1、物理综合题（二）新科技或新知识型一借助某一物品或情景（一）新旧知识结合1.阅读下面的短文，回答问题。空气能热水器空气能热水器（如图甲）是吸收空气的热能来制造热水的装置，其耗能约为电热水器的四分之一。空气能属于可再生的新能源，拥有先天的节能环保的优势。图乙是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下：A液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器迅速汽化，并从空气中吸收热能；B制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝
2、器；C在冷凝器中，高温高压的蒸气将热能传递给冷水并发生液化。制冷剂依此不断循环流动，使水的温度不断上升。请回答下列问题：制冷剂在_中汽化，在_中液化。制冷剂在工作循环过程中，将_中的热能不断地“搬运”至_中。（3）某品牌空气能热水器正常工作时的参数如下从表格中的数据可知，该空气能热水器正常工作1h可产生的热水的体积为_L水的比热容为4.2103J/（kg）；水的密度为1.0103kg/m3（二）文字阅读+铭牌1.阅读材料，回答问题。电磁炉是一种效率较高的新型灶具,已广泛进入寻常百姓家中。其工作原理如图甲所示。炉子的内部有一个金属线圈,当电流通过线圈时会产生磁场,这个变化的磁场又会引起电磁炉上面
3、的铁质锅底内产生感应电流(即涡流)，涡流使锅体铁分子高速无规则热运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而迅速使锅体及食物的温度升高。所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具。它具有加热快，效率高，节能环保，使用方便等特点。其铭牌如图乙。(1)从能量转化的角度看，使用电磁炉煮饭时电能主要转化为_能。(2)与传统的电热炉相比，电磁炉的优点有_.(3)小华单独把电磁炉接入电路中,用它把1kg、20的水加热到100,水吸收的热量是_J水的比热容为4.2103J/(kg.);假设电磁炉消耗的电能全部被水吸收,该电磁炉需要正常工作_s;
4、如果换用热值为4.2107J/kg的煤气来加热这些水,则需要_kg的煤气(不考虑热量的散失).2.阅读材料，回答问题。超声波加湿器超声波加湿器通电工作时,雾化片产生每秒170万次的高频率振动,将水抛离水面雾化成大量1m5m的超微粒子(水雾)，吹散到空气中使空气湿润，改变空气的湿度。如图所示是某型号超声波加湿器，如表为其部分技术参数，其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积；加湿效率是指实际加湿量和实际输入功率的比值。(1)加湿器正常工作时,每小时通过风扇的空气质量为_kg.加满水时水平地面的压强为_Pa(空气密度=1.29kg/m3,g
5、取10N/kg)，加满水后最多能加湿_min.(2)下列说法中错误的是_.A、加湿器产生的超声波是由雾化片振动产生的B、加湿器通电使雾化片振动，电能主要转化为机械能C、水雾化成超微粒子的过程是汽化现象D、水雾化成超微粒子需要能量，说明分子间有引力(3)在没有其他用电器接入电路的情况下，加湿器工作30min，标有“3000imp/kWh”的电能表指示灯闪烁了720次，此过程中加湿器消耗的电能为_J.3.阅读短文，回答问题：扫地机器人扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图甲机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在
6、地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电表一为某扫地机器人的部分参数电池容量指放电电流与放电总时间的乘积表一：表二：机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二真空度指主机内部气压与外界的气压差风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率（1）机器人工作时，主机内部的气压_（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波
7、时与障碍物间的距离约为_cm（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）（2）下列说法中错误的是_A地面有静电时，轻小物体会吸附在地板上而不易清扫B采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦C机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤D当遇到玻璃门等透明障碍物时，使用红外线感应器效果较好（3）该机器人正常工作时的电流为_A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为_min（4）由表二数据可知，当风量为0.015m3/s时，若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为_%；上述风量下，10min内通过吸尘电机提出的空气质量为_kg（取空气=1.3kg/m3）4.图甲是用来焊接P
8、VC塑料管道的热熔器外观照片。其内部电路如图乙,S1是手动电源开关.S2是温控开关,作用是完成“加热模式”和“保温模式”之间的切换.L是指示灯(在S1闭合情况下L始终能正常发光),R1是限流电阻。下表是有关元件的物理参数。(1)求R1的阻值；(2)求保温功率(不含L和R1的功率)；(3)求该热熔器(全电路)在保温模式下1min消耗的电能。5.阅读短文，回答问题。 夜幕下，扬州“第一大道”文昌路边LED灯将道路照得犹如白昼，这种LED灯是通过光电转换来供电的。下图是扬州某小区利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图。其中，R是光敏电阻，此光敏电阻的阻值R、流过线圈也流I与光照度E(单
9、位勒克斯，符号lx)之间的几次实验数据如下表所示：当线圈A中的电流I30.0mA时，动触点D与静触点G、H接触。 (1)由表格中数据可知，光敏电阻的阻值R随光照度E的增强而。(2)白天，太阳能电池板将能转化为能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内。傍晚，当光照度小于lx(勒克斯)时，路灯开始工作。 (3)请用铅笔画线将电路原理图连接完整，使工作电路能正常工作(与触点的接线只能接在静触点上，图中已给出静触点E、F、G、H的四根引线；连线不能交叉)。 (4)一只功率为6W的LED灯，通电后其发光亮度相当于30W的日光灯。某间教室有24 盏30W的日光灯，每天平均使用2 h，如果能用6W的LE
10、D灯进行照明，则一个月(按 30天计算)可节约电能 k w h.(5)据有关部门发布消息，5年内全市小区将全面覆盖LED路灯。但目前有部分市民反映LED路灯亮度不够，请你提出一条能提高亮度的合理化的建：。6.如图1所示，太阳能LED路灯以太阳光为能源，白天，太阳能电池板给蓄电池充电，将能量储存在蓄电池内；傍晚，蓄电池给路灯供电，使路灯发光如图2是太阳能LED路灯的自动控制电路原理图其中，R是光敏电阻，此光敏电阻的阻值R、流过线圈电流I与光照度E（单位勒克斯，符号lx）之间的几次实验数据如下表所示；当线圈A中的电流I30.0mA时，动触点H与静触点F、G接触请回答下列问题：（1）分析表格中数据的
11、变化规律可知，当光照度为30lx时，光敏电阻R的阻值为 ；当光照度小于 lx时，路灯开始工作（2）太阳能LED路灯的自动控制电路所发生的能量转化顺序是： （填字母序号）A、太阳能电能内能电能光能B、太阳能电能化学能电能光能C、太阳能内能化学能电能光能D、太阳能电能化学能光能（3）已知某型号LED路灯规格为“24V，18W”，假设在阳光充足的情况下，蓄电池每天给路灯提供的电能为0.72kWh，这些电能可使路灯正常工作 小时（4）请用笔画线将图2的电路原理图连接完整，使工作电路能正常工作（要求：连线只能与静触点D、E、F、G的四根引线连接，且连线不能交叉）二从文中获取新知识+坐标图1小型风力发电机
12、发出的电能首先经过蓄电池贮存起来，然后再由蓄电池向用电器 供电。如图是某小型风力发电机的输出功率与风速的关系图。（1）在风速为米/秒时达到最大输出功率； （2）该风力发电机的输出功率与风速之间的关系是； （3）该风力发电机固定在水平地面上时，整个装置与地面接触的面积是1米2，总质量为60千克。计算该装置对水平地面的压强多大？ （4）若该风力发电机按输出功率为500瓦发电，平均每天工作8小时，计算一年（365天）发电量是多少？2. 阅读短文，回答问题：新型发热材料PTCPTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成
13、的。 PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。（1）家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，图1为其电阻随温度变化的图像，由图可知，该PTC材料的居里点温度为。（2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165左右，若它的温度高于165，电阻，功率，使其温度（以上均填变化情况）；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。（3）某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻
14、安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将图2所示的电路连接完整。（4）你认为该“过热自动报警电路”的设计或在使用过程中有何不足？（指出一点即可）图1图22.阅读短文，回答问题：新型发热材料PTC PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶、固体电热灭蚊器等就是用这种材料做成的PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻值随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温
15、度”用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功效，应用十分广泛（1）家用固体电热灭蚊器就使用了PTC陶瓷电热元件，如图（a）为其电阻随温度变化的图象，由图可知，该PTC材料的居里点温度为_（2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165左右，若它的温度高于165时，电阻_（填“变大”、“变小”或“不变”），功率_（填“变大”、“变小”或“不变”），使其温度_（填“升高”、“降低”或“不变”）；反之，也能自动调节因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节的功能（3）如图（b）所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料它的发热效率较高，PTC有一个人为设定的温度它的工作电路如图（c）所示，R0是定值电
16、阻，其阻值不受温度的影响RT是PTC的电阻，它的电阻值与温度的关系如图（d）所示该电热水壶在RT设定温度（100）状态工作时，电路消耗的总功率1100W则当在设定温度状态工作时，R0、RT是_联，连入电路的电阻RT=_，R0=_3.在物联网中，传感器担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。其中热敏传感器主要运用了热敏电阻来测量温度的变化。热敏电阻主要是由_材料制成的(选填“导体”、“半导体”、“超导体”或“绝缘体”).热敏电阻阻值随温度变化的曲线如下图甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警线路图，图中a、b为两个固定的金属片，d为铁片。为了使温度过高时发送报
17、警信息，开关c应该接在_处(选填“a”或“b”).若使报警的最低温度提高些，应将P点向_移动(选填“左”或“右”).4.阅读短文，并回答问题 第四代电光源LED光源如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯，它的主要部分是高亮度白色发光二极管，这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源，是极具发展前途的新光源LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同，是直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源图乙是LED的元件实物及符号 由
18、于二极管具有单向导电性，使用时必须将它的正极与电源正极相连，二极管才能处于导通状态，否则处于截止状态利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性：把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路，闭合开关S，LED即处于导通状态，调节变阻器滑片，改变LED两端的电压和电路中电流，记录多组电压、电流数据，可以得到电压表与电流表示数关系，如丁所示 （1）LED灯主要由_ （导体/半导体/超导体）材料制成；它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯_ _（高/低）； （2）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光；断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED_ _
19、（能/不能）发光；此时两电表的示数为_ 。 A.4.5V 20mA B.3V 20mA C.4.5V 0mA D.3V 0mA （3）某个家庭原来全部用白炽灯来照明，平均每月照明用电50kWh，现全部改用LED灯相同情况下可节能约70%已知每消耗1度电相当于排入1.1kg的二氧化碳，则改用LED灯后，这个家庭平均每月能减排二氧化碳约_ _kg.5、阅读短文，回答问题：巨磁电阻效应1988年阿尔贝费尔和彼得格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应” 更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”
20、组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时用R0表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如乙图所示O0.6 1.1 1.7 2.2 2.8 3.3100%d/nm乙连接线铁铬铁铁铁铁铬d连接线甲1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息（1）以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效
21、应”的是 A铜、银 B铁、铜 C铜、铝 D铁、镍（2）对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是1.7nm时，这种复合膜电阻 （选填“具有”或“不具有”）“巨磁电阻效应”（3）“新型读出磁头”可将微弱的 信息转化为电信息（4）铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电阻效应”时，其电阻R比未加磁场时的电阻R0 （选填“大”或“小”）得多AtIOtIOBtIOCtIOD丁A磁头1 0 0 1 1 丙硬盘上的磁记录右左磁头移动方向（5）丙图是硬盘某区域磁记录的分布情况，其中1表示有磁区域，0表示无磁区域将“新型读出磁头”组成如图所示电路，当磁头从左向右匀速经过该区域过程中，电流表读数变化情况应是丁图中的 6、阅读短
22、文，回答问题：力传感器在电子秤中的应用电子秤所使用的测力装置是力传感器常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩力越大，弹簧钢的弯曲程度越大应变片结构如图乙所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U1，下应变片两引线间电压为U2，传感器把这两个电压的差值U（UU1U2）输出，用来反映力F的大小金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图丙所示为消除气温变化对测量精度的影
23、响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响甲丙乙应变片II弹簧钢自由端固定端U1U2R/Ot/金属电阻丝引线引线（1）这种力传感器是将力的大小转换为 (电流/电压)的装置（2）外力F增大时，下列说法正确的是 A上、下应变片金属电阻丝电阻都增大B上、下应变片金属电阻丝电阻都减小C上应变片金属电阻丝电阻减小，下应变片金属电阻丝电阻增大D上应变片金属电阻丝电阻增大，下应变片金属电阻丝电阻减小（3）传感器输出的电压U随外力F增大而 （4）进行温度补偿时，应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而 的电阻，下金属电阻丝串联阻值随温度升高而 的电阻（5）如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天 （大/小）16
