专题十七　应用性物理问题（试题部分）

1、专题十七应用性物理问题中考物理中考物理 (北京专用)1.(2018福建A,14,2分)墨经最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是()A.“权”小于“重”时,A端一定上扬B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”C.增大“重”时,应把“权”向A端移D.增大“重”时,应换用更小的“权”一、选择题好题精练答案C本题考查杠杆的平衡条件。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,在本题中“标”表示L1,“本”表示L2,“权”表示F1,“重”表示F2。当F1F2时,是否平衡还要看L1与L2的关系,故A错。当F1F2时,L1一定大于L2,故B错。增大

2、F2,F1、L2不变时,L1=,L1也必须增大才能平衡,所以增大“重”时,应把“权”向A端移,故C正确。当F2增大时,若L1、L2保持不变,F1=,F1也必须增大才能平衡,所以增大“重”时,应换用更大的“权”,故D错。221F LF221F LL2.(2018湖北武汉,19,3分)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示。R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录A、B间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V,某一时段A、B间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是()甲乙A

3、.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍答案D由图甲可知,R1与R2串联,A、B间的电压即R2两端的电压,由图乙可知,当绳子没有挡住红外线时,R2两端的电压为6V,因电源电压为12V,U1=U总-U=12V-6V=6V,根据串联电路分压特点知,R1 R2=U1 U=6V 6V=1 1,即R1=R2,此时,计数器不计数,A、C错误;当绳子挡住红外线时,由图乙可知,R2两端的电压U=2V,R1两端的电压U1=U总-U=1

4、2V-2V=10V,由串联电路电压分配规律可知,此时R1 R2=U1 U=10V 2V=5 1,即R1=5R2,R1与R2不相等,B错误;由于绳子没挡住红外线时,R1=R2,而挡住时R1=5R2,而R2是定值电阻,故R1的阻值变为原来的5倍,D正确;故选D。3.(2015湖南长沙,18,3分)湖南大学的博士生马超民及其团队发明了“汽车中控手势控制套件”,该套件通过内置的摄像头采集手势并进行图像识别,进而转化成各种指令来控制中控设备,如图所示。汽车安装该套件后,驾驶员通过轻拍、抓取等手势就能实现接听和挂断电话、GPS导航等功能。当汽车在水平路面上匀速行驶时,下列说法正确的是()A.汽车所受牵引力

5、和阻力是一对相互作用力B.汽车所受的重力与它对地面的压力是一对平衡力C.车载GPS导航设备是通过电磁波来传递信息的D.采集手势用的摄像镜头相当于一个凹透镜答案C汽车所受牵引力与阻力的受力物体都是汽车,而相互作用力的受力物体必须是不同物体,故它们不是一对相互作用力,故A项错;汽车所受重力的受力物体是汽车,它对地面的压力的受力物体是地面,而平衡力的受力物体必须是同一物体,所以它们不是一对平衡力,故B项错;车载GPS导航设备可以接收卫星发射来的电磁波,它是通过电磁波来传递信息的,C项正确;采集手势用的摄像头的工作原理与照相机相同,它的镜头相当于一个凸透镜,故D项错误。故选C。4.(2015山东威海,

6、9,3分)(多选)2014年12月28日,青荣城际铁路正式通车,这不仅方便了人们的出行,而且拉近了城市之间的距离,实现了“半岛一小时生活圈”。如图所示,动车组列车用大功率的电动机提供动力,列车到站前停止供电,电动机线圈随车轮转动,带动发电机发电,这个过程车速从200km/h减到90km/h;在90km/h以下才进行机械刹车。下列说法正确的是()A.减速发电过程中应用了电磁感应原理B.机械刹车过程中是内能转化为机械能C.进站前停止供电列车仍能继续前行是受到惯性力的作用D.人站在安全线以外是为防止列车运行时车体附近空气流速大压强小把人推向列车答案AD发电机发电的过程是把机械能转化成电能的过程,利用

