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(共33张PPT)
实验探究专题训练四
（综合）
【典型例题】1．（2020扬州）阅读短文，回答问题。2019年12月17日，我国第一艘国产航母“山东舰”交付海军。据公开资料显示，“山东舰”舰身长315米，舰宽约75米，满载排水量在6万吨左右，至少可以搭载36架歼﹣﹣15舰载机。航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞的飞行仰角为14°。
空重 17500kg 空载起飞距离 105m
正常起飞重量 27000kg 满载起飞距离 195m
最大起飞重量 32500kg 发动机 2×WS﹣10加力涡扇发动机
爬升率 325米/秒 正常起飞推力 2×117600N
最大速度 2.4马赫 应急起飞最大推力 2×125400N
“山东舰”是典型的常规动力航母，采用了全新的动力组，“山东舰”的燃料储备量达到了13000吨，若以20节航速航行，每天大约消耗1100吨燃料。如表为歼﹣﹣15主要参数（g取10N/kg）
（1）若航母正常航行时发动机的功率为1.5×105kW，速度为36km/h，则牵引力为　 ， 　N，经过2h航行距离为　 　 m。
（2）歼15空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，飞机的动能　 　、重力势能 　，，该过程中飞机发动机推力所做的功为 ，　 　J。
1.5×107
7.2×104
增大
增大
2.496×107
增加机翼上下表面压力差
改进成混合动力型发动机，会节约不可再生能源
（3）航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞时飞行仰角约为14°，这样设计的目的是　 　 。（4）若你是航母设计师，请你对国产航母提出一条改进意见：　 　 。
2.（2021扬州） 阅读短文，回答问题。白鹤滩水电站位于云南省巧家县和四川省宁南县交界处的会沙江干流之上，总装机容量1600万千瓦，居全球第二、预计今年7月1日前首批机组发电，2022年7月实现全部机组发电，建成后，白鹤滩水电站年均发电量可达6×1010千瓦时，在同等满足电力系统用电需求的情况下水电站母年可节约标准煤约2×107吨，减少排放二氧化碳约5160万吨，对我国达峰、碳中和目标实现，对促进西部开发，实现“西电东送”都具有深远的意义。
机械
电
(1)水电站中的发电机组是 能转化为
能的装置，它是利用 原理工作的；(2)拦河大坝形状为上窄下宽的原因是 。汛期相较于枯水期，大坝底部所受液体压强会 ；(3)火力发电站使用热值为2.9×107J/kg的标准煤，估算其发电效率为___________；
电磁感应
水的压强随深度的增加而增大
变大
37.24％
6
将水的压强转移到大坝两端，减小坝体中心的压力，使大坝更加牢靠
(4)若水电站输电的功率为6.6×103kW，采用1100kV特高压输电，则输电电流为_______A；(5)大坝修建成拱形，且向上游凸出，这样设计的目的是___________________________。
3.（2022扬州）阅读短文，回答问题。2022年5月15日凌晨1点26分，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空，4点40分达到9032m，超过珠峰8848.86m的高度，创造浮空艇大气科学观测世界纪录。
小于
“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积约为9000m，总质量约为2.6t，内部上层充满氦气，中间隔开，下层是空气。随着高度升高，通过排出下面部分的空气，调节整个浮空艇的压差在安全范围内。通过与地面锚泊设备连接的系搅进行升空和驻空，通过系搅里的两根电线给整个载荷供电。通过搭载的各种探测仪器展开垂直观测，助力揭示青藏高原环境变化机理，对推动高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生深远影响。
（1）“极目一号”上升的平均速度______人正常行走的速度。
红外线
密度小
（2）浮空艇最外的白色层通过反射太阳光中的__ ____（选填“红外线”或“紫外线”）， 避免艇内气体温度剧烈变化。（3）艇体材料除应具有高强度特性外还应具有怎样的特性？（写出一种即可）______。（4）浮空艇在营地升空时所受空气浮力大小为
______ N。（海拔4270m处空气密度为0.8kg/cm3，g取10N/kg）（5）浮空艇内的氦气密度 艇外空气密度，在升空过程中，浮空艇所受浮力逐渐 。（6）要使浮空艇下降到地面，可采取的最佳办法是 。
小于
7.2×104
变小
排出部分氦气
4．阅读下面的短文，回答问题。光电效应光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象．光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化．这类光致电变的现象被人们统称为光电效应．光电效应分为：外光电效应和内光电效应．外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象．只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面．内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象．光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大．光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换．
负电
C
