初中物理能源与可持续发展试题

阅读短文，回答问题：

白光 $\mathit{LED}$灯

目前，常用的白光 $\mathit{LED}$以蓝光 $\mathit{LED}$为芯片，其上涂有黄色荧光粉，通电后， $\mathit{LED}$芯片发出蓝光，其中一部分照射到荧光粉上，荧光粉发出波长比蓝光长的黄光，该黄光与另一部分蓝光混合射出，人眼便感觉到白光，生活中常用的白光 $\mathit{LED}$灯是将多个白光 $\mathit{LED}$连接而成的。

实验表明，白光 $\mathit{LED}$的发光强度与其通过电流的占空比成正比。通常通过 $\mathit{LED}$的电流随时间变化的规律如图1所示，电流的占空比 $D=\frac{t_0}{T}$，在电流周期 $T$小于人眼视觉暂留时间（约 $0.1s)$的情形下，人眼便感觉不到灯的闪烁。

人眼对亮度的感觉（即“视觉亮度” $)$与 $\mathit{LED}$发光强度变化并不一致，当光强度均匀增大时，视觉亮度并非均匀增加。弱光时，光强增大一倍，视觉亮度的增加多于一倍；强光时，光强增大一倍，视觉亮度的增加不足一倍。

生活中，白光 $\mathit{LED}$调光台灯的电流设置了恰当的占空比变化规律，使视觉亮度均匀变化。

（1）文中所述人眼感觉到的白光是由　　混合而成的。

（2）文中所述白光 $\mathit{LED}$发出的两种色光　　。

$A$．均由荧光粉产生

$B$．均由 $\mathit{LED}$芯片产生

$C$．波长短的由 $\mathit{LED}$芯片产生，波长长的由荧光粉产生

$D$．波长短的由荧光粉产生，波长长的由 $\mathit{LED}$芯片产生

（3）白光 $\mathit{LED}$灯通入图中所示电流时，在 $0-2T$时间内，不发光的时间段为　　和　　。

（4）下列是四种电流的 $t_0$和 $T$值，它们的 $I_0$均相同。分别用它们对同一白光 $\mathit{LED}$灯供电，其中人眼感觉不到闪烁，且发光强度最大的是　　。

$A$． $t_0=1.8s$， $T=2s$

$B$． $t_0=0.8s$， $T=1.0s$

$C$． $t_0=0.05s$， $T=0.1s$

$D$． $t_0=0.02s$， $T=0.03s$

（5）某白光 $\mathit{LED}$调光台灯共有5级亮度，要使人眼对 $1~5$级的“视觉亮度”均匀增大，下列图象中电流的占空比设置符合要求的是　　。

智能机器人目前已能够为人类在很多方面进行高效率、高精准度的服务，在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务。下表是某智能机器人图书馆员"小 $i$ "（如图甲）的部分参数：

参数名称	电源电压 $/V$	最大负重 $/\mathit{kg}$	提升重物最大高度 $/m$	机器人车轮直径 $/\mathit{cm}$	充电功率 $/W$
数据	48	20	0.6	10	2.5

（1）读者与"小 $i$ "对话，咨询某图书所在的位置，"小 $i$ "需将读者的声音信号转化为电流信号，这与 　　的原理相同。（发电机 $/$ 电动机）

（2）在阳光充足的时候，"小 $i$ "可以通过将 　　能转化为电能的方式实现无线充电。

（3）"小 $i$ "也提供无线上网服务，它与互联网之间通过 　　来传递信息。

（4）"小 $i$ "每天需将 $1944\mathit{kg}$ 图书从借阅处分批搬回书架上，每次放回需将图书提高 $0.5m$ ，则每天搬书上书架做功 　　 $J$ ，若充电效率为 $90\%$ ，则每天应至少充电 　　 $h$ ． $(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$

（5）如图乙所示为"小 $i$ "承受图书重力的过载保护电路原理图，图中 $R$ 为压力传感器，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，通过的电流超过 $0.5A$ 时就触发电动机停止工作，放弃执行搬书指令，以免"小 $i$ "受损伤。因此为保护"小 $i$ "，电阻箱 $R_0$ 的阻值至少应为 　　 $\Omega$ ；"小 $i$ "长时间工作后，为减轻其最大负重，应将电阻箱 $R_0$ 的阻值适当 　　（增大 $/$ 减小）。

（6）图书馆管理人员发现，"小 $i$ "经过斜面时，爬坡打滑爬不上去，在不改变智能机器人硬件情况下，为了让"小 $i$ "能爬坡，可采用的方法是① 　　，② 　　。

图中a、b所示的是将相同的密度计分别放入两种不同液体中的情形，由图可知：两种液体的密度相比较：ρ_a      ρ_b．密度计在两种液体中受到浮力相比较：F_a      F_b（两空均填“＞”、“=”、“＜”）

物体A的体积是2×10^﹣3m³，将它放入水中，露出水面的体积是整个体积的四分之一，物体下表面距液面0.15m，如图所示．（g取10 N/kg）求：

（1）物体A所受的浮力是多少？
（2）物体A的密度是多大？
（3）物体下表面受到的液体压强有多大？
（4）在A上放一个多重的物体可以使A刚好全部浸入水中？

一个量筒中盛有水，水面刻度值是200 cm³，今将一质量是60g的物体投入量筒中后水面升高到250 cm³处，那么这个物体在量筒中的情况是（ ）

A．悬浮在水中	B．漂浮在水面
C．下沉到筒底上	D．下沉到筒底后又上浮

桌面上甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精，实心木球和实心铁球的体积相等，如图所示。水、酒精、木球和铁球的密度分别为ρ_水、ρ_酒精、ρ_木和ρ_铁。将木球放入水中、铁球放入酒精中，静止时木球和铁球所受浮力的大小分别为F₁和F₂。下列判断中正确的是(      )

