第3章：能量的转化与守恒单元测试一、选择题（本大题共10小题）1.立定跳远时的动作分解如图，在此过程中运动员（）A. 上升时，动能减小，势能减小B. 上升时，动能增大，势能增大C. 下落时，势能增大，动能减小D. 下落时，势能减小，动能增大2.下列用电器主要利用电流热效应工作的是（）A. 电饭煲B. 电视机C. 洗衣机D. 油烟3.为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。
若不计摩擦，下列有关分析正确的是（）A. 两个滑轮在装置中起的作用相同B. 拉力移动的距离与配重上升的距离相同C. 沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等D. 将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等4.国际千克原器作为质量计量标准，由铂铱合金制成，科学家发现其质量有极微小变化。
2019年5月20日，服役129年的国际千克原器退役，今后将使用普朗克常量来定义千克，以提高千克定义的精确性。
下列关于国际千克原器的说法不正确的是（）A. 铂铱原子不做热运动，不具有内能B. 用铂铱合金制作的原因之一是其耐磨损C. 存放双层玻璃钟罩内有助于防氧化、防腐蚀D. 质量变化过程中，所含铂铱合金的多少发生变化5.关于温度、热量、热传递和内能，下列说法中不正确．．．的是( )A. 0℃的冰块内能一定不为零B. 物体温度升高，内能一定增加C. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递D. 温度高的物体，内能不一定大6.使用如图滑轮组，在2s内将重为500N的物体沿水平方向匀速移动0.8m，所用水平拉力F为200N，物体受到水平地面的摩擦力f为物重的0.5倍。
在此过程中，说法正确的是（）A. 物体受到的拉力为400NB. 绳子自由端移动的速度为0.2m/sC. 滑轮组的机械效率为67.5%D. 拉力F的功率为160W7.下列有关如图所示四幅图的观点中（不计摩擦），分析错误的是（）A. 图甲中，起跳离开地面后，人只受到重力的作用B. 图乙中，在下降过程中，滚摆的动能逐渐减小C. 图丙中，卫星在近地点的速度最大D. 图丁中，小球运动到③位置时速度不为零8.如图所示电路图，灯泡标有“12V 6W”，滑动变阻器R1标有“100Ω 1A ”，电压表量程为0-15V，电流表量程为0-0.6A，只闭合开关S1、S2，滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光；只闭合S1、S3，A示数为0.2A，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法不正确的是（）A. 电源电压为20VB. R2的电阻为76ΩC. 只闭合S1、S2时，灯泡的最小功率约为1.04WD. 只闭合S1、S2时,为了保护元件的安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围是0-72Ω9.物体A在拉力F作用下以0.2米/秒的速度沿水平地面向左匀速运动，如图所示，拉力F的功率为4瓦，A与地面间的摩擦力是A重力的0.3倍，若整个装置的机械效率为90%，则（）A. 1s内物体A克服重力做功3.6焦耳B. 1s内物体A克服摩擦力做功3.6焦耳C. 物体A与地面的摩擦力为9牛顿D. 拉力F为20牛顿10.如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器（其最大阻值为40Ω）。
闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率随R1电阻变化关系如图乙所示，根据图象信息。
则下列判断正确的是（）①电路中最小电流0.4A；②R0的阻值是20Ω；③电源电压10V；④R0消耗的最大电功率10W。
A. ①②B. ③④C. ①③D. ②④二、填空题（本大题共5小题）11.工人用水平推力F，推动重为200牛的物体。
在4秒内，水平推力F与物体沿力的方向移动距离s之间的关系如图所示。
在此过程中，水平推力做的功为_________焦，推力做功的功率为_________瓦。
12.在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a、b、c所示，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
实验中小球动能是由（填能量）转化来的，通过反映小球动能的大小，比较a、b两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而。
13.在比较不同燃料热值的实验中，小明利用与图示完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热，燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为30℃，另一杯温度为24℃，此过程中水的内能（增大/减小），用甲加热的水吸收的热量为 J，此时（能/不能）说明甲的热值较大。
（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃））14.小丽探究煤炉的热效率时，用煤炉给10kg的水加热，此过程中水温随时间变化情况如图甲。
烧水过程中，_______（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”）时间段内的热效率最高。
[设相同时间内燃烧煤的质量相等。
]甲图乙是汽油机工作的四个冲程示意图。
_______图（填字母）冲程将内能转化为机械能。
若该汽油机1s内对外做功15次，则该汽油机曲轴的转速为______r/min。
15.小华用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”，闭合开关S时，发现电压表有示数，但电流表无示数，请你帮他分析电路故障可能是______________；排除故障后，在移动滑片P的过程中，观察到电压表示数从2 V变为4 V，电流表的示数变化了0.2 A，则电阻R1阻值为__________Ω，R1的功率变化为__________W。
三、分析计算题（本大题共2小题）16.风洞实验室可以产生水平方向、速度大小可调节的风，用来研究处在流动气体中物体的受力情况。
现将一个套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球的质量是m=1千克，球的孔径略大于细杆的直径，杆沿平行风速的方向固定，如图甲所示。
