专题五仿真综合能力题（人教版）.doc

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 专题五：仿真综合能力题 1．1827年，英国植物学家布朗把花粉放入水中，然后取出一滴这种悬浮液放在光学显微镜下观察，发现花粉小颗粒在水中像着魔似的不停地运动，运动方向和速度大小都改变的很快，不会停下来（如图所示为每隔相等时间间隔依次记录花粉小颗粒的位置，然后依次连线得到观测记录图）.花粉小颗粒实际上是由上万个分子组成的分子团，若悬浮的花粉颗粒足够小时，受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的.在某一瞬间，颗粒在另一个方向受到的撞击作用强，致使颗粒又向其他方向运动.这样，就引起了花粉小颗粒的无规则的布朗运动. 阅读以上材料，回答下列问题： （1）布朗运动是___________（选填“A”、“B”或“C”）的运动. A．分子 B．原子 C．花粉小颗粒 （2）布朗运动的实质是反映了分子的运动是___________（选填“有规则”或“无规则”）的. （3）根据本文中及你所学过的知识，下面的设计方法中能够加快布朗运动的是______. A．将光学显微镜更换为电子显微镜，进行观察 B．提高水的温度 C．换用体积更小的花粉颗料 D．减少水的质量 2．摩托车发电机冷却一般是空冷（通过空气中冷却），而汽车发电机冷却一般是水冷（通过流水冷却），哪种方法可以让物体快速冷却？为此小华同学进行了如下的探究： 小华用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个就放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上，如图所示。 实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表： 时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 甲的示数/℃ 70 60 53 47 42 39 37 35 34 33 乙的示数/℃ 70 66 61 58 55 52 50 48 46 44 （1）对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制它们哪些量相同？_____________； （2）小华通过实验，得到的正确结论是什么？_______________； （3）进一步分析表中甲的示数，小华又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越_______的。小明想用“冷却速度”(用字母V代表)来定量表示冷却的快慢程度，请你给物理量下个定义：_________叫做冷却速率。 （4）小华又仔细分析了冷却速度变小的原因，认识到这是因为牛奶冷却的快慢还会受到________的影响。 （5）根据（4）中的分析，小华终于找到了一个用水使物体快速冷却的办法，并且举一反三，明白了工业生产中使用流水喷淋法冷却高温物体的好处：请你说出两个好处：①_______；②______ 3．小红的奶奶住在新农村建设示范村，奶奶家新装了一台太阳能热水器。 (1)太阳能热水器是把太阳能转化为______能的设备之一； (2)小红观察发现，奶奶家的太阳能热水器某天上午将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水加热到了80℃，试求水吸收的热量Q吸______；（水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）） (3)如果水吸收的热量由燃烧煤气来提供，而煤气的效率为40%，则本次需燃烧煤气放出的热量Q煤是多少焦______？ (4)该煤气灶本次至少需要燃烧多少千克煤气______？（煤气的热值q=4.2×107J/kg） 4．阅读短文，回答问题： 涡轮喷气发动机 如图所示为某轴流式涡喷发动机，其结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。其中压气机与涡轮装在同一条转轴上。工作时，空气首先进入发动机的进气道，当飞机飞行时，可以看作气流以飞行速度流向发动机，由于飞机飞行的速度是变化的，而进入压气机气流速度有一定限制，因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度，使进入进气道的气体全部通过可调管道。空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室。这部分气体在燃烧室中与燃料燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，一边带动压气机正常工作，一边从尾喷管喷出推动飞机飞行。 