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专题01 力学综合题
1．小明家住在青岛火车北站附近。他常有这样的经验：高速驶来的火车“呼啸而来，扬长而去”，感觉火车汽笛的声调由低变高。小明想知道当火车靠近我们时，我们听到的鸣笛声与火车发出的声音频率相比有何不同？他为了解决这个问题去查阅了资料，得到如下信息：
声源振动时发出声音的频率即为每秒钟发出声波的数目，声源每秒钟发出的波数不同，发出声音的频率就不同。对观察者而言，人耳听到的声音频率即为每秒钟接收到的声波数目，例如我们听到频率为的声音，每秒钟接收到的声波数即为50。当声源靠近或远离观察者时，声源发出的声音频率是不变的，而人耳听到的频率不再等于声源发出的频率，这种现象叫多普勒效应。
观察者静止在路旁，一列动车以速度向观察者驶来，动车发出的鸣笛声频率为，观察者听到的声音频率为，声音的速度为。笛声声波的周期为（即为声波每振动一次所用的时间）与频率互为倒数。求：
（1）推导与的关系；
（2）当声源与观察者相对运动时，观测到的声音频率也会发生变化，这也是多普勒效应。声源发出的声音频率是不变的，而观察者接收的频率由下述公式决定，其中是声速，是观察者的速度，是声源的速度，以上速度均是沿声源与观察者连线方向的速度大小。当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低。
利用多普勒效应原理计算下列动车的速度，若观察者坐在速度为的动车上，从对面开来一列动车，迎面时听到动车鸣笛声的频率为，动车向后奔驰而去时听到的频率为，若，声音的速度为，求动车的速度大小。
【答案】（1）（推导过程见解答）；（2）动车的速度为。
【解答】解：（1）动车发出的鸣笛声频率为，设观察者接收到的频率为，当波以速度通过接收者时，时间内通过的完全波的个数为，因而单位时间内通过接收者的完全波的个数，即接收的频率为。
波源朝向观察者以速度运动，由于波长变短为，而使得单位时间内通过波的个数增多，即，（动车的速度小于声速）。
则。
（2）设普通列车速度为，动车的速度为，声速为，动车发出声波的频率为，则由题意可得：
靠近时：，
远离时：，
又因为：
由上三式可得：
解得：。
答：（1）（推导过程见解答）；（2）动车的速度为。
2．如图甲所示的提词器是通过一个高亮度的显示器显示文稿内容，并将显示器显示内容反射到摄像机镜头前一块呈45度角的专用镀膜玻璃上，把台词反射出来，使得演讲者在看演讲词的同时，也能面对摄像机。小王联想到提词器上的镀膜玻璃就是利用了平面镜成像特点（如图乙）。于是他回顾了所学知识，并提出一些新的思考。
（1）用玻璃板代替平面镜的目的是为了方便找到像的位置，原因是 　玻璃板可以透光，也可以成像　。
（2）实验中放在玻璃板后的蜡烛 　　（选填“需要”或“不需要” 点燃，选择两支大小相同的蜡烛的目的是便于比较像与物的 　　关系。
（3）当蜡烛远离玻璃板时，所成像的大小 　　（选填“变大”“变小”或“不变” 。
（4）提词器把台词反射到镀膜玻璃上时，演讲者看到的是台词的 　　（选填“实像”或“虚像” ；显示器的亮度越 　　（选填“亮”或“暗” ，文稿内容的像越清晰。
（5）若想将文稿内容所成的像向下调节，可将显示器向 　　（选填“靠近”或“远离” 摄像机的方向移动。
【答案】（1）玻璃板可以透光，也可以成像；（2）不需要；大小；（3）不变；（4）虚像；亮；（5）靠近。
【解答】解：（1）玻璃板可以透光，也可以成像，选择玻璃板代替平面镜便于确定像的位置；
（2）一支蜡烛放在玻璃板前面并点燃，另一支放在玻璃板后面，不需要点燃，若点燃，则不易区分和的像，故在玻璃板后面放一支没点燃的蜡烛；
为了验证物与像的大小关系，选的两蜡烛大小要一样；
（3）平面镜所成像与物大小相等，当蜡烛远离玻璃板时，所成像的大小不变；
（4）平面镜成这正立的虚像，提词器把台词反射到镀膜玻璃上时，演讲者看到的是台词的虚像；
平面镜成像是光的反射，显示器越亮，反射的光越多，文稿内容的像越清晰；（5）平面镜所成像与物关于镜面对称，若想将文稿内容所成的像向下调节，根据对称可知，可将显示器向靠近摄像机的方向移动。
故答案为：（1）玻璃板可以透光，也可以成像；（2）不需要；大小；（3）不变；（4）虚像；亮；（5）靠近。
3．
汽车刹车之后
发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器来刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离，叫反应距离。从操纵制动器刹车，到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离（如图所示）
如表是一个机警司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离。
速度 反应距离 制动距离
7 4.9 7
14 10.2 28
21 15.2 63
