【題目】閱讀短文,回答問題:
貧民窟中的黑科技單靠重力工作的電燈
當(dāng)我們?cè)谙硎茈姛魩淼母鞣N便利時(shí),身處在發(fā)展中國家貧困地區(qū)的人們卻在依靠極度危險(xiǎn)的煤油燈進(jìn)行照明。針對(duì)發(fā)展中國家普遍用不上電的情況,2012年12月,英國倫敦設(shè)計(jì)師馬丁·瑞德福和吉姆·里弗斯發(fā)明了一款實(shí)用的“重力燈”(GravityLight)。顧名思義,它靠重力發(fā)電。在燈身上掛著的一個(gè)重物,重物下落時(shí),它會(huì)拉動(dòng)燈中心的一根繩子,從而啟動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)把下落重物產(chǎn)生的能量為燈供電。這和手搖式發(fā)電裝置的原理一樣,只不過重力燈的運(yùn)動(dòng)方向更垂直。這種重力燈和蘋果手機(jī)一起被譽(yù)為21世紀(jì)最偉大的發(fā)明。
現(xiàn)在,重力燈迎來了第二代“重力LED燈GL02”,其亮度相當(dāng)于一個(gè)12瓦的日光燈(如圖甲),使用壽命可以達(dá)到200年。“重力LED燈GL02”掛于大約2米高,通過拉幾下珠繩把重物吊起,松開后,重物因重力的關(guān)系會(huì)慢慢下降(每秒大約2mm,如圖乙)。以一系列的齒輪帶動(dòng)一個(gè)直流發(fā)電機(jī),發(fā)電時(shí)間約為20分鐘。“重力LED燈GL02”采用了全新的保護(hù)機(jī)制,可以確保超重的物體安全地著陸地面。當(dāng)沙包落到地面時(shí),只要將沙包再提高至原來位置,又可以繼續(xù)發(fā)電。這樣就能擁有綠色、不用電池、無污染、使用“零”成本、源源不斷的光線。而且“重力LED燈GL02”機(jī)身上有DC插座,還可以為收音機(jī)等設(shè)備進(jìn)行供電,其他類似的裝置——比如電池充電器也能用同樣的方式工作。重力LED燈的照明時(shí)間取決于安裝的高度,正常情況下,安置于1.8米的高度,可以維持約20分鐘的照明,當(dāng)然你安裝高度的越高,維持時(shí)間越長。
(1)重力燈工作過程中主要的能量轉(zhuǎn)化形式是:將_____能轉(zhuǎn)化成_____能再轉(zhuǎn)化成_____能。
(2)重力燈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖丙所示,使用了滑輪系統(tǒng),通過向下拉珠繩把重物吊起。重力燈利用滑輪系統(tǒng)的目的是_____。
(3)LED燈是由發(fā)光二極管組成,電光轉(zhuǎn)換效率極高,具有單向?qū)щ娦浴.?dāng)二極管兩端外加正向電壓時(shí),如果正向電壓很小,正向電流也幾乎為零,當(dāng)正向電壓大于某個(gè)值以后,二極管正向?qū)ǎ娏麟S電壓增大而迅速上升。當(dāng)二極管兩端外加反向電壓不超過一定范圍時(shí),通過二極管的電流幾乎為零,二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。外加反向電壓超過某一數(shù)值時(shí),反向電流會(huì)突然增大,這種現(xiàn)象稱為電擊穿。因而使用時(shí)應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高。如圖丁所示,為一發(fā)光二極管中的電流隨它兩端電壓變化的曲線。
①以下判斷中錯(cuò)誤的是_____
A.當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.2V時(shí),二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)
B.當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.8V時(shí),二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)
C.當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為10V時(shí),二極管處于截止?fàn)顟B(tài)
D.當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為50V時(shí),二極管將會(huì)被擊穿
②該二極管兩端的正向電壓為0.5V時(shí)的電阻_____(選填“大于”“等于”“小于”)正向電壓為0.7V時(shí)的電阻。
(4)如果某一次使用重力燈,將質(zhì)量為20Kg的重物吊起到1.8m的高度釋放,重物以2mm/s速度勻速豎直下降,整個(gè)過程中可使10只并聯(lián)的標(biāo)有“3V、10mA”LED燈正常發(fā)光。則整個(gè)過程中重物的重力做功_____J(g=10N/kg);重力燈的能量轉(zhuǎn)化效率為_____。
(5)重力燈是綠色、無污染的清潔照明工具,使用“零”成本。但它也有不足之處,請(qǐng)說出使用重力燈的一點(diǎn)不足:_____。
【答案】機(jī)械 電 光 省力、改變施力的方向 A 大于 360 75% 功率小;供電時(shí)間短;不能持續(xù)供電
【解析】
(1)[1][2][3]重力燈工作過程中主要的能量轉(zhuǎn)化形式是燈的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,電能又轉(zhuǎn)化為光能;
