资源简介
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题型五 技术、工程与社会
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
考点一 技术、工程与社会
【真题研析】
考法01 环境与可持续发展类
考法02 技术应用与生活类
考法03 工程建设与社会发展类
考法04 科学技术与文化类
【核心精讲】
知识点一 环境与可持续发展类
知识点二 技术应用与生活类
知识点三 工程建设与社会发展类
知识点四 科学技术与文化类
【命题预测】
考点要求 课标要求 命题预测
技术、工程与社会 1、科学与技术的关系:初步认识科学推动技术进步、技术又促进科学发展的相互关系,初步认识社会需求是促进科学和技术发展的强大动力。 2、技术的社会功能:了解科学技术在日常生活和生产、社会中的作用,了解科学发展带来的重大的技术发明及其产生的社会影响,初步认识科学和技术的社会功能。像互联网技术的出现,极大地改变了人们的生活方式、工作方式和信息传播方式,促进了社会的快速发展 3、技术的两面性:了解科学技术在当代社会经济发展中的重要作用,认识技术带来的负面影响,了解对一个问题的解决可能又带来新的问题;了解有关正确运用科学技术的伦理问题;初步懂得适时可持续发展战略的意义。 4、科学技术与文明进步:了解科学技术不仅推动物质文明的进步,还促进精神文明的建设和发展。 5、关注社会问题:关注人口、资源、环境、发展问题。 1、能源技术与可持续发展:结合浙江的能源结构调整,可能会考查太阳能、风能等新能源技术的原理、应用现状及发展前景,以及在实现碳达峰、碳中和目标中的作用,分析能源技术发展对社会可持续发展的意义和面临的挑战。 2、环境工程与保护:以浙江的水环境治理、大气污染防治等环境工程为素材,考查水污染处理技术、大气污染物减排措施等相关知识,要求学生解释其中的科学原理,以及这些工程对改善生态环境、保障居民健康和促进社会发展的重要性。 3、生物技术与人类生活:结合基因编辑、疫苗研发等生物技术热点,考查学生对相关技术原理的理解。 4、信息与通信技术:以 5G 技术、物联网等为背景,考查学生对信息传输、处理等相关技术的认识,分析这些技术在智能交通、智能家居、远程医疗等领域的应用如何改变人们的生活和社会生产方式,以及可能引发的信息安全等问题。 5、交通工程与区域发展:以浙江的高铁、跨海大桥等交通工程为例,考查学生对工程建设中涉及的物理、化学、地理等多学科知识的综合运用能力,分析交通工程对区域经济发展、文化交流、城市布局等方面的影响。
考点一 技术、工程与社会
考法01 环境与可持续发展类
(2023 温州)某同学发明一自动升降排水井盖(如图甲),暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升(如图乙),加快路面雨水的排放。
(1)井盖抬升过程中,定滑轮的作用是 。
(2)某次排水过程中,重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中,克服井盖重力做功 焦。
(3)要使降水量稍小时就能抬升井盖,可采取的措施有: 。(写出一点)
考法02 技术应用与生活类
(2022 宁波)核酸检测采样时使用的“采样拭子”,其顶端是如图所示的植绒拭子,安全、无毒。有一种植绒方式是:植绒机产生数万伏的高压静电,通过电子转移让喷头中的绒毛带上负电荷,然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂,移动喷头靠近被植绒物体,绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面,呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴含了许多科学知识,下列描述不合理的是( )
A.喷头中的绒毛带上负电荷,是由于绒毛得到了电子
B.以移动的喷头为参照物,被植绒物体是运动的
C.绒毛能在高压静电作用下运动,是由于能量可以创生
D.绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面,是由于力能改变物体的运动状态
(2024 浙江)学校科技节开展水火箭比赛,同学们通过查阅资料得知:水火箭射程与瓶内液体占总体积比例、瓶内气压和发射角度等因素有关。除上述因素外,为研究水火箭射程与瓶内液体质量的关系,某兴趣小组通过只改变液体的密度来改变其质量,并用图1装置和有关测量工具进行如下实验。
①取一可乐瓶作为水火箭内胆,瓶内装入体积为V的水,将其放置在已固定好的发射架上。
②用打气筒给水火箭打气,当瓶内气压为p时,打开开关发射。
③测出水火箭的射程,多次实验取平均值。
④用食盐和水配制A、B、C三种密度不同的溶液,均量取体积为V的溶液替换水,重复上述步骤①②③。
实验结果如图2所示。请回答。
(1)实验中用于测量水火箭射程的工具是 。
(2)一定温度下,用足量的食盐和水配制溶液,若观察到 ,则溶液密度达到最大。
(3)本实验可得出的结论是 。
(4)某同学认为本实验用相同装置,只用水进行实验,通过改变水的体积来改变质量更方便。从控制变量的角度判断该同学的观点是否合理并说明理由: 。
考法03 工程建设与社会发展类
(2021 湖州)2021年5月15日,天问一号火星探测器所携带的“祝融号”火星车及其着陆组合体成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部,实现中国航天历史性的突破。
(1)虽然火星大气稀薄,着陆组合体冲入火星大气层后,5千米/秒级别的速度依然导致大气冲击和摩擦产生了巨大的振动和热量,足以熔化大部分金属。通过隔热装置和多种散热手段,着陆组合体的温度依然能保持常温。图甲为着陆组合体部分着陆流程的示意,则隔热装置应安装在 (选填“A”或“B”)处。
(2)当着陆组合体的速度骤降到数百米/秒,巨大的降落伞在火星上空约10千米的高度打开。当速度降低到100米/秒以内,降落伞“功成身退”,着陆组合体依靠底部强大的反冲火箭工作进一步减速。随着速度进一步降低,着陆组合体进入悬停避障状态。着陆组合体悬停时(如图乙所示),反冲火箭喷气的方向为 。
