6 (六)综合能力题(PPT课件)-【思而优·中考新考卷】2025年广东中考物理
2025-04-12
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教辅
内容正文:
25版《中考新考卷》物理
(六)综合能力题
类型一 材料阅读
1.阅读短文,回答问题.
冰箱的前世今生
古代冰箱——青铜冰鉴是战国时期的一种青铜酒器,如图甲所示.它被称为“世界上最早的冰箱”,因为它可以用来存放冰块,从而使酒保持低温.它由四个部分组成:外层方盒、内层方盒、内层方缶和盖子.外层方盒和内层方盒之间有一个空隙,
可以放入冰块;内层方缶用来
装酒;盖子用来遮盖和装饰,
如图乙所示.
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其制冷原理是通过将冰块放在外层方盒和内层方盒之间的空隙中,使得内层方缶中的酒受到冷却.同时,由于外层方盒和内层方盒都是密闭的,可以防止热空气进入和冷空气散失,从而保持低温.
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现代冰箱利用氟利昂作为热的“搬运工”,如图丙所示为电冰箱的构造原理图.液态的氟利昂经过很细的毛细管进入电冰箱内冷冻室的管子,变为气态,使电冰箱内的温度降低.之后,生成的蒸气又被压缩机压入冷凝器,在这里变为液态,把从电冰箱内带来
的热量通过电冰箱壁上的管子放出.氟利
昂在压缩机(主要构造为电动机)作用下流
动,电冰箱冷冻室里就可以保持相当低的
温度.
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当冷冻室内温度降低到设定温度时,压缩机自动断电,停止工作.待冷冻室内温度上升至某一设定温度时,压缩机自动通电开始制冷工作.某型号电冰箱的技术参数如下表所示.
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冷冻能力 重量 额定电压 额定功率 额定耗电量 能效等级 总有效容积 冷冻室有效容积
3.0 kg/24 h 60 kg 220 V 110 W 0.44 kW·h/24 h 1级 176 L 68 L
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(1)青铜冰鉴是通过在外层方盒和内层方盒之间的空隙中放入冰块来制冷的.当冰块______(填物态变化名称)成水时,需要吸收热量;当冰块全部变成水时,由于水的_________较大,升高相同温度需要吸收更多的热量,故其制冷效果很好.
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熔化
比热容
解析:[1]根据题意可知,固态的冰熔化成液态的水时,需要吸收热量.
[2]根据Q=cmΔt可知,相同质量的水和其他物质,由于水的比热容较大,升高相同温度,需要吸收的热量更多,故其制冷效果很好.
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(2)由于青铜冰鉴的外层方盒和内层方盒都是密闭的,同时又有盖子密封,可以有效减少因热空气进入和冷空气散失而发生____________,从而保持低温.
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解析:[3]根据短文可知,为了保持低温,青铜冰鉴的外层方盒和内层方盒都是密闭的,且又有盖子密封,可以有效减少因热空气进入和冷空气散失而发生热传递.
热传递
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(3)电冰箱中的液态氟利昂在冷冻室内_______(填物态变化名称)成气态,吸收热量,气态氟利昂到电冰箱冷凝器的位置再放出热量.
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解析:[4]根据短文可知,液态氟利昂在冷冻室内汽化成气态,吸收热量.
汽化
(4)压缩机中的电动机工作时将电能转化为______能.
解析:[5]电动机工作时的能量转化是将电能转化为机械能.
机械
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(5)通过电冰箱的参数可计算得出,该电冰箱的压缩机每天(24 h)正常通电的时间为___h.
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解析:[6]通过电冰箱的参数表可知,该电冰箱的压缩机每天(24 h)正常通电的时间为t===4 h
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2.阅读短文,回答问题.
漫话红蓝立体图片
现在的红蓝3D(立体)图片是种常见的立体图片,人们看这种图片时,画面呼之欲出.这种图片是怎么拍摄的?为什么人们能在平面上看到立体的画面?为了说清楚这个问题,还得从人的眼睛说起.
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我们有两只眼睛,但是每只眼睛都只能看到二维的图像,也就是说我们眼睛看到的画面只是一个平面.但是我们的两只眼睛之间有一定的距离,这个距离称为瞳距.一般正常人的瞳距大约为65 mm,而正是这个65 mm,使我们左眼和右眼看到的画面产生差异.由于凸出物体的遮挡,导致其左方的某些细节被遮挡后无法到达右眼,同
样其右方的某些细节被遮挡后也无法到
达左眼,这样就导致左、右两只眼睛看
到的画面不一样,而基于我们的经验,
大脑很容易就判断出那个凸出物体的凸
起状态,这就产生了立体感,如图甲
所示.
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3D图片照相机就是用人眼那样的拍摄装置拍摄出景物的双视点图像,再通过印刷技术,把两个视点的图像印在同一材料上,使这略有差别的两幅图像出现在“同一位置”.这时如果用眼晴直接观看,看到的画面是重叠的,有些模糊不清,要看到立体图片,就要采取措施进行分图像,使左眼只看到左图像,右眼只看到右图像,这样人看到的画面就是立体的.
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红蓝3D是比较常见的3D技术,拍摄时在两个不同视角上分别以两种不同的颜色拍摄,印刷时分别印刷相同的颜色,在印刷后仅凭肉眼观看就只能看到模糊的红蓝重影,而通过对应的红蓝立体眼镜就可以看到立体效果了.这应用到了,有颜色的物体只能反射与其颜色相同的光,而透明的物体只能透过与其颜色相同的光.
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(1)人眼看立体的物体时,只能看到物体的一侧,而看不到物体的另一侧,原因就是光在同种均匀介质中沿______传播.
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直线
解析:[1]由于光在同种均匀介质中沿直线传播,因此只能看到物体的一侧,而看不到物体的另一侧.
(2)我们看图片时,图片上发生的光的反射属于___(选填“镜面”或“漫”)反射,这种反射______(选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律.
解析:[2][3]观察图片时,可以在各个位置观察到,说明光在图片上发生漫反射,无论是镜面反射还是漫反射均遵循光的反射定律.
