第03单元 能量的转化与守恒单元测试（B卷·提升能力）（解析版）

班级姓名学号分数

第03单元能量的转化与守恒单元测试（B卷·提升能力）

（时间：60分钟，满分：100分）

一、选择题（本题共20小题，每小题3分，共60分。）

1．（2021·金华一模）2019年1月11日，我国西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将“中星2D”

卫星发射升空，卫星进入预定轨道。“中星2D”卫星是我国最新研制的通信广播卫星，可为全国广播电台、

电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。下列说法正确的是（）

A．高温下，火箭头上的涂层熔化放热

B．“中星2D”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能

C．“中星2D”离地球越远时动能越大

D．“中星2D”离地球越远受地球的引力越小，因此质量也变小

【答案】B

【解析】

A.熔化是指物质从固态变成液态的过程，熔化吸热，故A错误；

B.从能量转化的角度分析可知，“中星2D”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能，故B正确；

C.“中星2D”离地球越远时，重力势能越大，动能越小，故C错误；

D.“中星2D”离地球越远受地球的引力越小，但质量不随它的形状、物态和位置而变化，是不变的，故D错

误。

2．（2021·义乌期中）如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两

点等高。下列说法正确的是（）

第1页共22页.

A．球在B、C两点的动能相等

B．球在A、D两点的机械能相等

C．球从B点到O点的过程中机械能减少

D．球从O点到C点的过程中重力势能减少

【答案】C

【解析】

A．B、C两点等高，重力势能相等，小球从B点到C点过程中，由于空气阻力，机械能减小，机械能包括

动能和势能，所以C点的动能减小，球在B、C两点的动能不相等，故A错误；

B．球从A点到D点过程中，由于空气阻力，机械能减小，故B错误；

C．球从B点到O点的过程中，由于空气阻力，机械能减小，故C正确；

D．球从O点到C点的过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。

3．（2021·温州三模）如图所示，一小钢球从光滑固定斜面的a点由静止释放，相继经过b、c两点，

ab=bc，则下列判断正确的是（忽略空气阻力的影响）（）

A．小钢球下滑过程中惯性越来越大

B．小钢球在ab、bc两端内运动的平均速度相等

C．小钢球在ab段重力势能的减少量与bc段动能的增加量相等

D．就a、b、c三点而言，小钢球在a点具有的机械能最大

【答案】C

【解析】

第2页共22页.

A．小球的惯性与小球的质量有关，而与小球的速度无关，钢球下滑过程中，质量不变，惯性大小不变，故

A错误；

B．由于斜面是光滑的，小球不受摩擦力，在重力的作用下，小球下滑的越来越快，由于ab＝bc，而两段路

程所用的时间是不相同的，所以平均速度不相等，故B错误；

C．小球在下滑过程中只受重力作用，机械能守恒，下落过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化

为动能，所以小钢球在ab段重力势能的减少量与bc段动能的增加量相等，故C正确；

D．忽略空气阻力，斜面光滑，由于小球在下滑时，机械能守恒，所以在三点的机械能相等，故D错误。

4．（2021·衢州三模）小灯泡L上标有“2.5V”字样，它的电阻随它两端电压变化的图象如图甲所示。将小灯

泡L和电阻R0接入图乙所示的电路中，电源电压为3V，且保持不变。当开关S闭合时，小灯泡L恰好能正

常发光。下列说法不正确的是（）

A．电阻R0的阻值为2Ω

B．开关S闭合时，小灯泡L的电阻为10Ω

C．小灯泡L的额定功率为0.625W

D．开关S断开时，小灯泡L的电阻为0Ω

【答案】D

【解析】

AB.由图象知，灯泡正常发光时，即灯泡两端电压为2.5V时小灯泡L的电阻为RL=10Ω，开关闭合时，灯泡

与电阻R0串联，

由于此时灯泡正常发光，且串联电路电流处处相等

U2.5V

则电路中的电流为IL=0.25A

RL10Ω

U3V

灯泡正常发光时，电路总电阻为R12Ω

I0.25A

所以定值电阻R0的阻值R0RRL12Ω-10Ω=2Ω

故AB正确。

第3页共22页.

