2024年陕西省西安市高新逸翠园中学中考物理十五模试卷

这是一份2024年陕西省西安市高新逸翠园中学中考物理十五模试卷，共32页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）如图所示，试电笔上的各部件中，通常情况下（ ）
A．笔尖B．笔壳C．弹簧D．笔卡
2．（2分）关于声现象，下列说法正确的是（ ）
A．超声波的传播速度比普通声音的传播速度快得多
B．增大拨动琴弦的力度会增大琴弦的振动频率
C．同学们听到上课铃声就会统一进入教室上课，说明声音能够传递信息
D．学校附近禁止鸣笛是在传播过程中控制噪声
3．（2分）如图是塔式热发电系统，定日镜（平面镜）能够准确地将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。下列光现象中与定日镜原理相同的是（ ）
A．水中倒影B．雨后彩虹C．海市蜃楼D．小孔成像
4．（2分）重庆火锅系四大菜系之一的川菜饮食，以“麻、辣、鲜、香、烫”的特点受到青睐。重庆火锅多油，关火之后温度下降的一般比其他火锅要慢。下列说法正确的是（ ）
A．火锅里的汤汁温度高时比温度低时含有的热量多
B．热腾腾的“白气”弥漫，是蒸发形成的
C．用筷子夹着肉片在火锅里涮几下后温度升高，是通过做功的方式改变了内能
D．油层覆盖在汤面，阻碍了水分的蒸发，所以降温慢
5．（2分）纪录片《这十年》展现了我国自党的十八大以来十年里在科技领域取得的辉煌成就。下列说法正确的是（ ）
A．超导体材料可以用来制作电饭锅中的电热丝
B．北斗卫星导航利用超声波来定位导航
C．太阳能、风能、天然气都是可再生能源
D．目前投入使用的核电站利用核裂变释放能量
6．（2分）掷实心球是南充中考体育项目之一，如图所示是某同学掷出的实心球的运动轨迹，O点是实心球刚离开手的位置，B点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力（ ）
A．实心球离开手后受到重力和惯性力的作用
B．实心球在最高点A时处于平衡状态
C．实心球从O运动到B的动能先减小后增大
D．实心球在O点的机械能大于在B点的机械能
7．（2分）计算机中的风冷散热器是一种利用风进行热传递以降低芯片温度的设备。如图所示，当芯片温度升至40℃时，紧贴芯片的热管中的导热液体会沸腾产生蒸气，风扇高速旋转向散热片吹风降温，导热液重新变为液态回流至热管底部（ ）
A．制造芯片的主要材料属半导体
B．制造热管和散热片的材料有较好的隔热性
C．热管中的导热液体应选择比热容大的液体
D．散热片制造成多片状的结构的好处是散热效果好
8．（2分）为了航行安全，远洋轮的船体需标有国际航行载重线，即轮船满载时的“吃水线”。如图是某船满载时在不同水域、季节时的“吃水线”，A、B两位置则为冬、夏两季在海水中航行时的“吃水线”，冬季海水密度大。若该船在不同水域、不同季节航行时，水（海水），则下列判断中正确的是（ ）
A．该船在冬季航行时比夏季航行时所受浮力大
B．该船从密度小的淡水进入密度大的海水中时，排开淡水和排开海水的体积相等
C．该船在冬季海水中航行时的“吃水线”在B位置
D．“吃水线”在“FW”处时该船排开水的质量最大
9．（2分）在如图所示的家庭电路中，闭合开关S，灯泡发光，用试电笔分别检测a、b、c、d四点，发现氖管只在a点发光，则故障可能是（ ）
A．ab间断路B．bc间短路C．ad间短路D．cd间断路
10．（2分）某工厂用如图甲所示装置电路对新材料承受的撞击力进行测试。将材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关S，撞击过程样品材料无损，电源电压U＝24V0调为10Ω。电流表示数I随时间t变化的图像、压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图乙所示，以下结论中正确的是（ ）
①样品放上去时，压力传感器的电阻为120Ω
②由图像可估算：重物所受重力一定小于400N
③在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是600N
④若将重物开始下落的高度调高且最大电流不变，可以将R0适当调小
A．①②B．①③C．②③D．③④
二、填空题（每空1分，共23分）
11．（3分）如图所示是小朋友骑自行车的情景。骑车时，用手握在把手两端比握在中间更容易控制方向，这表明力的 会影响力的作用效果；骑自行车急刹车时，要紧握闸把 的方法增大摩擦的；道路两旁的树叶在阳光照射下一片碧绿，这是因为树叶能够 （选填“吸收”、“反射”或“折射”）绿色光。
12．（2分）如图是某科技小组研制的PM2.5净化器原理图。A处的颗粒物接近带有负电荷的金属网B时受到强烈的吸引力，这是因为带电体具有 的性质，颗粒物与金属网B接触后也带上负电，受到金属网B对它的斥力，又因为 ，颗粒物被带有正电荷的棉芯C牢牢吸引，最终达成对空气的净化作用。
13．（2分）汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，此过程中能量 （选填“守恒”或“不守恒”），这些内能无法自动转化为汽车的机械能，说明能量的转化和转移具有 性。
14．（4分）王老师用注射器为同学们演示了很多有趣的实验：如图﹣1，水槽中放入适量染成红色的水，活塞向外拉瓶内就会有水喷出 的存在；如图﹣2为潜水艇玩具模型，进气排气管所受浮力大小忽略不计。要使处于悬浮状态的潜水艇下沉 （选填“向内推”或“向外拉”）动注射器活塞来实现，在此过程中潜水艇所受浮力大小 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。如图﹣3用注射器的针筒抽取半筒水，然后用手堵住针筒嘴，用力推入活塞，该现象说明：液体 。
15．（5分）使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度，提高工作效率。
（1）如图甲，工人在铺设电缆时要在转弯处固定一组导向轮，它属于 （选填“动”或“定”）滑轮，作用是 。
（2）如图乙为尖嘴钳，刀刃部分靠近转动轴，这是为了 ，从而更加省力；
（3）如图丙为长3m，高1m的斜面，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子匀速推到车上 ，箱子受到的摩擦力为 N。
16．（3分）如图是某款能加热的榨汁杯电路原理图，它有“榨汁”“保温”“加热”三挡，已知R1＝220Ω，加热挡的电功率为440W，当闭合开关 时，榨汁杯处于榨汁挡；只闭合开关S2时，榨汁杯处于 挡。电阻丝R2＝ Ω。
