验仪器探究斜面机械效率的影响因素, 斜面AB段长为L, 高为h, 他用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法错误的是(　　)

A. 改变h即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响 

B. 该过程中克服斜面摩擦力做的功属于额外功 

C. 该斜面的机械效率为×100%

D. 若物体没有被拉到斜面顶端, 则无法测出斜面的机械效率

11.山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站是全球首座球床模块式高温气冷堆核电站示范工程。关于核能的应用, 下列说法正确的是(　　)

A. 原子弹是根据核聚变的原理制成的 

B. 现有核电站核变原理与氢弹核变原理相同

C. 核能有核辐射危险, 我们应该完全杜绝核能发电 

D. 核电站发电的能量转化过程: 核能→内能→机械能→电能

12. 下面是小明同学的“科学学习笔记”中的摘录, 其中正确的是(　　)

A. 热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体 

B. 一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水, 内能不变

C. 不停弯折铁丝, 铁丝温度升高, 是通过热传递改变物体内能的

D. 物体吸收热量, 内能增加, 温度不一定升高

13. 下列关于能量转化的说法, 不正确的是(　　)

A. 摩擦生热, 机械能转化为内能 

B. 能量转化是非常普遍的现象, 但是各种形式的能量之间不能自由地相互转化 

C. 随着技术的发展, 电灯通电后可以将电能全部转化为光能 

D. 燃料燃烧时, 将化学能转化为内能

二、填空题　

14. 如图所示的实验装置中, 三个相同的烧瓶A、B、C内都盛有质量和初温均相等的液体, 其中A、B烧瓶中装的是水, C烧瓶中装的是煤油, A、B、C烧瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC, 且RA＝RC＞RB, 当合上开关S, 通电一定时间后:

(1)通过对比观察________(填“A、B”“A、C”或“B、C”)烧瓶中的温度计示数变化情况来探究电流产生的热量Q与电阻R的关系。

(2)A、B、C烧瓶中温度计示数分别为TA、TB、TC (三个烧瓶中的液体均未沸腾), 则三个温度按照由低到高的顺序排列是__________________(均不计热损失)。     

(第14题)               　               (第15题)

15. 在如图甲所示的电路中, 电阻R的阻值为8 Ω, 灯泡L标有“6 V　3 W”的字样, 通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图乙所示。在a、b间接入电源, 为保证通过电阻R的最大电流不超过0. 5 A且灯泡L不损坏, 则允许接入的最大电源电压为________V, 闭合开关S, 此时通过电流表A1的电流为________A。

16.如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上, 用蜡烛对铜制容器底部加热, 一段时间后铜管会向右喷蒸汽, “蒸汽船”就向左行驶。

(1)蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高, 这是通过__________的方式改变水的内能的。

(2)当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力, 这说明了______________________。

(第16题)               　           (第17题)

17. 2020年12月, 嫦娥五号探测器从月球上采样并顺利返回地球。

(1)2020年12月3日, 嫦娥五号的上升器与着陆器顺利分离(如图甲所示), 携带返回器返回地球。在分离过程中, 以着陆器为参照物, 上升器是________的。

(2)飞离月球时, 若上升器在3×103牛的推力作用下, 沿推力方向飞行了1. 5×104米, 在该过程中, 推力做功________焦。

(3)如图乙为返回器的两种返回技术。嫦娥五号返回器采用“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: _______________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________。

三、实验探究题　

18. [控制变量法]在“探究小灯泡的电功率与哪些因素有关”的实验中, 小组同学猜想: 小灯泡的电功率可能与电压、电流有关, 于是他们设计了如图所示的三个电路图。

(1)你认为图________电路可以探究小灯泡的电功率与电压的关系, 理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)小组同学经过分析讨论, 选择正确的电路进行实验, 得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是_________________________________________________________________。

19. 按如图所示的电路图做“测量小灯泡的电功率”的实验, 所用器材有: 标有“3. 8 V”字样的待测小灯泡、电压恒为6 V的电源、电流表(量程为0～0. 6 A、0～3 A)、电压表(量程为0～3 V、0～15 V)、滑动变阻器、开关及导线若干。

