初中物理能源与可持续发展实验题

小敏同学想测出一个塑料实心球的密度，但是发现塑料球放入水中会漂在水上，无法测出它的体积。小敏设计了以下实验步骤：

A．用天平测出塑料球的质量，天平如图a所示。记录塑料球的质量为m 。

B．把适量水倒入量筒中，如图b所示，记录此时水的体积为Vb

C．用细线栓一个铁块放入水中，静止时如图c所示，记录此时量筒的示数为Vc

D．剪断细线，让铁块单独静止于水中如图d 所示，记录此时量筒示数为Vd

E.利用密度公式计算出结果。
根据上述实验过程，回答下列问题：
（1）试验中使用天平测出塑料球的质量m=    g ，塑料球体积V=         cm³，计算出塑料球的密度ρ=   kg/m³
（2）本实验如果没有天平，但是有弹簧测力计，那么应该修改步骤    ，请写出你的操作方法                                          。
（3）根据你修改的实验步骤，写出计算塑料球密度的表达式                

小明发现妈妈在腌制萝卜块时，新鲜的萝卜块在盐水中是漂浮的，浸泡几天后，原来漂浮的萝卜块又沉在了容器底．
他与几位同学对这一现象进行探究，提出如下猜想：
猜想1：可能是由于水的蒸发，盐水密度增大，导致萝卜块下沉；
猜想2：可能是浸泡几天后，萝卜块质量变大，导致萝卜块下沉；
猜想3：可能是浸泡几天后，萝卜块体积变小，导致萝卜块下沉．
经过一番讨论后，他们马上否定了猜想1，你认为他们否定的原因是　                                           　．
接着他们就猜想2和猜想3进行了如下实验操作．
①取三块新鲜的萝卜块，编上编号A、B、C，分别测出它们的质量和体积；
②配制一大杯盐水；
③将三块萝卜块放在盐水中，起初处于漂浮状态．几天后，发现萝卜块沉底后将其捞出擦干，分别测出其质量和体积，并记录实验数据如下表．

萝卜块编号	质量/g	体积/cm^3
放入盐水前	放入盐水后	放入盐水前	放入盐水后
A	63.6	58.2	54.8	48.5
B	47.3	42.5	42.2	35.4
C	79.3	69.8	70.8	58.2

请分析上表实验数据可知：
（1）猜想2是　  　（选填“正确”或“错误”）的．
（2）有同学认为猜想3是正确的，他认为萝卜块体积变小，浮力变小，导致萝卜块下沉．但也有同学认为这种分析错误的，理由是　          　．
（3）综合分析上表数据，导致萝卜块下沉的原因是　                                     　．

资料显示：牛奶中掺水量越多，牛奶密度越小。小丽想通过测定密度来比较二种牛奶品质的优劣，她自制了一个可测液体密度的“浮标”― 在竹筷子下面缠绕一些铁丝，如图甲所示。

(1)纯牛奶是________________ （选填“纯净物”或“混合物＂) ．
(2)分别将“浮标”浸人A 、B 两牛奶中，待静止后，筷子上与液面相平的位置分别标记为A 和B ，如图乙所示。比较标线A 和B 的上下位置，可知A 、B 牛奶的密度为ρ_A_______ρ_B，由此可知A 、B 牛奶品质的优劣。
(3)在实际测量过程中，发现“浮标”杆上的二条标记线靠得很近，为了更易区分，请你提出一条改进“浮标”的建议___________________________________。

亲爱的同学．请你运用所学物理知识解答下面的向题
(1)如图所示．在放大的测力计表盘中画出此时指针位置   

（2)如图所示，这是某地区的一种仪表表盘，它是     表，尝试将表盘读数填入方框中口口口口口

（3）许多基本仪器制作时都运用了转换的思路，将不易观测的量转换为易观测的量，请将表格填写完整。

仪器名称	工作原理	制作思路
温度计		将温度的高低转换为液柱的长度
电流表	通电导体在磁场中受到力的作用

(4)下面是两个旅行家在户外走散时的一段对话：
“叔叔!”我大声喊道
“什么事．我的孩子?”一会儿之后．他问。
“我想知道．我们俩之间的距离约有多远?”
“这很筒单”……
请你根据上面的对话设计一个简单的实验，能快速测出他们之间的大致距离
①实验所需的器材：          ；
②应测的物理量：         ；
③要知道他们之问的距离，还需用到的一个已知物理量：          ．

阅读短文，回答问题：

核能的利用
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）从能源的分类来看，核能是属于_______。（填“一次能源”或“二次能源”）
（2）发电机发电时是让线圈在__________中旋转而产生_____，这种现象在物理学中称之为              现象。
（3）核电站所需的核能是利用原子核      （填“裂变”或“聚变”）所产生的。该变化是       的。（填“可控”或“不可控”）
（4）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6×10⁶t的煤炭。则6×10⁶t的煤炭完全燃烧放出的热量是        J （煤炭的热值为3×10⁷J/kg）。
（5）核电站的核废料具有           性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带，同时如何在开发新能源，又注意环境的保护，是人类面临的一大课题．

