综合应用题压轴题-【一战成名新中考】2025辽宁中考物理中考必考知识点专题特训
2025-05-16
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内容正文:
综合应用题压轴题专练
类型一:主题式探究
1.阅读材料,回答问题.
超级镜子发电站
我国用熔盐和1.2万块镜子,建成亚洲第一发电站——甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站,如图甲所示.该发电站的工作原理如图乙所示,通过电脑控制镜子的反射方向,持续地将太阳光聚集在塔顶的吸热器上,加热其中的熔盐,使其温度升高,高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐,热泵将它打入蒸汽发生器,与其中的冷水进行热交换,产生高温高压的水蒸气,水蒸气推动汽轮机带动发电机发电.经过蒸汽发生器后的熔盐,降温回到低温熔盐罐,从而循环下去.
该发电站的两个熔盐罐中共存储3万吨熔盐(熔点为210℃),白天高温熔盐罐把能量储存起来,夜晚再把罐中的高温熔盐释放出来发电,可以实现24小时稳定电力输出.
第1题图
(1)将太阳能发电的主要能量转化流程图(图戊)空白处补充完整: .
(2)图丙为定日镜将太阳光反射到吸热器上的示意图.现有一束太阳光沿图中的AO方向照射到定日镜M上,反射光沿OB方向射到吸热器上.一段时间后,这束太阳光在纸面内沿逆时针方向转过20°后照射到定日镜M上的O点,为了仍能将光反射到吸热器上,定日镜M应该沿 (选填“顺”或“逆”)时针方向旋转 度.
(3)假设该光热发电站以额定发电功率100MW进行远距离输电.若某输电线的电阻值为400Ω,为了使输电线每秒产生的热量降低到108J以下,输电线上最大的电流是 A,发电站需要的最低输电电压是 kV.(1MW=1000kW)
(4)这个发电站某年四个季度发电总量如图丁所示,这一年的发电总量相当于完全燃烧
万吨煤的发电量(结果保留一位小数)[已知煤电转换效率为40%,煤的热值为3.0×107J/kg].
2.阅读短文,回答问题.
载人飞艇
2024年3月30日,我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞.某飞艇如图甲所示,其气囊体积巨大,采用轻质材料制作.飞艇升空靠浮力来实现,水平飞行靠发动机提供动力.发动机输出的能量用于做推动功和辅助功:推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功;辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功,辅助功的功率恒定.
第2题图
当飞艇低速(v≤12m/s)水平直线飞行时,其受到的空气阻力F阻与速度v的关系如图乙所示.飞艇部分参数如表.忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力.
空载质量(不含氦气)
3750kg
气囊总容积
4200m3
发动机额定输出功率
3×105W
辅助功的功率
5×104W
发动机效率
36%
最大速度
70km/h
(1)气囊采用轻质材料制作是为了减小 .
(2)飞艇的发电机利用 的原理发电.
(3)将气囊充满氦气,此时飞艇受到的浮力为 N,飞艇最多可载 位乘客升空.(每位乘客质量m=60kg,,ρ氦气=0.2kg/m3,g=10N/kg)
(4)飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间,推动功分别为W1和W2,则W1:W2= .
(5)飞艇低速水平匀速直线飞行时,若消耗10kg燃油,可飞行的最大距离为 km.(燃油热值q油=4.5×107J/kg)
3.阅读短文,回答问题.
气压升降椅
如图甲是一款气压升降椅,其结构如图乙所示,调节杆的AB部分长度为5cm、BC长度为12cm、CD长度为6cm,BC垂直于AB,活塞连杆固定在底座上.座垫与气缸连接,可一起升降.调节高度时,向上拉调节杆,开关栓向下移动,气缸上、下两腔氮气经通道连通,此时气缸可升降.松开调节杆后,开关栓向上移动,即可固定座垫高度.
某次调节座椅高度时,小明先离开座椅向上拉调节杆使其升高;接着,重为500N的小明坐上座椅拉动调节杆使其下降至合适高度,再松开调节杆,开关栓闭合,此时气缸内两腔氮气压强相等.
第3题图
(1)坐在椅子上用脚蹬地后,椅子就在地面上滑行,说明 ;椅子底座的轮子可以 摩擦,靠背可以防止图甲中的椅子向右 (选填“减速”或“加速”)滑行时人后倒.
(2)当小明坐在气压升降椅子上时,下列说法正确的是 .
A.坐垫凹陷是因为坐垫表面弹力作用产生的效果
B.向上拉调节杆,氮气从气缸上腔经通道进入下腔
C.人后靠要比端坐舒服是因为人受到的压强变大
D.椅子的重力与地面对椅子的支持力是一对平衡力
(3)无人坐在椅子上时,气缸内氮气对开关栓向上的压力为156N,在A点拉动调节杆至少需要 N的力.
(4)图乙中气缸上腔中氮气对活塞作用力的面积 (选填“大于”“等于”或“小于”)下腔中氮气对活塞作用力的面积;若气缸与坐垫、靠背等共重50N,小明坐上坐垫,拉动调节杆,调节至合适位置时,松开调节杆,开关栓闭合,气缸内的氮气压强为2.75×105Pa,那么活塞连杆的横截面积为 cm2.
(5)结合图乙,解释中划线部分“先离开座椅向上拉调节杆使其升高”的原因是
.
4.阅读短文,回答问题.
跨学科实践活动——“自制豆芽机”项目化学习
豆芽发芽需要适宜的温度和湿度,如图甲所示.学习小组围绕这两个主题,开展“自制豆芽机”项目化学习活动,主要包括产品设计、功能调试、评价改进三个环节.
第4题图
【产品设计】图乙是小组成员完成的设计草图,主要内容包括发育盘、控温装置和淋水系统.控温装置的设计如图丙(A)所示,可实现加热、保温两挡自动切换,其中R3是滑动变阻器,R0为热敏电阻(置于发育盒内),R1、R2为电热丝,淋水系统由水泵驱动,豆芽机中的水可通过内部管道和沥水孔按箭头方向流动,使用时可通过调节水流速度控制发育盘中积水量.
