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2026年中考物理二轮复习:力学科普阅读题
1.阅读短文,回答问题
环保新材料扮靓世博馆
上海世博会芬兰国家馆是冰壶形状的展馆,宛若一座矗立于水中的岛屿,外墙使用鳞状装饰材料,看似由许多冰块堆砌而成。鱼鳞状外墙的”鱼鳞”是一种叫做ProFi的特殊材料,属于塑木复合材料,这种材料弥补了纯木材和纯塑料材料的不足,摸上去足够坚硬,并且永不褪色。每使用一吨塑木产品,就相当于减少6万个废弃塑料袋的污染,相当于少砍伐1.5棵30年树龄的按树,具有深刻的环保意义。
塑木作为新型环保材料,今后将替代目前家装中普遍使用的实木地板,虽然塑木的密度为1.16g/cm3,计算成本略高于木材,但可以制成空心型材,加工成各式材料,应用成本会逐渐降低,成为新材料发展的重点方向之一。
(1)塑木板材的密度______(选填“大于”或“小于”)水的密度。若把一个板材切割为大小不同的两块,大块的密度______(选填“大于”“等于”或“小于”)小块的密度。
(2)若每片“鱼鳞”的面积为2m2,其厚度为5cm,则每片鱼鳞的质量为______ kg。
(3)塑木板材具有的优点有______。(写出其中一点即可)
2.党的十八大以来,习近平总书记多次强调和阐述“绿水青山就是金山银山”的理念,指明了实现发展和保护协同共生的新路径。某地积极响应号召,经过长期的不懈努力,将某地矿山转变成生态公园,从灰尘漫天到绿水青山、花香遍野,现如今老旧矿山面貌一新。又是一年劳动节,某校组织同学前往该生态公园劳动。回到学校后,丁同学发现液体肥料有所挥发,于是使用密度计测量其密度。他使用的密度计由玻璃制成,上方是标有刻度的规则圆柱形,下方是不规则圆柱形,最下端装有铅颗粒。测量时,将密度计置于待测液体中,待其稳定竖直漂浮时,液面位置所对应的刻度值就是该液体的密度。根据密度计的原理推测,该密度计的刻度具有____________、____________的特点。
3.阅读短文,回答问题。
深海精灵“海燕—X”
水下滑翔机是一种能在水下滑行并收集水体信息的机器人。如图甲所示是我国“海燕—X”水下滑翔机,其下潜深度突破万米,创造了世界纪录。如图乙所示,“海燕—X”外壳采用新型陶瓷复合材料,内部主要由密封舱、非密封舱两部分组成。液压泵可将自身携带的油在其内、外两个弹性油囊间来回转移,从而变外油囊的排水体积,达到上浮或下潜的目的。同时,密封舱、非密封舱、滑翔机整体的重心会随密封舱内电池块的滑动而前移或后移,所以其头部只能朝下或朝上,以W型路线在水下滑行。由于只需要在调节电池位置和油囊体积的时候耗费少许电能,因此相比其他潜水器工作效率高、成本低、续航能力强。
(1)下潜至10000m的深度时,所受海水的压强为______Pa,由此推测新型陶瓷复合材料应具有______的特点;(g取10N/kg,海水密度近似等于水的密度)
(2)“海燕—X”是通过改变______(选填“自身重力”或“自身体积”)来达到上浮或下潜的目的;与其他潜水器相比,“海燕—X”的优点是______(写出一条即可)。
4.请根据上述材料,回答下列问题:
大国粮仓
2025年5月我国首批5座大型气膜粮仓充气成型(如图甲所示),标志着我国第四代现代化储粮装备进入应用新阶段。每座气膜粮仓直径24米、高33米,在其柱形部分装粮,装粮高度约30米。
该仓型采用国际领先的气膜钢筋混凝土穹顶结构,其结构分为三层:外层为一种白色的高分子膜材料层,兼具反射太阳光和防积水功能,它就像“冲锋衣”,让粮仓不惧日晒雨淋;中间层为聚氨酯材料层,该材料具有优良的保温隔热性,其导热系数远低于混凝土材料,它就像“羽绒服”,让粮仓不惧酷暑严寒;内层为钢筋混凝土层,结构坚固稳定,起主要支撑作用。
粮仓的气密性是粮仓的关键性能指标。为了检测粮仓的气密性,测量人员用风机将空气吹入粮仓内,使粮仓内外的压强差达到某一数值Δp。风机停止工作后,粮仓内外的压强差会逐渐减小,压强差由Δp降为所经历的时间叫做压强差半衰期。经检测,气膜粮仓内外压强差从500 Pa降到250 Pa经历的时间(即500 Pa压强差半衰期)可达4312 s,气密性远高于国家高标准粮仓相关要求。
气膜粮仓的智能储粮系统集成氮气气调系统将高纯度氮气注入粮堆内部,均匀分布的传感器实时监控粮食的温度和环境湿度,异常时自动启动通风或氮气气调系统,抑制虫害和霉变,使粮食的保鲜期更长。
气膜粮仓作为目前我国粮食仓储设施创新发展的最新成果,将更好地实现绿色储粮、品质保粮、数字管粮,为守好大国粮仓、端牢中国饭碗提供坚实的科技支撑和保障。
(1)聚氨酯材料具有优良的________性;
(2)若取粮食的密度为700 kg/m3,每座气膜粮仓可装粮约________;
A.9×104 kg B.9×106 kg C.9×108 kg
(3)测量人员在检测某粮仓气密性时,由测量数据得到粮仓内外压强差Δp随时间t变化的图像如图乙所示,当压强差为500Pa时开始计时,则本次测量的压强差半衰期为_________s。分析说明该粮仓与文中的气膜粮仓相比,哪座粮仓的气密性更好_______。
5.阅读短文,回答问题。
氢动力飞机
氢动力飞机3月25日,我国研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机在沈阳成功首飞。如图甲所示,该飞机最大巡航速度为180km/h,整架飞机采用上单翼、低平尾、前置螺旋桨、前三点式不可收放起落架的布局形式。上单翼稳定性强,产生的升力大。前置螺旋桨是由发动机带动旋转向后排空气,推动飞机飞行。飞机因使用氢作为航空燃料而得名。飞机需在跑道上加速滑行一段距离,获得足够的升力后才能起飞。某次测试中,飞机在起飞离地前,平直跑道对它的支持力与滑行距离s的关系如图丙所示。滑行中获得的升力为,比例系数,v是飞机的滑行速度。飞机起飞后航行时所受阻力大小与速度的关系如表。
速度v(m/s)
10
20
30
40
阻力f/N
30
120
270
480
(1)飞机翼截面如图乙所示,机翼产生升力的原理是___________。
(2)测试中,该飞机起飞前的滑行距离是___________m,起飞离地时获得的升力为___________N,起飞离地时速度为___________m/s;
(3)当飞机以最大速度巡航时,受到的阻力___________N。
(4)请写出飞机滑行距离s与滑行速度v之间的定量关系式:___________。
6.跨学科实践
燃油汽车与电动汽车的对比研究
汽车已从单纯的交通工具演变为重塑生活方式、推动社会进步的载体。在跨学科实践活动中,小组同学对比研究燃油汽车与电动汽车。燃油汽车通过热机燃烧汽油或柴油为汽车提供动力;电动汽车通过电池供电,驱动电机工作,进而提供动力。下表是某燃油汽车(燃烧汽油)与电动汽车做匀速直线运动时的测试数据。为了研究数据,小组同学查阅资料,得到汽油的热值为、密度约为。
燃油汽车
电动汽车
牵引力
600N
牵引力
600N
油耗
电耗
燃油价格
8.0元/L
电能价格
0.6元
(1)燃油汽车中的热机是通过______冲程为汽车提供动力。
(2)电动汽车在行驶时,将______能转化为机械能。
(3)若测试过程中,电动汽车行驶了1km,则它所受牵引力做的功为______J。
(4)请你结合表中数据,写出一条与燃油汽车相比,电动汽车的优势:______。
7.阅读短文,回答问题
中国空间站的“能量源泉”
如今人们的生活离不开电力,航天器在轨飞行同样也离不开稳定的能源维持设备的正常运转。地上,人们可以选择多种方式发电。到了太空,太阳能才是最受欢迎的方式。由于单个太阳电池一般无法满足需求,因此,以串、并联结合的方式连接的太阳电池阵成为航天器提供电力支持的源泉。
目前,航天器太阳电池阵的主流形式是太阳翼。我国“神舟”系列载人飞船采用的是刚性太阳翼,“天舟”系列货运飞船采用的是半刚性太阳翼,中国空间站采用的是柔性太阳翼。
“问天”和“梦天”两个实验舱各配备了两套大型柔性太阳翼,日发电量可达1000kW·h, 相当于一个普通家庭近半年的用电量。
安装在柔性太阳翼上的三结砷化镓电池,具有重量轻、寿命长、功率大、光电转化率高的特点。三结砷化镓在有光的条件下,产生光生伏特效应和光电效应,电子发生定向移动,形成电流,将光能转化为电能。
(1)“问天”和“梦天”两个实验舱是通过___________(选填“超声波”“红外线”或“电磁波”)来传播高清视频画面的。为了满足航天器的需求,太阳电池应采用的连接方式是___________,我国“天舟”系列货运飞船采用的是___________太阳翼;
(2)小明发现家中机械式电能表标有“3000revs /(kW·h)”的字样,那么“问天”和“梦天”两个实验舱的两套太阳翼的日发电量能够让他家的电能表转___________圈;
(3)“梦天”实验舱与由“天和”和“问天”组成的空间站组合体交会对接过程中,以“问天”为参照物,“梦天”是___________(选填“运动”或者“静止”)的;
(4)三结砷化镓能够利用太阳能发电的原因是___________。
8.请根据上述材料,回答下列问题:
白鹤梁水下博物馆
白鹤梁水下博物馆位于重庆市涪陵区长江岸边,它被联合国教科文组织誉为“世界首座非潜水可到达的水下遗址博物馆”,是世界水文资料的宝库。
白鹤梁原本是一块长江边上的天然的巨型石梁,是古人用于观测长江的水文站,其具有不朽的水文历史价值和文学艺术价值。在三峡工程蓄水之前,唯有在冬季枯水期,人们才有幸一睹白鹤梁题刻的风姿。为了保护这块意义非凡的石梁,中国工程院院士于2001年提出“无压容器”水下博物馆建造方案,即在水下40米的白鹤梁外修建一个钢筋混凝土“罩体”,与长江水隔离。为了“无压”,罩子内部也要蓄满水,只不过这里面的水是经过过滤、净化,非常干净的长江水,使“罩体”基本处于水压平衡的状态,同时防止江水常年对白鹤梁遗址原体的冲刷损坏。
“罩体”内沿白鹤梁遗址原体修建了一条参观廊道,由耐压金属和23个玻璃观察窗构成,游人可沿着参观廊道近距离观看、研究白鹤梁上的题刻。照明系统采用LED技术,寿命长、光照好、节能省电,另有先进的循环水系统、防水系统、水下实时摄影系统。
这一极具创新设想的工程实施,为水下文化遗产的原址保护提供了成功的工程范例。
(1)白鹤梁的“无压容器”保护方案中混凝土罩体内应当______(填写正确选项前的字母);
A.蓄满水 B.排空水 C.抽真空
(2)冬季枯水期白鹤梁混凝土保护罩所承受江水压强与非枯水期相比将______(填写正确选项前的字母);
A.增大 B.减小 C.不变
(3)若“罩体”内参观廊道上某个玻璃窗面积约为,则该玻璃窗所承受的江水压力约为____________N(,g取)。
9.阅读材料并回答问题:
如图所示,2025年春晚“宇树科技”的人形机器人为观众表演了“扭秧歌”的舞蹈。作为全球首款能完成原地空翻的全尺寸电驱人形机器人,它装备了人工智能技术,如高精度3D激光SLAM自主定位和导航、全身AI驱动运动控制技术以及360°全景深度感知技术(3D激光雷达+深度相机)。此外,还包含听觉感知系统、触觉感知系统、力觉感知系统、温度感知系统、距离感知系统、平衡觉感知系统,共七大系统。更神奇的是,通过先进的AI算法,机器人能“听懂”音乐,还能像人类一样感受到舞蹈动作背后的那种韵味,可在舞蹈时表演转手绢等动作。
(1)人形机器人的温度感知系统通过检测物体辐射的________来测量温度(选填“红外线”或“紫外线”);
(2)机器人进行图像处理的芯片以及温度感知系统中的热敏元件都是由________材料制成的(选填“导体”“绝缘体”或“半导体”);
(3)节目能够通过卫星传输到世界各地,是________波可以传输信息的应用;
(4)节目表演过程中,手绢被甩出后会继续旋转一会儿,最终会落向地面,试解释这一现象中包含的物理知识(答出一种即可):________。
10.阅读《电饭锅》,并回答下列问题:
如图是牛顿小组设计的一款控温电饭锅的结构图,其中感温磁体与内锅体受热面固定在一起。当温度低于103℃时,感温磁体具有磁性。煮饭时用手向下按动开关,通过轻质传动杆AOB使永久磁体和感温磁体吸合,触点闭合,电路接通,发热板开始发热。当温度达到或高于103℃时,感温磁体失去磁性,永久磁体受重力及弹簧弹力的作用而落下,通过传动杆使触点分开,发热板停止发热。
