專題26　第3章 能量的轉(zhuǎn)化與守恒 拔尖提優(yōu)測試訓(xùn)練（解析版）

第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒

專題26拔尖提優(yōu)測試訓(xùn)練

一、選擇題(每題3分，共45分)

1．如圖所示的簡單機(jī)械中，使用時(shí)一定費(fèi)力的是(A)

A．鑷子B．開瓶器C．鉗子D．動滑輪

【解析】杠桿主要包括以下幾種：①省力杠桿，動力臂大于阻力臂；②費(fèi)力杠桿，動力臂小于阻力臂；

③等臂杠桿，動力臂等于阻力臂。

A、鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿；B．起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，

是省力杠桿；C、鉗子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；D、動滑輪，實(shí)質(zhì)是動力臂等于二

倍阻力臂的杠桿，屬于省力杠桿。

2．如圖所示的是高速公路避險(xiǎn)車道示意圖。當(dāng)高速行駛的汽車出現(xiàn)剎車失靈時(shí)，可通過進(jìn)入避險(xiǎn)車道

快速降低車速直至停止。避險(xiǎn)車道的作用是降低汽車因高速行駛而具有的哪種能量帶來的危害(A)

A．動能B．勢能C．內(nèi)能D．電能

【解析】當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，其速度非?？?，動能非常大，若汽車出現(xiàn)剎車失靈，即在發(fā)生交通事故

時(shí)，其能對外做的功多，造成的危害非常大，故該情況下可以進(jìn)入避險(xiǎn)車道，見題目中的插圖，即讓汽車

的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故可以快速的降低車速，避免交通事故的發(fā)生。

2題圖3題圖

3．爺爺質(zhì)量比小麗大，如圖，小麗和爺爺一起用相同時(shí)間爬完相同的樓梯，則(C)

A．小麗做的功較多B．小麗做的功和爺爺做的一樣多

C．小麗做功比較慢D．小麗做功的功率和爺爺做功的功率一樣

【解析】AB、爺爺質(zhì)量比小麗大，所以小麗的體重比爺爺?shù)捏w重小，爬相同的樓，高度相同，由W=Gh

可知，爺爺做的功比小麗做的功多，故AB錯(cuò)誤；CD、爺爺做的功比小麗做的功多，但爺爺用的時(shí)間與小

麗相同，由P=W/t可知，爺爺做功的功率比小麗做功的功率大，即做功更快，故C正確，D錯(cuò)誤。

4．甲、乙兩個(gè)完全相同的物體在分別在水平拉力F甲和F乙的作用下，在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動，

且V甲＞V乙，若不計(jì)較空氣阻力，拉力F甲和F乙在相同時(shí)間內(nèi)所做的功分別為W甲和W乙，則下列判斷正

確的是（C）

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A．F甲＞F乙B．F甲＜F乙C．W甲＞W(wǎng)乙D．W甲＜W乙

【解析】AB、在水平方向上，每個(gè)物體都受拉力F與滑動摩擦力f作用，兩個(gè)物體都做勻速直線運(yùn)動，

處于平衡狀態(tài)，所以F甲=f甲，F(xiàn)乙=f乙；兩個(gè)完全相同的物體在同一水平面上運(yùn)動，兩物體對水平地面的壓

力等于自身的重力；接觸面的材料與接觸面的粗糙程度相同，所以兩物體所受的摩擦力大小相等，即f甲=f乙，

所以F甲=F乙．故A、B錯(cuò)；CD、因?yàn)関=s/t，v甲＞v乙，所以在相同的時(shí)間內(nèi)路程關(guān)系：s甲＞s乙，F(xiàn)甲=F乙，

又因?yàn)閃=Fs，F(xiàn)甲=F乙，所以W甲＞W(wǎng)乙，故C正確、D錯(cuò)。

5．下列關(guān)于“熱與能”的表述中正確的是(C)

A．物體在吸熱過程中，其溫度一定升高

B．在搓手取暖過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

C．水常被用作冷卻劑，是因?yàn)樗谋葻崛荽?/p>

D．鐵塊在煅燒過程中，其內(nèi)能從零開始增加

【解析】A、物體在吸熱過程中，其溫度可能升高可能不變，如晶體在熔化過程中，盡管吸熱，但是溫

度不變，故A錯(cuò)誤；B、人們搓手取暖，消耗了機(jī)械能，得到了內(nèi)能，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，故B

錯(cuò)誤；C、水常被用作冷卻劑，是因?yàn)樗谋葻崛荽螅|(zhì)量相同的水和其它液體相比較，升高相同的溫度時(shí)，

吸收的熱量多，故C正確；D、任何物體都具有內(nèi)能，故鐵塊在煅燒過程中，其內(nèi)能不是從零開始增加的，

故D錯(cuò)誤。

6．如圖，用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)(每個(gè)鉤碼重為0.5N)。下列說法正確的是