28 20.1 112
（1）汽车在正常行驶时，车轮与地面间的摩擦是 　滚动　摩擦。刹车后，汽车由于 　　还会继续向前滑行一段距离；
（2）利用如表第一行数据，算出该司机的反应时间是 　　；
（3）分析题中所给数据表可知，汽车的行驶速度越大，制动距离 　　；当速度增加为原来的3倍时，制动距离增加为原来的 　　倍；
（4）为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全，在高速公路旁设置了“雨雪路滑，减速慢行”的警示牌，这句话的道理是：雨雪天由于路滑，汽车受到的摩擦力较 　　，刹车时难以停下来，减小速度，则 　　了制动距离，从而使行车更安全。
【答案】（1）滚动；惯性；（2）0.7；（3）越大；9；（4）小；减小。
【解答】解：（1）汽车在正常行驶时，车轮与地面间的摩擦是滚动摩擦；
汽车原来是运动的，刹车后，由于惯性，还要保持原来运动状态，所以会继续向前滑行一段距离；
（2）利用上表第一行数据，可得反应时间：
；
（3）由表中数据可知：行驶速度从增大到，制动距离由增大到，因此行驶速度越大制动距离越长，
由速度由到，对应的制动距离由到可知，当速度增加为原来的3倍时，制动距离增加为原来的9倍；
（4）雨雪路滑，接触面的粗糙程度减小，摩擦力减小。汽车制动后，由于惯性仍向前运动，摩擦力越小越不易停下来，减小速度，则减小了制动距离，从而使行车更安全。
故答案为：（1）滚动；惯性；（2）0.7；（3）越大；9；（4）小；减小。
4．
第五代战斗机“歼”
“歼”作为中国第五代战斗机，融合了全球优秀战斗机的特点，具备了很强的隐形性能、机动性能等．“歼”表面平滑，机翼的外形做成流线型，它拥有良好的大仰角升力特性，较大的瞬时攻角与滚转率，并采用先进的光传操纵系统（以光信号的形式传输信号），可随时保证飞机与地面的联系；歼实现隐身功能的主要方式有两种，其一就是改变战机外形，其二就是在表面涂装特殊涂料，以此来吸收雷达发出的电磁波，使雷达无法监测它的存在；“歼”配备了大功率雷达，为解决放热问题，采用了新一代液体冷却系统。该飞机最大起飞质量为，最大飞行高度达，最大航行速度达，最大油量为，飞机发动机的效率是。
战斗机的速度超过音速时，由于速度太快，空气都堆积到了飞机周围，产生极大压力，即使空气温度较高时，也会使机身周围产生水雾，这种现象叫做音障。突破音障时如果机身不作特殊处理，将会被瞬间摇成碎片，所以飞机要采用密度小强度极高的材料制作。飞机航行时所受阻力的大小与速度的平方成正比，关系见表：取。
速度 100 200 300 400 500
阻力
（1）战斗机在突破音障的过程中，机身周围的水雾是水蒸气通过 　压缩体积　（填“压缩体积”或“降低温度” 的方式 　　（填物态变化名称）形成的；
（2）下列说法中不正确的是 　　；
．飞机升力的施力物体是空气
．我们没有看到飞机就知道有飞机飞过，是靠声音的音色来判断
．为解决雷达的散热问题，采用比热容大的液体作为冷却剂
．飞机具有很强的隐形性能，是因为飞机表面的特殊材料对电磁波有良好的反射功能
（3）战斗机的供油系统非常强大，每秒钟可以输送的燃油，燃油热值约为，若燃油完全燃烧，每秒钟放出 　　的热量；
（4）飞机以最大航行速度匀速巡航时的牵引力为 　　；
（5）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与离地高度大小的关系如图乙所示，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图丙 　　（选填“1”“2”或“3” 位置；
（6）飞机最开始以做水平匀速直线运动，时间后以做水平匀速直线运动，忽略速度变化的过程，请你在图丁上大体画出飞机的功率随时间的变化图像。
【答案】（1）压缩体积，液化；
（2）；
（3）；
（4）；
（5）“3”；
（6）见上图。
【解答】解：（1）飞机突破音障时，飞机周围压力极大，因此机身周围的水雾是水蒸气通过压缩体积的方式液化形成的；
（2）．飞机升力的施力物体是空气，故正确；
．我们没有看到飞机就知道有飞机飞过，是靠声音的音色来判断，音色是指声音的音品与特色，故正确；
．为解决雷达的散热问题，采用比热容大的液体作为冷却剂，故正确；
．飞机具有很强的隐形性能，是因为飞机表面的特殊材料对电磁波有良好的吸收功能，吸收雷达发出的电磁波，使雷达无法监测它的存在，故错误；
故选：。
（3）燃油完全燃烧，每秒钟放出的热量为：
；
（4）根据飞机航行时所受阻力的大小与速度的平方成正比可知，将，代入解得：
；
可得等式：
；
当飞机以最大航行速度匀速巡航即时，阻力为：
；
因为飞机匀速飞行，所以牵引力和阻力是一对平衡力，即：
；
（5）由图乙可知，测距传感器的阻值与离地高度大小的关系为一次函数关系，测距传感器的阻值随离地高度的升高而增大，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，即要使高度表（实质是电流表或电压表）的示数能随测距传感器的阻值的增大而增大，当增大时，根据串联分压，两端电压增大，则此高度表应安装在图丙“3”的位置且为电压表；
