初中物理能量综合题

为了节能，正明中学为教室安装了光控照明系统，有效地避免了“长明灯”的现象．光控系统用光敏电阻控制，光敏电阻的阻值随着光的照度改变而发生变化的元件（光越强，照度越大，照度的单位为lx）．某光敏电阻R_p在不照度下的阻值如下表：

照度/lx	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2
电阻/kΩ	75	40	28	23	20	18

⑴ 根据表中数据，请在图（1）坐标系中描绘出光敏电阻阻值随照度变化的图线．其阻值随照度变化的规律是                     ；

⑵ 如图（2）所示，当1、2间电压上升至4V时，控制电路自动启动照明电路．请利用所给器材在图（2）虚线框内设计一个电路，给1、2两端提升电压，并要求当开天色渐暗照度至降1.0（lx）时，照明电路启动．（控制电路对你所设计的电路无影响）．
器材：电源（电压为6V），开关S及导线若干，其它器材如下表．

器材	电路符号	规格及说明
光敏电阻		题 ⑴ 中的光敏电阻Rp
电阻箱		阻值可调、可读出 调节范围：0～99.9kΩ

在你所设计的电路中，电阻箱的阻值应调到 _________ kΩ；
⑶ 某同学在对所设计的电路进行调试时，发现照明电路过早启动．请你理出一个可行的解决办法：                                             ．

严寒冬季，海面结了厚厚一层海冰．
（一）小明想：冰面下海水的密度是多大呢？于是他砸开冰面，进行实验探究：取长5cm、宽5cm、高8cm的长方体物块，悬挂在弹簧测力计下方，示数如图（甲）所示；将物块浸没在海水中，弹簧测力计示数如图（乙）所示．(g取10N/kg)问：

(1)海水的密度是多大？
（二）小华想：海水结成的海冰是否含有盐分呢？于是她进行实验探究：取一根空心吸管，将一些小铁钉从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封起来；将配重吸管放入纯水中，静止后如图（丙）所示；取一些海冰放人烧杯中，待海冰完全熔化后，将配重吸管放入其中，静止后如图（丁）所示．问：
(2)海冰熔化所得的液体密度为多大？海冰是否含有盐分？
(3)小华将此液体置于室外直至其表面又凝固了一层固体，将此固体捞出置于空容器中直至完全熔化成新液体，请合理猜想，新液体的密度可能为  ___________kg/m³．

随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭．如表为小明家小汽车的相关数据：

总质量：1600kg	额定功率：100kW
车轮与地面的总接触面积：8.0×10^﹣2m^2	水箱容量：5L

①汽车发动机是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是　     　 能源；发动机工作时，　    　 冲程将内能转化为机械能．
②小车在高速公路上行驶过程中，车上每个人都要系上安全带，这是为了防止汽车紧急刹车时，车上的人由于具有　   　而造成伤害，细心的小明还发现路旁的标志牌上标有100的数字，以司机为参照物，路边的标志牌　   　（运动或静止）的．
标志牌上标有的数字100，指的车的　   　（平均速度或最大速度）不得超过100km/h．
③汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的　    　 较大的性质，当水箱装满水，水温升高20℃时，需要吸收的热量为　    　J．（c_水=4.2×10³J/（kg℃））
④该车静止在水平地面上时，对地面的压强为　   　Pa．（g=10N/kg）
⑤汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔内并旋转（相当于闭合开关），请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理如图所示连接完整．

在去年4月初，国家针对校车发布了相关的安全强制性标准，并且已于去年的5月1日起正式实施．字通专用校车ZK6100DA的部分技术参数如下表，请仔细阅读并完成下列问题．已知每个轮胎与地面的接触面积为0.05m²．（g=10N/kg）
（1）该校车的每个座位上均配有安全带，这是为了防止汽车　   　（选填“启动”或“刹车”）时，由于　   　可能对孩子造成的伤害．
（2）该校车（空车）静止在水平地面上时对地面的压强是多大？

外形（mm）	9980×2430×31050
整备质量（kg）	9000
座位数	48～51
百公里油耗（L）	≤19
行李舱（m^3）	0.4
轮胎数（条）新课 标第 一 网	6
最高时速（km/h）	105

（3）当汽车以最高车速在水平地面上匀速行驶时，所受阻力为6000N．则连续行驶6min，汽车所做的有用功是多大？
（4）校车行驶一定要遵守交通规则，严禁超员．请你运用所学物理知识，说明汽车为什么不能超载？（写出一条即可）

