内容正文:
重难题型强化训练·辽宁物理
题
型
六
第24
题
专
练
题型六 第 24 题专练
类型 1 阅读类
1. 如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸,
它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分
组成. 道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量
轻等特点. 当车辆靠近道闸时,摄像头采集到
车辆信息,与系统内已有信息进行比对,给闸
机的电动机发出是否放行指令,或由管理员
通过遥控器控制是否放行. 车辆放行后,进入
地感线圈区域时,路面下的线圈中电流发生
变化,这个变化信号通过检测器传给闸机,横
杆不会落下. 为让横杆平稳起落,需给电动机
进行减速,减速系统内部结构如图乙所示. 首
先电动机通过转轴末端的单头蜗杆 A(相当
于齿数为 1 的齿轮)带动蜗轮 B 实现第一次
减速;接着与蜗轮同轴的齿轮 C 再带动与之
啮合的齿轮 D,实现第二次减速,横杆通过连
杆实现起降. 减速比是描述减速程度的重要
参数,可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮
齿数的比值来计算. 该闸机的第一次减速比
应该为蜗轮 B 的齿数与 1 的比值,若数值为
n ∶ 1,即表示蜗杆 A 转 n 转,蜗轮 B 转 1 转.
整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得
到. 为了提高横杆的转动效果,通常还在闸机
箱体内连杆末端一侧安装弹簧辅助电动机
工作.
甲
乙
第 1 题图
(1)以下的材料中最适合用作道闸横杆的是
C .
A. 铁质材料 B. 泡沫材料
C. 铝合金材料 D. 玻璃材料
(2)闸机中的遥控接收器和电动机是 串
(填“串”或“并”)联的.
(3)车辆进入时,为了避免被横杆砸伤,地感
线圈安装的大致位置是 C .
A. 横杆下方区域 B. 道闸外面 5
m 处
C. 道闸里面 5
m 处
(4)若某智能道闸电动机的转速为 3
000
r / min,
蜗轮B的齿数为240,齿轮C的齿数为40,齿轮 D
的齿数为 50,则该道闸整个系统的减速比是
300 ,道闸横杆起杆(从水平位置转动到
竖直位置)时间约为 1. 5 s.
(5)道闸起杆时间过长,请你针对此现象提
出合理的改进措施: 更换更高转速的电动
机(或更换具有较低减速比的减速系统) .
2. 为有效保护眼睛,降低近视率,目前市场上推
出一款电加热眼罩(如图甲),对缓解眼疲劳
有一定效果,电加热眼罩是在绝缘的聚酯薄
膜表面有序排列 10 根一样的具有发热、控温
双重功能 PTC 加热丝,PTC 是一种新型的半
导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物
质后加工而成. 电加热眼罩内部结构如图乙
所示,PTC 加热丝两端与金属导线相连,形成
网状结构,由 6
V 的锂电池供电. 每根 PTC 加
热丝电阻随温度变化的关系如图丙所示,当
温度达到 40
℃时,PTC 加热丝的发热功率等
于散热功率(即在相同时间内产生的热量与
散失的热量相等) 温度保持不变,实现智能
控温.
甲 乙
丙
第 2 题图
23
重难题型强化训练·辽宁物理
题
型
六
第24
题
专
练
(1)PTC 是 半导体 (填“导体” “半导体”
或“绝缘体”)材料.
(2)如图乙所示的加热电路,PTC 加热丝的
连接方式是 并 联,正常工作时金属导线
中 A、B 处电流分别为 IA 和 IB,则 IA > IB
(填“ <”“ = ”或“ >”).
(3)将眼罩加热电路开关闭合,其功率随时
间变化的图像最可能是 C .
(4)眼罩加热电路的最大发热功率为 9 W,
当温度为 40
℃时,通电 10
min,眼罩加热电路
消耗的电能 2
160 J.
类型 2 项目实践类
1. 研究小组课外实践活动中选择探究“不同材
料的隔音性能”,针对噪声常常影响人们的
生活和学习,为此开展了“制作护耳器”的项
目化活动:
【项目材料】
探究的材料有报纸、海绵、毛巾,可做声源的
器材有闹钟、音叉;测量工具有声音监测仪、
刻度尺等.
【项目分析】
(1)小组成员一致同意在本实验中适合做声
源的是闹铃;你认为音叉不适合做声源的原
因是: 音叉声音不稳定 .
(2)设计活动时同学想到材料的厚度、包裹
方式都可能影响隔音效果,则实验时具体操
作应选用厚度相同的报纸、海绵和毛巾,用相
同的包裹方式包住正在响铃的闹钟,听闹钟
声音响度的变化.
【项目实施】
一小组:声音的变化不容易辨别,于是用声音
监测仪来完成研究. 请问,如图甲所示的监测
仪 不能 (填“能”或“不能”)减弱噪声. 将
声音监测仪放在距离闹钟 1
m 处,记录声音
分贝,再记录下按上述材料包裹后的声音分
贝,如表 1 所示:
表 1
次
数
隔音
材料
厚度
包裹
方式
隔音
材料
包裹前
声音响
度 / dB
包裹后
声音响
度 / dB
材料的
隔音性
能
1
2
3
相同 相同
报纸
毛巾
海绵
57
42
38
29
请回答:①小组同学发现生活中隔音材料广
泛应用,使用隔音材料是在 传播过程中
减弱噪声. ②根据表中数据可得出结论. 三种
材料中隔音性能最好的是: 海绵 .