（6）飞机的功率，匀速飞行时，，则有，因此时间前，时间后，根据此绘制图像。
故答案为：（1）压缩体积，液化；
（2）；
（3）；
（4）；
（5）“3”；
（6）见上图。
5．阅读短文并回答下列问题：
滑雪
如图所示，当滑雪者从雪山顶峰风驰电掣般下滑时，你是否想到为什么白雪轻飘飘、软绵绵的，却可以承托高速奔驰的滑雪者呢？
白雪内有很多小孔，小孔内充满空气。踏着滑雪板的人压在滑雪板上时，雪内的空气就会被逼出；因此，滑雪板不是与雪地直接接触，而是在一层气垫上滑行。这层气垫不但对滑雪板施加一个向上的托力，并且减小了雪地与滑雪板之间的摩擦。然而，这层气垫只能维持一段很短的时间。如果滑雪者在雪地上停留超过一秒，就会沉下去。
（1）踏着滑雪板时不容易陷入雪地里是因为滑雪板能够增大 　受力面积　从而使雪地受到的压强 　　；
（2）滑雪者从雪坡上滑下时，其所受重力方向 　　（选填“垂直于雪坡”或“竖直” 向下；
（3）若滑雪板的长、宽，滑雪者的速度最小为 　　，他才能不会在雪地上下沉。若滑雪者与滑雪板总重为，当其站立在水平雪地上时，滑雪板对雪地的压强为 　　；
（4）空中技巧比赛中，运动员在空中能做出各种高难动作。如果不考虑空气阻力，运动员在空中翻滚时只受到 　　作用。
【答案】（1）受力面积；减小；（2）竖直；（3）1.5；2000；（4）重力。
【解答】解：（1）根据知，在压力一定时，踏滑雪板，增大了受力面积，从而减小了对雪地的压强；
（2）滑雪者从雪坡上滑下时，其所受重力方向竖直向下的。
（3）因为滑雪者在雪地上停留超过一秒，就会沉下去，所以滑雪者必须在1秒内至少通过，所以滑雪者的速度最小为：；
两个滑雪板的面积为：，
滑雪板对雪地的压力为：，
滑雪板对雪地的压强：；
（4）不考虑空气阻力，运动员翻滚时只受重力作用。
故答案为：（1）受力面积；减小；（2）竖直；（3）1.5；2000；（4）重力。
6．小华在探究电磁现象的实验中，设计了如图所示的实验装置。如图所示，导体棒在蹄形磁铁中静止时，小磁针极指向下（如图甲）；导体棒向右运动时，小磁针极指向右（如图乙）。
（1）实验中，为了使实验效果更明显，图中悬挂在细线下的金属棒最好选用 　　。（填字母代号）
．铁棒
．玻璃棒
．铝棒
．铜棒
（2）当棒竖直向上运动时，小磁针极指向 　　（选填“上”、“下”或“右” ；
（3）当棒水平向左运动时，棒内电流方向 　　（选填“由到”或“由到” ，小磁针极指向 　　（选填“上”、“下”、“左”或“右” 。
（4）在此实验过程中，能量转化情况是 　　；人们根据此实验原理制成了 　　。（选“发电机”或“电动机”
【答案】（1）；（2）下；（3）由到；左；（4）机械能转化为电能；发电机
【解答】解：
（1）本实验中，玻璃棒是绝缘体，不能用。铁、铝、铜中，虽然铜导电性更强，电阻更小，但因为本身长度较短所以电阻几乎可以忽略。铝密度小，质量小，运动状态容易改变，实验现象更明显，故选；
（2）已知导体棒在蹄形磁铁中静止时，小磁针极指向下，当棒竖直向上运动时，由于没有做切割磁感线的运动，所以不会产生感应电流，螺线管不会产生磁场，故小磁针不会收到力的作用，将会保持原来的状态，即极指向下；
（3）已知导体棒向右运动时，小磁针极指向右，说明螺线管的右端是极，再由安培定则，得出螺线管上的电流方向是由上至下，说明棒中的电流是由到；所以当棒水平向左运动时，棒内电流方向是由到，此时再由安培定则得出螺线管左端为极，右端则是极，所以小磁针的极指向左；
（4）由于导体棒的运动产生了电，所以能量转化的情况是机械能转化为电能，据此人们发明了发电机。
故答案为：（1）；（2）下；（3）由到；左；（4）机械能转化为电能；发电机。
7．鸟撞是指鸟类与飞行中的飞机发生碰撞造成伤害的事件。由于飞机飞行速度快，与飞鸟发生碰撞后常造成极大的破坏，严重时会造成飞机的坠毁，鸟撞是威胁航空安全的重要因素之一、另外随着高速铁路技术的发展，鸟与火车的碰撞也被列为需要防范的事故之一。
（1）如图甲，一架飞机以的速度向距离的正前点的鸟迎头飞去，则飞机上的点到达点位置所需的时间是 　0.15　；一只的鸟正面撞在飞机上会产生撞击力，如果撞击面积为，则撞击飞机的压强是 　　，从飞机承受鸟类撞击和飞行考虑，制造飞机的材料应该是硬度大、密度 　　（选填“大”或“小” 的材料；
（2）如图乙，小虎向两张纸中间吹气，这时会发现两张纸 　　（选填“靠拢”或“远离” ，此实验现象初步说明：流体中流速越大的位置，压强越 　　，因此正常飞行中的飞机机翼的横截面要设计成图丙中 　　（选填字母）。
【答案】（1）0.15；；小；（2）靠拢；小；
【解答】解：（1）①，由得飞机的头点到达点位置所需的时间：
；
②鸟撞击飞机的压强为：
；
③根据可知，物体的体积一定时，密度越小，质量越小，所以为了减轻飞机的重量，应选用密度小的材料；
（2）当向中间吹气时，中间的空气流动速度增大，压强减小，纸外侧的压强不变，纸受到向内的压强大于向外的压强，受到向内的压力大于向外的压力，纸在压力差的作用下向中间靠拢，说明气体流速越大的地方压强越小。
