北师大版初三物理电学试题及答案

姜堰市2007－2008学年度第二学期期中考试

九年级物理试题

命题：九年级物理命题组 审校：初中物理中心组

(总分:120分 考试时间:100分钟)

题 号 一 二 三 四 五 总分 合分人

得 分

请注意：本试卷分第一部分选择题和第二部分非选择题

第一部分 选择题（共26分）

一、选择题：(每小题只有一个选项符合题意，请将该选项的序号填写在下表中 每小题2分，共26分)

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

答案

1．关于图1的几种光学现象，下列解释正确的是

A．图a中，漫反射的光线杂乱无章，因此不遵循光的反射定律

B．图b中，木工师傅观察木板是否光滑平整，利用了光的直线传播性质

C．图c表示的是远视眼的成像情况，应该配戴凹透镜来矫正

D．图d表示太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况

2．关于比热容，下面说法正确的是

A．温度升高时，吸收热量越多的物体比热容越大

B．升高相同温度时，吸收热量越多的物体比热容越大

C．两种物质质量不等，升高相同温度时，若吸收热量相等，则它们的比热容不等

D．质量越大的物体，比热容也就越大

3．如图2中的几种用电器，额定功率最接近1000W的是

4．在光纤通信中，光信号是怎样经过漫长而又曲折的线路，从一端传到另一端的呢 小红同学对此一直不明白后来在“探究光纤怎样传输光信号”的活动中，她终于明白了：光信号在光纤中

A是靠光纤壁不断地反射而向前传播

B就像电流沿弯曲导线流动那样传播

C就像水流沿弯曲水管流动那样传播

D是靠光纤壁不断地折射而向前传播

5．电视机换台时，实际上是在改变

A电视台的发射频率 B电视机的接收频率

C电视台发射的电磁波的波速 D电视机接收的电磁波的波速

6．某同学在厨房帮妈妈做饭时观察到下列一些现象，并用所学物理知识进行解释其中解释不正确的是

A磨刀，是为了增大压强

B用高压锅煮饭熟得快，是因为锅内气压大，沸点高

C打开电冰箱时冒出的“白气”，这是冰箱内蔬菜、水果等蒸发产生的水蒸气

D电饭锅用三脚插头和三孔插座，是为了防止锅体漏电造成触电事故

7．为研究物体的运动情况，我们用每隔01s能自动拍摄一次的照相机，对运动物体进行拍摄如图3是分别拍摄到的四个运动物体的照片（图中的黑点表示物体），由照片分析，物体在运动中受力平衡的是

8．用手指去触摸00C的水和00C的冰时，有下列感觉和解释，其中正确的是

A感觉一样冷，因为它们的温度相等

B感觉水更冷，因为“湿冷”比“干冷”更冷

C感到冰更冷，因为冰在熔化时要吸热

D感到冰更冷，因为冰的温度比水的温度低

9．现有六种物品：金属小刀片、橡皮、食盐水、眼镜片、2B铅笔芯、塑料直尺，小红将它们分成两类第一类：金属小刀片、2B铅笔芯、食盐水；第二类塑料直尺、眼镜片、橡皮她是按照物质的哪种属性进行分类的

A状态 B比热 C硬度 D导电性

10．如图4所示，这些工具在使用时属于费力杠杆的是

11．潜水员在水面下继续向下潜水的过程中，潜水员所受的浮力和压强的大小变化情况是

A浮力变大，压强变大 B浮力不变，压强变大

C浮力变大，压强变小 D浮力不变，压强不变

12．有人设想了一种太阳能动力车，车上有两个大气囊，气囊从前面的开口处吸入空气，利用太阳能将其加热，加热后的热空气从后面喷出，从而推动此车前进，如图5所示关于这种动力车，下列说法中错误的是

A气囊由于受到浮力，此车对地面的压力减小，

B气囊里的空气温度越高，此车运动越快

C此车的动力装置也是一种热机

D使此车向前运动的动力是地面对它的摩擦力

13．如图6所示，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中

A电流表、电压表的示数都减小

B电流表、电压表的示数都增大

C电压表示数与电流表示数的比值增大

D电流表的示数增大，电压表示的数减小

第二部分 非选择题 （共94分）

二、填空题：（每空1分，共18分）

14． 如图7所示为一种环保型手电筒，筒内没有电池使用时，只要来回摇晃手电筒，使永磁体在手电筒中的两个橡胶垫之间来回运动，灯泡就能发光这种手电筒能发电所依据的物理原理是__________________

15．家用电冰箱及其部分电路图如图8所示冰箱压缩机由温控开关自动控制，冷藏室照明灯由冰箱门联动开关控制冰箱门关闭后，联动开关应该处于________状态；当冰箱里的温度降低到设定的温度时，温控开关会自动________（选填：“断开”或“闭合”）

16．甲、乙两种木块的体积相同，它们的质量之比是3：2，

则它们的密度之比为______若把甲木块截去一半，乙木块截去三分之二，那么，两块木块的剩余部分的密度之比为_______

17．张老师上课时，观察远处同学时要摘下眼镜，而看近处课本时又要戴上眼镜，这样戴上摘下，非常不方便张老师的眼睛属于________（选填：“近视”或“远视”）眼，可以用_________镜来矫正小军将一种新型眼镜送给了张老师，如图9所示，镜片A区厚薄均匀，B区可以矫正视力现在张老师就可以通过______区看书，再不需要频繁戴上摘下眼镜了

18．2005年10月13日8时，“神舟”六号航天员费俊龙按规定时间睡眠，这是中国人第一次在太空睡眠，此时宇航员费俊龙相对地球是________（选填：“静止”或“运动”）的 ,此时“神舟”六号受_______（选填：“平衡”或“不平衡”）力

19．金属块重10N，挂在弹簧测力计上，当它全部放在水中时，弹簧测力计的示数为8N，如图10所示，此时金属块受到的浮力是_____N如让金属块有一半体积露出水面，则弹簧测力计的示数应为_____N该金属块密度是_____kg/m3（g=10N/kg）

20．如图11（甲）所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系以及物体运动速度v与时间t的关系如图11（乙）所示由图像可知，当t=1s时，物体处于___________状态；t=5s时，物体受到的摩擦力为________N； t=3s时，物体受到的摩擦力为_________N

21．如图12所示，是医院为病人输液时用的吊瓶，瓶中插入两条管子，A管是输液管、B管是空气管 B管的作用是__________________________在输液的过程中，如果发现病人的血液沿输液管回流，可将吊瓶适当地升高，这是因为当吊瓶升高后，增大了药液的___________ ，阻止了血液的流出

三、作图题：（每题2分，共8分）

22．请完成图13中的光路图

23．螺线管通电后，小磁针静止时指向如图14所示，请在图中标出通电螺线管的N、S极，并标出电源的正、负极

24．如图15，渔民用杠杆和滑轮的组合机械起吊鱼网请画出杠杆OBA所受动力的力臂L1和阻力F2的示意图

25．根据安全用电的要求，将图16中的电灯、开关和插座连入电路

四、实验与探究题：（26题2分，27题4分，28题6分，29题5分，30题6分，31题12分，共35分）

26．如图17所示，将一把钢尺压在桌面上，一部分伸出桌面，用手拨动其伸出桌外的一端，轻拨与重拨钢尺，则钢尺发出声音的_______不同；若改变钢尺伸出桌面的长度，则钢尺发出声音的__________不同．(选填“音调”、“响度” 或“音色”)

27．如图18所示，张燕同学把刻度尺的刻度线紧贴在玻璃镜面上，同时用照相机拍得一张照片，请根据照片上的信息，估算玻璃镜的厚度为______cm，你估算的方法是_________________________

_________________________________________

28．图19是我们常见的订书机订书机在构造上，有许多地方应用到我们所学过的物理知识，请你仿照示例另外再找出三处

示例：弹簧的弹性势能转化为动能可使订书机及时复位

（1）_________________________________________；

（2）_________________________________________；

（3）_________________________________________

29．小蒙同学在学过平面镜成像的知识后，对课本上“物体经平面镜成的像与物体大小相等”的结论有怀疑，怀疑的依据是：她在实际生活中，发现人离平面镜越近，看到的像越大；反之，人离平面镜越远，看到的像越小

（1）请你设计一个实验，证实课本上的结论是正确的写出简要的实验步骤：___________

______________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

（2）小蒙在生活中观察到的现象也是事实请你简要解释，为什么“人离平面镜越近，看到的像越大，反之看到的像越小”：

__________________________________________________________________________

30 某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图20所示

序号

物理量 实验1 实验2 实验3

钩码重G(N) 4 4 6

钩码上升高度h(m) 01 01 01

绳端拉力F(N) 18 14 24

绳端移动距离S(m) 03 05 03

机械效率η 74%

（1）通过表中数据，可分析出实验1是利用图20中_____图装置做的实验，实验2是利用图20中______图装置做的实验请将表中空白处填上恰当的数据

（2）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率___________

（3）比较实验1和实验3可得结论：

______________________________________________

_______________________________________．

31．程跃同学要做“伏安法测量小灯泡电功率”的实验，请你跟随程跃边实验边思考，逐一回答下面的几个问题：

（1）请在图21所示的方框内画出该实验的电路图

（2）实验时，程跃刚连完最后一根导线，立即看到灯泡发光，并且很亮这说明程跃同学在连接电路时，没有注意到的两个基本问题分别是：① _____________；② ________________

（3）程跃选用的小灯泡的额定电压是25V，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图22所示，此小灯泡的额定功率是_______W

（4）做完实验后，程跃将测灯泡功率的实验与测电阻的实验进行比较，发现这两个实验有许多相似的地方，如电路、都要进行多次测量等但在实验数据处理上略有差异，请你写出一个不同之处：__________________________________________________

（5）程跃根据测量灯泡功率的多组实验数据，作出了I—U图像（如图23所示）发现图像不是直线，这表明通过灯泡的电流与它两端的电压不成正比这是什么原因？请你做解释：

________________________________________________________

五、计算与应用题：（32题7分，33题6分，34题9分，35题11分，共33分）

32．晓晓同学善于观察和思考暑假，他乘火车去上海时，观察到他乘坐的火车共有12节车厢（包括火车头），上车后请教了乘务员阿姨，知道每节车厢长15m在行驶途中，他又做了简单的测量：在15s时间内，路边有10根电线杆从他眼前掠过已知相邻两根电线杆之间的距离为50m

（1）求此时火车的速度

（2）当火车以54Km/h的速度通过南京长江大桥时，他测出自己通过大桥的时间为80s则：①大桥的长度是多长？②火车全部通过大桥的所用时间是多少？

33．汽车在行驶中由于路况和车速的不同,发动机(热机)的实际功率也不同，通常情况下实际功率要小于它的最大功率右下表是某型号轿车的相关数据汽油的密度为08×103㎏/m3，热值为5×107J/㎏若该轿车以100km/h的速度匀速行驶，求：

（1）该轿车行驶1h消耗的汽油是多少千克？

（2）该轿车行驶1h消耗的汽油完全燃烧放出的热量是多少焦耳？

（3）若该轿车发动机的效率是30％，则发动机的实际功率是多少瓦？

发动机最大功率 30kW

百公里油耗（100km/h匀速行驶） 6L

最大车速 170km/h

34．如图25（A）所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端的过程中，电阻R1两端的电压U与通过它的电流I的变化关系如图25（B）所示求：

（1）电源的电压

（2）变阻器的最大阻值

（3）电压表V1示数的变化范围

（4）通过计算分析，变阻器的滑片P由a端移动到b端的过程中，电阻R1消耗电功率的变化情况

35．马路清扫车是代替环卫工人清扫马路的自动化机械，这种清扫车以汽油发动机作为动力，并配有大功率吸尘器，可将灰尘和垃圾吸进车上的垃圾箱．已知发动机的功率为6kW．请回答下列有关问题：

（1）一辆清扫车在较脏的平直马路上匀速前进，实施清扫那么，在清扫过程中，清扫车的动能将如何变化？ 写出你判断的理由．

（2）灰尘和垃圾为什么会吸入车上的垃圾箱？说出物理道理

（3）若清扫车上的汽油机正常工作时，飞轮的转速为1800转/分，那么这台汽油机每秒钟将完成多少个做功冲程？若不计能量损失，则这台汽油机的每个做功冲程，燃气对活塞做了多少功？

（4）若改用电动机作为动力，它正常工作的电流为20A．则使用电源的电压至少要多大？

姜堰市2007－2008学年度第二学期期中考试

九年级物理答案及评分标准

一、选择题（每小题2分，共26分）

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

答案 B C D A B C D C D C B D C

二、填空题（每空1分，共18分）

14、电磁感应 15、断开 断开 16、3：2 3：2 17、 远视 凸透镜 B

18、运动 不平衡 19、2 9 5×103 20、静止 2 2

21、通气，保持瓶内液面上方气压等于大气压 压强

三、作图题：（每题2分，共8分）

22、（略）23、螺线管右侧为N极，左侧为S极；电源右侧为“-”，左侧为“+”

24、阻力作用点必须在A点 25、开关只能与灯串联，有一处错误扣1分

四、实验与探究题：（共35分）

26、（共2分）响度 音调

27、（每空2分，共4分）025 利用图中刻度尺估算出尺与像之间的距离，再根据平面镜成像的对称性进行计算

28、（每空2分，共6分）（1）压柄较宽，减小对手的压强 （2）转轴：杠杆平衡原理 （3）底座面积大，减小对桌面的压强（其它说法，只要正确均给分）

29、（3分＋2分＝5分）、（1）将一透明玻璃板竖直放在水平桌面上，用相同的棋子，一个放在玻璃前，另一个放在玻璃另一侧并移动，直到与镜中的像重合，比较它们的大小。不断增大棋子到镜子的距离，重复上述实验。