二小组:
分别准备三种不同材料,进行隔音效果的测
试. 固定声源,选择其中一种材料罩住两只耳
朵,从声音处慢慢向后移动,当恰好听不到声
音时停下来,测量距离,重复 3 次取平均值.
再换用其他材料重复实验,得到如表 2 所示
的数据. 二小组设计的实验中,依据听不见钟
声的实际距离来判断物体的隔音性能,这里
采用的物理方法是 转换法 (填“转换法”
或“控制变量法”).
表 2
材料 报纸 毛巾 海绵
声源到人的平均距离 / 米 2. 8 2. 1 1. 2
甲 乙
第 1 题图
33
参考答案及重难题解析·辽宁物理
重
难
题
型
强
化
训
练
当双触点开关连接触点 2 和 3 时,电路为 R1 的简单电路,此
时电路中电阻较大,电路消耗的电功率较小,则此时电热水
壶处于保温挡;因两种状态下电阻 R1 都工作,且电阻 R1 两
端的电压不变(等于电源电压),则由 P=
U2
R
可知,两种状态下
R1 消耗的功率不变,所以加热挡时 R1 消耗的功率 P1 = P保 =
100
W;加热挡时 R2 消耗的功率 P2 =
U2
R2
= (220
V) 2
60. 5
Ω
= 800
W,
因总功率等于各电阻消耗电功率之和,所以加热挡的电功率
P加 =P1 +P2 = 100
W+800
W = 900
W;
(3)由 η=
Q吸
W
×100%可得,电热水壶加热时消耗的电能
W=
Q吸
η
= 1. 512
×105
J
80%
= 1. 89×105
J,
由 P=
W
t
可知,需要的加热时间
t′=
W
P加
= 1. 89
×105
J
900
W
= 210
s.
2. 解:(1)由图可知,只闭合开关 S1 ,电路等效为 R1 接在电源上
的简单电路,由 P=UI=
U2
R
可得,此时电路消耗的电功率 P1 =
U2
R1
,只闭合开关 S2 ,电路等效为 R2 接在电源上的简单电路,
此时电路消耗的电功率 P2 =
U2
R2
,同时闭合开关 S1 、S2 ,电路为
R1 、R2 并联,此时电路消耗的电功率 P=P1 +P2 =
U2
R1
+U
2
R2
,根据
R1 <R2 ,所以,P2 <P1 <P,因此,只闭合开关 S2 时,热水器为低
温挡,功率 P2 = 2
200
W,只闭合开关 S1 时,热水器为中温挡,
功率 P1 = 4
400
W,同时闭合开关 S1 、S2 时,热水器为高温挡,
功率 P=P1 +P2 = 4
400
W+2
200
W = 6
600
W;由 P=UI 可得,
当只有 S1 闭合时,电热水器正常工作时的电流 I1 =
P1
U
=
4
400
W
220
V
= 20
A;
(2)由 P=UI=
U2
R
可得,R2 的阻值 R2 =
U2
P2
= (220
V) 2
2
200
W
= 22
Ω;
(3)根据 P=
W
t
可得,电热水器高温挡工作 t= 7
min = 420
s 消
耗的电能 W=Pt= 6
600
W×420
s = 2. 772×106
J;不计热量散
失,流出水吸收的热量 Q吸 =W= 2. 772×106
J,
由 Q吸 = c水 m( t末 -t0 )可得,流出水的质量
m=
Q吸
c水(t末-t0)
= 2. 772
×106
J
4. 2×103
J / (kg·℃)×(45
℃-12
℃)
= 20
kg.
题型六 第 24 题专练
类型 1 阅读类
1. (1)C (2)串 (3)C (4)300 1. 5 (5)更换更高转速的
电动机(或更换具有较低减速比的减速系统)
解析:首先,计算第一次减速比. 由于蜗杆 A 的齿数为 1,蜗轮
B 的齿数为 240,所以第一次减速比为 240 ∶ 1;接着,计算第
二次减速比,齿轮 C 的齿数为 40,齿轮 D 的齿数为 50,所以
第二次减速比为 50 ∶ 40 = 5 ∶ 4;整个系统的减速比是两次减
速比的乘积,即
240
1
× 5
4
= 300;电动机的转速为 3
000
r / min,
即每秒转 50
r,经过 300 倍的减速,横杆每秒转
50
r
300
= 1
6
r,道
闸横杆起杆(从水平位置转动到竖直位置)需要转动
1
4
r,则
所需的时间 t=
1
4
r
1
6
r / s
= 1. 5
s.
2. (1)半导体 (2)并 > (3)C (4)9 2
160
类型 2 项目实践类
1. 【项目分析】(1)音叉声音不稳定
【项目实施】不能 ①传播过程中 ②海绵 转换法
【项目拓展】增加海绵垫以提高舒适性
2. (2)压缩 向下喷出的水 (3)水火箭在空中的飞行时间
(4)①D ②1. 296×1010 1
080
3. 【项目实施】(1)慢 乙 (2)并联 能
【项目拓展】(1)减小 (2)720
4. 【项目实施】(1)①压缩 ②A (2) ①保护电路 ②如答图
所示 【项目拓展】5×108 5. 42
类型 3 任务探究类
1. 【任务一】如答图所示 【任务二】(1)红 电控照相机
(2)1. 5×103 【任务三】①④
2. 【任务一】(1)开关 (2)正 (3)发光 单向导电
【任务二】(1)化学 (2)负 (3)柠檬
3. 【任务一】b 20
Ω 0. 2 【任务二】如答图所示 300 右
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