資源簡介

專題五　綜合能力題
命題分析　
廣東省近五年中考物理命題分析
考點 2023 2022 2021 2020 2019
問題探究類 省題22 省題22 省題21 省題22 省題21
應用分析類 省題21 省題21 省題22 省題21 省題23
閱讀研究類 省題23 省題23 省題23 省題23 省題22
綜合能力題文字多，涉及的知識點廣，綜合性強，是最考驗學生作答能力的題型，也是最能提高學生能力和學生思維的題型。
解題指導：
(1)認真讀題，清楚題中設計的物理概念和規律；
(2)審清題目以及題目所給的條件；
(3)結合題目要求確定解題過程，設計好先解哪個問題，后解哪個問題，怎樣書寫才能簡潔明了。
類型一　問題探究類
解題技巧：首先要明確探究的問題，分析題目是將課本上的探究實驗從新的角度進行考查還是依托課本實驗對同一個問題設計了不同的實驗探究方案，弄清楚題目要我們做什么，題目中有哪些與之相關的信息，再結合已經學過的有關物理知識和物理規律，把新舊知識聯系起來，抓住關鍵詞語，準確地利用物理知識解題，用科學的語言把探究的過程和結果表述出來。
例1　(2023·瀘州)小明有一件重約15 N的工藝品，用細線懸掛兩端點A、B使其處于靜止狀態，如圖甲所示。他想用平衡的知識，通過計算在A、B連線上找出O點的位置，以便用一根細線系在O點將工藝品懸掛起來，靜止時如圖乙所示，并計算出工藝品的重力。小明身邊只有一把彈簧測力計(0～10 N)、一把刻度尺和若干細線，他設計了如下實驗，請完成以下實驗步驟：
(1)取下工藝品，用刻度尺測出工藝品長度LAB＝________ cm，如圖丙所示。
(2)用彈簧測力計拉住A端，B端用細線懸掛，平衡時如圖丁所示，此時彈簧測力計讀數F1＝8.0 N。
(3)交換彈簧測力計和細線的位置，平衡時工藝品的位置也如圖丁所示，彈簧測力計讀數F2＝6.0 N。
(4)由此可以計算出該工藝品的重力G＝________ N。
(5)計算出O點到端點A間的距離LOA＝________ cm。
(6)反思：要準確找出O點的具體位置，除準確測量外，關鍵實驗條件是________________(只須寫出一個條件即可)。
答案　(1)35.0　(4)14　(5)15　(6)杠桿平衡條件
解析　(1)由于刻度尺的分度值是1 cm，所以工藝品的長度為35.0 cm；
(4)(5)當以A端為動力作用點時，根據杠桿平衡條件知，F1·LAB＝G·LOB，即8 N×35.0 cm＝G×(35.0 cm－LOA)，①
當以B端為動力作用點時，根據杠桿平衡條件知，F2·LAB＝G·LOA，即6 N×35.0 cm＝G×LOA，②
由①②得，G＝14 N，LOA＝15 cm；
(6)當要準確找出O點的具體位置，除準確測量外，關鍵實驗條件是杠桿平衡條件。
類型二　應用分析類
解題技巧：應用分析類題目的特點與閱讀研究題較為相近，試題通過文字、圖象或表格提供相關信息，要求學生通過閱讀、理解、思考和分析從中篩選出有關的信息，然后運用所學的物理知識來解決問題。側重考查學生收集信息和處理信息能力，從省卷命題特點看，近年多為根據提供信息進行分析計算，由于信息量大，涉及公式多，綜合性強，對學生的能力要求較高。首先要注意認真分析題意，確定研究對象，重視分析過程，從文字和圖象中獲取、提煉有用信息，然后進行歸納或應用公式解題。
例2　(2023·佛山順德區一模)2020年11月24日，我國在文昌航天發射場，用長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器，火箭飛行約2 200秒后，順利將探測器送入預定軌道，開啟我國首次地外天體采樣返回之旅。12月17日凌晨，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品，在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸，探月工程嫦娥五號任務取得圓滿成功。
(1)如圖甲所示是長征五號遙五運載火箭在文昌衛星發射場發射升空的情形。火箭發射時發射塔架下巨大水池上方有“白霧”形成，所涉及的物態變化是水池中的水先________后________(兩空均填寫物態變化名稱)。
(2)運載火箭所用燃料為液態的氫和氧，在通常情況下，氫和氧是氣態的，科技人員是采用________的方法使它們液化的。
(3)嫦娥五號在月球上展開的五星紅旗，它是由特殊材料制作，科研團隊花了一年多時間選材，才最終確定，使國旗能夠抵御月表的惡劣環境，保持其顏色和形態。這面國旗在地球時質量為12 g，在到達月球后這面國旗質量________(選填“大于”“小于”或“等于”)12 g。
(4)嫦娥五號搭載的專業拍照“神器”，是一款集紅外和可見光成像于一體的相機，主業就是記錄軌道器與上升器的交會對接過程，以及軌道器與著陸器/上升器組合體分離、與支撐艙分離的過程。如圖乙所示是這款相機拍下的嫦娥五號軌道器與上升器完成交會對接的“相擁”瞬間。相機拍照時，物距滿足的條件是________________(填寫物距與焦距關系)。
(5)若從地球向月球發射激光，激光到達月球并返回地球共需2.56 s，則地球和月球間距離為______ m。(光速為3×108 m/s)