利用太阳能的最佳方式是光电转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。（1）外光电效应会从物质中激发出带 （选填“正电”或“负电”）的粒子。（2）在可见光中，从红光到紫光，光的频率是逐渐增大的．如果绿光照射到某金属表面能产生外光电效应，则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应是_______．A．红光、紫光 B．红光、黄光 C．蓝光、紫光 D．黄光、蓝光（3）光敏电阻是依据_______（内/外）光电效应工作的．太阳能电池是依据__________（选填“内”或“外”）光电效应工作的．
内
内
C
（4）如图所示为光敏电阻的工作原理图，当光照强度发生变化时，小量程电流表的示数变化如图_______．
5.阅读短文，回答问题． 客机C919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°C以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50°C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． 该机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指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，下表是飞机的部分技术参数．
反射
145
（1）阳光下，飞机尾翼呈现绿色，是因为尾翼　 　，绿光；若飞机的翼载是500kg/m2，则机翼面积为　 ，　m2．（2）下列关于”超细航空级玻璃棉“性质的描述中，不正确的是　 　．A．单丝纤维比头发细 B．密度与玻璃差不多C．隔音性能相对较好 D．导热能力相对较弱（3）在万米高空，机体1m2面积上承受内外气压的压力差约为　 　 N；为确保机舱内的温度维持体感舒适值，机上空调需要不断　 　（选填”加热“或”制冷“）
B
5.5×104
制冷
50％
（4）飞机水平匀速航行时，受到的阻力为
N；若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1800kg，发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率为 %。（燃油热值q取4.6×107J/kg）（5）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。
3.6×104
减小
0.002
①若要在较低温度下接通受控电路，应将R1的阻值适当 （填“增大”或“减小”）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关系图像如图丙，则此时控制电路中的电流为 A。
【课堂反馈】1.阅读短文，回答问题：
力传感器常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示．弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片．若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩．
小
小
应变片采用半导体材料制成，其阻值与长度成正比．给上、下应变片提供相等且恒定不变的电流，上应变片两端电压为U1，下应变片两端电压为U2，传感器把这两个电压的差值U(U＝U1－U2)输出，用来反映力F的大小．半导体应变片的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图乙所示．为消除温度变化对测量精度的影响，需分别给上、下应变片串联一只合适的电阻，进行温度补偿．串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响．(1)若向下力F越小，弹簧钢的弯曲程度越______，传感器输出的电压U越 ________(均选填“大”或“小”)．
B
小
(2)若向下的外力F1时，上、下应变片的电阻分别是R1、R2；外力F2时，上、下应变片的电阻分别是R1′、R2′.若F1＜F2，则R1、R2、R1′、R2′从大到小的排列是 (　　)A. R1＞R2＞R1′＞R2′ B. R1′＞R1＞R2＞R2′ C. R1＞R2＞R2′＞R1′ D. R1＞R1′＞R2′＞R2(3)如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天________(选填“大”或“小”)．
A
给下应变片串联一个阻值适当的电阻，对仪器进行检测
(4)进行温度补偿时，应给下应变片串联的电阻，最合适的是下图丙中的________．
(5)当F＝0时，由于弹簧钢具有重力，会导致传感器输出的电压不等于0，产生“零误差”，需进行矫正．你矫正“零误差”的方法是： ．
2. 阅读短文，回答问题：风力发电
我市地处沿海，风力资源丰富．图甲是我市沿海涂中的风力发电场．风力发电机组主要是由风机、转体、尾翼、发电机等部件组成，风机叶片在风力的推动下转动，通过传动系统带动发电机发电，叶片制造时要减小风阻，防止被风“撕裂”尾翼，控制系统能调整叶片旋转面(叶片旋转时所在的平面)的方向，通常情况下，叶片的旋转面与风速方向垂直；当风速较大时，叶片旋转面与风速方向不垂直．发电机输出的电功率与风速关系如乙图所示．
光滑
C
风能密度是指单位时间内通过单位面积的风能，下表为某地空气密度为1.2 kg/m3时的风能密度与风速的关系．(1)为了减小风阻，防被风“撕裂”，叶片的表面应________(选填“光滑”或“粗糙”)些．(2)下列说法正确的是________．A. 只要有风，发电机就会输出电能
B. 发电时叶片的旋转面总是与风速方向垂直C. 风速在一定的范围内发电机输出的电功率可能不变D. 刮台风时发电机的输出电功率一定比正常时的电功率大
(3)根据表中的数据，在丙中画出风能密度与风速的图像.
