初中物理能量综合题

2015年4月乌鲁木齐通往哈密的动车正式开通。
（1）动车途径达坂城时，林立的风力发电机映人眼帘。风力发电机利用的风能属于   次能源。乘客看到窗外风力发电机向后移动，他是以   为参照物。动车进站前停止供电，由于动车具有     ，会继续向前行驶，最终停靠在站台。
（2）候车乘客必须站在站台安全线以外，否则，当动车驶过站台，气体在流速大的地方压强较      （选填“大”或“小”），乘客会被身后大气“压”向动车，造成危险。
（3）乘务员手中的无线对讲机是通过       传递信息。
（4）水平地面上，乘客以100N的水平推力推着重为300N的行李箱沿水平方向前进5m，推力做功为   J，行李箱的重力做功为          J。

买买提骑自行车回家，途中闻到烤肉店扑鼻而来的香味，停了下来。

（1）烤肉散发出香味，这是      现象。
（2）如图1，他捏闸停车，是通过增大闸皮与车轮间      来增大摩擦；图2中手阐相当于     杠杆。（选填“省力”或“费力”）
（3）穿烤肉用的铁签尖而细，这是为了增大        。
（4）烤肉过程中，是通过        的方式增大了烤肉的内能。

现代社会上汽车大量增加，交通事故也在增多，发生交通事故的一个重要原因，就是遇到意外情况时汽车不能立即停止．驾驶员从发现情况到操纵制动器来刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在这段时间内汽车前进的距离叫反应距离．从制动器发生作用到汽车完全停下来，又要前进一段距离，这段距离叫制动距离．
下表是一个机警的驾驶员驾驶一辆保养很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离．

速度v/（km•h^-1）	反应距离s1/m	制动距离s2/m	停车总距离s/m
40	7	8	15
60	11	20	31
100	19	54	73
…	…	…	…

（1）分析上述数据，影响汽车制动距离的主要因素是什么？如果在雨雪天，汽车的制动距离又将怎样变化？并简要说明变化的原因．
（2）利用上表数据计算得出该驾驶员的反应时间是多少？（结果保留两位小数）
（3）若汽车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L，汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，计算这辆汽车匀速行驶时受到的阻力．（汽油的密度为0.7×10³kg/m³，汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）．

小明家购买新房后，进行了装修。
（1）为了起居方便，卧室的照明灯用两个开关进行控制，开关S₁安装在进门处，开关S₂安装在床头旁，按下其中任意一个开关都可以控制这盏灯。图中S₁、S₂均为单刀双掷开关，可分别与上下两根导线连接（如图）。在如图所示的电路中，既能满足上述要求，又符合安全用电原则的是______。

（2）人们常用绿色植物清除新房中的有害气体。为防止植物放在干燥的新房中因缺水而枯死，爸爸将花盆放在装有水的盆中，并用塑料薄膜把叶子以下的部位连同水盆一起罩住。半个月后，小明再次来到新房，惊喜地发现植物长得很好，盆里还剩有一些水，而且可以看到塑料薄膜的内壁上有很多细小的水珠，如图所示。请结合物理知识回答：

①在盆上罩塑料薄膜的好处：____________________________________。
②水珠的形成经由的两种物态变化： ________________________。
（3）爸爸想在客厅的竖直墙壁上悬挂一幅全家福相框，相框的上端有两个挂钩。小明在墙上钉了第一根钉子A，确定了左侧挂钩悬挂的位置，如图所示。之后他们发现若想把相框悬挂端正，确定第二根钉子B（右侧挂钩）的位置比较困难，为此爸爸和小明各自提出了一种解决方案，请你把方案中的空白处补充完整。

[爸爸的方案]利用重力的方向总是竖直向下的知识。他将一块橡皮挂在细线的一端，做成一个简易的铅垂线。
步骤1：手拿铅垂线靠近相框的一侧；
步骤2：调整相框的位置，直至__________________，此时右侧挂钩处即为钉子B的位置。
[小明的方案]利用连通器原理。他找来一根透明的长软管，注入适量的水，做成一个连通器。
步骤1：让连通器软管一侧的水面__________________；
步骤2：调整相框的位置，________________________，此时右侧挂钩处即为钉子B的位置。

图1所示为一种自动蓄水装置示意图：轻质弹簧上端固定，下端与木块相连，轻质滑片P的右端固定在弹簧最下端，左端位于粗细均匀的金属电阻R₂的最下端A处且接触良好，闭合S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水，当P上滑至B处（R₂的中点）时，水面到达设定高度，水泵自动停止注水，在此过程中，弹簧弹力F与滑片P上滑长度x之间的关系如图2所示，

