專題七綜合能力題

類型O解釋現象

【例題】（2011?廣東）用學過的物理知識，仿照示例中的形式，將下表中的空格填寫完

整。

現象或情景現象形成解釋

示例：夏天，從冰箱中拿出的瓶裝礦泉水，過礦泉水瓶附近的空氣中的水蒸氣遇冷液化成

一會兒瓶的外壁會附著一層小水珠小水珠

在潮濕的天氣，當打開電冰箱門時有“白氣”.電冰箱門口附近空氣中的水蒸氣遇冷液化

冒出成小水珠.

.杯中的熱水蒸發的水蒸氣遇冷液化成小水

水杯中的熱水冒出“白氣”

_燈絲鴇受熱升華成的鴇蒸氣遇冷凝華在燈

用久的日光燈管兩頭會“變黑”

管上

⑥鋤加圖

1.閱讀短文，回答問題。

三峽工程是一項偉大的工程，主要由大壩、電站廠房和通航建筑物三部分組成。三峽大

壩上窄下寬。蓄水位高達175m,水從高處落下，沖擊渦輪進行發電，年平均發電量880億

千瓦時，三峽大壩正常蓄水后，上下游水位落差達113m,為方便船只在上、下游之間往返,

三峽船閘設有5個閘室。三峽大壩蓄水后，水域面積擴大使附近地區晝夜溫差縮小，改變了

庫區的氣候環境。

請在上面的材料中找出與物理相關的描述，并說明所涉及的物理知識，填寫下表。（不能

與示例相同，物理知識不能重復。）

相關的描述物理知識

液體壓強隨深度的增加而增

示例三峽大壩上窄下寬

大

1水從高處落下重力勢能轉化為動能

2沖擊渦輪進行發電水的機械能轉化為電能

3三峽船閘設有_

5個間室.連通器原理.