（2）小蒙是用自己眼睛的直接去看像，由于眼睛相对于一个凸透镜，成实像时，物体离透镜越远，在视网膜上成的像越小；反之，越大。

30、（每空1分，共6分）57% 83% （1）甲 乙 （2）越小

（3）使用同一滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越大

31、（每空2分，共12分）（1）略 （2）①滑动变阻器的滑片没有放在电阻值最大处 ②开关末断开 （3）08 （4）测电阻可通过多次测量求平均值来减小误差而测功率不可求平均值（其它答案，只要正确均得分）（5）灯丝中电流越大，灯丝温度就越高，灯丝的电阻也就越大，从而使增加相同值的电压，电流值增加得少。

五、计算与应用题：（共33分）

32（共7分）、解：（1）10根电线杆之间的距离是50m×9=450m（1分）

V= = =30m/s（2分）

（2）①S=vt=15m/s×80s=1200m（2分）

②t= = =92s（2分）

答：（1）火车的速度30m/s

（2）大桥的长度是1200m；此火车全部通过大桥的时间是92s

33、（共6分）（1）m=ρV=08×103㎏/m3×6×10-3m3=48㎏（2分）

（2）Q=mq=48㎏×5×107J/㎏=24×108J（2分）

（3）P= = =2×104W（2分）

答：（略）

34、（共9分）（1）由图象可知，当电路中电流最大时，变阻器连入电路的电阻为0，此时电阻R两端的电压等于电源电压为12V（2分）

（2）由图象可知，当变阻器连入电路中电阻最大时，电路中电流最小。

U2=U-U1=12V-4V=8V（1分）

R2= = =16Ω（2分）

（3）0~8V（1分）

（4）P接a端时，电阻R1消耗的电功率为：P11=U11I11=12V×15A=18W（1分）

P接b端时，电阻R1消耗的电功率为：P12=U12I12=4V×05A=2 W（1分）

变阻器的滑片P由a端移动到b端的过程中，电阻R1消耗的电功率变化是由18 W减小到2 W（1分）

答：（略）

35、（共11分）（1）动能逐渐变大（1分）。因为在清扫过程中，清扫车不断吸入灰尘和垃圾，使它们的质量变大，又由于车做匀速直线运动，所以其动能变大。（2分）

（2）空气流动速度越大，压强越小。（2分）

（3）飞轮每转2转完成一个做功冲程,所以,每秒钟完成做功冲程: 个（2分）； 每秒做的功为W=Pt=6×103W×1s=6×103J

则每个循环做的功为W=6×103J /15=400J（2分）

（4）U= = =300V（2分）

答：（略）

综合测试题（四）

一、选择题

1以下估测中，基本符合实际情况的是( )

A．人正常步行的速度约5m/s

B．某同学走路时对地面的压强约15×103Pa

C．中学生的体重约50N

D．把一个鸡蛋举高1m做的功约05J

2针对以下四幅图，下列说法正确的是( )

A．甲图中，演凑者通过手指在弦上按压位置的变化来改变发声的响度

B．乙图中，敲锣时用力越大，所发声音的音调越高

C．丙图中，随着向外不断抽气，手机铃声越来越大

D．丁图中，城市某些路段两旁的透明板墙可以减小噪声污染

3下列现象都是物态变化的实例，其中吸热的是：（ ）

A．初春积雪熔化； B．初夏清晨雾的形成；

C．深秋清晨地面的露水的形成： D．初冬清晨地面上的霜。

4以下能用光的反射来解释的现象是：

A．树荫下的光斑 B．海市蜃楼

C．岸边的树在湖中的倒影 D．一端插入水中的筷子看起来变弯折

5你注意观察过家里的自行车吗？下列关于自行车增大摩擦或减小摩擦的说法，哪个是错误的？（ ）

A．轮胎上做有凸凹不平的花纹，是为了增大摩擦

B．刹车时用力捏问是为了增大摩擦

C．往车轮轴承上加润滑油是为了减小摩擦

D．车轮上装有滚动轴承，是为了增大摩擦

6质量相等的实心铁球、木球和铜球，分别放入盛有水的容器中，（水足够多）三个球静止时，受到的浮力大小情况是：（ ）

A．铁球受到的浮力最大； B．铜球受到的浮力最大；

C．木球受到的浮力最大； D．三个球受到的浮力一样大。

7我国成功发射了神舟五号宇宙飞船，飞船在轨道上正常飞行时处于“失重”状态，宇航员杨利伟为我们表演了失重现象。在这种环境中，以下哪个实验不能在地面一样正常进行（ ）

A．用刻度尺测长度 B．用放大镜看物体

C．用平面镜改变光路 D．用弹簧测力计测物重

8下面是小宇同学在物理学习中的几个研究实例：

（1）在学习汽化现象时，研究蒸发与沸腾的异同点

（2）根据熔化过程的不同，将固体分为晶体和非晶体两类

（3）比较电流表与电压表在使用过程中的相同点与不同点

（4）在研究磁场时，引入磁感线对磁场进行描述

上述几个实例中，采用的主要科学研究方法是“比较法”的为（ ）。

A．（1）、（3） B．（3）、（4） C．（2）、（3） D．（2）、（4）

9关于照明电路的安装原则，下列说法中正确的是：

A．开关应与灯并联 B．开关应与灯串联，且接在火线上

C．插座应与灯串联 D．开关应与灯并联，且接在火线上

10小明同学连接了如图2所示的实验电路。实验时，他注意比较了电路在开关闭合

前后的现象。下列符合观察事实的是：（ ）

A．开关闭合前后，灯泡均能发光

B．开关闭合后，电压表的读数变小

C．开关闭合后，电流表的读数变小

D．开关闭合前后，电压表读数均为电源电压

11对于图3中的各种数据，说法不正确的是：（ ）

A．每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000转

B．额定电压为220V，额定电流为10A

C．同时使用的用电器总功率不能超过2200W

D．电能表读数的单位是kW•h

12以下有关电磁联系的说法中，正确的是( )

A．电动机实现了机械能向电能的转化

B．奥斯特实验说明磁场可以产生电流

C．电铃是利用了电流的磁效应

D．发电机原理是通电线圈能在磁场中转动

二、填空题

1请根据下列物体尺度的大小、按照从小到大的顺序排列：原子、电子、生物体、太阳系、地球________________________________。

22002年12月31日，我国第一条投入商业运营的磁悬浮列车在上海试运行（如图4所示）。若以最大速度430km/h运行，则6min便可运行__________km，列车转弯时乘客看到窗外房子都是“斜着身子”一晃而过，这是以__________为参照物而言。

3牛顿总结了___________等人的研究成果，并进一步进行了大量深入的研究，概括出了著名的牛顿第一定律；继______________发现电流的磁效应后，___________经过10年间的艰苦探索，终于发现了电磁感应现象。

4医学专家研究发现，儿童和青年人如果经常玩电子游戏，易患早期高血压病。因此，我们应科学合理地安排游戏时间。某同学体检时测得“收缩压”为16×104 Pa，它相当于_________m高的水柱产生的压强。

5如图5中的A、B、C三图分别表示打棒球的三种情况，观察图中的现象可以得出

的初步结论是：________________________________________。

6如图6为某举重运动员在05s内由支撑到起立将杠铃举起过程中拍摄的两张照片，杠铃的质量为100㎏，则杠铃重为_________N。已知照片中杠铃的实际直径是40cm，根据照片可算出该运动员在上述过程中对杠铃做功的平均功率约为___________W。（g取10N/㎏）

7周末，小华在家开着空调看电视妈妈打开电饭锅做饭

时，家里的自动空气开关“跳闸”了则“跳闸”的原因

可能是 ______________________________ 。根据小华

家自动空气开关上的铭牌(如图7所示)，他家的电路允

许使用的电器总功率最大为 __________ W。

8三明钢铁厂对生产中产生的废气和余热进行二次利用，

既节省了能源又保护了环境。钢铁厂内游泳池中的温水就是利用废气和余热所产

生的高温水蒸气加热得到的。当高温水蒸气通入冷水中时，高温水蒸气发生了＿_________现象，放出大量的热；若使5×105㎏的池水升温10℃，水需吸收_________J的热量。〔c水＝42×103J／(㎏•℃)

9小芳用漆包线在笔杆上绕制了一只螺线管，接入图8所示的电路闭合开关S后，要使螺线管吸引大头针的数量增多，变阻器的滑片P应向 _____ 端移动(填“a”或“b”)，此时灯泡的亮度 ________ ( 填 “变亮”、“变暗” 或“不变”)。

三、作图题

1如图9所示，足球队员已将足球踢向空中，请在图中画出足

球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力示意图。

2AB是物体AB经过凸透镜所成的像，CC是主光轴。在图

10中大致的位置上画出凸透镜和焦点F。

3图11中一个通电螺线管T旁边有一个小磁针，其稳定指向如图所示。试在图中画出螺线管的绕线方向。

4铡刀铡草时的示意图如图12所示。请作出作用在铡刀上的动力F1、阻力F2的力臂。

四、实验探究题

1如图13是某吸音室墙壁上的楔形物体。

（1）请作出图中光线在楔形物之间的反射路径（仅作两次）

（2）根据你的作图，吸音室墙壁做成这种形状的目的是 。

2用图14所示的装置给烧瓶中的水加热，烧瓶中的水沸腾后就移去酒精 灯，水停

止沸腾。请你写出一个不用加热而又能使水重新沸腾的方法：

__________________ 该方法的依据是 _______

3在测定滑轮组机械效率的实验中，小刚同学测得的数据如下表所示：

钩码重（N） 弹簧测力计读数（N） 钩码移动的距离（m） 弹簧测力计移动的距离（m） 有用功（J） 总功（J） 机械效率

3 12 01 03

（1）在表中空白处分别写出有用功、总功和机械效率的值；

（2）在右边方框中画出滑轮组及绕法；

（3）实验时，应使弹簧测力计做 运动。小刚同学在用弹

簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的机械效率与实际值相比

（填“偏小”、“偏大”或“相等”）。

4图16甲为商店里使用的台秤，其工作原理与天平相同．使用时，先将游码移至左端0刻度处，若发现秤杆右端上翘，则调零螺丝应向 （选填“左”或“右”）旋动才能使秤杆平衡；现用该台秤称某物体质量，通过在砝码盘中添加槽码、移动游码使秤杆平衡，所加的槽码和游码的位置如图16乙所示，则该物体的质量为 _____________㎏。

5在做“测定小灯泡的电功率”的实验中，已知小灯泡的额定电压为25V，电源为两节干电池，其余器材均完好。

（1）小明同学在连接电路时，将最后一根导线接好后，就看到灯泡发光，而且很亮，同时电压表指针偏转角度较小。你认为他在连接电路时可能存在的错误或不妥是：

①___________________________________________________________

②___________________________________________________________

③___________________________________________________________。

（2）电路正确连接后，闭合开关，调节滑动变阻器，当______________时，可知小灯泡处于正常发光状态，此时电流表示数如图17所示，则小灯泡的额定功率为__________W。

6为了预防“非典”，小明的妈妈买回一个消毒用的手执喷雾器，图18中是手执喷雾器的结构示意图，请你写出这种喷雾器在工作过程中，应用到哪些物理知识？

五、应用设计题

1在生活中不难发现，晚上7点～9点，使用的用电器增多，家中的电灯要暗些；到了夜间11点以后，使用的用电器减少，电灯又会变得亮一些。

（1）某同学观察到上述现象后分析，实验室中导线的长度比较短，电阻很小，可以忽略，可是实际的输电线很长，电阻就大一些。他猜想灯光变暗可能与输电线的电阻有关。你认为他的猜想对吗？请你作出判断并完整解释灯光变暗的原因。

（2）现有电池组一个、用来表示家用电器的小灯泡两只（小灯泡上标有“38V 14W”字样）、用来表示输电线电阻的1Ω电阻一只、开关一只、导线若干。利用这些器材，设计一个能够模拟上述变化过程的电路，要求只画出实验的电路图。

（3）背景材料：南京市自去年开始实施居民用电分时计价。物价部门确定的峰时段（8时至21时）电价为055元／度，而谷时段（21时至8时）电价仅为03元／度。到今年5月底，南京市已有80万户居民用上峰谷电。

结合上述问题和背景材料谈谈安装分时电表、实行分时计价后除了部分居民可能会节省一些电费外，还有哪些好处（只需答一点即可）。

2（6分）试利用一种或两种以上的下列器材设计三个实验。

器材有：一把木梳、一个鸡蛋、一个圆柱形平底玻璃杯、一块硬纸片、一盘食盐和一桶水。

六、计算与应用题

型号 8B13

流量 300m3/h

扬程 12m

质量 111㎏

效率 80%

1春天农民需用水泵缺水灌溉农田，有一水泵铭牌如下：

（1）水泵连续正常工作5小时，所做有用功多少J？

（2）此水泵总功率为多少？

(3)若此水泵用一柴油机带动，假设柴油完全燃烧所释放的内能

有40%转化为水泵轴的机械能，则每小时消耗多少㎏柴油？

(柴油热值按3×107J/ ㎏计算，g=10N/㎏)

2前不久，闽江口发生一起两船相撞事故，致使一货船沉入几十米深的江底。假设沉船上有一只体积为002m3，重为500N的密闭保险箱。现用绳子将保险箱从江底匀速向上拉，在50s内提升了10m（未露出水面），此过程中：（不计水的阻力，g取10N/㎏）

（1）保险箱受到水的浮力和绳子的拉力各多大？

（2）保险箱上升的速度多大？

（3）拉力做了多少功？

3在甬台高速公路工程中，需要将一株千年古樟移动。施工人员先将古樟的枝叶作了修剪，再在其四周深挖，把古樟连根带土挖起，宛如一个长方体的大“花盆”（如图19）。然后施工人员在“花盆”下铺上平行轨道，用4个推力均为5×106N的千斤顶将古樟沿轨道缓慢滑动了35 m。

