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综合训练一 声、光、热(北京专用)2026年中考物理二轮复习讲练测+答案
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模块一 声
一、单选题
1.到今天仍然可以用来演奏。经过专家鉴定,这套编钟是“双音钟”,用相同力度轻轻敲击同一个甬钟的正面和侧面,就可以发出两种不同的声音,这里的“不同”是指________,用不同力度轻轻敲击同一个甬钟的正面也可以发出两种不同的声音,这里的“不同”是指________。
A.音调 响度B.响度 音调C.音色 响度D.音色 音调
2.如图所示同学们正在用唢呐吹奏《白鸟朝凤》,下列说法正确的是( )
A.吹奏时按压不同位置的气孔,是为了改变声音的响度
B.和其它乐器相比唢呐有独特的声音魅力,是因为其有不同的音调
C.每个同学吹奏出的唢呐声在空气中的传播速度相同
D.悦耳欢快的《百鸟朝凤》一定是乐音
3.小漫在筷子上缠一些棉花,做成活塞状,将活塞塞入管中制成一个简易的哨子,通过上下推拉活塞,可以吹出简单的曲调,如图甲所示。A、B、C为活塞在管中的不同位置,用嘴吹管的上端能吹出“d”、“re”、“mi”三个音阶,如图乙所示。关于此现象下列说法正确的是( )
A.吹气时通过上下推拉活塞改变声音的响度
B.自制哨子发出的声音是由于活塞振动产生的
C.人们能通过音色区分出哨声和其他乐器的声音
D.如图乙所示ABC三个位置分别对应的是“d”、“mi”、“re”
4.我国有些地方修筑了“音乐公路”,当汽车以一定速度在路面上匀速行驶时,就会奏出一段悦耳的乐曲。音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽,如图所示,汽车每经过一个凹槽,就会上下振动一次。下列相关说法正确的是( )
A.“音乐公路”发出的音乐声是由空气振动产生的
B.音乐声只能在空气中传播
C.路面上凹槽之间的间距不同,目的是使发出声音的音调不同
D.汽车以一定速度匀速行驶时,奏出的悦耳的乐曲一定不是噪声
5.如图所示,用鹤骨制作的贾湖骨笛是迄今为止中国考古发现的最早的管乐器。用骨笛吹奏发声时,下列说法正确的是( )
A.发出的声音是由鹤骨振动产生的
B.发出的声音可以在真空中传播
C.发出的声音与编钟音色相同
D.按压骨笛上不同的孔可以改变发出的声音音调
6.始建于元代的钟鼓楼作为北京中轴线北端的地标建筑,曾用其悠扬远传的暮鼓晨钟之声为城市报时。下列说法正确的是( )
A.正在发声的钟和鼓,没有振动
B.钟鼓之声悠扬远传,是因为声音传播不需要介质
C.人们依据音色的不同,能区分出钟和鼓的声音
D.钟和鼓振动的频率越高,它们发出声音的响度越大
7.琴和瑟是我国传统的两种乐器,通过弹拨琴和瑟的弦使之发声。下列说法正确的是( )
A.正在发声的琴弦,没有振动
B.琴和瑟发出的声音,可以在真空中传播
C.人们依据音色的不同,能区分出琴和瑟的声音
D.用大小不同的力拨动同一根弦可以改变发出声音的音调
8.关于声现象,下列说法正确的是( )
A.声音在真空中的传播速度是B.在公路旁植树可以减弱噪声
C.音调是由振幅高低决定的D.只要是声波人们都能听到
9.我国的民族音乐渊远流长,下列关于民族乐器说法正确的是( )
A.能分辨古筝和二胡的声音,主要是因为它们的音色不同
B.敲锣的力越大,锣声的音调越高
C.笛子可以演奏出美妙的音乐,不会产生噪声
D.在空气中,箫声的传播速度比琴声快
10.关于声现象,下列说法正确的是( )
A.声音不能在固体中传播B.在公路旁植树种草可以减弱噪声
C.音色是振幅高低决定的D.通常人们能听到超声波和次声波
11.下列四幅图中的物理实验或事实解释正确的是( )
A.图甲中,将真空罩中的空气抽出,听不到闹铃声,说明声的传播需要介质
B.图乙中,悬挂的乒乓球被正在发声的音叉弹开,说明声音能传递能量
C.图丙中,钢尺伸出桌边的长度越长,拨动时发出声音的响度越大
D.图丁中,穿过北京动物园的“隔音蛟龙”是为了防止噪声的产生
12.如图所示的四个实验中,下列说法中正确的是( )
A.甲图:把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,闹钟铃声逐渐变大
B.乙图:用发声响度不同的音叉轻触静止的乒乓球,两次乒乓球被弹开的幅度相同
C.丙图:将扬声器对准烛焰播放音乐,烛焰会随音乐跳动,这说明声波能传递能量
D.丁图:用嘴吹一根带活塞的塑料管,将活塞上下拉动时,发出哨声的音调不改变
13.自然界中有许多奇妙的声音,声音是人们交流信息的重要渠道,是日常生活中经常接触的物理现象之一。关于声现象,下列说法中正确的是( )
A.声音可以在真空中传播
B.辨别不同类型的乐器声,主要是靠它们的响度不同
C.公路旁安装隔音墙,是为了在传播路径上减弱噪声
D.利用超声波击碎人体内的结石说明声波可以传递信息
14.如图所示的是小东在晚会上用古琴演奏的情境。下列说法正确的是( )
A.琴声可以在真空中传播
B.琴声是由弦的振动产生的
C.琴声响度越大,它在空气中传播的速度越大
D.用大小不同的力拨动同一根琴弦,琴声的音色不同
二、多选题
15.有关声现象的知识,下列说法不正确的是( )
A.利用超声波可以测量地球到月球之间的距离
B.超声波能粉碎人体内的结石,说明声波具有能量
C.高速公路两旁装有隔音墙,是为了在声源处减弱噪音
D.用大小不同的力先后敲击同一音叉,音叉发声的音调不同
16.关于声现象,下列说法中正确的是( )
A.一切发声的物体都在振动
B.公路旁安装隔音墙是为了在传播路径上减弱噪声
C.“闻其声而知其人”主要是根据音色来判断的
D.声音在真空中的传播速度为3×108m/s
三、实验探究题
17.在花样游泳比赛中,运动员在水中也能听到音乐,这是因为_______能传播声音;智能手机有一个功能叫“智慧语音”,它可以通过识别声音实现对手机解锁,该系统主要是根据声音的______(选填“音调”“音色”或“响度”)这一特征来工作的。
18.小明做探究真空是否能传声的实验,如图所示。
(1)如图,把正在响铃的电铃放在玻璃罩内,在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,会听到铃声逐渐_____;
(2)打开阀门,让空气逐渐进入玻璃罩内,又会听到铃声逐渐_____;
(3)推理过程:玻璃罩内空气越少,传出的声音越_____;如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到电铃响铃的声音了;
(4)结论:声音的传播需要_____,真空不能_____。
19.图所示为中国科技馆的“华夏之光”展厅的展品曾侯乙编钟.曾侯乙编钟是我国春秋战国时期的打击乐器,用钟锤敲击大小不同的编钟,可以演奏美妙的乐曲.针对这一展品,请你提出一个可探究的科学问题:________________________?
20.学完声音的有关知识,小丽同学取8个相同的玻璃瓶,如图所示向瓶中倒入不等量的水,用筷子敲击每个玻璃瓶的同一位置,就能发出高低不同的声音.请你根据这一现象提出一个可探究的科学问题 _____.