正常飞行中的飞机，机翼应产生向上的升力，即机翼应受到向上的压强差，所以机翼下表面受到的气体压强应大于上表面受到的气体压强，根据流体压强与流速的关系可知，机翼下表面的空气流速应小于上表面的空气流速，则相同时间内空气经过下方的路程比上方路程短，故机翼的横截面要设计成下表面平直、上表面弯曲（凸起）的形状，即图丙中。
故答案为：（1）0.15；；小；（2）靠拢；小；。
8．汽车已经进入千家万户，给人们的出行带来了方便。为了防止交通事故的发生，人人都要增强有安全意识。下面几个问题与交通安全有紧密关系，请同学们利用所学的知识帮助解决：
（1）汽车的后视镜是 　凸面镜　（选填“凸面镜”或“凹面镜” ，目的是让司机扩大视野。
（2）在高速公路，小汽车司机看到如图1所示的路牌，在遵守交通规则的前提下，小汽车通过区间测试路段的最短时间是多少小时？
（3）为了督促司机遵守限速规定，交管部门在高速公路上设置了一些固定测速仪。如图2所示，汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出超声波信号，测速仪发出信号到接收到反射回来的信号用时，超声波的速度是，求：汽车接收到超声波信号时，距测速仪多少米？
【答案】（1）凸面镜；
（2）小汽车通过区间测试路段的最短时间是；
（3）汽车接收到超声波信号时，距测速仪
【解答】解（1）凸面镜对光线有发散作用，凸面镜能扩大视野，应用于汽车观后镜；
（2）由标志牌可知，区间测试路段的路程，小汽车的最大行驶速度，
在遵守交通规则的前提下，小汽车通过区间测试路段的最短时间是：
；
（3）测速仪发出信号到测速仪接收到信号用时，所以信号到达汽车的时间：
，
汽车接收到信号时，汽车距测速仪：
。
答：（1）凸面镜；
（2）小汽车通过区间测试路段的最短时间是；
（3）汽车接收到超声波信号时，距测速仪。
9．请阅读《按压式瓶盖》并回答问题。
按压式瓶盖
防疫要勤洗手，装有洗手液或洗发液的瓶子，其瓶盖往往都是按压式的，如图甲所示。按压式瓶盖的工作原理是什么呢？液体是怎么“吸”上来的？
洗手液瓶中有个按压式吸液结构，它由导液管、进液阀门、弹簧、活塞、出液阀门、出液管、储液筒等组成，如图乙所示，其中进液阀门和出液阀门是塑料小球，进液阀门位于弹簧下端，出液阀门位于活塞上端。
使用的时候，通过手向下按压，活塞向下移动，弹簧被压缩使得进液阀门关闭，出液阀门打开，储液筒里的液体从出液管流出瓶外；当手松开时，弹簧恢复原来的自然状态，使得活塞向上移动，出液阀门关闭，进液阀门打开，液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒。这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把液体“吸”出瓶外。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）手向下按压，弹簧被压缩时具有 　弹性势　能。
（2）洗手液能被“吸”入储液筒内是利用了 　　。
（3）向下按压后松手时，液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒，是因为瓶中气压 　　储液筒中气压。（选填“大于”、“小于”或“等于”
（4）如果宇航员在空间站内按压这种瓶装洗手液瓶盖，　　挤出洗手液。（选填“能”或“不能”
【答案】（1）弹性势；（2）大气压；（3）大于；（4）能。
【解答】解：（1）弹簧被压缩发生了弹性形变，具有弹性势能；
（2）洗手液能被“吸”入储液筒内是利用了大气压；
（3）向下按压后松手时，液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒，说明瓶中气压大于储液筒中气压。
（4）因为空间站内内也有空气，而这种瓶装洗手液瓶盖是利用大气压工作的，所以如果宇航员在空间站内中按压这种瓶装洗手液瓶盖能挤出洗手液。
故答案为：（1）弹性势；（2）大气压；（3）大于；（4）能。
10．图甲为我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰。该舰满载时排水量为5万吨，可同时停放36架歼舰载机。若每架舰载机质量为25吨（已知，。求：
（1）如图乙所示，舰载机起飞后，山东舰受到的浮力 　减小　（选填“增大”或“减小” ；
（2）舰载机起飞驶离航母过程中速度越来越大，起飞过程中的牵引力 　　甲板阻力（选填“大于”“小于”或“等于” ；
（3）山东舰满载时受到的浮力；
（4）山东舰满载时，当36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的体积。
【答案】（1）减小；（2）大于；
（3）山东舰满载时受到的浮力为；
（4）山东舰满载时，当36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的体积。