【功能调试】小组成员购置了相关配件进行产品制作与调试,配件的具体参数如下:控制干电池E的电压为6V,R0阻值随温度t变化图像如图丙(B)所示,电磁铁衔铁在电流大于或等于10mA时被吸下;受控电路中R2=2R1.如图丁(A)所示为控制水泵喷水断续工作的模拟电路,AB两端输入如图丁(B)所示的周期性变化的电压UAB,定值电阻R=2Ω,D为电子元件,水泵喷口流量指水泵单位时间内喷出水的体积.
【评价改进】针对设计图纸及项目研究要求,他们认真进行了研究并确定相对应的参数,选购相应器材,并完善产品设计.
(1)图甲装置所培育的豆芽在阳光下呈现绿色,是因为 (选填“反射”或“吸收”)绿光;豆芽有一种淡雅清香的味道,说明分子处在 中.
(2)关于自制豆芽机,下列说法不正确的是 .
A.盖上开孔是为了为种子萌发提供氧气
B.水泵抽水是利用大气压作用将水压入泵内
C.水在管道中上升是由于受到惯性作用
D.水向下滴落时,重力势能转化为动能
(3)若水泵喷口在20s流出的水的体积为24cm3,则对应的流量为 m3/s,水泵每秒喷出水的质量为 kg.
(4)图丙控温装置受控电路中,加热与保温功率之比为 ,若“自制豆芽机”产品要达到“优秀”等级,需实现25℃自动控温,则控制电路中R3的最大阻值为 Ω;干电池E用久了,会导致发育盒内温度 (选填“偏高”或“偏低”).
(5)当图丁(A)中UAB<5V时,D两端的电压UD等于输入电压,UAB≥5V时,UD保持5V不变.当R的电功率满足PR≥8W时,水泵启动喷水.则t=3s时电阻R的电功率为 W;该电路工作3min,喷水时间共为 s.
5.阅读材料,回答问题.
全液冷超充桩
近段时间推出的“华为全液冷超充桩”(如题图甲)在充电领域引起了巨大反响.该充电桩最大输出功率可以达到600kW,最大电流为600A,号称充电大约“一秒一公里”,一杯咖啡的时间就能满电出发!
全液冷充电枪(含输电线)作为大功率的充电设备之一,主要利用液冷充电技术.液冷充电枪内部有电缆和管子,它利用管子内流动的冷却液带走热量,所以不需要增大横截面积来维持电流通过,这样不但减轻了重量,还能增加充电效率.
第5题图
(1)充电枪给汽车电池充电过程中,主要是把电能转化成 能.
(2)为了提高冷却效果,液冷充电枪管子内的冷却液应该选用 大的液体.
(3)充电过程中,充电输电线缆发热,它的内能增大是通过 的方式实现的.
(4)某型号电动车原来用普通充电桩时,输出电流为I0,需要5小时充满电;现用全液冷超充桩,输出电流为20倍I0,只需要15分钟就可充满电.若充电输电线缆的电阻相同,则在同样的时间内,电流在现用充电输电线缆上产生的热量是原来的 倍.
(5)最新版SUV电动车“问界M9”电池电量从0%充到100%的过程中,充电桩输出的电流和电压随时间变化的情况如题图乙所示.若充电输电线缆的阻值为0.3Ω,该次充电在前10分钟已充了电池总电量的75%,假设前后10分钟的充电效率相等,则后10分钟充电枪输出的平均功率是 kW.
6.阅读材料,回答问题.
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源,利用风力发电将助力我国实现碳中和目标.风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成,其简化结构如图甲所示.叶片横截面的设计原理如图乙所示,一面较平,另一面较弯曲.叶片在风的作用下旋转,经过齿轮箱增速后,发电机转子高速旋转发电.某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈,发电机转子转20圈.风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示,在5m/s≤v≤10m/s的范围内,P与v的三次方成正比.风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示.(为方便计算,图丙和图丁数据已作简化处理.)
第6题图
(1)根据图戊风力发电的主要能量转化,最终是将机械能转化为 ;
(2)当风正面垂直吹向静止叶片时,如图乙所示,从正面看,叶片A会 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动;
(3)当风速为12m/s时,风力发电机组工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量;()
(4)当风速为13m/s时,发电机转子1min转400圈.若发电机输出电能1kW•h,叶片需要转动 圈;
(5)若14:00﹣15:00和15:00﹣16:00两段时间内输出电能之比为1:3,则14:00﹣19:30的时间段内风力发电机组的输出电能为 kW•h.
7.阅读材料,回答问题;
福建号首次海试2024年5月8日下午,中国第三艘航母“福建”号完成为期8天的首次试航,顺利返回码头,福建舰是由我国完全自主设计,建造的首艘电磁弹射型航母,其满载时的排水量为8×105t.
福建舰采用平直通长飞行甲板,配置了全球领先的电磁弹射装置,此装置主要由弹射器和磁场较强的电磁轨道组成,弹射器在电磁轨道上,并与舰载机的前轮连接.当弹射器内的导体通以强大电流时,就会受到强大的推力而带动所搭载的舰载机向前运动,使舰载机被弹射飞出.福建舰的电磁弹射装置简易结构如图甲所示,空载的舰载机质量为10t,舰载机起飞时需要达到一定的速度(相对于空气),因此需要建造较长的起飞跑道.电磁弹射轨道上舰载机的速度v与路程s的关系如图乙所示,为了使福建舰海试成功,技术人员还在风洞中模拟了舰载机的升力F与速度v的关系,如图丙所示;
第7题图
(1)舰载机满载时起飞的最低速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)舰载机空载时起飞的最低速度;
(2)福建舰满载时受到的浮力是 N,舰载机离开航母后,航母所受到的浮力将 (选填“增大”“减小”或“不变”);(g取10N/kg)
(3)若航母静止在水面上,则空载的舰载机起飞需要至少 m的电磁弹射轨道;
(4)若航母以54km/h的速度航行,为使空载的舰载机能够起飞,需要至少 m的电磁弹射轨道.若所施加的牵引力始终为1×105N,电磁弹射装置的机械效率为50%,则该过程舰载机从相对静止到起飞消耗了至少 J的电能;
(5)电磁弹射技术的优势之一是电磁弹射的弹射力度可以根据舰载机的类型不同进行调节,无论是轻型还是重型飞机,都能找到合适的弹射力度.如果你是电磁弹射器的设计师,请写出一种可以方便改变弹射器的弹射力度的方法: .