22

C.小灯泡的额定功率P=IRL=（0.25A）×10Ω=0.625W

故C正确。

D.开关S断开时，灯泡两端电压为零，由图象可知此时灯泡的电阻为2Ω，故D错误。

5．（2021·衢州二模）在粗糙程度相同的水平面上，手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置；松手后，

木块最终静止在图乙所示位置。下列说法中正确的是（）

A．弹簧恢复原状过程中，弹簧的弹性势能增大

B．木块离开弹簧后最终会停下，说明物体的运动需要力来维持

C．木块离开弹簧后减速运动过程中，水平面对木块的摩擦力不变

D．图乙中，木块受到的重力和木块对水平面的压力是一对平衡力

【答案】C

【解析】

A．弹簧恢复原状过程中，弹簧的弹性势能随形变量减小而变小，故A错误。

B．木块最终停下来，是因为摩擦力改变了木块的运动状态，说明力改变了物体的运动状态，不能说明物体

的运动需要力来维持，故B错误。

C．木块离开弹簧后，木块对水平地面的压力和接触面的粗糙程度不变，则木块受到的摩擦力不变，故C正

确。

D．图乙中，木块受到的重力和木块对水平面的压力，二力的方向相同且作用在不同的物体上，所以不是一

对平衡力，故D错误。

6．（2021·东阳一模）如图，甲乙完全相同的小球，以同样的速度v沿着与水平方向均成角斜向上抛出，

甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点，离地高度

为h1和h2。则下列说法正确的是（）

A．a点时，小球所受重力和支持力是一对平衡力B．b点时，小球所受重力和惯性力不是一对平衡力

第4页共22页.

C．h1=h2D．h1>h2

【答案】D

【解析】

A．a点时，小球所受重力方向竖直向下，支持力方向垂直于斜面向上，两个力方向不是相反的，不是平衡

力，故A错误；

B．惯性是物体的一种属性，惯性不是力，故B错误；

CD．已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能相同，无论小球沿什么方向抛出，不考虑空气

阻力，小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零，即动能全部转化为重力势能，重力势能大，高度高；

而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度，即动能只有一部分转化为重力势能，重力势能小，因此上升高

度小一些，即h1>h2

7．（2021·金华一模）小华在做实验时提出了如图所示两个模型，两杠杆均处于平衡状态，甲杠杆上平衡

的是两个同种密度但体积不同的实心物体，乙杠杆上平衡的是两个体积相同但密度不同的实心物体，（物质

的密度都大于水）。如果将它们都浸没在水中，则两杠杆将（）

A．仍保持平衡

B．都失去平衡

C．甲失去平衡，乙仍保持平衡

D．甲仍保持平衡，乙失去平衡

【答案】D

【解析】

甲杠杆：

浸入水中之前：ρ物gV1×L1=ρ物gV2×L2

所以V1×L1=V2×L2

浸入水中后左端力和力臂的乘积为：(ρ物gV1−ρ水gV1)×L1=(ρ物−ρ水)gV1×L1

浸入水中后右端力和力臂的乘积为：(ρ物gV2−ρ水gV2)×L2=(ρ物−ρ水)gV2×L2

所以浸入水中后，左右两端力和力臂的乘积相等，

故杠杆仍然平衡。

第5页共22页.

