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高频考点二 说理、分析计算
1. 在学习了简单机械的知识后，同学们就开始讨论滑轮组的省力情况与它的机械效率是否有关。小明认为滑轮组越省力，效率越高；小丽同学认为滑轮组的机械效率与是否省力无关。请你以一个定滑轮和一个动滑轮为例在图中画出绕法，并推导滑轮组的机械效率是否与它的省力情况有关(不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦)。
2.图中小朋友在玩滑梯游戏，小朋友坐在滑梯顶端，用手轻推滑梯，沿着滑梯开始下滑，滑动速度越来越大，同时感觉屁股发烫，到达底端时还会滑出一段距离。请说出其中蕴含的科学道理。
3. 总长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，运动到A点后开始向上返回，O和A两点间距离为2l，如图所示。请用所学知识分析并画出钢球从O点运动到A点的过程中，其动能随运动距离变化的大致关系图像，并作出说明。
英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机汽缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。
5.人类探索太空的奥秘的过程中产生了大量垃圾，为探究太空垃圾对飞行器造成的危害，科学家做了一个模拟太空实验：用质量约为1克的塑料圆柱体代替垃圾碎片，用固定不动的大块铝板代替飞行器，当塑料圆柱体以6700米/秒的速度撞击铝板时，在铝板上形成一个比塑料圆柱体直径大好多倍且表面光滑的圆形大坑。请你解释铝板上光滑圆形大坑的形成原因(物体的动能
6. 小红家有一个电热水壶，其内部电热丝R标有 ”字样。小红想将电热水壶改装成加热、保温两挡，其加热功率为 保温功率为 小红设计了以下两种方案，如图所示，图中R是电热水壶原来的电热丝， 是定值电阻， 表示电热丝，虚线框内为电热水壶内部电路。(已知电源电压为家庭电路电压保持不变)
请你帮助小红完成：
(1)回答两种方案中哪种设计更好，并说明理由。
(2)计算出最好的那个方案中增加的定值电阻或电热丝的阻值为多少
7.复方碳酸氢钠片是一种常用的抗酸剂药物，口服后能迅速中和胃酸，用于缓解胃酸过多引起的胃痛等症状。复方碳酸氢钠片的主要成分是碳酸氢钠(其他成分可溶于水但不参与反应)，碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式为：
某科学兴趣小组为了测定药片中碳酸氢钠的含量做了以下实验：先将复方碳酸氢钠片制成粉末，取10克分多次放入盛有100克稀盐酸的烧杯中充分反应。测出加入的粉末质量和反应后的溶液质量，两者质量关系如图所示。
(1)实验后，兴趣小组又往烧杯中加入少量粉末，观察到 ，说明上述实验结束时稀盐酸过量。
(2) 计算复方碳酸氢钠片中碳酸氢钠的含量。
(3)计算10克粉末与稀盐酸反应后所得氯化钠溶液的溶质质量分数。(计算结果精确到0. 1%)
8.新冠疫情期间，ECMO(体外肺膜氧合)技术的使用挽救了许多危重患者的生命。ECMO技术的原理是将体内的静脉血引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人的静脉(如图甲)或动脉(如图乙)，起到部分心肺替代作用，其主要设备包括氧合器、氧气泵、动力泵、监测系统、医用物理升温仪等。
(1)ECMO技术主要设备中的氧合器替代的是人体 (填器官名称)的功能。
(2)ECMO技术常被用于挽救肺功能丧失或心肺功能衰竭病人的生命，其中被用于挽救心肺功能衰竭病人生命的是图 所示模式，判断依据是 。
(3)已知热交换器管道内血流量为5升/分钟，为了维持病人正常体温，需对流入人体的血液进行加热。若要将血液的温度从 提高到 ，则血液每分钟需要从热交换器吸收多少热量 血液的比热容为 焦/(千克( 密度为 千克/米 ]
9.“超级电容”电动公交车利用超级电容替代电池储存电能，仅需在起始站和终点站充电数分钟就能完成一次运营。在平直公路上某次运营过程简化为图示三个阶段：
阶段一：公交车充满电后，从起始站加速运动至A处时速度达到54千米/时，此阶段电容释放的电能为 焦，其中 80%转化为车的动能。
阶段二：公交车从 A处开始以54 千米/时的速度匀速行驶100秒后到达B处，此阶段电容释放电能的90%用于维持公交车匀速行驶。公交车匀速行驶时所受阻力为3000牛。
阶段三：公交车从 B处开始刹车，最后停在终点站。
(1)求公交车运动至A处时的动能.
