内容正文:
物理 9年级 全一册 R
综合专练
第二部分 题型突破
1.随着航空和航天事业的发展,普通的内燃机已经不能提供足够的动力.如图所示为涡轮喷气发动机,压缩后的混合气体在燃烧室内燃烧,燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出,产生巨大的推力.
(1)涡轮喷气发动机的工作过程中,燃料的 能先转化为内能,内能再转化为 能,从而提供动力.
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化学
机械
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(2)随着汽油的不断消耗,其热值将 (选填“增大”“减小”或
“不变”).
(3)涡轮喷气发动机使混合气体在燃烧室内燃烧到膨胀的气体从尾部高速喷出的过程中,燃气的温度是不断变化的.下列图像能大致反映燃气的温度随时间变化的情况的是 .
A B C D
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不变
B
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(4)由我国自主研发的J-20隐形战斗机使用的是国产 WS-15发动机,推力最大可达18吨.已知一台发动机正常工作时的耗油率为0.67 kg/(N·h),则0.67 kg的汽油完全燃烧放出的热量为 J.(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
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3.082×107
解析:[5]0.67 kg的汽油完全燃烧放出的热量
Q放=qm=4.6×107 J/kg×0.67 kg=3.082×107 J
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2.2024年8月23日,国家标准《新能源汽车运行安全性能检验规程》正式发布.我国新能源汽车保有量已达2 472万辆,占汽车总量的7.18%,其中纯电动汽车占比高达73.35%,数量达1 813.4万辆.小茗针对新能源汽车和燃油汽车做了相关调查.
(1)某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1 800 r/min,则该汽油机每秒对外做功 次.若该汽油机的效率是25%,则该汽油机内完全燃烧2 kg的汽油放出的热量为 J,这些热量通过该汽油机的转化,对外做的有用功为
J.(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
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9.2×107
2.3×107
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(2)汽车发动机的散热器用水作为冷却剂,是因为水的比热容较 .当散热器中水的质量减小时,水的比热容 (选填“变大”“变小”或“不变”).
(3)如图所示是一排新能源汽车充电桩,充电桩之间的连接方式是_________
(选填“串联”或“并联”).给新能源汽车充电时,其电池相当于电路中的
(选填“电源”或“用电器”).
大
不变
并联
用电器
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3.如图甲所示的光敏电阻,其阻值随光强[光强是表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大.光强用符号E表示,国际单位为坎德拉(cd)]变化的关系如图乙所示.把它接在如图丙所示电路中,其中R是光敏电阻,R0是定值电阻.
(1)光敏电阻主要是由 (选填“超导”“半导体”“导体”或“绝缘体”)材料制成的.
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半导体
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(2)由图乙可知,当光强增大时,光敏电阻的阻值 (选填“增大”“减小”或“不变”).
(3)如图丙所示电路,当光强为1.0 cd时,闭合开关后,电流表的示数为0.1 A,电压表的示数为2 V,则R0的阻值为 Ω;当光强增大到6.0 cd时,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”).
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减小
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变大
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4.智能机器人(如图甲所示)常被用于校园红外测温及校园消毒.机器人配备了3台高清摄像头和红外热成像测温仪,若检测到人体的温度异常,机器人会发出警报.机器人上还安装了超声波雾化器自动喷枪,将消毒液雾化后再吹散到空气中进行消毒.当剩余电量不足时,机器人会主动寻找充电器充电,电池在充电时相当于用电器,在工作时相当于电源.如图乙所示是它简化的智能测温警报电路,警报器的电阻不计,热敏电阻的阻值随温度变化的规律如图丙所示.如表所示为智能机器人的部分参数.
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电池的充电电压/V 20
电池容量/(mA·h) 4 000
最小警报电流/mA 30
满载时消毒液的质量/kg 10
电池的工作电压/V 18
行进速度/(m·s-1) 0.3~0.6
底座与地面接触的面积/cm2 30
空载净重/kg 20
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(1)机器人在消毒时,我们能闻到消毒液的味道,说明__________________
_____________.
(2)关于机器人的工作过程,下列说法正确的是 .
A.高清摄像头利用凸透镜成倒立、缩小的虚像的原理
B.红外热成像测温仪工作时发出红外线,使其射向人体再反射回测温仪内进行测温
C.在水平路面上匀速行驶的机器人喷雾消毒时,其动能不变
D.红外线是电磁波大家族的一员,相对于可见光,它的频率较低,但波长较长
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分子在不停地做无
规则的运动
D
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解析:由图乙可知,闭合开关,热敏电阻和滑动变阻器串联接
入电路中,电池的工作电压U=18 V,最小警报电流I=30 mA=0.03 A
由欧姆定律可得,达到最小警报电流时电路的总电阻R总===600 Ω
由图丙可知,机器人所测温度达到37.3 ℃时,热敏电阻的阻值RT=400 Ω,由串联电路的电阻规律可得,此时滑动变阻器接入电路中的阻值
R=R总-RT=600 Ω-400 Ω=200 Ω
故闭合开关前应将滑动变阻器接入电路中的阻值调到200 Ω.
(3)当机器人所测温度达到或超过37.3 ℃时,要求警报电路系统发出警报,则闭合开关前,应将滑动变阻器接入电路中的阻值调到 Ω.
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200
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(4)红外线热成像测温仪测量的是人体皮肤表面的温度,而人体皮肤表面的温度比腋下的温度要略低,所以要将图乙电路的警报温度调低一点,则应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动.
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左
解析:由图丙可知,警报温度调低时热敏电阻的阻值增大,而最小警报电流的大小不变,则电路的总电阻不变,由串联电路的电阻规律可知,此时应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,故滑动变阻器的滑片应向左移动.
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5.阅读短文,回答问题.
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置,如图甲所示.它能够将电网中的交流电转化为直流电,再将电能充入汽车动力电池(以下简称电池)内.通常,直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大,因而可实现快速充电.
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为H.充电时,充电桩的充电功率P会随电池的H的变化而变化,同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息.
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要测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能,假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能.充电前,H为30%,充电桩显示屏中充电时长、充电所用电能、充电费用均为零.开始充电后,P与H的关系如图乙所示(为方便计算,图像已作近似处理).充满电后,立即停止充电.当H达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表所示.
充电电压/V 充电电流/A 充电时长/min 充电所用电能/(kW·h) 充电费用/元
400 100 45 24.0 28.80
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(1)充电过程中,动力电池相当于 (选填“电源”或“用电器”).
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用电器
解析:充电过程中,动力电池消耗电能,相当于用电器.
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(2)在H从30%增至70%的过程中,充电功率大致的变化规律是_____________
_______.
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先增大后
解析:由图乙可知,H从30%增至70%的过程中,充电功率先增大后不变.
不变
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(3)若充电过程中的电费单价不变,则测试全过程的充电费用为 元.
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50.4
解析:由图表可知,H从30%增至70%的过程中,充电费用为28.80元,则
测试全过程(H从30%增至100%的过程)的充电费用为28.8元×
=50.4元
充电电压/V 充电电流/A 充电时长/min 充电所用电能/(kW·h) 充电费用/元
400 100 45 24.0 28.80
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(4)测试过程的最后10%,充电时长为 min.
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解析:由图乙可知,在测试过程的最后10%,充电功率为15 kW,最后10%的充电量为
W=24 kW·h×=6 kW·h
则测试过程的最后10%,充电时长为
t===0.4 h=24 min
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(5)在充电过程中,图乙中的BC段最容易使导线升温、老化,甚至引起火灾,原因是 .(假设充电过程中充电电压保持不变)
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BC段的电流大,则导线上产生的热量较多
解析:图乙中BC段的电功率最大,由P=UI可知,电压不变,电路中的电流最大,由Q=I2Rt可知,在导线的电阻、通电时间一定时,BC段的电流大,则导线上产生的热量较多,使导线升温、老化,甚至引起火灾.
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(6)电动汽车“油门”的示意图如图丙所示,脚往下踩“油门”踏板时,无电阻滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动.通过控制流经电动机的电流大小来控制电动汽车的速度,电动汽车的速度与电流大小的关系如图丁所示.若脚踩“油门”踏板时电动汽车的速度变大,请在图丙中将电路连接完整.
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6.(2024·日照期末)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,建议在厨房安装燃气泄漏警报器.
(1)天然气中加入了某种特殊气味的气体,天然气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的运动
上
解析:[1]天然气泄漏时,人能闻到气味,这是扩散现象,因为分子在不停地做无规则的运动.
[2]甲烷气体的密度比空气的密度小,泄漏时向上升起,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)小明用如图甲所示的装置测量气敏电阻Rx的阻值与天然气浓度的关系.请用笔画线表示导线将如图甲所示电路连接完整,要求:闭合开关,滑动变阻器的滑片向右移动时,电压表、电流表的示数都变大.
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(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表的示数有变化,电压表的示数始终为零,则电路的故障可能是_______________
.
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解析:[4]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表的示数有变化,说明电路通路,电压表的示数始终为零,可能是气敏电阻Rx被短路了.
气敏电阻Rx被
短路
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(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,得到多组数据并将它们记录在下表中.当天然气浓度为4%时,电压表、电流表的示数如图乙所示,则此时气敏电阻的阻值为 Ω.
天然气浓度/% 0 2 4 6 8 10
Rx/Ω 60 40 26 24 22
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解析:[5]由图乙可知,电压表选用大的测量范围,分度值为0.5 V,示数为9 V.电流表选用小的测量范围,分度值为0.02 A,示数为0.3 A.当天然气浓
度为4%时,气敏电阻的阻值Rx===30 Ω
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(5)小明利用电磁继电器设计的燃气泄漏警报器电路如图丙所示.闭合开关,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.其中控制电路有3 V的直流电源、开关、气敏电阻Rx、定值电阻R0;继电器线圈中的电流达到60 mA时衔铁被吸下,小于60 mA时衔铁被弹回,线圈的电阻不计;工作电路中红灯、绿灯、蜂鸣器的额定电压均为220 V.控制电路中定值电阻的阻值为 Ω.
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解析:[6]当天然气浓度达到4%时,红灯亮,蜂鸣器发出警报,此时衔铁被吸下,控制电路中的电流达到60 mA,即0.06 A,电路的总电阻
R总===50 Ω
定值电阻的阻值R0=R总-Rx=50 Ω-30 Ω=20 Ω
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7.停车难是如今城市普遍存在的问题.图甲是一个路边空中存车亭,存车时只需40 s就可以把车子“锁上天”.图乙为存车亭的工作原理图,其中A为存车架,O为OB杆的转动轴,杆的B端固定悬挂存车架,BC为牵引OB杆转动的钢丝绳,M为牵引钢丝绳的电动机.存车时,汽车开到存车架上,电动机通过钢丝绳BC将OB杆拉到一定高度固定;取车时,将OB杆放下使存车架落回地面.(忽略OB杆受到的重力和机械各部分的摩擦)
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(1)图乙中C处滑轮的作用是 .
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改变力的方向
解析:[1]图乙中C处的是定滑轮,定滑轮的特点是不省力,但可以改变力的方向.
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(2)如图乙所示,汽车从水平地面被提升到BC垂直于OB杆的过程中,作用在B点的动力 (选填“变大”“变小”或“不变”).
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解析:[2]汽车从水平地面被提升到BC垂直于OB杆的过程中,动力的力臂逐渐变大,阻力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,在此过程中作用在B点的动力越来越小.
变小
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(3)这台电动机正常工作时两端的电压为220 V,通过线圈的电流为10 A,若此线圈的电阻为2 Ω,工作时间为1 min,则该过程中电能转化为机械能和
能;这台电动机工作 1 min 消耗的电能为 J,获得的机械能为 J.
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内
1.32×105
1.2×105
解析:[3]电动机工作时,将电能转化为机械能和内能.
[4][5]这台电动机工作1 min产生的热量为
Q=I2Rt=(10 A)2×2 Ω×1×60 s=1.2×104 J
电动机消耗的电能为
W总=UIt=220 V×10 A×60 s=1.32×105 J
电动机消耗的电能减去产生的热量即为输出的机械能,即
W机械=W总-Q=1.32×105 J-1.2×104 J=1.2×105 J
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(4)“存车亭”遮阳棚上装有太阳能光电板,用来给蓄电池充电,再由蓄电池给电动机供电.若汽车的质量为 1 200 kg,存车架受到的重力大小为
8 000 N,被提升的高度为3 m;光电板平均每小时每平方米面积吸收的太阳能为3×105 J,太阳平均每天的照射时间为10 h,太阳能最终有10%转化为汽车和存车架的机械能.如果每天需存车的平均次数为10次,忽略下降过程中电动机消耗的电能,则光电板的面积至少为 m2.(g取10 N/kg)
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解析:[6]每天存10次车需要做的有用功为W有用=10×(m车g+G车架)h=10×(1 200 kg×10 N/kg+8 000 N)×3 m=6×105 J
由题可知,光电板平均每小时每平方米面积吸收太阳能E0 =3×105 J,则每天面积为S的光电板吸收的太阳能为
E=E0tS=3×105 J/(h·m2)×10 h×S
太阳能转化为机械能的效率η=,即
10%=
解得S=2 m2
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8.哈密南-郑州特高压直流工程是由我国自主设计、制造和建设,世界输送容量最大的直流工程.
(1)哈密南-郑州特高压输电输送的电能是哈密火电厂通过煤的燃烧获得的,由于煤的燃烧会产生大量的二氧化碳,加剧地球的 效应,故哈密火电厂采用了先进技术以达到低碳排放环保要求.新疆的清洁能源风能和太阳能也十分丰富,风能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;太阳能路灯的能量转化方式属于 (选填“光热”“光电”或“光化”)转化.
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温室
可再生
光电
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(2)如图所示的哈密南-郑州特高压输电线路上,一座座铁塔矗立在沿线的大地上,在阳光的照射下,铁塔在地面上的影子清晰可见.从日出到日落,铁塔在地面上的影子在缓慢的 (选填“顺”或“逆”)时针转动.
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顺
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(3)哈密南-郑州特高压输电为直流输电,输电电流稳定时,在输电导线周围会产生 场, (选填“会”或“不会”)形成电磁波.安全用电常识告诉我们不能靠近特高压输电设备,否则容易发生______(选填“电弧”或“跨步电压”)触电.
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磁
不会
电弧
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(4)哈密南-郑州特高压输电电压为1.1×106 V.当输送的电功率为1.1×1010 W时,1 h输送的电能为 kW·h.若此时输电导线上损耗的电功率为5.5×104 W,则输电导线的总电阻为 Ω.若输送的电功率用P输表示,输电导线上损耗的电功率用P耗表示,当输送的电功率不同时,P耗与P输的 (选填“一”或“二”)次方成正比.
1.1×107
5.5×10-4
二
解析:[8]根据W=Pt可得,输送的电能为
W=Pt=1.1×107 kW×1 h=1.1×107 kW·h
[9]根据P=UI可得,输电导线中的电流为
I===10 000 A
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根据P=I2R可得,输电导线的总电阻为
R===5.5×10-4 Ω
[10]输电导线上损耗的电功率为P耗=I2R,输送的电功率为P输=UI,则I=
,代入得到P耗=I2R=R=
即输电导线上损耗的电功率与输送的电功率的二次方成正比.
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