(1)连接电路时, 开关应________。

(2)一名同学按电路图连接电路后, 闭合开关, 将滑动变阻器的滑片移到最左端时, 灯不亮, 电压表有较大的示数。经检查, 导线连接完好, 则电路故障是_________________________________________________________________。

(3)小明同学按电路图正确连接电路后, 闭合开关, 从大到小调节滑动变阻器的阻值, 并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入表中。

①通过表中数据, 可算得小灯泡的额定功率为________W, 还可得出关于灯丝电阻的结论是_____________________________________________________。

②将两个这样的相同规格的小灯泡串联后直接接在6 V电源的两端, 两灯消耗的总功率为________W。

③为完成本实验, 应选用________(填选项字母)滑动变阻器。

A. “15 Ω　1 A”　　　       B. “50 Ω　1 A”            C. “25 Ω　0. 2 A”

四、计算题　

20. 建筑工人用如图所示的滑轮组, 在4 s内将重为1 000 N的物体沿水平方向匀速移动了2 m。已知工人所用的拉力F大小为250 N, 物体受到水平地面的摩擦力为物重的0. 4倍(忽略绳和滑轮重)。求:

(1)拉力F的功率。

(2)滑轮组的机械效率。

答案

一、1. D

2. A　【点拨】将各点与坐标原点相连, 并作出相应的“辅助线”, 如图所示:

由图和功率公式P＝可知, 功率大小关系为甲＞乙＝丙＞丁, 故选A。

3. A　【点拨】因为物体C向右上方匀速运动, 物体C运动方向与物体C受到的摩擦力方向一致, 摩擦力对物体C做功, 使得物体C的重力势能不断增加, 故A正确。

4. C　5. A

6. D　【点拨】不考虑摩擦和绳重, 定滑轮既不省力又不省距离, 则绳子对A的拉力等于B的重力, 当B下降时, B下降的高度hB等于A沿斜面上升的距离lA, 大于A竖直上升的高度hA, B的重力对B做的功等于绳子的拉力对A做的功, 也等于克服A的重力做的功, 即 mA ghA＝ mB ghB, 因为hA＜hB, 所以mA＞mB, 因此B的质量肯定小于10克。故选D。

7. B　【点拨】在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中, 以左侧的支架为支点, 右支架对主梁的支持力F为动力, 重物对杠杆的拉力为阻力(大小等于物体的重力G) , 动力臂等于整个主梁的长度, 设为l, 则阻力臂为l－s, 根据杠杆平衡条件可得: Fl＝G(l－s) , 支持力F＝G－ , 由关系式知, 右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s成一次函数关系, 且支持力随s的增大而减小, 故B符合题意。

8. D　【点拨】当开关断开时, 照明灯甲熄灭, 指示灯乙发出微光, 因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小, 所以, 此时甲灯泡的实际功率远小于乙灯泡的实际功率, 因串联电路中电流处处相等, 所以根据P＝I2R可知, 甲灯的电阻远小于乙灯的电阻, 故BC错误, D正确; 照明灯甲和指示灯乙的额定电压可认为均为220 V, 因甲灯的电阻远小于乙灯的电阻, 由P＝可知, 甲灯的额定功率远大于乙灯的额定功率, 故A错误。

9. D

10. D　【点拨】斜面的机械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关, 探究“斜面的倾斜程度对斜面机械效率的影响”时, 应控制斜面的粗糙程度和物体相同, 在长度一定时, 改变h即可改变斜面与水平面的夹角, 故可以研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响, 故A正确; 将物体沿斜面向上拉时, 克服斜面摩擦力做的功属于额外功, 故B正确; 根据η＝＝×100%可以算出该斜面的机械效率, 故C正确; 若物体没有被拉到斜面顶端, 斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度都不变, 斜面的机械效率不变, 故可以测出斜面的机械效率, 故D错误。

11. D

12. D　【点拨】热传递时内能从温度高的物体传递给温度低的物体, 故A错误; 冰熔化时, 温度不变, 但需要从外界吸收热量, 因此冰块熔化为水时内能增加, 故B错误; 不停弯折铁丝, 铁丝温度升高, 是通过做功改变物体内能的, 故C错误; 物体吸收热量, 内能增加, 但温度不一定升高, 如晶体熔化时, 吸热但温度不变, 故D正确。

