期末专题复习：第十八章电功率科普阅读题2024-2025学年人教版九年级物理全一册

期末专题复习:第十八章电功率科普阅读题 一、科普阅读题 1.阅读下面短文,回答以下问题。 感应发光冰块 感应发光冰块产品采用食品级PS材料及电子元件组成,采用先进的触水式开关,具有入水即亮的特性(液体感应),外形仿如真实冰块一般。感应发光冰块采用电池供电,可放置于各类饮品中,无化学变化,无毒无害。感应发光冰块内部电子元件有液体感应器、AG3电池和LED灯泡等。感应发光冰块的使用方法是将发光冰块清洁干净后放入水中,它将自动发亮;使用完毕后,用布擦干放置于干燥的地方以备下次使用。感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后,再放入饮料内,可以起到降低饮料温度的作用。需要注意的是,请勿吞食感应发光冰块,避免放置于温度过高的饮品中。如图为某品牌感应发光冰块,每一个感应发光冰块的内部电子元件中含有3个AG3电池(AG3电池额定电压1.5V,容量28mA⋅h),能发出彩色光,持续正常发光15h后AG3电池电能耗尽。 (1)液体感应器是先进的触水式 (选填“电源”、“灯泡”或“开关”); (2)冷冻后的感应发光冰块通过 的方式减少饮料的内能; (3)LED灯泡发光时,电能转化为光能,某同学将感应发光冰块的AG3电池正负极对调,LED不能发光,这说明了LED灯具有 性; (4)一只AG3电池最多释放的电能为 J,一个感应发光冰块正常工作时的功率 W。 2.阅读材料,回答问题: 电动自行车 电动自行车的构造简单,制造成本较低,给人们的出行提供很多便利,但是也造成很多交通事故。今年5月17日,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布的新修订的《电动自行车安全技术规范》对电动车做出新的规定,电动自行车须具有脚踏骑行能力、最高设计车速不超过25km/h、整车质量(含电池)不超过55kg、电机功率不超过400W、蓄电池标称电压不超过48V。 如图的某品牌电动自行车,它的一些参数:锂电池组36V 7.5Ah,车身质量13.8kg。 (1)电动自行车电动机的额定功率是300W,锂电池充满电后可以行驶时间 h; (2)使用电动自行车的优点: ; (3)电动自行车中运用的物理知识: ①部件名称 ,应用的物理规律 。 ②部件名称 ,应用的物理规律 。 3.阅读材料,回答问题。 无人驾驶飞机无人驾驶飞机简称“无人机”,英文缩写为“UAV”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机按应用领域,可分为军用与民用。军用方面,无人机分为侦察机和靶机;民用方面,无人机配合行业应用,是无人机真正的刚需,目前在航拍、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用,大大的拓展了无人机本身的用途,发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。 如图1所示是目前较为流行的一款四风叶的无人航拍机,当剩余电量减为电池容量的10%时,无人机会自动下降并停留地面等待充电,表一为本款无人机的部分参数,其中的电池容量是指放电电流与放电总时间的乘积。 表一: 额定工作电压 6V 额定功率 42W 电池容量 1500mAh 工作噪音 <50dB 风叶数量 4片 整机质量 500g 遥控距离 200m 飞行时间 6-12分钟 充电时间 200分钟 电能机械能转化效率 90% 无人机有竖直方向的三挡风力和水平方向的两挡风力,其中竖直方向的风力与风叶转速的平方成正比,对应关系如表二。产生的风力与风叶转速之比叫做动率,升力与每秒钟通过风叶空气重力之比为转力效率。 表二: 风叶转速(千转/分钟) 1 1.2 1.4 风力(牛顿) 4 动率(牛顿⋅分钟/千转) 4 (1)无人机上升时,通过风叶将空气向下吹动。当风叶转速为1.2千转/分钟时,无人机可在空中匀速上升,此时无人机受空气阻力为 N(g=10N/kg)。无人机水平向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间从飞机上依次自由释放编号为①②③的三个相同物体。不计空气阻力,则图2能正确表示物体着地位置的是 ; (2)该无人机正常工作时的电流为 A;充满电后至下一次自动充电前能够提供无人机工作的机械能为 J; (3)由表二数据可知,当风量为1.4千转/分钟时,无人机的动率为 牛顿⋅分钟/千转。上述风量下,若风叶的转圈直径为30cm,空气被吹动的速度为3m/s,则1min内通过风叶的空气总质量为 kg,转力效率为 。(取圆周率 =3,g=10N/kg, 空气=1.3kg/m3) (4)光敏电阻是制作感光器材的常用元件,其阻值随受光强度的增加减少。在无人机的航拍镜头中,加入光敏电阻电路可自动控制进入镜头的光强度,电子镜头的透光能力随着受控电压的增加而增加。如图3所示,RG为光敏电阻,R0为定值电阻,无人机的航拍镜头中将电子镜头电路与 电阻(填“光敏”或“定值”)相并联。电源电压U恒定,电子镜头电路的电阻类似于电压表的 电阻,当光敏电阻在20 ∼40 变化时,电子镜头电路所获电压分别在3V∼4V内变化,则定值电阻R0= ;当光敏电阻均匀变化时,电子镜头电路所获电压将 变化(选填“均匀”、“不均匀”或“无法判断”)。 4.阅读短文,回答问题 超市电动搬运车 如图甲所示是超市常用的一种电动搬运车,用于超市卖场与库房间的货物运输及提升。下表是其相关参数,其电路工作原理示意图如图乙。当闭合开关S1时,提升电动机M工作,将货物提升到指定高度。当闭合开关S2时,进退电动机M2工作,驱动搬运车前进或后退。电源是电压为36V的蓄电池组,当电池容量低于满容量的10%时,会报警提醒,返回充电座充电。电机效率是指电动机获得的有用机械能与消耗电能的比值。(g取10N/kg) 型号 自重 最大载货量 蓄电池电压 蓄电池容量 提升电机额定电压/额定功率 进退电机额定电压/额定功率 电机 效率 PTE20X 0.4t 2t 36V 100Ah 36V/800W 36V/900W 80% (1)搬运车既能前进又能后退,是通过改变电动机中的 (选填“电流方向”或“磁场方向”)来改变电动机转动方向的; (2)下列关于对搬运车的蓄电池的说法正确的是 ; A.蓄电池充足电一次,消耗的电能约3.6 106J B.蓄电池组充电时,电能转化为化学能 C.蓄电池放电的过程中,蓄电池相当于用电器 D.蓄电池组是由若干节蓄电池并联组成的 (3)利用搬运车将1 103kg的货物放至货架,闭合开关 (选填“S1”、“S2”),货物向上匀速竖直提升15s,则消耗的电能将货物提升了 m。 (4)搬运车上有显示所载货物质量的仪表,其电路如图丙所示,电源电压24V,电流表(0~0.6A),滑动变阻器R2(60 ;1A),压敏电阻R的阻值与所受压力F的关系如图丁所示,由电流表改装的“质量表”显示盘上的刻度在最 边是最大值(选填“左”或“右”),为了确保此电路能安全工作,R2的阻值应至少调至 。 (5)搬运车检测到电池容量低至10%时会报警提示返回充电。若返回过程中受到的阻力为车自重的0.3倍,剩余电池容量20%的能量可供搬运车克服阻力做功,为确保搬运车能顺利返回充电,需要充电时搬运车离充电座最远 m。 