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初中物理二轮复习专题14填空综合题含解析答案
展开一、填空题
1.2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射成功。
(1)长征五号遥八运载火箭的燃料为煤油、液态氢和液态氧,发射前加注燃料时,应在 (填“低温”或“高温”)环境中进行。为防止燃料汽化导致燃料贮箱内气压过高,应先加注 (填“煤油”“液态氢”或“液态氧”)。氢在 (填“液”或“气”)态时氢分子无规则运动更剧烈;
(2)火箭加速升空时,嫦娥六号探测器的机械能的增加量 (填“大于”或“小于”)其动能的增加量。探测器在月球上 (填“具有”或“没有”)惯性。已知氢的热值为,则质量为1t的氢完全燃烧放出的热量为 J。
2.体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素,经综合分析得出人的体脂率。
(1)人运动时,存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的 (选填“内能”或“化学能”),导致人体温度升高。肌肉密度比脂肪密度大,肌肉比脂肪更容易导电。若人的体脂率下降,体重不变,则人体的密度 (选填“增大”或“减小”),人体的电阻 (选填“增大”或“减小”)。
(2)若小强的父亲在医院测体脂率时,加在两手之间的电压为5V,通过的电流为2.5mA,则小强的父亲两手之间的电阻为 Ω。小强的父亲两手之间的电阻 (选填“可能”或“不可能”)大于两脚之间的电阻。小强的父亲经锻炼后质量从80kg降为78kg,体脂率从25%降为20%,若肌肉的密度为,则小强的父亲增加的肌肉的体积为 (结果保留整数)。
3.“三峡引领号”——全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组及基础平台,是引领我国海上风电行业走向深海的重大成果。
(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)“三峡引领号”与北斗系统建立关联,利用 (填“超声波”或“电磁波”)向工作人员传递平台运动的动态信息。当海上风速变大时,应 (填“增加”或“减少”)平台内水仓中水的质量,使平台下沉一些,保持平台稳定。给“三峡引领号”风力发电机安装消声器,通过防止噪声 来降低噪声;
(3)当风速为v时,风力发电机的发电功率为1200kW,风力发电机叶片转动一圈的发电量为2.5kW·h,则风力发电机叶片的转速为每分钟转动 圈;若风力发电机叶片的转速与风速成正比,风力发电机的发电功率与风速的三次方成正比,则当风速为2v时,风力发电机叶片转动一圈的发电量为 kW·h。
4.我国攻击11无人机是世界上最先列装的飞翼布局隐身无人机,该无人机的列装极大地丰富了中国空军的作战方式。
(1)攻击11无人机能够隐身是因为雷达站发出的电磁波传到机身时,无人机隐身涂层能够吸收一部分电磁波,同时机身的隐身外形使 (填“反射”或“折射”)的电磁波尽量不返回雷达站。该无人机的发动机为喷气发动机,其工作时产生的噪声主要是由发动机等物体的 产生的,发动机在单位时间内的进气量越大,产生的噪声越 (填“大”或“小”)。
(2)攻击11无人机在水平跑道上加速滑行的过程中,该无人机 (填“具有”或“没有”)惯性,其机械能 (填“增大”“减小”或“不变”),空气对无人机上、下表面的压力差 (填“增大”“减小”或“不变”)。
5.我国自主研发建造的“深海一号”超深水大气田成为世界首个具备远程遥控生产能力的超深水半潜式生产储油平台。
(1)“深海一号”利用 (填“电磁波”或“超声波”)实现远程遥控,从水下1500m深的海底开采出来的能源属于 (“一”或“二”)次能源。“深海一号”深水半潜式生产储油平台通过四组锚固系统固定在大海上(平台与海底的巨型铅球通过锚链栓接),已知锚链的密度大于海水的密度,则锚链对平台的拉力大小 (填“大于”“小于”或“等于”)锚链对巨型铅球的拉力大小。
(2)水下1500m深的海底输送油气的管道承受的海水压强约为 (填“15”“150”或“1500”)个标准大气压。若“深海一号”一期工程年产天然气,天然气的热值为,也可以表示为 ,则这些天然气完全燃烧可以放出的热量 J,天然气的密度为 。
6.张北柔性直流电网工程不仅满足了北京冬奥会100%的清洁电力需求,还点亮了京城的万家灯火。
(1)该工程全部利用张家口地区的大规模风能、太阳能等 (填“可再生”或“不可再生”)能源发电,保障了北京冬奥会场馆100%的绿色电力供应。电能输送到北京后,通过换流站为运动员居住的房间和北京部分家庭提供 (填“直流”或“交流”)电。该工程为了保障供电的“柔性”,在承德丰宁修建了世界上最大的抽水蓄能电站,电力富余时,通过 (填“发电机”或“电动机”)将水抽到高处,电力短缺时,利用水力发电保障电网的稳定性;
(2)北京冬奥会人工造雪所需的电能全部由该工程提供。北京首钢大跳台赛道的人工雪为密度较大的冰状雪,这有利于 ( 填“增大”或“减小”)运动员与赛道间的摩擦力。小红在研究比赛过程中大气对运动员身体压强情况时,通过查阅资料得到气体的压强p与流速v的关系式为(其中C为常量,ρ为空气密度)。由关系式可知,空气流速越大的位置,压强 (填“越大”或“越小”),在北京首钢大跳台场馆内,常量C约为 (填“103”“105或“107”)Pa。
7.大型运输机运-20 对我国建设战略空军具有重要意义。
(1)运-20 的巨大轰鸣声能将小鸟震晕,说明声音可以传递 (填“信息”或“能量”)。运-20设计师通过改进发动机的结构,以实现从 (填“声源”或“人耳”)处减弱噪声。飞行员通过 (填“无线电波”或“超声波”)与机场的塔台进行联系;
(2)一架运-20在一次执行任务的过程中,飞行距离为4000km,消耗航空煤油的质量为50t,若飞机飞行时受到的平均阻力的大小为2.5×105N,该过程中飞机发动机的推力做的功为 J,发动机的效率为 %(航空煤油的热值为4×107J/kg)。若运-20换装效率为60%的新发动机后,一架运-20每飞行100km,可节约航空煤油约为 t(保留1位小数)。
8.中国空间站的建造和运营对人类太空研究具有重大意义。
(1)空间站在太空中 (填“有”或“没有”)惯性,以空间站为参照物,考场中的小明是 (填“运动”或“静止”)的,翟志刚在空间站出舱作业时,他看到的星星 (填“会”或“不会”)一闪一闪的“眨眼睛”;
(2)由于太空接近于真空,所以在太空中水的沸点很 ( 填“高”或“低”),若在空间站的夜间(太阳光照不到空间站的时间),将水排入太空,水会瞬间 (填物态变化名称)然后又立即凝华成冰晶,整个过程中,排入太空中的水 (填“放出”或“吸收”)的热量较多;
(3)已知空间站绕地球转一圈的路程为4.25×104km,运行时间为92min,空间站运动的速度大小约为 km/s(保留1位小数),若从某时刻开始计时,王亚平在24h内经历了15次日出,则开始计时的时刻是空间站的 (填“白天”或“夜间”)。
9.我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。
(1)核能属于 次能源。核电站利用核反应堆中铀核 (填“裂变”或“聚变”)时产生的内能,通过 (填“汽轮机”或“内燃机”)做功,带动发电机发电。
(2)用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温,其原因是水的比热容较 。 已知水的比热容为4.2×103J/(kg. °C),则1 kg水温度升高1°C吸收的热量为 J。 核电站发生事故的概率与核反应堆的堆数以及运行时间有关,若“华龙一号”核反应堆106堆·年发生一次堆芯熔毁事故,则2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为 填(“百”“千”或“万”)分之一。
