初中物理能量解答题

小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图甲所示。 $\mathit{ABO}$为一水平杠杆， $O$为支点， $\mathit{OA}:\mathit{OB}=5:1$，当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到 $6V$时，报警器 $R_0$开始发出报警信号。已知电路中电源电压为 $8V$， $R_0$的阻值恒为 $15\Omega$，压力传感器 $R$固定放置，其阻值随所受压力 $F$变化的关系如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试问：

（1）由图乙可知，压力传感器 $R$的阻值随压力 $F$的增大而　减小　；

（2）当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为多少？

（3）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？

（4）若电源电压略有降低，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，踏板触点 $B$应向　　（选填“左”或“右” $)$移动，并简要说明理由。

如图所示，工人用斜面向上、大小为 $500N$的推力，将重 $800N$的货物从 $A$点匀速推至 $B$点；再用 $100N$的水平推力使其沿水平台面匀速运动 $5s$，到达 $C$点。已知 $\mathit{AB}$长 $3m$， $\mathit{BC}$长 $1.2m$，距地面高 $1.5m$。试问：

（1）利用斜面搬运货物主要是为了　   　；

（2）货物在水平面上运动的速度为多少？

（3）水平推力做功的功率为多少？

（4）斜面的机械效率为多少？

下表示某型号电烤箱铭牌部分参数，其内部电路图如图所示， $R_1$和 $R_2$均为电阻丝，电烤箱在低温挡正常工作 $0.5h$所消耗的电能是　　 $\mathit{kW}·h$， $R_2$的阻值是　　 $\Omega$。

额定电压		$220V$
额定功率	高温挡	$1100W$
	低温挡	$440W$

在“探究电流与电阻的关系”的实验中，小强选用了 $4\Omega$、 $8\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$四个定值电阻，电源电压恒为 $3V$。

（1）请按图甲所示的电路图，将实物图乙连接完整。

（2）闭合开关接触时，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是　    　。

（3）排除电路故障后，闭合开关，移动滑片，当选用 $4\Omega$的电阻时，电流表示数如图丙所示，记为　　 $A$；以后每更换一个阻值更大的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动，使电压表的示数　　，同时记下对应的电流值。

（4）根据实验数据，小强做出了如图丁所示的 $I-R$图象，由于此图线为曲线，小强认为不便直观判断 $I$与 $R$的定量关系，于是对图象中的坐标进行了巧妙变换，从而直观判断出了 $I$与 $R$的关系。你认为小强的改进方法是：　　。

在测量小灯泡电功率的实验中。电源电压为 $4.5V$．小灯泡的额定电压为 $2.5V$，小灯泡正常发光时的电阻约为 $10\Omega$；

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，连线不得交叉。

（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，则故障原因可能是　　。

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片 $P$．记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图乙所示的 $I-U$关系图象，根据图象信息：

①可计算出小灯泡的额定功率是　　 $W$；

②小灯泡的实际功率随实际电压的增大而　　（填“增大”“减小”或“不变” $)$；

③发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要因素是　　。

如图是一台两栖履带起重机，它可以在陆地和水深不超过2.5米的滩涂路面行驶工作。

（1）起重机安装宽大履带的目的是减小起重机对地面的　　；

（2）当起重机吊起 $4.8\times {10}^{5}N$的货物时，货物匀速升高 $15m$用时 $40s$，若滑轮组的机械效率为 $75\%$，滑轮组上绳子自由端的拉力及拉力的功率各是多少？

