揭阳市物理中考模拟试卷检测题含答案
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揭阳市物理中考模拟试卷检测题含答案
一、中考物理力学问题 易错压轴题提优(难)
1.边长为10cm 的立方体物块(ρρ<物水)放入圆柱形容器底部,如图1所示。
逐渐向容器内倒入水(水未溢出),测量容器内水的深度h ,分别计算出该物块对应受到的浮力F 浮,并绘制了如图2(实线)所示的图像。
(g 取10N/kg )
(1)在水中,h =12cm 时,物块处于______状态(选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”),物块重为______N 。
(2)未倒水前物块对容器底部的压强为______Pa ,物体的密度为______kg/m 3。
(3)更换一种液体重复上述实验,绘制了如图2(虚线)所示的图像。
h =12cm 时,物块处于______状态(选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”),液体的密度为______kg/m 3。
如果圆柱形容器中水和液体的深度均为12cm ,则水中物块的重力势能______液体中物块的重力势能。
(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】漂浮 8 800 0.8×103 沉底 0.7×103 > 【解析】 【分析】
【详解】
(1)[1]由图2可知,在水中,当h =8cm 时,浮力就不再增大,物块排开水的体积也不再增大,结合ρρ<物水可知,当h =12cm 时,物块在水中处于漂浮状态。
[2]此时,物块受到的浮力为8N ,对物块进行受力分析可知,它在重力和浮力两个力的作用下处于平衡状态,根据二力平衡的条件可知,物块的重力等于它受到的浮力,为8N 。
(2)[3]未倒水前,物块对容器底的压强 8N 800Pa 0.1m 0.1m
F G p S S =
===⨯ [4]物体的质量 8N 0.8kg 10N /kg
G m g =
== 物体的密度 330.8kg 0.810kg /m 0.1m 0.1m 0.1m
m V ρ===⨯⨯⨯ (3)[5]由图2可知,在另一种液体中,当h =12cm 时,物块浸没在液体中,所受浮力为7N ,浮力小于重力,所以物体处于沉底状态。
[6]根据阿基米德原理可得,液体的密度
()3337N 0.710kg /m 0.1m 10N /kg
F V g ρ===⨯⨯浮液排 [7]物块在水中处于漂浮状态,在另一液体中处于沉底状态,它在水中的位置高于在液体中的位置,所以它在水中的重力势能大于在液体中的重力势能。
2.阅读短文,回答问题。
2018 年 12 月 9 日,“复兴号”中国标准动车组项目获第五届中国工业大奖。
“复兴号”是由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权并达到了世界先进水平的中国标准动车组。
它全面采用了自动化设计,其车头(“飞龙”)被设计成修长的流线型,可谓颜值爆表,试验速度可达时速 400 公里以上。
“复兴号”轨道采用无砟轨道(砟:是岩石、煤等碎片的意思),普通铁路上常见的枕木被混凝土取代,枕木下的小石头也不见了,而是直接将铁轨铺在一个高强度的混凝土板上。
对于有砟轨道,当列车运行时速达到 250 公里时,那些碎石子就会被掀起来,给列车造成极大的危险。
(1)“复兴号”采用了流线型车头,不仅美观还可以_______;高速行驶时车头对地面的压力_______ ,摩擦力_______;(后两空均选填“增大”或“减小”)
(2)将铁轨铺在枕木上,是为了增大路基的_______,从而减小对路基的_______;
(3)请你用所学物理知识分析,列车快速行驶过有砟轨道时,那些碎石子会被掀起来的原因:______。
【答案】减小阻力 减小 减小 受力面积 压强 列车快速行驶过有砟轨道时,路基石子上方的空气流速变大,压强变小,使石子上方的压强小于下方的压强,因此石子会被掀起
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]“复兴号”采用了流线型车头,可以减小空气阻力。
[2][3]高速行驶时车头表面的气体流速比车头底部的气体流速大,压强较小,车头底部的压强较大,会产生一个向上的力,根据受力平衡可知,地面对车头的支持力会变小,力的作用是相互的,那么车头对地面的压力会变小,这个压力变小,那么摩擦力也会变小。
(2)[4][5]将铁轨铺在枕木上,是为了增大路基的受力面积,根据F p S =
可知,在压力一定时,路基受到的压强会变小。
(3)[6]流体流速大,压强小。
列车快速行驶过有砟轨道时,路基石子上方的空气流速变大,压强变小,使石子上方的压强小于下方的压强,会产生一个向上的升力,因此石子会被掀
起。
3.创新小组自制简易“浸没式液体密度计”,过程为:
①将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方,示数如图甲所示;
②将小球浸没在水中,弹簧测力计示数如图乙所示;
③将小球浸没在某未知液体中,弹簧测力计示数如图丙所示;
已知ρ水=1×103kg/m 3,取10N/kg ,问:
(1)该小球的密度有多大______?
