初中物理能量试题

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探索月球背面

2018年12月8日，我国嫦娥四号和巡视器（月球车）组合体发射升空，经历20多天的漫长旅程，终于在2019年1月3日着陆月球背面并成功分离。月球车首次近距离拍摄了月球背面照片，并通过卫星传回地面，月球车也因此被命名为“玉兔二号”。图1是“玉兔二号”在月球背面留下的第一道印迹。嫦娥四号探测器在月球背面成功着陆还是人类首次，踏出了全人类在月球背面的第一步。

人类从地球上直接观看月球，只能观测到一面，看不到月球背面。为什么总看不到月球背面呢？月球围绕地球公转的同时也在自转。万有引力定律告诉我们：地球和月球之间存在相互作用的引力，月球上离地球越远的位置，受到地球的引力越小。如果月球自转的周期与公转的周期不相等，月球上同一部分受到地球的引力就会发生变化，这导致月球不同岩石之间产生摩擦，逐渐减慢自转的速度，最终使得月球自转与绕地球公转的周期相同，因此总是同一面朝向地球。

（1）嫦娥四号需要的能量主要由太阳能电池板提供，太阳能电池板工作时是将　     　能转化为电能；

（2）物体在月球上所受“重力”是在地球上所受重力的六分之一，“玉兔二号”在地球上对地面的压强是其对月球表面压强的　     　倍（假设接触面积不变）。但是因月球表面较软，所以印迹较为明显（如图1）；

（3）如图2所示，如果 $A$和 $B$是月球上两块质量相同的岩石，它们受到地球的引力分别为 $F_A$和 $F_B$，那么 $F_A$　     　 $F_B$（填“大于”“小于”或“等于”）。

举世瞩目的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车，是集桥、岛、隧道于一体的跨海桥梁。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，若使用柴油机和滑轮组将高 $h=1m$的实心长方体 $A$从海底以 $0.1m/s$的速度匀速吊出海面；图乙是物体 $A$所受拉力 $F_1$随时间 $t$变化的图象。 $({\rho }_{海}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，不计摩擦、水的阻力及绳重）。求：

（1）物体 $A$的密度。

（2）当物体 $A$在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力。

（3）物体 $A$露出水面前，柴油机对绳的拉力 $F$做的功 $W$随时间 $t$的变化图象，如图丙，求此过程滑轮组的机械效率。

甜甜要制作一个电动航模，需要电动机作为动力源，她找来电吹风，研究了电吹风的工作原理。如图甲，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风，为了防止温度过高，用一个 $\mathit{PTC}$电阻 $R_0$与电阻为 $50\Omega$的电热丝 $R$串联， $R_0$的阻值随温度的变化如图乙所示，请回答下列问题：

（1） $\mathit{PTC}$电阻是由　       　材料制成的；电动机的工作原理是　               　。

（2）电吹风吹热风时，求电热丝的最大发热功率。

（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为 $1A$，工作 $20s$，电动机的机械效率为 $90\%$，求电动机线圈电阻。（不计机械摩擦损耗的能量）

如图是网红擦玻璃神器，质量为 $1\mathit{kg}$，其磁性强弱可调节，某时刻神器静止在竖直玻璃窗上，对玻璃的压力为 $100N$，所受摩擦力为　       　 $N$：减弱磁性，神器对玻璃的压力为 $30N$，其匀速下滑，所受摩擦力　       　（选填“变大”“变小”或“不变”）下滑过程中的能量转化是　         　。

小玲在探究水的沸腾实验中，用酒精灯给初温 ${20}^{°}\text{C}$，质量 $100g$的水加热 $7\mathit{min}$，共消耗了 $4\times {10}^{-3}\mathit{kg}$酒精，此过程是通过　         　的方式改变水的内能。若这些酒精完全燃烧放出热量的 $30\%$被水吸收（假设水质量保持不变），则水的末温为　         　 ${}^{°}\text{C}$；实验后小玲感叹到：“ $70\%$的热量都被浪费了，还污染环境 $!$”为提高加热效率，请提出一条建议　         　。 $(q_{\mathit{酒精}}=3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$，标准大气压环境）