(C)

A．實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖甲所示情況，應(yīng)將杠桿的平衡螺母向左調(diào)

B．圖乙，在AB處各增加一個(gè)鉤碼，杠桿仍然能保持平衡

C．圖丙，彈簧測力計(jì)從a位置轉(zhuǎn)到b，為保持杠桿在水平位置平衡，其示數(shù)需變大

D．圖丁，用彈簧測力計(jì)在c點(diǎn)向上拉杠桿，為保持杠桿在水平位置平衡，其示數(shù)小于3N

【解析】A、如圖甲，杠桿的右端上翹，平衡螺母向上翹的右端移動，故A錯(cuò)誤；B、如圖乙，設(shè)杠桿

一個(gè)格為L，原來杠桿處于平衡狀態(tài)，由杠桿的平衡條件可得：1.5N×2L=1N×3L，設(shè)在A、B處各增加一

個(gè)相同的鉤碼，左邊=（1.5N+0.5N）×2L=4NL，右邊=（1N+0.5N）×3L=4.5NL，此時(shí)左邊＜右邊，即右

邊的力和力臂的乘積大，杠桿不再平衡，并且右端下沉，故B錯(cuò)誤；C、圖丙中彈簧測力計(jì)從b位置轉(zhuǎn)到

a，此時(shí)拉力F的力臂變長，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，拉力變小，即測力計(jì)的示數(shù)變小，故C正確；D、

如圖丁，如果拉力方向豎直向上，根據(jù)杠桿平衡條件可得：1.5N×4L=F×2L，可得F=3N；拉力方向斜向上，

彈簧測力計(jì)的示數(shù)應(yīng)大于3N，故D錯(cuò)誤。

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7．如圖所示，對于圖片中所描述的物理過程，下列分析中正確的是(C)

A．圖甲：厚玻璃筒內(nèi)的空氣被壓縮時(shí)，空氣的內(nèi)能減少

B．圖乙：瓶子內(nèi)的空氣推動塞子跳起時(shí)，空氣的內(nèi)能增大

C．圖丙：試管內(nèi)的水蒸氣推動塞子沖出時(shí)，水蒸氣的內(nèi)能減少

D．圖?。浩變?nèi)的氣體推動活塞向下運(yùn)動時(shí)，氣體的內(nèi)能增大

【解析】A、圖甲中厚玻璃筒內(nèi)的空氣被壓縮時(shí)，活塞對空氣做功，筒內(nèi)空氣溫度升高，空氣的內(nèi)能增

加，故A錯(cuò)誤；B、圖乙中瓶子內(nèi)的空氣推動塞子跳起時(shí)，空氣對活塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，空氣的內(nèi)

能減小，故B錯(cuò)誤；C、圖丙中試管內(nèi)的水蒸氣推動了塞子沖出時(shí)，水蒸氣對塞子做功，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化

為塞子的機(jī)械能，水蒸氣的內(nèi)能減少，故C正確；D、圖丁中兩氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動，火花塞點(diǎn)火，是

汽油機(jī)的做功沖程，燃?xì)鈱钊龉?，氣體的內(nèi)能減小，故D錯(cuò)誤。

8．炎熱的夏天，環(huán)衛(wèi)工人利用灑水車給馬路灑水降溫，灑水車在勻速行駛灑水過程中，以下關(guān)于能量

變化說法正確的是(C)

A．動能減小、機(jī)械能不變B．動能不變、機(jī)械能減小

C．動能減小、機(jī)械能減小D．動能增大、機(jī)械能增大

【解析】灑水車在平直的馬路上勻速行駛。在工作的過程中，灑水車的質(zhì)量不斷減小，速度不變，動

能變小，重力勢能變小，機(jī)械能=動能+勢能，所以灑水車的機(jī)械能變小。故只有選項(xiàng)C說法正確。

9.如圖所示，兩個(gè)等高的托盤秤甲、乙放在同一水平地面上，質(zhì)量分布不均勻的木條AB重24N，A、B

是木條兩端，O、C是木條上的兩個(gè)點(diǎn)，AO＝BO，AC＝OC。A端放在托盤秤甲上，B端放在托盤秤乙上，

托盤秤甲的示數(shù)是6N?，F(xiàn)移動托盤秤甲，讓C點(diǎn)放在托盤秤甲上。此時(shí)托盤秤乙的示數(shù)是(C)