(2)未知液体的密度有多大______?
(3)该密度计的最大测量值是______kg/m 3;
(4)在测量范围内,某待测液体的密度ρ与弹簧测力计示数F 的关系式为______,则该“浸没式液体密度计”的刻度值分布______(均匀/不均匀)。
【答案】5×103kg/m 3 2×103kg/m 3 5×103 435N 110m 10N /kg
F ρ--⨯=
⨯待测液体 均匀 【解析】
【分析】 (1)由图甲读出弹簧测力计的示数,即为小球的重力,然后求出小球的质量;由图乙读出弹簧测力计的示数,然后利用称重法计算金属球在水中受到的浮力;根据F 浮=ρ液gV 排求出小球的体积;根据 m V
ρ=求出小球的密度; (2)由图丙读出弹簧测力计的示数,然后利用称重法计算金属球在液体中受到的浮力;根据F 浮=ρ液gV 排求出液体的密度;
(3)根据F 浮=ρ液gV 排可知当测力计的示数为零时,所测的液体密度最大,据此即可根据F 浮=ρ液gV 排求出液体的最大密度;
(4)在测量范围内,根据F 浮=G ﹣F 和F 浮=ρ液gV 排求出液体的密度表达式;然后分析判断即可。
【详解】
(1)[1]由图甲可知:金属球的重力G =5N ,则小球的质量
5N 0.5kg 10N /kg
G m g === 由图乙可知:弹簧测力计的示数为F 1=4N ,根据称重法可知小球在水中受到的浮力
F 浮1=
G ﹣F 1=5N ﹣4N =1N
由于小球处于浸没状态,则根据F 浮=ρ液gV 排可得:小球的体积
431331N 110m 110kg /m 10N /kg
F V V g ρ-==
==⨯⨯⨯浮1排水 小球的密度 3343
0.5kg 510kg /m 110m m V ρ-===⨯⨯ (2)[2]由图丙可知:弹簧测力计的示数为F 2=3N ,根据称重法可知小球在液体中受到的浮力
F 浮2=
G ﹣F 2=5N ﹣3N =2N 由于小球处于浸没状态,则根据F 浮=ρ液gV 排可得:液体的密度
33432N 210kg /m 110m 10N /kg
F Vg ρ-===⨯⨯⨯浮2液 (3)[3]当测力计的示数为零时,所测的液体密度最大,则小球在密度最大的液体中受到的浮力
F 浮最大=
G ﹣0=5N ﹣0N =5N ;
则根据F 浮=ρ液gV 排可得液体的最大密度
33435N 510kg /m 110m 10N /kg
F Vg ρ-===⨯⨯⨯液最大浮最大 (4)[4][5]在测量范围内,根据F 浮=
G ﹣F 和F 浮=ρ液gV 排可得液体的密度表达式 435N 110m 10N/kg F G F F Vg Vg ρ---===⨯⨯浮待测液体
因ρ待测液体与F 成一次函数,所以该“浸没式液体密度计”的刻度值分布均匀。
答:(1)该小球的密度为5×103kg/m 3;
(2)未知液体的密度为2×103kg/m 3;
(3)该密度计的最大测量值是5×103kg/m 3;
(4) 待测液体的密度ρ与弹簧测力计示数F 的关系式为435N 110m 10N /kg
F ρ--⨯=
⨯待测液体;该“浸没式液体密度计”的刻度值分布均匀。
【点睛】
此题考查密度的测量、阿基米德原理、弹簧测力计的使用与读数等知识点,是一道综合性较强的题目,通过阿基米德原理来测算物体的体积,是一种很重要的方法,应该熟练掌握。
4.陕西的西凤酒历史悠久,多次获得国际金奖,是中国“凤香型”白酒的典型代表。
小彬为了测定西凤酒的密度,进行了以下的实验:
(1)把托盘天平放在水平桌面上,将游码移到标尺_________后,发现指针静止时所指的位置如图(a )所示,他应将平衡螺母向____调,才能使天平平衡;
(2)天平调平衡后,在烧杯内倒入一部分酒,并将它放到天平的左盘,在右盘中添加砝码, 并移动游码,待天平重新平衡后,右盘上的砝码与标尺上的游码所对的刻度如图( b)所示, 则烧杯与酒的总质量为_______g ;
(3)用针筒从烧杯中抽出部分酒,如图(c)所示,针筒内酒的体积为______cm 3,然后再用天平测得烧杯与剩余酒的总质量为 15.8g 。
