1、1.(2018广东广州,24)小明把两端开口的细玻璃管插入水中,发现管内的液面上升(如图)。他查资料得知:管 内外液面高度差与水温、管的内径有关。小明想利用这支细玻璃管探究管内外液面高度差与水温的定量 关系,请你帮他设计实验方案。 (1)实验器材:细玻璃管、 。 (2)实验步骤(可画图或文字表述): (3)设计记录数据的表格。,答案 (1)烧杯、温度计、刻度尺、热水 (2)往烧杯加入适量热水,将细玻璃管和温度计插入水中; 待细玻璃管内液面和温度计示数稳定后,用刻度尺测出液面高度差和读出温度计示数,并记录在表格中; 5分钟后用刻度尺测出液面高度差和温度计示数,并记录在表格中; 重复步骤多次实验。
2、 (3),解析 本实验的目的是想利用这支细玻璃管探究管内外液面高度差与水温的定量关系,因此除细玻璃管 外,还需要盛水用的烧杯、测量水温用的温度计、测量液面高度差的刻度尺和适量的热水。 管内外液面高度差与水温、管的内径有关,要想利用这支细玻璃管探究管内外液面高度差与水温的定量关 系,应该控制管的内径不变,改变水的温度;同时为了得到普遍规律,应该进行多次实验。据此设计实验步骤 和表格。,2.(2018辽宁沈阳,25,6分)爱动脑筋的小华对如图1所示的闹钟进行了如下探究: 图1 (1)当要设定响铃时间时,先将闹铃开关闭合,再将定时指针调到指定时间,只有当时针转至与定时指针重叠 时,定时开关也闭合,此
3、时电动机工作,带动铃锤敲击铃碗,闹铃才能发声。下列A、B、C三个电路图,能满足 上述要求的是 ;,(2)图2是闹铃的结构示意图。其中凸轮是一种具有凸起的呈曲面状的零件,弹性金属片上端连接铃锤,下端 固定在形塑料架的顶端。如图3所示,目前凸轮安装在N位置,为了达到不同的响度效果,凸轮的转轴还可 以调换到M、P两个不同的位置。 图2 图3,图4是凸轮转动一周过程中四个位置的工作示意图。电动机工作带动凸轮连续转动,凸轮反复交替推动 形架的A、B两柱,使得形架绕O轴左右摆动,通过弹性金属片带动铃锤交替敲击两个铃碗,实现铃碗振动 发声。 F为凸轮对A柱的作用力,请你在图4的中,画出此时F的力臂L;,图4
4、 (3)电动机工作时将电能转化为 能。根据图4反映的工作原理,在凸轮转动一周的过程中,铃锤共敲 击铃碗 次; (4)小华发现闹钟铃声过大,会影响到他人休息。她应该怎样调节凸轮的位置,使铃声的响度减小?答: 。这属于在 处减弱噪声。,答案 (1)A (2)如图 (3)机械 2 (4)将凸轮安装在P处 声源,解析 (1)由题意可知,闹铃开关和定时开关都闭合时,闹铃才能发声,故两开关串联,故选A。 (2)凸轮对A柱的作用力方向垂直于A柱,作出力F的作用线,从支点O向力F的作用线作垂线,垂线段长度为力 臂L。 (3)电动机工作时,将电能转化为机械能;在凸轮转动一周的过程中,铃锤敲击左右铃碗各一次,故共
5、敲击2 次。 (4)将凸轮安装在P处,铃锤摆动的幅度减小,敲击铃碗的力度减小,发出声音的响度减小,这属于在声源处减 弱噪声。,3.(2018陕西,32,7分)太阳光在通过透镜时会被会聚或发散,那么声音在传播途中遇到不同介质时,会不会像 光一样也被会聚或发散呢?在老师的帮助下,同学们用音叉、三个相同的气球(内部充有不同气体)、示波 器、麦克风等器材设计了如图1所示的实验装置,并进行了如下探究: (1)调整音叉和麦克风之间的距离,让音叉发出的声音只通过空气传播,用麦克风将声音信号输入示波器,观 察并记录此时的波形如图2甲所示。 (2)分别将充有二氧化碳气体、空气和氢气的气球,依次放在音叉和麦克风之
