初中物理能量实验题

如图是一款用锂电池供电的平衡台灯，悬挂在中间的木质小球是它的“开关”使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光。以下为平衡台灯参数：

额定电压：5伏

额定功率：5瓦

光源类型： $\mathit{LED}$

锂电池输出电压：5伏

锂电池容量：4800毫安时

（注：以4800毫安的电流放电能工作1小时）

（1）若 $A$球内置的磁体下端为 $N$极，则 $B$球内置磁体上端为　　极；

（2）求平衡台灯正常发光时电路中的电流；

（3）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，充电效率为 $80\%$，则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间？

现代人的生活节奏越来越快，常用电压力锅煮食物，又快又省电，如图是电压力锅和它的工作电路图。其正常工作时电压为U＝220V，加热时只有R₁工作，保温时只有R₂工作。保温时的额定功率为40W，R₁＝48.4Ω，S₁为压力开关，当压强达到设定值时S₁会自动断开S₂为限时开关，可以设定保温时间。（当S₁闭合时，S₂断开。当S₁断开后，S₂可限时闭合或断开）求：

（1）当锅内气压为150kPa时，锅内气体对锅盖（假设受力面积为400cm²）的压力。

（2）保温电阻R₂的阻值。

（3）现用电压力锅煮食物，锅内的水和食物总质量是1.5kg，初温是30℃，加热到110℃时食物煮好，所用时间是5min，已知水和食物混合物的比热容c＝2.0×10³J/（kg•℃），则此次电压力锅煮食物的效率是多少？

某电热水壶及其铭牌如图所示，小明为了测量该电热水壶的实际功率和加热效率，进行了如下实验：

关掉家里所有用电器，将该电热水壶装满水，接通电热水壶，测得壶中水温度从25℃上升到35℃所用的时间为50s，同时观察到家中"220V10（40）A3200imp/kW•h"的电子式电能表的指示灯闪烁了80imp，水的比热容c＝4.2×10 ³J/（kg•℃）。请结合本次实验记录的数据，回答以下问题：

（1）除电子式电能表外，小明还需下列哪些器材完成上述两个测量 　     　（选填器材前面的序号）

①刻度尺②温度计③电压表④秒表⑤弹簧测力计

（2）若小明利用水升温吸热计算消耗的电能，计算出电热水壶的功率和实际功率相比 　    　（选填"偏大"、"偏小"或"相等"），主要原因是                                              　。

（3）电热水壶的实际功率是 　      　W。

（4）电热水壶的加热效率是 　       　。

投石机是古人应用杠杆原理及能量转化原理制造的武器，石块抛出的远近往往是克敌制胜的重要因素，那么，投石机抛出的石块运动的水平距离与哪些因素有关呢？

小光模仿投石机制作了如图所示的简易抛掷装置进行探究，木板A、B、C组成了一个支架，AB之间有一挡板，底座C上固定有几个挂钩，D是一根硬质抛掷杆，其左端固定一瓶盖，右端下方固定一挂钩，用弹性较强的橡皮筋固定在该挂钩上，橡皮筋拉伸后可分别与底座上的挂钩相连，将抛掷装置置于水平地面，小钢珠置于瓶盖内，压住抛掷杆并使之处于水平位置，松手后抛掷杆可绕固定轴转动，当抛掷杆碰撞到挡板时，瓶盖内的钢珠立即被抛出，（提示：挡板的作用是保证小钢珠每次抛出时高度相同；实验时人要避开小钢珠飞行方向，以免造成伤害）

小光依据实验装置对影响小钢珠运动水平距离的因素提出了以下猜想：

A．与橡皮筋拉伸的程度有关        B．与小钢珠的质量有关

；

若不考虑空气阻力及转轴处的摩擦，请你回答下列问题：

（1）被抛出的小钢珠能在空中继续运动是因为它具有　　，小钢珠落地后不会立即停下，为了准确找到小钢珠的落地点，你的办法是　　。（可根据需要添加器材）

（2）探究猜想A时，将橡皮筋的末端分别拉至挂钩1、2、3处，用同一小钢珠置于瓶盖内，每次均使抛掷杆处于水平位置后松手，比较发现橡皮筋连接挂钩1处，小钢珠运动的水平距离最远，由此可得：当小钢珠质量一定时，橡皮筋的拉伸程度　　，小钢珠运动的水平距离越远。

