内容正文:
专题六 跨学科实践
类型物理学与日常生活
1.(2023鄂州)电在给人们的生活带来便利的同时,也带来了安全隐患。下图所示的做法中,符合安全用电要求的是 ( )
2.如图1所示,共享单车是节能环保的交通工具。使用者用手机扫描车上的二维码,获取验证后即可使用。关于使用单车的过程,下列说法正确的是 ( )
图1
A.车轮胎上有花纹是为了减小摩擦
B.用手机扫描二维码时,二维码应位于摄像头的二倍焦距以外
C.夜晚,车尾灯被光照射时可起到警示作用,这是利用了光的折射
D.车上的卫星定位装置是通过发射和接收超声波来实现定位的
3.(原创)“酸野”是用广西当地产的木瓜、芒果、萝卜等时令果蔬腌制而成的,属于“泡菜”的一种。水果被切开后,其质量__________(选填“变大”“变小”或“不变”);喜欢吃“酸野”的同学离很远就闻到了“酸野”喷香扑鼻的气味,这说明分子在不停地做______________。
4.在生物学实验课上,学生制作“洋葱鳞片叶内表皮”玻片标本时要用到胶头滴管。胶头滴管把水吸到滴管内,是__________的作用效果;水从滴管中滴下时,水滴所受重力的方向是__________的。切洋葱时同学们感到“辣”眼睛,这是__________现象。
5.(2023葫芦岛)如图2,化学老师检验氢气纯度时,用拇指堵住集满氢气的试管口,靠近火焰,移开拇指点火,会发出尖锐的爆鸣声或很小的声音。根据声音的不同来判断氢气纯度,说明声可以传递__________(选填“信息”或“能量”);其中“很小”是指声音的__________(填声音的特性)小;检验时,老师特别提醒,需将试管口朝下,请你分析这样操作的原因:________________________________________________________________________。(ρ氢气<ρ空气)
图2
6.不良商家为了降低成本,将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根。这类劣质导线存在较大的安全隐患,这是因为相对于长度相等的标准导线,劣质导线的横截面积较小,电阻__________(选填“较大”或“较小”),根据__________定律可知,___________________________________________________
________________________________________________________________________________________。
7.如图3,盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙挑选种子的方法:首先配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入配制好的盐水中,良种因受到的浮力__________重力,会沉入水底;次种因其密度__________(以上两空均选填“大于”“小于”或“等于”)盐水的密度,会上浮至水面。若要选出更优质的种子,则需要往盐水中加入适量的__________(选填“盐”或“水”)。
图3
8.厨房中的物理知识丰富而有趣。小明妈妈做菜时需要蛋黄,于是将鸡蛋磕碗的边缘,蛋壳就裂了,此过程中鸡蛋对碗的力和碗对鸡蛋的力是一对__________(选填“平衡”或“相互作用”)力;接着妈妈挤压矿泉水瓶,排出瓶内部分空气,此时力改变了物体的__________;接下来将瓶口对准蛋黄,随后稍松开手(如图4),此时瓶内气压________(选填“大于”或“小于”)外界大气压,蛋黄自己就“跑进”瓶子了。
图4
类型物理学与工程实践
1.明朝宋应星所著的《天工开物》是一部综合性的科学技术著作。下列四幅图与其对应的说法,不正确的是 ( )
试弓定力 没水采珠船 透火焙干 鸟铳
A.挂上重物后弓发生形变,弓的弹性势能增加
B.采珠人潜入水下越深,所受水的压强越大,浮力也越大
C.“透火焙干”是通过热传递的方法提高温度,加快纸面的水分蒸发
D.鸟铳发射弹丸时的能量转化,与四冲程内燃机做功冲程的能量转化相同
2.古人常用一种叫“风车”的农具去除稻谷里的杂物。稻谷和杂物都从洞口水平飞出,结果稻谷和杂物的落地点不同,如图1所示。下列说法正确的是 ( )
图1
A.稻谷飞出洞口后加速下落,是因为受到了非平衡力