类型二:项目式学习
1.小明发现小区、商场等地下停车场入口处的地面要比临街路面高一些.经过调查了解,这是为了避免雨天路上的积水流进地下停车场而采取的措施,当积水过高时还要用沙袋将停车场入口地面垫高,小明与学习小组的同学拟设计一个自动装置、解决积水进入地下停车场的问题,制定了如下项目研究内容:
第1题图
【项目名称】浮体式拦水坝
【项目特点】隐藏式、自动化、节能
【项目要求】
要求一:积水即将没过上行缓坡时,蓄水池蓄水.当蓄水达到一定高度,拦水坝升起.
要求二:积水水位降低,拦水坝自动下降.当水位降至路面时,拦水坝下降至底部.
【项目设计】
(1)结构及原理:如图1甲,参照船闸的结构和原理,地下蓄水池相当于闸室.积水的路面相当于河流的上游,通过进水口下方管道连接起来构成 .如图1乙,当蓄水池中水面逐渐上升至H位置时,拦水坝刚要浮起,在这个过程中拦水坝受到的浮力 (填“变大”、“不变”或“变小”).如图丙,随着水面继续升高,拦水坝慢慢升起至顶端,此时坝体与蓄水池左侧壁接触紧密,避免蓄水池中的水进入地下停车场.
(2)方案评估:同学们经过充分讨论后发现这个设计方案不能满足“项目要求”中的
(填“要求一”或“要求二”),需要进一步改进.
(3)设计改进:①如图2,参照原设计结构,增加一个排水管道,排水口与路面相平.要保证积水不能从排水管道流进蓄水池,但蓄水池中的水可以从排水管道排出.这就需要利用单向阀门来控制水流方向,单向阀门只能向一个方向开启,其结构和作用如图3所示.要满足全部项目要求,应在图2虚线框所在的位置安装图3中的 (填“A阀门”或“B阀门”).②通过调节拦水坝的配重,可改变排水水位的高度,以应对各种积水情况.
(4)功能升级:拦水坝升起时车辆不能通行,应在入口处设计一个报警电路.
①如图4,虚线位置为拦水坝恰好浮起时蓄水池水面高度H处,金属块A、B、C分别安装在蓄水池侧壁的不同高度上,随着水位的升高,都能与雨水接触较好(雨水可以导电).其中a、b、c是连接金属块的接线柱、d、e是电磁继电器上的接线柱.
②要求:拦水坝不升起时,绿灯亮;拦水坝升起时,红灯亮同时电铃响,起到警示作用.请你根据上述要求选择合适的接线柱,用笔画线代替导线,将电路连接完整.
【项目小结】同学们的设计已完成项目要求,更多功能可进一步开发.
2.在跨学科实践活动中,同学们以“我国古代的‘龙骨水车””为主题开展研究.
【项目提出】作为我国非物质文化遗产的“龙骨水车”,具有丰富的人文教育意义.“龙骨水车”在结构设计、工作原理和实际应用中涉及了物理学、工程技术、能源材料、历史人文等多领域的知识.
【项目分解】(1)查阅资料,了解我国古代“龙骨水车”的工作原理.
(2)制造简易“龙骨水车”,并革新“龙骨水车”.
【项目实施】(1)查阅资料,了解我国古代“龙骨水车”的工作原理.
“龙骨水车”是我国古代江南地区主要的灌溉农具之一,是一种历史悠久的提水设施,相当于现代的抽水机,其构造如图(a)所示.
第2题图
《天工开物》中有“数尺之车,一人两手疾转,竟日之功可灌二亩而已”的记载.如图(b)所示,将水车一端浸入水中,另一端固定于岸上.使用时摇动长柄摇杆,使轮轴转动,带动嵌满刮水板的链条运动,槽内板叶刮水上行,倾灌于地势较高的田中.
①使用时,人对摇杆施加力的作用使轮轴转动,相当于在使用一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆.木链条运动起来,木链条和轮轴的动能转化为水的重力势能以及各部件摩擦时产生的 能.
②写出一条提高“龙骨水车”提水效率的方法: .
(2)制造简易“龙骨水车”,并革新“龙骨水车”.
①“龙骨水车”的制作首要是选材.优先考虑的是提高材料的端面硬度和强度(材料的弹性模量越大,强度越大),以保证水车稳固、联动和耐久;其次再考虑材料的密度,仅为了搬运的方便.为此,同学们查阅到几种木材的特性如下表.
木材种类
端面硬度/N
弹性模量/GPa
密度/(g•cm﹣3)
湿地松木
2570~4000
10.4~13.2
0.55~0.75
水曲柳木
4010~6500
10.4~16.2
0.55~0.75
槐木
4010~10000
7.5~13.2
0.55~0.95
柞木
6510~10000
10.4~16.2
0.55~0.95
制作“龙骨水车”应选 材料最好.老师为学习小组提供“龙骨水车”模型组件,按照说明书组装水车.
②同学们想到利用电动机驱动“龙骨水车”模型,采用太阳能电池或干电池为电动机供电,成果展示如图(c)所示.当光照充足时用太阳能电池为电动机供电,光照不足时,用干电池为电动机供电.请在图(d)中,用笔画线代替导线,完成电路的连接,来实现以上功能.
注意:①连接电路时导线不能交叉;②电流要从电动机a接线流入,b接线流出.
【项目拓展】
现代很多机械与“龙骨水车”的原理相似,例如图(e)所示的链斗式输送机.
链斗式输送机是一种用沿轨道运行的料斗来输送物料的设备,应用于电站、矿山、煤炭等行业,进行松散物料的输送.下面是某型号链斗式输送机在某次工作中的相关数据.
XX型号链斗式输送机的功率
每分钟提升物料的质量
每分钟提升物料的高度
10kW
4t
11.4m
该链斗式输送机在本次工作过程中的效率为 .(g取10N/kg)
3.阅读短文,回答问题.
第3题图
综合实践活动——研究制作风速仪
【提出问题】风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量.风速仪工作原理是什么?怎样设计制作简易风速仪呢?
【实地学习】同学们来到气象馆,了解了杯式风速仪的工作原理.如图甲所示,质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动,转动时传感器将风速转换成输出电流信号,再经系统处理后显示出风速值.在测量范围内电流随风速增大而均匀增大.