17．（1分）根据通电螺线管的磁感线方向。在括号中标出电流表的“+”或“﹣”接线柱。
18．（1分）水中有一盏灯，它发出的其中一条光线AO，在进入空气界面时发生了折射。请你在图中画出它的折射光线的大致方向。
19．（2分）如图所示，用轻质绳子悬挂一小球，小球与光滑轨道接触且处于静止状态
三、实验探究题（每空1分，共23分）
20．（6分）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小晴按照图甲所示组装实验器材。
（1）为完成该实验探究，放在蹄形磁体磁场甲、乙中的直导线EF不能选择下列哪种金属棒 ；
A．铁棒
B．铜棒
C．铝棒
（2）将滑动变阻器的滑片向右端移动，发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与 大小有关；
（3）要使图乙中线圈持续转动，应在其外部加装换向器，与之相符的是图 （选填“a”或“b”），使线圈刚转过 位置时自动改变线圈中的电流方向。
（4）若把图甲中的电源换成灵敏电流计，闭合开关，向右平移直导线EF （选填“偏转”或“不偏转”）， （选填“电动机”或“发电机”）就是根据这一原理制成的。
21．（5分）小明用光具座、蜡烛、夹子和透明胶膜组成的水透镜、光屏等器材模拟眼睛看到物体的过程。（将两个夹子同时向中心移动相同距离使得水透镜变厚，焦距变小、反之水透镜变薄焦距变大）
（1）如图，向透明胶膜中注入一定量的水，为使像呈在光屏中央 ，此时恰好在光屏上呈现清晰的像，则所成的像是倒立、 的实像，用来模拟正常的眼球成像；
（2）接下来将两个夹子同时向中心移动相同距离，观察到光屏上的像变模糊，此过程模拟的是 （选填“远视”或“近视”）眼的成因；我们仅需将光屏适当向 （选填“左”或“右”）移动，光屏上可重新得到清晰的像；在实际生活中，通常会配戴眼镜进行调节，此眼镜为 （选填“凸”或“凹”）透镜。
22．（7分）小明学习电功率后，在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V。
（1）连接好电路如图甲所示。闭合开关后，滑片向右移，灯泡变 ；
（2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，你认为出现此现象的原因是 （选填字母）；
A．滑动变阻器同时接入两个下接线柱
B．灯泡电阻太小
C．滑动变阻器的最大阻值太小
（3）排除故障后，经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I﹣U图像，则该小灯泡的额定功率为 W；
（4）若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率 （选填字母）；
A．只减小电源电压
B．只换为其他规格的滑动变阻器
C．将该电压表并联到滑动变阻器两端
（5）另一位同学小明设计了如图所示电路，只用电压表来测量额定电压为5V的小灯泡的额定功率，已知滑动变阻器R的最大阻值为30Ω
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为9V；
② 填三个开关闭合与断开情况，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V，这时小灯泡正常发光；
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为6V；
④小灯泡的额定功率P额＝ W。
23．（5分）如图甲所示的水火箭是一种广受学生喜爱的科技制作。可乐瓶中装入适量的水，再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，最后配置上火箭顶端的导流罩就完成了水火箭的制作，利用打气筒通过打气管向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭就接近竖直地向上飞起了。小明他提出问题：水火箭能飞行的最大高度与哪些因素有关？接着他作出以下猜想：（不考虑水火箭容积的变化）
Ⅰ．可能与起飞前瓶内的最大气压有关
Ⅱ．可能与瓶内所装水的多少有关
（1）瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为力的作用是 的；
（2）实验中无法直接测量水火箭竖直上升的最大高度，可以方便地转换为测量水火箭从发射到落地的 来间接反映这个高度；
（3）在探究猜想Ⅰ时，小明控制瓶内水量一定，通过改变瓶塞的松紧程度从而改变水火箭起飞前 。通过多次实验，并将记录的数据绘制为如图丙所示的图像，分析图像可以得到水火箭飞行的最大高度随起飞前瓶内最大气压的增加而 ；
（4）在探究猜想Ⅱ时，小明控制瓶塞松紧程度一定，改变瓶内水的多少，并将记录的数据绘制为如图丁所示的图像，于是得到了起飞前瓶内的最大气压一定时，根据这一实验过程得出的结论是否可信，并说明你的理由： 。
四、综合题（共2小题，共14分）
24．（6分）每年的6月5日是世界环境日，为了创造美好的生活环境，我国逐步推广风力发电取代火力发电，其发电功率与风速的关系如图乙所示。单个风力发电机质量为2000kg，其下方的细圆柱形浮体使风力发电机漂浮于水面。（已知，c水＝4.2×103J/（kg•℃），g取10N/kg）
（1）若用密度为3×103kg/m3的铝合金材料制作风车的桨叶，每片扇叶所用材料的体积为0.07m3，计算甲图中一个风车需用材料的质量是多少kg？
（2）一个漂浮式风力发电机静止在水面上，排开水的体积是多少m3？
（3）若风速为13m/s，计算该风力发电机组工作42min输出的电能最多能使多少kg初温为20℃的水加热至沸腾？（一个标准大气压）
25．（8分）华能石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商业运行，其工作简图如图所示。核燃料在反应堆容器内发生核反应时的产热功率为5×108W，然后将热量传递给冷却气体——氮气，高温高压氦气在“蒸汽发生器”中将热量传递给“二回路”中的水，推动蒸汽轮机工作，再通过交流发电机产生电能。
（1）图中反应堆容器中发生的核反应是指核 （选填“裂变”或“聚变”）；若核反应堆工作1h释放的热量由燃烧煤提供，需要完全燃烧煤 kg。（）
（2）发电机输电功率为2×108W，高温气冷堆核电站的发电效率是多少？
（3）在输送核电站电能时，需要选择合适粗细的高压线；过粗或过细会导致传输效率低下或输电线过热。若高压线的安全电流密度J（通过导体单位横截面积的电流太小）6～4×106A/m2之间，要使高压线所输送的电流大小稳定在750～900A之间。