(3)着陆组合体总着陆时间只有9分钟左右,也被叫做“恐怖9分钟”。这是因为火星距离地球太遥远(5.5×1010米~4×1011米),如果着陆组合体通过电磁波信号与地面控制中心通信,信号来回至少需要几分钟?(电磁波在真空中传播速度为3×108米/秒)
(2023 衢州)2022年10月31日,我国组建完成的“天宫”空间站,是当今世界上第二个在轨实验室。航天员可乘坐飞船往返地球和空间站,开展科学实验。
(1)在空间站生长的水稻,呈现“生长方向杂乱”的现象,其原因是在微重力环境中,它不会像在地球上生长那样表现出 性。
(2)神舟飞船返回舱结构呈钟形,稳定性好。返回舱返回地球时以倾斜的姿态飞行,与大气剧烈摩擦,舱外产生1500℃的高温和烈焰,迎着大气层的一侧更是比背着大气层的一侧产生更多的热量,通过调姿发动机自动调整,使返回舱自转起来。自转有利于返回舱 ,从而避免舱体受损。
(3)返回舱降落时,使用降落伞让返回舱不断减速,这个过程中返回舱受到的阻力 重力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)已知返回舱的总质量为8000kg,与水平地面的接触面积为5m2,求此时返回舱对地面的压强。
考法04 科学技术与文化类
(2023 温州)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为2千米/时,拖运距离为3千米,需要 小时。
(2)图中,当往水箱中注水的质量为6×104千克时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103米3,则注水前管段与水箱的总质量为多少千克?(海水密度取1.0×103千克/米3)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关? 。
(2023 金华)某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图1为制氧杯实物图,图2为制氧杯内部结构剖面示意图,图3为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧,产生的氧气可以在剧烈运动后即时补氧,也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。
【使用步骤】
Ⅰ.取下杯盖,在甲杯中加入A、B两种制氧剂,再加入清水至相应水位。
Ⅱ.取下与杯盖相连的乙杯,在乙杯中加入适量清水,将乙杯装回杯盖的中央正下方。
Ⅲ.将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧,形成一个如图1所示的整体。
Ⅳ.待出气孔②处有氧气逸出时,通过医用导气管供人呼吸补氧。
回答下列问题。
(1)在乙杯中加入清水的作用是 。
(2)在甲杯中加入清水至相应水位,清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外,还具有的作用是 。
(3)请运用所学知识,并结合以上信息,解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因。
知识点一 环境与可持续发展类
1、精准审题:明确题目是考查垃圾分类的标准、资源利用的方式,还是环境保护的措施等具体方向。比如看到关于水资源的题目,要确定是考水资源的净化方法,还是水资源的保护策略。
2、知识关联:迅速联系相关知识,如垃圾分类要清楚不同垃圾的类别归属;资源利用要掌握可再生资源和不可再生资源的特点及利用原则;环境保护要了解常见污染物的种类和防治方法。
3、案例分析:以题目中的具体情境为依据,分析实际做法的合理性。如分析某工厂污水处理措施是否符合环保要求,要从污水处理的原理、达标标准等方面入手。
知识点二 技术应用与生活类
1、提取关键信息:从题目中找出关键技术点和应用场景,比如在智能家居的题目中,要明确是考查传感器的工作原理,还是智能控制系统的功能。
2、原理剖析:回忆所学的技术原理知识,将其与题目情境对应。例如,对于医疗技术中的疫苗问题,要清楚疫苗激发免疫反应的生物学原理。
3、生活经验辅助:结合生活实际,思考技术应用带来的影响和可能出现的问题。如思考智能交通系统在缓解交通拥堵方面的作用,以及可能存在的信号故障等问题。
知识点三 工程建设与社会发展类
1、工程背景理解:认真阅读题目中关于工程建设的描述,包括工程类型、规模、所处环境等信息,明确工程的主要特点和目标。
2、多学科知识融合:运用物理、化学、地理等多学科知识分析工程问题。比如交通工程中的桥梁建设,要用到力学知识分析结构稳定性,用材料科学知识分析建筑材料的性能;能源工程要用到能量转化知识等。
3、社会影响分析:从经济、环境、社会等多个角度分析工程建设的影响。如能源工程对当地就业、能源供应、生态环境的影响等,要全面、客观地进行分析。
知识点四 科学技术与文化类
1、历史背景回顾:遇到考查古代技术发明的题目,要先回顾相关的历史时期、社会背景等知识,了解技术发明产生的根源和条件。
2、文化意义分析:从文化传承、交流、发展等角度分析技术发明的意义。比如造纸术和印刷术对文化传播和知识普及的重要作用,要从打破知识垄断、促进文化繁荣等方面进行阐述。
3、科学精神提炼:根据科学家的故事或科学探究历程,提炼出其中体现的科学精神,如创新精神、质疑精神、团队合作精神等,并结合具体事例进行说明。
(2024 富阳区一模)下列有关科学史的说法中不正确的是( )
A.法拉第发现磁生电的条件和规律给发电机的发明提供了有力支持
B.施莱登和施旺提出的细胞学说认为动物和植物都是由细胞构成的
C.林奈的“双名制”分类方法和分类原则奠定了生物分类学的基础
D.英国科学家胡克利用自制的显微镜首次发现了完整的细胞
(2023 普陀区校级模拟)修正带涂在纸上可以遮盖错字,但研究发现,修正带中的一些化学物质会影响人体健康。对此,我们可获得的启示是( )
A.科学技术给人类生活带来的都是便利
B.科学技术是一把双刃剑,人们要尽可能减少滥用科技带来的危害
C.许多科技产品都像修正带一样会对人体健康产生一定影响,人们应绝对禁止使用