乙杠杆：

浸入水中之前：ρ1gV×L1=ρ2gV×L2

浸入水中后左端力和力臂的乘积为：(ρ1gV−ρ水gV)×L1=ρ1gV×L1−ρ1gV×L1

浸入水中后左端力和力臂的乘积为：(ρ2gV−ρ水gV)×L1=ρ2gV×L2−ρ2gV×L2

因为L1>L2

所以，左端力和力臂的乘积小于右端力和力臂的乘积，

故杠杆右端下沉，综上所述，选项D符合题意。

8．（2021·嘉兴一模）如图所示，甲图斜面光滑，乙图斜面粗糙，斜面上所放物块相同。则下列说法正确

的是（）

A．若乙图中斜面倾角变小，斜面的机械效率变大

B．乙图中，物块由斜面滑下时，只受重力和摩擦力，其内能增加

C．乙图中，若物块匀速滑下，其机械能守恒

D．甲图中，物块从斜面滑下时，重力势能转化为动能

【答案】D

【解析】

A．在斜面粗糙程度相同时，斜面倾角越大，机械效率越高，若乙图中斜面倾角变小，斜面的机械效率变小。

故A错误；

B．对乙图中物块进行受力分析可知，物块共受到重力、摩擦力和斜面对它的支持力三个力的作用。故B错

误；

C．乙图中，若物块匀速滑下，速度不变，质量不变，动能不变，高度下降，重力势能减小，所以机械能减

小。故C错误；

D．甲图中，物块从光滑斜面滑下，质量不变，高度下降，势能减小，速度加快，动能增大，重力势能转化

为动能。故D正确。

9．（2021·温州一模）2020年9月国务院批准建设苍南三澳核电站，该电站发电原理如图，下列关于核电

站的说法正确的是（）

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A．核电站中的核能释放是不可控制的

B．当前的核电站是利用核聚变原理工作的

C．核泄漏释放的放射性物质对人体是无害的

D．核电站中能的转化过程是：核能→内能→机械能→电能

【答案】D

【解析】

A.核电站中发生的是可控的核裂变，故A错误。

B.当前的核电站是利用核裂变的原理工作的，故B错误。

C.长时间接受核辐射会使正常细胞发生癌变，故C错误。

D.核电站能量转化的过程是：通过核反应把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水蒸气推动汽轮机转动，把

内能又转化为机械能；汽轮机再带动发电机发电，得到电能，则整个过程中能量转化的正确顺序是：核能→

内能→机械能→电能，故D正确。

10．（2022·丽水一模）如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水

平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。下列说法正确的是（不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩

擦）（）

A．地面对A的摩擦力为3N

B．绳子拉物体A的功率为2W

C．物体B受到的摩擦力为3N，方向水平向左

D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数也增大

【答案】B

【解析】

AC．测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力，这两个力大小相等，弹簧测力计示数为3N，所以

A对B的摩擦力为3N，方向水平向右；由于物体间力的左右是相互的，则B对A的摩擦力为3N，方向水平

向左，对A受力分析，A受到水平向右的绳子的拉力、水平向左的B对A的摩擦力、水平向左的地面对A

第7页共22页.

的摩擦力，F作用在动滑轮上，对滑轮的拉力为10N，则拉动A的力为5N，所以地面对A的摩擦力为

f=5N-3N=2N

故AC错误；

WFs

B．绳子拉物体A的功率为PFv5N0.4m/s=2W

tt

故B正确；

D．在运动过程中若将拉力F增大，但是AB间的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则AB间的摩擦力不

变，且物体B仍然静止，由二力平衡条件可知，测力计的示数不变，仍为3N，故D错误。

11．（2021·宁波市镇海区一模）如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧。

将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图

丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。下列说法正确的是（）

①图乙中A点处弹簧的弹力等于小球的重力

②图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力

③图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度一直变大

④图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中动能先变大后变小

A．①和③B．①和④C．②和③D．②和④

【答案】B

【解析】

①图乙中小球静止在弹簧上时位于A点，处于平衡状态，小球重力大小与弹簧的弹力是一对平衡力，二者

大小相等，故①正确；

②以整体为研究对象，图乙、丙对桌面的压力相等，都等于圆筒、弹簧和小球的总重力；图乙中圆筒对桌

面的压力等于图丙中的压力，故②错误；

③图丙中，解锁后，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力，重力小于弹力，合力向上，小球速

度越来越大；随着弹簧压缩量的减小，弹力逐渐减小，当弹力与重力相等，小球的速度达到最大；弹力小

于重力时，合力向下，小球速度减小，故③错误；

④图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度先变大后变小，所以开始运动到脱离弹簧的过程中动能先

第8页共22页.

