初中科学中考专题特训练习解答题3

2022年世界杯足球赛于11月21日至12月18日在卡塔尔举行，如图是赛事的吉祥物—“La'eeb”，市面上出现了一些会发光的“La'eeb”，内部是一种LED灯。

LED灯两端电压（V）	流过LED灯电流（mA）	LED灯的颜色
1.8	20	红
1.9	20	黄
2.0	20	蓝

经过数年的讨论和僵持，日本政府于 4 月 13 日正式决定将福岛第一核电站核泄漏产生的 123 万吨带有放射性物质的核处理废水排放入大海。这一决定引起了全世界的谴责，不少专家认为核废料将通过洋流最终影响全世界。

浮力式水面垃圾清理器是一种可以漂浮在水面上自动收集小面垃圾的装置(如图甲)。项目化学习小组研究制作了一个水面垃圾清理器模型，其主要结构如图乙所示。工作原理为：垃圾清理器静止在水中，打开水泵后，水面上的落叶会随着水流从入水口自动进入收集器，垃圾会留在滤网内，水从排水口流出，从而达到自动清理垃圾的目的。

小明设计了如图甲所示的自动保温箱模拟电路，其工作原理为：当工作电路接通电源，电热丝R₁工作，双金属片受热逐渐向一侧弯曲；当保温箱内温度达到预设值时，双金属片与触点A接触，控制电路中衔铁被吸下，使得工作电路自动断开，电热丝R₁停止加热。温度降低到一定值后，双金属片脱离触点A，电热丝R₁重新工作。控制电路能实现保温箱内加热电路周期性通断，从而控制保温箱内的温度稳定在一定的范围内，工作电路的电源电压U₁=22V，工作电路中电热丝的阻值R₁=11Ω，控制电路的电源电压U₂=6V，电热丝的阻值R₂=18Ω，此时保护电阻的阻值R₀=6Ω(金属片、线圈、导线的电阻忽略不计)

小宁想测定小灯泡的电功率。所用器材齐全且完好。其中电源电压有4 V、8V和12V三挡可选，待测小灯泡标有“6V"字样。按如图所示串联电路，再将电压表接入电路中，将滑动变阻器的滑片P置于一端。闭合开关S，将电压表和电流表示数记录在如表所示的序号1行中，然后将滑片P先后移到滑动变阻器的中间某处和另一端，并将相应的电压表和电流表示数分别记录在如表所示的序号2、3行中。

序号	电压表示效/V	电流表示效/A	小灯泡功率/W
1	1.0	0.10
2	2.0	0.16
3	4.0	0.18

某项目化学习小组设计一个用于监测CO浓度的安全断路器，当装置监测到CO的浓度超过设定值时，安全断路器就会自动拉开闸刀开关，切断电路，保证安全。设计思路：如图甲，装置由控制电路部分(含电源、气敏电阻R₀、调试电阻R、电磁铁E等)与机械传动部分(含闸刀开关S₂、轻质杠杆AB、配重C、铁块D、滑轮等)组成。工作原理是当控制电路中的电流超过设定值时，铁块D被电磁铁E吸起，杠杆AB偏转，带动细绳拉开闸刀开关，自动切断电路。

小组同学根据产品特点，设计了如下的评价表(节选)。

评价指标	优秀	合格	待改进
指标一	能快速切断电路，安全可靠	能切断电路	不能切断电路
指标二	有调节结构，调节方便	有调节结构，调节不便	无调节结构，不能调节

图甲是“自动擦窗机器人”，它的“腹部”有吸盘，用真空泵将吸盘内的空气抽出，能吸在竖直玻璃上。某次机器人擦窗时，其路程-时间图像如图乙，气压时间图像如图丙。

用普通干电池(锌锰干电池)测量小灯泡额定功率的实验中，观察到电池新旧不同时，小灯泡亮度明显不同。为什么使用旧电池时，小灯泡亮度明显变暗呢？兴趣小组收集到以下资料：