杯式风速仪工作参数
量程
0.4~50m/s
输出电流信号范围
4~20mA
启动风速
0.4m/s
电功率
≤0.48W
【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发,同学们设计并制作了简易风速仪,其原理如图乙所示.电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,电流表量程为0~0.6A,R0为10Ω的定值电阻,R1为压力传感器,无风时R1受到的压力为零,有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1,R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示.读出电表示数,即可知此时的风速.同学们通过查阅资料,知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力,风压与风速的关系如下表.
风速v/(m•s﹣1)
2
4
6
10
12
16
24
风压p/Pa
2.5
10
22.5
62.5
90
160
360
【进行实验】迎风板是一块面积为0.15m2的轻质薄板,测量时风始终垂直吹在迎风板上,记录电表示数,发现风速增大,电流表示数随着增大.
【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价.
(1)关于文中杯式风速仪,下列说法不正确的是 .
A.风吹动风杯说明风具有能量
B.转轴中使用轴承可减小摩擦
C.风杯用密度小的材料制成
D.能在60m/s风速下正常工作
(2)杯式风速仪正常工作20min,最多消耗 J的电能;某次杯式风速仪显示风速为31.4m/s,则输出的电流信号为 mA.
(3)实验中,读出简易风速仪中电流表示数为0.4A,电压表示数为8V.
①R1= Ω,所测的风速= m/s;
②恒流源提供 A的恒定电流;
③若用此简易风速仪测量16m/s的风速,则迎风板的面积至少需要 (选填“增大”或“减小”) m2.
(4)对比文中杯式风速仪,简易风速仪存在的不足之处有: (写出一点即可).
4.在跨学科实践课上,科创小组开展了“探究光敏电阻阻值与光照关系”的主题活动.
第4题图
【项目准备】可供选择的器材有光敏电阻(阻值约为3000Ω)、小灯泡(2.5V 0.3A)、发光二极管、开关各一个,干电池两节,导线若干.
【项目实施】(1)设计电路
小明设计如图甲所示电路.将光敏电阻与小灯泡串联,可以通过小灯泡的亮暗来判断当照射到光敏电阻上的光变强时,光敏电阻的阻值是变大,还是变小?
但小明根据电路图甲连接好电路,闭合开关,小灯泡不亮;经检查,实验器材和连接都完好,你认为小灯泡不亮的原因可能是 .
(2)优化电路
小明找出原因后,将电路图改进优化后如图乙所示,a、b之间为电源.连接电路,闭合开关,二极管发光,则电源正极为 (选填“a”或“b”)端.若发光二极管在安全的电流范围内,电流越大,亮度越高;当用手遮住光敏电阻时,发光二极管变暗;拿开遮住光敏电阻手时,发光二极管又变亮,由此可见:此光敏电阻的阻值随光照强度的增大而 (选填“变大”或“变小”).
【项目拓展】小华通过上网查询.发现光敏电阻在生活、生产中有很多应用,如图所示是一款家用烟雾报警器及其简化原理图.烟雾报警器有一个外部光线无法进入的烟室,其中装有激光发射器和带有光敏电阻的电路,电路中电源电压不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻.发光强度的单位为坎德拉,符号为cd,当激光发射器的发光强度为3cd时,光敏电阻的阻值为30Ω;当激光发射器的发光强度为5cd时,光敏电阻的阻值为20Ω.当烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡,使得射向光敏电阻的光照强度减小,当烟雾浓度大于或等于某一值,电路中电流小于或等于200mA,烟雾报警器报警.
(3)在某次测试中,当激光发射器的发光强度调为3cd时,测试电压表示数为9V;当把发光强度降为5cd时,测试电压表示数为8V,则电源电压是多少?
(4)由于长时间工作,导致电源电压降低了1V.烟雾报警器在烟雾浓度较小时误报警.在不更换此电源的情况下,要使报警器在原烟雾浓度范围内正常报警,可以通过改变R的阻值来实现.求更换后的R0阻值与原R0阻值相比变化了多少?
5.学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10~30天之间在项目式学习小组利用热敏电阻和定值电阻设计温度报警电路.
第5题图
【项目分解】
(1)设计温度报警电路
(2)优化温度报警电路
【项目实施】
(1)设计温度报警电路
如图甲是小组同学设计的温度报警电路,将热敏电阻R0放在热源内,其余部分置于热源外,就可以通过电流表的示数来表示热源温度,当电流表示数I≥6mA时报警.已知电源电压是12V,热敏电阻R0的阻值随温度变化的关系如图乙,则:
①热敏电阻主要是由 (填“绝缘体”“半导体”或“超导体”)材料制作而成;
②热源的温度升高时:R0的电阻 (填“变大”“变小”或“不变”);
③当热源温度是:20℃时,电流表的示数为5mA,则R的功率为 W.
(2)优化温度报警电路
小组同学发现,此报警电路不能实现小屋温度t≥30℃或t≤10℃都要有一个电表报警的要求,于是决定对电路进行改进.
①请你判断:甲图中电路能实现小屋温度t 时的报警要求;
②若要电压表示数U≥7.2V时实现另外一种情况的报警功能,则需在图甲电路中 的两端并联一个电压表.
【项目拓展】
通过查阅资料获知:水培栽技术是一种高效、环保的栽培技术,可以在室内或有限空间内进行种植;通过正确的操作和调控,可以获得优质的农作物,提高农作物的产量和品质;光照是植物进行光合作用的基础,对于水培栽技术来说尤为重要.一般来说,水培植物需要每天接受8~12h的光照,如果选择人工光源(LED灯,功率约12W),每天最多消耗约 kW•h电能.
6.2023年5月30日9时31分,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空.观看发射视频后,物理学习小组的同学结合已学习的力学知识,开展制作“水火箭”的项目式学习.
【项目任务】每个小组制作一个“水火箭”,并通过比拼飞行高度评选出“最佳飞行”奖.