(1)用竖直向下的力F1按动开关时,永久磁体将向 ___________运动和感温磁体吸合,此时AOB可以看做一个以O为支点的 ___________杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),在图中画出此时动力F1的力臂l1;( )
(2)在标准大气压下,敞口烧水至沸腾时,电饭锅 ___________自动断电(选填“能”或“不能”),因为 ___________。
11.阅读短文,回答问题:
同时的相对性原理
关于爱因斯坦“同时的相对性原理”要从“爱因斯坦的奶牛梦”说起:在一个风景如画的牧场上有许多奶牛在带电的栅栏附近懒散地吃着草,农夫关闭栅栏时,从A处发出一个信号,当信号到达奶牛位置时奶牛就会跳起来。如图所示,从A位置的农夫合上栅栏起,信号以光速c向奶牛的方向运动,三头奶牛B、C、D距A位置的农夫和E位置的爱因斯坦的距离如图所示。观测者只有在奶牛跳起这一现象的光到达观测者眼睛时,才认为奶牛正在跳起。问:
(1)从农夫闭合栅栏开始,到农夫看到B奶牛跳起所用时间为______;
(2)从农夫闭合栅栏开始,到爱因斯坦看到C奶牛跳起所用时间为______;
(3)从农夫闭合栅栏开始,农夫看到所有的奶牛是______同时/依次跳起的;
(4)从农夫闭合栅栏开始,爱因斯坦看到所有的奶牛是______同时/依次跳起的。
12.阅读下列短文,回答问题.
航速优化
化石燃料的广泛应用加快了人类文明的进程,但同时也污染了环境。因为大量燃烧化石燃料使大气中CO2浓度增加,引起温室效应而导致全球变暖.人们意识到环境保护的重要性,开始从各个方面着手减少碳排放。
船舶航行大多使用柴油发动机,航行时受到的阻力通常和航行速度的平方成正比.降低航速可以大大减小航行阻力,发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小,从而减少燃油消耗.但航速不是越小越好,因为船舶航行过程中除了推进设备,还有其他辅助设备工作,需要发动机做功.航速减小后,一段航程所需的航行时间就会延长,虽然推进功减少,但辅助功增加了.(发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分)航速优化就是要找到合适的航速,使发动机做的总功减少,达到节能减排的目的。
(1)在柴油发动机的工作循环中,排出CO2等气体的冲程是________;
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
(2)某船舶航行时,每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示,则最省油的航速约为________m/s;
(3)若船舶以速度v匀速直线航行,航行时受到的阻力为f=kv2(k为常量),则理想情况下,推进功率和速度的关系为P推=________;
(4)若题(3)中船舶的最大航速为10m/s,柴油发动机做的功为________J。若柴油发动机的效率为40%,柴油的热值为4.3×107J/kg,则航速从最大航速降低到最省油航速,每公里航程船舶少消耗柴油约_______kg。
13.阅读材料,回答问题。
气动传输原理
有这样一种神奇的管道(如图甲所示),你知道它的工作原理吗?厨师做好饭后,把食物装入“胶囊”中,不一会“胶囊”就会顺着屋顶的管道来到餐桌前。把管子转移到河岸旁,瞬间变成了“鲑鱼大炮”,帮助鱼类进行迁徙,顺利的通过水闸或水坝。可别小瞧它,短短24小时,就可以运送5万条鱼。当管子转移到地下,又变成了非常便利的垃圾处理系统,干净卫生,不会有异味流出。在医疗领域中,更是帮忙传递病理样本的小能手。
这些管道到底是什么,为什么能传输物品呢?这是一种名为气动管道物流的先进技术,该系统主要由运输罐、传输管道和离心机组成,如图乙。离心机会在传输管道内产生真空,如此一来,管子内外就产生了气压差。发送端将物品放入传输管道,通过气流产生的压力差,将物品迅速输送到接收端。这一过程无需人工干预,大大提高了物流运输的效率和准确性。
(1)利用气动传输原理进行物料运输,大大提高了运输效率,为人们提供了便利。气动传输主要是利用了管道内外的_________,将物料输送到接收端;
(2)图丙中的护士把“胶囊”一放上去,就立刻被“吸”入了管道中,其原因是外界的大气压强_________(填“大于”“小于”或“等于”)管道内的气压;
(3)生活中也有很多“吸入”的例子。使用吸尘器“吸”灰尘时,灰尘是由于空气流速越大,压强_________(填“越大”或“越小”)的缘故被“吸”入吸尘器的;
(4)我们把上述气动传输原理中内外气压情况称之为“负压”。下列现象中有可能处于“负压”状态的是_________。
A.正在熬制中药的高压锅内
B.高空中飞行的飞机机舱内
C.充满气后的氧气罐内
D.人吸气时肺的内部
14.阅读短文并回答下列问题。
滑雪如图所示,当滑雪者从雪山顶峰风驰电掣般下滑时,你是否想到为什么白雪轻飘飘、软绵绵的,却可以承托高速飞驰的滑雪者呢?
白雪内有很多小孔,小孔内充满空气。滑雪者踏着滑雪板压在雪地上时,雪内的空气就会被逼出。因此,滑雪板不是与雪地直接接触,而是在一层气垫上滑行。这层气垫不但对滑雪板施加一个向上的托力,并且减小了雪地与滑雪板之间的摩擦。然而,这层气垫只能维持一段很短的时间。如果滑雪者在雪地上停留超过一秒,就会沉下去。
(1)滑雪者从雪坡上滑下时,其所受重力的方向______(填“垂直于雪坡”或“竖直”)向下。
(2)滑雪者从雪坡上滑下时,用力撑雪杖就能改变滑行的速度和方向,原因是______ 。
(3)若每只滑雪板的长为、宽为12cm,滑雪者的速度最小为______ ,他才能不会在雪地上下沉。若滑雪者与滑雪板总重为720N,当其双脚踏着滑雪板站立在水平雪地上时,滑雪板对雪地的压强为______ Pa。
15.请阅读《大坝的力学原理》回答问题。
大坝的力学原理
大坝是所有水电站的基本结构,通过修筑大坝既能抬高水位增加可利用的水资源,又能提供安装发电机组的必要空间。如图所示,三峡水电站拥有目前全世界最大的混凝土大坝,其全长约3335m,坝顶高程185m,最大蓄水深度175m。水电站的大坝普遍需要承受极大的水压,因此大坝的结构形状至关重要,常见的大坝有重力坝、拱坝和填筑坝。重力坝,主要依靠大坝自重维持稳定的坝体。重力坝使用的材料通常为混凝土和石料,坝体的巨大自重保证坝体的任意层面存在足够的摩擦力,以抵抗巨大的水压。重力坝的横截面通常设计成三角形或者梯形,实际的坝体上游面并不是一个直斜面,而是一个折坡面,如图所示,坝体上游的上端设计成近似竖直面,主要是为了便于施工、布置进水口等。坝体上游的下端设计成斜坡坝面,主要是想利用图中阴影部分的水体对斜坡巨大的斜向下的压力来增强坝体的稳定,从而巧妙地节省了部分混凝土。当坝体基部摩擦不足时,还可以通过减小上游斜坡坡度的方式来增强坝体的稳定。三峡大坝是重力坝。拱坝,是凸向上游的拱形挡水坝。这种坝无须上窄下宽,因此又将这种坝叫做薄拱坝,相比重力坝,这种坝最多可节省85%的混凝土,承力对象变成河谷两岸的基岩,如图所示。与重力坝相比,在水的压力作用下坝体的稳定不需要依靠自重来维持,主要是利用拱端基岩的反作用力来支承,因此设计这种坝对两岸基岩有一定的要求。填筑坝,是将土石料(泥土和石块)压实在一起构成的大坝。大坝在自重和水的压力作用下保持稳定,因此填筑坝的坡度较缓,便于利用巨大的水压。
(1)如果三峡大坝的蓄水达到最大蓄水深度,此时水底部对坝体的压强约为___________Pa(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg);
(2)如果重力坝的坝体基部摩擦不足,那么图中的θ角应该适当___________(选填“增大”或“减小”);
(3)在填筑坝顶部宽度相同时,下列坝体的横截面形状设计最稳固的是___________;
(4)为什么三峡大坝没有采用拱坝结构?请你结合文章写出一个可能的原因。___________
16.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。(为方便计算,图丙和图丁数据已作简化处理。)
(1)风能是 ________ (填“可再生”或“不可再生”)能源。风力发电将空气的 ___________ 能转化为电能,电能是 _____ 次能源
(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 (q=3.0×107J/kg)
(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。
17.请阅读《水电站的重力坝和拱坝》并回答题:
水电站的重力坝和拱坝
三峡水电站和白鹤滩水电站,是我国发电量接近的两大电站,其坝体的外形却完全不同。如图所示,三峡大坝是重力坝,笔直且宽,矮而长,横截面近似为直角梯形。白鹤滩大坝是拱坝,薄而高,犹如新月高悬镶嵌在河谷之中,其曲形坝体横亘两岸,水流奔涌而下时,雨雾缭绕,在阳光照射下会形成犹如雨后彩虹的效果。
为什么要建造不同形式的坝体呢?众所周知,水坝的两侧水压不均,上游压力大,下游压力小。水坝要想正常工作,就必须平衡这一巨大的压力差。其中,重力坝是依靠坝体自重来抵抗水压力的,而拱坝则是借助于拱的形状将水压传递给两侧的岩体。长江在三峡段的江面十分宽阔,两侧也缺乏足够坚固的基岩可以传力,重力坝恰好可以应对这样的环境。白鹤滩水电站的落差很大,重力坝要承担很高的压力差。采用拱坝模式则大大提高了坝体的利用效率,让大坝的每一处都能均匀受力,也大大减轻了地基的压力。此外,由于金沙江白鹤滩处水面狭窄,两侧的山体比较坚实,恰好能够承担拱坝传递过来的水的压力。
建造大坝时,水泥混凝土等材料的使用对防裂起到重要作用,低热水泥混凝土是水泥材料行业的一项重大科研成果,其特点是采用低热发生水泥,能够显著减少混凝土在固化过程中所产生的热量,从而避免了混凝土在大规模浇筑时出现的温度升高、约束损失及温度裂缝等问题,同时其混凝土结构抗裂安全系数超过2.0,此种水泥技术在白鹤滩大坝已实现全坝使用。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)判断下列说法正确的是______;
A.重力坝的外形设计成上窄下宽,主要由于江水的压强随深度的增加而增大
B.阳光照射到白鹤滩大坝水幕上形成的彩虹属于光的反射现象
C.白鹤滩大坝受到水的压力是因为江水受重力且具有流动性
D.采用低热发生水泥能明显减少混凝土熔化过程中放出的热量
(2)图甲所示是三峡大坝截面图,请在图乙中画出坝上A点受到压力的示意图_________;
(3)请结合文章内容,写出白鹤滩大坝采用拱坝而不是重力坝的原因_________。(至少一条)
18.请阅读《嫦娥六号飞天,月背采样再返回》并回答问题。
嫦娥六号飞天,月背采样再返回
2024年5月3日下午5点27分,我国长征五号遥八运载火箭搭载着嫦娥六号月球探测器,在海南文昌航天发射场成功发射。本次嫦娥六号将实现人类首次在月球背面南极的艾特肯盆地采样并返回
嫦娥六号要降落在月球背面,它如何与地球进行通信呢?这依靠一颗叫鹊桥二号的中继星。4月12日,我国的鹊桥二号中继星已完成在轨对通测试,如图1所示。这不仅能提高它的通信速率,大幅提高对月球南极区域通信覆盖能力,让它能在该轨道上长期驻留。
5月8日,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,嫦娥六号探测器成功实施近月制动,实施“刹车”制动,使其相对速度低于月球逃逸速度,实现绕月飞行。不要小看“刹车”的难度,如果“刹车”力度不够,嫦娥六号探测器将滑入太空。反之,如果“刹车”过猛,在鹊桥二号中继星的支持下,嫦娥六号将调整环月轨道高度和倾角,之后,着陆器上升器组合体实施月球背面南极艾特肯盆地软着陆(如图2所示)
本次嫦娥六号将主要经历11个飞行阶段,其飞行控制过程非常复杂,技术难度史无前例。整个采样并返回过程大约需要53天。让我们共同期待:嫦娥六号一路上克服艰难险阻,中国航天再创佳绩!