(2)[4]定滑輪可以改變力的方向,動(dòng)滑輪可以省力,重力燈利用滑輪系統(tǒng)的目的是省力并且改變施力的方向;
(3)[5] A.從圖丁可以看出,當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.2V時(shí),電流為0,此時(shí)二極管沒有導(dǎo)通,選項(xiàng)A符合題意;
B.當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.8V時(shí),它的電流已經(jīng)變得很大,二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),B項(xiàng)不合題意;
C.當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為10V時(shí),電流為0,此時(shí)二極管處于截止?fàn)顟B(tài),C項(xiàng)不合題意;
D.當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為50V時(shí),反向電流突然增大,二極管被擊穿,D項(xiàng)不合題意;
[6]從丁圖可以看出,正向電壓為0.5V時(shí)的斜率小于0.7V時(shí)的斜率,這個(gè)斜率大小的倒數(shù)等于二極管的電阻大小,也就是0.5V時(shí)的電阻大于0.7V時(shí)的電阻;
(4)[7]整個(gè)過程中重物的重力做功
[8]整個(gè)過程重物下降所消耗的時(shí)間為
整個(gè)過程消耗的電能就是有用功
重力燈的能量轉(zhuǎn)化效率
(5)[9]由“3V、10mA”LED燈可知燈的功率
這種功率很低;并且由上述可知,供電時(shí)間為900s,即15min而已,時(shí)間短,并且不能持續(xù)供電。
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,粗糙的弧形軌道豎直固定在水平面,一小球由A點(diǎn)以一定的速度υ沿軌道滾下,經(jīng)另一側(cè)與A等高點(diǎn)B后到達(dá)最高點(diǎn)C。下列分析正確是
A.整個(gè)過程只有重力在對(duì)小球做功
B.小球在A點(diǎn)的慣性比在C點(diǎn)的慣性大
C.小球在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)的動(dòng)能大
D.小球在A具有的機(jī)械能等于它在C點(diǎn)具有的重力勢能
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】以下方法中電源電壓均保持不變,R0為已知阻值的定值電阻,滑動(dòng)變阻器的最大阻值也是R0,那么能夠測出未知電阻Rx的阻值的方法是
A. 如圖,先只閉合開關(guān)S1,測出Rx兩端電壓Ux,在閉合開關(guān)S2測出電源電壓U,則電阻Rx=R0
B. 如圖,先閉合開關(guān)S1,再將開關(guān)S2分別接a和b,測出電流Ia、Ib,則電阻Rx=R0
C. 如圖,先將滑片移到最右端后閉合開關(guān),此時(shí)R=R0,測出電流Ie;再將滑片移到最左端時(shí)R=0,測出電流Ix,則電阻Rx=R0
D. 如圖,先斷開所有開關(guān)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值為最大值,再閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到適當(dāng)位置,測出Rx兩端電壓Ux=U1;然后保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng),斷開開關(guān)S1、閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R1,使電壓表的示數(shù)為U1.則Rx=R1
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【題目】如圖是四沖程汽油機(jī)的工作示意圖,下列說法正確的是
A. 這四個(gè)沖程的正確順序是乙甲丁丙 B. 靠慣性完成的沖程是甲、乙、丁
C. 甲沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D. 丁沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為Scm2,一個(gè)沖程活塞在氣缸中移動(dòng)的距離是 Lmm,滿負(fù)荷工作時(shí)做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為 pPa,飛輪l min轉(zhuǎn)動(dòng)1800周,當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)(不計(jì)摩擦),若1min 消耗汽油V L.汽油的密度ρ kg/m3 ; 汽油的熱值為 qJ/kg.則一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功______________;該汽油機(jī)的效率為___________________.
