温州育英国际实验学校科学竞赛九上第三章能量的转化与守恒B.docx
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温州育英国际实验学校科学竞赛九上第三章能量的转化与守恒B
九上第三章B
一.选择题(共15小题)
1.有一种运动叫蹦极,如图所示是蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,A点处弹性绳自然伸直.B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点,运动员从O点到C点的运动过程中忽略空气阻力,则( )
A.从O点至B点运动员的重力势能全部转化为动能
B.从B点至C点只有运动员的动能转化为弹性势能
C.从O至A过程中运动员速度增大,从A至C过程中运动员速度减小
D.从O至B过程中运动员速度增大,从B至C过程中运动员速度减小
2.如图所示,小钢球沿光滑的线路由A经B和C到D,已知AB=BC=CD,A、B、C、D在同一水平面上,则球经过AB、BC、CD面的时间t1、t2、t3的关系为( )
A.t1=t2=t3B.t1>t2>t3C.t1<t3<t2D.t1<t2<t3
3.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着一体积为1cm3的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度,当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示.当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度,下列说法中错误的是( )
A.密度秤的零点刻度在Q点
B.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边
C.密度秤的刻度都在Q点的右侧
D.密度秤的刻度都在Q点的左侧
4.如图所示,均匀杆AB长为L,可以绕转轴A点在竖直平面内自由转动,在A点正上方距离L处固定一个小定滑轮,细绳通过定滑轮与杆的另一端B相连,并将杆从水平位置缓慢向上拉起.已知杆水平时,细绳的拉力为T1,杆与水平面夹角为30°时,细绳的拉力为T2,则T1:
T2是( )
A.
:
1B.2:
1C.1:
D.1:
1
5.如图是健身用的“跑步机”示意图.质量为m的健身者踩在与水平面成α角的静止皮带上,用力向后蹬皮带,可使皮带以速度v匀速向后运动.若皮带在运动的过程中受到脚的摩擦力为f,则在运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.f是皮带运动的阻力
B.人对皮带不做功
C.人对皮带要做功,其做功的功率为fv
D.人的重力与皮带对人的支持力是一对平衡力
6.如图所示,两个底面积均为S的圆桶,放在同一水平面上,桶内装有水,水面高度分别为h1和h2,水的密度为ρ,两桶间有细管相连,现把连接两桶的阀门打开,最后两桶水面高度相等,则这过程中重力对水做的功等于( )
A.ρgS(h1﹣h2)B.
ρgS(h1﹣h2)C.
ρgS(h1﹣h2)2D.
ρgS(h1﹣h2)2
7.如图所示,一根长为L的木棒的B端放在截面直径为D的圆柱体上,使木棒保持水平,用水平恒力F推木棒的A端,使圆柱体在水平地面上向前匀速滚动,设木棒与圆柱体、圆柱体与地面间均无滑动现象,当把木棒从图甲位置推至图乙位置时,推力F做的功为( )
A.
B.F(L+πD)C.2FLD.2F(L+2πD)
8.如图所示,一根细线绕过三个滑轮,两端固定在A、B两点,两动滑轮下所挂物体质量分别为m1、m2,两动滑轮上细线的夹角分别为α和β(α>β),不计一切摩擦,则m1、m2的大小关系是( )
A.m1>m2B.m1<m2C.m1=m2D.无法确定
9.将一杯热水倒入盛有冷水的容器中,冷水的温度升高了10℃,再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水,容器中的水温又升高了6℃.如果继续向容器中倒入一杯同样的热水,则容器中的水温会升高( )
A.5℃B.4℃C.3℃D.2℃
10.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图(甲)所示.把它们串联在电路中,如图(乙)所示.闭合开关S,这时电流表的示数为0.4A,则电源电压和元件B的电功率分别是( )
A.2.0V0.8WB.2.5V1.0WC.4.5V1.0WD.4.5V1.8W
11.在如图所示的电路中,发现通过电流表的示数减少0.2安培时,电压表的示数从6伏特变为5伏特,那么该定值电阻所消耗的功率的变化量为( )
A.1.2WB.1.0WC.2.2WD.5.0W
12.有n个完全相同的灯泡,一是把它们并联后再与R1串联接入电路中,如图甲所示;二是把它们串联后再与R2串联接入电路,如图乙所示.若电路两端的电压均为U,分别调节R1和R2使所有灯都能正常发光,那么电路甲(包括R1)和电路乙(包括R2)所消耗的总功率之比( )
A.n2:
1B.n:
1C.1:
1D.
