初中物理内能综合题

太阳发出的可见光、红外线等光线具有能量，照射到物体上，部分被吸收转化为内能（其中红外线尤其显著）。许多车主为了隔热给汽车玻璃贴上太阳膜。某兴趣小组对市场5种品牌隔热性能进行如下探究：

①如图，在暗室中将一侧贴有品牌太阳膜的玻璃板竖直放在水平桌面上，在距离玻璃板左侧20厘米放置一个红外线灯，玻璃板右侧放置一个光能风车（光能风车的风叶在红外线照射下，转动快慢能反映接收到的红外线的强弱）。
②打开红外线灯，观察并记录30秒内光能风车风叶转动的圈数。
③改变红外线灯的位置，使之距离玻璃板的距离分别为40厘米、60厘米、80厘米，重复步骤②。         
④在玻璃板上依次更换其他4种品牌的太阳膜，重复上述实验。
（1）本实验需要的测量工具有             。（写出2种）
（2）透过太阳膜红外线的强弱无法用肉眼直接观察，本实验用光能风车转动快慢来反映红外线的强弱。下列实验或活动所用得方法与本实验相同的有             （可多选）。
（3）为了使本实验的结果更可靠，还需改变哪些变量进行多次实验？       （写出2点）。

（1）图中：天平测出物体的质量是____g；量筒中液体的体积是___mL；弹簧测力计的示数是_____N；温度计的示数是_____℃。

（2）木块从下图斜面所示位置静止释放，直到撞上金属片，测此过程木块的平均速度。

1在图中画出需要测量的距离。
2用粗糙程度相同，质量不同的木块做实验所得的数据如下表。根据公式       ，算出第一次实验木块的平均速度        
请归纳本实验木块的平均速度与质量是否有关？                              

实验次数	木块质量/g	运动距离/m	运动时间/s
1	100	1.000	0.8
2	150	1.000	0.8
3	200	1.000	0.8
4	250	1.000	0.8

（1）如图所示，用外力F把一个物体压在竖直的墙壁上使其静止，请画出物体在竖直方向上受力的示意图。

（2）如图所示，S′是烛焰上S点经凸透镜所成的实像，SA是从S点上射向凸透镜的一条任意光线，请画出光线SA经凸透镜折射后的光路图。

（3）工地上搬运砖头的独轮车，车厢和砖头总重力为G=1000N，独轮车的有关尺寸如图所示。推车时，工人对车把向上的作用力F是__________N。

（4）投篮时，相对于空中飞行的篮球，篮球框是_________的。（选填“运动”或“静止”）
（5）一标准大气压下，把质量为500g、初温为20℃的水加热至沸腾，水需要吸收的热量是_____________J。【c_水=4.2×10³J/(kg·℃)】

阅读下面的材料，解答问题          
山东菏泽向“大气污染宣战”
某环保局研究表明：“PM2.5来源中，机动车的排放占33.1%，排第一位，燃煤污染排放占第二位”。“减少污染排放，还我一片蓝天”成为每一个公民的责任。下面是菏泽有关部门针对“节能减排”采取的部分措施
第一项措施
“免费公共自行车”成为菏泽市区一道亮丽的风景线。如图所示，公共自行车的结构和普通自行车相同，只是零件都是特制的（车轮胎是实心的），在其它自行车上无法使用。在公共自行车的设计中，很多地方用到物理知识或原理，请写出自行车的两个部件并说明对应的物理知识（或原理）

（1）                                           
（2）                                           

（1）小球沿斜面滚下，试画出小球所受重力的示意图．
（2）水平地面上的木块受到一个与水平方向成30°角斜向右上方的拉力，画出这个拉力的示意图．（每图2分，计4分）
（3）请你指出下图测量工具在使用过程中的错误：（每空2分，计6分）
A：                       ；B：                           ；
C：                                             ．

某课外兴趣小组学习了电磁继电器以后，制作了如图所示的“自动保温控制电路”。
（1）已知热得快的功率为800W；水的质量为4kg，水的初温为20℃；若要使最高温度达到80℃；水需要吸收的热量是多少？假设加热效率为80%，则加热时间是多少？（水的比热容为4.2×10³ J/（kg·℃））
（2）该温控电路的原理是接通220V的电源，电磁继电器常闭触点，使热得快通电，给水加热；当达到一定温度时，电磁铁磁性变强吸引衔铁；警报器响起。当温度降低时，电磁铁磁性变弱，热得快又重新开始工作，起到保温的效果。双金属片在电路中的作用相当于   ；当警报响起时，发光二极管的状态是   （发光/不发光）

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。

许多居民楼墙外用铁三角架搁放空调主机（如图所示），要使铁架较为牢固、安全，应把主机放在A处还是B处：          。请你在选择的主机上画出它的重力示意图和重力对O点的力臂．（注：重力示意图、力臂各2分）

如图是我国西部某地区风力发电的外景，下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量．


（1）若某时间内风速为10 m／s，一台风车工作1小时所产生的电能供8只“220 V  100 W”灯泡正常工作6h，求这台风车发电的效率．
（2）若此地年平均风速为15 m/s，50台这样的风车一年（工作时间按3000 h计算）获得的风能相当于完全燃烧多少千克煤？（煤的热值为3×10⁷ J/kg）
（3）若风速为v，该地区空气密度为ρ，风车的轮叶转动时可以形成半径为r的圆面，则t秒钟有多少千克的空气流冲击风车轮叶转动形成的圆面？