【解答】解：（1）舰载机起飞前后，航母始终漂浮，受到的浮力和自身的总重力相等；舰载起飞舰后，航母的总重力减小，所以航母受到的浮力将减小；
（2）舰载机起飞驶离航母过程中速度越来越大，说明受力不平衡且起飞过程中的牵引力大于甲板阻力；
（3）由题知，该航母满载时的排水量约为5万吨，则由阿基米德原理可得，
航母满载时受到的浮力：；
（4）因为航母始终漂浮，受到的浮力和自身的总重力相等，即，
由可得：，
所以36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的质量为：
；
航母排开海水的体积：。
答：（1）减小；（2）大于；
（3）山东舰满载时受到的浮力为；
（4）山东舰满载时，当36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的体积。
11．如图，小明利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件，他所选择的器材有：铅笔、橡皮若干（每块橡皮质量为、细线、刻度尺等。
次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 0.1 0.02 0.2 0.01
2 0.1 0.04 0.02
3 0.2 0.04 0.1 0.08
（1）他将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止后如图甲所示，若想调节铅笔水平平衡，她应将细线向 　右　（选填“左”或“右” 移动。实验前调节铅笔水平平衡可以消除铅笔重力对实验的影响，在实验测量时保持铅笔水平平衡还有一个好处是：　　。
（2）调节杠杆水平平衡后，他用细线绑定数量不等的橡皮挂在杠杆支点两侧，如图乙所示，做了几次实验后将数据记录在表中，则表中漏填的数据为 　　，同桌的小亮按现有方案得出如下结论：“动力支点到动力作用点的距离阻力支点到阻力作用点的距离”，这个结论与杠杆平衡条件 　　（选填“相符”或“不相符” ，为了进一步完善实验，得出普遍规律，接下来的做法应该是 　　（填序号）。
改变力的大小
改变力的方向
改变力的作用点
（3）若在实验过程中，铅笔水平平衡后（如图乙），小明不小心将前端细长的铅笔芯弄断了（如图丙），她立刻将铅笔稳住，并将铅笔芯放到右端细线处固定（如图丁），则松手后铅笔将会 　　。
左端下沉
右端下沉
仍然水平平衡
无法确定
【答案】（1）右；便于测量力臂；（2）0.2；不相符；；（3）。
【解答】解：（1）由图可知，铅笔静止后右端下沉，若想调节铅笔水平平衡，应将支点向右移动，即细线向右移动；调节铅笔水平平衡可以消除铅笔重力对实验的影响，同时可从杠杆上直接读取力臂的大小；
（2）根据杠杆平衡条件得：，解得：；
“动力支点到动力作用点的距离阻力支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出来的，此时力臂正好等于支点到力的作用点的距离，属于特殊情况，一般情况下力臂不等于支点到力的作用线的距离。故结论与杠杆平衡条件不符，应改变动力或阻力的方向，探究在一般情况下的杠杆平衡条件，故正确；
（3）由丁图可知，将铅笔芯放到右端细线处固定，对于杠杆来说，杠杆两侧的重力不变，但是杠杆右侧的力臂变短，则，所以杠杆不能在水平位置平衡，杠杆左端下沉，故正确。
故答案为：（1）右；便于测量力臂；（2）0.2；不相符；；（3）。
12．（1）《天工开物》是我国古代科技著作，记录了我国古代的传统手工技术。
①如图甲所示，人们晾晒豆株时要尽量将豆株铺开，这样做可以 　增大　液体的表面积，从而 　　（选填“加快”或“减慢” 水分的蒸发。
②如图乙所示，对釜的铸造，有“铁化如水，以泥固针铁柄勺从嘴受注”，其中“铁化如水”描述的物态变化是 　　，铁水在凝固成铁块的过程中，温度 　　（选填“升高”“降低”或“不变” 。
（2）如图丙所示为一种身高测量仪，顶部的感应器竖直向下发射超声波信号，经下方物体反射后返回，被感应器接收。小敏站在测高台上，感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为。已知感应器与测高台的距离为，空气中的声速为。则：
①小敏的身高为多少？
②太空中的神舟飞船向空间站靠近的过程中，空间站应用超声测距仪还是激光测距仪测量它们之间的距离？请简要说明理由。
【答案】（1）①增大；加快；②熔化；不变；（2）①小敏的身高为；②太空中为真空，由于声音不能在真空中传播，所以，超声测距仪不能使用；激光可以在真空中传播，因此，可使用激光测距仪来测距。
【解答】解：（1）①图甲中，人们在给晒干的豆株脱粒，晾晒豆株时要尽量将豆株铺开，增大了与空气接触的表面积，这样做可以增大液体的表面积，从而加快水分的蒸发。
②书中对釜的铸造，有“铁化如水，以泥固针铁柄勺从嘴受注”（如图乙）这样的记载。其中“铁化如水”描述的物态变化是熔化。铁水在凝固成铁块的过程中，铁是晶体，有固定的凝固点，则温度不变。
