12,广东省深圳市福田区2023-2024学年九年级下学期期中物理试卷(一模)
展开1.(2分)某型火箭采用液氢燃料。下列说法正确的是( )
A.液氢燃料是一次能源
B.使用液氢作燃料,因为热值小
C.火箭与空气摩擦温度升高,是通过热传递改变内能
D.卫星在太空中利用电磁波传递信息
2.(2分)深圳快递机器人投送货物时,用户通过人脸识别、语音识别等方式唤醒和操控机器人。下列说法正确的是( )
A.语音识别利用了人发出声音的响度不同
B.在送货过程中,货物相对于小车是静止的
C.机器人行走避障时发射的是次声波
D.人脸识别的摄像头成正立缩小的实像
3.(2分)荔枝是岭南特产,下列说法正确的是( )
A.宋代常用蜡封住荔枝来减慢水分的液化试卷源自 试卷上新,欢迎访问。B.荔枝飘香是由分子的无规则运动造成的
C.将荔枝放入冰袋中保鲜,利用了冰熔化放热
D.将装荔枝的塑料袋浸入水中保鲜,利用了水的比热容小
4.(2分)如图甲为家庭电路示意图,下列说法正确的是( )
A.a线是零线
B.洗衣机与灯泡L是串联的
C.图乙插头的A脚应比其他两脚略长
D.不充电时,手机充电器可以长时间插在通电的插座上
5.(2分)某新能源汽车在制动时,车轮带动线圈转动,产生感应电流( )
A.B.
C.D.
6.(2分)如图所示,R1和R2是用镍铬合金丝制成的两个定值电阻,R1的合金丝长且细。下列说法正确的是( )
A.电阻R1<R2B.电压U1<U2
C.电流I1<I2D.电功率P1>P2
7.(2分)小奇在探究阿基米德原理时,图甲测出钩码的重力,再将钩码缓慢浸入装满水的溢水杯中,当钩码静止时,弹簧测力计示数如图乙( )(g=10N/kg)
A.钩码所受的浮力为1.8N
B.小桶中的水对桶底的压强为1×105Pa
C.钩码缓慢浸入水中的过程中,电子秤的示数保持不变
D.若将钩码浸没在盐水中,钩码上下表面所受的液体压力差与其浸没在水中时相等
四、作图题(本大题共2小题,共4分)
8.(2分)用橡皮擦沿图示方向擦字迹时,画出橡皮擦所受的重力G和摩擦力f的示意图。(O点为重心)
9.(2分)电吹风模拟电路如图所示,用笔画线代替导线将电路补充完整,要求:S1闭合吹冷风,S1、S2同时闭合吹热风,单独闭合S2既无风也不发热,连线时导线不能交叉。
五、填空题(本大题共3小题,每空1分,共8分)
10.(2分)航天员将一包2.4kg的A4纸带到太空,其质量 (选填“变大”“变小”或“不变”),这包纸的尺寸为30cm×20cm×5cm,其密度为 g/cm3。
11.(3分)如图甲,用塔吊来搬运建筑材料,图乙为局部放大图,沿竖直方向匀速提升5s,绳子自由端的拉力F为1000N,则此过程中建筑材料提升的高度为 m,塔吊提升建筑材料做的有用功是 J,塔吊的机械效率为 。
12.(3分)某电热水器铭牌如图甲所示,其单独工作36min时,电能表示数由图乙变化为图丙 度。若按铭牌参数计算,该过程消耗的电能应为 度,电热水器实际消耗的电能比按铭牌参数计算消耗的电能少,其原因可能是 (写出一种原因即可)。
六、实验探究题(本大题共3小题,每空1分,共16分)
13.(4分)小航进行光学实验探究:
(1)如图甲,小航探究光的反射规律,需要的测量工具是 ,当绕O点逆时针转动激光笔时,反射角会 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)如图乙,小航把平面镜换成玻璃板,从而探究平面镜成像的特点。他用笔在白纸上标记出了abcde五个点,记为物距,bcde点的位置见图丁 cm。
(3)小航在探究像和物的大小关系时,为了使实验探究更具有科学性,你认为选择下列哪种做法更合理 。
A.选取表中两支①号蜡烛分别放在玻璃板前后进行实验
B.选取表中一支①号蜡烛放在玻璃板前,另选①②③号蜡烛先后放在玻璃板后进行实验
14.(5分)实验小组“探究阻力对物体运动的影响”实验:
(1)为使小车到达水平面的初速度相等,除了控制小车在斜面的同一高度静止释放外 (选填“需要”或“不需要”)分别铺设毛巾、棉布。小车在水平表面上运动的过程中,每隔相同时间段内移动的距离,图中最符合的是 。
(2)小车在毛巾表面移动的距离最近,在木板表面移动的距离最远,当接触面绝对光滑且足够长时,小车将一直运动下去 。
(3)当同一辆小车分别在这三个水平面上运动时,机械能越来越 ,最终克服摩擦力做的功 (选填“相等”或“不相等”)。
15.(7分)小项完成“探究电流与电压的关系”实验:
(1)小项连接完电路后就直接闭合开关,请指出甲电路中不妥之处 。
(2)正确操作后,闭合开关,发现电流表有示数,此时电路故障可能是 。
(3)小项将多次实验测得的数据记录在表格中并绘制I﹣U图像,如图丙,发现图线不过原点 。
(4)改正问题后继续实验,发现I﹣U图线过原点, 。
(5)小项又想完成“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验,将定值电阻替换为额定电压为3.8V小灯泡,电源电压恒为6V,为了顺利完成实验,他接下来的操作是 ,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为 V。此时电流表的示数如图乙,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。
七、计算题(本大题共2小题,32题7分,33题9分,共16分)
16.(7分)五一期间,小魏办理行李托运时,显示行李箱质量为12kg2,当他拉行李箱时,行李箱和水平地面的夹角保持60°,拉力的作用点在拉杆末端,如图所示。到家后,他用了45s把行李箱从一楼提到三楼(g=10N/kg)求:
(1)行李箱竖直静止放置在水平地面时,对地面的压强;
(2)提行李箱上楼时,克服行李箱重力做功的功率;
(3)用图示方式拉行李箱时,竖直方向拉力的大小。
17.(9分)电梯超载时,报警器(电阻忽略不计)通过的电流超过20mA时就会自动报警,R1=300Ω,R2为力敏电阻,其阻值随压力F大小的变化如图乙所示。求:
(1)电梯正常工作时,力敏电阻的最大承受压力;
(2)电梯升级改造后承载能力增大,力敏电阻的安全承受压力提高到1×104N,当电梯正常工作时,需要调整电源电压U为多少?改造后整个电路的最大电功率为多少?
八、综合能力题(本大题共2小题,每空1分,共12分)
18.(4分)小来同学探究食盐在水中溶解度和温度的关系实验。为此,他所在实验小组开展了项目式学习。
【驱动问题】水中加入其他物质,沸点将怎样变化?