漫
遵循
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(3)在拍摄立体图片时,要用到双镜头照相机(如图乙所示).双镜头照相机的两个镜头要在同一水平高度,且两个镜头中心要相距约_____mm.
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65
解析:[4]由短文可知,一般正常人的瞳距大约为65 mm,而正是这个65 mm,使我们左眼和右眼看到的画面产生差异.双镜头照相机利用了人眼的原理,因此双镜头照相机的两个镜头要在同一水平高度,且两个镜头中心要相距约65 mm.
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(4)红光、蓝光是光的三原色中的两种色光,在光的三原色中还有一种色光,为____光.
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绿
解析:[5]光的三原色是红、绿、蓝,因此在光的三原色中还有一种色光,为绿光.
(5)如果某张3D图片,拍摄时“左眼”拍摄成蓝色的,“右眼”拍摄成红色的,请设计一副眼镜来满足图片的3D观看效果:_______________________
_______________________.(说出镜片颜色即可)
解析:[6]由于透明的物体只能透过与其颜色相同的光,拍摄时“左眼”拍摄成蓝色的,因此“左眼”镜片是蓝色的;“右眼”拍摄成红色的,因此“右眼”镜片是红色的.
“左眼”镜片是蓝色的,
“右眼”镜片是红色的
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3.阅读短文,回答问题.
风速及其测量
风是由空气流动引起的一种自然现象,风既有方向也有快慢.地面气象观测中测量的是水平运动的风,用风向和风速表示.
风向标是测定风向的设备.如图甲所示的风向标是一个
形状不对称的物体,在风的作用下,对空气流动产生较大
阻力的一端便会转动至顺风方向,从而显示风向.
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生产生活中很多时候需要测量风速.如图乙所示的风杯式风速计是一种常用的风速测量仪器,其原理如图丙所示.风杯是半球形空心杯,三个风杯用夹角为120°的三根支架固定在竖直的转轴上.起风时,气流冲击风杯,风相对于风杯的速度越大,冲击力就越大.凹面迎风的风杯受到的风压大,凸面迎风的风杯由于风的绕流作用,受到的风压小.作用在三个风杯上的风压差使静止的风杯开始旋转,越转越快.当风速一定时,风杯转速增大到一定
值就不再增大,此时风速和风杯转速的
关系式为v=2πRbn,其中v为风速,n为
风杯转速(每秒转过的圈数),R为风杯转
动半径,b为风速计常数.
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风杯的转轴连接一个电路板(如图丁所示),转盘上固定有10个小磁体,当小磁体正对磁敏开关时,磁敏开关导通,不正对时,磁敏开关断开.风杯组件每旋转一周,电路中就会输出若干个周期的脉冲信号,其信号如图戊所示.该脉冲信号由计数器计数,经换算后就能得出实际风速值.
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(1)风向标是测定风向的设备,若风从正南方吹来,图甲中的风向标的箭头指向________.
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正南方
解析:由图甲可知,风从正南方吹来,风向标右侧迎风面积大,受力大,所以风向标转动后,箭头指向正南方.
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(2)如图丙所示,风从左边吹向风速计与风从右边吹向风速计相比,风杯的旋转方向______.
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相同
解析:风从左边吹向风速计,起风时,气流冲
击风杯,凹面迎风的风杯受到的风压大,凸面
迎风的风杯由于风的绕流作用,受到的风压小,
由于风压差风杯开始转动,结合图丙中风杯的
状态和风向可知,风杯的旋转方向为顺时针;
风从右边吹向风速计时,风杯的旋转方向也为顺时针,所以风从左边吹向风速计与风从右边吹向风速计相比,风杯的旋转方向相同.
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(3)关于风向和风速的测量,下列说法正确的是____.
A.风杯转动时,使风杯转动的力臂不变
B.风杯式风速计转动时,风能只转化为
风杯的动能
C.风速与风杯的转速成正比
D.图丁电路中的磁敏开关与电路元件R是并联的
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C
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解析:A.力臂是支点到力的作用线的垂直距离,当风杯受到风力开始转动时,随着风杯位置的变化,风对风杯作用力的方向与风杯中心(可看作
支点)的连线的垂直距离(即力臂)也会发生变化,风杯在转
动过程中,力臂是会改变的,故A错误;
B.风杯式风速计转动时,风能除了转化为风杯的动能,还
可以转化为电能,故B错误;
C.由关系式可知,式子中的2πRb是不变量,风速与风杯
的转速是变量,则风速越大,风杯的转速越大,说明风速
与风杯的转速成正比,故C正确;
D.由图丁可知,磁敏开关与电路元件R是串联的,它们的工作互相影响,故D错误.
故选C.
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(4)若一个风速计的风杯转动半径为0.2 m,风速计常数b为3 r-1,计算时π≈3.某次测量风速时,电流—时间图像如图戊所示,则此时风速为____m/s.
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解析:由图戊可知,0.2 s对应10个脉冲,
风杯转了一圈,则风杯的转速为n=5 r/s
风速为v=2πRbn=2×3×0.2 m×3 r-1×
5 r/s=18 m/s
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(5)小明自制了一个风杯式风速计,制成后发现它的灵敏度不高,即风速较小时,风杯转不起来,请给小明提出合理化建议:____________________.
(写出一条即可)
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适当增大支架的长度
解析:此装置相当于轮轴(即杠杆),适当增大支架长度,增大动力臂,可以用较小的风力使风杯转动,提高了风速计的灵敏度.
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4.阅读短文,回答问题.
万有引力
牛顿发现的万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成果之一.如图甲所示,任意两个物体间都有通过连心线方向上的相互吸引的力,这种力叫万有引力.其计算公式为F=,其中F
表示两个物体之间的引力,G表示引力常量,
数值上近似6.67×10-11 N·m2/kg2,m1表示
物体A的质量,m2表示物体B的质量,r表示
两个物体中心之间的距离.