一架搭载某涡轮喷气发动机的飞机，其部分参数如下表。其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功（（推力所做的功））与其获得的机械能之比。 热效率η1 40% 推进效率η2 60% 航空燃油热值q 5.0×107J/kg (1)工作中，涡轮喷气发动机常用循环流动的水进行冷却，这是因为水的_______。 (2)关于涡轮喷气发动机，下列说法中正确的是_______。 A．进气道中吸入的是空气和燃气的混合气体 B．燃烧室中，内能转化为机械能 C．燃料耗尽后还可利用压气机压缩气体推动涡轮转动 D．尾喷管中喷出的气流对飞机做功 (3)设进气道入风口面积为S1，可调管道的通风口面积为S2，进入压气机气流速度设置为200m/s。当飞机加速飞行时，应使S2_______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 (4)已知上述飞机所受空气阻力与运行速度的关系如图所示，当飞机以200m/s的水平速度匀速巡航时，在巡航0.5h的过程中，飞机克服阻力做的功为_______J，此时需要_______kg的航空燃油。 5．阅读短文，回答文后的问题： 空气净化器 为防止雾震天气对人身体的危害，空气净化器逐渐走入家庭，其工作过程（如图甲）是：脏空气进入净化器时，灰尘被正电钨丝放电而带上正电，流到负电格栅板时，带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时，化学有毒气体被吸附，排出空气的污染物浓度大幅降低，多次循环后变成洁净空气。 洁净空气量（CADR）是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算CADR：CADR=（V：房间容积；t：空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间）。 小明房间的使用面积为18m2，高度3m。下图乙是他家新购买的一台空气净化器，其CADR值为138m3/h。 (1)负电格栅板吸附灰尘的原理是_________________________________； (2)使用一段时间后的活性炭被取出时，散发出刺激性的气味，说明分子__________________； (3)小明家的空气净化器__________（能／不能）在1小时内使房间污染物浓度下降90%； (4)已知空气的密度是1.29kg/m3，则小明的房间中空气的质量为___________kg。 6．昌赣高铁自北向南在万安西站引出后，成90度向东延伸，就是为了把对革命作出巨大牺牲的兴国县纳入中国高铁版图，线路因此比从万安直接向南到达赣州延长将近33公里，并因此产生了全线最长的两座隧道，即万安隧道（13.9km）和兴国隧道（10.4km），均为全线控制性工程，为此增加投资40多亿元。昌赣高铁的开通，将为将军县经济社会发展插上腾飞的翅膀。小青与同学乘坐了高铁体验，爱思考的他们发现了高铁上许多与物理有关的知识。 （1）高铁的车头设计成如图1所示的子弹头型，目的是为了减小______，如图2是车上的红外线感应水龙头，使用时，感应窗发出的红外线照到手上发生了光的________现象，使感应窗内的红外线接收管接收到信号后控制出水； （2）列车进站前要提前刹车，这是因为列车刹车后由于_______，还要继续运动一段距离； （3）乘坐高铁时，感觉比普通列车噪声小很多，车内采用了很多降低噪声的技术，如安装中空玻璃，利用了在_________中减弱噪声的道理； （4）通过隧道时，每个车厢的照明灯都会亮起，而且亮度相同。他们想：车厢的照明灯是并联的，并联电路中电流有什么规律呢？ （设计实验与进行实验） 小青设计了如图3所示的电路，通过实验，得到下表数据： 电流 第1次 第2次 第3次 第4次 I1/A 0.18 0.22 0.24 1.4 I2/A 0.18 0.22 0.24 0.28 I/A 0.36 0.44 0.48 0.56 （分析与论证） ①小青分析数据时，发现表格中数据有一个错误，请指出错误的原因：__________； ②改正错误后，根据实验数据可以得到：并联电路干路中的电流______各支路电流之和； （交流与合作） 与同学讨论交流后，发现她的实验设计有不足之处，请指出：_____。 7．在能源危机和环境污染的双重压力下，发展新能源汽车早已经是迫在眉睫的事情了，现阶段发展混合动力汽车，成为了我们生活中比较常见的代步工具，如图所示为国产油电混合动力汽车： (1)给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于_____（选填“用电器”或“电源”）；汽车各转向灯能独立工作，因此转向灯间是_____联的； (2)汽车发动机为汽油发动机，它把汽油燃烧产生的_____能部分转化为_____能； (3)该汽车每行驶100km消耗汽油3kg，若这些汽油完全燃烧能放出的热量为_____J；（q=4.6×107J/kg） (4)而电动车，是通过蓄电池来提供电能，通过电动机得到动力，电动车的电源采用的是48V的电压，如果使用12V的蓄电池，则应将_____个蓄电池_____联。 