307.2J/m2.s
32%
(4)分析表中数据和图像，当风速为8m/s时，该地的风能密度为________ ．(5)已知风速与叶片垂直时，风力发电机叶片转过的面积为5 000 m2，当风以v＝5 m/s的速度垂直通过该面积时，发电机1 h输出电能为84 kW·h，若不计转体等传动装置的能量损失，发电机的效率为70%，这时风机的效率为________．
3.阅读短文，回答文后问题： 电水壶图甲所示是常见的电水壶，它的工作原理是：接通电源加热后，水温逐步上升到100℃，水开始沸腾，水蒸气使双金属片变形推动蒸汽开关，从而使电水壶在水烧开后自动断电（下次烧水需重新闭合蒸汽开关）．如果蒸汽开关失效，壶内的水会一直烧下去，直到水被烧干，发热元件温度急剧上升，位于发热盘底部也有一个双金属片开关，会因为热传导作用温度急剧上升，膨胀变形，断开电源．图乙是双金属片温控原理图，A为双金属片，由两层不同金属粘合而成，受热时二者膨胀的快慢不同．在未通电和低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，电路正常工作，当温度达到预定温度时，双金属片向左弯曲（温度越高，弯曲程度越大），电路断开．C是调节旋钮，调节它可改变双金属片与静片弹性接触的力度，从而调节双金属片断开的温度．
图丙是传统电水壶用电热丝（实线①）及PTC材料（实线②）的电阻随温度变化的关系图像．若使用PTC加热元件代替电热丝，可以有效防止因为干烧而出现的着火危险．PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的，它靠的是PTC本体内的电阻变化而控制温度，而不是依靠任何触点控制．所以现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件．
有可能
串联
（1）若不使用三线插座供电，手摸电水壶的金属外壳 （一定会/一定不会/有可能）触电．（2）图甲中的电水壶，其蒸汽开关与双金属片开关应______（串联/并联）连接．（3）关于图甲电水壶中的双金属片，下列说法正确的是______A．双金属片受热时，金属层a比b膨胀快 B．调节旋钮C，使静片B向左弯曲时，双金属片断开的温度值变低C．蒸汽开关与发热盘底部的双金属片开关是同时断开的D．双金属片触点频繁通断电，容易烧接在一起，从而导致干烧危险
D
T6－T7
A
（4）通电后PTC电水壶发热盘的最终温度应在______________（T5－T6 / T6－T7 / T7－T8）范围内．（5）通电后，①②两种发热材料的功率随时间变化的图像正确的是______
4.阅读短文，回答问题． 地 铁扬州即将进入地铁时代，乘坐地铁需文明出行、确保安全，地铁站的站台上标有黄色警戒线；乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯，手持式安检仅用于检测乘客是否携带违禁金属物品．工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小；手持式安检仪的电池容量为2×103 mA·h，额定电压为9 V，额定功率为0.36 W．电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，安检仪不能正常工作．
图甲为另一种安检仪的原理模型，固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场，宽度为0.6 m，边长0.2 m的正方形金属线圈abcd放在水平传送带上，可随传送带一起以速度v匀速运动，线圈进、出磁场过程中会产生电流，从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用，因此线圈与传送带间也存在摩擦力；运动过程中线圈整体处于磁场中时，线圈中无电流产生，在线圈与传送带间无相对滑动时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P与对应的速度v的数据如表丙.
甲 乙 丙
小
做无规则运动
(1)候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越________；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在_______________．(2)下列说法中，正确的是________．A. 手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁品B. 通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小C. 站立的乘客拉住扶手是为了避免受惯性作用造成伤害D. 佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色(3)手持式安检仪正常工作时的电流为______mA，电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为________h.
B
40
45
0.1
1.5
(4)分析表中数据，当传送带速度为0.5 m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P＝________W；线圈进入磁场时受到的摩擦力f与传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞________m/s时，线圈将在传送带上滑动．(5)设传送带的速度保持0.2 m/s不变，已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左；当bc边出磁场时，由于ad边受到磁场力作用，线圈会受到方向水平向________(选填“左”或“右”)的摩擦力的作用；将多个与图甲中相同的线圈每隔相同时间Δt从传送带的左端逐一释放，释放后线圈即与传送带保持0.2 m/s的速度一起运动，则Δt＝____s时，一段时间后，传送带就会不间断地受到一个线圈的摩擦力作用．
右
2

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