如图所示,两轮自动平衡电动车做为一种新兴的交通工具备受中学生的喜爱,下表是某型号两轮自动平衡电动车的主要参数,请通过计算解答下列问题:
整车质量 |
20kg |
锂电池电压 |
50V |
锂电池容量 |
10A•h |
(1)图中小夏质量为40kg,轮胎与地面的总接触面积为0.01m 2,小夏骑行过程中地面受到的压强为多少?
(2)锂电池充满电后能储存多少焦耳的电能?
(3)锂电池充满电后,小夏多次骑着两轮自动平衡电动车在平直路面上匀速行驶进行测试,最多行驶27km电能恰好耗尽,假设受到的平均阻力是总重力的0.1倍,求此过程中两轮自动平衡电动车的工作效率是多少?
(4)在小夏骑行两轮自动平衡电动车的过程中,为确保安全,请你对他提出一条合理的建议。
连云港市正在建设的“BRT”系统,是连接中心城区与外外围区域的快速公交系统,它具有专用的车道和站点,有利于中心城区各项功能的向外辐射和向心聚焦.
(1)已知从起点海州站到终点墟沟站的距离约为34km,若“BRT”专用车的平均速度80km/h,求从起点到终点的运行时间为多少分钟?
(2)目前,由于堵车现象严重,再加上红绿灯较多,该路段开轿车上班的平均速度仅约40km/h,该系统运行后,乘 坐“BRT”专用车比开轿车上班从起点到终点可以节约时间多少分钟?
(3)已知每辆“BRT“专用车一次往返平均耗油80L,而一辆轿车一次往返平均耗油7.25L.按每辆“BRT”专用车载客量相当于40辆轿车载客量计算,若40辆轿车上的乘客全部改乘一辆“BRT”专用车,一次往返可节约燃油多少升?如果这些燃油完全燃烧释放的能量用来烧水且全部被水吸收,可以 将多少千克的水从20℃升高到100℃?(已卸每升燃油完全燃烧放出的热量为3.2×l07J,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃))
(4)从以上计算以及你对“BRT”的了解,你认为该系统的主要优点有哪些?(只需写出两点即可)
电给我们的生活带来了极大的便利,但不正确用电也会带来很大的危害。所以,一定要学会安全用电,让电更好地为我们服务。如图所示的家庭电路中,如果同时使用的用电器总功率过大,可能会引发火灾。请你用所学过的电学知识来解释原因。
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 、 的两个点电荷距离为 时,它们之间的作用力 ,其中 为常量,当 和 一定时, 与 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 和 之间的作用力实际是 (或 的电场对 (或 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 跟它的电量 的比值,叫做该点的电场强度,用 表示,则 。
如图乙所示,在距离点电荷 为 的 点放一个点电荷 ,则点电荷 受到的电场力 ,点电荷 在 点产生的电场强度 。
(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 和 ,它们合成后的电场强度 用平行四边形的对角线表示。如图丁所示,两个点电荷 分别放在 、 两点,它们在 点产生的合电场强度为 .请推导证明: 。
阅读短文,回答问题。
海水的利用
地球表面的70%以上是海洋,开发利用海洋有广阔的前景。
潮汐是一种海平面周期性变化现象,海平面每昼夜有两次涨落。人们在靠近海的河口或海湾深处建大坝,在大坝中间装上水轮发电机组。涨潮时,海水通过大坝流进河口,带动水轮发电机发电;退潮时,海水又流回海洋,从相反方向带动水轮发电机发电。法国的郎斯潮汐电站年发电量达5×108 kW·h。
海水淡化和海水直接用于工业冷却用水的相关设备、管道防腐等技术已比较成熟。部分沿海国家许多工业冷却水来自于海水。
(1)潮汐发电是将_________能转化为电能;发电机是应用_________现象制成的。
(2)1吨煤燃烧后可发电2.5×103 kW·h,郎斯电站每年的发电量可节约_________吨煤。
(3)海水淡化是利用海水先________再________来获得淡水的。(填物态变化的名称)
(4)海水用来作工业冷却用水主要是利用了水的_________大的特性。
如图甲为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图,其中电源两端的电压为24V,R0为定值电阻,A为油量指示表(一只量程为0~0.6A的电流表);Rx为压敏电阻(厚度不计),它的上表面受力面积为10cm2,其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示.油箱的横截面积为20dm2,油箱加满汽油时深度为0.4m,油量指示表的示数在最大值处.(已知:汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3,g取10N/kg,汽油的热值q=3.0×1010J/m3).
