浙江省绍兴市中考科学三年(2021-2023)知识点分类汇编-08能量转化与守恒
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一、选择题
1.(2023·浙江绍兴·统考中考真题)2023年5月10日,搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射,进入轨道后天舟六号与我国空间站完成对接形成组合体。下列说法正确的是( )
A.加速升空时,天舟六号机械能不变
B.进入轨道后,天舟六号的惯性消失
C.对接靠近时,以“天和”舱为参照物,天舟六号是静止的
D.对接成功后,组合体绕地运行过程中运动状态发生改变
2.(2022·浙江绍兴·统考中考真题)小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时,先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡,下列操作正确的是( )
A.图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向左移动
B.图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向右移动
C.图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向左移动
D.图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向右移动
3.(2021·浙江绍兴·统考中考真题)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( )
A. B.
C. D.
4.(2021·浙江绍兴·统考中考真题)以可靠的实验事实为基础,通过推理得出结论的研究方法称为科学推理法。下列结论通过这种方法得出的是( )
A.①电流产生的热量与电阻大小有关 B.②可燃物燃烧需要温度达到着火点
C.③叶片的下表面一般气孔数目较多 D.④牛顿第一定律
5.(2021·浙江绍兴·统考中考真题)如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是( )
A.水温上升时,水的内能增加
B.加热时管内的水不断汽化
C.管内气体对橡皮塞做功,其内能减少
D.试管口的“白气”是水蒸气
二、填空题
6.(2023·浙江绍兴·统考中考真题)杭州亚运会以“中国新时代·杭州新亚运”为定位,秉持“绿色、智能、节俭、文明”的办会理念,将于2023年9月23日在杭州开幕举行。
(1)开幕当天,恰好是我国二十四节气中的秋分。图甲是地球公转示意图,当天地球在公转轨道上的__________(填字母)位置。
(2)亚运吉祥物之一“莲莲”(图乙),名字源于世界遗产西湖中的莲叶。西湖红莲,叶呈盾状圆形,这一性状是由__________决定的。
(3)本届亚运会全部场馆均使用绿色电能,这是亚运史上首次实现绿色能源全覆盖。亚运场馆所使用的部分电能来自于浙江沿海的海上风电场(图丙),其发电过程中的能量转化是:风能→风车叶轮的__________能→电能。
(4)亚运会火炬名为“薪火”(图丁)。该火炬采用的生物质燃气是利用农作物秸秆、林木废弃物、食用菌渣、牛羊畜粪等物质作为原料转化而成的。其主要的成分为碳氢化合物、一氧化碳、氢气等。
①该燃气充分燃烧后,产物中一定含有__________。
②请分析该燃气的应用优势__________。
7.(2023·浙江绍兴·统考中考真题)赛龙舟自古以来在我国广为流传,现已成为亚运会比赛项目。如图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景,图甲是训练装置的结构示意图,绳子系在“船桨”的A端,运动员坐在位置上用力将“船桨”从位置“1”划到位置“2”,重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20千克,“划桨”一次拉过绳子的距离为60厘米。(船桨重、绳重与摩擦均不计)
(1)该装置中两个滑轮的作用是__________;
(2)“划桨”一次,人至少做功__________焦;
(3)图乙是某种耐力练习示意图,保持“船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60厘米,OB为40厘米,当一只手握在O端,另一只手握在B点并施加垂直“船桨”的力F。求此时力F的大小_______ N。
8.(2022·浙江绍兴·统考中考真题)在北京冬奥会上,中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。
(1)滑雪板底做得越宽大,对雪地的压强___________;
(2)若滑雪板与雪地总接触面积为0.4m2,苏翊鸣和滑雪板的总质量为72千克,当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时,对雪地的压强为多大?___________
(3)图甲是他在决赛中的完美飞行轨迹,AB是飞跃跳台的上升阶段,BC是下落阶段,请在图乙中画出他在飞行过程中速度随时间变化的大致曲线图,(v0为A点的速度,不计空气阻力)___________
9.(2022·浙江绍兴·统考中考真题)长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上,从图示位置开始推木块,当F为3牛时,木块静止;当F为6牛时,木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动,2秒后木块A掉落;继续推木块B使其仍做勾速直线运动直到掉落。
