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第11章简单机械与功-12章机械能和内能科普阅读题专项突破-2025-2026学年物理九年级上册苏科版(2024)
1.阅读文章,回答问题:
轮轴是一种简单机械,轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成,通常把大轮叫轮,小轮叫轴。
图1所示是一些轮轴的实例,轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆,轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力和的力臂,如图2所示。
根据杠杆的平衡条件,可得,使用轮轴时,如果动力作用在轮上能省力,且轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的动力就是阻力的几分之一,如果动力作用在轴上就费力,但可以省距离。
轮轴的实质是变形的 ,如果动力作用在轮上就可以 力,作用在轴上就
力;
(2)除了上面所举的实例,生活中还有很多使用轮轴的实例,请再举例一个轮轴实例: ;
(3)若螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,则正常使用螺丝刀是 (选填“省力”或“费力”)的,且动力是阻力的 倍。
2.阅读短文,回答问题:
大国重器:世界最大起重船
起重船是一种用于水上起重作业的工程船舶,广泛应用于海上大件吊装、桥梁工程建设和港口码头施工等领域,起重船“振华30”,是中国制造的世界最大起重船,被誉为“大国重器”,排水量约25万吨,具备单臂固定起吊12000吨、单臂全回转起吊7000吨的能力,世纪工程——港珠澳大桥沉管的安放安装就是由“振华30”完成.安装沉管过程中,“振华30”将6000吨的沉管从另一艘船上吊起,然后在空中水平旋转了90°,最后将沉管放入水中,实现双向对接,“振华30”依靠两侧的“侧推器”确保在洋流中保持平稳,使沉管能精准对接,“振华30”每侧均有一个输出功率为825kW的“侧推器”,“侧推器”工作时,向一侧喷出水流水,从而产生与喷水方向相反的侧推力,从而实现船体的平稳。
(1)在起重船顶端安装有定滑轮,其作用是 ;
(2)如图乙所示,吊起沉管后,“振华30”主船体浸入水中的体积增加了 m3;接着,“振华30”将吊起的沉管缓慢浸入水中,在浸入的过程中,沉管受到的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”),“振华30”主船体底部受到水的压强将 (选填“变大”“变小”或“不变”);(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)“振华30”在沉管安装过程中,若因为流向原因,造成洋流仅对船左侧产生F=5.5×104N的冲击力,如图丙所示,为了保持船体平稳,需开启 (选填“左”或“右”)侧的“侧推器”,让水从船体 (选填“左”或“右”)侧喷出,保持船体的稳定。
3.阅读短文,回答问题。
会游泳的飞机
“鲲鹏展翅、蛟龙入海”,由中国自行设计研制的大型水陆两栖飞机鲲龙-600(AG600)已经全面投入使用,它是一艘会飞的船,也是一架会游泳的飞机,如图所示。
AG600主要用于应急救援、森林灭火、海洋巡察等多项特种任务。它具有载荷相对较多、飞行速度慢、飞行高度低、能在水面起降、汲水迅速、投水准确等特点,在扑灭森林和高层建筑火灾方面显示出极大的优势。AG600选装4台国产涡轮喷气发动机,部分参数如下表。其中:飞机的翼载是指飞机最大起飞质量与机翼的面积之比,涡轮喷气发动机的功效是指发动机推进器的推力与功率的比值。(,)
翼载/ 500 最大巡航速度/(km/h) 540
最大载水量/t 12 最大起飞质量/t 54
(1)AG600飞机静止于跑道,此时它对跑道的压力 跑道对它的支持力;飞机降落前要将蓄满的水洒掉,目的是要减小它的 ;
(2)关于AG600飞机的下列说法中,错误的是 ;
A.飞机停在机场,由于地面较硬,所以地面没有发生形变
B.空中飞行时的升力利用了流体压强与流速的关系
C.在水面上方匀速盘旋搜寻救援目标时,受到的是非平衡力
D.飞机降落时机翼上的扰流板向上翻起是为了增大阻力
(3)为确保飞机正常飞行,该机机翼面积至少为 。飞机在空中飞行时,若机外大气压为机内气压70%,则机体面积上承受内外气压的压力差为 ;(飞机内大气压为)
(4)若AG600以最大载水量起飞提升到高度,需要对水做功 J。该机机翼两侧下方各装一个浮筒,设计要求单侧浮筒的三分之一在海水中至少要产生的浮力才能防止侧翻,机翼才不被巨浪卷入水中,则每个浮筒的体积不得小于 ;
(5)若AG600空载时质量为40t,在水面滑行测试中,AG600蓄有一定质量的水,每台涡轮发动机牵引力的实际功率为,飞机在水面上以某速度匀速滑行,滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍,当每台涡轮喷气发动机的功效为时,则飞机受到的阻力为 ,所蓄水的质量为 t。
4.阅读短文,回答问题。
跳台滑雪
跳台滑雪是一项极具挑战性的项目,相当于从30层楼的高度起跳空中飞行飞下,被称为“勇敢者的游戏”。比赛成绩由距离分、飞行姿势分、出发门分和风力补偿分构成。其中出发门分即选手在出发时可以落地选择高度不一的出发点,高度越高,运动员能获得的天然优势越大,这样选手必须被扣除相应的分值,以达到平衡。风力补偿分是指风向对运动员成绩的影响,逆风能提升升力从而带来优势,顺风则会缩短风行距离。跳台滑雪运动过程包括助滑、起跳、空中飞行和落地四个阶段(如图所示)。运动员顺着助滑道加速下滑时,两腿要尽量深蹲以减少迎风面积,上体前倾成流线型姿势以减小空气阻力,从而更好地延长空中飞行距离。选择合适的角度用力蹬地起跳后,在飞行过程中,运动员大都采用“V”形姿势,这样的姿势可以获得更大的升力;落地采用类似弓箭步的双腿屈膝姿势,能有效减少地面对人体强大的冲击力。
(1)运动员加速下滑时,为了减小空气阻力,会采用 的姿势;
(2)运动员从出发点到达着地点,重力做功约为 J;(假设运动员及其装备的质量约为80kg,每层楼高约为3米,取g=10N/kg)
(3)由出发门分的打分规则推断,运动员逆风飞行时应该 。(选填“加分”或“扣分”)
5.读短文,回答问题:
全球最大的“超级电梯”三峡升船机是三峡工程重要通航设施之一,主要为客船、货船和特种船舶提供快速过坝通道(如图甲),过船规模为3000吨级,提升总质量约15500吨,最大提升高度为113米,是目前世界上规模最大、技术难度最高的垂直升船机。
与电楼相似,升船机主要由塔柱、承舱厢、滑轮组和平衡重组等构成,如图丙,承船厢装满水时水深3.5米、总质量为15500吨,其工作原理是:船只由航道进入装满水的承船厢,此时滑轮组无驱动力,平衡重组借助滑轮组使承船厢和船只保持悬空静止;关闭闸门后,再由带驱动力的滑轮组和平衡重组共同将承船厢提升或下降,到达位置后开闸,船只离开承重厢驶出。(g取10N/kg)
(1)如图丙,升船机滑轮组中定滑轮既可以产生驱动力,还可以 ;
(2)一艘总重量为3000吨(船重+货重)的货轮驶入承船厢,根据阿基米德定律,承船厢会排开 吨的水,关闭承船厢的闸门后,货轮和承船厢的总重是 吨;
(3)为了减少升船机的耗能,提升升船机的机械效率,三峡升船机的平衡重组设置重量应为 吨;
(4)升船机将一艘总质量为3000吨的货轮,从下航道闸口以0.2m/s的速度提升100米到上航道闸口,在提升过程中,为克服系统机械摩擦阻力和风阻力等,滑轮组驱动机构给予了承船厢4×106N的驱动力,则在这次提升中滑轮组的驱动功率是 W,升船机提升货轮的机械效率是 。(结果精确到0.1%)
6.阅读下列短文,回答问题:
过山车
当你在游乐场乘过山车奔驰之际,你是否会想到:过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢?
过山车在开始旅行时,是靠一个机械装置推上最高点的,但在第一次下行起,就再没有任何装置为它提供动力了。从这时起,带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能,过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值,当它开始下行时,它的重力势能不断减小,动能不断增大,由于摩擦,损耗了少量的机械能,所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低(如图所示),像所有列车一样,过山车也安装了机械制动装置,使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
(1)过山车要通过A点向上运动的过程中,动能 ,重力势能 (均选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低,是由于过山车在运动过程中,机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)在过山车旅行的过程中,遇到紧急情况能够准确地停下来,是由于 ;
(4)过山车第一次下行后,是利用 能作为“发动机”的动力;
(5)小明坐在高速运行的过山车上,感到“天旋地转”,这时他是选择 作为参照物的。
7.阅读《我国的“地面空间站”》并回答题。
我国的“地面空间站”
2024年2月27日,由哈尔滨工业大学和中国航天科技集团联合建设的空间环境地面模拟装置(它被形象地比喻为“地面空间站”)通过国家验收,开始正式运行。它能够综合模拟真空、高低温、带电粒子、电磁辐射、空间粉尘、等离子体、弱磁场、中性气体、微重力等九大类空间环境因素,是我国航天领域首个大科学装置。如图所示,为我国“地面空间站”中的月尘舱。
航天员可以在微重力的“地面空间站”内部体验近似失重的漂浮感,掌握在失重环境中穿戴航天服时的人体运动协调性,还能模拟完成出舱维修、运送货物等任务。此外,“地面空间站”还能进行一些大型空间结构对接和组装试验,帮助大型机构在微重力环境下开展测试,保障空间结构和组装程序的安全可靠性。比如,航天员可以在微重力环境下开展太阳电池帆板展开试验,并针对航天器飞行期间可能发生的意外,制定相应的故障排除程序等。
总之,“地面空间站”相当于将空间站和太空实验室的很多功能“搬”到地面上,以便完成许多昔日人类抵达太空才能进行的实验。依靠它,科学家开展空间实验将不再“难于登天”,航天员可以在这里提前体验和适应月球、火星等复杂陌生的环境,从而助力太空探索迈上新台阶。这一技术未来还将在脑科学、生命健康、高端仪器、辐照育种等领域收获重要成果。空间环境地面模拟装置既是国之重器,也是科研利器。
请根据上述材料,回答下列问题。
(1)我国的“地面空间站”指的是 ;
(2)在“地面空间站”微重力环境中模拟完成下列实验,实验效果跟在教室内完成实验的效果可能相同的是_______。(填写正确选项前的字母)
A.用天平测量物体的质量 B.用弹簧测力计测量物体的重力
C.观察气体的扩散现象 D.探究液体内部压强的影响因素
8.阅读文章,回答下列问题:
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为,其中是物体的温度,是环境的温度,k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。
由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做 ;
(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是________;
A.热值 B.密度 C.功率 D.效率
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为,当物体温度降低到29℃时,散热快慢为,则 ;
(4)制作奶茶时需向一大杯滚烫的热茶中加入少量冷牛奶,为防止烫伤需要冷却后再饮用,下列两种制作方法中冷却速度较快的是________。
A.先将滚烫的热茶静置室温环境中冷却5min,然后再加少量冷牛奶
B.先将少量的冷牛奶加进滚烫的热茶中,然后静置室温环境中冷却5min
答案解析部分
1.【答案】杠杆;省;费;扳手、水龙头;省力;0.2
2.【答案】改变用力的方向;6000(或6×103);变大;变小;右;右
3.【答案】等于;惯性;A;108;;;12;;8
4.【答案】两腿深蹲,上体前倾;;扣分
5.【答案】改变力的方向;3000;15500;7750;8×105;18.9%
6.【答案】变小;变大;变小;安装了机械制动装置;重力势能;过山车
7.【答案】(1)空间环境地面模拟装置
(2)C
8.【答案】(1)热传递
(2)C
(3)10∶9
(4)A
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