10.电动扶梯在公共场所的广泛应用为人们的生活带来了极大的便利。
(1)如图所示为某商场的电动扶梯,其电动机的额定电压与工厂用的动力电路的电压相同,该电压为 (填“220”或“380”)V,人在该电压下发生的触电事故一般为 (填“接触”或“电弧”)触电;该电动机工作时外壳 (填“必须”或“不必”)接地;
(2)若该商场每层楼的高度为4.5m,电动扶梯与水平面的夹角为30°,电动扶梯上行时运行速度为0.50m/s,则乘客站立在电动扶梯上从一楼到二楼所需要的时间为 s;按照电动扶梯安全规定,随电动扶梯一起上行的扶手的速度可以略 (填“大于”或“小于”)0.50m/s;若该电动扶梯上最多可同时站立45人,每个人的质量按60kg计算,则该电动扶梯应选择额定功率为 (填“5”“7. 5”或“15”)kW的电动机。
11.2021年4月29日,我国“天问一号”火星探测器携带“祝融号”火星车成功着陆火星。
(1)“祝融号”火星车在火星上 (填“具有”或“没有”)惯性。匀速爬坡时,“祝融号”火星车的机械能 (填“增大”“减小”或“不变”)。照射在“祝融号”上的太阳光是由 (填“三”或“七”)种色光混合而成的。
(2)由于火星上没有类似于地磁场的磁场分布,所以在火星上 ( 填“能”或“不能”)使用指南针辨别方向。火星极地附近的干冰(固态二氧化碳)是大气中的二氧化碳 (填“液化”或“凝华”)形成的,该过程 (填“吸收”或“放出”)热量。
(3)小红设想分别在地球和火星上用同一滑轮组匀速提升同一重物。若在地球上绳子自由端的拉力为4.0 N,小红通过查阅资料后推算出,在火星上绳子自由端的拉力为1.5N,不计绳重与摩擦,则该滑轮组在地球上的机械效率 (填 “大于”“小于”或“等于”)在火星上的机械效率;若在火星上大气压能托起水银柱的最大高度为15 mm,则火星上的大气压为 Pa(已知水银的密度为13. 6×103kg/m3)。
12.目前,我国时速600公里高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破,标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平:
(1)我国高速磁悬浮列车上装有电磁体,铁轨上装有线圈(相当于电磁铁),通电后,可使列车悬浮起来,悬浮后列车的惯性 (填“大于”“小于”或“等于”)悬浮前的惯性。由于磁悬浮列车与轨道不接触,磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声 (填“大”或“小”);列车以600 km/h的速度匀速行驶时,列车牵引系统的电功率为2.4×107 W,不计能量损失,列车受到的阻力大小为 N;
(2)高速磁悬浮列车上电磁体始终通有直流电,铁轨上线圈通电后,电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁,列车所受磁力如图所示,图中列车在磁力作用下正在向 (填“左”或“右”)行驶;要保证列车一直向前行轨道驶,线圈的N极和S极就要不断变换,则铁轨上线圈中应通 (填“直流”或“交流”)电;为了节约能源,列车行驶时应对铁轨上线圈 (填“分区段”或“全线路”)供电。
13.目前,口罩是抗击新冠疫情的重要防护用品已成为国际共识。自疫情爆发以来,我国已向世界各国捐赠和出口口罩一百多亿只,彰显了中国的大国情怀和国际担当:
(1)普通医用口罩由内、中、外三层构成,口罩外层具有防水作用,可阻断部分病毒通过飞沫传播。戴过的口罩内层会变得潮湿,将其晾干的过程中,水发生的物态变化是 ,该过程 热;
(2)口罩中间层——熔喷布始终带有静电,则熔喷布属于 (填“导体”或“绝缘体”)。当不带电的病毒靠近熔喷布外表面时,会被熔喷布 (填“吸附”或“排斥”),使病毒不能通过熔喷布从而阻断病毒的传播。若制作熔喷布的高压设备输出的电压为22 kV,该电压为家庭电路电压的 倍;
(3)在熔喷布的生产环节一一熔融挤压时,熔喷布受到的压强为5×105 Pa,约为 个标准大气压。若某规格的熔喷布密度为0.9×103 kg/m3,1 m2 熔喷布的质量为25 g,则该熔喷布的厚度为 m(结果保留1位有效数字)。1吨该规格的熔喷布大约可以制造普通医用口罩(单层熔喷布) (填“15”“40”或“120”)万个。
14.嫦娥六号月球探测器英勇出征,开启世界首次月球背面采样返回之旅,将人类探月推向前所未有的高度。
(1)嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭发射,发射过程中燃料燃烧产生的推力改变火箭的 ;嫦娥六号探测器进入地月转移轨道的过程中 (选填“具有”或“不具有”)惯性,其绕月飞行的过程中受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)深空天线组阵系统,利用多站接力方式为鹊桥二号和嫦娥六号提供测控通信支持,测控通信利用 (选填“电磁波”或“超声波”)传递信息,月球上的引力约为地球重力的,质量为8.2 t的嫦娥六号探测器从月面降落100 m过程中引力做功 J,这个过程中能量的总和 (选填“不变”“增大”或“减小”)。
15.如图所示是某便携式薄膜太阳能发电书包,该书包带有两个USB接口,可以给手机充电,给人们带来了全新体验。
(1)书包带比较宽大,是为了 压强;
(2)该书包左侧肩带设计有大小吸盘,由于 的作用,可以在此处放心安放手机;
(3)该薄膜太阳能书包发电时,能的转化是 。利用该书包给手机充电时,此时书包相当于 ;
(4)某时刻,该太阳能发电书包的发电功率为10W,接收太阳能的功率为50W,则该过程中光电转化效率为 。
16.华为P70手机具有高性能、快速充电、电池容量大、清晰拍摄等特点,还配备卫星通讯功能。
(1)该手机因其搭载北斗短报文,可在手机处于信号极差的环境下仍能够利用 (选填“超声波”或“电磁波”)进行卫星通讯,这种波在空气中传播时遇到障碍物反射回来时速度 (选填“变大”“变小”或“不变”),该波从手机到距地面36000km的卫星至少需要 s;
(2)该新款手机电池总容量约为5000mA·h,给手机充电是把电能转化为化学能,不计能量损失,若在20min内可快速充电60%,则给电池充电的电流为 A。其快充功能较为凸显,快充时 (选填“电压”或“电流”)较大,无线充电主要为电磁感应式,充电器材料使用防火ABS材料,它们的密度为,一个充电器大约需要的防火ABS材料,则这个充电器的防火材料质量约为 g。
17.2024年3月20日,搭载探月工程四期“鹊桥二号中继星”的长征八号火箭,在文昌航天发射场点火升空。
(1)在加速升空的过程中,以火箭为参照物,中继星是 (选填“静止”或“运动”)的,中继星进入环月轨道,并在 (选填“平衡力”或“非平衡力”)作用下,沿着椭圆轨道绕月飞行,中继星经过轨道近月点的速度是它在轨道上的 速度;(选填“最大”或“最小”)
(2)火箭加速升空时,主要消耗液态氢燃料,燃料燃烧产生的内能,一部分转化为火箭的 能,该过程与汽油机的 冲程能量转化相同,1t液态氢完全燃烧时,可放出 J的热量。()
18.中国高铁已经成为中国的一张重要名片,它以其快速、舒适和先进技术闻名于世,成为中国人的骄傲。
(1)不同于飞机,高铁主要是靠 (选填“内能”或“电能”)获取动力,它属于 (选填“一次”或“二次”)能源;车头设计成流线型和圆滑鼓形断面车身,是为了减少运行中受到的 ;
(2)高铁时速可以达到350公里以上,在高铁加速行驶时,座椅会对乘客产生一个与高铁运动方向 (选填“相向”或“相反”)的力。高铁站台地面上的黄色安全线提示乘客不要越过,因为列车驶过时,会使列车与乘客之间的空气流速 (选填“增大”、“不变”或“减小”),气体压强减小,产生压强差,十分危险。高铁进站时,撤去动力,高铁不能立刻停止,这是因为具有 。