A．8NB．12NC．16ND．18N

【解析】設(shè)木條中心在D點(diǎn)，當(dāng)A端放在托盤秤乙上時(shí)，以B端為支點(diǎn)，托盤秤甲的示數(shù)是6N，根

據(jù)力的作用

是相互的，所以托盤秤對木條A端的支持力為6N，如圖所示：

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1

由杠桿平衡條件有：FA×AB＝G×BD，即：6N×AB＝24N×BD，所以：AB＝4BD，BD＝AB，當(dāng)C點(diǎn)放

4

在

托盤秤甲上時(shí)，以C為支點(diǎn)，此時(shí)托盤秤乙對木條B處的支持力為FB，

因?yàn)锳O＝BO，AC＝OC，所以CO＝OD＝BD，BC＝3BD，CD＝2BD，有杠桿平衡條件有FB×BC＝

G×CD，即FB×3BD＝24N×2BD，所以FB＝16N，則托盤秤乙的示數(shù)為16N。

10．在“讓筆桿熱起來”的探究活動中，小彤通過感受筆桿前后溫度，判斷筆桿內(nèi)能變化，下列四種方法

中不夠科學(xué)的是(B)

A．把筆桿放在火焰上方烤一烤，馬上用手觸摸感覺筆桿變熱了

B．用手握住鉛筆，來回摩擦，同時(shí)感覺到筆桿變熱了

C．把筆桿放在烈日下曬一段時(shí)間，用手觸摸感覺到筆桿變熱了

D．把筆桿放在熱水中泡一下，迅速用紙巾擦干并觸摸感覺筆桿變熱了

10題圖11題圖12題圖13題圖

【解析】用手握住鉛筆，來回摩擦，同時(shí)感覺到筆桿變熱了，這可能是由于筆桿變熱，也可能是由于

摩擦力對手做功，使得手的內(nèi)能增加的緣故，不好判斷筆桿的內(nèi)能變化情況，所以該方法不夠科學(xué)。

11．對于圖中的各種數(shù)據(jù)，下列說法不正確的是(D)

A．圖中電能表的讀數(shù)為31.6度

B．每消耗1kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)

C．同時(shí)使用的用電器總功率不能長時(shí)間超過2200W

D．電能表正常工作時(shí)的電壓一定為220V，電流一定為10A

【解析】A、圖中電能表的讀數(shù)為31.6kW?h=31.6度，故A正確；B、3000R/（kw?h）表示每消耗1kW

?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)，故B正確；C、家庭電路最大功率P=UI=220V×10A=2200W，同時(shí)

使用的用電器總功率不能長時(shí)間超過2200W，故C正確；D、電能表的標(biāo)定電流是10A，也就是說允許通

過的最大電流是10A，不是說電流一定為10A，所以D錯(cuò)誤。

12．小明按圖連接電路，閉合開關(guān)，觀察到L1比L2亮。下列說法正確的是(C)

A．通過L1的電流大于L2的電流B．L1的電阻小于L2的電阻

C．L1兩端電壓大于L2兩端電壓D．如果把L1和L2的位置對調(diào)，L1會變暗

【解析】（1）由電路圖可知，兩個(gè)燈泡組成串聯(lián)電路，串聯(lián)電路中電流處處相等，所以通過兩燈電流

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相等，故AD錯(cuò)誤；（2）燈泡亮度有燈泡的實(shí)際功率決定，L1比L2亮，即L1的實(shí)際功率比L2的實(shí)際功率

2

大。而兩燈電流相等，由P=IR可知，L1的電阻比L2的電阻大，故B錯(cuò)誤；由U=IR知，L1兩端電壓比L2

兩端電壓大，故C正確。

13．如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面，一小球由A點(diǎn)以速度v沿軌道滾下，經(jīng)另一側(cè)等

高點(diǎn)B后到達(dá)最高點(diǎn)C。下列關(guān)于小球滾動過程的分析正確的是(C)

A．整個(gè)過程只有重力在對小球做功

B．小球在A、B兩點(diǎn)具有的動能相同

C．小球在A、B、C三點(diǎn)的速度大小關(guān)系是vA＞vB＞vC

D．小球在A點(diǎn)具有的機(jī)械能等于它在C點(diǎn)具有的重力勢能

【解析】A、小球受到豎直向下的重力的作用，下落中，移動了距離，小球的重力是做功的，因?yàn)槭谴?/p>

糙的弧形軌道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故A錯(cuò)誤；B、在粗糙的弧形軌道上受摩擦力，要克服

摩擦力做功，所以小球下落過程中，機(jī)械能減小，故在A、B兩點(diǎn)具有的動能不同，故B錯(cuò)誤；C、小球運(yùn)