2.汽車給我們出行帶來了很大的方便，那么你對汽車的構造了解多少呢？下圖是轎車的

基本結構簡圖，請你仔細觀察此圖，任意選出圖中所標記的5個部分，分別寫出包含的

一條物理知識（注意：所回答的知識不要與示例重復）。

示例：輪胎的花紋——增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦。

答：后視鏡一光的反射散熱水箱一水的比熱容大，制冷效果好方向盤一省力杠桿汽

油機一內能轉化為機械能碟式剎車一增大壓力增大摩擦電池一充電時將電能轉化為

化學能，放電時將化學能轉化為電能

3.如圖所示，2020年10月31日至11月1日，南昌市舉行2020南昌飛行大會，中國國

產C919大型客機作為特別嘉賓進行了全球首次飛行表演。C919采用先進的發動機以降

低油耗；使用大量的先進復合材料、先進的鋁鋰合金減輕機身自重等。C919還采用先進

照明設計、提供給旅客更大觀察窗；其座椅寬大，提供給旅客更好的乘坐舒適性；C919

的機翼是目前國際航空設計中最為先進的機翼設計，能比傳統機翼減小5%的飛行阻力。

另外，每個機翼都有36米長，除了裝有起落架之外，還能儲存燃油。

請找出兩個與以上情景相關的物理信息，并指出對應的物理知識，不得與示例重復。

示例：

物理信息：采用先進的發動機；

物理知識：發動機將內能轉化為機械能。

作答：

物理信息：使用大量的先進復合型材料、先進的鋁鋰合金減輕機身自重等：

物理知識：體積相同，密度越小，質量越小。

物理信息：一其座椅寬大，提供給旅客更好的乘坐舒適性.；

物理知識：一壓力相同，增大接觸面積可減小壓強一。（開放性試題）

類型自閱讀研究

【例1】（2020?廣東）閱讀下列短文，回答問題。

熱敏電阻溫度計

熱敏電阻是用半導體材料制成的電阻，其阻值隨溫度的變化而變化，如圖甲所示為某型

號熱敏電阻的實物圖。阻值隨溫度升高而變小的，稱為負溫度系數熱敏電阻；阻值隨溫度升

高而變大的，稱為正溫度系數熱敏電阻。利用熱敏電阻的特性做成的溫度計，叫做熱敏電阻

溫度計。

如圖乙所示為熱敏電阻Ri的阻值隨溫度t變化的圖象（為方便計算，已將圖線作了近似處

理）。圖丙是用舊做測溫探頭的某熱敏電阻溫度計的電路圖，其中電源電壓可在0.60V?1.20

V之間調節，R2為定值電阻，阻值為100。。該電路工作原理是：當保持通過Ri的電流不變

時，Ri兩端的電壓隨電阻均勻變化（即隨溫度均勻變化），故只需將電壓表Vi表盤的刻度改成

相應的溫度刻度，就可以直接從Vi表盤上讀出溫度值。測量時，將Ri放入待測溫度處，閉

合開關，調節電源電壓，使V2表的示數保持0.20V不變（即電路中的電流保持2mA不變），

再從Vi表盤上讀出待測溫度to

⑴熱敏電阻Ri是_A_（選填“正”或“負”）溫度系數熱敏電阻。在標準大氣壓下，將

Ri放入冰水混合物中時，Ri的阻值是520物。

⑵測溫時，保持R2兩端電壓為0.20V,Ri兩端的電壓隨溫度升高而變小（選填“變

大”“變小”或“不變”）o

（3）某次測溫時，Vi表盤上顯示的溫度是20C,此時電源電壓為」22-V。

（4）該熱敏電阻溫度計測量溫度的范圍為2.5?40.C。

【例2】（2019?廣東）閱讀下列短文，回答問題。

可燃冰

可燃冰是一種新型能源，主要成分是甲烷和水，分布在深海沉積物里或陸域的永久凍土

中，如圖所示。可燃冰形似冰塊卻能燃燒，燃燒后幾乎不產生任何殘渣。1m3的可燃冰分解

后可釋放出約0.8nt*的水和164m3的天然氣，天然氣中甲烷的含量占80%?99.9%。

可燃冰的生成有三個基本條件：首先要求低溫，可燃冰在0?10℃時生成，超過20℃便

會分解，海底溫度一般保持在2?4℃左右；其次是高壓，可燃冰在0C時，只需海水產生29

個標準大氣壓即可生成，而以海洋的深度，此高壓容易保證；最后是充足的氣源，海底的有

機物沉淀，其中豐富的碳經過生物轉化，可產生充足的氣源。在溫度、壓強、氣源三者都具

備的條件下，可燃冰就會生成。

請回答下列問題:[1個標準大氣壓取1X105Pa,海水的密度取1Xl()3kg/m3,g取10N/kg,

c*=4.2X103J/(kg-℃),甲烷的熱值取4.2X107J/m3]

(1)可燃冰的主要成分是甲烷和水。

(2)若要在0C的海底生成可燃冰，海水的深度至少要290,m。

(3)如圖所示，海底上有一塊體積為100irP且底部與海底緊密相連的可燃冰A,其受到海

水的浮力為。N。

(4)0.5m3的可燃冰分解后，其中的甲烷完全燃燒放出的熱量，在標準大氣壓下，至少可

以將質量為§200kg溫度為20℃的水加熱至沸騰。

【例3】(2018?廣東)閱讀下列短文，回答問題。

“天舟一號”與“天宮二號”成功對接

我國自主研制的“天宮二號”空間實驗室已于2016年9月15日發射成功。“天宮二號”

在距地面高度380km的圓形軌道上繞地球勻速運行，繞地球一圈的運行時間為90分鐘，“天

舟一號”貨運飛船于2017年4月20日由長征七號火箭成功發射升空，并于2017年4月22

日與“天宮二號”首次自動交會對接成功，如圖1所示，為建立我國自己的空間站邁出了堅

實的一步。

“天舟一號”與“天宮二號”成功對接

圖1

發射“天舟一號”貨運飛船的長征七號火箭的燃料由液態煤油和液氧混合構成。火箭點

火起飛時，火箭內的燃料燃燒從箭體尾部噴出火焰幾乎直擊發射平臺，使得發射平臺核心區

的溫度接近3000°C,足以熔化絕大多數金屬和非金屬材料。長征七號火箭發射時與其它火箭

不同的是發射平臺旁的“噴水降溫降噪系統”，其采取的是國際上先進的噴水降溫方法，如

圖2所示，在發射中火箭飛到5m高以后，“噴水降溫降噪系統”向箭體尾部火焰中心噴水

20余秒，噴水量約為400t,一部分的水會汽化到大氣中，大部分的水則通過導流槽流走，于

是大流量噴水能夠帶走大量的熱起到降溫作用，防止了火箭發射臺內部的儀器設備可能因高

溫受到影響。[圓周率兀=3,c^=4.2X103J/(kg-℃)]

⑴設“噴水降溫降噪系統”噴出400t水的初溫為20°C,在噴水20秒內全部變成100℃

的水，則水帶走的熱量為1.344X10"J。

(2)如圖3所示，設地球半徑為6370km,“天宮二號''空間實驗室在圓形軌道上正常運

行，圓形軌道的半徑為§75Qkm,圓形軌道的周長為4.05X104km。“天舟一

號”貨運飛船成功發射及正常入軌后，與“天宮二號”空間實驗室對接。對接時“天舟

一號”的運行速度為，km/s。

⑶長征七號火箭所搭載的“天舟一號”貨運飛船在上升過程中的機械能不斷一變大

_(選填“變大”“變小”或“不變”),長征七號火箭燃料的—口—能燃燒時轉化為內

能。

1.閱讀短文，回答問題。

水陸兩棲飛機“鯨龍"AG600

2018年10月20日，國產大型水陸兩棲飛機“穌龍”AG600成功實現水上起降，如圖所

示。AG600裝有4臺國產WJ6渦輪螺旋槳發動機，是國家為滿足森林滅火和水上救援的迫切

需要，研制的大型特種用途民用飛機，既能在陸地上起降，又能在水面上起降，飛機發動機

的熱效率和推進效率是反映飛機性能的重要指標。發動機的熱效率是指發動機獲得的機械能

與燃料完全燃燒產生的內能之比，推進效率是指發動機傳遞給飛機的推進功(推力所做的功)

與獲得的機械能之比。

飛機的部分參數如下表所示:

WJ6發動機數量4臺最大起飛質量53.5t

最大巡航速度500km/h發動機巡航推力4.6X104N

發動機的熱效率40%發動機的推進效率.......

