热点03 港珠澳大桥跨海工程(热点专练)(北京专用)2026年中考物理二轮复习讲练测
2026-02-23
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2份
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44页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 35.48 MB |
| 发布时间 | 2026-02-23 |
| 更新时间 | 2026-02-23 |
| 作者 | Lisa7 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-02-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56530922.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
热点03 港珠澳大桥跨海工程
热点速递 考法破译 限时实战
第一部分 热点事件速递 聚焦时事热点,明晰背景脉络
时讯01 港珠澳大桥装上“智慧大脑” 数字孪生守护跨海通途
时讯02 港珠澳大桥桥面铺装升级养护 筑牢跨海工程安全防线
第二部分 热点信息解码 融合热点考点,明确备考方向
考向解码 考法预测
考向01 结合港珠澳大桥智慧巡检——压强与大气压的应用
考向02 聚焦港珠澳大桥桥面养护——材料特性与摩擦力的应用
考向03 关联港珠澳大桥运维场景——浮力与机械能转化
第三部分 热点限时训练 活用热点素材,精练解题能力
热●点●事●件●速●递
时讯01 港珠澳大桥装上“智慧大脑” 数字孪生守护跨海通途
2026年2月6日,据羊城晚报报道,港珠澳大桥智能运维体系全面升级,“数字港珠澳大桥”孪生智联平台正式实现全域全覆盖,为这座跨海重器装上“智慧大脑”,成为中考物理情境化命题的优质素材。作为世界最长跨海大桥,港珠澳大桥主体工程全长29.6公里,集桥、岛、隧于一体,服役环境恶劣,此次升级后,一套覆盖“海陆空”的智能巡检体系全面投入使用。
巡检现场,爬壁机器人如同“蜘蛛侠”吸附在桥塔表面,其底部吸盘通过减小内部气压,利用大气压牢牢固定在墙面,减小与桥壁的接触面积可增大局部压强,便于精准检测涂层劣化情况;水下检测船搭载扫测声呐,在伶仃洋海域潜行探底,船身受到海水的浮力与自身重力平衡,确保稳定作业。数字孪生平台实时汇聚1000多个传感器的数据,涵盖风速、桥体位移等,其中传感器将力学、热学信号转化为电信号,涉及能量转化原理。此次智慧运维升级,既保障了大桥安全,更串联起大气压、压强、浮力、能量转化等多个中考物理高频考点,贴合“从生活走向物理”的命题理念。
时讯02 港珠澳大桥桥面铺装升级养护 筑牢跨海工程安全防线
2025年5月26日,央广网报道,港珠澳大桥桥面铺装升级养护工程圆满落幕,此次养护采用全新“防水粘结层浇注式沥青铺装”体系,大幅提升桥面耐久性,其施工过程和材料特性蕴含丰富的中考物理考点。港珠澳大桥地处外海,面临高温、高湿、高盐“三高”环境,桥面铺装总面积达70万平方米,相当于98个足球场,是普通桥梁铺装面积的7倍。
养护过程中,施工人员选用的浇注式沥青材料空隙率接近零,导热性差,可减少海水热量传递,防止桥面因温差过大产生形变,同时能追随钢板变形自我调整,利用材料的弹性形变特性缓冲车辆压力。桥面防滑纹理通过增大接触面粗糙程度,增大车辆行驶时的摩擦力,防止雨天打滑;铺装材料硬度大,可承受车辆对桥面的巨大压强,根据p=F/S公式,车辆质量越大,对桥面的压力越大,压强也随之增大。此外,桥面防水涂层利用不溶于水、不易导热的特性,防止海水腐蚀钢箱梁,涉及材料的物理性质考点。此次养护既延长了桥面使用寿命,也为中考物理提供了鲜活的情境素材。
热●点●信●息●解●码
考向解码
考向01结合港珠澳大桥智慧巡检——压强与大气压的应用
压强与大气压是中考物理力学模块的核心考点,分值占比约6-8分,常以跨海工程、智能设备为情境命题,贴合“情境化命题”趋势,难度中等,侧重考查应用能力与公式计算。结合本次港珠澳大桥智慧巡检热点,核心考查两大方向,均贴合中考真题导向:一是压强的应用与计算,核心场景为爬壁机器人检测桥塔,机器人底部吸盘减小接触面积增大局部压强,便于检测,同时可结合车辆对桥面的压力,用p=F/S公式计算压强,常以选择题、计算题形式出现,设问方向如“已知爬壁机器人吸盘面积、对桥壁的压力,求吸盘对桥壁的压强”。