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生活中常见的物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑,但是天体系统中,由于天体的质量很大,万有引力就起着决定性的作用.在天体中质量还算小的地球,对其他物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去.
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(1)航天员在太空中时,他们与地球之间_______(选填“存在”或“不存在”)引力.
解析:由短文可知,任意两个物体间都有通过连心线方向上的相互吸引的力,故太空中的航天员与地球之间存在相互吸引的力.
存在
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(2)下列现象的成因,与万有引力无关的是____.
A.火箭升空 B.雨滴下落
C.抛出的实心球落回地面 D.地球绕太阳运动而不能飞离太阳
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A
解析:A.火箭升空是因为物体间力的作用是相互的,故A符合题意;
B.雨滴下落是因为雨滴受到地球的万有引力,故B不符合题意;
C.抛出的实心球落回地面是因为实心球受到地球的万有引力,故C不符合题意;
D.地球绕太阳运动,地球受到太阳的万有引力而不能飞离太阳,故D不符合题意.
故选A.
首页
(3)同一个物体在不同星球上受到的重力大小是不同的.物体在地球上受到的重力大于在月球上受到的重力,造成这种不同的最主要的原因是____.
A.地球上有大量的水而月球上没有水
B.地球与月球的构成成分不同
C.地球的总质量大于月球的总质量
D.地球有大气层而月球没有大气层
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C
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解析:ABCD.万有引力的大小与两物体质量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与它们的化学组成和它们中间介质的种类无关,所以物体在地球上受到的重力和在月球上受到的重力不同,是因为地球的总质量大于月球的总质量,与是否有水、大气层以及构成成分无关,故ABD不符合
题意.
故选C.
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(4)根据材料判断,图乙中A球对B球的吸引力_______(选填“大于”“小于”或“等于”)图丙中A球对B球的吸引力.
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等于
解析:乙、丙两图中,A、B两球的质量及它们之间的距离都没变,所以它们之间吸引力的大小也不变,则图乙中A球对B球的吸引力等于图丙中A球对B球的吸引力.
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5.阅读短文,回答问题.
第四代电光源——LED光源
近年来国家大力提倡使用的LED灯,是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后的第四代电光源.其主要部分是高亮度白色发光二极管,这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少、寿命长、易控制和安全环保等优点.LED灯是新一代固体冷光源,可
以直接把电能转化为光能,其发光效率较高.利用如图
甲所示电路可以研究发光二极管的工作特性.
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把一个额定电压为3 V的LED灯接入电源电压恒为4.5 V的电路中,闭合开关S,LED灯即处于导通状态.调节滑动变阻器,改变LED灯两端的电压和电路中的电流,记录多组数据,可以得到电压表示数与电流表示数的关系,绘制出如图乙所示的图像.然后断开开关S,调换电源的正、负极后再闭合开关S,LED灯处于断电状态.
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(1)LED灯主要由________(选填“导体”“半导体”或“超导体”)材料制成;当LED灯正常发光时,它的电阻是_____Ω.
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半导体
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解析:[1]由短文可知,LED灯主要由硅、砷等半导体材料制成.
[2]由图乙可知,LED灯两端的电压为3 V时,通过它的电流为20 mA,则当LED灯正常发光时,它的电阻为
R===150 Ω
首页
(2)如图甲所示电路,闭合开关S,调节滑动变阻器,使LED灯正常发光;断开开关S,调换电源的正、负极后再闭合开关S,LED灯______(选填“能”或“不能”)发光,说明发光二极管具有___________性;此时两电表(已调整正、负接线柱的接线)的示数分别为____(填字母).
A.4.5 V,20 mA
B.3 V,20 mA
C.4.5 V,0 mA
D.3 V,0 mA
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不能
单向导电
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解析:[3][4][5]如图甲所示电路,闭合开关S,调节滑动变阻器,使LED灯正常发光;断开开关S,调换电源的正、负极后再闭合开关S,电流方向改变,LED灯不能发光,说明发光二极管具有单向导电性,此时LED灯断路,电压表串联到电路中,测量电源电压,示数为 4.5 V,电流表示数为
0 mA,故选C.
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(3)如图丙所示电路,闭合开关________可以使发绿光的LED灯发光.
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S1、S4
解析:[6]发光二极管具有单向导电性,由图丙可知,电流必须从发绿光的LED灯右边流进去,该LED灯才能发光,故应闭合开关S1、S4.
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类型二 科技应用
6.阅读短文,回答问题.
机器人的“眼睛”
机器人为了“看见”周围的物体,需要有自己的“眼睛”.红外传感器就是扫地机器人的“眼睛”,它利用红外线工作.红外线是电磁波大家族的成员之一,如图甲所示.
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红外传感器的简要结构原理图如图乙所示,红外发射器中心线与接受透镜主光轴之间的距离为d,红外检测器与接受透镜之间的距离为f.工作时,红外发射器向前方发射一束红外线,碰到障碍物后被反射回来的红外线通过接受透镜中心,照射到红外检测器上的位置P偏
离接受透镜主光轴的距离称为偏移值L,红外传
感器就是根据偏移值L来探知红外发射器与障碍
物之间的距离D.为了避免与障碍物发生碰撞,
当L增大到某一设定值L0时,机器人将停止靠近
障碍物,同一款式的机器人的L0保持不变.
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(1)红外线属于________(选填“可见”或“不可见”)光,它在真空中传播的速度______(选填“大于”“小于”或“等于”)无线电波在真空中传播的速度.
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不可见
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解析:[1]由图甲可知,红外线不在可见光范围内,是不可见光.
[2]红外线和无线电波都属于电磁波,在真空中传播的速度都等于光速,所以红外线在真空中传播的速度等于无线电波在真空中传播的速度.
首页
(2)扫地机器人的红外发射器与墙壁之间的距离为 2.5 m,扫地机器人以
0.2 m/s的速度沿垂直墙壁方向匀速向墙壁靠近,当红外传感器探测到与墙壁之间的距离为0.1 m时,立即停止靠近,则扫地机器人运动的时间为____s.
