初中物理能量试题

涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了"影响滑轮组机械效率因素"的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：

实验次数	钩码重     $G/N$	钩码上升高度     $h/m$	绳端拉力     $F/N$	绳端移动距离     $s/m$	机械效率     $\eta$
1	2	0.1	1.2	0.3	$55.6\%$
2	2	0.2	1.2	0.6	$55.6\%$
3	4	0.1	1.9	0.3	$70.2\%$
4	4	0.1	1.3	0.5	$61.5\%$

（1）实验中应沿竖直方向 　　拉动弹簧测力计。

（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　　图所示装置来完成的。

（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。

（4）通过比较 　　两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。

（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。

（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有（多选） 　　。

A．	$A.$ 减轻动滑轮重
B．	$B.$ 增加所提物体重
C．	$C.$ 机械加润滑油
D．	$D.$ 增加重物上升高度

如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌部分信息如下表所示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃机，压缩冲程中气缸内气体内能增加是通过 　　方式实现的；正常工作 $1\mathit{min}$ ，柴油机输出的有用功 　　 $J$ ，消耗柴油 　　 $\mathit{kg}$ ，做功冲程中燃气对活塞的平均压力为 　　 $N$ 。 $\left(q_{\mathit{柴油}}=4.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$

型号	$\mathit{HR}05b$
活塞行程	$100\mathit{mm}$
转速	$2400r/\mathit{min}$
输出功率	$8\mathit{kW}$
效率	$40\%$

小伟为了监测家人体重，设计了一个简易体重计，电路如图甲所示。已知：电源电压 $6V$ ；定值电阻 $R_0=6\Omega$ ； $R$ 为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示；电压表量程为 $0~3V$ ，改装后用于显示被测人体重，分析题中信息可以得出（踏板重力不计） $($ 　　 $)$

A．	体重越大，电压表示数越小
B．	电压表 $2V$ 刻度处应标为 $500N$
C．	该电路消耗的最小功率为 $3W$
D．	该体重计能测量的最大体重为 $600N$

图甲是某款电熨斗，图乙是其电路原理图。电源电压为 $220V$ ， $R_1$ 、 $R_2$ 为发热体。该电熨斗两挡功率分别为 $100W$ 和 $500W$ ，通过开关 $S$ 实现温度控制， $S$ 闭合时为高温挡。

（1）求 $R_1$ 的阻值；

（2）在使用过程中，若电熨斗 $10\mathit{min}$ 消耗电能 $1.32\times {10}^{5}J$ ，请通过计算说明：在这段时间内电熨斗处于何种工作状态，并求出相应状态下的工作时间；

（3）为了适应不同室温和更多衣料，小明对电路做了改进，将 $R_2$ 换成滑动变阻器 $R_3$ ，如图丙所示， $R_1$ 、 $R_3$ 均为发热体。假定电熨斗每秒钟散失的热量 $Q$ 跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差△ $t$ 关系如图丁所示。在一个 ${20}^{°}\text{C}$ 的房间，要求电熨斗表面保持 ${220}^{°}\text{C}$ 不变，应将 $R_3$ 的阻值调为多大？

如图甲所示，闭合开关 $S$ ，调节滑动变阻器的滑片 $P$ 从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。则电源电压为 　　 $V$ ，灯的额定功率为 　　 $W$ 。

如图所示是检测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片 $P$ 上下移动。电源电压保持 $4.5V$ 不变，电流表量程为 $0~0.6A$ ，电压表量程为 $0~3V$ ，定值电阻 $R_1$ 的阻值为 $5\Omega$ ，滑动变阻器 $R_2$ 的规格为" $20\Omega 1A$ "。闭合开关 $S$ ，随着水流速度的改变，下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	电压表示数变大，表示水流速度增大
B．	电流表示数变小，表示水流速度增大
C．	滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为 $2.5\Omega ~20\Omega$
D．	电路消耗总功率的变化范围为 $1.35W~2.7W$

某些电阻的阻值会随温度的变化而明显改变，利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计，从而用来测量温度。在如图甲所示的电路中，电流表量程为，电源电压恒为，为滑动变阻器，电阻作为温度计的测温探头。当时，的阻值随温度的变化关系如图乙所示。闭合开关后，把放入环境中，调节滑动变阻器，使电流表指针恰好满偏（即，然后保持的阻值不变。

（1）在环境中通电，整个电路消耗的电能是多少？

（2）滑动变阻器接入电路的电阻为多大？

（3）再把测温探头放到环境中时，消耗的电功率多少？

某安全设备厂研发了一种新型抗压材料，要求对该材料能承受的撞击力进行测试。如图甲所示，材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关 $S$ ，将重物从样品正上方 $h=5m$ 处静止释放，撞击后重物和样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品，并最终静止在样品上的过程中，电流表的示数 $I$ 随时间 $t$ 变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻 $R$ 随压力 $F$ 变化的图像如图丙所示。已知电源电压 $U=12V$ ，定值电阻 $R_0=10\Omega$ ，重物下落时空气阻力忽略不计。求：