四、科普阅读题
21.阅读《声呐技术助推海洋强国梦》,回答问题。
声呐技术助推海洋强国梦
声呐是利用声波在水下传播的特性判断水下物体的存在、位置及类型的方法和设备。利用声波在水下进行信息传输是因为电磁波在水中衰减极快,无法传向远方,而声波在水中的衰减较慢,更适合水下长距离无线通信。
声呐系统有主动和被动两种工作方式。当声呐系统以主动方式工作时,向水中发射声波,声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声波的往返时间就可以确定目标的距离。如果声呐发出的声波碰到的目标是运动的,反射回来的声波频率就会有所变化。反射回来的声波频率变高,说明目标正向声呐靠近;反射回来的声波频率变低,说明目标正在远离声呐。当声呐系统以被动方式工作时,接收舰船等产生的辐射噪声和水声设备发射的信号,以测定目标的方位和距离,此方式特别适用于不能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇。
我国声呐技术应用广泛,涵盖军事领域、海洋资源开发、海洋测绘与科研、水下工程与救援、水下结构检测、水下通信与导航等多个领域。中科院声学所、中国船舶集团等机构研发的合成孔径声呐(SAS)、激光声呐等技术已达国际先进水平。我国声呐技术正朝着智能化(AI目标识别)、多功能集成(通信/探测一体化)和深远海覆盖方向持续发展。随着"智慧海洋"战略深入推进,声呐技术将持续为海洋资源开发、权益维护和科学研究提供核心支撑,成为建设海洋强国的重要技术支柱。
根据材料回答问题。
(1)声波比电磁波更适合水下长距离无线通信,原因是:______;
(2)静止在海水中的潜艇A利用主动式声呐监视潜艇B,若接收到经潜艇B反射回来的声波频率变低,说明潜艇B在______潜艇A;(选填“远离”或“靠近”)
(3)在太空中______(选填“能”或“不能”)用声呐技术来测量星体间的距离;
(4)一艘科考船利用声呐系统对某海域的海底地形进行测绘。在该海域A、B、C、D、E五个位置竖直向海底发射声波,经海底反射回来。测得从发射至接收到反射声波的时间分别为0.32s、0.40s、0.30s、0.40s、0.26s,根据时间可以绘出海底地形,该海域海底地形与图中______相似。(选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)
22.阅读短文,回答下列问题。
双耳效应和立体声
人们利用两只耳朵听声音时,利用“双耳效应”可以分辨出声音是由哪个方向传来的,从而大致确定声源的位置。如图1所示,在人们的右前方有一个声源,由于右耳离声源较近,声音就首先传到右耳,然后才传到左耳,产生了“时间差”。声源距两耳的距离差越大,时间差就越大。两耳之间的距离虽然很近,但由于头颅对声音的阻隔作用,声音到达两耳的音量就可能不同,产生了“声级差”。当声源在两耳连线上时,声级差最大可达到25分贝左右。不同波形的声波绕过人头部的能力是不同的,频率越高的声波,衰减就越大。于是人的双耳听到的音色就会出现差异,也就是“音色差”。
一般的录音是单声道的。用一个拾音设备把各种声音记录下来,综合成一种音频电流再通过处理后由扬声器发出。这时我们只能听到混合的乐器声,而无法听出每个乐器的方位,即声音缺失了原来的空间感。用两个拾音器并排放置,同一声源发出的声音信号由这两个拾音器共同拾取,然后产生左、右两个声道的信号。当声源不在正前方时,声源到达两拾音器的路程不一样,因此,两个拾音器拾得的信号既有声强差又有时间差,等于模拟了人的双耳效应,产生了立体感(空间感)。立体声在播放时,至少必须有两个音箱或耳机放音。
(1)人听到声音站立,若左耳听到声音的声级比右耳听到声音的声级大,则声源可能在人的___________;(正前方/左后方/右前方/右后方)
(2)以下判断正确的是___________;
A.一只耳朵也会产生双耳效应
B.单声道录音和放音也可以还原交响乐队中个演奏者的方位
C.将两只耳机的位置对调,听到的立体声效果会受到影响
D.电影院里,单个音箱(扬声器)无法实现立体声播放
(3)下面不是由于双耳效应达到的效果的是___________;
A.雷电来临时电光一闪即逝,但雷声却隆隆不断
B.将双眼蒙上也能大致确定发声体的方位
C.有时将头旋转一定角度后可以更准确判断声源位置
D.舞台上的立体声使人有身临其境的感觉
(4)如图丙,若某人两耳间的距离是0.204m,声速为340m/s,开始声源在两耳连线上,人沿虚线箭头方向向后转动,使声源到O点连线和两耳连线夹角a从0°增大到180°,则下列人双耳听到声音的时间差与夹角a的关系图像,正确的是___________。
A. B. C.D.
23.聆听水底世界
我们生活在一个有声有色的世界里,不但我们会说话,很多动物也会说话。百灵乌会唱歌,鹦鹉会学人说话……但你听过鱼儿或海豚“说话”吗?
水中的鱼类虽然没有声带,但它们却有独特的发声方法。绝大多数的鱼类发声是由于音肌(或称发声肌)穿过鱼鳔内部或覆盖在鳔的表面,通过音肌的快速收缩带动鳔振动而发声,如图1所示。根据音肌的收缩频率、强度不同,最终发出的声音也具备不同特征。此外不同鱼类的鱼鳔形状不同,对应音肌在鱼鳔上的位置也不同,因而能产生的声音特征更是多种多样。
许多鱼类还会“咬牙切齿”,发声警告势欲入侵的共他鱼类远离自己的领地,这些鱼类是通过摩擦两块硬骨骼(通常是鳍骨、下颚或牙齿)而产生声音。如鱼类进食时, 颌部位的牙齿相互摩擦发声;在鱼类受到惊吓时,身体部位摩擦发声以自卫。
海豚也没有声带,它可以依靠空气通过鼻腔通道来发出声音。海豚能够发出20Hz到150kHz范围内的声音,这种高频率声音使得海豚的通信更加高效和迅速。研究表明海豚具有回声定位的能力,海豚头部具有辫膜和气囊系统,通过这类系统将声波放射出去,当超声信号遇到目标时,形成反射信号,再由耳或头部的其他器官接收,构成完善的声呐系统,如图2所示。海豚声呐的灵敏度很高,抗干扰能力惊人。
研究鱼类和海豚的发声有着重要意义,人们可以根据鱼儿的“话”检测水质、确定鱼群的时空分布以及产卵量,为海上渔业生产提供重要的信息。人们就利用海豚“说话”的原理发明了声呐,声呐可用于鱼群探测、海洋石油勘探、和海底地质地貌的勘测等。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)海豚声呐具有 ______的优点;
(2)文中介绍了鱼类两种发声方法分别是: ______ 、______;
(3)若某次海豚静止在海水中,发出超声波遇到目标反射,从发出经2s后再接收到这列声波,求此时海豚距离目标______ m 。(已知声音在水中的传播速度是1500m/s)
24.请阅读《超声波测速》并回答问题。
超声波测速
能引起人的听觉的声音频率在20Hz~20000Hz范围内,超声波是振动频率高于20000Hz的声波,它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点,可用于测距、测速等。
测距是测速的基础,如图1所示,超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号(简称信号),同时开始计时,信号传播过程中遇到汽车会被反射,测速仪接收到返回的信号停止计时,根据记录的时间及其与路程、速度的关系,可计算出汽车与测速仪之间的距离。图2甲是信号传播过程的s-t图像,s表示信号与测速仪之间的距离,t表示信号传播的时间。
测速仪测量汽车速度的原理是:测速仪向运动的汽车先后发射两次信号,根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间,由速度公式可得出汽车的速度。测速仪在公路上对运动的汽车进行测速时,向匀速驶来的汽车发射两次信号,两次发射信号的时间间隔是1.0s,第一次发射信号到接收用时0.6s,第二次发射信号到接收用时0.3s,两次信号传播过程的s-t图像如图2乙所示(t从第一次发射信号开始计时)。 超声波速度取340m/s。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)人耳______(选填“能”或“不能”)听到超声波;
(2)如图2甲所示,若t=0.4s,则静止的汽车与测速仪之间的距离为______ m;
(3)匀速运动的汽车在两次遇到信号之间通过的路程为______ m;
(4)匀速运动汽车的速度大小为______m/s。
25.阅读下面材料,完成填空:
雪花落水也有声
生活中的很多现象都是有科学道理的,但是却缺少发现它们的眼睛。一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄,毫无声响。不过,雪花落水真的会发出声波,在3月份一期的《自然》杂志上,几个科学家联名发表文章,宣布了他们的上述结论。
首先要说明的是,雪花落水发出的声波频率在50000到2×105Hz之间,高于人们能听见的声波频率。但是,海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响,并且这些声响令鲸鱼异常烦躁。然而,请不要想当然,这些声音不是雪花与水面撞击发出的,而是…
冷战时期,当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动,他们发现,在下雨的时候,水下声呐工作效果不好,常有噪声干扰,甚至干脆无法监听。
著名的约翰•霍甫金斯大学机械工程系的普岁斯佩勒提教授是个奇才。普罗斯佩勒提断定,这些声音不是雨滴撞击水面发出,而是含在雨滴中的气泡振动发出的。普罗斯佩勒提利用一台每秒可拍摄1000张照片的高速水下摄影机,在下雨时发现水中产生气泡,这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动。普罗斯佩勒提的理论基础和数学能力也很高,他通过计算得出,下雨时那些噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动状况协调一致,从而证实他们的理论完全正确。他还发现,大气泡振动产生低频声波,小气泡振动产生高频声波。普罗斯佩勒提通过理论分析指出,气泡是要将自己的体积与水的密度相适应,才不断收缩和膨胀的。
(1)雪花落水发出的声波属于_____(选填“超声波”或“次声波”);声呐装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是_____(选填“蝙蝠”或“大象”);
(2)科学家们发现,不论是雪花落水,还是雨滴落水,都会引起气泡的_____,这个声音能被鲸鱼听到,说明_____能传播声音。
模块二 光
一、单选题
1.如图所示的是小东使用放大镜欣赏邮票时的情境,下列光路图能反映其成像原理的是( )
A.B.