①通过计算说明应选择表格中哪种规格的高压线？
②核电站从甲地向乙地输电的功率为2×108W，且两地之间的输电线的电阻为5Ω，若以安全输送的最大电流输电
2024年陕西省西安市高新逸翠园中学中考物理十五模试卷
参考答案与试题解析
一、单选题（共10小题，每题2分，共20分，每小题只有一个选项符合题意）
1．（2分）如图所示，试电笔上的各部件中，通常情况下（ ）
A．笔尖B．笔壳C．弹簧D．笔卡
【分析】容易导电的物体叫做导体，例如：石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液；不容易导电的物体叫做绝缘体，如：橡胶、玻璃、塑料等。
【解答】解：笔壳不容易导电，属于绝缘体、弹簧，是导体。
故选：B。
【点评】考查了导体与绝缘体的辨析，比较简单，属基础题。
2．（2分）关于声现象，下列说法正确的是（ ）
A．超声波的传播速度比普通声音的传播速度快得多
B．增大拨动琴弦的力度会增大琴弦的振动频率
C．同学们听到上课铃声就会统一进入教室上课，说明声音能够传递信息
D．学校附近禁止鸣笛是在传播过程中控制噪声
【分析】（1）超声波和普通声都是声波，只是它们的频率不同；
（2）增大力度是改变振幅，影响的是声音的响度；
（3）声音可以传递信息，声音可以传递能量；
（4）控制噪声的方法：在声源处控制噪声，在传播过程中控制噪声，在人耳处控制噪声。
【解答】解：A、超声波的频率比普通声音的频率高，故A错误；
B、弹琴时，增大响度；
C、上课铃一响，说明同学们得到了信息，故C正确；
D、学校附近禁止鸣笛是在声源处控制噪声的产生。
故选：C。
【点评】此题考查了声音的传播、声音的特性、声的利用、防治噪声的途径，难度不大，属基础题。
3．（2分）如图是塔式热发电系统，定日镜（平面镜）能够准确地将太阳光反射后会聚到高塔顶部的接收器上。下列光现象中与定日镜原理相同的是（ ）
A．水中倒影B．雨后彩虹C．海市蜃楼D．小孔成像
【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、影子的形成、日食和月食等；
（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；
（3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【解答】解：定日镜工作，利用的光的反射；
A、水中的倒影是平面镜成像，故A正确；
B、雨后彩虹，被分解为绚丽的七色光，是由于光的折射形成的；
C、海市蜃景是由于光的折射形成的；
D、小孔成像是由于光沿直线传播。
故选：A。
【点评】本题主要考查学生利用光学知识解释生活中常见的物理现象，此题与实际生活联系密切，体现了生活处处是物理的理念。
4．（2分）重庆火锅系四大菜系之一的川菜饮食，以“麻、辣、鲜、香、烫”的特点受到青睐。重庆火锅多油，关火之后温度下降的一般比其他火锅要慢。下列说法正确的是（ ）
A．火锅里的汤汁温度高时比温度低时含有的热量多
B．热腾腾的“白气”弥漫，是蒸发形成的
C．用筷子夹着肉片在火锅里涮几下后温度升高，是通过做功的方式改变了内能
D．油层覆盖在汤面，阻碍了水分的蒸发，所以降温慢
【分析】（1）热量是一个过程量，不能用含有、具有来修饰；
（2）“白气”是水蒸气遇冷液化形成的；
（3）改变物体内能方式有两种：做功和热传递，做功的实质是能量的转化，热传递的实质是能量的转移；
（4）影响蒸发快慢的因素有：液体的温度、液体的表面积、液体表面上方空气的流速度。
【解答】解：A、火锅里的汤汁温度高时比温度低时内能大，不能说含有的热量多；
B、热腾腾的“白气”弥漫，故B错误；
C、用筷子夹着肉片在火锅里涮几下后温度升高，故C错误；
D、油层覆盖在汤面，阻碍了水分的蒸发，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查了对热量、内能和温度的理解，对液化现象的认识，对改变内能方法的应用，对影响蒸发快慢因素的分析等，综合性强，但难度不大。
5．（2分）纪录片《这十年》展现了我国自党的十八大以来十年里在科技领域取得的辉煌成就。下列说法正确的是（ ）
A．超导体材料可以用来制作电饭锅中的电热丝
B．北斗卫星导航利用超声波来定位导航
C．太阳能、风能、天然气都是可再生能源
D．目前投入使用的核电站利用核裂变释放能量
【分析】电热丝是利用电流通过电阻产热来实现的，卫星导航是利用电磁波来定位导航的，能分清可再生能源和不可再生能源以及核能的利用。
【解答】解：A、电饭煲中的电热丝是利用电流通过电阻产热来实现的，故A错误；
B、超声波不能在真空中传播，故B错误；
C、太阳能，而天然气属于不可再生能源；
D、目前投入使用的核电站，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查物理基本知识点的理解和在实际问题中的应用，只要掌握基础知识，难度不大。
6．（2分）掷实心球是南充中考体育项目之一，如图所示是某同学掷出的实心球的运动轨迹，O点是实心球刚离开手的位置，B点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力（ ）
A．实心球离开手后受到重力和惯性力的作用
B．实心球在最高点A时处于平衡状态
C．实心球从O运动到B的动能先减小后增大
D．实心球在O点的机械能大于在B点的机械能
【分析】（1）一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性；
（2）物体只有处于静止状态或匀速直线运动状态时，才称为平衡状态；
（3）动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度；
（4）机械能包括动能和重力势能。
【解答】解：A、实心球离开手后继续前进，而不能说是受到惯性的作用，故A错误；
B、实心球在A点时，所以不是处于平衡状态；
C、实心球从O运动到A时高度增加，从A到B时高度减小，实心球从O运动到B的动能先减小后增大；
D、不计空气阻力，故D错误。
故选：C。
【点评】本题的综合性较强，包括惯性现象、平衡状态的判断、动能与重力势能的转化等，要求我们对相关知识有一个熟练的掌握。
7．（2分）计算机中的风冷散热器是一种利用风进行热传递以降低芯片温度的设备。如图所示，当芯片温度升至40℃时，紧贴芯片的热管中的导热液体会沸腾产生蒸气，风扇高速旋转向散热片吹风降温，导热液重新变为液态回流至热管底部（ ）
A．制造芯片的主要材料属半导体
B．制造热管和散热片的材料有较好的隔热性