已知：电阻箱R₁接人电路中的阻值为20Ω，R₂的总电阻为20Ω，长度为l；当线圈中电流I≥0.lA时，衔铁被吸下g= l0N/kg，弹簧始终处于弹性限度范围内，不考虑线圈的电阻和滑片P滑动时的摩擦。
（1)求电源电压U； （2)求木块所受的重力； （3)当P滑至B处时，求木块浸入水中的体积； （4)若将R₁调至l0Ω，则水箱内最高水位与原设定水位的高度差△h   0.5l（选填“>”、“<”或“=”)，你判断的理由是：   ．

洋湖湿地公园是长沙市的“绿肺”和天然氧吧。它位于长沙市城区的西南角。周末，小张同学和家人一起到洋湖湿地公园游玩，一进公园，扑面而来的是各种花草的清香；泛舟湿地湖泊，放眼望去，湖边花划、树木、房屋的倒影如画，湖中的小鱼在水草中愉快的穿梭；远处广场上的天空中高高低低飞着各种样式的风筝，一位父亲和孩子接着线迎风慢跑，手中的风筝随着春风扶摇直上；傍晚时分，公园内华灯初上，璀璨的夜空更焕发出迷人的色彩，据介绍整个洋湖湿地公园的照明系统全部采用太阳能和LED节能新技术，可可降耗90%┄
（1）按要求填写表中空白。

	物理现象（提取原文）	物理知识
①		重力势能的变化
②	扑面而来的是各种花草的清香

（2）请根据文中所提供的信息提出一个有关力学、热学、光学、电学或能量转化等方面的物理问题。并作出回答。
注：不与上表中的内容重复。
问题：                                                          。
答：                                                                   。

如图是运动员把足球顶出去的情景。

（1）球被顶出去，这说明力可以改变物体的       ；
（2）请在图中作出足球受力的示意图（忽略空气阻力）。

2015年3月，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图所示）开始首次环球飞行，途径我国重庆和南京两个城市，此行的重要目的是传播新能源概念。
（1）该飞机白天飞行时，利用高效太阳能电池版将电磁能（太阳能）转化为____________能；夜间飞行时，利用其超轻薄离子电池储备的____________能转化为电能，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油。
（2）该机从重庆飞往南京的航程约为1260千米，用时17.5小时。则它的飞行速度为多少千米/小时？
（3）为降低飞行时的能量消耗，该机选用新型轻质材料，取面积为1平方米，厚度为1毫米的新型材料，测得其质量为250克，则该材料的密度为多少？
（4）该机计划从南京起飞后直飞美国夏威夷，是此次环球航行中最具挑战性的一段航程，飞行时间长达120小时，飞行过程中依靠平均功率为10千瓦的电动机提供动力，其消耗的能源全部由电池板吸收的太阳能提供，则此段航行中至少需要吸收多少太阳能？（太阳能电池板的转化功率约为30%）

现在不少学校里放置了如图甲所示的能自动盖上盖子的垃圾桶，它能有效阻隔垃圾散发的气味。

（1）裸露的垃圾不断向四周散发难闻的气味，说明分子_________________。
（2）请你在图乙中画出重力G的力臂和作用在桶盖上最小动力的示意图。

阅读《探海神器——“蛟龙”号》，回答题。
探海神器——“蛟龙”号
2012年6月24日是个伟大的日子！“蛟龙”号载人潜水器深潜7020米新纪录诞生，“神舟九号”宇宙飞船与“天宫一号”手动交会对接成功，“蛟龙”与“神九”互致祝福，进行了穿越海天的对话，实现了“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”的伟大梦想！

目前，“蛟龙”号具备了在全球99.8%的海洋深处开展科学研究、资源勘探的能力。“蛟龙”号的形状外观如图所示，部分参数见下方表格。

“蛟龙”号部分参数
长宽高	8.2米3.0 米 3.4米
自身质量	22吨
最大荷载	240公斤
载人	限3人
最大速度	25海里/小时
巡航速度	1海里/小时
最大工作设计深度	7000米
正常在水下工作时间	12小时