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解析:[3]扫地机器人运动的时间为t===12 s
(3)扫地机器人在工作过程中的偏移值L逐渐变大,说明扫地机器人在______(选填“远离”或“靠近”)障碍物.已知f=8 cm,d=15 cm,若某次探测时L=2 cm,则此时红外发射器与障碍物之间的距离为_____cm.
靠近
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解析:[4]图乙中,根据三角形相似可得=
此时红外发射器与障碍物之间的距离为D==f+
上式中d、f不变,当L增大时,f+减小,D减小,因此扫地机器人在工作过程中的偏移量L逐渐变大,说明扫地机器人在靠近障碍物.
[5]f=8 cm,d=15 cm,若某次探测时L=2 cm,则此时红外发射器与障碍物之间的距离为
D===68 cm
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(4)用某款扫地机器人清扫卧室,为了增大清扫面积,可____(选填“增大”或“减小”)f.
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减小
解析:[6]为了避免与障碍物发生碰撞,当L增大到某一设定值L0时,机器人将停止靠近障碍物,同一款式的机器人的L0保持不变,要增大清扫面积,即L0一定时,要减小D,由推导公式D=可知,可以减小f.
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7.“辽宁号”航母下水成功,标志着我国在航母研制中取得了重大突破.“辽宁号”航母的有关参数如表所示,新型舰载机在“辽宁号”航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功,如图甲所示.(g取10 N/kg)
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满载排水量/t 67 200 总功率/kW 1.5×106
最高航速/(km·h-1) 54 最大舰载机数量/架 30
最大舰长/m 304 歼-15舰载机推重比 0.5
最大舰宽/m 70.5 歼-15舰载机的质量/t 21
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(1)舰载机机翼的横截面设计成如图乙所示的形状,是利用流体流速越大,压强越____的原理,使舰载机产生向上的升力.
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小
解析:[1]舰载机机翼的上表面空气流速大,
下表面空气流速小.由于流体流速越大的地方
压强越小,流速越小的地方压强越大,所以
舰载机机翼的上表面受到向下的压强小,下
表面受到向上的压强大,于是产生了一个向上的压强差,正是这个向上的压强差为舰载机提供了向上的升力.
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(2)关于航母和舰载机,下列说法正确的是____.
A.舰载机静止在航母甲板上时,舰载机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出燃气,由此可知推力的施力物体是发
动机
C.舰载机降落后,由于受到惯性作用仍会向前滑行一段距离
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A
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解析:[2]A.舰载机静止在航母甲板上时处于平衡状态,在竖直方向上受到重力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力,故A正确;
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出燃气,由于物体间力的作用是相互的,燃气会给舰载机一个向前的力,这个力使得舰载机前进,故B错误;
C.舰载机降落后,由于具有惯性,仍会向前滑行一段距离,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是力,不能说受到惯性作用,故C错误.
故选A.
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(3)5架歼-15舰载机从航母甲板上起飞后,航母所受的浮力变化了__________N,航母排开海水的体积将减小_____m3,舰底所受海水的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”).(ρ海水=1.0×103 kg/m3)
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1.05×106
105
变小
解析:[3][5]舰载机从航母甲板上起飞后,航母会上浮,故舰底到海面的距离将减小,所受海水的压强将变小,航母变化的浮力大小应等于5架舰载机受到的重力大小,即
ΔF浮=5G=5mg=5×21×1 000 kg×10 N/kg=1.05×106 N
[4]根据阿基米德原理可知,航母排开海水的体积减小
ΔV===105 m3
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(4)歼-15舰载机向后喷出燃气产生的推力和自身受到的重力的比值称为推重比,则该舰载机起飞后燃气产生的推力大小为__________N.研究表明舰载机受到的阻力与速度的大小关系式为f=kv2,其中k值的大小体现了舰载机的性能,设计人员不断改进设计,希望_______(选填“增大”或“减小”)k值.
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1.05×105
减小
解析:[6]由题意可知,歼-15舰载机的推重比为0.5,故该舰载机起飞后燃气产生的推力大小F推=0.5G=0.5mg=0.5×21×1 000 kg×10 N/kg=1.05×105 N
[7]研究表明舰载机受到的阻力与速度的大小关系式为f=kv2,其中k值的大小体现了舰载机的性能,设计人员不断改进设计,希望尽可能使舰载机受到的阻力更小,飞得更快,所以需要k值更小.
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8.龙骨水车亦称翻车、踏车或水车,因为其形状犹如龙骨,故名龙骨水车,它是我国历史上的主要灌溉农具.龙骨水车由水槽、木齿轮、刮水板和木制链条等组成.如图甲、乙所示,龙骨水车的车身是由木板制成的水槽,车头和车尾各装有一个木齿轮,车尾装的是小轮,车头装的是大轮,大轮连着拐木,木制链条上装有刮水板,并套在两木齿轮上.水车灌溉时,用力转动拐木,使大轮转动,带动木制链条上的刮水板刮水上行,倾灌于地势较高的田中.某龙骨水车大轮上有8根辐条,木制链条上装有60块刮水板,平均每块刮水板每次能运送0.5 kg的水.
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(1)车头大轮与拐木组成了一个______(填简单机械名称);拐木长度大于大轮半径,相当于______ (选填“省力”或“费力”)杠杆.
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轮轴
省力
解析:[1][2]车头大轮与拐木组成了一个轮轴,拐木长度大于大轮半径,当轮轴匀速转动时,有F1R=F2r
因R>r,故F1<F2.因此此时轮轴可以省力,相当于省力杠杆.
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(2)要想龙骨水车更快地运送水,下列做法可行的是____.
A.增大大轮的半径 B.增加木制链条上刮水板的数量
C.增加大轮上辐条的数量 D.增加小轮上辐条的数量
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A
解析:[3]A.增大大轮的半径,可使刮水板的速度变大,使龙骨水车运送水更快,故A符合题意;
BCD.木制链条上刮水板的数量、大轮上辐条的数量、小轮上辐条的数量协同变化才能步调一致运行,且这些数量增加了,刮水板的间距变小,平均每块刮水板每次能运送的水量变少,所以不能使龙骨水车运送水更快,故BCD不符合题意.