5.阅读材料,回答问题。 如图甲所示是一款新科技运动器械——电动水翼冲浪板,下表是其相关参数,其结构示意图如图乙。内部含有的电机推动水翼板向前运动,玩家通过板体站立就实现了水上飞行。内部电机电源是电压为48V的蓄电池组,电机效率是指电动机获得的有用机械能与消耗电能的比值。(g取10N/kg) 品牌 自重 最大载重 最大速度 蓄电池电压 蓄电池容量 电机额定电压 电机额定功率 电机效率 苇渡 25kg 100kg 36km/h 48V 40Ah 48V 3000W 80% (1)下列关于水翼冲浪板及其蓄电池的说法错误的是 。 A.水翼冲浪板材料具有高强度、耐腐蚀、平衡性好等特点 B.高端的冲浪板材料选用碳纤维,比玻璃纤维更轻,很坚固 C.蓄电池充、放电的过程中,电能、机械能互相转化 D.蓄电池组是由若干节蓄电池串联组成的 (2)当水翼冲浪板的蓄电池充满电,其储存的电能约 J,冲浪板在额定功率下以最大速度匀速前进时,电机最大电流为 A,电机提供的动力为 N; (3)质量为75kg的运动员站在冲浪板上,以最大速度前行了5.4km,此时阻力是总重力的0.2倍,则阻力为 N,蓄电池消耗的电能为 kW•h; (4)为了防止速度过快对人造成伤害,小明利用压力传感器设计了一个“感知自启系统”,如图丙所示。该系统由“感知电路”、“控制电路”等组成。其中电源由蓄电池提供,R是电阻箱,RP是压力传感器,可视为可变电阻,它的阻值与压力变化的对应关系如下表所示: F/ 103N 1 2 3 4 6 RP/ 18 9 6 4.5 3 ①若a、b两端电压必须等于或大于36V时,控制电路才能启动反推电动机进入工作状态。小明设定压力为4.5 103N时反推电动机工作,电阻箱的阻值至少应调到 ,此Rp消耗的电功率为 W; ②为了能使控制电路在压力较弱时就能启动反推电动机进入工作状态,可采取的措施: (写出一种方法即可)。 6.阅读短文,回答问题: 新能源汽车 由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展,石油等化石能源的消耗持续增长,如果长期大规模开采,不久的将来将会消耗殆尽。为应对此现象,市面上的电动汽车越来越多,电动汽车以没有尾气污染、噪音低、性能高等特点逐渐引起消费者的关注。 如图以某品牌电动汽车为例,该车配备200千瓦时电池组容量,使用220V、100A的充电插口给电池组充电,能使续航里程达到992公里,创电动汽车又一项新纪录,摆脱了电动汽车只能近距离行驶的困难。并且该电动汽车行驶时,“油门“踏板一旦被松开,电动汽车便启动动力回收系统,在动力回收系统工作时,感应电动机变成了发电机,将减速运动时的部分动能转化为电能储存在电池组中。由于动力回收系统和刹车踏板的共同作用,使得电动汽车比汽油和柴油汽车更安全,电动汽车的保养和使用比汽油和柴油汽车便宜很多。随着技术的不断进步,电动汽车现有的缺点会逐渐被克服,电动汽车未来可期。 (1)电动汽车的优点是 (写一个),电动汽车充电时电池组相当于电路中的 。 (2)该电动汽车的充电电池组充电功率为 W,充满一次电需要 h(保留一位有效数字)。 (3)启用动力回收系统后,刹车距离比不启动时要 (选填写“长”或“短”)。若该电动汽车的储能效率(发动机将动能转化为电能的效率)为60%,该电动汽车某一时刻的动能为5 105J,松开油门踏板后,有 J转化为内能。 7.阅读短文,回答问题。智能防疫机器人 我国研制的某款智能防疫机器人具有自主测温、移动、避障等功能。机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上,通过处理系统转变为热图像,实现对人群的体温检测。当发现超温人员,系统会自动语音报警,并在显示屏上用红色框标注人的脸部。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度,控制驱动电机运转,图甲为控制电机运转的原理电路,U为输入电压,RB为磁敏电阻,阻值随外加磁场强弱的变化而改变。机器人为有效避障,在移动过程中会发射、接收超声波(或激光)来侦测障碍物信息,当感知到前方障碍物时,机器人依靠减速器进行减速,并重新规划行驶路线。 下表为机器人的部分参数。“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能;“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。 电池的质量 10kg 减速器的减速比 30: 1 电池比能量 140W h/ kg 驱动电机的输入总功率 400W 移动速度 0.1~1m/s 驱动电机将电能转化为机械能的效率 60% (1)机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时,利用 (选填“超声波”或“激光”)才能较好感知到障碍物; 以移动机器人为参照物,障碍物是 的。 (2)若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min,此过程中机器人受到的阻力为 N,消耗的电能占电池所能输出总电能的 %。 (3)控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙,当磁敏电阻在正常工作区时,即使图甲电路中输入电压U发生改变,R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化,从而使控制电路中的电机稳定转动,则磁敏电阻的正常工作区对应图中 (选填“ ab”或“ bc”)段。 (4)图丙是机器人测速系统的部分装置简化图,磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧,当传感器对准齿轮两齿间隙时,电缆输出电流为0。某次当驱动电机的齿轮匀速转动时,电缆输出如图丁所示周期性变化的电流,则1s内对准传感器的齿间隙共有 个;若此时机器人遇到障碍物,减速器启动,则经减速器降速后的齿轮转速为 r/ min。 8.阅读下列短文,回答问题 塞贝克效应 将导体(或半导体)A和B的两端相互紧密接触组成环路,若在两联结处保持不同温度与,则在环路中将由于温度差而产生温差电压。这是法国科学家塞贝克1821年发现的,称之为“塞贝克效应”,这种由两种物理性质均匀的导体(或半导体)组成的上述装置称为温差电偶(或热电偶),在环路中流过的电流称为温差电流。 当一对温差电偶的两联结处处于不同温度时,热电偶两端的温差电压就可作为电源。进一步研究发现:只要两结点处温度相等,则两结点间的温差电压也相等,与两结点之间导线的温度以及两结点间是否接入第三种金属C均无关。 某科技研究小组依据上述理论,制作了一个“蜡烛电厂”。如图甲,蜡烛电厂分为蜡烛、装置和用电器三个部分,其中装置部分有铁丝A(中间接入了灯泡和电流表)、铜丝B和水冷装置C,铁丝、铜丝的两端紧密相连,点燃蜡烛,小量程电流表指针偏转。科技小组对蜡烛电厂的发电输出功率与两端的温度差、接入电路用电器的电阻这两个因素进行了研究,根据实验数据绘制出如图乙所示图像。 