(尖子生专用)2020中考物理挑战压轴题专题10科学探究(含解析)

压轴题10 科学探究

1．阅读短文，回答文后的问题。

涡轮喷气发动机

如图所示，为某轴流式涡喷发动机，其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作，工作时，空气首先进入发动机的进气道，当飞机飞行时，可以看作气流以飞行速度流向发动机，由于飞机飞行的速度是变化的，而进入压气机气流速度有一定限制，因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度，使进入进气道的气体全部通过可调管道，空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，一边带动压气机正常工作，一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。

一架搭载某涡轮喷气发动机的飞机，其部分参数如下表，其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比。

（1）工作中，涡轮喷气发动机常用循环流动的水进行冷却，这是因为水的______大。

（2）关于涡轮喷气发动机，下列说法中正确的是（__________）

A．进气道中吸入的是空气和燃气的混合气体

B．燃烧室中，机械能转化为内能

C．燃料耗尽后还可以利用压气机压缩气体推动涡轮转动

D．尾喷管中喷出的高速气流对飞机做功

（3）设可调管道的通风口面积为S1，当飞机加速飞行时，应使通风口面积S1_______ （填“变大”“不变”或“变小”）。

（4）已知上述飞机所受空气阻力f与飞行速度v的平方成正比，比例系数为k，当飞机

以cm v 的水平速度匀速巡航t 秒，若涡轮喷气发动机的功效Q 是指发动机提供给飞机的推力与发动机机械功率的比值，则其功效的字母表达式为Q =______N/W （用提供的字母表达）。

【答案】比热容；D ；变大；

2v η

【解析】

【详解】

(1)[1]发动机用循环水进行冷却是因为水的比热容较大；

(2)[2]A ．由文中信息可知，进气道吸入的是空气，故A 错误；

B ．燃料燃烧是化学能转化为内能，故B 错误；

C ．燃料耗尽后，不会产生高温高压气流，无法推动涡轮，故C 错误；

D ．尾喷管中喷出的高速气流推进飞机前进，对飞机做功，故D 正确。

故选D ；

(3)[3]由于进人压气机气流速度有一定限制，而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度，使进入进气道的气体全部通过可调管道，当飞机加速飞行时，需要更多的空气流进燃烧室，即应该使通风口面积S 1变大；

(4)[4]飞机所受空气阻力f 与飞行速度v 的平方成正比，比例系数为k ，所以推力： 2F v f k ==；

飞机获得的推进功：

23W Fs Fvt kv vt kv t ====；

而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比，所以获得的机械能：

322W kv t W ηη=

=机；

机械能的功率： 33

22

W kv t kv p t t ηη===机

机； 发动机的功效是指发动机提供给飞机的推力与发动机机械功率的比值，所以其功效为：

2232

F kv Q kv P v ηη===机。

【点睛】

本题的第(4)问中考新名词功效的推导计算，在答此问时首先要结合题文信息理解功效的含义，先依据飞行速度表示出匀速飞行时所受的阻力（即推力），再依据功的公式表示出单位时间内所做的功，接着利用推进效率表示出机械能大小，算出机械功率，最后利用功效等于推力与机械功率的比值求出功效，该过程需要对各个物理量所需要公式的熟练

掌握。

2．为救治病人，急需将一种药品送到偏远的山村，这种药品要求在0℃以下存放，常用保温瓶不能满足需要。同学们经过讨论，为保障药品在0℃以下存放，设计了如图所示的冷藏盒。

(1)其中药品应放置于________（A/B ）处，另一处空间放置低温物质。

(2)关于保温盒填充材料，你选择________（铝合金/发泡塑料/砂石）。

(3)关于放置在保温瓶内的低温物质的选择，小明认为只要放普通冰块即可，小华却认为应该放置由盐水凝固而成的冰块（简称“盐冰”）。你支持________的选择。

【答案】B 发泡塑料小华

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]当空气温度越低时，密度增大下沉，所以为使药品处于低温环境，应放在B 位置，而在其上面放置低温物质。

(2)[2]保温盒内外存在较大的温差，所以会发生热传递，所以保温盒填充材料的导热性能越差，效果越好，三种材料中发泡塑料的导热最差，所以保温效果最好。

(3)[3]药品要求在0℃以下存放，而普通冰块的熔点是0

℃，不符合要求，而盐冰的熔点

低于0℃，所以熔化时会吸收大量的热量，使盒内的温度保持在其熔点而不会升高，所以小华的选择正确。

3．阅读以下材料完成题

双光温测智能识别系统

在企业复工复产和人口聚集的地方，体温监测是疫情防控的第一大关口，双光温测智能识别系统，大幅度地提高了测温效率，为疫情防控工作提供了有力保障。

双光温测智能识别系统相较于传统人工问询、查验、登记、测温的防疫工作流程，大大提高效率和准确度，减少了人工操作环节，有效减少因近距离接触导致的交叉感染风险。

使用双光温测智能识别系统，保证每个通过的人额头上都显示温度，体温正常者和. 异常者在大屏幕上清晰可见，如图所示。而双光温测智能识别系统. 中测量温度的原理主要是红外测温。60年代找国研制成功第一台红外测温仪，国产红外热像仪在昆明研制成功，实现了国产化。

光学系统汇集其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件以及位置决定。红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。除此之外，还应考虑目标和测温仪所在的环境条件，如温度、气氛、污染和干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。

一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1。应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为