19.长征运载火箭是我国航天发展史上的重要标志之一,是我国太空探索的重要保障。
(1)火箭的发动机是热机,利用将燃料燃烧时产生的内能转化为 能,发动机向下喷射气流过程中,气流 (选填“会”或“不会”)产生反作用于发动机的力,燃烧时产生的耀眼白光在空气中的传播速度为 m/s;
(2)火箭升空过程中与空气剧烈摩擦温度升高,这是通过 的方式增大内能,表面烧蚀层物质熔化时 (选填“吸收”或“放出”)热量防止表面温度过高,以升空过程中的火箭为参照物,地面是 (选填“运动”或“静止”)的;
(3)若物体受到地球的引力与其到地心的距离平方成反比,则当火箭搭载的卫星距地面的高度为地球半径3倍的位置时受到地球的引力约为它在地球表面引力的 ,它的质量 (选填“会”或“不会”)随着其位置的变化而变化。
20.核潜艇是国家安全的重要保证。
(1)核能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,潜艇在水中使用超声波通讯。超声波的特点是振动 (选填“频率快”或“振幅大”),在水中的传播速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)它在空气中的传播速度;
(2)考虑受到海水的阻力,潜水艇在海面下匀速下潜时,它受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”),其重力与浮力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力,每下潜10m海水对潜水艇顶部200cm2的面积上压力增加 N(海水密度取1.0×103kg/m3)。
21.乘坐公共交通是绿色环保的一种出行方式。
(1)公共汽车后视镜为凸面镜,它对光线有 (选填“会聚”或“发散”)作用,可扩大驾驶员的视野,车内摄像头的凸透镜成缩小实像时像距 (选填“大于”“小于”或“等于”)物距,驾驶员可以通过电磁继电器远距离控制车门的开关,电磁继电器上的磁性强弱与通过它的电流大小 (选填“有关”或“无关”);
(2)冬天的公共汽车玻璃上经常会出现雾珠,这是车内的水蒸气 (填物态变化名称)形成的,水蒸气发生物态变化的过程中,分子的种类 (选填“发生”或“未发生”)变化。车辆起步时,面向行驶方向的乘客上半身由于惯性会向 (选填“前”或“后”)倾斜。
22.2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的“长征二号F遥十八”运载火箭点火发射。
(1)火箭发射时,会产生频率低于20Hz的 (填“超声波”或“次声波”),该波 (填“能”或“不能”)传递信息。火箭加速升空阶段,宇航员的惯性 (填“变大”“不变”或“变小”);
(2)搭载载人飞船的火箭在加速升空过程中,机械能 (填“守恒”或“不守恒”),能量 (填“守恒”或“不守恒”)。“长征二号F”与载人飞船总质量约400吨,火箭发射时喷出燃气产生的推力和自身重力的比称为推重比,火箭起飞时一级火箭推重比为1.22,则一级火箭总推力为 N。
23.中国“复兴号”CR450系列的成功研制,对我国掌握高铁核心技术,具有重要战略意义。
(1)“复兴号”动车车头采用的材料应具有较大的 (选填“密度”或“硬度”),以提高动车的防护能力。列车速度由250km/h提高到350km/h,候车安全线距离应 (选填“变大”“不变”或“变小”)。坐在动车上的一乘客,记录了他通过长2400m的隧道的时间为30s,这列长270m的动车在隧道中的运行速度为 m/s。
(2)“复兴号”动车车头采用了流线型设计是为了 (选填“增大”或“减小”)空气阻力。若动车运行时的总阻力f与列车速度v的二次方成正比,动车速度加倍,动车输出功率将变为原来的 (选填“4”“8”或“16”)倍。动车以1m/s的速度运行时,总阻力为40N,动车以100m/s的速度运行时,动车牵引电机的效率为80%,则牵引电机每秒耗电 J。
24.太阳能电池帆板是为各类太空飞行器提供能源的装置,被称为太空能量“供应商”。
(1)太阳能电池是把太阳能转化成 (选填“一次”或“二次”)能源——电能,太阳内部的核反应与目前核电站采用的核反应方式 (选填“相同”或“不相同”)。把电流表与太阳能电池板接入电路,光线与太阳能电池板夹角越大,电流表的示数越大,因此,在安装太阳能电池板时要尽量使太阳光 (选填“平行”或“垂直”)照射电池板。
(2)中国空间站利用电磁波与地面联系,该波在玻璃中的传播速度 (选填“小于”“等于”或“大于”)3×108m/s。对太空中的空间站来说,每24个小时就有16个昼夜,每昼30分钟、每夜60分钟,30分钟面对太阳的时间,就是电池板发电的时间。若中国空间站所在高度电池板每秒每平方米接收的太阳能量为500J,为了保证每天能够产生8.28×108J的电能,则电池板的总面积为 m2(太阳能电池效率为23%)。当光照射到物体上时,会对物体表面产生压力,太阳光对电池板薄膜产生的压强,约为大气压的倍,则太阳光对面积为2m2电池板产生的压力相当于质量为 (选填“0.001g”“1g”或“100g”)物体所受的重力。
25.汽车是我们生活中的代步工具,随着科学技术的发展,汽车也越来越智能化。
(1)炎热的夏天“智能玻璃”的单向透光可以有效减小 (选填“红外线”或“紫外线”)对人体皮肤的伤害。冬天的早晨,汽车挡风玻璃上会出现一层“白雾”,这是由于水蒸气遇冷 (选填“汽化”“液化”或“凝华”)而成的。汽车自身质量每降低100kg,100公里油耗可减少0.6L,每节约1L燃料可减少二氧化碳排放2.5kg。某型号汽车原来使用的是质量高达1106kg的钢质外壳(ρ钢=7.9×103kg/m3),若用密度为2.4×103kg/m3的镁合金材质替换全部钢质外壳,改装后的汽车行驶500km可减排二氧化碳的质量为 kg。
(2)某小汽车的挡风玻璃是倾斜的,主要是为了防止车内物体经过玻璃成的 (选填“虚”或“实”)像对司机的干扰。某物体水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面夹角为 (选填“30°”“45°”或“60°”)。智能玻璃能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度,实现车内的光照度为一个适宜的值,经测算车外光照度和玻璃的透明度的关系图象如图所示,当车外光照度为 Lx时,智能玻璃的透明度会自动调节为60%。
(3)小汽车质量为1.6t,小汽车在水平路面加速过程中,小汽车在竖直方向受到的力 (选填“平衡”或“不平衡”)。当该小汽车沿与水平地面成30°的斜坡匀速向上爬行时,斜坡的机械效率为80%,爬坡时的牵引力为 N。
26.储水式电热水器可储存热水,并装有控制或限制水温的装置。
(1)电热水器要使用三即插头,足为了使电热水器的金属外壳与电息相连,电热器使用的电能属于 次能源,电热水器内80L的冷水温度升高50℃吸收的热量为 J。(水的密度为水的比热容为
(2)电热水器外部有一特殊玻璃制成的透明窗口可以判断水皿内水量多少。它的本质是一个连通器,当内部水不流动时透明窗口内的水位与水胆内水位 (选填“相平”或“不机平”)。光从透明窗口向空气传播时,光的速度会 (选填“变快”“不变”或“变慢”);热水器内胆涂有一层厚度为0.8mm的钛合金,内胆表面职为1.2m²,已知以合金密度为4.5g/cm³。则内胆钛合金涂层的质量约为 g。
(3)防电墙是利用了水本身所具有的电阻、通过对电热水器内通水管绝缘材质的选择,管径和距离的确定形成“隔电墙”。它相当于一个电阻R在串联电路中分压(如图所示)。则R与人体电阻R₀之比为 。若防电墙等效电阻增大44kΩ后,电阻R两端的电压为210V、则人体的电阻约 Ω。
27.2023年12月18日,甘肃省积石山发生强烈地震,救援队携带系留照明无人机前往救援。
