2011年中考物理总复习专题：推理探究题（解析版）

一、解答题

1. 难度：中等

“育才”中学的物理兴趣小组想探究抛出的小球从抛出到落地的时间与哪些因素有关，大家经过讨论，提出了以下猜想：
①猜想1：小球从抛出到落地的时间，可能与小球水平射出的速度有关．
②猜想2；小球从抛出到落地的时间．可能与小球下落的高度有关．
为了检验上述猜想是否正确，他们找来精密计时器，一个可将小球在任意所需速度射出的弹射器，并将弹射器水平固定在铁架台上，按图所示进行实验，得到下列数据，

请你通过分析，回答下列问题
（1）为验证猜想①，应选用序号______、______的实验．
为验证猜想②，应选用序号______、______的实验．
（2）实验结论：小球从抛出到落地的时间与______有关．
（3）由这次活动中，你还能提出几个探究课题吗？

2. 难度：中等

某科技兴趣小组研究发现了苹果的电阻与其甜度有一定关系，并初步得到一种鉴别苹果甜度的方法．以下是该小组的研究过程和成果．请你在划线处完成填空，或根据提问做出回答．
（1）苹果电阻的测量
我们知道干燥的苹果表面覆盖着一层绝缘的蜡质物．可研究小组在探索中意外发现苹果的柄和苹果底部向内凹进的部分竟然是导电的，好象两个天然的电极！请用笔画线代替导线，在图中完成测量苹果电阻的实验电路．

（2）探究影响苹果电阻的因素
有同学在研究中提出：苹果电阻不仅与苹果的甜度有关，还可能与苹果的不规则形状有关．为此他们设计了两个实验方案，经过讨论选择了一种方案进行实验，你认为实验小组选择了哪一种实验方案，为什么？
（A）对同一苹果的外围进行不同程度的切削，并测出相同电压下的电流；
（B）选择相同甜度不同形状的苹果进行测量，并测出加相同电压下的电流．
选择方案______，原因是______．
（3）探究通过苹果的电流与苹果汁中糖浓度的关系
研究小组用糖浓度不同的苹果来实验（实验中所用的苹果事先由专业人员测量出了甜度），每次都给苹果加3V的电压，测出通过苹果的电流，最终得到了下表的实验数据．
当U=3V时：

糖浓度P/mg•ml^-1	32	40	54	66	78	94
电流I/μA	10	50	120	180	240	320

①在图中画出苹果中的电流与其糖浓度关系的曲线．

②分析实验数据可以初步得出的结论是______．
③请你根据图象和表格中的数据，归纳出在3V电压下，电流（用I表示，单位用μA）与糖浓度的关系，用数学公式表达为______．

3. 难度：中等

在“保险丝熔断与哪些因素有关”的探究活动中，同学们猜想：保险丝的熔断可能与保险丝的材料、熔点、粗细、长度、电路中的电流大小、通电时间等因素有关．接着，他们分小组合作进行实验探究．实验器材有：电池、导线、开关、电流表、滑动变阻器、保险丝等．
（1）某小组选择“保险丝熔断与保险丝粗细的关系”进行实验探究．图为同学们设计的实验电路图．表一为同种材料、不同规格的保险丝，他们应该从表中选择：______的保险丝，分别接入电路中AB，CD两处进行实验比较．

规格\代号	a	b	c	d	e	f
长度l/cm	3	4	3	4	3	4
截面直径d/mm	0.20	0.20	0.29	0.29	0.40	0.40

（2）实验中发现：由于保险丝较细，不易观察到保险丝何时熔断，同时，大家也想知道粗细不同的保险丝的熔断电流大约是多少．于是，对电路进行了改造，完善了设计实验方案．请你在虚线框中画出改进后的实验电路图并简要写出实验方法．

（3）表二为同种材料的保险丝的部分参数．

请你分析上述表格中数据特点，归纳出其中的规律（写出两条）．
______
______（写出一条使用保险丝的注意事项）．

4. 难度：中等

在实验探究课上，同学们以“测量小灯泡的电阻”为课题开展活动．试验桌上提供的器材有：电压为4.5V的电源，电压表、电流表滑动变阻器各一个，一只标有“3V  0.3A”字样的待测小灯泡，经讨论大家认为按电路图甲和乙均可测量，于是老师将全班同学分成两组分别按甲、乙两种电路连接实物测量小灯泡的电阻，然后请两组各出一个代表上台汇报所测得的数据