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)鹊桥二号中继星沿椭圆轨道绕月球运行,卫星从近月点向远月点运动时,其速度_____。(选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)当返回器进入大气层后,由于高速飞行会跟大气剧烈摩擦,导致返回器表面温度急剧升高。这是通过_____的方式,使返回器内能增加。
(3)近月制动是嫦娥六号飞行过程中一次关键的轨道控制。若制动“刹车”力度不够,或“刹车”过猛,那它将会如何运动_____。
19.创新应用知多少
随着无人机技术的发展和应用普及,深圳某外卖平台试点无人机送外卖,用户下单后,无人机从站点起飞,15分钟左右降落到取餐点(如图所示),居民扫码即可取到自己下单的餐食,便捷高效。请根据材料完成下列问题。
某款外卖无人机整机质量为10kg,电池容量为1.5kW·h,动力系统搭载了效率为90%的电动机,它带动风叶高速转动为无人机提供升力,该款无人机的升力效率为80%,升力效率指升力与每秒钟通过风叶空气重力之比。
(1)当剩余电量为电池容量的10%时,无人机会返回自动充电。充满电后开始工作,至下一次自动充电,此过程转化为无人机工作的机械能有_______J。
(2)该无人机的风叶在高速转动时扫过的面积为,空气被吹动的速度为6m/s,则1s内通过风叶的空气体积是_______m3,该无人机提供的升力是_______N,可以运送_____kg外卖餐食(含包装盒)[g取10N/kg,]
20.阅读短文,回答问题。
电动飞机
图甲所示是某款三点式(3轮胎)起落架设计轻型电动飞机,其相关参数见下表,该电动飞机水平匀速飞行时电动机提供的动力与飞行速度的平方成正比。某次充满电后进行测试飞行时,其速度v与时间t的关系如图乙所示,已知当它以150km/h的速度水平匀速飞行时,电动机的输出功率为45kW。某次充满电,电动飞机进行60min的测试飞行,该过程加速运动消耗的电能与减速运动消耗的电能之比为,电池剩余能量E与时间t的关系如图丙所示(为方便计算,图乙和图丙数据已做简化处理)。
空载质量
最大平飞速度
电池充满电时储能
480kg
220km/h
60kW·h
(1)电动飞机蓄电池充电过程将电能转化为________能。
(2)电动飞机高速滑行时,机翼上方空气流速________下方空气流速,形成使飞机向上升的力,该力的施力物体是________。
(3)若电动飞机搭载两人(含飞行员)降落在水平地面,静止时对地面压强为________Pa。(电动飞机每个轮胎与地面接触面积为,每人质量,g取)
(4)该电动飞机以120km/h的速度水平匀速飞行时,电动机的输出功率是________kW。
(5)若电动飞机测试过程中,电能转化为机械能的效率为90%,则该电动飞机水平匀速飞行的总时长为________min。
21.小明新买了一个带血氧检测功能的智能手表,侧边带有两个发光二极管,一个红光LED(660nm)和一个红外光LED(910nm),如甲所示,可以测量人体血液中的含氧血红蛋白容量占全部可结合的血红蛋白(脱氧血红蛋白与含氧血红蛋白之和)容量的百分比,即血氧饱和度。其检测原理是利用手指血液中含氧血红蛋白与脱氧血红蛋白对特定波长的光吸收率不同(如图乙),实线条表示脱氧血红蛋白的感应曲线,虚线条表示含氧血红蛋白的感应曲线,通过检测两种对不同波长的光吸收的情况,得到血氧饱和度的数据。
(1)请举出一个生活中应用红外光的例子__________:.
(2)检测设备检测到__________(选填“红光”或“红外光”)越强,表示血氧浓度越高;
(3)要准确检测血氧饱和度,不能选取波长__________(选填“大于”“小于”或“等于”)800nm的光源;
(4)人在静息时心脏跳动一次,左心室会通过主动脉把血液射出,做功1J,右心室会通过肺动脉把血液射入肺部,做功0.2J。静息时,心脏跳动一次做的功为__________J,而成年人运动时,血氧浓度稍微上升,心脏每分钟可以跳动150次,心脏单次跳动做功是静息时的6倍,则运动时心脏的功率为__________W。
22.我国的现代科技:
(1)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。
神舟十七号升空过程中其重力势能______(选填“变大”“变小”或“不变”),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”);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______。
(2)如图丙所示,我国自主研制的“飞行汽车”成功完成全球首条跨海跨城航线的首飞,以210km/h的巡航速度从深圳到珠海飞行了70km,用时______min;起飞时以旁边的建筑为参照物,飞行汽车是______的,以驾驶员为参照物,飞行汽车是静止的,说明物体的运动和静止是______的。
23.阅读材料,回答问题。
绝境重生的372舰艇
海水跃层也称“跃变层”,它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层。如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态,形成负密度梯度跃变层,如突遭“海中断崖”,急剧掉向海底,大多数常规潜艇的有效潜深为300m,潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,造成失事。中国海军372潜艇一次远航战备巡逻中,碰见“掉深”的情况。这次潜艇掉的又快又深,潜艇的主机舱管路发生破损,应急供气阀门打开,所有水柜开始供气,上百个阀门关闭,数十种电气设备关闭,全艇各舱室封舱完毕,但“掉深”依然继续。3分钟后,“掉深”终于停止,深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关,化险为夷,创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。(取海水的密度为1×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)潜艇遇到“海中断崖”时,潜艇所处的海水密度突然___________(选填“变大”或“变小”),所受的浮力突然___________(选填“大于”“小于”或“等于”)重力,潜艇会失去平衡而急剧下沉;
(2)潜艇下潜至300m深度时受到海水的压强等于标准大气压的___________倍;(1标准大气压取1×105Pa)
(3)“向所有的水柜供气”的目的是___________;
(4)潜艇“掉深”有所减缓,但不会立即停止,这是因为潜艇具有___________;
(5)某潜水艇总质量为2.6×103t,体积为3×103m3,要使它从海面潜入海水中,至少要向水柜充入___________m3的海水。
24.阅读材料, 回答问题。
空气开关,又名空气断路器,是一种电路中电流超过设定电流值就会自动断开的开关.图1为空气开关简化后的原理图,当线路发生一般性过载(即电流较大,但小于设定电流值)时,过载电流虽不能使电磁脱扣器动作,但能使发热元件产生热量,促使左端固定双金属片受热弯曲,推动顶杆使搭钩与锁扣脱开,将触点分离,切断电源。当线路发生短路或严重过载电流时,电磁脱扣器产生足够大的吸力,将衔铁吸合并撞击顶杆,使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开,锁扣在弹簧的作用下将触点分离,切断电源。
(1)空气开关利用了电流的_________(热/磁/热和磁)效应;
(2)搭钩相当于_________杠杆;
(3)关于电磁脱扣器说法正确的是 ( )
A.A端为电磁脱扣器的N极
B.当300mA的电流致人触电时,空气开关不能自动切断电路
C.只当线路发生短路或严重过载电流时,电磁脱扣器才对衔铁有吸引力
(4)双金属片是由铜片和铁片组成,受热时铜片膨胀得比铁片大,在图2 中的选项中,铜片和铁片的位置符合要求的是________;
(5)如果要在现有基础上将空气开关的设定电流值调大一些,你的做法是:_________。
25.水碓的发明是我国古代劳动人民智慧的结晶,水碓一般设置在溪流江河的岸边,利用水流推动进行工作。水碓的构造有水轮、连接水轮的横轴,横轴上穿着三根短横木(和轴成直角)(如图所示)。水碓工作时,水流冲击使水轮转动,短横木转动时碰到碓捎的末端,把它压飞,短横木转了过去,翘起的碓头就落下来,一起一落地舂米。
(1)水碓利用了杠杆原理,其中碓捎的部分属于______(选填“省力”或“费力”)杠杆;
(2)碓头的石杵落下是受到______力的作用效果,落下过程中石杵的重力势能______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)水碓在工作时,通过水流推动水轮转动,对水轮做功,水流具有______能,在此过程中,能量发生了______(选填“转移”或“转化”);
(4)若要提高水碓的工作效率,你的建议是______。
26.阅读短文,回答问题。
水碓(dui)
在我国古代,劳动人民在生产生活中善于巧妙地运用杠杆原理来提高生产效率。图甲的水碓是一种利用水力去除粮食皮壳的机械装置。其构造主要包括水轮、与水轮相连的横轴,以及安装在横轴上的一排相互错开的拨板。工作时,水轮带动横轴旋转,横轴上的拨板依次拨动碓杆末端,进而实现舂米等操作,几个碓头会相继工作,还可用于舂碎香料、陶土等,充分体现了古代人民的智慧与创造力。
(1)水碓利用了杠杆原理,如图乙碓杆的部分属于______(选填“省力”或“费力”)杠杆,其支点在图中______(选填“A”、“B”或“C”)点;
(2)碓头落下的过程中,动能______,重力势能______(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
27.阅读下列两则短文后回答下列问题。
物体的惯性
一辆空车和一辆装满货物的车(两车的型号一样),在相同牵引力的作用下面静止开始运动。空车的质量小,在较短的时间内可以达到某一速度,运动状态容易改变;装满货物的车质量大,要在较长的时间内才能达到相同的速度,运动状态难改变。质量小的物体,运动状态容易改变,我们说它的惯性小;质量大的物体,运动状态难改变,我们说它的惯性大。惯性的大小在实际生活中经常要考虑到。当我们要求物体的运动状态容易改变时,应该尽可能减小物体的质量来减小物体的惯性;相反,当我们要求物体的运动状态不易改变时,应该尽可能增大物体的质量来增大物体的惯性。
汽车安全带
汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置。如图甲。安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成。汽车正常行驶时,卷带装置中的卷收器借助如图乙所示的弹簧,使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,安全带能在人尚未移动时拉紧软带,将乘员紧紧地绑在座椅上,待冲击力峰值过去时,适当放松安全带,避免因拉力过大造成二次伤害,同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴,使软带固定在某一个位置上,有效保护乘员的安全。
(1)歼击机在战斗前要抛掉副油箱,是为了通过减小飞机的______来减小飞机的______,使自身的______更容易改变,以提高歼击机的灵活性;
(2)请你注意:在本文第一自然段的叙述中较好的体现了“控制变量”这种研究方法,这一自然段所控制是:两车受到的______相同和两车的______相同;
(3)发生碰撞时,安全带对人的拉力随时间变化的图像是______。
A.B.