（1）重物下落时，重物作 　　速直线运动，其重力势能转化为 　　能；

（2） $0~t_1$ 时间内，重物在空中下落，电流表示数是 　　 $A$ ，压力传感器的电阻是 　　 $\Omega$ ；

（3） $t_1~t_3$ 时间内，重物与样品撞击，通过电流表的最大电流是 　　 $A$ ，样品受到的最大撞击力是 　　 $N$ ；撞击后重物静止在样品上，定值电阻 $R_0$ 的功率是 　　 $W$ ；

（4）重物在空中下落的过程中，重力做功是多少？

科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。

（1）请用笔画线代替导线，将图中的器材连接成完整电路。要求：

①滑片 $P$ 向 $B$ 端移动时，电流表示数变小；

②连线不能交叉；

（2）在连接电路时，开关应处于 　　（选填"断开"或"闭合" $)$ 状态，滑动变阻器滑片 $P$ 应位于 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端；

（3）闭合开关前，发现电流表指针在零刻度线右端，其原因可能是 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ ；

A．	$A.$ 电流表没调零
B．	$B.$ 电流表正负接线柱接反了

（4）问题解决后，闭合开关，滑片 $P$ 移动到某一位置时，电压表的示数为 $2.5V$ ，电流表的示数如图2所示，为 　　 $A$ ，则 $R$ 的阻值是 　　 $\Omega$ ；

（5）改变电阻两端电压，多次测量求平均值，分析数据，还可得出：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 　　（选填"正"或"反" $)$ 比；

（6）另一小组的同学利用已知电阻 $R_0$ ，设计并连接了如图3所示的电路来测量未知定值电阻 $R_x$ 的阻值。主要步骤如下：

①闭合开关 $S_1$ 和 $S_2$ ，电压表的示数为 $U_1$ ；

②只断开开关 $S_2$ ，电压表的示数为 $U_2$ ，此时通过 $R_x$ 的电流为 　　；

由此可得 $R_x$ 的阻值为 　　（以上两空均用字母 $U_1$ 、 $U_2$ 、 $R_0$ 表示）。

如图甲所示电路，电源电压恒定， $R_0$ 为定值电阻， $R$ 为滑动变阻器。闭合开关 $S$ ，滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的电功率 $P$ 随电流 $I$ 变化关系图线如图乙所示。求：

（1）滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路中的电流；

（2）滑动变阻器接入电路电阻最大时，滑动变阻器两端的电压；

（3）滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的最大功率。

物体在空气中运动时受到的阻力与物体的外形、体积和运动速度有关。现用一根不可伸长的轻绳将体积相同、重力不同的 $A$、 $B$两球连在一起， $A$球重 $4N$、 $B$球重 $5N$。在两球匀速竖直下落的过程中，机械能 　　（选填“增大”、“减小”或“不变” $)$，轻绳的拉力是 　　 $N$。

如图甲是某品牌智能体重秤，图乙是它的电路结构图，R ₀为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。已知电源电压为6V保持不变。

（1）当秤盘为空时，R的阻值为 　      　；

（2）体重为600N的小勇站在体重秤上时，电压表示数为2.4V，则R ₀的阻值是多少？

（3）若小华站在体重秤上，5s内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是0.45J，则小华的体重为多少牛？

某同学用下列器材测量定值电阻的阻值：

干电池2节，电流表A，电压表V，滑动变阻器（规格"30Ω，2A"），开关及导线。

（1）他连接了如图所示的电路，接错了一根导线，请你在这根导线上打"×"，并补画出正确的那根导线。

（2）正确连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器 　            　。

（3）他按正确步骤进行了3次实验，记录数据如表所示，此定值电阻的阻值为 　            　Ω（结果保留一位小数）。

数据序号	1	2	3
电压U/V	1.2	1.8	2.5
电流I/A	0.10	0.15	0.20

（4）为了使并联在定值电阻两端的电压表的示数为0.5V，在不增加器材的情况下，可以采取的措施是 　            　。

（5）他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时，电流表的示数为0.10A；当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数为0.30A；则电压表的示数为2.0V时，电流表的示数可能为 　            　（填"0.20A""0.25A""0.28A"或"0.30A"）。

在如图所示的电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S ₁，将滑动变阻器的滑片P从最上端移动到最下端的过程中，电压表V ₂的示数最小值为3V，电压表V ₁与V ₂的示数之差变化了2V，闭合开关S ₁和S ₂，将滑片P从最下端移动到最上端的过程中，电阻R ₃的最大功率为0.75W，当滑片P在中点时，电路总功率为P _总，电压表V ₁与V ₂的示数之比为1：2。P _总为（　　）

A．

2W

B．

2.4W

C．

3W

D．

3.2W

在如图所示的电路中，电源电压恒为6V，R ₁＝10Ω，R ₃＝30Ω。开关S ₁闭合，开关S ₂接a，滑动变阻器R ₂的滑片P位于图示位置时，电压表的示数为1.2V，开关S ₁闭合，开关S ₂接b，滑片P移动到另一位置时，电压表的示数为2.0V。前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了（　　）

A．

5Ω

B．

10Ω

C．

20Ω

D．

40Ω