图中虚线框内是一台灯旋钮开关的内部电路简图，通过它可控制台灯的通断和亮度。请将电路图连接完整，使其符合安全用电的原则。

如图是一款备受青年人喜爱的双轮电动平衡车，已知该车重 $200N$，设计的最大行驶速度为 $5m/s$。试问：

（1）该电动平衡车水平行驶时，电动机将　电　能转为　　能。

（2）体重为 $600N$的小强站在车上，轮胎与水平地面的总接触面积为 $40c{m}^2$，则车对地面的压强为多少？

（3）在水平路面上，当车以最大速度匀速行驶 $24\mathit{km}$时，所受阻力恒为 $25N$，则车行驶的时间和功率分别为多少？

如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上同一木块。

（1）本实验探究的是　　（木块 $/$小车 $/$斜面）的动能与　　的关系，实验中是通过观察　　来比较动能大小的；

（2）第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块　　；

（3）若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图乙所示，则此实验的结论是：　　。

小明在“探究电流与电压的关系”的实验中，所用电源电压恒为 $3V$。

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。

（2）闭合开关试触时，发现电流表有示数，电压表没有示数，产生此故障的原因可能是　　。

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$，当电压表示数为 $1.0V$时，电流表示数如图乙所示，记录电流值为　　 $A$：继续调节滑片 $P$，记录多组电压、电流值。根据实验数据，你如何判断出电流与电压成正比？请说出一种方法　　。

（4）实验结束后，小明还想知道所用滑动变阻器的最大阻值是否与铭牌标注一致，于是设计了如图丙所示的电路，请你将他的实验步骤补充完整，并将所测物理量用字母表示，已知定值电阻的阻值为 $R_0$。

①将滑动变阻器滑片 $P$移到最右端 $b$，记录此时电流表示数为 $I_1$；

②　　；

③滑动变阻器的最大阻值 $R_{\mathit{滑动}}=$　　。（用测出的物理量和已知量的字母表示）

在测定额定电压为“ $2.5V$”小灯泡电功率的分组实验中：

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。

（2）小明闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是　　。排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表数如图乙所示，则小灯泡额定功率为　　 $W$。

（3）小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率（如表），你认为这样处理数据是　　（合理 $/$不合理）的，理由：　　。

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	功率 $P/W$	平均功率 $\bar{P}/W$
①	2.0	0.26	0.52	0.69
②	2.5	0.28	0.70
②	2.8	0.30	0.84

（4）下列描述小灯泡功率 $P$随滑动变阻器阻值 $R$变化情况的图象中，正确的是　　

在“大力士”比赛中，需要把一质量 $m=400\mathit{kg}$，边长 $l=1m$，质量分布均匀的立方体，利用翻滚的方法沿直线移动一段距离，如图所示。 $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）立方体静止时对水平地面的压强；

（2）翻滚立方体时，使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力 $F$的大小；

（3）“大力士”用翻滚的方法使立方体沿直线移动了 $10m$，用时 $20s$，“大力士”克服立方体重力做功的功率。

小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。

（1）图甲是他们设计的电路图，图乙是他们测量电流时连接的实验电路，此时电流表测量的是　　（选填“ $A$”“ $B$”或“ $C$” $)$处的电流。

（2）请在图乙中移动一根导线，测量另外一处的电流。在移动的导线上画“ $\times$”，并用笔画线代替导线连接正确的电路。移动后电流表测量的是　　（选填“ $A$”“ $B$”或“ $C$” $)$处的电流。

（3）测出 $A$、 $B$、 $C$三处的电流如表所示，由此得出初步结论：　　（只写表达式）。小梅指出：为了得出更普遍的规律，应当进行多次实验。操作方法是：　　。

位置	$A$	$B$	$C$
电 流 $/A$	0.30	0.24	0.54

（4）小海利用原有的实验器材，添加一个开关，又设计了一个电路。利用这个电路，不用更换电流表的位置，就可直接测出 $A$、 $B$、 $C$三处的电流，同样可得出三处电流的关系。请在图丙中的虚线框中画出电路图。

小华和妈妈去超市购物，她们将 $17\mathit{kg}$物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度 $v$随时间 $t$变化的关系图象如图所示。已知小推车重 $130N$，所受阻力是总重的0.15倍。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）在 $0~10s$内，水平推力　　（大于 $/$小于 $/$等于）阻力，阻力大小为　　 $N$。

（2） $10~20s$内水平推力做了多少功？

（3） $10~20s$内水平推力的功率多大？

实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。

（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是　      　，钢球动能的大小是通过观察　　来判断的。

实验 次数	钢球 质量 $/g$	钢球下摆 高度 $/\mathit{cm}$	木块滑行 距离 $/\mathit{cm}$
1	20	20	20
2	40	20	58
3	60	20

（2）从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的　　相同，从而探究动能与　　的关系。

（3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用　　同学的建议。

（4）由上述实验数据和现象可得出结论：　　。