:
1
13.图中神仙葫芦就是半径分别为R和r(R>r)且固连在同一轴上的两个定滑轮和一个动滑轮C组成,不计摩擦和动滑轮的重力,当匀速提起重为P的物体时,所用的拉力F是( )
A.
B.
C.
D.
14.如图所示,七块完全相同的砖块按照图示的方式叠放起来,每块砖的长度均为L,为保证砖块不倒下,6号砖块与7号砖块之间的距离S将不超过( )
A.
LB.2LC.
LD.
L
15.如图所示是某“汤勺”示意图,由一细长柄AB与一半球BC构成,且AB与半球相切,切点为B.已知半球的半径为R,AB柄的长度为L,L:
R=
:
1,现用一细线系住A点,并将细线竖直悬挂,如果不计“汤勺”的质量,则“汤勺”内水的最大高度是( )
A.
RB.
RC.
RD.
R
二.填空题(共10小题)
16.古代起重的一种辘轳如图所示.轴的大半径为R=30cm,小半径为r=20cm,摇把离轴中心为L=50cm.若不计摩擦,滑轮,辘轳的重力的影响,要提升一重为G=500N的重物,则摇把上的力F至少为 .
17.在如图所示中,AB、CD分别表示质量均匀、形状相同的两块长方形木板,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=2:
1,现将一根每节重为P,长度超过L的链条MN悬挂在两板的B端和D端,当两木板的B、D两端相距L/2时,两木板恰好保持水平平衡,则该链条共有 节组成.若将两木板距离增大为L时,AB板将 (填:
“绕O1顺时针转动”,“仍保持水平平衡”或“绕O1逆时针转动”).
18.悠悠球是除洋娃娃之外世界上最古老的玩具,它由轮与轴(含绕轴上的线)两部分组成(如图甲).一悠悠球,轮半径为R,轴半径为r,线为细线,小灵玩溜溜球时,如图乙所示,使球在水平桌面上滚动,用拉力F使球匀速滚动距离s,则(a)(b)两种不同方式做功分别为 和 .
19.如图所示,由n个动滑轮和一个定滑轮组成一个复式滑轮组,每个动滑轮质量为m,第一个滑轮上吊一个重为G的物体,则最末一级定滑轮上需施加的力F为 .
20.如图所示,重50N的物块通过一滑轮组的装置来拉动,若不计滑轮重和摩擦.当拉力F=5N时,物块能在地面上匀速滑动,则物块与地面间的滑动摩擦力f= N,拉力作用点向右移动1m,物块向左移动 m,此时物体受 个力的作用.
21.如图所示,密闭绝热容器内有一个绝热隔板(保证A、B间不发生热交换),隔板与容器之间无摩擦.隔板将A、B两部分气体隔开,当抽去销钉,发现隔板向右移动,则A中气体温度 ,B中气体温度 .(选填“升高”、“降低”、“不变”)
22.如图所示,灯泡规格均相同,甲图中电压恒为6V,乙图中电压恒为12V.分别调节R1、R2使灯均正常发光,那么此时电路消耗的总功率之比P1:
P2= ,可变电阻接入电路中的电阻值之比R1:
R2= .
23.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电压U=300V,电流I=40A.在此行驶状态下,驱动电机的输入功率是 W;若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率,则汽车所受阻力为 N.
24.如图所示,质量为m=60kg的人站在轻质木板的O点上,木板可以绕B端上下转动,OA=2OB.要使木板静止于水平位置,人拉轻绳的力为 N,人对木板AB的压力为 N(摩擦阻力不计).
25.有四条完全相同的刚性长条薄片AiBi(i=1,2,3,4),其两端下方各有一个小突起,薄片及突起的重力均不计.现将四薄片架在一只水平的碗口上,使每条薄片一端的小突起Bi搭在碗口上,另一小突起Ai位于其下方薄片的正中,由正上方俯视如图所示.现将一个质量为m千克的小物体放在薄片A4B4上的一点,这一点与A3、A4的距离相等,则薄片A4B4中点受A3的压力是 牛顿.
三.实验探究题(共2小题)
26.为了探究做功与物体内能变化的关系,某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等进行实验.实验中,他们先关闭喷嘴处的阀门,接着手压活塞快速打气,然后打开喷嘴处的阀门,迅速放出壶内一部分气休,并用温度计测出喷雾器内部的气体温度(物体温度升高内能增大),研究过程如图(a)、(b)和(c)所示.请仔细观察图中的操作和测量结果.然后归纳得出初步结论.
①比较(a)和(b)两图可知:
②比较(b)和(c)两图可知:
.
27.小洋同学在用电炉烧水时发现,将两个阻值不同的电炉分别接到家庭电路中时,电阻小的电炉烧水要热得快些,即在相同时间内电阻小的电炉产生的热量多些.于是,小洋同学猜想“电阻越小,发热功率越大”.