变大后变小，故④正确。

12．（2021·衢州中考）如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量

随时间变化规律的图像正确的是（）

A．B．C．D．

【答案】B

【解析】

A．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故A错

误；

B．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故B正确；

C．物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故C错误；

D．运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故D错误。

13．（2021·宁波市北仑区一模）重为200N的物体，利用轻质滑轮组在拉力F为30N的作用下，以0.2m/s

的速度在水平地面上匀速移动了5s。不计轮重、绳重和轴摩擦，则下列判断正确的是（）

A．物体受到的摩擦力为90N

B．拉力F做的功为30J

C．拉力F的功率为12W

D．拉力F做的功等于克服物体重力做的功

【答案】C

【解析】

由题可知，不计轮重、绳重和轴摩擦，摩擦力共由两段绳子共同承担着，即n=2。

A．由图可知，物体匀速运动，摩擦力f=nF=2×30N=60N

故A错误；

第9页共22页.

B．绳端所移动的距离s绳=ns物=2×0.2m/s×5s=2m

拉力F所做的功W=Fs绳=30N×2m=60J

故B错误；

W60J

C．拉力的功率P=12W

t5s

故C正确；

D．由图可知，物体在拉力作用下水平移动，所以并没有克服物体重力做功，故D错误。

14．（2021·温州中考）一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍

有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（）

A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和

B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和

C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和

D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和

【答案】B

【解析】

若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时，番茄具有一定的速度，具有一定的动能，所有减

少的势能一部分转化为动能，另一部分转化为所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能，所以番茄从开

始下落至刚好浸没时减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。

15．（2021·绍兴中考）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意

图。运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然

（不用力）变化，最有可能滑到滑台C处的是（）

第10页共22页.

A．B．C．D．

【答案】B

【解析】

运动员在滑台A处站立时，具有重力势能较大，不计滑台摩擦和空气阻力，机械能守恒，到达B处时，运

动员全蹲时，重心的高度小于A处重心的高度，B处运动员的重力势能小于A处重力势能，由机械能守恒

可知，运动员在B处具有一定的动能，能滑到滑台C处，故B符合题意，ACD不符合题意。

16．（2021·温州市瑞安一模）如图所示电路，电源电压保持10伏不变，R0=5欧，R为滑动变阻器（10欧，

2安）。闭合开关S，当滑片P从右端（a点）滑到中点（b点）过程中，电流表的示数从Ia变为Ib。下列各

图中，能表示这一过程中滑动变阻器的电功率P与电流表示数I之间关系的是（）

A．B．C．D．

【答案】C

【解析】

AD．由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流。

滑动变阻器功率为

2

2222

2UUUUU

P滑IR滑R滑

RR2R22RRR2R22RRR24RR2

0滑R0R滑00滑滑00滑滑0滑R0R滑

4R

RR0

R滑滑滑R滑

当R滑=R0=5Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，所以当滑片P从右端（a点）滑到中点（b点）过程中，

滑动变阻器功率不断变大，故AD错误。

2

BC．根据PUI可知，滑动变阻器的电功率为PUIU电源IR0IU电源IIR0

电功率P和电流I不成一次函数关系，所以B错误，C正确。

17．（2021·湖州中考）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

第11页共22页.