二是大气压的应用,核心场景为爬壁机器人吸盘固定、桥面防水涂层的密封作用,常以实验探究题、简答题形式考查,要求学生解释大气压在其中的作用原理,同时区分固体压强与大气压的不同应用场景。解题关键是找准情境中的物理现象,对应压强计算公式和大气压的应用实例,规范答题步骤,注意实验探究题中“控制变量法”的应用,避免混淆“固体压强”与“大气压”的概念,这也是学生答题时的常见易错点,需重点强调。
考向02聚焦港珠澳大桥桥面养护——材料特性与摩擦力的应用
材料特性与摩擦力是中考物理力学与热学模块的重点内容,分值占比约5-7分,常结合工程建设、日常场景命题,多以选择题、填空题、简答题形式出现,侧重考查材料物理性质的判断和摩擦力的应用,贴合中考“生活化、情境化”命题导向。结合本次港珠澳大桥桥面养护热点,核心考查两大方向:一是材料的物理特性,核心场景为浇注式沥青铺装材料,其导热性差、硬度大、弹性好、不易溶于水的物理性质,可分别对应减少热传递、承受压强、缓冲压力、防水防腐的作用,常以选择题形式考查,要求学生区分物理性质与化学性质。
二是摩擦力的影响因素及应用,核心场景为桥面防滑纹理设计,通过增大接触面粗糙程度增大车辆行驶时的摩擦力,防止雨天打滑,同时可结合车辆行驶速度对摩擦力的影响,考查“摩擦力大小与速度无关”的易错点。解题时需明确摩擦力的影响因素(接触面粗糙程度、压力大小),判断增大或减小摩擦力的方法,同时牢记常见材料的物理特性,区分导热性、导电性、硬度等不同物理性质的应用场景,结合桥面养护的实际需求,分析材料特性与用途的对应关系,提升答题的针对性和准确性。
考向03关联港珠澳大桥运维场景——浮力与机械能转化
浮力与机械能转化是中考物理力学与能量模块的基础考点,也是应用类考题的高频素材,分值占比约4-6分,难度适中,常结合海洋工程、交通工具命题,多以选择题、简答题、计算题形式出现,侧重考查基础原理的应用,是中考基础得分点。结合本次港珠澳大桥智慧运维热点,核心考查两大方向:一是浮力的应用,核心场景为水下检测船、桥墩的浮力,水下检测船匀速行驶时,受到的浮力与自身重力是一对平衡力,可结合阿基米德原理,分析浮力大小与排开海水体积的关系,常以计算题、简答题形式出现。
二是机械能及其转化,核心场景为巡检机器人作业、车辆通行,巡检机器人移动时,电能转化为动能和内能(摩擦生热);车辆在桥面行驶时,动能与重力势能相互转化(上坡时动能转化为重力势能,下坡时相反);传感器工作时,机械能、热能转化为电能。解题关键是明确浮力的平衡条件和阿基米德原理的应用,判断能量转化的方向,重点区分“二力平衡”与“阿基米德原理”的适用场景,避免出现“浮力大小与物体质量有关”的错误表述,同时牢记能量转化的守恒规律,贴合中考命题趋势。
考法预测
1. 压强计算:已知爬壁机器人吸盘面积、对桥壁的压力,或车辆质量、轮胎与桥面接触面积,用p=F/S公式计算压强,同时分析增大/减小压强的方法,多以计算题形式出现。
2. 大气压应用:结合爬壁机器人吸盘、桥面密封等场景,解释大气压的作用原理,判断大气压在生活中的类似应用,多以选择题、简答题形式出现。
3. 材料特性判断:给出港珠澳大桥所用材料(沥青、防水涂层等)的用途,判断其对应的物理特性(导热性、硬度、溶解性等),多以选择题、填空题形式出现。
4. 浮力计算与判断:结合水下检测船的排开海水体积、海水密度,用阿基米德原理计算浮力,或判断桥墩、检测船的受力平衡情况,多以计算题、简答题形式出现。
5. 实验探究:以“探究桥面材料粗糙程度对摩擦力大小的影响”或“探究大气压的作用”为课题,要求写出实验器材、实验步骤、实验结论,分析实验误差原因,考查控制变量法、转换法的应用,多以实验探究题形式出现,难度中等偏上。
6. 综合应用:结合港珠澳大桥智慧运维场景,融合压强、大气压、浮力、能量转化等多个考点,设计综合计算题或简答题,考查学生的综合应用能力,贴合中考压轴题的命题趋势。
热●点●限●时●训●练
(45分钟限时练)
一、单选题
1.港珠澳大桥是连接香港、珠海和澳门的特大型桥梁(如图甲所示),有世界最大的外海深埋沉管隧道(如图乙所示)。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.灌注桥墩前,先在水下的基坑内灌注宽且厚的钢筋混凝土,是为了减小对基坑的压力
B.施工前使用声呐系统勘探水下地形,利用了声波传递信息
C.海水水位上升时,深入海底的桥墩受到海水的浮力变大
D.沉管隧道的引桥是一个斜面,既可以省力,又可以省功
【答案】B
【详解】A.在水下的基坑灌注宽厚的钢筋混凝土基础,由可知,是在压力一定时,增大受力面积,减小压强,故A错误;
B.声音能够传递信息和能量,施工前使用声呐系统勘探水下地形,利用了声波传递信息,故B正确;
C.桥墩插入海底,桥墩下表面没有水,则桥墩下表面受到海水的压力为,所以桥墩不受浮力,故C错误;
