專題26　第3章 能量的轉化與守恒 拔尖提優(yōu)測試訓練（解析版）

第3章能量的轉化與守恒專題26拔尖提優(yōu)測試訓練一、選擇題(每題3分，共45分)1．如圖所示的簡單機械中，使用時一定費力的是(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，實質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車道示意圖。當高速行駛的汽車出現(xiàn)剎車失靈時，可通過進入避險車道快速降低車速直至停止。避險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】當汽車高速行駛時，其速度非?？欤瑒幽芊浅４?，若汽車出現(xiàn)剎車失靈，即在發(fā)生交通事故時，其能對外做的功多，造成的危害非常大，故該情況下可以進入避險車道，見題目中的插圖，即讓汽車的動能轉化為重力勢能，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．爺爺質量比小麗大，如圖，小麗和爺爺一起用相同時間爬完相同的樓梯，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錯誤；CD、爺爺做的功比小麗做的功多，但爺爺用的時間與小麗相同，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錯誤。4．甲、乙兩個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動，且V甲＞V乙，若不計較空氣阻力，拉力F甲和F乙在相同時間內(nèi)所做的功分別為W甲和W乙，則下列判斷正確的是（C）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，每個物體都受拉力F與滑動摩擦力f作用，兩個物體都做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，所以F甲=f甲，F(xiàn)乙=f乙；兩個完全相同的物體在同一水平面上運動，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；CD、因為v=s/t，v甲＞v乙，所以在相同的時間內(nèi)路程關系：s甲＞s乙，F(xiàn)甲=F乙，又因為W=Fs，F(xiàn)甲=F乙，所以W甲＞W(wǎng)乙，故C正確、D錯。5．下列關于“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)能轉化為機械能C．水常被用作冷卻劑，是因為水的比熱容大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錯誤；B、人們搓手取暖，消耗了機械能，得到了內(nèi)能，是機械能轉化為內(nèi)能的過程，故B錯誤；C、水常被用作冷卻劑，是因為水的比熱容大，質量相同的水和其它液體相比較，升高相同的溫度時，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錯誤。6．如圖，用刻度均勻的勻質杠桿進行“杠桿平衡條件”的實驗(每個鉤碼重為0.5N)。下列說法正確的是(C)A．實驗前出現(xiàn)圖甲所示情況，應將杠桿的平衡螺母向左調B．圖乙，在AB處各增加一個鉤碼，杠桿仍然能保持平衡C．圖丙，彈簧測力計從a位置轉到b，為保持杠桿在水平位置平衡，其示數(shù)需變大D．圖丁，用彈簧測力計在c點向上拉杠桿，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錯誤；B、如圖乙，設杠桿一個格為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，設在A、B處各增加一個相同的鉤碼，左邊=（1.5N+0.5N）×2L=4NL，右邊=（1N+0.5N）×3L=4.5NL，此時左邊＜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錯誤；C、圖丙中彈簧測力計從b位置轉到a，此時拉力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，彈簧測力計的示數(shù)應大于3N，故D錯誤。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，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，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，水蒸氣的內(nèi)能減少D．圖?。浩變?nèi)的氣體推動活塞向下運動時，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，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錯誤；B、圖乙中瓶子內(nèi)的空氣推動塞子跳起時，空氣對活塞做功，內(nèi)能轉化為機械能，空氣的內(nèi)能減小，故B錯誤；C、圖丙中試管內(nèi)的水蒸氣推動了塞子沖出時，水蒸氣對塞子做功，水蒸氣的內(nèi)能轉化為塞子的機械能，水蒸氣的內(nèi)能減少，故C正確；D、圖丁中兩氣門關閉，活塞向下運動，火花塞點火，是汽油機的做功沖程，燃氣對活塞做功，氣體的內(nèi)能減小，故D錯誤。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，以下關于能量變化說法正確的是(C)A．動能減小、機械能不變B．動能不變、機械能減小C．動能減小、機械能減小D．動能增大、機械能增大【解析】灑水車在平直的馬路上勻速行駛。在工作的過程中，灑水車的質量不斷減小，速度不變，動能變小，重力勢能變小，機械能=動能+勢能，所以灑水車的機械能變小。故只有選項C說法正確。9.如圖所示，兩個等高的托盤秤甲、乙放在同一水平地面上，質量分布不均勻的木條AB重24N，A、B是木條兩端，O、C是木條上的兩個點，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。現(xiàn)移動托盤秤甲，讓C點放在托盤秤甲上。此時托盤秤乙的示數(shù)是(C)A．8NB．12NC．16ND．