(1)推力为3牛时,AB整体受到摩擦力为___________牛。
(2)木块A在桌面上匀速运动的速度大小为___________米/秒。
(3)从开始推动到木块B掉落的过程中,推力共做功___________焦。
10.(2021·浙江绍兴·统考中考真题)我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂,“横木穿插硾头,硾嘴为铁,足踏其末而舂之”,如图甲所示。若硾头质量为20千克,不计横木的重力和摩擦。
(1)图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图,O点为支点,为阻力,请在图中作出阻力臂______,此时舂属于______(选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。
(2)若每次硾头上升的高度为0.6米,1分钟撞击臼中的谷粒20次,则人克服硾头重力做功的功率为______瓦。
三、简答题
11.(2022·浙江绍兴·统考中考真题)图甲是某款电火锅,其内部简化电路如图乙所示,S1是旋钮开关,S2是温控开关(当锅体温度达到设定值时自动断开,当锅体温度低于一定值时自动闭合),R是指示灯的分压电阻,不起到加热作用,发热管内部结构如图丙所示,滑片转动时只能与滑动触头接触,0档为断开状态,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ档是不同功率的档位,电热丝被均分为四节接入电路,其他元件的电阻均忽略不计。
(1)S1从0档转到Ⅰ档开始工作,温控开关S2的状态是___________(选填“断开”或“闭合”)
(2)加热时,锅内水温逐渐升高,其中改变水的内能的方式是___________(选填“做功”或“热传递”)。
(3)图丙中,滑片顺时针转动,发热管的加热功率增大,IV档时功率最大,则接线柱a、b、c中连入电路的应该是___________。
(4)已知电火锅IV档加热功率为1000瓦,若电火锅在Ⅲ档工作5分钟,求发热管消耗的电能。___________
12.(2022·浙江绍兴·统考中考真题)汽车在给人们的出行带来便利的同时,也带来了能源消耗、尾气污染等问题。
材料一:图是一辆小汽车行驶时的能耗分配图、汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量,大约只有13%用于驱动汽车前进,而其余87%的能量则被损耗掉了。
材料二:排出的尾气除了CO2,H2O外,还有CO、NO、NO2及未燃烧的碳复化合物等有害气体。
结合材料:
(1)对汽车行驶时能量形式的转化与损耗途径作出分析。
(2)请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。
13.(2021·浙江绍兴·统考中考真题)某兴趣小组设计了一种恒温箱电路,如图甲所示。工作电路电源电压,。控制电路电源电压,,热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度,其阻值与温度的关系如图乙,不计线圈的电阻。当线圈中的电流大于或等于40mA时,继电器的衔铁被吸合,动触点A与静触点B接触;当线圈中的电流小于或等于30mA时衔铁被释放,动触点A与静触点C接触。求:
(1)闭合开关和,恒温箱开始工作,此时衔铁的动触点A与______(选填“B”或“C”)静触点相接触。
(2)电热丝正常工作5分钟消耗的电能。______
(3)分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。______
四、探究题
14.(2023·浙江绍兴·统考中考真题)为了探究灯泡亮度与灯泡电功率的关系,小敏用如图所示电路进行研究(光敏电阻和灯L放置在暗盒内,外界光照无法进入)。已知灯L的额定电压为2伏,的阻值随光照的增强而减小,是保护电阻。连接电路后,闭合开关和,移动滑片调节灯L两端电压,记录电压表和电流表的示数如下表;
实验次数
1
2
3
4
5
电压表V示数/伏
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表示数/安
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
电流表示数/安
0.04
0.10
0.14
0.16
0.18
(1)闭合前,应先将滑片移至最__________(选填“左”或“右”)端;
(2)该实验通过观察__________来体现灯泡L的亮度变化;
(3)实验中灯L的额定功率为__________瓦;
(4)通过数据分析,得出的实验结论是__________。
15.(2022·浙江绍兴·统考中考真题)在“研究动能大小与速度关系”实验中,小敏利用图甲中的装置进行研究,在水平面铺上材料A制成的粗糙平板,同一小球从斜面不同高度静止释放,运动一段距离后停止,位置如图。
(1)根据图甲实验结果,可得出的结论是:质量相同时,物体的速度越大,___________。
(2)图乙中,水平面铺上不同材料的平板,其中材料A,B,C粗糙程度依次减小。小敏先后三次将同一小球从同一高度静止释放,刚到底部时用频闪相机(间隔相同时间自动拍摄)开始记录小球在平板上的位置情况,请在材料C平板上画出第2、3次频闪相机拍摄到小球的大致位置。___________
(3)小敏调节图甲中的平板呈不同角度,重现伽利略斜面实验。不考虑底部转折处的能量损失,下列最符合实际的现象是___________
A.