请解答下列问题:
(1)当油箱装满汽油时,压敏电阻Rx上表面受到的压力是多大?
(2)当油箱装满汽油时,定值电阻R0的阻值是多大?当油箱内汽油用完时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值是多少?
(3)当该车匀速行驶1h消耗10L(1L=1dm3)汽油时,汽油完全燃烧放出的热量有30%转化成汽车的有用功,则汽车在这段时间的功率是多少?
手机已成为人们沟通交流和生活娱乐的重要工具,华为、小米等自主品牌的手机越来越受到国内外用户的青睐.
(1)手机既是一个无线电发射台,又是一个无线电 台,手机是利用电磁波传输 (填“模拟”或“数字”)信号实现通讯的,通话时声音信息在空中是以 m/s的速度传递给对方的.
(2)小红手机中有一张她站在湖边的照片,小红在水中的“倒影”清晰可见,当时的“倒影”是由于光的 形成的,小红的“倒影”和小红本身的大小 (填“相等”或“不等”),照片中小红的倒影部分 (填“是”或“不是”)实际光线进入手机镜头形成的.
(3)“小米4”手机的散热材料是石墨烯晶体,石墨烯 (填“有”或“没有”)固定的熔点,用石墨烯做散热材料是因为它具有优良的 (填“导热”或“导电”)性能.石墨烯的比热容为1.4×103J/(kg•℃),则0.1kg的石墨烯温度升高10℃,吸收的热量是 J.
(4)“华为P8”手机的电池标有“标称电压3.7V”、“电池容量 2680mA•h”的字样,“标称电压”是指手机工作时的电压,该电压对人体 (填“属于”或“不属于”)安全电压,“电池容量”是指电池所能容纳的最大电荷量,1mA•h=1mA×1h,则1mA•h= A•s(安•秒),若手机通话时电流为268mA,则充满电后的手机最多可通话 h,手机一次充满电可储存的电能为 kW•h(保留两位小数).
某同学在看了《加勒比海盗》后,想象了电影后续的情节:
一段美好时光以后,黑珍珠号又回到了漂流瓶里,杰克船长被船员们抛弃在了一个荒岛上,如图,他右手拿着罗盘,左手拿着望远镜,回忆着以前的日子,想象着一段新的旅程。
请按以下方示例找出图中3个物理现象或者物体,填入下表(不能与示例相同)
现象或者物体 |
物理知识 |
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示例 |
太阳 |
热传递 |
① |
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② |
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③ |
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电热膜
电热膜是一种通电后能发热的新型电热器件,由可导电的特制油墨、金属载流条经加工、热压在聚酯薄膜间制成,如图甲所示.电热膜加热系统由电源、温控器、连接件、绝缘层、电热膜及饰面层构成.电源经导线连通电热膜,将电能转化为热能.将这种电热膜安装在房间地板下的地面上,热能就会源源不断地均匀传递到房间的每一个角落.
电热膜通电工作时没有发红、炽热现象产生,主要以辐射的方式散发热量,给人们的感觉像在露天阳光下一样温暖舒适,没有传统供暖系统所产生的干燥和闷热的感觉.100%的电能输入被有效地转换成了超过66%的远红外辐射能和33%的对流热能.电热膜表面工作温度在40℃左右,远远低于其老化温度,因此电热膜的寿命与建筑是同步的.
电热膜内部结构如图乙所示.经过特殊工艺加工形成的一条条薄的导电墨线两端与金属导线相连,形成网状结构.
在制造电热膜时,会出现不同区域导电墨线厚度不均匀的现象,厚的导电墨线电阻小.导电墨线电阻随温度变化的关系如图丙所示,这种温度特性的优点是,它不会因厚度不均匀而出现严重发热不均、局部过热的现象,这是电热丝所不具备的,它保证了电热膜各处的温度均匀.
市售电热膜的额定电压为220V,按功率分一般有两种规格:220瓦每平米、400瓦每平米.220瓦电热膜属于低温电热膜,主要应用于地暖行业;400瓦电热膜属于高温电热膜,主要用于除地暖以外的方面,温度最高可以达到70-80℃,用于印刷烘干,药物烘干等.