(1)如图所示,救援人员将无人机照明灯升空,照亮震区安置点,照明灯发出的光线照射到粗糙的地面时发生 (选填“漫反射”或“镜面反射”)。旋翼无人机利用电动机转动实现升空,电动机工作是利用磁场对 的作用,无人机加速升空过程中机械能的增加量 (选填“大于”“等于”或“小于”)动能的增加量;
(2)白天需要为电池充电,此时电池相当于电路中的 (选填“用电器”或“电源”)。无人机悬停并提供照明时,动力和照明系统的电功率分别为150W和100W,无人机悬停时 (选填“具有”或“没有”)惯性,若充满电时电池储能500W·h,动力系统会在低于5%的电量时无法御空但能实现照明,充满电状态下无人机至多持续工作 h,需要再次给电池充电。
28.如今,农用无人机已深入新疆田间地头,助力农业进入智能化时代。
(1)水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中,无人机机械能的变化量 (填“大于”“小于”或“等于”)其动能的变化量,无人机相对于地面是 (填“运动”或“静止”)的。该无人机使用电能驱动,电能属于 (填“—”或“二”)次能源;
(2)一架无人机可搭载农药的质量为40kg,装满农药的无人机总质量为50kg,静止在水平地面上时,其底部支架与地面的总接触面积为100cm2,它对地面的压强是 Pa,从地面升起到5m高处时,克服农药重力做功为 J。无人机以5m/s的速度在农田上方持续地喷洒农药时,喷洒宽度为2.5m,每分钟喷洒的农药量为2kg,则该无人机喷洒作业一次可喷洒面积为 m2。
29.雪龙2号是专门设计用于极地科考任务的破冰船,具备强大的极地科考能力、它可以在极寒冰雪覆盖的海域中航行,承担科学考察、海洋调查、地理勘探等任务
(1)破冰船的冰刀压到冰面时会使冰的熔点降低加速熔化,这个过程中冰要 热量,冰块化成水的过程中体积 (选填“变大”“变小”或“不变”)。在-15℃的环境下冰可以直接 (填物态变化名称)成水蒸气。
(2)破冰船压碎冰块的过程产生很大的声响,这个声音能通过冰面传递到很远的地方,冰面的传声速度比空气中 (选填“快”或“慢”)。破冰船满载时排水量约为15000t,冰面受到的压力为破冰船满载时总重的0.1倍,某次破冰时写龙2号船头压在冰面上的面积为此时船对冰面的压强为 Pa,某次破冰任务中破冰船在1.5m厚的冰层海域以9km/h的速度匀速直线前进时,推进功率为1.5×10³W。此时破冰箱受到的阻力为重力的 倍。
二、综合题
30.芯片是电子设备的核心组件,光刻机是制造芯片的核心装备。
(1)某光刻机通过极紫外光照射镂空的集成电路模板,经过透镜组后在硅晶圆表面的光刻胶上刻出缩小的电路图案。该透镜组相当于一个 透镜,极紫外光在制成透镜的玻璃内沿 (填“直线”或“曲线”)传播,集成电路模板到透镜的距离 (填“大于”或“小于”)硅晶圆到透镜的距离。
(2)为防止芯片工作时温度过高,常用散热片将热量散失到环境中,这是通过 (“做功”或“热传递”)的方式改变芯片的内能。一般情况下,物体颜色越深,热辐射散热能力越强,故散热片的颜色多为 (填“黑”或“白”)色。一个指甲盖大小的芯片可能有上百亿个晶体管,晶体管的空间尺度 (填“大于”或“小于”)原子的空间尺度。
31.近几年,随着电动汽车的普及,为电动汽车提供电能的充电桩数量在全国迅猛增加;
(1)充电桩为电动汽车的电池充电时,电能转化为 (填“机械”或“化学”)能, (填“充电桩”或“电池”)是用电器。充电桩有较好地防水保护功能,是为了防止线路过于潮湿出现 (填“短路”或“断路”)现象;
(2)如图所示为充电桩给某电动汽车充电时充电功率P随充电时间t的变化图像。若充电过程的前18 min充电电流不变,充电18 min时充电电压升至500V,则充电9min时,充电电流为 A,充电电压为 V。若充电18 min至30min的时间内,充电电压保持500V不变,则该过程中充电电流逐渐 (填“变大”或“变小”);
(3)若上述电动汽车充电前和充电30 min时电池显示的储能量分别为20%和70%,充电30 min的时间内,平均充电功率为80kW,则该电池充满电时的储能量为 。该电动汽车在高速公路上分别以80km/h和100km/h的速度匀速行驶30 min,电池的储能量分别下降了10%和15%,若能量转化效率始终不变,则电动汽车分别以80 km/h和100 km/h的速度匀速行驶时受到的阻力之比为 。
32.中国“人造太阳”——大型核实验装置( EAST)取得重大突破,奠定了我国在核聚变研究领域的世界领先地位。
(1)EAST利用氘、氚原子核,在超高温下结合成氦原子核,同时释放出巨大的核能。这与我国正在运行的核电站获得核能的方式 (填“相同”或“不同”)。结合成氦原子核时,带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电 (填“引”或“斥”)力。 在利用核能过程中,能量的转移和转化具有 (填“ 方向”或“可逆”)性。
(2)EAST装置中,超导线圈中的强大 ( 填“电压”或“电流”)产生强磁场,氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动,运动方向始终与磁力方向垂直。磁力对氘、氚原子核 (填“做功”或“不做功”),该过程 (填“能”或“不能”)说明磁力可以改变物体的运动状态。
33.我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。
(1)大洋万米深处的声音是由物体的 产生的, 在海水中的传播速度 (填“大于”“小于”或“等于”)340 m/s。“奋斗者”号的画面是通过微细光缆传给海面上的保障船的,说明 波可以传递信息。
(2)为保障“奋斗者”号在水下平稳运行不易侧翻,应将密度较小的浮力材料安装在“奋斗者”号的 (填“顶”或“底” )部。“奋斗者”号坐底时可视为悬浮状态,当抛掉其舱底外部质量为2t、密度为8×103kg/m3的压载铁后开始加速上升,此时“奋斗者”号受力 (填“平衡”或“不平衡”);当海水的阻力增大到一定值时,“奋斗者”号开始匀速上升,此时其受到的海水的阻力为 N(海水的密度取1×103kg/m3)。
34.2020年5月5日,我国长征五号B运载火箭首飞成功,为我国空间站建设奠定了基础:
(1)长征五号B运载火箭穿越大气层时,火箭上部外壳——整流罩温度升高,其分子的动能 (填“增大”或“减小”),其内能的改变是通过 (填“做功”或“热传递”)的方式实现的。火箭发动机在没有空气的环境中 (填“能”或“不能”)正常工作;
(2)未来两三年我国将完成中国空间站的建设。空间站运行时,其动力补充来源于 次能源——太阳能。有阳光时,空间站利用光伏发电的功率为60 kW。1 h发电 kW•h。空间站以7.8×103 m/s的速度运行一年,通过的路程为 光年。
35.055型驱逐舰是我国新一代主力驱逐舰,也是我国打造蓝水海军的重要力量:
(1)我国055型驱逐舰南昌舰的排水量为1.2×104 t,南昌舰满载时,受到的浮力为 N,排开水的体积为 m3(海水的密度取1×103 kg/m3)。在有风的天气,南昌舰以相同的速度逆风行驶比顺风行驶时,舰体外侧面受到的大气压强更 (填“大”或“小”);
(2)南昌舰进行反潜训练时,声呐系统是利用 (填“超声波”或“次声波”)探测敌方潜艇的。南昌舰将产生的尾气和冷空气混合后再排出,目的是为了减弱敌方的 (填“红外”或“紫外”)探测。南昌舰以柴油作为动力燃料,每消耗1 t柴油产生的可利用的能量为1.72×1010J,柴油的热值为4.3×107 J/kg,则南昌舰热机的效率为 。
参考答案:
1. 低温 煤油 气 大于 具有 1.4×1011
【详解】(1)[1]长征五号遥八运载火箭的燃料为煤油、液态氢和液态氧,因为液态氢和液态氧的沸点较低,所以发射前加注燃料时,应在低温环境中进行。
[2]为防止燃料汽化导致燃料贮箱内气压过高,应先加注沸点较高的煤油。