B.
C.
16.(2021·浙江绍兴·统考中考真题)在“测量小灯泡的功率”实验中,电源为2节干电池,小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)按图甲方式连接好电路,小敏刚要闭合开关时,同组同学提醒他的操作有一个不妥之处,请你帮他指出:______。
(2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,小敏发现小灯泡始终不发光,电压表示数接近于3V保持不变,电流表示数始终为零,则故障原因可能是______。
(3)排除故障后,小敏闭合开关进行实验,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(4)实验结束后,小组同学对测量结果进行误差分析,考虑到电压表中也有电流通过,该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)。
参考答案:
1.D
【详解】A.加速升空时,动能和重力势能都增大,故天舟六号机械能增大,故A错误;
B.惯性是物体的固有属性,进入轨道后,天舟六号的惯性不变,故B错误;
C.对接靠近时,以“天和”舱为参照物,天舟六号的位置发生变化,故天舟六号是运动的,故C错误;
D.对接成功后,组合体绕地运行过程中,运动的方向发生变化,故运动状态发生改变,故D正确。
故选D。
2.A
【详解】图甲中,杠杆左端高、右端低,说明杠杆右端偏重,要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向左端调节。
图乙中,设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格的长度为L,杠杆左端力和力臂的乘积为
4G×2L=8GL
杠杆右端力和力臂的乘积为
3G×3L=9GL
8GL<9GL
杠杆不平衡,为了使杠杆水平位置平衡,由杠杆平衡条件可知,可以将右侧钩码向左移动减小力臂或者左侧钩码向左移动增大力臂,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.B
【详解】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。
故选B。
4.D
【详解】A.电流产生的热量与多个因素有关,探究其与电阻大小的关系,用的是控制变量法,故A不符合题意;
B.用相同的热源给两种不同物体加热至着火,需要加热的时间不同,这是比较法,故B不符合题意;
C.将叶子放在水中探究叶片上下表面的气孔数目情况,所用的是观察法,故C不符合题意;
D.牛顿第一定律是通过实验操作加理论推导出来的,是科学推理法,故D符合题意。
故选D。
5.D
【详解】A.加热过程中,水吸热,水温上升时,分子动能增大,水的内能增加,故A正确,A不符合题意;
B.汽化有两种方式,蒸发和沸腾,蒸发可以发生在任何温度下,所以加热时管内的水不断汽化,故B正确,B不符合题意;
C.管内气体对橡皮塞做功,内能转化成塞子机械能,管内气体的内能减少,故C正确,C不符合题意;
D.试管口的白气是水蒸气遇冷液化成的小水滴,故D错误,D符合题意。
故选D。
6. B 基因 动能(机械能) 原料适应性广、能源循环利用等(合理即可)
【详解】(1)结合二分二至日判断,二分日太阳直射赤道,夏至太阳直射北回归线,冬至太阳直射南回归线,太阳直射点在南、北回归线之间往返运动,所以秋分当天地球在公转轨道上的B。