(1)电热膜工作时,各条导电墨线是采用 方式连入电路的;
(2)下列关于电热膜的说法中,错误的是
A.电热膜是利用电流的热效应工作的
B.电热膜温度升高时发热功率会自动减小
C.聚酯薄膜是一种导电材料
D.电热膜的电热转换率比电热丝高
(3)某根石墨线的局部导电材料脱落,如左下图中A部分,这根墨线工作时的电功率 ;
A.变大 B.变小 C.不变 D.以上三种情况均有可能
(4)如下图,请用笔画线代替导线,将两块铺设好的电热膜(黑色加粗处为接线柱)与温控器、电源连接起来(笔画线不允许交叉);
(5)某家庭装修时考虑用电热膜为房间进行取暖,若铺设面积为15m2,则通电正常工作2小时消耗的电能为 k·Wh.
(1)还记得植物大战僵尸中的太阳花吗,现实中已经有人做出来了。如图所示,是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花。花盆表面的太阳能电板在光照下,产生电流驱动电动机,使小花左右摆动。该小花摆动过程中发生了哪些能量转化?需要具体说明在哪里发生了什么能量转化,至少要写出四种哦。
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部位 |
能量转化 |
1 |
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2 |
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3 |
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4 |
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(2)打开手电筒开关后,发现小灯泡并不发光,请你参照示例猜测两种可能使小灯泡不发光的原因,并简约写出验证你猜测的方法。
示例:原因:可能电池用久了;验证方法:换上新电池。
①原因:_________________;验证方法:__________ ____。
②原因:_________ _____;验证方法:__________________。
小黄同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取①泡沫塑料和②卫生纸两种作保温材料,两根相同的温度计,两个相同的大玻璃烧杯,钟表和热开水,以及细线、硬纸片、剪刀。做两个相同的硬纸外壳,其中一个装置如图所示,根据实验测得的数据绘得图所示“水温与时间关系”的图象.实验过程室温基本不变,请回答:
(1)你认为小黄在操作时,就控制变量法方面还要注意什么?______________________ (只要求写出一条)
(2)①和②相比材料_____的保温性能较好,理由是______________________
(3)当时的室温大约是__________。
综合开放题
我国古诗词语言优美、寓意深远,同时古诗词中还蕴含着丰富的物理学知识,请你模仿样例格式,从以下两首 古诗词原文中摘抄出涉及到物理学知识的内容,并写出相应的物理知识或规律填入下表(温馨提示:至少写出二条,不能与样例相同)。
序号 |
古诗词原文 |
物理知识或规律 |
样例 |
月落 |
以地面为参照物,月亮是运动的 |
1 |
霜满天 |
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2 |
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日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大。这是什么原因呢?
查阅相关资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表。(g取1 0 N/kg)
(1)下列 实验,可以验证“流体阻力大小与横截面积有关”
A.比较纸锥下落的快慢 |
B.研究气泡的运动规律 |
C.探究动能大小与哪些因素有关 |
D.探究阻力对物体运动的影响 |
(2)1号小球受到空气阻力最大时的速度为 m/s,此时空气阻力为 依据 原理。
(3)半径相同的小球,质量 (大/小)的收尾速度大。
(4)对于3号小球,当速度为20 m/s时,空气阻力 (大于/等于/小于)重力。
(5)轿车的外形常做成 ,目的是 ;在座位的靠背上安装“头枕”可防轿车 被(前面/后面)的车撞击时对乘者的伤害。
(6)为提高游泳成绩,请从泳姿或泳装方面,给运动员提一条合理化建议: 。
(6分)图是一种光控电路,它主要由工作电路和控制电路两部分组成。工作电路由工作电源U1、发热电阻R1和R2等组成;控制电路由光敏电阻R、磁控开关L、定值电阻R0、电源U2等组成。当磁控开关L线圈中的电流等于或大于15mA时,磁控开关的磁性簧片相互吸合(簧片电阻忽略不计);当L线圈中的电流小于15mA时,簧片断开。已知U1=24V,R1=10Ω,R2=20Ω,光敏电阻R的阻值随照射在它上面的光强E(表示光照射强弱的物理量,单位是坎德拉,符号是cd)变化的关系如图所示。当开关S闭合时,则:
(1)当L线圈中的电流小于15mA时,工作电路的总电阻R决= Ω。
(2)当L线圈中的电流等于25mA时,工作电路中通过R1的电流I1= A.
(3)若控制电路中R0=94Ω、U2=1.5V(线圈阻值忽略不计),当照射到光敏电阻的光强达到某一个值时,磁控开关L的磁性簧片恰好吸合,此时光照强度E= cd 。若10s后开关S断开,且断开时间也为10s,则前后两段时间电阻R1所产生的热量变化了 J。