[3]气态的氢温度相对较高,温度越高,分子无规则运动越剧烈,因此氢在气态时氢分子无规则运动更剧烈。
(2)[4]火箭加速升空时,嫦娥六号探测器的质量不变,速度变大,动能变大,高度增加,重力势能变大,因机械能等于动能与重力势能之和,所以机械能的增加量大于其动能的增加量。
[5]惯性是物体本身的一种性质,一切物体都具有惯性,探测器在月球上也具有惯性。
[6]质量为1t的氢完全燃烧放出的热量为
2. 内能 增大 减小 2000 可能 2
【详解】(1)[1]人运动时,消耗脂肪中的能量,转化为人体的内能,导致人体内能增大,温度升高。
[2][3]人的体重不变,若体脂率下降,肌肉占比变大,且肌肉密度比脂肪密度大,人体的密度会变大;由于肌肉比脂肪更容易导电,人体的电阻会减小。
(2)[4][5]根据欧姆定律可得,小强的父亲两手之间的电阻为
由于肌肉比脂肪更容易导电,人体腿部肌肉一般比手臂肌肉多,所以小强的父亲两手之间的电阻可能大于两脚之间的电阻。
[6]增加的肌肉质量
则小强的父亲增加的肌肉的体积为
3. 可再生 机械 二 电磁波 增加 产生 8 10
【详解】(1)[1][2][3]风能是能够源源不断的从自然界得到的能源,属于可再生能源;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)[4]电磁波可以传递信息,电磁波可以在真空中传播,北斗系统是通过电磁波传递信息。
[5]使平台下沉一些,排开液体体积增大,则浮力增大,根据漂浮时,浮力等于重力,故重力增大,即需增加平台内水仓中水的质量。
[6]控制噪声的方法:声源处(防止噪声产生);传播过程中(阻断噪声传播);人耳处(防止噪声进入人耳);风力发电机安装消声器,通过防止噪声产生来降低噪声。
(3)[7]风力发电机的工作1分钟发电量为
[8]若风力发电机叶片的转速与风速成正比,当风速为2v时,转速为每分钟转动2×8圈,即n'=16圈;风力发电机的发电功率与风速的三次方成正比,当风速为2v时,风力发电机的发电功率为8×1200kW,即9600kW;则一分钟发电量为
4. 反射 振动 大 具有 增大 增大
【详解】(1)[1]当电磁波传播到无人机隐身涂层时,无人机隐身涂层能够吸收一部分电磁波,同时电磁波也会被反射,故机身的隐身外形会使反射的电磁波尽量不返回雷达站。
[2]根据声音的产生条件可知,发动机工作时产生的噪声主要是由发动机等物体的振动产生。
[3]发动机在单位时间内的进气量越大,发动机振动的幅度越大,则产生的声音越大。
(2)[4]惯性只与物体的质量有关,与运动状态没有关系,当无人机在水平跑道上加速滑行的过程中,具有惯性。
[5]无人机水平加速的过程中,高度不变,重力势能不变,速度增大,动能增大,则机械能增大。
[6]加速的过程中,速度越来越大,上、下表面的速度差越大,则空气对无人机上、下表面的压力差增大。
5. 电磁波 一 等于 150 0.72
【详解】(1)[1]“深海一号”利用的是电磁波就能实现远程控制。
[2]天然气是从自然界直接获得不需要加工的能源,是一次能源,天然气不能从自然界源源不断获得,因此是不可再生能源。
[3]因为“深海一号”深水半潜式生产储油平台通过四组锚固系统固定在大海上(平台与海底的巨型铅球通过锚链栓接),处于平衡状态,所以锚链对平台的拉力大小等于锚链对巨型铅球的拉力大小。
(2)[4]水下1500m深的海底输送油气的管道承受的海水压强约为
一个标准大气压为,所以承受的海水压强约为150个标准大气压。
[5] 天然气完全燃烧可以放出的热量为
[6]天然气的质量
天然气的密度为
6. 可再生 交流 电动机 减小 越小 105
【详解】(1)[1]风能、太阳能可以源源不断地从自然界中获得补充,故是可再生能源。
[2]我国家庭电路中所用电为交流电,故电能输送到北京后,通过换流站为运动员居住的房间和北京部分家庭提供交流电。
[3]电力富余时,可以通过电动机将水抽到高处,将电能转化为机械能。
(2)[4]北京首钢大跳台赛道的人工雪为密度较大的冰状雪,这有利于减小接触面的粗糙程度从而减小运动员与赛道间的摩擦力。
[5]由表达式可知,当密度不变时,空气流速越大,其压强越小。
[6]由表达式可知,当空气流速为零时,此时气体压强的值等于常数C的值,在北京首钢大跳台场馆内,大气压强约为105Pa,故可知常量C约为105Pa。
7. 能量 声源 无线电波 1×1012 50 0.2
【详解】(1)[1]因为运-20的巨大轰鸣声能将小鸟震晕,所以这能说明声音可以传递能量。
[2]运-20设计师通过改进发动机的结构,减小发动机产生的轰鸣声,这是实现从声源处减弱噪声。
[3]无线电波是电磁波的一种,适合在空气中远距离传播,而超声波在空气中远距离传播损耗较大,且超出了人耳的听觉范围,不能被听到,所以,飞行员与塔台之间的通话,是通过无线电波联系的。
(2)[4]飞机飞行时,受到的牵引力等于阻力,大小为
F牵=f=2.5×105N
该过程中飞机发动机的推力做的功
W=F牵s=2.5×105N×4000×103m=1×1012J
[5]消耗航空煤油放出的热量
发动机的效率
[6]运-20飞行100km推力做的功
W′=F牵s′=2.5×105N×100×103m=2.5×1010J
运-20发动机的效率为50%时消耗的航空煤油
运-20换装效率为60%的新发动机时消耗的航空煤油
所以节约航空煤油质量
8. 有 运动 不会 低 汽化 放出 7.7 白天
【详解】(1)[1]任何物体都有惯性,故空间站在太空中有惯性。
[2]以空间站为参照物,考场中的小明的位置发生了改变,故小明是运动的。
[3]在地球上能够看到星星眨眼,是空气分布不均匀,发生光的折射引起的,而在太空中没有大气层,故不会看到星星眨眼。
(2)[4][5][6]气压越低,水的沸点越低,由于太空接近于真空,所以在太空中水的沸点很低;由于水的沸点很低,故将水排入太空,水会瞬间汽化,而由于温度很低,水蒸气会瞬间凝华成小冰晶;整个过程中,排入太空中的水汽化为水蒸气吸收的热量与水蒸气液化成小水珠放出的热量一样多,而在太空中,水蒸气直接凝固成冰晶,故放出的热量比较多。
(3)[7][8]空间站运动的速度大小约为
空间站转一圈需要的时间为92min, 24h空间站转的圈速为
则转15圈需要的时间为
24h内空间站转了15圈后,还可以转动时间为
24h内空间站转了15圈后,王亚平在24h内看到了15次日出,即还差32分钟就可以看到一次日出了,故王亚平一定在白天。
9. 一 裂变 汽轮机 大 4.2×103J 万
【详解】(1)[1]核能从自然界中没有加工转换的能量,是一次性能源。
[2]原子核裂变、聚变都能释放出惊人的能量,由于核裂变是可控的,故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能通过汽轮机做功,带动发电机发电的。
(2)[3]水的比热容较大,相同质量的水升高相同的温度比液体吸收的热量多,故常用水作为冷却剂。
[4] 1 kg水温度升高1°C吸收的热量为
[5] 2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为
10. 380 电弧 必须 18 大于 7. 5
【详解】(1)[1]我国工厂用的动力电路的电压是380V,而且电动扶梯的电动机额定电压与工厂用的动力电路的电压相同,则电动扶梯其电动机的额定电压是380V。
[2]由于人没有接触带电的导线,那么一般情况下,人在该高电压下发生的触电事故为电弧触电。
[3]该电动机有金属外壳,为了防止漏电后,导致金属外壳带电而发生触电事故,该电动机工作时外壳必须接地。
(2)[4]由题意可知,该商场每层楼的高度为4.5m,电动扶梯与水平面的夹角为30°,那么电动扶梯从一楼移动到二楼所经过的路程
电动扶梯从一楼移动到二楼所经过的路程是9.0m,电动扶梯上行时运行速度为0.50m/s,则根据速度公式可知,乘客站立在电动扶梯上从一楼到二楼所需要的时间
乘客站立在电动扶梯上从一楼到二楼所需要的时间是18s。