（2）解：①感应器距离人的头部距离：
身高；
②太空中为真空，由于声音不能在真空中传播，所以，超声测距仪不能使用。激光可以在真空中传播，因此，可使用激光测距仪来测距。
故答案为：（1）①增大；加快；②熔化；不变；（2）①小敏的身高为；②太空中为真空，由于声音不能在真空中传播，所以，超声测距仪不能使用；激光可以在真空中传播，因此，可使用激光测距仪来测距。
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专题01 力学综合题
1．小明家住在青岛火车北站附近。他常有这样的经验：高速驶来的火车“呼啸而来，扬长而去”，感觉火车汽笛的声调由低变高。小明想知道当火车靠近我们时，我们听到的鸣笛声与火车发出的声音频率相比有何不同？他为了解决这个问题去查阅了资料，得到如下信息：
声源振动时发出声音的频率即为每秒钟发出声波的数目，声源每秒钟发出的波数不同，发出声音的频率就不同。对观察者而言，人耳听到的声音频率即为每秒钟接收到的声波数目，例如我们听到频率为的声音，每秒钟接收到的声波数即为50。当声源靠近或远离观察者时，声源发出的声音频率是不变的，而人耳听到的频率不再等于声源发出的频率，这种现象叫多普勒效应。
观察者静止在路旁，一列动车以速度向观察者驶来，动车发出的鸣笛声频率为，观察者听到的声音频率为，声音的速度为。笛声声波的周期为（即为声波每振动一次所用的时间）与频率互为倒数。求：
（1）推导与的关系；
（2）当声源与观察者相对运动时，观测到的声音频率也会发生变化，这也是多普勒效应。声源发出的声音频率是不变的，而观察者接收的频率由下述公式决定，其中是声速，是观察者的速度，是声源的速度，以上速度均是沿声源与观察者连线方向的速度大小。当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低。
利用多普勒效应原理计算下列动车的速度，若观察者坐在速度为的动车上，从对面开来一列动车，迎面时听到动车鸣笛声的频率为，动车向后奔驰而去时听到的频率为，若，声音的速度为，求动车的速度大小。
2．如图甲所示的提词器是通过一个高亮度的显示器显示文稿内容，并将显示器显示内容反射到摄像机镜头前一块呈45度角的专用镀膜玻璃上，把台词反射出来，使得演讲者在看演讲词的同时，也能面对摄像机。小王联想到提词器上的镀膜玻璃就是利用了平面镜成像特点（如图乙）。于是他回顾了所学知识，并提出一些新的思考。
（1）用玻璃板代替平面镜的目的是为了方便找到像的位置，原因是 　　。
（2）实验中放在玻璃板后的蜡烛 　　（选填“需要”或“不需要” 点燃，选择两支大小相同的蜡烛的目的是便于比较像与物的 　　关系。
（3）当蜡烛远离玻璃板时，所成像的大小 　　（选填“变大”“变小”或“不变” 。
（4）提词器把台词反射到镀膜玻璃上时，演讲者看到的是台词的 　　（选填“实像”或“虚像” ；显示器的亮度越 　　（选填“亮”或“暗” ，文稿内容的像越清晰。
（5）若想将文稿内容所成的像向下调节，可将显示器向 　　（选填“靠近”或“远离” 摄像机的方向移动。
3．
汽车刹车之后
发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器来刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离，叫反应距离。从操纵制动器刹车，到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离（如图所示）
如表是一个机警司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离。
速度 反应距离 制动距离
7 4.9 7
14 10.2 28
21 15.2 63
28 20.1 112
（1）汽车在正常行驶时，车轮与地面间的摩擦是 　　摩擦。刹车后，汽车由于 　　还会继续向前滑行一段距离；
（2）利用如表第一行数据，算出该司机的反应时间是 　　；
（3）分析题中所给数据表可知，汽车的行驶速度越大，制动距离 　　；当速度增加为原来的3倍时，制动距离增加为原来的 　　倍；
（4）为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全，在高速公路旁设置了“雨雪路滑，减速慢行”的警示牌，这句话的道理是：雨雪天由于路滑，汽车受到的摩擦力较 　　，刹车时难以停下来，减小速度，则 　　了制动距离，从而使行车更安全。
4．
第五代战斗机“歼”
“歼”作为中国第五代战斗机，融合了全球优秀战斗机的特点，具备了很强的隐形性能、机动性能等．“歼”表面平滑，机翼的外形做成流线型，它拥有良好的大仰角升力特性，较大的瞬时攻角与滚转率，并采用先进的光传操纵系统（以光信号的形式传输信号），可随时保证飞机与地面的联系；歼实现隐身功能的主要方式有两种，其一就是改变战机外形，其二就是在表面涂装特殊涂料，以此来吸收雷达发出的电磁波，使雷达无法监测它的存在；“歼”配备了大功率雷达，为解决放热问题，采用了新一代液体冷却系统。该飞机最大起飞质量为，最大飞行高度达，最大航行速度达，最大油量为，飞机发动机的效率是。