D.使用斜面时可以省力,由于要克服摩擦力做额外功,要多做功,所以不能省功,故D错误。
故选B。
2.如图所示,港珠澳大桥是连接香港、珠海和澳门的特大型桥梁隧道结合工程,有世界最长的外海深埋沉管隧道。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.海水水位上升时,深入海底的桥墩受到海水的浮力变大
B.桥墩静止在水中没有惯性
C.斜拉索对桥面的拉力是弹力
D.外形为流线型的家用小轿车在桥上快速行驶时,汽车对地面的压力大于汽车的总重力
【答案】C
【详解】A.桥墩插入海底,桥墩下表面没有水,则桥墩下表面受到海水的压力为0,所以桥墩不受浮力,故A错误;
B.一切物体都具有惯性,所以桥墩静止在水中仍然具有惯性,故B错误;
C.斜拉索被拉伸,发生弹性形变,产生弹力,所以斜拉索对桥面的拉力是弹力,故C正确;
D.轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而使得轿车对地面的压力变小,小于汽车的重力,故D错误。
故选C。
3.被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图甲)由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长6.7km,海底隧道前有一如图乙所示的标志牌。下列说法正确的是( )
A.水面海浪发出的声音是由振动产生的
B.灯杆相对与桥面上行驶的汽车是静止的
C.图乙中的数字表示限制最低车速为100km/h
D.通过海底隧道最少需要0.67h
【答案】A
【详解】A.声音是由物体的振动产生的,水面海浪发出的声音是由海水振动产生的,故A正确;
B.汽车行驶时,汽车和灯杆之间的位置发生了变化,所以,以行驶的汽车为参照物,灯杆是运动的,故B错误;
C.图乙中的数字表示限制最高车速为100km/h,故C错误;
D.通过海底隧道最少需要的时间为
故D错误。
故选A。
4.港珠澳大桥的成功建成离不开我国自行制造的世界上最大的吊装船“振华30”,如图是“振华30”正在吊装重达6000t沉管隧道最后的一段,吊装中使用了非常复杂的滑轮组,下列有关说法正确的是( )
A.使用滑轮组是为了省功
B.滑轮组中定滑轮的作用是改变力的方向
C.图中钢丝绳股数很多,是为了提高滑轮组的机械效率
D.该滑轮组的机械效率可能大于
【答案】B
【详解】A.根据功的原理,使用任何机械都不省功,使用滑轮组可以省力或改变力的方向,但不能省功,故A错误;
B.定滑轮的特点是不省力,但可以改变力的方向,在滑轮组中定滑轮的作用就是改变力的方向,故B正确;
C.使用滑轮组过程中,克服钢丝绳重和摩擦做的功是额外功,在有用功一定时,钢丝绳股数越多,额外功越多,机械效率越低;图中钢丝绳股数很多,是为了省力,故C错误;
D.机械效率是有用功跟总功的比值,由于使用机械时不可避免地要做额外功,总功一定大于有用功,所以机械效率总是小于100%,不可能大于100%,故D错误。
故选B。
5.“中国基建”被网友亲切称为“基建狂魔”,无数超级工程不仅彰显其硬核实力,更持续为国家发展与民生改善赋能。例如港珠澳大桥,以世界最宽海底沉管隧道的建设壮举,实现了跨海通道建设的伟大跨越。港珠澳大桥修建过程中涉及的物理原理,下列说法正确的是( )
A.空心沉管能漂浮在水面上是因为它的浮力大于重力
B.灌满水的沉管将下沉至海底,因为它的浮力比漂浮时小
C.下沉到海底后,沉管下半部分埋入海底泥沙中,此时它不受浮力的作用
D.灌满水的沉管下沉过程中所受浮力不变,下表面所受液体压强不变
【答案】C
【详解】A.根据浮与沉的条件可知,空心沉管能漂浮在水面上是因为它的浮力等于重力,故A错误;
B.灌满水的沉管将下沉至海底,排开水的体积比漂浮时大,根据F浮=ρ液V排g可知,浮力变大,故B错误;
C.沉管沉入海底后下半部分埋入泥沙中,沉管的下表面不再受到水的压力,根据浮力产生的原因可知,此时沉管不受浮力,故C正确;
D.根据F浮=ρ液V排g可知,灌满水的沉管下沉过程中排开水的体积不变,浮力不变,由p=pgh可知,下表面所处深度增加,所受液体压强增大,故D错误。
故选C。
6.港珠澳大桥设置十套变色LED投光灯,如图,LED发光二极管属于( )
A.导体 B.半导体 C.超导体 D.绝缘体
【答案】B
【详解】由物理常识可知,LED发光二极管是由半导体材料制成的,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.港珠澳大桥施工时通过优化施工工艺等方式减少施工噪声,最终实现“大桥通车、白海豚不搬家”的承诺。下列相关声现象的表述正确的是( )