18N【解析】設木條中心在D點，當A端放在托盤秤乙上時，以B端為支點，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：由杠桿平衡條件有：FA×AB＝G×BD，即：6N×AB＝24N×BD，所以：AB＝4BD，BD＝eq\f(1,4)AB，當C點放在托盤秤甲上時，以C為支點，此時托盤秤乙對木條B處的支持力為FB，因為AO＝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，同時感覺到筆桿變熱了C．把筆桿放在烈日下曬一段時間，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。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，電能表的轉盤轉3000轉C．同時使用的用電器總功率不能長時間超過2200WD．電能表正常工作時的電壓一定為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，電能表的轉盤轉3000轉，故B正確；C、家庭電路最大功率P=UI=220V×10A=2200W，同時使用的用電器總功率不能長時間超過2200W，故C正確；D、電能表的標定電流是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錯誤。12．小明按圖連接電路，閉合開關，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，L1會變暗【解析】（1）由電路圖可知，兩個燈泡組成串聯(lián)電路，串聯(lián)電路中電流處處相等，所以通過兩燈電流相等，故AD錯誤；（2）燈泡亮度有燈泡的實際功率決定，L1比L2亮，即L1的實際功率比L2的實際功率大。而兩燈電流相等，由P=I2R可知，L1的電阻比L2的電阻大，故B錯誤；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點以速度v沿軌道滾下，經(jīng)另一側等高點B后到達最高點C。下列關于小球滾動過程的分析正確的是(C)A．整個過程只有重力在對小球做功B．小球在A、B兩點具有的動能相同C．小球在A、B、C三點的速度大小關系是vA＞vB＞vCD．小球在A點具有的機械能等于它在C點具有的重力勢能【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，因為是粗糙的弧形軌道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故A錯誤；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，機械能減小，故在A、B兩點具有的動能不同，故B錯誤；C、小球運動過程中，要克服摩擦力做功，機械能減小，小球質量不變，故小球在A、B、C三點的速度大小關系是νA＞νB＞νC，故C正確；D、要克服摩擦力做功，機械能減小，故在A點具有的機械能大于它在C點具有的重力勢能，故D錯誤。14．新的國家標準對延長線插座配用電纜的導線橫截面積要求進行了修改，額定電流16A的延長線插座，導線最小標稱橫截面積由1mm2提升到1.5mm2。增大導線橫截面積的目的是(D)A．增大導線的電阻B．減小通過導線的電流C．增大導線的電壓D．減小導線發(fā)熱的功率【解析】A．延長線的材料和長度相同時，增大導線橫截面積可以減小導線的電阻，故A錯誤；B．通過導線的電流與插座上用電器消耗的電功率有關，無法判斷通過導線電流的變化，故B錯誤；C．在通過導線的電流一定時，導線的電阻減小，由U=IR可知，可以減小導線兩端的電壓，故C錯誤；D．在通過導線的電流一定時，導線的電阻減小，由P=I2R可知，可以減小導線發(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，調節(jié)滑動變阻器的滑片P使燈L1正常發(fā)光。斷開開關，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。則(C)A．燈L2正常發(fā)光B．滑動變阻器接入電路的電阻為12ΩC．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，其兩端的電壓為6V，接入燈L2，兩燈的電阻不同，則ab間的電壓會發(fā)生變化，故燈L2不會正常發(fā)光，故A錯誤；B、燈L1正常發(fā)光時的電流為：I=A；滑動變阻器兩端的電壓為U'=U-U1=12V-6V=6V，則滑動變阻器接入電路的電阻為R'==18Ω，故B錯誤；C、L2的電阻為R2==12Ω；此時電路的總電阻為：R=R2+R'=18Ω+12Ω=30Ω，此時電路中的電流為：I''==0.4A，故C正確；D、滑動變阻器和燈L2每秒做功為整個電路所做的功，則W=UIt=12V×0.4A×1s=4.8J，故D錯誤。二、填空題(每空2分，共40分)16．某建筑工地上一臺升降機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，則升降機電動機至少做___________J的功，功率至少____________W?！敬鸢浮?.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=1.8×104

J，升降機在工作時，還要克服自身摩擦還要做一部分功，因此要把物體提高到5層，至少要完成1.8×104

J的功，升降機的功率：P==1.8×103W。17．電冰箱工作時，將箱內(nèi)能量轉移到外部，是因為消耗了_______能，才把熱量移出冰箱使內(nèi)部變冷，這一現(xiàn)象說明能量的轉化和轉移的過程是有__________性的，同時也說明能量在轉化和轉移時要消耗其他能量。【答案】電方向【解析】在自然界中，能量的轉化和轉移的過程是有方向性的，若不符合能量的轉化方向，是需要以消耗其他形式能量為代價的，如冰箱工作時，將箱內(nèi)能量轉移到外部，是因為消耗了電能，才把熱量移出冰箱使內(nèi)部變冷，即表明在能量的在轉化和轉移時要消耗其他形式的能量。18．內(nèi)燃機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)能轉化為機械能。如圖所示，四沖程汽油機正處于___________沖程，該汽油機每秒完成40個沖程，則飛輪的轉速為__________r/min。