（1）移动前，施工人员对古樟进行修剪是为了降低古樟的 作用。

（2）古樟连根带土的体积约为3500 m 3，若平均密度按20×103㎏/ m 3计算，它的质量约为多少？

（3）在整体平移过程中，4个千斤顶对“花盆”共做了多少功？

（4）在移动过程中采取哪些措施可以减少摩擦？请举两例。

4如图20a所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端时，测得电阻R两端的电压U与通过电阻R的电流I的变化关系如图20b所示。求：

（1）电源的电压。

（2）变阻器的最大阻值。

（3）电压表V1示数的变化范围。

（4）通过计算分析变阻器的滑片P由a端移动

到b端的过程中，电阻R消耗的电功率变

化情况。

铃铛的铃拼音介绍如下：

铃拼音：[líng] 。

基本释义：

（1）用金属制成的响器。最常见的是球形而下开一条口，里面放金属丸；也有钟形而里面悬着金属小锤的，振动时相击发声。此外有电铃、车铃等，形式不一。

（2）形状像铃的东西：哑铃。杠铃。棉铃。

（3）蕾铃：落铃。结铃。

铃铛的造句如下：

接着还得装饰圣诞树，只见他们把一个个铃铛雪人星星一个个挂到树上，最后，又把通电的彩带缠上。这其中，他们不知经受了多少次尖刺的进攻，可为了我，都忍下了，想想他们为我做的一切，我，不禁流下了泪……

是什么声音，像一串小铃铛，轻轻地走过村边？是什么光芒，像一匹明洁的丝绸，映照着蓝天？

天上的星星时而明亮，时而黯淡，像微笑着的小铃铛，是人们心底的纯真。

一阵微风吹来，枫叶像一个个小铃铛发出清脆的铃声，天女散花似的落到地上。

街上非常热闹。电车不慌不忙地跑着，客客气气地响着铃铛枣，一点也不性急，好像在说：“借光。呃，借光。”

一阵微风吹来，枫叶像一个个小铃铛发出清脆的铃声，天女散花似的落到地上。我捡起一片枫叶，用手摸摸，既不光滑，也不粗糙，红色从叶根向叶子中心延伸，叶子的五个角微带枯黄，根根叶脉呈辐射形的从叶根向上伸展。

夏天的雨是铃铛，叮铛，叮铛！小朋友门刚进入梦乡，又被叫醒了。

Ek＝½MV² I＝U除以R U＝IR R＝U除以

九年级物理力学部分

    一、速度公式

     [表格数据暂时无法显示]

    火车过桥（洞）时通过的路程s＝L桥＋L车

    声音在空气中的传播速度为340m/s

    光在空气中的传播速度为3×108m/s

    二、密度公式

     (ρ水＝10×103 kg/ m3)

     [表格数据暂时无法显示]

    冰与水之间状态发生变化时m水＝m冰 ρ水＞ρ冰 v水＜v冰

    同一个容器装满不同的液体时，不同液体的体积相等，密度大的质量大

    空心球空心部分体积V空＝V总－V实

    三、重力公式

    G＝mg (通常g取10N/kg，题目未交待时g取98N/kg) 同一物体G月＝1/6G地 m月＝m地

    四、杠杆平衡条件公式

    F1l1＝F2l2 F1 /F2＝l2/l1

    五、动滑式

    不计绳重和摩擦时F＝1/2(G动＋G物) s＝2h

    六、滑轮组公式

    不计绳重和摩擦时F＝1/n(G动＋G物) s＝nh

    七、压强公式（普适）

    P＝F/S 固体平放时F＝G＝mg

    S的国际主单位是m2 1m2＝102dm2＝104cm2＝106mm2

    八、液体压强公式P＝ρgh

    液体压力公式F＝PS＝ρghS

    规则物体（正方体、长方体、圆柱体）公式通用

    九、浮力公式

    （1）、F浮＝F’－F (压力差法)

    （2）、F浮＝G－F (视重法)

    （3）、F浮＝G (漂浮、悬浮法)

    （4）、阿基米德原理：F浮=G排＝ρ液gV排 （排水法）

    十、功的公式

    W＝FS 把物体举高时W＝Gh W＝Pt

    十一、功率公式

    P＝W/t P＝W/t= Fs/t=Fv （v＝P/F）

    十二、有用功公式

    举高W有＝Gh 水平W有＝Fs W有＝W总－W额

    十三、总功公式

    W总＝FS (S＝nh) W总＝W有/η W总＝ W有＋W额 W总＝P总t

    十四、机械效率公式

     η＝W有/W总 η＝P有/ P总

    （在滑轮组中η＝G/Fn）

    （1）、η＝G/ nF(竖直方向)

    （2）、η＝G/(G＋G动) (竖直方向不计摩擦)

    （3）、η＝f / nF (水平方向)

    十五、热学公式 C水＝42×103J/(Kg·℃)

    1、吸热：Q吸＝Cm(t－t0)＝CmΔt

    2、放热：Q放＝Cm(t0－t)＝CmΔt

    3、热值：q＝Q/m

    4、炉子和热机的效率： η＝Q有效利用/Q燃料

    5、热平衡方程：Q放＝Q吸

    6、热力学温度：T＝t＋273K

    7燃料燃烧放热公式Q吸＝mq 或Q吸＝Vq(适用于天然气等)

     名称 符号 名称 符号

    质量 m 千克 kg m=pv

    温度 t 摄氏度 °C

    速度 v 米／秒 m/s v=s/t

    密度 p 千克／米³ kg/m³ p=m/v

    力（重力） F 牛顿（牛） N G=mg

    压强 P 帕斯卡（帕） Pa P=F/S

    功 W 焦耳（焦） J W=Fs

    功率 P 瓦特（瓦） w P=W/t

    初中物理基本概念概要

    一、测量

    ⒈长度L：主单位:米；测量工具:刻度尺；测量时要估读到最小刻度的下一位；光年的单位是长度单位。

    ⒉时间t：主单位:秒；测量工具:钟表；实验室中用停表。1时＝3600秒，1秒＝1000毫秒。

    ⒊质量m：物体中所含物质的多少叫质量。主单位：千克； 测量工具：秤；实验室用托盘天平。

    二、机械运动

    ⒈机械运动：物体位置发生变化的运动。

    参照物：判断一个物体运动必须选取另一个物体作标准，这个被选作标准的物体叫参照物。

    ⒉匀速直线运动：

    ①比较运动快慢的两种方法：a 比较在相等时间里通过的路程。b 比较通过相等路程所需的时间。

    ②公式： 1米／秒＝36千米／时。

    三、力

    ⒈力F：力是物体对物体的作用。物体间力的作用总是相互的。

    力的单位：牛顿（N）。测量力的仪器：测力器；实验室使用弹簧秤。

    力的作用效果：使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变。

    物体运动状态改变是指物体的速度大小或运动方向改变。

    ⒉力的三要素：力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。

    力的图示，要作标度；力的示意图，不作标度。

    ⒊重力G：由于地球吸引而使物体受到的力。方向：竖直向下。

    重力和质量关系：G=mg m=G/g

    g=98牛／千克。读法：98牛每千克，表示质量为1千克物体所受重力为98牛。

    重心：重力的作用点叫做物体的重心。规则物体的重心在物体的几何中心。

    ⒋二力平衡条件：作用在同一物体；两力大小相等，方向相反；作用在一直线上。

    物体在二力平衡下，可以静止，也可以作匀速直线运动。

    物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。处于平衡状态的物体所受外力的合力为零。

    ⒌同一直线二力合成：方向相同：合力F=F1+F2 ;合力方向与F1、F2方向相同；

    方向相反：合力F=F1-F2，合力方向与大的力方向相同。

    ⒍相同条件下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。

    滑动摩擦力与正压力，接触面材料性质和粗糙程度有关。滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦

    7．牛顿第一定律也称为惯性定律其内容是：一切物体在不受外力作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。 惯性：物体具有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。

    四、密度

    ⒈密度ρ：某种物质单位体积的质量，密度是物质的一种特性。

    公式： m=ρV 国际单位：千克／米3 ，常用单位：克／厘米3，

    关系：1克／厘米3＝1×103千克／米3；ρ水＝1×103千克／米3；

    读法：103千克每立方米，表示1立方米水的质量为103千克。

    ⒉密度测定：用托盘天平测质量，量筒测固体或液体的体积。

    面积单位换算：

    1厘米2=1×10-4米2，

    1毫米2=1×10-6米2。

    五、压强

    ⒈压强P：物体单位面积上受到的压力叫做压强。

    压力F：垂直作用在物体表面上的力，单位：牛（N）。

    压力产生的效果用压强大小表示，跟压力大小、受力面积大小有关。

    压强单位：牛/米2；专门名称：帕斯卡（Pa）

    公式： F=PS S：受力面积，两物体接触的公共部分；单位：米2。

    改变压强大小方法：①减小压力或增大受力面积，可以减小压强；②增大压力或减小受力面积，可以增大压强。

    ⒉液体内部压强：测量液体内部压强：使用液体压强计（U型管压强计）。

    产生原因：由于液体有重力，对容器底产生压强；由于液体流动性，对器壁产生压强。

    规律：①同一深度处，各个方向上压强大小相等②深度越大，压强也越大③不同液体同一深度处，液体密度大的，压强也大。 [深度h，液面到液体某点的竖直高度。]

    公式：P=ρgh h：单位：米； ρ：千克／米3； g=98牛／千克。

    ⒊大气压强：大气受到重力作用产生压强，证明大气压存在且很大的是马德堡半球实验，测定大气压强数值的是托里拆利（意大利科学家）。托里拆利管倾斜后，水银柱高度不变，长度变长。

    1个标准大气压＝76厘米水银柱高＝101×105帕＝10336米水柱高

    测定大气压的仪器：气压计（水银气压计、盒式气压计）。

    大气压强随高度变化规律：海拔越高，气压越小，即随高度增加而减小，沸点也降低。

    六、浮力

    1．浮力及产生原因：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它向上托的力叫浮力。方向：竖直向上；原因：液体对物体的上、下压力差。

    2．阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力大小等于物体排开液体所受重力。

    即F浮＝G液排＝ρ液gV排。 （V排表示物体排开液体的体积）

    3．浮力计算公式：F浮＝G-T＝ρ液gV排＝F上、下压力差

    4．当物体漂浮时：F浮＝G物 且 ρ物<ρ液 当物体悬浮时：F浮＝G物 且 ρ物=ρ液

    当物体上浮时：F浮>G物 且 ρ物<ρ液 当物体下沉时：F浮<G物 且 ρ物>ρ液

    七、简单机械

    ⒈杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2。力臂：从支点到力的作用线的垂直距离

    通过调节杠杆两端螺母使杠杆处于水位置的目的：便于直接测定动力臂和阻力臂的长度。

    定滑轮：相当于等臂杠杆，不能省力，但能改变用力的方向。

    动滑轮：相当于动力臂是阻力臂2倍的杠杆，能省一半力，但不能改变用力方向。

    ⒉功：两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力方向上通过距离。W＝FS 功的单位：焦耳

    3．功率：物体在单位时间里所做的功。表示物体做功的快慢的物理量，即功率大的物体做功快。

    W=Pt P的单位：瓦特； W的单位：焦耳； t的单位：秒。

    八、光

    ⒈光的直线传播：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。小孔成像、影子、光斑是光的直线传播现象。

    光在真空中的速度最大为3×108米／秒＝3×105千米／秒

    ⒉光的反射定律:一面二侧三等大。入射光线和法线间的夹角是入射角。反射光线和法线间夹角是反射角。

    平面镜成像特点：虚像，等大，等距离，与镜面对称。物体在水中倒影是虚像属光的反射现象。

    ⒊光的折射现象和规律： 看到水中筷子、鱼的虚像是光的折射现象。

    凸透镜对光有会聚光线作用，凹透镜对光有发散光线作用。 光的折射定律：一面二侧三随大四空大。

    ⒋凸透镜成像规律：

    物距u 像距v 像的性质 光路图 应用

    u>2f f<v<2f 倒缩小实 照相机

    f<u<2f v>2f 倒放大实 幻灯机

    u<f 放大正虚 放大镜

    ⒌凸透镜成像实验：将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，使烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在同一个高度上。

    九、热学：

    ⒈温度t：表示物体的冷热程度。是一个状态量。

    常用温度计原理：根据液体热胀冷缩性质。

    温度计与体温计的不同点：①量程，②最小刻度，③玻璃泡、弯曲细管，④使用方法。

    ⒉热传递条件：有温度差。热量：在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少。是过程量

    热传递的方式：传导（热沿着物体传递）、对流（靠液体或气体的流动实现热传递）和辐射（高温物体直接向外发射出热）三种。

    ⒊汽化：物质从液态变成气态的现象。方式：蒸发和沸腾，汽化要吸热。

    影响蒸发快慢因素：①液体温度，②液体表面积，③液体表面空气流动。蒸发有致冷作用。

    ⒋比热容C：单位质量的某种物质，温度升高1℃时吸收的热量，叫做这种物质的比热容。

    比热容是物质的特性之一，单位：焦／（千克℃） 常见物质中水的比热容最大。

    C水＝42×103焦／（千克℃） 读法：42×103焦耳每千克摄氏度。

    物理含义：表示质量为1千克水温度升高1℃吸收热量为42×103焦。

    ⒌热量计算：Q放＝cm⊿t降 Q吸＝cm⊿t升

    Q与c、m、⊿t成正比，c、m、⊿t之间成反比。⊿t=Q/cm

    6．内能：物体内所有分子的动能和分子势能的总和。一切物体都有内能。内能单位：焦耳

    物体的内能与物体的温度有关。物体温度升高，内能增大；温度降低内能减小。

    改变物体内能的方法：做功和热传递（对改变物体内能是等效的）

    7．能的转化和守恒定律：能量即不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为其它形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。

