初中物理能量综合题

.王聪是班里有名的“物理迷”，他爱观察，勤思考。一天，妈妈到超市购买了一台家用豆浆机，他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多物理知识。
(1)机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动。“吸盘”是利用
            起固定作用的。
（2）豆浆机电源线的插头有三个脚，如图所示，其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与        相连接。

（3）豆浆机的机头主要由一个电热器（电热丝）和一个电动机带动的打浆器构成。制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的。由此可知，豆浆机中的电动机和电热器的连接方式是 　 　　 。
（4）当香喷喷的豆浆打好后，王聪打开豆浆机，如图所示，他只闻到香味却看不清楚豆浆。请你用学过的物理知识解释其中的原因。

（5）豆浆机铭牌上的部分技术参数如右表。豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少？

额定电压	220V
额定频率	50Hz
电动机额定功率	１80 W
电热器额定功率	850W

 
（6）王聪粗略想测算一下豆浆机电热器的加热效率大约是多少。于是，他把80g大豆和1500g清水放入豆浆机中，测出其初温为20℃。豆浆机在额定电压下工作，当电热器加热的总时间约12min时豆浆沸腾，测其温度为100℃ 。设豆浆的比热容大约等于水的比热容，请你帮他计算豆浆吸收了多少热量？豆浆机电热器的加热效率大约是多少？【C_水=4.2×10³J／(kg. ℃)】
（7）王聪想比较一下豆浆的密度与水的密度那个大，但手中没有密度计，也没有天平和量筒，请你用家中的物品较简单的比较出二者密度的大小。

甲、乙、丙、丁四位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中，闭合开关前，他们的电流表指针均指在零刻度处. 当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动分别出现了如下图甲、乙、丙所示的三种情况，请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题；丁同学正确使用电流表，请写出他测量电流的大小．把它们分别写在下面的横线上。

（1）甲的问题：电流表的正负接线柱在接线时____；
（2）乙的问题：电流表所选的量程_____；
（3）丙的问题：_____________；
（4）丁在某次实验时，测量的电流表示数为：____．
（5）小王同学在用电流表测电流和电压表测电压的实验中，两只灯泡均发光，两电表均有示数.一段时间后，发现电压表示数为零，电流表示数增大，造成这种情况的原因可能是（     ）

A．灯L1断路	B．灯L2短路
C．灯L1短路	D．灯L1、L2都断路

人类在探索自然规律的过程中，总结出了许多科学研究方法，如：“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”、“理想模型法”、“科学推理法”等。
（1）下面是初中物理中的几个研究实例：①研究通过导体电流与导体的电阻的关系时，让导体两端的电压保持不变；②研究磁场时，引入“磁感线”；③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变；④研究电流时，把电流比作水流。其中，采用了相同研究方法的是（    ）
A．①和②                            B．①和③
C．②和④                            D．③和④
（2）下面的几幅图运用了          的方法说明分子也具有动能和势能。

 
（3）在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。同学们提出了下列几种猜想：
猜想1：电阻可能与导体的长度有关；
猜想2：电阻可能与导体的横截面积有关；
①根据你掌握的电学知识，你认为猜想3：电阻还与                            有关。

序号	材料	长度	横截面积
1	锰铜合金丝	L	S
2	镍铬合金丝	L	S
3	镍铬合金丝	L	2S
4	镍铬合金丝	2L	S

②小明设计了如图所示的电路图，在A、B间接入下表中待研究的电阻丝（电阻丝用电阻符号表示），电源电压U恒定。
   
若电阻受温度的影响可以忽略，要探究猜想1，应该控制          和           不变；要探究猜想2，应该选用电阻丝       和电阻丝       （填电阻丝的序号）进行对比实验。
③甲同学也利用以上的电路和电阻丝对猜想2进行了探究。甲同学的实验探究如下：
实验：先在A、B间接入电阻丝2，闭合开关S，记录电流表的示数为I₁；然后在A、B间接入电阻丝4，闭合开关S，记录电流表的示数为I₂；发现：I₁≠I₂。
分析：由于电阻丝2和4的横截面积不变，而两种情况下电路中电流的大小不等，所以电阻与导体的横截面积无关。
结论：猜想2是错误的。
对甲同学的实验探究，你认为他的实验方法是        （正确/错误）的，请具体指出他的错误是：                                           ，根据他的实验和他的分析思路还可得出：                                     的结论，这个结论是      （正确/错误）的。