7、了电磁感应原理,A项正确;机械刹车过程中,消耗了车的机械能,得到了内能,是把机械能转化为内能,B项错误;惯性是物体的一种性质,不是力,C项错误;当高速运动的列车从站台经过时,人站在安全线以外是为防止列车运行时车体附近空气流速大压强小把人推向列车,D项正确。故选A、D。5.(2015辽宁沈阳,8,3分)(多选)如图所示,是某品牌卷笔刀的使用说明。下列说法正确的是()A.削铅笔时,刀片变热是通过做功改变内能的B.静止在壳体内的铅笔屑,受到的力相互平衡C.卷笔刀的外壳平滑无尖锐棱角,是为了增大对接触物的压强D.卷笔刀外壳的手握处设计了一些凸起的颗粒,目的是增大摩擦答案ABD削铅笔时,铅笔与刀片相互摩

8、擦,机械能转化为内能,是利用做功改变刀片内能的,故A正确;静止的铅笔屑所受重力与支持力平衡,故B正确;卷笔刀外壳无尖锐棱角,是为了通过增大受力面积,减小压强,故C错误;手握处设计了一些凸起颗粒,是为了通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故D正确。6.(2014山东青岛,3,2分)由做饭联想到的物理知识,错误的是()A.向热汤中滴入香油,散发出浓浓的香味,是由于温度越高,分子热运动越剧烈B.把鸡蛋往灶台上一磕,鸡蛋就破了,是利用物体间力的作用是相互的C.用吸盘挂钩挂铲子,是利用大气压强D.土豆沉入水盆底部,是由于水的密度大于土豆的密度答案D向热汤中滴入香油,散发出浓浓的香味,是由于温度越高,分子

9、运动越剧烈造成的,A正确,不符合题意;把鸡蛋往灶台上一磕,鸡蛋就破了,因为力的作用是相互的,灶台也给鸡蛋施力,所以鸡蛋破了,B正确,不符合题意;吸盘能够吸在墙壁上,是大气压作用的结果,C正确,不符合题意;土豆沉入水盆底部,是由于土豆的密度大于水的密度,D不正确,符合题意。故选D。7.(2018河北,32,4分)制作简易气压计,观察大气压随高度的变化。(1)如图所示,在玻璃瓶中倒入适量红色的水,将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,红水升到玻璃管一定的高度,但高度不够,你应,使水上升到瓶口以上适当位置,制成了简易气压计。(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中,发现玻璃管内水柱,说明。(3)小明将简易气压

10、计放在阳光下,过一会儿,他发现玻璃管内水柱发生了变化,这一现象说明,简易气压计的测量结果会受到影响。二、非选择题答案(1)从玻璃管上端吹入少量空气(2)逐渐降低大气压随高度降低而升高(或大气压随高度增加而降低)(3)温度解析(1)向玻璃瓶内吹入适量的气体,玻璃瓶内气压增大,大于玻璃管口的大气压,使玻璃管中水柱上升到合适位置;(2)将简易气压计从四楼移到一楼的过程中,玻璃管口的大气压随高度的减小而增大,故玻璃管内水柱逐渐降低;(3)将简易气压计放在太阳光下,瓶中气体的温度升高,受热膨胀,水柱上升。8.(2018河南,4,2分)高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好

11、接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为N。若某段时间内坠砣串下降了30cm,则输电线A端向左移动了cm。(g取10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)答案110415解析根据滑轮的工作特点首先判断出滑轮组左侧为定滑轮,右侧为动滑轮,坠砣对钢绳自由端施加拉力,不计滑轮和钢绳的自重及摩擦,所以输电线A端受到的拉力等于2倍钢绳末端受到的拉力,即F=2G=2mg=225kg2010N/kg=10000N;A端移动的距离等于钢绳末端移动的距离,故等于15cm。12方法技巧本题是滑轮组的特殊使用方法:在水平方

12、向上使用滑轮组。空间想象能力薄弱的同学可以将图横着观察分析,这样有助于理解。9.(2018湖北黄冈,9,3分)暴雨天,在山体滑坡的地方,极易发生泥石流。原因之一是,在雨水的作用下,滑坡处的泥石与地面(泥石)之间的减小了。泥石流在向下游流动的过程中,(填主要的能量转化)。与水流相比,由于相同体积泥石流的质量较大,故具有的能较大,其造成的破坏和损失更大。因此,暴雨天,尤其在山体滑坡的地方,要加强防范泥石流灾害。答案摩擦力重力势能转化为动能机械解析在雨水的作用下,滑坡处的泥石与地面(泥石)之间的摩擦力减小了;泥石流向下游流动,高度降低,速度变大,重力势能转化为动能;重力势能的大小与质量和高度有关,动