A.噪声是由物体有规则振动产生的
B.噪声在海水中以波的形式传播
C.噪声在海水中的传播速度为340m/s
D.优化施工工艺一定是在传播过程中减弱噪声
【答案】B
【详解】A.噪声是由物体无规则振动产生的,故A错误;
B.物体的振动可以产生声波,噪声在海水中以声波的形式传播,故B正确;
C.噪声在海水中的传播速度约为1500m/s,大于340m/s,故C错误;
D.优化施工工艺较少施工噪声,一定是在声源处减弱噪声,故D错误。
故选B。
8.图甲是当今世界最长的跨海大桥——中国港珠澳大桥,该桥全长55km。某汽车由静止驶入大桥,前15s行驶了0.45km,其速度随时间变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.驾驶员相对于汽车是运动的
B.汽车前15s的平均速度是20m/s
C.汽车前30s的路程是750m
D.汽车10~30s内做匀速直线运动
【答案】C
【详解】A.汽车在行驶时,以汽车为参照物,驾驶员相对汽车没有位置的变化,所以驾驶员相对于汽车是静止的,故A错误;
B.已知前15s汽车通过的路程为s=0.45km,则0~15s内汽车的平均速度为
故B错误;
C.由图可知,在15s以后,汽车的速度不变化,开始做匀速直线运动,所以15s~30s汽车通过的路程为
因此汽车前30s的路程是
故C正确;
D.由图可知,第10~15s内汽车的速度逐渐减小,15~30s内汽车的速度保持不变,所以 15~30s内汽车做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
9.新闻网消息:受惠于港珠澳大桥,香港昂坪360缆车游客量再创新高,如图所示的是两台正沿相反方向行驶的缆车,其中一台缆车内乘客说自己是静止的,则他所选择的参照物是( )
A.地面 B.对方缆车 C.自己的缆车 D.太阳
【答案】C
【详解】以地面、对方缆车、太阳为参照物,缆车内乘客相对于他们的位置不断发生变化,所以缆车内乘客是运动的;以自己的缆车为参照物,缆车内乘客相对于自己的缆车的位置没有发生变化,所以是静止的。
故选C。
10.建设“深中大桥”是继港珠澳大桥之后的又一超级跨海工程。如图是负责运输大型构件的运输车和架梁起重船正在施工的情景。下列有关说法不正确的是(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)( )
A.运输车装有很多轮胎,目的是增大受力面积,减小压强
B.架梁起重船在卸下大型构件后,其在水中所受浮力变小
C.若将一个箱梁在水中缓慢地水平移动20米,对其做功1.2×107J,则该箱梁受到的阻力约为6×105N
D.某个桥墩质量为8×104t,则大桥建成后,其在水中受到的浮力大小约为8×107N
【答案】D
【详解】A.运输大型构件的运输车设计有很多轮胎,目的是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A正确,不符合题意;
B.起重船在海面上处于漂浮状态,此时受到的浮力等于自重;当其卸下大型构件后,自身受到的重力减小,进而浮力减小,故B正确,不符合题意;
C.由W=fs得,阻力大小为
故C正确,不符合题意;
D.桥墩下部与海底密合,桥墩下表面受到海水的压力为0,而浮力等于浸入水中的物体上、下表面受到水的压力差,所以桥墩受到海水的浮力为0N,故D错误,符合题意。
故选D。
11.港珠澳大桥是由桥梁和海底隧道组成,隧道由空心沉管连接而成。建造隧道时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。设一节密封长方体沉管的体积为6.3×104m3,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg),下列说法中正确的是( )
A.密封沉管灌水前漂浮在海面上受到的浮力为6×107N
B.密封沉管灌水下沉过程中上表面受到海水的压强变小
C.密封沉管灌水下沉过程中上表面受到海水的压力不变
D.向沉管内灌3×106kg水后,密封沉管将悬浮在海水中
【答案】D
【详解】A.沉管灌水前漂浮
故A错误;
BC.密封沉管灌水下沉过程中上表面所处的深度增加,根据知其上表面受到海水的压强将变大,由知上表面受到海水的压力变大,故BC错误;
D.沉管悬浮在水中时,受到的浮力为
悬浮时浮力等于总重力,即
灌水的重力为
由知灌水的质量为
故D正确。
故选D。