動過程中，要克服摩擦力做功，機(jī)械能減小，小球質(zhì)量不變，故小球在A、B、C三點(diǎn)的速度大小關(guān)系是νA

＞νB＞νC，故C正確；D、要克服摩擦力做功，機(jī)械能減小，故在A點(diǎn)具有的機(jī)械能大于它在C點(diǎn)具有的

重力勢能，故D錯(cuò)誤。

14．新的國家標(biāo)準(zhǔn)對延長線插座配用電纜的導(dǎo)線橫截面積要求進(jìn)行了修改，額定電流16A的延長線插

座，導(dǎo)線最小標(biāo)稱橫截面積由1mm2提升到1.5mm2。增大導(dǎo)線橫截面積的目的是(D)

A．增大導(dǎo)線的電阻B．減小通過導(dǎo)線的電流C．增大導(dǎo)線的電壓D．減小導(dǎo)線發(fā)熱的功率

【解析】A．延長線的材料和長度相同時(shí)，增大導(dǎo)線橫截面積可以減小導(dǎo)線的電阻，故A錯(cuò)誤；B．通

過導(dǎo)線的電流與插座上用電器消耗的電功率有關(guān)，無法判斷通過導(dǎo)線電流的變化，故B錯(cuò)誤；C．在通過導(dǎo)

線的電流一定時(shí)，導(dǎo)線的電阻減小，由U=IR可知，可以減小導(dǎo)線兩端的電壓，故C錯(cuò)誤；D．在通過導(dǎo)線

的電流一定時(shí)，導(dǎo)線的電阻減小，由P=I2R可知，可以減小導(dǎo)線發(fā)熱的功率，故D正確。

15.如圖所示電路中，電源電壓為12V。在a、b間接入燈L1“6V2W”，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的

滑片P使燈L1正常發(fā)光。斷開開關(guān)，取下燈L1，保持滑片P的位置不變，在a、b間接入燈L2“6V3W”，

閉合開關(guān)。則(C)

A．燈L2正常發(fā)光B．滑動變阻器接入電路的電阻為12Ω

C．通過L2的電流為0.4AD．滑動變阻器和燈L2每秒做功5J

【解析】A、燈L1正常發(fā)光時(shí)，其兩端的電壓為6V，接入燈L2，兩燈的電阻不同，則ab間的電壓會

P12W1

發(fā)生變化，故燈L2不會正常發(fā)光，故A錯(cuò)誤；B、燈L1正常發(fā)光時(shí)的電流為：I=A；滑動變

U16V3

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U'6V

阻器兩端的電壓為U'=U-U=12V-6V=6V，則滑動變阻器接入電路的電阻為R'==18Ω，故B錯(cuò)誤；

11

IA

3

22

U2(6V)

C、L2的電阻為R2==12Ω；此時(shí)電路的總電阻為：R=R2+R'=18Ω+12Ω=30Ω，此時(shí)電路中的電

P23W

U12V

流為：I''==0.4A，故C正確；D、滑動變阻器和燈L2每秒做功為整個(gè)電路所做的功，則

I30

W=UIt=12V×0.4A×1s=4.8J，故D錯(cuò)誤。

二、填空題(每空2分，共40分)

16．某建筑工地上一臺升降機(jī)的箱體連同貨物的重力為1500N，在10s內(nèi)從樓的1層上升到5層，如果

每層樓高3m，則升降機(jī)電動機(jī)至少做___________J的功，功率至少____________W。

【答案】1.8×104；1.8×103

【解析】物體從1層到5層上升的高度：h=4×3m=12m，克服物體重力所完成的功：

W=Gh=1500N×12m=1.8×104J，升降機(jī)在工作時(shí)，還要克服自身摩擦還要做一部分功，因此要把物體提高到

W1.8104J

5層，至少要完成1.8×104J的功，升降機(jī)的功率：P==1.8×103W。

t10s

17．電冰箱工作時(shí)，將箱內(nèi)能量轉(zhuǎn)移到外部，是因?yàn)橄牧薩______能，才把熱量移出冰箱使內(nèi)部變冷，

這一現(xiàn)象說明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程是有__________性的，同時(shí)也說明能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移時(shí)要消耗其他

能量。

【答案】電方向

【解析】在自然界中，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程是有方向性的，若不符合能量的轉(zhuǎn)化方向，是需要以

消耗其他形式能量為代價(jià)的，如冰箱工作時(shí)，將箱內(nèi)能量轉(zhuǎn)移到外部，是因?yàn)橄牧穗娔?，才把熱量移?/p>

冰箱使內(nèi)部變冷，即表明在能量的在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移時(shí)要消耗其他形式的能量。

18．內(nèi)燃機(jī)氣缸中的燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體通過__________的方式將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。如圖