    十、电路

    ⒈电路由电源、电键、用电器、导线等元件组成。要使电路中有持续电流，电路中必须有电源，且电路应闭合的。 电路有通路、断路（开路）、电源和用电器短路等现象。

    ⒉容易导电的物质叫导体。如金属、酸、碱、盐的水溶液。不容易导电的物质叫绝缘体。如木头、玻璃等。

    绝缘体在一定条件下可以转化为导体。

    ⒊串、并联电路的识别：串联：电流不分叉，并联：电流有分叉。

    把非标准电路图转化为标准的电路图的方法：采用电流流径法。

    十一、电流定律

    ⒈电量Q：电荷的多少叫电量，单位：库仑。

    电流I：1秒钟内通过导体横截面的电量叫做电流强度。 Q=It

    电流单位：安培(A) 1安培=1000毫安 正电荷定向移动的方向规定为电流方向。

    测量电流用电流表，串联在电路中，并考虑量程适合。不允许把电流表直接接在电源两端。

    ⒉电压U：使电路中的自由电荷作定向移动形成电流的原因。电压单位：伏特(V)。

    测量电压用电压表(伏特表)，并联在电路（用电器、电源）两端，并考虑量程适合。

    ⒊电阻R：导电物体对电流的阻碍作用。符号：R，单位：欧姆、千欧、兆欧。

    电阻大小跟导线长度成正比，横截面积成反比，还与材料有关。

    导体电阻不同，串联在电路中时，电流相同（1∶1）。 导体电阻不同，并联在电路中时，电压相同（1:1）

    ⒋欧姆定律：公式：I＝U／R U＝IR R＝U／I

    导体中的电流强度跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比。

    导体电阻R＝U／I。对一确定的导体若电压变化、电流也发生变化，但电阻值不变。

    ⒌串联电路特点：

    ① I＝I1＝I2 ② U＝U1＋U2 ③ R＝R1＋R2 ④ U1／R1＝U2／R2

    电阻不同的两导体串联后，电阻较大的两端电压较大，两端电压较小的导体电阻较小。

    例题：一只标有“6V、3W”电灯，接到标有8伏电路中，如何联接一个多大电阻，才能使小灯泡正常发光？

    解：由于P＝3瓦，U＝6伏

    ∴I＝P／U＝3瓦／6伏＝05安

    由于总电压8伏大于电灯额定电压6伏，应串联一只电阻R2 如右图，

    因此U2＝U－U1＝8伏－6伏＝2伏

    ∴R2＝U2／I＝2伏／05安＝4欧。答：（略）

    ⒍并联电路特点：

    ①U＝U1＝U2 ②I＝I1＋I2 ③1/R＝1/R1+1/R2 或 ④I1R1＝I2R2

    电阻不同的两导体并联：电阻较大的通过的电流较小，通过电流较大的导体电阻小。

    例：如图R2＝6欧,K断开时安培表的示数为04安，K闭合时，A表示数为12安。求：①R1阻值 ②电源电压 ③总电阻

    已知：I＝12安 I1＝04安 R2=6欧

    求：R1；U；R

    解：∵R1、R2并联

    ∴I2＝I-I1=12安-04安=08安

    根据欧姆定律U2=I2R2=08安×6欧=48伏

    又∵R1、R2并联 ∴U=U1=U2=48伏

    ∴R1＝U1／I1＝48伏／04安＝12欧

    ∴R＝U／I＝48伏／12安＝4欧 (或利用公式 计算总电阻) 答：（略）

    十二、电能

    ⒈电功W：电流所做的功叫电功。电流作功过程就是电能转化为其它形式的能。

    公式：W＝UQ W＝UIt=U2t/R=I2Rt W＝Pt 单位：W焦 U伏特 I安培 t秒 Q库 P瓦特

    ⒉电功率P：电流在单位时间内所作的电功，表示电流作功的快慢。电功率大的用电器电流作功快。

    公式：P＝W/t P＝UI (P＝U2/R P＝I2R) 单位：W焦 U伏特 I安培 t秒 Q库 P瓦特

    ⒊电能表（瓦时计）：测量用电器消耗电能的仪表。1度电＝1千瓦时＝1000瓦×3600秒=36×106焦耳

    例：1度电可使二只“220V、40W”电灯工作几小时？

    解 t＝W/P＝1千瓦时/（2×40瓦）＝1000瓦时/80瓦=125小时

    十三、磁

    1．磁体、磁极同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引

    物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。具有磁性的物质叫磁体。磁体的磁极总是成对出现的。

    2．磁场：磁体周围空间存在着一个对其它磁体发生作用的区域。

    磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用。

    磁场方向：小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。磁体周围磁场用磁感线来表示。

    地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。

    3．电流的磁场：奥斯特实验表明电流周围存在磁场。

    通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。

    通电螺线管中电流的方向与螺线管两端极性的关系可以用右手螺旋定则来判定

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小Q报时(22:31)

无人健身房一般就是24小时健身房。

无人健身房的优点：

1、店铺智能化

凡是做24H健身的肯定会有智能化的配套设施，门禁人脸入场，跑步机，更衣柜，洗浴手环控制，灯光声控。这些肯定会有的。

2、人员成本相比较其他商健 24H店铺通常人员不会太多，在人员上成本会低一点。

3、课程体系化 24H店铺操课会有线上智能课程推出，即使无操课教练，也可安排会员跟着智能化设施一起上课。

4、时间优势 最大的优势就是锻炼时间自由了，目前国内正常商健早9晚22：00营业，而24H健身就是无论何时会员都可到店进行自我锻炼，这点会是最大卖点。

无人健身房的缺点：

1、隐患大，优势小？顾客安全如何保证

部分网友对24小时健身房不看好的原因，主要集中在“安全”二字。在无工作人员、无教练指导，甚至无其他顾客的情况下，一旦发生运动伤害或意外时，可能会因无人施救造成人身安全隐患。同时，许多店内往往只有一道门禁，深夜安保工作的薄弱，也会使独自前往锻炼的顾客对环境安全产生疑虑。

网友“二哈”表示：“大半夜的多不安全，万一被杠铃砸死算谁的？万一杠铃被扛走算谁的？”

2、太晚健身，可能会影响健康

健身是深夜好还是凌晨好，早已成为网友们热议的焦点。

一位名叫“捏住鼻子”的网友表示，这可能还与中国的传统习惯有关，毕竟“熬夜锻炼和早睡养生的理念有点冲突”。

网友“贾海涛”也发出了自己疑惑：“健身是为了身体健康，晚上就是要休息睡觉的，舍弃睡觉而去健身，我觉得南辕北辙。”也有网友激烈直言：“凌晨健身容易猝死”。

3、24小时健身房只是满足了小部分的健身用户需求！

24小时健身模式之所以能逐渐走进大众视野，自然有它存在的必要性和市场需求。只是，在0时到6时只有零星人士健身的情况下，似乎更应该考虑如何更准确、更贴心地得到消费者青睐？

4、24小时健身房“看似简单，实则其技术门槛，远高于传统商业健身模式，隐形研发成本和运营测试成本高昂”，而“国外的成熟经验也不能简单套用在中国国情中，在巨大的经营与生存压力下，暂时还处在摸索阶段，需要从项目的根源性环节（选址、采购）到运营等方面，全方位地去解决。

而与之相对的传统健身房，在运动环境，课程内容、服务方式、教练资源上都有着明显得优势，对于大部分用户来说他们也更愿意选择在安全和品质上都有保障的大型健身房。但如果还止步于当下，一旦有一家24小时健身房将模式跑通，在服务、课程、时段、安全、用户转化等系列问题都拿出了合理的解决方案时，势必会对传统健身房造成不小的冲击。

所以在行业都在寻求突破与发展的时候，传统健身行更因有效的利用好自身优势拓宽市场，升级服务、丰富产品、拓宽渠道来争取和满足健身用户和产业升级的需要。

2008年全国初中应用物理知识竞赛模拟试题（一）（含答案）

一、选择题

1、某同学正在收听收音机广播，这时，一辆卡车从身边公路上驶过，收音机里传来“咔”、“咔”的干扰声，根据这个现象可以判断出这辆卡车可能是（ ）

A、柴油机车 B、汽油机车

C、两种都有可能性 D、无法判断是何种车辆

2、风是空气流动形成的，它与地表面附近不同区域的大气压强不相等有关，大气压强低的地方叫做低压区，大气压强高的地方叫做高压区，那么风的方向是（ ）

A、在地面附近风从低压区向高压区流动，在高空从高压区向低压区流动。

B、在地面附近风从高压区向低压区流动，在高空从低压区向高压区流动。

C、在地面和高空风都从高压区向低压区流动。

D、在地面和高空风都从低压区向高压区流动

3、如图，F1赛车尾部有后翘的合金板，它的作用

是（ ）

A、为了让赛车更坚固

B、减小空气对车的阻力

C、增大车对地面的压力而增大摩擦

D、使赛车更加美观

4、一游船在江心主流与岸边之间上行，从船尾掉入水中一大块正方形泡沫，在江水流向没有转弯之前，此泡沫在水中的漂流状态是（ ）

A、漂向下游并将逐渐向江心靠近

B、漂向下游并逐渐向岸边靠近

C、既不会向岸边靠近，也不会向江心靠近，沿原航道顺流而下

D、以上三种情况都有可能

5、物理课本第一册（人民教育出版册）第56页有一段话：“北方冬天菜窖里放几桶水，可以利用水凝固时放的热时窖内的温度不致太低，菜不致冻坏。”水结冰而菜不被冻坏（菜结冰）的主要原因是（ ）

A、菜有外皮起保温作用。

B、菜呼吸时能放出热量。

C、菜内水分中含有无机盐、维生素及各种营养物质，所以凝固点比水低

D、以上都不对。

6、身高180厘米的王伟同学站在挂在墙上的镜子前面，正好看到自己的全身像，经测量镜子与墙壁间成30度角，那么镜子的最小高度为（ ）

A、 20 cm B、 45cm C、 30 cm D、 90cm

7、汽车前窗的玻璃是向后倾斜的，这主要是为了（ ）

A、减小空气阻力

B、防止车内的景物所成的像与窗外实物相混淆

C、为了增强采光使车内更加明亮

D、有利于驾驶员的观察视野操作更方便。

三、简答题

1、举重运动员的身材多数较矮而且粗壮。试用物理知识说明他（她）们在举重比赛时占有什么优势？

2、在东北林区重要交通要道设有“春秋草木干，野外不吸烟”的防火警示牌，请利用物理知识解释一下为什么“春秋草木干”？

3、在北方农村人们习惯住火炕，火炕的表面用较厚的黄泥抹平，而不用水泥，你知道这是为什么吗？

4、爱美之心，人皆有之，不少女同志常年使用护肤品，以保护皮肤湿润有弹性，使用护肤品时很有学问，化妆品一般分为油脂、粉脂和中性。春秋一般使用油脂（油性），而夏天一般使用粉脂的。你利用物理知识加以解释。

四、计算题

1、小明同学利用活塞式抽水机吸水时，忽然想到用活塞抽水机吸水时所用压力与大气压和水的深度有关。他灵机一动，想测算一下地下水的深度，他找来刻度尺测出相关数据，（如图）并把一个空水桶用绳系在压柄末端，并使压柄处于水平位置，逐渐向桶内加水，当压柄开始匀速下落时取下，用杆称出桶与水总质量为785kg如果当时大气压为1标准大气压。活塞与筒壁摩擦不计g=10N/kg，试计算地下水距地面的深度为多少米？

2、某居民小区是建在同一水平地面上的五幢相同的七层居民楼，每幢楼每层10户居民，每层楼间的平均高度为28米，按要求每户安装三个自来水龙头，厂家提供“科龙”牌和“兰花”牌两种阀门（或水嘴）供选用，具体参数见产品性能简介。在安装时水龙头要高出地面1米，经测量自来水塔高出小区地面712米，为了节约资金，应分别购买两种品牌阀门各多少个？（科龙牌每只20元，兰花牌每只10元）g=98N/kg

3、在日常生活中，我们测物体质量时，一般不考虑空气浮力，因此存在一定误差。一个人用体重秤测得自己体重为80kg，如果人的密度和水差不多，空气密度为129kg/m，那么这个人的真实质量为多少？

4、位于中朝边境的临江市，是老革命家陈云战斗过的地方，解放战争时期，四保临江战役就发生在这里。在通往临江的公路中，要翻越海拔1148米的五花岭，公路最高点海拔1100米，公路从山底到最高点的高度差约800米，一辆满载货物的卡车总质量为23吨，汽油机效率为25%，汽车爬坡的机械效率为80%，问卡车到达山顶需多少千克汽油？（汽油热值为46×107J/Kg）

全国初中应用物理知识竞赛应征试题（一）答案

一． 填空

1 连通器 五 280 双

2 内能 光能 声能

二． 选择题

1 B 因为汽油机靠火花塞点火使汽油机汽缸内汽油蒸汽燃烧做功，在点火的同时产生电磁波对收音机产生影响。而柴油机靠喷嘴点火不会产生电磁波。

2 A 因为地球表面的地形地貌不同，即使它们得到太阳能相同，其温度也会存在很大差异，同时地表各处的水蒸气的含量也会不一样，导致它们的大气压强也不相同，这会使地表和高空每时每刻在发生热交换，气压高的地区空气在垂直方向做上升运动，气压低的地区空气在垂直方向做下降运动，其示意图如下：

高空热交换的空气

低压区 地面风 高压区

3 C

4 A 江心的水流速快 ，压强比岸边小。

5 C

C

B

三简答题

1由于他(她)们身材较矮，举起相同质量的杠铃时对杠铃做功较少，因此，身材较矮的举重运动员占有一定优势。

2因为春秋季节风较大，草木中的水分蒸发较快，所以草木比较干燥。

3因为黄泥的比热容比水泥大，贮存的热能比较多，所以火炕表面用黄泥抹平，而不用水泥。

4春秋季节风比较大，人体内水分蒸发比较快，而用油脂化妆品可以防止水分从汗毛孔蒸发，保护皮肤湿润、有弹性。夏季使用粉脂化妆品有利于汗液从毛孔蒸发防止产生热痱子。

四 计算题：

1． 桶与水重 G=mg=785㎏×10N/㎏=785N

活塞面积S=314R2

设压柄末端为A,则压柄长为OA, 设OC垂直于连杆,空气对活塞向下的压力为F,水对活塞向上的压力为f,根据杠杆平衡条件得: G×OA=(F-f)×OC (1)