13. C

二、14. (1) A、B 　(2) TB＜TA＜TC

15. 4; 0. 9　【点拨】由题图知, 电阻R和灯泡L并联在电路中, 电流表A1测量干路电流, 电流表A2测量通过灯泡L的电流。根据欧姆定律可知, 电阻R两端允许的最大电压: UR＝IRR＝0. 5 A×8 Ω＝4 V＜UL＝6 V, 故灯泡L不会损坏, 因为电阻R和灯泡L并联, 根据并联电路的电压特点可知, 允许接入的最大电源电压U＝UR＝4 V; 由题图乙可知, 当灯泡L两端电压为4 V时, 通过灯泡L的电流为IL＝0. 4 A, 此时通过电流表A1的电流为I＝IR＋IL＝0. 5 A＋0. 4 A＝0. 9 A。

16. (1) 热传递 　(2) 物体间力的作用是相互的

17. (1) 运动 　(2) 4. 5×107　

(3) “跳跃式返回”在返回器首次进入、穿出大气层的过程中, 返回器与空气摩擦做功, 机械能更多地转化为内能, 机械能更小, 所以返回器再次进入大气层直至着陆时的速度更小

三、18. (1) 乙; 乙是串联电路, 能控制电流相等

(2) 电压表示数大的小灯泡比示数小的小灯泡亮

【点拨】(1) 探究小灯泡的电功率与电压的关系, 要控制电流相等, 因串联电路各处的电流相等, 故题图乙电路可以探究小灯泡的电功率与电压的关系。(2) 灯的亮度由灯的实际功率决定, 电压表示数大的小灯泡更亮一些, 说明其功率更大。

19. (1) 断开　

(2) 小灯泡断路　

(3) ①1. 14; 灯丝的电阻随电压的升高而增大　②1. 5　③B　

【点拨】(1) 为了保护电路, 连接电路时, 开关应断开。(2) 题图中闭合开关, 将滑动变阻器的滑片移到最左端时, 电路为小灯泡的简单电路。灯不亮, 说明灯泡短路或电路断路; 电压表有示数, 说明电压表与电源连通, 则与电压表并联的电路以外的电路是完好的, 则是与电压表并联的小灯泡断路了。(3) ①由题表中数据可知, 当小灯泡两端电压为3. 8 V时, 通过小灯泡的电流为0. 3 A, 小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝3. 8 V×0. 3 A＝1. 14 W; 由题表中数据可知, 当小灯泡两端电压增大时, 根据R＝得, R1＝＝＝10 Ω, R2＝＝≈11. 4 Ω, R3＝＝＝12 Ω, R4＝≈12. 7 Ω, 灯丝的电阻随电压的升高而增大。②将两个这样的相同规格的小灯泡串联后直接接在6 V电源的两端, 由串联电路的分压规律可知, 每个小灯泡两端的电压为3 V, 由题表中数据可知, 当小灯泡两端的电压为3 V时, 通过小灯泡的电流为0. 25 A, 则两灯消耗的总功率: P＝UI＝6 V×0. 25 A＝1. 5 W。③由题表中第1组数据可知, 当小灯泡两端电压为2 V, 通过小灯泡的电流为0. 2 A时, 根据串联电路电压规律, 滑动变阻器两端电压为U滑＝U－U1＝6 V－2 V＝4 V, 滑动变阻器连入电路中的阻值为R滑＝＝＝20 Ω, 由题表中数据可知, 电路中最大电流大于0. 2 A, 故应选用B滑动变阻器。

四、20. 解: (1) 由题图可知n＝2, 绳子自由端移动的距离s＝ns物＝2×2 m＝4 m, 拉力做的总功: W总＝Fs＝250 N×4 m＝1 000 J, 拉力做功的功率: P＝＝＝250 W。(2) 物体受到水平地面的摩擦力: f＝0. 4G＝0. 4×1 000 N＝400 N, 拉力做的有用功: W有用＝fs物＝400 N×2 m＝800 J, 故滑轮组的机械效率: η＝×100%＝×100%＝80%。

答: (1) 拉力F的功率为250 W。(2) 滑轮组的机械效率为80%。