中学科技

中学科技(共10篇)

中学科技（一）：

如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板……
如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的、电流经电动机带动小车前进.若小车在平直的公路上以初速度v0开始加速行驶,经过时间t,前进了距离L,达到最大速度V,设此过程中电动机功率恒为额定功率P,受到的阻力恒为Ff,则此过程中电动机所作的功为
A.FfVt B.Pt C.Ff（v0+V）/2 D.1/2mV^2+FfL-1/2mv0

BD
w=pt得B
能量守恒得D

中学科技（二）：

某中学科技楼窗户设计如图所示．如果每个符号（窗户形状）代表一个阿拉伯数码，每横行三个符号自左至右看成一个三位数．这四层组成四个三位数，它们是837，571，206，439．则按照图中所示的规律写出1992应是选项中的（　　）

A．
B．
C．
D．

由图案和提供的数据可知：第二排第2个图案代表数字3；第四排第3个图案代表数字7；
可知未涂色圆代表数字1．
则1992应是选项中的D．
故选D．

中学科技（三）：

长沙市某中学科技老师将带领几位同学到北京参加某星期六上午10：00在人民大会堂举行的全国科技作品颁奖大会，他们师生在讨论乘坐哪一次火车最为合理，请你仔细查看下列部分火车时刻表：

（1）请为他们合理选择一趟从长沙到北京的车次，并陈述其理由．
（2）请计算从长沙到北京火车运行的平均速度．
（3）如图所示为提速后某“动车组”火车，当它以速度144km/h匀速直线运动一段距离时，火车的功率为7200kw，请计算火车的平均牵引力．

（1）由列车时刻表知应选择Z18车次，可睡一晚，不会耽误会议时间．
（2）由时刻表知：长沙到北京的路程s=1587km，运行时间t=13h11min；
火车的平均速度

.

v

=

s

t

=

1587km

13h+ 11 60 h

≈120.4km/h．
（3）v=144km/h=40m/s，火车的牵引力F=

P

v

=

7.2×106W

40m/s

=1.8×10⁵N．
答：（1）应选择Z18车次，可睡一晚，不会耽误会议时间．
（2）长沙到北京火车运行的平均速度是120.4km/h
（3）火车的平均牵引力是1.8×10⁵N．

中学科技（四）：

某中学科技创新兴趣小组制作出如图甲所示的水火箭．实验器材有：饮料瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等．水火箭构造如图乙所示，原理如下：在瓶中装适量的水，塞好瓶塞后放在发射架上．用气筒向瓶内打气，瓶内上方气体压强达到一定程度，

高压气体将水和橡皮塞从瓶口中压出，水的反冲作用把瓶推向高空．
（1）水火箭升空原理可利用我们学过的______知识来解释．从能量转化角度来看，水火箭的动能是由高压气体的______能转化来的．
（2）实验后小明提出了问题：水火箭上升的高度与什么因素有关呢？
猜想a：瓶塞插入深度不同；猜想b：可能与瓶中水的体积有关；猜想c：可能与瓶子形状有关；
你认为影响因素除上述三点外还与______有关（写出一条）．
（3）选用同一可乐瓶，瓶中水量为300ml，实验发现，瓶塞插入深度不同，用气筒充气次数就不同（设每一次充入气量相同），目测记录实验数据如表．

瓶塞塞入深度	浅	深	更深
高度（m）	3	6	12

可验证水火箭上升高度与______有关的猜想是正确的．

（1）高压气体给水和橡皮塞一向下的力，力的作用是相互的，橡皮塞给瓶向上的力使瓶升空；
在此过程中，将高压气体的内能转化为塞子的机械能；
（2）根据水火箭升空的原理，用气筒向瓶内打气，瓶内上方气体压强达到一定程度，
高压气体将水和橡皮塞从瓶口中压出，水的反冲作用把瓶推向高空．
可猜想水火箭上升高度会与塞子与瓶口的摩擦力大小有关；
（3）从表中数据可知，瓶塞塞入深度越深，水火箭上升高度越高，
由此可验证水火箭上升高度与塞子的插入深度有关的猜想是正确的．
故答案为：（1）力的作用是相互的，内能；
（2）塞子与瓶口的摩擦力大小；
（3）塞子的插入深度．