能源技术的创新不断地推动人类社会的进步，但能源危机、环境污染和生态破坏又反过来制约人类社会的发展，作为一名现代社会的中学生，你会发现周围很多能量白白浪费了，例如海洋中的波浪具有的能量十分巨大，它能把几十吨重的石头推走，能使万吨巨轮颠簸摇晃．灾难性的波浪——海啸能把轮船冲上陆地，甚至能掀翻岸边的建筑物．经科学家估测，在1km²的海面上，海浪能的功率可高达2.0×10⁵kw．利用物理知识，可以将一些其它形式的能量转化为电能：
（1）请你为自己的家庭设计两个不需要消耗燃料的发电方式：          、        
（2）大海海面波浪起伏具有很大的机械能，请你设计一个实验将波浪所具有的机械能转化为电能给灯塔供电（提示：地磁场磁性太弱）．请回答下列问题：
A．这一设想依据的原理是：____________________
B．需要的器材：除导线、开关外，还需要两个关键器材：__________、________________
C．怎么实现你的设计，请写出具体的实验设计方案？                            

（1）如图刻度尺的分度值为   mm， 物体长度为    cm。

（2）如图甲和乙中温度计的读数分别为________℃、_______℃。

（1）如图所示停表的读数是：           s；

（2）某同学采用如图所示的方法测定硬币的直径，测得4个硬币的直径是：       cm
 
（3）右图是小红同学测量体温时的示数，她的体温是__________℃。常用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图乙所示，其正面呈圆弧形。进行计数时，若分别沿A、B方向观察，其中沿________方向观察易于读数。

假如你是环保小卫士，你会提出哪些合理的建议改善这种状况，还人类一片蓝天？（至少答2种）
（1）                                                             
（2）                                                             
人类大部分使用的是化石能源，如果有一天，化石能源消耗殆尽，将会用什么清洁的能源代替？（写2种）

能源技术的创新不断地推动人类社会的进步，但能源危急、环境污染和生态破坏又反过来制约人类社会的发展，作为一名现代社会的中学生，你会发现周围很多能量白白浪费了，利用学过的物理知识，将一些能量转化为电能：
(1)请你为自己的家庭设计不需要消耗燃料的一种发电方式：____________．
(2)大海海面波浪起伏，生活中的风也具有大量的机械能，你想过将这些机械能转化为电能给我们供电吗？请回答下列问题：
A．这一设想依据的原理是：________________________；
B．为探究上述原理需要的器材：除导线、开关外，还需要两个关键器材：________________、______________．

某同学在学习浮力的知识后，认为“体积相同的不同物体，浸在水中时所受浮力相同”。请利用身边的物品或实验器材设计一个实验，说明他的观点是错误的。写出实验步骤和实验现象。

如图所示，该刻度尺的分度值是_____ cm,物体的长度是        cm , 如图所示温度计读数甲___________  乙__________

  

（1）图中刻度尺的分度值是    mm.木块的长度是       cm。

（2）实验室里一些弹簧测力计在不受拉力时，它的指针已指在如图A所示处，此时示数为        N。

A       B
若用此弹簧测力计测量一木块的重力，如图B，所测得的结果将比实际值偏        （选填“大”或“小”），实际上木块的重力应为        N。

目前，核能在许多经济发达国家已经成为常规能源，它属于_______(选填“可再生”或“不可再生”) 能源。如图所示的反应堆内进行的是核___（选填“裂”“聚”）变。

海洋的表面积为地球表面的70%，约3.6×10⁸km²。海洋受太阳照射，把太阳能转化为热能，是最大的太阳能收集和贮存器。所以，海洋中蕴藏着巨大的热能。
海洋表层与深层的温度不同。在热带地区，表层与1000m深处海水的温差可达25℃。如果以上下两层不同温度的海水热源和冷源，就可利用它们的温度差发电。 
现代的海洋温差发电可用闭路循环的方式（如图所示）。闭路循环以氟里昂这种低沸点物质为工作介质（简称工质）。液态工质在蒸发器内吸收温海水的能量，沸腾汽化为几个大气压的蒸汽，蒸汽推动汽轮发电机发电，然后被抽上来的深层冷海水重新冷凝成液体，再泵回蒸发器循环使用。这种方式代表海洋温差发电的发展方向。世界上第一座海洋温差试验电站在夏威夷建成，发电功率为50kW。

（1）你认为海洋温差发电能量是如何转化的？
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（2）该发电系统以氟利昂为工作介质，你认为对环境有何影响？
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（3）你认为海洋温差发电的优点有哪些？（至少说出两点）
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