阅读短文，回答文后的问题
风寒温度
人们都有这样的体验：走在街上，穿着的衣服感觉冷暖刚好适宜，这时突然起了一阵大风，顿时感觉周身寒冷，这就是风寒效应．风寒效应会影响人们对冷的感觉，导致人体感觉的温度与温度计的示数有明显的差别．原来，人体的主要散热部位是皮肤，通过皮肤红外辐射、接触传导热量、冷热空气对流和汗液蒸发等方式散热．当无风时，在人体皮肤和周围空气之间，有一个比较稳定的空气层，由于空气是热的不良导体，可以起到保温作用；当刮风时，稳定的空气保温层不断被新来的冷空气所代替，并把热量带走．风速越大，人体散失的热量越快、越多，人也就感觉越寒冷．科学家提出用风寒温度描述刮风时人体皮肤感觉的温度．并通过大量实验找出了风寒温度和风速的关系，下表是在气温为5℃时，风寒温度和风速的关系．

风速（km/h）	0	10	20	30	40
风寒温度（℃）	5	3	1	-1	-3

（1）风会使人感觉更寒冷的原因主要是加强了下列哪种散热方式（  ）
A．辐射        B．传导         C．对流        D．汗液蒸发
（2）一个质量为50kg的人散失热量4.2×10⁵J，如果人体没有产生相应的热量，则体温将下降______℃．［人体的比热容取4.2×10³ J/(kg·℃)］
（3）利用表格给出的数据作出风寒温度—风速图像．

（4）当气温为5℃，风速为35km/h时，地面的水会结冰吗？
答：_______.
（5）根据所给数据，用T表示风寒温度，t表示气温，v表示风速，请你写出三者关系的表达式：______________．

阅读短文，回答问题。
变频空调机
空调机中有被称为“冷媒”的物质，利用它的物态变化可以实现室内、外热量的转移。如图所示是空调机制冷系统的原理图，其中压缩机的作用是对气态“冷媒”加压，并使“冷媒”在管内循环。压缩机的转速越大，“冷媒”的流量越大，空调机的制冷能力就越强。
压缩机的转速由供电频率决定。“变频空调”是与传统供电频率不变的“定频空调”相比较而产生的概念，与“变频空调”相比，变频空调机的变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变压缩机的转速，达到控制“冷媒”流量的目的。
变频空调机开始工作时，以最大功率进行制冷，当室内温度快速降至设定温度后，压缩机随即处于低速持续运转状态，维持室温基本不变。
表一表示某型号变频空调机的“冷媒”流量与变频器供电频率之间的对应关系。
表二表示该型号变频空调及部分参数之间的对应关系，其中：制冷量是指单位时间内空调机从密闭区域内去除热量的总和；能效比是空调机在额定状态工作时，制冷量与输入功率之比。


（1）空调机工作时，当液态“冷媒”    （填物态变化名称）成气态时，需要     热量。
（2）关于变频空调机，下列说法正确的是    
A．变频空调的压缩机与定频空调一样，也是断断续续工作的
B．空调机制冷时，途中钢管A内流动的是气态“冷媒”
C．空调压缩机是利用降温的方法使“冷媒”发生物态变化的
D．变频器供电频率越小，空调机的制冷能力越强
（3）根据表一中的数据，请在坐标系中画出“冷媒”流量Q与变频器供电频率ƒ之间的关系图线。当变频器供电频率为80Hz时，“冷媒”流量为     kg/h.。

（4）表二中空调机额定制冷量为     W，在额定状态下工作10min，可以使     kg的空气温度下降6℃。[取空气的比热容c=1.0×10³J/(kg·℃)]
（5）夏天，上述空调机开始工作0.5h后，家中房间温度降至设定温度，随即空调机处于低速稳定运转状态，又工作了10h，全过程共耗电2.9kW·h．则前0.5h内空调机消耗的电能是     kW·h，后10h空调机的电流是     A．

如图所示暗箱，A、B、C、D为四个接线柱，现有三节干电池和1、2、3、5、10的电阻各一只，选用其中一些元件装入暗箱，并满足：

（1）AB间电压为3V不变；
（2）S接通时，V的示数为2V；
（3）S断开时，V的示数为1V．请在图上画出满足上述要求的电路。

最近，中央电视台科教频道播出了在我市拍摄的“汽车落水后如何水下逃生”的纪录片．纪录片中，实验人员开着小车从高处落入滚滚的岷江，并在门窗紧闭的车中，尝试用不同的方法砸碎车窗玻璃逃生，惊心动魄．为了确保实验人员的安全，摄制组精心设计了紧急救援装置，用于当实验人员无法从车中逃生时迅速吊起汽车．现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟紧急救援落水汽车．实验中用实心圆柱体A代替小车，已知A的体积为0.12m3，质量为210kg．（g取10N/kg，设整个过程A均为匀速运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响．）