战斗机的速度超过音速时，由于速度太快，空气都堆积到了飞机周围，产生极大压力，即使空气温度较高时，也会使机身周围产生水雾，这种现象叫做音障。突破音障时如果机身不作特殊处理，将会被瞬间摇成碎片，所以飞机要采用密度小强度极高的材料制作。飞机航行时所受阻力的大小与速度的平方成正比，关系见表：取。
速度 100 200 300 400 500
阻力
（1）战斗机在突破音障的过程中，机身周围的水雾是水蒸气通过 　　（填“压缩体积”或“降低温度” 的方式 　　（填物态变化名称）形成的；
（2）下列说法中不正确的是 　　；
．飞机升力的施力物体是空气
．我们没有看到飞机就知道有飞机飞过，是靠声音的音色来判断
．为解决雷达的散热问题，采用比热容大的液体作为冷却剂
．飞机具有很强的隐形性能，是因为飞机表面的特殊材料对电磁波有良好的反射功能
（3）战斗机的供油系统非常强大，每秒钟可以输送的燃油，燃油热值约为，若燃油完全燃烧，每秒钟放出 　　的热量；
（4）飞机以最大航行速度匀速巡航时的牵引力为 　　；
（5）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与离地高度大小的关系如图乙所示，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图丙 　　（选填“1”“2”或“3” 位置；
（6）飞机最开始以做水平匀速直线运动，时间后以做水平匀速直线运动，忽略速度变化的过程，请你在图丁上大体画出飞机的功率随时间的变化图像。
5．阅读短文并回答下列问题：
滑雪
如图所示，当滑雪者从雪山顶峰风驰电掣般下滑时，你是否想到为什么白雪轻飘飘、软绵绵的，却可以承托高速奔驰的滑雪者呢？
白雪内有很多小孔，小孔内充满空气。踏着滑雪板的人压在滑雪板上时，雪内的空气就会被逼出；因此，滑雪板不是与雪地直接接触，而是在一层气垫上滑行。这层气垫不但对滑雪板施加一个向上的托力，并且减小了雪地与滑雪板之间的摩擦。然而，这层气垫只能维持一段很短的时间。如果滑雪者在雪地上停留超过一秒，就会沉下去。
（1）踏着滑雪板时不容易陷入雪地里是因为滑雪板能够增大 　　从而使雪地受到的压强 　　；
（2）滑雪者从雪坡上滑下时，其所受重力方向 　　（选填“垂直于雪坡”或“竖直” 向下；
（3）若滑雪板的长、宽，滑雪者的速度最小为 　　，他才能不会在雪地上下沉。若滑雪者与滑雪板总重为，当其站立在水平雪地上时，滑雪板对雪地的压强为 　　；
（4）空中技巧比赛中，运动员在空中能做出各种高难动作。如果不考虑空气阻力，运动员在空中翻滚时只受到 　　作用。
6．小华在探究电磁现象的实验中，设计了如图所示的实验装置。如图所示，导体棒在蹄形磁铁中静止时，小磁针极指向下（如图甲）；导体棒向右运动时，小磁针极指向右（如图乙）。
（1）实验中，为了使实验效果更明显，图中悬挂在细线下的金属棒最好选用 　　。（填字母代号）
．铁棒
．玻璃棒
．铝棒
．铜棒
（2）当棒竖直向上运动时，小磁针极指向 　　（选填“上”、“下”或“右” ；
（3）当棒水平向左运动时，棒内电流方向 　　（选填“由到”或“由到” ，小磁针极指向 　　（选填“上”、“下”、“左”或“右” 。
（4）在此实验过程中，能量转化情况是 　　；人们根据此实验原理制成了 　　。（选“发电机”或“电动机”
7．鸟撞是指鸟类与飞行中的飞机发生碰撞造成伤害的事件。由于飞机飞行速度快，与飞鸟发生碰撞后常造成极大的破坏，严重时会造成飞机的坠毁，鸟撞是威胁航空安全的重要因素之一、另外随着高速铁路技术的发展，鸟与火车的碰撞也被列为需要防范的事故之一。
（1）如图甲，一架飞机以的速度向距离的正前点的鸟迎头飞去，则飞机上的点到达点位置所需的时间是 　　；一只的鸟正面撞在飞机上会产生撞击力，如果撞击面积为，则撞击飞机的压强是 　　，从飞机承受鸟类撞击和飞行考虑，制造飞机的材料应该是硬度大、密度 　　（选填“大”或“小” 的材料；
（2）如图乙，小虎向两张纸中间吹气，这时会发现两张纸 　　（选填“靠拢”或“远离” ，此实验现象初步说明：流体中流速越大的位置，压强越 　　，因此正常飞行中的飞机机翼的横截面要设计成图丙中 　　（选填字母）。
8．汽车已经进入千家万户，给人们的出行带来了方便。为了防止交通事故的发生，人人都要增强有安全意识。下面几个问题与交通安全有紧密关系，请同学们利用所学的知识帮助解决：
（1）汽车的后视镜是 　　（选填“凸面镜”或“凹面镜” ，目的是让司机扩大视野。
（2）在高速公路，小汽车司机看到如图1所示的路牌，在遵守交通规则的前提下，小汽车通过区间测试路段的最短时间是多少小时？
（3）为了督促司机遵守限速规定，交管部门在高速公路上设置了一些固定测速仪。如图2所示，汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出超声波信号，测速仪发出信号到接收到反射回来的信号用时，超声波的速度是，求：汽车接收到超声波信号时，距测速仪多少米？
