初中物理能源与可持续发展试题

一个球分别放在A和B两种液体中，静止时的情形如右图所示，下列说法正确的是

A．球在A液体中受到的浮力较大

B．球在B液体中受到的浮力较大

C．A液体的密度大

D．B液体的密度大

下列关于原子结构的说法中正确的是

A．原子内的粒子分布是均匀的

B．原子结构与太阳系相似，电子绕着原子核运动，就像地球绕着太阳运动一样

C．电子是原子的组成部分，电子在原子内是静止不动的

D．原子核由电子、质子和中子组成

6月1日晚，“东方之星”客船翻沉事件不幸发生后，岳阳迅速行动，多部门积极参与搜援。参与搜救的某型号冲锋舟质量为180kg。

（1）求该冲锋舟受到的重力大小；
（2）该冲锋舟在水平地面时，与地面的接触面积为2m²，求它对水平地面的压强；
（3）该冲锋舟的排水量是1.2t，表示它满载时冲锋舟排开水的质量是1.2×10³kg，求该冲锋舟满载时受到的浮力大小。

2015年3月，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图所示）开始首次环球飞行，途径我国重庆和南京两个城市，此行的重要目的是传播新能源概念。
（1）该飞机白天飞行时，利用高效太阳能电池版将电磁能（太阳能）转化为____________能；夜间飞行时，利用其超轻薄离子电池储备的____________能转化为电能，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油。
（2）该机从重庆飞往南京的航程约为1260千米，用时17.5小时。则它的飞行速度为多少千米/小时？
（3）为降低飞行时的能量消耗，该机选用新型轻质材料，取面积为1平方米，厚度为1毫米的新型材料，测得其质量为250克，则该材料的密度为多少？
（4）该机计划从南京起飞后直飞美国夏威夷，是此次环球航行中最具挑战性的一段航程，飞行时间长达120小时，飞行过程中依靠平均功率为10千瓦的电动机提供动力，其消耗的能源全部由电池板吸收的太阳能提供，则此段航行中至少需要吸收多少太阳能？（太阳能电池板的转化功率约为30%）

小敏同学想测出一个塑料实心球的密度，但是发现塑料球放入水中会漂在水上，无法测出它的体积。小敏设计了以下实验步骤：

A．用天平测出塑料球的质量，天平如图a所示。记录塑料球的质量为m 。

B．把适量水倒入量筒中，如图b所示，记录此时水的体积为Vb

C．用细线栓一个铁块放入水中，静止时如图c所示，记录此时量筒的示数为Vc

D．剪断细线，让铁块单独静止于水中如图d 所示，记录此时量筒示数为Vd

E.利用密度公式计算出结果。
根据上述实验过程，回答下列问题：
（1）试验中使用天平测出塑料球的质量m=    g ，塑料球体积V=         cm³，计算出塑料球的密度ρ=   kg/m³
（2）本实验如果没有天平，但是有弹簧测力计，那么应该修改步骤    ，请写出你的操作方法                                          。
（3）根据你修改的实验步骤，写出计算塑料球密度的表达式                

有两个相同圆柱形容器放在水平桌面上，内盛相等质量的盐水，将同一鸡蛋分别放入其中，待鸡蛋静止时如图所示。鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为F₁和F₂，容底部对水平桌面的压强分别为p₁和p₂，则（        ）

A．F1 > F2 p1 > p2	B．F1 = F2 p1 > p2
C．F1< F2 p1 =p2	D．F1 = F2 p1 = p2

如图所示，一冰块放入烧杯中，对杯底的压强为P₁；当一部分冰熔化成水时，冰块对杯底仍有压力，此时水对杯底的压强为P₂；冰块继续熔化，当冰块漂浮在水面上时，水对杯底的压强为P₃。则P₁       P₃，P₂       P₃。

理想实验是科学研究中的一种重要方法，它是将实验条件、过程在思维中以理想化的方式表现出来，如为了研究轻重不同的物体咋真空中的下落快慢，科学家曾做过下面的理想实验．
将大小相同的金、铅、木三个实心小球，分别同时放入三种密度不同的介质中（ρ_介质1＞ρ_介质2＞ρ_介质3），观察比较三个小球下落的快慢，如图所示．

试回答下列问题：
（1）“下落的快慢”可以通过比较三个实心小球在同种介质的同一高度，由静止同时释放，下落到相同位置时所需的        得出．
（2）在上述实验中，三个小球下落快慢的差异由大到小的介质依次是                ．
（3）进一步推理可得，当三个小球在真空时，它们下落快慢的差异将            ．