资料一：如图为锌锰干电池结构图，锌简和石墨间充有糊状氯化铵和二氧化锰等。

资料二：锌锰干电池内部主要发生的化学反应：

Zn+2NH₄Cl=ZnCl₂+2NH₃↑+H₂↑；

H₂+2MnO₂=Mn₂O₃+H₂O；

ZnCl₂+NH₃+H₂O=NH₄Cl+Zn(OH)₂↓。

资料三：干电池内部也存在电阻，该电阻随其内部氢气量的增加而增大。

结合上述信息，综合运用所学知识，对导致“使用新旧电池时，小灯泡亮度不同”的原因予以解释。

对于冬奥会比赛用雪的生产，科学小组查阅到以下资料：

货料一：使用造雪机人工造雪，利用高压空气将水流打碎成细密的雾状，喷射至45米的高空，这些水雾遇到寒冷的外部空气，在落地前15秒内凝固成冰晶。

资料二：冰晶霄要经过质量为6吨的压雪机(履带与雪实际接触面积为2.5米²)反复碾压，才能变得紧实，成为密度为0.64克/厘米³的冰状雪，即比赛用雪。

资料三：10厘米厚的冰状雪相当于40厘米厚的天然雪，如图所示。

求：

为实现科技强军的战略目标，我军新型装备不断入列。如图是我军新型两栖自行门桥车，主要参数如表所示。它既可以作为渡船单独使用，也可以若干辆链接形成水上浮桥。

自重	27吨
轮胎总数	4
总触地面积	0.6平方米
陆上最大速度	90千米/小时
水上最大速度	12千米/小时

已知10℃时食盐水密度和浓度的关系如下表；

浓度	10%	15%	20%	23%
密度（g/c㎡）	1.07	1.11	1.15	1.18

人们对光的研究始终没有停止。

如图所示为“独竹漂"的表演场景，表演者手持竹竿立于楠竹之上，用竹竿划水前行。若表演者脚下楠竹的质量为12kg，此时排开水的体积为0.07m³。(ρ_水=1.0×10³kg/m³ ， g=10Nkg)

很多电热水器都带有由绝缘材料制成“防电墙"装置，其内部结构如图所示，呈涡流状的“防电墙”管径细、管路长。由于水本身具有电阻，即使热水器内胆内漏电，但经过“防电墙”后在人体上的分压大约在12V左右甚至更小，远低于人体的安全电压，从而有效的保障了消费者的生命安全。

2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富展示了中国空间站工作生活场景，演示了多个科学实验，并与地面课堂进行实时交流。

利用身边常见的物品经常可以做很多有趣的实验，图中是王老师利用塑料丝、干燥餐巾纸和PVC塑料管做的“静电章鱼”实验，具体做法如下：

①在桌面铺一张白纸，将塑料丝放在纸上，用餐巾纸压上，从根部向前摩擦几次；②用餐巾纸裹住塑料管反复摩擦十几次；

③将摩擦过的塑料丝拿着根部向上抛起，塑料管在其下方靠近塑料丝，塑料丝像“章鱼张开爪”一样散开并漂浮在空中。

如图所示是世界上第一艘飞艇，它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后，长44m，直径11.9m，体积2100m³ ， 形状像一个巨大的橄榄。 这年的9月24日，吉法尔乘坐该飞艇从巴黎的马戏场出发，用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨，以8km/h的速度，飞行了28km。

图甲所示为一种水下滑翔机，图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移，从而改变浮力大小以达到上浮和下潜的目的，再结合其它技术即可滑行，以执行海洋环境的监测任务。

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某兴趣小组设计了一种恒温箱电路，如图甲所示，工作电路电源电压U₁=220V，R₁=242Ω。控制电路电源电压U₂=3V，R₂=300Ω，热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度，其阻值与温度的关系如图乙， 不计线圈的电阻。当线圈中的电流大于或等于40mA时， 继电器的衔铁被吸合，动触点A与静触点B接触； 当线圈中的电流小于或等于30mA时衔铁被释放，动触点A与静触点C接触。求：

2021年5月15日，我国首个火星探测器“天一号”成功登陆火星，这是中国航天领域的里程碑事件，图为探测器离轨着陆火星全过程及“祝融号”火星车的示意图，已知g=3.76N/kg，请回答。

如图是工程上用液压汽车起重机提起重物的示意图。C是卷扬机，E为上下可伸缩的支撑杆。工作时，卷扬机转动使钢丝绳带动A上升。(滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计)

科学家认为，碳排放导致全球变暖，极端天气事件增加，对生命系统形成胁。在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国由此在联合国大会上向全世界宣布了2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和目标。“碳达峰“是指在某一个时点，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值，之后逐步回落；“碳中和"是指在一定时间内，通过植树造林等途径，抵消自身所产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳零排放”。用图甲和图乙分别表示“碳达峰”和“碳中和”。

回答下列问题：

如图甲是某品牌电热加湿器，图乙为其原理简化电路图。加湿器的额定电压为220V，最大功率为20W，电热丝R₁为定值电阻，气雾调节器R₂的阻值范围为0~2420Ω。当闭合开关S，R₁将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出，增加空气的湿度，当空气湿度达到标准值，气雾调节器R₂自动将加热仓中的功率调至最小。某次，加湿器在额定电压下工作，开机后，加热仓先以最大功率工作10min， 空气湿度达到标准值后，以最小功率继续工作50min。计算：