C．热管中的导热液体应选择比热容大的液体
D．散热片制造成多片状的结构的好处是散热效果好
【分析】（1）半导体材料的特点；
（2）制造热管和散热片的材料是要及时把热量散失出去，所以需要有较好的导热性；
（3）根据比热容计算公式，温度变化量相同，比热容大，吸收热量多；
（4）多片状结构增大了散热面积，散热效果好。
【解答】解：A、制造芯片的主要材料属于半导体；
B、制造热管和散热片的材料，具有良好的导热性；
C、热管中的导热液体在温度变化量相同时，所以选择比热容大的液体；
D、散热片制造多片状的结构好处是增加了散热面积，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了半导体材料及比热容的概念及计算。
8．（2分）为了航行安全，远洋轮的船体需标有国际航行载重线，即轮船满载时的“吃水线”。如图是某船满载时在不同水域、季节时的“吃水线”，A、B两位置则为冬、夏两季在海水中航行时的“吃水线”，冬季海水密度大。若该船在不同水域、不同季节航行时，水（海水），则下列判断中正确的是（ ）
A．该船在冬季航行时比夏季航行时所受浮力大
B．该船从密度小的淡水进入密度大的海水中时，排开淡水和排开海水的体积相等
C．该船在冬季海水中航行时的“吃水线”在B位置
D．“吃水线”在“FW”处时该船排开水的质量最大
【分析】轮船都漂浮，受到的浮力都等于轮船受到的重力；得出了受到浮力的大小关系，由载重线知道排开水的体积的大小关系，再根据阿基米德原理分析排开水的质量大小关系。
【解答】解：
A、由于某船满载时在不同水域，船都是处于漂浮，
则根据漂浮条件可知：F浮＝G，
即：轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力G，
所以，该船在淡水、夏季航行时浮力相等；
BC、已知冬季海水密度大浮＝ρ液gV排可知：
冬季轮船排开海水的体积变小，所以“吃水线”应在B位置，C正确；
D、根据F浮＝G排可知：该船排开水的质量相等，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件，利用好轮船漂浮（F浮＝G）是解此类题目的关键。
9．（2分）在如图所示的家庭电路中，闭合开关S，灯泡发光，用试电笔分别检测a、b、c、d四点，发现氖管只在a点发光，则故障可能是（ ）
A．ab间断路B．bc间短路C．ad间短路D．cd间断路
【分析】根据氖管的发光情况判定电路故障的原因。
【解答】解：根据题意可知，闭合开关S后，说明保险丝是正常的；
插座不能供电，这说明插座所在的支路出现了断路现象，这说明插座的b点与火线之间是断开的。
故选：A。
【点评】本题考查了家庭电路故障的判定，属于基础题。
10．（2分）某工厂用如图甲所示装置电路对新材料承受的撞击力进行测试。将材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关S，撞击过程样品材料无损，电源电压U＝24V0调为10Ω。电流表示数I随时间t变化的图像、压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图乙所示，以下结论中正确的是（ ）
①样品放上去时，压力传感器的电阻为120Ω
②由图像可估算：重物所受重力一定小于400N
③在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是600N
④若将重物开始下落的高度调高且最大电流不变，可以将R0适当调小
A．①②B．①③C．②③D．③④
【分析】①由图知样品放上去时电路电流，然后应用欧姆定律和串联电路电压的规律求出压力传感器的电阻；
②由电流表示数I随时间t变化的图像可知重物撞击后停留在样品时电流的大约值，用欧姆定律和串联电路电阻的规律求出压力传感器的电阻，由压力传感器的电阻R随压力F变化的图像可知此时压力的范围，进而判断出重物所受重力的值；
③由图象求出最大电流，然后求出压力传感器电阻，再由图像求出撞击力；
④若将重物开始下落的高度调高，最大撞击力增大，压敏电阻的最小值变小，电源电压一定，由I＝判断出要使最大电流不变R0的变化情况。
【解答】解：①样品放上去时，在重物下落的过程中，传感器的电阻不变，由图乙可知，
根据I＝可知电阻箱R0两端的电压：
U0＝IR2＝0.2A×10Ω＝7V，
压力传感器两端的电压为：UN＝U﹣U0＝24V﹣2V＝22V，
根据欧姆定律可得，压力传感器的电阻：
RN＝＝＝110Ω；
②由电流表示数I随时间t变化的图像可知重物撞击后停留在样品时，电流约为：I′＝3I＝3×0.2A＝7.6A，
此时电路的总电阻为：
R总＝＝＝40Ω，
此时压敏电阻的阻值为：
R压＝R总﹣R0＝40Ω﹣10Ω＝30Ω，
由压力传感器的电阻R随压力F变化的图像可知，此时压力在200N～400N之间，因此重物所受重力一定小于400N；
③由图丙可知，撞击力最大时，电流最大，
又由图乙可知，最大的电流为Im＝1.8A，
根据欧姆定律和串联电路电压规律可知，
电源电压：U＝Im（R0+R），
此时压力传感器的电阻：R＝﹣R0＝﹣10Ω＝10Ω，
由图丙可知，样品受到的最大撞击力：F＝600N；
④若将重物开始下落的高度调高，最大撞击力增大，电源电压一定知要使最大电流不变5，故④错误。
故选：C。
【点评】本题是一道信息给予题，由图示图象求出电流、力与电阻的对应关系是正确解题的前提与关键，应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
二、填空题（每空1分，共23分）
11．（3分）如图所示是小朋友骑自行车的情景。骑车时，用手握在把手两端比握在中间更容易控制方向，这表明力的 作用点 会影响力的作用效果；骑自行车急刹车时，要紧握闸把 压力 的方法增大摩擦的；道路两旁的树叶在阳光照射下一片碧绿，这是因为树叶能够 反射 （选填“吸收”、“反射”或“折射”）绿色光。
【分析】（1）力的三要素有：力的大小、方向、作用点，它们都影响力的作用效果。
（2）增大摩擦的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度。
（3）透明物体颜色由透过的光的颜色决定。不透明物体的颜色与它反射的光的颜色相同。白色物体反射各种颜色的光，不透明物体只反射它的颜色的光，其它光被吸收。
【解答】解：将手握在把手两端比握在中间，更容易控制车的方向；
刹车时用力捏车闸，是在接触面粗糙程度一定的情况下，使车停下来；
因为不透明物体的颜色由它所反射的色光决定，绿色植物呈绿色是因为它反射绿光。
故答案为：作用点；压力。
