文档内容
2023 年广东省初中学业水平考试
物理
本试卷共8页，23小题，满分100分。考试用时80分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号
填写在答题卡上。用2B铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位
号，将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”
2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；
如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相
应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本大题共7小题，每小题3分，共21分。在每小题给出的四个选项中，只有一
项是符合题目要求的。
1. 荔枝是一种岭南佳果，小明拿起一个荔枝，如题图所示，它的尺寸l大小约为（ ）
A. 0.1cm B. 3cm C. 0.3m D. 1m
【答案】B
【解析】
【详解】由生活常识可知，一般荔枝的直径约为3~5cm，即它的尺寸l大小约为3cm~5cm，故ACD不符合
题意；B符合题意。
故选B。
2. 端午节期间，小明在家里煮粽子，粽香四溢说明（ ）
A. 分子在不停地做无规则运动 B. 分子间存在引力
C. 分子间存在斥力 D. 分子可以再分
【答案】A
【解析】【详解】端午节期间，小明在家里煮粽子，粽香四溢是因为粽子的分子在不停地做无规格运动，运动到空
气中，属于扩散现象，故BCD不符合题意；A符合题意。
故选A。
3. 小明买了一个方便移动的储物箱，如题图所示。储物箱安装轮子的目的是（ ）
A. 增大摩擦 B. 减小摩擦 C. 增大压强 D. 减小压强
【答案】B
【解析】
【详解】储物箱安装滚轮是将滑动摩擦力转换为滚动摩擦力以减小摩擦力。
故选B。
4. 如题图所示，在阳光照射下，广东省南澳岛北回归线标志塔在地面上形成影子，影子形成的原因是（
）
A. 光沿直线传播 B. 光的反射 C. 光的折射 D. 光的色散
【答案】A
【解析】
【详解】阳光下广东省南澳岛北回归线标志塔的影子形成的原因是光在同种均匀介质中沿直线传播的，故
BCD不符合题意；A符合题意。
故选A。
5. 如图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意图，该冲程为（ ）.
A 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【答案】A
【解析】
【详解】观察图可知，进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物
从进气门吸入气缸，是吸气冲程。
故选A。
6. 如题图所示，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发
生偏转的操作是（ ）
A. 线圈不动，磁铁快速向上 B. 线圈不动，磁铁快速向下
C. 磁铁不动，线圈快速向上 D. 线圈和磁铁同时同速向上
【答案】D
【解析】
【详解】A．线圈不动，磁铁快速向上，闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发
生偏转，故A不符合题意；
B．线圈不动，磁铁快速向下，闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，
故B不符合题意；
C．磁铁不动，线圈快速向上，闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，
故C不符合题意；
D．线圈和磁铁同时同速向上，线圈和磁铁保持相对静止，闭合回路的磁通量不会发生变化，不会产生感
应电流，电流计指针不会发生偏转，故D符合题意。故选D。
7. 如题图所示，公交车上的乘客都拉好了扶手，当车的运动状态突然发生改变时，乘客都向东倾，产生此
现象的原因可能是（ ）
A. 车由静止突然向东起动 B. 车匀速前行时突然加速
C. 车匀速前行时突然减速 D. 匀速倒车时突然减速题
【答案】C
【解析】
【详解】A．公交车由静止突然向东启动，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东运动，而上半身由于
惯性还保持原来的静止状态，此时乘客会都会向西倾斜，故A不符合题意；
B．车匀速前行时突然加速，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东运动，而上半身由于惯性还保持原
来的匀速运动，此时乘客会都会向西倾斜，故B不符合题意；
