内容正文:
二 跨学科融合
核心素养专练
1
一、物理学与日常生活
(一)运动健康中的物理
1. 如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运动员从跳台顶部沿助
滑道加速滑下时,运动员的 转化为 (均选填“动能”
或“重力势能”)。在“雪如意”的一侧,运行角度随山势而变的变坡斜行
电梯速度是2.5 m/s,电梯从最低点运行到最高点的路程是259 m,所需时间
是 s。
重力势能
动能
103.6
2. 以下对四个体育运动项目中涉及的物理知识的描述正确的是( D )
A. 踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球不受力的作用
B. 立定跳远——脚用力向后蹬地,是为了增大惯性
C. 打排球——大力扣球,手对球的作用力大于球对手的作用力
D. 引体向上——双手握住单杠静止时,人受到的重力与单杠对人的拉力是一
对平衡力
D
3. 北京2022年冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛中,中国组合隋文静、韩聪完美发挥,摘得冠军,如图所示是比赛中的一个场景。韩聪双脚立于冰面,仅用0.40 s就将原本站立于冰面的隋文静托举起来,隋文静的质量为38 kg,韩聪的质量为62 kg,身高h=170 cm。(g取10 N/kg)
(1)若韩聪将隋文静托举起的过程中所施加的力的大小等于隋文静所受的
重力大小,韩聪将隋文静托举起的高度h1= cm,托举过程中所做功
的功率为 W。
116
1 102
(2)保持图中姿势静止时,若韩聪脚底冰刀与冰面的总接触面积为10 cm2,
韩聪对地面的压强为 Pa,冰面对韩聪的支持力为 N。
1×106
1 000
(二)厨房中的物理
4. 自2022年秋季开始,劳动课成为中小学的一门独立课程。课程要求5~6年
级的学生要学会做西红柿炒鸡蛋等家常菜。关于炒菜过程中涉及的物理知
识,下列判断正确的是( C )
A. 切西红柿的锋利刀刃可以增大压力
B. 用铁锅炒菜是因为铁的比热容大
C. 天然气燃烧时将化学能转化为内能
D. 炒菜过程中鸡蛋的内能保持不变
C
5. 如图甲所示,高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到
100 ℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎。
(1)根据图乙,写出水的沸点与气压的关系: 。
气压越高,水的沸点越高
(2)小阳测得家中高压锅出气孔的横截面积S为10 mm2,压在出气孔上的安
全阀的质量为80 g,计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强
是 Pa。(g取10 N/kg)
(3)在外界为1个标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最高温
度大约是 ℃。
8×104
116
(4)若要把高压锅销售到西藏地区,在保证高压锅安全使用的前提下,用
这种高压锅烧水时,要达到最高的温度,你认为需要怎样改进?(写一种)
。
西藏地区外界大气压低,可以增大安全阀的质量,增大锅内气压
6. 做饭时,妈妈不小心将胡椒粉撒到了粗粒盐盒里,她想将胡椒粉与盐
分离,苦于没有办法。小玉急中生智,拿了一根筷子在毛皮上摩擦几
下,然后将筷子靠近胡椒粉,胡椒粉被吸到筷子上,成功地将其与粗粒
盐分开。请回答:
(1)小玉选用的筷子是金属的还是塑料的?