13、能的大小与速度和质量有关,与相同体积的水流相比,泥石流的质量较大,相同的高度,相同的速度,泥石流的重力势能和动能都较大,因此机械能也较大。审题关键根据“山体滑坡”可以明白第一空填摩擦力,“质量较大”提示同学们考虑机械能的大小。解题关键掌握影响摩擦力、重力势能、动能大小的因素是解答本题的关键。10.(2018云南昆明,17,2分)如图a所示,玻璃桌面上有四个鸡蛋,其中两个是生的,两个是熟的。(1)先对其中的甲、乙两个鸡蛋分别按图b的方式用相同的力捻一下,使它们在玻璃桌面上转动起来,结果鸡蛋乙转动的时间较长;(2)再对其中的丙、丁两个鸡蛋分别按图b的方式用相同的力捻一下,使它们在玻璃桌面上转动起来

14、,然后用手按住使之刚好停下迅速把手移开,结果鸡蛋丙还能再转一、二圈,而鸡蛋丁却不再转动了。由上述现象判断熟鸡蛋分别是和。答案乙丁解析熟鸡蛋的蛋清和蛋黄成为固体,与蛋壳成为一体,而生鸡蛋的蛋清、蛋黄与蛋壳不是一体。甲、乙两个鸡蛋转动起来后,生鸡蛋的蛋清和蛋黄由于惯性还要继续保持静止,所以转动会相对滞后,因此转动时间较长的乙是熟鸡蛋;丙和丁转动起来后,用手按一下,蛋壳会停止转动,但是生鸡蛋的蛋清和蛋黄由于惯性会继续转动,从而带动鸡蛋转动,故丙为生鸡蛋,丁为熟鸡蛋。11.(2018陕西,24,3分)夏天,将厚衣物和樟脑丸装入带有排气孔的塑料收纳袋内,用抽气筒向外抽气,收纳袋在作用下体积缩小,如图所示

15、。抽气时,抽气筒壁因摩擦而发热,这是通过的方式改变了它的内能。冬天打开收纳袋,会闻到樟脑的气味,说明了分子。答案大气压做功在不停地做无规则运动(或在运动)解析抽出收纳袋内的空气,使收纳袋里面的气体压强变小,小于外界的大气压,在大气压的作用下,收纳袋体积变小;抽气时,抽气筒因摩擦变热,这是通过做功的方式改变物体的内能;闻到樟脑的气味,是因为樟脑的分子扩散到空气中,说明分子在不停地运动。审题关键题目中“摩擦而发热”明确说明了改变内能的方式。12.(2016山西,29,2分)物理应用广泛,广告中也常蕴含着物理知识。例如:“你觉得美味,别人呢?”倡议人们不要在公交、地铁上用餐,因为食物气味会弥漫在整个

16、车厢,这是现象;又如“开发新型能源,共创碧水蓝天”。太阳能等新型能源的开发利用是解决社会发展的能源危机、环境污染、气候变化等问题的必由之路,太阳能属于(选填“可再生”或“不可再生”)能源。答案扩散可再生解析食物气味会弥漫在整个车厢,说明分子在不停地运动,是扩散现象;可再生能源指可以从自然界源源不断地得到的能源,如太阳能、风能等。13.(2016江苏南京,19,4分)如图所示是利用太阳能电池工作的一种新型动力车,它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2,天气晴朗且接收板正对阳光时,每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J,太阳能电池提供的电压为120V,可供电动机正常工作的电流为10

17、A。(1)太阳能属于(选填“可”或“不可”)再生能源。(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是。(3)电动机正常工作时,将电能主要转化为能,若转化效率是80%,且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150N,则该车匀速行驶的速度是m/s。答案(1)可(2)15%(3)机械6.4解析(1)太阳能取之不尽,用之不竭,可以供人类长期使用,是可再生能源。(2)太阳能电池每秒钟接收的太阳能E=10008J=8000J接收太阳能的功率P=8000W太阳能提供的电功率P电=UI=120V10A=1200W光电转换效率=100%=100%=15%(3)电动机工作时,将电能转化为机械能;P电80%=P机械

