初中物理能量综合题

(10分)阅读短文，回答问题．
空气能热水器
空气能热水器是吸收空气的热量来制造热水的装置．
空气能热水器主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成，其中，毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等构成密闭系统，制冷剂在该密闭系统内循环，如图所示．其工作过程如下：

液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器内迅速汽化．制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器．在冷凝器中，高温高压的蒸气将热量传递给冷水并发生液化．制冷剂依此不断循环流动，使储水箱中水的温度不断上升．空气能热水器有一个很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热量（Q）与空气能热水器消耗的能量（W）的比值．
下表是某品牌空气能热水器正常工作时的参数．

消耗功率／w	进水温度／℃	出水温度／℃	能效比
840	20	54	3.4

 
（1）制冷剂在   中液化．
（2）在循环过程中，制冷剂流经下列部件时从空气中吸收热量是   ．
A．毛细管         B．冷凝器        C．压缩机           D．蒸发器
（3）水箱中的水温升高，其内能                  ．
（4）制冷剂在循环过程中，其内能的增加的方式是               ．
A．只有做功
B．只有热传递
C．既有做功，又有热传递
D．既不是做功，又不是热传递
（5）该品牌空气能热水器正常工作1h可产生                 kg的热水．[c_水=4.2×10³J/(kg·℃)]

我们可以用如图所示的电路测量未知电阻R_X的阻值，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为10V时，电流表的示数为0.2A。计算R_X的阻值；用这种方案测出的未知电阻数值比实际值偏大还是偏小？说明理由。

【辽宁省阜新市2015年初中毕业生学业考试】下表是小明做“测量滑轮组的机械效率”实验时收集的有关数据：

实验序号	动滑轮重G动/N	物重 G/N	钩码上升的高度h/m	拉力 F/N	拉力作用点移动的距离s/m	有用功W有/J	总功W总/J	滑轮组的机械 效率η
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	★	0.21	47.6%
2	0.5	2	0.1	1.1	0.3	0.2		60.7%
3	0.5	4	0.1	2	0.3	0.4	0.6	◆

（1）请你将表格中的数据补充完整：★=            ；=             ；◆=               。
（2）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。

（3）用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重越大，滑轮组的机械效率越________（选填“高”或“低”）。
（4）第一次实验中，提升钩码所用的时间为1.5s，则拉力的功率是             W。

如图所示，两灯泡L₁、L₂在盒内的连接方式未知，电源电压为6V。开关闭合后两灯均发光，电流表的读数为0.90A；若把L₁取下，L₂仍发光，电流表读数变为0.30A。

（1）L₁和L₂是并联还是串联的？ 请在方框内画出相对应的电路图。
（2）取下L₁之前，通过L₁的电流是多少mA？

演绎式探究 $---$探究点电荷的电场强度

如果带电体间的距离比它们的大小大得多，这样的带电体可以看成是点电荷。

（1）实验发现，带电量分别为 $q_1$、 $q_2$的两个点电荷距离为 $r$时，它们之间的作用力 $F=k\frac{q_1{q}_2}{r^2}$，其中 $k$为常量，当 $q_1$和 $r$一定时， $F$与 $q_2$之间的关系图象可以用图甲中的图线　　来表示。

（2）磁体周围存在磁场，同样，电荷周围也存在磁场。电场对放入其中的电荷产生电场力的作用。点电荷 $q_1$和 $q_2$之间的作用力实际是 $q_1$（或 $q_2)$的电场对 $q_2$（或 $q_1)$的电场力。物理学中规定：放入电场中某一点的电荷受到的电场力 $F$跟它的电量 $q$的比值，叫做该点的电场强度，用 $E$表示，则 $E=$　　。

如图乙所示，在距离点电荷 $Q$为 $r$的 $A$点放一个点电荷 $q$，则点电荷 $q$受到的电场力 $F=$　　，点电荷 $Q$在 $A$点产生的电场强度 $E_A=$　　。

（3）如果两个点电荷同时存在，它们的电场会相互叠加，形成合电场。

如图丙所示，两个互成角度的电场强度 $E_1$和 $E_2$，它们合成后的电场强度 $E$用平行四边形的对角线表示。如图丁所示，两个点电荷 $Q$分别放在 $A$、 $B$两点，它们在 $C$点产生的合电场强度为 $E_{合}$．请推导证明： $E_{合}=\sqrt{2}\frac{\mathit{kQ}}{r{}^2}$。

某实验小组猜想水吸收的热量与水的质量和升高的温度有关，在探究“水吸收的热量与水的质量是否有关”的实验中，所用的实验器材有托盘天平、秒表各一个，相同规格的电加热器、温度计、烧杯和铁架台各三个，足量的水。

（1）请设计记录实验数据的表格，表中要有必要的信息涉及的物理量用字母表示即可。

（2）实验台上三个温度计的示数均相等如图所示，示数为　     　 ${}^{°}\text{C}$。

（3）制订好实验计划后，小组内同学按自己的预设，使用相同的实验器材先后实验，进行实验和收集证据后发现：甲、乙两位同学预设的水的质量和升高的温度都相同，只是甲同学实验的水温从 ${30}^{°}\text{C}$升高到 ${40}^{°}\text{C}$，乙同学实验的水温从 ${40}^{°}\text{C}$升高到 ${50}^{°}\text{C}$，但乙同学所用加热时间总是比甲同学多。他们分析后认为，乙同学在加热过程中，水散失的热量比较多。请说出他们做出该分析的两点理由：