第6题图
【方案设计】
(1)长征二号F遥十六运载火箭点火后向下喷出熊熊烈焰,火箭随即挟烈焰腾起.水火箭也是利用这一原理发射升空的.如图甲所示是学生制作的水火箭,可乐瓶中装入适量的水,再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住,最后在顶端配置上导流罩就完成了水火箭的制作.其结构示意如图乙所示.用打气筒不断向瓶内打气,瓶内 增大,当达到一定值时,瓶塞脱落,向下喷出水,产生反推力从而向上飞行.运载火箭和“水火箭”的起飞都利用了 ,水火箭头部的导流罩通常做成流线型,这是为了 .
(2)各个小组制作好“水火箭”后开展飞行比赛,发现实验中无法直接测量“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度.同学们讨论后认为可以转换为测量水火箭的 来间接反映这个高度,评选出“最佳飞行奖”.
【评价反思】
(3)同学们对同一个水火箭能飞行的最大高度产生了兴趣,于是提出问题:水火箭能飞行的最大高度与哪些因素有关?接着作出以下猜想:
Ⅰ.可能与起飞前瓶内的最大气压有关
Ⅱ.可能与瓶内所装水的多少有关
在探究猜想Ⅰ时,小明控制瓶内水量一定,通过改变瓶塞的松紧程度从而改变水火箭起飞前 .通过多次实验,并将记录的数据绘制为如图丙所示的图像,分析图像可以得到:水火箭飞行的最大高度随起飞前瓶内最大气压的增大而 .
7.“漏刻”是古代一种滴水计时的工具.项目式学习小组制作了一个漏刻,装置如图1,播水壶不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后,通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间.
第8题图
(1)测滴水量:播水壶装满水后,计划用烧杯接取滴水.为了减小误差,测量滴水的质量应选择以下方案中的 (填写序号).
①先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量.
②先测滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测烧杯质量.
测得1min滴水的质量为80g,则1刻钟(15min)滴水的体积为 cm3.
(2)分析测算:圆筒形受水壶内部底面积600cm2,浮箭总重6N,长方体浮块的底面积300cm2、高3cm.受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”.滴水后,当浮箭刚浮起时,受到的浮力为 N,此时受水壶内的水面高度为 cm.
(3)标尺定标:图2的标尺上每一格表示1cm,请你在标尺上对应位置标出“←3刻钟”.
(4)成品试测:经检测,漏刻每1刻钟的实际时间均超出15min,发现随着播水壶内水量减少,滴水间隔时间越来越长.为使滴水间隔时间相同,小组讨论后,将滴水壶装置改进成如图3所示,依据的物理知识是 .
8.放假前,项目式学习小组利用湿敏电阻Rx和电磁继电器为班级种植的植物设计自动送水电路.根据植物的生长习性,设计的土壤湿度为35%.
(1)利用图1甲所示电路探究湿敏电阻R0阻值随湿度变化的规律.
第9题图
①用笔画线代替导线,将图1甲电路连接完整;
②连接电路的过程中,应将开关 ;
③连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为 ;
④将Rx放入湿度为35%的土壤内,闭合开关S,移动滑片P,测得多组数据如下表所示.第2组实验数据中电流表示数如图1乙所示,为 A,根据三次实验的数据可得:湿度为35%的土壤内,Rx的阻值为 Ω.
实验序号
1
2
3
电压U/V
1.5
2.7
3.0
电流I/A
0.1
0.2
阻值Rx/Ω
⑤将湿敏电阻Rx置于不同湿度的土壤中,重复步骤④,测得的湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度变化的图像如图2所示.分析图像可得:湿敏电阻的阻值随湿度的增大而 .
(2)根据上述探究结果,利用定值电阻R0和电磁继电器设计自动送水电路.已知蓄电池电压恒定,定值电阻R0的阻值为25Ω,线圈电流大于或等于0.2A时衔铁被吸下,小于0.2A时衔铁被弹回,线圈电阻不计.
①请以笔画线代替导线完成图3所示的电路连接,要求:闭合开关S,当土壤湿度低于35%时,电动机转动送水;当土壤湿度高于或等于35%时,电动机不转,停止送水.
②蓄电池电压恒为 V.
9.某物理实践小组设计了一种质量测量装置(电子秤),开展了项目式学习,下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助他们完成下列内容.
第10题图
[项目分解]
(1)制作质量测量装置;
(2)应用质量测量装置.
[项目实施]
(1)制作质量测量装置:
经过课堂学习,某物理实践小组设计了一种质量测量装置,其原理如图甲所示,电源电压恒为6V,电阻R0为120Ω,电压表量程为0~3V(可显示质量大小),R1是力敏电阻,其阻值随压力变化图象如图乙所示.O点是杠杆ABO的支点,托盘固定在A点,AO:BO=5:1.托盘及杠杆组件的质量忽略不计,g取10N/kg.请回答下列问题:
①托盘中加入物体时产生的力作为动力,该杠杆OBA属于 杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”).
②由图象乙可知,力敏电阻R1的阻值随着压力的减小而 (选填“增大”“减小”或“不变”).
③当托盘所受压力增大时,电压表的示数 (选填“增大”“减小”或“不变”).
(2)应用质量测量装置:
①检托盘不受压力时,电压表的示数为 V.(保留一位小数)
②在保证电路安全的前提下,力敏电阻可承受的最大压力为 N,电子秤能称量的最大质量是 kg.
③托盘中放2kg物体时,电路消耗总功率是 W.
[项目优化]
(3)优化:为了提高质量测量精确度,再次设计测量装置时,可以通过
方法实现.(写一种方法即可)
10.“商鞅方升”是秦朝统一实施的容积标准量器,是中国度量衡史上标志性器物,由青铜制成.反映了中国古代劳动人民在数字运算和青铜工艺等方面所取得的成就.科学小组对此开展了以下项目式研究,请你解答下列问题:
【项目实施】
(一)结构与功能:“商鞅方升”复制品为长方体、中空的有柄量器,可计量粮食的多少.为了探究它的容积,按照如图所示的实验步骤进行了如下操作.
第11题图
(1)量筒内沙子的体积为 cm3,沙子的密度为 g/cm3;
(2)“商鞅方升”的容积为 cm3,若量筒内的沙子没有摇晃,底部有较大空洞,会使这个容积的值偏 .
(二)材料与工艺:青铜主要是由纯铜加锡制成,我国劳动人民早在数千年以前,就掌握了青铜器的制造技术.
物质属性/含锡量
10%以下
10%~15%
15%~20%
熔点/℃
约900
约800
约700
硬度
一般
较好
好
脆性
较易裂→易裂
(3)根据如表信息可知,当含锡量为15%~20%时,其熔点约为 ℃,加锡对制作工艺或产品的影响之一是 .
【项目拓展】
现代厨房用的锅也采用合金制成,例如:铝合金、不锈钢、铜合金等,而且有的导热快适合迅速煮食,有的导热慢更适合慢炖.
(4)针对上述现象提出一个可探究的问题 ,并设计解决此问题的实验方案.
11.我们在农贸市场、中药房还能看见杆秤,俗话说“秤砣虽小压千斤”,由此学习小组开展有关杆秤的项目式学习.
【项目任务】制作简易杆秤.
【产品制作】
(1)如图甲,用木棒作为秤杆,用细线系一个20g的钩码作为秤砣,把空小盆挂在A点作为秤盘,在B点挂粗绳作为提纽,则 点相当于支点.
第12题图
(2) 调节秤砣位置使杆秤水平平衡,标记此时细线的位置,则该位置对应的质量刻度
为 g.
(3)在秤盘中逐个添加50g的砝码,当杆秤水平平衡时,记录细线的位置、标记相应的质量,再测出细线距离B点的长度(如表),根据表中数据,应将250g的刻度值标记在距离B点 cm处.
托盘中砝码总质量/g
50
100
150
200
距离B点的长度/cm
6
11
16
21
【产品使用】
(4) 在称重过程中,若杆秤左低右高,如图乙,要将杆秤调至水平平衡,秤砣应往
(选填“左”或“右”)侧移动.
(5)为了增大杆秤的量程,你的方法是: (写一种即可).
12.某学习小组研究“人体中的杠杆”项目式学习.
第13题图
构建杠杆概念(一)
10月16日,为世界脊柱日如图甲所示,人的脊柱起着支撑头部的作用,颈部肌肉连接颈部和头部,并控制着头部的运动.长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤,人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆(支点大约在颈部下端)分析问题:
(1)人在低头过程中,头部颈部肌肉群对后颅的拉力 ,若将拉力看作动力,这是一个 杠杆,头部向下弯曲度增大,颈椎所受的 增大;
(2)应用和拓展:结合以上分析,给出一条保护颈椎健康的合理建议: .
构建杠杆概念(二)
(3) 用手提起重物,从生物学的视角,可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动,如图乙所示;从物理学的视角来看,桡骨可以简化为杠杆.请问:该杠杆的支点在
(用图乙上标出的名称回答),在提起重物的过程中,重物通过绳索对手掌的拉力是动力还是阻力?答: ;
(4) 应用和拓展:引体向上,能充分训练肱二头肌.如图丙是某同学做引体向上的情境,他双手握单杠,前臂与竖直方向成30°角,上臂与前臂成30°角,身体静止,上臂中肱骨可抽象成如图丁所示的杠杆OB,A点是双手握单杠的点,O点是肘关节,B点是肩关节,认为B点是体重对肱骨竖直拉力的作用点,肱二头肌沿BC方向拉肱骨.已知该同学体重为600N,肱骨OB长约30cm,OC距离约4cm,由于C点距O点很近,认为BC与前臂AO的夹角也约为30°.两只手臂用力情况相同.求此时每只上臂的肱二头肌拉力为 N.(可能用到的数据,)
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参考答案及解析
类型一:主题式探究
1.(1)机械能;(2)逆;10;(3)500;200;(4)0.8.
2.(1)质量;(2)电磁感应;(3)5.04×104;7;(4)1:4;(5)16.2.
【解析】(3)将气囊充满氦气,此时飞艇受到的浮力为:F浮=ρ空gV排=ρ空gV气囊=1.2kg/m3×10N/kg×4200m3=5.04×104N;此时飞艇受到飞艇的重力、氦气的重力、乘客的总重和浮力的作用,根据力的平衡关系可知,乘客的总重为:G人总=F浮﹣G飞﹣G氦=F浮﹣m飞g﹣ρ氦气gV气囊=5.04×104N﹣3750kg×10N/kg﹣0.2kg/m3×10N/kg×4200m3=4500N,则乘客人数为:n7.5人≈7人;
(4)由图乙可知,空气阻力F阻与速度v的图线为一条过原点的斜线,即F阻=kv,当速度为12m/s时,空气阻力为6×103N,解得:k=500N•s/m;飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力分别为:F阻1=kv1=500N•s/m×3m/s=1500N,
F阻2=kv2=500N•s/m×6m/s=3000N,因飞艇水平匀速直线飞行,则F推1=F阻1=1500N,F推2=F阻2=3000N,故W1:W2=F推1s1:F推2s2=F推1v1t:F推2v2t=F推1v1:F推2v2=1500N×3m/s:3000N×6m/s=1:4;
(5)10kg燃油完全燃烧放出的热量为:Q放=mq油=10kg×4.5×107J/kg=4.5×108J,
则发动机输出的能量为(即发动机所做的总功):W=ηQ放=36%×4.5×108J=1.62×108J;
由图乙可知,飞艇受到的空气阻力:F阻=500N•s/m×v,根据题意可知:W=W推+W辅,且辅助功的功率恒定,则W辅=P辅t,由题知推动功W推=F阻s,根据速度公式可得t,
所以可得:W=F阻s+P辅t,代入数据有:1.62×108J=500N•s/m×v×s+5×104W,
整理可得飞艇飞行的距离:s,由不等式知识可知,当500N•s/m×v=5×104W时,即v=10m/s时,分母有最小值,此时距离s有最大值,则飞行的最大距离为:s大1.62×104m=16.2km.
3.(1)力的作用是相互的;减小;加速;(2)B;(3)72;(4)大于;20cm2;
(5)开关栓打开后,活塞上下两侧气压相同,活塞上表面受力面积大于下表面,活塞受到气体压力差向下,由于活塞固定,同时力的作用是相互的,因此气体推动气缸向上运动,座椅上升.
【解析】(3)无人坐在椅子上时,气缸内氮气对开关栓向上的压力为156N,阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力,因而最长的力臂是AC的长度,根据几何知识知:AC13cm;根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2;即F1×13cm=156N×6cm;解得F1=72N.