18、=Fv所以v=6.4m/s。WtEt80001JsPP电12008000WWP80%F电120080%150WN答案(1)可(2)15%(3)机械6.414.(2015江苏苏州,19,5分)2015年5月底,美国发布了最新的SR-72高超音速飞行器设想图。该飞行器速度可达67马赫(1马赫=1倍音速),号称1小时可到达地球任一地方,比常规导弹速度还要快。飞行器体表涂敷最新型材料,具有雷达隐形功能,但不具备红外隐形功能。(1)若该飞行器以7马赫速度飞行,其速度为m/s。此时若有常规导弹从其正后方攻击,则导弹相对于飞行器是向运动的。(2)该飞行器具有雷达隐形功能,是因为体表形状及材料能有效减弱它对的

19、反射;不具备红外隐形功能,是因为高速飞行时体表与空气摩擦将能转化为能,使飞行器表面温度升高。答案(1)2380后(2)电磁波机械内解析(1)若该飞行器以7马赫速度飞行,其速度为7340m/s=2380m/s;常规导弹从其正后方攻击飞行器,由于其速度低于飞行器的速度,所以以飞行器为参照物,导弹是向后运动的;(2)飞行器本身的材料和涂层对雷达发射的电磁波有良好的吸收作用,能有效减弱它对电磁波的反射;飞行器高速飞行时体表与空气摩擦,将机械能转化为内能,使飞行器表面温度升高,因此飞行器不具备红外隐形功能。15.(2017河南,21,9分)小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置,工作原理如图甲所示。ABO为一

20、水平杠杆,O为支点,OA OB=5 1,当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到6V时,报警器R0开始发出报警信号,已知电路中电源电压为8V,R0的阻值恒为15。压力传感器R固定放置,其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示,踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试问:(1)由图乙可知,压力传感器R的阻值随压力F的增大而;(2)当踏板空载时,闭合开关,电压表的示数为多少?(3)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为多少?(4)若电源电压略有降低,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,则踏板触点B应向(选填“左”或“右”)移动,并简要说明理由。甲乙解析(1)(1分)由图乙可知,压力传感器R的

21、阻值随压力F的增大而减小。(2)(2分)当踏板空载时,压力传感器受到的压力为0,由图乙可知R=25设电压表示数为U0,根据串联电路特点=则U0=U=8V=3V(3)(3分)当报警器开始报警时,电压表示数为U0=6V电路中电流I=0.4A压力传感器两端的电压UR=U-U0=8V-6V=2V压力传感器的阻值R=5由图乙可知,此时压力传感器受到的压力大小为8N设A处所受支持力大小为FA,B处所受压力大小为FB由杠杆平衡条件得:FAOA=FBOBFA=F=8N00UR0UUR00RRR15251500U R615VRU I20.4VA答案(1)减小(2)3V(3)40N(4)见解析则踏板设定的最大压力

22、值FB=FA=8N=40N(4)(3分)若电源电压略有降低,此时电压表示数减小。为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,电压表示数应为6V,此时应减小R的阻值,可通过增大压力来完成,由杠杆平衡条件判断出应增大OB,即踏板触点B向左移动。OAOB51审题技巧本题属于图表信息题,图甲是动态电路和简单机械的组合,首先从杠杆分析压力变化规律,然后再判断两个电阻之间的连接方式和电压表的测量对象。分析乙图中图像表示的函数关系时,首先应当观察坐标轴表示的物理量名称,然后根据图像分析电阻随压力变化规律。采分要点(1)本空属于客观题,答对得分;(2)解答过程应当明确表达出两个电阻之间的串联关系,然后才能根