所示，四沖程汽油機(jī)正處于___________沖程，該汽油機(jī)每秒完成40個(gè)沖程，則飛輪的轉(zhuǎn)速為__________r/min。

【答案】做功壓縮1200

【解析】汽油機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)，要經(jīng)過4個(gè)沖程，燃?xì)鈱ν庾龉?次，活塞往返2次，飛輪轉(zhuǎn)動

2周，若該汽油機(jī)每秒完成40個(gè)沖程，則每秒它對外做功10次，飛輪轉(zhuǎn)動20周，飛輪的轉(zhuǎn)速為

1200r/min。

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19．一只手機(jī)電池的背面印有如圖所示的一些符號，另外在手機(jī)說明書中還寫有“通話3小時(shí)，待機(jī)100

小時(shí)”。使用此電池最多可以得到__________J的電能，該手機(jī)通話時(shí)的工作電流為________A(保留2位小

數(shù))，待機(jī)時(shí)消耗的功率為_______W。

【答案】6480；0.17；0.018

【解析】電池最多可以得到的電能：W=UIt=UQ=3.6V×500×10-3A×3600s=6480J，通話時(shí)的工作電流：I′=

W6480JW6480J

≈0.17A；待機(jī)時(shí)消耗的功率：P==0.018W。

Ut'3.6V33600st‘'1003600s

20．2016年浙江最大抽水蓄能電站在縉云開建。其工作原理如圖所示，用電低谷時(shí)(如深夜)，電站利用

電網(wǎng)多余電能把水從下水庫抽到上水庫中儲存起來；用電高峰時(shí)，再利用上水庫中的水發(fā)電。(g取10N/kg)

(1)蓄能時(shí)，水被抽到上水庫中，電能轉(zhuǎn)化為水的_____________。

(2)發(fā)電時(shí)，若該電站上水庫可用于發(fā)電的庫容量為7.86×106m3，上下水庫平均水位差637m。上水庫中

可用于發(fā)電的水流到下水庫，水的重力做功為____________J。

【答案】（1）重力勢能；（2）5.00682×1013

【解析】（1）蓄能時(shí)，水被抽到上水庫中，電能轉(zhuǎn)化為水的重力勢能；

（2）水的質(zhì)量為：m=ρV=1.0×103kg/m3×7.86×106m3=7.86×109kg；

水的重力為：G=mg=7.86×109kg×10N/kg=7.86×1010N；

水的重力做功為：W=Gh=7.86×1010N×637m=5.00682×1013J。

21.如圖甲所示，將額定電壓為2.5V的小燈泡接入電源電壓為4.5V的電路中，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變

阻器滑片P，記錄相應(yīng)電壓表和電流表示數(shù)繪制成如圖乙所示的I－U圖像，則小燈泡的額定功率為

__________W，小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動變阻器接入電路的電阻是__________Ω。

【答案】0.625；8

【解析】（1）由圖乙可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為U額=2.5V時(shí)，通過小燈泡的電流I額=0.25A，則小燈

泡的額定功率：P=U額I額=2.5V×0.25A=0.625W。

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（2）由電路圖可知，小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測小燈泡兩端的電壓，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，

U額=2.5V，電路中的電流I=I額=0.25A，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，此時(shí)滑動變阻器兩端的電壓：U滑=U-U

U滑2V

額=4.5V-2.5V=2V，由歐姆定律得，滑動變阻器接入電路的電阻：R滑==8Ω。

I0.25A

22．生活中我們經(jīng)常使用簡單機(jī)械。

甲乙

(1)如圖甲所示，已知撬棒AD＝1m，CD＝BC＝0.15m，石頭垂直作用在棒上的力是420N，若要撬動石

頭，則施加在撬棒A點(diǎn)的力至少是_____________N。

(2)如圖乙所示，利用滑輪組把重為500N的物體提升3m，忽略滑輪自重以及滑輪與繩子的摩擦，人所

做的功為___________J。

【答案】（1）63；（2）1500

【解析】（1）要使施加在撬棒A點(diǎn)的動力最小，應(yīng)使動力臂L1最大。當(dāng)以D為支點(diǎn)，在A點(diǎn)施加垂

直于AD向上的動力時(shí)，動力臂L1=AD=1m，即動力臂為最大值，則動力最小。

此時(shí)阻力F2=420N，阻力臂L2=CD=0.15m，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可得，施加在撬棒A點(diǎn)的力：