【点评】此题考查增大摩擦力的方法、力的作用效果和光的反射，与实际生活密切相关，利于激发学生学习物理的兴趣，是一道好题。
12．（2分）如图是某科技小组研制的PM2.5净化器原理图。A处的颗粒物接近带有负电荷的金属网B时受到强烈的吸引力，这是因为带电体具有 吸引轻小物体 的性质，颗粒物与金属网B接触后也带上负电，受到金属网B对它的斥力，又因为 异种电荷相互吸引 ，颗粒物被带有正电荷的棉芯C牢牢吸引，最终达成对空气的净化作用。
【分析】（1）带电体具有吸引轻小物体的性质；
（2）不带电的颗粒与带负电的金属网接触后，电荷会转移；
（3）电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：（1）带有负电荷的光洁金属网，能够吸引不带电的细小颗粒；
（2）不带电的颗粒与带负电的金属网接触后，颗粒带上负电；
（3）异种电荷相互吸引，所以带负电的颗粒物被带有正电荷的棉芯C牢牢吸引。
故答案为：吸引轻小物体；异种电荷相互吸引。
【点评】此题考查了带电体的性质、电荷间相互作用、使物体带电的方法，是一道综合题。
13．（2分）汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，此过程中能量 守恒 （选填“守恒”或“不守恒”），这些内能无法自动转化为汽车的机械能，说明能量的转化和转移具有 方向 性。
【分析】在刹车过程中需克服摩擦做功，将机械能转化为内能，这些能量无法再转化为使电动自行车行驶所需要的能量，是因为能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
【解答】解：在刹车过程中，因摩擦将机械能转化为地面，此过程中能量总量不变。转化后，这种现象说明能量的转化具有方向性。
故答案为：守恒；方向。
【点评】能量虽然是守恒的，但是由于能量的转化及转移具有方向性，故有些有用能量会越来越少的，所以我们要有节约能源的意识。
14．（4分）王老师用注射器为同学们演示了很多有趣的实验：如图﹣1，水槽中放入适量染成红色的水，活塞向外拉瓶内就会有水喷出 大气压 的存在；如图﹣2为潜水艇玩具模型，进气排气管所受浮力大小忽略不计。要使处于悬浮状态的潜水艇下沉 向外拉 （选填“向内推”或“向外拉”）动注射器活塞来实现，在此过程中潜水艇所受浮力大小 不变 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。如图﹣3用注射器的针筒抽取半筒水，然后用手堵住针筒嘴，用力推入活塞，该现象说明：液体 分子之间存在斥力 。
【分析】（1）大气压的利用一般都是在某处使气压降低，然后在外界大气压的作用下，产生了某种效果；
（2）潜水艇通过改变自重的方式来实现沉浮的；根据阿基米德原理分析潜水艇所受浮力的变化情况；
（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。当分子间的距离大于平衡距离时，表现为引力；分子间的距离小于平衡距离时，表现为斥力。
【解答】解：（1）图﹣1中注射器向外抽气，外面的水在大气压的作用下，此实验证明了大气压的存在；
（2）当潜水艇处于悬浮状态时，根据物体的浮沉条件可知；要使潜水艇下沉，当拉动注射器活塞时，使得潜水艇的重力变大，使得潜水艇下沉，潜水艇排开的水的体积不变，根据阿基米德原理F浮＝ρ液V排g可知，受到的浮力不变；
（3）水很难被压缩，因为压缩水时，表现为斥力。
故答案为：大气压；向外拉；分子之间存在斥力。
【点评】本题考查了分子间的作用力、大气压的存在、物体的浮沉条件及其应用，属于典型题。
15．（5分）使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度，提高工作效率。
（1）如图甲，工人在铺设电缆时要在转弯处固定一组导向轮，它属于 定 （选填“动”或“定”）滑轮，作用是 改变力的方向 。
（2）如图乙为尖嘴钳，刀刃部分靠近转动轴，这是为了 减小阻力臂 ，从而更加省力；
（3）如图丙为长3m，高1m的斜面，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子匀速推到车上 70% ，箱子受到的摩擦力为 120 N。
【分析】（1）使用时滑轮的轴固定不动的是定滑轮，滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮。定滑轮实质上是一等臂杠杆，只改变力的方向，而不省力；
（2）对杠杆分类：动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆；
（3）知道箱子重，将木箱提升1m做的功为有用功，利用W＝Gh求有用功；
知道沿斜面方向用的推力大小和移动的距离，利用W＝Fs求总功；利用机械效率的公式求斜面的机械效率；
利用有用功加上额外功等于总功求额外功，再利用W＝fs求摩擦力。
【解答】解：
（1）工人在铺设电缆时，在转弯处安装一组导向轮，不随货物升降的，因为定滑轮相当于一等臂杠杆，而不省力；
（2）尖嘴钳的刀刃部分靠近转动轴是为了通过减小阻力臂，达到省力的目的；
（3）对箱子做的有用功：W有＝Gh＝840N×1m＝840J，
利用斜面做的总功：W总＝Fs＝400N×3m＝1200J；
斜面效率：η＝×100%＝；
因为W总＝W有用+W额，
所以W额＝W总﹣W有用＝1200J﹣840J＝360J，
由W额＝fs得摩擦力：f＝＝＝120N。
故答案为：（1）定滑轮；改变力的方向；（3）70%。
【点评】主要考查了定滑轮和动滑轮的区分以及杠杆的分类和特点都是比较基本的东西，只要细心分析是不难作答的。还考查了功的计算、机械效率的计算，计算时注意，在斜面上推力不等于摩擦力，易错点！
16．（3分）如图是某款能加热的榨汁杯电路原理图，它有“榨汁”“保温”“加热”三挡，已知R1＝220Ω，加热挡的电功率为440W，当闭合开关 S1 时，榨汁杯处于榨汁挡；只闭合开关S2时，榨汁杯处于 保温 挡。电阻丝R2＝ 220 Ω。
【分析】由电路图可知，只闭合S1时，电路为只有电动机工作的简单电路，电路为榨汁挡；
只闭合S2时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最大，总功率最小，处于保温状态；
同时闭合S2、S3时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态，
根据电功率的公式和并联电路电阻的关系得到R2的阻值。
【解答】解：榨汁杯处于榨汁挡时，只有电动机工作，此时应只闭合开关S1；
