初中物理解答题

人类正面临能源危机，为了找到更节能的光源，科学家做了大量的实验，实验发现下表中的 $\mathit{LED}$灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同。请通过计算回答下列问题：

（1） $\mathit{LED}$灯正常发光时的电流是多大？

（2） $\mathit{LED}$灯正常发光时的电阻是多大？

（3）正常工作 $10h$，使用 $\mathit{LED}$灯比白炽灯要节约多少电能？

类型	$\mathit{LED}$灯	白炽灯
发光原理	二极管发光	钨丝高温发光
额定电压	24伏	220伏
响应时间	${10}^{-9}$秒	${10}^{-3}$秒
额定功率	12瓦	100瓦

在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中：

（1）如图甲，小明将一束激光射至 $P$点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将　　（向左移动 $/$向右移动 $/$不动），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向　　（会 $/$不会）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些　　。

（2）如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否　　。如图丙，他将光沿着 $\mathit{AO}$方向射向水面上的 $O$点，光在水中沿着 $\mathit{OB}$方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之　　（增大 $/$减小 $/$不变）。当光沿着 $\mathit{NO}$方向射入时会沿 $\mathit{ON}\text{'}$方向射出，此时折射角为　　度。

用图甲所示的实验装置做“观察水的沸腾”实验。

（1）按规范要求，调节铁圈2的高度时，　　（选填“需要”或“不需要” $)$点燃酒精灯。

（2）当水温升到 ${92}^{°}\text{C}$时，每隔 $0.5\mathit{min}$记录一次温度计的示数，部分数据记录如下表。分析数据可知：水的沸点是　　 ${}^{°}\text{C}$。

时间 $/\mathit{min}$	0	0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.5	$\dots$
水的温度 ${/}^{°}\text{C}$	92	93	94	95	96	97	98	98	98	98	$\dots$

（3）在其他条件不变的情况下，仅将水的质量减少，重复（2）的实验步骤，在图乙中大致画出“温度 $-$时间”的关系图像。

以下为“探究杠杆平衡条件”实验：

（1）如图甲，把杠杆放在支架上并置于水平桌面，静止时发现杠杆左低右高，为了使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向　　调节。

（2）如图乙，在已经调节好的杠杆左端 $A$处挂4个钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆右边离支点4格的 $B$处挂　　个相同的砝码。

（3）如图丙，在杠杆左边离支点4格的 $C$处，用弹簧测力计与水平方向成 $30°$角斜向上拉，也可使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计示数为　　 $N$（每个钩码重 $0.5N)$。

如图所示，泡沫块正在沿粗糙斜面缓慢下滑，现用吸管沿泡沫块上表面吹气。请判断吹气过程中它将继续下滑还是停止滑动？请写出判断理由。

实验室常用蜡烛完成乙图光学实验：

（1）图甲为小孔成像示意图，该现象可以用　　来解释。

（2）图乙为探究平面镜成像特点的实验装置，若蜡烛 $A$到玻璃板距离为 $10\mathit{cm}$，则蜡烛的像 $B$与蜡烛 $A$之间的距离为　　 $\mathit{cm}$；若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板，从蜡烛 $A$一侧观察玻璃板，　　（填“能”或“不能” $)$看到蜡烛所成的像。

（3）图丙为探究凸透镜成像规律的实验装置。当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时，可在光屏上得到清晰的像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到 $35\mathit{cm}$刻度线处，此时可将光屏向　　（选填“左”或“右” $)$移动适当距离能再次得到清晰的倒立、　　的实像；若不移动光屏，可在烛焰和透镜之间放置一个适当的　　透镜（选填“凸”或“凹” $)$也能在光屏上得到一个清晰的像。

某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机，设计了发热部分的两种电路，如图甲、乙所示。

（1）图甲中，当开关 $S$闭合、 $S_1$断开时， $R_1$和 $R_2$的连接方式是＿＿＿＿＿，此时处于＿＿＿＿＿挡工作状态。

（2）若选用图乙所示电路，电源电压为 $24$伏，想要实现发热电阻 $R_3$的电功率为 $120$瓦，则选用 $R_3$的阻值应为多少？

（3）按图乙电路制作的暖风机高温挡的总功率为 $200$瓦，在高温挡工作 $600$秒，暖风机所消耗的电能是多少？

2019年4月15日起，新的《电动自行车安全技术规范》正式实施。要求：最大速度 $⩽25\mathit{km}/h$，电动机输出功率 $⩽400W$，质检员小华对某款电动自行车进行测试，沿水平直路从 $A$出发骑行至 $D$结束，如图所示。测试情况如表格所示。

	$\mathit{AB}$	$\mathit{BC}$	$\mathit{CD}$
路程 $/\mathit{km}$	0.6	4.8	0.6
用时 $/h$	0.05	0.2	0.05
速度特点	逐步加速	以最大速度匀速行驶	逐步减速
阻力特点	越来越大	恒为 $60N$	越来越小

（1）测试过程中，小华看到路旁的树木向西，她是以　　（选填“自己”或“地面” $)$为参照物，此时她是向　　（选填“东”或“西” $)$骑行。

（2） $\mathit{BC}$段，电动自行车的速度为　　 $\mathit{km}/h$，　　（选填“符合”或“不符合” $)$新《规范）关于最大速度的要求。