F2L2420N0.15m

F1==63N

L11m

G500N

（2）如圖所示的滑輪為動滑輪；若G=500N，不計(jì)動滑輪重及摩擦，F(xiàn)=250N，

22

s=2h=6m，則拉力做功：W=Fs=250N×6m=1500J。

23.如圖是一座拉索橋的設(shè)計(jì)示意圖，其中O是可轉(zhuǎn)動點(diǎn)，當(dāng)輪船需要駛過時(shí)，可利用拉索把橋面拉起。

如果只需要一根拉索，甲設(shè)計(jì)的拉索較低，乙設(shè)計(jì)的拉索較高，請你比較圖中拉索的拉力F甲___F乙(選填

“＞”“＜”或“＝”)，理由是__________________________。

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【答案】＞，乙的動力臂比甲長，更省力

【解析】如圖，OA為F甲的力臂，OB為F乙的力臂，∵F乙LOB=GLOC，F(xiàn)甲LOA=GLOC，LOA＜LOB，∴F

甲＞F乙。

24.如圖所示，原長為L的輕質(zhì)彈簧一端固定在豎直墻面上，另一端與水平面上的木塊相連。推動木塊

壓縮彈簧，其左端至A點(diǎn)時(shí)，彈簧具有的彈性勢能為25J；松手后，木塊在彈簧的作用下往復(fù)運(yùn)動若干次后

靜止，此時(shí)彈簧具有的彈性勢能為1J，則木塊運(yùn)動過程中克服阻力做的功是_________J。整個(gè)運(yùn)動過程中

木塊速度最大時(shí)其左端可能位于________(選填“B”“C”或“D”)點(diǎn)。

【答案】24B

【解析】彈簧具有的彈性勢能為25J；松手后，木塊在彈簧的作用下往復(fù)運(yùn)動若干次后靜止，此時(shí)彈

簧具有的彈性勢能為1J，木塊在運(yùn)動過程中克服摩擦力做功，根據(jù)能量守恒定律可知，總的能量不變，故

克服阻力所做的功為25J－1J＝24J。彈簧被壓縮時(shí)具有彈力，彈力的方向是向右的，木塊向右運(yùn)動時(shí)，阻力

是向左的；開始運(yùn)動時(shí)，彈力大于阻力，木塊做加速運(yùn)動，木塊向右運(yùn)動的過程中，彈力慢慢減小，阻力

不變，當(dāng)木塊受到的彈力等于阻力時(shí)速度最大，此時(shí)彈簧未恢復(fù)為原長；木塊由于慣性仍然會向右運(yùn)動，

此時(shí)彈力小于阻力，做的是減速運(yùn)動；由圖可知，整個(gè)運(yùn)動過程中木塊速度最大時(shí)其左端可能位于B點(diǎn)。

三、實(shí)驗(yàn)探究題(每空3分，共39分)

25．小明同學(xué)探究杠桿平衡條件(不考慮杠桿自重和摩擦)：

(1)實(shí)驗(yàn)前沒有掛鉤碼時(shí)，小明發(fā)現(xiàn)杠桿右端下傾，則應(yīng)將左端的平衡螺母向_________調(diào)，使杠桿在水

平位置平衡；這樣做的目的是____________________________________。

(2)三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格如下：

實(shí)驗(yàn)序號動力F1(N)動力臂l1(cm)阻力F2(N)阻力臂l2(cm)

12424

24638

33.5846

分析三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)第3次實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)示數(shù)偏大，檢測彈簧測力計(jì)發(fā)現(xiàn)完好無損，原因可

能是_________________________________________________________。

(3)小明通過實(shí)驗(yàn)探究，得出了杠桿平衡條件。生活中的釣魚竿應(yīng)用了該實(shí)驗(yàn)中的第____次實(shí)驗(yàn)原理。

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【答案】（1）左便于直接測量力臂的大?。?）彈簧測力計(jì)沒有豎直向下拉動，實(shí)際力臂小于支點(diǎn)

到動力作用點(diǎn)的距離（3）2

【解析】（1）杠桿左端下沉，右端下傾，左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動；

杠桿在水平位置平衡，最大的好處是力臂在杠桿上，便于力臂的測量，同時(shí)消除杠桿自身重對杠桿平

衡的影響。（2）如圖彈簧測力計(jì)傾斜拉動杠桿時(shí)，彈簧測力計(jì)拉力的力臂變小，小于拉力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的

距離；根據(jù)杠桿的平衡條件，在阻力和阻力臂不變的情況下動力臂變小，因此動力會變大。（3）將數(shù)據(jù)中

的各自的力與力臂相乘，然后分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出杠桿平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂；釣魚

竿是費(fèi)力杠桿，阻力臂大于動力臂，應(yīng)用了實(shí)驗(yàn)中的第2次實(shí)驗(yàn)原理。

26．小明同學(xué)利用電流表和電阻箱測量小燈泡的功率，設(shè)計(jì)并連接了如圖甲所示的實(shí)物電路。

(1)為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)S1前，應(yīng)將滑片P移到滑動變阻器的_______(選填“A”或“B”)端。

