小初高試卷模板

第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒???考點一功和功率典例1如圖所示的AG600是我國首次研制的大型水陸兩棲飛機，該飛機蓄滿水后總質(zhì)量為53.5t。為檢測飛機性能，先后進行了模擬滅火和水面滑行測試。在模擬滅火測試中，飛機盤旋在火場上方150m處，將所蓄水分次投下，每次投水300kg，用時20s到達地面；在水面滑行測試中，飛機在水面上以10m/s的速度沿直線勻速滑行了60s。若飛機發(fā)動機牽引力的總功率始終保持2.5×106W，求∶（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（典例1圖）（1）

飛機蓄滿水靜止在水面上時排開水的體積。（2）

每次投下的水在下落過程中重力做功的平均功率。（3）

飛機在水面上沿直線勻速滑行時，飛機所受的牽引力。

答案：（1）53.5m3

（2）2.25×104W

（3）2.5×105N?1.大小相同的力F作用在質(zhì)量不同的物體上，使它們分別在同一水平面上沿力的方向移動相同的距離s（如圖），F(xiàn)所做的功分別為W1和W2，則（

B

）A.

W1＝W2B.

W1＝W2C.

W1＝2W2D.

W1＝4W2B2.

如圖所示，質(zhì)量為60kg的小明正在家中做俯臥撐運動，可將他的身體視為杠桿，A點為身體的重心。（g取10N/kg）（1）

將身體撐起的過程中，求地面對雙手的支持力。解∶（1）

小明所受的重力G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，他的身體相當于杠桿，腳尖是支點，他所受的重力是阻力，地面對雙手的支持力是動力，根據(jù)杠桿平衡條件Gl2＝Fl1得，600N×0.9m＝F×（0.9m＋0.6m），解得F＝360N

（第2題）（2）

若雙手與地面接觸的總面積為3×10－2m2，求雙手對地面的壓強。

（3）

若小明在1min內(nèi)做了20個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.3m，求他做俯臥撐的功率。

（第2題）考點二機械與機械效率典例2如圖甲所示，有一輕質(zhì)桿，其左、右兩端各掛由同種金屬制成、質(zhì)量分別為m1和m2（m1＞m2）的實心物塊后恰好水平平衡。（1）

求左、右懸掛點到支點O的距離l1與l2之比。（2）

將兩物塊分別浸沒于水中，如圖乙所示，桿將會

?（填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”），試通過推導加以證明。

解析：（1）

應用杠桿平衡條件F1l1＝F2l2。（2）

當物塊浸沒于水中時，以物塊作為受力分析的對象，其受到重力、拉力、浮力的作用；作用在杠桿上的拉力等于物塊受到的重力與浮力的差值。

?3.

如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)。如果將左右兩端的鉤碼同時向遠離支點的方向移動兩格，那么杠桿（

C

）A.

仍能平衡B.

左端下沉C.

右端下沉D.

無法判斷C4.

如圖所示，小剛站在高臺上通過滑輪組先后豎直向上勻速提升物體A和物體B。假設(shè)在拉繩子的過程中，小剛對繩子的拉力與對高臺的壓力始終在同一直線上，不計繩重和摩擦。已知小剛的質(zhì)量為50kg，物體A的質(zhì)量為54kg，物體B的質(zhì)量為84kg，動滑輪的質(zhì)量為6kg。當提升物體A時，滑輪組的機械效率為

90%

?，此時小剛對高臺的壓力是

700

?N；當提升物體B時，小剛拉力做功的功率為180W，則物體B上升的速度為

0.2

?m/s。（g取10N/kg）

90%

700

0.2

考點三電功與電功率典例3如圖所示的電路中，電源電壓不變，燈泡L標有“6V

3W”字樣（不考慮燈絲阻值的變化）。當甲、乙都是電流表，S1閉合、S2斷開時，甲表示數(shù)I甲＝0.5A，電路消耗的總功率為P1；當甲、乙都是電壓表，S1、S2都閉合時，乙表示數(shù)U乙＝2.4V，電路消耗的總功率為P2。下列說法中，正確的是（

）A.