C.D.
28.跨学科实践
火箭残骸的归宿
近年来,我国航天事业飞速发展,长征系列火箭已完成数百次发射任务。在火箭点火升空的过程中,头部的特殊固体材料会通过熔化和汽化吸收大量热量,保护箭体不被烧毁。火箭上升到一定高度后,会依次抛掉助推器、一子级、二子级等部件,这些被称为“火箭残骸”的部件,总质量可达箭体初始质量的70%以上。
我国对火箭残骸的处理方式主要分为三类:①受控回收:提前通过弹道计算规划残骸落点,组织专业人员在预设的无人区或海域进行回收。例如,长征五号B火箭的助推器残骸就曾精准落入预定海域,由海上打捞队回收。②受控坠落:对无法回收的残骸,通过姿态控制让其坠入南太平洋“尼莫点”等远离人类活动的区域,避免地面风险。③大气层焚毁:对高轨道残骸,通过航天器干预使其坠入大气层,在与空气的剧烈摩擦中完全焚毁,避免成为太空垃圾。
(1)火箭上助推器与火箭分离前,以火箭为参照物,助推器是______的,当二者分离后,助推器相对火箭是______的。
(2)在大气层焚毁这种处理方式中,火箭残骸经过大气层时是通过______的方式改变内能的。抛掉火箭残骸后,火箭的惯性______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
29.阅读短文,回答问题
油电混合动力汽车
某油电混合动力汽车采用再生制动器,在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中,其余的动能转化为与地面摩擦产生的内能。因此再生制动器会把一部分的动能再生使用。
为了测量汽车速度,可以采用“霍尔式”传感器技术。如题图甲所示,将一非磁性圆盘固定装在汽车转轴上,周围均匀安装磁性较强的块状磁钢60个,霍尔元件固定在磁块附近。当车轮转动,磁块与霍尔元件靠近时,磁场较强,霍尔元件输出低电流,反之输出高电流。因此随着车轮转动,霍尔元件连续输出脉冲信号,通过整形送单片机进行信号处理即可算出车轮转速。
(1)汽车的底盘质量较大,可以降低汽车的 _______,增加汽车行驶时的稳度;
(2)汽车在刹车时,下列说法正确的是 ______(多选);
A.汽车能继续向前,是因为汽车具有惯性
B.汽车后方左右两侧刹车灯同时亮起,说明这两盏灯是串联的
C.汽车慢慢停下来,是因为汽车失去了力的作用
D.汽车轮胎变热是用做功的方式改变了内能
(3)关闭发动机后,分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下,汽车通过的路程s与对应的动能E,画出了对应的E﹣s图像,如图乙所示。则表示开启再生制动器的图线是______,若汽车正常行驶时的动能为9×105 J,汽车运动时受到的阻力不变,则由图像可知最终有 ________J的动能再生使用;
(4)某次测试中,汽车正常行驶,利用“霍尔式”测速法,单片机信号输出得到了图丙所示的I﹣t图像。已知汽车车轮周长为180 cm,结合图甲相关信息,计算汽车的车轮转速为 _______r/min。列车的速度为__________km/h。
30.阅读下面短文,并完成问题。
从蒸汽机到飞机
最早的热机是蒸汽机,原始的蒸汽机体积庞大,效率很低,随着社会的发展,迫切需要轻便的热机,于是,内燃机应运而生。内燃机分为汽油机、柴油机两大类,燃料分别是汽油和柴油。内燃机工作时不需要携带大量的水和煤,质量减小了,燃料在汽缸内燃烧的更充分,且热损失小,效率提高了……
早期的飞机是由内燃机提供动力,从上世纪40年代开始,飞机越来越多的使用喷气发动机,机身也更多的采用复合材料,飞机的起落架上装有如图甲的导电搭地线,落地时把飞机因摩擦而带的电导入地下,防止因放电发生危险,飞机机翼的横截面如图乙所示。
(1)提高内燃机效率的途径很多,请根据文中描述列举一条:______;
(2)现代飞机不安装导电的搭地线,而采用特殊的橡胶轮胎,落地时与导电搭地线起到同样的效果,这种特殊的橡胶一定是______(选填“导体”或“绝缘体”);
(3)汽油机工作时燃烧的汽油是属于______再生能源(选填“可”或“不可”);
(4)由图乙可知,当飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,由于机翼横截面上、下不对称,机翼上表面空气流速大于下表面空气流速,下表面比上表面的压强______(选填“大”或“小”),机翼上下表面存在着压强差,这就是产生升力的原因。
31.阅读短文,回答问题。
放电深度对电动车电池寿命的影响
随着新能源技术利用的普及,电动汽车已经进入千家万户,这离不开电池技术的快速发展。众所周知,电池的使用是有寿命的,在使用过程中电池容量会不断衰减,而电池寿命的结束并非指电池的容量衰减至0%或者不能用,而是指电池总容量衰减到设计容量的80%或者以下。
电池寿命可以用“循环寿命”来衡量,是指电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数。很多因素都会影响电池的循环寿命,如电池温度、充放电电流等。有研究表明,不同的放电深度也会影响电池的循环寿命。例如,一辆电动车将电池电量从70%用到30%,则这次的放电深度为40%;再次使用前将电池充电到90%后,又用到30%。这次的放电深度就为60%,则这两次总共完成了1次100%全循环放电。
研究人员以不同的放电深度,对电动车电池进行充放电循环研究,得到了电动车电池100%全循环放电次数与放电深度的关系,如图所示。由图像我们不难看出,合理规划充放电策略,可以有效延长电动车电池的使用寿命。
(1)电池循环寿命指________________________________。
(2)小东家电动车每天使用前都充电,电量都是充到90%,行驶一天后电池电量为50%,每周需开车5天,则电动车的电池在一周的时间完成了________次100%全循环放电。
(3)根据文章所述,下列使用策略最有利于延长电池的寿命的是________。
A.电池用掉一点电就及时充电 B.电池用掉40%的电量时充电
C.电池用掉60%的电量时充电 D.电池用掉80%以上的电量时再充电
(4)某质量为的电动汽车在行驶时能输出的电压,若采用电压为的电池包进行供电,则至少需要________(选填“串”或“并”)联________个电池包;充满电后能供该汽车以的速度运行,若汽车在匀速行驶时受到的阻力是总重的0.1倍,则汽车行驶过程中的功率为________,某家用燃油车质量为2t,效率为25%,同样行驶,需要消耗________汽油。(,,结果保留到整数)
32.阅读短文,回答问题。
仿生学材料
很多昆虫被雨淋后就飞不起来,但蝴蝶却能保持飞行。借助显微镜,观察到蝴蝶翅膀表面有很多微小的鳞片,鳞片的排列跟屋顶上的瓦片一样,整齐地叠加并按照前后顺序覆盖在翅膀膜上。把鳞片放大后,发现其表面很像齿轮,且上面有一条凸起的细线。凸起的细线像是齿轮上的齿牙,当雨滴落到鳞片上,比针头还细的齿牙会像扎破气球一样,将雨滴分解成很多小水滴,减轻雨水对蝴蝶翅膀的冲击力。同时,这样的结构还形成了引导坡度,让水滴沿着鳞片之间的间隙快速滚落到翅膀边缘。因此,雨点一旦打在蝴蝶身上,只会跟它擦肩而过,而不会淋湿蝴蝶。
借助蝴蝶翅膀对水滴的“排斥作用”,科学家们研制出了超疏水材料。该材料具有防水、防雾、防雪、防污染、抗粘连、抗氧化、防腐蚀、自清洁和防止电流传导等重要特点,在生产、生活等诸多领域中有极为广泛的应用前景。比如,我们可以在运动物体的表面加上超疏水膜减小阻力,还可以把该材料放在金属表面防止因水而生锈。
(1)雨点打在蝴蝶身上,不会淋湿蝴蝶的原因之一是翅膀的结构形成了___________坡度。
(2)蝴蝶翅膀表面是___________(选填“光滑”或“粗糙”)的。
(3)请你写出一条超疏水材料的优点:___________。列举超疏水材料在生产、生活中的一种应用:___________。
33.牛顿第一定律告诉我们:一切物体没有受到力的作用时,总保持静止状态或者匀速直线运动状态。
(1)小明同学想:现实生活中物体不受力是不可能的,而且物体受到的力不止一个。学习了二力平衡之后,她明白了一对平衡力的合力为0;一对平衡力的大小是相等的、方向是相反的。但是一个物体受力时有可能两个力的方向是相同,假如这两个方向相同的力的大小均为10N,则这两个力的合力大小为______;
(2)小明同学接着想:现实生活中,一个物体受到的两个力的方向并不一定相反的,也不一定是相同的,两个力有时是互成角度的,那么互成角度的两个力的合力的大小是多少呢?物理老师告诉他,互成角度的两个力的合力遵循力的平行四边形定则,即:求两个互成角度的共点力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来。物理老师并画图进行了说明。
小明同学在某次实验中测量出两个力的大小分别为30N和40N,两个力互成90°,请你和他一起算算这两个力的合力大小为______。
34.阅读短文,回答问题
智能雨刮器
图甲是一种智能化的汽车感应雨刮器,主要由直流电动机、摆杆、连杆、雨刮片、光电转换器和拉制器等组成。它可根据雨量大小自动调节刮水速度,提高行车安全性。
光电转换器(图乙)包括红外发射器P和接收器Q。在发射器P端加上电压U时,会发出一束锥形红外线,经过玻璃光学元件成为特定角度的平行光射入前挡风玻璃,被挡风玻璃反射后再经过玻璃光学元件到达红外接收器Q,并产生电压U输入到微处理器。在无雨水情况下,接收的红外线强度与发出的红外线强度近似相等,此时U与U0近似相等;当有一定量的雨滴落在感应区域时,部分红外线会经雨滴传播到挡风玻璃外,导致接收到的红外线强度变小,此时U小于U0。
拉制器是由微处理器和工作电路组成。微处理器根据电压ΔU=U0-U的大小来判断雨量大小,当电压差ΔU大于设定值时,输出工作指令,工作电路驱动电机转动系统。电动机的转速r与电压差ΔU的关系如图丙所示;摆杆摆动的频率f与电动机的转速r成正比。
(1)图甲中,当雨刮器工作时,摆杆可以看作一个________杠杆;
(2)雨量感应区域有雨滴时,人从车外________(能/不能)看到光电转换器发出的红外线;
(3)下列关于智能雨刮器的说法中,正确的是________;
A.红外线同时能对汽车内部环境进行消毒
B.挡风玻璃上雨滴越多,红外发射器发出的光总量越多
C.挡风玻璃上雨滴越多,红外接收器接收到的光的总量越多
D.光电转换器P将电能转化为光能,Q将光能转化为电能
(4)图乙中,贴在挡风玻璃上的玻璃光学元件对光线的作用类似于________(凸面镜/凸透镜/凹透镜/凹面镜);