小红所在的一组按照图甲所测得的数据及观察到的小灯泡的亮度变化情况如下：

小明所在的一组按照图乙所测得的数据及观察到的小灯泡的亮度变化情况如下：

（1）这两组数据所反映出的小灯泡的电阻变化规律是______．
（2）小红所测的实验数据在图丙中作出图象．小红对比在探究欧姆定律时所作的图象（如图丁所示），她提出了自己的想法“小灯泡的电流、电压、电阻之间不符合欧姆定律．”请对小红的说法做出判定，并给出判定的理由．答：你是否同意小红的说法？______（填“是”或“否”）理由：______．

（3）这两组实验所测得的小灯泡在相同电压下的电阻不同的原因是什么？请说明理由．______．

5. 难度：中等

甲、乙两位同学在探究串联与并联电路中电流的规律时，看到实验桌上的器材有：学生电源一个，开关一个，小灯泡一个，弹簧测力计一个，导线若干，他们交流后决定：
①由甲同学向老师报告，要求增加的元件是______，同时撤掉______换取______．
②甲同学率先探究串联电路中的电流规律，刚接好最后一根导线，表的指针迅速达到最右端，乙同学立即切断电源，经检查发现在连接电路时没有将______；也没有______．
③甲同学注意了上述问题，同时又调节了电源后，将电流表接在串联电路中，闭合开关发现表的指针向左偏转，乙同学发现了问题的原因是______；调整后再次闭合开关发现只有一个小灯泡发光，电流表有读数，原因可能是______．
④在乙同学的协助下，甲同学终于完成了探究串联电路电流规律的正确连接，甲同学读取电流表的示数后，感觉比其它实验小组的读数大一些，于是他断开开关又仔细观察发现电流表还有0.04A的读数，这时才意识到使用电流表之前还必须______．
⑤乙同学接着探究并联电路中电流的规律，正确选择量程后，刚闭合开关电流表的指针也迅速达到最右端，并且两灯泡都不亮，甲同学立即切断电源，经检查发现的问题是______．
⑥故障排除后，乙同学很快完成了实验，并总结出并联电路中干路电流I_总与支路电流I₁及I₂的关系是______．
⑦甲同学按乙的方法重复了一遍，由于时间紧张，只测了干路电流和通过灯泡L₁的电流，没有认真读数就整理了器材，只记得两次电流表指针偏转到的位置一样，都是12个小格，乙同学灵机一动帮助甲同学算出了通过灯泡L₁的电流是______A，通过灯泡L₂的电流是______A．

6. 难度：中等

我国建造世界上第一个全超导大型非园托卡马克HT-7U，成为国际最先进的磁约束聚变装置．托卡马克装置的主体包括两大部分，就是磁场系统和真空系统．磁场系统包括纵场线圈和加热场的变压器．纵场线圈用来产生强大的纵向磁场，变压器用来感应产生等离子体电流．真空室一般由薄壁不锈钢制成，既要考虑到足够的机械强度，又要有足够的电阻值，还必须留有绝缘缝隙，保证磁场的渗透．抽气系统一般采用大抽速的涡轮分子泵，将真空室抽成10^-6Pa以上的超高真空，满足等离子体对纯净环境的要求．聚变的第一步是要使燃料处于等离子体态，也即进入物质第四态．等离子体是一种充分电离的、整体呈电中性的气体．在等离子体中，由于高温，电子已获得足够的能量摆脱原子核的束缚，原子核完全裸露，为核子的碰撞准备了条件．当等离子体的温度达到几千万度甚至几亿度时，原子核就可以克服斥力聚合在一起，如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间，这种聚变反应就可以稳定地持续进行．等离子体的温度、密度和热能约束时间三者乘积称为“聚变三重积”，当它达到1022时，聚变反应输出的功率等于为驱动聚变反应而输入的功率，必须超过这一基本值，聚变反应才能自持进行．
问题1：什么是轻核聚变反应？需要什么条件？为什么要在如此苛刻的条件下进行？
问题2：用普通容器能否承装反应原料？用什么技术性措施能解决该问题？
问题3：如何产生如此强大的磁场？什么叫低温超导现象？该现象是否遵循欧姆定律？超导现象在什么条件下才能实现？
问题4：为什么在托卡马克中设置真空室？核聚变过程中能量是如何转化的？
问题5：核聚变反应需要什么条件才能自持进行？如果等离子体密度大约为1.02×10^-6kg/m³，温度为1.16×10⁸℃热能约束时间需达到多少时核聚变才能自持进行？