只闭合S2时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最大，处于保温状态；
同时闭合S2、S3时，R3与R2并联，电路的总电阻最小，处于加热状态＝110Ω，
由电阻的并联可知，
，
R2＝220Ω。
故答案为：S1；保温；220。
【点评】本题并联电路的特点和电功率公式的应用，正确的判断不同挡位时电路的连接方式是关键。
17．（1分）根据通电螺线管的磁感线方向。在括号中标出电流表的“+”或“﹣”接线柱。
【分析】由磁感线的方向可知电磁铁的极性，再根据安培定则确定螺线管中的电流方向；结合电流表的使用规则，可以确定电流表的正负接线柱。
【解答】解：因为磁体外部磁感线方向由N极指向S极，所以通电螺线管左侧为N极；由安培定则可知、右后方流出；
根据电流表的使用规则可知，电流从电流表的正接线柱流入。由此可以确定电流表的上接线柱为正接线柱
【点评】安培定则中共涉及三个方向：①线圈绕向，②电流方向，③磁场方向。在对于安培定则的考查中，一般是告诉其中两个方向，求第三个方向。
18．（1分）水中有一盏灯，它发出的其中一条光线AO，在进入空气界面时发生了折射。请你在图中画出它的折射光线的大致方向。
【分析】光的折射规律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线向远离法线法线偏折，折射角大于入射角，据此画出折射光线。
【解答】解：过入射点O作垂直于分界面的虚线，作为法线，折射光线远离法线，如下图所示：
【点评】此题考查了对折射光线的画法，关键是记熟光的折射定律，搞清折射角与入射角的关系。
19．（2分）如图所示，用轻质绳子悬挂一小球，小球与光滑轨道接触且处于静止状态
【分析】画力的示意图，首先要对物体进行受力分析，看物体受几个力，要先分析力的大小、方向和作用点，再按要求画出各个力。
【解答】解：小球处于静止状态，受力平衡，所以小球不受摩擦力和支持力的作用，重力的方向竖直向下，两个力的作用点都画在球的重心上，大小相等。如图所示：
【点评】画力的示意图的一般步骤为：一画简图二定点，三画线，四画尖，五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤，很容易能够画出指定力的示意图。
三、实验探究题（每空1分，共23分）
20．（6分）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小晴按照图甲所示组装实验器材。
（1）为完成该实验探究，放在蹄形磁体磁场甲、乙中的直导线EF不能选择下列哪种金属棒 A ；
A．铁棒
B．铜棒
C．铝棒
（2）将滑动变阻器的滑片向右端移动，发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与 电流 大小有关；
（3）要使图乙中线圈持续转动，应在其外部加装换向器，与之相符的是图 a （选填“a”或“b”），使线圈刚转过 平衡 位置时自动改变线圈中的电流方向。
（4）若把图甲中的电源换成灵敏电流计，闭合开关，向右平移直导线EF 偏转 （选填“偏转”或“不偏转”）， 发电机 （选填“电动机”或“发电机”）就是根据这一原理制成的。
【分析】（1）选择的金属棒应该是非铁类物质（防止被磁化）；
（2）磁场对通电导体作用力的大小与磁场强弱和电流的大小有关；
（3）换向器能自动改变线圈中的电流方向；
（4）根据电磁感应中产生电流的条件分析。
【解答】解：（1）为完成该观察活动且实验效果明显，选择的金属棒应该是非铁类物质，即选A。
（2）将滑动变阻器的滑片向右端移动，变阻器连入电路的电阻变小，电路的电流变大，说明受到的磁场力更大；
（3）要使图乙中线圈持续转动，应在其外部加装换向器，故选a图。
通电导体在磁场中受力方向与磁场的方向和电流的方向有关，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时2的方向是竖直向上的；
（4）若把图甲中的电源换成灵敏电流计，闭合开关，向右平移直导线EF，电流计指针偏转。
故答案为：（1）A；（2）电流；平衡；发电机。
【点评】本题为实验探究题，考查了通电导体在磁场中受力和电磁感应的原理及应用，认真读题从中得出相关信息是关键。
21．（5分）小明用光具座、蜡烛、夹子和透明胶膜组成的水透镜、光屏等器材模拟眼睛看到物体的过程。（将两个夹子同时向中心移动相同距离使得水透镜变厚，焦距变小、反之水透镜变薄焦距变大）
（1）如图，向透明胶膜中注入一定量的水，为使像呈在光屏中央 同一高度 ，此时恰好在光屏上呈现清晰的像，则所成的像是倒立、 缩小 的实像，用来模拟正常的眼球成像；
（2）接下来将两个夹子同时向中心移动相同距离，观察到光屏上的像变模糊，此过程模拟的是 近视 （选填“远视”或“近视”）眼的成因；我们仅需将光屏适当向 左 （选填“左”或“右”）移动，光屏上可重新得到清晰的像；在实际生活中，通常会配戴眼镜进行调节，此眼镜为 凹 （选填“凸”或“凹”）透镜。
【分析】（1）为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、水透镜、光屏三者的中心在同一高度；根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像；
（2）凸透镜凸度变大，与近视眼晶状体变化相同，对光线会聚能力变强；近视眼镜是凹透镜。
【解答】解：（1）为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、光屏三者的中心在同一高度；
由图可知，此时物距大于像距，物距大于像距、缩小的实像；
（2）接下来将两个夹子同时向中心移动相同距离，此时水凸透镜凸度变大，可以模拟的是近视眼的成因，会将光线提前会聚成像，光屏上可重新得到清晰的像，可以配戴凹透镜。
故答案为：（1）同一高度；缩小；左；凹。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
22．（7分）小明学习电功率后，在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V。
（1）连接好电路如图甲所示。闭合开关后，滑片向右移，灯泡变 亮 ；
（2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，你认为出现此现象的原因是 A （选填字母）；
A．滑动变阻器同时接入两个下接线柱
B．灯泡电阻太小
C．滑动变阻器的最大阻值太小
（3）排除故障后，经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I﹣U图像，则该小灯泡的额定功率为 3 W；