[5]按照规定,电动扶梯的扶手的速度可以略大于0.50m/s。
[6]由于电动扶梯上行时,是匀速运行,电动机的牵引力大小等于这些人的重力在扶梯运行方向上的力的大小,该电动扶梯上最多可同时站立45人,每个人的质量按60kg计算,则这些人的总质量
这些人的总重力
则电动机的牵引力
电动扶梯上行时运行速度为0.50m/s,匀速运行,则该电动扶梯功率
5kW的电动机功率不够大,7.5W的电动机功率合适,15kW的电动机过大,则应选择额定功率为7.5kW的电动机。
11. 具有 增大 七 不能 凝华 放出 等于 765
【详解】(1)[1]物体的惯性只与物体的质量有关,“祝融号”火星车在火星上依然有质量,所以“祝融号”火星车在火星上具有惯性。
[2]匀速爬坡时,“祝融号”火星车的质量和速度不变,所以动能不变,高度变高,所以重力势能变大,所以“祝融号”火星车的机械能增大。
[3]自然界中的太阳光是七种色光混合而成的,所以照射在“祝融号”上的太阳光是由七种色光混合而成的。
(2)[4]指南针是依据磁场工作的,由于火星上没有类似于地磁场的磁场分布,所以在火星上不能使用指南针辨别方向。
[5][6]二氧化碳常温下处于气态,变为干冰是由气态变为固态,所以火星极地附近的干冰(固态二氧化碳)是大气中的二氧化碳凝华形成的,凝华过程放出热量。
(3)[7]设提升重物的质量为m1,动滑轮的总质量为m2,重物上升的高度为h,所以该滑轮组在地球上的机械效率为
该滑轮组在火星上的机械效率为
由于物体的质量不随空间位置的变化而变化,所以该滑轮组在地球上的机械效率等于在火星上的机械效率。
[8]由题,若在地球上绳子自由端的拉力为4.0 N,小红通过查阅资料后推算出,在火星上绳子自由端的拉力为1.5N,则
在火星上大气压能托起水银柱的最大高度为15 mm,则火星上的大气压等于15 mm水银柱产生的压强,即火星上的大气压为
12. 等于 小 1.44×105 右 交流 分区段
【详解】(1)[1]质量是对物体惯性大小的量度,故悬浮后列车的惯性等于悬浮前的惯性。
[2]由于磁悬浮列车与轨道不接触,没有轮轨噪声,磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声小。
[3]列车以600 km/h的速度匀速行驶时,牵引力与所受摩擦力大小相等、方向相反,不计能量损失时,即由功率公式
可知牵引力为
(2)[4]根据磁场同极相吸、异极相斥特点,列车受到的力方向向右,故图中列车在磁力作用下正在向右行驶。
[5]要保证列车一直向前行轨道驶,线圈的N极和S极就要不断变换,则铁轨上线圈中应通交流电,通过不断变换电流方向实现磁场方向的改变。
[6]为了节约能源,列车行驶时应对铁轨上线圈分区段供电,可仅需在列车正在通过或将要通过的一段铁轨上供电。
13. 汽化 吸 绝缘体 吸附 100 5 2.8×10-5 120
【详解】(1)[1][2]戴过的口罩内层会变得潮湿,将其晾干的过程中,水从液态变为气态,发生的物态变化是汽化,该过程吸热。
(2)[3]静电是一种处于静止状态的电荷,因口罩中间层——熔喷布始终带有静电,则熔喷布属于绝缘体。
[4]因带电体能吸引轻小物体,故当不带电的病毒靠近熔喷布外表面时,会被熔喷布吸附。
[5]制作熔喷布的高压设备输出的电压为22 kV,家庭电压为220V,则该电压为家庭电路电压的100倍。
(3)[6]熔喷布受到的压强为5×105 Pa,1个标准大气压为101kPa,即
则约为5个标准大气压。
[7]由题意,根据密度公式
则熔喷布的厚度为
[8]1吨该规格的单层熔喷布大约面积为
而普通医用口罩长度与宽度尺寸分别约为0.18m、0.16m,则普通医用口罩面积为
则可以制造普通医用口罩数量为
与题中的120万个最接近。
14. 运动状态 具有 不平衡 电磁波 1.37×106 不变
【详解】(1)[1]发射过程中燃料燃烧产生的推力使火箭向上加速,改变了火箭的运动状态。
[2]任何物体都具有惯性,嫦娥六号探测器进入地月转移轨道的过程中也具有惯性。
[3]嫦娥六号绕月飞行是做曲线运动,处于非平衡状态,故受力不平衡。
(2)[4]月球没有空气,需要通过电磁波进行通信。
[5]嫦娥六号探测器受到的引力约为
引力做的功为
W=F引h=1.37×104N×100m=1.37×106J
[6]能量是守恒的,所以这个过程中能量的总和不变。
15. 减小 大气压 太阳能转化为电能 电源 20%
【详解】(1)[1]书包带比较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
(2)[2]该书包左侧肩带设计有大小吸盘,将手机压在吸盘上,挤出吸盘内的空气,由于大气压的作用,手机被紧紧压在吸盘上,可以放心安放手机。
(3)[3][4]太阳能发电时将太阳能转化为电能,利用该书包给手机充电时,书包提供电能,转化为手机电池的化学能,其作用相当于电源。
(4)[5]该过程中光电转化效率为
16. 电磁波 不变 0.12 9 电流 14.25
【详解】(1)[1][2]华为P70手机处于信号极差的环境下仍能够利用电磁波进行卫星通讯,这种波在空气中传播时遇到障碍物反射回来时速度不变。
[3]该波从手机到距地面36000km的卫星至少需要的时间为
(2)[4][5]不计能量损失,若在20min内可快速充电60%,则给电池充电的电流为
其快充功能较为凸显,快充时电压不变,电流较大。
[6]这个充电器的防火材料质量约为
m=ρV=0.95g/cm3×15cm3=14.25g
17. 静止 非平衡力 最大 机械 做功 1.4×1011
【详解】(1)[1]以火箭为参照物,中继星与火箭之间没有发生位置变化,所以中继星是静止的。
[2]物体处于静止或匀速直线运动的状态叫平衡状态,平衡状态所受的力为平衡力;沿着椭圆轨道绕月飞行,绕月飞行的轨道为曲线,故“鹊桥二号中继星”在绕月飞行的轨道上运动时所受到的作用力是非平衡力。
[3]中继星沿着椭圆轨道绕月飞行,机械能守恒;在近月点时的重力势能最小,动能最大,在远月点时的重力势能最大,动能最小,中继星的质量不变,所以中继星经过轨道近月点的速度是它在轨道上的最大速度。
(2)[4][5]氢燃料燃烧时将化学能转化为内能,再将内能转化为火箭的机械能,与汽油机的做功冲程的能量转化过程相同。
[6]液态氢完全燃烧放出的热量
Q放=mq液氢=1×103kg×1.4×108J/kg=1.4×1011J
18. 电能 二次 阻力 相向 增大 惯性
【详解】((1)[1][2]高铁主要是消耗电能转化为动能,因此靠电能获取动力,电能不能直接从自然界获取,由其他能源转化而来,为二次能源。
(2)[3]高铁加速时,乘客由于具有惯性仍保持原来的静止状态,故座椅会对乘客产生一个与高铁运动方向相同的力。
[4]列车驶过时,由于速度较快,带动周围空气流速变快,由于空气流速大,压强小,人背后的空气流速小,压强大,则人会被黄线外的空气推向高铁,十分危险。
[5]惯性是物体保持原来运动状态的性质。高铁进站时,撤去动力,高铁不能立刻停止是由于高铁具有惯性。
19. 机械 会 3×108 做功 吸收 运动 不会
【详解】(1)[1]喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为内能,内能再转化为机械能。
[2]发动机向下喷射气流过程中,给高温气体一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,所以高温气体给火箭一个向上的力。
[3]光在空气中的速度是3×108m/s,燃烧时产生的耀眼白光在空气中的传播速度是3×108m/s。
(2)[4]火箭升空过程中与空气剧烈摩擦温度升高,克服摩擦做功,机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能。
[5]表面烧蚀层物质熔化时要吸收大量的热,可以保证表面的温度不至于太高。