中学科技（五）：

某中学科技创新兴趣小组制作出如图甲所示的水火箭。实验器材有：饮料瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮搴、水等。水火箭构造如图乙所示，原理如下：在瓶中装适量的水，塞好瓶塞后放在发射架上用气筒向瓶内打气，瓶内上方气体压强达到一定程度，高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出，水的反冲作用把瓶推向高空。 （1）水火箭升空原理可利用我们所学过的__________知识来解释。从能量转化角度来看，水火箭的动能是由高压气体的_______能转化来的。 （2）实验后小明提出了问题：水火箭上升高度与什么因素有关呢？ 猜想a：瓶塞插入深度不同；猜想b：可能与瓶中水的体积有关；猜想c：可能与瓶子的形状有关； 你认为影响因素除上述三点外可能还与______________有关。（写出一条） （3）选用同一可乐瓶，瓶中水量为300 mL，实验发现，瓶塞插入深度不同，用气筒充气次数就不同（设每一次充入气量相同），目测记录实验数据如下表。 可验证水火箭上升高度与____________有关的猜想是正确的。

（1）物体间力的作用是相互的；内 （2）瓶中气体的压强（或瓶子质量、风速大小、空气阻力、瓶子的容积等） （3）瓶塞插入深度（或瓶内气体压强、或猜想a）

中学科技（六）：

某中学科技小组制作了一台电动小车,由两节干电池提供电流给电动机带动小车前进.若小车在平直的水泥路面上从静止开始加速行驶,经过时间t前进距离s,且速度达到最大值Vm,设这一过程中电动车的功率恒为P,小车受阻力恒为F,那么
A.\x05这段时间内小车做匀加速运动
B.\x05这段时间内电动机所做的功为Pt
C.\x05这段时间内电动机所做的功为1/2MVm*2
D.\x05这段时间内电动机所做的功为FS+1/2 MVm*2【中学科技】

设阻力为f,牵引力为F,加速度为a
P=W/t所以W=Pt,B对
P=W/t=(F-f)s/t,因为v=s/t,所以P=(F-f)v,因为在达到Vm之前,v增大,所以F-f减小,因为F=ma,所以a减小,所以做加速度减小的变加速运动,A错
W电动机-Wf=1/2 MVm*2,所以W电动机=1/2 MVm*2+Wf,C错
因为Wf=fs,所以W电动机=fs+1/2 MVm*2,D对

中学科技（七）：

（2013•海淀区一模）图甲是某中学科技小组设计的打捞水池中物体出水面的装置示意图．BOE为一轻质杆，在其两端分别固定着以OB和OE为半径的两段圆弧形的凹槽ABC和DEF，支点O为这两段圆弧形凹槽对应的圆心．轻质绳G和H分别固定在圆弧形凹槽ABC的A点和DEF的D点，杆BOE旋转时细绳总能在凹槽中，绳G和H拉力的力臂始终保持不变．固定在水平地面上的电动机M可以通过拉动绳子H带动杠杆和滑轮组将水池中物体捞出水面．电动机M的质量m为52.5kg．电动机M用力拉动绳子H使柱形物体K始终以速度v匀速上升．物体K浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为η₁，电动机M对地面的压强为P₁；物体K全部露出水面匀速竖直上升的过程中，滑轮组的机械效率为η₂，电动机M对地面的压强为P₂；电动机M对地面的压强随时间变化的图象如图乙所示．已知物体K的底面积S=0.1m²，高h=0.2m，OB：OE=3：4，η₁：η₂=27：28．细绳和杠杆的质量、滑轮及杠杆与轴的摩擦、细绳和凹槽的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，K出水前后水面高度的变化忽略不计，g取10N/kg．求：
（1）物体K完全浸没时受到的浮力；
（2）动滑轮的质量；
（3）若用该装置以同样速度打捞质量为120kg的物体K′，求K′全部露出水面后，电动机M拉动绳H的功率．