（4）若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率 C （选填字母）；
A．只减小电源电压
B．只换为其他规格的滑动变阻器
C．将该电压表并联到滑动变阻器两端
（5）另一位同学小明设计了如图所示电路，只用电压表来测量额定电压为5V的小灯泡的额定功率，已知滑动变阻器R的最大阻值为30Ω
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为9V；
② 闭合S、S1，断开S2 填三个开关闭合与断开情况，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 4 V，这时小灯泡正常发光；
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为6V；
④小灯泡的额定功率P额＝ 1 W。
【分析】（1）分析电路连接，根据滑动变阻器阻值变化结合欧姆定律确定灯泡亮度的变化；
（2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，说明电路是通路，且电路中电阻较大；无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，说明滑动变阻器没有变阻的作用，据此分析；
（3）根据图乙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI求出灯泡额定功率；
（4）根据串联电路电压规律分析回答；
（5）先测出电源电压U，只用电压表来测量额定电压为5V的小灯泡的额定功率，首先应使灯正常发光，通过开关的转换，使灯与滑动变阻器滑片以下电阻丝串联，根据串联电路电压的规律，当电压表示数为U﹣5V时灯正常发光；在③中，根据分压原理可求出滑片以下电阻丝的电阻大小，根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流，根据P＝UI可求小灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）由图甲可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，滑片向右移，电路中总电阻变小，灯泡两端电压变大；
（2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，且电路中电阻较大，电表的示数几乎不变，即出现此现象的原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱；
（3）由图乙可知，灯泡两端电压为6V时，则小灯泡额定功率为：
PL＝ULIL＝6V×3.5A＝3W；
（4）当灯泡两端电压为5V时，根据串联电路电压规律滑＝U﹣UL＝8V﹣6V＝3V，即当滑动变阻器两端电压为2V时，因此可以将该电压表小量程并联到滑动变阻器两端；
（5）实验步骤：
①闭合开关S、S2，断开S4，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为9V；
②闭合S、S1，断开S8，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为4V；
③闭合开关S、S2，断开S8，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为6V；
④在步骤①中，闭合开关S、S2，断开S6，将滑动变阻器的滑片移到最上端，此时电压表的示数等于电源电压；
在步骤②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测滑动变阻器两端电压，根据串联电路电压的规律额＝U﹣U滑下＝9V﹣4V＝2V，灯正常发光；
在步骤③中，电路中只有滑动变阻器，
滑片以上电阻丝的电压为：U滑上＝U﹣6V＝9V﹣3V＝3V，
根据分压原理，R滑上：R滑下＝U滑上：U滑下＝1：8，
因滑动变阻器的总电阻为30Ω，故R滑下＝20Ω，
再回到步骤②中，由欧姆定律和串联电路电流的规律，
通过滑动变阻器的电流即灯的额定电流：
I额＝I滑＝＝＝0.7A，
则小灯泡的额定功率：
P额＝U额I额＝5V×0.7A＝1W。
故答案为：（1）亮；（2）A；（4）C、S1，断开S7；4；④1。
【点评】本题测小灯泡的额定功率实验，考查了动态电路分析、故障分析、功率的计算、实验方案的设计及设计实验方案测功率的能力。
23．（5分）如图甲所示的水火箭是一种广受学生喜爱的科技制作。可乐瓶中装入适量的水，再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，最后配置上火箭顶端的导流罩就完成了水火箭的制作，利用打气筒通过打气管向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭就接近竖直地向上飞起了。小明他提出问题：水火箭能飞行的最大高度与哪些因素有关？接着他作出以下猜想：（不考虑水火箭容积的变化）
Ⅰ．可能与起飞前瓶内的最大气压有关
Ⅱ．可能与瓶内所装水的多少有关
（1）瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为力的作用是 相互 的；
（2）实验中无法直接测量水火箭竖直上升的最大高度，可以方便地转换为测量水火箭从发射到落地的 时间 来间接反映这个高度；
（3）在探究猜想Ⅰ时，小明控制瓶内水量一定，通过改变瓶塞的松紧程度从而改变水火箭起飞前 瓶内最大气压 。通过多次实验，并将记录的数据绘制为如图丙所示的图像，分析图像可以得到水火箭飞行的最大高度随起飞前瓶内最大气压的增加而 增大 ；
（4）在探究猜想Ⅱ时，小明控制瓶塞松紧程度一定，改变瓶内水的多少，并将记录的数据绘制为如图丁所示的图像，于是得到了起飞前瓶内的最大气压一定时，根据这一实验过程得出的结论是否可信，并说明你的理由： 不可信；原因是没有控制气体的体积一定 。
【分析】（1）物体间力的作用是相互的；
（2）根据转换法分析；
（3）根据控制变量法分析；根据图像得出水火箭飞行的最大高度与起飞前瓶内最大气压的关系；
（4）在探究猜想Ⅱ时，需要控制气压相同，瓶内气体的体积相同，水的质量不同。
【解答】解：（1）瓶内的水向下喷出，水火箭给水一个向下的力，水给水火箭一个向上的力；
（2）火箭上升的高度越高，到落地时所需的时间就越大；
（3）在探究猜想Ⅰ时，根据控制变量法可知，通过改变瓶塞的松紧程度从而改变水火箭起飞前气压的大小；
