九年级上册科学期末复习：能量的转化与守恒综合说理题

图甲是运动员在进行撑杆跳高的示意图，图乙0-t₁表示人手拿撑杆助跑时段，t₁-t₂表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，t₂-t₃表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，t₃-t₄表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段。（整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗）。请分析运动员在撑杆跳高的整个过程中运动员的机械能变化情况，并对各段变化情况做出解释。

进行《内能》学习时，小科设计了如图所示实验装置。在塑料瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。塞紧塞子后，用打气筒往瓶内打气，当瓶塞弹出时，看到瓶内有白雾出现。请你解释产生这一现象的原因。

研究科学问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为科学模型。

【分析方法】如图甲，一质量分布均匀的杠杆，忽略厚度和宽度，长度不可忽略，用细线将它从中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后(如图乙)释放，为研究其能否平衡，可将它看成等长的两部分，画出这两部分各自所受重力的示意图和力臂（如图乙），根据杠杆平衡条件可得出杠杆在该位置仍能平衡。

【问题解决】如图丙，一质量分布均匀的长方形木板，忽略厚度，长度和宽度不可忽略，用细线将它从AB边的中点悬起，能在水平位置平衡。现将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后(如图丁，图中黑点表示左右两部分的重心)释放，问：木板在该位置能否平衡？请在图丁中画出该杠杆的五要素，并结合杠杆平衡的条件作出解释。

科学课上老师演示了“跳舞的瓶盖”实验。操作过程如下：取一个空矿泉水瓶，将其瓶盖倒置蘸水放于瓶口，双手快速摩擦后捂住瓶身，瓶盖跳起。请运用所学知识解释瓶盖跳起的原因。

如图所示，在细木棒AB的两端分别悬挂两个相同的小铁环，把细线系在木棒的中点O，并悬挂起来，使之恰好在水平位置平衡。再将铁坏同时分别浸没到密度相等的硫酸和硫酸铜溶液中，放置一段时间后，可现察到什么现象?对此现象作出合理的解释。

很多同学在课间玩扭转矿泉水瓶的游戏，如图所示。在瓶里装有少量的水，盖紧瓶盖，使劲拧瓶的下部，使其严重变形，然后略松开瓶盖(对着没人的方向)，瓶盖弹出数米远，同时观察到瓶口和瓶内有白雾产生。请用所学知识对实验现象进行解释。

如图，木块以一定的速度滑过A，B点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h且AB＝BC（AB、BC两个面粗糙程度相同）。若空气阻力忽略不计，假定木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，则对木块在运动过程中动能变化的分析，横坐标表示时间，纵坐标表示动能，请画出AB、BC、CD段动能的变化曲线并说明理由。

车道是与公路主干道相连的一条距离很短的分岔专用车道，供速度失控车辆安全减速。一般设置在长陡坡下坡的拐弯处，保证驾驶员能看到（如图一二）。这种车道很特别一般长度在50-100米，有一定的坡度，路面上铺着疏松的石子、沙土层，两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来（如图三、四）。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患，请你谈谈避险车道设置所包含的科学知识并作简要解释。

3D打印笔内部装有PTC发热电阻用于加热熔化塑料进行打印。PTIC 电阻的阻值与温度的关系如图。打印笔正常工作为220伏，温度能自动稳定在250℃左右。

结合图中信息，请你用所学知识对此进行解释。

小猴和小白兔同时发现了一个实心胡萝卡，它们都想多分点。小猴提出分配方案：将胡萝卜放在三角形石块的尖端，调节胡萝卜位置，使胡萝卜静止时保持水平，然后沿支点处竖直切开，各拿一份，如图所示。小白兔说：“我要长的那一头！”，小猴却暗自高兴。从质量角度来看，小猴有没有吃亏？请用学过的知识加以说明。