如图甲，氦气球和热气球都是利用浮力升空的装置。请阅读材料回答问题：

材料一： 2017 年，国家明令禁止使用的氢气灌装手持气球，应改为使用氦气。

材料二：热气球由一个巨大的气囊、一个吊篮和用于加热空气的燃烧器组成。热气球上升前，对气囊充入足够多的空气使其鼓起来，然后用燃烧器对气囊内的空气加热一段时间，就可以实现升空，飞行过程中其体积基本不变。

如图甲所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其其值随温度变化关系如下所示。已知继电器的线圈电阻R₀=10Ω，控制电路电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于某一电流时，继电器的衔铁被吸合，工作电路中空调止常工作。该空调的铭牌如图乙。

温度	0	5	10	15	20	25	30	35	40
电阻R/Ω	600	550	500	450	420	390	360	330	300

无人机以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、激光扫描仪等设备获取信息，广泛应用在航拍、交通等领域。如图为某型号无人机，整机质量2千克，停放时与水平地面总接触面积0.002米² ， 摄像机拍摄速度11000帧/秒。在轿车限速120千米/时的某高速公路上，交警利用该无人机进行道路通行情况实时监测。

“一方有难八方支援”，如图一辆装载医疗物资的货车正在驶向武汉。该货车在水平路面上沿直线匀速行驶时，它所受的阻力为车总重的0.1倍，货车(含驾驶员)空载时重为2×10⁴N。计算：

2020年12月17日嫦娥五号着陆器带着月球土壤样本成功返回地球。此次采样的采集容器是根据美国的公开数据设计，该数据表明月球表面的土壤的平均密度为1.6g/cm³ ， 设计带回2Kg月壤，而我国实际采回的月壤经精密测算，其平均密度为1.4g/cm³。该数据与美国的公开数据存在一定的差异。(右图为测量质量时的场景)

为落实公交优先发展战略，嘉兴开展了有轨电车建设，如图为嘉兴有轨电车的效果图。其中嘉兴南站一安乐路的有轨电车将于今年6月底试运行，该线全长约20千米，单车座位约250人，全程运行平均速度可达24千米/小时。

按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×10⁵Pa以内。某型号货车部分参数如表所示。司机师傅在执行-次运输任务时，开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶8km，所用时间是6min，该路段限速60km/h(取g=10Nkg，ρ_v=2.5×10³kg/m³)。

自重	5×104N
车轮个数	10
每个轮胎触地面积	3×10-2m2
车厢容积	10m3

抗击新冠肺炎疫情期间，我省用负压救护车转运患者，进行集中隔离治疗。该车配置了负压装置，负压仓内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以90千瓦的恒定功率在平直公路上匀速行驶54千米，用时30分钟。请解答下列问题：

气球可以用来完成很多科学实验，请分析回答：

把质地均匀的正方体物块竖直放在容器底部，如图甲所示，然后向容器内缓慢注入水，物块始终直立，物块对容器底部的压力与注入水质量的关系如图乙所示，g=10N/kg。

音乐喷泉是集声光电技术于一体的装置，一方面通过电脑采集音乐的声音频率特征，并将其转化为控制信号，控制水泵喷出水柱，形成喷泉；另一方面，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯亮暗让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。 

小科想对小区路灯进行自动化管理，设计电路如下图所示。其中光控开关的工作原理是：闭合开关S_l ， 当光照度降低时，光敏电阻R₂的阻值增大，其两端电压也随之变大，当电压达到3V时，开关S₂就自动连接ac，使路灯L点亮。反之，当光照度增强到一定值时，开关S₂就会自动连接ab，使路灯L熄灭。

光照度（勒克斯）	5	10	15	20	25	30
光敏电阻R2阻值（欧）	60	30	20	15	12	10

电鳗是一种能对外界施加电压的动物。如图甲，为了研究电鳗的放电行为，研究人员把一根导体棒伸进水中，放电的电鳗可看成电源，A、B两点是电源两极。当电鳗跃起，头部碰到导体棒时，电流从A点经部分导体棒、水回到B点，形成闭合回路，电路图如图乙所示，接入电路的导体棒及水的电阻R=5000Ω，电流I=0.02A。

如图甲，氦气球和热气球都是利用浮力升空的装置，请阅读材料回答问题：

材料一：2017年，国家明令禁止使用氢气灌装手持气球，应改为使用氨气。

材料二：热气球由一个巨大的气囊、一个吊篮和用于加热空气的燃烧器组成。热气球上升前，对气囊充入足够多的空气使其鼓起来，然后用燃烧器对气囊内的空气加热一段时间，就可以实现升空，飞行过程中其体积基本不变。

如图甲所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R₀=10Ω，控制电路电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于某一电流时，继电器的衔铁被吸合，工作电路中空调正常工作。该空调的铭牌如图乙。

温度t/℃	0	5	10	15	20	25	30	35	40
电阻R/Ω	600	550	500	450	420	390	360	330	300