故选A.
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(3)人工插秧时,稻田里的水深3~5 cm比较合适.若有一亩地(666.7 m2),水深为1 cm,农民伯伯需用该龙骨水车给稻田蓄水,他以20 r/min匀速转动大轮,待运水稳定后,每分钟能运送_______kg的水.若将水蓄至4 cm深,需_____ (结果保留整数)min.(ρ水=1.0×103 kg/m3)
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80
250
解析:[4]以20 r/min匀速转动大轮,待运水稳定后,每分钟能运送水的质量为
m=20×8×0.5 kg=80 kg
[5]若将水蓄至4 cm深,需要水的体积为V=Sh=666.7 m2×(4-1)×10-2 m≈20 m3
需要水的质量为m水=ρ水V=1.0×103 kg/m3×20 m3=2×104 kg
需要的时间为t===250 min
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(4)随着科技发展,现在常用抽水机进行浇灌工作.若用如图丙所示的抽水机(部分参数如表所示)按第(3)问中的水深变化要求进行抽水,则抽水机工作1 h能灌溉_____亩地.
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7.5 kW大流量自吸泵
功率/kW 7.5 流量/(m3·h-1) 10
电压/V 380 扬程/m 25
口径/寸 4 吸程/m 8
0.5
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解析:[6]由表中数据可知,抽水机的流量为10 m3/h,则抽水机工作1 h能灌溉地的亩数为n==0.5
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7.5 kW大流量自吸泵
功率/kW 7.5 流量/(m3·h-1) 10
电压/V 380 扬程/m 25
口径/寸 4 吸程/m 8
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9.2024年3月13日,河北发生天然气泄漏爆燃事故.天然气的主要成分是甲烷,它的密度比空气的密度小,无色无味,爆炸极限为5%~15%.为防止泄漏,建议安装燃气泄漏警报器.
(1)预防与模拟.
①天然气中加入特殊气味的气体,泄漏时人能闻到这种气味,原因是_____
______________________;燃气警报器应安装在燃气灶附近的______(选填“上”或“下”)方区域.
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分子
在不停地做无规则运动
上
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解析:[1][2]我们能闻到气体的气味,是因为气体分子扩散到空间任何一个位置,说明了分子在不停地做无规则运动;天然气的主要成分是甲烷,它的密度比空气的密度小,天然气泄漏时聚集在上方区域,所以,燃气警报器应安装在燃气灶附近的上方区域.
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②如图甲所示为天然气爆炸实验装置,向纸杯中通入适量的天然气并与空气混合,点燃气体,发生爆炸,纸杯被崩起.该实验中,燃气燃烧释放的内能转化为纸杯的______能,此过程中的能量转化与汽油机的______冲程的能量转化相同.
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机械
做功
解析:[3][4]向纸杯中通入适量的天然气并与空气混合,点燃气体,发生爆炸,此过程中燃气的化学能转化为内能;纸杯被崩起,燃气的内能转化为纸杯的机械能,爆炸的能量转化与汽油机的做功冲程的能量转化相同.
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(2)用如图乙所示的装置探究气敏电阻Rx的阻值与天然气浓度的关系.
①请用笔画线代替导线将如图乙所示电路连接完整,要求:闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向B端移动时,电压表、电流表的示数都变大.
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解析:[5]用伏安法测电阻,电流表要串联在电路中,因要求闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向B端移动时,电流表示数变大,则电路的总电阻变小,即滑动变阻器接入电路中的阻值变小,故滑动变阻器的滑片以右电阻丝接入电路中;由欧姆定律的变形公式
U=IR可知,待测电阻两端的电压变大,
根据串联电路中电压的规律可知,滑动变
阻器两端的电压变小,要求电压表示数
变大,故电压表并联在待测电阻的两端,
如图所示.
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②闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应移至____(选填“A”或“B”)端.
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A
解析:[6]开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处,即A端.
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③电路按实验要求正确连接后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数有变化,电压表示数始终为零.出现这种情况的原因可能是______________.
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电阻Rx被短接
解析:[7]电流表有示数,则电路为通路,电压表没有示数,则故障原因是电阻Rx被短接.
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④排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,当天然气浓度为4%时,电压表、电流表的示数如图丙所示,则Rx的阻值为____Ω,其他数据如表所示.
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天然气浓度/% 0 2 4 6 8 10
Rx/Ω 60 40 26 24 22
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解析:[8]由图丙可知,电压表的量程为0~15 V,分度值为0.5 V,电压表示数为9 V,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,电流表示数为0.3 A,则Rx的阻值为Rx===30 Ω
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天然气浓度/% 0 2 4 6 8 10
Rx/Ω 60 40 26 24 22
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(3)制作警报器.
①小明利用电磁继电器设计燃气泄漏警报器,其中控制电路有电压为3 V的直流电源、开关、气敏电阻Rx、定值电阻R0.继电器线圈的电流达到60 mA时衔铁被吸下,小于60 mA时衔铁被弹回,线圈电阻不计;受控电路中红灯、绿灯、蜂鸣器的额定电压
均为220 V.请用笔画线代替导
线连接如图丁所示的电路,要
求:闭合开关S,当天然气浓度
低于4%时,绿灯亮;当天然气
浓度达到4%时,红灯亮,蜂鸣
器发出警报.
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解析:[9]由表中数据可知,天然气浓度越大时,电阻Rx的阻值越小,控制电路中的电流越大,电磁铁的磁性越强;当天然气浓度达到4%时,衔铁被吸合,红灯亮,蜂鸣器发出警
报;当天然气浓度低于4%时,
衔铁被释放,绿灯亮;Rx与定
值电阻R0串联,电磁继电器相
当于开关,应控制火线,据此
连接电路,如图所示.