8．如图甲所示是一种水箱水位测量装置示意图．电源电压为12伏保持不变，R0是阻值为20欧的定值电阻，R1是长20厘米、阻值是40欧的电阻丝，滑片P把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起．圆柱体M长80厘米，底面积为250厘米2．当水位处于最高处时，M刚好浸没在水中，滑片P恰好在R1的最上端．轻质弹簧阻值不计，弹簧的伸长长度△L始终与受到的拉力F成正比，如图乙所示． （1）当水位下降时，电路中电流表的示数是________(选填“增大”或“减小”)． （2）当水位处于最高处时，电流表的示数为多少？____ （3）当水位下降，电压表示数为6伏时，圆柱体露出水面部分的长度为多少厘米？____ 9．如图甲表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表，（实际上是量程为0-0.6A的电流表改装而成），滑动变阻器R的最大值为60Ω，金属杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。电源电压为24V，R0为定值电阻。 (1)当油箱油面下降时，油量表的示数将变__________。 (2)若油箱装满汽油时，滑动变阻器的触头在变阻器的一个端点，油量表示数刚好为最大值，则R0＝__________Ω。 (3)可以用电压表代替电流表做油量表，如图乙已经画出部分电路，若要求油箱中的油用完时（滑动变阻器的触头恰好在变阻器的一端），电压表的示数为零，电压表应该并联在__________（选填“滑动变阻器R”或“电阻R0”）的两端。 (4)若要求电压表示数随油量的升高而增大，且电压表示数变化均匀。则在图乙中电压表应与__________和__________两点相连接。（两空均填字母） 10．电热加湿器在工作时将电能转化为内能，某家用电热加湿器的外形（如图甲所示）、电路简化图如图乙所示，电热丝浸没在加热仓水中产生热量，使加热仓中水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度，当加热仓中水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中。 (1)蒸汽出口喷出的白雾是______态的水； (2)当气雾调节器R2滑片移到最左边时；以最大运行功率工作，求电热丝R1电阻值；______ (3)当滑片移到最右端时，气雾调节器R2阻值为990Ω，以最低气雾量，求此时电热丝的R1电功率是多少瓦？______10小时 R1消耗多少度电？（计算结果保留一位小数）______ 11．阅读短文，并回答问题。 第四代电光源--LED 如图甲是时下较为流行的 LED手电筒和 LED吸顶灯，它们的主要部分是高亮度发光二极管，这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、寿命长、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源。LED的发光原理与白炽灯截然不同，是直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源。图乙是 LED的元件实物及符号。 二极管具有单向导电性，使用时必须将它的正极与电源正极相连，二极管才能处于导通状态，否则处于截止状态。利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性：把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路，闭合开关S，LED即处于导通状态，调节变阻器滑片，改变LED两端的电压和电路中电流，记录多组电压、电流值，可以得到电压表与电流表示数关系，如丁所示。 (1)LED灯主要由______（选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成；它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯______（高/低）； (2)在图丙中，闭合S，滑动变阻器调至阻值为______Ω时，LED 灯刚好正常发光；断开 S，改变电源的正负极后再闭合S，则LED______（能/不能）发光。 (3)某个家庭原来全部用白炽灯来照明，平均每月照明用电50kW·h，现全部改用LED灯。相同情况下可节能约70%。已知每消耗1度电相当于排出1.1kg的二氧化碳，则改用LED灯后，这个家庭平均每月能减排二氧化碳约______kg。 12．