初中物理能量综合题

图甲是一种常见的用电器——电吹风，它既可以吹热风，又可以吹冷风。

(1)图乙是电吹风的电路示意图，图中开关所在的位置(阴影部分)表示触点D与触点l、2同时接通。请你分别在方框a、b中填入合适的元件名称“电热丝”或“电动机”。
(2)电吹风的部分参数如下表所示，当电吹风正常吹热风时，通过电热丝的电流及其l min内产生的热量分别为多少?

额定电压	220V
冷风功率	120W
热风功率	1000W
电源频率	50Hz

 

随着“西气东输”，天然气进入普通市民家庭，小明家已经开始使用天然气了。小明家原来就有个电磁炉，小明想究竟使用哪种能源更划算呢？小明开始实验并收集有关数据：
(1)小明在水壶里放入5000cm³、20℃的水，记录下当时的气量表示数是134.731m³；随后点火并将火调至最大烧水，开始同步计时；当水烧至沸腾时，气量表读数为134. 871m³，需时24min.小明查到天然气熟瞄约为4.0×10⁷J/m³，单价2.2元/m³。烧开这壶水，水需要吸收多少热量？小明家天然气炉具的效率是多少？[1标准大气压，C_水=4.2×10³J/(kg．℃)]
(2)小明又取相同的水在电磁炉上加热，使用功率为1000 W档正常工作将水加热至沸腾，需时30min。扬州的电费价格为0.5元／度。使用电磁炉烧开这壶水，需消耗多少电能？花费多少电费？
(3)你建议小明家使用哪种能源？请说明2点理由。

节约能源应从点滴做起。不少家庭习惯用遥控器关电视而不断开电源，这一方式虽然便捷，但电视在待机状态下仍要消耗电能，洋洋家彩色电视机的侍机功率大约是5W，若他家平均每天看4h电视．看完后电视总处于待机态。试问：
（1)一个月中(按30天计)，洋洋家的这台电视因待机浪费的电能是多少焦耳?
(2)（3分 ）如果将这些浪费的电能全部用来烧水．可以将多少质量的水从15℃加热到40℃?若洋洋洗—次澡需要40℃的水20kg．这些烧热的水可供他洗澡多少次？【水的比热容为4．2×10³J/(kg·℃)】
(3)请你就如何降低彩电的电能消耗，提出两条合理化建议：
①              ____________                 
②                      ______________       。

阅读下列短文
父亲拍下儿子在黄河冰面上救人的惊现瞬间
据山西晚报报道，2011年2月4日，张帆与父母来到运城平陆黄河湿地观赏天鹅，突然间，在冰水交融的湖面上，一落水女孩凄厉呼救．张帆迅速趴在了满是天鹅粪的冰面上，匍匐着向前爬去救人．张帆艰难地爬到女孩身后，把在冰面上捡到的女孩遗落的围巾甩给女孩，并向她高喊：“赶紧抓‘绳子’”．女孩很快抓紧了“绳子”，无奈女孩的身体太重，张帆反倒一次次差点被拖入水中（如图所示）．小伙子长时间的匍匐，加速了冰的熔化，张帆感觉身下涌出一股股冰水，耳边不断响起“咔嚓咔嚓”的冰裂声．就在千钧一发的时刻，景区管理人员带着救生圈，系着长绳赶来增援，落水女孩终于被托出湖面．
就在张帆救人之时，父亲张京平正在远处专心拍摄天鹅，忽然，在湖中央，一个挣扎着的女孩闯入他的镜头，紧接着，一个匍匐行进的身影，也进入他的视线．他屏住呼吸，小心翼翼地按动快门，见证、记录着一个正在发生、可遇不可求的事件！张京平调整焦距，使年轻人的面容清晰地出现在镜头里，却惊恐地发现——救人的小伙，竟是他的独生儿子张帆！

请回答下列问题：
（1）张帆趴在冰面上匍匐着爬去救人，是因为趴在冰面上能增大与冰面的       ，减小对冰面的           ，使冰面不易裂开；
（2）张帆用“绳子”去拉女孩时，反倒差点被拖下水中，说明了                ；
（3）张帆耳边不断响起“咔嚓咔嚓”的冰裂声是由于冰的       产生的；
（4）张京平使用的照相机镜头相当于一个     镜，对光线具有_________作用.

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汽，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）从能量的转化与转移来看，发电机直接将       能转化成了电能．        
（2）发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而产生电流，这种现象在物理学中称之为           现象．
（3）核电站的能量来自于原子核的      变反应。是      （填“可再生”或“不可再生”）能源。
（4）核电站的核废料具有        性，对环境会造成相当大的危害。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：                                       

近两年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究：
（1）汽车发动机一般是柴油机或汽油机，它把燃料燃烧放出的________能转化为机械能，完全燃烧0.1kg的汽油能够获得________J的能量；（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）
（2）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的__________较大的特点.
（3）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机的效率为      .汽车行驶时发动机产生的牵引力是F，则燃烧质量为m、热值为q的汽油，能使汽车前进的距离
s=                。（用前面给出物理量的符号表示距离）

小红在使用电炉时发现，电炉丝热得发红而导线却不怎么热，这是为什么？
请你说明其中的道理。

对于L₁、L₂（额定电压相同，电阻R₁＞R₂）两个小灯泡连接到电路中谁更亮的问题，两位同学产生了争议：
甲认为：电功率与电阻成正比，因为R₁较大，所以，灯泡L₁更亮；
乙认为：电功率与电阻成反比，因为R₂较小，所以，灯泡L₂更亮.
（1）你认为甲乙两位同学观点各自成立的条件是什么？
（2）请你画出电路图，分别对两位同学的观点做出正确的解释（要有必要的文字说明、公式推证）。

醉驾造成交通危害的主要原因是驾驶者的反应迟缓，一个人酒醉后的反应时间是正常反应时间的2－3倍。
（1）醉驾时，由于反应时间的延长，从发现情况到汽车完全停下来的距离   （选填“增大”或“减小”）；
（2）酒驾时，由于酒精刺激，往往超速行驶而造成车祸。请用所学物理知识，简要说明超速行驶导致伤亡惨重的原因。

如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L上标有“6V  3W”字样，滑动变阻器R最大阻值为36Ω，灯泡电阻不随温度变化。闭合S、S₁、S₂，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电压表示数为3V；闭合S、S₁，断开S₂，当滑动变阻器滑片位于最左端时，灯泡正常发光。求：

(1)电源电压；
(2)R₀的阻值。

为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动过程的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中，耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。(燃油的密度ρ=0.7×10³kg/m³，热值q=4．6×10⁷J/kg)

××型汽车
总质量（kg）	1200
储能效率（%）	60
耗油量（L/100km）	10

 
(1)发电机的工作原理是              。发电过程中，动能除了转化为电能外，由于      线圈有电阻，还有部分能量转化为      能。
(2)据表中信息，求汽车正常行驶100km消耗燃油的质量和完全燃烧这些燃油产生的热      量。
(3)若汽车沿平直公路在800N的牵引力作用下，以25m/s的速度匀速行驶1000m，求此      过程中，汽车牵引力做的功和牵引力的功率。

四川境内地层深处有食盐水。为了把地下食盐水取出来，古人发明了卓筒井。卓筒井被誉为中国古代第五大发明，如图甲所示。卓筒井的钻探原理是通过如下图乙所示的装置，使钻头一起一落上下运动，连续不断，即可将井中岩石击碎，然后再用专用工具将井中泥沙、碎石取出，直至打到食盐水层。卓筒井一般深约100m，井口直径10~12cm，为了防止井壁坍塌，古人用一种粗如碗口大小的竹子，将竹节淘空，筒筒相连，插入井中，起到了固定井壁的作用。取食盐水时，将钻头换成取水桶，放入井底，将食盐水装满，再扳起花车，食盐水便取出来。请回答下列问题：

（1）打井时，为了增强击碎岩石的效果，钻头的质量取大一些还是小一些好？简要说明理由。
（2）“花车”属于我们学过的一种简单机械，使用它提升重物时的优点是             。
（3）把食盐水变成盐主要经过“晒”和“煎”两个过程。“晒”是通过太阳的晒提高食盐水的浓度，“煎”是将晒过的食盐水放入锅中，经加热获取食盐。则下列说法正确的是（   ）

A．“晒”涉及到的物态变化是汽化，而“煎”涉及到的物态变化是凝固

B．“晒”涉及到的物态变化是汽化，而“煎”涉及到的物态变化是凝华

C．“晒”涉及到的物态变化是升华，而“煎”涉及到的物态变化是凝固

D．“晒”和“煎”涉及到的物态变化都是汽化

（4）若工人把总质量为10kg盛满食盐水的桶从100m深的井底匀速提升到地面，所用时间为200s，在此提升过程中的效率为50％，求该工人做功的功率。（g取10N/kg）（写出计算过程）

阅读短文，回答问题：
力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器。
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图15甲所示．弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片。若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩。力越大，弹簧钢的弯曲程度越大。
应变片结构如图15乙所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感．给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U₁，下应变片两引线间电压为U₂，传感器把这两个电压的差值U（U＝U₁－U₂）输出，用来反映力F的大小。
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图15丙所示．为消除气温变化对测量精度的影响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿．串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响。

（1）这种力传感器是将力的大小转换为     (电流/电压)的装置。
（2）外力F增大时，下列说法正确的是    。

A．上、下应变片金属电阻丝电阻都增大；

B．上、下应变片金属电阻丝电阻都减小 ；

C．上应变片金属电阻丝电阻减小，下应变片金属电阻丝电阻增大；

D．上应变片金属电阻丝电阻增大，下应变片金属电阻丝电阻减小。

（3）传感器输出的电压U随外力F增大而     。
（4）进行温度补偿时，应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而     的电阻，下金属电阻丝串联阻值随温度升高而     的电阻（以上两空均填“增大”或“减小”）。
（5）如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U₂冬天比夏天     （大/小）。

随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭。仔细观察和思考，可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：

（1）小汽车的外形设计成流线型(如图14所示)，当小汽车
在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时       
（选填“增大”、“减小”或“不变”），其原因是         。                                                  
（2）汽车发动机工作时，缸体的温度很高，为确保发动机正常工作，需对缸体进行冷却。汽车发动机常用水作为冷却剂，这主要利用了水的     的特性。若汽车的水箱中装有10kg水，当水温升高50℃时吸收的热量是     J[ c_水=4.2×10³J/（kg·^oC）]。
（3）你还发现小汽车的哪些设计和使用过程中的哪些现象与物理知识有关？试举一例（要求写出设计或现象，以及所涉及的物理知识）。
示例：设计或现象：汽车的轮胎表明有花纹。
涉及的物理知识：接触表明越粗糙，摩擦力越大。
设计或现象：                 。涉及的物理知识：                        。

如图为 “测量小灯泡的电功率”的实验，小灯泡上标有“2.5V”的字样(小灯泡的功率小于1W)。

（1）请根据实验目的，用笔画线代替导线，将图甲所示的实物连接成实验电路
（2）小刘正确连接电路并检查无误后，闭合开关，发现灯泡不亮，立刻要求老师更换灯泡。小刘的做法是欠妥的，正确的做法应该是                      ；
（3）解决了上述问题后，小刘发现灯泡发光了。如果要使灯泡正常发光，小刘应该调节滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压为     V；
（4）小灯泡正常发光时，电流表的读数如图乙所示，则灯泡的额定功率为     W
（5）若电源电压为6V，实验室提供的滑动变阻器有“10Ω 1.5A”和“20Ω 1A”两种规格，则本实验中应选用规格为         的滑动变阻器。