（1）物体排开水的体积V_排=V=Sh=0.1m²×0.2m=0.02m³，
物体K完全浸没时受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N；
（2）物体K浸没在水中匀速上升时，以物体K和动滑轮的整体为研究对象，受力分析图如答图甲所示；电动机M的受力分析图如答图乙所示；杠杆两端的受力分析图如答图丙所示．
由图甲得：F_浮+3F₁=G_k+G_动，
由图乙得：N₁+T₁=p₁S+T₁=mg，
由图丙得：F₁′×OB=T₁′×OE，F₁=F₁′，T₁=T₁′，
物体K全部露出水面匀速上升时，以物体K和动滑轮的整体为研究对象，受力分析图如答图1甲所示；电动机M的受力分析图如答图1乙所示；杠杆两端的受力分析图如答图1丙所示．

由图1甲得：3F₂=G_k+G_动，
由图1乙得：N₂+T₂=p₂S+T₂=mg，
由图1丙得：F₂×OB=T₂×OE，F₂=F₂′，T₂=T₂′，
分析题目中图乙可知，在0-5s的时间里，p₁=2.1×10⁴Pa；在15-20s的时间里p₂=1.8×10⁴Pa．
p₁：p₂=2.1×10⁴Pa：1.8×10⁴Pa=7：6=N1：N₂=（mg-T₁）：（mg-T₂）=（mg-

3F1

4

）：（mg-

3F2

4

）=（525N-

Gk+G动−F浮

4

）：（525N-

Gk+G动

4

），
又η₁：η₂=27：28=

Gk−F浮

Gk+G动−F浮

：

Gk

Gk+G动

=

GK−200N

Gk+G动−200N

：

Gk

Gk+G动

，
解得：动滑轮重G_动=100N，
所以动滑轮的质量m=

G动

g

=

100N

10N/kg

=10kg；
（3）分析题目中图乙可知，在5-15s的时间里，物体K从上表面开始接触水面到下表面离开水面．由于K出水前后水面高度的变化忽略不计：
物体上升速度v_k=

h

t

=

0.2m

10s

=0.02m/s，v_k=v_k′，
K’全部露出水面后，电动机M的拉力：
T=

F×OB

OE

=

OB

OE

×

G ′k +G动

3

=

3

4

×

1200N+100N

3

=325N，
v_绳G=3v_k′=3×0.02m/s=0.06m/s，
由几何关系，v_绳H=

OE

OB

×v_绳G=

4

3

×0.06m/s=0.08m/s，
∴电动机M拉动绳H的功率P_M=Tv_绳H=325N×0.08m/s=26W．
答：（1）物体K完全浸没时受到的浮力为200N；
（2）动滑轮的质量为10kg；
（3）K′全部露出水面后，电动机M拉动绳H的功率为26W．

中学科技（八）：

育才中学科技小组的同学想动手设计一个“浮力秤”，用来称量物体的质量．为此他们想出了许多办法．如：找两个底面积不同的圆柱形玻璃容器，在大容器中装入水，再将小容器漂浮在水中，如图a所示，根据小容器浸入水中的深度，刻出“浮力秤”的刻度．

（1）甲同学测得小玻璃容器的底面积是250cm²，质量是0.25kg，大玻璃容器的底面积是300cm²，它们的高度分别是25cm和21cm，小容器的高度已在器壁上标出，如图b所示．两容器器壁厚度可忽略不计，请在图b的小玻璃容器上标清楚“浮力秤”的零刻度位置．称量物体质量时，此“浮力秤”最大测量值是______g，欲使“浮力秤”达到最大测量值时，大玻璃容器中水的质量至少是______g．
（2）乙同学说：只要有一只质量已知的砝码，就可以在小玻璃容器上刻出“浮力秤”的刻度．具体做法是：______
（3）丙同学认为，在大玻璃容器的外表面同样可以标注“浮力秤”的刻度值．这与在小玻璃容器上标注刻度值相比较，哪种方法更好？为什么？______．【中学科技】

（1）空小容器在大容器中漂浮时，水面对应的位置就是零刻度位置，有：G_小=F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gS_小h，
所以h=

G小

ρ水gS小

=

m小

ρ水S小

=

0.25kg

1×103kg/m3×250×10−4m2

=0.01m=1cm，
即零刻度位置应在距小容器底端1cm处，如图所示．
由于大、小玻璃容器的高度分别为21cm、25cm，所以小玻璃容器陷在大玻璃容器的最大深度只能为21cm，
由物体漂浮得大容器中水的重力最大为：G_总=G_排=F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gS_小h_大=1.0×10³kg/m³×10N/kg×250×10^-4m²×21×10^-2m=52.5N，
所以 m_总=