答案　(1)汽化　液化　(2)壓縮體積　(3)等于　(4)物距大于二倍焦距　(5)3.84×108
解析　(1)火箭發射時，高溫的火焰向下噴射，放出大量的熱量，火箭發射架下方建有較大的水池，就是為了吸收這些熱量，水吸熱后迅速汽化，形成高溫的水蒸氣，水蒸氣上升過程中遇到溫度較低的空氣液化形成“白霧”；
(2)運載火箭所用燃料為液態的氫和氧，在通常情況下，氫和氧是氣態的，科技人員是采用壓縮體積的方法使它們液化的；
(3)因為質量不隨物體位置的改變而變化，所以這面國旗從地球到月球后，其質量不變仍然是12 g；
(4)相機拍照時，物距滿足的條件是物距大于二倍焦距；
(5)光從月球傳播到地球所用時間為t＝×2.56 s＝1.28 s，
由v＝得，地球到月球的距離是s＝vt＝3×108 m/s×1.28 s＝3.84×108 m。
類型三　閱讀研究類
解題技巧：閱讀研究題，首先要認真閱讀背景材料或者圖形，從其入手，掌握題目的中心主題和核心內容，仔細分析題目要解決什么問題，根據閱讀材料提取物理信息，然后綜合運用所學知識理解和判斷出物理信息內容，再帶著問題仔細閱讀從材料和圖形中分析和概括出其中所蘊涵的物理問題或物理規律，根據揭示的信息采取相應的方法把問題解決。
例3　(2023·廣東)閱讀材料，回答問題。
風　力　發　電
風能是一種清潔的可再生能源，利用風力發電將助力我國實現碳中和目標。風力發電機組主要由葉片、齒輪箱、發電機等組成，其簡化結構如圖甲所示。葉片橫截面的設計原理如圖乙所示，一面較平，另一面較彎曲。葉片在風的作用下旋轉，經過齒輪箱增速后，發電機轉子高速旋轉發電。
某風力發電機組利用齒輪箱可實現葉片轉1圈，發電機轉子轉20圈。風力發電機組輸出功率P與風速v的關系如圖丙所示。在5 m/s≤v≤10 m/s的范圍內，P與v的三次方成正比。風力發電機組所在風場某段時間內的風速v與時間t的關系如圖丁所示。(為方便計算，圖丙和圖丁數據已作簡化處理。)
(1)完成圖戊風力發電的主要能量轉化流程圖。
(2)當風正面垂直吹向靜止葉片時，如圖乙所示，從正面看，葉片A會________(選填“順時針”或“逆時針”)轉動。
(3)當風速為12 m/s時，風力發電機組工作1 h輸出的電能相當于________ kg的煤完全燃燒放出的熱量。(q煤＝3.0×107 J/kg)
(4)當風速為13 m/s時，發電機轉子1 min轉400圈。若發電機輸出電能1 kW·h，葉片需要轉動________圈。
(5)若14：00～15：00和15：00～16：00兩段時間內輸出電能之比為1∶3，則14：00～20：00的時間段內風力發電機組的輸出電能為________ kW·h。
答案　(1)①機械能?、陔娔堋?2)順時針　(3)36　(4)4　(5)1 084.3
解析　(1)風力發電主要將風能轉化為葉片的機械能，葉片的機械能轉化為電能，實現能量的轉化；
(2)由題圖乙可知，風葉上面一面較平，下面一面較彎曲，風正面垂直吹向靜止葉片時，上面流速小，壓強大，下面流速大，壓強小，故受到向下的壓強差，則從正面看葉片會順時針轉動；
(3)由題圖丙可知風速為12 m/s時，發電機的功率為300 kW，則電能為W電＝Pt＝300×103 W×3 600 s＝1.08×109 J；由W電＝Q放＝mq煤可得，燃燒的煤的質量m＝＝＝36 kg；
(4)由題圖丙可知當風速為13 m/s時，發電機的功率為300 kW，發電機輸出電能1 kW·h，時間t＝＝＝ h＝0.2 min；發電機轉子1 min轉400圈，則0.2 min轉子轉400×0.2＝80圈，葉片轉4圈；
(5)由題圖丁可知，風速小于3 m/s的輸出功率為0，則14：00～14：30和18：00～19：00時間內輸出的電能為0；15：00～17：00和19：30～20：30這個兩個時間段，v大于或等于12 m/s，輸出功率恒定為300 kW，則15：00～16：00輸出的電能W＝Pt＝300 kW×1 h＝300 kW·h；則16：00～17：00輸出的電能為300 kW·h；19：30～20：00輸出的電能為150 kW·h；14：00～15：00和15：00～16：00兩段時間內輸出電能之比為1∶3，則14：00～15：00輸出電能為100 kW·h；則14：30～15：00、17：00～17：30、19：00～19：30，v＝10 m/s，故這三個時間段的輸出電能均為100 kW·h；在5 m/s≤v≤10 m/s的范圍內，P與v的三次方成正比，P＝kv3；則Pt＝kv3t，將速度v1＝10 m/s，v2＝7 m/s代入，可得17：30～18：00，W2＝34.3 kW·h；則14：00～20：00的時間段內風力發電機組的輸出電能為100 kW·h＋300 kW·h＋300 kW·h＋100 kW·h＋34.3 kW·h＋100 kW·h＋150 kW·h＝1 084.3 kW·h。
1.(2023·赤峰)閱讀短文，回答問題。
如圖是17世紀一種原始熱機的示意圖，以下是它對外做一次功的簡要概述：
①燃燒燃料，對鍋爐里的水加熱，產生大量的水蒸氣；
②高溫水蒸氣通過鍋爐與汽缸間的閥門進入汽缸；
③關閉鍋爐與汽缸間的閥門，打開冷水箱與汽缸間的閥門，向汽缸里注入冷水；
④汽缸里大量的水蒸氣液化成水；