(2)在公交车匀速行驶的过程中，求电容释放的电能
(3)在进站刹车过程中，若公交车可将动能减少量的75%回收为电能储存在电容中。
①求进站刹车过程中回收的电能
②到达终点站后，要将电容充满电，求需要充入的电能
10. 将12.9克NaCl和 固体混合物完全溶于水中形成溶液，再将 75克 溶液分 5 次加入到该溶液中，充分反应，测得的实验数据如下表。
实验序号 1 2 3 4 5
加入 CaCl溶液质量(克) 15 15 15 15 15
生成沉淀的总质量(克) 3 m 9 10 10
求：
(1) 表格中m的数值是 。
(2)溶液中 完全反应是在第 次实验。
(3)固体混合物 的质量分数。(精确到0.1%)
(4)请画出上述过程中溶液中 NaCl质量的变化图。
11. 向 溶液中先滴加一定量 溶液，直至沉淀质量为m克，再不断滴加 溶液。整个过程中，产生沉淀的质量与加入溶液的质量关系如图所示。
(1)a点对应溶液pH (填“>”“=”或“<”)7。
(2)取c点对应的溶液，不断滴加 NaOH溶液，观察到的现象是 。
(3)通过计算确定m的值。
12. 甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即 (其中k为比例系数，是个定值)，雨滴接近地面时可看作匀速直线运动。把雨滴看作球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为 (结果均用字母表示)
(1)半径为r的雨滴重力为 。
(2)在接近地面时，大雨滴的下落速度 (填“大于”“等于”或“小于”)小雨滴的下落速度，写出推理过程。
(3)假设半径为r的雨滴在近地面下落高度h 的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少
13. 对于杠杆的原理，我国古代也很注意研究，在古书《墨经》中就对杆秤作了科学的说明。某物理小组探究如图所示的一杆秤，通过观察和测量知道：杆秤上标有刻度，提纽在 B点，秤钩在A点，O点为刻度的起点(为零刻度点，在B 点左侧)。用刻度尺量出
(1)秤钩不挂重物时，秤砣挂在O点时杆秤平衡，则重心 C应在 B点的 (填“左”“右”或“不确定”)侧。设该杆秤秤砣的质量为m，则杆秤自身重力(不含秤砣)和它的力臂的乘积是 。
(2)杆秤是杠杆，现有一形状不规则的木棒水平放置于地面上，采用如下方法测定其重量：在木棒左端以 F 的竖直向上的力刚好能提起木棒，在木棒右端以F 的竖直向上的力也能刚好提起木棒。用杠杆原理证明木棒的重力：
14. 如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门冷饮展示冰柜，该冰柜的玻璃门采用的是防雾玻璃，玻璃夹层中有电热丝用来加热玻璃，可以有效防止在玻璃上出现水雾，电热丝与冰柜中的电动制冷压缩机连接的简化电路如图乙所示，其相关参数如表所示。超市内温度一般调节在26℃左右。求:
额定电压 220伏
电动制冷压缩机额定功率 220 瓦
防雾电热丝的额定功率 110瓦
(1)在玻璃上出现水雾是水蒸气 (填物态变化名称)造成的。
(2)其中防雾电热丝的电阻为多少
(3)冰柜的电动制冷压缩机和防雾电热丝同时正常工作时干路上的电流为多少
(4)冰柜的电热丝与电动制冷压缩机同时正常工作 10 分钟，消耗多少电能

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