【答案】做功壓縮1200【解析】汽油機完成一個工作循環(huán)，要經(jīng)過4個沖程，燃氣對外做功1次，活塞往返2次，飛輪轉動2周，若該汽油機每秒完成40個沖程，則每秒它對外做功10次，飛輪轉動20周，飛輪的轉速為1200r/min。19．一只手機電池的背面印有如圖所示的一些符號，另外在手機說明書中還寫有“通話3小時，待機100小時”。使用此電池最多可以得到__________J的電能，該手機通話時的工作電流為________A(保留2位小數(shù))，待機時消耗的功率為_______W?！敬鸢浮?480；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，通話時的工作電流：I′=≈0.17A；待機時消耗的功率：P==0.018W。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(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，再利用上水庫中的水發(fā)電。(g取10N/kg)(1)蓄能時，水被抽到上水庫中，電能轉化為水的_____________。(2)發(fā)電時，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，水被抽到上水庫中，電能轉化為水的重力勢能；（2）水的質量為：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，調節(jié)滑動變阻器滑片P，記錄相應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，滑動變阻器接入電路的電阻是__________Ω?！敬鸢浮?.625；8【解析】（1）由圖乙可知，當小燈泡兩端的電壓為U額=2.5V時，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。（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，當小燈泡正常發(fā)光時，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，此時滑動變阻器兩端的電壓：U滑=U-U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。22．生活中我們經(jīng)常使用簡單機械。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?！敬鸢浮浚?）63；（2）1500【解析】（1）要使施加在撬棒A點的動力最小，應使動力臂L1最大。當以D為支點，在A點施加垂直于AD向上的動力時，動力臂L1=AD=1m，即動力臂為最大值，則動力最小。此時阻力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點的力：F1==63N（2）如圖所示的滑輪為動滑輪；若G=500N，不計動滑輪重及摩擦，F(xiàn)=，s=2h=6m，則拉力做功：W=Fs=250N×6m=1500J。23.如圖是一座拉索橋的設計示意圖，其中O是可轉動點，當輪船需要駛過時，可利用拉索把橋面拉起。如果只需要一根拉索，甲設計的拉索較低，乙設計的拉索較高，請你比較圖中拉索的拉力F甲___F乙(選填“＞”“＜”或“＝”)，理由是__________________________?！敬鸢浮浚?，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點時，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運動若干次后靜止，此時彈簧具有的彈性勢能為1J，則木塊運動過程中克服阻力做的功是_________J。整個運動過程中木塊速度最大時其左端可能位于________(選填“B”“C”或“D”)點。【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運動若干次后靜止，此時彈簧具有的彈性勢能為1J，木塊在運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。彈簧被壓縮時具有彈力，彈力的方向是向右的，木塊向右運動時，阻力是向左的；開始運動時，彈力大于阻力，木塊做加速運動，木塊向右運動的過程中，彈力慢慢減小，阻力不變，當木塊受到的彈力等于阻力時速度最大，此時彈簧未恢復為原長；木塊由于慣性仍然會向右運動，此時彈力小于阻力，做的是減速運動；由圖可知，整個運動過程中木塊速度最大時其左端可能位于B點。三、實驗探究題(每空3分，共39分)25．小明同學探究杠桿平衡條件(不考慮杠桿自重和摩擦)：(1)實驗前沒有掛鉤碼時，小明發(fā)現(xiàn)杠桿右端下傾，則應將左端的平衡螺母向_________調，使杠桿在水平位置平衡；這樣做的目的是____________________________________。(2)三次實驗數(shù)據(jù)記錄表格如下：實驗序號動力F1(N)動力臂l1(cm)阻力F2(N)阻力臂l2(cm)124242463833.5846分析三次實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)第3次實驗中彈簧測力計示數(shù)偏大，檢測彈簧測力計發(fā)現(xiàn)完好無損，原因可能是_________________________________________________________。(3)小明通過實驗探究，得出了杠桿平衡條件。生活中的釣魚竿應用了該實驗中的第____次實驗原理?！敬鸢浮浚?）左便于直接測量力臂的大?。?）彈簧測力計沒有豎直向下拉動，實際力臂小于支點到動力作用點的距離（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，同時消除杠桿自身重對杠桿平衡的影響。（2）如圖彈簧測力計傾斜拉動杠桿時，彈簧測力計拉力的力臂變小，小于拉力作用點到支點的距離；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，然后分析實驗數(shù)據(jù)，可得出杠桿平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂；釣魚竿是費力杠桿，阻力臂大于動力臂，應用了實驗中的第2次實驗原理。26．