⑤活塞向下運動，對連桿產生巨大的向下的拉力，從而對外提供動力做功。
(1)改變內能的方法有兩種，①中通過________的方法使水的內能增大。
(2)④中水蒸氣液化，要________熱量。
(3)不計活塞質量，在④和⑤中，汽缸內大量水蒸氣液化成水，導致汽缸內氣壓減小，在________的作用下，活塞向下運動。
答案　(1)熱傳遞　(2)放出　(3)大氣壓
解析　(1)改變內能的方法有兩種，①中通過熱傳遞的方法使水的內能增大。
(2)④中水蒸氣液化，要放出熱量。
(3)不計活塞質量，在④和⑤中，汽缸內大量水蒸氣液化成水，導致汽缸內氣壓減小，在大氣壓的作用下，活塞向下運動。
2．(2023·茂名高州市二模)小惠了解到汽車燈泡的額定電壓為12 V，小惠用伏安法實驗測得燈絲的電阻隨電壓變化的關系如表：
U/V 0.2 0.5 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0
R/Ω 0.12 0.18 0.25 0.35 0.50 0.62 0.70 0.77 0.8
(1)電燈工作后，小惠用手摸燈泡壁，感覺溫度升高，內能__________(選填“增加”或“減小”)，這是通過________(選填“做功”或“熱傳遞”)改變的。
(2)由表中數據可知，隨著電壓增大，燈絲的電阻也增大，但老師說過同一段導體的電阻大小與電壓無關，小惠認真思考后想到，燈絲電阻是因為燈絲的________升高而增大。
(3)正常發光條件下燈泡的電功率是________ W。
(4)試解釋：燈泡為什么在剛開燈的瞬間最容易燒壞？_________________________________。
答案　(1)增加　熱傳遞　(2)溫度　(3)180　(4)由表中實驗數據可知，剛開燈時，燈泡溫度較低，燈絲電阻較小，由電功率公式P＝可知，燈泡電阻越小，燈泡實際功率越大，燈泡產生的熱量越多，越容易燒壞燈泡
解析　(1)燈絲發光時溫度升高，內能增加，這是電流通過導體做功，使燈絲內能增加，內能再通過熱傳遞的方式傳遞給燈泡壁，使燈泡壁溫度升高，內能增加；
(2)燈絲兩端的電壓越大，其實際功率越大，發光越亮，溫度越高，所以燈絲電阻是因為燈絲的溫度升高而增大；
(3)由表中數據可知當燈泡兩端電壓是12 V時，燈絲電阻是0.8 Ω，燈泡正常發光時的電功率P＝＝＝180 W；
(4)由表中實驗數據可知，剛開燈時，燈泡溫度較低，燈絲電阻較小，燈泡兩端電壓一定，由電功率公式P＝可知，燈泡電阻越小，燈泡實際功率越大，燈泡產生的熱量越多，越容易燒壞燈泡。
3．(2023·深圳)閱讀下列文字，回答下列問題。(g取10 N/kg)
(1)船閘的工作原理是____________，圖乙中船相對于大壩是________(選填“運動”或“靜止”)。
(2)圖丙中定滑輪的作用是________________。
(3)琴琴同學在大壩上看到水面上波光粼粼，是因為水面部分區域發生了________反射，一艘重2 000噸的輪船駛入河中，受到的浮力為________ N。
(4)圖丙的電梯：船上升速度為18 m/min，則重物下降速度為________ m/s，若船與江水總重為1.5萬噸，則電梯功率為________ W。
(5)如圖丁所示，已知：電梯中4個發電機的電能與機械能的轉換比為10∶6，已知電源電壓恒定為U，求t1時通過每個發電機的電流為________________。
答案　(1)連通器原理　運動　(2)改變力的方向　(3)鏡面　2×107　(4)0.3　4.5×107　(5)
解析　(1)船閘在工作時，閘室與上游和下游分別構成連通器，因此是利用連通器原理工作的；題圖乙中閥門A處于打開狀態，閘室水位上升，船相對于大壩位置發生了變化，是運動的；
(2)題圖丙中定滑輪的作用是改變力的方向；
(3)波光粼粼是由于水面不平靜，平行光照射到水面后反射平行光線造成的看到白色亮點，所以波光粼粼是因為水面部分區域發生了鏡面反射；由題意知：輪船的總質量m＝2 000 t＝2×106 kg，重力G＝mg＝2×106 kg×10 N/kg＝2×107 N，輪船駛入河中，漂浮在水上，受到的浮力F浮＝G＝2×107 N；
(4)船上升速度v＝18 m/min＝＝＝0.3 m/s，由于定滑輪可改變力的方向，不能省力和省距離，故重物下降速度和船上升速度相等，速度為0.3 m/s；
電梯功率P＝＝＝Gv＝mgv＝1.5×104×103 kg×10 N/kg×0.3 m/s＝4.5×107 W；
(5)由(4)得電梯的機械能功率P＝4.5×107 W，每個發電機的功率為P1，由電梯中4個發電機的電能與機械能的轉換比為10∶6可得：4P1t1∶Pt1＝10∶6，
得：P1＝P＝×4.5×107 W＝1.875×107 W，
根據電功率P＝UI可知：t1時通過每個發電機的電流I＝＝。
4．(2023·廣東)小明了解到有種說法“在室內穿兩件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用如圖所示的裝置進行實驗：在甲、乙兩個相同的瓶子中裝入等體積的熱水，用兩層灰色薄棉布包裹著甲瓶(內層緊貼，外層相對寬松)，用一層灰色厚棉布緊貼包裹著乙瓶，用數顯溫度計測量瓶中熱水的溫度，測得有關數據如表所示。(室溫：25.0 ℃)