（3） $\mathit{BC}$段，电动自行车的动力做功　　 $J$．电动机的输出功率为　　 $W$，　　（选填“符合”或“不符合” $)$新《规范》关于电动机输出功率的要求。

（4）从 $A$到 $D$全程，电动自行车的平均速度为　　 $\mathit{km}/h$。

小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器，替代燃烧木柴的加热方式，小明观测到某日铁皮桶装满水后，经过一天的太阳光照，水温从 ${20}^{°}\text{C}$升高到 ${60}^{°}\text{C}$．已知铁皮桶的容积为 $50L$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．问：

（1）当日桶内的水吸收的热量有多大？

（2）设用燃烧木柴加热，木柴完全燃烧释放热量的 $28\%$被桶内水吸收，则当日使用该太阳能热水器可节约多少木柴？ $\left(q_{\mathit{木柴}}=1.2\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$

如图所示为一拉杆旅行箱的示意图将其视为杠杆， $O$为支点， $B$为重心， $\mathit{BC}$为竖直方向， $A$为拉杆端点已知箱重为 $250N$， $\mathit{OA}$为 $120\mathit{cm}$， $\mathit{OC}$为 $24\mathit{cm}$。

（1）图中在 $A$点沿图示方向施加动力 $F$，箱子静止则动力 $F$的力臂为　　 $\mathit{cm}$，大小为　　 $N$。

（2）使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为　　 $N$。

（3）生活中，常把箱内较重物品靠近 $O$点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

铁板文蛤是南通的特色佳肴，由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成，在体积相同的条件下，餐馆会尽量选择热容量大的炊具。热容量的定义是：物体的温度升高（或降低） $1^{°}\text{C}$吸收（或放出）的热量。查阅资料知道：物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关，由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想：

猜想1：物体的质量越大则物体的热容量越大；

猜想2：物质的比热容越大则物体的热容量越大。

同学们先用图甲所示装置，将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中，将水加热至沸腾，用温度计测出水的温度，示数如图乙；将四个金属块同时从水中取出，快速放入四个相同的保温杯中，杯中盛有质量和初温（约 ${20}^{°}\text{C})$均相同的水，过一段时间后分别测出保温杯内水的末温，收集记录的数据如下表。

金属块	质量 $m/g$	比热容 $c/J{\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)}^{-1}$	末温 ${(}^{°}\text{C})$
铅	565	$0.13\times {10}^3$	34.3
铜	445	$0.39\times {10}^3$	47.2
铁	395	$0.46\times {10}^3$	48.1
铝	135	$0.88\times {10}^3$	40.9

（1）安装装置时应先固定线夹　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$；图乙温度计示数为　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）由表中数据可知：若金属块放出的热量完全被水吸收，则吸收热量最多的是放入了金属　　的杯中的水；热容量最大的是　　金属块。

（3）分析数据可判断：猜想1、猜想2都是　　的。请选择猜想1或猜想2，说出你对该猜想作出上述判断的理由：　　。

（4）请用热容量这个物理量，给比热容下定义：　　。

如图所示，水平地面上放置一个底面积为 $0.03m^2$薄壁圆柱形容器，容器侧面靠近底部有一控制出水的阀门 $K$。边长为0.1m的正方体木块A体积的 $\frac{9}{10}$浸入水中，下方用细线 $T_2$系有重为3N的合金球B，B的体积是A体积的0.1倍。木块A上方的悬线 $T_1$能承受的最大拉力为5N，此时悬线 $T_1$处于松弛状态。（容器内的水足够深，不计细线的体积和质量， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，g取 $10N/\mathit{kg}$）求：

（1）木块A受到的浮力大小；

（2）细线 $T_2$对合金球B的拉力大小；

（3）打开阀门 $K$使水缓慢流出，当悬线 $T_1$断裂的一瞬间关闭阀门 $K$，此时木块A排开水的体积为多少？

（4）若在悬线 $T_1$断裂的一瞬间关闭阀门 $K$同时剪断细线 $T_2$，待木块A再次静止漂浮时，与悬线 $T_1$断裂的瞬间相比，容器底受到水的压强改变了多少？

排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。

（1）解释整个过程中能量是否守恒。

（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，速度 $v$与形变大小△ $V$之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。

在其他条件相同的情况下，电阻较小的导体，其材料的导电性能较强。如图所示的电路中， $R_1$是甲种材料制成的电阻丝， $R_2$是乙种材料制成的电阻丝，它们的横截面积相同，长度分别为 $L_1$、 $L_2$且 $L_1>L_2$．闭合开关 $S$后，观察到电流表 $A_1$的示数 $I_1$大于电流表 $A_2$的示数 $I_2$．请分析并判断甲、乙两种材料导电性能的强弱。

如图甲所示，是一则公益广告，浓浓的孝心透着社会主义核心价值观。小明的爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图乙（甲部分）所示，电热足浴器某次正常工作时控制面板显示如图乙（乙部分）所示，求：

（1）此时足浴器的工作电流。（计算结果保留一位小数）

（2）足浴器装入最大容量初温为 ${22}^{°}\text{C}$的水，当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量。

（3）上述加热过程耗时 $16\mathit{min}$，该足浴器的热电效率。