阅读《探海神器——“蛟龙”号》，回答题。
探海神器——“蛟龙”号
2012年6月24日是个伟大的日子！“蛟龙”号载人潜水器深潜7020米新纪录诞生，“神舟九号”宇宙飞船与“天宫一号”手动交会对接成功，“蛟龙”与“神九”互致祝福，进行了穿越海天的对话，实现了“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”的伟大梦想！

目前，“蛟龙”号具备了在全球99.8%的海洋深处开展科学研究、资源勘探的能力。“蛟龙”号的形状外观如图所示，部分参数见下方表格。

“蛟龙”号部分参数
长宽高	8.2米3.0 米 3.4米
自身质量	22吨
最大荷载	240公斤
载人	限3人
最大速度	25海里/小时
巡航速度	1海里/小时
最大工作设计深度	7000米
正常在水下工作时间	12小时

这次深潜纪录的创造反映了“蛟龙”号高端技术的创新与突破。
新技术突破——高速水声通信技术
电磁波在海水中传播的距离很有限，而普通水声传输又有延时长、复杂环境中有效提取信号难等严重缺陷，“蛟龙”号潜入深海数千米，如何实现实时通讯是个重要难题。中国科学院研发了具有世界先进水平的高速水声通信技术——利用通信声呐进行水下通信联络，成功解决了这一难题。通信声呐是由发射基阵和接收基阵组成，基阵又由换能器基元组成。换能器一般用压电陶瓷材料制成，可将发射机产生的电信号转换为声信号，也可以将接收机接收的声信号转换为电信号。此次“蛟龙”与“神九”成功实现穿越海天对话，高速水声通信技术功不可没。
新技术突破二——大容量充油银锌蓄电池
“蛟龙”号搭载的是我国自主研发的、储存电能超过110千瓦时的大容量充油银锌蓄电池，该电池的蓄电能力为美国同类潜水器蓄电池的2倍，成功解决了“蛟龙”号正常水下工作时间长，但又不能携带太重蓄电池的困难。
新技术突破三——悬停定位和自动航行
由于不同海域、不同深度的海水密度不同，“蛟龙”号在水中受到的浮力是变化的。按潜航员叶聪的说法，“这次7000米级海试的试验海域，根据测量，海面海水的密度是每立方米1021公斤，而7000米深的海水密度变成每立方米1059公斤。‘蛟龙’号自重22吨，算下来在7000米深度时受到的浮力大概比在海面时要大800多公斤力”（公斤力是工程中常用的力的单位，1公斤力大约等于10牛）。
浮力的变化要靠压载铁来平衡，所谓“压载铁”，就是给“蛟龙”号增加重量的铁块。“蛟龙”号海试团队用周密的数学模型，能根据在不同海域测得的海水温度、盐度和深度等参数精确地计算下潜时所需要的“压载铁”重量。
“蛟龙”号挂好所需压载铁，注水下潜，当下潜至预定深度时，“蛟龙”号能克服自身晃动、海底洋流等内外干扰，通过适时抛掉一定数量的压载铁，利用相关技术实现悬停。此外，“蛟龙”号还具备自动定向、定高、定深三大功能，能够在复杂环境中自动航行，在已公开的消息中，尚未有国外深潜器具备类似功能．当完成工作后，潜航员再抛掉适量的压载铁，实现上浮，可见，无论是下潜，悬停，还是上浮，压载铁的作用都是巨大的。
“祝愿中国载人深潜事业取得新的更大成就！祝愿我们的祖国繁荣昌盛！”，“神九”航天员景海鹏在太空向“蛟龙”号的祝贺，送出了全体中华儿女的心声！
⑴换能器可实现         信号与         信号的相互转换．
⑵潜艇下潜深度一般是几百米，而“蛟龙”号下潜深度一般是几千米，“蛟龙”号在深海中必须通过抛掉压载铁实现上浮，而不是像潜艇那样采用排水的方法实现上浮，请写出可能的原因及你的理由：       。
(3)请估算“蛟龙”号的体积大小，并写出估算过程。

我国资源勘探返回式卫星是一个边长为1m的封闭式正方体，其总质量为2.0×103㎏．回收时，该卫星落回10m深的预定水域底部水平位置，假设用如图所示的打捞船上的装置匀速吊起，从卫星的上表面露出水面到下表面刚好离开水面的过程中，卫星受到的浮力是变化的，我们可以用一个恒力来代替，这个恒力的大小等于卫星受到的最大浮力的1/2，不计绳重和绳在水中受到的浮力，以及绳与滑轮间的摩擦．求：