（3）探究猜想B时，橡皮筋末端始终拉至挂钩1处，将质量不同的小钢珠先后置于瓶盖内重复上述实验操作，发现：质量越小的钢珠运动的水平距离越远，老师说道：质量小的钢珠抛得远，是因为抛出时它的速度大，若不考虑杆的自重，请你从能量转化的角度解释，相同条件下质量小的钢珠抛出时速度大的原因。

（4）在不增加其他器材的前提下，利用该装置如何使同一个小钢珠抛得更远，请你写出两条可行办法。

阅读下文，回答文后问题：
如图展示了一个极具想象力的设想，其大意是：上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动；叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动；人利用打磨轮打磨工件，同时，运转的水泵又把流到下面水池水抽到上面的水池中…，只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使机器不停地工作。

（1）按要求填写表中空白

	物理现象（摘取原文）	物理知识
①		重力势能转化为动能
②	人们利用打磨轮打磨工件

（2）这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”。那么，这个装置真的能“永动”吗？为什么？

【2015年辽宁抚顺中考物理】2015年4月，西安发生一起交通事故，如图所示，一辆运载水泥管的大货车因急刹车，车头被后面的水泥管推到在地．

（1）急刹车时，水泥管为什么会继续向前运动？
（2）急刹车时，轮胎与地面摩擦后发热，此过程中能量是如何转化的？
（3）货车安装多个又宽又大的轮胎，这样设计的目的是什么？

【云南省昆明市2015年中考物理试题】木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：

燃料的质量/g	100	200	300	400
燃料完全燃烧放出的热量[	Q木柴／J	1.3×10^6	2.6×10^6	3.9×10^6	5.2×10^6
Q焦炭／J	3.0×10^6	6.0×10^6	9.0×10^6	12.0×10^6
Q木炭/J	3.4×10^6	6.8×10^6	10.2×10^6	13.6×10^6

（1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是____的；
对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越____。
（2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料 ，       和       的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为__  __，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
（3）完全燃烧0.01m³的天然气放出的热量是____  __ __J；如果这些热量完全用于加热水，可使__  ___kg的水温度升高10℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了__  ____  __（答一个即可）。[q_天然气=4.2×l0⁷J／m³， C_水=4.2×l0³J/（kg．℃）]
（4）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入____来描述，我们总是希望它的值越__  __越好。

小宇骑车时发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度。

⑴为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面的            （选填：“同一”或“不同”）高度处释放，比较小球在            （选填：“同一”或“不同”）粗糙面上滑行的路程。
⑵为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面上的            （选填：“同一”或“不同”）高度处释放；小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，物体将                      。
⑶在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W₁，小球克服木板的摩擦力做的功为W₂，则W₁            （选填：“大于”、“ 等于”或“ 小于”）W₂。
⑷为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，李斌同学设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为h_A、h_B的位置滚下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止。同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是：                            。

小宇骑车时发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度。

（1）为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面的          （选填：“同一”或“不同”）高度处释放，比较小球在        （选填：“同一”或“不同”）粗糙面上滑行的路程。
（2）为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面上的          （选填：“同一”或“不同”）高度处释放；小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，物体将                      。
（3）在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W₁，小球克服木板的摩擦力做的功为W₂，则W₁         （选填：“大于”、“ 等于”或“ 小于”）W₂。
（4）为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，李斌同学设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为h_A、h_B的位置滚下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止。同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是：                            。

阅读图文，回答问题。
这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置!仔细观察后回答：

（1）如图，装置中的两个配重重力不等，释放后大配重下降，小配重上升；通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度________（填变化情况），原因是：________________________，实现的能量转化是：________________________。
（2）科学家某次实验测得数据如下：小配重重力G_小＝100N，大配重重力G_大＝520N，每升降一次配重各自移动的距离h＝1m，热量计中水的质量m＝500g，升降次数与水温变化的关系为：

升降次数	1	2	3	4	5	6
温度变化／℃	0.2	0.39	0.59	0.78	0.98	1.18

通过分析数据，科学家得出了结论：在上述现象中能量是守恒的!请你帮他补出计算、判断过程（只需分析一次实验）：
（3）知道吗？这个著名物理学家叫焦耳!这个伟大的定律叫能量守恒!刚才你所经历的正是这个伟大工作的一个缩影。请就此谈一点你的感受。