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

【答案】C

【解析】

A．重力做功为W=Gh，所以重力做功相同，则重力势能变化量相同，故A错误；

B．在煤油中阻力更大，小球受到的重力与阻力的合力小，做功获得的动能小，所以，两小球从O处到P处

获得的动能不同，故B错误；

W

C．由P知道，在水和食用油中重力做功相等，食用油中时间长，重力做功慢，故C选项正确；

t

D．由于液体有阻力，机械能会减小，故D错误。

18．（2021·嘉兴市南湖区二模）如图，当B物体重1牛时，AB均静止不动。后将AB对调，B物体向右加

速运动（滑轮、绳重及绳与滑轮的摩擦不计）。针对前静止、后加速运动的分析下列说法错误的是（）

A．静止时，A受力平衡

B．静止时，滑轮组对A的拉力等于绳子对B的拉力

C．加速运动时，AB的惯性仍保持不变

D．加速运动时，B受到滑轮组的拉力可能比静止时小

【答案】B

【解析】

A.当A静止时，处于平衡状态，此时受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，故A正确，不符合题意；

B.由图可知，滑轮组绳子股数为3，则滑轮组对A的拉力等于绳子对B的拉力的3倍，故B错误，符合题意；

第12页共22页.

C.惯性是物质的一种属性，惯性大小只和物体的质量有关，AB物质质量不变，则惯性不变，故C正确，不

符合题意；

D.AB静止不动时，B受平衡力，滑轮组对B的拉力等于GB。后将AB对调，B物体向右加速运动，则B此时

受非平衡力。B受到向右的拉力和向左的摩擦力，拉力为3GA，由于不知道GA和GB的大小关系，所以B受

到滑轮组的拉力可能比静止时小，故D正确，不符合题意。

19．（2021·绍兴市诸暨一模）如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器

滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的是（）

A．电源电压为3VB．电压表的最大示数为2V

C．整个电路功率变化了0.1WD．电流表的示数变化了0.4A

【答案】D

【解析】

ABD．由图可知，当P在最左端时，R1全部接入电路并与R串联，电压表测R1两端的电压，由图乙可知，

变阻器的最大阻值是20Ω，其对应的功率是0.8W，由串联分压可知变阻器两端的电压最大，电压表的最大

示数U最大P1R最大0.8W20=4V

U最大4V

最小电流I最小==0.2A

R最大20

UU2U2

PI2R()2R

当变阻器接入电路的电阻为R时，其消耗的电功率最大RR(RR)2(RR)2

1114R

RR1

当R=R1=10Ω，时，其电功率最大，由图可知变阻器的最大功率0.9W，通过电路的电流

P0.9W

I最大0.3A

R10

电源电压U=I(R+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V

U6V

当变阻器的滑片滑动到阻值最小处，只有R接入电路，电路中最大电流I=0.6A

最大R10

第13页共22页.

电流表的示数变化了ΔI=I最大-I最小=0.6A-0.2A=0.4A

故AB错误，D正确；

C．整个电路功率的变化量ΔP=UΔI=6V×0.4A=2.4W

故C错误。

20．（2021·宁波一模）AB、CD分别表示质量均匀、形状相同的两块长方形木板，如图所示，它们的重均

为G，长为L，分别可绕各自的支点O1、O2自由转动，且AO1∶O1B＝CO2∶O2D＝3∶1，现将一根每节重为P，

L

长度超过L的链条悬挂在两板的B端和D端，当两木板的B、D两端相距时，两木板恰好保持平平衡。

2

下列说法不正确的是（）

A．链条对称挂在两木板上

2G

B．该链条共有节组成

P

C．若移动支点O1、O2，满足AO1：O1B＝CO2：O2D＝2：1，AB板仍保持水平平衡

D．若移动支点O1、O2，满足AO1：O1B＝CO2：O2D＝2：1，AB板将绕O1顺时针转动

【答案】C

【解析】

A．因为AB、CD完全相同，所以，链条肯定是对称挂在两根杆上的，故A正确，不符合题意；

33L1LnP1

B．由于链条对称挂在两根杆上，故GGL

484824

2G

故n，故B正确，不符合题意；

P

2L2GL

CD．若移动支点O、O，满足AO：OB＝CO：OD＝2：1，则AB的左边G

121122339

1L2GP14GL

右边GL

33P239

故由杠杆的平衡条件知道，AB板将绕O1顺时针转动，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。

二、填空题（本题共4小题，共15分）

21．（2022·杭州市滨江区二模）目前有一种倍受关注的喷气飞行背包（如图），人背上后能通过该设备获

得动力，实现人类自由单人飞翔的梦想。

第14页共22页.