①　                   　；②　                 　。

【2015年内蒙古巴彦淖尔市中考物理】某物理兴趣小组在“测量小车的平均速度”的实验中设计了如图所示的实验装置，小车从带刻度（分度值1mm）的斜面顶端由静止下滑：

（1）读出小车从A运动到C经过的路程S_AC=          cm。
（2）若小车从A运动到C所用的时间为3秒，则小车经过AC的平均速度V_AC=     cm/s （结果保留一位小数）。
（3）实验中为了方便计时，应使斜面坡度较               （选填“大”或“小”）。
（4）小车从斜面顶端滑到底端的过程中，其能量转化情况是                    （不计摩擦）。

（1）如图所示秒表所示时间为            s 。

（2）用图所示的刻度尺测量物体的长度，该刻度尺的分度值是        ，物体的长度是         cm 。

（3）图所示是实验室常用的一种温度计，它是根据液体的                规律制成的，此时它指示的温度是          ℃。

（4）一物体做匀速直线运动，其运动的路程—时间图像如图7甲所示，根据图甲图像在图乙中画出其运动的速度—时间图像。

甲                           乙

【江苏省南京市2015年初中毕业生学业考试】如图所示是某大厦安装的观光电梯．

(1）为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的            性．
(2）小明站在上升的电梯里，以电梯为参照物，他看到电梯外楼房墙面 上的广告牌是            的．
(3）电梯匀速上升过程中，小明的重力势能              ，动能                ．若小明受到的重力为G，电梯对小明的支持力为F₁，小明对电梯的压力为F₂，则F₁和                是一对平衡力．

在测某同学沿直线跑步时前40m的平均速度时，所给的器材有：米尺、皮尺、天平、量筒、秒表
（1）本实验所用到的实验器材是______和_______。从起跑计时，4位计时员记录了此同学跑步通过10m、20m、30m、40m处的时间，如下表

计时员位置	10m处	20m处	30m处	40m处
时间（ｓ）	8	15	24	30

根据上面的数据：
（2）从10m处到30m处，此同学跑步的平均速度是         m/s；
（3）此同学_______（填“是”或“不是”）匀速直线运动。

阅读下列短文，回答问题。

热敏电阻温度计

热敏电阻是用半导体材料制成的电阻，其阻值随温度的变化而变化，如图甲所示为某型号热敏电阻的实物图，阻值随温度升高而变小的，称为负温度系数热敏电阻：阻值随温度升高而变大的，称为正温度系数热敏电阻，利用热敏电阻的特性做成的温度计，叫做热敏电阻温度计。

如图乙所示为热敏电阻 $R_1$ 的阻值随温度 $t$ 变化的图象（为方便计算，已将图线作了近似处理）。图丙是用 $R_1$ 做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图，其中电源电压可在 $0.60V~1.20V$ 之间调节， $R_2$ 为定值电阻，阻值为 $100\Omega$ ．该电路工作原理是：当保持通过 $R_1$ 的电流不变时， $R_1$ 两端的电压随电阻均匀变化（即随温度均匀变化），故只需将电压表 $V_1$ 表盘的刻度改成相应的温度刻度，就可以直接从 $V_1$ 表盘上读出温度值。测量时，将 $R_1$ 放入待测温度处，闭合开关，调节电源电压，使 $V_2$ 表的示数保持 $0.20V$ 不变（即电路中的电流保持 $2\mathit{mA}$ 不变），再从 $V_1$ 表盘上读出待测温度 $t$ 。

（1）热敏电阻 $R_1$ 是 　 　（选填"正"或"负" $)$ 温度系数热敏电阻。在标准大气压下，将 $R_1$ 放入冰水混合物中时， $R_1$ 的阻值是 　　 $\Omega$ 。

（2）测温时，保持 $R_2$ 两端电压为 $0.20V$ ， $R_1$ 两端的电压随温度升高而 　　（选填"变大""变小"或"不变" $)$ 。

（3）某次测温时， $V_1$ 表盘上显示的温度是 ${20}^{°}\text{C}$ ，此时电源电压为 　　 $V$ 。

（4）该热敏电阻温度计测量温度的范围为 　　 ${}^{°}\text{C}$ 。

2014年5月17日，国外媒体报道了我国最先进的“翼龙”无人机出口沙特的消息，引起了人们对中国无人机的关注。翼龙无人机机身质量1.1吨，翼展14米，机长9米，最大升空高度5300米(16400英尺)，其他参数如表格所示。

飞行速度	280千/时
正常巡航速度	160千/时
续航时间	20小时
续航航程	4000千
载荷量	200千克
载燃油量	300千克

 
（1）翼龙无人机头部设计成流线型，且表面复合材料极其光滑，目的是                       。
（2）翼龙无人机满载燃油，并以最大载荷量停在水平跑道上蓄势待发，此时无人机轮胎与地面接触的总面积为0.04米²。无人机对水平跑道的压强多大?
（3）翼龙无人机若以正常巡航速度从某机场飞往相距2000千米的目的地执行任务，需飞行多少小时？(g取10N/Kg)

某次上课前，老师在黑板上用蘸过酒精的棉球写了一个清晰的字，过了一会，字不见了，同学们闻到了一股酒精的气味。
（1）针对以上这些现象，你能提出哪些问题？
（2）思考你提出的问题，你对组成物质的分子有什么新的想法？写出你的猜想。
（3）你能找到生活中的一些实例支持你的猜想吗？

利用如图所示的电路可测量未知电阻R_x的阻值，其中R为已知电阻，

（1）请将电压表连入电路，使电路完整；
（2）当开关S₁，S₂闭合后，电压表示数U₁=6V，当开关S₁闭合，S₂断开时，电压表示数U₂=4V，已知R=10Ω，求R_x．

如图中，容器内分别装有水和盐水，在液面上浮着一块冰，问：（1）冰在水中熔化后，水面如何变化?（2）冰在盐水中熔化后，液面如何变化?
 
（a）    （b）