又因为F=PS f=(P-ρ水gH)S

所以F-f=ρ水gHS (2) (2)代入(1)得:

H=5m 所以水深H水=H-h=4m

2 根据产品性能简介知道科龙牌水龙头能承受的最大压强为

P1=16Mpa=16×106Pa

兰花牌水龙头能承受的最大压强为P2=06Mpa=6×105Pa

根据压强公式P=ρ液gh得h=P/ρ液g

兰花牌水龙头能承受水的最大高度为:

h=6×105Pa/10×103㎏/㎡×98N/㎏=612m

科龙牌水龙头能承受水的最大高度为:

H=16×106Pa/10×103㎏/㎡×98N/㎏=1632m

因此距地面10 m以上可用兰花牌，10 m以下要用科龙牌，即一层到四层（包括四层）。

需要用科龙牌阀门的数量为：5×10×4×3=600（个）

需要用兰花牌水龙头的数量为：5×10×3×3=450（个）

3 设人的真实质量为m，在空气中质量为m0，根据在空气中受力情况可知

mg-F浮=m0g

mg-ρ空气gV排=m0g

V排=m/ρ人 得：m=80103㎏

4 设所用汽油质量为m油 ，汽车质量为m车，公路高为h,根据题意得：25%×80% m油g=m车gh。

解得：m油=20㎏

2008年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

注意事项：

题 号 一 二 三 四 五 六 总分

分 数

复核人

1．请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。

2．用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。

3．本试卷共有六个大题，满分100分。

4．答卷时间：2008年4月20日（星期日）上午9：30～11：10。

得分 评卷人

一、（共16分）小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图1所示。其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出）；R1处于恒温箱内，图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源两端电压U = 6 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。

1．请简述此恒温箱的工作过程。

2．为什么恒温箱的加热器应该接在A、B端，而不能接在C、D端？

3．如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃~150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种：

A．0~100Ω B．0~200Ω C．0~1000Ω D．0~1500Ω

请问应选择哪一个可变电阻器？为什么？

4．小明设计的这个控制电路，使用起来有何不足之处？请你提出一种解决的方案。

得分 评卷人

二、（16分）清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种CC5020型清洗机的铭牌如下表所示。请回答：

型号 CC5020 额定压力 5MPa

电源 220V~/50Hz 额定流量 20L/min

额定功率 22kW 防护等级 IP25

1．从物理学的角度看，铭牌中有一个物理量名称与单位不一致，请你指出并说明如何更正。

2．清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是 A。若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均用水 m3；平均耗电 kW•h。

3．清洗机正常工作10min，清洗机对水做多少功？

4．该清洗机正常工作时的效率是多少？

得分 评卷人

三、（共15分）家庭水暖又叫“土暖气”，是我国北方广大农村及一些城市使用的一种取暖设备， 图3是一种家庭水暖的安装示意图，其中下水管的D 端比A 端略高，其坡度为1:100。请看图思考并回答以下问题：

1．这种水暖设备并没有应用水泵，但是当点燃锅炉后，水便可以在管中按箭头所示方向自行流动。请具体分析管中的水流动的原因是什么。

2．为什么要安装放气阀？

3．使用该套设备时，对水箱中的水位高低有什么要求？

得分 评卷人

四、（16分）有一种WSJ-60型号电水壶，图4是电水壶的电路图，L1为电源指示灯、L2为保温指示灯、L3为加热指示灯，R1、R2、R3为指示灯的保护电阻，其大小为100kΩ左右；R为加热器，其电阻小于100Ω；S1、S2为压键开关；ST温控器是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，当温度升高到一定值后，会自动断开，从而实现了自动温度开关控制。

当水壶放在底座上时，就分别压下压键开关S1、S2，并接通电路，如果插头插入插座后，就接通了电源，电源指示灯就亮，反之就断开。

该壶有手动和自动两种工作状态。

当钮子开关拨到手动挡时，加热电阻连入，开始加热，水沸腾以后再将钮子开关拨回。

当钮子开关拨到自动挡时，此时通过ST温控器将加热电阻连入，并开始加热；当水沸腾后，ST温控器的触点断开，进入保温状态，保温指示灯亮；当水的温度低于某温度后，ST温控器又重新接通，再次进入加热状态。

若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计，根据以上叙述与观察，请回答以下问题。

1．在下列空格中填写“亮”或“不亮”

(1)手动状态通电工作时，电源指示灯 ，加热指示灯 ，保温指示灯 。

(2)自动状态通电工作时，水沸腾前：电源指示灯 ，加热指示灯 ，保温指示灯 。水沸腾后：电源指示灯 ，加热指示灯 ，保温指示灯 。

2．现将一满壶25℃的水在标准大气压下烧开需时10min，请计算该电水壶的热效率。水的比热容c=42×103J／(kg•℃)。

3．通过分析电水壶的电路，说明为什么处于自动状态下，水未沸腾前，保温指示灯是不亮的

4．试计算电水壶正常工作时其加热电阻的阻值是多大如果指示灯的保护电阻的大小是100kΩ，当它处于保温状态时，试计算电水壶保温时的功率有多大由此可以说明什么问题

得分 评卷人

五、（18分）医院里的护士使用如图5所示的装置给患者输液。小雨发现照这样做法，护士为患者多次更换药瓶比较麻烦，于是就设计了图6所示的三瓶串接的方案。请分析回答：

1 图5中药液为何会匀速滴下？

2 图6中哪个药瓶中的药液先流完？为什么？

3 根据病房的现有条件，如果要估测出输液过程中的一滴药液的质量，需要收集哪些数据，请写出表达式，并简要说明估测中作了哪些近似处理。

得分 评卷人

六、（12分）晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“08”、“16”、“18”或“20”等字样，他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值。所谓排气量就是发动机气缸的工作容积，是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。一般情况下发动机的“排气量”越大，功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程，带动曲轴转动2周。现有一辆小轿车发动机排气量为18L，最大功率为74kW，当该发动机以最大功率工作时，曲轴的转速为5200r/min。汽油机工作时的最佳空燃比（即空气和燃油的质量比）为14:1，压缩比是10（即气缸总容积与燃烧室容积的比值），若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为135kg/m3,汽油的热值为46×107J/kg、密度为071×103kg/m3。请计算：

1这台发动机在最大功率时的热机效率。

2发动机在最大功率时，汽车的最高时速为175km/h，计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升。

2008年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

参考答案及评分标准

一、（16分）参考答案

1．恒温箱温控系统是由交流电加热电路和直流控制电路组成，适当调节变阻器R2的阻值，利用热敏电阻R1的性能和阻值等使该系统能保证恒温箱的温度保持在预设的温度范围内。工作过程如下：

当恒温箱内的温度达到或者超过预设之最高温度时，热敏电阻R1的阻值下降，直流控制电路中电流增大，电磁继电器吸合衔铁，切断交流加热电路，恒温箱开始降温。…（1分）

当恒温箱内的温度低于预设之最低温度时，热敏电阻R1的阻值增大，直流控制电路中电流减小，电磁继电器释放衔铁，交流加热电路接通，恒温箱又开始升温。…（1分）

如此反复接通和断开交流加热电路，使恒温箱的温度保持在预设温度范围内。…（1分）

2．恒温箱的加热器应接在A、B端。

这样温度高于预设最高温度时，电磁继电器的衔铁吸合，停止加热；而温度低于预设温度时，电磁继电器的衔铁断开，进行加热。这样才能实现温度控制。…（2分）

如果加热器在C、D两端，当温度高于预设温度时，R1的阻值减小，电磁继电器的衔铁吸合，加热器继续工作，温度将更高，这样就无法实现恒温控制。…（2分）

3．电磁继电器吸合时的电流为30mA，则控制电路的总电阻为

R总=R1+R2=200Ω …（1分）

控制90℃时，由曲线图可知，R1=50Ω，可变电阻值应为

R2=200Ω-50Ω=150Ω…（1分）

控制150℃时，由曲线图可知，R1=30Ω，可变电阻值应为

R2=200Ω-30Ω=170Ω…（1分）

所以，要选一个能提供150Ω～170Ω阻值的可变电阻器，选择B即可满足上述阻值要求，又能便于调节，故选用B即可。…（1分）

4．小明设计的这个电路，从理论上讲控制的只是一个固定的温度值，这样使用时，就会出现恒温箱内温度在某一固定值附近时，电磁继电器频繁通断的现象，这对电磁继电器和加热器电路的使用寿命是十分不利的。…（2分）为了解决这个问题，可以设想制造一种继电器，当已经达到了预设的温度时，继电器达到吸合电流值（如此题中的30mA），这种继电器可以延长一段时间或限时到规定时间才吸合，从而断开被控制电路。…（2分）当低于预设的温度时，通过继电器的电流小于吸合电流值，这种继电器同样可以延长一段时间或限时到规定时间才释放衔铁。从而实现继电器和加热电路有一个较长的稳定工作状态，达到既能实现恒温控制又能延长使用寿命的目的。…（1分）（说明：只要提出的设计合理，即可得分）

二、（16分）参考答案

1．铭牌中的“额定压力”与单位“Mpa”不一致，应改为“额定压强”，单位不变。…（2分）

2．10，02，037（每空1分共3分）…（3分）

3．设恒力F作用在水上，使水移动了距离L，则F对水做的功

W=FL，…（2分）

而F=pS，所以

W=FL=pSL=pV…（3分）

清洗机正常工作10min，清洗机喷出的水的体积为

V=20L/min×10min=02m3 …（1分）

清洗机对水做功

W= pV =5MPa×02m3=10×106J …（1分）

4．清洗机消耗的电能

W电=Pt=22kW×10min=132×106J …（2分）

该清洗机正常工作时的效率

η=W/W电×100%=758% …（2分）

三、（16分）参考答案

1．在管中A点附近取一截面，截面右侧水管ABC段中的水温高，密度ρA右小；…（2分）

水经暖气片放热后，温度降低，所以水管CDA段中的水温较低，密度ρA左较大…（2分）

根据液体压强公式p=ρgh，A截面左侧CDA段中的水产生的压强大于右侧ABC段水的压强，因此水管中的水会按逆时针方向流动。…（2分）

同时安装水管时又有一定的坡度，即D端高、A端低，为水的逆时针流动创造了有利的条件…（2分）

（说明：只说明“上暖气”中水的流动是对流，而没有详细解释的给2分）

2．当水管中有空气时，气泡会沿管道向上移动，并汇集在最高处，包括管道中向上凸起的部分、暖气片的顶部等处。…（3分）

如果汇集的气体过多，会形成气柱，分断了水管中的水，阻碍水的流动，从而影响用热水供暖的效果。…（2分）

3．水箱中的水位一定要高于整个循环水路的最高点，才能在整个循环水路中灌满水…（1分）

否则循环水路中就会有空气，水就不能正常流动，从而影响用热水供暖的效果。…（2分）

四、（16分）参考答案

1．（1）亮，亮，不亮；…（2分）（说明：全对为2分，答错一个扣一分，直到扣完2分为止）

（2）亮，亮，不亮；亮，不亮，亮。…（4分）

（说明：全对为4分，答错一个扣一分，直到扣完4分为止）

2． Q有=cρV（t1-t0）=315×105J …（1分）

Q总 =600W×10×60s=36×105J …（1分）

η= Q有/Q总=875% …（1分）

3．当电水壶处于自动状态下，水未沸腾前，保温指示灯与ST双金属片温控器并联，…（1分）

且ST双金属片温控器处于联通短路状态，…（1分）

所以保温指示灯被短路不亮。…（1分）

4．由P=U2/R得电水壶正常工作时其加热电阻的阻值

R =U2/ P=807Ω …（1分）

保温状态时，通过电热器的电流

I=U/（R1+RL1+R2）＜U/R2=22×10-3A …（1分）

就以这个电流计算，保温状态时电热器的发热功率为

P=I2R=39×10-4W …（1分）

即可以近似认为不发热。所以保温状态下的水温逐渐降低。…（1分）

五、（18分）参考答案

1．如答图1为例说明输液过程：

开始时瓶中气体的压强大约是1个大气压，药瓶吊在高处，从瓶中液面到插在病人血管中的针头处有相当大的高度差，这段液柱产生的压强使针头处药液的压强较大，大于血管中的压强，药液自动流入血管。…（2分）

药液流出使瓶中的（一定质量的）气体体积变大，压强降低，瓶中气体压强小于大气压，大气压强将空气从进气管压入瓶中，使瓶中空气的压强基本上保持在一个大气压（一个大气压相当于103m高水柱产生的压强，而在输液情况下液面升降幅度不足02m，可见压强相当稳定），使药液均匀地流下。…（2分）

2．甲瓶的药液先流完。…（1分）

因为甲、乙、丙三瓶采用串联的方式，其工作情况是这样的：

药液从丙瓶中流下，丙瓶中空气体积增大、压强下降，乙瓶中空气将乙瓶中药液压入丙瓶补充，使丙瓶液面保持不变。…（1分）

药液从乙瓶中流至丙瓶后，乙瓶中空气体积增大、压强下降，甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补充，使乙瓶液面保持不变。…（1分）

药液从甲瓶中流至乙瓶后，甲瓶中空气体积增大、压强下降，大气压将外界空气压入甲瓶，甲瓶中液面下降。…（1分）

液体如此流动，直到甲瓶的药液全部流完，这时甲瓶中空气与外界直接连通，连接甲、乙两瓶的管子相当于甲瓶当初的进气管。…（1分）

以后的过程是药液从丙瓶流入血管，乙管中药液流入丙瓶补充，空气流入乙瓶，直至乙瓶中药液流完，乙瓶与大气直接连通。然后才是空气直接进入丙瓶，直到丙瓶中药液逐渐流完。…（1分）