12.如图所示,港珠澳大桥于2018年10月24日通车,是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程。它由桥梁和海底隧道组成,隧道由空心沉管连接而成。建造隧道时,先将沉管两段密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。设一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg),下列说法中正确的是( )
A.若将一节沉管密封后浸没在海水中受到的浮力为6.3×108N
B.密封沉管灌水下沉过程中沉管受到的浮力一直变小
C.密封沉管灌水前漂浮在海面上受到的浮力6×107N
D.密封沉管灌水下沉过程中上表面受到海水的压强变小
【答案】A
【详解】A.沉管密封后浸没在海水中,则排开的体积为
V排=V=180m×35m×10m=6.3×104m3
一节沉管密封后浸没在海水中受到的浮力为
F浮=ρ液gV排=1.0×10 kg/m3×10N/kg×6.3×104m3=6.3×108N
故A正确;
B.密封沉管灌水下沉过程中,在沉管没浸没之前,排开水的体积在变大,浸没后,排开水的体积不变,故沉管下沉过程中沉管受到的浮力先变大后不变,故B错误;
C.密封沉管灌水前漂浮在海面上受到的浮力为
F浮′=G=mg=6×107kg×10N/kg=6×108N
故C错误;
D.密封沉管灌水下沉过程中,上表面所处深度不断变大,根据p=ρ液gh知,受到海水的压强变大,故D错误。
故选A。
二、多选题
13.被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图)主要由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长约,设计时速;一辆汽车在桥上正常行驶。下列说法正确的是( )
A.汽车在桥上行驶时做的是匀速直线运动
B.汽车在桥上行驶时做的是曲线运动
C.老鹰在追击猎物时的速度可以达到,该速度小于
D.汽车通过海底隧道最少需要
【答案】BD
【详解】AB.汽车在桥上行驶时速度大小与方向会改变,做的是曲线运动,故A错误,B正确;
C.老鹰在追击猎物时的速度可以达到
故C错误;
D.由得,汽车通过海底隧道最少需要
故D正确。
故选BD。
14.港珠澳大桥是一座连接香港、珠海和澳门的巨大桥梁,全长为55km,中途经过三个人工岛,于2018年10月24日上午9时正式通车。如图甲所示为大桥效果图,其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥,对大桥结构进行简化,可以抽象成图乙所示的模型。大桥采用群桩基础,桩基工程由几十根大型水下钻孔灌注桩组成,每根桩的横截面积约为6m2,平均桩长50m,下列说法正确的是 ( )
A.灌注一根桩需要密度为2.5×10³kg/m³的混凝土约7.5×105kg
B.为了减小钢索承受的拉力,在需要与可能的前提下,可以适当减小桥塔的高度
C.根据图乙所示的模型,可以看出它用到了斜面的科学知识
D.灌注大桥桥墩前,先在水下的基坑灌注宽厚的钢筋混凝土基础,是为了增大受力面积,从而减小压强
【答案】AD
【详解】A.一根桩的体积
V=Sh=6m2×50m=300m3
一根桩的质量
m=ρV=2.5×103kg/m3×300m3=7.5×105kg
故A正确;
B.由图可知,若减小塔桥的高度,减小了支点到钢索的垂直距离,即减小了动力臂,根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂不变的情况下,动力臂越小,动力越大,即桥对钢索的拉力就越大,故B错误;
C.图乙所示的模型,可以看做是一个在力的作用下静止在水平位置的硬棒,结合杠杆的定义,即可知道它就是杠杆的模型,所以用到了杠杆的知识,故C错误;
D.在水下的基坑灌注宽厚的钢筋混凝土基础,是在压力一定时,增大受力面积,减小压强,故D正确。
故选AD。
15.被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图),由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长,设计时速。下列说法正确的是( )
A.水中的桥墩受水的压强随深度增加而减小 B.桥面上匀速转弯的汽车受平衡力作用
C.通过海底隧道最少需要3.42min D.水中的桥墩不受海水的浮力
【答案】CD
【详解】A.水中的桥墩受水的压强随深度增加而增大,故A错误;
B.桥面上匀速转弯的汽车,速度的方向不断发生变化,受非平衡力的作用,故B错误;