電阻R的阻值為36ΩB.

電路的總功率之比P1∶P2＝5∶2C.

當甲、乙都是電壓表，S1、S2閉合時，燈泡L的實際功率為0.48WD.

當甲、乙都是電流表，S1閉合、S2斷開時，兩表示數(shù)之比I甲∶I乙＝2∶3

答案：C?5.

在如圖甲所示的電路中，已知電源為電壓可調(diào)的“直流電源”，燈泡L1的額定電壓為8V，如圖乙所示為燈泡L2的U－I關(guān)系圖像。（1）

當開關(guān)S接a時，電壓表的示數(shù)為1.2V，電流表的示數(shù)為0.3A，求定值電阻R0的阻值。

（2）

當開關(guān)S接a時，調(diào)節(jié)電源電壓，使燈泡L1正常發(fā)光，此時R0消耗的功率為1W，求燈泡L1的額定功率。

（3）

當開關(guān)S接b時，通過調(diào)節(jié)電源電壓使燈泡L1正常發(fā)光，求電路消耗的總功率。解∶（3）

當開關(guān)S接b時，Ib＝Ia'＝0.5A，由圖乙知，U2＝4V，電源電壓U＝U1＋U2＝8V＋4V＝12V，總功率P＝UIb＝12V×0.5A＝6W考點四伏安法測小燈泡的額定功率典例4

（2022·遂寧）小志同學在“測量小燈泡的額定功率”的實驗中，用到的器材有新干電池2節(jié)、小燈泡L（標有“0.3A”字樣）1只、電流表1只、電壓表1只、滑動變阻器1只、開關(guān)1個、導線若干。（1）

請用筆畫線代替導線，在圖甲中將實驗電路連接完整（要求滑動變阻器的滑片向右移動時電流表的示數(shù)變?。?。（2）

連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3V，造成這一現(xiàn)象的原因可能是

?（填序號）。

①

小燈泡短路②

小燈泡開路③

滑動變阻器短路④

滑動變阻器開路（3）

排除故障，進行實驗，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)如圖乙所示，為了測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片P向

?（填“A”或“B”）端移動，當電流表示數(shù)達到0.3A時，電壓表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為

?W。

（4）

小剛用相同的器材進行該實驗時發(fā)現(xiàn)電壓表損壞，他找來1只阻值為R0的定值電阻，設(shè)計了如圖丁所示的電路，也可測出小燈泡的額定功率，主要的操作步驟如下∶①

把電流表接在a處，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表的示數(shù)為I額。②

保持滑片P的位置不變，斷開開關(guān)，把電流表接在b處，閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為I。③

計算得出小燈泡的額定功率P額＝

?（用R0、I額、I表示）。

解析：（1）

伏安法測小燈泡的額定功率，需要測量小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，故需要將電流表與小燈泡串聯(lián)，將電壓表與小燈泡并聯(lián)，根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，滑動變阻器采用一上一下的連接方式串聯(lián)在電路中，根據(jù)“當滑動變阻器的滑片向右移動時電路中的電流減小”分析，應接入變阻器的左下接線柱。（2）

由題意可知，電路連接完好，只有1個元件有故障，當電流表無示數(shù)時，電路不可能是短路，只能是開路，電壓表有示數(shù)且接近3V，說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路且電壓表測電源兩端電壓。（3）

讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)電流表示數(shù)與燈泡額定電流的大小判定電路中電流的變化，根據(jù)歐姆定律分析電路中總電阻的變化和滑動變阻器阻值的變化；根據(jù)電壓表選用的量程確定分度值讀數(shù)，根據(jù)P＝UI求燈泡的額定功率。（4）

根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律求出通過定值電阻的電流，根據(jù)歐姆定律求出定值電阻兩端的電壓，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡的額定電壓，然后根據(jù)P＝UI求出燈泡的額定功率。答案：（1）

如圖戊所示（2）

②

（3）

A

0.75

（4）

（I－I額）R0I額?6.