時間/min 0 20 40 60 80
甲瓶水溫/℃ 61.0 56.6 62.5 50.9 48.5
乙瓶水溫/℃ 61.0 55.6 52.3 49.0 45.7
(1)表中有一個溫度值記錄錯誤，該錯誤的溫度值是________ ℃。水溫會先降到41.0 ℃的是________瓶。已知瓶中水的體積是350 mL，該瓶中水的溫度降至41.0 ℃時，其放出的熱量是________ J。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]
(2)如果把瓶中的熱水換成冰塊，________瓶中的冰塊熔化較慢。分析實驗結果，可猜想“在室內穿兩件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是兩件薄衣服中間有________。
(3)請寫出一個生活中與你的猜想相符合的例子：____________________________________。
答案　(1)62.5　乙　29 400　(2)甲　空氣　(3)羽絨服很蓬松，中間有很多空氣，由于空氣是熱的不良導體，可有效防止身體熱量散失
解析　(1)隨著時間的增加，水的溫度逐漸降低，所以甲瓶水40 min時的溫度62.5 ℃是錯誤的；由表格數據知乙瓶水的溫度降低得快，水溫會先降到41.0 ℃；
由ρ＝知水的質量為m水＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×350×10－6 m3＝0.35 kg；
水放出的熱量是Q放＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.35 kg×(61.0 ℃－41.0 ℃)＝29 400 J；
(2)由表格數據知甲瓶水的溫度降低得慢，說明甲瓶保溫性能好，如果把瓶中的熱水換成冰塊，甲瓶中的冰塊熔化較慢，說明在室內穿兩件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖，由于空氣是熱的不良導體，所以兩件薄衣服中間有空氣可能是在室內穿兩件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖的原因；
(3)羽絨服很蓬松，中間有很多空氣，由于空氣是熱的不良導體，可有效防止身體熱量散失。
5.測量質量的工具和手段很多。天平、桿秤、磅秤和電子秤等都可以用來測量質量。
如圖是小明自制電子秤的原理示意圖。托盤、輕彈簧上端和金屬滑片P固定在一起(彈簧的電阻不計)，金屬滑片P與電阻R1接觸良好，R0為定值電阻。
(1)小明按照示意圖正確完成電路連接后。閉合開關S，改變托盤中物體的質量，發現電壓表有示數，但始終不變，則發生該故障的原因可能是____________________________。
(2)小明排除故障后按照下列步驟進行刻度調試：
a．調零。在托盤中無物體時，使金屬滑片P處于R1最上端。此時電壓表的示數為零。
b．標度。每次向托盤中增加100 g的砝碼，在電壓表指針所指位置的刻度盤上標出相應的質量值。按照這種方法標注的質量值刻度是________(選填“均勻”或“不均勻”)的。
(3)當將1 kg的物體放在托盤中。金屬滑片P剛好指在距R1上端處，請計算回答“1千克”應標在電壓表多少伏的位置上？(已知電阻R0＝5 Ω，電阻R1＝15 Ω，電源電壓U＝3.0 V，電壓表的量程為0～3 V)
答案　(1)電阻R1斷路(或電阻R0短路)　(2)不均勻　(3)1.5 V
解析　(1)閉合開關，兩電阻串聯接入電路，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，發現電壓表有示數，但始終不變，說明電壓表串聯接入電路或電路為滑動變阻器的簡單電路，此時電壓表測電源電壓，若電壓表串聯接入電路，則電路故障為滑動變阻器R1斷路，若電路為滑動變阻器的簡單電路，則電路故障為定值電阻R0短路；
(2)串聯電路總電阻等于各部分電阻之和，根據歐姆定律可得通過電路的電流I＝，則電壓表的示數U1＝IR1＝×R1，滑動變阻器R1接入電路的電阻是變化的，分析函數關系可知這種方法標注的質量值刻度是不均勻的；
(3)當將1 kg的物體放在托盤中，金屬滑片P剛好指在距R1上端處時，連入電阻R1′＝×15 Ω＝5 Ω，電路中的電流I＝＝＝0.3 A，
R1兩端的電壓U1＝IR1′＝0.3 A×5 Ω＝1.5 V，即“1千克”應標在電壓表1.5 V的位置上。
6．(2023·肇慶封開縣二模)閱讀短文，回答問題：
智　能　手　機
隨著智能手機的日益普及，人們的日常生活發生了翻天覆地的變化。在眾多應用幫助下，人們通過智能手機可以輕松實現遠距離通信、線上支付、網上辦公等活動。手機電池作為手機的一個重要部分，目前正朝著大容量、快充電的方向發展。某款手機鋰電池上標有“電壓：3.7 V　容量：4 000 mA·h”字樣。該手機搭配了超級快充功能，采取的方式是保持充電器的電壓不變，將電流從原來的1 A變為5 A，極大地提高了充電功率。電池充滿電后，持續使用一段時間，屏幕顯示剩余電量不足20%時，系統就會發出“是否開啟省電模式”的提示，此時最好給手機充電續航。若無法充電，則開啟“省電模式”后，手機顯示還可以持續使用2 h，電量將耗盡。