(2)基因是控制性状的基本单位,所以西湖红莲,叶呈盾状圆形,这一性状是由基因决定的。
(3)浙江沿海的海上风电场发电过程中是将风能转化为风车叶轮的动能(机械能),风车叶轮的动能(机械能)再转化为电能。
(4)①由上述分析可知,燃气的主要的成分为碳氢化合物、一氧化碳、氢气,所以该燃气充分燃烧后,产物中一定含有。
②根据上述信息可知,该燃气具有原料适应性广、能源循环利用等优点。(合理即可)
7. 改变力的方向 120 300
【详解】(1)[1]该装置中的滑轮是定滑轮,定滑轮的作用是改变力的方向。
(2)[2]“划桨”一次,人至少做功为
(3)[3]此时可以把整个系统看成一个以O点为支点的杠杆,故有以下关系式
故
8. 越小 1800Pa
【详解】(1)[1]滑雪板底做得越宽大,压力一定时,受力面积越大,对雪地的压强越小。
(2)[2]对雪地的压力
F=G=mg=72kg×10N/kg=720N
对雪地的压强
(3)[3]不计空气阻力,空中运动过程中,机械能守恒,上升阶段:动能转化为重力势能,动能减小,速度减小;到达最高点B点时,速度最小,但不为零;下落阶段:重力势能转化为动能,动能增大,速度增大,由于C点的高度低于A点的高度,C点的重力势能小于A点的重力势能,C点的动能大于A点的动能,C点的速度会大于v0,如图所示:
9. 3 0.05 1.2
【详解】(1)[1]当F为3牛时,木块静止,即AB整体处于平衡态,此时整体水平方向受到推力和静摩擦力,此二力平衡,故整体受到摩擦力大小是3N。
(2)[2]由图知道,当A的重心到达桌面边缘上时,就会掉落,此时木块A向前移动的距离是
故木块A在桌面上匀速运动的速度大小
(3)[3]根据题意知道,木块A掉落前,推力大小是6N,AB整体向前运动的距离是0.1m,此过程推力做功
由于当F为6牛时,木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动,由平衡条件知道,AB整体受到的摩擦力大小是6N;根据题意知道,木块A掉落后,B仍做匀速直线运动,此过程接触面的粗糙程度不变、压力减小一半,故B受到的摩擦力也减小一半,所以,由平衡条件知道,此时推力大小为3N。继续推木块B直至木块B的重心到达桌面边缘上掉落,此时木块B向前移动的距离是
此过程推力做功
所以,从开始推动到木块B掉落的过程中,推力共做功
10. 费力 40
【详解】(1)[1]从支点向F2的作用线作垂线,垂线段即为F2的力臂l2,如图
[2]图乙中动力臂小于阻力臂,杠杆为费力杠杆。
(2)[3]人克服硾头重力做功的功率
11. 闭合 热传递 b,c 1.5×103焦
【详解】(1)[1]根据题意知道,S2是温控开关,即当锅体温度达到设定值时自动断开,当锅体温度低于一定值时自动闭合,所以,S1从0档转到Ⅰ档是开始工作,故温控开关S2的状态应是闭合的。
(2)[2]锅中的水温度升高,是水吸收了热量,所以,是通过热传递增加了水的内能。
(3)[3]根据题意知道,滑片顺时针转动,发热管的加热功率增大,且IV档时功率最大,由知道,说明滑片顺时针转动,接入电路的电阻减小,由图知道,滑片与b连接,当接线柱b、c中连入电路时,满足要求。
(4)[4]由于电热丝被均分为四节接入电路,由图知道,Ⅲ档长度是IV档长度的2倍,由知道,电火锅IV档接入电路的电阻
所以Ⅲ档时,连入阻值为96.8欧,此时功率
电火锅在Ⅲ档工作5分钟,发热管消耗的电能
W=Pt=500W×300s=1.5×103J
12.(1)见解析;(2)见解析