(8分)太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点．为有效利用太阳能，某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水，烧杯外用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封，插入温度计(温度计的玻璃泡浸没在水中，大部分刻度露出可见)，放在阳光下曝晒．每隔相同的时间读出温度计的示数，数据记录如下：

塑料袋 颜色	水的质量(m/Kg)	初　温 (t/℃)	温　度 (t1/℃)	温　度 (t2/℃)	温　度 (t3/℃)	……
黑　色	1.0	15.0	22.3	27.8	31.5	……
白　色	1.0	15.0	16.5	17.8	19.0	……

根据上述数据回答下列问题：
(1)这次实验过程中，采用的科学研究方法是　　　　　　　
(2)通过上面的研究可以推断：太阳能热水器的集热管表面颜色以　　　　　　为宜；
(3)小明家使用的太阳能热水器的说明书如图，若在太阳能热水器的水箱中装满水，中午在太阳照晒下每小时温度升高10℃，则该热水器中的水每小时吸收的热量是多少？该热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能是多少？

容　　积	100L
集热箱的采光面积	1.5m^2
效　　率	40%
使　用　年　限	15年

(6分)某记者报道：他在植物园内，看到一位老人伸手抱起一根长约3m，横切面积为0.1 m²的木头轻轻地举在头顶尽情玩耍，如图甲，该木头就是地球上最轻的木料——轻木，其密度为0.2g/cm³．(g=10N/kg)

⑴请你通过文中给出的数据计算并回答上述报道是否真实．
(2)若小华用图乙所示滑轮组匀速提升该木头至1 m高的车上，所用拉力F为250N，时间为10秒，求小华做功的功率．
(3)用此滑轮组匀速提升900 N的物体的机械效率．(不计摩擦和绳重)

．在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高度的重视，如今美国电力需求的21%是来自核电．核电站的大体组成如图所示，核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸气，水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换．
 
请在下面的空格中填上适当的内容：
（1）在下面方框中填写核电站发电过程中能量的转化情况：

 
（2）核能是核材料发生        变时释放出来的能量，是          （填“可再生”或“不可再生”）能源．
（3）核电站的核废料具有         性，若发生事故时，对环境会造成相当大的危害，但很多国家仍大力发展核电站，其原因是                                        ．
（4）能源非常紧缺的今天，“节能减排”是我们每个社会成员应尽的责任和义务，我们要从生活中的点滴做起，为保护人类共同的家园——地球，做出一份努力．请就如何做到“节能”或“减排”，简要谈谈你的一个建议：                                       ．

．冰箱是家庭常用电器之一，冰箱中有许多相关的物理知识，小明就此专门进行了探究：
（1）某冰箱的输入总功率为200W，如果该冰箱压缩机每天工作8h，那么每天的耗电量是      度；请你说出一条使用冰箱时节约用电的具体措施：                      ．
（2）如图甲中，液态制冷剂在冷冻室管子里发生的物态变化过程是        ，这一过程需        热量，使冰箱内的物体温度降低；气态的制冷剂在冷凝器发生的物态变化过程是        。

（3）如图乙是一个简化的电冰箱电路图，由图可知，如果灯泡L灯丝断了，电动机M的工作将       （填“受”或“不受”）影响．

半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的．因此，利用它们制成的元件在生活中也各有各的用途．
(1)一个由某半导体材料制成的加热器，通电后，加热器在发热的同时，也在向外界放热．图甲为发热功率P发热和P散热散热功率与温度t之间关系的图象．

由图象可知．加热器工作时的稳定温度为       ℃，当温度稍高于稳定温度时，P发热
        P散热（填“>”，“=”或“<”）；此时发热功率继续减小，可推知，元件的电阻在继续       ．（选填“增大”、“减小”或“不变”）
(2)如图乙是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像，若用该电阻R与电源(电压为3 V)、电流表(量程为0～5 mA)、电阻R’串联起来，连接成如图丙所示的电路．用该电阻R做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，得到一个简单的“金属电阻温度计”，电流刻度较大处对应的温度刻度较       （选填“高”或“低”）；请通过计算说明，若R’=450Ω，则图丁中指针所指处对应的温度数值为            ℃．