D.科技发展的负面影响不可避免,因此发展科学技术不需要考虑负面影响
(2023 余杭区模拟)科学实验为结论的得出提供了支持。下列选项中,科学实验与结论的关系正确的是( )
A.奥斯特实验证明了电流的磁效应
B.马德堡半球实验证明了大气压的存在并定量测出其大小
C.卢瑟福的α粒子轰击金属箔实验证明了原子核由质子和中子构成
D.米勒模拟实验证明了地球上的生命是由非生命物质转化的
(2023 绍兴模拟)“歼—20”作为我国新一代隐形战机,改进了形状与材料方面的技术,能有效避开雷达的探测,如图所示为其在珠海航展上的首次公开亮相。下列有关叙述正确的是( )
A.战机起飞时以战机为参照物,跑道两旁的植被是静止的
B.战机可以隐身的原因是可以吸收所有的可见光线
C.战机获得升力的原理是流体压强与流速的关系
D.战机的轮胎上刻有许多花纹是为了减小压强
(2023 北仑区二模)2022年6月5日,搭载神舟十四号载人飞船的长征运载火箭成功将陈冬、刘洋、蔡旭哲三名宇航员送入太空,如图所示。下列判断正确的是( )
A.使火箭加速升空的施力物体是空气
B.观察到火箭穿破云霄,是以火箭内的宇航员为参照物
C.载人飞船进入预定轨道后,运动状态保持不变
D.太空中宇航员与地面进行信息交流是通过电磁波来实现的
(2023 宁波模拟)光纤作为现今宽带网络最理想的传输媒介,其传播的基本原理是光的全反射。进入纤芯的光波因能在界面上发生多次全反射而不透过界面,仿佛被包层紧紧地封闭在纤芯内,沿着纤芯传播。下面有关光纤通信说法错误的是( )
A.光波在光导纤维中的传播速率可达3×109m/s
B.光波能在的界面上发生全反射是因为折射角大于入射角
C.光纤通信的发射器发出的激光具有亮度高、方向性好和颜色纯的特点
D.光纤通信是利用特殊的技术把表示信息的电信号转为光信号,让光波在光导纤维中通过,在接收端再从光信号还原出电信号
(2023 慈溪市模拟)如图所示是嫦娥4号的中继卫星“鹊桥”由长征4号丙运载火箭发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时,燃气推动火箭和卫星上升,卫星的动能会 (填“增大”“减小”或“不变”),火箭外壳的温度会 (填“升高”“降低”或“不变”)。“鹊桥”最终在距地球约45万千米的轨道上运行,由此可知,从地球上发射的电磁波信号经过 秒后就会被“鹊桥”接收到。
(2023 永嘉县校级三模)电池使人们能够获得比较稳定的持续电流,方便了人们的生活,它的发明经历了漫长的时间。
材料一:1780年,意大利科学家伽伐尼在解剖青蛙时偶然发现,当解剖刀无意中触及蛙腿上外露的神经时,蛙腿猛烈地抽搐了一下。重复操作,又观察到同样的现象。伽伐尼进行实验探究:采用静电装置对蛙腿采取电刺激,发现蛙腿抽动。
材料二:1800年,伏打认为伽伐尼实验产生电的原因是两种金属与湿的动物体相连造成的,他用盐水代替了神经和肌肉,用锌、铜两种金属与盐水接触也产生了电,他将这种电称为“金属电””。据此原理发明了伏打电堆。
材料三:在伏打提出“金属电”后约50年,德国科学家亥姆霍兹指出,所谓“金属电”是化学作用引起的,是溶液中电荷的定向移动而产生的电流,伏打电堆其实是多个伏打电池串联而成的电池组。
(1)伽代尼进行实验探究的假设是 引起蛙腿抽动的原因。
(2)分析图中的伏打电池可知,流经电动机M的电流方向是 (填“从锌片到铜片”或“从铜片到锌片”)。
(3)分析上述科学史料,判断下列观点正确的有 (可多选)。
A.人们对科学的发现纯属偶然
B.观察与实验是科学研究的重要方法
C.没有先进的仪器是无法进行科学研究的
D.电池的发明是几代科学家努力的结果
E.对前人已有理论的合理批判会使科学有重大发现
(2024 湖州二模)某校项目化实验小组利用可乐瓶等材料制作水火箭(如图甲),并进行飞行高度测试实验。水火箭的结构如图乙所示。将水火箭竖立于地面,用打气筒通过打气管向瓶内打气,当瓶内压强足够大时,瓶塞脱落,瓶内的水向下喷出,水火箭就接近竖直向上飞。
(1)使水火箭运动状态发生改变的施力物体是 。
(2)实验中无法直接测量水火箭竖直上升的最大高度,可以转换为测量 来间接反映这个高度。
(3)如图丙所示,小组同学用频闪照相机拍下了水火箭从A处起飞,到C处达到最高点的运动情况,照相机每隔0.2秒曝光一次,从拍摄的照片可以看出,判断水火箭运动情况 (从“匀速直线运动”或“变速直线运动”选择),并说明理由 。
(4)以下是水火箭的部分评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
功能性 火箭能顺利升空,在空中的上升时间t≥6秒 火箭能顺利升空,在空中的上升时间3秒≤t<6秒 火箭能顺利升空,在空中的上升时间t<3秒或不能升空
图丁是小组同学实验时水火箭的速度和时间的关系,请结合评价量表的功能性指标,对该水火箭进行评价并说明理由。 。
(2024 玉环市模拟)如图甲所示为一款家用电动车,图乙是某型号剪式千斤顶的结构示意图。
更换汽车轮胎时,将底部支撑台置于水平地面,保持千斤顶竖直,将顶升置于汽车车身下,用手摇动扳手使扳手绕O点不断旋转,带动丝杆转动。通过杠杆水平拉动左端铰链,使支架向内收缩,顶升升高,从而将汽车车身顶起,丝杆上刻有梯形扣,图丙是梯形扣的实物图。
(1)从手机APP上可以看到车辆的主要信息,手机和车辆是通过 传递信息的,该车电动机的工作原理是: 。
(2)该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的,在顶起车身的过程中,丝杆上的梯形扣属于下列简单机械中的 。
A.滑轮 B.滑轮组 C.杠杆 D.斜面
(3)现使用该剪式千斤顶更换轮胎,顶起汽车车身后,若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000牛,且等于顶升对车身的支持力,千斤顶自身重量忽略不计。顶起汽车车身后,为了方便更换轮胎,需要继续摇动扳手,使顶升继续升高一段距离,若人摇动扳手使顶升在1分钟内升高12厘米,用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%,则人做功的功率是多大?