C.D.
2.圭表是我国古代的天文仪器如图所示,由“圭”和“表”两个部件组成:沿正南正北方向平放的尺叫作圭;直立在平地上的标杆或石柱叫作表。圭和表相互垂直。通过观察记录正午时表在圭上影子的长度变化就能判断节气。通过圭表判断节气利用了什么光学知识( )
A.光的反射B.光的折射
C.光的直线传播D.平面镜成像
3.如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.日暮下天坛的剪影
B.水中的筷子变弯折
C.玉带桥在水中成倒影
D.透过放大镜观看花朵
4.一束单色光从空气斜射入水中时,在界面处同时发生反射现象和折射现象,如图所示。下列说法正确的是( )
A.OA为反射光线,OC为折射光线
B.折射角小于反射角
C.若入射角增大,反射角将增大,折射角将减小
D.光若沿CO入射,将沿OA和OB出射
5.《北京市消防条例》明确提出禁止电动自行车、充电电池进入电梯。某小区电梯轿厢内安装有AI摄像头,如图所示,一旦有人违规操作,摄像头会拍摄成像并智能识别,电梯将停止运行并发出声、光警报。某次警报时,摄像头凸透镜成像的像距约为8mm,则凸透镜的焦距可能为( )
A.3mmB.5mmC.10mmD.12mm
6.做凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧,蜡烛放置在35cm刻线处,如图所示。移动光屏,直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.光屏上呈现的是烛焰正立的像
B.光屏上呈现的是烛焰放大的像
C.该实验现象能说明照相机的成像特点
D.交换蜡烛与光屏的位置,光屏上所成像的大小不变
7.图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.幕布上形成的影子
B.晷针在日晷上的影子
C.鸟巢在水中的倒影
D.花朵经放大镜呈现的像
8.小东通过凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字的情境,如图所示。下列光路图能反映其成像原理的是( )
B.
C.D.
9.图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.雨后彩虹
B.水中倒影
C.小孔成像
D.立竿见影
10.如图所示的光现象,由于光的折射形成的是( )
A.山在水中的“倒影”B.树在地面上的“影子”
C.月亮在水中的“像”D.花在透镜下放大的“像”
11.如图所示光现象中,能用光的折射原理解释的是( )
A.放大镜把字放大
B.地上人的影子
C.拱桥在水中的倒影
D.后视镜中看到车辆
二、多选题
12.焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上40cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧,烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度。如图所示,当蜡烛放在25cm刻度线处时,光屏上恰好成一个清晰的像。下列说法不正确的是( )
A.光屏上呈现的是烛焰正立、放大的像
B.该实验现象能说明放大镜的成像特点
C.若透镜位置不变,将蜡烛移至20cm处,适当向左移动光屏,可以在光屏上得到一个清晰的像
D.若透镜位置不变,将蜡烛移至35cm刻度线处,适当向右移动光屏,可以在光屏上得到一个清晰的像
13.小安在做探究凸透镜成像规律的实验时,将焦距为f1等于10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处,移动光屏至65cm刻度线处,烛焰在光屏上成清晰的像,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.图所示的实验现象能够说明照相机的成像特点
B.图中透镜位置不动,只把蜡烛跟光屏的位置互换,则在光屏上可呈现烛焰正立放大的像
C.图中只将凸透镜A换为焦距为f2的凸透镜B,光屏需向右侧移动才能得到清晰的像,由此判断:f2大于10cm
D.图中将透镜C放在凸透镜A与蜡烛之间某处(图中未画出),光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏向左移动才能呈现烛焰清晰的像,这说明透镜C对光线有会聚作用
14.下列关于光现象的描述,正确的是( )
A.光只有在真空中才沿直线传播,在其他介质中会发生弯曲
B.光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生改变
C.平面镜成像时,当物体远离平面镜时,所成的像与物的大小一定相等
D.光在反射时,入射角可以大于反射角,这取决于反射面的材质
15.关于图中所示的四个实验,下列说法正确的是( )
A.图甲中:将托里拆利实验的玻璃管慢慢倾斜,玻璃管内水银柱的长度不变
B.图乙中:一束太阳光透过三棱镜形成彩色光带,说明白光是由各种色光组成的
C.图丙中:撤掉玻璃板一段时间后,上方气体颜色变深,下方气体颜色变浅
D.图丁中:导线中变化的电流产生电磁波,电磁波在真空中传播的速度是3×108m/s
16.小力身高1.6m,他站在竖直放置的平面镜前2m处,看到镜中自己的像,下列说法正确的是( )
A.镜中的像高为2m
B.镜中的像高为1.6m
C.镜中的像与他的距离为4m
D.镜中的像是正立的实像
17.小实利用如图所示的装置探究光的折射规律,实验时,让激光笔发射的一束激光沿AO斜射到水面。表中为做实验时得到的实验数据,下列说法正确的是( )
A.光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角也随之增大
B.多次改变入射角的大小进行实验,是为了求平均值减小实验误差
C.从表中的实验数据可推知,当入射角为32°时,则光在空气中的折射角为45°
D.为了更清晰地观察空气和水中的光路,可在空气中喷些烟雾,水里滴些牛奶
三、实验探究题
18.小兴探究光的反射规律时,把一个平面镜放在水平桌面上,在平面镜上竖直放置一块白纸板,ON与镜面垂直。他用激光笔发出的光束紧贴着白纸板沿EO方向照射到平面镜上,发现反射光沿OF方向射出,记录下反射角∠FON和入射角∠EON的值。接着他多次转动激光笔,改变入射光的方向后仍使光在O处发生反射,分别记录每次实验中对应的反射角和入射角的值。则小兴探究的问题是:__________。
19.小华在“探究凸透镜成像规律的实验”中发现像高与像距、物距之间有一定的关系,为了进一步探究,他将5cm长的发光体放在一个竖直支架上作为光源进行实验。
(1)实验开始前,首先在光具座上依次安装发光体、凸透镜和光屏并进行调节,使它们的中心在______________;
(2)下表是小华同学实验时记录的几组数据:
根据表中数据,完成下列问题:
①该凸透镜的焦距为______________cm;
②从表中的数据可以看出,当像距小于物距时,像是缩小,判断依据是______________;
③小华通过进一步分析实验数据又得出了像高与物高的比值和像距与物距的比值之间的具体关系。他的结论是______________。
20.小丽利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。请按要求回答下列问题:
(1)实验采用透明薄玻璃板代替平面镜做实验,目的是便于_____;
(2)在玻璃板前点燃蜡烛A,可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像,取另一支大小相同的蜡烛B在玻璃板后面移动,从不同角度看上去它跟蜡烛A的像_____;
(3)想要知道蜡烛A的像是虚像还是实像,你的判断办法是_____;