手機無線充電是目前比較新的一門技術，無線充電就是不借助數據線等導線對手機進行充電，從而增加手機的續航時間?，F階段使用較多的一種無線充電技術的原理如圖甲、乙所示，交流電流過送電線圈(無線充電板)產生磁場，智能手機(受電線圈)放在無線充電板上就能充電，并將電能儲存到手機的鋰電池內。
(1)文中描述的手機快充功能將充電功率變為原來的________倍。為了防止手機溫度過高，手機的散熱部件應選用導熱快、比熱容________(選填“大”或“小”)的材料。
(2)手機在無線充電時，手機中的受電線圈會產生________，無線充電工作原理與________(選填“發電機”或“電動機”)工作原理相似。
(3)文中鋰電池最好在電能還剩________ J時給它及時充電，此手機在“省電模式”下使用時的平均功率為________ W。
答案　(1)5　大　(2)感應電流　發電機　(3)10 656　1.48
解析　(1)根據題意可知，快充時，電流由1 A變為原來的5 A，所以電流變為原來的5倍，由P＝UI可知，該款手機的快充功能將充電功率變為原來的5倍；因為比熱容大的物質，升高相同的溫度，吸熱較多，所以為了防止手機溫度過高，手機的散熱部件應選用導熱快、比熱容大的材料；
(2)智能手機放在無線充電板上時，受電線圈靠近該磁場時就會產生感應電流，給智能手機充電，這是利用電磁感應原理工作的；發電機是利用電磁感應原理工作的，因此無線充電工作原理與發電機工作原理相似；
(3)剩余的能量W＝20%UQ＝20%×3.7 V×4 000×10－3 A×3 600 s＝10 656 J；
手機在“省電模式”下使用時的平均功率P＝＝＝1.48 W。
課時精練
精練(一)
1．(5分)(2023·株洲)某同學利用圖示裝置測量滑動摩擦力的大小。水平傳送帶由微型電動機控制其運轉，連接滑塊和壓塊的細繩自然拉直，事先用電子秤分別測出滑塊和壓塊的重力G1和G2。
(1)此裝置中定滑輪的作用是改變力的________(選填“大小”或“方向”)。
(2)本實驗除了要保證壓塊在電子秤上保持靜止外，還需控制的條件是______(選填“①”或“②”)。
①水平傳送帶必須勻速運轉
②定滑輪左側連接滑塊的細繩必須水平
(3)開啟電源，應使皮帶輪上方的傳送帶向________(選填“左”或“右”)運動，此時滑塊受到的滑動摩擦力方向為水平向________(選填“左”或“右”)。讀出電子秤的示數G3，此時滑塊所受滑動摩擦力大小F＝________(用測得的物理量表示)。
答案　(1)方向　(2)②　(3)左　左　G2－G3
解析　(1)定滑輪的作用是改變力的方向；
(2)本實驗除了要保證壓塊在電子秤上保持靜止外，還需控制的條件是定滑輪左側連接滑塊的細繩必須水平；
(3)皮帶輪上的傳送帶應向左運動，滑塊相對于傳送帶向右運動，滑塊受到的滑動摩擦力水平向左；滑塊相對于地面靜止，故拉力大小等于滑動摩擦力大小，對壓塊受力分析，拉力等于壓塊的重力減去電子秤的示數，即F＝G2－G3。
2．(2分)(2023·岳陽)甲圖中是一個高爾夫球，小聰發現它的表面不光滑而是布滿凹坑，這是為什么呢？通過查閱資料，她了解到球在空氣中高速運動時的情況如圖乙，球前端與空氣劇烈沖撞，產生巨大氣壓，而球后方的空氣被排擠開，后方氣壓減小，于是產生方向向后的壓力差，這種壓力差就是壓差阻力，高爾夫球表面凹坑的作用就是將表層空氣緊緊貼合在球面，使得空氣與球的分離點更靠后，從而減小壓差阻力。
(1)其他條件相同時，布滿凹坑的高爾夫球比光滑的高爾夫球飛得更________(選填“近”或“遠”)；
(2)圖乙中________球(選填“A”或“B”)是布滿凹坑的高爾夫球。
答案　(1)遠　(2)B
解析　(1)高爾夫球表面凹坑的作用就是將表層空氣緊緊貼合在球面，使得空氣與球的分離點更靠后，從而減小壓差阻力，根據阻力對運動的影響知，阻力越小，可以飛得更遠；
(2)B球的空氣更加貼著球，說明其表面布滿凹坑。
3．(3分)(2023·山西)隨著生活水平的不斷提高，家用電器種類越來越多，電能的消耗也逐漸增大。實踐小組對家庭用電情況產生了研究興趣，并進行了調查研究。
任務一：小組成員對各自家庭2022年下半年的用電情況進行了調研，并制作了所調查家庭下半年每月平均電費統計表，表格如下。(電費價格不變)
月份 7 8 9 10 11 12
電費/元 90 80 50 76 68 86
任務二：根據表中數據在圖中繪制出“電費－月份”圖象。分析圖象可以獲取的信息是_________________________________________________________________(寫出一條即可)。
任務三：節約能源應從點滴做起，請你提出一條節約用電的措施_______________________
(合理即可)，并說明理由__________________________________________________________。
答案　9月份的用電量最低　用電器不用時不要處于待機狀態　待機狀態下用電器也會消耗電能