根据丙图可知，起飞前瓶内最大气压越大；
（4）在探究猜想Ⅱ时，根据控制变量法可知，瓶内气体的体积相同，而实验中改变了水的质量，所以实验结论是不可信的。
故答案为：（1）相互；（2）时间；越高；原因是没有控制气体的体积一定。
【点评】本题考查了影响水火箭飞行高度的因素的实验，利用好控制变量法是解题的关键。
四、综合题（共2小题，共14分）
24．（6分）每年的6月5日是世界环境日，为了创造美好的生活环境，我国逐步推广风力发电取代火力发电，其发电功率与风速的关系如图乙所示。单个风力发电机质量为2000kg，其下方的细圆柱形浮体使风力发电机漂浮于水面。（已知，c水＝4.2×103J/（kg•℃），g取10N/kg）
（1）若用密度为3×103kg/m3的铝合金材料制作风车的桨叶，每片扇叶所用材料的体积为0.07m3，计算甲图中一个风车需用材料的质量是多少kg？
（2）一个漂浮式风力发电机静止在水面上，排开水的体积是多少m3？
（3）若风速为13m/s，计算该风力发电机组工作42min输出的电能最多能使多少kg初温为20℃的水加热至沸腾？（一个标准大气压）
【分析】（1）知道铝合金的密度和每片扇叶的体积，根据密度公式求出一个风车需用材料的质量；
（2）根据物体的浮沉条件可知漂浮式风力发电机静止在水面上受到的浮力，根据阿基米德原理求出排开水的体积；
（3）由图乙可知风速为13m/s时发电机的功率，根据W＝Pt求出该风力发电机组工作42min输出的电能，根据题意可知水吸收的热量，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水的质量。
【解答】解：（1）由ρ＝可知3kg/m3×8×0.07m3＝630kg；
（2）根据物体的浮沉条件可知，一个漂浮式风力发电机静止在水面上受到的浮力：F浮＝G＝mg＝2000kg×10N/kg＝2×104N，
由F浮＝ρ液gV排可知，一个漂浮式风力发电机静止在水面上排＝＝＝7m3；
（3）由图乙可知，风速为13m/s时发电机的功率P＝300W，
该风力发电机组工作42min输出的电能：W＝Pt′＝300×1000W×42×60s＝7.56×108J，
根据题意可知，水吸收的热量：Q吸＝W＝7.56×108J，
一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
由Q吸＝cm（t﹣t3）可知，水的质量：m＝＝。
答：（1）一个风车需用材料的质量是630kg；
（2）一个漂浮式风力发电机静止在水面上，排开水的体积是2m8；
（3）若风速为13m/s，该风力发电机组工作42min输出的电能最多能使2250kg初温为20℃的水加热至沸腾。
【点评】本题考查密度公式、重力公式、物体的浮沉条件、阿基米德原理、功的公式以及吸热公式的应用，是一道力、热、电的综合题，难度较大。
25．（8分）华能石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商业运行，其工作简图如图所示。核燃料在反应堆容器内发生核反应时的产热功率为5×108W，然后将热量传递给冷却气体——氮气，高温高压氦气在“蒸汽发生器”中将热量传递给“二回路”中的水，推动蒸汽轮机工作，再通过交流发电机产生电能。
（1）图中反应堆容器中发生的核反应是指核 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）；若核反应堆工作1h释放的热量由燃烧煤提供，需要完全燃烧煤 6×104 kg。（）
（2）发电机输电功率为2×108W，高温气冷堆核电站的发电效率是多少？
（3）在输送核电站电能时，需要选择合适粗细的高压线；过粗或过细会导致传输效率低下或输电线过热。若高压线的安全电流密度J（通过导体单位横截面积的电流太小）6～4×106A/m2之间，要使高压线所输送的电流大小稳定在750～900A之间。
①通过计算说明应选择表格中哪种规格的高压线？
②核电站从甲地向乙地输电的功率为2×108W，且两地之间的输电线的电阻为5Ω，若以安全输送的最大电流输电
【分析】（1）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变；利用Q＝Pt求得核反应堆工作1小时释放的热量，再利用Q放＝mq求得需要完全燃烧煤的质量；
（2）发电机输电功率为2×108W，结合W＝Pt及η＝求得高温气冷堆核电站的发电效率；
（3）①根据题意可知导线的横截面积最小值、最大值，结合表格数据分析解答；
②利用P热损＝I2R得到以安全输送的最大电流输电时，输电线上的热损失功率，利用P乙＝P甲﹣P热损得到乙地用户端获得的功率。
【解答】解：（1）核能发电是利用核裂变，图中反应堆容器中发生的核反应是指核裂变；
由题知，核燃料在反应堆容器内发生核反应时的产热功率为5×108W，
核反应堆工作7小时释放的热量为Q放＝Pt＝5×108W×3600s＝8.8×1012J；
这些热量由燃烧煤提供，需要完全燃烧煤的质量为m＝＝4kg；
（2）发电机输电功率为2×107W，高温气冷堆核电站的发电效率为η＝×100%＝40%；
（3）①根据题意可知，导线的横截面积最小值为Smin＝＝＝187.5×10﹣4m2＝187.5mm7，
导线的横截面积最大值为Smax＝＝＝300×10﹣7m2＝300mm2，
故选规格Ⅲ的高压线即选横截面积为240mm7的高压输电线。
②以安全输送的最大电流输电，输电线上的热损失功率为P热损＝I2R＝（900A）2×2Ω＝4.05×106W，
乙地用户端获得的功率P乙＝P甲﹣P热损＝4×108W﹣4.05×103W＝1.9595×108W。
故答案为：（1）裂变；8×104；
（2）高温气冷堆核电站的发电效率是40%；
（3）①应选择表格中规格Ⅲ的高压线；
②输电线上的热损失功率为4.05×108W，乙地用户端获得的功率为1.9595×108W。
【点评】此题考查了核能、热量的计算、能量的利用效率的计算公式的应用，综合性较高。
声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/7/8 16:28:58；用户：李佳琳；邮箱：19523779563；学号：55883986规格
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
高压线横截面积/mm2
150
185
240
300
规格
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
高压线横截面积/mm2
150
185
240
300