中考物理探究題

【專家解說】：1．(10分)數(shù)字式音響轉(zhuǎn)錄設備的出現(xiàn)使得音樂作品的拷貝質(zhì)量近乎完美，而且輕而易舉，這就造成了令人頭疼的侵犯版權(quán)問題．麻省技術(shù)公司的專家們研究了數(shù)字音樂信號中人耳所能察覺和不能察覺部分的特征，發(fā)現(xiàn)通過微妙地調(diào)整人耳不能察覺的那部分信號，并產(chǎn)生一定的模式，就能將有關(guān)的版權(quán)信息編成密碼，這種密碼人耳聽不見，電腦卻能識別，從而達到判別是否盜版產(chǎn)品的目的．請說明其中依據(jù)了什么．     　　2．(10分)穿上棉衣感到暖和，是利用棉衣有效地阻止了人體產(chǎn)生的熱向外散發(fā)，棉衣自身并不發(fā)熱，而法國準備生產(chǎn)的一種夾克，其衣料的纖維中添加了微膠囊，這種膠囊所含的物質(zhì)在常溫下呈液態(tài)，在溫度降低時會結(jié)晶，人們穿上它，氣溫較高時感到?jīng)鏊瑲鉁剌^低時倍感溫暖，試說明這種夾克能調(diào)節(jié)溫度的道理．     　　3．(10分)地熱是蘊藏在地球內(nèi)部的天然能源，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，地熱的開發(fā)利用在世界各國積極展開，能源和原材料貧乏的日本，地熱已得到廣泛利用．100 m以內(nèi)地溫一般在20℃左右，作為居室空調(diào)和道路融雪已足夠了，日本普遍在地下100 m左右開采地溫資源．其做法是：先打一個深100 m左右的孔，在孔內(nèi)安置一套管子，外套管直徑82 mm，內(nèi)管直徑50 mm，內(nèi)外套管分別形成出水管和進水管，接在地面蛇形的散熱管上，形成一個封閉的循環(huán)水路．使用前先將所有管中灌滿清水，再用水泵封閉管內(nèi)的清水循環(huán)．這套裝置在炎熱的夏天能降溫，在寒冷的冬天能取暖，請你說明這套裝置是如何利用地熱的？     　　4．(10分)汽車工程師很早就知道，如果能在發(fā)動機中燃燒熱值較低的燃料混合物，便能得到較高的燃燒效率，并減少污染物的生成．但是如果燃料混合物太稀薄，燃燒的速度就會變得很慢，發(fā)動機就點不著火．因此，研究火焰的燃燒機制，對于提高發(fā)動機的效率和減少空氣污染，有著重要的意義． 　　1997年7月，“哥倫比亞”號航天飛機再次升入太空，宇航員們在23 dm3的密封室內(nèi)裝入氫氣、氧氣、氮氣、二氧化碳和六氟化碳的混合氣體并把它點燃，結(jié)果驚訝的發(fā)現(xiàn)，火焰并不是以火花塞為中心，形成一個逐漸向外擴張的火球，直到熄滅為止；而是由一個留在原地燃燒的火球迅速分裂成幾個較小的火球，接著這些小的火球又逐漸地互相分離、分裂，當密封室里的燃料逐漸耗盡時，火球就開始收縮，直到熄滅． 　　通過閱讀上面的文章，你能說出在航天飛機上做火焰實驗的目的嗎？航天飛機上的火焰燃燒與地面上的燃燒有什么不同？其根本原因是什么？     　　5．(10分)美國匹茲堡大學設計了一個熱量收集系統(tǒng)，該系統(tǒng)將學生和教師釋放的熱能、電燈、廚房以及從窗外射入的陽光等所產(chǎn)生的熱量，統(tǒng)統(tǒng)收集到一個中央設備中，再由地下的管道重新分散．據(jù)說，此系統(tǒng)在寒冷的冬季，可以供學校的10座大樓取暖之用．其實，這一系統(tǒng)完全可以具有雙重用途，即使在炎熱的夏季，還可以當做制冷設備使用，從而使大樓中的環(huán)境非常舒適．通過上面的消息，你還可以聯(lián)想到周圍環(huán)境中或大自然中可以利用的其他能源嗎？   　　6．(10分)2002年6月6日《海峽都市報》刊登了《貨車超限超載，國道不堪重負》一文，報道了“104國道設計使用年限15年以上，但才使用5年就大修，現(xiàn)已傷痕累累……”．有些運輸單位和個人只顧自己的利益，不顧國家的利益，讓汽車成倍的超載是損壞路面的直接原因．請你運用所學知識解釋汽車嚴重超載加快路面損壞的原因(只需答出一種合理的原因即可)．     　　7．