C．车匀速前行时突然减速，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向西减速运动，而上半身由于惯性还保
持原来的速度运动，此时乘客会都会向东倾斜，故C符合题意；
D．匀速倒车时突然减速题，乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东减速运动，而上半身由于惯性还保
持原来的倒车速度运动，此时乘客会都会向西倾斜，故D不符合题意。
故选C。
二、填空题：本大题共7小题，每空1分，共21分。
8. 题图是氢的原子模型示意图，原子核是___________，核外电子是___________，其中带负电的是
___________。（均选填“A”或“B”）
【答案】 ①. B ②. A ③. A
【解析】
【详解】[1][2][3]原子是由原子核和核外电子组成，核外电子绕着原子核运动，原子核是由质子和中子组
成的，其中质子带正电，中子不带电，电子带负电。的
9. 用古琴弹奏名曲《高山流水》时，琴声是由琴弦 ___________产生，经___________传播到聆听者耳中，
演奏者不断拨动同一根琴弦，使其振幅越来越大，琴弦发出声音的响度变___________。
【答案】 ①. 振动 ②. 空气 ③. 大
【解析】
【详解】[1][2]当演奏者用古琴弹奏名曲时，琴弦由于拨动而振动，发出声音，在通过空气传播到聆听者耳
中。
[3]声音的响度和发声体的振动幅度有关，振幅越大，响度越大；演奏者不断拨动同一根琴弦，使其振幅越
来越大，琴弦发出声音的响度变大。
10. 如题图所示，用两个吸盘模拟马德堡半球实验；将两个吸盘对接，用力挤压出空气后难以将其分开，
说明吸盘内部气体压强___________（选填“大于”“等于”或“小于”）大气压强；若在吸盘上截一个
小孔，吸盘内部气体压强会变___________；若在海拔更高的地方做同样的实验，将其分开所需的力更小，
说明海拔越高，大气压强越___________。
【答案】 ①. 小于 ②. 大 ③. 小
【解析】
【详解】[1]将两个吸盘对接，用力挤压出空气后，内部属于真空状态，大气压强变小，内外形成压强差，
内部气体压强小于外界大气压强，使其难以分开。
[2]若在吸盘上截一个小孔，空气进入吸盘内部，吸盘内部气体压强就会变大。
[3]若在海拔更高的地方做同样的实验，将其分开所需的力更小，说明内外气体压强差变小了，内部气体压
强保持不变，则外部大气压强变小了，即海拔越高，大气压强越小。
11. 火箭搭载飞船升空过程中：火箭向下喷出气体而向上运动，说明力的作用是___________的，火箭外壳
与空气摩擦会发热，这是通过做功的方式改变外壳内能；宇航员座椅的质量___________（选填“变大”
“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 相互 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]火箭向下喷出气体，火箭向上运动，是因为气体也给火箭一个向上的力，说明力的作用是相互
的。
[2]质量与所含物质的多少有关，与物体的温度高低无关，则宇航员座椅的质量不变。
12. 题图是飞船与空间站完成对接时的情景，以空间站为参照物，飞船是___________的；空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自于太阳内部的核___________变；空间站的图像信号是通过___________波
传回地面的。
【答案】 ①. 静止 ②. 聚 ③. 电磁
【解析】
【详解】[1]飞船与空间站完成对接时，以空间站为参照物，飞船与空间站的距离没有发生变化，此时飞船
是静止的。
[2]空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部氢原子在超高温下发生聚变而放出的能量。
[3]由于太空中没有空气，声音无法传播，所以宇航员进入空间站后是利用电磁波将空间站的图像信号传回
地面的。
13. 如题图所示，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，静止时，小磁针___________极指南；当导线与电池触
接时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在___________；断开电路，小磁针___________（选填
“会”或“不会”）回到原来位置。
【答案】 ①. S ②. 磁场 ③. 会
【解析】
【详解】[1]地球本身是个磁体，地球周围存在磁场，地磁北极在地理南极附近，根据异名磁极相互吸引的
特性，静止时，在地磁场的作用下，小磁针的南极指向地磁北极，即地理南极。
[2]当导线与电池接触时，形成闭合回路，导线中有电流通过，此时，小磁针发生偏转，即小磁针受到磁场