（1）该背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，使人获得飞行动力，这利用了物体间力的作用是

___________，同时说明了力可以改变物体的运动状态；

（2）该背包燃料为汽油，汽油燃烧将___________能转化为内能，一部分对人和飞行背包做功，还有部分

散失到空气中，这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有

___________；

7

（3）某次飞行过程中消耗10千克汽油，这些汽油完全燃烧放出的热量为___________焦。（q汽油=4.6×10焦

/千克）

【答案】相互的化学方向性4.6×108

【解析】

（1）背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔向后喷出，由于物体间力的作用是相互的，从而使人获得

飞行动力，使人离地面越来越远，说明了力可以改变物体的运动状态；

（2）汽油燃烧时，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能，用来对人和飞行背包做功，还有部分内

能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，这是因为能量的转移和转化具有方

向性。

78

（3）10kg汽油完全燃烧放出的热量为Q放=mq汽油=10kg×4.6×10J/kg=4.6×10J

22．（2021·杭州中考）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A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C

点处。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）

（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，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升

高了_____。（物体比热容用c表示）

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（3）C点距离水平面的高度为_____。

(H-h)g

【答案】mgH2h-H

c

【解析】

（1）质量为m的物体的重力为：G=mg，物体从A点滑到水平面时，重力所做的功W=GH=mgH

（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ΔE=GΔh=mg(H-h)

机械能转化为物体内能的效率为η，则物体增加的内能（吸收的热量）Q吸=ΔEη=mg(H-h)η

Qmg(Hh)(Hh)g

物体到达B点时温度升高了t吸

cmcmc

（3）[3]再次滑下的过程，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，所以达到C点时物体的机械能（此时只有重力势能）EC=EB-ΔE=mgh-mg(H-h)=mg(2h-H)

WEmg(2hH)

由W=Gh可得C点距离水平面的高度为h=CC2hH

CGGmg

23．（2022·金华中考）跳台滑雪是冬奥会比赛项目之一

（1）北京冬奥会上某运动员在跳台滑雪比赛时的运动轨迹如图所示，该运动员沿跳台从A点到B点的下滑

过程中，重力势能大小的变化是___________；

（2）跳台采用的人造雪可循环利用，体现绿色奥运理念。造雪时不断吸入水，喷出粉状雪，该造雪过程中

水发生的主要物态变化是___________。

【答案】变小凝固

【解析】

（1）重力势能的大小与物体的质量和高度有关，运动员沿跳台从A点到B点的下滑过程中，质量不变，高

度降低，所以重力势能变小。

（2）物质由液态变为固态的过程叫凝固，造雪时不断吸入水，喷出粉状雪，是液态变为固态，所以，该造

雪过程中水发生的物态变化是凝固。

24．（2021·杭州市富阳区一模）如图所示，分别用甲、乙两个滑轮将同一个物体G匀速提升相同的高度

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h，已知两次拉力之比F甲∶F乙=5∶3，则这两个过程中，有用功之比W甲∶W乙=_________，两个滑轮的机械效