(10分)下表列出由實驗測定的幾種物質(zhì)的比熱容［J/(kg·℃)］ 水4.2×103 冰2.1×103 鋁0.88×103 銅0.39×103 酒精2.4×103 蓖麻油1.8×103 干泥土0.84×103 水銀1.14×103 煤油2.1×103 砂石0.92×103 鐵、鋼0.46×103 鉛0.13×103 　　認真閱讀上表，你一定有所發(fā)現(xiàn)，請?zhí)畛銎渲腥我馊龡l： 　　(1)_______________________________________ _______________________________________ 　　(2)_______________________________________ _______________________________________ 　　(3)_______________________________________ _______________________________________ 　　8．(10分)普通的鎢絲白熾燈泡的發(fā)光效率(電能轉(zhuǎn)化為光能的效率)為3%，目前市場上還流行一種電子節(jié)能燈，人們常常為選擇哪一種燈更好而舉棋不定，下表為電子節(jié)能燈與白熾燈相比較的數(shù)據(jù)：   功率(W) 光通(流明) 光效(流明/瓦) 壽命(時) 售價(元/只) 每度電費(元) 白熾燈 60 550 9.16 1000 1.43 0.52 節(jié)能燈 10 550 55 5000 31.20 0.52 　　表中“功率”是指用電器的額定功率；“光通”是指單位時間通過單位面積的光能；“光效”是指光通和功率的比值．分析表中的數(shù)據(jù)，可得節(jié)能燈的發(fā)光效率為_______，通過計算可發(fā)現(xiàn)在使用時間超過_______以上時，購買_______燈更經(jīng)濟． 　　9．(10分)“納米”是一種長度單位，1 nm＝10-9 m，納米技術(shù)是以0.1至100 nm這樣的尺度為研究對象的前沿科學，目前我國在對納米技術(shù)的研究方面已經(jīng)躋身世界前列，尤其是對“超級纖維”—碳納米管的研制走在了世界最前沿． 　　已知我國已研制成的碳納米管的強度(可理解為“單位面積能承受的最大拉力”)是鋼的100倍，而碳納米管的密度僅為鋼的1/6，假設有兩根足夠長的細繩，一根由鋼制成，一根由上述碳納米管制成，將它們分別在地面附近豎直懸掛起來，設它們能承受自身重力而不斷裂時的最大長度分別為L納米與L鋼，則L納米/L鋼＝_________ 　　10．(10分)綜合考慮下表中各方面的因素，通過分析回答以下問題： 金屬 全球年產(chǎn)量(104t) 密度(103 kg/m3) 熔點(℃) 導熱性能(1表示最強9表示最弱) 導電性能(1表示最強9表示最弱) 市場價格大約(元/噸) 鋁 15000 2.7 660 4 4 16000 銅 8000 8.9 1083 2 2 17700 金 2 19.3 1063 3 3 88000000 鋼鐵 301430 7.9 1540 8 7 2200 鉛 300 11.3 327 9 9 4900 鎳 800 8.9 1453 7 6 103000 銀 8 10.5 961 1 1 1365000 　　(1)哪兩種金屬的導電性能好？在你認為導電性能好的金屬中，哪種更適宜做導線？為什么？     　　(2)通過綜合分析上表的各項指標，請寫出你所發(fā)現(xiàn)的一條規(guī)律．       參考答案 　　1．利用了人的聽覺頻率范圍一般是20次每秒到20000次每秒，頻率低于20次每秒和高于20000次每秒的聲音，大多數(shù)人不能覺察． 　　2．微膠囊中所含的物質(zhì)能在溫度降低時凝固，溫度上升時熔化，由于凝固放熱，熔化吸熱，因此這種微膠囊做成的夾克能控制溫度在一定范圍內(nèi)變化，人穿上它，在溫度下降時自動向人體供熱，溫度上升時又自動向人體吸熱，從而起到調(diào)節(jié)溫度的作用． 　　3．冬天，水泵將被地溫加熱的水引入室內(nèi)，熱水向室內(nèi)放熱，然后將散熱后的水引入地下繼續(xù)加熱；夏天，水泵將被地溫冷卻的水引入室內(nèi)，冷水向室內(nèi)吸熱，然后將吸熱后的水引入地下繼續(xù)降溫，如此循環(huán)下去，就起到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的作用．這是利用熱傳遞的方式利用地熱． 　　4．實驗目的是研究火焰的燃燒機制，找出提高發(fā)動機效率和減少空氣污染的方法．在航天飛機上火焰燃燒是由一個火球迅速分裂成幾個火球，這幾個火球又再分離、分裂直到熄滅；在地面上火焰是以火花塞為中心，形成一個逐漸向外擴張的火球，直到熄滅．產(chǎn)生這兩種現(xiàn)象的根本原因是：燃料在地面燃燒，當燃氣受熱膨脹時，由于浮力的原因，氣體發(fā)生對流，使得火焰逐漸向外擴張；而在航天飛機上，重力幾乎沒有，浮力對氣體幾乎不起作用，因此不能形成對流． 　　