力的作用，说明通电导线周围存在磁场。
的
[3]断开电路，电路中没有电流通过，小磁针在地磁场 作用下会回到原来的位置。
14. 如题图所示，标有“2.5V 0.3A”的灯泡L 和标有“6V 0.15A”的灯泡L 连接成___________联电路，
1 2
电源电压可调节；闭合开关S，使电源电压从0V逐渐增加，先正常发光的灯泡是___________，此时通过
另一灯泡的电流是___________A。【答案】 ①. 串 ②. L ③. 0.15
2
【解析】
【详解】[1]由图可知，开关闭合后，整个电路只有一条闭合回路，灯泡L 和灯泡L 串联。
1 2
[2][3]通过小灯泡的电流达到额定电流时，小灯泡正常发光，由图可知，两灯泡串联，根据串联电路中电流
处处相等的规律可知，灯泡L 的额定电流小于灯泡L 的额定电流，故先正常发光的是灯泡L；且此时通
2 1 2
过另一灯泡的电流也是灯泡L 的额定电流，即0.15A。
2
三、作图题：本题7分。
15. 如题图所示，书静止放在水平桌面上，请在O点画出书受到的重力G和支持力F的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】静止在水平桌面上物体受到重力和支持力的共同作用，保持静止状态，重力从重心竖直向下画，
标出符号G，支持力从重心竖直向上画，标出符号F，注意两个力大小相等，所画线段的长度要相等，如
图所示16. 如题图所示，点光源S发出的一束光射向平面镜O点，请画出反射光线（保留作图痕迹）。
【答案】
【解析】
【详解】过O点垂直于镜面作出法线，然后根据反射角等于入射角，在法线的右侧画出反射光线，如图所
示：
17. 如图所示，用笔画线代替导线将电灯和开关接到电路中。
【答案】
【解析】
【详解】开关控制灯泡时和灯泡是串联的，为了保证用电安全，开关应接到火线上，灯泡的另一端接在零
线上。这样在更换灯泡时更安全。如图所示：
四、实验题：本大题共3小题，第16小题7分，第17小题6分，第18小题7分，共20分。
18. 如题图所示，橡皮擦的长度为___________cm。【答案】3.45
【解析】
【详解】刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即刻度尺的分度值为1mm，即
0.1cm；物体左侧与零刻线对齐，右侧估读为3.45cm，所以物体的长度
L=3.45cm
19. 如题图所示，电压表的读数为___________V；滑动变阻器以图所示方式接入电路，当滑片向左滑动时，
滑动变阻器连入电路的电阻___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 2.3 ②. 变小
【解析】
【详解】[1]由图可知，电压表量程为0~3V，分度值为0.1V，此时电压表的示数为2.3V。
[2]由滑动变阻器的连接方式可知，当滑片向左滑动时，接入电路中的电阻丝变短，则滑动变阻器连入电路
的电阻阻值变小。
20. 杠杆在如题图所示位置静止，此时杠杆___________（选填“是”或“不是”）处于平衡状态，调节杠
杆两端的螺母使杠杆保持水平并静止，此操作可方便测量力臂，原因是此时___________。
【答案】 ①. 是 ②. 杠杆的重心通过支点，消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响，且此时支点到力
的作用线的距离等于力臂长度
【解析】
【详解】[1]杠杆在如图所示位置静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡。
[2]调节杠杆两端的螺母使杠杆保持水平并静止时，杠杆的重心通过支点，消除了杠杆自重对杠杆平衡的影
响，且此时支点到力的作用线的距离等于力臂长度。
21. 如题图所示，小明在某次观察晶体升华现象时，用酒精灯加热装有某晶体颗粒的锥形瓶，发现锥形瓶
内出现有色气体玻璃板瓶内底部还出现少量液体。气体形成的过程需要___________（选填“吸热”或“放热”）；该晶体熔化的原因是___________。
【答案】 ①. 吸热 ②. 晶体的升华点和熔点很接近
【解析】
【详解】[1]由于用酒精灯加热晶体颗粒，说明气体形成的过程需要吸热。
[2]玻璃板瓶内底部还出现少量液体，该晶体熔化的原因是洒精灯火焰的温度高于晶体的熔点。
22. 小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究，选用题表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器
材后如题图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像；
凸透镜编
焦距/cm 直径/cm
号
① 5 3.5
② 5 4.5
③ 10 4.5
④ 15 4.5