(2024 鹿城区校级二模)洞头地处东南沿海风能带,生态环境好。在本岛建立了风力场项目,缓解了海岛的用电高峰压力。
(1)从生态学看,整个洞头岛屿属于一个 。
(2)风力发电机的风机叶片具有质量轻、强度高的性能,分析推测风机叶片的材质具有的性质是 。
(3)当风从正面垂直吹向静止的叶片时,从正面看(如图甲),叶片A会顺时针转动,分析叶片横截面的设计原理是 。
(4)清洁能源的大力开发,使得交通领域出现了“以电代油”的新局面,实现“减碳”目标。图乙为某纯电动汽车与某燃油汽车的相关数据,与燃油汽车相比,纯电动汽车每行驶100公里减少向空气排放 千克的二氧化碳。(ρ汽油=0.7×103kg/m3)
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题型五 技术、工程与社会
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
考点一 技术、工程与社会
【真题研析】
考法01 环境与可持续发展类
考法02 技术应用与生活类
考法03 工程建设与社会发展类
考法04 科学技术与文化类
【核心精讲】
知识点一 环境与可持续发展类
知识点二 技术应用与生活类
知识点三 工程建设与社会发展类
知识点四 科学技术与文化类
【命题预测】
考点要求 课标要求 命题预测
技术、工程与社会 1、科学与技术的关系:初步认识科学推动技术进步、技术又促进科学发展的相互关系,初步认识社会需求是促进科学和技术发展的强大动力。 2、技术的社会功能:了解科学技术在日常生活和生产、社会中的作用,了解科学发展带来的重大的技术发明及其产生的社会影响,初步认识科学和技术的社会功能。像互联网技术的出现,极大地改变了人们的生活方式、工作方式和信息传播方式,促进了社会的快速发展 3、技术的两面性:了解科学技术在当代社会经济发展中的重要作用,认识技术带来的负面影响,了解对一个问题的解决可能又带来新的问题;了解有关正确运用科学技术的伦理问题;初步懂得适时可持续发展战略的意义。 4、科学技术与文明进步:了解科学技术不仅推动物质文明的进步,还促进精神文明的建设和发展。 5、关注社会问题:关注人口、资源、环境、发展问题。 1、能源技术与可持续发展:结合浙江的能源结构调整,可能会考查太阳能、风能等新能源技术的原理、应用现状及发展前景,以及在实现碳达峰、碳中和目标中的作用,分析能源技术发展对社会可持续发展的意义和面临的挑战。 2、环境工程与保护:以浙江的水环境治理、大气污染防治等环境工程为素材,考查水污染处理技术、大气污染物减排措施等相关知识,要求学生解释其中的科学原理,以及这些工程对改善生态环境、保障居民健康和促进社会发展的重要性。 3、生物技术与人类生活:结合基因编辑、疫苗研发等生物技术热点,考查学生对相关技术原理的理解。 4、信息与通信技术:以 5G 技术、物联网等为背景,考查学生对信息传输、处理等相关技术的认识,分析这些技术在智能交通、智能家居、远程医疗等领域的应用如何改变人们的生活和社会生产方式,以及可能引发的信息安全等问题。 5、交通工程与区域发展:以浙江的高铁、跨海大桥等交通工程为例,考查学生对工程建设中涉及的物理、化学、地理等多学科知识的综合运用能力,分析交通工程对区域经济发展、文化交流、城市布局等方面的影响。
考点一 技术、工程与社会
考法01 环境与可持续发展类
(2023 温州)某同学发明一自动升降排水井盖(如图甲),暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升(如图乙),加快路面雨水的排放。
(1)井盖抬升过程中,定滑轮的作用是 。
(2)某次排水过程中,重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中,克服井盖重力做功 焦。
(3)要使降水量稍小时就能抬升井盖,可采取的措施有: 。(写出一点)
【解答】解:(1)井盖抬升过程中,定滑轮的作用是改变力的方向;
(2)已知井盖的重力G=150N,井盖上升的距离h=0.1m,则克服井盖重力做功W=Fs=Gh=150N×0.1m=15J;
(3)由图乙可知,水槽以及水槽中水的重力等于井盖的重力,因此要使降水量稍小时就能抬升井盖,可采取的措施有减小井盖的重力。
故答案为:(1)改变力的方向;(2)15;(3)减小井盖的重力。
考法02 技术应用与生活类
(2022 宁波)核酸检测采样时使用的“采样拭子”,其顶端是如图所示的植绒拭子,安全、无毒。有一种植绒方式是:植绒机产生数万伏的高压静电,通过电子转移让喷头中的绒毛带上负电荷,然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂,移动喷头靠近被植绒物体,绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面,呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴含了许多科学知识,下列描述不合理的是( )
A.喷头中的绒毛带上负电荷,是由于绒毛得到了电子
B.以移动的喷头为参照物,被植绒物体是运动的
C.绒毛能在高压静电作用下运动,是由于能量可以创生
D.绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面,是由于力能改变物体的运动状态
【解答】解:A、喷头中的绒毛带上负电荷,是由于绒毛得到了电子,故A合理;
B、以移动的喷头为参照物,被植绒物体与喷头的位置不断变化是运动的,故B合理;
C、能量不能被创生,也不能被消灭,能量是守恒的,总量不变,故C不合理;
D、绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面,是由于力能改变物体的运动状态,故D合理。
故选:C。
(2024 浙江)学校科技节开展水火箭比赛,同学们通过查阅资料得知:水火箭射程与瓶内液体占总体积比例、瓶内气压和发射角度等因素有关。除上述因素外,为研究水火箭射程与瓶内液体质量的关系,某兴趣小组通过只改变液体的密度来改变其质量,并用图1装置和有关测量工具进行如下实验。
①取一可乐瓶作为水火箭内胆,瓶内装入体积为V的水,将其放置在已固定好的发射架上。