由此,他求出西凤酒的密度为_______kg⁄m 3。
(4)在交流与评估时,同组的同学发现针筒的刻度线前端装针头的地方会多吸了一点酒,这导致所测得的酒的密度会比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】零刻度线 左 56.4 50 0.812×103 偏大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]在天平使用时,要将游码移动到标尺零刻度线处,此时指针向右偏,则应向左调节平衡螺母,才能使天平平衡。
(2)[3]由图(b)知,烧杯与酒的总质量
m 1=56.4g
(3)[4]由图(c)知,针筒内酒的体积
V =50cm 3
由题意知,针筒内酒的质量
m =m 1-m 2=56.4g-15.8g=40.6g
[5]西凤酒的密度
3333
40.6g 0.812g/cm 0.81210kg/m 50cm m V ρ====⨯ (4)[6]针筒的刻度线前端装针头的地方有酒,这样测得的体积偏小,而测得的质量是真实值,那么测出的酒的密度比真实值偏大。
5.自动驾驶汽车是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车,正不断走进我们的生活。
(1)驾驶员进入汽车后,电脑系统会对驾驶员的脸部特征进行识别。
从生物学角度看,人的脸部特征是由_____决定的;
(2)2019年8月,红旗EV 自动驾驶汽车在湖南长沙开展测试。
汽车从长沙出发,历时3小时20分钟到达武汉,行驶距离286千米。
测试过程中红旗EV 汽车的平均速度是多少千米/时_____;
(3)质量为1.8吨的红旗EV 自动驾驶汽车,在水平公路上匀速直线行驶时,受到的阻力
为车重的0.2
倍,此时汽车受到的牵引力为多少牛_____?
【答案】基因 85.8km/h 3.6×103N
【解析】
【分析】
(1)人的脸部特征由人的遗传基因决定。
(2)已知汽车行驶的路程和时间,根据速度公式求出汽车的平均速度。
(3)知道汽车质量,根据G =mg 求出重力,根据车受到的阻力是车重的0.2倍求出阻力,由于汽车匀速直线运动,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等。
【详解】
(1)从生物学角度看,人的脸部特征是由基因决定的。
(2)汽车行驶的时间
t =3h20min=
103
h 汽车的平均速度为 286km 85.8km/h 10h 3
s v t =
== (3)汽车受到的阻力为 f =0.2G =0.2mg =0.2×1.8×103kg×10N/kg=3.6×103N
因为汽车匀速直线行驶,汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,
所以汽车受到的牵引力为
F =f =3.6×103N
【点睛】
本题考查了速度公式、重力公式、二力平衡条件的应用等,属于综合性题目。
6.小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验(不考虑空气阻力)。
让系于橡皮筋一端的小球,从O 点的正下方的P 点由静止释放,分别经过a 、b 、c 三点,如图甲所示。
整个下落过程中,橡皮筋所受弹力F 与小球下落高度h 的关系如图乙所示;小球的速度v 与下落高度h 的关系如图丙所示。
(1)小球从a 点运动到c 点的过程中,小球下落速度的变化情况是______(填字母)。
A .一直变大 B .一直变小 C .先变大后变小 D .先变大后不变
(2)当橡皮筋的伸长量最大时,小球的速度为______(选填“v a ”、“v b ”或“0”),此时小球处于______状态(选填“平衡”或“非平衡”);
(3)已知该橡皮筋每受到0.3N的拉力就伸长1cm,经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为:h a=0.4m,h b=0.5m,h c=0.7m。
则实验中所用小球的重力为______N。