(5)下列关于电动机的转速r、摆杆摆动的频率f与输入电压U的关系图像中,正确的是_________。
A. B. C. D.
35.请阅读《热气球》并回答问题。
热气球
热气球在全世界各地都很受欢迎,旅游时选择搭乘热气球,能够感受热气球升空带来的浪漫和美好。
热气球由球囊、吊篮和加热装置三部分构成,如图所示,热气球的气囊巨大,气囊底部有供加热冷空气用的大开口。气囊下面挂着吊篮,吊篮里放置着加热装置,还装有温度表、高度表、升降表等飞行仪表。
加热球囊内的空气,部分空气被排出使球囊内气体变轻,就可以使气球载重升空。下降时停止加热,冷空气又进入球囊,气球的重力增加使气球载重下降。这样调整球囊温度(气体密度)就能控制热气球的上升和下降。
热气球不能无限制地升高,因为大气的密度随距离地面高度的增加而减小。高度越高,空气越稀薄。依据大气物理知识,高度每增加1000米,大气密度就下降10%。据悉,目前载人热气球上升的最大高度已突破20000米。
热气球和飞机的飞行原理不同,热气球本身并没有动力系统也没有方向舵,它只是随风而行,速度与方向完全取决于风。由于风在不同的高度有不同的方向和速度,所以要根据飞行的需要选择适当的高度、寻找不同的风层。
请根据上述材料,回答下列问题:(忽略球囊体积变化,忽略所有配重体积,忽略加热对球囊外气体温度的影响,g取10N/kg)
(1)当加热热气球时,球囊内的空气质量______,体积______;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)假设一个热气球的球囊体积为2000m3,球囊加吊篮内所有物体总重为6140N,地面温度为15°C,现加热球囊内空气,根据表格数据分析,球囊内空气温度至少要达到______°C才能使热气球刚好升空;
温度/°C
空气密度/kg/m3
15
1.293
40
1.128
70
1.029
85
0.986
100
0.947
(3)请分析说明热气球不能无限制升高的原因______。
36.阅读短文,回答问题。
空气阻力
在赛车界中有这么一句话:“谁控制好空气,谁就能赢得比赛!”这里所说的空气,指的就是空气阻力。物体在空气中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做空气阻力。空气阻力的大小与物体的运动速度有关,速度越大,阻力越大;空气阻力的大小还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;此外,空气阻力的大小跟物体的形状也有关,头圆尾尖的物体受到的阻力较小。物体(以雨滴为例)从高空由静止下落,速度会越来越大,它所受的空气阻力也会越来越大;下落一段距离后,雨滴将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
(1)飞机为了减小阻力,应做成______ 的形状;
(2)雨滴在高空形成后从静止开始下落,其速度越来越大,是由于它受到的重力__________(选填“大于”“小于”或“等于”)空气阻力;结合材料分析,若下落过程中雨滴受到的重力消失,雨滴将__________(填字母);
A.静止 B.做匀速直线运动 C.先下降后静止 D.先下降后上升
(3)当雨滴受到的阻力______ (选填“大于”“小于”或“等于”)重力时,雨滴的速度达到收尾速度;
(4)若雨滴下落时受到的空气阻力仅与其速度的平方成正比,即,其中。一个质量为0.16g的雨滴下落时的收尾速度为______ m/s。(g取10N/kg)
37.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;
(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:_________。
38.运载火箭首次海上回收
2026年2月11日,长征十号系列运载火箭系统低空演示验证与梦舟载人飞船系统最大动压逃逸飞行试验成功实施,标志着我国载人月球探测工程研制工作取得重要阶段性突破。长征十号系列运载火箭由火箭院研制,此次试验是该型火箭首次初样状态下的点火飞行,成功验证了火箭一级上升段与回收段飞行,为后续载人月球探测任务积累了宝贵飞行数据和工程经验。
比冲(Specific Impulse,符号)是火箭发动机最关键的性能指标之一,它直接反映了推进剂的利用效率——简单来说,就是每单位质量的推进剂,能为火箭提供多大的“推进能力”。比冲主要有两种计算方式,对应不同的应用场景,其中推力-质量流率法的定义式为,其中
•F:发动机推力(N)
•:推进剂质量流率(kg/s)
•是标准重力加速度。
•这个公式直接反映了推力与燃料消耗的效率关系
(1)我国自主研发的“偏二甲肼”火箭燃料属于________(选填“一次”或“二次”)能源。
(2)下降过程火箭速度减小,其机械能________(选填“增加”“减少”或“不变”);控制中心利用________波向火箭传递信息。
(3)火箭所受重力为G,在海面悬停时,向下喷火获得的反推力为F,则F________G(选填“>”“<”或“=”)。
(4)根据推力-质量流率法的定义比冲的单位为________。若假设某新型型号火箭的推力为756kN,其发动机每秒燃烧约273.6千克的燃料,即推进剂质量流率为273.6kg/s,则该火箭发动机的比冲数值为________。
39.阅读短文,回答问题。
长江水下高铁隧道
崇太长江隧道是我国“八纵八横”高铁网沿江高铁通道的关键控制性工程,全长14.25千米,最大埋深89米,设计时速350千米,是世界高铁盾构隧道独头掘进距离最长、直径最大、标准最高的越江隧道。据人民日报报道,我国自主研制的“领航号”盾构机(刀盘直径15.4米、总重约4000吨),历时23个月完成11.18千米江底掘进,创造15米级大直径盾构连续掘进世界纪录。隧道深埋江底,需抵御最高约0.9兆帕的水压(相当于89米水柱压力)。管片采用C70高强度海工混凝土,抗渗等级P18,接缝用“双道弹性体+遇水膨胀树脂”复合止水,形成三重防水屏障。盾构机搭载500多个传感器,每掘进1米传输超8万条数据,AI系统动态调整推力、泥水压力等参数,实现毫米级精度控制。一列车在隧道内以350千米/小时高速行驶;依靠电力驱动,电能主要转化为机械能。隧道内设纵向通风系统,降低空气阻力并稳定气压;内壁采用吸音降噪材料,减弱噪声传播;结构设计充分利用液体浮力与压强平衡原理,保障隧道在高水压环境下稳定安全。
(1)长江水下隧道最大埋深89米,需抵御江水产生的巨大___________;
(2)“领航号”盾构机依靠AI系统动态调整推力、泥水压力等参数,实现___________级精度控制;
(3)高铁在隧道内高速行驶,电能主要转化为___________能;
(4)隧道内结构设计充分利用液体___________与压强平衡原理,保障隧道在高水压环境下稳定安全。
40.阅读短文,回答问题:
超声波马达:科技领域的创新驱动力
如图甲是超声波马达,它主要由压电陶瓷、转子等部分组成,其工作原理基于压电陶瓷通电后会产生振动的特性。即在压电陶瓷两端镀上电极膜,如图乙所示,当引线A、B间通过方向变化的电流时,压电陶瓷会产生频率高于20000的振动,该振动产生的摩擦力直接驱动与压电陶瓷接触的电机转子转动。改变引线A、B间电流频率,可改变转子转动方向。
与传统的电磁电机相比,超声波马达具有结构紧凑,重量轻,不受外界磁场的干扰等优点,2025年4月,安装我国新一代超声波马达的机器人成功完成精密工程、BIM施工、矿山测量、智能测绘等工作,为科技探索提供了有力保障。