C.根据公式得通过海底隧道需要的时间
故C正确;
D.桥墩下面没有水,水不会对桥墩产生向上的压力,不会产生浮力,故D正确。
故选CD。
三、作图题
16.港球澳大桥是我国境内一座连接香港、广东珠海和澳门的桥隧工程,如图甲所示。请你在图乙中画出光从大桥的最高点,经水面反射后进入人眼的光路图,其中A点表示该点在水中的位置。
【答案】
【详解】由题可知,A的位置是桥顶最高点通过水面所成的像。平面镜成像时,像与物体关于镜面对称,据此画出桥顶最高点的位置A',连接人的眼睛和A,连线与水面的交点为反射点,据此作出反射光线、入射光线,如图所示:
四、实验题
17.同学们在做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)【基础设问】实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (填“达到”或“没有达到”)平衡状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,或者调节左端的平衡螺母,使它向 (填“左”或“右”)移动。调节杠杆在水平位置平衡的好处是 ;
(2)实验过程中,支点在杠杆的中点是为了消除杠杆 对平衡的影响;
(3)如图乙所示,实验中为使杠杆水平平衡,小红在支点O左侧挂了2个钩码作为阻力(位置可调),然后在支点右侧的不同位置分别挂了数目不同的钩码,进行了三次实验,数据如下表所示。分析表中数据可知杠杆平衡的条件是 ;
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
4
10
2
20
2
2
15
2
15
3
1
20
2
10
(4)小明利用小红的实验器材,通过改变钩码数量及移动钩码悬挂的位置又进行了多次实验,其目的是 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。实验中,小明又保持B点钩码数量和位置不变,在杠杆水平平衡时,测出多组动力臂离和动力F3的数据,绘制了l3-F3的关系图像,如图丙所示,根据图像推算,当l3为0.6m时,F3为 N;
(5)【能力设问】小亮用如图丁所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师却提醒大家不要采用小亮的这种方式进行实验。这主要是因为该种方式______;
A.一个人无法独立操作
B.需要使用太多的钩码
C.无法测量力臂
D.力和力臂数目过多
(6)如图戊所示,小华进行实验时通过弹簧测力计来施加动力,测量并记录了多组数据,分析所测数据后,小华发现,每次实验都是F4l4<F5l5,这种情况显然不是误差造成的,经过分析,排除了l4、F4、l5发生测量错误的可能性,那么,为什么每次测出来的动力都偏小呢? 。请你帮他想出一个合适的方法解决这个问题: ;
(7)关于该实验的四个因素中,不会带来实验误差的是______;
A.铁架台自身的重力很大
B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(8)【拓展设问】老师给小光布置了一个任务,利用杠杆平衡条件来测量杠杆的质量。请你补充实验过程,并计算出结果。①将杠杆上的M点挂在支架上,在M点的右侧挂一质量为m的钩码,左右移动钩码的位置使杠杆在水平位置平衡,如图己所示;
②用刻度尺测出此时钩码悬挂点N到M点的距离d和 的距离L;
③根据杠杆平衡条件,可以计算出杠杆的质量m杆= (用已知量和测量量表示);
(9)小敏想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况,于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉,结果杠杆转至竖直位置,如图庚所示,在A点施加一个始终水平向右的拉力F,却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡,你认为原因是 ;
(10)实验结束后,小欣联想到生活中的杆秤,其主要结构由秤杆、秤钩A、提组(B、C)、秤砣D组成(O点为刻度的起点)。如图辛所示是用杆秤称量货物时的情景:
①在称量货物时,使用提纽 (填“B”或“C”),该杆秤的称量范围更大;
②若该杆秤配套的秤砣D有磨损,称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量偏 (填“大”或“小”);