【项目研究】实验装置如下图,3个烧杯盛放质量和初温相同的水,在3个烧杯中分别再添加等质量的水、酒精和食盐
(1)水沸腾前,升温特征是 (选填“均匀升高”、“先快后慢”或“先慢后快”)。
【分析解释】
(2)由表可知,水中加入其他物质,溶液的沸点 (选填“发生”或“不发生”)变化。
(3)实验观察到,100s时盐水开始沸腾,继续加热,200s时有晶体析出,之后沸点保持不变 。
(4)受本实验启发,水中加入物质溶解后,除沸点会发生变化外 (填物理属性)也将会发生变化。
19.(8分)阅读材料,回答问题。
深圳“空中的士”
2024年2月,被称为“空中的士”的eVTOL航空器从深圳到珠海仅仅用时20min,标志着全球跨海电动航空器的首次飞行成功。
某型eVTOL飞行器的相关参数如表。相对于传统的民航飞机,eVTOL飞行器可以实现垂直起降,其典型任务包括起飞、巡航、悬停、降落。
eVTOL飞行器以锂离子电池组为能源,锂离子电池充放电原理如图甲。功率密度是指电池组输出的功率与整个电池组质量的比值,一般使用最大功率密度(W/kg)
(1)在水平匀速巡航阶段,空气对eVTOL飞行器的作用力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)飞行器的重力。民航飞机在该阶段获得升力的原理是 (选填“流体压强与流速的关系”或“相互作用力”)。
(2)单块锂离子电池充满电储存的电能为 kW•h。在锂离子电池放电工作时,将 能转化为电能, (选填“Li1﹣xCO2”或“LixC6”)是负极材料。
(3)电池组电压和电流在不同飞行时间下的具体数值如图所示,飞机在起飞后第480秒到510秒都处于悬停阶段,悬停时输出功率近似不变。飞行器悬停阶段 (选填“增大”或“减小”),悬停阶段功率密度为 W/kg。
(4)飞行器垂直起飞用时84s,此阶段平均功率密度是悬停阶段功率密度的1.2倍。请问该飞行器垂起阶段消耗的电能,能使 个这样的电热水壶(如图丁)把水烧开,已知电热水壶均装满初温是20℃的水,[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
2023-2024学年广东省深圳市福田区九年级(下)期中物理试卷(一模)
参考答案与试题解析
三、单选题(本大题共7小题,每小题2分,共14分。在每小题的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2分)某型火箭采用液氢燃料。下列说法正确的是( )
A.液氢燃料是一次能源
B.使用液氢作燃料,因为热值小
C.火箭与空气摩擦温度升高,是通过热传递改变内能
D.卫星在太空中利用电磁波传递信息
【答案】D
【解答】解:A、液氢燃料不能够从自然界直接获取,属于二次能源;
B、液氢热值大,故B错误;
C、火箭克服空气摩擦做功,导致火箭内能增大,这是通过做功改变内能;
D、卫星在太空中利用电磁波传递信息。
故选:D。
2.(2分)深圳快递机器人投送货物时,用户通过人脸识别、语音识别等方式唤醒和操控机器人。下列说法正确的是( )
A.语音识别利用了人发出声音的响度不同
B.在送货过程中,货物相对于小车是静止的
C.机器人行走避障时发射的是次声波
D.人脸识别的摄像头成正立缩小的实像
【答案】B
【解答】解:
A、语音识别利用了人发出声音的音色不同,故A错误;
B、在送货过程中,是静止的;
C、机器人行走避障时发射的是超声波;
D、摄像头是一个凸透镜,成倒立,故D错误。
故选:B。
3.(2分)荔枝是岭南特产,下列说法正确的是( )
A.宋代常用蜡封住荔枝来减慢水分的液化
B.荔枝飘香是由分子的无规则运动造成的
C.将荔枝放入冰袋中保鲜,利用了冰熔化放热
D.将装荔枝的塑料袋浸入水中保鲜,利用了水的比热容小
【答案】B
【解答】解:
A、宋代常用蜡封住荔枝来减慢水分的蒸发,故A错误;
B、荔枝飘香,属于扩散现象;
C、将荔枝放入冰袋中保鲜,降低温度;
D、将装荔枝的塑料袋浸入水中保鲜,和其它质量相同的物质相比,水的温度降低的少。
故选:B。
4.(2分)如图甲为家庭电路示意图,下列说法正确的是( )
A.a线是零线
B.洗衣机与灯泡L是串联的
C.图乙插头的A脚应比其他两脚略长
