初中物理能量试题

小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为 $2.5V$ ，电源电压恒定。

（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。

（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为 　　 $V$ 。接下来调节滑动变阻器的滑片向 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端移动，直至小灯泡正常发光。

中国首次火星探索任务"天问一号"探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。

表1

	第1代	第2代	第3代	第4代
燃料	氧气和汽油混合	偏二甲肼	煤油	液态氢
氧化剂		四氧化二氮	液态氧	液态氧

表2

燃料	热值	燃料	热值
汽油	$4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$	煤油	$4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$
柴油	$4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$	氢	$1.4\times {10}^{8}J/\mathit{kg}$

（1）使用氢作为燃料的主要优点是： 　　和 　　。

（2）某火箭发射时携带了 $3\times {10}^4\mathit{kg}$ 液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为 ${20}^{°}\text{C}$ 的水加热至沸腾？ $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$ ，当地大气压为1标准大气压 $]$

（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以 $70\mathit{kW}$ 的功率匀速行驶 $0.5h$ ，消耗了 $2\mathit{kg}$ 燃料，求该发动机的效率。

自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长 $100m$ 的平直路面，用时 $20s$ 。该过程中前后轮与地面的总接触面积为 $20c{m}^2$ 。若小明的质量为 $55\mathit{kg}$ ，自行车重 $150N$ ，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。 $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ， $g=10N/\mathit{kg})$

（1）求骑行时车对水平地面的压强；

（2）该压强相当于多高水柱产生的压强？

（3）求骑行过程中动力做的功及功率。

民间俗语"霜降有霜，米谷满仓"，霜的形成属于 　　过程（填物态变化名称）。如图所示，用相同的酒精灯分别对质量、初温均相同的煤油和蓖麻油加热相同时间，观察到蓖麻油比煤油的温度变化大，说明 　　的比热容更大。

同学们正在进行排球训练，排球离开手后先向上运动，达到最高点后落下。下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	排球离开手上升过程中一直受到托力的作用
B．	排球下落过程中重力势能减小，动能增大
C．	排球运动到最高点时受平衡力的作用
D．	排球运动过程中与空气摩擦产生热量，机械能不变

据悉，联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会 $\left(\mathit{COP}15\right)$ 将于2021年10月在云南省昆明市召开，届时远方的宾客将有机会品尝云南特色小吃"过桥米线"。以下说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	热汤表面的油层加快了汤汁的蒸发
B．	加入米线后，热汤从米线吸收热量
C．	放入热汤中的肉片很快熟了，是通过做功的方式增加了内能
D．	汤的香气扑鼻，说明分子在不停地做无规则运动

现准备自制一个最大阻值为 $R_m$的滑动变阻器，要购买涂有绝缘层的电阻丝，需提前借助实验得知所用电阻丝的长度。可供选择的器材有：一段长为 $l_0$的电阻丝样品（阻值在 $2~3\Omega$之间，两端留有接线头），电压约为 $12V$的电源（电源电压不变），阻值为 $5\Omega$的定值电阻 $R_0$，一个量程为 $0~0.6A$的电流表，一个量程为 $0~15V$的电压表，开关和导线若干。

请你合理选择器材设计实验方案，确定出制作变阻器的电阻丝长度 $L$。要求：

（1）画出实验电路图（电阻丝用“”表示）；

（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；

（3）写出电阻丝长度 $L$的数学表达式（用已知量和测量量表示）。

如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻 $R_1$ 、 $R_2$ 分别为 $20\Omega$ 和 $30\Omega$ ，只闭合开关 $S_1$ 时，电流表的示数为 $0.3A$ 。求：

（1）电源电压；

（2） $S_1$ 、 $S_2$ 均闭合时，电流表的示数。

电阻 $R_1$ 、 $R_2$ 的 $U-I$ 图象如图1所示，则 $R_1:R_2=$ 　　。将 $R_1$ 、 $R_2$ 接入电源电压不变的电路中，如图2所示。当只闭合 $S$ 时，电路消耗的总功率为 $P_1$ ；当 $S$ 和 $S_1$ 都闭合时，电路消耗的总功率为 $P_2$ ，则 $P_1:P_2=$ 　　。