(4)图乙中气缸上腔中氮气对活塞作用力的面积大于下腔中氮气对活塞作用力的面积;上下的压强相等,面积之差产生向上的升力,若气缸与坐垫、靠背等共重50N,小明坐上坐垫,拉动调节杆,调节至合适位置时,松开调节杆,开关栓闭合,气缸内的氮气压强为2.75×105Pa,活塞受到向下的重力、人向下的压力、气体向上的压力,人对活塞的压力等于自身重力,则G+G人=F,根据F=pS可得G+G人=p(S﹣S′),代入数据可得50N+500N=2.75×105Pa×(S﹣S′),解方程可得S﹣S′=0.002m2=20cm2;即活塞连杆的面积为20cm2;
(5)开关栓打开后,活塞上下两侧气压相同,活塞上表面受力面积大于下表面,活塞受到气体压力差向下,由于活塞固定,同时力的作用是相互的,因此气体推动气缸向上运动,座椅上升.
4.(1)反射;不停地无规则运动;(2)C;(3)1.2×10﹣6;1.2×10﹣3;(4)3:1;300;偏高;(5)50;60.
【解析】(3)20s流出的水的体积为24cm3计算流量为1.2×10﹣6m3/s,则每秒喷出水的体积V=1.2×10﹣6m3,喷出水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10﹣6m3=1.2×10﹣3kg;
(4)根据,结合图丙(A)可知当衔铁被吸下时,R1和R2串联,R2=2R1,处于保温挡,电路总电阻R总=R1+R2=3R1,保温功率为P温,当衔铁未被吸下时,电路中只有R1串联在电路中,处于加热挡,加热功率为P热,则加热与保温功率之比为;若实现25℃自动控温,当达到温度时,控制电路中的电流大于或等于10mA,即最小电流I小=10mA=0.01A,此时衔铁被吸下,处于保温状态,控制干电池E的电压为UE=6V,根据欧姆定律可求得电路最大电阻为R大600Ω,已知25摄氏度时R0=300Ω,则R3的最大电阻为R3=R大﹣R0=600Ω﹣300Ω=300Ω;由图丙(B)可知,干电池E用久了,电压减小,电路中的电流减小,因此磁性减弱,衔铁容易接触上触点,使之处于加热状态,因此发育盒内的温度会偏高;
(5)根据题意知:当UAB<5V时,D两端的电压UD等于输入电压,UAB≥5V时,UD保持5V不变.当t=3s时,UAB=15V,此时UD=5V,根据串联电路的特点知:定值电阻两端的电压为UR=UAB﹣UD=15V﹣5V=10V;电阻R的电功率为:PR50W;当R的电功率满足PR≥8W时,水泵启动喷水,所以当PR=8W时,根据P可得,R两端的电压为:U′R4V;这个电压为能否喷水的临界电压,所以UAB对应的电压为:UAB=UD+UR=5V+4V=9V,由图知0﹣3sAB的电压均匀增加,3s达到15V,故2s对于的电压为10V,即一个周期的2﹣4s内,UAB≥10V,则有三分之一的时间在喷水,所以3min=180s,相当于30个周期,则有2×30=60s时间在喷水.
5.化学;比热容;做功;400;150.
6.(1)电能;(2)顺时针;(3)36;(4)4;(5)934.3.
7.(1)大于;(2)8×109;减小;(3)125; (4)61.25;1.225×107;(5)改变弹射器中的电流大小(合理即可).
类型二:项目式学习
1.(1)连通器;变大;(2)要求二;(3)A阀门;(4)见答图.
2.(1)①省力;内;②增大槽内板叶刮水的质量,或减小木链条和轮轴中的摩擦;(2)①柞木;②见答图;【项目拓展】76%.
3.(1)D;(2)576;14;(3)①20;8;②1.2;③减小;0.025;(4)在读取电表读数时存在误差,不能十分准确的测出风速大小.
【解析】(2)由表中数据可知,杯式风速仪正常工作时消耗的最大功率为0.48W,所以正常工作20min最多消耗的电能为W=Pt=0.48W×20×60s=576J;输出电流信号范围是4﹣20mA,杯式风速仪的量程为0.4﹣50m/s,由于在测量范围内电流随着风速增大而均匀增大;风速变化量与电流变化量的比值不变;设输出的电流信号为I,则,解得:I=14mA;
(3)①根据乙图可知,R0与R1,并联.简易风速仪中电流表示数为0.4A,即通过R1的电流为0.4A,此时电压表示数为8V时,所以R1的电阻:R120Ω;
由丙图可知,R1=20Ω 时对应的压力F=6N,迎风板受到的压强为;
由风压与风速的关系分析可得风压与风速的关系为p=kv2;代入数据有10Pa=k×(4m/s)2,则kPas2/m2;40Pa时有:40PaPas2/m2×v2;v=8m/s;②乙图中,R1与R0并联,电流表示数为0 4A,电压表示数为8V,通过R0的电流为 ;恒流源提供的恒定电流为I=I0+I1=0.8A+0.4A=1.2A;③用此简易风速仪测量16m/s的风速,由风压与风速的关系表可知,对应的风压为160Pa,若迎风板的面积仍然为0.15m2,则迎风板受到的压力:F′=p′S=160Pa×0.15m2=24N,由图丙可知此时压敏电阻的阻值R1′=8Ω,因电源为恒流源,且由前面解答可知干路中的电流恒为1.2A,设此时电源电压为U′,由欧姆定律和并联电路的电流特点可得:1.2A,解得U′V,则通过压敏电阻的电流:I1′0.67A,大于电流表的量程,所以为了保证电路的安全,测量16m/s的风速时,通过压敏电阻的电流最大为0.6A,由并联电路的电流特点可得此时通过R0的电流:I0″=I﹣I1″=1.2A﹣0.6A=0.6A,因通过两支路的电流相等,则此时压敏电阻的阻值应为R1″=R0=10Ω,由图丙可知此时迎风板受到的压力:F″=20N,则此时迎风板的面积为:S′0.125m2;故面积应减小,减小值为 ΔS=S﹣S'=0.15m2﹣0.125m2=0.025m2;
4.(1)光线较暗;(2)a;变小;(3)电源电压是12V;
(4)更换后的R0阻值与原R0阻值相比变化了5Ω.