B.稻谷在下落过程中,运动状态保持不变
C.稻谷和杂物的落地点不同,是因为受到的惯性力不同
D.以“风车”为参照物,空中的稻谷是静止的
3.利用直立杆的影子可以辨别方向。北京的小明让杆立于O点,每间隔15分钟记录一次杆顶的影子位置,并画出其运动轨迹,如图2所示。若轨迹上有上午某时刻的A点和下午某时刻的B点,且OA=OB,则A→B指向__________;若C点离O点最近,则O→C指向__________。
图2
4.我国劳动人民很早就在农业、军事等方面使用杠杆和滑轮。
图3
(1)图3-甲是用于稻谷去皮的脚踏碓,图3-乙是其简化图。
①脚踏碓属于__________(选填“省力”或“费力”)杠杆。
②利用脚踏碓捣谷时,劳作者踩踏碓尾,碓头被高高抬起,松脚后,碓头在下落过程中,它的重力势能会__________(选填“变大”“变小”或“不变”);为了省力些,可将脚踩位置适当__________(选填“靠近”或“远离”)O点。
③脚踏碓的脚踩位置有粗糙的花纹,这是为了__________(选填“增大”或“减小”)摩擦。
(2)图3-丙、丁是护城河上安装的吊桥装置,图中滑轮的作用是______________;将吊桥从图丙缓慢拉起到图丁的过程中,人用的力将__________(选填“变大”“变小”或“不变”);若桥身木板总质量为60 kg,与线连接处长5 m,不计绳重及摩擦,桥身在图丁位置时,拉力F的大小是__________N。(g取10 N/kg)
5.使用密度计时,跨学科实验小组的同学们发现密度计刻度不均匀,导致测量时误差较大,因此准备制作一支刻度均匀的密度计。
已知密度的定义式为ρ=__________,我们常用的液体密度计是根据排开液体的__________变化判断密度大小;由此同学们进一步猜想:是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计?经过查阅资料,发现我国古老的质量称量工具——杆秤(如图4-甲),其刻度是均匀的。于是同学们决定模仿杆秤结构,用杯子代替秤钩,自制一个“密度秤”。
图4
(1)杆秤的工作原理是________________________________(用文字表述)。
(2)同学们选择的实验器材有木棒、塑料杯、细线、__________、金属块(代替秤砣)、记号笔、水、多种密度已知的液体。
(3)器材准备完成后,同学们开始制作,请补充下列实验步骤:
①塑料杯中不加液体,提起秤纽,移动秤砣,当秤杆在水平位置平衡时(如图4-乙),将此时秤砣的悬挂点A标记为“__________”刻度;
②塑料杯中加水至a处,提起秤纽,移动秤砣,当秤杆在水平位置平衡时,将此时秤砣的悬挂点B标记为“__________”刻度(单位g/cm3);
③以AB两点之间长度的为标准,在整根秤杆上均匀地标上刻度;
④用多种密度已知的液体对“密度秤”的准确度进行检验,检验过程中,要确保每次塑料杯中所加液体的__________(选填“质量”或“体积”)相同。
(4)如图4-丙所示,在制作过程中,秤杆出现左低右高的现象,要调节秤杆在水平位置平衡,秤砣应往__________(选填“左”或“右”)侧移动。
(5)为了制作出精确度更高的“密度秤”,下列措施可行的是__________。(多选,填字母)
A.把秤纽位置往远离塑料杯一侧移动 B.减小秤砣的质量
C.减少加入塑料杯中的液体体积 D.换用更细的秤杆
6.如图5-甲,龙骨水车是一种古代用于农田灌溉的工具,操作者往复拉动拐木,使大轮旋转带动链条运动,刮水板就沿水槽刮水上升,到水槽上端将水送出,从而灌溉田地。如图5-乙,若某龙骨水车大轮上有8根辐条,即大轮每转动一周可带动8块刮水板完成运水,平均每块刮水板每次能运送0.5 kg的水。 (ρ水=1.0×103 kg/m3)
图5
7.5 kW大流量抽水泵铭牌表
功率
7.5 kW
流量
90 m3/h
电压
380 V
扬程
25 m
口径
4寸
吸程
8 m
(1)现有一块面积为600 m2、水深为1 cm的稻田,农民伯伯需用该龙骨水车给稻田蓄水,若他以20 r/min的速度匀速转动大轮,将水蓄至4 cm深,则需要多长时间?
(2)随着科技发展,现在常用抽水机进行浇灌工作。某抽水机正常工作时的参数如上表所示,若农民伯伯用该抽水机给上述稻田蓄水,则需要多长时间?