（1）光屏上的像是实像还是虚像？___________；
（2）一段时间后，小明发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向___________调节可以使烛焰的像移到光
屏中央；
（3）小明选的凸透镜焦距为___________cm；
（4）小明将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如题图所示，
则小明看到的像应是___________（选填字母）；（5）小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关；若要验证其猜想，则可在题表中选取编号
为___________两个凸透镜进行实验验证。
【答案】 ①. 实像 ②. 上 ③. 10 ④. C ⑤. ①、②
【解析】
【详解】（1）[1]如图甲所示，物距小于像距，此时烛焰在光屏上成放大的像，为投影仪的成像原理，成
倒立、放大的实像。
（2）[2]一段时间后，蜡烛越烧越短，此时烛焰的像在光屏上方呈现，为了使烛焰的像移到光屏中央可以
将蜡烛上移，使得烛焰，透镜的光心和光屏中央在同一水平直线上。
的
（3）[3]由甲图可知，此时物距小于像距，为投影仪 成像原理，此时物距为15.0cm，在一倍到两倍焦距
之间，像距为30.0cm，像距在两倍焦距之外，根据表格可知，小明选的凸透镜焦距为10cm。
（4）[4]将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，此时物距大于
像距，为照相机的成像原理，成倒立、缩小的实像，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
（5）[5]若要验证凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关，则需要控制凸透镜的焦距相等，故可在
题表中选取编号为①、②两个凸透镜进行实验验证。
23. 在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中；
（1）观察弹簧测力计的零刻度线、___________和分度值；调零时，弹簧测力计应在___________（选填“竖直”或“水平”）方向上调零；
（2）如题图甲所示，在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块（可塑），测出重力，将它缓慢浸
入水中，记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h，请根据实验数据，在图乙
中画出物块所受浮力F 随h变化的图像；___________
浮
（3）分析图像可知：浸没前，h增加，F ___________；浸没后，h增加，F ___________；（均选填
浮 浮
“变大”“变小”或“不变”）
（4）若把此物块捏成高为6cm的圆锥体，重复上述实验。两次实验所得的F 随h变化的图像
浮
___________（选填“相同”或“不同”）；
（5）若继续探究浮力的大小与液体密度的关系，还需添加一种材料：___________。
【答案】 ①. 量程 ②. 竖直 ③. 见详解 ④. 变大 ⑤. 不变 ⑥. 不相同 ⑦. 酒精
【解析】
【详解】（1）[1][2]使用弹簧测力计前，应该先观察弹簧测力计的零刻度线、量程和分度值；调零时，应
该在竖直方向下拉动弹簧测力计，防止卡壳。
（2）[3]由甲图可得，物块重力G=1.0N，当物块慢慢浸入水中时，在竖直方向上只受竖直向上的拉力，浮
力和竖直向下的重力作用，即
当浸入水中深度为2cm时，此时弹簧测力计的示数为0.8N，则浮力为
同理，当深度为4cm和6cm时，浮力分别为0.4N和0.6N；当物块完全浸入水中后，根据
随着浸入水中的深度增加，排开水的体积保持不变，所以浮力大小保持不变，如图所示
（3）[4]分析图像可知，物块浸没前，根据
深度h增加，物块排开水的体积增加，浮力变大。[5]物块浸没后，根据
深度h增加，物块排开水的体积等于物块的体积，此时排开水的体积保持不变，浮力大小不变。
的
（4）[6]若把此物块捏成高为6cm 圆锥体，物块的高度和体积不变，但物块在浸入水中的过程中，排开
水的体积增加的速率变小，最后浸没水中时浮力依然会保持不变，故两次实验所得的F 随h变化的图像
浮
会不相同。
（5）[7]若继续探究浮力的大小与液体密度的关系，只需要增加密度不等于水的液体，重复上述实验，形
成对比数据。
五、计算题：本大题共2小题，第19小题7分，第20小题6分，共13分。
24. C919是我国自主研发的一种大型客机，已完成商业首航。假设某架飞机总质量为 ，静止在水
平跑道上时，其轮胎与地面接触的总面积约为1m2，g取10N/kg。求该飞机：
（1）受到的重力；
（2）静止时对水平跑道的压强；