(1)塑料的。
(2)请解释胡椒粉与粗粒盐分开的原因。
(2)塑料筷子经过毛皮摩擦后带上电,带电体具有吸引轻小物体的性质,
而粗盐密度大,相对较重,因此可以用带电的筷子将轻小的胡椒粉吸出。
7. 杆秤是我国古代劳动人民的一项发明,是各种衡器中历史最悠久的一种,
称量物体质量时,它相当于一个 (填简单机械名称)。某杆秤的示
意图如图所示,C处是秤钩,A、B位置各有一个提纽,BC=7 cm,秤砣质量
为0.5 kg。提起B处提纽,秤钩不挂物体,将秤砣移至D点,杆秤恰好水平平
衡,BD=1 cm;将质量为2.5 kg的物体挂在秤钩上,提起B处提纽,秤砣移
至最大刻度E处,杆秤再次水平平衡,则BE= cm。若要称量质量更大
的物体,应选用 处提纽。
杠杆
34
A
(三)工具中的物理
8. 阅读并填空。
自行车的构造
自行车的基本部件有车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等20多个,按照各
部件的工作特点,大致可分为导向系统、驱动系统、制动系统。
(1)导向系统:由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成,乘骑者可以
通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。
(2)驱动系统:由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴、后
轮等部件组成,人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄、链轮、链条、飞轮、后轴
等部件传动的,从而使自行车不断前进。
(3)制动系统:它由车闸部件组成,乘骑者可以随时操纵车闸,使行
驶的自行车减速、停止、确保行车安全。
此外,为了安全和美观,以及从实用出发,还装配了车灯、支架等
部件。
具体从自行车的结构和使用情况来看它涉及了许多物理知识,其中有:
(1)轮胎、把套、踏板上有花纹,是为了增大 。
(2)刹车时用力捏刹车闸,是通过增大 来增大摩擦,使自行车运
行的 变小。
摩擦
压力
速度
(3)车轮是圆的,转动部位安装有滚珠,是通过变滑动为滚动来
摩擦。
(4)坐垫为宽宽的马鞍形,是为了增大接触面积,从而减小 。
(5)自行车的导向、驱动、制动利用了力能改变物体的 。
(6)车把、踏盘是轮轴,它们能 (选填“省力”或“省距
离”)。
减小
压强
运动状态
省力
(7)如图所示,脚踏板与前齿轮是一个 杠杆。
省力
9. 在如图所示的各场景中,符合安全用电要求的是( C )
A. 导线绝缘层破损 B. 同时使用大功率电器过多
C. 冰箱外壳接地 D. 双手同时分别接触相线和中性线
C
(四)物理与生活安全
10. 我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼,古籍记载“正午向
日,以艾承之,即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火,下列说法正确
的是( C )
A. 这是光的反射现象 B. 这是光的色散现象
C. “水晶饼”对光有会聚作用 D. “水晶饼”对光有发散作用
C
11. 如图是我国古人利用绞车提升巨石的情景,下列说法正确的是( C )
A. 使用此装置可以省功
B. 使用轮轴可以省距离
C. 上方的滑轮可以改变力的方向
D. 绞车由动滑轮、定滑轮及轮轴组成
第11题图
C
二、物理学与工程实践
12. 如图是我国古代发明的取火器的模型图,把木制推杆迅速推入牛角套筒
时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来,这是通过 的方式,使筒内空气内
能 ,温度升高,达到艾绒的着火点。
第12题图
做功
增加
13. 阅读下面的短文,回答问题。
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇(如图所示)最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下
潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,
所以声呐在潜艇上的重要性尤为突出,被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是
水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10 kHz~30 kHz之间,由
于这种声波的频率较高,可以形成较强的指向性。声波在水中传播时,如果
遇到潜艇、鱼雷、鱼群等目标,就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接
收,根据声信号往返时间可以确定潜艇到目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回
声”)的音调就会有所变化,它的变化规律是:如果回声的音调变高,说明
目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标正远离声呐。
(1)声呐所发出的波是 。
A. 电磁波 B. 超声波 C. 次声波 D. 光波
B
(2)下列哪种动物能发出与声呐相同的波 。
A. 大象 B. 狗 C. 蝙蝠 D. 猫