类型物理学与社会发展
1.图1为某款新型折叠屏手机,折叠屏的主要部件是柔性发光二极管。制成二极管的材料是( )
图1
A.超导体 B.导体 C.半导体 D.绝缘体
2.(2024宁波模拟)热转印技术是一项新兴的织物印刷工艺,其流程如下:将带有印刷图样的转印纸与织物重叠在一起加热,转印纸上的特殊固态染料就能直接变为气态,再转移到织物表面,形成图样。该流程涉及的物态变化是 ( )
A.先升华后凝华 B.先升华后凝固 C.先汽化后凝固 D.先汽化后凝华
3.(原创)2024年2月28日,中国自主研制的300兆瓦级F级重型燃气轮机首台样机在上海临港总装下线,标志着中国大功率重型燃气轮机首次走完基于正向设计的制造全过程,全面进入整机试验与验证的最终阶段。燃气轮机一般以天然气为燃料,点火后,其燃烧产生的内能做功带动发电机旋转,从而产生电能。与传统火电相比,燃气轮机电站发电效率可以提高9%以上。下列说法正确的是 ( )
A.燃气轮机不属于热机
B.燃气轮机产生的电能是可再生能源
C.如果技术足够成熟,燃气轮机的效率可达到100%
D.燃气轮机获得机械能的过程和内燃机的做功冲程类似
4.医生给患有心脏疾病的病人做手术时,往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏,以推动血液循环。图2是该装置的示意图,阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启。当线圈中的电流从B流向A时,线圈左端是______极,血液从____________(选填“S1流出”或“S2流入”)。
图2
5.如图3-甲所示,现代盾构机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体。图3-乙所示是盾构机的结构简图,在推进液压缸的推动下,刀盘旋转向前切割泥巴,收入土仓,再由螺旋输送机往后输送泥浆到皮带输送系统。盾构机工作时用水循环降温,这是利用水的__________的特点。盾构机在地下掘进时为了防止偏离,采用了激光自动导向系统,这主要是利用了________________________________的原理。如果刀盘的功率为950 kW,则刀盘正常工作2 h消耗的电能为__________kW·h。
图3
6.(2024眉山改编)小龙设计了一个自动注水喷淋系统,电路原理如图4-甲所示。控制电路的电源电压U1=18 V,R0为定值电阻,圆柱体水箱底面积S=0.45 m2,力敏电阻RN置于水箱底部,其阻值随水深变化的关系如图4-乙。工作电路包括注水系统和喷淋系统,电源电压U2=220 V。电磁铁线圈电阻忽略不计。
图4
①当水箱内的水位上升到2 m时,通过电磁铁线圈的电流I=0.2 A,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作,此时电流表示数I1=1 A;
②当水位下降到1 m时,衔铁恰好被拉起,注水系统开始工作,此时电流表示数I2=2 A。
(1)当水位上升到2 m时,求控制电路中力敏电阻RN的电功率。
(2)求定值电阻R0的阻值。
(3)已知喷淋系统一直喷水,每秒钟喷水恒为0.001 m3;注水系统工作时,每秒钟给水箱注水恒为 0.004 m3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内,工作电路消耗的电能。
专题六 跨学科实践
类型1 物理学与日常生活
1.B 2.B 3.不变 无规则的运动
4.大气压 竖直向下 扩散
5.信息 响度 因为ρ氢气<ρ空气,所以试管口朝下可以使氢气聚集在试管底,防止氢气溢出
6.较大 焦耳 在电流、通电时间相同的情况下,劣质导线产生的热量更多,升温更快,更容易引发火灾事故
7.小于 小于 盐 8.相互作用 形状 小于
类型2 物理学与工程实践
1.B 2.A 3.东 北
4.(1)①费力 ②变小 远离 ③增大
(2)改变力的方向 变小 240
5. 体积
(1)动力×动力臂=阻力×阻力臂 (2)刻度尺
(3)①0 ②1 ④体积 (4)右 (5)AB
6.解:(1)由题意可知,龙骨水车每分钟运送水的质量:
m=20×8×0.5 kg=80 kg
需要水的体积:V=Sh=600 m2×(4-1)×10-2 m=18 m3
由ρ=得,需要水的质量:
m′=ρV=1.0×103 kg/m3×18 m3=1.8×104 kg
需要的时间:t==225 min=3.75 h
(2)由表格可知,需要的时间:t′==0.2 h
类型3 物理学与社会发展
1.C 2.A 3.D 4.N(北) S1流出
5.比热容大 光在同种均匀介质中沿直线传播 1__900
6.解:(1)由题图乙可知,当水位为2 m时,RN的阻值:RN=60 Ω
由P=UI=I2R可知,RN的电功率:
P=I2RN=(0.2 A)2×60 Ω=2.4 W
(2)当水位为2 m时,由I=可知,电路的总电阻:
R===90 Ω
则R0的阻值:R0=R-RN=90 Ω-60 Ω=30 Ω
(3)注水系统从水位1 m开始注水到2 m,水箱中增加的水的体积:
V=SΔh=0.45 m2×(2 m-1 m)=0.45 m3
注水时间:t1==150 s
停止注水后,水位从2 m下降到1 m,需要的时间:
t2==450 s
注水系统与喷淋系统同时工作时,工作电路消耗的电能:
W=U2I2t1=220 V×2 A×150 s=6.6×104 J
喷淋系统单独工作时,工作电路消耗的电能:
W′=U2I1t2=220 V×1 A×450 s=9.9×104 J
所以相邻两次开始给水箱注水的这段时间内,工作电路消耗的电能:
W总=W+W′=6.6×104 J+9.9×104 J=1.65×105 J
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