（说明：大致按分析的几步计分即可）

3．收集数据和计算步骤如下：

①从药瓶上的刻度读出瓶中药液的体积V1…（1分）

②当某一滴药液刚好落下时数“0”开始记时，当数到第“n”个液滴滴下时停止记时，记下所用时间t0 …（1分）

③算出一个液滴下落的时间间隔为：T=n …（1分）

④记下完成一瓶滴注的时间t …（1分）

⑤算出一瓶药液的总滴数N= nt /t0 …（1分）

⑥算出每滴药液的体积为：V0= V/N = V t0/（nt） …（1分）

⑦则每滴药液的质量为m= ρ水V0=ρ水V t0/（nt） …（1分）

上述估算中两处作了近似处理：

①把药液的密度看作水的密度。②忽略了输液结束时瓶中残留的药液。…（1分）

（说明：大致按分析的几步计分即可）

六、（18分）参考答案

1．这台发动机在最大功率时1min内发动机做的有用功

W有=74×103W×60s=444×106J …（2分）

在1min内转动5200r，吸入汽油和空气的混合气2600次…（2分）

1min内发动机消耗汽油的质量为：

m= ρV =135kg/m3×18× ×10-3 m3×2600× =047 kg … （4分）

1min内汽油完全燃烧放出的热量

W总=047kg×46×107J/ kg=216×107J …（2分）

这台发动机在最大功率时的热机效率

η=W有/W总=21% …（2分）

2．汽车以最高时速175km/h前进100km所用时间：

t=s/v=100km/175km/h =343min …（2分）

汽车每行使100km的耗油质量为

m’= 047 kg/min×343min=161kg …（2分）

汽车每行使100km的耗油体积为

V’= m’/ρ=161kg/071kg/L=227L …（2分）

http://wwwpjjycn/Soft/jingsai/wljs/Indexhtml

全文摘录樊登读书会的《幸福的方法》

那么可能很多人都考虑过幸福的问题，怎么样才能够变得更幸福呢？研究这个话题的这位教授叫作本·沙哈尔教授。这个沙哈尔教授原来是以色列人，他从小就练习打壁球，他的理想就是能够成为全以色列的壁球冠军。为了能够达到以色列的壁球冠军这个目标，他每天忍饥挨饿，控制体重，不能吃汉堡。他其实特别喜欢吃汉堡。所以他当时立下一个志向说，等我得到这个壁球冠军的时候，我就去买来四个汉堡，我一口气儿吃掉它。

然后终于练练练，十八岁那年他成为了全以色列的壁球冠军。哇，他觉得到了人生的顶峰，然后就冲到汉堡店，买了四个汉堡放在面前。当他看到四个大汉堡摆在面前的时候，他突然之间觉得索然无味。就是你一下子吃下去四个汉堡，似乎也没有特别开心的感觉。然后他回到家里边，晚上看着奖杯放在自己的床头，在那一刻他突然留下了眼泪，他哭了起来，为什么呢？他觉得人生似乎已经到了顶点了。就是你所追求了一辈子，追求这个壁球冠军，现在你终于得到了，但得到了以后又怎么样呢？接下去的这个冠军的感受能够延续多久呢？

所以他突然发现壁球冠军这件事情并没有给他带来想象中的幸福。于是，他立志说我要研究人们的幸福感到底是怎么回事儿。然后他读书，后来读到了哈佛大学的积极心理学的博士。然后发明了这个积极心理学这套框架，用《幸福的方法》这本书向全世界昭告了他的研究成果。

在这本书的一开始有两组数字，好，我们大家可以来比对一下。第一组数字是说，一个人经历车祸截肢，大概过多久他的幸福感会回到跟之前一样？有一群这样的人，他们是车祸截肢互助俱乐部。他们在一起就一块聊天，做心灵上的抚慰。后来心理学家对他们进行统计，统计的结果是大概平均一年时间，这个人的幸福感会回到跟之前一样。

我采访过咱们原来那个中国达人秀的冠军，就是两个胳膊都没有的刘伟。这个孩子十岁的时候放风筝，然后遇到高压电，胳膊打掉了。后来曾经尝试过游泳，他游泳游到过国家队，本来要代表中国队参加2008年的残奥会。结果在残奥会之前两个月，他浑身出现了大面积紫癜。紫癜是一种紫色的斑块，不得已就放弃了这个游泳。然后他又重新开始练习拿脚弹钢琴，然后慢慢地得到达人秀的冠军，然后成为一个演艺界的明星。我跟他聊天，我发现他没有我们想象的那么敏感，或者什么这个不能提，那个不能提。他很开朗，他这样跟你开玩笑，他跟一个年轻人的爱好是一样的。所以人的幸福感是可以回到跟之前一样的，一年时间，平均一年时间。

第二个数字是说，一个人中大奖，**得了乐透大奖，一千万美金，突然之间就发财了。这些人大概过多久幸福感会回到跟之前一样？同样有这样的俱乐部，叫乐透大奖得主俱乐部。他们都是得过这个奖的人，他们跟别人玩不到一块，他们只能自己玩。心理学家对他们进行测量，测量的结果是平均一个月的时间这些人的幸福感会回到跟之前一样。

这两组数字放在一块说明什么？想想看，说明什么问题？对，心理学家告诉我们的结论是说，幸福与状态无关，幸福是一种能力。幸福和状态无关，你能想象自己拥有哪种状态你就会特别幸福吗？说说看，你希望得到什么？给你一个亿，现金免税的，干净的钱，不会担惊受怕，可以吧？然后再给你点社会地位，受人尊敬，有粉丝，可以吗？OK，再给你点政治地位，让你当个什么小头目等等。然后再让你健康，健康很重要。让你好看点，让你长得很漂亮，可以万人敬仰。然后还得有事业，有一个完美的事业。你得有爱人， 有人爱你，你不能没人爱。你看怎么样？够完美了吗？我说了这么多状态，够完美了吗？

当一个人没有了幸福的能力的时候，你给他什么样的东西会有效呢？所以为什么那么多富人会自杀？你说他们的生活过得不好吗，他们没钱吗，他们没有健康吗？都不是。他们丧失了幸福的能力。那么什么才是幸福的能力呢？在这本书里边，这个沙哈尔教授告诉我们，幸福的能力是一种感知力，幸福是对幸福的感知力。

什么叫作感知力？你还记不记得小时候过年，我们有多开心。小时候过年的时候，我们会因为什么开心？放炮，有表弟表妹都来玩，穿新衣服，有压岁钱。那好，现在我们组织一个party。每个人穿上新衣服，把表弟表妹都叫来，大家一块放炮，有人给你发点压岁钱，你觉得会很开心吗？为什么现在过年成为了一种负担，而小时候那么开心呢？因为你幸福的能力在减弱。幸福的能力就是对快乐的感知力。

所以幸福的反面并不是不幸，幸福的反面是什么？幸福的反面叫作麻木，没感觉了。你对这事一点感觉都没有了，这就叫作的幸福的反面。那么怎么才能不断地锻炼我们幸福的能力？既然是一种能力就可以锻炼。比如你的肌肉没有劲儿，你可以通过锻炼杠铃让你的肌肉有劲。你的幸福的能力也同样是可以锻炼出来的。

当你能锻炼出自己幸福的能力的时候，你才会变得更加的幸福。更幸福不来自于你挣了更多的钱，也不来自于你社会地位得到了更高的提升，甚至不来自于你的身体变得更健康，这都未必能够给你带来真正的幸福。真正的幸福的来源是在于你在追求这些东西的同时，你还能随时地感受到快乐。所以沙哈尔教授讲，他的这个启发是来自于中国东方的儒家。这里边是因为我们中国人对孔子可能了解的更多。

孔夫子特别喜欢那个学生叫颜回，孔夫子讲到颜回时他就说，贤哉回也。说颜回这人真好，为什么呢？一箪食，一瓢饮，居陋巷，人也不堪其忧，回也不改其乐，贤哉回也。说颜回真好，拿那个小破叶子卷点饭吃，拿个破瓢舀水喝。然后居陋巷，住在贫民窟里边。人也不堪其忧，所有的人见到他都担心说这孩子怎么过呀？但是回也不改其乐，颜回照样很开心。孔夫子讲自己说，我呢，饭疏食饮水。我吃点这个糙米饭，然后喝点水，没关系。曲肱而枕之，把胳膊这么枕起来当枕头躺在那。不义而富且贵，与我如浮云。他说这不亦乐乎吗，这样不是也挺好的吗？不义而富且贵与我如浮云。

后来宋明理学家就研究说，孔颜之乐到底是什么？孔子跟颜回这俩人到底乐什么呢？俩人都穷成那样，孔子想当个官老当不上，颜回都快饿死了，两个人为什么还都这么高兴？高兴什么呢？这成为一个千古的命题。当然我不能说我找到这个命题的答案了，但是我个人的看法是，我认为孔子和颜回本身就具备超强的幸福的能力。他们具备着超强的对幸福的感知力，所以他们才能够保持幸福的状态，在任何情况之下都依然能保持幸福的状态。

你比如说，孔子最惨叫绝粮于陈蔡，在陈蔡这个地方没饭吃了。叫从者病，莫能兴。跟他一块去的都饿得起不来了。这时候子路愠见，子路很生气呀，过来。子路是一个脾气很直的人，冲过来讲，君子亦有穷乎？说君子也能穷成这样吗？孔夫子这时候讲，孔夫子很淡定，弹琴，接着弹琴。然后孔夫子放下琴说，君子固穷，小人穷斯滥矣。多棒啊，什么叫君子固穷？君子就算是穷，我也能够依然固守我该有的操守。小人穷斯滥矣，小人一旦穷了就无所不用其极了。所以穷与通，不管是发达还是很惨，对于孔子来讲，都改变不了他内心当中淡定从容的那种来自内在的喜悦的状态。这就是幸福的能力。

所以怎么才能够锻炼出这种幸福的能力呢？东方方法告诉你学孔子，哇这太难了。所以你得重新读《论语》，了解孔子的足迹，这个是一个超高要求的方法。西方人的好处是什么呢？他们会把这个要求降低，给你一定的工具和方法，从而你会找到一个门径，能够很快地学会幸福的方法。所以在这本书里边，他给了我们一个幸福的四象限。幸福有四个象限，老外就喜欢画框，四个象限。这边叫现在幸福，这个叫现在不幸，这边叫未来幸福，这个叫未来不幸。

好了，有没有什么人是现在幸福，未来不幸的呢？有没有这种价值观的人？有，你有没有见过吸毒的人？吸毒的人知不知道自己这一针打下去，自己是没有未来的？他知道，但是他怎么样，管不住自己。他说我不行，我今天非打不可，我不管未来会怎样但是我今天受不了。所以这种人叫作及时行乐。

还有一种人说，我现在不幸，我未来也够呛，有没有这种人？我现在不幸，我觉得我未来可能也没法幸福。OK，这种人叫什么？这种人叫作无助型。什么叫无助型呢？无助型的特点就是他的人生像走在一个黑干的隧道当中，他永远看不到前方有产生乐趣的可能，他觉得所有的东西都没什么意思，干什么都提不起劲来，无助。

心理学家有一个实验，这个名词我希望你们都记住，叫作“习得性无助”。什么叫习得性无助？这个无助是怎么来的？是学来的，是你自己学来的。从哪学来的呢？从生活当中学来的。心理学家这样做实验，他找来两只狗，把这两只狗关在笼子里面，然后分别给他们通电。通上电以后这两只狗就疼的要命，就叫。其中有一个狗的笼子里边有一个开关，这个狗一扒，扒到那个开关，电就没了。另外那个狗笼子没有开关，然后它就只管叫，只管叫，但是没办法，它一直要电半个小时。好了，每天通电电半个小时。

所以当你连续电了一周以后，那个找开关的狗就学会什么呢？只要一来电，关了开关，就没事。另外那个狗呢？每天一来电，没办法，半个小时就等着，就一定要电半个小时。训练了一个月之后，把这两只狗放出来，地上铺一张电网。然后找来一只新狗，这只新狗没有受过训练。三只狗都放在这个电网上，一二三，通电。

通完电以后会出现什么情况？那个新狗会怎么样？跑掉了。那个找开关的狗呢？还在找开关？没有，找开关的狗也会跑掉。因为它看到周围没有东西挡它，它知道这个东西是可以避免的，所以它也跑掉了。唯一只有谁留下来哭？只有那个每天要被电半个小时的狗留下来，蹲在那呜呜地哭，为什么？因为之前的生活教会了它，这个电是不可避免的。每天半个小时是一定的功课，所以它就只好蹲在那呜呜地哭。对，这个现象就叫作习得性无助。你可以摆脱的东西你都认为自己不能摆脱。

所以你知道印度人训大象怎么训吗？就是包括泰国人训大象怎么训？一个大象，拿一个这么长的棍儿往地上一插，这个大象就不动了。凭什么呀？这么一个棍能插住一头大象吗？他们说这个棍是从这个大象刚生下来就拿它来插的。然后那个小象就不停地挣扎，不停地挣扎，挣不动，挣了一个礼拜挣不动，这个小象再也不挣扎了。因为它知道这个棍你是摆脱不了的， 这就是习得性无助。

人类有吗？人类有这样的状况吗？比如说有闺蜜们在一块聚会，闺蜜们聊到最后聊男人，聊男人得出的结论是什么？男人，哼，没有一个好东西。甚至有的人会认为说婆媳关系是永远无法相处的。男人来自火星，什么女人来自什么星。我没有方向感，别跟我谈方向，方向我完全不行。你看，很多人都会陷入习得性无助而自己不知道。事实上就是只要你愿意学习愿意改变，很多东西是有机会改善的。但是放弃，我放弃我不做，这种叫无助型。