(4)实验后,小丽联想到凸透镜成像实验,发现不但虚像可以用肉眼直接看到,实像也可以用肉眼直接看到。如图乙所示,若成实像,拿掉光屏,用肉眼在_____(选填“a”或“b”)位置沿图示方向能看到这个实像;若成虚像,将光屏放在c点,则用肉眼在_____(选填“a”或“b”)位置看到光屏上无法承接到像。
21.在“验证凸透镜成像规律”的实验中:
(1)某同学发现凸透镜的焦距未知,于是取来平行光源,让一束平行于主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。如图所示,则该凸透镜的焦距是______cm。
(2)取下平行光源,保持凸透镜的位置不变,把点燃的蜡烛放在光具座20cm处,这时应该向______(选填:“左”或“右”)侧移动光屏,会在光屏上得到一个清晰的像。
(3)然后,把点燃的蜡烛放在光具座45cm处,应该在__________(选填“蜡烛”或“光屏”)一侧透过凸透镜观察像。
22.小丰利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管等器材制成凹、凸形状可改变的水透镜,探究透镜成像规律,并模拟人眼晶状体的调节功能。
(1)图甲中将焦距为10cm的水透镜A固定在光具座的50cm刻度线处,此时发光体距水透镜40cm,则处在60cm刻度线处的光屏应向________(选填“左”或“右”)移动,才能使光屏上出现清晰的像,此时的成像特点与________(选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)相同;
(2)该实验也可模拟人眼观察远近事物时的情境,如图乙所示,增加发光体到透镜A的距离时,光屏上的像变得模糊。若透镜A的焦距不发生改变,则此时模拟的是人眼发生________(选填“近视”或“远视”)时的情况,再将一个厚度均匀的充水橡皮膜B安装在A与发光体之间,充当矫正视力的眼镜,则要让光屏上重新呈现清晰的像,应抽出橡皮膜B中的水,使之变成________透镜。
23.用如图所示的装置及完全相同的电子蜡烛A、B和光屏等器材,探究平面镜成像的特点;
(1)先将点亮的A放在玻璃板前适当位置,将未点亮的B放在玻璃板后,不断调整B的位置,直到从各个角度都能观察到B与A的像______,分别测量A和B到玻璃板的距离u和v,经多次实验,记录的实验数据如下表所示,由此可得结论:平面镜成像时,______。
(2)将点亮的A放在玻璃板前15.0cm处,若要探究平面镜所成像是否为虚像,利用所给器材,应当进行的操作是:将_____置于玻璃板后15.0cm处的适当位置,并______(选填“直接”或“透过玻璃板”)进行观察。
24.小力用图所示的透明玻璃板、两根外形完全相同且高度可调的电子蜡烛A、B和刻度尺等器材探究物体在平面镜中所成像的高度与物高是否有关。
(1)请将实验步骤补充完整:
①将电子蜡烛A放在平面镜前适当位置,将电子蜡烛B放到平面镜的另一侧,调节B的位置和高度,从不同角度观察,直至______,测量电子蜡烛A和B的高度,并记录在表格中。
②改变______,重复步骤①的操作。
(2)请画出实验数据记录表。
25.某同学利用图所示的装置及完全相同的电子蜡烛A、B等器材,探究“物体在平面镜中成像时像距与物距是否有关”。
(1)实验中应保持平板玻璃和蜡烛与水平纸面______;
(2)把点亮的蜡烛A放在玻璃板前面,将未点亮的蜡烛B放在玻璃板后,不断调整B的位置,直到从各个角度观察,B与A的像______,这时B所在位置就是A的像的位置。用刻度尺分别测量______,并记录实验数据;
(3)改变______,仿照步骤(2)再做一次实验,并记录实验数据。
26.小华同学在探究凸透镜成像规律的实验中,将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处,移动光屏至65cm刻度线处,烛焰在光屏上成清晰的像,如下图所示。请回答下列问题:
(1)上述光屏上所成的像是倒立、________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。生活中常用的________是利用这一原理工作的(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)。
(2)保持蜡烛位置不变,将焦距为10cm的薄凸透镜换成焦距为5cm的薄凸透镜,同样固定在光具座50cm刻度线处,为了使烛焰在光屏上成清晰的像,应将光屏向________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动;若不移动光屏仍要在光屏上成清晰的像,可以在凸透镜和蜡烛之间放置一个________透镜(选填“凸”或“凹”)。
四、科普阅读题
27.阅读《太阳能光热发电》,回答下题。
太阳能光热发电
太阳能光热发电清洁、环保,与光伏发电相比具有连续、稳定输出的特点。
2018年12月30日,我国首个百兆瓦级光热电站——甘肃敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站并网发电(如图甲所示)。熔盐塔式光热电站利用多面定日镜将太阳光反射到塔顶部的吸热器上,将熔盐加热,高温熔盐通过热力循环系统产生蒸汽,蒸汽推动叶轮转动,从而带动发电机发电。
2024年9月20日,全球装机容量最大的熔盐线性菲涅尔光热电站——甘肃玉门10万千瓦熔盐线性菲涅尔光热电站并网发电。玉门熔盐线性菲涅尔光热电站使用约7500吨熔盐作为吸热、储热介质,利用靠近地面放置的多个一次反射镜,动态跟踪太阳的运动,将太阳光反射到安装在高处的二次反射镜,通过二次反射,太阳辐射聚集到真空集热管上(如图乙所示),可将290℃的低温熔盐加热到550℃,高温熔盐通过热力循环系统产生蒸汽,蒸汽推动叶轮转动,从而带动发电机发电。相比塔式集热系统,线性菲涅尔集热系统施工难度小,维护更方便,安全性更高。
截至2024年底,我国建成光热发电累计装机容量838.2兆瓦;在建光热发电项目34个,总装机容量3300兆瓦;规划光热发电项目37个,总装机容量约4800兆瓦。随着装机规模的日益增大,光热发电独有的清洁、稳定的特性将逐步显现。
根据材料回答问题。
(1)线性菲涅尔集热系统与塔式集热系统相比,具有的优点是________。(写出一条即可)
(2)熔盐光热发电过程中,太阳能经过集热系统转化为熔盐的________能,高温熔盐经过热力循环系统产生蒸汽,蒸汽推动叶轮转动,叶轮的________能通过发电机转化为电能。
(3)图丙所示为小力设计的塔式集热模型,模拟太阳在位置1时,入射光照射到镜面上O点后反射到塔顶A点,当太阳运动到位置2时,若入射光依旧照射到镜面上O点后反射到塔顶A点,则应转动平面镜,使其侧面沿_______方向。(选填“MM'”或“PP'”)
28.请根据材料,回答下列问题:
探索星空之眼:开普勒式望远镜的奥秘
在人类探索宇宙的漫长征程中,望远镜无疑是最重要的工具之一,而开普勒式望远镜更是凭借其独特的光学设计,为我们打开了观测天体的新窗口。开普勒式望远镜的光学系统基于两个凸透镜,即物镜和目镜。物镜焦距较长,负责收集来自远处天体的光线,并将其会聚成一个倒立、缩小的实像。目镜焦距较短,它的作用是把物镜所成的实像放大,最终进入人眼的便是一个经过放大的虚像。
放大倍率是开普勒式望远镜的一个核心指标,它直观地反映了望远镜将远处物体 “拉近” 放大的能力。放大倍率=物镜焦距÷目镜焦距,例如:一台物镜焦距为1000mm、目镜焦距为10mm的开普勒望远镜,其放大倍率就是100倍。这意味着通过它观测月球,月球看起来会比肉眼直接观测时大100倍,让我们能看清月球表面更多的环形山、平原等细节。