G总

g

=

52.5N

10N/kg

=5.25kg=5250g，所以最大测量值m_最大=m_总-m_小=5.25kg-0.25kg=5kg=5000g．
大玻璃容器内装满水的质量m′=ρV_大=1g/cm³×300cm²×21cm=6300g，
达到最大测量值时，大玻璃容器中的水的质量m″=m′-m_总=6300g-5250g=1050g．
（2）①把空小玻璃容器漂浮在水面上，在水面与小玻璃容器外壁交界处标“0”刻度； ②把砝码放入小玻璃容器中，在水面与小玻璃容器外壁交界处刻上与砝码质量相对应的刻度值；③按比例标出其余对应的刻度值．
（3）在小玻璃容器的外壁标注刻度值更好，因为小玻璃容器上的零刻度线是固定不变的，而大玻璃容器上的零刻度线与所装水量的多少有关．
故答案是：（1）如图所示；5000；1050．
（2）①把空小玻璃容器漂浮在水面上，在水面与小玻璃容器外壁交界处标“0”刻度； ②把砝码放入小玻璃容器中，在水面与小玻璃容器外壁交界处刻上与砝码质量相对应的刻度值；③按比例标出其余对应的刻度值．
（3）在小玻璃容器的外壁标注刻度值更好，因为小玻璃容器上的零刻度线是固定不变的，而大玻璃容器上的零刻度线与所装水量的多少有关．

中学科技（九）：

某中学科技楼窗户设计如图1所示，如果每个符号（窗户形状）代表一个阿拉伯数码，每横行三个符号自左至右看成一个三位数，若已知这四层的窗户对应四个三位数，它们是837，571，206，439，则按照图1中所示的规律写出1992应是图2中的______．

由图案和提供的数据可知：837，439第2位都是3，所以只有第2行和第4行是这两个数，
第2行和第4行的末尾数字图形是7或者9，而571是其中一个数，第1行和第3行只有第一行的第2个图形是前面的那个7或9，所以第1行的数字是571，第2行是439，第3行是206，第4行是837，．
则2009应是图2中的D，
故选：D．

中学科技（十）：

某中学科技小组的同学们在老师的指导下，制作了一个多挡位电烤炉模型，其电路图如图所示，R₁上标有“12V  9W”字样，R₂的电阻为8Ω．为了研究接入电路的电阻对电烤炉发热的影响，他们将电表接入电路中（电源电压不变，电阻不随温度改变）．问：
（1）R₁的电阻多大？
（2）当只闭合开关S₁时，电压表的示数为4V，电流表的示数为0.5A，R₃的电阻及电源电压为多大？
（3）当只闭合开关S₂时，电路消耗的总功率为多少？
（4）当闭合______开关时，该电烤炉在相同时间内的发热功率最大．

（1）由P=

U2

R

得：R₁的电阻为；R₁=

U额2

P额

=

(12V)2

9W

=16Ω；
（2）只闭合开关S₁，R₁与R₃串联，
由欧姆定律得：R₃=

U3

I

=

4V

0.5A

=8Ω，
根据串联电路的总阻值的各电阻之和可知：
总阻值R=R₁+R₃=16Ω+8Ω=24Ω，
由欧姆定律得：U=IR=0.5A×24Ω=12V；
（3）只闭合开关S₂时，R₂与R₃串联，
根据串联电路的总阻值的各电阻之和可知：总阻值R′=R₂+R₃=8Ω+8Ω=16Ω，
消耗的总功率P_总=

U2

R′

=

(12V)2

16Ω

=9W；
（4）当三个开关全闭合时，R₃被短路，R₁与R₂并联，此时总电阻最小，根据P=

U2

R

可知电烤炉的发热功率最大．
答：（1）R₁的阻值为16Ω；
（2）R₃的阻值为8Ω，电源电压为12V；
（3）电路中消耗的总功率为9W；
（4）S₁、S₂与S₃．

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