[6]以升空过程中的火箭为参照物,地面相对于火箭的位置发生改变,地面是运动的。
(3)[7]火箭搭载的卫星距地面的高度为地球半径3倍的位置,卫星和地心之间的距离为
h=4r地
物体受到地球的引力与其到地心的距离平方成反比,火箭搭载的卫星受到地球的引力约为它在地球表面引力的。
[8]质量是物体的一种属性,与位置无关,所以它的质量不会随着其位置的变化而变化。
20. 不可再生 频率快 大于 不变 不是 2000
【详解】(1)[1]核能是不可能在短期内从自然界得到补充的能源,是不可再生能源。
[2][3]高于20000Hz的声波是超声波,超声波的特点是振动频率快;声音在不同的介质中传播速度不同,一般在固体中传播速度最快,在液体中次之,在气体中传播最慢,超声波在水中的传播速度大于它在空气中的传播速度。
(2)[4][5]潜水艇在海面下匀速下潜时,排开海水的体积不变,海水密度不变,由阿基米德原理可知,潜艇受到的浮力不变,考虑受到海水的阻力,潜水艇受到重力、阻力和浮力是平衡力,所以其重力与浮力不是一对平衡力。
[6]每下潜10m海水对潜水艇顶部200cm2的面积上压力增加
F=pS=ρghS=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m×200×10-4m2=2000N
21. 发散 小于 有关 液化 未发生 后
【详解】(1)[1]凸面镜对光线有发散的作用,应用在汽车的观后镜上,能扩大人的视野。
[2]车内摄像头,当物距大于2倍焦距,像距大于1倍焦距小于2倍焦距,即物距大于像距,成倒立缩小的实像。
[3]电磁继电器上的电磁铁的磁性强弱与通过它的电流大小有关,当电流变大时,电磁铁的磁性变强。
(3)[4][5]冬天汽车外面温度很低,汽车内的热空气遇到冷的玻璃时,液化成小液滴附着在玻璃上,水蒸气发生物态变化的过程中,是分子间距离发生变化的过程,分子种类没有变化。
[6]车辆起步时,面向行驶方向的乘客下半身向前运动,上半身由于惯性保持原来的静止状态,会向后倾斜。
22. 次声波 能 不变 不守恒 守恒 4.88×106
【详解】(1)[1][2]人耳听觉频率范围为20-20000Hz,低于20Hz的声波为次声波,高于20000Hz的声波为超声波,火箭发射时,会产生频率低于20Hz的次声波,次声波可以传递信息。
[3]火箭在上升的过程中,宇航员的质量不变,惯性不变。
(3)[4][5]火箭在加速升空的过程中,质量不变、速度增大,动能增大;高度增大、重力势能增大,所以机械能增大,即机械能不守恒;对于能量转化和和转移的全部过程来讲,遵循能量守恒定律,因此,总能量是守恒的。
[6]火箭自身的重力
G=mg=400×1000kg×10N/kg=4×106N
根据题意可知,火箭起飞时一级火箭推重比为1.22,则一级火箭总推力
F推=1.22G=1.22×4×106N=4.88×106N
23. 硬度 变大 80 减小 8 5×107
【详解】(1)[1]密度大,相同体积的物质,则质量大,为了安全,“复兴号”动车车头采用的材料应具有较大的硬度,以提高动车的防护能力。
[2]列车速度由250km/h提高到350km/h,使得周围空气流速更大,压强更小,产生的压强差更大,候车安全线距离应变大。
[3]坐在动车上的一乘客看成点,记录了他通过长2400m的隧道的时间为30s,动车在隧道中的运行速度
(2)[4]“复兴号”动车高速行驶时与空气有较大摩擦力,所以在外形设计上尽量减少棱角,设计成流线型,减小空气阻力。
[5]若动车运行时的总阻力f与列车速度v的二次方成正比,动车速度加倍,受到的阻力是原来的2倍,则动力是4倍;根据P=Fv,功率是原来的8倍。
[6]动车以1m/s的速度运行时,总阻力为40N,动车以100m/s的速度运行时,速度是100倍,阻力是10000倍,则总阻力
f=40N×10000=4×105N
匀速运动时,牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,所以牵引力大小为4×105N,此时的牵引力的功率
P=Fv=4×105N×100m/s=4×107W
每秒做功
W=Pt=4×107W×1s=4×107J
动车牵引电机的效率为80%,则牵引电机每秒耗电
24. 二次 不相同 垂直 小于 250 0.001g
【详解】(1)[1]太阳能可以直接从自然界获得,是一次能源,电能不能直接从自然界获得,电能是二次能源。
[2]太阳内部进行的是聚变反应,核电站是利用核裂变来释放能量的,所以核电站采用的核反应方式与太阳内部的核反应方式不相同。
[3]由题意可知,光线与太阳能电池板夹角越大,电流表的示数越大,所以应该让光线与太阳能电池板夹角最大,即垂直照射电池板。
(2)[4]电磁波在真空中的传播速度最快,是3×108m/s,在玻璃中的传播速度小于3×108m/s。
[5]由可得,太阳能电池板获得的太阳能
由题意知,每平方米接收的太阳光能量平均功率值为500W,则每秒每平方米接收的太阳光能量平均值为500J, 每天的日照时间
机翼的太阳能电池的最小总面积
[6]大气压约为1×105Pa,太阳光对电池板薄膜产生的压强,约为大气压的5×10-11倍,则太阳光对面积为2m2电池板产生的压力
F=p'S'=1×105Pa×5×10-11×2m2=10-5N
即物体的重力是10-5N,则质量
25. 紫外线 液化 57.75 虚 45 100 平衡 1×104
【详解】(1)[1]过量的紫外线会对身体皮肤造成伤害,炎热的夏天“智能玻璃”的单向透光可以有效减小紫外线对人体皮肤的伤害。
[2]冬天行车时,汽车挡风玻璃的内侧容易出现一层白雾,即小水珠,这是车内温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃放热液化成小水珠。
[3]由可得,钢质外壳的体积
钢质外壳换成镁合金材料的质量
m镁=ρ镁V=2.4×103kg/m3×0.14m3=336kg该车用镁合金材料替换后减少的质量
Δm=m钢-m镁=1106kg-336kg=770kg由题知,汽车自身质量每降低100kg,每百公里油耗可减少0.6L,现在减少了770kg,每百公里油耗可减少
汽车行驶的路程s=500km,能节约汽油
V汽油=4.62L×5=23.1L因每节约1L燃料可减少CO2排放2.5kg,所以,能减少排放CO2的质量
m′=23.1L×2.5kg/L=57.75kg(2)[4]挡风玻璃相当于平面镜,根据平面镜成像特点和原理可知,行车数据在挡风玻璃上所成的像是由于光的反射形成的正立的虚像。
[5]某物体水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,由于像和物关于镜面对称,则挡风玻璃与水平面夹角为45°。
[6]根据图可知,车外光照度与透明度的乘积为一定值,即
150Lx×40%=60Lx则当“智能玻璃”的透明度自动调节为60%时,则车外光照度
(3)[7]汽车是在水平路面上行驶,在竖直方向上汽车受重力和地面的支持力,这是一对平衡力。
[8]小汽车的重力
G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N斜面倾角为30°,所以
根据
得,汽车爬坡时的牵引力
26. 二 相平 变快 4320 12000
【详解】(1)[1]电能是由其他形式的能转化而来的,属于二次能源。
[2]水的体积
由得水的质量
水吸收的热量
(2)[3]透明窗口和水胆构成了一个连通器,当内部水不流动时透明窗口内的水位与水胆内水位相平。
[4]光从透明窗口向空气传播时,光的速度会变快。
[5]钛合金涂层的体积
钛合金涂层的质量
(3)[6][7]由串联电路的分压特点可知,电阻两端的电压跟电阻成正比,即
防电墙等效电阻增大44kΩ后,防电墙两端的电压为210V。由串联电路特点得
联解上面两式得
R0=12000Ω