【解析】(1)光敏电阻上的光变强时,光敏电阻的阻值是变小;小灯泡不亮的原因可能是光线较暗;
(2)发光二极管具有单向导电性.连接电路,闭合开关,二极管发光,则电源正极为a端;此光敏电阻的阻值随光照强度的增大而变小;
(3)由表格读出光照强度为5cd和3cd时的光敏电阻R的阻值分别为20Ω、30Ω,
如图丁所示,电路是R与R0的串联电路,电压表测量光敏电阻R两端的电压;
则根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压分别为:
U=U1R0=8VR0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U=U2R0=9VR0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得:U=12V,R0=10Ω;
(4)根据题意,报警仪表开始报警时电路中的电流为:200mA=0.2A,
根据I和电阻的串联特点可得开始报警时光敏电阻为:RR010Ω=50Ω,
对照表中数据知,E=2cd;通过上面计算可知正常报警时光敏电阻的阻值R=50Ω,当电源电压降了为1V时,电源电压为:U′=U﹣ΔU=12V﹣1V=11V,正常报警时电路需满足:I,即:0.2A解得:R0'=5Ω,更换后的R0阻值与原R0阻值相比,变化量为:ΔR0=R0﹣R0'=10Ω﹣5Ω=5Ω.
5.(1)①半导体;②变小;③0.03;(2)①≥30℃;②R0;项目拓展:0.144.
【解析】(1)①半导体材料是指介于导体和绝缘体之间的一类材料,具有电导率和导电性变化范围较大的特点.半导体材料的导电性与温度密切相关,随着温度的升高,半导体材料的导电性会发生变化,热敏电阻主要是由半导体材料制作而成;②由图乙可知,随着温度的升高,R0的电阻减小;③由图甲可知,R0与R串联,电流表测电路中电流;由图乙知当温度为20℃时,R0的电阻为1200Ω,此时电路中总电阻为:R总2400Ω,
由串联电路电阻的规律知R的阻值为:R=R总﹣R0=2400Ω﹣1200Ω=1200Ω,则R的功率为:P=I2R=(5×10﹣3A)2×1200Ω=0.03W;
(2)①图甲中,当电流表示数I≥6mA时报警.当电路中电流为6mA时,电路中总电阻为:R总′2000Ω,此时R0的电阻为:R0′=R总′﹣R=2000Ω﹣1200Ω=800Ω,
由图乙可知,此时的温度为30℃.由图乙可知,随着温度的升高,R0的电阻减小.因此当温度t≥30℃时,电路中总电阻小于2000Ω,由欧姆定律可知,电路中电流大于6mA,因此图中电路能实现小屋温度t≥30℃时的报警要求;②由图乙可知,当t≤10℃时R0与≥1800Ω,由可知,电路中电流为:I″4×10﹣3A,此时R两端电压为:UR≤I″R=4×10﹣3A×1200Ω=4.8V,由串联电路电压特点可知,R0两端电压为:U0≥U﹣UR=12V﹣4.8V=7.2V,因此若要电压表示数U≥7.2V时实现另外一种情况的报警功能,则需在图甲电路中R0的两端并联一个电压表.
项目拓展:水培植物需要每天接受8~12h的光照,如果选择人工光源(LED灯,功率约12W),每天最多消耗的电能约为:.
6.(1)气压;力的作用是相互的;减小阻力;(2)下落时间;(3)气压的大小;增大.
7.(1)①;1200;(2)6;2;(3)3刻钟等于45min,3刻钟滴水的质量:m'=45×80g=3600g,根据密度公式得,其体积为V'3600cm3;此时受水壶内的水面高度为:h';浮箭上浮时,受水壶内的水面高度为h'';
“←3刻钟”在标尺上对应位置为6cm﹣1cm=5cm;如下图:
(4)根据 p=ρgh,水的深度保持不变,出水口的液体压强不变.
8.(1)①如图;②断开;③定值电阻R断路;④0.18 15;⑤减小;
(2)①如图;②8.
9.(1)①省力;②增大;③增大;(2)①1.7;②300;6;③0.1;(3)增加A点力臂,即托盘远离支点;或减小B点力臂,即触点(B点)靠近支点;或增大A点力臂与B点力臂比值等;或适当增大电源电压;或适当增大R0的阻值.
【解析】(2)①由图乙可知,当检测板不受压力时,R1的阻值为300Ω,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻:R总=R1+R0=300Ω+120Ω=420Ω,此时电路中的电流:IA,由I可知R0两端的电压:U0=IR0A×120Ω≈1.7V;
②根据电压表量程可知,R0两端的最大电压:U0大=3V,电路中的最大电流:I大0.025A,由I可知,电路中的最小总电阻:R总小240Ω,根据串联电路的电阻特点可知,R1的最小阻值:R小=R总小﹣R0=240Ω﹣120Ω=120Ω,由图乙可知,当R小=120Ω时,该装置所能测量的最大压力为300N;当力敏电阻承受最大压力时,电子秤所称量的质量为最大值,由杠杆的平衡条件:F大×OB=G大×OA,即300N×OB=G大×5OB,解得:G大=60N,则该秤所能称量的最大质量是:m6kg;
③托盘中放2kg物体时,对托盘的压力大小等于其重力大小,即
F=G=m′g=2kg×10N/kg=20N;由杠杆的平衡条件可得FA×OA=F×OB,代入数据可得20N×5=F×1,解得F=100N,根据力的相互作用可知杠杆对力敏电阻R的压力为100N,由图乙可知力敏电阻R1'=240Ω,根据电阻的串联和欧姆定律可得电路的电流为:I'A,电路消耗总功率为:P=UI'=6VA=0.1W;
10.(1)20;1.6;(2)202;大;(3)700;增大硬度;(4)锅的导热性与合金的种类是什么关系;用不同材料的制成相同的锅,加热相同质量的水,升高相同的温度,比较加热时间的长短.
11.(1)B;(2)0;(3)26;(4)右;(5)增加秤砣的质量(或让提纽B靠近A点、增加秤杆的长度等).
12.(1)增大;费力;压力;(2)不要长时间低头看手机;(3)肘关节;阻力;(4)3825.
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