所以当你的朋友进入无助型的时候，他认为自己现在不幸福未来也不会幸福的话，你一定要帮他。你要把习得性无助的概念讲给他听，他才有机会改正。

还有一种人说我现在不幸，但是我未来幸福，有吗？我相信在座的很多人都是这样，现在不幸但是我未来幸福。等我的公司上市了就好了，等我的儿子考上哈佛就好了，等我能够去环游世界就好了。我们会自己内心定下来一个目标，这种人叫什么？现在不幸，未来幸福，我们给它起个名字叫忍辱负重型。忍辱负重型的人未来会怎样？过十年、二十年、三十年以后会怎样？答案是什么？忍辱负重型的人永远都不会幸福，为什么？你见过哪个人真的实现了一个目标了以后就真的觉得我淡定了，我今后就再也不用再追求什么东西了。

还记得你买过车吗？你买第一部车的时候有没有觉得如果有部车的话你的人生会特别棒。有车了，买了车以后呢？你会觉得自己的车好像没有别人的好，然后你打算换一个更好的车。换一个好的车又然后呢？依然是代步工具，你人生的烦恼不会因为有个车就彻底解决掉的。所以任何期望通过改变外部的环境来改变自己幸福状态的想法都是不切实际的。

忍辱负重型的人在这个世界上是大多数，因为我们的教育提供的就是这样的一个产品。我认识我岳父十几年了，每天工作的压力都很大。这十几年来，每次回家过年，我岳父都要跟我讲一句很经典的话，说今年是个坎儿呀。连讲了十几年了，各位，十几年都说今年是个坎。为什么？因为他永远都觉得当下的事儿是最重要，要处理的。他永远都希望说把这个事解决掉的话可能才能怎么怎么样，这个就叫作忍辱负重。

所以当你陷入这种忍辱负重型的人格的时候，你的人生就永远会在求不得苦中不断地盘旋。因此有没有发现自己的盲点？我们在忍辱负重哦，我们在不断地希望等到改变我们的什么，我们才能够怎么怎么样，这是最大的陷阱。

那么就剩下一种了，说我现在幸福，未来也幸福，怎么样，能做到吗？我现在幸福，未来也幸福。各位，那我现在在给你们讲这本书，我能够体会到此刻的快乐吗？如果我现在给你们讲这个书的时候，我想，我说，哎呀我饿了，我待会要去吃一碗陕西的面条。如果能够吃一碗陕西的面条我会觉得特别的幸福，那么请问我此刻在讲书的这个时候我快乐吗？我被那个面条的香味所诱惑，我会觉得特别的痛苦。所以我被它不断地诱惑，我特别痛苦。请问我能够就突然离开吗？我能够就不讲了吗？没有，你的生活当中注定了有这么一段时间你要坐在这讲这本书。所以你虽然期待着吃那碗面条，但你依然可以感受到此刻的快乐。这种快乐和吃面条的快乐是不一样的，这就是幸福的能力。

所以你们有人会怀念过去吗？或怀念青春，怀念大学生活。请问你能回到过去吗？你能突然回到过去去体会吗？不可能。有没有人憧憬过未来？说憧憬环球旅游，憧憬国庆放假，我有二十多天假期。你能突然到那吗？也不行。你唯一能待在的地儿是哪？就是现在，就是此刻。

那么如果你在现在，在此刻你感受不到此刻的快乐，你的心里边总在怀念过去或者憧憬未来，请问这一刻哪去了？这一刻又变成了一个痛苦的忍耐，被你留在了人生的相册当中。

换句话讲，你特别怀念你的过去，特别怀念你大学时光，你在那个时候真的特别快乐吗？有没有人在那时候焦虑的要命，说要考试啊，难的不知道该怎么办。或者觉得自己好穷，特别羡慕人家手里有个大哥大，有钱的那种人。别人有女朋友我没有，所以难过的要命。所以我们在那个时候其实也并没有体会到那时候快乐，这就是人生最贱的地方。

人生最贱的事就是当你失去一个东西的时候，你才会感受到对它的珍惜。所以沙哈尔教授用幸福的方法，四个象限的方式告诉你，你要做一个什么样的人才能够幸福。现在幸福，未来也幸福，你在为未来打拼，你在不断地努力为未来打拼。但你能够感受到什么？此刻的快乐。

有没有可能过二三十年之后你会怀念今天呢？怀念今天的什么？怀念我给你们讲了这些道理？NO，不重要，你很快就会把樊登忘掉，这都不重要。三十年以后，你可能会怀念说，在2014年的那个夏天，我自己还能走路。我自己还不需要提着一个尿袋走来走去，我还不需要坐着轮椅被人推着到处走。

各位，能够走路难道还不值得你快乐吗？你有没有见过那些连走路的能力都没有了的人？所以当你失去了走路、呼吸、蹦蹦跳跳这个能力的时候，你会不会怀念今天呢？那么今天当你拥有着这些能力的时候，你还不开心吗，还不感激吗？你说但是我还没有开上奔驰啊。你没有开上奔驰跟这有什么关系呢？我们可以有欲望，你可以想买宝马，想买奔驰，你想住大房子，你想赚钱，想出国旅游，都没问题。你可以有这些欲望，但是拜托，不要被这些欲望折磨。

什么叫作被这些欲望折磨？有欲望是好的，但得不到很痛苦，这就笨了。所以我在为未来努力，但是我在开心地享受这个努力的过程，这才是幸福的方法。你每时每刻都能够体会到自己身体的存在，这在佛教里叫作保持正念。你能够学会享受当下，活在当下，这才是最重要的人生智慧所在。

前两天我回西安去，有一个朋友请我吃饭，他真的买了辆奔驰。然后我说不错哦，买了辆奔驰，挺好的，开心吗？开心什么？我说你买了奔驰你不开心？不开心，没啥开心的。我说你总得开心过几天吧。他说几天都没有。几天都没有，那至于吗？他说因为我的目标是玛莎拉蒂。然后我就跟他讲，我说，你可以目标是玛莎拉蒂，但请你不要被玛莎拉蒂折磨好吗。你应该享受奔驰带给你的快乐，这已经够快乐的了好吗。

但是因为他丧失了幸福的能力，他的幸福的这个阈值变得越来越高，所以外在的事物已经刺激不到他了。而真正如果一个人具备幸福的能力，你会发现咱们就坐在这静静的，不说话，能够感受到幸福吗？岁月静好，闲来无事，读上一两本书，还有什么比这个更快乐的事呢？

所以如果你想从忍辱负重型，或者从无助型，从及时行乐型变成幸福型，最重要的方法是改变你的思维模式。我们有两种思维模式，一种叫溺水型心态，什么叫溺水型心态？永远都像是被人压在水池子里边的感觉。等我憋着一口气，考上大学我就好了。等我憋着一口气，考上研究生我就好了。等我憋着一口气，找到好工作就好了。等我憋着一口气，等我创业就好了。创业以后你发现，噩梦才刚刚开始。溺水型是不行的。那要改成什么呢？改成郊游型。

什么叫郊游型？小时候春游还记得吗？春游老师宣布说，明天去香山，刚说完全班就会怎么样？哇哇叫。神经病，你去到了没有，你到香山了？没有。那你叫什么叫？没到香山你干嘛叫呢？没关系，我就是开心呐。好，回家以后干嘛？开心吗？接着开心。让妈妈给你准备饭菜，准备帐篷。我去哪，跟谁玩，我怎么怎么样，打电话联络同学。好了，然后一路上开着车往香山走，路上高兴吗？没到香山，堵车，高兴吗？照样高兴，很开心。开着车，到了香山，然后开始爬山。爬山的时候累吗？很累但是开心。下坡的时候开心吗？开心。上坡呢？开心。最后到了山顶，鬼见愁，我们一块野餐，然后吃饭。哇哦，这就是我们的人生。

我们的人生目标可能是顶上，可能是山顶是那个快乐的巅峰，但是在这个路途当中我们随时都能够享受到其中的快乐。上山是快乐，下山也是快乐。当你能够感受到每一步的快乐的时候，你的人生所积攒下来的相册全是快乐的相册，而不是痛苦的回忆。所以这就是幸福的方法。

最后用中国人的方式来结尾，中国人经常讲说，祝您洪福齐天或者祝您享两天清福，这话什么意思？什么叫洪福齐天？生意好，很忙，努力干事。什么叫清福呢？享两天清福，海边吹吹风，没人找你。在家里边待着，没有任何烦心的事。

所以人痛苦在哪？现在中国人痛苦就在于当你想享洪福，在北京打拼不断挣钱的时候，你满脑子都想着海边的小镇，都想去享两天清福。但真的给你享两天清福，你又觉得我为什么没挣钱，我得赶紧回去打拼去了，我得升级。你看，所以当我们想享洪福的时候，我们想享清福。当我们享清福的时候，我们总想享洪福，这就是你纠结的地方。如果不能够解决这个纠结的问题，你的幸福的能力是没法调高。

受到电刺激时会收缩（其实是变形）的物质实际就是人造肌肉，美国、中国、日本等一些国家都有这方面的成果，但属于核心机密。介绍你看一篇有关的文章吧：

那不过是一只价值100美圆的玩具——一个玻璃缸，里面游弋着一群日本大阪的Eam

ex公司生产的机器鱼。不同寻常的地方在于，这些靠内在力驱动的塑料鱼，在水中游动的姿势几乎与真的鱼一样，而且其内部不包含任何机械部分：没有马达、没有传动轴、没有齿轮、甚至连一节电池都没有。这些鱼之所以会游泳，是因为它们的塑料内脏在来回弯曲，就像鱼有自己的意志一样。它们是基于一种新一代改进型电活化聚合物(EAPs)的第一批商业化产品，这种塑料聚合物在电刺激下会产生移 动。

数十年前，构建致动器或者致动设备的工程师就已经为肌肉找到了一种人造替代物。作为对神经刺激的响应，肌肉只须改变长度就能够准确地控制其施加的力量，例如眨眼睛或举起杠铃。同时，肌肉还表现出比例恒定的属性：对于各种尺寸大小的肌肉，其机理都一样，相同的肌肉组织既可以给昆虫、也能够为大象赋予力量。因此，对于难以制作电动马达的驱动设备，某种类似肌肉的东西也许会有用武之地。

EPAs号称要成为未来的人造肌肉。研究人员已经在雄心勃勃地工作，希望能够为许多当代的技术寻找基于EPA的可选方案，而且不害怕将他们的发明物与自然物竞争。几年前，有几个人，包括来自美国加州帕萨迪纳喷气推进实验室(JPL)的高级科学家Yoseph Bar-Cohen，向电活化聚合物研究团体发起了一项挑战，以激发人们对该领域的兴趣：展开一项竞赛，看谁能够最先制造出EAP驱动的机器人手臂，而且必须在与人的手臂的一对一掰手腕比赛中取胜。然后，他们开始寻找赞助商的资助，为优胜者颁发现金作为奖励。

目前而言，最有前途的工作也许是美国斯坦福研究院(SRI)正在做的研究，SRI是基于加州门洛帕克市的一家非盈利合同型研究实验室。SRI管理层希望能够在几个月内，将所需资金中的400～600万美元作为最初投资，组建一家让产易股的公司(暂时命名为人造肌肉综合公司)以实现其专利EPA技术的商业化。即使现在，SRI手里仍然有着六项研发合同，甲方包括美国政府以及来自玩具、汽车、电子、机械产品和鞋类行业的公司。SRI正在努力，以期尽快将人造肌肉推向市场。

这家新公司的目标是什么？只不过想以使用SRI的新颖致动器的更小、更轻、更便宜的产品，取代无数我们经常使用的电动马达，以及许多其他的致动装置。其实验室商业开发部主任Phillip von Guggenberg指出：“我认为该技术是实现机械致动领域革命的一个很好机会。我们希望能够普及该技术，让它成为你在五金店就能买到的东西。”

人造肌肉的材料

自从1990年代中期以来，Bar-Cohen一直为经常变化的国际EAP研究人员团体充当非正式的协调人。回到该领域的萌芽时期，“我从科技论文上读到的电活化聚合物材料并不像广告吹嘘的那样神奇，”他一边回忆，一边狡黠地笑着，“而且当我从NASA获得经费来研究该技术时，我不得不去了解谁在做这个领域的工作，以便从中找到某些启发。”仅在数年之内，Bar-Cohen就已掌握了足够的知识，并且协助举办了首届关于该主题的科技研讨会，开始出版一份EAP时事通讯，发布了一个EAP网站，还编写了两部关于这项新兴技术的论著。

在喷气推进实验室(JPL)院内的一幢矮层研究建筑内，试验台上摆满了各种致动设备原型以及测试装置，Bar-Cohen开始回顾他已经了如指掌的关于该领域的历史。他说：“很长一段时间内，人们一直在寻找不用电动马达就可以移 动物体的方法，因为马达对于许多应用而言显得太过笨重。在EPAs出现之前，马达的标准替代技术是压电陶瓷，该技术曾一度是研究的热点。”

在压电材料中，机械应力可导致晶体电极化，而且反之亦然。用电流刺激这种材料将使其变形；通过改变其形状可以产生电。

Bar-Cohen从一张实验长椅上拿起一只浅灰色的小碟子，说：“这块碟子由PZT(锆钛酸铅)制成。”他向我们解释：电流使得压电PZT产生收缩或者膨胀，幅度只有不到其总长度的百分之一。尽管变形量很小，但是却有用处。

在隔壁的一间屋子中，Bar-Cohen出示了由PZT碟子驱动的一英尺长的冲击钻，他现在正和JPL的同事以及Cybersonics公司的工程师们一起研制这些PZT碟子。他介绍说：“在这个圆筒内是一叠压电碟子，当被交流电激活时，这叠碟子将以超音速拍打钻头，钻头则以高速率上下跳跃，从而钻入坚硬的岩石。”在另一侧是几堆石块，石块已经被钻出很深的孔眼。