解析　由圖象可得出：9月份的用電量最低，7月份的用電量最多等信息；生活中節約用電的措施有：用電器不用時不要處于待機狀態，因為待機狀態下用電器也會消耗電能；再如：隨手關燈、將空調的制冷溫度調高一些等。
4．(3分)(2023·深圳羅湖區四模)閱讀材料，回答問題。
神奇的天宮課堂
“天宮課堂”是為發揮中國空間站的綜合效益，推出的首個太空科普教育品牌。2021年12月9日15時40分，“天宮課堂”第一課開始，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站進行太空授課。2022年3月23日15時40分，“天宮課堂”第二課在中國空間站開講。
第一課中，在“水球光學實驗”中，航天員王亞平的臉距水球球心30 cm時，可以看到如圖所示的倒立、縮小的實像。在“香香的歡樂氣泡球實驗”中，只見泡騰片在藍色的水球里不斷冒泡，但在失重環境下，氣泡雖然不斷產生，但并沒有離開水球。而隨著氣泡不斷增多，水球逐漸變成了一個充滿歡樂的“氣泡球”，而且產生了陣陣香氣。
第二課中，王亞平老師和葉光富老師在太空中向同學們展示了“液體橋”。液體橋是將水擠到兩塊板上，將兩塊板靠近后兩水球相連，形成了一座橋。在“太空拋物”實驗中，請來頂流助教冰墩墩，當王亞平老師將冰墩墩拋出后，冰墩墩實現了牛頓第一定律所描述的現象。在“太空冰雪”實驗中，用沾了結晶核的毛根觸碰過飽和乙酸鈉溶液形成的液體球，液體球迅速變成“冰球”。
(1)王亞平老師可以在太空站里生活，所以“天宮”內的氣壓________(選填“大于”“小于”或“等于”)“天宮”外氣壓。
(2)在“太空冰雪”實驗中，用手摸上去，“冰球”竟然是熱乎乎的，這是因為________(填物態變化的名稱)放熱的原因。
(3)在外太空處于微重力狀態，重力幾乎可以忽略不計。王亞平老師給冰墩墩施加一個力，冰墩墩動起來，當冰墩墩離開王亞平老師的手后，我們看到冰墩墩將近似做________。
答案　(1)大于　(2)凝固　(3)勻速直線運動
解析　(1)空間站內有空氣，空間站外沒有空氣，空間站內空氣存在氣壓，所以“天宮”內的氣壓大于“天宮”外的氣壓；
(2)用沾了結晶核的毛根觸碰過飽和乙酸鈉溶液形成的液體球，液體球迅速變成“冰球”，這一過程是凝固現象，會放熱；
(3)當冰墩墩離開王亞平老師的手后，冰墩墩不受力的作用，根據牛頓第一定律可知，冰墩墩將近似做勻速直線運動。
5．(5分)(2023·齊齊哈爾)閱讀短文，回答問題。
化石能源目前仍是世界上許多國家的主要能源，但化石能源的大量開采利用使化石能源接近枯竭，也給人類生存環境帶來極大的隱患。石油危機、環境污染，在全球范圍內引起了人類對能源問題的思考，我國對此問題尤為重視。為了解決環境污染、能源枯竭問題，中國率先在第75屆聯合國大會上提出“碳達峰”“碳中和”兩個奮斗目標，同時大力發展風能、太陽能、核能等新能源。我國風力資源豐富，在東南沿海、西北沙漠優勢突出。風能用之不竭、清潔環保，所以我國加大風能的開發和利用。如圖甲是我國某風力發電基地，風力發電機組主要由風機葉片和發電機組組成。
(1)風力發電是把風能轉化為電能，風能是________(選填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)某段風機葉片的形狀像飛機的機翼，若葉片位置和風向如圖乙所示，由于葉片兩面形狀不同導致葉片兩面空氣流速不同，從而產生________差，可以使風機葉片轉動。
(3)風機葉片具有質量輕、強度高等性能，通常用密度________(選填“大”或“小”)、硬度大的復合材料制成。
(4)某風力發電機輸出功率與風速的關系如圖丙所示。由圖象可知，當風速在v1到v2之間時，風速越大，風力發電機輸出功率________(選填“越大”“不變”或“越小”)；當風速大于v2時，風速增大，________(選填“能”或“不能”)提高風力發電機輸出功率。
答案　(1)可再生　(2)壓力(壓強)　(3)小　(4)越大　不能
解析　(1)風力發電利用的是風能，風能可以在自然界中源源不斷地得到，風能是取之不盡、用之不竭的能源，所以風能是可再生能源；
(2)由題圖乙知，葉片的上面是突出的弧形，下面是平面，空氣流過時，上面空氣流速大于下面空氣流速，上面壓強小于下面壓強，由于葉片兩面空氣流速不同而產生向上的壓力(壓強)差，使風葉旋轉；
(3)風機葉片材料質量輕、強度大、耐磨損、密度小、硬度大，可以減小阻力，延長使用壽命；
(4)由題圖丙可以知道，當風速在v1到v2之間時，風速越大，發電機組的電功率增大；當風速在v2到v3之間時，風速越大，發電機組的電功率不會增大。
精練(二)
1．(4分)(2023·蘇州)寒冬，為給小雞仔提供溫暖的環境，小明制作了恒溫箱系統，原理如圖?？刂齐娐酚呻姶爬^電器、滑動變阻器R1、熱敏電阻R2(安裝在恒溫箱內，阻值隨溫度升高而顯著減小)、低壓電源等組成。加熱電路由電源、電熱絲R3和R4等組成。調好R1阻值，閉合開關S1、S2，箱內溫度升高到設定值后即在小范圍內波動，且降溫階段降溫比較平緩。
(1)通電線圈上端是________極，溫度升高時，電磁鐵磁性________；
(2)R3阻值________(選填“大于”或“小于”)R4阻值；
(3)將R1的阻值稍微調小一些，恒溫箱控制的溫度將________。
答案　(1)N　增強　(2)小于　(3)降低