(3)人能够感受到声呐发出波的频率范围是 kHz至 kHz。
(4)对于这种声呐发出的声波,下列说法错误的是 。
A. 定向性好 B. 易获得较集中的声能
C. 属于次声波 D. 在海水中的传播速度比空气中的大
C
10
20
C
(5)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10 s内接收到经潜艇B反射
回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离s1为 m。(声
在海水中的传播速度为1 500 m/s)
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率
是变低的,且测出潜艇B的速度是20 m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,
经过1 min后潜艇B与潜艇A的距离s2为 m。
(6)在月球上 (选填“能”或“不能”)用声呐技术来测量物体
间的距离,你的判定依据是 。
7 500
8 700
不能
月球表面是真空,声音不能在真空中传播
(7)假如你是一位城市建设的规划者,你将采取怎样的措施减弱噪声给人
们带来的危害?(举出两例即可)
。
增加公共绿地,多植树;规划更多的禁
止车辆鸣笛区域;在马路和住宅间设立屏障
(8)一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行
了测绘:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底
定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30 s、0.16 s、0.30 s、0.14
s、0.30 s。根据时间,求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形
状,则该海域海底的大致形状如图 所示。
A
14. 电脑中常用光电鼠标,其原理就是利用发光二极管照射移动表面(如图
所示),反射光通过成像透镜成像于光学传感器上。鼠标移动时,传感器会
连续拍摄鼠标垫表面所成的像,并利用芯片处理比较各个影像的数字信号,
反馈到计算机,决定屏幕上的光标移动距离和方向。图中光学传感器、透
镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。
(1)当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生 (选填
“镜面反射”或“漫反射”)。
(2)当鼠标平放在鼠标垫上,成像透镜距鼠标垫7 mm,光学传感器距成像
透镜3 mm,则在光学传感器上成 (选填“倒立”或“正
立”)、 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或
“虚”)像。
漫反射
倒立
缩小
实
(3)将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时,电脑显示器上的光标
并不移动,是因为像成在光学传感器的 (选填“上”或“下”)方,
而且所成的像 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
下
变小
15. 为了比赛的公平公正,小芸为学校短跑比赛设计了一款防抢跑装置,该
装置安装在起跑线前,如图甲所示,图丙是其工作原理图。起跑发令枪发令
前,开关S1、S2、S3都闭合,K与A端相连,绿灯亮;发令枪扳机和开关S2相
连接,扣动扳机,枪响同时开关S2断开;当电流表示数小于或等于30 mA
时,在弹簧弹力作用下,K与A端相连,绿灯亮,无人抢跑;当电流表示数大
于30 mA时,衔铁被吸下,K与B端相连,红灯亮同时铃声响,有人抢跑。
已知两电路电源电压均为6 V,保持不变,压力传感器R的阻值随所受压力变
化的图像如图乙所示,压板重力不计,电磁铁线圈电阻不计。
(1)由图乙可知,压力传感器R的阻值随所受压力的增大而 。
减小
(2)起跑发令枪发令前,开关S1、S2、S3都闭合,压力传感器R压板上无人
(压力F=0)时,左端电路消耗的电功率为 W。
(3)比赛时,起跑发令枪发令前,抢跑同学踩在压板上的压力F为900 N
时,左端电路电流表读数为 A。
(4)比赛时,枪声响起后,若某同学踩在压板上的力为1 500 N,要使得红
灯不亮,电阻R0至少为 Ω。
0.12
0.06
150
16. 炎炎夏日,小梅来到美丽的海滨城市青岛。她发现,在这里白天的风常
常从海面吹向陆地,而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知
识进行分析,并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图,如图所示。形
成这一现象的主要原因是( D )
A. 海水的密度小于砂石的密度
B. 海水的密度大于砂石的密度
C. 海水的比热容小于砂石的比热容
D. 海水的比热容大于砂石的比热容
D
三、物理学与社会发展
17. 阅读材料,回答问题。
超导技术
20世纪初,科学家发现,某些物质在很低的温度时,如铝在1.39 K
(-271.76 ℃)以下,铅在7.20 K(-265.95 ℃)以下,电阻就变成了零,这
就是超导现象。目前已经开发出一些“高温”超导材料,它们在100 K