(1)“鰥龍”AG600在水面降落的過程中，重力勢能.減小一，動能減小一。

(2)機翼外形做成上凸下平的流線型是利用了一流體的流速越大壓強越小的原理,從而

產生較大的升力。

(3)AG600以最大速度滿載巡航2h,消耗燃油5000kg,燃油完全燃燒獲得的內能是

2.3X10、J,此過程中發動機的推進效率為50%.(燃油的熱值為q=4.6X107

J/kg)

(4)觀看“鯨龍”AG600在水面上起降后，小明發現“鯨龍”AG600與普通飛機不同，機

身下部制成“V”形，除了能減小阻力外，這樣設計的目的還有一增大浮力一。

2.閱讀短文，回答問題。

胡克定律

彈力的大小和形變的大小有關系，形變越大，彈力也越大，形變消失，彈力就隨著消失。

對于拉伸(或壓縮)形變來說，伸長(或縮短)的長度越大，產生的彈力就越大。把一個物體掛在

彈簧上，物體越重，把彈簧拉得越長，彈簧的拉力也越大。物體發生彎曲時產生的形變叫做

彎曲形變。對于彎曲形變來說，彎曲得越厲害，產生的彈力就越大。例如，把弓拉得越滿，

箭就射得越遠；把物體放在支持物上，物體越重，支持物彎曲得越厲害，支持力就越大。

在金屬絲的下面掛一個橫桿，用力扭這個橫桿，金屬絲就發生形變，這種形變叫扭轉形

變。放開手，發生扭轉形變的金屬絲產生的彈力會把橫桿扭回來。金屬絲扭轉角度越大，彈

力就越大。

定量的研究各種形變中彈力和形變的關系比較復雜，我們經常遇到的是彈簧的拉伸（或壓

縮）形變。實臉表明：彈簧彈力的大小F和彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。寫成公式就是

F=kx,其中k是比例常數，叫做彈簧的勁度系數，在數值上等于彈簧伸長（或縮短）單位長度

時的彈力。勁度系數跟彈簧的長度、材料、粗細等都有關系。彈簧絲粗的硬彈簧比彈簧絲細

的軟彈簧勁度系數大。對于直桿和線的拉伸（或壓縮）形變，也有上述比例關系。這個規律是英

國科學家胡克發現的，叫做胡克定律。

胡克定律有它的適用范圍。物體形變過大，超出一定的限度，上述比例關系不再適用，

這時即使撤去外力，物體也不能完全恢復原狀。這個限度叫做彈性限度。胡克定律在彈性限

度內適用。彈性限度內的形變叫做彈性形變。

⑴彈簧測力計的工作原理遵從胡克定律。當用彈簧測力計測物體重力時彈簧的形變

主要是一拉伸形變一（選填“拉伸形變”“彎曲形變”或“扭轉形變”）。

（2）使用彈簧測力計時注意不能超過它的量程，是為了避免超過彈簧的一彈性限度一。

（3）彈簧的勁度系數在數值上等于彈簧伸長（或縮短）單位長度時的彈力,它與受力大

小無關（選填“有關”或“無關”），它的單位是N/m（選填“N/m”“N/m2”或

“N?m”）。

3.閱讀短文，回答問題。

電容式觸摸屏

現在，智能手機、平板電腦等數碼移動設備，都使用觸摸屏，觸摸屏是通過傳感器來感

知物體在屏上的運動，目前觸摸屏大多采用電容式觸摸屏。

電容通常就是由兩片相距很近的導電極板組成。電容式觸摸屏是一塊多層復合玻璃，在

夾層中涂有具有導電性且透明的薄膜材料。當手指觸碰到觸摸屏時，手指和導電薄膜就會形

成一個電容，將人體上的電荷傳遞到觸摸屏上。通過觸摸屏周邊分布的電極檢測電荷分布的

變化，就可以計算觸摸點的位置，進而感知手指在屏上的運動軌跡。如果較厚的絕緣材料把

手指與導電薄膜之間隔離，無法形成有效電容，就不能正常操作觸摸屏了。

⑴電容式觸摸屏夾層中的薄膜材料是一導體（選填“導體”或"絕緣體”）。通過觸摸

屏周邊分布的電極檢測一電荷分布.的變化,可感知手指的運動軌跡。

（2）冬天，戴上厚厚的絕緣材料做成的保暖手套，不能正常操作電容式觸摸屏的原因是一

無法形成有效電容一°要制作一副保暖觸摸屏手套，你的方法是_在保暖手套中植入金

屬導線.。

4.閱讀下列材料，回答問題。

伽利略的溫度計及熱電阻

16世紀，伽利略利用熱脹冷縮的原理制作過一種最早的溫度計。據他學生描述：伽利略

取一個雞蛋大小的玻璃泡，將其接到一根約半米長的細玻璃管一端，用手掌將玻璃泡握住，

使之受熱，然后倒轉插入水中，松開手待玻璃泡冷卻后，水會升高二三十厘米，用水柱上升

的高度來表示手掌的溫度，如圖甲所示。

玻埼管、跛璃泡||金屬導體

溫度能明顯影響金屬導體和半導體的導電性能。金屬的導電性能會隨溫度增加而減弱，

與金屬不同，有些半導體的導電性能會隨溫度增加而增強。如圖乙所示是一種金屬導體和一

種半導體的電阻一溫度特性圖線。根據這一特性，它們不僅可以用來測量溫度，還能作為熱

傳感器運用到自動控制電路中。

⑴伽利略的溫度計測溫物質是一玻璃泡中的空氣一（選填“玻璃泡中的空氣”或“玻璃

管中的水”），他在用溫度計測量手掌溫度時，玻璃管中的水柱越高，表明手掌的溫度越

一（選填“高”或"低”）;