②用打气筒给水火箭打气,当瓶内气压为p时,打开开关发射。
③测出水火箭的射程,多次实验取平均值。
④用食盐和水配制A、B、C三种密度不同的溶液,均量取体积为V的溶液替换水,重复上述步骤①②③。
实验结果如图2所示。请回答。
(1)实验中用于测量水火箭射程的工具是 。
(2)一定温度下,用足量的食盐和水配制溶液,若观察到 ,则溶液密度达到最大。
(3)本实验可得出的结论是 。
(4)某同学认为本实验用相同装置,只用水进行实验,通过改变水的体积来改变质量更方便。从控制变量的角度判断该同学的观点是否合理并说明理由: 。
【解答】解:(1)长度的测量工具是刻度尺,射程是长度,故实验中用于测量水火箭射程的工具是刻度尺。
(2)一定温度下,用足量的食盐和水配制溶液,若观察到有食盐沉淀在下方,说明是饱和溶液,则溶液浓度最大,使得密度达到最大。
(3)根据盐水是密度较大的A、B、C点,比相同体积的水的质量大,射程远,本实验可得出的结论是其他条件相同时,水火箭射程与瓶内液体质量有关,且质量越大,射程越远。
(4)某同学认为本实验用相同装置,只用水进行实验,通过改变水的体积来改变质量更方便。
改变水的质量的同时,改变了瓶内空气的多少,即使压强相同,空气的内能不等,做功不等,故不合理,原因是没有控制瓶内空气多少相同。
故答案为:(1)刻度尺;(2)有食盐沉淀在下方;(3)其他条件相同时,水火箭射程与瓶内液体质量有关,且质量越大,射程越远;(4)不合理,没有控制瓶内空气多少相同。
考法03 工程建设与社会发展类
(2021 湖州)2021年5月15日,天问一号火星探测器所携带的“祝融号”火星车及其着陆组合体成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部,实现中国航天历史性的突破。
(1)虽然火星大气稀薄,着陆组合体冲入火星大气层后,5千米/秒级别的速度依然导致大气冲击和摩擦产生了巨大的振动和热量,足以熔化大部分金属。通过隔热装置和多种散热手段,着陆组合体的温度依然能保持常温。图甲为着陆组合体部分着陆流程的示意,则隔热装置应安装在 (选填“A”或“B”)处。
(2)当着陆组合体的速度骤降到数百米/秒,巨大的降落伞在火星上空约10千米的高度打开。当速度降低到100米/秒以内,降落伞“功成身退”,着陆组合体依靠底部强大的反冲火箭工作进一步减速。随着速度进一步降低,着陆组合体进入悬停避障状态。着陆组合体悬停时(如图乙所示),反冲火箭喷气的方向为 。
(3)着陆组合体总着陆时间只有9分钟左右,也被叫做“恐怖9分钟”。这是因为火星距离地球太遥远(5.5×1010米~4×1011米),如果着陆组合体通过电磁波信号与地面控制中心通信,信号来回至少需要几分钟?(电磁波在真空中传播速度为3×108米/秒)
【解答】解:(1)着陆组合体部分着陆过程中位置B受到的摩擦力大,克服摩擦所做的功多,温度升高快,故隔热装置应安装在B处;
(2)着陆组合体悬停时,因为着陆组合体受到向下的力的作用,故反冲火箭喷气的方向为向下,产生向上的力;
(3)根据速度公式v得,信号来回的至少时间t366.7s≈6min。
故答案为:(1)B;(2)向下;(3)信号来回至少需要6分钟。
(2023 衢州)2022年10月31日,我国组建完成的“天宫”空间站,是当今世界上第二个在轨实验室。航天员可乘坐飞船往返地球和空间站,开展科学实验。
(1)在空间站生长的水稻,呈现“生长方向杂乱”的现象,其原因是在微重力环境中,它不会像在地球上生长那样表现出 性。
(2)神舟飞船返回舱结构呈钟形,稳定性好。返回舱返回地球时以倾斜的姿态飞行,与大气剧烈摩擦,舱外产生1500℃的高温和烈焰,迎着大气层的一侧更是比背着大气层的一侧产生更多的热量,通过调姿发动机自动调整,使返回舱自转起来。自转有利于返回舱 ,从而避免舱体受损。
(3)返回舱降落时,使用降落伞让返回舱不断减速,这个过程中返回舱受到的阻力 重力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)已知返回舱的总质量为8000kg,与水平地面的接触面积为5m2,求此时返回舱对地面的压强。
【解答】解:(1)在空间站生长的水稻,在微重力环境中,由于没有受到竖直向下的重力,它不会像在地球上生长那样表现出向心性,所以会呈现“生长方向杂乱”的现象;
(2)由于返回舱返回地球时以倾斜的姿态飞行,与大气剧烈摩擦,舱外产生1500℃的高温和烈焰,迎着大气层的一侧比背着大气层的一侧产生更多的热量,所以自转有利于返回舱各个面受热均匀,从而避免一侧产生热量过多,温度过高,舱体受损;
(3)返回舱降落时,使用降落伞让返回舱不断减速,这说明返回舱和降落伞受到的阻力大于返回舱和降落伞受到的总重力;
(4)返回舱的重力为:
G=mg=8000kg×10N/kg=80000Pa,
返回舱对地面的压力为:
F=G=80000N,
返回舱对地面的压强为:
p16000Pa。
故答案为:(1)向地;(2)受热均匀;(3)大于;(4)返回舱对地面的压强为16000Pa。
考法04 科学技术与文化类
(2023 温州)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为2千米/时,拖运距离为3千米,需要 小时。
(2)图中,当往水箱中注水的质量为6×104千克时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103米3,则注水前管段与水箱的总质量为多少千克?(海水密度取1.0×103千克/米3)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关? 。
【解答】解:(1)拖动管段所用的时间t1.5h。
(2)管段受到的浮力F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.06×103m3=3.06×107N;
管段匀速下沉,根据二力平衡可得,注水后管段的总重力G总=F浮=3.06×107N;
则注水前管段与水箱的总质量mm水6×104kg=3.0×106kg。
(3)由p知物体在海水中受到的压力与其受到的压强和受力面积有关;由p=ρ液gh知物体在海水中受到的压强与海水的密度、海底的深度有关,故管段隔墙下沉到海底时受到的压力大小与海水的密度、海底深度、隔墙面积等有关。