6、间,保持音叉和气球之间的距 离不变,让音叉发出声音,记录示波器显示的波形如图2乙、丙、丁所示。 图1 图2,分析以上实验过程和现象可知: (1)实验过程中,敲击音叉,使其 发声,且应控制音叉发出声音的响度 (选填“相同”或“不 同”)。 (2)比较图2的乙与甲,发现声波在通过充有二氧化碳气体的气球后,麦克风接收到的声音响度 (选 填“变大”“变小”或“不变”),此时充有二氧化碳气体的气球对声波具有 作用,相当于一个,“ 透镜”。比较丁与甲后,发现充有氢气的气球对声波具有 作用。由此可见,声音与光 之间存在某种对应关系。 (3)实验后,同学们查阅资料了解到,生物体组织在激光照射下,会因升温膨胀而
7、产生频率高于20 000 Hz的 声波,生物医学上通过特殊介质和装置使这种声波集中并成像,克服纯光学成像的不足,更加有效地 进行病情诊断、跟踪和治疗。,答案 (1)振动 相同 (2)变大 会聚 凸 发散 (3)超,解析 (1)声是由物体的振动产生的,为了探究声音在不同介质中传播后的响度的大小,应该首先控制声源 发出声音的响度相同,改变传播介质。 (2)根据波形图可知,乙的振幅最大,丁的振幅最小,由此推断,充入二氧化碳气体的气球对声波有会聚作用, 充入氢气的气球对声波有发散作用。 (3)超过20 000 Hz的声波是超声波。,难点突破 声音的响度可以在波形图上反映出来,波峰距离平衡位置越远,说明
8、振幅越大,响度越大。,知识拓展 根据波形图判断音调、响度、音色的方法:响度看图形上下距离,距离大的表示振幅大,响度大; 音调看疏密,密的音调高;音色看形状,形状不同的,音色就不同。,4.(2019广东,22,6分)阅读下列短文,回答问题。 可燃冰 可燃冰是一种新型能源,主要成分是甲烷和水,分布在深海沉积物里或陆域的永久冻土中,如题22图所示。 可燃冰形似冰块却能燃烧,燃烧后几乎不产生任何残渣,1 m3的可燃冰分解后可释放出约0.8 m3的水和164 m3 的天然气,天然气中甲烷的含量占80%99.9%。 可燃冰的生成有三个基本条件:首先要求低温,可燃冰在010 时生成,超过20 便会分解,海底
9、温度一般 保持在24 左右;其次是高压,可燃冰在0 时,只需海水产生29个标准大气压即可生成,而以海洋的深度, 此高压容易保证;最后是充足的气源,海底的有机物沉淀,其中丰富的碳经过生物转化,可产生充足的气源。 在温度、压强、气源三者都具备的条件下,可燃冰就会生成。,请回答下列问题:1个标准大气压取1105 Pa,海水的密度取1103kg/m3,g取10 N/kg,c水=4.2103 J/(kg ),甲 烷的热值取4.2107 J/m3 (1)可燃冰的主要成分是 。 (2)若要在0 的海底生成可燃冰,海水的深度至少要 m。,(3)如图所示,海底上有一块体积为100 m3且底部与海底紧密相连的可燃
10、冰A,其受到海水的浮力为 N。 (4)0.5 m3的可燃冰分解后,其中的甲烷完全燃烧放出的热量,在标准大气压下,至少可以将质量为 kg温度为20 的水加热至沸腾。,答案 (1)甲烷和水 (2)290 (3)0 (4)8.2103,解析 (1)由可燃冰分解后的产物可知,其主要成分为甲烷和水。 (2)在0 时生成可燃冰需要海水产生的压强为29个大气压,由此可得海洋的深度h= = =290 m。 (3)由于海水产生的浮力等于可燃冰下底面所受海水压力与上表面所受压力的差值,而该可燃冰与海底紧 密相连,底部无海水,故其不受海水的浮力。 (4)0.5 m3的可燃冰分解后大约可产生82 m3的天然气,其中甲烷占80%99.9%,则其中的甲烷完全燃烧可放 出的热量至少为Q放=82 m380%4.2107 J/m3=2.755 2109 J,设放出的热量可使质量为 m的水从20 加热 至沸腾,由Q放=Q=c水mt可得m= =8.2103 kg。,