这次深潜纪录的创造反映了“蛟龙”号高端技术的创新与突破。
新技术突破——高速水声通信技术
电磁波在海水中传播的距离很有限，而普通水声传输又有延时长、复杂环境中有效提取信号难等严重缺陷，“蛟龙”号潜入深海数千米，如何实现实时通讯是个重要难题。中国科学院研发了具有世界先进水平的高速水声通信技术——利用通信声呐进行水下通信联络，成功解决了这一难题。通信声呐是由发射基阵和接收基阵组成，基阵又由换能器基元组成。换能器一般用压电陶瓷材料制成，可将发射机产生的电信号转换为声信号，也可以将接收机接收的声信号转换为电信号。此次“蛟龙”与“神九”成功实现穿越海天对话，高速水声通信技术功不可没。
新技术突破二——大容量充油银锌蓄电池
“蛟龙”号搭载的是我国自主研发的、储存电能超过110千瓦时的大容量充油银锌蓄电池，该电池的蓄电能力为美国同类潜水器蓄电池的2倍，成功解决了“蛟龙”号正常水下工作时间长，但又不能携带太重蓄电池的困难。
新技术突破三——悬停定位和自动航行
由于不同海域、不同深度的海水密度不同，“蛟龙”号在水中受到的浮力是变化的。按潜航员叶聪的说法，“这次7000米级海试的试验海域，根据测量，海面海水的密度是每立方米1021公斤，而7000米深的海水密度变成每立方米1059公斤。‘蛟龙’号自重22吨，算下来在7000米深度时受到的浮力大概比在海面时要大800多公斤力”（公斤力是工程中常用的力的单位，1公斤力大约等于10牛）。
浮力的变化要靠压载铁来平衡，所谓“压载铁”，就是给“蛟龙”号增加重量的铁块。“蛟龙”号海试团队用周密的数学模型，能根据在不同海域测得的海水温度、盐度和深度等参数精确地计算下潜时所需要的“压载铁”重量。
“蛟龙”号挂好所需压载铁，注水下潜，当下潜至预定深度时，“蛟龙”号能克服自身晃动、海底洋流等内外干扰，通过适时抛掉一定数量的压载铁，利用相关技术实现悬停。此外，“蛟龙”号还具备自动定向、定高、定深三大功能，能够在复杂环境中自动航行，在已公开的消息中，尚未有国外深潜器具备类似功能．当完成工作后，潜航员再抛掉适量的压载铁，实现上浮，可见，无论是下潜，悬停，还是上浮，压载铁的作用都是巨大的。
“祝愿中国载人深潜事业取得新的更大成就！祝愿我们的祖国繁荣昌盛！”，“神九”航天员景海鹏在太空向“蛟龙”号的祝贺，送出了全体中华儿女的心声！
⑴换能器可实现         信号与         信号的相互转换．
⑵潜艇下潜深度一般是几百米，而“蛟龙”号下潜深度一般是几千米，“蛟龙”号在深海中必须通过抛掉压载铁实现上浮，而不是像潜艇那样采用排水的方法实现上浮，请写出可能的原因及你的理由：       。
(3)请估算“蛟龙”号的体积大小，并写出估算过程。

新华网重庆3月31日电，3月31日1时35分，从缅甸曼德勒起飞的全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”，在飞越群山，历经约20小时30分航行1500公里后，犹如一只巨大的风筝，安静地降落在重庆江北国际机场。
“阳光动力2号”是瑞士设计的一款能够在不添加任何燃料、不排放任何污染物的情况下昼夜飞行的飞机，机身使用的碳纤维蜂窝夹层材料，每立方米质量仅25克，机翼有72米，质量仅有2300千克，和一辆小汽车相当。机翼上装载的17248块太阳能电池板为飞机提供了持续的可再生能源。这些电池板每块仅厚135μm，相当于人类的一根头发丝。从上述可知:
（1）太阳能电池板的作用是将          能转化为电能。
（2）135μm=       m.
（3）“阳光动力2”从曼德勒飞到重庆的平均速度 km/h。
（4）在飞行过程中，以            为参照物飞行员是运动的。
（5）机翼制成图乙所示的形状，使得飞机在飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，所以下方空气的压强            上方空气的压强（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（6）飞机与地面之间的信息传播是通过                波来实现实，这种波在空气中的传播速度大约是                m/s。