5．早操時同學們跑步的動能；家中做飯時散發(fā)的內(nèi)能；河水的動能；風能等都可以設法利用． 　　6．車成倍超載，對地面壓力成倍增加，輪胎個數(shù)不變，接觸面積基本不變，根據(jù)壓強公式p＝F/S可知，車對地面的壓強成倍增加，對路面破壞加重． 　　7．(1)比熱容是物質(zhì)的一種特性，每種物質(zhì)都有自己的比熱容． 　　(2)水的比熱容最大． 　　(3)有個別的不同物質(zhì)，它們的比熱容相同(如冰、煤油)． 　　(4)液態(tài)物質(zhì)的比熱容一般比固態(tài)物質(zhì)的比熱容大． 　　8．(1)根據(jù)光通相等，可知60 W白熾燈與10 W節(jié)能燈在單位時間內(nèi)通過單位面積的光能相等，設節(jié)能燈的發(fā)光效率為%，通電時間均為t，則 　　60 W×t×3%＝10 W×t×%　 　　%＝18% 　　(2)1090 h　 節(jié)能燈． 　　9．600 　　10．(1)銀、銅 　　銅更適宜做導線，因為銀產(chǎn)量低，價格高；銅產(chǎn)量高，價格低，所以選銅做導線材料． 　　(2)導熱性能好的導電性能強 專題訓練七 開放性試題 一、填空題(每空2分，共28分) 　　1．給你一把直尺，一只彈簧測力計，一支溫度計和一塊秒表，你能用這些測量工具，或單獨作用，或組合起來使用，直接和間接測量出哪些物理量(要求至少說出8個被測出的物理量)． 　　(1)_______；(2)_______；(3)_______；(4)_______ (5)_______；(6)_______；(7)_______；(8)_______ 　　2．如圖所示，體積為1.0×10-2 m3的正方體木塊，其下表面距水面0.06 m，請你根據(jù)所學的力學知識，計算出與木塊有關(guān)的三個物理量．(g取10 N/kg) 　　(1)_______________________；　　(2)_______________________；　　(3)_______________________． 　　3．如圖所示，是家用電熱水器的簡化電路圖，當閉合閘刀開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電熱水器發(fā)熱管不發(fā)熱，造成該現(xiàn)象的原因有多種可能，請寫出其中的三種： 　　(1)_______________________；　　(2)_______________________；　　(3)_______________________．  　　二、實驗題(32分) 　　4．(6分)請寫出測鹽水密度的兩種方法，每種方法寫出需要的器材、實驗原理或相應的數(shù)學表達式． 　　5．(12分)一個電磁學實驗箱內(nèi)有如下圖所示的器材，請寫出利用這些器材可做的三個電磁學實驗名稱(或目的)及相應器材的字母代號，填在下表中． 實驗名稱(或?qū)嶒災康? 選用的器材(填字母代號)         　　6．(6分)實驗桌上有一只盛有熱水的茶杯，一張紙，利用這些器材能做哪些物理實驗？     　　7．(8分)如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，當變阻器的滑片P在a、b兩點(圖上未標出)之間滑動時，電壓表示數(shù)范圍是3 V～5 V，電流表的示數(shù)范圍是0.5～0.6 A，根據(jù)題中給出的數(shù)據(jù)，請你計算出(任意)4個物理量，并把計算過程和結(jié)果填入下表．   物理量 計算結(jié)果 1     2     3     4       　　三、計算題(40分) 　　8．(6分)淡水湖面上漂有一塊浮冰，如圖所示，測得其水上部分的體積為2 m3，試計算出與這塊浮冰有關(guān)的物理量(＝0.9×103 kg/m3 )．     　　9．(8分)如圖所示，有一重為27 N的長方體物塊，長為L＝20 cm，它的橫截面積S1是盛水容器橫截面積S2(容器壁厚不計)的1/3，當物塊有2/5的體積浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)為F1＝23 N(g取10 N/kg)． 　　(1)根據(jù)題中所給條件，試一試你能求出與物塊有關(guān)的物理量有哪些？請分別計算出來．     　　(2)求當物體有2/5的體積浸入水中時與物體剛好全部浸入水中時，水對容器底的壓強差是多少？     　　