在使用开普勒式望远镜时,还有一个常常被提及的概念——最佳成像距离。由于光线在经过物镜折射、目镜放大的过程中遵循特定的光学路径,只有当被观测物体处于某个合适的距离范围时,才能在目镜端呈现出最清晰的图像。那么物镜和目镜的距离为多大时成像最大且最清晰呢?如图所示,当观察远处物体时,物镜将远处物体的像移近,且物体越远所成像的位置越接近物镜的焦点。目镜将物体经物镜所成的实像放大时,实像越靠近目镜的焦点所成的像越大,视觉上的放大效果越佳。在理想状态下,物镜与目镜之间的距离大致等于物镜焦距与目镜焦距之和。但实际操作中,由于镜片制造工艺的细微差异、镜筒的机械精度以及温度、湿度等环境因素影响,可能需要使用者在这个理论距离基础上,进行小幅度的微调,以保证每次观测都能收获清晰、精准的图像。
开普勒式望远镜以其精妙的原理,赋予了人类探索宇宙微观与宏观细节的能力。无论是专业天文学家探寻星系演化,还是业余爱好者欣赏星空之美,都能借助这双 “人造之眼”,在浩瀚宇宙中畅游,发现无尽的奥秘与惊喜,让我们与星辰大海的距离不再遥远。
(1)开普勒望远镜的物镜相当于________________________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),目镜相当于______________________________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
(2)某款开普勒式望远镜的物镜焦距为50cm,目镜焦距为10cm,则这款望远镜的放大倍率为_________倍。观测星空时,物镜和目镜的最佳成像距离为_________cm。
29.请阅读《仰仪》并回答问题。
仰仪
我国古代在设计和制造天文测量仪器方面贡献巨大,如图所示,“仰仪”就是其中之一、它是我国元代天文学家郭守敬设计制造,因其形状像一口仰放着的大锅而得名,现位于河南省登封市观星台。仰仪主体为直径约3米的铜质半球面,球面上规则地刻画着坐标网,用来测量或标定天体的位置。仪唇(半球面的边缘)上均匀地刻画出24条线,用来测定时辰和天体的方位。仪唇上面刻有一圈水槽,通过向其中注水来校正锅口水平。在锅口上沿的正南方安装着两根十字交叉的铜竿,分别沿正南北、正东西方向放置,古人称之为缩竿。其中指向南北方向的缩竿一直延伸到锅口中心,它的北端装有一块中心开有小孔、可以旋转的小方板,称为璇玑板,小孔正好对准半球的中心。当太阳光照射到仰仪上时,转动璇玑板使中心小孔对向太阳,一部分阳光会通过小孔在铜质半球面上形成一个明亮的圆点(亮点),这个亮点就是太阳的像。仰仪半球面的坐标网与天球坐标网,东西反向,并且以南极替代北极。仰仪是一种采用直接投影法的天文观测仪器,可以观测日食和月食。因此,仰仪被称为“日食观测工具的鼻祖”。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)向仰仪上仪唇水槽中注水的目的是___________;
(2)阳光会通过小孔在铜质半球面上形成一个明亮的圆点(亮点),这个亮点就是太阳的___________像(选填“虚”或“实”);
(3)如图所示的现象中,与“直接投影法”工作原理相同的是___________
A. 山在水中的倒影 B. 烛焰通过小孔成的像
C. 水面上“折断”的筷子D。 在墙上投出的手影
30.请阅读《铜镜》并回答题。
铜镜
铜镜是古代用铜做的镜子,圆形居多,方形较少。镜面平整光滑,镜背有反映中国文化特色的纹饰图案。
针对铜镜成像,宋代沈括在《梦溪笔谈·器用》中做了极好的阐述:“古人铸鉴,鉴大则平,鉴小则凸。凡鉴洼,则照人面大,凸则照人面小。小鉴不能全纳人面,故令微凸,收人面令小,则鉴虽小而能全纳人面。仍复量鉴之小大,增损高下,常令人面与鉴大小相若。此工之巧智,后人不能造。”
沈括在此比较了平面镜、凹面镜(“鉴洼”)和凸面镜三者成像情境。平面镜若小,则“不能全纳人面”,而凸面镜“虽小而能全纳人面”。他进一步指出,在镜的粗坯制成后,“复量鉴之小大”,在镜上“增损高下”,即改变其曲率半径,从而可使“人面与鉴大小相若”。这是极符合光学原理的叙述,因为球面镜的物距u、放大率的数值M、曲率半径R有以下关系:
当物距u取一定值后,放大率的数值M仅仅与曲率半径R相关。这时,改变曲率半径就可以改变放大率,从而使小镜“全纳人面”。
(1)我们经常可以在街头路口处见到反光镜,它们都是凸面镜。请从文中找到并写出与此使用目的一致的描述___________;(写出一处即可)
(2)文中介绍的“复量鉴之小大,增损高下”是为了改变铜镜的曲率半径。古人的具体做法是___________;
A.在镜的粗胚上打磨 B.在镜的粗胚上再镀上一层铜
(3)当你坐在桌前照镜子时,若镜子是一面曲率半径是2m的凸面镜(可看成球面镜),请你根据文中的公式估算一下该镜子的放大率的数值是多少?(写出必要的计算过程)( )
模块三 热
一、单选题
1.下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.发生热传递时,内能自发地由高温物体向低温物体转移
B.温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.物体的内能增加,一定从外界吸收了热量
2.小北在探索厨房中的物态变化问题时,用拍照的方式记录了他观察到的现象,并运用所学知识对这些现象进行了解释。关于如图所示的四种现象,小北解释正确的是( )
A.从冰箱中取出的冻肉表面出现一层白霜,属于凝固现象,需要放热
B.给鱼保鲜的冰块从鱼身上脱落并化成水,属于熔化现象,需要吸热
C.锅中的水煮开后,一打开锅盖冒“白气”,属于汽化现象,需要放热
D.用蒸锅蒸馒头时,锅盖上会出现小水珠,属于液化现象,需要吸热
3.如图所示,水平台面由同种材料制成,粗糙程度均匀,在它上面放着质量为的木块,将木块用轻绳跨过定滑轮与m2的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动,运动一段时间,钩码触地后立即静止,木块继续滑动一段距离停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计,下列说法中正确的是( )
A.木块匀速运动的过程中,机械能不变,没有机械能转化为内能
B.木块匀速运动的过程中,木块和钩码所受的重力都不做功
C.钩码触地后木块继续滑动的过程中,木块的动能越来越小
D.钩码触地后木块继续滑动的过程中,木块所受摩擦力大小为m1g
4.下列关于热现象的描述中说法正确的是( )
A.春天公园内花香扑鼻,是由于分子在不停地做无规则运动,温度越高,分子运动越剧烈
B.用高压锅煮食物熟得快,是因为高压锅内气压高沸点低,通过热传递改变的食物的内能
C.把蔬菜装入保鲜袋并放入冰箱,温度降低,蔬菜中的水分含有的热量降低,是为了减慢水分的蒸发
D.汽油机的做功冲程中,燃气对外做功,内能减小,将机械能转化为内能
5.下列四个实例中,说法正确的是( )
A.冰熔化成水,比热容保持不变
B.冷天搓手取暖,是通过热传递的方式使手的内能增加
C.“酒香不怕巷子深”,说明分子在永不停息地做无规则运动
D.电风扇吹风,人感到凉爽,是因为电风扇降低了空气的温度
6.如图是我国古代流行于民间的走马灯。当点燃走马灯内的蜡烛时,燃烧产生的高温气体便上升并推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。这和内燃机的哪个冲程类似( )
A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程
7.图甲所示为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,水温便可降至左右,并能保温3小时。图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有某种传热材料,其在常温下是固态,会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取该材料,对其进行加热,其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列分析正确的是( )
A.该传热材料是非晶体