（2）如圖丙所示，是一款利用熱傳感器設計的高溫報警器電路，啟動報警器，當環境溫度

過高時，電鈴會被接通發出報警聲，通過斷開開關S可關閉鈴聲。電鈴應接在電路中的

b（選填“a”“b”或“c”）位置，熱傳感器接在電路中的（選填“a”“b”或"c”）位置,

熱傳感器應使用圖乙中的半導體（選填“金屬導體”或“半導體”）o

5.（2020?威海）請閱讀下列材料，回答相關問題。

2020年4月24日，中國國家航天局宣布，中國行星探索計劃以屈原的長詩“天問”命名,

表達了中華民族對于真理追求的堅韌與執著。我國首次火星飛行任務命名為“天問1號”，

將開啟中國人探索“星辰大海”的偉大征程！

火星在我國古代被稱之為“熒惑星”，是太陽系八大行星之一，直徑約為地球的53%,

質量約為地球的11%,火星表面g約為3.7N/kg,火星地表沙丘、礫石遍布，非常干燥，南

北極有以固態的水和二氧化碳組成的冰蓋。火星表面的大氣密度大約只有地球的1%。火星表

面平均溫度約為-55℃,從冬天的一133c到夏日白天的將近27C,溫差很大。火星表面的

平均大氣壓強約為700Pa,比地球上的1%還小。

（1）發射到火星的探測器，進入火星大氣層后，若用降落傘減速，為保證減速效果，如果

讓你選擇著陸點，應選擇在地勢低_（選填“較高”或“較低”）的地方。火星探測器

與地球之間是利用一電磁波一來傳遞信息的。

（2）假如同一物體分別在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火

星上滑行的距離會比地球上（選填“長”或“短”）,原因是.在火星上阻力小（火

星上滑動摩擦力小或火星上空氣阻力小）一。

（3）有人設想通過加熱火星兩極的冰蓋獲得液態水，從而減小地表溫差這是利用了水的什

么性質：一水的比熱容大一。

（4）在火星上水的沸點會比地球上液態水空_（選填“高”或“低”），這是火星上沒有

液態水的原因之一。

6.（2020?鹽城汁閱讀短文，回答問題：

卡門渦街現象

2020年5月5日，虎門大橋的橋體異常振動引發了大家的關注，專家認為這是由卡門渦

街現象引起的。

如圖甲所示，在一定條件下，流體流過阻礙物時，會在阻礙物上下兩側先后交替產生有

規則的反向旋渦①、②、③、④……，這一現象叫卡門渦街現象。產生旋渦的一側流速快，

另一側流速慢，交替形成大小不同的壓力，使阻礙物產生有規律的振動，即渦振。渦振頻率f

與阻礙物的特征寬度d和流體流速v有關，其關系f=k^（k為常數）。據分折，橋體異常振動

是由于橋面上安裝了1.4m高的防撞板后，在特定風環境條件下產生了振幅較大的渦振現象。

工業上常同的流量計也是利用卡門渦街現象制成的。在管道中放入裝有電子設備的阻礙

物，當流體通過時，裝有電子設備的阻礙物發生渦振，輸出與渦振頻率相同的電壓信號，通

過頻率公式得到流速大小，最終輸出流體的流量。流量為單位時間內流體通過管道橫截面的

體積。

⑴下列過程不可能產生卡門渦街現象的是—￡_；

A.河水流過礁石B.空氣通過樹木

C.籃球撞擊籃板D.云層飄過山峰

⑵流體流過阻礙物，當上側產生渦旋時，阻礙物—L_側受到壓力大；

（3）若甲圖中相同時間內產生的旋渦增多，說明流體的流速變一

（4）安裝防撞板后，增大了橋體的一特征寬度一，使得相同風速下橋體的渦振頻率_遨小

_（選填“增大”或“減小”）；

（5）某水管的橫截面積為S,阻礙物的特征寬度為d,水流通過阻礙物時輸出的電壓信號如

圖乙所示。如不考慮阻礙物對流速的影響，則管道中水的流量Q和to之間的關系圖象為

類型目問題探究

【例1】（2020?廣東）受“曹沖稱象”的啟發，小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水

（密度為PQ、油性筆等，測量小玻璃珠的密度，如圖所示，實驗步驟如下（請將步驟④補

充完整）:

①如圖甲，取一定數量的小玻璃珠放入空碗中，再把碗放入盛有水的水盆中，用油性筆

在碗外壁上標記水面的位置：

②如圖乙，往量筒內倒入適量的水，記下量筒中水的體積V1。

③如圖丙，取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中，記下小玻璃珠和水的總體積V2。

④如圖丁，將量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗內，直到標記處與碗外水面一相平(相齊、

對齊、重合等).，記下量筒中小玻璃珠和剩余水的總體積V3。

完成下列填空(選用Vl、V2、V3和P水表示以下物理量)：

(1)小玻璃珠的總體積為V=V2—V1。

(2)小玻璃珠的總質量為m=p4V2-V3)0

V2-V3

(3)小玻璃珠密度的表達式為￡

^v2-vl—^―°

(4)在不改變實驗方法的前提下，請提出一條提高測量精度的措施：一適當增加小玻璃珠

的數量一(示例:在同等容積的情況下換用碗口面積較小的碗)。

【例2】(2020?廣東)小明家的臺燈是通過電位器來調節亮度的。他猜想：臺燈變亮時電

位器消耗電能的功率會變小，為此他設計了圖甲所示的電路進行探究。已知電源電壓為4

V并保持不變，電壓表(0?3V)2個，電流表(0?0.6A),滑動變阻器規格為“2001A”,

小燈泡L標有“2.5V1.25W”字樣(忽略溫度對燈絲電阻的影響)。

9^5一叫"

[051____,__

012P'N

甲乙

(1)電路中a是電流一表,b是電壓一表。

⑵實驗中，小燈泡正常發光時電流表的示數為0.5A。

(3)根據實驗數據，繪制出滑動變阻器的電功率PR與小燈泡的電功率PL的關系如圖乙所

示。由圖可知：小燈泡的電功率(亮度)變大時，滑動變阻器的電功率.先變大后變小.。

(4)假設實驗所用的小燈泡能承受的最大電壓可以高出其額定電壓的/在確保電路中各元

件安全的情況下，移動滑動變阻器的滑片，小燈泡的電功率變化范圍是從.0.2(或1.8)W

至1.8(或0.2)W。

【例3】(2019?廣東)小明在用蠟燭作為光源完成“探究凸透鏡成像的規律”實驗后，發

現蠟燭火焰飄忽不定，像與物對比難判定等問題，小明和老師、同學一起對實驗裝置進

行了一系列創新，創新點如圖所示：光具座上凸透鏡所在位置為零刻度，數值向左、向

右依次增大；在標有均勻格子的面板上制作字母“A”狀LED燈替代蠟燭；光屏上標有同

樣的均勻格子。

（1）請分析創新后實驗裝置的優點：

①可以直接讀出物距以及像距.；

②光屏上成像更清晰、穩定一；

③從光屏上可以準確得出像與物的一大小關系。

（2）完成“探究凸透鏡成像的規律”實驗后，還可以更換（或增加）實驗器材進行拓展探究,

請仿照示例寫出兩種不同方案。

項目更換（或增加）實驗器材及操作探究的問題

示例用黑色紙片遮擋凸透鏡的一部分探究凸透鏡沒被遮擋部分的成像情況

②一探究凸透鏡成像中的像與物左右

方案1①“A”狀的LED燈替換為“F”

對應的關系.

方案2③在凸透鏡前增加近視眼鏡的鏡片④探究近視眼鏡的鏡片對光的作用

【例4】（2017?廣東）小明探究“電流一定時，導體消耗的電功率與導體電阻的關系”，

現有實驗器材：穩壓電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、電阻箱（符號為1）、開關及

若干導線。

（1）為了完成此探究實驗，請你在圖1的虛線框內將實驗電路圖補充完整；若連接電路后，

閉合開關，發現電壓表的指針偏轉如圖2所示，其原因可能是電壓表正、負接線拄接

反。

⑵實驗中利用公式計算電阻箱阻值不同時消耗的電功率，實驗過程需要記錄

的物理量有：電阻箱兩端電壓U、通過電阻箱的電流I和電阻箱的阻值R

(3)在實驗中，小明需多次改變電阻箱的阻值進行測量，每改變一次阻值，都必須移動滑

動變阻器的滑片來控制.通過電阻箱的電流一定(或相同)，多次改變電阻箱阻值的目的

是一進行實驗多次使實驗結論更具普遍性一。

(4)完成上述實驗后，小明又從實驗室借了一個額定功率為2.5V的小燈泡和一個單刀雙

擲開關，設計了圖3所示實驗電路圖來測量小燈泡的額定功率，實驗如下：閉合開關Si,

將開關S2撥到觸點2,把電阻箱調到10。，剛好使電壓表的示數為2.5V；再將開關S2

撥到觸點1,讀出電壓表的示數為4.5V,小燈泡額定功率P=0.5Wo

用鋤留

1.下圖是“利用杠桿測量石塊密度”的實驗。(P，k=L0XU)3kg/m3)