如图所示的电路，电源电压恒为 $12V$ ，灯泡 $L_1$ 标有" $6V3W$ "字样。闭合开关 $S$ ，滑动变阻器的滑片 $P$ 位于某一位置时， $L_1$ 正常发光；将 $L_1$ 换成" $4V2W$ "的灯泡 $L_2$ ，滑片 $P$ 位于另一位置时， $L_2$ 也正常发光。先后两种情况下 $($ 　　 $)$

A．	$L_1$ 、 $L_2$ 电阻之比为 $3:2$	B．	电流表示数之比为 $1:1$
C．	电压表示数之比为 $4:3$	D．	变阻器功率之比为 $3:4$

利用如图所示的滑轮组先后匀速提升重为 $200N$ 和 $150N$ 的物体。已知提升 $200N$ 的物体时，绳子自由端的拉力为 $125N$ ，拉力的功率为 $125W$ 。若两次物体上升的速度相同，不计摩擦和绳重，则提升重为 $150N$ 的物体时 $($ 　　 $)$

A．	机械效率为 $80\%$	B．	机械效率为 $75\%$
C．	拉力的功率为 $50W$	D．	拉力的功率为 $100W$

如图所示电路，闭合开关后，小灯泡 $L_1$ 和 $L_2$ 均不发光，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，则可能是 $($ 　　 $)$

A．

$L_1$ 短路

B．

$L_1$ 断路

C．

$L_2$ 短路

D．

$L_2$ 断路

某电能表的表盘如图所示，用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是 $($ 　　 $)$

A．

$1.8\times {10}^{6}J$

B．

$3.6\times {10}^{6}J$

C．

$5.4\times {10}^{6}J$

D．

$7.2\times {10}^{6}J$

某校为改善学生生活条件，给学生宿舍安装了100台某品牌速热式电热水器，该电热水器铭牌标明：加热功率 $4400W$ ，保温功率 $100W$ ，水箱容积 $25L$ ；内部结构如图甲所示， $R_1$ 、 $R_2$ 是水箱中加热盘内的电热丝。水箱放满水后闭合开关 $S_1$ 开始加热，当水温升高到 ${40}^{°}\text{C}$ 时，温控开关 $S_2$ 自动切换到保温状态。同学们为弄清楚该电热水器性能，做了以下探究，请你帮助完成：

（1） $R_2$ 的阻值多大？

（2）如果每台每天平均保温 $20h$ ，这100台电热水器在额定电压下每天因保温要浪费多少 $\mathit{kW}\cdot h$ 的电能？

（3）善于观察的张林发现，当他们寝室只有热水器工作时，将一箱冷水加热 $1\mathit{min}$ ，热水器显示屏显示水温由 ${20}^{°}\text{C}$ 上升到 ${22}^{°}\text{C}$ ，同时本寝室的电能表（如图乙）指示灯闪烁了80次，则该电热水器的效率多大？ $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$ ，不考虑电阻随温度变化）

在中考物理实验操作考试中，小红完成了伏安法测电阻实验，用到的器材有：电源（电压低于 $3V$ 且不变），电流表和电压表各1只、滑动变阻器1只、待测电阻1只（约 $10\Omega )$ 、导线若干、开关1个。请完成以下问题：

（1）图甲是老师预接的部分实验电路，请将电路连接完整（要求滑动变阻器滑片右移时电流表示数变小）。

（2）连接电路时，开关应处于断开状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端的位置；

（3）闭合开关，发现电流表指针如图乙所示，造成这一现象的原因可能是 　　。

A．	$A$ ．滑动变阻器阻值过小
B．	$B$ ．电阻 $R$ 短路
C．	$C$ ．电池电压过低
D．	$D$ ．电流表正负接线柱接反

（4）排除故障，闭合开关，调节滑动变阻器滑片到适当位置时，两表示数如图丙所示，则该次测得阻值为 　　 $\Omega$ 。为了测量结果更准确，应改变电流电压多次测量求平均值。

（5）如果实验中电压表损坏，小红观察了滑动变阻器铭牌后，认为用余下的器材也能完成测量，设计电路如图丁，主要操作步骤如下：

①连接电路，将滑片移到 $B$ 端，闭合开关，电流表示数为 $I_1$ ；

②再将滑片移到 $A$ 端，电流表示数为 $I_2$ ；

③若滑动变阻器最大阻值为 $R_0$ ，则待测电阻 $R=$ 　　（用字母表示）。