D.不充电时,手机充电器可以长时间插在通电的插座上
【答案】C
【解答】解:A、与开关S直接相连的导线是火线,故A错误;
B、家庭电路中,所以灯泡L与洗衣机是并联的;
C、图乙插头的A脚标有“E”字的插脚为接地线,故C正确;
D、手机充电器不使用时应及时拔下,否则浪费电且易发生危险。
故选:C。
5.(2分)某新能源汽车在制动时,车轮带动线圈转动,产生感应电流( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解答】解:新能源汽车在制动时,车轮带动线圈转动,实现能量回收,该过程是将机械能转化为电能;
A、图中电路中没有电源,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,这是电磁感应现象;
B、该实验是奥斯特实验,故B错误;
C、如图是一个电磁铁,是电流的磁效应;
D、图中有电源,是电动机原理,故D错误。
故选:A。
6.(2分)如图所示,R1和R2是用镍铬合金丝制成的两个定值电阻,R1的合金丝长且细。下列说法正确的是( )
A.电阻R1<R2B.电压U1<U2
C.电流I1<I2D.电功率P1>P2
【答案】C
【解答】解:A、根据导体电阻的影响因素可知1、R2,由于R2的电阻丝更细更长,所以R1的阻值比R2的阻值更大,故A错误;
B、由图可知R7、R2并联在电路中闭合开关,根据并联电路的电压特点可知,R1、R2两端的电压相等,故B错误;
C、由于R1的阻值大于R2的阻值,根据欧姆定律可知7的电流小于通过R2的电流,故C正确;
D、根据P=UI=,R2的电功率小于R2的电功率,故D错误。
故选:C。
7.(2分)小奇在探究阿基米德原理时,图甲测出钩码的重力,再将钩码缓慢浸入装满水的溢水杯中,当钩码静止时,弹簧测力计示数如图乙( )(g=10N/kg)
A.钩码所受的浮力为1.8N
B.小桶中的水对桶底的压强为1×105Pa
C.钩码缓慢浸入水中的过程中,电子秤的示数保持不变
D.若将钩码浸没在盐水中,钩码上下表面所受的液体压力差与其浸没在水中时相等
【答案】C
【解答】解:A、根据甲图知,浸没水中时的拉力F=1.8N,
受到的浮力F浮=G﹣F=3N﹣1.8N=8.2N;故A错误;
B、小桶中溢出水的深度为h=10cm=0.8m;
小桶中的水对桶底的压强为p=ρgh=1×103kg/m6×10N/kg×0.1m=1000Pa;故B错误;
C、根据阿基米德原理知,因而物体对水杯的压力等于溢出水的重力,故示数不变;
D、若将钩码浸没在盐水中,浮力变大,钩码上下表面所受的液体压力差就是浮力,故D错误。
故选:C。
四、作图题(本大题共2小题,共4分)
8.(2分)用橡皮擦沿图示方向擦字迹时,画出橡皮擦所受的重力G和摩擦力f的示意图。(O点为重心)
【答案】
【解答】解:从重心O竖直向下画线段表示重力,标出G,如图所示:
9.(2分)电吹风模拟电路如图所示,用笔画线代替导线将电路补充完整,要求:S1闭合吹冷风,S1、S2同时闭合吹热风,单独闭合S2既无风也不发热,连线时导线不能交叉。
【答案】
【解答】解:S1闭合时吹冷风,S1、S2闭合时吹热风,由此可知电热丝与电动机并联;S1闭合吹冷风,S1、S5同时闭合吹热风,单独闭合S2既无风也不发热,由此可知S1为干路开关,控制整个电路,S4只与电热丝串联,电路连接如下下图所示:
。
五、填空题(本大题共3小题,每空1分,共8分)
10.(2分)航天员将一包2.4kg的A4纸带到太空,其质量 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”),这包纸的尺寸为30cm×20cm×5cm,其密度为 0.8 g/cm3。
【答案】不变;0.8。
【解答】解:质量是物体的属性,物体的质量不会受到物体的形状、温度,所以航天员将一包2.4kg的A2纸带到太空;
这包纸的体积为:V=30cm×20cm×5cm=3000cm3,其密度为=3.8g/cm3。
故答案为:不变;8.8。
11.(3分)如图甲,用塔吊来搬运建筑材料,图乙为局部放大图,沿竖直方向匀速提升5s,绳子自由端的拉力F为1000N,则此过程中建筑材料提升的高度为 4 m,塔吊提升建筑材料做的有用功是 8400 J,塔吊的机械效率为 70% 。