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,是建設(shè)羅泊灣大橋時(shí)使用的起吊裝置(圖中未畫出)的鋼纜繩拉著實(shí)心圓柱體A在距江面某一高度處沿豎直方向勻速下降的情景。A在下降到江底之前,始終保持0.1m/s的速度不變。如圖乙所示是A下降到江底之前鋼纜繩對(duì)A的拉力F隨時(shí)間t變化的圖像(江水的密度為ρ=1.0×103kg/m3 , g取10N/kg)。則
A. A從開始下降直到江面的過程中,鋼纜繩對(duì)A做的功為5×104J
B. A下降過程中重力的功率為5×103W
C. A的密度為1.6×103kg/m3
D. 當(dāng)A下降到水平的江底,卸下鋼纜繩后,A對(duì)江底的壓強(qiáng)為5×103 Pa
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】小明在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中,所用杠桿質(zhì)量分布均勻,每個(gè)鉤碼質(zhì)量均為50g.
(1)實(shí)驗(yàn)前沒有掛鉤碼時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿右端高,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿左端的螺母向_____調(diào)節(jié).調(diào)節(jié)平衡后,如圖甲所示,在杠桿的左邊A處掛四個(gè)鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)在杠桿右端B處掛同樣的鉤碼_____個(gè).若將A、B兩點(diǎn)下方所掛的鉤碼同時(shí)向支點(diǎn)O靠近1格,那么杠桿_____(選填“左”或“右”)端將會(huì)下沉.
(2)實(shí)驗(yàn)中小明發(fā)現(xiàn)用圖乙所示的方式懸掛鉤碼,杠桿也能在水平位置平衡,但老師建議不宜采用這種方式,其主要原因?yàn)?/span>_____.
A.一個(gè)人無法獨(dú)立操作 B.不方便測量力臂
C.力和力臂數(shù)目過多,不易得出結(jié)論 D.杠桿受力不平衡
(3)完成實(shí)驗(yàn)后小明突發(fā)奇想,想利用該杠桿(重心始終位于O點(diǎn))制作一個(gè)可以直接測量質(zhì)量的“桿秤”.
①如圖丙所示,以杠桿上的A點(diǎn)為支點(diǎn),當(dāng)在C位置掛3個(gè)鉤碼,杠桿在水平位置剛好平衡,則該杠桿的質(zhì)量_____g.然后小明將C位置的3個(gè)鉤碼取下,掛到右側(cè)作為“秤砣”.
②為了將該“桿秤”的零刻度線標(biāo)在A位置處,小明應(yīng)在圖丙C位置處裝配一質(zhì)量為_____g的吊盤.
③接著小明在圖丁的D位置標(biāo)記上該“桿秤”能測的最大質(zhì)量_____g,并將其它質(zhì)量數(shù)均勻標(biāo)記在AD之間的刻度線上,完成“桿秤”的制作.
④小紅用小明制作好的“桿秤”測一物體的質(zhì)量,不留意只將兩個(gè)鉤碼作為“秤砣”來使用,則小紅的測量結(jié)果會(huì)_____(選填“偏小”、“依然準(zhǔn)確”或“偏大”).
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示的電路中,燈泡的額定電壓為4V,電動(dòng)機(jī)線圈的阻值為4Ω,圖乙是通過燈泡的電流與其兩端電壓關(guān)系的圖象。閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1、S2,將滑動(dòng)變阻器的滑片移至某一位置時(shí),電流表的示數(shù)為0.4A,電壓表的示數(shù)為2V,則電源電壓為_____V.保持滑片的位置不變,再閉合開關(guān)S1、S2,電流表的示數(shù)為0.6A,此時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作,它的額定功率為_____W,電動(dòng)機(jī)線圈1min產(chǎn)生的熱量為_____J。
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示是用同一酒精燈加熱使100g冰熔化成水,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成的溫度隨時(shí)間變化的圖像(假設(shè)在加熱過程中物質(zhì)的質(zhì)量不變,單位時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相同).根據(jù)圖中信息,算出C冰:C水=_____,冰在熔化前吸收了_____J的熱量,冰在熔化過程中吸收了_____J的熱量.(c水=4.2×103J/ (kg·℃)
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