【答案】C 0 非平衡 3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图丙知,小球从a点运动到c点的过程中,小球下落速度的变化情况是先变大后变小,故选C。
(2)[2][3]由图甲和乙可知,在c点橡皮筋的伸长量最大,由图丙可知在c点时小球的速度为0;由图丙可知在b点时,小球停止加速,速度达到最大值,下一时刻小球将开始减速,经分析可知在b点时小球受到橡皮筋的拉力等于重力,而在c点时由于橡皮筋的伸长量比b 点大,所以此时橡皮筋对小球的拉力大于小球的重力,此时小球处于非平衡状态。
(3)[4]由图甲和乙可知,小球从P点下落到a后橡皮筋才有拉力,所以在a点橡皮筋处于自然伸长最大值,下一刻橡皮筋将产生拉力;由图丙可知在b点时,小球停止加速,速度达到最大值,下一时刻小球将开始减速,经分析可知在b点时小球受到橡皮筋的拉力等于重力,此时橡皮筋的伸长量为
Δl=h b-h a=0.5m-0.4m=0.1m=10cm
所受橡皮筋的拉力为
F b=0.3N/cm×10cm=3N
即小球的重力为
G= F b=3N
7.小册设计了一个能反映水平风力大小的装置。
如图所示,AB和OP均为质量不计的细杆,AB=48cm,OP=60cm,下端连接一个圆球P,圆球的重力G=2N,无风时,OP下垂并与A端接触,A点标注的风力是0;有风时,OP绕悬挂点O转动,风对圆球的作用力F方向始终水平向右,已知OA=12cm,不计摩擦。
(1)如图所示,有风时,OP和AB的接触点为C,细杆OP和圆球P处于静止状态,在这种情况下杠杆平衡的条件是:_____;(用字母表示)
(2)当F=4N时,OP和AB的接触点为C,C点标注的风力是4N,AC=_____cm;
(3)此装置可以标注的最大风力是_____N;
(4)细杆AB上标注好风力值后,细杆上的刻度是_____(选填“均匀的”或“不均匀的”)【答案】G·DP=F·OD 24 8 均匀的
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图可知,重力G 的力臂为DP ,风对球的作用力F 的力臂为OD ,细杆OP 和球P 处
于静止状态在这种情况下杠杆平衡的条件是G ·
DP =F ·OD 。
(2)[2]由杠杆平衡的条件G ·DP =F ·OD 得到
DP F OD G
=① 由相似三角形的性质可得
AC DP OA OD
=② 由①②可得
F AC G
OA
当F =4N 时,则 4N =2N 12cm
AC AC =24cm
(3)[3]当OP 和AB 的接触点为B 时,此装置所测的风力最大,则有
F AB
G OA =大 48cm =2N 12cm
F 大 F 大=8N (4)[4]由
F AC G
OA 得到
F =
G OA
·AC 由G 和OA 不变可知,F 与AC 成正比,则细杆上的刻度是均匀的。
8.打开酒瓶瓶盖,会闻到酒精的气味,瓶盖开启时间长了,会不会使酒的酒精度(酒中酒精和酒的体积百分比)降低呢?小明认为:酒精的密度为0.8×103kg/m 3与水的密度不同,若酒的酒精度发生变化,则酒的密度必定会变化。
因此只要确定酒的密度是否变化,就能作出有效判读。
于是他用天平、烧怀、量杯和白酒等器材。
测量酒的密度,操作过程如下:
A .用调节好的天平测出空烧杯的质量;
B .在烧杯中倒入适量的白酒,测出烧杯和白酒的总质量;
C .再将烧杯中的白酒倒入如图所示的量杯中,测出白酒的体积;
D .计算出白酒的密度。
(1)同学们认为小明的操作过程有不妥,其中不妥实验操作是:________(填操作过程代号):实验器材不妥之处是________;
(2)改进实验后,小明第一次测得白酒的质量为46g ,体积50mL 。
过了一段时间后,第二次测得白酒质量是28.8g ,体积是30mL 。
第二次实验时所测得的白酒密度是________,酒的酒精度________(填“降低”、“不变”或“升高”);
(3)按照行业规定:白酒的度数是指气温在15℃时、100mL 酒中所含酒精的毫升数。