请根据短文内容,结合所学的知识回答下列问题: (1)在“塞贝克效应”中,产生温差电压的原因是因为在环路中两联结处存在 ; (2)若对如图甲所示装置中铜丝B加热,观察发现电流表的示数 (选填“增大”“减小”或“不变”); (3)根据图像乙可以看出:电阻一定时,温差越大,“蜡烛电厂”输出功率 ;“蜡烛电厂”输出功率与接入电路用电器的电阻的关系是 ; (4)根据塞贝克效应,选择合适的两种金属和电流表组成电路,对电流表的表盘刻度进行重新标注,就可以制成 (填测量工具)。 9.阅读短文,回答问题。 地铁 仪征即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线;乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品,工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声,判断金属物品的大小;手持式安检仪的电池容量为2 103mA h,额定电压为9V,额定功率为0.36W,电池容量指放电电流与放电总时间的乘积;当剩余电量减为电池容量的10%时,安检仪不能正常工作。图甲为另一种安检仪的原理模型,固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场,宽度为0.6m,边长0.2m的正方形金属线圈abcd放在水平传送带上,可随传送带一起以速度v匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流,从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用,因此线圈与传送带间也存在摩擦力;运动过程中线圈整体处于磁场中时,线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时,传送带克服线圈摩擦力做功的功率P与对应的速度v的数据如下表。 v/(m s-1) 0.2 0.3 0.5 0.6 0.8 P/W 0.016 0.036 0.144 0.256 (1)有乘客手捧鲜花进入车厢,所有乘客都闻到了花香,这是因为分子在 ; (2)下列说法中,正确的是 ; A.手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品 B.通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小 C.在车厢内站立的乘客拉住扶手时,以扶手为参照物则乘客是运动的 D.佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色 (3)手持式安检仪正常工作时的电流为 mA;电池充满电后,安检仪能正常工作的最长时间为 h; (4)分析表中数据,当传送带速度为0.5m/s时,传送带克服线圈摩擦力做功的功率P= W;线圈进入磁场时受到的摩擦力f与传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示,则当v> m/s时线圈将在传送带上滑动。 10.阅读短文,回答问题 2017年11月22日,西(安)成(都)高铁全线首个智能巡检机器人“成成”正在进行设备巡视该机器人采用锂电池供电,集多种高科技为一体,可辅助值班员及时发现隐患.锂电池充满电后,使用时放电到剩余20%时若停止工作,可延长使用寿命.已知电池储存的电能等于电池容量与工作电压的乘积.各项性能指标如下: 尺寸(mm) 1000 560 960 重量(kg) 80 速度(m/s) 0-1 材质 全金属结构 运动方式 无轨化 整机功率(W) 400 锂电池容量(Ah) 80 额定电压(V) 24 连续巡检时间(h) 3-5 (1)锂电池充电时,是将 能转化为 能. (2)为保证高铁的正常运行,“成成”一天要巡检8h,它消耗的电能为 kW•h. (3)充满电的锂电池以额定电压对“成成”供电,为使锂电池的使用寿命更长久,持续供电的时间不能超过 h. (4)为了增加“成成”每次巡检的时间,请从技术创新或优化角度,提出一条合理化的建议: . 11.阅读短文,回答文后的问题。 太阳能汽车 太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的汽车,太阳能汽车是真正的零排放,被诸多国家所提倡。 如图甲所示为科技人员设计的一种太阳能汽车,其前风窗玻璃和顶盖玻璃皆采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成,车身轻便灵活,加速性能优越,从静止开始加速100m的路程最短仅需5s。电池完全由太阳能供能——通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能。要测量电池板将太阳能转化为电能的效率,可以分别测量出:电池板面积S,正对太阳时产生的电压U,对整车提供最大的电流I,太阳光照射到地面上单位面积上的辐射功率P。通过计算得到太阳能电池的效率。 (1)车窗玻璃能有效防止来自太阳的辐射,主要是能阻挡太阳光中的_; A.红外线 B.紫外线 C.超声波 D.次声波 (2)车身的材料应具有强度高且轻便的特点,则下表所列的材料中,最为理想的是 ; 材料 技术指标 锰钢 铝合金 钛合金 碳纤维 性能(强度)强 强 较弱 较强 强 密度 (3)太阳能电池的效率 ; (4)若一辆太阳能汽车在水平路面上以最大机械功率800W运动,一段时间后再将功率减小到,并保持此功率运动,其运动的速度时间图线如图乙所示,运动过程中小车所受阻力恒定不变,则的大小为 W。 12.阅读下列材料,回答下列问题: 1911年,荷兰科学家卡末林﹣昂内斯(Heike Kam erlingh﹣Onnes)用液氦冷却汞,当温度下降到4.2K(零下268.95 )时,水银的电阻完全消失。当温度降低到足够低时,有些材料的电阻变为零,这即为超导现象。1933年,荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质﹣完全抗磁性,也称迈斯纳效应。完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时,体内的磁感应强度为零的现象。迈斯纳效应使人们可以用此原理制造超导列车和超导船,由于这些交通工具将在悬浮无摩擦状态下运行,这将大大提高它们的速度和安静性,并有效减少机械磨损。另外利用超导悬浮还可制造无磨损轴承,将轴承转速提高到每分钟10万转以上。 发生超导现象时的温度称为临界温度。2014年12月,我国科学家发现了一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物,其超导转变温度高达40K(零下233.15摄氏度)以上,这是世界上首次利用水热法发现铁硒类新型高温超导材料,堪称铁基超导研究的重大进展,为相关体系新超导体的探索提供了新的研究思路。同时,为探索铁基高温超导的内在物理机制提供了理想的材料体系。 (1)当温度降低到足够低时,有些材料的 变为零,这即为超导现象。 (2)荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质 ,也称迈斯纳效应。 (3)利用超导材料输电,可最大限度地减少电能转化为 能所造成的能量损失。 (4)假如白炽灯的灯丝、电动车内电动机的线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝都用超导材料制作,当用电器通电时,假设这些导体的电阻都变为零,下列说法正确的是 A.