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②若要使警报器在天然气浓度更低时发出警报,可换用电压更______(选填“高”或“低”)的电源,或换用阻值更_____(选填“大”或“小”)的定值电阻R0.
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高
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解析:[10][11]天然气浓度变小时,Rx的阻值增大,此时电路中的电流变小.由于警报器发出警报时的电流不变,要使警报器在天然气浓度更低时发出警报,可以增大电源电压或减小R0的阻值.
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10.阅读短文,回答问题.
如图甲所示是国产某品牌油电混合动力汽车,其工作原理如图乙所示.在它以60 km/h的速度沿水平公路匀速行驶30 min的过程中,消耗了3 kg的燃油,发动机和驱动电机同时为汽车提供动力.驱动汽车行驶所需的能量为7.5×107 J,其中60%的能量来自于燃油燃烧.
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发动机内燃油燃烧放出的能量部分用于驱动汽车行驶和给蓄电池充电,其中用于充电的能量为5×106 J,设燃油在发动机汽缸内完全燃烧,燃油的热值为5×107 J/kg.若普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功,而该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电.
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在某次测试时,同样车型的普通汽车和该油电混合动力汽车刚刚关闭发动机后,根据汽车通过的路程s及所对应的动能Ek,绘制出它们的Ek-s图像,如图丙所示.设两车受到的摩擦力大小相等.汽车正常行驶时关闭发动机直至汽车停止的过程中,汽车通过发电机将动能转化为电能的效率称之为储能效率.
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(1)汽车上坡时,将挡位切换为低速挡,以减小行驶的速度来____.
A.增大能耗效率
B.省电
C.减小摩擦力
D.增大爬坡的牵引力
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D
解析:[1]由P===Fv可知,功率一定时,减小行驶速度可以获得更大的牵引力,故ABC不符合题意,D符合题意.
故选D.
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(2)如图丁所示是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图.关于该汽车,下列说法错误的是____.
A.给蓄电池充电时,电能转化为化学能
B.定值电阻R0起到保护电路的作用
C.油量表是由电压表改装而成的
D.加油的过程中,油量表的示数变大
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C
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解析:[2]A.给蓄电池充电时,消耗电能,将电能转化为化学能储存在电池内,故A正确,不符合题意;
B.当油箱中的油越来越多时,电路中的电
流越来越大,定值电阻R0的作用就是保护
电路,故B正确,不符合题意;
C.由图丁可知,油量表与定值电阻R0串联,根据电流表的使用方法可知,油量表实质是电流表,故C错误,符合题意;
D.加油的过程中,浮标向上运动,滑片向下移动,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,电源电压一定,电路中的电流变大,故D正确,不符合题意.
故选C.
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(3)该油电混合动力汽车以60 km/h的速度匀速行驶30 min的过程中,完全燃烧3 kg的燃油产生的热量为________J;汽车受到的阻力大小为_______N;发动机的效率为_______(结果保留至0.1%).
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1.5×108
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33.3%
解析:[3]燃油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm=5×107 J/kg×3 kg=1.5×108 J
[4]汽车行驶的路程为s=vt=60 km/h×0.5 h=30 km=3×104 m
由W=Fs可得,牵引力大小为F===2 500 N
汽车匀速行驶,则阻力大小为f=F=2 500 N
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[5]发动机为汽车提供部分动力的能量为
W1=7.5×107 J×60%=4.5×107 J
发动机给蓄电池充电的能量为W2=5×106 J
发动机用来做有用功的能量为
W有=W1+W2=4.5×107 J+5×106 J=5×107 J
则发动机的效率为η==≈0.333=33.3%
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(4)由图丙可知,表示该油电混合动力汽车进行测试的图线是_______(选填“①”或“②”).
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①
解析:[6]普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功,而该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电,油电混合汽车关闭发动机后滑行的距离更短,所以应该是图丙中的图线①.
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类型三 实验探究
11.小刚注意到广东地区回南天时地板非常潮湿,很多公共场所都有类似如图甲所示的提示牌.他想:摩擦力的大小与接触面的潮湿程度有什么关系呢?为了探究这一问题,他找来长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,设计了如图乙所示的实验装置.
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(1)为了测出运动鞋与地板砖间滑动摩擦力的大小,小刚把长条形地板砖放在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉着运动鞋在地板砖上做_________运动.根据_________可知,此时弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小.
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匀速直线
二力平衡
解析:[1][2]运动鞋在地板砖上做匀速直线运动,处于平衡状态,根据二力平衡可知,运动鞋在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等.
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(2)小刚用喷雾器向地板砖表面均匀喷雾来改变地板砖的潮湿程度,通过实验得到表中的数据.请在坐标轴上描点并用平滑曲线画出摩擦力f与喷雾次数的关系图像.
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喷雾次数 0 2 4 6 8 10 12
摩擦力f/N 3.2 3.6 4.0 3.0 2.8 2.6 2.6
解析:[3]用描点法画出摩擦力f与喷雾次数的关系图像,如图所示.
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(3)小刚分析数据得出结论:随着接触面潮湿程度的增大,摩擦力_________
____________.
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先增大后
减小再不变
解析:[4]结合图像,分析数据可得到“摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大而先增大后减小再不变”的结论.
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(4)小强了解小刚的实验结论后说:“我知道超市里的收银员清点钞票时为什么手边总放一块湿海绵了.”小刚说:“你上次数作业本的页数时,还往手上沾唾液呢!”在这两个实例中,都是通过改变接触面的潮湿程度来____________的.
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增大摩擦力
解析:[5]小强和小刚的两个实例中,都是在其他条件相同时,通过改变接触面的潮湿程度来增大摩擦力的.
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(5)小颖发现小刚上述实验操作中弹簧测力计的示数不稳定,于是对实验进行了如图丙所示的改进并进行实验.实验时_________(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动地板砖来测量运动鞋受到的滑动摩擦力,运动鞋受到的滑动摩擦力的方向是水平______(选填“向左”或“向右”).