如图所示是近几年比较流行的即热式家用电热水器，因为无内胆（储存热水的容器），占用空间小，且不需对水预热等特点深受人们喜欢。当打开水龙头阀门时，即热式电热水器的开关也闭合，电热水器正常工作，水流被瞬间加热，流出温度适宜的热水；当关闭水龙头阀门时，即热式电热水器的开关也断开，电热水器停止加热。厨房用即热式电热水龙功率一般为3kW~5kW，卫生间洗澡用即热式电热水器功率一般为6kW~12kW，线路导线横截面积一般要以上。 对于即热式电热水器，人们最为担心的还是安全问题。即热式电热水器为了充分保证应用安全，采用接地保护（如家庭的室内布线也应可靠接地，且接地电阻值不得大于）、安装漏（触）电保护装置、采用非金属加热体、水电隔离技术等措施。 (1)即热式电热水器相比传统热水器，它的__________（选填“电功”或“电功率”）明显大一些，因此加热速度快； (2)即热式电热水器必须安装地线的根本原因是地线电阻___________（选填“远大于”、“远小于”或“约等于”）人体电阻，一旦发生漏电现象，可以让绝大多数电流沿地线流走； (3)家用漏（触）电保护器是在电路发生漏电或人体触电时起到保护作用的设备。电路发生漏电（或人体触电）时，导致通过漏（触）电保护器处的火线与零线的电流不相等，漏（触）电保护器中有一特殊装置（在图中虚线框内，未画出）检测到这一电流差异后，迅速切断电路，起到保护作用。漏（触）电保护器的模拟电路如图所示，由一只开关S与电阻组成，闭合开关S就能模拟漏电情形，以下电路的连接符合要求的是（________） A． B． C． D． (4)小明家厨房安装了一个即热式电热水器，他家的电能表上标有“”字样，小明断开其它用电器，只让该即热式电热水器单独工作2min，电能表转盘转过160转，则此即热式电热水器2min消耗的电能___________J，功率是____________W。 13．阅读短文，回答问题： 电磁炉 电磁炉是加热、烹调食物的家用电热炊具。它具有无明火加热，热效率高的特点。图甲为一种常见的电磁炉，图乙是原理示意图。它主要由线圈、铁芯、石英玻璃灶面、金属锅体、工作电路和控制电路等组成，线圈绕在铁芯上。电磁炉工作电路中的主要器件是变换器，它能变换交流电和直流电。电磁炉工作时，变换器将家庭电路交流电变换成直流电，再逆变成高频交流电流过线圈，线圈产生变化的磁场，该变化的磁场在锅体的锅底形成感应电流而发热。锅底产生的感应电流具有邻近效应，即锅底靠近线圈时，锅底的感应电流最大，且感应电流随锅体离线圈距离增大而显著减小。在电磁炉上使用的锅体担负着能量转化的任务，故对锅体的材料有一定的要求，一般采用磁性的金属材料制成。 (1)下列材料适宜制作电磁炉的烹饪锅的是___________。 A．铝 　　B．铜 　C.铁 　D.陶瓷 (2)电磁炉在使用时，锅底内能增大是通过___________（做功/热传递）方式实现的。 (3)电磁炉的工作过程中没有运用的工作原理是___________。 A．电流的磁效应 　 B.磁场对电流的作用 C．电磁感应原理 　D.焦耳定律 (4)电磁炉停止工作后，移去锅体，锅体和灶面都是热的。下列说法正确的是___________。 A．锅体的内能传递给灶面 B．灶面的内能传递给锅体 C．线圈和铁芯的内能传递给灶面 D．线圈和铁芯的内能传递给灶面和锅体 (5)小明为防止石英玻璃灶面温度过高，将燃气灶的支架垫在电磁炉的灶面上，将锅放在支架上。你认为小明的做法是否合理，并简要说明理由。答：___________。 14．如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。 C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm；1m3的质量为5kg。 机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外-50℃以下的冷空气不断压缩；导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。 （1）图所示实验中，能反映电动机工作原理的是___________。 （2）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作。 ① 若将R1的阻值适当减小，则受控电路将在比设定温度___________（选填“高”或“低”）的温度下被接通。 ② 当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路.已知热敏电阻的电流随电压变化的I-U图像如图丙，则此时控制电路中的电流为_____________A。 （3）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R1与离地高度h的关系如图a所示，如图b所示的检测电路，电源电压恒定，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”）。 