（1）求A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（ρ_水=1.0×10³kg/m³）
（2）若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为 60%．那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？
（3）若A完全打捞出水面后，以0.5m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率．
（4）从A上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中，滑轮组机械效率如何变化？请简述理由．

随着我国经济的不断增长，国防力量也在加强，我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式交接．根据某航母的主要参数值列式计算：（g=10N/kg，ρ_海水=1.03×10³kg/m³）

主要参数值
航母总质量（包括舰载飞机）	6×10^7kg
每架舰载飞机的质量	5150kg
每架舰载飞机与甲板的总接触面积	5000cm^2
航母正常航行速度	54km/h
航母以正常航行速度行驶时所受阻力	3.6×10^8N

求：（1）求每架舰载飞机对甲板的压强．
（2）求航母所受的总重力和浮力的大小．
（3）若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地，行驶了540km．求此过程中航母牵引力的功率．
（4）若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少？

车库里只有一盏灯，为给刚买的电动车充电，小王断开总电源，如图所示，从开关的两个接线柱上引出两根导线，接上插座并将充电器插入插座充电。接通电源后发现未闭合开关灯却亮了，但亮度较暗。

（1）造成这一现象的原因是插座连接错误而导致充电器与电灯              （选填“串”或“并”）联。
（2）电动车工作原理是                                                ；在电动骑行时，主要的能量转化是：化学能转化为            能，再转化为          能。
（3）充电器上标有“输入电压220 V 输出功率100 W”，电动车一次充电需6 h。将充电器插入正确连接的插座充电，完成一次充电消耗多少度电？

汽车是常见的交通工具，请你用学过的物理知识简要回答下列问题：
（1）汽车轮胎表面有花纹，其目的是                               ；
（2）载重汽车的车轮比小汽车的多而且大，其目的是减小               ；
（3）小车司机和乘客要系好安全带，是为了防止                   带来的危害。

江河中的水透过大坝内的孔洞穿过底层从坝外的地面冒出来就形成“管涌”。 管涌险情的发展，会导致决堤灾害。1998年长江流域特大洪灾中，堤坝发生管涌险情6181处，经查证，80％是白蚁在堤坝内穿洞建穴所致。


（1）每年汛期，江水猛涨，水变浑浊，堤脚处极易因水压过大出现管涌险情，请用所学的物理知识解释水压过大的原因。
（2）“千里之堤，溃于蚁穴”。为探究堤中蚁穴的探测问题，小伟利用初中物理电学实验器材设计了一个模拟“蚁穴探测仪” 的电路。电路中两根探针由较粗的塑包铜导线制成，在导线一端剥去一小段外皮做成两个探针头P、Q（如图a），它们相接触时电路中的电表会偏转；把它们插入苹果（模拟土壤）中，电表偏转（如图b）；再往里插入苹果的空洞（模拟蚁穴）中，电表不偏转（如图c）。图实验中，利用苹果模拟潮湿的土壤，是因为它们都是　　　　（填“导体”或“绝缘体”）。请在图的虚线框内画出与探针连接的“蚁穴探测仪”的电路图。

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具．电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．下表是某型号电动自行车主要技术参数．


⑴行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为50cm²，当一个质量为5 0Kg的中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（取g="10N/" kg）
⑵若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？
（3）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？（各举一条）

2011年3月，日本发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏，如图甲所示．

⑴核电站是利用     能来发电的，其能量是原子核发生了核     （选填“裂变”或“聚变”）；
⑵ 由于一系列的爆炸，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染中．图乙中是核辐射标志的是     ；

（3）了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用       的方法来改变内能的；
⑷如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×10⁶ t的煤炭．6×10⁶ t的煤炭完全燃烧放出的热量为多少 ？（煤炭的热值为3×10⁷J／kg）．
⑸“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起．下列说法中需要改正的是     ．

A．尽可能用太阳能热水器代替电热水器

B．养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯

C．用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站

D．及时将生活垃圾，废电池装在一起丢入垃圾箱

如图甲是我国某地区风力发电的外景,风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、_______（可再生/不可再生）能源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度______（大/小）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向______（上/下）的力使风叶旋转。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用___________原理。实现机械能转化为电能。

甲                    乙                  丙
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的有哪些_____

A．只要有风，机组就能产生电能

B．风速过大，机组不会产生电能

C．风速越大，机组产生的电功率一定越大

D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变

（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：

平均风速（m/s）	5	10	15	20
1s内获得的能量（×10^4J）	1	8	27	64

①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是__________________（用文字叙述）；
②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率。