(11)实验结束后小婷对港珠澳大桥(如图壬所示)的结构进行简化,抽象成图癸所示的杠杆模型,又画了桥塔高低不同的两幅图。通过分析发现:可以通过 (填“增加”或“降低”)桥塔高度的方法来增大拉索拉力的力臂,从而减小拉索拉力。
【答案】(1) 达到 右 右 便于测量力臂
(2)重力
(3)
(4) 寻找普遍规律 0.5
(5)D
(6) 测量前没有对弹簧测力计倒过来进行调零 对弹簧测力计倒过来重新进行调零再实验
(7)A
(8) 点O到M点
(9)拉力的力臂不可能为0
(10) C 大
(11)增加
【详解】(1)[1]杠杆静止或匀速转动都是平衡,此时杠杆处于静止状态,杠杆处于平衡状态。
[2][3]杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,要使其在水平位置平衡,应将杠杆平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡。
[4]调节杠杆在水平位置平衡的好处是便于测量力臂,因为当杠杆水平平衡时,力臂就是支点到力的作用线的垂直距离,可以直接从杠杆上读出。
(2)杠杆在水平位置平衡时,杠杆的重心过支点,杠杆重力的力臂为0,消除杠杆的重力对杠杆平衡的影响。
(3)从表中数据分析可知,每次实验时动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积,所以杠杆平衡的条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,即。
(4)[1]小明利用小红的实验器材进行多次实验的目的是寻找普遍规律,而不是减小误差。通过改变钩码数量及移动钩码悬挂的位置,可以验证杠杆平衡条件在不同情况下的适用性。
[2]实验中,小明又保持B点钩码数量和位置不变,在杠杆水平平衡时,动力臂离和动力F3的积一定。由图丙可知,当动力F3为1N时,动力臂l3为0.3m,则当l3为0.6m时,F3为
(5)小亮用如图丁所示的方式悬挂钩码,虽然杠杆也能在水平位置平衡,但这种方式存在问题。主要是因为这种方式会导致力和力臂数目过多,使得实验过程变得复杂且难以控制。
故选D。
(6)[1]小华进行实验时通过弹簧测力计来施加动力,但发现每次实验都是。经过分析排除了测量错误的可能性后,可以推断出这是因为实验前没有对弹簧测力计倒过来进行调零,致使杠杆的右边对杠杆的拉力中包含了弹簧测力计挂钩的重力造成的,其示数会小于实际拉力的大小,从而导致动力偏小。
[2]为了解决这个问题,应该对弹簧测力计倒过来重新进行调零,再重新进行实验。
(7)铁架台只是用来支撑杠杆的,并不参与杠杆的平衡过程,所以其重力大小对实验结果没有影响。而单个钩码的重力不完全相等、悬挂钩码的绳套重力偏大、杠杆与转轴之间的摩擦偏大等因素都会影响实验的准确性。
故选A。
(8)[1]由图可知,支点为M点,杠杆的重力作用点在O点,要知道杠杆水平平衡时的力臂,则要用刻度尺测出此时钩码悬挂点N到M点的距离d和杠杆重心O到M点的距离L。
[2]根据杠杆平衡条件,可以得到
杠杆的质量
(9)原因是拉力F方向始终水平向右,拉力越大,拉力的力臂越小,在这种情况下,拉力的力臂不可能为0,故无论动力多大,都无法使杠杆达到水平平衡状态。
(10)[1]在称量货物时,使用提纽C可以使杆秤的称量范围更大。因为提纽C离秤钩A更近,离秤砣D更远,秤钩的力臂更短,秤砣的力臂更长,而秤砣的质量一定,由杠杆平衡条件可知,这样可以称量更重的货物。
[2]如果秤砣D有磨损,其实际质量会偏小。在称量货物时,为了保持杠杆平衡,秤砣需要离刻度起点O更远的位置,这样杆秤显示的质量就会偏大。
(11)由图癸所示的杠杆模型可知,桥塔高度增加后拉索拉力的力臂变大,故可以通过增加桥塔高度的方法来增大拉索拉力的力臂,从而减小拉索拉力。
18.如图所示,是物理小组的同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)实验前小组同学发现杠杆右端低左端高,应将杠杆左端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,使它在水平位置平衡,其目的是 。
(2)如图甲所示,在杠杆左边A处挂三个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码 个。若将A、B两处的钩码同时去掉一个,则杠杆 (填“仍然平衡”、“沿顺时针旋转”或“沿逆时针旋转”)。
(3)图乙和图丙中的杠杆均静止,两图中弹簧测力计的示数分别为F1和F2,则F1 F2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)实验结束后小组同学对港珠澳大桥的结构进行简化,抽象成图丁所示的杠杆模型,又画了桥塔高低不同的两幅图。通过分析发现:可以通过 的方法来增大拉索拉力的力臂,从而减小拉索拉力。