调节风速的大小，记录木球的速度变化情况，得到木球的速度v与时间t的关系图，如图乙所示。
(1)根据图乙判断木球在6秒内的受到摩擦力变化情况是。
(2)求第4秒～第6秒间风力大小和木球通过的距离。
(3)有同学认为木球在第3秒受到的摩擦力比第5秒受到摩擦力小一些，请判断这一说法是否正确并简要说明理由。
17.在综合实践活动中，小峰设计了一种煮饭电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻丝，S1是自动控制开关，煮饭时，将该电路接入220 V的电源，在30 min内，电路总功率随时间变化的图像如图乙所示。
图甲图乙求：（1）0～5 min内通过R1的电流。
（2）30 min内电路消耗的电能。
（3）10～15 min内R1的电功率。
答案和解析1.【答案】D【解析】【分析】本题考查动能和重力势能的大小判断，难度不大。
重力势能与物体的质量和高度有关；在跳远的过程中，动能和重力势能相互转化，据此解答。
【解答】立定跳远时，如果处于上升阶段，人的质量不变，高度增大，那么重力势能增大，动能减小，这时动能转化为重力势能；下落阶段时，质量不变，高度减小，重力势能减小，而动能增大，这时重力势能转化为动能，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
2.【答案】A【解析】【分析】本题考查电流的热效应，属于基础题目。
电流通过用电器将电能转化为内能，称为电流的热效应。
【解答】A.电饭煲将电能转化为内能是电流的热效应，故A正确；B.电视机将电能主要转化为光和声音，不是利用电流的热效应，故B错误；C.洗衣机将电能主要转化为机械能，不是利用电流的热效应，故C错误；D.油烟机将电能主要转化为机械能，不是利用电流的热效应，故D错误。
故答案为：A。
3.【答案】C【解析】【分析】（1）通过判断滑轮的种类判断它们的作用是否相同；（2）使用滑轮组提升重物时，自由端的距离和物体上升高度之间的关系为：s=nh；（3）定滑轮不省力不费力，且与拉力的方向无关；（4）使用滑轮组时，要克服动滑轮的重力做功。
【解答】A.下面的滑轮是动滑轮，上面的滑轮是定滑轮，二者的作用不同，故A错误；B.因为动滑轮上有2段绳子承担物重，因此拉力移动的距离是配重移动距离的2倍，故B 错误；C.使用定滑轮不省力不费力，且拉力的大小与方向无关，故C正确；D.将配重提升相同高度，直接做的功为W=Gh，用该装置做的功为：W=（G+G动）h，因此二者不同，故D错误。
故选C。
4.【答案】A【解析】【分析】本题主要考查内能，物质的性质及质量的定义。
解题的关键是掌握内能，物质的性质及质量的定义。
【解答】A. 甶于分子永不停息地做无规则运动，任何物体都有内能，所以铂铱原子做热运动，具有内能，故A错误；B.由于铂铱合金耐磨损，则用铂依合金制作，故B正确；C.存放在双层玻璃钟罩内能与空气分离，有助于防氧化、防腐蚀，故C正确；D.质量是物体所含物质的多少，所以质量变化过程中，所含铂铱合金的多少发生变化，故D正确。
故选A。
5.【答案】C【解析】【分析】（1）物体的内能变化，可能是热传递，也可能是做功造成的；但是热传递或做功有一者发生，物体的内能一定变化。
（2）物体的内能变化，可能是物体的温度变化，可能是物体的状态变化；但是物体的温度变化或状态变化，有一者发生，物体的内能一定变化。
（3）物体的做功和热传递、内能、温度变化和状态变化，三者之间很容易混淆，注意理解。
（1）一切物体在任何温度下都具有内能；（2）物体的内能跟物体的质量、状态、温度有关。
物体质量和状态一定时，温度越高，内能越大；物体状态和温度相同时，气态时内能最大，固态时内能最小；物体状态和温度相同时，质量越大，物体的内能越大；（3）热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。
【解答】A.一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的冰块一定有内能（即内能一定不为零）。
故A正确；B.物体温度升高，分子无规则运动更剧烈，内能一定增加。
故B正确；C.发生热传递的条件是存在温度差，所以热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。
故C错误；D.内能与温度、状态、质量等都有关系，所以温度高的物体，内能不一定大。
故D正确。
故选C。
6.【答案】D【解析】略7.【答案】B【解析】略8.【答案】D【解析】【分析】本题考查了串联电路的特点，以及欧姆定律的计算与应用；关键是开关闭和断开时电路串并联的辨别；难点是为保证各电路元件安全使用时，滑动变阻器接入电路的电阻大小的判断。
灯泡在额定电压下正常发光，分析清楚电路结构，根据串联电路特点应用欧姆定律求出电源电压；由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值与最小阻值，然后确定滑动变阻器接入电路的阻值范围；当电路电流最小时，灯泡功率最小，由电功率公式求出灯泡最小功率；由串联电路特点与欧姆定律求出电阻R2的阻。
【解答】A.由图示电路图可知，只闭合开关S1，S2时，灯泡与滑动变阻器R1串联接在电源两端，滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光，则电路电流等于灯泡额定电流，电源电压：U=U L+IR1=12V+0.5A×16Ω=20V，故A正确，不符合题意；B.由电路图可知，只闭合S1，S3时，灯泡与电阻R2串联，此时电流表示数为0.2A，电路总电阻：，灯泡电阻：，电阻R2的阻值：R2=R-R L=100Ω-24Ω=76Ω，故B正确，不符合题意；CD.灯泡电阻：，由电路图可知，只闭合S1，S2时，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测滑动变阻器两端电压，此时灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路的阻值最小，为16Ω，电压表示数等于其量程15V时滑动变阻器电路的阻值最大，此时电路电流最小，；滑动变阻器接入电路的最大阻值：，只闭合S1，S2时，为了保护元件的安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围是16Ω～72Ω，故D错误，符合题意；C.只闭合S1，S2时，灯泡的最小功率：P L最小=I最小2R L=（）2×24Ω≈1.04W，故C正确，不符合题意。