率之比η甲∶η乙=___________。

【答案】1∶16∶5

【解析】

物重相同，物体升高高度相同，由W有Gh可知W甲∶W乙=1∶1

W有Gh

由

W总Fs

GhGh1111

可得甲∶乙=∶=∶=∶=6：5

F甲hF乙2hF甲2F乙523

三、探究题（本题共2小题，共15分）

25．（2022·温州中考）小设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快

煮后自动保温”。

【电路简介】

工作电路：S1为电源开关；S2为定时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合；R1

为可调电阻；R2为电饭堡内的电热丝。

控制电路：电磁继电器A和B完全相同，Ra和Rb是分别安装在电饭堡内的热敏电阻，它们的阻值随温度

的变化如图乙所示，当温度达到120℃时，La就吸引弹性衔铁使Sa断开，当温度降到110℃时，La释放弹

性衔铁使Sa闭合。

【快煮模式】闭合开关S、S1、S2，电饭煲进入快煮模式直至定时开关S2自动断开。在快煮过程中温度将维

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持在110℃~120℃，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化如图丙所示。

【保温模式】开关S2断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在60℃~80℃。

（1）由图丙可知，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间为___________分钟。

（2）若R1接入电路的阻值为840欧，R2阻值为40欧，工作电路电源电压为220伏，则电饭煲完成一次快

煮，电热R2消耗的电能为多少焦？___________

（3）请结合图甲、乙说明开关S2断开后，电饭煲实现自动保温的工作原理。___________

【答案】128.73×105J见解析

【解析】

解：（1）由图丙知道，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间

t=6min+（11min-9min）+（16min-14min）+（21min-19min）=12min

（2）闭合开关S、S1、S2，电路为R2的简单电路，电饭煲进入快煮模式，工作电路的电热丝在高功率状态

下工作的时间为12min，R2消耗的电能

2

U2220V5

W1t112×60s=8.71210J

R240Ω

S1闭合，S2断开，R1、R2串联，工作电路的电热丝在低功率状态，电路中的电流

U220V

I=0.25A

R串840Ω+40Ω

由图丙知道，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝低功率加热的时间

t2=t-t1=24min-12min=12min

消耗的电能

22

W2IR2t0.25A40Ω1260s=1800J

电饭煲完成一次快煮，电热丝R2消耗的电能

55

W=W1+W2=8.712×10J+1800J=8.73×10J

（3）当S2断开后，R2低功率工作，降温至110℃及以下，Sa始终闭合。继续降温至60C时，Sb闭合，R1被

短路，R2高功率工作，升温至80℃时，Sb断开，R1与R2串联，R2低功率工作，开始降温，如此往复，实现

自动保温。

答：（1）电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间为12min；

5

（2）电饭煲完成一次快煮，电热丝R2消耗的电能为8.73×10焦；

（3）见解析。

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26．（2022·金华中考）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制

作一个刻度均匀的密度计。

【小组讨论】

m

液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式，想到是否可以通过密度与质

V

量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。

【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，

提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。

（1）杆秤的工作原理是___________；

【产品制作】

器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。

步骤：

①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”；

②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标

记为“0”刻度；

③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为

“___________？___________”刻度（单位g/cm3）；

1

④以AB两点之间长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。

10

（2）在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往________侧移动；

（3）步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为___________；

【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。

【产品升级】

（4）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是___________。

A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动B．减小秤砣的质量

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C．减少加入杯中的液体体积D．换用更细的秤杆

【答案】杠杆平衡原理（或F1·l1=F2·l2）右1.0##1AB

【解析】

（1）通过图示的模型结合杠杆的定义，即可确定它用到的相关知识，杆秤的工作原理是杠杆平衡原理。

（2）秤杆出现左低右高现象，根据杠杆平衡原理，右侧的动力和动力臂的乘积小于左侧阻力和阻力臂的乘

积，所以向右移动秤砣，增大动力臂，可以达到水平平衡。

（3）密度秤测量水的密度，水的密度是1.0g/cm3；故在B的位置标记为1.0。

（4）A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，说明阻力臂增大，根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2，动力和阻力不

变，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故A正确；

B．减小秤砣的质量，说明动力减小，根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2，动力臂也要随着增大，AB两点之间长

度增大，密度秤会更精确，故B正确；

C．杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时G0×L1=G陀×LA

杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时