请你根据行业规定计算“中国梦--梦之蓝”一瓶梦之蓝为500mL ,酒精度为42%,的白酒中酒精的质量是________,水的质量是________,这种酒的密度是________。
(不考虑勾兑时体积变化,酒精的密度是0.8×103kg/m 3)
【答案】C 量杯分度值太大 0.96×103kg/m 3 降低 168g 290g 0.916×103kg/m 3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]其中不妥实验操作是C ;在利用量杯测量液体体积时,若量杯的分度值太大,读数误差大,同时,将烧杯中的白酒倒入量杯时,会倒不干净,测得的酒精体积偏小,测量不准确。
(2)[3][4]根据测量的质量和体积计算密度分别为
333113146g 0.92g/cm 0.9210kg/m 50cm m V ρ=
===⨯ 333223228.8g 0.96g/cm 0.9610kg/m 30cm
m V ρ====⨯ 由于酒的密度变大,接近水的密度,说明酒精度降低了。
(3)[5][6][7]根据酒精度和酒的体积
342%500mL 210mL 210cm V =⨯==酒精
结合酒精密度计算酒精的质量为
330.8g/cm 210cm 168g m V ρ==⨯=酒精酒精酒精
水的质量为
()3331g/cm 500cm 210cm 290g m V ρ==⨯-=水水水 酒的密度为
3333
168g 290g 0.916g/cm 0.91610kg/m 500cm m V ρ+====⨯
9.阅读短文,回答问题:
电磁流量计
电磁流量计是利用法拉第电磁感应原理制成的用来检测导电液体流量(液体在单位时间内通过某横截面的体积)和流速的仪表。
如图甲是用来检测血流速度和血流量的电磁流量计,又称电磁血流计。
其原理如图乙所示,使用时,将血管放置于两磁极之间,金属电极A、B与血管壁接触,仪表与电极A、B 相连。
血液在血管中流动时,A、B间就会有电压,电流通过仪表从而显示出血流速度和流量。
某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n(病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值)的关系。
测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表:
n 1.000.900.800.750.60
v(m/s)0.1800.2000.2250.2400.300
研究表明,当血液在管内匀速流动时,受到的阻力f与血液的流速v成正比,即f=k v,k为常数,血管横截面积越小,血液流速越大,受到的阻力越大,心脏的负担就越重。
(1)利用电磁流量计_____(选填“可以”或“不可以”)测量某食用油管道中油的流量;
(2)电磁流量计上的仪表是由_____改装的(选填“电压表”或“电流表”);电磁血流计的工作原理与_____(选填“电动机”、“发电机”或“电磁铁”)的工作原理相同;
(3)测得某液体的流速为0.2m/s,流量为10﹣4m3/s,则管子的横截面积为_____m2;
(4)根据表中数据可知,当n=0.5时,v=_____ m/s;
(5)心脏主动脉血管的横截面积变化时,心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化。
若当n=1时,心脏推动血液流动的功率P=P0,则当n=0.5时,心脏推动血液流动的功率
P=_____P0。
【答案】不可以电流表发电机 5×10-4 0.36 4
【解析】
【详解】
(1)[1]电磁流量计是将血液当作导体来进行测量的,而食用油是绝缘体,因此利用电磁流量计不可以测量某食用油管道中油的流量;
(2)[2]根据图甲可知,仪表与电阻串联,因此仪表是电流表改装而成; [3]根据图甲可知,电路中没有电流,因此其原理是电磁感应,即与发电机原理相同;
(3)[4]已知v =0.2m/s ,血流量为10−4 m 3/s ,所以血管的横截面积:
S =v 血流量 =4310m /s 0.2m /s
=5×10−4m 2; (4)[5]根据表中数据可知,n 与v 的乘积不变,因此n 与v 成反比,即nv =0.18;当n =0.5时,
v =0.180.5
m/s=0.36m/s ; (5)[6]由f=kv 和P=Fv 可知,心脏推动血液流动的功率P =kv 2,故P 与速度的平方成正比,而n 与v 成反比,因此P 与n 的平方成反比;故n =1时,心脏推动血液流动的功率P=P 0,则当n =0.5时,心脏推动血液流动的功率:
P =21n
P 0=22P 0=4P 0。
10.阅读短文,回答问题
无砟(zhǎ)轨道的高速列车
无砟轨道(如图甲)的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上,这可减少维护、降低粉尘等。
沪宁城际高速铁路将建成投入运营,标志着我省进入了高速铁路时代。
高速列车在无砟轨道上运行时如子弹头般穿梭而过,时速可达 350 千米(如图乙)。
传统铁路的钢轨是固定在枕木上,之下为小碎石铺成的路砟 如图丙。
(1)列车设计为子弹头型,目的是:_____。
(2)列车在匀速行驶过程中,列车的动力_____阻力(填“> ”、“ <”或“=”),快到站点时,列车鸣笛声是通过_____传入人耳的。
(3)传统的铁路轨道路砟和枕木的作用是_____。
①增大受力面,防止铁轨因压力太大而下陷到泥土里;
②可以减少噪声和列车振动;
③可以减少维护、降低粉尘;
④可以吸热、增加透水性。
A .①②③
B .①②④
C .①③④
D .②③④
(4)沪宁两地高速铁路线长是 297km ,若列车从南京到上海用时 54min ,则它行驶的平均速度是_____km/h 。
(5)乘客在站台边候车时,为什么站在离轨道一定距离的地方才能确保人身安全? 答:_____。
【答案】减少汽车的迎风面积,来减小空气的阻力作用 = 空气 B 330 高速列车驶过时,列车附近的空气流速变大,压强变小,人外侧的大气压会把人推向火车
【解析】
【详解】
(1)[1]列车设计成子弹头型是通过减少汽车的迎风面积,来减小空气的阻力作用;
(2)[2]列车在匀速行驶,处于平衡状态,由二力平衡条件可知列车的动力等于所受阻力;
[3]快到站点时,列车鸣笛声是通过空气传入人耳的;
(3)[4]传统的铁轨都铺在枕木上,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,来保护路基。
传统的路基都有碎石,碎石能增加透气和透水性,能减小噪音和减小列车的振动。
无砟轨道的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上。
这可减少维护、降低粉尘等。
这也是无砟轨道和传统轨道的重要区别。
故选B ;
(4)[5]列车行驶的时间:
=54min=0.96h t ,
它行驶的平均速度是:
297km ==330km h 0.9h
s v t ; (5)[6]高速列车驶过时,列车附近的空气流速变大,压强变小,外侧的大气压会把人推向火车。
二、中考物理电学问题 易错压轴题提优(难)
11.阅读短文,回答问题
热电效应
1821年,德国物理学家塞贝克发现在两种不同的金属所组成的闭合回路中,当两接触处的温度不同时,回路中会产生电流,称为“塞贝克效应”。
其基本情况可用如图甲所示热电偶电路实验来描述:把1根铁丝的两端分别与2根铜丝相连接,再与一只小量程的电流表串联成闭合电路,然后把铜、铁丝的一个接点D 放在盛有冰水混合物的杯中,另一个接点G 用火焰加热时,发现电流表的指针会发生偏转,闭合电路中会产生电流。
1834年,法国实验科学家珀尔帖又发现了它的相反情况:两种不同的金属构成闭合回路,当回路中通有直流电流时,两个接头的温度不同,一个接头温度会升高,另一个接头温度
会降低,从而产生温差,称为“珀尔帖效应”。
1837年,俄国物理学家愣次又发现,改变电流方向后,原来温度升高的接头变成温度降低,而温度降低的接点变成升温。