23、据串联的关系进行求解;(3)此问每一步的解题过程上下关联密切,解题过程中应当通过适当的文字表述出所求物理量(基本的物理原理,如欧姆定律、串联电路各部分电压关系和杠杆平衡条件应当准确表述)。(4)调整踏板触点B的理由应包括两个要点:压力传感器的阻值对电压表示数的影响;根据杠杆平衡条件分析增大压力的方法。16.(2018福建A,25,4分)如图,矿泉水瓶盖侧面刻有凹凸不平的条纹,便于旋开瓶盖;带有橡胶塞的口服液所配置的吸管,其表面也刻有棱状条纹,便于吸上口服液。联系所学的物理知识,分别说明上述两个实例中条纹的作用。答案矿泉水瓶盖侧面的条纹,可以增大接触面的粗糙程度,增大摩擦;口服液吸管表面的条纹,

24、可使空气进入瓶内,让瓶内气体与大气相通,在大气压的作用下吸入口服液。解析本题意在考查摩擦和大气压知识。矿泉水瓶盖的侧面的条纹,可以增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦,便于人拧开瓶盖。口服液吸管表面的条纹,可便于空气进入瓶内,让瓶内气体与大气相通,这样当人用吸管吸口服液时,瓶内的口服液就会在大气压的作用下,压入吸管,进入人口中。17.(2018河南,21,9分)在研究性学习活动中,小玲所在的科研小组对南水北调中线工程进行了调查与研究。(1)南水北调中线工程从我省南阳丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京。两地海拔高度差约100m,经过工程师的精心设计,实现了渠水全程自流。渠水流动的动能是由能转化而来

25、的。渠水在贯穿黄河时,工程师设计了图1所示的穿黄隧洞,整个穿黄隧洞相当于一个。(2)穿黄隧洞由两条并排的、直径和长度都相同的圆形隧洞组成,单条隧洞从南岸进水口到北岸出水口的长度为4260m。小玲自制了一个能悬浮于水中的“浮子”,能随渠水以相同速度流动。将“浮子”放入南岸进水口处,经23min40s的时间到达北岸出水口。则穿黄隧洞中水的平均流速为多少?(3)查资料知,水的压强随深度变化的关系图像如图2所示,在深度为h=30m的穿黄隧洞底部,水在面积为1cm2的面上产生的压力大小相当于多少千克物体的重力?(g取10N/kg,不考虑水面大气压的影响)(4)如果每条穿黄隧洞的直径约为8m,求两条穿黄隧

26、洞的总输水能力约为每秒多少立方米?(取3)图1图2答案(1)(2分)重力势连通器(2)3m/s(3)3kg(4)288m3/s解析(2)(2分)“浮子”运动的时间t=23min40s=1420s水的平均流速v=3m/s(3)(3分)30m深处水的压强p=3105Pa水产生的压力F=pS=3105Pa110-4m2=30N物体的质量m=3kg(4)(2分)单条隧洞横截面积S=3m2=48m2单条隧洞输水能力Q1=Sv=48m23m/s=144m3/s两条隧洞的总输水能力Q=2Q1=2144m3/s=288m3/sst42601420msGgFg3010/NN kg2d2282评分标准参考以上标准

27、,其他答案只要合理同样给分。18.(2018湖北黄冈,17,7分)爬梯式混凝土搅拌机(如图)是用于一般建筑工地、桥梁水电等工程的建筑机械,由搅拌部分和提升部分组成。工作时,搅拌机将原料加工成混凝土后自动倒入运料斗。在提升电机的带动下,运料斗通过顶端的定滑轮沿竖直爬梯上升到一定位置,然后将混凝土卸下。已知某型号爬梯式混凝土搅拌机部分参数如下表所示。(g取10N/kg)求:(1)若搅拌机与地面的接触面积为0.05m2,则工作前搅拌机对水平地面的压强是多大?(2)若运料斗每完成一次运料平均耗时1min,每次所装混凝土质量为400kg,则运送30m3的混凝土需要多长时间?设混凝土的密度为2103kg/m3。(3)某次将装有4000N混凝土的运料斗提升到某高度用时16s,提升部分的机械效率为80%。则提升过程中运料斗受到爬梯的阻力是多大?不计绳重、滑轮摩擦及空气阻力。答案(1)394000Pa(2)150min(3)400N解析(1)工作前搅拌机对水平地面压强为p=394000Pa(2)30m3混凝土的总质量为m总=V总=2103kg/m330m3=60000kg故运送30m3的混凝土所需要的时间为t总=1min=150min(3)设运料斗被提升的高度为h,