从肇庆贵广南广铁路在2015年初通车，轻轨列车“动力组”与传统列车比较，轻轨列车“动力组”在设计上采用了许多新技术，请你回答下列问题：

（1）如图所示，车头采用流线型设计可以减小     ．
（2）车体采用强度高、密度     的铝合金等材料制造，使整车质量减小，有利于列车高速运行；
（3）列车速度从200km/h降到90km/h的过程中不采用机械刹车，而是利用“再生制动”技术；列车由于     继续行驶并带动电机逆转发电，把列车的机械能转化为      能储存起来；
（4）列车高速行驶时，列车周围空气流速     ，使列车周围的压强     （“减小”、“增大”或“不变”），所以在轻轨铁路两边3m以内建有隔离墙，避免当有列车经过时，人和物体被压入轨道而发生危险．
（5）轻轨建成后可以减少汽车的使用，因为汽车里的燃料燃烧排放的尾气既污染环境，又会引起热岛效应，为保护人类共同的家园--地球，作出一份努力．请就如何做到“节能”或“减排”，简要谈谈你的一点建议．

阅读短文，回答问题．
海水的利用
地球表面的70%以上是海洋，开发利用海洋有广阔的前景．
潮汐是一种海平面周期性变化现象，海平面每昼夜有两次涨落．人们在靠近海的河口或海湾深处建大坝，在大坝中间装上水轮发电机组．涨潮时，海水通过大坝流进河口，带动水轮发电机发电；退潮时，海水又流回海洋，从相反方向带动水轮发电机发电．法国的郎斯潮汐电站年发电量达5×10⁸kW•h．
海水淡化和海水直接用于工业冷却用水的相关设备、管道防腐等技术已比较成熟．部分沿海国家许多工业冷却水来自于海水．
（1）潮汐发电是将     能转化为电能；发电机是应用               现象制成的．
（2）1吨煤燃烧后可发电2.5×10³kW•h，郎斯电站每年的发电量可节约       吨煤．
（3）海水用来作工业冷却用水主要是利用了水的          大的特性．
（4）海水淡化是利用海水              来获得淡水的。（填物态变化的名称）

结合图阅读以下材料，回答问题.
混合动力型汽车
利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车，通常指的是利用汽油和电池的汽车.该类型汽车，一般有一台质量较小且较为经济的汽油发动机与电动机.汽油发动机可以满足大多数情况下行驶的需要,当需要更多的动力时，可以再由电动机提供，电动机由能重复充电的蓄电池供电.
有一种类型的混合动力型汽车，称为“并联混合动力型汽车”（如图甲）.该车的汽油发动机和电动机通过同一个变速器与车轮相连.何时使用汽油发动机，何时使用电动机，何时两者同时使用由内置电脑确定.这类汽车除了油箱里的汽油之外，不再需要外界其它能源.与电动汽车不同，你不需要将混合动力型汽车的蓄电池接到电源插座上去充电.普通汽车在制动时，汽车的动能全部转化为内能.该类型汽车在制动时,电动机作为发电机使用，把汽车的一部分动能转化为电能，实现了对电池的充电.

（1）混合动力型汽车与普通汽车相比，具有哪些优点（写出两点）                    .
（2）并联混合动力型汽车在制动时，汽车的动能转化为        和        . 
（3）并联混合动力型汽车以速度v匀速行驶时，若汽油发动机与电动机同时提供动力,功率分别为P₁、P₂，则此时该车受的阻力F=                 .
1.汽油发动机
2.电动机
3.车轮
4.内置电脑
5.油箱
6.电池

阅读短文回答问题
汽车再生制动器
目前汽车刹车器均采用油压制动，油压制动刹车时消耗的机械能以内能形式排放掉，形成能源的浪费。现有一种汽车再生制动器，能把汽车制动时消耗的部分机械能转化为电能而储存起来，有效地利用了能量。这种制动器有个重要参数叫“储能效率”，储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止运动的过程中，将机械能转化为电能的效率．
实际上汽车刹车时再生制动器无法提供足够的刹车阻力，仍需要与油压制动器 配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求，若某汽车以20km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表：

时间t/s	0	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4	1.6
再生刹车阻力f/×103N	8.0	8.1	8.4	9.0	10.0	10.0	10.0	7.5	5.0

（1）油压制动刹车时消耗的机械能转化为内能，而这些内能却不能再次转化为汽车的机械能，说明能量的转移和转化具有_    _性；汽车再生制动器中将机械能转化为电能的装置是__   （电动机/发电机）.
（2）某次汽车正常行驶时的机械能为3.75×10⁵J ①若关闭发动机，直至停止运动，有1.5×10⁵J的机械能车化为内能，则该汽车的储能效率是_    _。②若制动时油压制动器与再生制动器同时工作，产生的内能将_     （大于/小于/等于）1.5×10⁵J。
（3）在图中作出汽车刹车时再生制动器0～1.0s内产生的刹车阻力随时间变化的图像。

（4）如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×10⁴N，由图像可知t=0.7s时，油压制动器需提供_   N的刹车阻力．