（1）起吊之前，卫星上表面受到水的压强；
（2）将卫星匀速吊起后在上表面未露出水面之前，作用在钢绳上A点的水平拉力；
（3）将卫星从水底打捞至下表面刚好离开水面的过程中，作用在A点的水平拉力做了多少功？

如图所示，水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯，分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中，鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态，在乙烧杯中处于漂浮状态．下列判断正确的是（     ）

A．甲杯中盐水密度为ρ甲，乙杯中盐水密度为ρ乙，则ρ甲＞ρ乙

B．鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F浮和F浮′，则F浮＞F浮′

C．放入鸡蛋后，甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙，则F甲＞F乙

D．放入鸡蛋后，甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为P甲和P乙,则P甲=P乙

如图所示，一个重30N、体积为0.002m³的物体用绳子悬挂着，现将物体完全浸没在烧杯的水中，下列说法不正确的是（    ）

A．这时物体受到的浮力是20N

B．如果此时静止，绳子受到的拉力为10N

C．物体浸没水中后继续下沉的过程中，水对杯底的压强变大

D．释放绳子后，物体将下沉

为了测出普通玻璃的密度，小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶、一个量筒和适量的水，做了如下的实验：

（1）在量筒内倒入40cm³的水（如图甲所示）；
（2）让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上（如图乙所示），此时水面与80cm³刻度线相平；
（3）让小瓶口朝上沉没在水中（如图丙所示），这时水面与60cm³刻度线相平．
根据以上测出的数据可知：小瓶漂浮在水面时，它排开水的体积是      cm³；小瓶的质量是    g；制造小瓶的玻璃的体积是    cm³；制造小瓶的玻璃的密度是_______kg/ cm³。

阅读短文，回答问题：

白光 $\mathit{LED}$灯

目前，常用的白光 $\mathit{LED}$以蓝光 $\mathit{LED}$为芯片，其上涂有黄色荧光粉，通电后， $\mathit{LED}$芯片发出蓝光，其中一部分照射到荧光粉上，荧光粉发出波长比蓝光长的黄光，该黄光与另一部分蓝光混合射出，人眼便感觉到白光，生活中常用的白光 $\mathit{LED}$灯是将多个白光 $\mathit{LED}$连接而成的。

实验表明，白光 $\mathit{LED}$的发光强度与其通过电流的占空比成正比。通常通过 $\mathit{LED}$的电流随时间变化的规律如图1所示，电流的占空比 $D=\frac{t_0}{T}$，在电流周期 $T$小于人眼视觉暂留时间（约 $0.1s)$的情形下，人眼便感觉不到灯的闪烁。

人眼对亮度的感觉（即“视觉亮度” $)$与 $\mathit{LED}$发光强度变化并不一致，当光强度均匀增大时，视觉亮度并非均匀增加。弱光时，光强增大一倍，视觉亮度的增加多于一倍；强光时，光强增大一倍，视觉亮度的增加不足一倍。

生活中，白光 $\mathit{LED}$调光台灯的电流设置了恰当的占空比变化规律，使视觉亮度均匀变化。

（1）文中所述人眼感觉到的白光是由　　混合而成的。

（2）文中所述白光 $\mathit{LED}$发出的两种色光　　。

$A$．均由荧光粉产生

$B$．均由 $\mathit{LED}$芯片产生

$C$．波长短的由 $\mathit{LED}$芯片产生，波长长的由荧光粉产生

$D$．波长短的由荧光粉产生，波长长的由 $\mathit{LED}$芯片产生

（3）白光 $\mathit{LED}$灯通入图中所示电流时，在 $0-2T$时间内，不发光的时间段为　　和　　。

（4）下列是四种电流的 $t_0$和 $T$值，它们的 $I_0$均相同。分别用它们对同一白光 $\mathit{LED}$灯供电，其中人眼感觉不到闪烁，且发光强度最大的是　　。

$A$． $t_0=1.8s$， $T=2s$

$B$． $t_0=0.8s$， $T=1.0s$

$C$． $t_0=0.05s$， $T=0.1s$

$D$． $t_0=0.02s$， $T=0.03s$

（5）某白光 $\mathit{LED}$调光台灯共有5级亮度，要使人眼对 $1~5$级的“视觉亮度”均匀增大，下列图象中电流的占空比设置符合要求的是　　。

如图所示，相同的小球在盛有不同液体的容器中保持静止，四个容器中的液面到容器底的距离相同，则容器底受到的液体压强最大的是

A                  B                 C                 D