1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温，另一个连接点放在火焰上加热，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，表明这时闭合电路中产生了电流。塞贝克把这种电流叫做“热电流”，把这种电路叫“热电偶电路”。

某研究小组的同学们按图所示的电路，模拟塞贝克实验，探究了决定“热电流”大小的因素，通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据：

两接点间的温差/℃	0	1	100	200	300	500	800	1000	1700
电路中的电流／A	0.000	0.001	0.064	0.142	0.229	0.417	0.731	0.956	1.781

（1）从表中数据可以发现，电路中的电流随两点间的温度差的增大而       ；而且电路中的电阻是           的；（选填“变化”或“不变化”）
（2）这样的热偶电路其实相当于一个电源，它的电能是由            能转化而来的；
（3）由热偶电路中电流随温度差的关系可以制成热电偶温度计，由上述数据可以判断，热电偶温度计与常用水银温度计相比，优点是：              ，缺点是：热电偶温度计所显示的刻度          （选填“均匀”或“不均匀”）。
（4）热电偶电路产生热电流的条件是                 、                    。

（1）某同学用如图装置测酒精的热值．加热前酒精灯的质量为m₁，加热一段时间后变为m₂；烧杯中水的质量为M，水的初温t₁，末温t₂，水的比热容用c表示．用以上符号表达该同学测酒精热值的计算式：  ．该同学测算发现，测量值比课本中的“标准值”小很多，请你写一条产生该误差的原因：                    ．

（2）有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁．同样的汽油（如97#）加在T型轿车内比加在L型轿车内热值  （填“更大”或“一样大”或“更小”）．

如图所示，在“探究使用斜面是否少做些功”的实验过程中，小丽同学所在的实验小组记录的数据如表所示．

测量次数	F/N	s/m	G/N	h/m	Fs/J	Gh/J
1	0.41	1.0	2	0.20	0.41	0.40
2	0.76	1.0	3	0.25	0.76	0.75
3	0.50	1.0	2	0.30	0.50	0.60

（1）小丽对数据的可靠性分析、评估时发表第  组数据记录有误．小丽做出这种判断的依据是             ．
（2）为了实验结果的准确可靠，必须沿斜面方向   拉动小车，并在拉动的过程中读出拉力的大小．假如不是沿着斜面方向拉动小车就会使测出的拉力    （选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（3）在前面探究的基础上，小丽等同学用木块替代小车进行实验，发现计算出来的“Fs”和“Gh”差距较大．请你解释这种现象？

某汽车公司组织了一次新车型节油大赛，比赛分两组：第一组使用A型车(排量1.6L)。第二组使用B型车（排量2.0L）。A、B型车外观和体积相同，属于同一产品系列。
（1）你认为下列哪些评价方式不可以作为比赛评价标准？   （填序号）
①消耗相同体积的汽油，比谁行驶的路程长；②行驶相同的路程，比谁消耗的汽油体积少；③行驶相同的路程，比谁用的时间短；④用“行驶的路程／消耗汽油的体积”的比值大小作比较。

（2）上表是三位车手的比赛成绩，第一组比赛中最节油的选手是   ．
（3）从本次比赛数据看，   （选填“A”或“B”）型车比较节油。
（4）近年来，政府鼓励小排量、限制大排量汽车有什么意义？答：   ．

小黄同学对市场上热卖的自发热内衣的宣传产生了质疑。他认为，能量不能凭空产生，如果内衣发热，其内能一定是通过其它能的转移或转化而来的。接着在查阅资料发现：发热内衣的原料是一种特殊纤维材料，当它吸收人体散发的水分时，纤维分子中的亲水基团与水分子结合，水分子的动能降低，同时转换为热能释放出来。为此小黄设计实验进行验证：将三块相同的标有发热字样内衣样品烘干后取出放到室内，并将三个测温探头放入三块样品的相同位置，室内温度保持20℃不变。由于室内空气湿度较大，内衣开始吸湿。经过半小时的数据记录发现，三块内衣样品的升温幅度最高不超过4℃，半小时平均升温值小于3℃。
请问：
（1）小黄选用三块相同的内衣样品做实验，其目的是_______________________。
（2）样品内衣增加的内能是_____________能转化而来的。
（3）为了进一步探究不同的纤维吸湿发热性能的高低，本实验将如何改进？
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