该钻子作为一个范例，说明了用压电陶瓷制作致动器的有效性，的确让人印象深刻。但是，在许多应用中，要求电活化材料的膨胀幅度超过百分之零点几。

塑料对电的反应

Bar-Cohen告诉我们，响应电流而改变形状的聚合物可分为两类：离子型和电子型，其优势和劣势正好互补。

离子型EAPs(包括离子聚合物凝胶体、离子性高分子如金属复合材料、导电性高分子以及碳纳米管)是在电化学的基础上工作——即正负离子的移 动和扩散。它们可以直接用电池带动，因为即便一个个位(single-digit)电压也能够使它们大幅度弯曲。不足之处在于，离子型EAPs通常必须是湿的，因此应当密封在挠性薄层中。许多离子型EAPs的另一个主要缺陷在于"只要电流接通，该材料就会一直运动，“Bar-Cohen指出，并且补充说：“如果电压超过一定值，将会产生电解，从而给材料造成无法修复的损坏。”

相反，电子型EAPs(例如铁电聚合物、电介体、电绝缘橡胶以及电致伸缩移植橡胶)则由电场驱动。它们需要相对较高的电压，因此会产生让人不舒服的电击。但是，作为回报，电子型EPAs能够迅速作出响应，并且传递较强的机械力。它们不需要保护薄层，而且几乎不需要电流就能够保持某个定位。

SPR的人造肌肉材料属于电子型EAP类型。它的成功开发经历了漫长曲折的道路，而且多少带有一些偶然性，可以称得上是奇思怪想式技术创新的一个经典范例。

给橡胶充电

SRI小组的领导者Ron Pelrine介绍说：“在与日本签署微型机器计划(Japanese micro-machine program)合同之后，斯坦福研究院从1992年开始研究人造肌肉。”他从前是一名物理学家，现在转行做机械工程师。日本官方在寻找一种新型的微致动器技术。几位SRI研究人员开始寻找一种在力学、冲程(线性位移)以及应变(单位长度或单位面积的位移量)等方面的性质与自然肌肉类似的致动材料。

“我们考察了一大堆有希望的活化技术，”Pelrine回忆道。然而，他们最终选择了电致伸缩聚合物，当时来自路特葛斯大学(Rutgers University)的Jerry Scheinbeim正在研究这种材料。这种聚合物中的碳氢分子以半晶体点阵的方式排列，而这种晶阵具有类似压电的属性。

当处于电场中时，所有的绝缘塑料(例如聚亚安酯)将会沿电力线的方向收缩，同时沿垂直于电力线的方向膨胀。这种现象与电致伸缩不同，被称为麦克斯韦应力。Pelrine 说：“这种现象早就为人们所熟知，但一直被当作是一种很麻烦的效应。”

他意识到，比聚亚安酯更软的聚合物在静电吸引作用下将更容易挤压，因而可以提供更大的机械应变。通过对软硅树脂进行试验，SRI的科学家很快证明其应变在10～15%之间，这十分合意。经过进一步研究，这个数字还可以提高到20～30%。为了区别这种新的致动器材料，硅树脂和其他较软的材料被命名为电绝缘橡胶(dielectric elastomers)(也被称为电场活化聚合物。)

在确定出几种有前途的聚合物材料之后，在1990年代剩余的大部分时间内，该小组将注意力集中于研制特定设备应用的具体细节。当时，该SRI研究小组新的外部经费支持和研究方向由美国国防部高级研究计划局(DARPA)和海军研究中心(Office of Naval Research)提供，其主管的首要兴趣在于将该技术用于军事目的，包括小型侦察机器人以及轻型发电机。

由于橡胶开始表现出大得多的应变，工程师意识到电极也必须是可以膨胀的。普通金属电极无法伸长，除非将其割裂。Pelrine提到：“起先，人们不用为这个问题操心，因为他们研究的材料所提供的应变只有1%左右。”最后，该研究小组开发出一种基于在橡胶阵列(elastomeric matrix)中填充碳粒的屈从电极(compliant electrodes)。他指出：“由于电极和塑料一起膨胀，它们可以在整个活动区域之间保持电场。”SRI 为该概念申请了专利，它是后来人造肌肉技术的关键之一。

Pelrine急于向我们展示，他拿出一个15厘米见方看上去像相框的东西，其两面的塑料包夹由于膨胀而紧绷着。“看，这种聚合物材料延展性非常好，”他说，同时用一只手指按入其透明薄膜。“它实际上是一种双面胶带，一大卷的价格很便宜。”在中间夹片的两面是黑色、镍币大小的电极，连着导线。

Pelrine拧开电源的控制旋钮。立刻，黑色的圆形电极对开始膨胀，直径增加了四分之一。当他将旋钮拧回到原来位置时，电极马上又收缩至原状态。他咧嘴笑了笑，并且重复操作了好几次，解释说：“根本上，我们的设备就是电容，也就是两块平行的充电平板，中间夹着电绝缘材料。当电源接通时，正负电荷分别在相反的电极上积累。电极平板互相吸引并且挤压中间的绝缘聚合物，并且聚合物的面积扩大。”

尽管已经确定出几种有前途的材料，要想在实际设备中实现可接受的性能的确是一个挑战。然而，该小组在1999年取得的一系列突破引起了美国政府及工业界相当的兴趣。有人通过观察发现，在电活化聚合物材料之前预先拉伸它，将大大提高其性能。小组的另一位成员Roy Kornbluh工程师回忆说：“我们开始注意到存在一个甜区(sweet point)，这时可以获得最优性能。没有人确切地知道为什么，但是预拉伸聚合物可以使击穿强度[电极之间电流通路(passage of current)的阻力]增加100倍之多。”电活化应变提高的幅度与之类似。尽管原因还不是很清楚，SRI的化学家裴其冰(音)认为：“预拉伸可沿平面膨胀方向定位分子链，并且材料使得沿该方向更加坚硬。”为了获得预拉伸效果，SRI的致动器设备采用了一个外部支撑结构。

第二项关键发现得益于研究人员“测试我们所知道的每一种可伸展材料，我们称之为爱迪生方法，”Pelrine愉快地告诉我们。(为找到合适的电灯灯丝材料，托马斯·爱迪生系统地试验过各种材质。)“在我家里，为了不让我那刚会走路的孩子乱拿东西，我们用一把以聚合物材料做的门锁将冰箱锁住。孩子逐渐长大，我们不再需要锁什么东西，因此将锁拿走。由于它是用可伸展材料制成的，我决定测试一下它的应变属性。令人惊讶的是，它拥有极佳的性能。”追溯锁的来源以及分析其组成不是什么难事，最后，这种神秘的聚合物“原来是聚丙烯酸橡胶，它可以提供极大的应变和能量输出，线性应变达380%之多。这两项进展使得我们能够开始将电绝缘橡胶应用到现实的致动器设备中。”该研究人员介绍说。

人造肌肉梦想成真

SRI小组的通用研究方法比较灵活，包括许多种设计、甚至包括不同的聚合物。正如裴其冰所说：“这是一台设备，而不是一件材料。”据Pelrine称，该小组能够用不同的聚合物产生活化效应，包括丙烯酸树脂和硅树脂。甚至天然橡胶也能产生一定效应。例如，在外部空间的极端温度环境中，人造肌肉最好采用有机硅塑料，已经证明这种材料可以在零下100摄氏度的真空环境下工作。对于要求更大输出力的应用，可能需要更多的聚合物材料或者将多台设备串联或并联。

SRI成员von Guggenberg 估计：“由于可以买到电绝缘橡胶的现货，而且我们在每台设备至多只用到几平方英尺的材料，因此致动器将会非常便宜，尤其是对于批量生产。”

激活电绝缘橡胶致动器的电压相对较高，通常为1到5千伏，因此该设备可以在非常低的电流下运转(一般而言，高电压意味着低电流)。致动器还可以使用较细、不太贵的导线，并且可以保持相当冷却。Pelrine说：“在到达电场中止以及电流流经(电极之间的)空隙的临界点时，更高的电压将产生更大的膨胀和应力。”

Kornbluh评论说：“高电压是一个问题，但它不一定危险。毕竟，荧光灯和阴极射线管都是高电压设备，但是没有人会担心它们。更大的难题是高电压要用于移 动设备，因为电池通常是低电压的，因而还需要附加的变压线圈。”而且，在美国宾夕法尼亚州州立大学，张启明(音)和他的研究小组已经在尝试通过将某些电致伸缩聚合物与其他物质结合生成合成物，来降低它们的激活电压。

当被问及电绝缘橡胶的耐久性时，von Guggenberg承认还需要更多的研究，并且证实了一个“合理迹象”，即他们要继续工作足够长时间以实现商业化用途，“例如，我们为一位客户运行的设备可产生5～10%的应变，循环1000万次。”另一台设备可产生50%的面积应变，循环100万次。

尽管人造肌肉设备比相应的电动马达要轻得多(聚合物本身的密度与水差不多)，SRI仍在通过减少必要的外部预应变设备，来努力减轻其质量。例如，裴正在试验化学过程，以消除使用相对较重的框架的必要性。

产品的商业化

在开发出基本原理之后，SRI研究小组马上继续研究一系列应用概念：

线性执行机构(Linear actu-ators)。为了制造出他们所谓的弹簧卷筒(spring roll)，工程师在螺旋状弹簧外缠上数层预应变的层状电绝缘橡胶片。张力簧支持周向预应变，而橡胶膜在纵向的预应变则使弹簧保持压缩[参看48页图示]。通电使得橡胶膜厚度压缩同时沿纵向松弛，设备伸长。因此，弹簧卷筒可在压缩包中产生强力和大冲程。Kornbluh报告说，汽车制造商已经表现出对该装置的兴趣，希望用它来替代汽车中的许多小电动马达，例如在机动化的坐位位置控制中以及在高效无声引擎的阀门控制中。

弯曲辊(Bending rolls)。采用相同的基本弹簧卷筒，工程师可以连接电极，以便绕滚筒周向制造两个或多个不同的、独立工作的部分。电活化其中一个部分可以使圆筒的一侧伸长，因而整个滚筒向另一侧弯曲[参看48页图示]。基于该设计的装置可以完成采用传统的马达、齿轮和联动装置无法做到的许多复杂运动。其可能的用途包括可操纵的医用导管和所谓的蛇形机器人等。

推挽式致动器(Push-pull actuators)。可以将多组电绝缘橡胶膜片对或弹簧圆筒对按照一种“推挽式”配置排列，这样它们可以相互倚靠着工作，因而以一种更为线性的(一个输入产生一个输出)方式响应。从一台设备到另一台设备穿梭电压可以来回地改变整个设备组的位置；同时激活两台设备可以使设备组固定在一个中间点。这样，致动器可以像控制人手臂运动的肱二头肌和三头肌一样动作。

扩音器(Loudspeakers)。在有一个开孔的框架之上拉伸电绝缘薄膜。振动薄膜根据应用的电信号迅速膨胀或收缩，因此可以发出声音。这种配置可以制成一种轻型、廉价的扬声器，其震荡媒介包括驱动器和发声面板。当前的设计在中高频范围内表现出较高的性能。但是，这种扬声器配置还没有被优化为一种低音用扩音器，尽管它也可以低频范围内运行良好[参看49页图示]。

泵(Pumps)。电绝缘橡胶膜片泵的设计与低频扩音器的类似，工程师仅增加一个流体室和两只单向止回阀以控制液体的流动。人造肌肉非常适合于给微流体泵(microfluidic pumps)提供动力，例如，用于倍受医学和工业所珍视的芯片上的实验室(lab-on-a-chip)设备中。

传感器(Sensors)。出于其本质，所有的SRI电绝缘橡胶设备在弯曲或拉伸时，都会表现出电容的变化。因此，有可能制造出屈从的并且在低压下工作的传感器。Kornbluh称，SRI小组正在与一家汽车制造商洽谈，想采用这种传感器来测量座椅安全带的张力。他说，这种传感器还可以用于测量织物或其他材质的张力，例如光纤、皮带或衣料等。

表面特性和智能表面(Surface texturing and smart surfaces)。如果用电极图案在聚合体上留下烙印，可以按要求在表面上雕出各种形状。这种技术可用于活性伪装织物，它可以根据需要改变反射率，或者用作制造“拉条(riblets)”的一种装置，以改善机翼表面的气动阻力特性[参看50页图示]。

发电机(Power generators)。由于这种材料可以充当软电容器，因此可以用它制造出可变容量的发电机和能量收割机。DARPA和美国军方投资开发一种“脚后跟”发电机，这是一种轻便式能源，野外的士兵或其他人可用它代替电池，给用电设备提供电源。利用这一尚处于开发阶段的设备[参看本页图]，一位普通个头的人每秒迈出一步，大约可以产生1瓦特的功率。Von Guggen-berg称这一概念已经引起了鞋业公司的兴趣。类似地，这种设备还可安装在背包带或者汽车悬挂装置上。原则上，这种方法还可应用到波发生器(wave generator)和风力设备中。

SRI的研究人员最近在测试一个更加激进的概念“聚合物引擎”。丙烷燃料在燃烧室内燃烧，燃烧产物所产生的压力将使得电绝缘橡胶膜片歪曲，从而产生电。这种设计可能最终导致厘米级或更小尺度范围内的高效率微型发电机的出现。

但是，真正的适销产品的出现尚需要时日。von Guggenberg指出：“目前而言，我们正在制造一切齐全即可使用的(turnkey)设备，可以把它们交到工程师的手中，以便他们能够研究它们、接受并欣赏该技术。我希望在将来，所有的工程师在设计新产品的时候，都能够考虑这种技术。”

Bar-Cohen称，SRI在致动器技术上取得的进展给他留下了深刻印象。但是成功也带来一方面的问题：掰手腕比赛。他打趣地说：“我原本希望再过20年左右时间，有人能开发出一支足以与人类手臂相抗衡的机械胳膊。现在SRI称他们准备造一支，而我们现在还没有提高奖金呢！”