(2023 金华)某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图1为制氧杯实物图,图2为制氧杯内部结构剖面示意图,图3为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧,产生的氧气可以在剧烈运动后即时补氧,也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。
【使用步骤】
Ⅰ.取下杯盖,在甲杯中加入A、B两种制氧剂,再加入清水至相应水位。
Ⅱ.取下与杯盖相连的乙杯,在乙杯中加入适量清水,将乙杯装回杯盖的中央正下方。
Ⅲ.将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧,形成一个如图1所示的整体。
Ⅳ.待出气孔②处有氧气逸出时,通过医用导气管供人呼吸补氧。
回答下列问题。
(1)在乙杯中加入清水的作用是 。
(2)在甲杯中加入清水至相应水位,清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外,还具有的作用是 。
(3)请运用所学知识,并结合以上信息,解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因。
【解答】解:(1)甲被中反应产生氧气次那个锅出气孔①进入乙烧杯中,乙烧杯中的水可以湿润氧气,使吸入的氧气更舒适,也可以观察产生气泡的速率判断反应速率的快慢;故答案为:观察氧气产生的速率、湿润氧气;
(2)制氧剂B二氧化锰加水混合后可以形成悬浊液,增加可与过氧化氢的接触面积,使制氧的效果更好;故答案为:使二氧化锰与水形成悬浊液,增大反应物之间的接触面积;
(3)制氧剂A放入水中反应产生过氧化氢,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生氧气,氧气不易溶于水,则能从出气孔②中快速的逸出。
知识点一 环境与可持续发展类
1、精准审题:明确题目是考查垃圾分类的标准、资源利用的方式,还是环境保护的措施等具体方向。比如看到关于水资源的题目,要确定是考水资源的净化方法,还是水资源的保护策略。
2、知识关联:迅速联系相关知识,如垃圾分类要清楚不同垃圾的类别归属;资源利用要掌握可再生资源和不可再生资源的特点及利用原则;环境保护要了解常见污染物的种类和防治方法。
3、案例分析:以题目中的具体情境为依据,分析实际做法的合理性。如分析某工厂污水处理措施是否符合环保要求,要从污水处理的原理、达标标准等方面入手。
知识点二 技术应用与生活类
1、提取关键信息:从题目中找出关键技术点和应用场景,比如在智能家居的题目中,要明确是考查传感器的工作原理,还是智能控制系统的功能。
2、原理剖析:回忆所学的技术原理知识,将其与题目情境对应。例如,对于医疗技术中的疫苗问题,要清楚疫苗激发免疫反应的生物学原理。
3、生活经验辅助:结合生活实际,思考技术应用带来的影响和可能出现的问题。如思考智能交通系统在缓解交通拥堵方面的作用,以及可能存在的信号故障等问题。
知识点三 工程建设与社会发展类
1、工程背景理解:认真阅读题目中关于工程建设的描述,包括工程类型、规模、所处环境等信息,明确工程的主要特点和目标。
2、多学科知识融合:运用物理、化学、地理等多学科知识分析工程问题。比如交通工程中的桥梁建设,要用到力学知识分析结构稳定性,用材料科学知识分析建筑材料的性能;能源工程要用到能量转化知识等。
3、社会影响分析:从经济、环境、社会等多个角度分析工程建设的影响。如能源工程对当地就业、能源供应、生态环境的影响等,要全面、客观地进行分析。
知识点四 科学技术与文化类
1、历史背景回顾:遇到考查古代技术发明的题目,要先回顾相关的历史时期、社会背景等知识,了解技术发明产生的根源和条件。
2、文化意义分析:从文化传承、交流、发展等角度分析技术发明的意义。比如造纸术和印刷术对文化传播和知识普及的重要作用,要从打破知识垄断、促进文化繁荣等方面进行阐述。
3、科学精神提炼:根据科学家的故事或科学探究历程,提炼出其中体现的科学精神,如创新精神、质疑精神、团队合作精神等,并结合具体事例进行说明。
(2024 富阳区一模)下列有关科学史的说法中不正确的是( )
A.法拉第发现磁生电的条件和规律给发电机的发明提供了有力支持
B.施莱登和施旺提出的细胞学说认为动物和植物都是由细胞构成的
C.林奈的“双名制”分类方法和分类原则奠定了生物分类学的基础
D.英国科学家胡克利用自制的显微镜首次发现了完整的细胞
【解答】解:A.法拉第发现磁生电的条件和规律给发电机的发明提供了有力支持,A正确;
B.施莱登和施旺提出的细胞学说认为动物和植物都是由细胞构成的,B正确;
C.林奈的“双名制”分类方法和分类原则奠定了生物分类学的基础,C正确;
D.英国科学家罗伯特 胡克利用自制的显微镜首次发现了细胞,D错误。
故选:D。
(2023 普陀区校级模拟)修正带涂在纸上可以遮盖错字,但研究发现,修正带中的一些化学物质会影响人体健康。对此,我们可获得的启示是( )
A.科学技术给人类生活带来的都是便利
B.科学技术是一把双刃剑,人们要尽可能减少滥用科技带来的危害
C.许多科技产品都像修正带一样会对人体健康产生一定影响,人们应绝对禁止使用
D.科技发展的负面影响不可避免,因此发展科学技术不需要考虑负面影响
【解答】解:A、科学技术给人类生活带来的不都是便利,如利用化学方法合成毒品,说法错误;
B、科学技术是一把双刃剑,人们要尽可能减少滥用科技带来的危害,说法正确;
C、许多科技产品都像修正带一样会对人体健康产生一定影响,但不能禁止使用,要合理使用,说法错误;
D、科技发展的负面影响不可避免,因此发展科学技术也需要考虑负面影响,将负面影响降至最低,说法错误。
故选:B。
(2023 余杭区模拟)科学实验为结论的得出提供了支持。下列选项中,科学实验与结论的关系正确的是( )
A.奥斯特实验证明了电流的磁效应
B.马德堡半球实验证明了大气压的存在并定量测出其大小
C.卢瑟福的α粒子轰击金属箔实验证明了原子核由质子和中子构成