小明同學利用電流表和電阻箱測量小燈泡的功率，設計并連接了如圖甲所示的實物電路。(1)為了保護電路，閉合開關S1前，應將滑片P移到滑動變阻器的_______(選填“A”或“B”)端。(2)閉合開關S1，將單刀雙擲開關S2扳向“1”，調節(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S2扳向“2”，保持滑動變阻器的阻值不變，調節(jié)變阻箱的阻值R，使電流表的示數(shù)仍為I1，此時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)中小燈泡的實際功率P1＝_______W。(5)若小燈泡的額定電流為I0＝2I1，以下關于小燈泡額定功率P0與實際功率P1的數(shù)值關系，你認為最有可能的是_________。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）為了保護電路，閉合開關S1前，應將滑片P移到滑動變阻器的阻值最大處的B端。（2）閉合開關S1，將單刀雙擲開關S2扳向“1”，調節(jié)滑動變阻器調節(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S2扳向“2”，保持滑動變阻器的阻值不變，調節(jié)滑動變阻箱的阻值R，使電流表的示數(shù)仍為I1，此時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；（4）步驟（2）小燈泡的實際功率P1=I12RL=（0.2A）2×5Ω=0.2W；（5）若小燈泡的額定電流為I0=2I1，假設燈泡的阻值不變，則P額=I02R=（2I1）2R=4I12R=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，當燈泡在正常工作時，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．將普通塑料水管進行改裝，能做多個實驗。將塑料水管①側面開口并標上刻度，再將塑料水管②在側面不同高度開兩個大小合適的口。(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，將鋼球從另一個口放入，重復實驗。該實驗可驗證動能大小與_____________的關系。(2)將兩根塑料管按圖乙連接，驗證“重力勢能大小與質量的關系”。請你寫出實驗步驟：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮浚?）滑塊被撞擊后移動的距離；速度大??；（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，將另一質量不同的鋼球從同一個口放入，重復實驗?！窘馕觥浚?）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，將鋼球從另一個口放入，在質量相同時，改變滑塊的高度，可驗證動能大小與速度大小的關系；（2）研究重力勢能與質量關系時控制高度一定，使用質量不同的鋼球；實驗步驟：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，將另一質量不同的鋼球從同一個口放入，重復實驗。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，1、2為開關的兩個觸點，當水溫低于某個下限溫度或高于某個上限溫度時，S在兩個觸點間自動切換，使水溫維持在設定的范圍。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)開關與觸點1連通時，電熱水器處于_________狀態(tài)；與觸點2連通時，處于__________狀態(tài)。(均選填“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，請通過計算具體說明：在這段時間內(nèi)電熱水器處于何種工作狀態(tài)，并求出相應狀態(tài)下的工作時間?！敬鸢浮浚?）加熱；保溫；（2）121；363(3)電熱水器10min消耗電能1.2×105J，則電熱水器的電功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1.2×105J,10×60s)＝200W，由P保溫<P<P加熱可知，電熱水器應先加熱后保溫，設加熱時間為t1，保溫時間為(600s－t1)，則有：W＝P加熱t(yī)1＋P保溫(600－t1)，即1.2×105J＝400W×t1＋100W×(600s－t1)，t1＝200s，即電熱水器的加熱時間為200s，保溫時間為600s－200s＝400s。【解析】（1）由電路圖可知，開關與觸點1連通時，電路為R1的簡單電路，電路的總電阻最小，電源的電壓一定時，由P=UI=可知，電路的總功率最大，電熱水器處于加熱狀態(tài)，開關與觸點2連通時，R1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)；（2）開關與觸點1連通時，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的阻值：R1===121Ω，開關與觸點2連通時，R1與R2串聯(lián)，電熱水器處于保溫狀態(tài)，此時電路的總電阻：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：R2=R-R1=484Ω-121Ω=363Ω。29．[2018·福建A卷]學校機器人興趣小組進行“精準吊裝”實驗，7塊長短不一的長方體木塊均平放在水平地面上，機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，不同序號木塊的質量見表，其中m＝12kg，g取10N/kg。序號1234567質量2mmeq\f(m,2)eq\f(m,3)eq\f(m,4)eq\f(m,5)eq\f(m,6)(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。(2)機器人完成全部吊裝疊放用時6min，求整個過程克服木塊重力做功的功率?！窘馕觥浚?）克服物體重力做功，由W=Gh解題；（2）先求出機器人所做的總功，由P=W/t求出做功功率?！敬鸢浮拷猓?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＝6W