【答案】4;8400;70%。
【解答】解:(1)由v=得重物被提升的高度为:
h=vt=0.8m/s×6s=4m;
(2)塔吊提升建筑材料做的有用功为:
W有用=Gh=2100N×4m=8400J;
(3)由图可知n=7,绳子自由端移动的距离:s=nh=3×4m=12m,
拉力做的总功:W总=Fs=1000N×12m=12000J,
滑轮组的机械效率为:η=×100%=。
故答案为:6;8400。
12.(3分)某电热水器铭牌如图甲所示,其单独工作36min时,电能表示数由图乙变化为图丙 1.1 度。若按铭牌参数计算,该过程消耗的电能应为 1.2 度,电热水器实际消耗的电能比按铭牌参数计算消耗的电能少,其原因可能是 电热水器两端的实际电压低于额定电压,实际功率小于额定功率 (写出一种原因即可)。
【答案】1.1;1.2;电热水器两端的实际电压低于额定电压,实际功率小于额定功率
【解答】解:电能表的最后一位数是小数,单位是kW•h,前、5547.8kW•h
这段时间内消耗的电能为:W=5547.8kW•h﹣5546.7kW•h=1.1kW•h=7.1度;
若电热水器正常工作,电功率P=P额=2000W=2kW,
在t=36min=6.6h内消耗的电能:
W′=Pt=2kW×3.6h=1.2kW•h=1.2度;
电热水器实际消耗的电能比按铭牌参数计算消耗的电能少,可能原因:电热水器两端的实际电压低于额定电压。
故答案为:5.1;1.6,实际功率小于额定功率。
六、实验探究题(本大题共3小题,每空1分,共16分)
13.(4分)小航进行光学实验探究:
(1)如图甲,小航探究光的反射规律,需要的测量工具是 量角器 ,当绕O点逆时针转动激光笔时,反射角会 变小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)如图乙,小航把平面镜换成玻璃板,从而探究平面镜成像的特点。他用笔在白纸上标记出了abcde五个点,记为物距,bcde点的位置见图丁 4.40 cm。
(3)小航在探究像和物的大小关系时,为了使实验探究更具有科学性,你认为选择下列哪种做法更合理 B 。
A.选取表中两支①号蜡烛分别放在玻璃板前后进行实验
B.选取表中一支①号蜡烛放在玻璃板前,另选①②③号蜡烛先后放在玻璃板后进行实验
【答案】(1)量角器;变小;(2)4.40;(3)B。
【解答】解:(1)探究光的反射规律,需测量入射角和反射角的大小;
由图甲可知,当绕O点逆时针转动激光笔时,反射角等于入射角;
(2)由图丙可知,玻璃前后两个面对应b,若ab的长度记为物距,由图可知,故像距bd为4.40cm;
(3)探究像和物的大小关系时,选取图丁中一支①号蜡烛放在玻璃板前,可以使得结论可信度更高,故选B。
故答案为:(1)量角器;变小;(3)B。
14.(5分)实验小组“探究阻力对物体运动的影响”实验:
(1)为使小车到达水平面的初速度相等,除了控制小车在斜面的同一高度静止释放外 不需要 (选填“需要”或“不需要”)分别铺设毛巾、棉布。小车在水平表面上运动的过程中,每隔相同时间段内移动的距离,图中最符合的是 B 。
(2)小车在毛巾表面移动的距离最近,在木板表面移动的距离最远,当接触面绝对光滑且足够长时,小车将一直运动下去 惯性 。
(3)当同一辆小车分别在这三个水平面上运动时,机械能越来越 小 ,最终克服摩擦力做的功 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)不需要;B;(2)惯性;(3)小;相等。
【解答】解:(1)为使小车到达水平面的初速度相等,除了控制小车在斜面的同一高度静止释放外、棉布、棉布,受到阻力的作用,故选B;
(2)小车在毛巾表面移动的距离最近,在木板表面移动的距离最远,当接触面绝对光滑且足够长时,原因是小车具有惯性;
(3)当同一辆小车分别在这三个水平面上运动时,受到阻力的作用,动能全部转为内能,所以。
故答案为:(1)不需要;B;(2)惯性;相等。
15.(7分)小项完成“探究电流与电压的关系”实验:
(1)小项连接完电路后就直接闭合开关,请指出甲电路中不妥之处 闭合开关前,滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处 。
(2)正确操作后,闭合开关,发现电流表有示数,此时电路故障可能是 定值电阻短路 。
(3)小项将多次实验测得的数据记录在表格中并绘制I﹣U图像,如图丙,发现图线不过原点 电流表未调零 。
(4)改正问题后继续实验,发现I﹣U图线过原点, 通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比 。
(5)小项又想完成“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验,将定值电阻替换为额定电压为3.8V小灯泡,电源电压恒为6V,为了顺利完成实验,他接下来的操作是 将电压表并联在滑动变阻器两端 ,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为 2.2 V。此时电流表的示数如图乙,则小灯泡正常发光时的电阻为 12.7 Ω(保留一位小数)。
【答案】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处;(2)定值电阻短路;(3)电流表未调零;(4)通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比;(5)2.2;12.7
【解答】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,故小项在上述操作中存在的不妥之处是:闭合开关前;
(2)连接完电路,把滑片移到滑动变阻器的阻值最大端,电流表有示数,发现电压表几乎无示数;
(3)根据图丙分析可知,当电阻两端电压为0时,据此可知图线不过原点的可能原因是电流表未调零;
(4)改正问题后继续实验,发现I﹣U图线过原点的一条直线,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比;
(5)根据串联电路的规律,当滑动变阻器的电压为:U滑=6V﹣8.8V=2.2V时,灯正常发光,移动变阻器的滑片,记下电流表的示数;
闭合开关,电流表示数如图乙所示,分度值0.02A;
由表中数据可知,小灯泡正常发光时的电阻为:
R=≈12.7Ω。
故答案为:(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处;(3)电流表未调零;(5)2.2。
七、计算题(本大题共2小题,32题7分,33题9分,共16分)
16.(7分)五一期间,小魏办理行李托运时,显示行李箱质量为12kg2,当他拉行李箱时,行李箱和水平地面的夹角保持60°,拉力的作用点在拉杆末端,如图所示。到家后,他用了45s把行李箱从一楼提到三楼(g=10N/kg)求:
(1)行李箱竖直静止放置在水平地面时,对地面的压强;
(2)提行李箱上楼时,克服行李箱重力做功的功率;
(3)用图示方式拉行李箱时,竖直方向拉力的大小。
【答案】(1)行李箱竖直静止放置在水平地面时,对地面的压强为1×105Pa;
(2)提行李箱上楼时,克服行李箱重力做功的功率为16W;
(3)竖直方向拉力的大小为30N。
【解答】解:(1)物体放在水平面,对地面的压力大小等于自身重力,
p===1×103Pa;
(2)提行李箱上楼时,克服行李箱重力做功的功率P==;
(3)行李箱和水平地面的夹角保持60°,则动力的力臂L1===50cm;
根据杠杆平衡条件可得:F×L1=G×OA,F==。
答:(1)行李箱竖直静止放置在水平地面时,对地面的压强为1×105Pa;
(2)提行李箱上楼时,克服行李箱重力做功的功率为16W;
(3)竖直方向拉力的大小为30N。
17.(9分)电梯超载时,报警器(电阻忽略不计)通过的电流超过20mA时就会自动报警,R1=300Ω,R2为力敏电阻,其阻值随压力F大小的变化如图乙所示。求:
(1)电梯正常工作时,力敏电阻的最大承受压力;
(2)电梯升级改造后承载能力增大,力敏电阻的安全承受压力提高到1×104N,当电梯正常工作时,需要调整电源电压U为多少?改造后整个电路的最大电功率为多少?