D.米勒模拟实验证明了地球上的生命是由非生命物质转化的
【解答】解:A、奥斯特实验说明通电导体周围存在着磁场,证明了电流的磁效应,故A正确;
B、世界著名的马德堡半球实验证明大气压强的存在,但不能测出大气压的大小,故B错误;
C、卢瑟福的α粒子轰击金属箔实验证明了原子核质量较大,原子内部空间较大,但不能证明原子核由质子和中子构成,故C错误;
D、米勒模拟实验支持了生命物质可由非生命物质转化的可能,故D错误。
故选:A。
(2023 绍兴模拟)“歼—20”作为我国新一代隐形战机,改进了形状与材料方面的技术,能有效避开雷达的探测,如图所示为其在珠海航展上的首次公开亮相。下列有关叙述正确的是( )
A.战机起飞时以战机为参照物,跑道两旁的植被是静止的
B.战机可以隐身的原因是可以吸收所有的可见光线
C.战机获得升力的原理是流体压强与流速的关系
D.战机的轮胎上刻有许多花纹是为了减小压强
【解答】解:A、战机起飞时以战机为参照物,跑道两旁的植被与战机之间有位置变化,所以植被是运动的,故A错误;
B、隐形战斗机具有“隐身”的功能,隐形的基本原理是机身通过结构或者涂料的技术,使得侦测雷达发出的电磁波出现漫反射,或被特殊涂料吸收,从而避过雷达的侦测,故B错误。
C、飞机飞行时获得升力,是因为飞机的机翼上凸下平,使上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而产生向上的压力差(即升力),故C正确;
D、战机的轮胎上刻有许多花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D错误。
故选:C。
(2023 北仑区二模)2022年6月5日,搭载神舟十四号载人飞船的长征运载火箭成功将陈冬、刘洋、蔡旭哲三名宇航员送入太空,如图所示。下列判断正确的是( )
A.使火箭加速升空的施力物体是空气
B.观察到火箭穿破云霄,是以火箭内的宇航员为参照物
C.载人飞船进入预定轨道后,运动状态保持不变
D.太空中宇航员与地面进行信息交流是通过电磁波来实现的
【解答】解:A、火箭升空时向地面喷出了高温高压的燃气,由于物体间力的作用是相互的,高温高压的燃气对火箭施加了一个向上的反作用力,使火箭升空,故火箭加速升空的施力物体是燃料,故A错误;
B、火箭上升过程中“穿破云雾”,是以云层作为参照物的,故B不正确;
C、载人飞船进入轨道后,速度的大小、运动方向都改变,所以运动状态改变,故C错误;
D、电磁波可以传递信息,宇航员与地面信息交流是通过电磁波来实现的,故D正确。
故选:D。
(2023 宁波模拟)光纤作为现今宽带网络最理想的传输媒介,其传播的基本原理是光的全反射。进入纤芯的光波因能在界面上发生多次全反射而不透过界面,仿佛被包层紧紧地封闭在纤芯内,沿着纤芯传播。下面有关光纤通信说法错误的是( )
A.光波在光导纤维中的传播速率可达3×109m/s
B.光波能在的界面上发生全反射是因为折射角大于入射角
C.光纤通信的发射器发出的激光具有亮度高、方向性好和颜色纯的特点
D.光纤通信是利用特殊的技术把表示信息的电信号转为光信号,让光波在光导纤维中通过,在接收端再从光信号还原出电信号
【解答】解:A、光波在光导纤维中的传播速率约为3×108m/s,故A错误;
B、光纤通信是利用光的全反射,故B正确;
C、光纤通信的优点是亮度高、方向性好、颜色纯(単色性好),故C正确;
D、光纤通信在发射端将电信号变成光信号,在接收端把光信号还原为电信号,故D正确。
故选:A。
(2023 慈溪市模拟)如图所示是嫦娥4号的中继卫星“鹊桥”由长征4号丙运载火箭发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时,燃气推动火箭和卫星上升,卫星的动能会 (填“增大”“减小”或“不变”),火箭外壳的温度会 (填“升高”“降低”或“不变”)。“鹊桥”最终在距地球约45万千米的轨道上运行,由此可知,从地球上发射的电磁波信号经过 秒后就会被“鹊桥”接收到。
【解答】解:火箭中的燃料燃烧时,燃气推动火箭和卫星上升,卫星的质量不变,速度变大,所以卫星的动能增大;
火箭上升过程中,克服与大气间的摩擦,机械能转化为内能,所以火箭外壳的温度会升高;
电磁波在太空中的传播速度为3×108m/s=3×105km/s,
由v可得,电磁波传播时间:t1.5s。
故答案为:增大;升高;1.5。
(2023 永嘉县校级三模)电池使人们能够获得比较稳定的持续电流,方便了人们的生活,它的发明经历了漫长的时间。
材料一:1780年,意大利科学家伽伐尼在解剖青蛙时偶然发现,当解剖刀无意中触及蛙腿上外露的神经时,蛙腿猛烈地抽搐了一下。重复操作,又观察到同样的现象。伽伐尼进行实验探究:采用静电装置对蛙腿采取电刺激,发现蛙腿抽动。
材料二:1800年,伏打认为伽伐尼实验产生电的原因是两种金属与湿的动物体相连造成的,他用盐水代替了神经和肌肉,用锌、铜两种金属与盐水接触也产生了电,他将这种电称为“金属电””。据此原理发明了伏打电堆。
材料三:在伏打提出“金属电”后约50年,德国科学家亥姆霍兹指出,所谓“金属电”是化学作用引起的,是溶液中电荷的定向移动而产生的电流,伏打电堆其实是多个伏打电池串联而成的电池组。
(1)伽代尼进行实验探究的假设是 引起蛙腿抽动的原因。
(2)分析图中的伏打电池可知,流经电动机M的电流方向是 (填“从锌片到铜片”或“从铜片到锌片”)。
(3)分析上述科学史料,判断下列观点正确的有 (可多选)。
A.人们对科学的发现纯属偶然
B.观察与实验是科学研究的重要方法
C.没有先进的仪器是无法进行科学研究的
D.电池的发明是几代科学家努力的结果
E.对前人已有理论的合理批判会使科学有重大发现
【解答】解:(1)阅读材料可知,当解剖刀无意中触及蛙腿上外露的神经时,蛙腿猛烈地抽搐了一下,结合后述材料“金属电”的描述,动物内部可能存在着“动物电”,是引起蛙腿抽动的原因;
(2)规定正电荷定向移动的方向是电流的方向,电子的定向移动方向与电流方向相反;如图,流经电动机M电子方向是从锌片到铜片,电流方向是是从铜片到锌片;
(3)A、人们对科学的发现并非纯属偶然,故A错误;
B、观察与实验是科学研究的重要方法,故B正确;
C、没有先进的仪器也是可以进行科学研究的,故C错误;
D、电池的发明是几代科学家努力的结果,故D正确;