(2)閉合開關(guān)S1，將單刀雙擲開關(guān)S2扳向“1”，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為I1，如圖乙所示，I1＝

_________A。

(3)將開關(guān)S2扳向“2”，保持滑動變阻器的阻值不變，調(diào)節(jié)變阻箱的阻值R，使電流表的示數(shù)仍為I1，此

時(shí)R＝5Ω；則步驟(2)中小燈泡的電阻R1＝__________Ω，測量小燈泡電阻的方法是____________(選填“控

制變量法”或“等效替代法”)。

(4)步驟(2)中小燈泡的實(shí)際功率P1＝_______W。

(5)若小燈泡的額定電流為I0＝2I1，以下關(guān)于小燈泡額定功率P0與實(shí)際功率P1的數(shù)值關(guān)系，你認(rèn)為最

有可能的是_________。

A．P0＝2P1B．P0＝3P1C．P0＝4P1D．P0＝5P1

【答案】（1）B；（2）0.2；（3）5；等效替代法；（4）0.2；（5）D

【解析】（1）為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)S1前，應(yīng)將滑片P移到滑動變阻器的阻值最大處的B端。

（2）閉合開關(guān)S1，將單刀雙擲開關(guān)S2扳向“1”，調(diào)節(jié)滑動變阻器調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表的示數(shù)為

I1，如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，I1=0.2A；

（3）將開關(guān)S2扳向“2”，保持滑動變阻器的阻值不變，調(diào)節(jié)滑動變阻箱的阻值R，使電流表的示數(shù)仍

為I1，此時(shí)R=5Ω；則步驟（2）中小燈泡的電阻R1=5Ω，測量小燈泡電阻的方法是等效替代法；

22

（4）步驟（2）小燈泡的實(shí)際功率P1=I1RL=（0.2A）×5Ω=0.2W；

222

（5）若小燈泡的額定電流為I0=2I1，假設(shè)燈泡的阻值不變，則P額=I0R=（2I1）R=4I1R=4P1。由于燈

泡的阻值不是定值，且燈泡的阻值會隨溫度的升高而變大，所以，當(dāng)燈泡在正常工作時(shí)，燈泡的阻值變大，

則額定功率P0＞P額=4P1，所以最有可能的額定功率值為P0=5P1。

27．將普通塑料水管進(jìn)行改裝，能做多個(gè)實(shí)驗(yàn)。將塑料水管①側(cè)面開口并標(biāo)上刻度，再將塑料水管②

第10頁共14頁.

在側(cè)面不同高度開兩個(gè)大小合適的口。

(1)將兩根塑料管按圖甲連接，選合適的滑塊放入管①，將一鋼球從管②的口放入后，靜止釋放。觀察

并記錄__________________。取出鋼球，將滑塊移回原位，將鋼球從另一個(gè)口放入，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)可

驗(yàn)證動能大小與_____________的關(guān)系。

(2)將兩根塑料管按圖乙連接，驗(yàn)證“重力勢能大小與質(zhì)量的關(guān)系”。請你寫出實(shí)驗(yàn)步驟：_____________

__________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】（1）滑塊被撞擊后移動的距離；速度大小；（2）將一鋼球從管②的一口放入后，靜止釋放，

觀察滑塊被撞擊后移動的距離；取出鋼球，將滑塊移回原位，將另一質(zhì)量不同的鋼球從同一個(gè)口放入，重

復(fù)實(shí)驗(yàn)。

【解析】（1）將兩根塑料管按圖甲連接，選合適的滑塊放入管①，將一鋼球從管②的一口放入后，靜

止釋放。通過觀察滑塊被撞擊后移動的距離來表示鋼球動能的大小，將滑塊移回原位，將鋼球從另一個(gè)口

放入，在質(zhì)量相同時(shí)，改變滑塊的高度，可驗(yàn)證動能大小與速度大小的關(guān)系；

（2）研究重力勢能與質(zhì)量關(guān)系時(shí)控制高度一定，使用質(zhì)量不同的鋼球；實(shí)驗(yàn)步驟：將一鋼球從管②的

一口放入后，靜止釋放，觀察滑塊被撞擊后移動的距離；取出鋼球，將滑塊移回原位，將另一質(zhì)量不同的

鋼球從同一個(gè)口放入，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

四、解答題(第28、29題每題6分，第30、31題每題7分，共26分)

28.[2018·株洲]如圖為電熱水器的簡化電路，它有加熱和保溫功能。R1和R2是兩根電熱絲，S為溫控開

關(guān)，1、2為開關(guān)的兩個(gè)觸點(diǎn)，當(dāng)水溫低于某個(gè)下限溫度或高于某個(gè)上限溫度時(shí)，S在兩個(gè)觸點(diǎn)間自動切換，

使水溫維持在設(shè)定的范圍。已知電熱水器的加熱功率為400W，保溫功率為100W，忽略溫度對電阻的影響。

(1)開關(guān)與觸點(diǎn)1連通時(shí)，電熱水器處于_________狀態(tài)；與觸點(diǎn)2連通時(shí)，處于__________狀態(tài)。(均

第11頁共14頁.