15．阅读《5G时代》，回答问题。 5G时代 首届世界5G大会于2019年11月在北京举行。本次大会以“5G改变世界，5G创造未来”为主题，以“国际化、高端化、专业化”为特色，以推进国内外5G应用发展为主线，推出了“智慧城市”、“智慧交通”、“智能制造”、“智慧医疗”等六大主题展览，以及5G仿生机器狗等“黑科技”，描述了5G为社会和生活带来的改变。 “5G”代表什么呢？5G是第五代移动通信技术的简称，是最新一代蜂窝移动通信技术。它的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接，也是继4G系统之后的延伸。5G网络的优势，在于数据传输速率远远高于以往的蜂窝网络，比当前的有线互联网还要快。另一个优点是较低的网络延迟，响应时间低于1毫秒。由于数据传输更快，5G网络将不仅仅能为手机用户提供服务，而且还将成为家庭和办公网络的提供商，与有线网络提供商形成竞争。 博大精深的无线通信技术中的奥秘是什么呢？它全部都蕴含在物理学的基本公式“c = λ f ”中，即“光速=波长×频率”，在国际单位制中，波长的单位为“米（m）”，频率的单位为“赫兹(Hz）”。电磁波的功能特性是由它的频率决定的，不同频率的电磁波，有不同的用途。频率越高，能使用的频率资源越丰富，其传输速率就越高，同时，频率越高，波长越短，越趋近于直线传播，绕射能力越差，在传播介质中的衰减也越大。 由于5G技术采用了高频段传输，其最大的问题就是传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱。为了解决这一问题，需要增加覆盖同一区域的5G基站的数量。全国已经建设5G基站11.3万个，将来会更多，将来我们身边将会出现很多的“微基站”、“天线阵列”，这样同一基站下的两个用户就可以不通过基站直接实现手机间的传输。 5G的应用并不仅仅局限于消费端，更广阔的市场在于工业互联网领域的应用，如5G智慧工厂、自动驾驶等。目前，自动驾驶是市场焦点之一，车辆利用5G通讯网络可在一、两公里之外提前感知交通信号灯，为无人驾驶提供支持。另外，中国联通已与中国商飞共同打造了5G智慧工厂，实现了飞机制造质量、效率和动力的大幅提升。 阅读上文，回答下列问题： （1）车辆利用5G通讯网络可在一、两公里之外提前感知交通信号灯，为无人驾驶提供支持。如图所示，是用于路口的5G指示灯，则红黄绿指示灯的连接方式以及5G通讯传递信息的形式分别为（________） A．串联、超声波 B．串联、电磁波 C．并联、超声波 D．并联、电磁波 （2）电磁波在真空中的传播速度为___________m/s。若使用频率为25吉赫兹（GHz）的电磁波进行5G商用的频段试验，其中1GHz=109Hz，请利用短文中的知识，计算5G商用电磁波的波长为_______ m。 （3）5G技术高频段传输数据遇到的困难是什么______？ 16．请阅读《神通广大的雷达》回答题。 2019年10月1日，国庆70周年阅兵式上，仰望天空，各型飞机160余架米秒不差地飞过天安门广场。 空中飞行方阵中的预警机空警-2000带有远程警戒雷达，具备强大的远程监控和识别指挥功能，有“空中指挥所”和“云中军帐”的美誉。 雷达一般是指利用电磁波的反射来侦测目标的专用设备。它同时具有发射和接收电磁波的功能,工作原理如图所示。天线发射出定向的电磁波脉冲,遇到目标时被反射回来,再被天线接收。依据反射波的方向和反射脉冲相对于发射脉冲延迟的时间,就可以测定目标的方位和距离。 空中飞行方阵中的第五代制空战机歼-20，是我国目前最先进的“隐形飞机”。所谓的“隐形”,并不是变得无影无踪,而是要让雷达无法侦察到飞机的存在。我国自主研发的歼-20“隐形飞机”采用能够吸收雷达电磁波的材料和涂料制作，它可以有效吸收大部分电磁波；另外，它的机身设计为菱形，能使部分反射的电磁波偏离接收它的雷达，从而达到“隐形”的目的。 在生活中雷达的应用几乎无所不在，如：导航雷达，无人驾驶汽车的雷达传感器、检测气象和大气污染的气象雷达。雷达被广泛用于气象探测、遥感、测速、测距、登月及外太空探索等各个方面。 科学家还利用雷达接收无线电波的特性，发明了只接收信号、不发射信号的射电望远镜。如图所示，被誉为“中国天眼”的FAST射电望远镜是我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，截至2019年8月，该射电望远镜已经发现132颗优质的脉冲星候选体，其中有93颗已被确认为新发现的脉冲星。中国的“天眼”作为世界之最，正在探索宇宙深处的奥秘。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）雷达一般是利用电磁波的_______来侦测目标的专用设备。 （2）请写出雷达的一种应用：______________。 （3）“中国天眼”射电望远镜也是雷达技术的一种应用，它_____________。