【答案】(1)电梯正常工作时,力敏电阻的最大承受压力为8×103N;
(2)改造后当电梯正常工作时,需要调整电源电压为10V,改造后整个电路的最大电功率为0.2W。
【解答】解:(1)电梯正常工作时,控制电路中的电流为20mA;
力敏电阻R2和R8串联,所以有:R2=R﹣R1=600Ω﹣300Ω=300Ω;
根据题图乙可知:力敏电阻的最大承受压力7×103N。
(2)电梯升级改造后承载能力增大,力敏电阻的安全承受压力提高到1×106N,此时力敏电阻对应的电阻为200Ω,此时电源电压为:U'=IR'=0.02A×(200Ω+300Ω)=10V。
改造后整个电路的最大电功率为:P=U'I=10V×0.02A=2.2W。
答:(1)电梯正常工作时,力敏电阻的最大承受压力为8×106N;
(2)改造后当电梯正常工作时,需要调整电源电压为10V。
八、综合能力题(本大题共2小题,每空1分,共12分)
18.(4分)小来同学探究食盐在水中溶解度和温度的关系实验。为此,他所在实验小组开展了项目式学习。
【驱动问题】水中加入其他物质,沸点将怎样变化?
【项目研究】实验装置如下图,3个烧杯盛放质量和初温相同的水,在3个烧杯中分别再添加等质量的水、酒精和食盐
(1)水沸腾前,升温特征是 先快后慢 (选填“均匀升高”、“先快后慢”或“先慢后快”)。
【分析解释】
(2)由表可知,水中加入其他物质,溶液的沸点 发生 (选填“发生”或“不发生”)变化。
(3)实验观察到,100s时盐水开始沸腾,继续加热,200s时有晶体析出,之后沸点保持不变 开始时盐水的浓度增大,沸点升高,有晶体析出时是饱和溶液,浓度不变,沸点不变 。
(4)受本实验启发,水中加入物质溶解后,除沸点会发生变化外 密度 (填物理属性)也将会发生变化。
【答案】(1)先快后慢;(2)发生;(3)开始时盐水的浓度增大,沸点升高,有晶体析出时是饱和溶液,浓度不变,沸点不变;(4)密度。
【解答】解:(1)由表格可知,80s之前,温度变化较大,每20s温度变化约0.2℃,故温度变化是先快后慢;
(2)由表格可知,水的沸点为97.2℃;水中加酒精后沸点为96.7℃,溶液的沸点发生变化;
(3)盐水沸点缓慢升高的原因是:向水中加盐后,氯化钠(食盐)分子分解成钠离子和氯离子,就需要在脱离其他水分子吸引的同时摆脱钠离子和氯离子的束缚,所以盐水的沸点比水高;
(4)水中加入物质溶解后,除沸点会发生变化外。
故答案为:(1)先快后慢;(2)发生,沸点升高,浓度不变;(4)密度。
19.(8分)阅读材料,回答问题。
深圳“空中的士”
2024年2月,被称为“空中的士”的eVTOL航空器从深圳到珠海仅仅用时20min,标志着全球跨海电动航空器的首次飞行成功。
某型eVTOL飞行器的相关参数如表。相对于传统的民航飞机,eVTOL飞行器可以实现垂直起降,其典型任务包括起飞、巡航、悬停、降落。
eVTOL飞行器以锂离子电池组为能源,锂离子电池充放电原理如图甲。功率密度是指电池组输出的功率与整个电池组质量的比值,一般使用最大功率密度(W/kg)
(1)在水平匀速巡航阶段,空气对eVTOL飞行器的作用力 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)飞行器的重力。民航飞机在该阶段获得升力的原理是 流体压强与流速的关系 (选填“流体压强与流速的关系”或“相互作用力”)。
(2)单块锂离子电池充满电储存的电能为 1.08×10﹣2 kW•h。在锂离子电池放电工作时,将 化学 能转化为电能, LixC6 (选填“Li1﹣xCO2”或“LixC6”)是负极材料。
(3)电池组电压和电流在不同飞行时间下的具体数值如图所示,飞机在起飞后第480秒到510秒都处于悬停阶段,悬停时输出功率近似不变。飞行器悬停阶段 变小 (选填“增大”或“减小”),悬停阶段功率密度为 615 W/kg。
(4)飞行器垂直起飞用时84s,此阶段平均功率密度是悬停阶段功率密度的1.2倍。请问该飞行器垂起阶段消耗的电能,能使 147 个这样的电热水壶(如图丁)把水烧开,已知电热水壶均装满初温是20℃的水,[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