⑴在實驗前，杠桿靜止在圖甲所示的位置，此時杠桿處于_±衡_(選填”平衡”或“不

平衡”)狀態；要使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向_五_調節，這樣做的目的是

一便于在杠桿上讀出力臂一，并消除杠桿自重對實驗的影響。

(2)在溢水杯中裝滿水，如圖乙所示，將石塊緩慢浸沒在水中，讓溢出的水流入小桶A中，

此時小桶A中水的體積_等于一石塊的體積。

(3)將石塊從溢水杯中取出，擦干后放入另一相同小桶B中，將裝有水和石塊的A、B兩

個小桶分別掛在調好的杠桿兩端，移動小桶在杠桿上的位置，直到杠桿在水平位置恢復

平衡，如圖丙所示。此時小桶A、B的懸掛點距支點O分別為13cm和5cm,若不考慮

小桶重力，則石塊密度的測量值為2.6義1。3kg/m3；若考慮小桶重力，石塊的實際密

度將比上述測量值偏大。

2.小明用2mL的注射器、量程為0-10N的彈簧測力計和刻度尺粗略測量大氣壓的值,

本實驗的原理是二力平衡和D=T

步驟一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔。

步驟二：如圖所示安裝好器材，水平向右緩慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞一開始

滑動一時,記下彈簧測力計的示數為5.2N。

步驟三：用刻度尺測出注射器有刻度部分長度為4.00emo

步驟四：算出大氣壓強值為1.04X105pa。

同組的小華分析了影響實驗結果的可能因素后，對實驗進行了如下改進：

①步驟一改為：先將注射器內抽滿水，再豎直向上推動活塞至注射器筒的底端，然后用

橡皮帽封住注射器的小孔，這樣便于排盡筒內的空氣。

②取下橡皮帽，重復步驟二的操作，讀得彈簧測力計的示數為0.3N。由此可知，此時活

塞所受到的.摩擦力一(摩擦力/大氣壓力)為0.3No

小華根據改進后測得的數據，重新計算了大氣壓的值。

3.某小組進行“探究動能大小與質量是否有關”的活動。

圖(a)圖(b)