在“探究小燈泡的電功率與哪些因素有關(guān)”的實驗中，小組同學猜想∶小燈泡的電功率可能與電壓、電流有關(guān)。于是他們設(shè)計了如圖所示的三個電路圖∶

（1）

你認為圖

乙?電路可以探究小燈泡的電功率與電壓的關(guān)系，理由是

乙是串聯(lián)電路，能控制電流相等?。

乙乙是串聯(lián)電路，能控制電流相等（2）

小組同學經(jīng)過分析、討論，選擇正確的電路進行實驗，得出了小燈泡的電功率與電壓關(guān)系的正確實驗結(jié)論。支持該結(jié)論的實驗現(xiàn)象是

對應電壓表示數(shù)大的燈泡比示數(shù)小的燈泡亮?。

對應電壓表示數(shù)大的燈泡比示數(shù)小的燈泡亮考點五能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律典例5做“探究動能影響因素”的實驗時，常用如圖所示的實驗裝置（不計摩擦）。為使小球到達水平面時的初始速度相同，需控制小球下落高度相同，這是為什么呢？查閱資料得知，物體在某處的重力勢能的大小等于該物體從此處運動至水平面時重力對物體所做的功。（典例5圖）（1）

質(zhì)量為m的小球在A處靜止時，所具有的重力勢能Ep為

?。

（3）

請通過推導證明∶小球在水平面上運動的初始速度v只與高度h有關(guān)。解析：（1）

重力勢能是由于物體被舉高而具有的能，Ep＝Gh＝mgh。（2）

不計摩擦時，機械能守恒，小球在A點時所具有的重力勢能等于到達B點時的動能。

?7.

如圖所示為“探究改變物體內(nèi)能的方法”的實驗，瓶子里裝有一些水，用打氣筒向瓶內(nèi)充氣，在瓶塞“跳”起前，瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能將如何變化？原因是什么？繼續(xù)充氣，當瓶塞“跳”起時，觀察到瓶內(nèi)和瓶口有白霧產(chǎn)生，原因是什么？（第7題）解∶在瓶塞“跳”起前，瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能增加，因為用打氣筒向瓶內(nèi)充氣，對瓶內(nèi)氣體做了功；瓶塞“跳”起，瓶內(nèi)氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，使水蒸氣液化成小水滴，出現(xiàn)白霧?1.

用20N的豎直向上的力分別拉著質(zhì)量為1kg的甲物體和質(zhì)量為2kg的乙物體上升1m，下列有關(guān)分析與計算中，正確的是（g取10N/kg）（

B

）A.

力對甲做功10J，對乙做功20JB.

甲增加的動能是10J，乙增加的動能是0C.

甲增加的重力勢能是20J，乙增加的重力勢能是20JD.

甲增加的機械能是20J，乙增加的機械能是0B2.

如圖所示，在水平拉力F的作用下，物體A沿水平地面做勻速直線運動，已知彈簧測力計的讀數(shù)為10N，物體A的運動速度為1m/s（不計滑輪與繩子質(zhì)量、繩子與滑輪間摩擦、滑輪與軸間摩擦），在此過程中（

C

）A.

物體A與地面間的摩擦力為5NB.

物體A與地面間的摩擦力為20NC.

水平拉力F做功的功率為10WD.1s內(nèi)重力對物體A做的功為10JC3.

如圖所示的電路中，電源電壓為12V且保持不變。閉合開關(guān)S，當滑片P置于滑動變阻器的中點時，電壓表的示數(shù)為4V；當滑片P置于滑動變阻器的b端時，電壓表的示數(shù)變化了2V，在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為36J。下列說法中，正確的是（

D

）A.

電路中的最大電流為1AB.

滑片P在中點時，10s內(nèi)滑動變阻器R消耗的電能為60JC.

滑動變阻器R先后兩次消耗的電功率之比為8∶1D.