(1)超声波马达工作时,将电能转化为_________能。
(2)超声波马达_________(能/不能)在真空环境中工作。
(3)转子上a点处(如图丙)局部放大后如图戊所示,压电陶瓷通电后,压电陶瓷上表面产生图示环形振动,则_________。
A.a点受到摩擦力向左,图丙中转子受到顺时针转动驱动力
B.a点受到摩擦力向左,图丙中转子受到逆时针转动驱动力
C.a点受到摩擦力向右,图丙中转子受到顺时针转动驱动力
D.a点受到摩擦力向右,图丙中转子受到逆时针转动驱动力
(4)一台超声波马达与电源相连,工作时其电功率与两端电压的关系如图丁所示,关于通过这台超声波马达的电流说法正确的是_________。
A.电流方向和大小都不变 B.电流方向和大小都改变
C.电流方向改变,电流大小不变 D.电流方向不变,电流大小改变
(5)某次工作中,超声波马达先后经历低功率启动,和高功率工作两个阶段,下列关于能反映超声波马达的工作电压与时间大致关系正确的是_________。
A. B.
C. D.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1) 大于 等于
(2)116
(3)环保(不褪色,坚硬等)
【详解】(1)[1]塑木的密度为1.16g/cm3,水的密度为1.0g/cm3,可见塑木板材的密度大于水的密度。
[2]密度是物质的一种特性,与物体的质量大小无关,故把一个板材切割为大小不同的两块,大块的密度等于小块的密度。
(2)根据V=Sh和可得,每片鱼鳞的质量为m=ρV=ρSh= 1.16×103kg/m3×2m2×5×10-2m= 116kg
(3)根据短文信息可知,塑木板材具有的优点有:环保,不褪色,坚硬等。
2. 上小下大 上疏下密
【详解】[1][2]根据同一物体浮在不同液体中F浮一定时,V排、ρ液成反比可知,液体的密度越大,排开液体的体积越小,所以密度计的刻度越靠下密度值越大,上面刻度稀疏下面刻度密集。
3. 抗压/坚固 自身体积 工作效率高
【详解】(1)[1]下潜至10000m的深度时,所受海水的压强
[2]由[1]可知,滑翔机在水下受到的压强很大,所以新型陶瓷复合材料应具有抗压能力强的特性。
(2)[3]由“液压泵可将自身携带的油在其内、外两个弹性油囊间来回转移,从而变外油囊的排水体积,达到上浮或下潜的目的”可知,“海燕—X”是通过改变自身体积,从而改变浮力来达到上浮或下潜的目的。
[4]海燕—X只需要在调节电池位置和油囊体积的时候耗费少许电能,因此相比其他潜水器,海燕—X的优点有:工作效率高、成本低、续航能力强。
4.(1)保温隔热
(2)B
(3) 3000 气膜粮仓
【详解】(1)本题可直接从材料提取信息,材料原文明确说明聚氨酯材料具有优良的保温隔热性。
(2)装粮部分是圆柱形,直径,故半径,装粮高度, 圆柱装粮体积,装粮质量
和选项B接近,故选B。
(3)初始压强差,一半为,从图乙可得对应时间,对应时间,故半衰期
半衰期越长,说明压强差下降越慢,漏气越少,气密性越好。文中气膜粮仓半衰期为,大于本次测量的,因此文中的气膜粮仓气密性更好。
5. 流速大压强小 60 3000 20 750
【详解】(1)[1]机翼的形状上凸下平,机翼上方空气流速大压强小,机翼下方空气流速小压强大,故产生向上的压强差,因而产生向上的压力差,使飞机获得升力。
(2)[2][3][4]由图丙可知测试中飞机起飞前滑行的距离为60m,当飞机没有滑行时,即静止状态,跑道对飞机的支持力为3000N,则飞机的重力为3000N,当飞机起飞离地时,支持力为零,此时飞机获得的升力和重力是一对平衡力,则升力是3000N,起飞离地的速度为
(3)[5]由表可知飞机航行时所受阻力大小与速度的关系是
当飞机以最大速度匀速航行时,即
则飞行过程中所受阻力为
(4)[6]平直跑道对它的支持力F支与滑行距离s关系如图丙所示,则
飞机在竖直方向上受力平衡,即
代入数据后得
解得
6.(1)
做功
(2)
电
(3)
(4)
行驶相同距离时使用成本更低
【详解】(1)热机的四个冲程里,做功冲程将内能转化为机械能,是为汽车提供动力的冲程。
(2)电动汽车依靠电机驱动,电机工作时,将电能转化为机械能,从而使汽车获得动力加速行驶。
(3)根据功的计算公式,将牵引力,行驶路程
得牵引力做的功
(4)对比表格数据计算行驶成本:燃油汽车行驶100km费用为元
电动汽车行驶100km费用为元
可见电动汽车使用成本更低,同时电动汽车无尾气排放,对环境污染更小。
7.(1) 电磁波 串、并联结合 半刚性
(2)3×106
(3)运动
(4)见解析
【详解】(1)[1]空间站处于真空环境中,真空不能传声,故“问天”和“梦天”两个实验舱是通过电磁波来传播高清视频画面的。
[2]由题意知,由于单个太阳电池一般无法满足需求,因此,以串、并联结合的方式连接的太阳电池阵成为航天器提供电力支持的源泉。
[3]由短文中内容可知,“天舟”系列货运飞船采用的是半刚性太阳翼。
(2)“问天”和“梦天”两个实验舱日发电量可达1000kW·h,小明发现家中机械式电能表标有“3000revs /(kW·h)”的字样,那么“问天”和“梦天”两个实验舱的两套太阳翼的日发电量能够让他家的电能表转的圈数为
(3)空间站组合体交会对接过程中,以“问天”为参照物,“梦天”有位置变化,所以“梦天”是运动的。
(4)由短文中内容可知,三结砷化镓在有光的条件下,产生光生伏特效应和光电效应,电子发生定向移动,形成电流,将光能转化为电能。
8. A B
【详解】(1)[1]由文中信息可知,无压指的是内外水压平衡,所以罩子内部也要蓄满水,只不过这里面的水是经过过滤、净化,非常干净的长江水。
故选A。
(2)[2]枯水期水的深度变小,由可知,保护罩所承受江水压强与非枯水期相比减小。
故选B。
(3)[3]该玻璃窗所承受的江水压力
9.(1)红外线
(2)半导体
(3)电磁
(4)手绢具有惯性
【详解】(1)人形机器人的温度感知系统中用到了红外线受温度变化的影响知识,因为红外线有热效应。
(2)导电性能介于导体和绝缘体之间的材料称作半导体。机器人进行图像处理的芯片以及温度感知系统中的热敏元件都是由半导体材料制成的。
(3)广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的,所以,节目能够通过卫星传输到世界各地,是电磁波可以传输信息的应用。
(4)节目表演过程中,手绢被甩出后会继续旋转一会儿,以及最终会落向地面,这一现象中包含的物理知识:手绢由于惯性被甩出后会继续旋转,由于受重力作用最终会落向地面。
10. 上 费力 不能 标准大气压下水沸腾时的温度低于103℃
【详解】(1)[1][2][3]用竖直向下的力F1按动开关时,永久磁铁会向上运动,由于动力臂L1<阻力臂L2,所以为费力杠杆,从支点O作动力作用线F1的垂线段,即动力臂l1,如图所示:
(2)[4][5]在标准大气压下,水在100℃沸腾,而此时电饭锅温度需要高于103℃才可让感温磁铁失去磁性,从而使发热板停止发热,因此该种情况下,不能自动断电。
11.(1)
(2)
(3)依次
(4)同时
【详解】(1)由图可知,当在A位置的农夫合上栅栏起,信号以光速向奶牛的方向运动,当信号到达奶牛B位置时奶牛B就会跳起来,跳起的景象又会回到农夫眼前,由可知,所用总的时间为;
(2)由图可知,当在A位置的农夫合上栅栏时,信号以光速向奶牛的方向运动,当信号到达奶牛C位置时,奶牛C就会跳起来,此时,信号走的路程为s2,所用时间为,奶牛跳起的景象接着以光速到达爱因斯坦眼睛,光传播的路程为C到E的距离,即奶牛跳起景象的光到达爱因斯坦的时间为,因此,从农夫闭合栅栏开始,到爱因斯坦看到C奶牛跳起所用的总时间为;
(3)农夫看到奶牛跳起,是奶牛跳起时反射的光进入他的眼睛,因为三头奶牛距离农夫的远近不同,所以对农夫来说三头奶牛是依次跳起的;
(4)对于在农夫对面E点的爱因斯坦来说,由于光和信号传播的速度相同,因此,从农夫闭合栅栏开始,信号传递到三头奶牛的时间加上三头奶牛跳起景象的光到达的爱因斯坦的时间都相同,所以他看到的是三头奶牛同时跳起。
12. D 6
【详解】(1)[1]在柴油发动机的工作循环中,排出CO2等气体的冲程是排气冲程。
故选D。
(2)[2]根据图像可知,当推进功为2×108J,辅助功为5×108J时,推进功和辅助功的和是7×108J,是最小的,此时对应的速度为6m/s。
(3)[3]若船舶以速度v匀速直线航行,航行时受到的阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等,即F=f,题意知f=kv2,由得,进的功率为
(4)[4] [5]由图可知,当v'=10m/s时的推进功约为8.0×108J,辅助功约为3.5×108J,则柴油发动机做的功为
与最省油时相比,节省的功为
柴油发动机的效率为40%,则完全燃烧节省的柴油放出的热量为
每公里航程少消耗柴油的质量为
13. 气压差/压力差 大于 越小 D
【详解】(1)[1]由材料可知,离心机会在传输管道内产生真空,如此一来,管子内外就产生了气压差。发送端将物品放入传输管道,通过气流产生的压力差,将物品迅速输送到接收端。
(2)[2]离心机会在传输管道内产生真空,如此一来,管子内外就产生了气压差。外界的大气压强大于管道内的气压,压力差推动物体运动。
(3)[3]吸尘器电机高速旋转带动空气流动,由于吸尘器内部空气流速越大,压强小,灰尘在外界大气压的作用下,被“吸”入吸尘器的。
(4)[4]A.正在熬制中药的高压锅内气压大于大气压,使得沸点升高,故A不符合题意;
B.大气压随高度升高而减小,高空中大气压较小,小于飞行的飞机机舱内,故舱内不是负压,故B不符合题意;
C.充满气后的氧气罐内,压强大于外界大气压,不是负压,故C不符合题意;
D.人吸气时,肺部膨胀,使得内部气压减小,在大气压的作用下新鲜空气进入肺内,故是负压,故D符合题意。
故选D。
14. 竖直 力能改变物体的运动状态 1.5 2000/
【详解】(1)[1]重力的方向始终是竖直向下的,所以滑雪者从雪坡上滑下时,其所受重力方向竖直向下的。
(2)[2]滑雪者从雪坡上滑下时,用力撑雪杖就能改变滑行的速度和方向,原因是力是改变物体运动状态的原因。
(3)[3]因为滑雪者在雪地上停留超过一秒,就会沉下去,所以滑雪者必须在1秒内至少通过,所以滑雪者的速度最小为
[4]两个滑雪板的面积
滑雪板对雪地的压力
滑雪板对雪地的压强
15. 1.75×106 减小 B 对两岸基岩有一定要求
【详解】(1)[1]由材料信息可知最大蓄水深度175m,此时水底部对坝体的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×175m=1.75×106Pa(2)[2]由材料信息“当坝体基部摩擦不足时,还可以通过减小上游斜坡坡度的方式来增强坝体的稳定”可知,如果重力坝的坝体基部摩擦不足,那么图中的θ角应该适当减小。
(3)[3]由材料信息“大坝在自重和水的压力作用下保持稳定,因此填筑坝的坡度较缓,便于利用巨大的水压”可知,应选择坡度较缓的填筑坝,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)[4]由材料可知,拱坝对两岸基岩有一定的要求,在水的压力作用下坝体的稳定不需要依靠自重来维持,主要是利用拱端基岩的反作用力来支承。
16.(1) 可再生 机械 二
(2)顺时针
(3)36
(4)4
【详解】(1)[1]风能是能够从自然界中源源不断的得到的能源,所以属于可再生能源。