如图所示，请根据图中物理现象的分析来回答问题：

a图说明被跳水运动员压弯了的跳板具有_______；
b图中所示的情景说明_________________________________________________；
c图中，将摩擦过的有机玻璃棒接触自制的验电器的回形针，发现两片金属箔片会张开．这个现象说明___________________________________；
d是法国人居纽于1769年制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮车．现在你看到的这幅漫画，据说是牛顿所设计的蒸汽汽车的原理图，这个现象说明_____________________．

阅读下面材料，回答所提问题：
山地自行车
山地自行车是专门为越野（丘陵，小径，原野及砂土碎石道等）行走而设计的自行车，1977年诞生于美国西岸的旧金山。山地自行车以其骑行舒适，对路面适应性广，轻便美观，如今已受到越来越多的年轻人喜欢。
山地自行车的特点是：有变速器，较宽的轮胎。
山地自行车的变速器，一般有18速，21速，24速，27速以及30速。变速器是通过改变链盘和飞轮的大小，从而达到调节骑行速度和调节骑手骑行时脚上用力的大小。正确运用变速器，能应付平路，上下坡，土路，顶风等复杂路况。如在平路骑行时，可以使用较大的链盘和较小的飞轮组合，使骑行速度更快。

山地自行车的轮胎，不仅直接关系骑手骑行时车所受的阻力大小，还与抗震性能好有关。适当提高轮胎内空气压，可减少骑行时车所受的阻力，但轮胎内空气压太高或太低，车的抗震性能都变差。
山地自行车的轮胎还直接关系车的受力，正常骑行时，使后轮转动，后轮受到来自地面的摩擦力使自行车获得前进的动力；刹车时，用力捏紧刹车把，使后轮停止转动，刹车片与轮胎及地面与轮胎的摩擦力又能使自行车迅速停下来。
请回答下列问题：
（1）用力蹬脚踏板使自行车加速前进时，后轮受到的摩擦力向      （填“前”或“后”）
（2）有时自行车的车胎气压不够，骑行起来明显感觉阻力变     ；（填“大”或“小”）
（3）在上坡时，为了更容易上坡，应适当变换调速器，即采用较    的链盘和较    的飞轮组合。（两空均选填“大”或“小”）。
（4）当要刹车时，用力捏紧刹车把，这是通过增大             的方法来增大刹车片与后轮的摩擦力。
（5）请你举出自行车上用到的另一个物理知识：                                    。

(6分)随着无锡经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通百姓人家．如表为小明同学家小汽车的有关数据：

小汽车的总质量1500kg	小汽车的额定功率50kW
汽车轮胎与地面接触的总面积0.1m^2	100km耗油量8L
水箱中装满水质量2.5kg	汽油的密度0.71×10^3kg/m^3

求：（1）某次行驶中，若水箱中水温度升高20℃，则水吸收热量为多少焦耳？
（2）该小汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？
（3）假若小汽车发动机的效率为30%，该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶0.5h，此过程中小汽车消耗的汽油是多少kg？（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，g=10N/kg）

下图甲为某电热水器的原理图（其铭牌如下表），其中低压控制电路中的电磁铁线圈电阻不计，R为热敏电阻，电源电压U₁恒为6V．热敏电阻R和高压工作电路中的三只电阻R₁、R₂、R₃均置于储水箱中．已知R₁＝33Ω、R₂＝66Ω、R₃＝154Ω、U₂＝220V．当电磁铁线圈中的电流I<10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通．

储水箱额定水量	55kg
额定电压	220V
加热功率	2200W

（1）当衔铁位于图甲所示位置时，高压工作电路中的总电阻为         Ω，此时电路处于       （选填“加热”或“保温”）状态．
（2）当电热水器在加热状态下正常工作时，给满水箱中的水加热，使其从25℃升高到45℃，需用时50min.求此加热过程中：
①水吸收的热量；
②电热水器的加热效率．【水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）】   
（3）热敏电阻中允许通过的最大电流I₀＝15mA，其热敏电阻R随温度变化的规律如图乙．为保护热敏电阻R使低压控制电路正常工作，保护电阻R₀的阻值至少为多大?

阅读下列材料，并解答问题：
“可燃冰”被视为21世纪的新型绿色能源。科学家估计，全球海洋底部可燃冰分布的范围约4000万平方公里，储量可供人类使用约1000年。我国南海海底存储着丰富的可燃冰资源，已经查明的储量相当于目前陆上石油、天然气资源量总数的三分之一。
可燃冰的主要成份是甲烷，1m³可燃冰可转化生成164m³的甲烷气体和0.8 m³的水，已知甲烷气体的热值为3.6×10⁷ J／m³。
宜南公交车，使用LNG天然液化气为燃料，这种燃料的主要成份就是甲烷。如果宜南公交车满载乘客时总质量是6000kg，1m³可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量，可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶1640min，行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，则这段时间内发动机的实际功率和效率各为多大？

2011年3月，日本发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏.
（1）核电站是利用      能来发电的，其能量是原子核发生了核      （选填“裂变”或“聚变”）而产生的；
（2）为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用          的方法来改变内能的；
（3）如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×10⁶ t的煤炭．6×10⁶ t的煤炭完全燃烧放出的热量为多少？（煤炭的热值为3×10⁷J／kg）．
（4）“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起．下列说法中需要改正的是      ．

A．尽可能用太阳能热水器代替电热水器

B．养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯

C．用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站

D．及时将生活垃圾，废电池装在一起丢入垃圾箱