【答案】(1)等于;流体压强与流速的关系;(2)1.08×10﹣2;化学;LixC6;(3)变小;615;(4)147。
【解答】解:(1)在水平匀速巡航阶段,飞行器受力平衡;
民航飞机在水平匀速巡航时,机翼上表面空气流速大压强小,飞机受到向上的升力;
(2)由甲图可知,单块锂离子电池充满电储存的电能为:W=UIt=3V×3.3Ah=10.8Wh=1.08×10﹣8kW•h;
锂离子电池放电工作时,电池内部储存的化学能转化为电能,放电时电池内部锂离子流动方向为自右向左,则右侧的LixC6是负极材料;
(3)由图可知,第480秒到510秒,电压变小可知;
因为悬停时输出功率近似不变,则电池组输出的功率为:
P=UI=615V×2000A=1230000W,
电池质量为:m=0.04kg×50000=2000kg,
则悬停阶段功率密度为:=615W/kg;
(4)此阶段平均功率密度是悬停阶段功率密度的2.2倍,由于电池质量不变,则该飞行器垂起阶段的功率为:P'=1.5P=1.2×1230000W=1476000W;
该飞行器垂起阶段消耗的电能为:W=P't=1476000W×84s=123984000J,
水吸收的热量为:Q吸=Wη=123984000J×80%=99187200J,
可以烧开水的质量为:m===295.2kg,
因为每个水壶盛水7kg,则能使。
故答案为:(1)等于;流体压强与流速的关系﹣2;化学;LixC6;(3)变小;615。蜡烛
横截面积/cm2
高度/cm
①
1.5
8
②
1.5
9
③
1.5
10
实验序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.12
0.22
0.32
0.42
0.52
时间/s
物体
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
22
240
水/℃
89.8
93.0
95.6
96.9
97.2
97.4
97.5
97.5
97.5
97.5
97.5
97.5
97.5
盐水溶液/℃
89.6
93.3
95.7
97.9
99.1
99.6
99.7
99.8
99.9
100.
100.1
100.1
100.1
酒精溶液/℃
89.5
92.1
94.4
95.6
959
96.
96.1
96.2
96.3
96.4
96.5
96.6
96.7
飞行相关参数
部件名称
参数
数值
基数参数
飞机质量/kg
2300
机翼面积/m2
13.3
翼展/m
12
电池组
单块电池容量/Ah
3.6
单块电池恒压/V
3
单块电池质量/kg
0.04
电池总数目
50000
电机
电机电阻/Ω
0.03
蜡烛
横截面积/cm2
高度/cm
①
1.5
8
②
1.5
9
③
1.5
10
实验序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.12
0.22
0.32
0.42
0.52
时间/s
物体
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
22
240
水/℃
89.8
93.0
95.6
96.9
97.2
97.4
97.5
97.5
97.5
97.5
97.5
97.5
97.5
盐水溶液/℃
89.6
93.3
95.7
97.9
99.1
99.6
99.7
99.8
99.9
100.
100.1
100.1
100.1
酒精溶液/℃
89.5
92.1
94.4
95.6
959
96.
96.1
96.2
96.3
96.4
96.5
96.6
96.7
飞行相关参数
部件名称
参数
数值
基数参数
飞机质量/kg
2300
机翼面积/m2
13.3
翼展/m
12
电池组
单块电池容量/Ah
3.6
单块电池恒压/V
3
单块电池质量/kg
0.04
电池总数目
50000
电机
电机电阻/Ω
0.03
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