某同学用铅笔芯（主要成分是石墨）自制简易爱迪生灯泡。他将直径0.5毫米的铅笔芯两端接上导线，放入盛有少量澄清石灰水的广口瓶中（如图甲），连接2伏电源和电流表，闭合开关，铅笔芯发光并渐渐变亮，稍后渐渐变暗，断开电路，发现澄清石灰水变浑浊，铅笔芯明显变细。继续通电，铅笔芯烧断掉落。

请应用所学知识解释上述实验中出现的现象。

科学老师用矿泉水瓶（瓶盖上装有气门芯）、气筒、温度传感器自制了一个气体内能改变的实验装置（如图甲）。老师做了两组实验，第一组“放气组”向矿泉水瓶中加入少量水和酒精，拧紧瓶盖，用气筒向瓶内充气25秒，然后迅速打开气门芯放出瓶内气体； 第二组“未放气组”实验前25秒与第一组完全相同，并且25秒后仍然保持不放气。温度传感器自动记录两组实验瓶内温度的变化，结果如图乙。结合内能与其他已学知识分别说明“放气组”与“未放气组”发生温度变化的原因。

在刚刚结束的运动会中，同学们各显身手，展现了奋力拼搏、积极向上的精神风貌。在比赛过程中有位七年级的小同学提出了一个疑问，为什么很多比赛项目的选手（例如跳高、跳远、铁饼、标枪等）在起跳或投掷前都要助跑，而且助跑跑得快的同学一般成绩都比较突出？这有什么科学道理，以跳远为例（运动员们跳的最大高度相同，在跳的最大高度相同的情况下，起跳后落地时间也相同，且最高点的速度即为整个跳远过程的水平速度）请你从机械能的角度帮助七年级的学弟解释这一现象！（提示可以从起跳时、最高点等分析，不考虑空气阻力的影响）

很多同学在课间玩扭转矿泉水瓶的游戏，如图所示，在瓶里装有少量的水，盖紧瓶盖，使劲拧瓶的下部，使其严重变形，然后略松开瓶盖(对着没人的方向)。瓶盖弹出数米远，观察到瓶口和瓶内有白雾产生。请分析整个过程中瓶内气体温度变化及其产生白雾的科学原理解释？

实验装置如图，在一个厚壁玻璃筒的底部，放一块浸有少量乙醚的棉花。当迅速下压玻璃筒内的活塞时，筒中棉花发生了什么变化？请运用所学的科学知识进行解释。

如图，工人将货物推上货车的时候通常会选择较长的木板，请用学过的知识解释原因。

如图所示为课本92页活动“蜡烛跷跷板”，按照步骤做好蜡烛跷跷板，先后点燃左右两端蜡烛，会发现它的两端会不断地上下翘动，请你解释一下出现此现象的原因。

图甲是运动员在进行撑杆跳高的示意图，图乙 0-t 1 表示人手拿撑杆助跑时段，t 1 -t 2 表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，t 2 -t 3 表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，t 3 -t 4 表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段。（整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗）。请你在图乙中画出运动员在撑杆跳高的整个过程中运动员的机械能变化的大致图像，并对图像各段的变化情况做出解释。

某科学兴趣小组利用自行车内胎、打气筒、温度传感器以及计算机等装置研究自行车内胎气体的内能变化情况，实验过程为：开始打气→打气结束后静置片刻→突然拔掉气门芯放气→放气后静置片刻，整个过程中，车胎内气体的温度随时间变化的情况如图所示，请你用所学科学知识解释温度随时间变化的原因

​​

如图是高速公路避险车道示意图，且在避险车道上铺上一层很厚的碎石和细沙，当高速行驶的小车出现刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速直至停止。请你结合做功和能量转化的知识，解释避险车道可以快速减速的原因。

如图所示是某研究小组精心设计的一种机械，高处的水通过左侧的管道向下流动，水流冲击叶片，叶片的转动带动砂轮转动，就可以打磨需要的工件，同时带动右侧的抽水器将水从低处抽到高处，继续向下流动，从而永不停歇。你认为这种机械是否能够一直工作下去？请说明原因。