(1)小明用兩輛相同的小車，在其中一輛小車上放一個祛碼，然后讓它們從同一斜面的同

一位置由靜止釋放，撞擊置于水平面上的木塊，如圖(a)。

①將小車從同一位置處釋放，目的是為了控制小車到達水平面的速度相同。

②通過比較木塊被推出的距離一來比較小車動能大小。根據實驗得出結論：動能大小

與質量大小有關。

③本實驗裝置的水平面如果絕對光滑，還能得出結論嗎？一不能一，原因是一木塊做勻

速直線運動一。

(2)木塊在水平面上滑動時，受到水平面的摩擦力一不變(選填“變大”“變小”或“不

變”)，克服摩擦力做功的功率一變小一(選填“變大”“變小”或“不變”)o

(3)小紅改變實驗方案：讓同一小車，從同一斜面的不同高度由靜止釋放，撞擊水平面上

的木塊，如圖(b)。發現：木塊滑行的距離不一樣遠。根據這一現象，能做出以下哪個判斷？

c。

A.動能大小與質量無關，一定與其他因素有關

B.動能大小除了與質量有關外，一定還與其他因素有關

C.不能判斷物體動能大小是否與質量有關，動能大小一定與質量外的其他因素有關

4.(2020?荊門)學習了“電阻的測量”后，小華同學設想將電流表改裝成可直接測量電阻

的儀表，并設計了如圖甲所示的電路，M、N是連接待測電阻的接線柱。電流表選定量

程為0.6A,電源電壓為6V。

⑴閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應置于(選填"A”或"B”)端。

(2)將M、N直接用導線相連，調節滑動變阻器的滑片P,使電流表滿偏(示數為0.6A),

此時滑動變阻器接入電路的阻值為3_。，此后保持滑片P的位置不變。

(3)在M、N之間接入一個電阻，電流表的指針位置如圖乙所示，則電流的大小為」L1—A，

接入電阻的阻值為5Qao

(4)綜上可知，若通過電流表的電流為I,M、N之間接入電阻的阻值表達式為R=_,二

也_(用題目給定量、計算已得量表示，不標注單位)。依據R與I的對應關系，將電流表

表盤上的刻度對應改為M、N之間所接電阻的阻值，從而完成將電流表改裝成直接測量

電阻的儀表。將電流表改裝成直接測量電阻的儀表后，儀表盤上的刻度是不均裝(選

填“均勻”或“不均勻”)的。

5.某實驗小組采用了如圖甲所示的電路來測量注射器內導電液體的阻值Rx,其中Ai表

所用的量程為。?3A,A2表所用的量程為0?0.6A,定值電阻R=20O,電源是電壓可

調的學生電源。

甲乙

⑴根據圖甲的實物電路在圖丙中的虛線框內畫出對應的電路圖。（必須標明R、R、、Ai、

A2）

r（\）--1—1~i

丙

⑵如果A1表示數為L、A2表示數為I2,則Rx=_旦芳』（用L、12和R表示）

（3）改變電源電壓，將每次實驗中Ai表的示數h和A2表的示數L描在L—L圖象上，連

接這些點得到如圖乙中實線a,由圖可知，Rx=100Qo

（4）若該實驗小組還是用同樣的液體做這個實驗，但只做了一項改變，導致h—12的關系

變成如圖乙中實線b所示，則這項改變可能是。（雙選，改變后注射器中沒有氣泡）

A.增加液體的體積

B.減少液體的體積

C.將注射器中的液體全部倒入橫截面積更大的注射器

D.將注射器中的液體全部倒入橫截面積更小的注射器

6.（2020?成者何小華找到了一張測定汽車油箱內油量的裝置圖，如圖所示，他與同組同學

對相關問題進行了探究。

a

~~定值電阻——1I

浮子°------―七阻絲］

（1）把油量信息轉化為電信息，有利于信息的傳遞。裝置中，信息轉化的關鍵環節為：油

量變化一杠桿繞O點轉動->電路的總電阻變化f電流變化。

（2）若圓弧形電阻絲最大阻值為100。，其他可供選擇的器材有：恒壓電源Ei（電壓3V）

和E2（電壓18V）；電流表Ai（量程0?0.6A）和A2（量程0~0.1A）；定值電阻Ri=5。、

R2=30。和R3=100C。為了節約能源，并且實現油量最大時，電流表示數最大，器材

選擇的最佳組合為一

A.E?、Az>R3B.Ei、Ai>R2

C.Ei、Az>RiD.Ei>Ai、R3

⑶合理選擇器材后，他們通過測量，得到了下表所示的結果（其中V是油箱的容積，1g

是電流表的最大示數）：

液體體積V2V/3V/30

電流表示數1gIg/2Ig/3Ig/4

依據測量結果，可以將電流表的刻度改為油量體積。分析數據可知，當液體體積為。時,

電流表示數小于坐。(選填“大于”“等于”或“小于)。

(4)關于探究過程的反思，下列說法中不正確的是_￡L_。

A.調整圓弧形電阻絲的位置，要讓圓心在O點

B.為保證安全和方便，測量時用水來灌裝油箱

C.為節約空間，應該使電路元件盡量靠近油箱

D.該裝置還存在一些缺陷，應繼續探究并改進

7.某小組在“設計一個模擬調光燈”的活動中，現提供以下器材：直流電源(電壓為4V)、

電流表、電壓表、小燈泡(2.5V、0.3A)、燈座、開關、導線、多種規格的定值電阻、多

種鉛筆芯、金屬回形針。設計要求：燈泡的亮度能在較大范圍內連續調節且不能被燒壞。

(1)金屬回形針可在鉛筆芯上來回滑動，設計電路時可將鉛筆芯與金屬回形針的組合視為

，骨動變阻器_。

⑵為了電路安全，需要從下列選項中選取一個合適的定值電阻作為保護電阻_L。

A.5。B.15。C.25。D.50。

⑶如圖甲所示為設計電路的一部分，請在虛線框內將電路圖補充完整。

(4)連接好電路，閉合開關，無論怎樣移動金屬回形針，燈泡亮度的變化都很小，造成該

現象的原因：一鉛筆芯的最大阻值太小一。

(5)重新調整好電路，閉合開關，移動金屬回形針，可實現燈泡的亮度有較大變化。當電

壓表示數U=2.0V時，電流表的示數I如圖乙所示，1=0.26A。小燈泡消耗的實際

功率P=0.52Wo

類型畫分析歸納

[例1]（2019?廣東）如題圖甲所示為某太陽能百葉窗的示意圖，它既能遮陽，還能發

電。它的構造特點是百葉窗的葉片為太陽能電池板（以下簡稱電池板），其工作電路示意

圖如圖乙所示，電池板將太陽能轉化為電能（轉化效率為10%）,為蓄電池充電，蓄電池再

向節能燈供電。設太陽每秒鐘輻射到每平方米電池板上的能量為L2X103j（即為1.2X

103W/m2）,電池板對蓄電池充電的功率為60Wo蓄電池充滿電后，能夠讓10盞“12V

3W”節能燈正常工作6小時。不考慮蓄電池充電和供電時的電能損耗。則：

⑴電池板對蓄電池充電，是將電能轉化為」^能的過程。

⑵白天蓄電池處于充電不供電狀態，在題圖乙中應閉合開關—