A．若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁，则F1＞F2

B．若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁，则F1＜F2

C．若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁，则F1＝F2

D．若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁，则F1＜F2

如图所示，实心均匀正方体A，边长为10cm，重30N，底面积为250cm²的圆柱形容器内装有适量的水，若把物体A放入水中，静止时A对容器底部的压强与水对容器底部的压强相等，且水未溢出，则（ ）

A．A的密度为2×10^3kg/m^3

B．A放入水中静止时对容器底部的压力为10N

C．放入A后，水对容器底部的压强增大了400Pa

D．放入A后，水的深度为30cm

A、B是两个完全相同的物体，物体C与A、B体积相等，将它们放入同种液体中，静止时的状态如图所示．若它们所受的浮力大小分别为F_A、F_B、F_C，则（ ）

A．F_A＞F_B    B．F_A＜F_B    C．F_B＞F_C    D．F_B＜F_C

学习浮力知识后，小刚用一根粗细均匀的吸管自制了一支密度计．他在吸管的下端装入适量的钢珠后用蜡封住并使底部平整．做好后测出该密度计的总重力为0.24N，吸管底面积为3×10^﹣5m²，吸管总长为0.12m．

（1）如图所示是小刚将该密度计放入水中静止时的情形，A是他在吸管上标记的此时水面的位置．则密度计受到浮力是      N，你的判断理由是     
（2）若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1.1×10³kg/m³的盐水中，静止时密度计受到的浮力将会      （选填“变大”“不变”或“变小”），此时吸管上盐水液面的位置在A的      （选填“上方”或“下方”）．
（3）为了提高自制密度计的精确程度，可以采取的办法是       （写一种即可）．

将物重为5N的木块放进水里，木块有一半体积露出水面：
（1）求木块的体积
（2）若在木块上再放一个铁块，恰好使木块完全没入水中，而铁块刚好在水面上，求铁块的重力；
（3）若将（2）中的铁块挂在木块下面，试通过计算说明能否使木块全部没入水中？

如图所示，将一个物体挂在弹簧测力计下。当物体处在空气中时，弹簧测力计的示数为50牛；把物体浸没在足够深的水中，弹簧测力计的示数为30牛。求：

（1）物体受到的浮力是多少牛？
（2）物体的体积是多大？
（3）物体的密度是多少？

小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计．
（1）取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞人适量金属丝并用石蜡封口．塞入金属丝的目的是使吸管能____           ____ 在液体中．
（2）将吸管放到水中的情景如图 （a）所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如图 （b） 所示，浸入的长度为h．用ρ_液、ρ_水分别表示液体和水的密度，则ρ_液___     _ ρ_水 （＝／>／<），h与ρ_水、ρ_液，及H的关系式是h＝____________ 。
（3）小明根据图16（a）在吸管上标出1．0刻度线（单位g／cm³，下同），再利用上述关系式进行计算，标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线（图中未画出）．结果发现，1.1刻度线是在1.0 刻度线的_______ （上／下） 方。
（4）为检验刻度的误差，小明取来食用油，先用天平和量筒测量其密度，然后再用这个密度计测量．但操作时却出现了图 （c） 所示的情形，这让他很扫兴．难道实验就此终止了吗？根据经验或思考，在不更换食用油的情况下，你认为可以进行怎样的尝试：______                                         __。

为探究“浮在液面上的实心球体露出液面的体积与哪些因素有关”，某小组同学用甲、乙两种不同物质制成的若干实心球体，放入盛水量筒中进行实验，他们将测量及计算得到的有关数据记录在表中。

ρ乙＜ρ甲＜ρ水
实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8
物质	甲	乙
球体的体积（cm^3）	10	15	20	30	10	12	20	30
球体浸入水中的体积（cm^3）	8	12	16	24	5	6	10	15
球体露出水面的体积（cm^3）	2	3	4	6	5	6	10	15

（1）分析表格中的数据可知，浮在液面上的实心球体露出液面的体积与                 有关。
（2）若用甲物质制成体积为25厘米³的实心球体，当它浮在水面上时露出水面的体积应为       cm³。
（3）如图为一种自动贮水器的示意图，若图中的浮子是用乙物质制成的，如果换用甲物质制成相同体积的实心球体为浮子，贮水器中的最高水位         （选填“升高”或“降低”）

水平桌面上的大烧杯内装有水，轻轻放入一个小球后，从烧杯中溢出200g的水，则下列判断中正确的是  （    ）

A．水对烧杯底的压强一定增大

B．小球的质量可能小于200g

C．小球的体积一定等于200cm^3

D．小球所受浮力可能等于2N

一个不规则的实心物体，质量55g，放入装满纯水的烧杯中，沉入底部，排开0.5N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌，直到物体悬浮为止。求：
（1）物体在纯水中所受的浮力；
（2）物体的体积；
（3）物体悬浮时盐水的密度。