27. 漫反射 通电导体(有力) 大于 用电器 具有 2.15
【详解】(1)[1]漫反射是指光线被粗糙表面无规则地向各个方向反射的现象,救援人员将无人机照明灯升空,照亮震区安置点,照明灯发出的光线照射到粗糙的地面时发生漫反射。
[2]旋翼无人机利用电动机转动实现升空,利用了电动机的工作原理,即电动机工作是利用磁场对通电导体(有力)的作用。
[3]机械能等于动能与势能之和,无人机加速升空过程中,动能增大,重力势能也增加,所以机械能的增加量大于动能的增加量。
(2)[4]白天需要为电池充电,电池此时消耗电能,相当于电路中的用电器。
[5]一切物体任何时候都具有惯性,无人机悬停时惯性。
[6]若充满电时电池储能500W·h,动力系统会在低于5%的电量时无法御空但能实现照明,只能用来照明的电能为
动力系统和照明系统一起工作时消耗的电能为
充满电状态下无人机至多持续工作的时间为
28. 大于 运动 二 5×104 2×103 1.5×104
【详解】(1)[1]无人机在农田上空的某一高度水平匀速飞行,同时均匀喷洒农药,飞机的速度和高度均不变,但质量变小,所以无人机的动能减小,重力势能减小,机械能减小;由于动能和势能的总和是机械能,所以无人机机械能的变化量是动能和重力势能变化量的总和,则无人机机械能的变化量大于其动能的变化量。
[2]无人机在喷洒农药的过程中,无人机和地面的相对位置不断发生改变,所以无人机相对于地面是运动的。
[3]电能是消耗其它能源经过加工转换来的,属于二次能源。
(2)[4]装满农药的无人机总重力
无人机底部支架与地面的总接触面积为100cm2,即0.01m2,由可知,装满农药的无人机对地面的压强
[5]无人机从地面升起到5m高处时,克服农药重力做功
[6]由题意可知,该无人机喷洒作业一次需要的时间
则该无人机喷洒作业一次可喷洒面积
29. 吸收 变小 升华 快
【详解】(1)[1]破冰船的冰刀压到冰面时会使冰的熔点降低加速熔化,熔化过程要吸热。
[2]冰化成水,质量不变,密度变大,由可知体积变小。
[3]在−15℃的环境下冰可以直接变成成水蒸气,是升华现象。
(2)[4]声音在固体中传播速度最快,在气体中传播速度最慢,所以冰面的传声速度比空气中快。
[5]破冰船满载时受到的浮力
因为破冰船漂浮,所以破冰船满载时总重
冰面受到的压力
此时船对冰面的压强
[6]破冰船匀速直线前进,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,由可得牵引力
此时破冰船受到的阻力
此时破冰船受到的阻力为重力的倍数
30. 凸 直线 大于 热传递 黑 大于
【详解】(1)[1]光刻机通过极紫外光照射镂空的集成电路模板,经过透镜组后在硅晶圆表面的光刻胶上刻出缩小的电路图案,此时成倒立缩小的实像,故透镜是凸透镜。
[2]光在同种均匀介质中沿直线传播,故极紫外光在制成透镜的玻璃内沿直线传播。
[3]集成电路模板到透镜的距离相当于物距,硅晶圆到透镜的距离相当于像距,此时成缩小的实像,故集成电路模板到透镜的距离大于硅晶圆到透镜的距离。
(2)[4]改变内能的方式有做功和热传递,散热片将热量散失到环境中,这是通过热传递的方式。
[5]由题意可知:物体颜色越深,热辐射散热能力越强,故散热片的颜色多为深色,即黑色。
[6]晶体管的空间尺度约为5nm,即,而原子的空间尺度约为,故晶体管的空间尺度大于原子的空间尺度。
31. 化学 电池 短路 200 400 变小 80 5∶6
【详解】(1)[1][2]用充电桩给电动汽车充电时要消耗电能,因此蓄电池相当于用电器,整个充电的过程是把电能转化为化学能储存在电池中。
[3]防水充电桩具有防水的效果,正常情况下,水是导体,故可以防止短路。
(2)[4]若充电过程的前18 min充电电流不变,充电18 min时充电电压升至500V,由此可知电流为
[5]有P-t图像可知P-t之间的关系式是
故在9min时,功率为
故
[6]若充电18 min至30min的时间内,充电电压保持500V不变,有由P-t图像可知18 min至30min的时间内功率逐渐减小,由
可知该过程中充电电流逐渐减小。
(3)[7]电动汽车充电前和充电30 min时电池显示的储能量分别为20%和70%,故充电50%时,储存的电能为
故如果充满电时,电池能够储存的电能为
[8]该电动汽车在高速公路上分别以80km/h和100km/h的速度匀速行驶30 min,电池的储能量分别下降了10%和15%,设电池总储能为W,设80km/h和100km/h的速度时,受到的阻力分别为F1和F2;故有以下关系
综上可得
32. 不同 斥力 方向 电流 不做功 能
【详解】(1)[1]核电站是利用核能发电,利用了核裂变原理。它的核心设备是核反应堆。核反应堆中发生的链式反应,是可加控制的。与氘、氚原子核,在超高温下结合成氦原子核的核聚变方式不同。
[2]由于同种电荷相互排斥,故带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电斥力。
[3]能量转化具有方向性,在利用能量的过程中有能量耗散,耗散的能量不可再利用,所以我们要节约能源。
(2)[4]奥斯特实验表明通电导体周围存在着磁场,EAST装置中,超导线圈中的强大电流产生强磁场,强磁场产生强磁力约束氘、氚原子核在真空室的环形轨道内运动。
[5]由材料知,氘、氚原子核运动方向始终与磁力方向垂直,没有在磁力方向上移动距离,故磁力对氘、氚原子核不做功。
[6]氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动,运动方向时刻在变化,故该过程能说明磁力可以改变物体的运动状态。
33. 振动 大于 光 顶 不平衡 1.75×104
【详解】(1)[1]声音都是由物体的振动产生的,大洋万米深处的声音同样是由物体的振动产生的。
[2]15℃时空气中的声速是340m/s,声音在海水中的传播速度大于在空气中,即大于340 m/s。
[3]“奋斗者”号的画面是通过微细光缆传给海面上的保障船的,光缆利用的是光的反射,即利用光波传递信息。
(2)[4]为保障“奋斗者”号在水下平稳运行不易侧翻,则需要降低重心,故应将密度较小的浮力材料安装在“奋斗者”号的顶部。
[5]静止状态和匀速直线运动状态称为平衡状态,故加速上升时“奋斗者”号受力不平衡。
[6]当“奋斗者”号坐底时可视为悬浮状态,此时浮力等于重力,抛掉其外部的压载铁后,即“奋斗者”号质量减小2t,则重力减小
G减=mg=2000kg×10N/kg=2×104N
体积减小
V减===0.25m3
则“奋斗者”号减小的浮力
F浮=ρ海gV减=1×103kg/m3×10N/kg×0.25m3=2.5×103N
当海水的阻力增大到一定值时,“奋斗者”号开始匀速上升,则此时“奋斗者”号受力平衡,即减小的重力等于减小的浮力加上阻力,即
F阻=G减-F浮=2×104N-2.5×103N=1.75×104N
34. 增大 做功 能 一 60 2.6×10-5
【详解】(1)[1]整流罩温度升高,分子热运动加剧,分子动能增大。
[2]整流罩克服空气摩擦做功,是通过做功改变内能。
[3]火箭发动机自带燃料和助燃剂,可以在真空中工作。
(2)[4]太阳能可直接获取利用,属于一次能源。
[5]1h发电
[6]空间站以7.8×103 m/s的速度运行一年,通过的路程为
光年
35. 1.2×108 1.2×104 小 超声波 红外 40%
【详解】(1)[1]根据阿基米德原理有
[2]排开水的体积为
[3]流体在流速越大的位置,压强越小。逆风行驶比顺风行驶时,船的外侧空气相对船的速度更大一些,故压强更小一些。
(2)[4]超声波的指向性强,用来制作声呐。
[5]物体的温度越高,向外辐射的红外线越强。降低温度,可以降低红外辐射。
[6]柴油完全燃烧放出的能量为
效率为
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