而小惠同学在观察电炉烧水时却发现电炉丝热得发红,而与它相连的导线却几乎不发热.于是,小惠同学猜想“电阻越大,发热功率越大”.
现有:
镍铬合金丝做的电阻R1和R2,阻值分别为5Ω和10Ω;
两个相同的容器中装有质量和初始温度都相同的煤油;
温度计2支、滑动变阻器1个,电源1个、开关1个、导线若干.
(1)为了验证小洋同学的猜想,请利用以上器材设计实验,用笔画线代替导线连接好图甲的电路.
(2)下表是验证小洋同学的猜想时得到的实验数据:
加热时间/min
0
8
16
24
R1所在容器中煤油的温度/℃
20.0
23.1
26.3
29.2
R2所在容器中煤油的温度/℃
20.0
21.6
23.2
24.7
从上述实验数据分析发现,发热功率与电阻的关系是 .
(3)电流产生热量的多少不易直接测量,因此,在这个实验中是通过比较 来比较电阻R1、R2产生热量的多少,这种科学研究的方法叫 法.
(4)为验证小惠同学的猜想,请在图乙的方框中画出实验电路图.
(5)通过上面的实验请你评价两位同学的猜想是否矛盾,并简要说明理由.
四.计算题(共3小题)
28.干电池本身有一定的电阻,因此,实际干电池可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个阻值一定的电阻相串联而成.如图所示,电源由几个相同的干电池组成.合上开关S,变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中,电路中的一些物理量的变化,如图甲、乙、丙所示,图甲为电压表示数与电流表示数关系,图乙为干电池输出功率跟电压表示数关系,图丙为干电池输出电能的效率η与变阻器接入电路电阻大小的关系,不计电表、导线对电路的影响,求:
(1)串联的干电池个数.
(2)变阻器的总电阻.
(3)甲、乙、丙三个图上的a、b、c各点的坐标.
29.某兴趣小组利用图甲所示电路进行如下的实验研究.
(1)闭合S1,断开S2,调节滑动变阻器,得到上表中三组数据.请根据表中的数据,计算电阻R的阻值.(计算结果保留1位小数)
次数
物理量
1
2
3
U/V
4.0
8.0
10.0
I/A
0.20
0.39
0.51
(2)断开S1,闭合S2,调节滑动变阻器进行有关测量.根据记录到灯泡L的电压和电流的数据绘制成电压和电流的关系图象(如图乙).根据图象,当电压表示数为6V时,50s时间内,灯泡L消耗了多少电能?
(3)同时闭合S1和S2,调节电源电压,当灯泡L的功率为2W时,R与RL的总功率是多大?
30.如图所示是打捞水下重物的实验模型示意图.直流电动机固定于岸上某处,通过滑轮组打捞水下一个均匀圆柱体重物,在整个打捞过程中.重物以0.15米/秒的速度匀速上升.已知重物的质量m=700g,其密度是水的3.5倍;动滑轮的质量m0=100克;电动机的输入电压U=3V,效率η=80%.忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦.试问:
(1)重物在水下运动时,电动机的牵引力多大?
(2)重物在水下运动时,直流电动机的输入电流多大?
(3)电动机线圈电阻最大不超过多少?
参考答案
一.选择题(共15小题)
1.D;2.D;3.C;4.A;5.C;6.D;7.C;8.B;9.B;10.C;11.C;12.B;13.A;14.A;15.B;
二.填空题(共10小题)
16.50N;
17.n=
;仍保持水平平衡;
18.(1﹣
)Fs;(1+
)Fs;
19.
G+
m动g;
20.10;0.5;4;
21.降低;升高;
22.1:
1;1:
4;
23.12000;960;
24.150;450;
25.0.1mg;
三.实验探究题(共2小题)
26.外界对气体做功,气体内能增加;气体对外界做功,气体内能减小;
27.在电压相同时,电阻越小,发热功率越大;煤油温度变化大小;转化;
四.计算题(共3小题)
28.
(1)串联干电池的个数为4个.
(2)滑动变阻器的最大阻值为8Ω.
(3)各点坐标分别为:
a(0.6,4.8);b(3,4.5);c(8,0.8).
29.电阻R的阻值为20.0Ω;
灯泡L消耗的电能为127.5J;
R与RL的总功率是3.25W.
30.
(1)重物在水下运动时,电动机的牵引力为2N;
(2)重物在水下运动时,直流电动机的输入电流为0.375A;
(3)电动机线圈电阻最大不超过1.6Ω.
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