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不需要
向左
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解析:[6][7]如图丙所示,运动鞋相对地面处于静止状态,不需要匀速拉动地板砖.运动鞋受到的弹簧测力计的拉力和受到的地板砖施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,因弹簧测力计的拉力方向为水平向右,故运动鞋所受摩擦力的方向为水平向左.
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12.学习液体压强时,老师展示了如图甲所示的实验.辉辉观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大.下课后,辉辉将自己的结论告诉老师,老师表扬了辉辉爱思考的好习惯,然后和辉辉一起到了实验室,另找一个矿泉水瓶,在侧
边扎了两个小圆孔C和D
(圆孔A、B、C、D的直
径相同),并进行了以下
实验,观察得到sC<sD.
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(1)已知hC<hD,则C点水产生的压强pC____(选填“>”“<”或“=”)D点水产生的压强pD.
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解析:已知hC<hD,由p=ρgh可知,C、D两点水产生的压强的大小关系为pC<pD.
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(2)其他条件不变,将木板向右移,使最远的水流落在木板上,请在图乙中用虚线画出木板上表面平移后的大致位置.
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解析:其他条件不变,将木板向右移,最远的水流落在木板上,木板右移后的大致位置如图所示.
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(3)木板右移后,sC'和sD'分别为水从C点和D点流出落到木板上的最远距离,则sC'____(选填“>”“<”或“=”)sD'.
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解析:木板右移后,sC'和sD'分别为水从C点和D点流出落到木板上的最远距离,则sC'>sD'.
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(4)辉辉的结论是______(选填“正确”或“错误”)的.
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错误
解析:由上述实验可知,保持其他条件不变,仅将木板向右移,只改变了小孔与水流落点之间的竖直距离,发现对应小孔的水喷出的最远距离发生了变化,由此可知,水喷出的最远距离不仅与小孔在水中的深度有关,还与小孔到水流落点的竖直距离有关.辉辉在实验过程中,没有控制小孔到水流落点的竖直距离相同,故不能通过水喷出的最远距离显示压强的大小,不能探究压强与深度的关系,因此辉辉的结论是错误的.
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13.2023年杭州亚运会女子单人十米台焦点对决中,全红婵再次以“水花消失术”勇夺金牌.观看直播的小明对运动员入水时水花大小的影响因素产生了兴趣.通过反复观看对比如图A所示的“入水”过程后,他认为水花大小可能与以下因素有关.
①入水角度θ.
②入水速度v.
③入水面积S.
④人体体积V.
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(1)根据图B全红婵选择的入水姿势可知,入水角度θ=_______时,水花会较小.
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90°
解析:[1]从照片看,全红婵是垂直于水面进入水中的,此时水花最小.
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(2)小明找来一个如图C所示的矿泉水瓶进行实验,为模拟运动员的身体特征,他应在矿泉水瓶内灌满____(选填“酒精”“水”或“沙子”).
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水
解析:[2]人的密度约等于水的密度,所以应在瓶中装水.
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(3)为探究②,小明应将矿泉水瓶从水面上方________(选填“相同”或“不同”)高度由静止下落,比较水花大小.由矿泉水瓶形状可知,只利用该矿泉水瓶______(选填“能”或“不能”)探究④.
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不同
不能
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解析:[3]要探究②,应控制水瓶进入水中时的速度不同.让同一水瓶从水面上方不同高度由静止下落,水瓶到达水面时的速度是不同的.
[4]因为该水瓶的体积是不变的,而探究水花大小与体积大小的关系时要改变水瓶的体积进行实验,所以利用该水瓶不能探究④.
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(4)小明又找来如图D、E所示的两个矿泉水瓶,图C、D、E中三瓶瓶盖的横截面积的大小关系为SC=SD<SE,他将图C、D、E中三个瓶子从水面上方相同高度由静止下落,发现水花依次变小.由此可知,相同条件下,运动员的体积越大,水花越_____;运动员跳水时选择图____(选填“F”或“G”)的手势较好.
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大
G
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解析:[5]比较C、D两瓶的落水情况,二者瓶盖的面积相同,到达水面时的速度相同,但D瓶的体积小于C瓶的体积,而D瓶进入水中时的水花较小,所以在其他情况相同时,体积越小,水花越小;体积越大,水花越大.
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[6]在其他情况相同时,体积越大,水花越大.比较C瓶与E瓶的落水情况,E瓶的体积和瓶盖面积均比C瓶的体积和瓶盖面积大,但E瓶入水时的水花比C瓶入水时的水花小.所以,在其他情况相同时,入水面积越大,水花越小.图F与图G相比,图G中手与水面接触的面积大,入水时所产生的水花要小一些.
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14.同学们用鸡蛋开展了丰富的物理实践活动.
(1)小靖同学用鸡蛋做了一个如图甲所示的不倒翁,“不倒翁”不倒的原因是它的重心位置非常____(选填“高”或“低”).
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低
解析:[1]物体的重心位置越低,物体越稳定,因此不倒翁不易倾倒的原因是它的重心位置非常低.
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(2)小墨同学做了如图乙所示的实验,将纸点燃后放入瓶中,然后用剥了皮的熟鸡蛋堵住瓶口,鸡蛋会慢慢进入瓶中.当纸燃烧后,瓶内气体的压强______(选填“变大”“变小”或“不变”),鸡蛋就被瓶外_________推进瓶中.
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变小
大气压
解析:[2][3]纸燃烧时,瓶内的气体受热膨胀,一部分空气跑到瓶外,用鸡蛋封住瓶口,瓶内的纸停止燃烧,瓶内气体的温度降低,压强减小,此时瓶内气压小于瓶外大气压,在大气压的作用下鸡蛋被推进瓶中.
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(3)小欣同学分别把一生一熟两个鸡蛋用力在桌面上转动一下.生鸡蛋里面的蛋黄和蛋白是液体,转动时,蛋壳虽然转动起来了,但是里面的液体却由于惯性要保持原来的______(选填“运动”或“静止”)状态,阻碍蛋壳的转动.而熟鸡蛋里外是一体的,不会出现上述情况.因此,更容易转动的是____(选填“生”或“熟”)鸡蛋.