白炽灯仍能发光且更省电 B.电动车仍能行驶且效率更高 C.电饭锅仍能煮饭且效率更高 D.电熨斗仍能熨烫衣服且更省电。 13.请阅读《航天动力电池》并回答问题。 航天动力电池 近期,我国载人航天飞船神舟十八号迎来重大升级,其动力电池由原来的镍镉蓄电池更新为锂离子电池,极大地提升了飞船的载荷运输能力,为空间站运营提供更加稳定高效的在轨支持。 锂离子电池主要由含锂化合物的正极材料、电解质、聚合物隔膜、负极材料和外壳组成。充电时,锂离子在外加电压的作用下从正极材料脱离,经过电解质嵌入负极材料,完成了电能向化学能的转化,如图甲所示。放电过程则与之相反,电池内部的化学反应使锂离子从负极材料上脱离,同时电池的正负极产生电压,将化学能转化为电能。电解质中的锂离子会通过隔膜回到正极材料上,而电子无法通过隔膜,只能在电压的作用下经外电路做定向移动回到正极,从而形成电流,如图乙所示。 锂离子电池相较于镍铬蓄电池,具有能量密度高、循环使用次数多、无污染等很多优势。所谓能量密度,可以用电池单位体积内储存的电能来表示。由于神舟飞船的整体空间有限,其动力电池的体积也有严格的要求。因此能量密度大的动力电池能够为神舟飞船提供更多的电能,满足航天员的各种需求。未来,科学家们会继续改良电池内部的电解质,为进一步提高电池的安全性和能量密度而努力,这将助力我国航天事业的发展更上一层楼。 请根据上述材料,回答下列问题: (1)神舟十八号的动力电池由原来的镍铬蓄电池更新为锂离子电池,这样做的好处是 ; (2)在锂离子电池充电过程中,实现了电能向 的转化;此时锂离子相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”); (3)锂离子电池在放电过程中,电池外部的电流方向为 (选填“从正极到负极”或“从负极到正极”); (4)下表是两种电池的参数,通过表格数据对比可知,电池A的能量密度 电池B的能量密度(选填“大于”、“小于”或“等于”)。 电池型号 储存电能 体积 A 3000 20000 B 2000 10000 14.阅读下列短文,回答问题。 无人机 无人机作为空中平台,以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、超声波传感器、激光扫描仪、红外夜视仪等设备获取信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像。无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点,广泛应用在航拍,交通等领域。如图甲为某型号无人机,该无人机部分零件采用碳纤维材料制成,其部分参数如下: 参数名称 最大飞行 半径/km 最大巡航速度 /km•h﹣1 电池电压 /V 电池容量 /mA•h 电动机额定功率 /W 拍摄速度 /帧•秒﹣1 数据 5 50 34 250 20 11000 电池容量=放电电流 放电时间,例如,1mA•h是指以1mA的电流能连续工作1h。 帧•秒-1是指每秒拍摄的画面数。 (1)人们是利用遥控器通过传输信息操控无人机的,其有效操控距离至少为 km; (2)如图乙是无人机竖直向上运动的v﹣t图像,由图像可知,在0~5s内,无人机受到的升力 (填“大于”“等于”或“小于”)重力; (3)摄像机拍照镜头可看作凸透镜,当摄像机向被拍摄的物体靠近时,物体所成实像的像距将变 (选填“大”或“小”)。从摄像机中看到的像变模糊,为了仍能拍摄出清晰的像,可在摄像机镜头前加一个 (选填“凸”或“凹”)透镜,使近距被拍摄的物体清晰成像; (4)小轿车在高速公路上限速120km/h,交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。一辆小轿车在通行0.5m的过程中,高速摄像机拍摄帧数为110帧,据此判断该监测的轿车速度是 m/s,小轿车 超速(选“是”或“否”); (5)在220V电压下对该无人机进行充电,电池充满电时,储存的电能是 W•h。 15.阅读短文,回答问题: 观光电梯 电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具。电梯的简易结构如图甲所示。电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧,在电梯半载时,轿厢总重和配重的重力基本相等。满载上升时,主电动机提供动力,驱动轿厢。 如图乙所示,为某商业大厦安装的观光电梯,其相关参数如上表。为了安全,电梯设置了超载自动报警系统,其工作原理如图丙所示。控制电路的电源电压U为12V,压力传感器的电阻R与所受压力F的关系图象如图丁所示,电磁继电器阻值可忽略。当电流大于0.2A时,会启动警报系统,同时无论如何按压电梯控制器,门电动机均不工作。此外,电梯需经常保养,“运行频次比 ”是电梯养护的重要指标, 一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示。 (1)为便于观光,电梯的外壁采用玻璃材料,主要是因为玻璃有较好的 性。该观光电梯配重的重力约为 N。(g=10N/kg) (2)下列有关该电梯的说法中,正确的是 。 A.主电机与钢丝绳之间的摩擦为有害摩擦 B.超载自动报警系统中电磁铁的右端为S极 C.电梯满载上行时,电动机需顺时针转动 D.报警电铃的工作原理是电磁感应 (3)乙图中,当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升,则可推知A电梯在 ,且速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B电梯的速度。 (4)①根据题意,补全超载自动报警系统中的受控电路。(要求导线不相交)( ) ②控制电路中R0= 。若使用一段时间,电梯未满载就报警,则说明R0的阻值变 (选填“大”或“小”)。 (5)该商业大厦每天营业时间为12h,设电梯均在额定功率下运行。经测算,该观光电梯平均每天耗电72kW•h,则该观光电梯的“运行频次比” = 。 额定电压/V 220 额定运行功率/kW 25 待机功率/kW 1 最大载重/N 4000 轿厢质量/kg 500 16.阅读短文,回答问题: 电水壶 电水壶是家庭中常见的用电器,它使用方便快捷,深受人们的喜爱,接通电源后闭合开关即开始加热,随着水温逐步升高,达到沸点后,水开始沸腾,水蒸气使双金属片发生形变推动蒸汽开关,从而使电水壶在水烧开后自动断电。 双金属片是由二种或多种具有合适性能的金属或其它材料所组成的一种复合材料.由于各层金属的热膨胀系数不同,当温度变化时,主动层的形变要大于被动层的形变,从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲,实现动作.为防止蒸汽开关失效,常见的电水壶位于发热盘底部还有一个双金属片开关,当水壶内的水被烧干,双金属片开关发生形变,接触点分离,断开电路,起到保护作用。 PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,若使用PTC加热元件代替电热丝,可以有效防止干烧的危险.PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”.