初中物理能量综合题

如图是电热毯示意图，虚线表示毯内电热丝，它的某一处已断开，但外表又无法看出。某同学做了如下检测：

⑴将5枚大头针分别插在图中a、b、c、d、e处，使之与电热丝接触；
⑵将插头与3V直流电源相联，用电压表分别测得Uab＝3V，Uac＝3V，Uad＝3V，Uae＝0V，由此便确定了断点区域；用以上相同的方法逐渐缩小断点范围，找出断点位置。请回答：
①这几枚大头针相当于_________________；
②用笔将⑵中的确定的断点区域的电热丝用 铅笔 描出来（将虚线画成实线）。

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·℃)]

小文在做电路探究实验时遇到一个问题，实验室给定的电压表和电流表很旧，电压表的标志“V”、电流表的标志“A”均看不清．为了知道两只电表的种类，小文设计了如下实验：
将两只电表分别与灯泡串联和并联连入电路中，如图甲所示，当闭合开关S时，发现与电表A串联在一起的小灯泡没有亮，但电表指针有偏转；如图乙所示，闭合开关，与电表B并联的小灯泡没有亮，发现电表的指针偏转很大．
(1)在实验操作过程中，应及时将_________(填“甲”或“乙”)电路中的开关断开．
(2)可以断定电表A是_________表，电表B是___________表．
(3)此实验还说明________表对电路中电流的阻碍大，______表对电路中电流的阻碍小（填电压 或 电流）

我国湘潭电机厂研制的直驱型风力发电机组处于国际领先地位。
（1）风能作为一种清洁的       能源（选填“可再生”或“不可再生”）其蕴量巨大，比地球上可开发利用的水能大10倍。直驱型风力发电机是将风的         能转化成         的装置。 
（2）我国仅陆地上一天的风能就有大约1.8×10¹⁶J，这相当于多少吨热值为3×10⁷J/kg的煤完全燃烧所放出的热量？

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、

(7分)甲烷气体(CH4)无色、无臭，是沼气的主要成份．甲烷气体在空气中的浓度在一定范围内，遇到明火会发生爆炸．由此，阳湖中学综合实践活动小组的同学就甲烷气体的浓度测量展开探究活动．小组同学通过上网查询，知道用二氧化锡制成的电阻阻值随空气中甲烷气体浓度(甲烷气体在空气中的体积分数)的增大而减小．他们从物理实验室借来一只二氧化锡电阻Rx，并从产品说明书上获取相关参数，如下表所示．

甲烷气体浓度／％	0	20	40	60	80	100
Rx／Ω	25	20	15	10	7	5

(1)请在下图中作出二氧化锡电阻阻值Rx与甲烷气体浓度的关系图像．

(2)小组同学利用电压为6V的电源、阻值为15Ω的定值电阻R₀、量程为“0～0.6A，，及“0～3A”的电流表和二氧化锡电阻Rx制作成甲烷气体浓度检测仪，其电路图如图所示．当甲烷气体浓度增大时，电流表的示数将     (变大／变小／不变)．为使读数更为准确，电流表的量程应选      A．
(3)甲烷气体浓度在5%～15％范围内，遇到明火会发生爆炸．如果某绿色农场利用该甲烷气体浓度检测仪检测沼气池中甲烷气体的浓度，当电流表的示数为0.16A时，请求出二氧化锡电阻阻值R_x该沼气池中的甲烷气体浓度大约是多少（请写出计算过程）?

下图所示电路中，当开关S闭合后，灯泡不发光。若已经确定问题是由于灯泡断路或短路引起的，在不允许断开电路的情况下，请你利用一只电压表或一只电流表接入电路中的a,b,c,d任意两点间（不造成短路），分别对故障进行分析判断，请参照示例，把方法和判断结果填入下表中（限填写一种方法）

电表	故障（接在何处、开关的开断情况）	现象与结论
电压表	电压表接在a,b间，闭合开关	若电压表有示数，则灯泡断路，若电压表无示数则，灯泡短路
电流表
电压表

物理课后，小南和小雄将一块铜片和一块锌片插入西红柿，做成了一个“西红柿电池”. 小南和小雄想探究“西红柿电池的电压大小与哪些因素有关”，小雄说：“可能与两金属片之间的距离有关”，小南想了想说：“也可能与两金属片插入西红柿的深度有关”. 为了验证猜想是否正确，他们找来了电压表，连成了如图所示的电路.