E、对前人已有理论的合理批判会使科学有重大发现,故E正确,故选:BDE。
故答案为:(1)动物内部存在着“动物电”;(2)从铜片到锌片;(3)BDE。
(2024 湖州二模)某校项目化实验小组利用可乐瓶等材料制作水火箭(如图甲),并进行飞行高度测试实验。水火箭的结构如图乙所示。将水火箭竖立于地面,用打气筒通过打气管向瓶内打气,当瓶内压强足够大时,瓶塞脱落,瓶内的水向下喷出,水火箭就接近竖直向上飞。
(1)使水火箭运动状态发生改变的施力物体是 。
(2)实验中无法直接测量水火箭竖直上升的最大高度,可以转换为测量 来间接反映这个高度。
(3)如图丙所示,小组同学用频闪照相机拍下了水火箭从A处起飞,到C处达到最高点的运动情况,照相机每隔0.2秒曝光一次,从拍摄的照片可以看出,判断水火箭运动情况 (从“匀速直线运动”或“变速直线运动”选择),并说明理由 。
(4)以下是水火箭的部分评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
功能性 火箭能顺利升空,在空中的上升时间t≥6秒 火箭能顺利升空,在空中的上升时间3秒≤t<6秒 火箭能顺利升空,在空中的上升时间t<3秒或不能升空
图丁是小组同学实验时水火箭的速度和时间的关系,请结合评价量表的功能性指标,对该水火箭进行评价并说明理由。 。
【解答】解:(1)瓶内的水向下喷出,水火箭给水一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,水给水火箭一个向上的力,水火箭向上运动;
(2)火箭上升的高度越高,到落地时所需的时间就越大,所以实验中可以测量水火箭从发射到落地的时间来间接反映这个高度;
(3)如图丙所示,因照相机每隔0.2s曝光一次,从他拍下的照片可以看出,在水火箭在做变速直线运动,其理由是:在相同时间内通过的距离不同,根据v知,水火箭在做变速直线运动;
(4)由图丁知该水火箭在空中的飞行时间等于8秒,由评价指标中优秀的标准知该水火箭为优秀。
故答案为:(1)水;(2)时间;(3)变速直线运动;水火箭在相同时间内竖直通过的距离不同;(4)该水火箭优秀,理由是其在空中飞行的时间等于8秒,符合优秀的评价指标。
(2024 玉环市模拟)如图甲所示为一款家用电动车,图乙是某型号剪式千斤顶的结构示意图。更换汽车轮胎时,将底部支撑台置于水平地面,保持千斤顶竖直,将顶升置于汽车车身下,用手摇动扳手使扳手绕O点不断旋转,带动丝杆转动。通过杠杆水平拉动左端铰链,使支架向内收缩,顶升升高,从而将汽车车身顶起,丝杆上刻有梯形扣,图丙是梯形扣的实物图。
(1)从手机APP上可以看到车辆的主要信息,手机和车辆是通过 传递信息的,该车电动机的工作原理是: 。
(2)该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的,在顶起车身的过程中,丝杆上的梯形扣属于下列简单机械中的 。
A.滑轮 B.滑轮组 C.杠杆 D.斜面
(3)现使用该剪式千斤顶更换轮胎,顶起汽车车身后,若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000牛,且等于顶升对车身的支持力,千斤顶自身重量忽略不计。顶起汽车车身后,为了方便更换轮胎,需要继续摇动扳手,使顶升继续升高一段距离,若人摇动扳手使顶升在1分钟内升高12厘米,用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%,则人做功的功率是多大?
【解答】解:(1)由于电磁波可以传递信息,所以手机和车辆是通过电磁波传递信息的;电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理工作的;
(2)丝杆上的梯形扣是变形的斜面,可以达到省力的目的,故选D;
(3)由题意可知顶升对车身的支持力F支=F压=10000N,且人摇动扳手使顶升在1min内升高12cm=0.12m,
则千斤顶对车做的有用功:
W有用=F支h=10000N×0.12m=1200J,
由η100%可得,人做的总功:
W总1500J,
人做功的功率:
P25W。
答:(1)电磁波;通电导体在磁场中受力运动;(2)D;(3)人做功的功率是25W。
(2024 鹿城区校级二模)洞头地处东南沿海风能带,生态环境好。在本岛建立了风力场项目,缓解了海岛的用电高峰压力。
(1)从生态学看,整个洞头岛屿属于一个 。
(2)风力发电机的风机叶片具有质量轻、强度高的性能,分析推测风机叶片的材质具有的性质是 。
(3)当风从正面垂直吹向静止的叶片时,从正面看(如图甲),叶片A会顺时针转动,分析叶片横截面的设计原理是 。
(4)清洁能源的大力开发,使得交通领域出现了“以电代油”的新局面,实现“减碳”目标。图乙为某纯电动汽车与某燃油汽车的相关数据,与燃油汽车相比,纯电动汽车每行驶100公里减少向空气排放 千克的二氧化碳。(ρ汽油=0.7×103kg/m3)
【解答】解:(1)生态系统是指在一定地域内生物与环境形成的统一的整体;从生态学看,整个洞头岛屿属于一个生态系统;
(2)风力发电机的风机叶片具有质量轻、强度高的性能,分析推测风机叶片的材质具有的性质是密度小、硬度大;
(3)叶片下凸上平,下方空气流速大,压强小,产生向下的压力差,故当风从正面垂直吹向静止的叶片时,从正面看(如图甲),叶片A会顺时针转动;
(4)由图可知,纯电动汽车每百公里耗电20kW h,又每发电1kW h平均排放二氧化碳0.8kg,则纯电动汽车行驶100公里需排放二氧化碳的量n=20kW h×0.8kg/kW h=15.7kg;燃油汽车每百公里耗油V=10L=10×10﹣3 m3;ρ汽油=0.7×103kg/m3,由ρ可得,燃油的质量m=ρV=
0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3=7kg;又燃烧1kg汽油释放4kg二氧化碳,则燃油车释放的二氧化碳的质量为7kg×4kg/kg=28.0kg;所以与燃油汽车相比,纯电动汽车每行驶100公里减少向空气排放28.0kg﹣15.7kg=12.3kg。
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