7. 难度：中等

如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器．用手捏住纸带，启动计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点如图乙所示（打点计时器打点的时间间隔为0.02秒/次）
问题1：纸带上的孔分布是否存在规律？你能猜测一下重物自由落体时路程、速度与时间的关系是什么？

问题2：将纸带上的点蕴含的信息记录在下列表格中

下落时间/s						…
下落距离/cm

下落距离与下落时间之间有什么样的数量关系？请你推算并写出表达式．
下落速度与下落时间之间有什么样的数量关系？请你推算并写出表达式．
问题3：推测重物下落0.2s时的距离是多少？

8. 难度：中等

如图所示“豆豆”驾驶飞机水平方向匀速飞行速度为20m/s，“点点”从飞机上作跳伞运动时的频闪图片，频闪时间间隔为1s/次．

“点点”每次下落的竖直方向高度如下表所示

频闪次数/次	1	2	3	4	5
竖直高度/m		5	20	45	80

（1）请找出“点点”下落高度与下落时间的明确的数量关系：______．
（2）以出发时为坐标原点以飞机飞行方向为x轴，以下落方向为y轴建立坐标系，则“点点”下落高度h与“点点”水平方向运动距离s之间存在什么样的函数关系？请你进行推导．
（3）请你猜测“点点”落地的时间与什么有关？飞机投弹时应该在什么位置投下炸弹才能准确命中目标请你简单说明．

9. 难度：中等

在打羽毛球时，同学们发现羽毛的断落（如图所示）会影响羽毛球的飞行距离、飞行速度及飞行稳定性等．他们讨论后决定从研究羽毛球自由下落这一简单的运动方式入手，探究羽毛断落情况对羽毛球下落速度的影响．
（1）他们去商场和学校体育保管室收集到六只羽毛球，如下表所示：

羽毛球	A	B	C	D	E	F
品牌	燕子	燕子	燕子	好家庭	好家庭	好家庭
羽毛断落根数		2	8		4	8

你认为应该选择编号为 ______的三只羽毛球进行对比实验．
（2）甲乙两同学正确选择三只羽毛球后，分别设计以下方案：
甲同学：让三只羽毛球同时从三楼静止释放，比较落地的先后顺序，重复三次．
乙同学：让三只羽毛球分别从三楼静止释放，测量三只羽毛球落地时的速度．
为了使实验结论更可靠，请你对他们的实验过程提出一条合理化的建议：
对甲：______；
对乙：______．
（3）用相同的力、相同的方式拍打羽毛球，不同品牌的新羽毛球飞行的情况并不相同，你认为引起这种现象的原因可能是：不同品牌的羽毛球的 ______不同．

10. 难度：中等

蓄电池充电后即使不用，储存的能量也会逐渐损失，但其电压变化很小，可认为恒定不变．如图是电压为12伏、容量为15A•h的某品牌蓄电池剩余容量随时间变化的图线．现有一只该种蓄电池充足电，存放6个月，用来给额定电压为12伏、额定功率为36瓦的电灯供电．求：
（1）蓄电池容量为“15A•h”，它表示：若该蓄电池以1安的电流为用电器供电，可以工作15小时；则当该蓄电池以2安的电流为用电器供电时，可以工作______小时．
（2）此灯正常发光时的电流是多少安？
（3）存放6个月的该蓄电池最多可给此灯提供多少焦的电能？

11. 难度：中等

下面是HG2003型家用蒸汽电熨斗示意图和其铭牌．使用时水箱中的水滴入被加热的底板气室迅速汽化产生向下的蒸汽．（g取10N/kg）

额定电压	220v	功能	汽熨、干熨
额定频率	50HZ	蒸汽方式	滴下式
额定功率	1000w	质量	1.3kg
底板面积	160cm^2	放置方式	自立式

（1）某师傅在使用电熨斗干熨衣服时，用了19N向下的力压熨斗，在此过程中，衣服受到的压强是多大？
（2）用电熨斗汽熨时先预热，使金属底板的温度从20℃升高到220℃，此时，温控开关会自动切断．已知底板的质量为1kg，铁的比热容为0.46×10³J/．问蒸汽电熨斗预热时底板吸收多少热量？
（3）汽熨时，水滴入汽室，由于水升温汽化带走热量，当底板温度降到190℃时，温控开关自动闭合；当加热到220℃时又断开，如此反复．若蒸汽电熨斗大体按照图所示的程序工作，10min熨一件衣服共消耗多少电能？