用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,所以现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件,图丙就是用PTC加热元件制成的某新型电热水壶的工作原理图和PTC电阻RT随温度变化的图像。 (1)常见电水壶上部的蒸汽开关和发热盘底部的双金属片开关是 联的。 (2)乙图中的开关①和②,属于电水壶底部双金属片开关的是 ;开关①中的材料a的膨胀系数 (大于/小于/等于)材料b的膨胀系数。 (3)图丙所示电热水壶中电阻RR1的居里点温度是 ,若该电热水壶的额定功率为1100W,则定值电阻Ro的阻值为 。 (4)下列关于PTC加热元件电水壶的说法正确的是 。 A.电水壶不是利用电流的热效应工作的 B.PTC加热元件的温度会超过100 C.PTC加热元件的电阻随着温度的升高一直在变大 D.电水壶烧开水之后要及时灌到保温瓶中否则水会变凉 (5)发挥你的想象PTC材料制成的发热元件还可以应用在哪些场合 。(说出两点) 17.阅读下面短文,回答以下问题。 感应发光冰块 感应发光冰块产品采用食品级PS材料及电子元件组成的发光冰块,采用先进的触水式开关,具有入水即亮的特性(液体感应),外形仿如真实冰块一般。感应发光冰块采用电池供电,无化学变化,无毒无害,可放置于各类饮品中增添浪漫及神秘的气氛。感应发光冰块内部电子元件有:液体感应器、纽扣电池和LED灯泡。感应发光冰块的使用方法是将发光冰块清洁干净放入水中,它将自动发亮;使用完毕后,用布擦干后放置于干燥的地方以备下次使用。感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后,再放入饮料内,可以降低饮料的温度。需要注意的是,请勿吞食感应发光冰块,避免放置于温度过高的饮品中。 (1)液体感应器是先进的触水式 (选填“电源”“用电器”“开关”或“导线”); (2)用布擦干后的感应发光冰块内部的电路处于 (选填“通路”或“断路”)状态; (3)冷冻后的感应发光冰块放入饮料内,可以降低饮料的温度,这是通过 的方式改变饮料的内能; (4)LED灯泡发光时,将电能主要转化为 能。 18.阅读短文,回答问题。 电动平衡车 电动平衡车,又称体感车(如图甲),是一种时尚代步工具。它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器,来检测车体姿态的变化,并利用伺服控制系统,精确地驱动电机进行相应的调整,以保持系统的平衡。电动平衡车采用站立式驾驶方式,通过身体重心和操控杆控制车体运行,采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶,下表为某品牌电动平衡车部分技术参数,能量密度是指电池单位质量所输出的电能。 锂电池能量密度 自重 12kg 锂电池的总质量 2kg 最大载重 90kg 每个电动机的最大输出功率 350W 舒适速度 可达 电动机的能量转化效率 陡坡 (1)人驾驶电动平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法错误的是 ; A.平衡车轮胎上的花纹是为了增大摩擦 B.平衡车刹车时,轮胎温度升高,内能增加 C.平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力 D.人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力是一对相互作用力 (2)质量58kg的小明驾驶电动平衡车时,每只轮胎着地面积约,此时对水平地面压强是 ; (3)小明驾驶电动平衡车在水平路面上以的速度匀速行驶时,受到的阻力是人与车总重的倍,当耗能为锂电池总储存能量的时,每个电动机的平均输出功率为 ,平衡车行驶的路程是 ; (4)如图乙所示,科技兴趣小组为平衡车设计的转向指示灯电路,电源电压恒为6V,指示灯、的规格均为“6V,6W”,为定值电阻,电磁铁线圈及衔接的阻值忽略不计,不考虑指示灯电阻随温度的变化,当单刀双掷开关S与“1”接通后,左转指示灯会亮暗交替闪烁,在上述过程中,左转指示灯两端实际电压UL随时间t变化规律如图丙所示。 ①当单刀双掷开关S与“1”接触,电磁铁中有电流通过时,左转指示灯发光 (选填“较亮”或“较暗”),阻值为 。随后,衔铁被吸下,发生短路,衔铁又被弹簧拉上去; ②触点A与B分离时,电磁铁上端是 极; ③在单刀双掷开关S与“1”接通情况下,左转指示灯亮暗交替闪烁工作,则整个电路消耗的电能。 (写出计算过程) 试卷第1页,共3页 试卷第1页,共3页 学科网(北京)股份有限公司 参考答案: 1. 开关 热传递 单向导电 151.2 8.4 10-3 【详解】(1)[1]根据题意可知,液体感应器起到了控制电路通断的作用,所以是先进的触水式开关。 (2)[2]感应发光冰块可以放入冰箱内,冷冻后温度比较低,再放入饮料内,是通过热传递的方式减少了饮料的内能,降低了饮料的温度。 (3)[3]将感应发光冰块的AG3电池正负极对调,LED不能发光,说明此时没有电流通过LED灯,即说明LED灯具有单向导电性,只有正确连接正负极,LED灯才能发光。 (4)[4]AG3电池的额定电压1.5V,容量28mA⋅h,则一只AG3电池最多释放的电能为 W=UIt=1.5V 0.028A 3600s=151.2J [5]由题知,感应发光冰块的内部电子元件有3个AG3电池,持续正常发光15h后AG3电池的电能耗尽,则一个感应发光冰块正常工作时的功率 2. 0.9 环保、经济 脚踏板、轮胎、把手等处有花纹 使接触面粗糙来增大摩擦 刹车装置 增大压力来增大摩擦 【详解】(1)[1]由于锂电池组参数为“36V 7.5Ah”,则储存的电量为 W储=UIt=36V 7.5A 3600s=9.72 105J 额定功率为300W,则可行驶时间为 (2)[2]相对于摩托车、汽车等交通工具,电动自行车更加环保、经济。 (3)①[3]脚踏板、轮胎、把手等处有花纹。 [4]使接触面粗糙来增大摩擦。 ②[5]刹车装置。 [6]增大压力来增大摩擦。 3. 0.76 A 7 26244 5.6 63.18 74.5% 光敏 保护 20 不均匀 【详解】(1)[1]由表二知,当风叶转速为时,获得的向上的升力为4N,因竖直方向的升力与风叶转速的平方成正比,当风叶转速为时,有 解得,获得的向上的升力为。无人机的重力 无人机匀速上升时,处于平衡状态,所受的竖直向下的重力和空气的阻力及竖直向上的升力是平衡力,此时无人机受空气阻力 f=F-G=5.76N-5N=0.76N [2]飞机沿水平向右做匀速直线运动过程中,间隔相同时间从飞机上依次自由释放编号为①②③的三个相同物体,物体由于惯性,保持原来的运动状态不变,继续向前飞行,投下的三个物体在下落过程中,都是以原来的速度向前运动,因此落到地面上后间隔的距离也相等,按照落地先后顺序排列是①②③。故应选A。 (2)[3]由表一中数据,额定功率为42W,额定电压为6V,根据,该无人机正常工作时的电流为 [4]电池容量为1500mAh,充电时间为20min,额定电压为6V,因当剩余电量减为电池容量的时,无人航拍机会自动下降并停留地面等待充电,充满电后至下一次自动充电,获得的电能为 由表中数据,电机转化效率为,故能够提供无人机工作的机械能为 (3)[5]因竖直方向的升力与风叶转速的平方成正比,由表二数据可知,当转速为时,有 解得,升力;无人机的动率为 [6]上述转速下,若风叶的转圈半径为30cm,则风味扫过的面积为 空气被吹动的速度为3m/s,则内通过风叶的空气总质量为 [7]升力与每秒钟通过风叶空气重力之比为转力效率,转力效率 (4)[8][9]RG为光敏电阻,为定值电阻,光敏电阻与定值电阻串联,根据串联分压原理以及实际拍摄时为了保持清晰,当外界环境光线较强时,无人机的航拍镜头中电子镜应减小透光能力(即减小受控电压,此时所并联的电阻应减小),当外界环境光线较弱时,无人机的航拍镜头中将电子镜应增大透光能力(即增大受控电压,此时所并联的电阻应增大),又因为光敏电阻的阻值随受光强度的增加而减少,而无人机的航拍镜头透光能力随着受控电压的增加而增加,所以电子镜头电路应该与光敏电阻相并联。 [10]电源电压U恒定,电子镜头电路相当于电压表,电子镜头电路的电阻类似于电压表的保护电阻,当光敏电阻在变化时,电子镜头电路所获电压分别在3V~4V范围内变化,由欧姆定律和串联电路电压的规律,电源电压 即 解得,定值电阻。 [11]由电阻的串联和欧姆定律,电子镜头电路所获电压 故当光敏电阻均匀变化时,电子镜头电路所获电压将不均匀变化。 4. 电流方向 B s1 0.96 右 32 216 【详解】(1)[1]搬运车前进和倒车时,要改变电动机的转动方向,而电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关,而改变电流方向更为方便。 (2)[2]A.充足电一次,消耗的电能约 W=UIt=36V 100A 3600s== 1.296 107J 故A错误; B.蓄电池组充电时,消耗电能转化为化学能,此时蓄电池相当于用电器,故B正确; C.蓄电池放电的过程中,化学能转化为电能,此时蓄电池相当于电源,故C错误; D.由表格数据知蓄电池电压为36V ,是由多节电池串联而成的,故D错误。 故选B。 (3)[3]根据题意知,当闭合开关s1时,提升电动机M1工作,将货物提升到指定高度。 [4]由表格数据可知,提升电机功率P = 800W ,15s内电动机消耗的电能 W电= P1t= 800W 15s=1.2 104J 此时电机的效率为80% ,则电能转化为的机械能 W机械= W电 80%= 1.2 104J 80%= 9.6 103J 由W= Gh=mgh可得,货物被提升的高度 (4)[5]由图丁可知,载重量越大时,托盘受到的压力越大,R1的阻值越小;由丙中电路图可知, R1与R2串联,电流表测电路中的电流,当托盘受到的压力越大, R1的阻值越小,根据欧姆定律知,电路的电流越大,电流表的示数越大,所以由电流表改装的“质量表"显示盘上的刻度在最右边是最大值。 [6] 由表格数据可知,最大载货量m2 = 2t = 2000kg ,则托盘受到的最大压力 由图丁可知,此时压敏电阻R=80 。 因电流表量程为0~ 0.6A ,变阻器允许通过的最大电流为1A ,且串联电路中电流处处相等,所以当电流表的示数最大为I=0.6A时,载重量最大, R2接入电路中的阻值最小,电路的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以, R2的阻值为 R2=R- R1=40 - 8 =32 即为了确保此装置能安全运行, R2的阻值应至少调至32 。 由前面(4)可知,货物的质量越大,电流表的示数越大;若在使用过程中不小心将R2接入电路的电阻调大,导致电路中的总电阻增大,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流减小,此时电流表(质量表)指针对应的质量比实际值偏小,车的重力为 车受到的阻力为 由题意知,克服摩擦力做的功为 由w= fs得,需要充电时搬运车离充电座的路程 5. C 6.912 106 62.5 240 200 0.375 12 36 调高电源电压 【详解】(1)[1]水翼冲浪板材料具有高强度、耐腐蚀、平衡性好等特点,故A正确;高端的冲浪板材料选用碳纤维,比玻璃纤维更轻,很坚固,故B正确;蓄电池充、放电的过程中,电能、化学互相转化,故C错误;蓄电池组是由若干节蓄电池串联组成的,故D正确;故选C。 (2)[2]蓄电池充满电,其储存的电能约 W=UIt=48V 40A 3600s=6.912 106J 储存的电能约6.912 106J。 [3]冲浪板在额定功率下以最大速度匀速前进时,电机最大电流为 电机最大电流为62.5A。 [4]结合表格数据可知,电机的实际功率 冲浪板运动的最大速度 电机提供的动力 电机提供的动力为240N。 (3)[5]阻力是总重力的0.2倍,则阻力为 f=0.2G=0.2mg=0.2 (25kg+75kg) 10N/kg=200N 则阻力为200N。 [6]冲浪板匀速运动时的动力等于阻力,牵引力所做的功为 W=Fs=fs=200N 5400m=1.08 106J 蓄电池消耗的电能为 蓄电池消耗的电能为。 (4)[7]a、b两端电压必须等于或大于36V时,反推电机开始工作,此时加在RP两端的电压为 UP=U﹣UR=48V﹣36V=12V 此时加在RP两端的电压为12V。 [8]根据表格中的数据分析可知:压力传感器的阻止与它受到的压力成反比,当压力为4.5 103N时,对应点压敏电阻为 串联电路中的电流为 电阻箱的阻值为 RP消耗的电功率为 P=UI=I2R=(3A)2 4 =36WRP消耗的电功率为36W。 [9]为了能使控制电路在压力较弱时就能启动反推电动机进入工作状态,此时电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知:此时应该增大电流,可采取的措施提高电源电压。 6. 没有尾气污染、噪音低、性能高 用电器 10 短 【详解】(1)[1] 电动汽车的优点是:电动汽车没有尾气污染、噪音低、性能高。 [2]电动汽车充电时消耗电能,将电能转化为化学能储存在电池中,电池组相当于电路中的用电器。 (2)[3]该车配备电池组容量,使用220V、100A的充电插口给电池组充电,电池组容量该电动汽车的充电电池组充电功率为 [4]电池充满一次电需要的时间 (3)[5]启用动力回收系统后,感应电动机变成了发电机,将减速运动时的部分动能转化为电能储存在电池组中。由于动力回收系统和刹车踏板的共同作用,使刹车距离比不启动时要短。 [6]若该电动汽车的储能效率(发动机将动能转化为电能的效率)为60%,该电动汽车某一时刻的动能为5 105J,松开油门踏板后,动能转化为内能的值 7.(1) 超声波 运动 (2) 240 3.33 (3)ab (4) 100 10 【详解】(1)[1]依题意得,机器人为有效避障,在移动过程中会发射、接收超声波(或激光)来侦测障碍物信息,即机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时,利用超声波才能较好感知到障碍物。 [2]以移动机器人为参照物,障碍物的位置发生改变,是运动的。 (2)[1]依题意得,机械效率为 由与二力平衡得,此过程中机器人受到的阻力为 [2]由得,机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min,消耗的电能为 电池所能输出总电能为 消耗的电能占电池所能输出总电能的 (3)由图甲得,与RB串联,由串联分压原理可知,为维持U1两端电压温度,磁敏电阻RB两端电压UB也应该随输入电压U的变化而发生变化,而R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化,所以由图乙可知磁敏电阻的正常工作区应选择“ab”段。 (4)[1]由图丁可知,10ms内对准传感器的齿间隙为1个,则1s内对准传感器的齿间隙有 [2]由图丙知,驱动电机的齿轮间隙共有20个,也就是说驱动电机的转速为5r/s,以分钟为单位,其转数为 因减速器的减速比为30:1,故经减速器减速后的齿轮转速为10r/min。 8. 温差 增大 越大 温差一定时,输出功率随电阻的增大而先增大后减小 温度计 【详解】(1)[1]由短文第一句可知,环路中两联结处存在温度差就会产生温差电压。 (2)[2]由乙图可知,电阻相同时,温差越大,输出功率越大,根据P=I2R可知,电路中的电流变大。 (3)[3]由乙图可知,电阻相同时,温差越大,“蜡烛电厂”输出功率越大。 [4]由乙图可知,温差一定时,输出功率随电阻的增大而先增大后减小。 (4)[5]塞贝克效应是一种热电现象,故选择合适的两种金属和电流表组成电路,可通过电流的大小来监测环境温度变化,制成温度计。 9. 做无规则运动 B 40 45 0.1 1.5 【详解】(1)[1]有乘客手捧鲜花进入车厢,所有乘客都闻到了花香,这是因为分子在做无规则运动,发生了扩散现象。 (2)[2] AB.由题意,手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品,工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声,判断金属物品的大小,低沉或尖锐是指音调高低不同,但不能检测出酒精等易燃违禁物品,故A错误,B正确; C.任何物体都有惯性,不能说物体受的惯性作用,故C错误; D.佩戴紫色眼镜只能透过紫色光,所以该乘客不能准确辨别出线路指示灯的颜色,故D错误; 故选B。 (3)[3]手持式安检仪的电池额定电压为9V,额定功率为0.36W,根据可得,手持式安检仪正常工作时的电流为 [4]手持式安检仪的电池容量为2 103mA h,额定电压为9V,额定功率为0.36W,电池容量指放电电流与放电总时间的乘积;当剩余电量减为电池容量的时,能工作的容量为 电池充满电后,安检仪能正常工作的最长时间为 (4)[5]分析表中第2、1组的功率之比为 速度之比为 故功率与速度的平方成正比,则当传送带速度为时,传送带克服线圈摩擦力做功的功率为 [6]由图乙知,当速度等于或大于某一值时,摩擦力为0.6N保持不变,线圈将在传送带上滑动,因,故,根据表中数据可得,实验中的摩擦力大小分别为 故可知受到的摩擦力与速度成正比;则可得时的速度,则 解得;传送带匀速运动的速度的变化关系如图乙所示,则当时线圈将在传送带上滑动。 10. 电 化学 3.2 3.84 增大锂电池容量 【分析】在给锂电池充电的过程中,锂电池相当于电路组成中的用电器,电能转化为电池中的化学能.计算消耗的电能,由公式W=Pt,计算时间t= ,从技术创新或优化角度考虑,以实现缩短充电时间,提高充电效率,延长电池使用寿命为目标,为了增加每次的使用时间,可以通过增大锂电池的容量. 【详解】⑴ 锂电池充电的过程中,锂电池相当于电路组成中的用电器,电能转化为电池中的化学能;⑵由公式W=Pt=0.4kw=3.2kw.h;⑶ t==3.84h;⑷从技术创新或优化角度考虑,以实现缩短充电时间,提高充电效率,延长电池使用寿命为目标,为了增加每次的使用时间,可以通过增大锂电池的容量; 11.(1)B (2)碳纤维 (3) (4)480 【详解】(1)太阳能汽车的前风窗玻璃和顶盖玻璃皆采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成,主要是防止紫外线对车内人员的照射。 故选B。 (2)由表格数据知,碳纤维的强度大,并且密度小,在体积相同的情况下,由于碳纤维的密度小,质量小,碳纤维能达到强度高且轻便的要求。 (3)电池板面积S,正对太阳时产生的电压U,对整车提供最大的电流I,太阳光照射到地面上单位面积上的辐射功率P,所以整个电池板在t时间内得到的太阳能 电池在t时间内对汽车能量 由效率公式得 (4)若一辆太阳能汽车在水平路面上以最大机械功率800W运动,由图像知,汽车速度是,根据得,则汽车受到的牵引力是 汽车进行匀速直线运动,则汽车受到的阻力是 当汽车速度减小时,汽车受到的阻力不变,故牵引力不变,汽车保持速度运动时的功率 12. 电阻 完全抗磁性 内 B 【分析】(1)(2)根据资料中的信息解答; (3)导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关,长度越大,横截面积越小,电阻越大;长度和横截面积相同的导体,材料不同,电阻不同;电流通过导体是会放出热量,所以导线上损失的电能转化为内能。 (4)假设导体没有电阻,当用电器通电时,用电器不会产生电热,利用电流的热效应工作的家用电器将不能工作。 【详解】(1)[1]当温度降低到足够低时,有些材料的电阻变为零,这即为超导现象。 (2)[2]荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质完全抗磁性,也称迈斯纳效应。 (3)[3]普通导体输电时,电流通过导体是会放出热量,而超导材料电阻为零,不会产热,所以可最大限度地减少电能转化为内能。 (4)[4]白炽灯灯丝、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的,如果导体没有电阻,当用电器通电时,用电器不会产生电热,白炽灯不能发光,电饭锅不能煮饭,电熨斗不能熨衣服。导体有电阻时,电动机工作,电能转化为机械能和内能,假设导体没有电阻,当电动机通电时,电动机不会产生电热,效率更高更好,故选B。 【点睛】假设导体没有电阻,利用电流热效应工作的电器都不能工作,利用电流的磁效应和效应工作的用电器不受影响。 13.(1)提升了飞船的载荷运输能力 (2) 化学能 用电器 (3)从正极到负极 (4)小于 【详解】(1)由题意可知,动力电池由原来的镍镉蓄电池更新为锂离子电池,这样做的好处是极大地提升了飞船的载荷运输能力,为空间站运营提供更加稳定高效的在轨支持。 (2)[1]由题意可知,锂离子电池主要由含锂化合物的正极材料、电解质、聚合物隔膜、负极材料和外壳组成。充电时,锂离子在外加电压的作用下从正极材料脱离,经过电解质嵌入负极材料,将电能转化为化学能,完成了电能向化学能的转化。 [2]在锂离子电池充电过程中,锂离子电池消耗电能,因此相当于电路中的用电器。 (3)锂离子电池在放电过程中,锂离子电池为电源,电池外部的电流方向为从正极到负极。 (4)能量密度,可以用电池单位体积内储存的电能来表示,通过表格数据对比可知,电池A的能量密度为 电池B的能量密度为 则电池A的能量密度小于电池B的能量密度。 14. 5 大于 大 凸 50 是 8.5 【详解】(1)[1]由图表中数据可知,最大飞行半径为5km,故有效操控距离至少为5km。 (2)[2]分析图乙可知,由图像可知,在0~5s内,无人机做加速运动,则无人机处于非平衡状态,升力大于重力。 (3)[3]摄像机成像时,成倒立缩小的实像,物距大于二倍焦距;摄像机向被拍摄的物体靠近时,物距变小,像距将变大(即像会远离镜头)。 [4]近距离拍摄时,若像距不变,为能拍摄出清晰的像,应在摄像机镜头前加一个凸透镜,凸透镜可以使光线提前会聚而成清晰的像。 (4)[5][6]高速摄像机拍摄1帧画面需要的时间 高速摄像机拍摄帧数为110帧所需的时间 小轿车的速度 所以小轿车已经超速。 (5)[7]蓄电池充足一次电可储存的能量 W=UIt=UQ=34V 250mA•h=34V 0.25A•h=8.5W•h 15. 透光 7000 C 上升 大于 20 小 3.8 【详解】(1)[1]乘客在随电梯竖直上升的过程中,可透过玻璃欣赏到楼外美丽的城市景色,所以为便于观光,电梯的外壁采用玻璃材料,主要是因为玻璃有较好的透光性。 [2]轿厢的重力为 G轿厢=mg=500kg 10N/kg=5000N 电梯半载时 G半载=12G最大=12 4000N=2000N 由题意知,配重的重力 G配=G轿厢+G半载=5000N+2000N=7000N (2)[3]A.主电机与钢丝绳之间的摩擦使钢丝绳上升,该摩擦属于有益摩擦,故A错误; B.超载自动报警系统报警时,电流从电磁铁的右端导线流入,利用安培定则判断出电磁铁的右端为N极,左端为S极,故B错误; C.电梯满载上行时,钢丝绳对轿厢由向上的拉力,所以电动机需顺时针转动对其产生向上的摩擦力,故C正确; D.报警电铃的工作原理是电的磁效应,故D错误。 故选C。 (3)[4][5]当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升,此时B电梯里的乘客以自己的电梯为参照物,可推知A电梯在 上升,且速度大于B电梯的速度。 (4)[6]①由题意可知,当电梯超载时,压力增大,控制电路电阻减小,电磁铁的磁性增强,将衔铁吸向左侧,动触点与左侧触电接触,电铃所在的电路接通,电铃工作,发出报警声;当电梯未超载时,压力较小,控制电路电阻较大,电磁铁的磁性较弱,在弹簧的作用下,动触点与右侧触电接触,电动机所在的电路接通,电动机工作,电梯正常运行;电路如图所示: 。 [7]②当电梯刚好满载时,即压力传感器所受压力F=G最大=4000N;由图象可知,压力传感器的电阻R=40 ,由欧姆定律得,电路总电阻为 根据串联电路电阻特点可知,R0的阻值为 R0=R总﹣R=60 ﹣40 =20 [8]当电梯未满载时,压力传感器所受压力变小,由图象可知,压力传感器的电阻变大,由于电梯报警时的电流和电源电压不变,根据可知,电路总电阻不变,则说明R0的阻值变小。 (5)[9]由得,电梯运行消耗的电能为 W运行=P额t运行=25kW t运行 电梯待机消耗的电能为 W待机=P待机t待机=1kW t待机 则电梯平均每天消耗的电能为 W=W运行+W待机 即 25kW t运行+1kW t待机=72kW•h t运行+t待机=12h 联立可解得 t运行=2.5h,t待机=9.5h 则该观光电梯的“运行频次比”为 16. 串 ② 大于 100 10 B 见详解 【详解】(1)[1]由文中信息可知,电热水壶上的蒸汽开关与双金属片开关相互影响,只有同时闭合时才能工作,当一个开关断开时,电路就断开,故它们是串联接在电路中。 (2)[2]乙图中的开关①是电水壶的蒸汽开关,是利用水沸腾时产生的水蒸气使双金属片发生形变而工作的;开关②是电水壶底部双金属片开关,当水壶内的水被烧干,双金属片开关发生形变,接触点分离,断开电路,起到保护作用。 [3]开关①中的材料a的膨胀系数大于材料b的膨胀系数,这样在温度上升时,a的伸长量大于b的伸长量,双金属片向b一侧弯曲。 (3)[4][5]根据图象可知,电阻RT的居里点温度是100 ;当PTC加热元件的温度达到100 时,RT的阻值为34 ,此时电路中的电流为 由可知,电路中的总电阻为 则定值电阻R0 的阻值为 R0 =R−RT=44 −34 =10 (4)[6]A.电水壶是利用电流的热效应工作的,故A错误; B.根据题意可知,PTC加热元件的温度会超过100 ,故B正确; C.根据题意可知,PTC加热元件的电阻随着温度的升高先减小后增大,故C错误; D.根据题意可知,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,电水壶烧开水之后,水不会变凉,故D错误。 故选B。 (5)[7]PTC材料制成的发热元件还可以应用在孵化器中;恒温箱中;电热毯中;电热油汀中等场合。 17. 开关 断路 热传递 光 【详解】(1)[1]液体感应器在水中,感应发光冰块发亮,感应发光冰块在干燥情况下,不发光,此中的液体感应器相当于开关,控制感应发光冰块的通断。 (2)[2]用布擦干后的感应发光冰块,液体感应器这个开关处于断开,所以感应发光冰块内部电路处于断路状态。 (3)[3]冷冻后的感应发光冰块温度较低,放入饮料内,感应发光冰块吸收热量,温度升高,饮料放出热量,温度降低,这是通过热传递的方式改变内能的。 (4)[4]LED灯泡发光时,消耗电能,得到光能,将电能转化为光能。 18. C 175 9 较暗 24 北 168J,计算见解析 【详解】 (1)[1]A.轮胎上的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A正确,不符合题意; B.平衡车刹车时克服摩擦做功,并将机械能转化为内能,因此轮胎表面温度急剧升高是通过做功的方法使内能增加的,故B正确,不符合题意; C.在水平路面上匀速直线运动时,平衡车的重力小于地面对平衡车的支持力,不符合二力平衡的条件,故C错误,符合题意; D.人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于两个不同的物体上,是一对相互作用力,故D正确,不符合题意。 故选C。 (2)[2]车对水平地面的压力为 车对水平地面的压强为 (3)[3][4]电动平衡车在水平路面上匀速行驶,二力平衡,所以电动机的牵引力为 因为,且动力来源驱动左右两个电动机,所以每个电动机平均输出功率为 由题知,耗能为锂电池总储存能量的,由表格数据知,电动机的能量转化效率为 ,锂电池能量密度 ,锂电池的总质量2kg,所以电池提供电能用来做功的能量为 由可得平衡车行驶的路程为 (4)①[5][6]开关S与“1”接触时,电磁铁中电流通过,灯与串联,由串联电路的电压特点知,此时两端电压小于电源电压6V,即小于其额定电压6V,所以不能正常工作,发光较暗;衔铁被吸下后,被短路,电路中只有连入电路,两端电压等于电源电压6V,正常工作,发光较亮;由可得,指示灯的阻值为 S与“1”接通,触电A与B分离时,与串联,由图像知灯泡两端电压,则两端的电压为 由串联电路特点和欧姆定律有:,即 即 解得:。 ②[7]由图知,电流从电磁铁下端流入,由安培定则可知,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,则大拇指所指的电磁铁上端是北极。 ③[8]电路中电流为 电路消耗的电能为 当触点A与B接通时,电磁铁和电阻被短路,指示灯两端电压为6V,指示灯正常发光,电路消耗的电能为 所以指示灯交替工作整个电路消耗的电能为 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $$