内容正文:
中考冲刺(综合题30道)
1.(1)如图所示,光源Q发出的一束光经平面镜反射在墙上显示出一个光点A。
①画出光源Q在平面镜中的像;
②画出镜面反射的光线并标出墙上光点A的位置;( )
(2)①画出图中两条入射光线经凸透镜后的光线;( )
②与物比较,物体MN经凸透镜成______(选填“放大”、“缩小”)______(选填“正立”、“倒立”)的______(选填“实”、“虚”)像;
③物体到凸透镜的距离u与所成实像到凸透镜的距离v之间关系如图所示,根据图中的曲线推断像距v随物距u的变化关系是______。
2.利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组叶片横截面的示意图如图所示,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。当风正面垂直吹向图中所示的静止叶片时,从正面看叶片A会_____(选填“顺时针”或“逆时针”)转动,请解释其中的原理。________
3.发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。有一辆汽车以蓄电池为驱动能源,其质量为,静止时与地面的总接触面积为。取请回答以下问题:
(1)给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于___________(选填“用电器”或“电源”),电动机的工作原理是___________;
(2)汽车静止的时候对地面的压强为多少帕?___________
(3)当汽车在水平路面上以的速度匀速行驶时,汽车受到的阻力为车重的倍,汽车驱动电机的输入功率为,则电能转化为机械能的效率是多少?___________
4.图为某工具镜内部部分光路图,物镜是凸透镜,F为物镜焦点,物体M有一条发出的光线a经光心O,另一条发出的光线经物镜折射后的光线b平行于主光轴。
①在图中画出光线a、b经物镜前或后的光线______。
②目镜是______透镜(选填“凹”“凸”)。
③物体M经物镜所成的像相对于M是______像(描述清楚是正立或倒立,放大或缩小,实像还是虚像)。
5.如图所示,随着5G技术的推广,无人驾驶公交车正式运行,该车上配有激光雷达、摄像头、卫星导航等设备,在5G的支持下,公交车的智能性大大加强,能够实时对其他道路使用者和突发状况作出反应,已实现自动驾驶下的行人和车辆监测、减速避让、紧急停车、障碍物绕行、变道、自动按站停靠等功能。无人驾驶公交车的部分信息如表所示。
车身净重
3t
车载电源
50V
最大承载量
2t
电池容量
1000Ah
(1)无人驾驶公交车倒车雷达使用的是______波,激光雷达使用的是______波。摄像头成像的原理是______;
(2)无人驾驶公交每个车轮与地面接触面积为100cm2,则满载时每个轮胎对地面的压强为多少______?(g取10N/kg)
(3)满载时无人驾驶公交车匀速行驶时,所受阻力为总重的0.02倍。车载电池充满电,能匀速行驶5h,若电动机转化效率为80%,则公交车行驶的速度为多少______?
6.如图甲所示是公园里两个绳长不同的秋千,小圳荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。小圳猜想:秋千往返一次的时间是否与绳长有关?
【证据】小圳用细线系上一个小球模拟秋千,图乙,悬点O到小球重心距离简称摆长,每次让小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变,改变摆长进行探究,记录结果如表所示:
实验次数
摆长L/cm
小球往返摆动十次的总时间t总/s
小球往返摆动一次的时间t/s
1
60.0
15.8
1.58
2
80.0
18.1
1.81
3
100.0
20.0
2.00
【解释】同一小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的________不变,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越______(选填“长”或“短”),由此可知,秋千未坐人时(如图甲所示)往返一次的时间与绳长有关。
【交流】
(1)该探究所需的测量工具有刻度尺、秒表和___________;
(2)小圳发现小球往返摆动一次的时间不易测准,于是他测出小球往返摆动十次的总时间,再算出往返摆动一次的时间。
①采用这种方法的目的是__________________________;
②如丙图所示一条纸带厚薄均匀,把纸带紧密地环绕在圆柱形铅笔上,直至恰好能套进一个圆环中,如图所示,纸带环绕了n圈,则纸带厚度是____________________;
(3)小圳联想到杂技演员荡秋千,有时站着,有时坐着,由此猜想,演员改变重心的位置相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着比站着往返一次的时间更______(选填“长”或“短”)。温馨提示:杂技动作,请勿模仿。
7.阅读短文,回答问题。
为保护地球家园,我国将努力争取2060年前实现碳中和。为了降低化石能源占比,我国目前正大力开发利用太阳能、风能、核能等新能源,风光互补发电项目正大规模推进,有风时通过风力发电机发电,有阳光时通过太阳能电池板发电。风光互补发电系统由太阳能电池板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成。
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中风力发电的最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率;光照功率是指太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率,光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
风力发电参数
太阳能发电参数
最大输出电功率
400W
光照功率
最大限制风速
光电转化效率
(1)太阳能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源,地球上绿色植物可以通过光合作用将______转化为______能。核能是核电站利用核反应堆中铀核______(选填“裂变”或“聚变”)时产生的内能,通过______(选填“汽轮机”或“内燃机”)做功,带动发电机发电;
(2)若太阳能板的面积为,则利用太阳能板发电5h产生的电能可供额定功率为40W的电灯正常工作______h;
(3)若风力发电时功率与风速的立方成正比,则当输出功率为50W时,风速为______。
8.用某除湿器为家中面积12m2的房间除湿。表一为某除湿器的部分参数,其中,额定除湿量表示每小时除去空气中水蒸气的质量;表二为环境温度30℃时,相对湿度与1m3空气中水蒸气质量的对应关系,相对湿度是衡量空气中水蒸气含量的一个指标。
表一
额定电压
额定功率
额定除湿量
220V
220W
表二
相对湿度/%
10
30
50
70
90
空气中水蒸气质量/g
3
9
15
21
27
环境温度30℃、相对湿度80%时,1m3空气中水蒸气的质量为________g;若除湿器以额定除湿量工作,使房间相对湿度由80%降至50%,约需________h。
9.2023年5月10日,搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭,在我国文昌航天发射场成功发射。同日天舟六号货运飞船采用自主快速交会对接模式,如题图甲所示。2023年10月26日,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。如题图乙所示,这是航天员出舱进行空间站太阳翼的维修的情景。
(1)长征七号遥七运载火箭发射升空时,若认为火箭是静止,所选的参照物是___________,这说明物体的运动和静止是___________的;天舟六号货运飞船将物资运送到空间站后,物资的质量___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)天舟六号货运飞船对接天和核心舱,当天舟六号靠近空间站时,它在空间站中所成像的大小___________(选填“变大”“变小”或“不变”);制造航天器的外壳要求轻巧、耐高温,因此航天器的外壳应具有的物理特性是密度较___________,熔点较___________。
10.如图是小亮家新买的空气炸锅,它具有加热、保温两个功能,下表是该空气炸锅的主要技术参数。已知空气炸锅内有两个发热电阻R1和R2,当温控开关S0闭合时,可实现空气炸锅的加热功能;
型号
Hx-702am
频率
50Hz
额定电压
220V
保温功率
220W
加热功率
1000W
(1)请在虚线框内将空气炸锅的内部电路图补充完整;
(2)求空气炸锅在保温挡工作时电路中的电流;
(3)空气炸锅在加热挡工作2min可将0.2kg的牛柳从40℃加热到200℃,求此过程中空气炸锅的加热效率。[]
11.如图所示是某型号除雪车。正在平直路面上匀速行驶的除雪车总质量为6×103kg。车轮与地面的总接触面积为0.25m2,此次除雪过程中,共消耗柴油4kg。(g取10N/kg,柴油的热值为4.6×107J/kg)
(1)除雪车轮胎上的花纹比普通汽车的要深一些,目的是增大___________,从而增大摩擦;除雪车的柴油机在做功冲程的主要能量转化情况是将___________;
(2)除雪车静止在水平路面时对路面的压强是多少?
(3)图乙是除雪车柴油机的能量流向图,则此次除雪过程中,柴油机输出的有用机械能是多少?
12.瑞瑞和欢欢在网络上看到用土豆点亮LED小灯泡的视频,为了验证视频的真实性,他们找来一些物品,按照视频中的方式连接了如图所示的实验电路:
(1)闭合开关后,LED小灯泡果真被点亮了。此时,土豆相当于电路中的______,该装置实现的能量转化是土豆中的化学能转化为______能;
(2)为什么土豆能够点亮 LED小灯泡呢?通过查找资料他们了解到:铜片和锌片在电解质(即土豆中富含的果酸)的作用下,使电子由锌片处出发并沿着导线经过 LED小灯泡到达铜片处,因此闭合电路中会产生电流。根据 LED小灯泡具有______性判断:该土豆电池的正极是_______片;为了让 LED小灯泡更亮一些,可将多个土豆电池_____联;
(3)根据获得的知识,瑞瑞和欢欢又找来了更多物品进行创新实验。在果蔬中插入不同金属制成的极板(极板材料不同),并保持两块极板间的距离、极板与果蔬的接触面积不变,用电压表测量两块极板之间的电压,结果如下表中数据及相关条件可提出一个可探究的科学问题是_____;
极板
果蔬材料种类
铜片和铝片间的电压/V
铜片和锌片间的电压/V
西红柿
0.47
0.93
苹果
0.55
0.96
柠檬
0.62
0.99
(4)小明在家又做了水果电池实验,将水果电池的两极板都换成铜片,发现两铜极板间无电压,于是提出一个新的探究问题:水果的电阻是多大?为此,利用一个电源(未知电压)、已知阻值的定值电阻 R0、导线、三个开关及电压表进行电路设计,测出此时水果的电阻。请在虚线框内画出可行的电路图。(水果的电阻用“ ”这样的符号表示)
____________
13.共享单车是绿色环保的交通工具。用车前需手机扫码解锁,如强行开锁则会报警。开锁和报警所需电能由自行车传动放电提供。
(1)骑行时车轮带动发电机发电将_________能转化为电能,车轮获得向前动力的同时也将地面的沙尘向后扬起,说明_________;
(2)单车和小明的总重600N,小明骑单车时,车胎与地面接触的总面积为4.0×10-3m2,则车辆对地面的压强为_________Pa;
(3)单车报警控制电路的原理图如图。电源电压为4.0V,R0为定值电阻,R为压敏电阻,阻值与所受压力的大小关系为R=10﹣0.3F(Ω)。当F=0时电路电流I=0.25A;当I≥0.4A时会报警,则报警时压敏电阻受到的压力至少为_________N。
14.智能家居带给我们健康、舒适的生活,如智能马桶(图甲)。某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示,电阻和是阻值恒定的电热丝,单刀双掷开关;可接或,再通过开关的通断,实现“高、中、低”三种温挡的调节,其中低温挡的功率为20瓦,电阻为1210欧。
(1)座圈加热时,把电能转化为 ________能;
(2)当开关闭合、接时,该座圈的电路相当于下列选项中的 ________;
A.B.C.
(3)该座圈处于中温挡工作时的电功率为 ________。
15.“无接触”式的生活方式悄然走进我们的生活。图1为某款无接触式的热风干手器,手伸入舱内时可吹出温度为35~45℃的热风,其电路由控制电路和工作电路两部分构成,可简化为图2所示,其中控制电路中R为光敏电阻。已知该款干手器工作电路的额定功率为1100W,加热电阻丝阻值为88Ω。
(1)控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的_______效应:手伸入舱内时电阻R的阻值_______(选填“增大”、“不变”或“减小”),衔铁被吸下,工作电路开始工作;
(2)某家庭电路电能表如图所示,不使用其它用电器情况下,2台该款干手器_______(选填“能”或“不能”)同时工作;下列操作能够提高热风温度的是_______(选填相应选项的字母);
A.在加热电阻丝左端串联一个同规格的加热电阻丝
B.在加热电阻丝两端并联一个同规格的加热电阻丝
C.换用电功率更大的电动机
(3)正常工作时工作电路的总电流为_______,电动机的额定功率为_______。
16.压路机是一种利用碾轮的碾压作用将土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械。如图所示,这是一台质量为的压路机,其发动机为柴油机,某次作业中,压路机以的速度水平匀速前进了500m,此过程中所受的牵引力为车重的,车轮与路面的总接触面积为,g取。
(1)柴油机工作时,提供动力的是___________冲程;
(2)此过程中,压路机所用的时间是多少?___________
(3)该压路机对水平路面的压强是多大?___________
(4)压路机牵引力所做的功和功率各是多少?___________
17.
(1)如图甲所示,被测物体A的长度为_________cm。
(2)如图乙所示,温度计的示数是________℃。
(3)如图丙所示,可判断通电螺线管的左端是___________极(选填“N”或“S”)。
(4)小兰测量石块的密度时,先将石块放在调好的天平上测量其质量,天平平衡后,右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示,则石块的质量为________________g。再将石块用细线系好放入盛有50mL水的量筒中,量筒中水面升高到如图乙所示的位置,则该石块密度为_________________________kg/m3。
18.“绿水青山就是金山银山”,低碳环保的生活方式正在成为我国社会的广泛共识。倡导保护环境使用新能源势在必行,而风电是潜力巨大的新型能源。
风速v/(m·s⁻¹)
5
10
15
20
1s内获得的能量/(×104 J)
1
8
27
64
(1)风力发电机是利用__________原理发电的;风能是__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)上表给出了在不同风速下某风力发电机组获得的能量。当风速为 15 m/s时,该风力发电机组的发电效率是 10%,则此时该风力发电机组的发电功率为多少千瓦? 如果采用10 kV高压输送,求高压输电线上的电流为多少?( )
(3)陕西省 2023 年新增的风电项目建设中,风电装机容量604 万千瓦。按风电年发电量为200亿千瓦时( 计算,与火力发电站相比,相当于每年节约多少吨煤? (设煤完全燃烧,内能有30%转化为电能;煤的热值为 ( )
19.为了缓解眼睛疲劳,妈妈给小欣购买了一款如图甲所示的电加热眼罩,图乙是它的工作原理图,其中电热丝R1=5Ω,电热丝R2=10Ω,电源电压为6V恒定不变。请你解答下列问题:
(1)经分析电路发现,将S1断开、S2接_______时,R1和R2串联,该眼罩共有_______个挡位;
(2)高温挡工作时,功率为多少W_______?
(3)眼罩所用电源为充电电池,电池上标有2.4Ah(注:若以1A电流放电,则电池充满时可放电2.4h)字样,给电池充满电,眼罩最多能正常工作几小时_______?
20.《清明上河图》是中国十大传世名画之一,由北宋画家张择端所绘,生动记录了北宋都城汴京(现开封),展现了一艘大船通过虹桥由于偏航遇险时众人齐力抢险的场景,如图甲所示。图乙为其简化示意图。
(1)若该船以5km/h的速度匀速行驶1.5km,则所用时间是多少h?
(2)船底某处位于水面下1.7m时所受水的压强是多少Pa? (取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(3)如图乙所示,船尾即将撞向桥座,船尾右侧的船工立即用竹竿撑桥座处的河岸。请用物理知识解释这种抢险方法是否有效?
(4)如图丙所示,船的前进方向与水流方向不在同一直线上,若未及时校正,可能导致图乙所示险情。经查阅资料得知:离岸越近水的流速越小,冲击力越小;离岸越远水的流速越大,冲击力越大。据此分析图丙中船顺流过桥还是逆流过桥更容易校正方向?为什么?
21.物流公司常用无人电动配送车替代人工配送。运行时,蓄电池对电动机供电,电动机为车提供动力。下表是某品牌电动配送车的一些主要技术参数,若电动配送车满载时在平直路面上以6m/s的速度匀速行驶时,受到的阻力是车总重的0.02倍。(g取10N/kg)
最高车速
30km/h
额定电压
36V
蓄电池规格
36V 10Ah
最大载重
60kg
净质量
40kg
电动机效率
75%
(1)控制中心是通过________向无人电动配送车发送配送信息的;电动配送车的主要部件是电动机,电动机的工作原理是________;
(2)无人电动配送车满载且以6m/s的速度沿平直路面行驶10min,电动机对车做了多少功?________
(3)以上述速度满载行驶,一次充满电最多能行驶多远?________
22.在人类对太阳系的探索历史上,火星总是给人无限期待与遐想。2021年5月15日7时18分,“天问一号”探测器成功着陆火星乌托邦平原南部预选着陆区(如图甲),将根据计划对火星开展科研探测,助力人类建立对火星更为全面的认知。为全面保障“天问一号”成功着陆火星。中国电科配套研发的我国首款环绕器雷达作为7个火星环绕器探测设备之一,为“天问一号”在茫茫“星辰大海”中展开测定轨保驾护航:研发的锂氟化碳电池组实现了该类电池在深空探测器上首次应用,有效减少了电源产品高温下的自放电率,实现了能量在轨长期贮存。在选定着陆点后,以完美角度切入火星大气层并成功降落火星是一大难题。由于巨大的通信时延,使地面测控设备无法实时对火星车最后落火阶段进行测控,因此最后落火的几分钟时间被称为“黑暗时间”。为了让“黑暗时间”不再“黑暗”,中国电科对系列深空测控站进行研发升级,以更好的性能执行地面遥控、遥测、高精度的目标导航及数据接收等任务。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。
(1)中国电科通过______对“天问1号”执行地面遥控、遥测、高精度的目标导航及数据接收等任务。
(2)火星大气密度是地球的1%,大气中氧气含量为0.15%,且没有液态水,表面平均温度为-55℃,绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是______。
A.表面平均温度比地球低
B.公转周期比地球长
C.大气中氧气含量比地球低
D.雨、雪天数比地球多
(3)图乙中t1∼t2时段,着陆巡视器在竖直向上的推力作用下,竖直下落的速度减小,该过程中推力F与重力G的大小关系是______(不计大气阻力)。
(4)着陆巡视器在火星上总重为4888N,其重力在t2∼t4时段做功______J。
23.2020年,我市汽车保有量已达289.7万辆,位居山东省第二位,平均每3.8人就拥有一辆汽车。打赢脱贫攻坚战,经济发展迈上快车道是临沂汽车保有量不断递增的关键原因。
(1)汽车前挡风玻璃是倾斜的,可以让车内物体经它所成的像偏向车子的____________(选填“上”或“下”)方,不会干扰驾驶员对前方的观察。
(2)汽车上的倒车雷达利用____________(选填“超声波”或“电磁波”)传递障碍物的位置信息,进行回声定位防止倒车时撞到障碍物;装有倒车影像的汽车倒车时屏幕上显示车后方的人是通过摄像头所成的____________(选填“虚”或“实”)像。
(3)用水作发动机的冷却剂是因为____________;宽大的车轮通过____________的方式,减小汽车地面的压强。质量为1.2t的汽车静止在水平地面上,对地面的压力为____________N(g取10N/kg)。
(4)同向行驶的汽车要保持一定的安全距离,否则极易发生追尾的交通事故。如图所示,汽车B刹车后由于____________仍撞到汽车A,观察汽车A的尾部,说明力能够改变物体的____________。
24.如图是新农村建设中一道靓丽的风景———风光互补路灯。“有风无光”风力发电机发电,“有光无风”太阳能电池板发电,二者皆各时同时发电,井日夜需能,某型号的该路灯额定功率为50W。试问∶
(1)风力发电机利用风力发电时,是将_______能转化为电能。
(2)“幸福村” 安装了这种“风光互补路灯”100 盏,如果每天路灯正常工作10h,一个月(30 天)消耗的电能相当于完全燃烧多少______千克的天然气所放出的热量?(天然气的热值为6.4×107J/kg)
(3)若太阳能的辐射功率为800J/s·m2)(1s内辐射在1m2上的太阳能为800J),太阳能的光电转换效率为12.5%, 太阳能电池板在1m2的面积上的平均输出功率是多少______?
(4)若每个路灯上太阳能电池板的面积为0.8m2,每天有效日照时间8h,则每个路灯上太阳能电池板一天发电多少度______?
(5)从物理学的角度说出这种“风光互补路灯”的优点有哪些?______ (答出一点即可)
25.如图为凸透镜右侧一物体成像部分光路图,为物体,F为凸透镜镜焦点。
①在图中画出两条入射光线经凸透镜后的折射光线,找出像H。______
②与物比较,物体经凸透镜成______(选填“放大”、“缩小”)______(选填“正立”、“倒立”)的像。
26.如图甲所示,放置在水平地面上的薄壁柱形容器质量为0.45kg,底面积为0.05m2,把一质量为2.1kg、高为0.1m的柱形均匀实心物体放在容器中,缓慢向容器中加水,直到容器中水的深度为0.1m时停止加水,加水质量与容器中水的深度关系如图乙所示。求:
(1)判断停止加水时,实心物体所处的状态是 _____(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”);
(2)停止加水时,实心物体的浮力;( )
(3)实心物体的密度;( )
(4)h<0.06m时,设容器对水平地面的压强为p容,水对容器底的压强p水。当p容=2p水时,求容器内加水的深度。( )
27.2024年9月10日华为发布的手机产品HUAWEIMateXT是全球首款三折叠屏的大众智能手机。
(1)华为MateXT三折叠手机充电时我们能听到“遥遥领先”的充电提示音,是因为声音通过______传播到人耳中:
(2)华为MateXT三折叠手机采用华为7nm麒麟芯片,______m;
(3)HUAWEIMateXT三折叠手机与3.6万千米外的北斗卫星通信,利用的是______波;
(4)Mate50Pro使用的屏幕材质OLED比LCD携带更轻便,这里的“轻”主要是指它的( )
A.质量小 B.体积小 C.密度小
(5)“小为”用华为MateXT三折叠手机APP软件记录自己某一次跑步的数据,小为每跑一步的平均长度为______米。
28.杠杆平衡时,动力F1的大小为10牛,动力臂l1为0.2米,阻力F2的大小为4牛。求阻力臂l2的大小。
29.如图所示的是一款智能卫浴镜,镜子背面安装了防雾膜,膜内装有电热丝。
(1)防雾膜是利用电流的 ___________效应工作的,可以防止水蒸气在镜面上 ___________(填物态变化名称);
(2)防雾膜的额定电压为12V,采用低压供电的好处是___________;
(3)用干毛巾擦过的镜子表面会粘有细小绒毛,是由于镜子带了 ___________而能吸引轻小物体;
(4)防雾膜的规格为2W/dm2,一块面积为30dm2的防雾膜,其额定功率为 ___________W。
30.图甲是小明家使用的电饭煲,图乙是其电路原理图,、为阻值不变的电热丝,S1为温度自动控制开关,可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是,额定加热功率是,额定保温功率是。,求:
(1)开关都闭合时电饭煲处于___(填“加热”或“保温”)状态,电热丝、的阻值各是多少?______
(2)该电饭煲将水从加热到时,水吸收的热量是多少?______
(3)小明关闭家中其他用电器,只让该电饭煲在加热状态下工作,观察到标有“”字样的电能表转盘转了60转,则小明家的实际电压是多少?______
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中考冲刺(综合题30道)
1.(1)如图所示,光源Q发出的一束光经平面镜反射在墙上显示出一个光点A。
①画出光源Q在平面镜中的像;
②画出镜面反射的光线并标出墙上光点A的位置;( )
(2)①画出图中两条入射光线经凸透镜后的光线;( )
②与物比较,物体MN经凸透镜成______(选填“放大”、“缩小”)______(选填“正立”、“倒立”)的______(选填“实”、“虚”)像;
③物体到凸透镜的距离u与所成实像到凸透镜的距离v之间关系如图所示,根据图中的曲线推断像距v随物距u的变化关系是______。
【答案】 放大 倒立 实 物距越大,像距越小
【详解】(1)[1]作光源Q关于平面镜的对称点,即即为光源Q在平面镜中的像;过入射点垂直与镜面作出法线,然后根据反射角等于入射角做出反射光线,反射光线与墙面的交点A即为墙上光点的位置,如图所示
(2)①[2]平行与主光轴的光线经图透镜折射后将过焦点,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变,两条折射光线的焦点即为像点,如图所示
② [3][4][5]由图知,物体在1、2倍焦距之间,经凸透镜折射后成倒立、放大的实像。
③[6]由图像可知,物距越大,像距越小。
2.利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组叶片横截面的示意图如图所示,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。当风正面垂直吹向图中所示的静止叶片时,从正面看叶片A会_____(选填“顺时针”或“逆时针”)转动,请解释其中的原理。________
【答案】 顺时针 见解析
【详解】[1][2]如图所示,叶片的一面较平,另一面较弯曲。当风吹过时,平的一面流速小,压强大;弯曲的一面流速大,压强小,会形成向下的压强差、压力差,所以叶片A会顺时针转动。
3.发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。有一辆汽车以蓄电池为驱动能源,其质量为,静止时与地面的总接触面积为。取请回答以下问题:
(1)给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于___________(选填“用电器”或“电源”),电动机的工作原理是___________;
(2)汽车静止的时候对地面的压强为多少帕?___________
(3)当汽车在水平路面上以的速度匀速行驶时,汽车受到的阻力为车重的倍,汽车驱动电机的输入功率为,则电能转化为机械能的效率是多少?___________
【答案】 用电器 通电线圈在磁场中受力转动
【详解】(1)[1]给汽车蓄电池充电时,蓄电池消耗了电能,所以蓄电池相当于用电器。
(2)[2]根据通电线圈在磁场中受力转动,可以制作成电动机。
(3)[3]汽车的重力
汽车静止的时候对地面的压力
对地面的压强
(4)[4]汽车在水平路面上匀速行驶,牵引力等于阻力,转化为机械能的功率
电能转化为机械能的效率
4.图为某工具镜内部部分光路图,物镜是凸透镜,F为物镜焦点,物体M有一条发出的光线a经光心O,另一条发出的光线经物镜折射后的光线b平行于主光轴。
①在图中画出光线a、b经物镜前或后的光线______。
②目镜是______透镜(选填“凹”“凸”)。
③物体M经物镜所成的像相对于M是______像(描述清楚是正立或倒立,放大或缩小,实像还是虚像)。
【答案】 凸 倒立、放大的实
【详解】①[1]因为物镜是凸透镜,则经过凸透镜光心的光线,传播方向不变;经凸透镜后的折射光线平行于主光轴的入射光线应该过该凸透镜的焦点,如图所示:
②[2]由图可知,光线b经过凸透镜后的折射光线靠近主光轴,即该透镜有会聚作用,则该透镜为凸透镜。
③[3]由图可知,M在该物镜的一倍焦距到二倍焦距之间,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立放大的实像。
5.如图所示,随着5G技术的推广,无人驾驶公交车正式运行,该车上配有激光雷达、摄像头、卫星导航等设备,在5G的支持下,公交车的智能性大大加强,能够实时对其他道路使用者和突发状况作出反应,已实现自动驾驶下的行人和车辆监测、减速避让、紧急停车、障碍物绕行、变道、自动按站停靠等功能。无人驾驶公交车的部分信息如表所示。
车身净重
3t
车载电源
50V
最大承载量
2t
电池容量
1000Ah
(1)无人驾驶公交车倒车雷达使用的是______波,激光雷达使用的是______波。摄像头成像的原理是______;
(2)无人驾驶公交每个车轮与地面接触面积为100cm2,则满载时每个轮胎对地面的压强为多少______?(g取10N/kg)
(3)满载时无人驾驶公交车匀速行驶时,所受阻力为总重的0.02倍。车载电池充满电,能匀速行驶5h,若电动机转化效率为80%,则公交车行驶的速度为多少______?
【答案】 超声 电磁 凸透镜在u>2f时成倒立缩小的实像 1.25×106Pa 28.8km/h
【详解】(1)[1]超声波在汽车上的应用主要是倒车雷达。
[2]光是一种电磁波,所以,激光雷达使用的是电磁波。
[3]摄像头成像的原理是凸透镜在u>2f时成倒立缩小的实像。
(2)[4]无人驾驶公交每个车轮与地面接触面积为
S=100cm2=0.01m2
满载时车重为
G=mg=(3t+2t)×10N/kg=(3000kg+2000kg)×10N/kg=5×104N
满载时每个轮胎对地面压力为
满载时每个轮胎对地面的压强为
(3)[5]满载时无人驾驶公交车匀速行驶时,处于平衡状态,所受牵引力大小等于所受阻力,为
F牵=F阻=0.02G=0.02×5×104N=1000N
车载电池充满电,能匀速行驶5h,则电流为
满载时无人驾驶公交车匀速行驶5h做功为
W=80%UIt=80%×50V×200A×5h=80%×50V×200A×1.8×104s=1.44×108J
满载时,无人驾驶公交车匀速行驶5h通过的距离为
公交车行驶的速度为
6.如图甲所示是公园里两个绳长不同的秋千,小圳荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。小圳猜想:秋千往返一次的时间是否与绳长有关?
【证据】小圳用细线系上一个小球模拟秋千,图乙,悬点O到小球重心距离简称摆长,每次让小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变,改变摆长进行探究,记录结果如表所示:
实验次数
摆长L/cm
小球往返摆动十次的总时间t总/s
小球往返摆动一次的时间t/s
1
60.0
15.8
1.58
2
80.0
18.1
1.81
3
100.0
20.0
2.00
【解释】同一小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的________不变,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越______(选填“长”或“短”),由此可知,秋千未坐人时(如图甲所示)往返一次的时间与绳长有关。
【交流】
(1)该探究所需的测量工具有刻度尺、秒表和___________;
(2)小圳发现小球往返摆动一次的时间不易测准,于是他测出小球往返摆动十次的总时间,再算出往返摆动一次的时间。
①采用这种方法的目的是__________________________;
②如丙图所示一条纸带厚薄均匀,把纸带紧密地环绕在圆柱形铅笔上,直至恰好能套进一个圆环中,如图所示,纸带环绕了n圈,则纸带厚度是____________________;
(3)小圳联想到杂技演员荡秋千,有时站着,有时坐着,由此猜想,演员改变重心的位置相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着比站着往返一次的时间更______(选填“长”或“短”)。温馨提示:杂技动作,请勿模仿。
【答案】 夹角 长 量角器 减小测量的误差 长
【详解】[1]实验采用控制变量法,实验时需要控制小球的质量和摆下时的角度相同,改变摆长,故用同一小球由静止释放,保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变。
[2]由表格数据可知,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越长。
(1)[3]由表格数据可知,实验需要控制摆下时的角度不变,改变摆长,测量小球往返摆动的时间,故该探究所需的测量工具有量角器、刻度尺和秒表。
(2)[4]由于所测量的时间较短,小于分度值,直接测量时会产生较大的误差,故采用这种方法的目的是减小测量的误差。
[5]由图丙可知,外环直径为D1,铅笔直径为D2,纸带环绕了n圈,则纸带厚度是
(3)[6]演员改变重心的位置相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着的重心位置比站着的重心位置更低,即坐着时的摆长更长,摆长越长,往返一次的时间更长,故坐着时往返一次的时间更长。
7.阅读短文,回答问题。
为保护地球家园,我国将努力争取2060年前实现碳中和。为了降低化石能源占比,我国目前正大力开发利用太阳能、风能、核能等新能源,风光互补发电项目正大规模推进,有风时通过风力发电机发电,有阳光时通过太阳能电池板发电。风光互补发电系统由太阳能电池板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成。
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中风力发电的最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率;光照功率是指太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率,光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
风力发电参数
太阳能发电参数
最大输出电功率
400W
光照功率
最大限制风速
光电转化效率
(1)太阳能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源,地球上绿色植物可以通过光合作用将______转化为______能。核能是核电站利用核反应堆中铀核______(选填“裂变”或“聚变”)时产生的内能,通过______(选填“汽轮机”或“内燃机”)做功,带动发电机发电;
(2)若太阳能板的面积为,则利用太阳能板发电5h产生的电能可供额定功率为40W的电灯正常工作______h;
(3)若风力发电时功率与风速的立方成正比,则当输出功率为50W时,风速为______。
【答案】 可再生 太阳/光 化学 裂变 汽轮机 12.5 6
【详解】(1)[1]太阳能可以不断地从自然界中获取,所以属于可再生能源。
[2][3]地球上绿色植物可以通过光合作用在光照条件下将二氧化碳和水转化为有机物和氧气,即将太阳能转化为有机物中的化学能。
[4][5]核能是核电站利用核反应堆中铀核裂变时产生的内能,通过汽轮机做功,将内能转化为机械能,带动发电机发电,转化为电能。
(2)[6]利用太阳能板发电5h产生的电能
电灯正常工作的时间
(3)[7]风力发电时功率与风速的立方成正比,即
当风速为时,输出功率为400W,代入可得
解得
输出功率为50W时,风速为
解得
8.用某除湿器为家中面积12m2的房间除湿。表一为某除湿器的部分参数,其中,额定除湿量表示每小时除去空气中水蒸气的质量;表二为环境温度30℃时,相对湿度与1m3空气中水蒸气质量的对应关系,相对湿度是衡量空气中水蒸气含量的一个指标。
表一
额定电压
额定功率
额定除湿量
220V
220W
表二
相对湿度/%
10
30
50
70
90
空气中水蒸气质量/g
3
9
15
21
27
环境温度30℃、相对湿度80%时,1m3空气中水蒸气的质量为________g;若除湿器以额定除湿量工作,使房间相对湿度由80%降至50%,约需________h。
【答案】 24 0.81
【详解】[1]分析表二数据可知1m3空气中水蒸气质量与相对湿度成正比,则有,解得环境温度30℃、相对湿度80%时,1m3空气中水蒸气的质量为m=24g。
[2]由表格可知,环境温度30℃、相对湿度50%时,1m3空气中水蒸气的质量为15g,房间相对湿度由80%降至50%,房间高度约为3m,则消耗水蒸气的质量为,额定除湿量为,则需要的时间为。
9.2023年5月10日,搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭,在我国文昌航天发射场成功发射。同日天舟六号货运飞船采用自主快速交会对接模式,如题图甲所示。2023年10月26日,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。如题图乙所示,这是航天员出舱进行空间站太阳翼的维修的情景。
(1)长征七号遥七运载火箭发射升空时,若认为火箭是静止,所选的参照物是___________,这说明物体的运动和静止是___________的;天舟六号货运飞船将物资运送到空间站后,物资的质量___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)天舟六号货运飞船对接天和核心舱,当天舟六号靠近空间站时,它在空间站中所成像的大小___________(选填“变大”“变小”或“不变”);制造航天器的外壳要求轻巧、耐高温,因此航天器的外壳应具有的物理特性是密度较___________,熔点较___________。
【答案】(1) 长征七号遥七 相对 不变
(2) 变大 小 高
【详解】(1)[1]长征七号遥七运载火箭发射升空时,火箭与长征七号遥七的相对位置不变,若认为火箭是静止,所选的参照物是长征七号遥七。
[2]在物理学中,物体的运动和静止是相对参照物而言的。
[3]天舟六号货运飞船将物资运送到空间站后,物资所含物质的量不变,即质量不变。
(2)[1]凸透镜成实像时,满足物近像远像变大,当天舟六号靠近空间站时,物距变小,像距变大,它在空间站中所成像的大小变大。
[2]制造航天器的外壳要求轻巧、耐高温,因此航天器的外壳应具有的物理特性是密度较小,体积相同时,质量较小;熔点较高,较高温度下,不会熔化。
10.如图是小亮家新买的空气炸锅,它具有加热、保温两个功能,下表是该空气炸锅的主要技术参数。已知空气炸锅内有两个发热电阻R1和R2,当温控开关S0闭合时,可实现空气炸锅的加热功能;
型号
Hx-702am
频率
50Hz
额定电压
220V
保温功率
220W
加热功率
1000W
(1)请在虚线框内将空气炸锅的内部电路图补充完整;
(2)求空气炸锅在保温挡工作时电路中的电流;
(3)空气炸锅在加热挡工作2min可将0.2kg的牛柳从40℃加热到200℃,求此过程中空气炸锅的加热效率。[]
【答案】(1) ;(2)1A;(3)80%
【详解】解:(1)R1、R2并联,开关S在干路,温控开关S0控制R1,当开关开关S、S0都闭合时,R1、R2并联,电路中的总电阻最小,总功率最大,可以实现空气炸锅的加热功能,电路图如图所示
(2)由表格数据可知,空气做功的保温功率P保=220W,由P=UI可知,空气炸锅在保温挡工作时电路中的电流
(3)牛柳吸收的热量
空气炸锅消耗的电能
此过程中空气炸锅的加热效率
答:(1)电路图如图所示
;
(2)空气炸锅在保温挡工作时电路中的电流为1A;
(3)此过程中空气炸锅的加热效率为80%。
11.如图所示是某型号除雪车。正在平直路面上匀速行驶的除雪车总质量为6×103kg。车轮与地面的总接触面积为0.25m2,此次除雪过程中,共消耗柴油4kg。(g取10N/kg,柴油的热值为4.6×107J/kg)
(1)除雪车轮胎上的花纹比普通汽车的要深一些,目的是增大___________,从而增大摩擦;除雪车的柴油机在做功冲程的主要能量转化情况是将___________;
(2)除雪车静止在水平路面时对路面的压强是多少?
(3)图乙是除雪车柴油机的能量流向图,则此次除雪过程中,柴油机输出的有用机械能是多少?
【答案】(1) 接触面的粗糙程度 内能转化为机械能
(2)
(3)6.44×107J
【详解】(1)[1]除雪车轮胎上的花纹比普通汽车的要深一些,则除雪车轮胎的表面更粗糙,所以是通过增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦力。
[2]由于燃料在除雪车的柴油机的汽缸内燃烧,将化学能转化为内能,燃气的内能转化为活塞的机械能,所以在做功冲程中,主要是将内能转化为机械能。
(2)除雪车受到的重力
G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N
除雪车静止在水平路面时,对路面的压力
F=G=6×104N
则除雪车对路面的压强
(3)4kg柴油完全燃烧释放的热量
Q=m2q=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J
由图乙可知,柴油机的热机效率
η=100%-25%-40%=35%
柴油机输出的有用机械能
12.瑞瑞和欢欢在网络上看到用土豆点亮LED小灯泡的视频,为了验证视频的真实性,他们找来一些物品,按照视频中的方式连接了如图所示的实验电路:
(1)闭合开关后,LED小灯泡果真被点亮了。此时,土豆相当于电路中的______,该装置实现的能量转化是土豆中的化学能转化为______能;
(2)为什么土豆能够点亮 LED小灯泡呢?通过查找资料他们了解到:铜片和锌片在电解质(即土豆中富含的果酸)的作用下,使电子由锌片处出发并沿着导线经过 LED小灯泡到达铜片处,因此闭合电路中会产生电流。根据 LED小灯泡具有______性判断:该土豆电池的正极是_______片;为了让 LED小灯泡更亮一些,可将多个土豆电池_____联;
(3)根据获得的知识,瑞瑞和欢欢又找来了更多物品进行创新实验。在果蔬中插入不同金属制成的极板(极板材料不同),并保持两块极板间的距离、极板与果蔬的接触面积不变,用电压表测量两块极板之间的电压,结果如下表中数据及相关条件可提出一个可探究的科学问题是_____;
极板
果蔬材料种类
铜片和铝片间的电压/V
铜片和锌片间的电压/V
西红柿
0.47
0.93
苹果
0.55
0.96
柠檬
0.62
0.99
(4)小明在家又做了水果电池实验,将水果电池的两极板都换成铜片,发现两铜极板间无电压,于是提出一个新的探究问题:水果的电阻是多大?为此,利用一个电源(未知电压)、已知阻值的定值电阻 R0、导线、三个开关及电压表进行电路设计,测出此时水果的电阻。请在虚线框内画出可行的电路图。(水果的电阻用“ ”这样的符号表示)
____________
【答案】 电源 电 单向导电 铜 串 探究水果电池的电压是否与水果的种类有关 见解析
【详解】(1)[1]电路中土豆用来给小灯泡供电,所以土豆在电路中起到电源的作用。
[2]电源的能量转化为化学能转化为电能,所以土豆的能量转化为化学能转化为电能。
(2)[3]因为LED小灯泡是由半导体做的,具有单向导电性。
[4]因为半导体具有单向导电性,所以与 LED小灯泡长接线柱相连的为正极,所以铜片是正极。
[5]实验中为了增加电源的电压,所以需要把多个土豆电池串联。
(3)[6]根据表中,不同水果产生的水果电池电压不同,所以可以探究水果电池的电压是否与水果的种类有关。
(4)[7]要测量水果电池的电阻,需要分别测量出水果电池两端电压和水果电池的电流,由于没有电流表,所以选用定值电阻代替电流表,所以先闭合两个开关,电压表测量电源电压,再断开与水果电池并联的开关,电压表测量定值电阻电压,可利用串联电压规律求得水果电池的电压,利用串联电流相等,可得水果电池的电流,所以设计电路如下图:
13.共享单车是绿色环保的交通工具。用车前需手机扫码解锁,如强行开锁则会报警。开锁和报警所需电能由自行车传动放电提供。
(1)骑行时车轮带动发电机发电将_________能转化为电能,车轮获得向前动力的同时也将地面的沙尘向后扬起,说明_________;
(2)单车和小明的总重600N,小明骑单车时,车胎与地面接触的总面积为4.0×10-3m2,则车辆对地面的压强为_________Pa;
(3)单车报警控制电路的原理图如图。电源电压为4.0V,R0为定值电阻,R为压敏电阻,阻值与所受压力的大小关系为R=10﹣0.3F(Ω)。当F=0时电路电流I=0.25A;当I≥0.4A时会报警,则报警时压敏电阻受到的压力至少为_________N。
【答案】 机械 力的作用是相互的 1.5×105 20
【详解】(1)[1]骑行时车轮带动发电机发电,产生电能,将机械能转化为电能。
[2]车轮获得向前动力的同时也给地面一个力,使地面的沙尘向后扬起,这说明力的作用是相互的。
(2)[3]因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,车辆对地面的压强为
(3)[4]由题意知,当F=0时,R=10Ω,电路电流I=0.25A,由可得,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,定值电阻R0的阻值
报警时,电路中的最小电流为0.4A,此时压敏电阻受到的压力最小,此时电路的总电阻
此时压敏电阻的阻值为
由
可得,F=20N。
14.智能家居带给我们健康、舒适的生活,如智能马桶(图甲)。某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示,电阻和是阻值恒定的电热丝,单刀双掷开关;可接或,再通过开关的通断,实现“高、中、低”三种温挡的调节,其中低温挡的功率为20瓦,电阻为1210欧。
(1)座圈加热时,把电能转化为 ________能;
(2)当开关闭合、接时,该座圈的电路相当于下列选项中的 ________;
A.B.C.
(3)该座圈处于中温挡工作时的电功率为 ________。
【答案】 内 C
【详解】(1)[1]座圈加热时,消耗电能,产生热量,把电能转化为内能。
(2)[2]当开关闭合、接时,两电阻并联。
A.图A为的简单电路,故A不符合题意;
B.图B为两电阻串联的电路,故B不符合题意;
C.图C为两电阻并联的电路,故C符合题意。
故选C。
(3)[3]当开关闭合、接时,两电阻并联,总电阻最小,根据
可知此时总功率最大,为高温挡;闭合,接时,电路为的简单电路,总电阻较小,根据
可知此时总功率较大,为中温挡;当开关断开、接时,两电阻串联,总电阻最大,根据
可知此时总功率最小,为低温挡。该座圈处于低温挡时,电路的总电阻为
则
该座圈处于中温挡工作时的电功率
15.“无接触”式的生活方式悄然走进我们的生活。图1为某款无接触式的热风干手器,手伸入舱内时可吹出温度为35~45℃的热风,其电路由控制电路和工作电路两部分构成,可简化为图2所示,其中控制电路中R为光敏电阻。已知该款干手器工作电路的额定功率为1100W,加热电阻丝阻值为88Ω。
(1)控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的_______效应:手伸入舱内时电阻R的阻值_______(选填“增大”、“不变”或“减小”),衔铁被吸下,工作电路开始工作;
(2)某家庭电路电能表如图所示,不使用其它用电器情况下,2台该款干手器_______(选填“能”或“不能”)同时工作;下列操作能够提高热风温度的是_______(选填相应选项的字母);
A.在加热电阻丝左端串联一个同规格的加热电阻丝
B.在加热电阻丝两端并联一个同规格的加热电阻丝
C.换用电功率更大的电动机
(3)正常工作时工作电路的总电流为_______,电动机的额定功率为_______。
【答案】 磁 减小 能 B 5A 550W
【详解】(1)[1]控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应,即通电导体的周围存在磁场。
[2]手伸入舱内,衔铁被吸下,工作电路开始工作,说明电路中的电流增大导致电磁铁的磁性增强,由知,控制电路的总电阻减小,则电阻R的阻值减小。
(2)[3]这只电能表允许的用电器同时工作的最大总功率
由
可知,不使用其它用电器情况下,2台该款干手器能同时工作。
[4]由图得,电阻丝与电动机并联,电阻丝的电压恒为电源电压,当工作电路的电压220V一定时,要提高热风温度,即提高加热电阻丝的功率,由
可知,应减小加热电路中的电阻。因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以应在加热电阻丝两端并联一个同规格的加热电阻丝,而用电功率更大的电动机不能提高热风温度,故AC不符合题意、B符合题意。
故选B。
(3)[5]由得,正常工作时工作电路的总电流
[6]因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,加热电阻丝的电功率
则电动机的额定功率
16.压路机是一种利用碾轮的碾压作用将土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械。如图所示,这是一台质量为的压路机,其发动机为柴油机,某次作业中,压路机以的速度水平匀速前进了500m,此过程中所受的牵引力为车重的,车轮与路面的总接触面积为,g取。
(1)柴油机工作时,提供动力的是___________冲程;
(2)此过程中,压路机所用的时间是多少?___________
(3)该压路机对水平路面的压强是多大?___________
(4)压路机牵引力所做的功和功率各是多少?___________
【答案】 做功 250s ,
【详解】(1)[1]柴油机的四个冲程中,做功冲程将内能转化为机械能,提供动力。
(2)[2]压路机的速度
由可得,压路机行驶500m所需要的时间为
(3)[3]压路机静止在水平地面上时对地面的压力
车轮与路面的总接触面积为,压路机对水平地面的压强
(4)[4]因压路机匀速行驶处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,压路机匀速运动时牵引力大小
牵引力所做的功
牵引力所做功的功率
17.
(1)如图甲所示,被测物体A的长度为_________cm。
(2)如图乙所示,温度计的示数是________℃。
(3)如图丙所示,可判断通电螺线管的左端是___________极(选填“N”或“S”)。
(4)小兰测量石块的密度时,先将石块放在调好的天平上测量其质量,天平平衡后,右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示,则石块的质量为________________g。再将石块用细线系好放入盛有50mL水的量筒中,量筒中水面升高到如图乙所示的位置,则该石块密度为_________________________kg/m3。
【答案】(1)
(2)
(3)N
(4)
【详解】(1)由图可知,刻度尺的分度值为0.1cm,物体左端与1.00cm刻线对齐,右端与2.40cm刻线对齐,所以物体的长度为
(2)如图乙所示,温度计的分度值为1℃,刻度值从上到下逐渐变大,说明温度为零下,则温度计的示数是。
(3)根据电源的正负极可知,通电螺线管正面的电流向上,由安培定则可知,用右手握住螺线管,伸开大拇指,四指弯曲方向为电流方向,大拇指指向N极,因此可判断通电螺线管的左端是N极。
(4)[1]由图甲可知,砝码的总质量为20g,天平标尺的分度值为0.2g,游码左端对应的刻度为4g,则石块的质量为
[2]由图乙可知,量筒的分度值为2mL,水和石块的总体积为
石块的体积为
石块的密度为
18.“绿水青山就是金山银山”,低碳环保的生活方式正在成为我国社会的广泛共识。倡导保护环境使用新能源势在必行,而风电是潜力巨大的新型能源。
风速v/(m·s⁻¹)
5
10
15
20
1s内获得的能量/(×104 J)
1
8
27
64
(1)风力发电机是利用__________原理发电的;风能是__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)上表给出了在不同风速下某风力发电机组获得的能量。当风速为 15 m/s时,该风力发电机组的发电效率是 10%,则此时该风力发电机组的发电功率为多少千瓦? 如果采用10 kV高压输送,求高压输电线上的电流为多少?( )
(3)陕西省 2023 年新增的风电项目建设中,风电装机容量604 万千瓦。按风电年发电量为200亿千瓦时( 计算,与火力发电站相比,相当于每年节约多少吨煤? (设煤完全燃烧,内能有30%转化为电能;煤的热值为 ( )
【答案】 电磁感应 可再生 2.7A 8×106t
【详解】解:(1)风力发电机是利用电磁感应原理发电的;风能是可再生能源。
(2)根据表格中的数据知道,当风速为15m/s时,1s内获得的能量为
功率为
根据知道,发电功率为
根据P=UI知道,高压线上的电流为
(3)风电年发电量为200亿千瓦时,即
根据知道,每年节约煤的质量为
答:(1)风力发电机是利用电磁感应原理发电的;风能是可再生能源;
(2)高压输电线上的电流为2.7A;
(3)与火力发电站相比,相当于每年节约8×106t的煤。
19.为了缓解眼睛疲劳,妈妈给小欣购买了一款如图甲所示的电加热眼罩,图乙是它的工作原理图,其中电热丝R1=5Ω,电热丝R2=10Ω,电源电压为6V恒定不变。请你解答下列问题:
(1)经分析电路发现,将S1断开、S2接_______时,R1和R2串联,该眼罩共有_______个挡位;
(2)高温挡工作时,功率为多少W_______?
(3)眼罩所用电源为充电电池,电池上标有2.4Ah(注:若以1A电流放电,则电池充满时可放电2.4h)字样,给电池充满电,眼罩最多能正常工作几小时_______?
【答案】 a 3 10.8 6
【详解】解:(1)[1]由电路图可知,将S1断开、S2接a时,R1和R2串联接入电路,此时电路中电阻较大。
[2]由可得,电源电压不变时,电路中的总电阻越大,功率越小,将S1断开、S2接a时,R1和R2串联接入电路,此时电路中电阻最大,处于低温挡,当S1闭合,S2接b时,R1与R2并联接入电路,此时电路中的电阻最小,处于高温挡,当S1闭合,S2断开时,只有R1接入电路,此时电路中的电阻居中,处于中温挡,故可知该眼罩共有3个挡位。
(2)[3]由(1)中可知,高温挡工作时,R1与R2并联接入电路,由可得,高温挡功率为
(3)[4]由题意可知,电池充满电后储存的电能为
W=UIt=6V×1A×2.4×3600s=5.184×104J
由可得,眼罩的功率越小,工作时间越长,由题意可知,眼罩的低温挡功率为
故眼罩的工作时间最长为
答:(1)将S1断开、S2接a时,R1和R2串联,该眼罩共有3个挡位。
(2)高温挡工作时,功率为10.8W;
(3)眼罩最多能正常工作6h。
20.《清明上河图》是中国十大传世名画之一,由北宋画家张择端所绘,生动记录了北宋都城汴京(现开封),展现了一艘大船通过虹桥由于偏航遇险时众人齐力抢险的场景,如图甲所示。图乙为其简化示意图。
(1)若该船以5km/h的速度匀速行驶1.5km,则所用时间是多少h?
(2)船底某处位于水面下1.7m时所受水的压强是多少Pa? (取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(3)如图乙所示,船尾即将撞向桥座,船尾右侧的船工立即用竹竿撑桥座处的河岸。请用物理知识解释这种抢险方法是否有效?
(4)如图丙所示,船的前进方向与水流方向不在同一直线上,若未及时校正,可能导致图乙所示险情。经查阅资料得知:离岸越近水的流速越小,冲击力越小;离岸越远水的流速越大,冲击力越大。据此分析图丙中船顺流过桥还是逆流过桥更容易校正方向?为什么?
【答案】(1)0.3h;(2);(3)有效,理由见解析;(4)顺流,理由见解析
【详解】解:(1)时间为
(2)船底某处位于水面下1.7m时所受水的压强是
(3)有效。船工用竹竿撑河岸时,由于力的作用是相互的,河岸也对竹竿施加一个力,避免船尾与桥座相撞。
(4)顺流过桥。与船尾相比,船头离岸较远,水的流速较大,冲击力较大,船顺时针转动,更容易校正方向
21.物流公司常用无人电动配送车替代人工配送。运行时,蓄电池对电动机供电,电动机为车提供动力。下表是某品牌电动配送车的一些主要技术参数,若电动配送车满载时在平直路面上以6m/s的速度匀速行驶时,受到的阻力是车总重的0.02倍。(g取10N/kg)
最高车速
30km/h
额定电压
36V
蓄电池规格
36V 10Ah
最大载重
60kg
净质量
40kg
电动机效率
75%
(1)控制中心是通过________向无人电动配送车发送配送信息的;电动配送车的主要部件是电动机,电动机的工作原理是________;
(2)无人电动配送车满载且以6m/s的速度沿平直路面行驶10min,电动机对车做了多少功?________
(3)以上述速度满载行驶,一次充满电最多能行驶多远?________
【答案】 电磁波 通电导体在磁场中受力运动
【详解】(1)[1][2]控制中心是通过电磁波向无人电动配送车发送配送信息的;电动配送车的主要部件是电动机,电动机的工作原理是:通电导体在磁场中受力运动。
(2)[3]电动配送车受到的牵引力
电动配送车行驶的距离
电动机对车做的功
(3)[4]一次充满电后储存的电能
可输出的机械能
则电动配送车行驶的最大距离
22.在人类对太阳系的探索历史上,火星总是给人无限期待与遐想。2021年5月15日7时18分,“天问一号”探测器成功着陆火星乌托邦平原南部预选着陆区(如图甲),将根据计划对火星开展科研探测,助力人类建立对火星更为全面的认知。为全面保障“天问一号”成功着陆火星。中国电科配套研发的我国首款环绕器雷达作为7个火星环绕器探测设备之一,为“天问一号”在茫茫“星辰大海”中展开测定轨保驾护航:研发的锂氟化碳电池组实现了该类电池在深空探测器上首次应用,有效减少了电源产品高温下的自放电率,实现了能量在轨长期贮存。在选定着陆点后,以完美角度切入火星大气层并成功降落火星是一大难题。由于巨大的通信时延,使地面测控设备无法实时对火星车最后落火阶段进行测控,因此最后落火的几分钟时间被称为“黑暗时间”。为了让“黑暗时间”不再“黑暗”,中国电科对系列深空测控站进行研发升级,以更好的性能执行地面遥控、遥测、高精度的目标导航及数据接收等任务。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。
(1)中国电科通过______对“天问1号”执行地面遥控、遥测、高精度的目标导航及数据接收等任务。
(2)火星大气密度是地球的1%,大气中氧气含量为0.15%,且没有液态水,表面平均温度为-55℃,绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是______。
A.表面平均温度比地球低
B.公转周期比地球长
C.大气中氧气含量比地球低
D.雨、雪天数比地球多
(3)图乙中t1∼t2时段,着陆巡视器在竖直向上的推力作用下,竖直下落的速度减小,该过程中推力F与重力G的大小关系是______(不计大气阻力)。
(4)着陆巡视器在火星上总重为4888N,其重力在t2∼t4时段做功______J。
【答案】 电磁波 D F>G 4.888×105
【详解】(1)[1]电磁波可以传递信息且能在真空中传播。中国电科通过电磁波对“天问1号”执行地面遥控、遥测、高精度的目标导航及数据接收等任务。
(2)[2]由材料知,表面平均温度比地球低,公转周期比地球长,大气中氧气含量比地球低,火星上的水大多以冰雾和固体出现,难以形成雨、雪天气,雨、雪天数比地球少,故ABC符合题意,D不符合题意。
故选D。
(3)[3]图乙中时段,着陆巡视器在竖直向上的推力作用下,竖直下落的速度减小,巡视器在竖直向上的推力F和竖直向下的重力G的作用下减速下落,其运动状态发生改变,说明二力不平衡,其合力与运动方向相反,不计大气阻力
F>G
(4)[4]着陆巡视器在火星上总重为4888N,由己图像可知,在时段,下落的高度,重力做的功为
23.2020年,我市汽车保有量已达289.7万辆,位居山东省第二位,平均每3.8人就拥有一辆汽车。打赢脱贫攻坚战,经济发展迈上快车道是临沂汽车保有量不断递增的关键原因。
(1)汽车前挡风玻璃是倾斜的,可以让车内物体经它所成的像偏向车子的____________(选填“上”或“下”)方,不会干扰驾驶员对前方的观察。
(2)汽车上的倒车雷达利用____________(选填“超声波”或“电磁波”)传递障碍物的位置信息,进行回声定位防止倒车时撞到障碍物;装有倒车影像的汽车倒车时屏幕上显示车后方的人是通过摄像头所成的____________(选填“虚”或“实”)像。
(3)用水作发动机的冷却剂是因为____________;宽大的车轮通过____________的方式,减小汽车地面的压强。质量为1.2t的汽车静止在水平地面上,对地面的压力为____________N(g取10N/kg)。
(4)同向行驶的汽车要保持一定的安全距离,否则极易发生追尾的交通事故。如图所示,汽车B刹车后由于____________仍撞到汽车A,观察汽车A的尾部,说明力能够改变物体的____________。
【答案】 上 超声波 实 水的比热容大 增大受力面积 12000 惯性 形状
【详解】(1)[1]根据平面镜成像特点可知,汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜,如果竖直安装,光线经反射后所成的像会在正前方,干扰司机观察路况,倾斜安装可以成像在斜上方,不干扰司机观察路况。
(2)[2][3]现代汽车广泛利用了倒车雷达,它在工作时会发出超声波,这些声波遇到障碍物时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,可以确定障碍物的位置,装有倒车影像的汽车倒车时,屏幕上显示车后方的人是通过摄像头所成的实像,其原理是人在摄像头二倍焦距之外时,成倒立缩小的实像。
(3)[4]水的比热容最大,升高相同温度吸收热量多,所以汽车的散热器用水作冷却剂是利用了水的比热容较大的性质。
[5]汽车有宽大的车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
[6]汽车对地面的压力
(4)[7]一切物体在任何时候任何情况下都具有惯性,汽车B刹车后由于惯性仍撞到汽车A。
[8]汽车A的尾部受损,说明力可以改变物体的形状。
24.如图是新农村建设中一道靓丽的风景———风光互补路灯。“有风无光”风力发电机发电,“有光无风”太阳能电池板发电,二者皆各时同时发电,井日夜需能,某型号的该路灯额定功率为50W。试问∶
(1)风力发电机利用风力发电时,是将_______能转化为电能。
(2)“幸福村” 安装了这种“风光互补路灯”100 盏,如果每天路灯正常工作10h,一个月(30 天)消耗的电能相当于完全燃烧多少______千克的天然气所放出的热量?(天然气的热值为6.4×107J/kg)
(3)若太阳能的辐射功率为800J/s·m2)(1s内辐射在1m2上的太阳能为800J),太阳能的光电转换效率为12.5%, 太阳能电池板在1m2的面积上的平均输出功率是多少______?
(4)若每个路灯上太阳能电池板的面积为0.8m2,每天有效日照时间8h,则每个路灯上太阳能电池板一天发电多少度______?
(5)从物理学的角度说出这种“风光互补路灯”的优点有哪些?______ (答出一点即可)
【答案】 机械能 0.8度 节约能源、清洁、无污染、可再生、保护环境,且易安装等。
【详解】解:(1)风力发电机利用风力发电时,流动的空气推动发电机转动,是将机械能能转化为电能。
(2)100 盏路灯一个月(30 天)消耗的电能
相当于完全燃烧天然气的质量
(3)太阳能电池板在1m2的面积上的平均输出功率是
(4)每个路灯上太阳能电池板一天发电
(5)从物理学的角度说出这种“风光互补路灯”将风能和太阳能转化为电能,所以利用的是太阳能和风能,使用这些能源的优点是:节约能源、清洁、无污染、可再生、保护环境,且易安装等。
答:(1)风力发电机利用风力发电时,是将机械能能转化为电能;
(2)如果每天路灯正常工作10h,一个月(30 天)消耗的电能相当于完全燃烧的天然气所放出的热量;
(3太阳能电池板在1m2的面积上的平均输出功率是;
(4)则每个路灯上太阳能电池板一天发0.8度电;
(5)“风光互补路灯”的优点有:节约能源、清洁、无污染、可再生、保护环境,且易安装等。:
25.如图为凸透镜右侧一物体成像部分光路图,为物体,F为凸透镜镜焦点。
①在图中画出两条入射光线经凸透镜后的折射光线,找出像H。______
②与物比较,物体经凸透镜成______(选填“放大”、“缩小”)______(选填“正立”、“倒立”)的像。
【答案】 放大 倒立
【详解】[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;过光心的光线其传播方向不变;两条折射光线的交点为H,如图所示:
[2][3]由图知,像H到主轴的距离大于到主轴的距离,即像距大于物距,此时物距的范围为,凸透镜成倒立、放大的实像。
26.如图甲所示,放置在水平地面上的薄壁柱形容器质量为0.45kg,底面积为0.05m2,把一质量为2.1kg、高为0.1m的柱形均匀实心物体放在容器中,缓慢向容器中加水,直到容器中水的深度为0.1m时停止加水,加水质量与容器中水的深度关系如图乙所示。求:
(1)判断停止加水时,实心物体所处的状态是 _____(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”);
(2)停止加水时,实心物体的浮力;( )
(3)实心物体的密度;( )
(4)h<0.06m时,设容器对水平地面的压强为p容,水对容器底的压强p水。当p容=2p水时,求容器内加水的深度。( )
【答案】 漂浮 21N 0.6×103kg/m3 0.03m
【详解】(1)[1]由图乙知,当水的深度为0.06m以后,又加水到0.1m的深度变化量为
Δh=h2﹣h1=0.1m﹣0.06m=0.04m
则加入的水的质量变化量为
Δm=m2﹣m1=2.9kg﹣0.9kg=2kg
根据得所加水的体积为
则此时所加水的横截面积为
由于薄壁柱形容器的底面积
S容=0.05m2
则
S水=S容
即:当水的深度为0.06m以后,所加水的横截面积S水与薄壁柱形容器的底面积S容相等,说明实心物体处于漂浮状态,所以,当容器中水的深度为0.1m时,实心物体处于漂浮状态。
(2)[2]停止加水时,实心物体受到的浮力
F浮=G物=m物g=2.1kg×10N/kg=21N
(3)[3]当h1=0.06m时实心物体刚刚开始漂浮,此时物体浸入水的深度为0.06m,则
V水1=(S容﹣S物)h1
根据得水的质量为
m1=ρ水V水1=ρ水(S容﹣S物)h1
所以物块的底面积为
则实心物体的体积为
V物=S物h物=0.035m2×0.1m=3.5×10﹣3m3
所以,实心物体的密度
(4)[4]当水的深度小于0.06m时,假如容器内加水的深度为h′时
p容=2p水
则:容器对水平地面的压强
水对容器底的压强
p水=ρ水gh′
即
所以
若水的深度超过0.06m时(即物块漂浮后),也能满足
p容=2p水
因物块漂浮,且容器为柱形容器,所以,此时水对容器底的压力等于水和物体的总重力,则根据题意可得
化简可得
G容=G物+G水′
而由已知条件可知
G容<G物
所以,水的深度超过0.06m时,不能满足
p容=2p水
综上可知,若使p容=2p水时,容器内加水的深度为0.03m。
27.2024年9月10日华为发布的手机产品HUAWEIMateXT是全球首款三折叠屏的大众智能手机。
(1)华为MateXT三折叠手机充电时我们能听到“遥遥领先”的充电提示音,是因为声音通过______传播到人耳中:
(2)华为MateXT三折叠手机采用华为7nm麒麟芯片,______m;
(3)HUAWEIMateXT三折叠手机与3.6万千米外的北斗卫星通信,利用的是______波;
(4)Mate50Pro使用的屏幕材质OLED比LCD携带更轻便,这里的“轻”主要是指它的( )
A.质量小 B.体积小 C.密度小
(5)“小为”用华为MateXT三折叠手机APP软件记录自己某一次跑步的数据,小为每跑一步的平均长度为______米。
【答案】(1)空气
(2)
(3)电磁
(4)C
(5)0.9
【详解】(1)声音的传播需要介质,我们能听到手机充电提示音,是因为声音通过空气传播到人耳中。
(2)因为1nm = 10-9m,所以7nm = 7×10-9m
(3)手机与卫星通信,利用的是电磁波,因为电磁波可以在真空中传播,适合远距离通信。
(4)这里的“轻”指的是相同体积下质量小,也就是物质的密度小。
(5)由数据截图可知,跑步步数为2250步,步频为150步/min,跑步时间
由得跑步距离s=vt=8.10km/h×0.25h=2.025km=2025m
每跑一步的平均长度
28.杠杆平衡时,动力F1的大小为10牛,动力臂l1为0.2米,阻力F2的大小为4牛。求阻力臂l2的大小。
【答案】0.5m
【详解】根据题意知道,动力F1=10N,阻力F2=4N,动力臂l1=0.2m,由杠杆平衡条件
可得
解得
29.如图所示的是一款智能卫浴镜,镜子背面安装了防雾膜,膜内装有电热丝。
(1)防雾膜是利用电流的 ___________效应工作的,可以防止水蒸气在镜面上 ___________(填物态变化名称);
(2)防雾膜的额定电压为12V,采用低压供电的好处是___________;
(3)用干毛巾擦过的镜子表面会粘有细小绒毛,是由于镜子带了 ___________而能吸引轻小物体;
(4)防雾膜的规格为2W/dm2,一块面积为30dm2的防雾膜,其额定功率为 ___________W。
【答案】 热 液化 安全,有效避免人身触电 电 60
【详解】(1)[1]电流通过导体时会产生热量,这种现象叫做电流的热效应;防雾膜就是利用电流的热效应工作的。
[2]水蒸气遇到冷的镜面由气态变为液态,发生液化。
(2)[3]防雾膜的额定电压为12V,该电压对人体是安全的,可以避免人触碰到防雾膜时发生触电事故。
(3)[4]带电体有吸引轻小物体的性质,用干毛巾擦过的镜子表面会粘有细小绒毛,是由于镜子带了电而能吸引轻小的绒毛。
(4)[5]防雾膜的规格是2W/dm2,意思是每3dm2的防雾膜的额定功率是2W,则面积为30dm2的防雾膜的额定功率为
P=2W/dm2×30dm2=60W
30.图甲是小明家使用的电饭煲,图乙是其电路原理图,、为阻值不变的电热丝,S1为温度自动控制开关,可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是,额定加热功率是,额定保温功率是。,求:
(1)开关都闭合时电饭煲处于___(填“加热”或“保温”)状态,电热丝、的阻值各是多少?______
(2)该电饭煲将水从加热到时,水吸收的热量是多少?______
(3)小明关闭家中其他用电器,只让该电饭煲在加热状态下工作,观察到标有“”字样的电能表转盘转了60转,则小明家的实际电压是多少?______
【答案】 加热 、
【详解】解:(1)[1]当开关都闭合时,电路中只有工作,此时电路中电阻较小,由可知此时电路消耗的功率大,电饭煲处于加热状态。
[2]由可得,的阻值
当开关S闭合,断开时,电阻、串联,电路电阻较大,由可知此时电路消耗的功率小,电饭煲处于保温状态;
由可得,电路的总电阻
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以的阻值
(2)[3]由可得,水的质量
水吸收的热量
(3)[4]电能表转盘转60转消耗的电能
由 可知,小明家的实际电压
答:(1)加热;电热丝、的阻值各是和;
(2)水吸收的热量是;
(3)小明家的实际电压是。
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