解析　(1)閉合開關S1，電流從電磁鐵上端流入，下端流出，由安培定則可知，線圈的上端為N極，下端為S極；溫度升高時，熱敏電阻R2的阻值隨溫度升高而顯著減小，根據歐姆定律，電路中電流變大，電磁鐵的磁性增強；
(2)溫度升高時，電磁鐵磁性增強，吸引銜鐵，使R4電路接通，此時恒溫箱處于保溫狀態；溫度降低時，電磁鐵磁性減弱，銜鐵在左側彈簧作用下被拉起，使R3電路接通，此時恒溫箱處于加熱狀態；因加熱功率大于保溫功率，且電源電壓不變，由P＝UI＝可知，R3阻值小于R4阻值；
(3)電磁鐵吸引銜鐵時的電流不變，控制電路電源電壓不變，根據歐姆定律可知，控制電路的總電阻不變，將R1的阻值稍微調小一些，根據電阻的串聯可知，熱敏電阻R2的阻值變大，因熱敏電阻R2的阻值隨溫度升高而顯著減小，故恒溫箱控制的溫度將降低。
2．(7分)(日常生活創新應用)(2023·珠海一模)我國自主研制的“奮斗者”號全海深載人潛水器順利完成萬米深潛試驗。這意味著，我國在材料科學、精密加工、自動巡航、水下通信等多個領域的研究邁上了一個新的臺階。再復雜的科學與技術，也有其基本原理。我們運用物理知識，對“奮斗者”號的本領進行一個簡單梳理。
(1)戴上塑料薄膜手套或乳膠手套，然后把手伸到水下，我們會感到手套緊緊地貼在手上，這是因為________存在壓強。
(2)在開口的飲料瓶側壁不同高度的地方戳幾個小孔，然后往瓶里注滿水，水會從側壁的小孔流出來。從下面小孔流出的水，噴得更急，這是因為液體壓強的大小與________有關。當手持此飲料瓶，從高處靜止釋放，下落過程中，水________(選填“仍會”或“不會”)從側壁的小孔流出來。
(3)“奮斗者”號深潛器裝配了4塊壓載鐵，總質量近2噸。當“奮斗者”號準備上浮時，它會拋掉2塊壓載鐵，上浮就容易得多了，此過程采用了________________的方法來實現上浮的，上浮過程中(未露出水面)浮力將________(選填“變大”“不變”或“變小”)；此外，深潛器的周圍還穿上了“救生衣”，這種“救生衣”是采用特殊的浮力材料制成的，從而使得深潛器和救生衣的整體平均密度________(選填“大于”“等于”或“小于”)水的密度，更易于上浮。上浮時水對深潛器底部的壓強將________(選填“變大”“變小”或“不變”)。
答案　(1)液體內部　(2)深度　不會　(3)改變自身重力　不變　小于　變小
解析　(1)由于水的內部向各個方向都有壓強，所以戴上塑料薄膜手套或乳膠手套，把手伸到水下，我們會感到手套緊緊地貼在手上。
(2)水會從側壁的小孔流出來，說明水對側壁有壓強，下面小孔流出的水噴的更急，是由于同種液體中，壓強隨深度的增加而增大。當手持此飲料瓶，從高處靜止釋放，水和瓶子同時下落，下落速度相同，所以，水不會從側壁的小孔流出來。
(3)當“奮斗者”號準備上浮時，液體密度不變，排開水的體積不變，所以受到的浮力不變，當拋掉2塊壓載鐵后，自身重力減小，浮力大于重力，所以船就能上浮，這是采用了改變自身的重力方法來實現上浮的。
上浮過程中(未露出水面)，液體密度不變，排開水的體積不變，所以受到的浮力不變，根據物體的浮沉條件可知，當物體的密度小于液體密度時，物體漂浮在液面上，所以“救生衣”整體平均密度小于水的密度，更易于上浮。上浮時，深潛器浸入水中的深度變小，液體密度不變，由p＝ρgh可知水對深潛器底部的壓強將變小。
3．(6分)(遷移應用)(2023·惠州博羅縣一模)如圖，小明利用身邊的物品來探究杠桿的平衡條件，他所選擇的器材有：鉛筆、橡皮若干(每塊橡皮質量為10 g)、細線、刻度尺等。
次序 動力F1/N 動力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 0.1 0.02 0.2 0.01
2 0.1 0.04 0.02
3 0.2 0.04 0.1 0.08
(1)他將細線大致系在鉛筆的中部位置，鉛筆靜止后如圖甲所示，若想調節鉛筆水平平衡，她應將細線向________(選填“左”或“右”)移動。實驗前調節鉛筆水平平衡可以消除鉛筆重力對實驗的影響，在實驗測量時保持鉛筆水平平衡還有一個好處是：____________________。
(2)調節杠桿水平平衡后，他用細線綁定數量不等的橡皮掛在杠桿支點兩側，如圖乙所示，做了幾次實驗后將數據記錄在表中，則表中漏填的數據為________ N，同桌的小亮按現有方案得出如下結論：“動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離”，這個結論與杠桿平衡條件________(選填“相符”或“不相符”)，為了進一步完善實驗，得出普遍規律，接下來的做法應該是________(填序號)。
A．改變力的大小
B．改變力的方向
C．改變力的作用點
(3)若在實驗過程中，鉛筆水平平衡后(如圖乙)，小明不小心將前端細長的鉛筆芯弄斷了(如圖丙)，他立刻將鉛筆穩住，并將鉛筆芯放到右端細線處固定(如圖丁)，則松手后鉛筆將會________。
A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然水平平衡 D．無法確定
答案　(1)右　便于測量力臂　(2)0.2　不相符　B　(3)A