9．请阅读《按压式瓶盖》并回答问题。
按压式瓶盖
防疫要勤洗手，装有洗手液或洗发液的瓶子，其瓶盖往往都是按压式的，如图甲所示。按压式瓶盖的工作原理是什么呢？液体是怎么“吸”上来的？
洗手液瓶中有个按压式吸液结构，它由导液管、进液阀门、弹簧、活塞、出液阀门、出液管、储液筒等组成，如图乙所示，其中进液阀门和出液阀门是塑料小球，进液阀门位于弹簧下端，出液阀门位于活塞上端。
使用的时候，通过手向下按压，活塞向下移动，弹簧被压缩使得进液阀门关闭，出液阀门打开，储液筒里的液体从出液管流出瓶外；当手松开时，弹簧恢复原来的自然状态，使得活塞向上移动，出液阀门关闭，进液阀门打开，液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒。这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把液体“吸”出瓶外。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）手向下按压，弹簧被压缩时具有 　　能。
（2）洗手液能被“吸”入储液筒内是利用了 　　。
（3）向下按压后松手时，液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒，是因为瓶中气压 　　储液筒中气压。（选填“大于”、“小于”或“等于”
（4）如果宇航员在空间站内按压这种瓶装洗手液瓶盖，　　挤出洗手液。（选填“能”或“不能”
10．图甲为我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰。该舰满载时排水量为5万吨，可同时停放36架歼舰载机。若每架舰载机质量为25吨（已知，。求：
（1）如图乙所示，舰载机起飞后，山东舰受到的浮力 　　（选填“增大”或“减小” ；
（2）舰载机起飞驶离航母过程中速度越来越大，起飞过程中的牵引力 　　甲板阻力（选填“大于”“小于”或“等于” ；
（3）山东舰满载时受到的浮力；
（4）山东舰满载时，当36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的体积。
11．如图，小明利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件，他所选择的器材有：铅笔、橡皮若干（每块橡皮质量为、细线、刻度尺等。
次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 0.1 0.02 0.2 0.01
2 0.1 0.04 0.02
3 0.2 0.04 0.1 0.08
（1）他将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止后如图甲所示，若想调节铅笔水平平衡，她应将细线向 　　（选填“左”或“右” 移动。实验前调节铅笔水平平衡可以消除铅笔重力对实验的影响，在实验测量时保持铅笔水平平衡还有一个好处是：　　。
（2）调节杠杆水平平衡后，他用细线绑定数量不等的橡皮挂在杠杆支点两侧，如图乙所示，做了几次实验后将数据记录在表中，则表中漏填的数据为 　　，同桌的小亮按现有方案得出如下结论：“动力支点到动力作用点的距离阻力支点到阻力作用点的距离”，这个结论与杠杆平衡条件 　　（选填“相符”或“不相符” ，为了进一步完善实验，得出普遍规律，接下来的做法应该是 　　（填序号）。
改变力的大小
改变力的方向
改变力的作用点
（3）若在实验过程中，铅笔水平平衡后（如图乙），小明不小心将前端细长的铅笔芯弄断了（如图丙），她立刻将铅笔稳住，并将铅笔芯放到右端细线处固定（如图丁），则松手后铅笔将会 　　。
左端下沉
右端下沉
仍然水平平衡
无法确定
12．（1）《天工开物》是我国古代科技著作，记录了我国古代的传统手工技术。
①如图甲所示，人们晾晒豆株时要尽量将豆株铺开，这样做可以 　　液体的表面积，从而 　　（选填“加快”或“减慢” 水分的蒸发。
②如图乙所示，对釜的铸造，有“铁化如水，以泥固针铁柄勺从嘴受注”，其中“铁化如水”描述的物态变化是 　　，铁水在凝固成铁块的过程中，温度 　　（选填“升高”“降低”或“不变” 。
（2）如图丙所示为一种身高测量仪，顶部的感应器竖直向下发射超声波信号，经下方物体反射后返回，被感应器接收。小敏站在测高台上，感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为。已知感应器与测高台的距离为，空气中的声速为。则：
①小敏的身高为多少？
②太空中的神舟飞船向空间站靠近的过程中，空间站应用超声测距仪还是激光测距仪测量它们之间的距离？请简要说明理由。
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