(-173 ℃)左右电阻就能降为零。
如果把超导现象应用于实际,比如:在电厂发电、运输电力、储存电力
等方面若能采用超导材料,就可以大大降低由于电阻引起的电能消耗;用超
导材料制造电子元件,由于没有电阻,不必考虑散热的问题,元件尺寸可以
大大缩小,更好地实现电子设备的微型化。
2021年1月13日,我国自主研发设计、自主制造的世界首台高温超导高速
磁浮工程化样车及试验线,在西南交通大学正式启用。这台样车时速高达
620 km/h,与其他磁悬浮技术相比,高温超导磁悬浮技术尤其适合未来的真
空管(隧)道交通运输。这里的“高温”指的是零下196摄氏度,高温超导
体可以在液氮温区(零下196摄氏度以上)出现超导态。高温超导悬浮装置
不再需要铁芯,更为简单,重量轻耗能少,只需要使用液氮和少量电力,高
温超导磁浮列车就能正常运行,成本大为降低。其主要工作原理:位于轨道
两侧线圈里流动的交流电将线圈变为电磁体,与列车上超导电磁体发生相互
作用,不仅悬浮并稳定列车车体,还能通过交流电周期性地变换磁极方向,
而获取推进动力使列车高速运行。
(1)利用液氮对导体进行降温处理时,液氮发生的物态变化是 。
(2)许多材料在低温下会失去电阻的特性,这种现象称为 现象。
(3)磁悬浮列车的运行,根据同名磁极 的原理使列车浮起。
(4)超导体 (选填“可以”或“不可以”)用来制作电热毯。
(5)超导磁悬浮列车是通过改变轨道线圈里的 ,周期性地变
换磁极方向。
汽化
超导
相互排斥
不可以
电流方向
(6)如果超导现象用于实际,适宜用于 。
A. 电热材料(如制作电饭煲) B. 灯泡
C. 远程输电 D. 绕制马达的线圈
(7)采用超导材料,在运输电力中可以大大降低 ,电子元件
可以不考虑 。
CD
电能损耗
散热
18. 初中各学科之间有着密切的联系,化学、生物学中也有物理知识的广泛
运用,下列描述或说法中错误的是( B )
四、物理学与其他学科
A. 甲图中,蒸馏水的制备是利用水的汽化及水蒸气的液化
B. 乙图中,向下排空气法收集氢气是利用氢气的密度比空气的密度大的性质
C. 丙图中,桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动,可视为一种杠杆模型
D. 丁图中,鱼主要是利用了尾部和躯干部分的摆动与水的相互作用在水中游
泳
答案:B
19. 某天,“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大
师伸出健硕手臂对“物理”大师说:“看,我能提起很重的物体哦(如
图)!”“物理”大师竖起大拇指说:“真厉害!其实,你的前臂就是物理
学中的一根杠杆。”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中,分析合理的是
( A )
A. 前臂杠杆的支点O在肘关节处
B. 肱二头肌给桡骨的力F1是阻力
C. 重物给前臂的力F2是动力
D. 前臂是一根省力杠杆
第19题图
A
20. 在一个烈日炎炎的午后,陈老师走在随州街头,看到地面上树荫里有许
多圆形光斑,抬头看看树叶间刺眼的阳光,想到这树荫下藏着物理学的秘
密,便拍下两张照片(如图)。经估测树荫下一个清晰光斑的直径约为7
cm,这束阳光从约7 m高处的树叶间照射下来。我们常说太阳光经过约8分钟
来到地球(太阳和地球之间的距离按1.5×1011 m计算),粗略计算太阳的直
径最接近( A )
A. 1.5×109 m B. 1.5×1019 m
C. 5×106 m D. 5×1012 m
第20题图
A
21. 如图所示,一只锥形瓶中灌入氨气,另一只锥形瓶内壁贴一条浸过酚酞
溶液的试纸。打开活塞,一会儿就可以看到试纸逐渐变红。这个现象主要表
明( A )
A. 分子永不停息地运动 B. 分子间有间隙
C. 分子间有作用力 D. 分子是很微小的
第21题图
A
22. 昆曲被联合国教科文组织列入《人类非物质文化遗产代表作名录》,被
誉为“百戏之祖”。演唱时以三弦、曲笛等为主要伴奏乐器,拨动三弦时,
弦 产生声音;吹奏曲笛时,按住不同的孔可以改变声音的
;两种乐器相互配合,奏出优美的乐曲,通过 可以辨别它们的
声音。
振动
音
调
音色
参考答案
1. 重力势能 动能 103.6 2.D
3. (1)116
1 102
(2)1×106
1 000
4.C
5. (1)气压越高,水的沸点越高 (2)8×104 (3)116
(4)西藏地区外界大气压低,可以增大安全阀的质量,增大锅内气压
6. (1)塑料的。
(2)塑料筷子经过毛皮摩擦后带上电,带电体具有吸引轻小物体的性质,
而粗盐密度大,相对较重,因此可以用带电的筷子将轻小的胡椒粉吸出。
7. 杠杆 34 A
8. (1)摩擦 (2)压力 速度 (3)减小 (4)压强
(5)运动状态
(6)省力
(7)省力
9. C 10.C 11.C 12.做功 增加
13. (1)B (2)C (3)10 20 (4)C (5)①7 500 ②8 700
(6)不能 月球表面是真空,声音不能在真空中传播
(7)增加公共绿地,多植树;规划更多的禁止车辆鸣笛区域;在马路和住
宅间设立屏障 (8)A
14. (1)漫反射 (2)倒立 缩小 实 (3)下 变小
15. (1)减小 (2)0.12 (3)0.06 (4)150
16. D
17. (1)汽化 (2)超导 (3)相互排斥 (4)不可以
(5)电流方向
(6)CD
(7)电能损耗
散热
18. B 19.A 20.A 21.A 22.振动 音调 音色
$$