解析　(1)由圖可知，鉛筆靜止后右端下沉，若想調節鉛筆水平平衡，應將支點向右移動，即細線向右移動；調節鉛筆水平平衡可以消除鉛筆重力對實驗的影響，同時可從鉛筆上直接測出力臂的大小。
(2)根據杠桿平衡條件得：0.1 N×0.04 m＝F2×0.02 m，解得：F2＝0.2 N；
“動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出來的，此時力臂正好等于支點到力的作用點的距離，屬于特殊情況，一般情況下力臂等于支點到力的作用線的距離。故結論與杠桿平衡條件不符，應改變動力或阻力的方向，探究在一般情況下的杠桿平衡條件，故B正確。
(3)由丁圖可知，將鉛筆芯放到右端細線處固定，對于杠桿來說，杠桿兩側的重力不變，但是杠桿右側的力臂變短，則G左l左＞G右l右，所以杠桿不能在水平位置平衡，杠桿左端下沉，故A正確。
4．(5分)(2023·珠海香洲區一模)“空氣炸鍋”(如圖甲所示)，其原理是利用熱空氣流加熱食物。工作電路圖如圖乙，工作時，當空氣炸鍋內溫度高于預設溫度時，溫控開關自動斷開，電熱管停止加熱，當空氣炸鍋內溫度低于預設溫度時，溫控開關自動閉合，電熱管重新開始加熱，循環工作保持箱內溫度為預設溫度。已知電風扇的功率為50 W，電熱管的電阻R為48.4 Ω。則：
(1)空氣炸鍋在加熱工作時電風扇和電熱管是________聯，溫控開關是________(選填“S1”或“S2”)；
(2)空氣炸鍋正常工作時電熱管的功率為_______ W；
(3)用這個空氣炸鍋在一次焙烤雞翅的過程中，定時開關設定為20 min，電熱管正常循環工作時，P－t圖象如圖丙所示，本次烤雞翅共消耗電能________ J；
(4)小明想計算空氣炸鍋的實際功率，于是將家里的其他用電器都關閉，他觀察到空氣炸鍋工作時，家里標有“600 imp/(kW·h)”字樣的電能表3 min閃爍了27次，則此時空氣炸鍋的電功率是________ W。
答案　(1)并　S2　(2)1 000　(3)1.02×106　(4)900
解析　(1)由題圖知，當定時開關和溫控開關都閉合時，空氣炸鍋處于加熱工作狀態，此時電風扇和電熱管互不影響，因此兩者是并聯關系，溫控開關與電熱管R串聯在一條支路上，所以溫控開關是S2；
(2)正常工作時電熱管兩端的電壓為220 V，電熱管的功率：P＝UI＝＝＝1 000 W；
(3)由(1)分析可知，當焙烤雞翅時，電風扇與電熱管是并聯關系，電風扇在20分鐘內一直工作，電風扇消耗的電能：WM＝PMtM＝50 W×20×60 s＝6×104 J，
由題圖丙可知電熱管在20分鐘內，只工作了16 min，電熱管消耗的電能：WR＝PRtR＝1 000 W×16×60 s＝9.6×105 J，
本次焙烤雞翅共消耗的電能：W＝WM＋WR＝6×104 J＋9.6×105 J＝1.02×106 J；
(4)標有“600 imp/(kW·h)”字樣的電能表3 min閃爍了27次消耗的電能：W′＝ kW·h＝0.045 kW·h，
此時空氣炸鍋的電功率：P′＝＝＝0.9 kW＝900 W。
5．(6分)(2023·中山一模)閱讀短文，回答問題。
首次實現常溫超導
各種金屬導體中，銀的導電性能是最好的，但還是有電阻存在。在1911年，物理學家首次在低于－268.8 ℃的環境中發現汞的超導現象，即電流可以在超導材料中零電阻通過。這種超導效應一直是在超低溫下才能觀察到。在2020年10月14日，羅切斯特大學在《自然》發表其研究人員首次在高達15 ℃的溫度下，觀察到常溫超導現象。但這次研究人員發現的常溫超導材料，也存在嚴重的限制，他們觀察到的超導現象，是在2 670億帕的壓強條件下實現的，這是和地心處壓強相當的超高壓條件。
如果把超導現象應用于實際，會給人類帶來很大的好處。在發電廠發電、輸送電能等方面若能采用超導材料，就可以大大降低由于電阻引起的電能損耗。
(1)超導材料達到一定條件時，其電阻就能降到________ Ω，此時，若在正常工作的電路中，超導體兩端電壓為________ V。
(2)在低于－268.8 ℃的環境中汞的內能________(選填“等于”或“大于”)零。
(3)羅切斯特大學發現的常溫超導材料，存在的限制是所需________太高，無法在正常狀態下實現。
(4)設想一下，如果“常溫常壓超導”進入工業化，為了節能，超導材料________(選填“可以”或“不可以”)用于制造電熱水壺，原因是_____________________________。
答案　(1)0　0　(2)大于　(3)壓強　(4)不可以　根據Q＝I2Rt，超導材料電阻為零，電流通過超導材料無法產生電熱
解析　(1)由題意可知，某些物質在很低的溫度時，電阻就變成了0，這就是超導現象，根據U＝IR可知，電阻為0，其兩端的電壓也為0。
(2)在低于－268.8 ℃的環境中汞的分子仍然在不停地做無規則運動，所以具有內能。
(3)由材料內容可知，常溫下超導現象，是在2 670億帕的壓強條件下實現的，這是和地心處壓強相當的超高壓條件，故無法在正常狀態下實現。
(4)根據Q＝I2Rt可知，超導材料電阻為零，電流通過超導材料無法產生電熱，而電熱水壺利用的是電流的熱效應，故超導材料不能用于制造電熱水壺。

展開更多......

收起↑