選填“加熱”或“保溫”)

(2)R1＝__________Ω，R2＝_________Ω。

(3)在使用過程中，若電熱水器10min消耗電能1.2×105J，請通過計(jì)算具體說明：在這段時(shí)間內(nèi)電熱水

器處于何種工作狀態(tài)，并求出相應(yīng)狀態(tài)下的工作時(shí)間。

【答案】（1）加熱；保溫；（2）121；363

W1.2×105J

5

(3)電熱水器10min消耗電能1.2×10J，則電熱水器的電功率P＝＝＝200W，由P保溫<P<P加

t10×60s

熱可知，電熱水器應(yīng)先加熱后保溫，設(shè)加熱時(shí)間為t1，保溫時(shí)間為(600s－t1)，則有：W＝P加熱t(yī)1＋P保溫(600－

5

t1)，即1.2×10J＝400W×t1＋100W×(600s－t1)，t1＝200s，即電熱水器的加熱時(shí)間為200s，保溫時(shí)間為600s－

200s＝400s。

【解析】（1）由電路圖可知，開關(guān)與觸點(diǎn)1連通時(shí)，電路為R1的簡單電路，電路的總電阻最小，電源

U2

的電壓一定時(shí)，由P=UI=可知，電路的總功率最大，電熱水器處于加熱狀態(tài)，開關(guān)與觸點(diǎn)2連通時(shí)，R1

R

與R2串聯(lián)，電路的總電阻最大，電路的總功率最小，電熱水器處于保溫狀態(tài)；

U2

（2）開關(guān)與觸點(diǎn)1連通時(shí)，電路為R1的簡單電路，電熱水器處于加熱狀態(tài)，由P=UI=可得，R1

R

U2(220V)2

的阻值：R1===121Ω，開關(guān)與觸點(diǎn)2連通時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電熱水器處于保溫狀態(tài)，此時(shí)

P加熱400W

U2（220V）2

電路的總電阻：R===484Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值：

P保溫100W

R2=R-R1=484Ω-121Ω=363Ω。

29．[2018·福建A卷]學(xué)校機(jī)器人興趣小組進(jìn)行“精準(zhǔn)吊裝”實(shí)驗(yàn)，7塊長短不一的長方體木塊均平放在水

平地面上，機(jī)器人將木塊按長度從大到小依次吊裝并對稱疊放。已知木塊的密度相同，高度均為h＝0.2m，

寬度均為b＝0.2m，不同序號木塊的質(zhì)量見表，其中m＝12kg，g取10N/kg。

序號1234567

mmmmm

質(zhì)量2mm

23456

(1)如圖，把2號木塊吊裝到1號木塊的上面，求此過程中克服重力所做的功。

第12頁共14頁.

(2)機(jī)器人完成全部吊裝疊放用時(shí)6min，求整個(gè)過程克服木塊重力做功的功率。

【解析】（1）克服物體重力做功，由W=Gh解題；（2）先求出機(jī)器人所做的總功，由P=W/t求出做功

功率。

【答案】解：(1)2號木塊的重力G2＝mg＝12kg×10N/kg＝120N，克服重力所做的功W2＝G2h＝

120N×0.2m＝24J。

(2)吊裝k號木塊克服重力做功Wk＝Gk(k－1)h＝mgh＝24J，即吊裝每一塊木塊克服重力做功相等；W總＝

W144J

6Wk＝6×24J＝144J，整個(gè)過程克服木塊重力做功的功率P＝＝＝0.4W。

t6×60s

答：（1）把2號木塊吊裝到1號木塊的上面，此過程克服木塊重力所做的功為24J；

（2）機(jī)器人完成全部吊裝疊放用時(shí)6min，整個(gè)過程克服木塊重力做功的功率為0.4W。

30．在我們使用電器的時(shí)候，按下遙控器的待機(jī)鍵，電器即進(jìn)入等待開機(jī)的狀態(tài)，即為待機(jī)模式。有

的電器雖然沒有待機(jī)按鈕，可如果沒有切斷電源，也相當(dāng)于處在待機(jī)狀態(tài)。表中是常用家用電器在220V電

壓下的工作功率和待機(jī)功率。

電器種類空調(diào)