B.在段,该传热材料的内能保持不变
C.在段,的传热材料,温度上升吸收的热量是
D.水杯中的沸水降温时,水分子运动的更加剧烈
8.如图甲所示,三个相同的试管中装入固态物质,其中两个试管内装入的是同一种物质。将它们放入装有水的烧杯中加热熔化并绘制出温度随时间变化的图像如图乙所示。关于试管中固态物质,下列判断正确的是( )
A.试管a中和试管b中物质的质量一定相等
B.试管a中固体物质的比热容一定小于试管b中固体物质的比容
C.试管b中物质的质量一定大于试管c中物质的质量
D.时刻试管b中固体物质的内能小于时刻c中固体物质的内能
9.糖炒栗子是我国北方非常有名的美食,传统糖炒栗子的精髓在于砂石的导热和糖的焦香。关于糖炒栗子的制作,下列说法正确的是( )
A.闻到糖炒栗子的香味体现了分子间存在斥力
B.砂石升温较快,是因为它的吸热能力强
C.刚炒出的栗子烫手是因为含有的热量多
D.炒制过程主要是通过热传递的方式增大栗子的内能
10.如图是用塑料瓶自制的火箭模型,侧壁装有电火花发生器,试验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒,按动按钮,点燃酒精,纸筒即刻飞出。下列说法正确的是( )
A.能闻到酒精的气味是由于分子间存在斥力
B.酒精没有完全燃烧,热值变小
C.纸筒飞出后瓶内气体内能减小,温度降低
D.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
二、多选题
11.某物体先由液态降温凝固、全部变为固态,到时刻停止降温;然后加热熔化(物体在相同时间内吸收的热量相等),实验过程中,记录不同时刻的温度,最后绘制出温度随时间变化的图像(如图所示),忽略物态变化过程中的质量变化,已知该物体的质量为m,液态物质的比热容为c,下列说法正确的是( )
A.在时间段,该物体放出的热量为
B.在时间段,该物体吸收的热量为
C.在时间段,该物质的比热容先变小、后变大
D.该物体凝固放热中,内能一直减小
12.在端午节的赛龙舟与吃粽子习俗中,下列说法正确的是( )
A.赛龙舟时队员划船前行,以河岸为参照物,船是运动的
B.龙舟到达终点时运动员停止划桨,船立刻停止向前运动
C.煮粽子时,粽子内能增大是通过热传递实现的
D.刚出锅时粽子很烫手,是由于粽子含有的热量多
13.如图所示描述的物理过程,下列分析正确的是( )
A.图甲:抽走玻璃板,两种气体彼此进入对方,表明这两种气体分子在不停的运动
B.图乙:厚玻璃筒内的空气被压缩时,通过热传递的方式改变玻璃筒内空气的内能
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,机械能转化为内能
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,是汽油机的做功冲程,可以对外提供动力
14.下表是常温常压下常见物质的比热容,结合表中数据,下列说法正确的是( )
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质发生物态变化后比热容会改变
C.质量相同的酒精和煤油吸收相同的热量,升高的温度可能相同
D.吸收相同热量的铜块和铝块,若升高相同温度,则铜块的质量大于铝块的质量
15.如图所示,关于下列几个热学实验的说法正确的是( )
A.图甲,即使二氧化氮的密度大于空气的密度,抽掉玻璃板,也能发生扩散现象
B.图乙,两个压紧的铅块能吊起一个重物,说明分子之间存在引力
C.图丙,木塞被冲出,说明利用内能可以做功,此过程与热机的做功冲程相似
D.图丁,在相同条件下加热水和食用油,发现食用油温度升高较多,说明食用油吸收热量多
16.下列图示所蕴含的物理知识的说法中,错误的是( )
A.甲图,带正电物体接触验电器金属球,两金属箔片因得到正电荷互相排斥张开
B.乙图,给沸腾的水加热,它的温度保持不变,内能不变
C.丙图,是四冲程汽油机的做功冲程,该冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
D.丁图,深秋夜,桔子喷水结冰防冻是利用水的比热容大这一特性为人类服务的
三、实验探究题
17.为探究水沸腾时温度随加热时间变化的特点,进行如下实验:用图甲所示的装置给一定质量的水加热,从水温为90℃开始,每隔一分钟测量并记录一次水的温度,实验数据及相关信息如表所示。
(1)实验中判断水是否沸腾的方法是___________;
(2)实验中某时刻的温度计示数如图乙所示,此时水的温度为___________℃;
(3)根据实验数据及相关信息可以得出的实验结论:___________。
18.在研究某物质熔化过程中温度的变化规律时,持续加热该物质,记录了该物质温度随时间变化的实验数据如下表所示。根据实验数据可知该物质是_______(选填“晶体”或“非晶体”),判断依据是________。该物质开始熔化的依据是________。该物质在第5min时具有的内能_________它在第7min时具有的内能。
19.在探究某物质熔化规律时,记录的实验数据如下表所示。
(1)由表中数据可知,该物质是______(选填“晶”或“非晶”)体,判断依据是______。在5~8min内,其内能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)绘出(1)中该物质的温度T随时间t变化的图像,如图线①所示,保持其他条件不变,仅增加该物质的质量,则其T随t变化的图像可能为图线______(选填“②”或“③”)。
20.小京为比较相同气压下水和盐水的沸点是否相同,进行了如下实验:取质量相等的水和盐水分别放入两个相同的烧杯中,用相同的酒精灯同时加热,如图甲所示。当液体温度为89℃时,每隔一分钟记录一次温度,液体沸腾后持续加热一段时间。根据实验数据得到了水和盐水的温度随加热时间变化的关系图线①、②,如图乙所示。
(1)在此实验中,液体吸收热量的多少是通过______来反映的;
(2)分析水和盐水的图线可知:它们在沸腾过程中,继续加热,温度保持不变,这个确定的温度叫作______;
(3)水沸腾时,烧杯上方出现的大量“白气”是水蒸气______(选填“吸热”或“放热”)形成的;
(4)由图像可得出实验结论:______。
21.在研究某物质熔化过程中温度的变化规律时,持续加热该物质,记录了该物质温度随时间变化的实验数据如下表所示。根据实验数据可知该物质是________(选填“晶体”或“非晶体”),判断依据是________。该物质在第5min时具有的内能________它在第7min时具有的内能。(选填:“大于”、“等于”或“小于”)
22.为探究水沸腾前后温度随加热时间变化的特点,进行如下实验:用图甲所示的装置给一定质量的水加热,从水温为90℃开始,每隔一分钟测量并记录一次水的温度,实验数据及相关信息如表所示。
(1)实验中判断水是否沸腾的方法是________。
(2)实验中某时刻的温度计示数如图乙所示,此时水的温度为________℃。
(3)根据实验数据及相关信息可以得出的实验结论:水在沸腾前,________;水在沸腾过程中,________。
23.(1)通过分子动理论的学习,我们了解了物态变化中的微观原理。如图1甲所示,在液体的表面上,某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体表面,这就是 ___________(选填汽化的两种方式中的一种)。如图1乙所示,在液体内部,有一些分子由于获得足够的能量,摆脱其它分子的束缚,进入液体内部的小气泡中。从而使小气泡逐渐变大并上升到液面,气泡破裂,其中的水蒸气“飞”到空气中,这就是 ___________。(选填汽化的两种方式中的一种)
(2)用同一热源给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如图2中图线a所示,若其它条件不变,①仅增加水的质量;②仅增大液面大气压强;③既增加水的质量,同时减小液面上方气压。则三种情况中,温度与时间的关系图线分别对应 ___________、___________和 ___________(选填图中“a”、“b”、“c”或“d”)。