载重汽车在连续下坡的时候为控制车速需要经常刹车，这样就会使刹车片的温度急剧升高，如果不采取一定的降温措施，刹车片会因过热而失效，从而造成严重的车祸。所以在汽车连续下坡时，司机会打开水箱开关，这时就会有水经水管流到刹车片处使刹车片的温度得到控制，从而保证行车安全。请你从科学角度解释刹车片会过热的原因及司机控制其过热措施的合理性。

科学老师用矿泉水瓶（瓶盖上安有自行车胎气门芯）、气筒、温度传感器自制了一个气体内能改变的实验装置（如图甲）。老师做了两组实验，第一组“放气组”向矿泉水瓶中加入少量水和酒精，拧紧瓶盖，用气筒向瓶内充气25秒，然后迅速打开气门芯放出瓶内气体；第二组“未放气组”实验前25秒与第一组完全相同，但25秒后没有放气。温度传感器自动记录两组实验瓶内温度的变化，结果如图乙。结合内能与其他已学知识分析“放气组”温度变化的原因。

某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能(加热器功率较大)，其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线连接。先闭合开关S₁ ， 照明灯工作；再闭合开关S₂ ， 使照明灯和电热器一起工作。闭合S₂后灯泡的亮度如何变化?并请用相关知识进行解释。

小明在校园科技节拓展活动中，发现一个有趣的器材，如图甲所示，当把球体放在斜面底部时，发现球体开始自己往上“爬”，乙图是俯视图。该装置可简化成丙图，仔细观察发现两边轨道面材质是木棍，顶部分开的角度大于底部，还发现同体积金属球比木质球上爬的高度更大。请你利用所学知识和原理来解释上述现象。

 

汽车超载是当前发生交通事故的重要原因之一。全国各地设置了许多超载监测站加强监管。如图所示，一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重。先让货车前轮单独开上电子地磅秤，其读数为8t；前轮驶离电子地磅秤，再让后轮单独开上电子地磅秤，其读数为9t。国家规定两轴货车限载车货总重18t，请你通过计算分析该货车是否超载。

小思发现家里用久的白炽灯泡发光时比新买时亮度暗一些。小思把灯泡擦干净后闭合开关，灯泡发光还是较暗，而此时家中的电路电压并无异常。请你用所学科学知识从2方面分析原因。

科学课上老师用可乐瓶、橡胶塞、自行车胎气门芯、打气筒、温度传感器等自制了一个气体对外做功实验装置（如图甲）。当老师用气筒向塑料瓶内不断充气，同学们看到瓶塞被弹出，瓶内出现白雾，同时电脑屏幕记录了瓶内温度变化曲线（如图乙），你能解释看到这些现象的原理吗？

  2018年11月18日，2018环浙江自行车公开赛第六站绿野爬坡赛在我县广度乡的盘山公路上举行。此赛事激发了小丽同学研究自行车的兴趣，通过研究发现了很多有趣的现象：自行车车架都要进行喷漆处理；当有大型卡车快速并排通过时，不能太过靠近，不然可能会被“吸”过去，发生危险；当经过很陡峭的上坡时，采用“S”路线比直线要省力的多；但是下坡时即使脚停止蹬脚踏板，车速也会越来越快；骑车强度要适度，如果强度过大，大腿肌肉会酸疼的厉害。

请你解释上述现象所涉及的科学道理。（说出4点）

为了探究灯泡消耗的电功率与电阻的关系，小科利用如图所示的电路做了实验，当闭合开关后，发现灯泡 L₁ 比 L₂ 亮。已知灯泡 L₁ 的电阻小于灯泡 L₂ 的电阻，于是小科得出结论：电阻小的灯泡消耗的电功率大。请你评价小科的结论，并利用电路图中的电路元件， 实验验证你的判断。