【详解】(1)汽车行驶时能量转化分析:汽油的化学能→气体的内能→活塞的动能→汽车的机械能。
损耗途径分析:绝大部分是以热能形式报失;部分未完全燃烧的碳氢化合物损失;少量汽油蒸发损失。
(2)技术改进建议:减少散热器、排气管和发动机的热损失;减少汽油的蒸发;使汽油能充分燃烧;研制和使用混合动力或纯电动的新能源汽车。
13. C 90℃~100℃
【详解】解:(1)[1]闭合开关S1和S2,恒温箱开始工作,R1电路接通,R接入电路工作,若衔铁要被吸下,则线圈中的电流大于或等于40mA,需使R的阻值为
由图乙,需在温度100℃,因此可知,闭合开关时,衔铁不会被吸下,因此衔铁的动触点A与C静触点相接触。
(2)[2]电热丝R1正常工作5分钟消耗的电能
(3)[3]若衔铁要被吸下,则线圈中的电流大于或等于40mA,需使R的阻值为
由图乙,需在温度100℃,继电器的衔铁被吸合,R1停止加热,动触点A与静触点B接触, R与R2并联,当恒温箱温度最低时,控制电路的电流I′=0.03A时衔铁被释放,R2的电流为
R的电流为
R的电阻为
由乙图可知恒温箱内的最低温度为90℃,故恒温箱内的温度变化范围为90℃~100℃。
答:(1)闭合开关S1和S2,恒温箱开始工作,此时衔铁的动触点A与C静触点相接触;
(2)电热丝R1正常工作5分钟消耗的电能6×104J;
(3)恒温箱正常工作时的温度变化范围90℃~100℃。
14. 左 电流表A2示数变化 0.4 灯泡亮度与灯泡电功率有关,灯泡电功率越大,灯泡越亮
【详解】(1)[1]闭合S1前,为了保护电路,应该使滑动变阻器接入电路的阻值最大,故应先将滑片移至最左端。
(2)[2]灯泡L的亮度越大,光敏电阻的阻值越小,电流表A2的示数越大,故可以根据A2的示数变化来体现灯泡L的亮度变化。
(3)[3]实验中灯L的额定功率为
(4)[4]通过数据分析,A2的示数越大,灯泡的亮度越大,灯泡两端的电压越大,灯泡的实际功率越大。
15. 具有的动能越大 B
【详解】(1)[1]分析图甲实验知道,随着小球放置在静止位置的高度变高时,则小球到达水平面的速度变大,并且小球在水平面上运动的距离变得更远,说明小球的动能更大。由此得出结论:得出的结论是:质量相同时,物体的速度越大,具有的动能越大。
(2)[2] 材料越光滑,移动速度越快,所以材料C中小球速度最快,大致位置如下图
(3)[3]小敏调节图甲中的平板呈不同角度,重现伽利略斜面实验。不考虑底部转折处的能量损失,材料A制成的粗糙平板,由于摩擦力做功,部分能量转化为为内能,达不到一开始静止位置的高度,故B符合题意。
故选B。
16. 滑动变阻器滑片没有处在阻值最大处 小灯泡断路 1.05 偏大
【详解】(1)[1]由图甲可知,滑动变阻器的滑片没有处于阻值最大处,这样可能会损坏电路,不能保证电路的安全。
(2)[2]闭合开关,电流表没电流,说明某处电路断路,而电压表示数接近电源电压,说明只能是灯泡断路。
(3)[3]电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,故电流为0.42A,根据功率公式可得,小灯泡的额定功率为
(4)[4]由图甲知道,电压表与小灯泡并联,所测电压较准确,而电流表测通过小灯泡和电压表的电流,所测电流偏大,由P=UI可知,所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。
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