(3)如图3是某种物体熔化时温度随加热时间变化的图像,在加热条件相同的情况下,该物体熔化后升温比熔化前升温慢了。这种现象可以说明晶体熔化后,___________(选填“热值”、“比热容”)会发生变化,该物质在AB段和CD段的变化物理量的分别为X1、X2,则X1:X2=___________。
24.在课堂上,老师把几块干冰(固态的二氧化碳)放入装有冷水的烧杯中,水中产生大量的气泡,并且在烧杯周围产生了大量的“白雾”,如图所示。小一认为水中产生的大量气泡是干冰升华形成的二氧化碳气体,小十则认为水中产生的大量气泡是水沸腾产生的水蒸气。已知二氧化碳的熔点和沸点分别是-78.5℃和-57℃。
(1)你认为_________(选填“小一”或“小十”)的说法正确,依据是_________;
(2)烧杯周围产生大量的“白雾”是烧杯周围的水蒸气_________(填写物态变化名称)形成的小水滴。
25.请根据下述材料,回答下列问题:
中国的“人造太阳”
2020年12月4日14时02分,中核集团的新一代“人造太阳”装置—-中国环流器二号M装置(HL-2M)在成都建成并实现首次放电,标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术。
HL-2M装置是我国探索可控核聚变的重要实验性装置,中科院合肥物质科学研究院的全超导托卡马克装置实现了在7000万摄氏度的高温下运行1056秒的世界纪录,并且还在1.2亿摄氏度的情况下运行了101秒,而中核西南物理研究院的HL-2M实现了在1.5亿摄氏度的高温下运行,百万安培等离子体电流的输出。这些成就的取得都说明我国在可控核聚变技术上正在大踏步前进。
可控核聚变是指在一定条件下控制核聚变的速度和规模,以实现安全、持续、平稳的能量输出的核聚变反应。可控核聚变相比于现代核电站的裂变反应,具有原料充足、无环境污染等优势。因技术难度极高,尚处于实验阶段。
不管是风能、水能还是矿石能源,无论人类利用自然界中的哪一种能源,归根结底都是在利用太阳能,而太阳释放的能量则是来源于太阳内部的核聚变。
因此,人类如果掌握了有序地释放核聚变的能量的办法,就等于掌握了太阳的能量来源,就等于掌握了无穷无尽的矿石燃料、风力和水力能源。因此,可控核聚变反应堆当之无愧地被称作“人造太阳”,而我国在可控核聚变技术方面处于世界领先地位。
(1)跟核裂变反应相比,可控核聚变具有______、______的优势;
(2)核裂变和核聚变释放的能量被称为核能,核能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(3)闪电是一种常见的大气放电的自然现象,每一次闪电大约释放20亿焦耳的能量,但因为闪电放电的功率过大,所以闪电释放的能量还未能被人类利用。请你至少再列举一例自然界中还未被人类开发或利用的能量______。
四、科普阅读题
26.阅读《全球首座300兆瓦级压气储能电站全容量并网》,并回答问题。
全球首座300兆瓦级压气储能电站全容量并网
1月9日,中国能建投资建设的“能储一号”全球首座300兆瓦级压气储能示范工程,在湖北应城全容量并网发电。项目创造了单机功率、储能规模和转换效率三项世界纪录,实现关键核心装备和深地空间利用产品100%国产化。
压气储能电站利用空气进行发电。用电低谷时,富余的电能驱动压缩机,将空气压缩进入盐穴、人工硐室等密封储气库。压缩空气过程中产生的热量,则以热水、熔盐等形态储存在地面的储热罐中。用电高峰时,地下储气库释放所储存的高压空气,储热罐释放所储存的热量。高压空气被加热后具有极大的膨胀力,驱动空气透平发电机组,产生电能向电网供电。
湖北应城300兆瓦级压气储能示范工程于2022年开工建设,利用当地丰富的盐穴资源,具备“深、大、长、绿”等特点。深,即最深处达600米;大,即单机功率达300兆瓦级,储能容量达1500兆瓦时;长,即每天蓄能8小时、释能5小时,具备长时储能效果,使用寿命达30年以上;绿,即全程无化石燃料参与,预计年发电量接近5亿千瓦时,每年将节约标煤约15万吨,助力应对新能源发电的波动性、间歇性和随机性。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)用电低谷时,通过______把富余电能储存起来。用电高峰时,通过______产生电能向电网供电;
(2)已知标煤的热值为。请你利用文中的数据计算火力发电的效率(电厂发出的电能与所消耗标煤完全燃烧放出的热量之比)______;
(3)请你再写出一种储能电站的类型。
27.请根据下述材料,回答下列问题:
潮汐发电
在海湾或有潮汐的河口,可见到海水或江水每天有两次的涨落现象,早上的称为潮,晚上的称为汐。潮汐现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应所造成。涨潮时,大量海水汹涌而来,水位逐渐升高;落潮时,海水奔腾而去,水位陆续下降。每天海水涨潮、退潮各两次,涨潮与退潮一般间隔6小时。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的新型能源。
潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。潮汐发电是水力发电的一种。在有条件的海湾或有潮汐的河口建筑堤坝、闸门和厂房,围成水库,水库水位与外海潮位之间形成一定的潮差,从而可驱动水轮发电机组发电。如图所示是潮汐发电的原理图。与普通的水利发电的不同在于海水与河水相比,海水落差不大,但流量较大,并且呈间歇性。
潮汐电站一般有三种类型,“单库双向型”就是其中之一,即用一个水库,涨潮与落潮时均可发电,只是在水库内外水位相同的平潮时不能发电。位于我国浙江省的江厦潮汐电站就是一个单库双向型电站,建成于1980年5月,总装机容量为3200kW,年发电量约为107kWh,为世界第三大潮汐发电站。
(1)潮汐发电过程中把海水的___________能转化为电能,一个单库双向型潮汐电站一天可以发电________次。
(2)潮汐能属于___________能源。(选填“可再生”或“不可再生”)
(3)假设海湾水库面积为5×108m2,平均潮差为5m,海水密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则单次落潮的过程中水所受到的重力做的功为____________J。
28.请阅读《空气中“隐形水”的测量师——湿度计》并回答题。
空气中“隐形水”的测量师——湿度计
空气湿度的测量在日常生活、工农业生产和气象预报等领域都具有重要意义。
空气湿度指空气的干湿程度,取决于空气中水蒸气的含量,常用的描述方法有两种。一种是绝对湿度,用空气中水蒸气的压强来表示。另一种是相对湿度,用空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比表示,即相对湿度。相对湿度常用百分数表示。气象预报中的空气湿度就是指相对湿度。
什么是饱和汽压呢?我们知道,水在任何温度时都会蒸发。从微观角度看,由于分子不停地做无规则运动,蒸发时水分子离开水面跑到周围空间,同时水面上方的水分子也会回到水中。当相等时间内回到水中的分子数等于离开水面的分子数时,水与水蒸气之间达到了一种动态平衡。此时水蒸气的压强叫作饱和汽压。温度升高时,水的饱和汽压增大。
相对湿度常用湿度计来测量。我国是世界上最早发明并使用湿度计的国家。
图甲是我国古代一种天平式湿度计,将一根均匀木杆的中点悬挂起来,两端分别挂上吸湿性差异很大的两种物质,如炭和土。古人发现“燥故炭轻,湿故炭重”,通过观察天平的倾斜方向和程度,可以判断空气湿度的变化,这种方法体现了古人的智慧。