2019年6月5日长征11号运载火箭，以“一箭七星”的方式将卫星送入预定轨道，填补了我国运载火箭海上发射的空白。下列说法，正确的是 $($　　 $)$

A．长征11号发射过程中，其动能转化为重力势能

B．地球同步卫星进入轨道后相对于地面是静止的

C．火箭加速升空时，气体对火箭的力大于火箭对气体的力

D．长征11号全长近 $21m$，重 $58t$，起飞推力为 $120t$

2019年4月23日内蒙古“主席杯”足球赛在锡林郭勒盟拉开帷幕。小旭对比赛中如图所示现象的解释，不正确的是 $($　　 $)$

A．足球在空中飞行的过程中，人对足球没有做功

B．足球飞在最高点时，若所受力全部消失，它将静止

C．球最终落回地面，说明力可以改变物体的运动状态

D．足球在地面滚动时速度越来越小，惯性的大小不变

一木块重 $480N$体积为 $0.08m^3$，用力 $F$将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。已知拉力 $F$做的功 $W$与木块沿斜面运动距离 $s$的关系如图乙所示。整个过程的额外功是 $320J$． $(g=10N/\mathit{kg})$

求：（1）木块的密度；

（2）拉力 $F$大小；

（3）斜面的机械效率。

如图所示现象或装置在工作时，机械能转化为内能的是 $($　　 $)$

A．　　　钻木取火B．加热试管中的水

C．电磁铁D．电炉子

圆柱形容器置于水平地面（容器重忽略不计），容器的底面积为 $0.2m^2$，内盛 $30\mathit{cm}$深的水。现将一个底面积 $400c{m}^2$、体积 $4000c{m}^3$均匀实心圆柱体放入其中。如图甲所示，物体漂浮在水面，其浸入水中的深度为 $5\mathit{cm}$；当再给物体施加一个竖直向下大小不变的力 $F$以后，物体最终恰好浸没于水中静止，如图乙所示。 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$则：

（1）物体受到的重力是多少？

（2）物体浸没水中静止时容器对地面的压强是多少？

（3）从物体漂浮水面到浸没水中静止的过程中压力 $F$做了多少功？

下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．音叉在真空中振动不会产生声音

B．倒车雷达是利用电磁波来探测车后障碍物的

C．滚摆在滚动过程中运动状态一定改变

D．热机和电动机在能量的转化方式上是相同的

圆柱形容器置于水平地面（容器重忽略不计），容器的底面积为 $0.2m^2$，内盛 $30\mathit{cm}$深的水。现将一个底面积 $400c{m}^2$、体积 $4000c{m}^3$均匀实心圆柱体放入其中。如图甲所示，物体漂浮在水面，其浸入水中的深度为 $5\mathit{cm}$；当再给物体施加一个竖直向下大小不变的力 $F$以后，物体最终恰好浸没于水中静止，如图乙所示。 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$则：

（1）物体受到的重力是多少？

（2）物体浸没水中静止时容器对地面的压强是多少？

（3）从物体漂浮水面到浸没水中静止的过程中压力 $F$做了多少功？

下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．音叉在真空中振动不会产生声音

B．倒车雷达是利用电磁波来探测车后障碍物的

C．滚摆在滚动过程中运动状态一定改变

D．热机和电动机在能量的转化方式上是相同的

油电混合动力汽车逐渐走进普通家庭，混动汽车搭载了传统的内燃机，高效的电动机、发电机和蓄电池组。行驶过程中内燃机提供动力，同时可为蓄电池充电，也可以由蓄电池和电动机提供动力。下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	油电混动汽车的工作效率可以达到 $100\%$
B．	发电机的工作原理是利用电流能产生磁场
C．	蓄电池组充电时实现了化学能转化为电能
D．	电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用

太阳帆的运用让电影《流浪地球》中飞船持续航行变成现实。研究发现 $1.25\times {10}^5{m}^2$ 的太阳帆正对太阳时，会受到太阳光的压力约为 $1N$ ，推动飞船前进，如图所示。推进阶段，飞船的太阳帆正对太阳的面积为 $5\times {10}^4{m}^2$ ，在1小时内前进 $100\mathit{km}$ ，下列分析正确的是 $($ 　　 $)$

A．	推进阶段，太阳帆飞船相对太阳是静止的
B．	推进阶段，太阳帆飞船的平均速度约为 $100m/s$
C．	太阳帆上受到太阳光的平均压强约为 $8\times {10}^{-6}$ $\mathit{Pa}$
D．	1小时内太阳光对飞船做的机械功约为 $1\times {10}^{5}J$