初中物理能量试题

小阳利用磁敏电阻为他的自行车设计了一个速度计，磁铁固定在自行车的辐条上，磁敏电阻固定在自行车的后车架上，安装示意图如图甲，工作电路如图乙，已知电源电压为6V恒定不变．当磁铁与磁敏电阻Rs靠得最近时阻值为200Ω，磁铁与磁敏电阻Rs离得最远时阻值为400Ω，靠近或远离时的实际电阻在这两者之间变化；当R₀两端电压不低于4.5V时电子计数器就能有效计数，低于4.5V就不能产生计数，车轮每转动一圈就计数一次．
（1）为保证电子计数器有效工作，求出电阻R₀最小阻值．
（2）某次行驶中，小明发现5分钟恰好完整计数了300次，车轮的周长为3m，求出这段时间内自行车行驶的平均速度。

一家用电热水器的铭牌如下表所示，已知C_水=4.2×10³J/(kg℃)，

幸福牌全自动电热水器
容积：12L	型号：XF2014-78K
净重：22kg	类别：防触电保护Ⅱ
额定功率：2kw	编号：201400985
额定电压：220V	出厂日期：2014年3月16日

根据铭牌所提供的信息，回答下列问题：
（1）为安全起见，该电热水器应使用的插座应选用如图所示的哪一种？

（2）该电热水器正常工作时电热丝的电阻为多大？
（3）将该电热水器加满水加热使水温由20℃升高到60℃，水需要吸收多少热量？
（4）若电热水器正常工作时电热所产生热量的80％被水吸收，则第⑶问中的加热过程需要多少时间？

如图是一种测电阻值大小的“欧姆表”的内部电路图，电源电压为1.5V，定值电阻为R₀＝15W，A、B是两个测电阻的接线柱。当将A、B直接相接，表示被测电阻值为0，此时电路中的电流计正好达到最大值I。若测某一电阻时，可将A、B分别接在待测电阻的两端，读出电流计的电流值I′，由于电流值与电阻值有一一对应的关系，只要将电流计表盘上的电流值换成对应的电阻值，便成了“欧姆表”的表盘。当接入一电阻值为15W的电阻时，求：

（1）此时的电流值，并在表盘上画出它的大致位置；
（2）试用公式推导分析该表盘电阻值由小到大的方向；

如图所示电路，电源电压不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在15s内定值电阻R₁产生的热量为60J。则下列结果正确的是(    )

A．滑动变阻器R的最大阻值为9Ω

B．R1的阻值为18Ω

C．电源电压为10V

D．R1先后两次消耗的电功率之比为4﹕3

将光敏电阻R和定值电阻R₀、电流表、电压表连成电路，接在9V的电源上，光敏电阻阻值随光强变化关系如下表：(“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为E，单位坎德拉(cd))

光强E/cd	1	2	3	4	5	6
光敏电阻R/Ω	18	9	6	4.5	3.6	3

 
若电流表的示数增大，表明光强在       ，电压表的示数将      。(填“增大”、“减小”或“不变”)。分析表中数据可知光强E=1.5cd时，光敏电阻的阻值R=       Ω，此时电流表的示数为0.5A，则通电1分钟R₀上产生的热量为            J。

现有两个阻值不等的未知电阻R₁和R₂，为了分辨它们的阻值大小，几个同学分别设计了如图5所示的四种电路，其中不可行的是　

用金属制成的线材(如钢丝，钢筋)受到拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内，它的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律，这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础，现在有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0．4cm²，设计要求它受到拉力后的伸长不超过0．4cm，由于这拉力很大，杆又很长，直接测试有困难，所以选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下：

长度	伸长　　拉力　　　　　　　 长度 横截面积	250N	500N	1000N
1m	0．05cm^2	0．04 cm	0．08 cm	0．16 cm
2m	0．05cm^2	0．08 cm	0．16 cm	0．32 cm
1m	0．10cm^2	0．02 cm	0．04 cm	0．08 cm

 
 