（3）10盞“12V3W”節能燈正常工作時的總電功率為—旭_W。

（4）要將剩余一半電量的蓄電池充滿電，電池板需對蓄電池充電」小時。若充電電壓

為20V,則充電電流為^A。

⑸該百葉窗電池板的面積為」Ll_m2。

【例2】（2018?廣東）“西電東送”是將我國西部發電廠發出的電傳輸到我國東部，由發

電廠輸出的電功率是一定的，它決定于發電機組的發電能力。根據P=UI中發電機的功

率不變效應，若提高輸電線路中的電壓U,那么線路中的電流I一定會減小；反之亦然。

輸電線路的電能損耗主要是輸電線的電流熱效應，輸電線損失的熱功率P=PR,所以采

用輸電線的電阻要盡量小。如果線路中電流降低到原來的;，那么線路中損失的熱功率就

減少為原來的/因此提高電壓可以很有效地降低輸電線路中的熱功率損失。

（1）若采用110kV高壓輸送電能，輸電線路的電流＞=1X1伊A,輸電線路損失的熱

功率P=IXHPw,其與發電廠的輸出電功率Po之比Pi：Po=1：11o

（2）若采用1100kV超高壓輸送電能，輸電線路損失的熱功率P2=1X101W,其與高

壓輸送電能損失的熱功率Pl之比P2:Pi=1：100,所以采用超高壓遠距離輸電可以

大大降低輸電線路的—起處—的損失。

⑶若想使輸電線路中的熱功率損耗為零，還可以采用超導體做為輸電線材料。

【例3】(2018?廣東)如圖1所示，2018年5月23日央視新聞報道，我國自行設計制造

的新型磁浮列車工程樣車運行試驗取得成功，時速可達160公里以上，列車由于車體與

軌道不接觸、無摩擦，具有噪音低、損耗小、易維護等優點，被譽為“零高度飛行器”。

這種兼具高速與中低速磁浮交通優點的新型磁浮列車將為我國城市間提供一種方便快捷

的綠色軌道交通工具。

圖1圖2圖3

(1)磁浮列車是在車廂底部和軌道上分別安裝了磁體，并使它們的同名磁極相互32^，

車體與軌道不接觸、無摩擦，列車能夠在軌道上方幾厘米的高度上飛馳，避免了來自車

輪與軌道之間的摩擦。

(2)如圖2所示，列車站臺設計成中間高、兩邊低的原因是：進站時列車由于—慣性—要

保持原來的運動狀態沖上站臺；從能量轉換的角度來說，當列車出站時從高度較高的地

方下行，它的一重力勢能轉化為動能,不用消耗過多的電能或化學能等能量。

(3)如圖3所示，當列車進站時，乘客必須站在站臺黃色線外的位置候車才安全的原因是

(流體)流速大壓強小一。

(4)小張乘坐列車時看見兩旁的房屋迅速向東退去，則列車相對地面正在向行駛。

【例4】(2017?廣東)如圖1所示是演示“流體壓強和流速的關系”實驗裝置，U形管中

裝有水，直徑相同的a、b兩管中的水靜止時液面相平。

:/水

圖1

(1)如果在右端c處往裝置里急吹氣，導致b管上方氣流速度—土_a管上方的氣流速

度，b管與a管的水面上方形成氣壓差，U形管中(選填"a”或"b”)管水面升高，如

果升高端的液面比原來升高了2cm,則此時U形管底部d處左右兩側液體壓強差為

400Pa0(g=10N/kg)

(2)圖2是某種噴霧器的工作原理示意圖，當噴霧器未工作時，細管A內外氣壓相等，細

管A內外液面相平，當噴霧器工作時，空氣從細管B的右端快速噴出，導致細管A

下方空氣的流速突然增大，細管A內液面上方氣壓一小于一細管A外液面上方的氣壓,

液體就沿細管A的管口流出，同時受到氣流的沖擊，形成霧狀向右噴出。如果此時噴霧

器停止工作，細管A中的液體將一下降至與管外液面相平一。

空氣.細管一

?細管A

：-￡-￡-：/液體

圖2

笛鋤鋤圖

1.2019年4月15日起，新的《電動自行車安全技術規范》正式實施要求：最大速度小25

km/h,電動機輸出功率W400Wo質檢員小華對某款電動自行車進行測試，沿水平直路

從A出發騎行至D結束，如圖所示。測試情況如表格所示。

路程ABBCCD

路程/km0.64.80.6

用時/h0.050.20.05

速度特點逐步加速以最大速度勻速行駛逐步減速

阻力特點越來越大恒為60N越來越小

⑴測試過程中，小華看到路旁的樹木向西運動，她是以一旦三_(選填“自己”或“地

面”)為參照物，此時小華向—“選填“東”或“西”)騎行。

(2)BC段，電動自行車的速度為」(選填“符合”或“不符合”)新《規

范》關于最大速度。

(3)BC段，電動自行車的動力做功2.88X105j,電動機的輸出功率為400W,_

符合一(選填“符合”或“不符合”)新《規范》關于電動機輸出功率的要求。

(4)從A到D全程，電動自行車的平均速度為km/h。

2.共享單車是綠色環保的交通工具。用車前需手機掃碼解鎖，如強行開鎖則會報警。開

鎖和報警所需電能由自行車傳動放電提供。

(1)車鎖外殼應采用硬度較大的材料:騎行時車輪帶動發電機發電將機械能轉化

為電能，車輪獲得向前動力的同時也將地面的沙塵向后揚起，說明一力的作用是相互的

_____0

⑵單車和小明的總重600N,小明騎單車時，車胎與地面接觸的總面積為4.0X103m2,

則車輛對地面的壓強為1.5X10$Pao

(3)單車報警控制電路的原理圖如圖。電源電壓為4.0V,&為定值電阻，R為壓敏電阻，

阻值與所受壓力F的大小關系為R=10-0.3F(￡l)o當F=0時電路電流1=0.25A；當

IN0.4A時會報警。則報警時壓敏電阻受到的壓力至少為20No

3.某大學利用電動巴士提供從學校到火車站的送站服務，兩地相距10km,行駛中巴士

所受阻力恒為1.2X103N。設巴士的電機將電能轉化為機械能的效率為80%,牽引力F

與車速倒數錯誤！的關系如圖。

F/(x)0?N)

00.1

⑴巴士輪胎表面的花紋是為了增大一摩擦:輪胎與地面接觸的總面積為0.2n?,搭載

20名大學生后，巴士對地面的壓強約增大6X104pa.

(2)由圖象可知，巴士的速度越大牽引力越—小_；當牽引力為2.4X103N時，巴士的速

度為，m/s。

(3)提供動力的電池電壓為500V,總容量為120Ah。行駛過程中電池的放電量不能超過

總量的80%。則巴士充滿一次電最多能來回跑趟。

4.如圖是某同學制作的簡易溫控裝置，變阻器R的最大電阻為200C,&是熱敏電阻，

其阻值與溫度t的關系如下表所示。當電磁繼電器(電阻不計)的電流超過18mA時，銜

鐵被吸合，加熱器停止加熱，實現溫控。加熱器的功率是1000W,所用電源為家用交流

電。

0V

-22

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