10．(6分)如圖所示，電源電壓不變，閉合開關(guān)后，用電器R1、R2均能正常工作，已知R1的額定功率為1.5 W，電流表A1的示數(shù)為0.5 A，電流表A的示數(shù)為1.5 A，根據(jù)以上所給條件，逐一列式計算出與該電路有關(guān)的物理量．  　　11．(6分)如圖所示，有兩個阻值分別為20、30的電阻串聯(lián)在電路中，請你任意補充一個條件，提出問題，然后解答．(至少選擇兩種做法，但要求每次補充不同類型的條件，提出不同的問題)     　　12．(8分)“5.7”大連空難飛機的黑匣子已經(jīng)找到，潛水員在出事地點從10 m深的海底將它勻速托出水面．它是體積約為50×20×10 cm3，質(zhì)量為20 kg、表面桔紅色的長方體．黑匣子防護要求很高，能經(jīng)受1000℃的高溫而不被燒壞，平放時能經(jīng)受2.5×104 N的擠壓而不變形，在海水(設海水＝1.0×103 kg/m3 )中浸泡36 h而不滲水，請根據(jù)上述條件，自己設計提出三個問題，并解答你所提出的問題．(g＝10 N/kg)     　　13．(6分)給你一個電流表、一個電源(電壓不變)、一個定值電阻R(阻值已知)、兩個開關(guān)、導線若干．你怎樣測出一個未知電阻Rx的阻值？ 　　要求： 　　A．說明實驗原理，畫出測量所用的電路圖； 　　B．指出需要測哪些物理量； 　　C．寫出被測電阻Rx的最后表達式(用測得的物理量表示)         參考答案 　　1．長度、重力、質(zhì)量、溫度、時間、速度、密度、壓強等 　　2．(1)F?。? N　 (2)p下＝600 Pa　 (3)G＝F浮＝6 N 　　3．(1)保險絲斷了；(2)溫控開關(guān)壞了；(3)發(fā)熱管壞了；(4)導線某處斷開了；(5)閘刀開關(guān)接觸不良；(6)停電 　　其他答案合理均可． 　　4．(1)器材：天平、量筒、玻璃杯　　根據(jù)＝m/V計算　　(2)器材：彈簧秤、小石塊、細線、鹽水、量筒　　用稱重法測浮力的方法 　　5． 實驗名稱(或?qū)嶒災康? 選用的器材(填字母代號) 奧斯特實驗 C、E、G、H 電磁感應 A、D、E、F、H、I、J 磁場對電流的作用 A、B、E、F、G、H、I、J 蹄形磁鐵　 磁場的方向 A、C 　　6．(1)慣性實驗；(2)證明大氣壓存在實驗；(3)茶杯中倒入水，杯底看起來較淺的折射實驗；(4)把手放在有水的杯子后面看起來較粗的成像實驗；(5)蒸發(fā)實驗等． 　　7．(1)R0＝20　 (2)U＝15 V　 (3)Pb＝2.5 W　 (4)Ra＝5 　　8．浮冰的總體積 　　V＝20 m3　 　　V2＝18 m3 　　浮冰的質(zhì)量m＝1.8×104 kg 　　浮冰的總重G＝1.8×105 N 　　F?。紾＝1.8×105 N 　　9．(1)物體的質(zhì)量m＝2.7 kg 　　物體受到的浮力F＝4 N 　　物體的密度＝2.7×103 kg/m3 　　(2)Δp＝400 Pa 　　10．(1)U1＝3 V　 (2)R1＝6　 (3)U2＝3 V　 (4)R2＝3　 (5)R總＝2　 (6)P總＝4.5 W　 (7)P2＝3 W　 (8)IR2＝1 A　 (9)電源電壓3 V 　　11．(1)補充條件：電源電壓為12 V，求電路中的電流 　　解：R＝R1＋R2＝20＋30＝50　 I＝U/R＝12 V/50＝0.24 A 　　(2)補充條件：20的電阻的功率是3.2 W，求：30電阻的功率是多少？ 　　解：根據(jù)P＝I2R　 　　P2＝4.8 W 　　12．問題一：黑匣子的平均密度是多少？　　＝2×103 kg/m3 　　問題二：黑匣子平放時能承受的壓強是多大？　　p＝2.5×105 Pa 　　問題三：黑匣子在海底受到海水的壓強是多大？　　p＝1×105 Pa 　　問題四：黑匣子在海水中受到的浮力是多大？　　F＝100 N 　　問題五：黑匣子在海底受到哪些力作用？各力有多大？　　G＝200 N　 　　浮力F＝100 N　 　　支持力F＝100 N 　　問題六：潛水員在海水中對黑匣子做了多少功？　　W＝1000 J 　　13．A．R與開關(guān)S1串聯(lián)；Rx與開關(guān)S2串聯(lián)，然后再并聯(lián)，后與電流表串聯(lián)．圖略　　實驗原理：歐姆定律 　　B．閉合S1和斷開S2，則電流表的示數(shù)為I1；　　閉合S2和斷開S1，則電流表的示數(shù)為I2； 希望對你有幫助，希望被采納，謝謝。