图乙是一种干湿球湿度计,它由两支完全相同的温度计组成。一支作为干球温度计,玻璃泡暴露在空气中,测量空气温度;另一支作为湿球温度计,其玻璃泡外包裹着纱布,纱布的一端浸在水中。通过两支温度计的温差,可以知道空气湿度。目前应用最广泛的是电子湿度计,使空气湿度的测量更加便捷。
(1)在图甲所示的天平式湿度计的左盘放入炭,右盘放入土,使其水平平衡。当发现左盘上升,右盘下降,可以判断周围环境的空气湿度________(选填“增大”或“减小”)。
(2)正常使用时,图乙所示的干、湿球温度计出现温差的原因是________。
(3)已知气温在30℃时,空气的相对湿度为50%。若绝对湿度保持不变,当气温升至38℃时,通过分析说明,空气的相对湿度如何变化。
29.阅读《压缩空气储能》并回答问题。
压缩空气储能
压缩空气储能是一种在高压情况下,利用压缩空气来存储能量的储能技术。根据压缩空气储能系统的热源不同,可以分为:①燃烧燃料的压缩空气储能系统;②带储热的压缩空气储能系统;③液态压缩空气储能系统。
燃烧燃料的压缩空气储能系统主要包括电动机、压缩机、储气室、燃烧室、膨胀机和发电机等关键部件,如图所示,分为储能与释能两个过程。储能过程,利用可再生能源电力驱动压缩机压缩空气,将空气压缩至高压状态,储存在储气罐或地下储层中;释能过程,压缩空气被释放,储气室中的高压空气进入燃烧室,利用燃料燃烧加热升温后,驱动膨胀机做功进行发电。
与燃烧燃料的压缩空气储能系统相比,带储热的压缩空气储能系统引入了储热环节,将压缩过程中释放的热量,通过热交换器将其传递给高温热媒质,储存在热储存器中;当需要释放压缩空气时,储存的内能可以重新加热储存的气体,减少了压缩过程中的热损失,提高了能量转化的效率。此外,液态压缩空气储能系统衍生于压缩空气储能技术,改进了储气方式,通过空气压缩-液化-汽化-膨胀过程,完成电能-内能-电能的转换,提升了储能系统的灵活性。
压缩空气储能具有储能容量大、储能周期长、投资小等优点,被认为是最具有广阔发展前景的大规模储能技术之一。到2024年第一季度,中国已有11个压缩空气储能试点项目投入运营,还有许多储能设施正在规划中。中国压缩空气储能设施建设领先世界。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)当需要释放储存的能量时,通过膨胀机转化为机械能,再利用发电机将机械能转化为________能;
(2)下列能源属于可再生能源的是________;
A.石油 B.水能 C.天然气 D.核能
(3)文中“压缩储能”过程中的能量转化情况,与下列相同的是________。
A.图甲,内燃机的做功冲程,此冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能
B.图乙,将装适量水的试管,用橡胶塞塞住管口,加热一段时间后,橡胶塞被推出
C.图丙,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉温度升高
D.图丁,用打气筒向一个密封的、装有一些水的瓶子打气,瓶内气压增大
30.根据上述材料,回答下列问题。阅读《火箭“加油”的那些事儿》并回答题:
火箭“加油”的那些事儿
自古以来,用兵有个老规矩:“兵马未动,粮草先行”。对于现代探索太空的长征系列家族来说,火箭的“粮草”又是什么呢?火箭是如何“加油”的?
火箭发动机点火以后,推进剂(液体的或固体的燃料和氧化剂)在发动机燃烧室里燃烧,产生大量高压气体,高压气体从发动机喷管高速喷出,对火箭产生的反作用力,使火箭沿气体喷射的反方向前进。
我国新一代运载火箭广泛采用液氢、液氧低温推进剂,推进剂加注是液体运载火箭发射组织过程的重要操作,其目的是将地面贮存的推进剂按需求输送至运载火箭贮箱中。目前国内外运载火箭在低温推进剂的加注过程上普遍按照典型的4个阶段实施:(1)小流量加注阶段。该阶段实现对箭上贮箱系统的预冷,避免贮箱处于热状态下的急冷,同时防止贮箱超压。(2)大流量加注阶段。贮箱预冷至一定程度后,为减少加注时间而提高加注流量。(3)减速加注阶段。加注至一定液位后为了确保推进剂的加注精度,降低加注速度。(4)停放补加阶段。为适应箭上飞行需要,补充停放期间蒸发消耗的推进剂。
很多人都注意到,我国新一代运载火箭长征五号、长征七号(CZ-5、CZ-7)发射时,会冒出大量的白烟,如图所示。这个白烟主要由两部分构成,大部分是水蒸气,还有一小部分是燃料燃烧后产生的。新一代运载火箭采用无毒无污染的液氢、液氧、煤油作为燃料,液体和气体状态的氧都是无色的,燃料的不充分燃烧会带来少量白烟。
新一代火箭点火发射时,箭体尾部喷出的火焰“直击”发射平台,使发射平台表面温度瞬间接近3000摄氏度,即使火箭发射平台由特殊材料制成,表面有防热涂层,也很难承受如此高的温度。
因此,新一代运载火箭的发射塔上,设有一个能容纳600吨水的水箱,在火箭发射时,水箱中的水通过“大流量喷水降温降噪系统”技术,在火箭飞到5米高以后向箭体尾部火焰中心喷水,喷水量达400吨,这些水会在瞬间被汽化。
(1)我国新一代运载火箭中广泛采用的推进剂是________和液氧;
(2)文中“这个白烟主要由两部分构成,大部分是水蒸气”的说法并不准确,请你对这个句子做出正确的修改________;
(3)火箭发动机点火后产生的大量高压气体从发动机喷管向后高速喷出,对火箭产生的反作用力使火箭前进。请你列举一个生活中应用反作用力的实例________;
(4)火箭发射时,需要在火箭飞到5米高以后向箭体尾部火焰中心喷射大量的水,请你说明进行这个操作的依据________。
模块一
声
模块二
光
模块三
热
∠AON/°
0
15
30
45
60
75
80
∠BOM/°
0
11
22
32
40.5
46.5
47.5
实验次数
物距u/cm
像距v/cm
物高l/cm
像高h/cm
1
35
14
5
2
2
30
15
5
2.5
3
20
20
5
5
4
15
30
5
10
5
14
35
5
12.5
6
12
60
5
25
3.0
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
3.0
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
一些物质的比热容c/[×103J/(kg·°C)]
水
4.2
水银
0.14
玻璃
0.84
冰
2.1
酒精
2.4
铜
0.39
煤油
2.1
砂石
0.92
铝
0.88
时间/ min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
98
100
100
100
100
是否沸腾
否
否
否
否
否
是
是
是
是
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
物质的温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
48
48
50
53
加热时间
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
温度T/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
48
48
50
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
物质的温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
48
48
50
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时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
98
100
100
100
100
是否沸腾
否
否
否
否
否
是
是
是
是
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