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静止
熟
解析:[4]生鸡蛋里面的蛋黄和蛋白是液体,转动之前处于静止状态,转动时,蛋壳虽然转动起来了,但是里面的液体却由于惯性要保持原来的静止状态,阻碍蛋壳的转动.
[5]熟鸡蛋里外是一体的,里面的蛋黄和蛋白不会阻碍蛋壳运动,所以更容易转动的是熟鸡蛋.
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(4)小美同学用鸡蛋做如图丙所示的实验,把鸡蛋放入清水中,鸡蛋沉在水底,此时鸡蛋受到的浮力______(选填“大于”“小于”或“等于”)鸡蛋受到的重力;她在水中加盐并用筷子搅拌,使沉在水底的鸡蛋逐渐悬浮,此时鸡蛋的密度______(选填“大于”“小于”或“等于”)盐水的密度.继续往水中快速加盐并进行搅拌,鸡蛋所受浮力F的
大小随时间t变化的图像是____.
A B C D
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小于
等于
A
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解析:[6]把鸡蛋放入清水中,由于鸡蛋受到的浮力小于重力,鸡蛋沉在
水底.
[7]鸡蛋悬浮在盐水中时ρ鸡蛋=ρ盐水.
[8]往盐水中继续加盐,盐水的密度增大,鸡蛋浮
出水面前排开水的体积不变,根据公式F浮=ρ液V排g
可知,鸡蛋受到的浮力逐渐增大.
浮出水面后鸡蛋漂浮时受到的浮力等于鸡蛋受到的重力,浮力不再变化(若烧杯中的食盐溶液已经是饱和的,则继续加盐,浮力大小始终保持不变,等于重力大小),鸡蛋受到的浮力F的大小随时间t变化的图像应是开始浮力变大,后减小至与重力大小一致,故A符合题意,BCD不符合题意.
故选A.
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15.学过声现象和磁现象后,爱思考的小华观察到物理老师使用扩音器(如图甲所示)上课,为了探究扩音器的工作原理,他进行了如下探究活动.
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(1)扩音器由两部分组成,其中一部分是话筒,其结构如图乙所示.
①话筒由膜片、永磁体和线圈等组成,声音是由物体的______产生的.用嘴对着话筒吹气或讲话时,膜片就随着声音颤动,从而带动连在一起的线圈在磁场中做____________运动,线圈中就会产生感应电流.
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振动
切割磁感线
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解析:[1][2]话筒由膜片、永磁体和线圈等组成,声音是由物体的振动产生的,用嘴对着话筒吹气或讲话时,膜片就随着声音颤动,从而带动连在一起的线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈中就会产生感应电流,这就是电磁感应现象.
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②经过探究发现,声音越大时,电路中的感应电流_______(选填“越强”或“越弱”),说明电流随声音的变化而变化.
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越强
解析:[3]经过探究发现,声音越大时,膜片随着声音颤动越剧烈,线圈在磁场中做切割磁感线运动的速度越大,电路中产生的感应电流越强,说明电流随声音的变化而变化.
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(2)扩音器的另一部分是喇叭,其结构如图丙所示.当给喇叭输入强弱变化的电流时,强弱变化的电流通过线圈,使___________________________,从而引起纸盆的振动而产生声音,主要是利用电流的_________工作.
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线圈中的磁性强弱发生变化
磁效应
解析:[4][5]当给喇叭输入强弱变化的电流时,强弱变化的电流通过线圈,使线圈中的磁性强弱发生变化,从而引起纸盆的振动而产生声音,主要是利用电流的磁效应工作.
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(3)话筒与________的原理相同,喇叭与_________的原理相同.(均选填“电动机”或“发电机”)
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发电机
电动机
解析:[6][7]话筒与发电机的原理相同,利用的都是电磁感应现象;喇叭与电动机的原理相同,利用的都是磁场对通电导线的作用.
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16.小明重新设计了“探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”的实验电路图,如图所示.正确接线后,小明进行了如下操作.
①闭合开关,读出两个电压表的示数均为2.2 V.
②断开开关后,发现电压表V2的示数变为 0 V,电压表V1的示数却变为
2.8 V;反复闭合和断开开关,发现电压表V1的示数分别在2.2 V和2.8 V之间
变换.
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小明发现,断开开关时,没有电流流过用电器;而闭合开关后,电路中有电流流过用电器.他进行了大胆猜想:闭合回路中,用电器的电阻越大,两节干电池两端的电压越小.(忽略导线及开关的电阻)
为帮助小明探究,老师提供了以下仪器供选择:A.两节干电池串联成的电源;B.阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻各一个;C.开关一个;D.导线若干.
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(1)除老师提供的器材外,还需要增加的一个实验仪器是_________.
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电压表
解析:由题意可知,在探究用电器的电阻大小与电源电压的关系时,需要用到电压表,故小明要做的实验还需增加的一个实验仪器为电压表.
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(2)请根据老师提供的仪器及增加的仪器,在虚线框内设计出能帮小明验证猜想的电路图.
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解析:由题意可知,将定值电阻与电源串联组成简单电路,开关控制电路通断,电压表并联在电源两端,当更换不同阻值的定值电阻后,闭合开关,观察电压表示数的变化情况,设计的电路图如图所示.
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(3)请画出记录实验数据的表格.
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定值电阻阻值R/Ω 5 10 15 20
电压表示数U/V
解析:在进行本实验的过程中,需要记录接入不同阻值的定值电阻时,电压表示数的变化情况,由此可设计记录实验数据的表格如下所示.
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(4)请写出实验步骤和判断小明的猜想是否正确的依据.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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①将阻值为5 Ω的定值电阻按电路图接入电路中;
②闭合开关,记录此时的电压表示数为U1;
③断开开关,分别将阻值为10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻依次接入电路中,重复①②步骤,并分别记录电压表示数为U2、U3、U4;
④分析实验数据,如果U1>U2>U3>U4,则小明的猜想正确;否则,其猜想错误.
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