（1）请你选择其中一个猜想，并提出验证的方法：
（2）目前人们乱扔废旧电池的现象非常普遍，请你针对这种现象，给有关部门提出一条合理建议：_____________________________________________

为了配合今年“世界环境日”的主题活动，小明所在的课外活动兴趣小组对街上行驶的电动自行车和摩托车做了一个调查，下表中所列的是某品牌电动自行车和摩托车的部分技术参数：

 
（1）假设给电动自行车的蓄电池充电时，消耗的电能全部转化为蓄电池的化学能。那么，电动自行车每行驶1Km电动机平均做的有用功大约是多少？当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的功率大约是多大？
（2）摩托车每行驶1Km大约要消耗多少能量？
（3）与摩托车相比，电动自行车有哪些优势？（说出一个方面）
（汽油的密度：0.71×10³kg/m³；汽油的热值：4.6×10⁷J/ kg ）

右图是一个加热、保温电路的一部分。电热丝R₁规格为“220V 1100W”， 限流电阻R₂=506Ω。电路的工作原理是：当温控开关S接a时，电热丝R₁接入电路，电路处于加热状态；当达到一定温度时，温控开关S自动从a切换到b，电路处于保温状态。正常工作时，加热功率1100W，保温功率88W。(电源电压保持不变，电阻不随温度变化。)

(1)请你按照上述原理，对右图进行连线，使它成为完整的电路图；
(2)某天在使用(1)中已经连接完整的电路时，R₁烧毁了。有人想使电路恢复正常工作，设计了下面方案。请通过计算、分析，对两个方案作出评价：
方案一：用“220V220W”电热丝R₃、“220V 880W”电热丝R₄串联替代R₁；
方案二：用两根都是“220V 550W”的电热丝R₅并联替代R_l。
(3)请你选用下表所提供的电热丝，再设计一个方案，使(2)中损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由。
电热丝：

符号	R6	R7	R8	R9
规格	220V  500W	220V  600W	220V  2200W	110V  550W
数量	1	1	2	3

如图是电饭锅的实物图，图（甲）是它的内部电路图，图（乙）是电路简图它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两挡，由温控开关自动控制．煮饭时，先要按下温控开关按钮；到达设定温度（饭已煮熟），按钮会自动弹起．

（1）对照观察图（甲）和（乙），温控开关按钮未按下时，“烧煮电路部分”与“保温电路部分”是_______关系（选填“串联”或“并联”）；按下温控开关按钮．“烧煮电路部分”的电压为_______V，“保温电路部分”将_______（选填“工作”或“不工作”）；温控开关按钮弹起后，电路中的电流比原来_______（选填“大”或“小”）
（2）当温控开关按钮按下时，电饭锅电路的总功率为1100W。求：“烧煮电路部分”的电阻R₁
（3）温控开关按钮弹起后，电饭锅电路的总功率为44W。
求：①电路中的电流；②“保温电路部分”的电阻R₂
（4）已知，只有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时，指示灯才会发光．请通过相关计算或分析，说明为什么温控开关按钮弹起时，红灯熄灭而黄灯亮

武汉等地生产的混合动力汽车将服务北京奥运。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。
（1）根据以上描述，请你说出一种混合动力汽车不同于普通汽车的优点。_______________________________________________________
（2）下表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的部分参数（其中容量即为电荷量），试求该蓄电池组最多可储存多少电能。

电压/v	300
功率/w	30
容量/Ah	100
质量/kg	320

（3）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油 4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%。从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×10⁷J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如下图所示。试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失）。

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 ▲ 。

小陆拆开收音机发现有一块电路板,其上面有许多元件和电阻联成网络,如果不拆下电阻,而要测量其中一只电阻的大小（如图所示的Rx），在给定干电池一节．电流表．电压表及导线若干的条件下，是否可以？如可以的话，请在图上画出其测量的电路图．