（3）以800km/h匀速直线飞行18min所通过的距离。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】
【详解】解：（1）根据 可知，飞机受到的重力为
（2）客机静止时，对地面的压力大小等于客机的重力，则静止时对水平跑道的压强为
（3）由于飞机的速度为800km/h，根据 可得，飞行18min所通过的距离为
答：（1）受到的重力为 ；（2）静止时对水平跑道的压强为 ；
（3）以800km/h匀速直线飞行18min所通过的距离为 。
25. 题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔
化；加热电路简化后如图所示，电源电压恒为6V，R 和R 为发热电阻丝，只闭合S 时低温挡工作，S、S
1 2 1 1 2
都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R=4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求
1
（1）低温档工作时，通过R 的电流；
1
（2）低温挡的功率；
（3）R 的电阻值。
2
【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）12Ω
【解析】
【详解】解：（1）由题意可知，电源电压恒为6V，只闭合S 时，电路中只有R 一个用电器，则R 两端
1 1 1
电压为6V，R=4Ω，根据欧姆定律可得
1
（2）只闭合S 时低温挡工作，电压为6V，则低温档的电功率为
1
（3）S、S 都闭合时高温挡工作，R 和R 并联，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，即
1 2 1 2
则高温档的功率为
电路并联，总功率等于各支路功率之和，即则R 的电功率为
2
根据
可得，R 的电阻值为
2
答：（1）低温挡工作时，通过R 的电流为1.5A；
1
（2）低温挡的功率为9W；
（3）R 的电阻值为12Ω。
2
六、综合能力题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。
26. 明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。题图甲是一种辘轳，由
具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）图甲所示，辅可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照___________（选填“省力”或“费力”）
杠杆来设计的。用辅提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的___________点。
（2）设大轮与小轮的半径比为3:1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速
上升，井绳对水桶做功___________J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在 C 点最小的力应为
___________N。（不计井绳的粗细和自重）
（3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用___________（选填
“①”或“②”）。
【答案】 ①. 省力 ②. B ③. 90 ④. 30 ⑤. ①
【解析】
【详解】（1）[1][2]为方便提水，根据题图可知，它是按照省力杠杆来设计的；由于辅围绕B点进行旋转，
可知B点为其支点。（2）[3][4]由于大轮与小轮的半径比为3∶1，当周长为3m的大轮转动一圈，则小轮也转动一圈，且小轮
转动的距离为1m，由于木桶匀速上升，则井绳对水桶做功
根据图乙所示，大轮与小轮的半径比为3∶1，当动力臂为BC时，作用在C点的力最小，根据杠杆平衡条
件可知，最小的力为
因为 ，可得
（3）[5]为了更省力，开关应选用动力臂较大的，故开关应选用①。
27. 小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用题图的装置进行实验：
在甲、乙两个相同的瓶子中装入等体积的热水，用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶（内层紧贴，外层相对宽
松），用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶，用数显温度计测量瓶中热水的温度，测得有关数据如题表所示。
题表
室温：25.0℃
时间/min 0 20 40 60 80
50.
甲瓶水温/℃ 61.0 56.6 62.5 48.5
9
49.