(1)一个灯泡的灯丝烧断了，把断了的灯丝搭在一起，灯泡会更亮，其原因是   
A．灯丝电阻增大，功率增大        B．灯丝电阻减小，功率增大
C．灯丝两端电压增大，功率增大    D．灯丝中电流增大，功率减小
(2)某灯泡上标有“P2220-100”的字样，“PZ”表示普通照明灯，它的额定功率是100W，
正常发光时灯丝的电阻是   Ω、工作电流是   A．白炽灯用久了会发暗，其
原因之一是钨丝先   后又凝华在灯泡内壁上，影响了玻璃的透光性：原因之二是灯丝变细，电阻变大，在电压不变时，实际功率变   ．

有一电学元件检测仪，内部电路由电源、一个电阻和连接导线组成，M、N是它在检测元件时所用的两个接线头，如图所示。为探究它内部结构，小明进行了以下操作：先将一电流表连接在M、N之间，发现电流表读数为1A，再在M、N之间改接一电压表，发现电压表读数为3V。请你根据实验现象推测它的内部结构，在方框内画出电路图，并标出电源电压值和电阻阻值。

用笔线将下图中实验现象所揭示的物理原理或规律与对应的应用技术连接起来．

水是地球上一切生命得以生存的物质基础．地球上水的总储量约为1.4×10¹⁸m³，其中海洋水体积约为1.3×10¹⁸m³．太阳光照在地球上，地球获得它的能量．在靠近赤道的地区，阳光直射，接受的太阳能多；在靠近两极的地区，阳光斜射，接受的太阳能少．地球接收的太阳能大部分变为热，储存在海洋水里．
(1)读图，你会发现某个区域海洋表层温度与纬度的关系是________________________
______________．

(2)如果有1％的海洋水温度升高0.1℃，那么吸收的太阳能是________________J[海水密度取1.0×10³kg／m³，比热容取4.2×10³J／(kg·℃)]

阅读下列材料，回答问题：(共6分)
为了满足人们对能源不断增长的需要，科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能、这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上，其工作过程如图所示、在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过它把太阳能转化成电能，再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站、
已知太阳能收集板长10km、宽5km，太阳光在它的表面处每平方米的功率为1.4×10³W，太阳能电池的光电转化效率为10%，微波的频率为2.5×10⁹Hz，空间太阳能电站向地面的输电效率可达80%、

（1）太阳发出的具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的____________（选填“核聚变”或“核裂变”）、
（2）太阳能电站相对于地面接收站是___________（选填“运动”或“静止”）的，空间太阳能电站工作时，地面接收站的接收功率是__________________W、
（3）试计算在输电过程中所使用的微波的波长、

下表是某辆四轮轿车的部分数据：

(1)该轿车空车停放在水平路面上时，某同学测得该轿车轮胎与地面接触的长度约为50毫米(沿车长的方向)。则此时该轿车对水平路面的压强约为多大(g取l0牛／千克)?
(2)该轿车的头部装有两盏氙气大灯，若用该轿车上充足电的电瓶给氙气大灯供电．最多能供氙气大灯正常工作多长时间?
(3)该轿车在高速公路上以108千米/时的速度匀速前进，发动机的输出功率为120千瓦，则轿车受到的阻力是多大?
(4)有些轿车的尾部安装了导流板，如图所示。它的作用主要是在轿车高速行驶时，增加对地面的压力，提高车轮的抓地性能。则导流板横截面的形状是 ▲ 。

学习了热学知识后，小宇通过实验得知，用电热壶将20℃、15Kg的水加热到100℃，需要1.05元电费；用液化气灶做同样的实验，则需要消耗0.42元的液化气。已知水的比热C_水=4.2×10³J/Kg℃。
(1)如果使用煤炉做同样的实验，已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为3.4×10⁷J/Kg，假设煤炉的热能利用率为20%，无烟煤的价格是0.34元/Kg，则需花费多少钱？
(2)煤炉的热能利用率仅为20%，请分析无烟煤炉效率低的原因是什么？
(3)如果某地区可以同时提供电、液化气和煤，从经济和环保等角度综合分析，你会建议使用哪种燃料？请阐明理由。