[2][3]风力发电时,空气流动带动扇叶转动,将空气的机械能转化为电能,电能不能够从自然界直接获取,需要由一次能源转化而来,属于二次能源。
(2)由图乙可知,叶片上表面一面较平,下面一面较弯曲,风正面垂直吹向静止叶片时,上面流速小,压强大,下面流速大,压强小,故叶片受到向下的压强差,则叶片会顺时针转动。
(3)由丙图可知风速为12m/s时,发电机的功率为300kW,则工作1h发电机输出的电能为W电=Pt=300×103W×3600s=1.08×109J
由题意得Q放=W电=1.08×109J
可得燃烧的煤的质量
(4)由丙图可知当风速为13m/s时,发电机的功率为300kW,发电机输出电能1kW•h,时间
发电机转子1min转400圈,则0.2min转子转400圈/min×0.2min=80圈
又叶片转1圈,发电机转子转20圈,则此过程中叶片转过
17. AC 见解析
【详解】(1)[1]A.由于液体的压强随深度的增加而增大,江水的深度越深,压强越大,为了使重力坝能承受更大的水压,把重力坝的外形设计成上窄下宽,故A正确;
B.阳光照射到白鹤滩大坝水幕上,由于不同的光的折射角不一样,则会形成彩虹,这属于光的折射现象,故B错误;
C.由于重力的作用,水会向下流动,故白鹤滩大坝受到水的压力是因为江水受重力且具有流动性,故C正确;
D.根据题意可知,采用低热发生水泥能明显减少混凝土凝固过程中放出的热量,故D错误。
故选AC。
(2)[2]由于压力垂直作用于接触面,故坝上A点受到压力的示意图如图所示:
(3)[3]根据题意可知,白鹤滩大坝采用拱坝而不是重力坝的原因是:重力坝是依靠坝体自重来抵抗水压力的,而拱坝则是借助于拱的形状将水压传递给两侧的岩体,由于金沙江白鹤滩处水面狭窄,两侧的山体比较坚实,恰好能够承担拱坝传递过来的水的压力。
18. 减小 做功 若“刹车”力度不够,嫦娥六号速度没有降下来,则它将滑入太空,若“刹车”过猛,则嫦娥六号可能与月球碰撞
【详解】[1]因为质量一定时,速度越大,动能越大,卫星从近月点向远月点运动时,势能增大,动能减小,动能转化为势能,所以速度减小。
[2]返回器进入大气层后与大气剧烈摩擦温度升高,内能增加,这是通过做功的方式改变物体内能。
[3]阅读文章可知:若“刹车”力度不够,嫦娥六号速度没有降下来,嫦娥六号探测器将滑入太空,若“刹车”过猛,则嫦娥六号可能与月球碰撞。
19.(1)
(2)
【详解】(1)充满电储存的电能
无人机工作消耗的电能
此过程转化为无人机工作的机械能
(2)[1][2][3]内通过风叶的空气长度
内通过风叶的空气体积
通过风叶空气重力
由题意可知,升力效率指升力与每秒钟通过风叶空气重力之比,即,则该无人机提供的升力
无人机运送外卖的总重力
无人机运送外卖的总质量
可以运送外卖餐食的质量
20.(1)化学
(2) 大于 空气
(3)105
(4)23.04
(5)46.125
【详解】(1)电动飞机蓄电池充电过程将电能转化为化学能储存起来。
(2)[1][2]电动飞机高速滑行时,机翼上方空气流速大于下方空气流速,使机翼上方的压强小于机翼下方的压强形成使飞机向上升的力,该力的施力物体是空气。
(3)若电动飞机搭载两人(含飞行员)降落在水平地面,静止时对地面压强为
(4)电动机的速度
它以150km/h的速度水平匀速飞行时,电动机的输出功率为45kW,此时电动机的动力为
该电动飞机水平匀速飞行时电动机提供的动力与飞行速度的平方成正比,动力与飞行速度的平方的比值为
该电动飞机以120km/h的速度水平匀速飞行时,受到的动力为
此时电动机的输出功率是
(5)由图丙可得,电动飞机减速阶段消耗的电能为
该过程加速运动消耗的电能与减速运动消耗的电能之比为,则电动飞机加速运动消耗的电能
电动飞机测试过程中,消耗的电能为
则该电动飞机水平匀速飞行消耗的电能为
若电动飞机测试过程中,电能转化为机械能的效率为90%,该电动飞机水平匀速飞行过程中产生的机械能为
由图乙可得,电动机以150km/h的速度水平匀速飞行的时间为
此过程电动机产生的机械能为
该电动飞机以120km/h的速度水平匀速飞行时,产生的机械能为
该电动飞机以120km/h的速度水平匀速飞行经过的时间为
则该电动飞机水平匀速飞行的总时长为
21. 夜视仪(合理即可) 红光 等于 1.2 18
【详解】(1)[1]红外线探测人体热量,红外线成像,例如夜视仪(合理即可)。
(2)[2]根据图乙可知,当波长在660nm到910nm之间的红光时,检测设备检测到越强,表示血氧浓度越高。
(3)[3]根据图乙可知,波长等于800nm时,脱氧血红蛋白与含氧血红蛋白相等,所以不能选取波长等于800nm的光源。
(4)[4][5]人在静息时心脏跳动一次,左心室会通过主动脉把血液射出,做功1J,右心室会通过肺动脉把血液射入肺部,做功0.2J。根据题意可知,静息时,心脏跳动一次,左心室会通过主动脉把血液射出,右心室会通过肺动脉把血液射入肺部,所以心脏跳动一次做的功为
1J+0.2J=1.2J
而成年人运动时,血氧浓度稍微上升,心脏每分钟可以跳动150次,心脏单次跳动做功是静息时的6倍,则运动时心脏的做功是
运动时1分钟心脏的功率为
22.(1) 变大 不变 小 高
(2) 20 运动 相对
【详解】(1)[1]神舟十七号升空过程中,质量不变,高度不断增加,则重力势能变大。
[2]天舟六号货运飞船将物资运送到空间站后,物资所含物质的多少不变,所以质量不变。
[3][4]制造航天器的外壳要求轻巧、耐高温。轻巧意味着在相同体积下质量要小,根据可知,需要材料的密度小;耐高温需外壳因高温而熔化,则要求材料的熔点高。
(2)[1]从深圳到珠海飞行用时
[2]起飞时以旁边的建筑为参照物,飞行汽车与建筑之间的位置发生了变化,所以飞行汽车是运动的。
[3]以驾驶员为参照物,飞行汽车与驾驶员之间的位置没有变化,飞行汽车是静止的,这说明同一物体相对于不同参照物时,运动状态可以不同,可以说明运动和静止是相对的。
23.(1) 变小 小于
(2)30
(3)排出水柜内的水,减小自身重力,使潜艇快速上浮
(4)惯性
(5)400
【详解】(1)[1][2]根据“海中断崖”现象可知,海水跃层是上层密度大、下层密度小,因此可知潜艇所处的海水密度突然变小,由F浮=ρgV排可知,潜艇受到的浮力减小,浮力小于重力时,潜水艇会失去平衡而急剧下沉。
(2)当h=300m时,潜艇受到的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×300m=3×106Pa
海水的压强等于标准大气压的倍数为
(3)潜艇能够在海底自由的上浮和下潜靠的是改变自身重力来实现的;“向所有的水柜供气”的目的是排出水柜内的水,减小自身重力,使潜艇快速上浮。
(4)实施高压供气、关闭各种阀门后;由于潜艇具有惯性,所以不会立即停止。
(5)潜水艇的重力为
G潜水艇=m潜水艇g=2.6×103×103kg×10N/kg=2.6×107N
潜水艇潜入水中时受到的浮力
F浮′=ρ水gV排=ρ水gV潜水艇=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×103m3=3×107N
根据浮与沉的条件,要使潜水艇下潜,则
G潜水艇+G水≥F浮′
所以至少要向水舱充入海水的重力
G水=F浮′-G潜水艇=3×107N-2.6×107N=4×106N
根据G=mg和可得
24.(1)热和磁
(2)费力
(3)B
(4)B
(5)减小发热元件的电阻、增大锁扣与搭钩之间的摩擦、减少电磁脱扣器线圈的匝数等方法
【详解】(1)空气开关中有一个电磁铁(电磁铁的原理是电流的磁效应),当电流过大时,电磁铁会产生较强的磁性从而吸引衔铁,使开关断开,切断电路,所以空气开关切断电路是电流的磁效应引起的;而双金属片利用电流的热效应加热。
(2)挺杆向上顶起搭钩时,搭钩的动力臂小于阻力臂,相当于费力杠杆。
(3)A.根据题图可知,电源为交流电,因而电流方向一直改变,电磁铁的磁极改变,A端不一定为电磁脱扣器的N极,故A错误;
BC.当线路发生短路或严重过载电流时,电磁脱扣器产生足够大的吸力,将衔铁吸合并撞击顶杆,使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开,当300mA的电流致人触电时,电流较小,吸引力较小,空气开关不能自动切断电路,在正常工作时,电磁脱扣器对衔铁也有较小的吸引力,故B正确,C错误。
故选B。
(4)图中双金属片受热必须向上弯曲才能顶起顶杆,因而必须下方的金属片比上方膨胀厉害,因而下方是铜,上方是铁,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
(5)如果要在现有基础上将空气开关的设定电流值调大一些,我们可以采取减小发热元件的电阻、增大锁扣与搭钩之间的摩擦、减少电磁脱扣器线圈的匝数等方法,使空气开关必须达到更高的条件才能断开。
25.(1)费力
(2) 重 变小
(3) 动 转移
(4)见解析
【详解】(1)根据图中的杠杆可知,碓捎的部分在使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
(2)[1][2]力可以改变物体的运动状态,碓头的石杵落下是受到重力的作用效果。石杵落下过程中,质量不变,高度变小,所以重力势能变小。
(3)[1][2]水碓在工作时,通过水流推动水轮转动,所以水流具有动能,在此过程中,水流的动能转移为水轮的动能,能量发生了转移。
(4)若要提高水碓的工作效率,可以减小额外功,建议:减小摩擦力。
26.(1) 费力 B
(2) 变大 变小
【详解】(1)[1][2]如图,水碓利用了杠杆原理,使用时碓杆绕B点转动,所以B点为支点,动力臂小于阻力臂,所以属于费力杠杆。
(2)[1][2]碓头落下的过程中,质量不变,速度变大,则动能变大,高度降低,则重力势能减小。
27. 质量 惯性 运动状态 牵引力 速度 B
【详解】(1)[1][2]由于质量越大,惯性越大,所以,歼击机在战斗前要抛掉副油箱,是通过减小飞机的质量来减小飞机的惯性。
[3]飞机的惯性变小,则使自身的运动状态容易改变,故可以提高歼击机的灵活性。
(2)[4][5]因为资料中提到在相同的牵引力的作用下,以及空车在较短的时间内达到某一速度,而装满货物的车在较长时间内才能达到相同的速度,因此控制两车受到的牵引力和速度的改变相同。
(3)[6]发生碰撞前安全带对人的拉力较小,发生碰撞时,汽车突然停止运动,由于惯性人会向前运动,产生安全带的拉力增大,当汽车停止运动后,安全带对人的拉力又会减小,所以符合要求的图像是B。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
28.(1) 静止 运动
(2) 做功 减小
【详解】(1)分离前助推器与火箭相对位置未发生改变,因此以火箭为参照物,助推器是静止的;
分离后助推器与火箭的相对位置发生了改变,所以以火箭为参照物,助推器是运动的。
(2)火箭残骸经过大气层时,与空气剧烈摩擦,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,这是通过做功的方式改变物体内能;
惯性的大小仅与物体的质量有关,抛掉火箭残骸后,火箭的总质量减小,因此其惯性减小。
29. 重心 AD ② 5.4×105 1000 108
【详解】(1)[1]物体的重心越低,物体的稳定性越好,稳度越大,汽车的底盘质量都较大,可以降低汽车的重心,增加汽车行驶时的稳度。
(2)[2]A.汽车在刹车时,汽车仍会向前运动一段距离,是因为汽车具有惯性,故A正确;
B.汽车后方左右两侧刹车灯由一个开关控制,两灯同时发光、熄灭,但两盏灯互不影响,所以这两盏灯是并联的,开关在干路上,故B错误;