R1先后兩次消耗的電功率之比為16∶9D4.

如圖所示為某家用電子式電能表的表盤，該表盤上顯示已用電

5546.7

?kW·h；若將某用電器單獨接在該電能表上正常工作3min，電能表指示燈閃爍了32次，則該用電器在上述時間內(nèi)消耗的電能為

0.02

?kW·h，它的實際電功率是

400

?W。

（第4題）5546.7

0.02

400

5.

小科為了探究物體在空氣中受到的浮力，做了如下實驗∶將籃球和連有氣針的氣球一起掛在杠桿左端，調(diào)整杠桿右端鉤碼的位置，使杠桿在水平位置平衡，如圖甲所示；然后將氣針頭插入籃球的氣門內(nèi)，氣球膨脹，如圖乙所示，調(diào)整鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡。（1）

該實驗中顯示籃球在空氣中受到的浮力變化的實驗現(xiàn)象是

杠桿的傾斜程度變化（或杠桿左端向上傾斜）

?。

杠桿的傾斜程度變化（或杠桿左端向上傾斜）

（2）

以杠桿左端受到的力為動力，右端受到的力為阻力，在這個過程中阻力臂的變化是

變小?。

（3）

小科認為通過上述實驗還可以探究浮力大小和排開空氣體積的關(guān)系。于是將一個癟了的籃球掛在圖甲杠桿的左端，在右端掛鉤碼使其平衡，然后往籃球里面打氣，結(jié)果并未出現(xiàn)預期的現(xiàn)象。分析小科實驗失敗的原因∶

在打氣的過程中改變了籃球和氣體的總質(zhì)量（合理答案均可）

?。

變小在打氣的過程中改變了籃球和氣體的總質(zhì)量（合理答案均可）

6.

如圖所示為某工廠發(fā)貨傳輸分揀線示意圖，等間距排列的相同貨物先被傳送帶勻速運送到工作臺，在工作臺AB上勻速下滑時被掃描，滑至水平工作臺BC上，最后在C點靜止時被機械手臂取走進行分類。傳送帶與AB、AB與BC都平滑連接，AB與BC材料相同，且長度均為1m，空氣阻力忽略不計。（1）

若貨物對AB的壓力小于對BC的壓力，則貨物在AB上減小的機械能

小于?（填“大于”“小于”或“等于”）在BC上減小的機械能。

（2）

若機械手臂每隔3s取走一件貨物，傳送帶運動的速度為0.8m/s，則為防止貨物的碰撞與堆積，貨物之間的距離d至少為

2.4

?m。

小于2.4

7.

（2021·金華）研究性學習小組利用如圖甲所示的電路研究電阻電功率的變化規(guī)律。電源電壓恒為4V，R0為定值電阻，R為滑動變阻器。實驗過程中，調(diào)節(jié)滑動變阻器，逐次讀取數(shù)據(jù)并記錄，計算定值電阻的電功率。數(shù)據(jù)如表所示。實驗次序12345電流/A0.100.150.200.250.30電壓/V1.01.52.02.53.0R0的電功率/W0.100.2250.400.6250.90實驗次序12345電流/A0.100.150.200.250.30電壓/V1.01.52.02.53.0R0的電功率/W0.100.2250.400.6250.90（1）

完成第3次實驗后，接下來要獲得第4次實驗的數(shù)據(jù)，則應將滑動變阻器R的滑片P向

左?（填“左”或“右”）移動到適當位置。

（2）

小組同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)，得出了定值電阻R0的電功率與其電流的定量關(guān)系。下列結(jié)論中，正確的是

B

?（填字母）。

A.

定值電阻的電功率與電流成正比B.

定值電阻的電功率與電流的平方成正比左B

（3）

小科提出∶要計算滑動變阻器的電功率，還需要用電壓表測出滑動變阻器兩端的電壓；小金卻認為∶無須測量滑動變阻器兩端的電壓，通過推算即可得出滑