(1)上面的测试表明这种材料的金属杆受拉力作用后，其伸长的长度还与___________、_________有关；
(2)根据设计要求这根长为4m的金属杆所能承受的最大拉力为_______N．

小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘。为此他购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材，对原有的窗帘盒进行改造。
1．如图22甲所示，小明在窗帘盒（上方的双虚线框）内安装了电动装置，电动装置通过拉绳拉着窗帘一起运动。改变通过微型电动机的电流方向，就可改变其转轴转动的方向，从而将窗帘打开或关闭。利用双刀双掷开关，可以实现电源对电动机供电电流方向的改变。请你在图22甲右侧的虚线框内，完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接。
2．电动机的转速一般很高，需要安装减速装置，如图22乙所示。请说明减速装置的减速原理。
3．下表是所使用的微型电动机的部分数据。表格中，额定功率是“电动机在额定电压和额定电流下工作时的输出功率”，堵转电流是“在额定电压下，让电动机的转轴固定不动时的电流”。

请根据表中的有关数据计算：
（1）以额定功率运行时，该电动机的效率为多少？
（2）电动机的额外功率主要由热损耗和机械损耗造成，请分别求出以额定功率运行时，该电动机的热损耗功率和机械损耗功率？
（3）在图22甲中，减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置。已知每半边的窗帘滑轨长度为1.5m，要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开。
拉动半边窗帘时，挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N。则安装电动窗帘时，对传动装置的机械效率有何要求？

小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量。小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.0L；从网上查找到了了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。

1．根据图21分析，在发动机转速为1000～5000 r/min范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？
2．试通过公式推导出在其他参数相同时，轿车发动机的输出功率与其排量的关系。
3．小亮又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为l00km/h时，发动机转速为2000r/min，平均油耗为9L/l00km。参考图21中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程气缸内气体的平均压强是约为多少？（已知汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，密度为0.7l×10³kg/m³）

如下图所示，位于两个电线杆之间的电线总是呈现出向下的弧线，弧线最低点与两端悬点间的水平线的距离称为垂距或称垂度。请回答：

（1）若架设电线时所留垂距过小，你认为会有什么危害？
（2）若架设电线时所留垂距过大，你认为会有什么危害或不足？

如图所示，电流表A₁和A₂的示数分别为3A和2A，若将R₂、R₃、R₄中的某两个电阻互换，其它条件不变，发现两电表的示数不变。则通过R₁的电流为（  ）

A．3.5A

B．4.0A

C．4.5A

D．5.0A

如图所示，遮光板A与光屏B平行放置且相距为d。在A的中央挖一直径为d₁的圆孔，并在孔内嵌入与孔等大的薄透镜L。现有一束平行光束垂直照射遮光板，在光屏上形成了一个直径为d₂的圆形光斑，则该透镜的焦距大小可能为（    ）
                 

A．

B．

C．

D．

轻质弹簧S的上端固定在天花板上，下端悬挂一质量为m的物体，平衡时弹簧的长度为L₁，现将一根与S完全相同的弹簧剪为S₁和S₂两部分；将质量分别为m₁和m₂的两物体分别与S₁和S₂相连并悬挂在天花板上（m₁+m₂=m）如图所示。平衡时S₁和S₂的长度之和为L₂，则（ ）

A．L2一定等于L1

B．L2一定大于L1，且m1越大、S1原长越长，L2就越长

C．L2一定小于L1，且m1越大、S2原长越长，L2就越短

D．L2一定小于L1，且m2越大、S1原长越长，L2就越短

在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L₁的额定电压为8V，图乙是灯泡L₂的U—I图像。

（1）、当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R₀的阻值；
（2）、当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L₁正常发光，此时R₀消耗的功率为1W，求灯泡L₁的额定功率；
（3）、开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L₁正常发光，求电路消耗的总功率。

小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机．设电池的电压为6V恒定不变，他先快速用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A，则电动机线圈的电阻为     Ω；然后放手，当电动机正常转动时，电流表的读数为0. 6A．则该玩具电动机正常转动1min产生的热量为     J，此电动机将电能转化为机械能的效率为     ．