C.力是改变物体运动状态的原因,汽车刹车后会慢慢停下来,是因为汽车受到阻力的作用,使汽车由运动变为静止,故C错误;
D.汽车轮胎变热是克服摩擦做功,将机械能转化为内能的过程,因此是通过做功的方式改变物体内能的,故D正确;
故选AD。
(3)[3]关闭发动机后,关闭再生制动器,汽车克服摩擦力做功,动能全部转化为内能,开启再生制动器,有部分动能转化为电能,克服摩擦力做功的能量减少,所以汽车运动的距离减小,所以汽车动能变化曲线是②。
[4]由图丙可知,正常行驶的情况下,关闭发动机后行驶
70m-30m=40m
开启再生制动器行驶的距离为
46m-30m=16m
关闭发动机后,关闭再生制动器时,汽车的动能全部转化为内能,摩擦力的大小
开启再生制动器后,摩擦力做的功
W′=f′s′=2.25×104N×16m=3.6×105J
动能再生使用的部分
Ek′=Ek-W′=9×105J-3.6×105J=5.4×105J
(4)[5][6]根据图丁所示的I-t图象可知,车轮转动时,通过两个磁块的时间间隔为10×10-4s,则1min内通过磁块的个数为
列车车轮转轴上有块状磁钢60个,则1min内车轮转过的次数为
即转速为1000r/min;列车车轮周长约180cm,1min内车轮通过的距离为
s=1000r×1.8m/r=1800m
列车的速度为
30. 让燃料燃烧更充分 导体 可 大
【详解】(1)[1] 由题可知“内燃机工作时不需要携带大量的水和煤,质量减小了,燃料在汽缸内燃烧的更充分,且热损失小,效率提高了……”,则文中给出提高内燃机效率的途径是:让燃料燃烧更充分、减小热损失。
(2)[2] 现代飞机不安装导电的搭地线,而采用特殊的橡胶轮胎,落地时与导电搭地线起到同样的效果,即落地时把飞机因摩擦而带的电导入地下,所以特殊的橡胶和导电的搭地线一样都是导体。
(3)[3] 汽油机工作时燃烧的汽油是由石油提炼得到的,储量是有限的,使用后短期内得不到补充,属于不可再生能源。
(4)[4] 当飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,由于机翼横截面上、下不对称,机翼上表面空气流速大于下表面空气流速,根据流体压强与流速的关系可知,下表面比上表面的压强大,使机翼上下表面存在向上的压强差(压力差),从而产生向上的升力。
31.(1)电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数
(2)2
(3)B
(4) 串 103 87
【详解】(1)见答案
(2)每天的放电量为
所以每周5天放电为
即完成2次100%全循环放电。
(3)由图知每次放电深度为40%时,电池100%全循环放电次数最多。故选B。
(4)[1][2]因串联电池组的电压等于各串联电池的电压之和,若采用电压为的电池包进行供电,使电动汽车在行驶时能输出的电压,则需将电池包串联,需要串联的电池包个数为
[3]汽车匀速行驶时牵引力大小等于阻力,牵引力大小为
汽车行驶过程中的功率为
[4]燃油车与电动车质量相等,匀速行驶时牵引力也相同,为2000N。则燃油车行驶500km,做功为
需要完全燃烧汽油释放的热量为
则消耗汽油的质量为
32.(1)引导
(2)粗糙
(3) 防水 把该材料放在金属表面,防止金属因水而生锈
【详解】(1)蝴蝶翅膀表面有很多微小的鳞片,鳞片整齐地叠加并按照前后顺序覆盖在翅膀膜上。这样的结构形成了引导坡度,让水滴沿着鳞片之间的间隙快速滚落到翅膀边缘,所以蝴蝶不会被淋湿。
(2)蝴蝶翅膀表面有很多微小的鳞片,鳞片的排列跟屋顶上的瓦片一样。把鳞片放大后,且上面有一条凸起的细线,说明蝴蝶翅膀表面是粗糙的。
(3)[1][2]根据蝴蝶翅膀对水滴的“排斥作用”,科学家们研制出了超疏水材料。该材料具有防水等重要特点,在生产、生活中有极为广泛的应用前景。我们可以把该材料放在金属表面,防止金属因水而生锈。
33. 20N 50N
【详解】(1)[1]根据题意可知,这两个方向相同的力的大小均为10N,则这两个力的合力大小就是这两个力的叠加,为
10N+10N=20N
(2)[2]根据题意可知,两个力的大小分别为30N和40N,两个力互成90°,根据上文的描述可知,合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来,这是一个矩形,根据几何关系和勾股定律可知,其对角线的长度是50N。
34. 费力 不能 D 凸透镜 A
【详解】(1)[1]图甲中, O是支点,动力臂小于阻力臂,所以当雨刮器工作时,摆杆可以看作一个费力杠杆。
(2)[2]红外线是不可见光, 人从车外不能看到光电转换器发出的红外线。
(3)[3]A.红外线不能对汽车内部环境进行消毒,故A错误;
BC.挡风玻璃上雨滴的多少,不会影响红外发射器发出的光总量,当有一定量的雨滴落在感应区域时, 部分红外线会经雨滴传播到挡风玻璃外, 导致接收到的红外线强度变小,故BC错误;
D.光电转换器P将电能转化为光能, Q将光能转化为电能, 故D正确。
故选D。
(4)[4]在发射器P端加上电压U时, 会发出一束锥形红外线, 经过玻璃光学元件成为特定角度的平行光射入前挡风玻璃, 分析图乙可知贴在挡风玻璃上的玻璃光学元件对光线的作用类似于凸透镜。
(5)[5]已知
ΔU=U0-U
则
U=U0-ΔU
由图丙可知r与ΔU是线性函数,r随ΔU的增大而增大,则r与U是线性函数,r随U的增大而减小,故A正确,B错误。
摆杆摆动的频率f与电动机的转速r成正比,所以f随r的增大而增大,则摆杆摆动的频率f随U的增大而减小,故CD错误。
故选A。
35.(1) 变小 不变
(2)85
(3)见解析
【详解】(1)[1][2]当加热热气球时,球囊内的空气受热膨胀,部分空气跑出球囊,球囊内的空气质量变小;球囊体积不变,球囊内的空气体积不变。
(2)热气球刚好升空时,热气球受到的浮力等于整体的重力,地面温度为15°C,此时热气球受到的浮力为
则球内空气的重力为
由得,球内空气的密度为
由表格中数据得,球囊内空气温度至少要达到85°C。
(3)在热气球升空过程中,由于距离地面越高,大气密度越小,依据公式得,V排不变,热气球的浮力在不断减小,热气球最小的总重不会低于配重,当浮力不大于热气球总重最低值时,热气球就不再升高,则热气球不能无限制升高。
36.(1)头圆尾尖
(2) 大于 C
(3)等于
(4)4
【详解】(1)飞机做成头圆尾尖的形状可以减小空气的阻力。
(2)[2]雨滴在高空形成后从静止开始下落后,由于开始重力大于阻力,合力方向向下,所以速度越来越大。
[3]若下落过程中雨滴受到的重力消失,由于惯性雨滴会继续向下运动,此时雨滴受到阻力的方向是竖直向上的,则雨滴会向下做减速运动,速度慢慢变小,此时的阻力也慢慢变小,当速度为0时,阻力为0,此时雨滴将保持静止状态,所以雨滴的运动状态是先下降后静止,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)当雨滴达到收尾速度时,雨滴做匀速直线运动,处于平衡状态,此时所受到的阻力等于重力。
(4)一滴质量为0.16g的雨滴的重力为
达到收尾速度时,空气阻力等于重力,即
则收尾速度为
37. 大于 8×109 减小 125 61.25 1.125×107 改变弹射器中的电流大小(合理即可)
【详解】(1)[1]由利于运动关系知舰载机满载时起飞的所需升力F大于舰载机空载时起飞的所需升力。如图丙所示舰载机起飞的所需升力越大,起飞的最低速度越大。所以舰载机满载时起飞的最低速度大于舰载机空载时起飞的最低速度。
(2)[2]根据阿基米德原理可知,福建舰满载时受到的浮力是
[3]舰载机离开航母后,航母总重减少,根据物体的浮沉条件知,物体漂浮时浮力等于自身重力,所以舰载机离开航母后,受到的浮力将减小。
(3)[4]空载的舰载机质量为10t,由二力平衡特点知起飞需要升力至少为
由丙图知,升力达到105N的起飞最低速度为50m/s。再结合图乙知速度要达到50m/s,空载的舰载机起飞需要至少125m的电磁弹射轨道。
(4)[5]若航空母舰静止在水面上,空载舰载机起飞最低速度为50m/s。若航母以54km/h即15m/s的速度航行,舰载机与航母同向运动,为使空载的舰载机能够起飞需要至少35m/s的速度航行。由题意及图乙可知空载舰载机能够起飞需要至少61.25m的电磁弹射轨道。
[6]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%,则由可得该过程舰载机从相对静止到起飞消耗了至少电能为
(5)[7]电磁弹射的原理是通电导体在磁场中受力的作用,力的大小与磁场的强弱、电流大小有关,可以方便改变弹射器中的电流大小改变弹射器的弹射力度。
38.(1)二次
(2) 减少 电磁
(3)=
(4) s/秒 282
【详解】(1)偏二甲肼是通过化学合成得到的,属于二次能源。
(2)[1]下降过程中,火箭速度减小,其动能减少,高度降低,其重力势能减少,机械能为动能和势能之和,所以火箭的机械能减少。
[2]电磁波可以在真空中传播,其传播速度快,抗干扰能力强,可以承载大量信息,所以控制中心利用电磁波向火箭传递信息。
(3)火箭在海面悬停时处于平衡状态,其受到的竖直向下的重力和竖直向上的反推力是一对平衡力,则
(4)[1]由和F、、g0的单位代入可知,ISP的单位为,结合推导可知,
则
代入可知ISP的单位为s(秒)。
[2]该火箭发动机的比冲为
39.(1)压强
(2)毫米
(3)机械
(4)浮力
【详解】(1)液体压强随深度增加而增大,隧道埋深89米时,江水会产生较大的压强,故抵御最高约0.9兆帕的水压是指压强。
(2)从题干“AI系统动态调整推力、泥水压力等参数,实现毫米级精度控制”的内容,此处应为毫米级精度控制。
(3)高铁使用电动机驱动,电动机工作过程中电能主要转化为机械能。
(4)根据题干“结构设计充分利用液体浮力与压强平衡原理”的描述,所以此处隧道内结构设计充分利用液体浮力与压强平衡原理。
40.(1)机械能
(2)能
(3)A
(4)C
(5)A
【详解】(1)超声波马达工作时,压电陶瓷会产生振动,该振动产生的摩擦力直接驱动与压电陶瓷接触的电机转子转动将电能转化为机械能。
(2)在真空环境中,虽然缺乏空气,但超声波马达的振动传递主要依靠固体接触面的机械作用,无需空气作为介质。因此,真空环境不会对其工作原理产生根本性影响,它仍能正常运行。
(3)a 点相对下方有向右的运动趋势,根据摩擦力的性质,a 点受到的摩擦力向左。对于整个转子,从图丙来看,这种摩擦力会使转子受到顺时针转动的驱动力,故A 正确,BCD错误,故选A。
(4)A.题干中描述:引线A、B间通过方向变化的电流时,压电陶瓷会产生频率高于20000的振动,可见电流方向会改变,故A 错误;
B.根据,超声波马达电功率与其两端电压成正比时,电流大小一定不变,故B 错误。
C.通过上面的分析,超声波马达使用交流电,电流方向改变,电流大小不变,故C 正确, D 错误。
故选C。
(5)通过上面分析可知,超声波马达电功率与其两端电压成正比,电流大小不变。某次工作中,超声波马达先后经历低功率启动,和高功率工作两个阶段,低功率启动时电压一定较小,高功率工作时的电压一定较大,所以下列关于能反映超声波马达的工作电压与时间大致关系正确的是A,BCD错误。
故选A。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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