根据上述原理可以制作出一种电子制冷箱,其结构可简化为:将P型半导体与N型半导体用铜板连接,再用导线连成一个回路,铜板和导线只起导电作用,为了取得更好的效果,实际的电子制冷箱是把多对P、N型半导体连接起来的(如图乙)。
在回路中接通电流后,一个接点变冷(箱内部),另一个接头散热(箱外部)。
(1)图甲中的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由_________能转化而来的;
(2)电子制冷箱是根据_________效应原理工作的,使用_______(直流/交流)电源供电;
(3)如果想利用上述电子制冷箱来制热,最简便的方法是_______;
(4)在图乙中多对P、 N型半导体对是_______ (串联/并联)连接的。
【答案】内珀尔帖直流改变电流的方向串联
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由材料可知,热电偶消耗了内能,转化成了电能,热电偶的电能是由内能转化来的;
(2)[2][3]由材料可知,电子制冷箱是根据珀尔帖效应原理工作的;在回路中接通电流后,一个接点变冷(箱内部),另一个接头散热(箱外部),说明通过电子制冷箱的电流的方向不变,使用直流电源供电;
(3)[4]如果想利用上述电子制冷箱来制热,可以改变通过用电器的电流的方向;
(4)[5]由题意可知,电路中只有一个回路,因此多对PN型半导体对是串联连接的。
12.阅读短文,回答问题.
“阳光动力2号”太阳能飞机
世界最大的太阳能飞机“阳光动力2号”(如图甲)飞机的表面使用一种碳纤维材料,其承载能力要比一般材料更好,但质量仅与一辆小型汽车相差无几.飞机上设有的通话、网络等设备,可随时保证飞机与地面的联系.白天,飞机飞行高度达到海拔8500米,依靠两翼上安装的太阳能电池板为直流电动机提供动力,同时对锂电池充电以保证夜间或阴雨天不间断飞行.晚上,依靠储存在锂电池里的电能继续飞行.
飞机的有关技术参数如下表:
(1)白天,依靠两翼上安装的太阳能电池板将_____能转化为_____能,为电动机提供动力的;晚上,锂电池是_____(选“电源”或者“用电器”),将_____能转化为电能,为电动机提供动力的。
(2)某次飞行消耗了锂电池总储存量的20%,则发动机输出的机械能为_____J ,若这些机械能改由航空燃油来提供,不计能量损失,需完全燃烧燃油_____kg .(已知航空燃油的热值为4.25×107J/kg ).
(3)飞机在最大功率下,以30m/s 的速度沿水平方向正常巡航,所受阻力为_____N ,若飞机沿水平方向飞行过程中所受阻力与速度的平方成正比,则当飞机以20m/s 速度沿水平方向运行时,发动机输出的功率为_____W .
(4)飞机利用测距传感器来判断离地高度.若某测距传感器的阻值R 1与离地高度h 的关系如图乙所示,如图丙所示的检测电路采用了“稳流电源”(电源输出的电流恒定),要使高度表(实质是电流表或电压表)的示数能随飞行高度的增大而增大,则此高度表应安装在_____(选填“1”、“2”或“3”)位置,该高度表示数刻度_____(选填“均匀”或“不均匀”).
【答案】太阳 电 电源 化学 81.020610⨯ 2.4 1800 16000 3 均匀
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]白天,太阳能电池板吸收太阳能转化为电能,驱动电动机工作;
[3][4]晚上,锂电池作为电源释放电能,将化学能转化为电能为电动机提供动力;
(2)[5]根据题意可知,消耗的机械能
8630kg 0.25kW h/kg 90%20% 1.020610J W =⨯⋅⨯⨯=⨯
[6]若全都由燃料燃烧来提供能量,则
871.020610J 2.4kg 4.2510J/kg
Q W m q q ⨯===≈⨯ (3)[7]飞机匀速直线运动时,阻力等于其牵引力
54000W 1800N 30m/s
P F v === [8]飞机水平飞行时所受阻力与速度平方成正比,当飞机速度为20m/s 时,其阻力。