乙瓶水温/℃ 61.0 55.6 52.3 45.7
0（1）题表中有一个温度值记录错误，该错误的温度值是___________℃。水温会先降到 41.0℃的是
___________瓶。已知瓶中水的体积是 350mL，该瓶中水的温度降至 41.0℃时，其放出的热量是
___________J。[ ， ]
（2）如果把瓶中的热水换成冰块，___________瓶中的冰块熔化较慢。分析实验结果，可猜想“在室内穿
两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是两件薄衣服中间有___________。
（3）请写出一个生活中与你的猜想相符合的例子：___________。
【答案】 ①. 62.5 ②. 乙 ③. ④. 甲 ⑤. 空气 ⑥. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]由于温度是逐渐降低的，不可能比初温还搞，故可知甲瓶62.5℃是错误的。
[2]根据表格温度变化趋势可知，乙瓶中温度下降更快，故乙瓶中水温更快降到41.0℃。
[3]由于瓶中水的体积是350mL，可得水的质量为
根据 可得，放出的热量为
（2）[4]由于甲瓶保温更好，如果把瓶中的热水换成冰块，则甲瓶中的冰块熔化较慢。
[5]可能是两件薄衣服中间有空气，减慢了热量的流失速度。
（3）[6]羽绒服内充满空气更保暖，双层玻璃隔热效果更好。
28. 阅读材料，回答问题
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组主要由叶片、齿
轮箱、发电机等组成，其简化结构如题图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿
轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在的
范围内5m/s≤v≤10m/s，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系
如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）
（1）完成下列风力发电的主要能量转化流程图：①___________，②___________ ；
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会___________（选填“顺时针”或
“逆时针”）转动；
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于___________kg的煤完全燃烧放出的热
量；（q =3.0×107J/kg）
煤
（4）当风速为 13m/s 时，发电机转子 1min 转 400 圈，若发电机输出电能 1kWh，叶片需要转动
___________圈；
（5）若14∶00~15∶00和15∶00~16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3，则14∶00~20∶00的时间段
内风力发电机组的输出电能为___________kW·h。【答案】 ①. 机械能（或动能） ②. 电能 ③. 顺时针 ④. 36 ⑤. 4 ⑥. 1084.3
【解析】
【详解】（1）[1][2]风吹动叶片转动，将风的风能转化为叶片的机械能（或动能），经过齿轮箱增速后，
发电机转子高速旋转，带动发电机工作，将机械能转化为电能。
（2）[3]叶片上平下凸，当风流过叶片时，下表面的风速大，压强小，上表面的风速小，压强大，叶片上
下表面压强差的作用下顺时针转动。
（3）[4]根据图丙可知，当风速为12m/s时，功率为300kW，根据 可得，风力发电机组工作1h输
出的电能为
由Q=mq可得，这些电能相当于完全燃烧煤的质量为
（4）[5]若发电机输出电能1kW·h，当风速为13m/s时，功率为300kW，需要的时间为
由于发电机转子1min转400圈，当发电机输出电能1kW·h，发动机需要转的圈数为80圈，又风力发电机
组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈，则叶片转4圈。
（5）[6]根据丁图可知，15∶00-16∶00 这段时间风速 12~13m/s，由丙图可知，此时间段的功率为
300kW，根据W=Pt可知，此段时间产生的电能为
W′=Pt=300kW×1h=300kW·h
14∶00-15∶00和15∶00-16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3，可知14∶00-15∶00这段时间产生的电
能为
由于14∶00-14∶30这时间段，风速小于3m/s，由丙图可知，输出功率为0，输出电能为0；由于14∶00-
15∶00这段时间产生的电能为100 kW·h，所以14∶30-15∶00这时间段，风速等于10m/s，输出电能为
100 kW·h；16∶00~17∶00这段时间，风速大于12m/s，输出的电能为300 kW·h；17∶00~17∶30这段时间，
风速为10m/s，输出的电能为100 kW·h；17∶30~18∶00这段时间，风速为7m/s，满足5m/s≤v≤10m/s，由
题意可知 P 与 v 的三次方成正比，即 P=kv3，将速度 v=10m/s、v=7m/s 分别带入 Pt= kv3t 可得，
1 2
W=34.3kW·h；18∶00~19∶00这段时间，风速小于3m/s，由丙图可知，输出电能为0；19∶00~19∶30这
2段时间，风速为10m/s，输出的电能为100 kW·h；19∶30~20∶00这段时间，风速大于12m/s，输出的电能
为
所以14∶00-20∶00的时间段内风力发电机组的输出电能为
100 kW·h+300 kW·h+300 kW·h+100 kW·h+34.3 kW·h+100 kW·h+150 kW·h=1084.3 kW·h