【答案】 左 便于测量力臂 4 沿顺时针旋转 = 增加桥塔高度
【详解】(1)[1][2]杠杆在使用前右端低左端高,说明杠杆的左端上翘,左端和右端的平衡螺母都向上翘的左端移动,杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时杠杆的重心通过支点,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
(2)[3]设每格长度L,每个钩码重力G,根据杠杆平衡条件可得
3G×4L=nG×3L
解得n=4,需要4个钩码。
[4]若将A、B两处的钩码同时去掉一个,由杠杆平衡条件可得
2G×4L<3G×3L
故杠杆沿顺时针旋转。
(3)[5]当杠杆由图乙的位置变成图丙的位置时,其动力臂、阻力臂的比值是不变的,所以在阻力不变的情况下,动力是不变的,即F1=F2。
(4)[6]因桥的长度不变,可看出当桥塔越高时,从支点到引线的垂线越大即力臂越大,而桥的重力与其力臂的乘积是不变的,故引线产生的力和力臂的乘积应该是相等的,力臂变长,则需要的力就减小,所以可以增加桥塔高度。
19.如图所示,是物理小组的同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)实验前小组同学发现杠杆右端低左端高,应将杠杆左端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,使它在水平位置平衡;
(2)如图甲所示,在杠杆左边A处挂三个相同钩码,若在右侧B处使用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆,使其在水平位置平衡,为了便于测量力臂,应使弹簧测力计沿 方向拉动;
(3)若采用钩码完成实验,在杠杆左边A处挂三个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码 个;
(4)下表是某一小组在实验中测量的相关数据,通过分析得到杠杆平衡条件是: (用字母表示),实验结束后小组同学对港珠澳大桥(如图乙所示)的结构进行简化,抽象成图丙所示的杠杆模型,又画了桥塔高低不同的两幅图。通过分析发现:可以通过 (选填“增加”或“降低”)桥塔高度的方法来增大拉索拉力的力臂,从而减小拉索拉力。
次数
/N
/cm
/N
/cm
1
1
8
2
4
2
1.5
6
1.5
6
3
2
4
4
2
【答案】 左 竖直向下 4 F1l1=F2l2 增加
【详解】(1)[1]杠杆右端低左端高,将杠杆左端的平衡螺母向左移动,使它在水平位置平衡。
(2)[2]力臂是支点到力的作用线的垂直距离,当弹簧测力计拉力方向与杠杆垂直时,拉力作用点到支点的距离等于力臂的大小,这样便于从杠杆上直接读出力臂,由图杠杆水平平衡时拉力方向应竖直向下。
(3)[3]若每个钩码重为G,杠杆上每格长L,根据杠杆的平衡条件得到
3G×4L=nG×3L
n=4
(4)[4]由表中实验数据可知,杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2。
[5]因桥的长度不变,由图看出当桥塔越高时,从O到引线的垂线越大即力臂越大,而桥的重力与其力臂的乘积是不变的,故引线产生的力和力臂的乘积应该是相等的,力臂变长,则需要的力就减小。
五、计算题
20.港珠澳大桥是当今世界上最长的跨海大桥,全长,大桥上汽车限速。一辆汽车由静止开始驶入大桥,其运动的速度与时间的关系图像如图所示。前内该汽车行驶了,问:
(1)在遵守交通规则的情况下,该汽车通过大桥至少需要多长时间?
(2)在这内,该汽车行驶的路程是多少?
(3)在这内,该汽车的平均速度是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)为了使通过大桥的时间最少,汽车应以允许的最高速度行驶,通过大桥的最少时间为
(2)汽车在0~6min内的运动可以分为两个阶段:第一阶段(0~2min):此阶段为变速运动,根据题意,行驶的路程为;第二阶段(2~6min):此阶段为匀速直线运动,运动时间
匀速行驶的路程
汽车行驶的总路程
(3)在这6min内,该汽车的平均速度
21.如图为港珠澳大桥,它是一座连接香港、珠海和澳门的巨大桥梁,全长公里,其中海底隧道长公里,为世界第一跨海长桥,大桥最高限速为。
(1)若某辆小汽车通过海底隧道用时,求小汽车通过海底隧道的平均速度;
(2)在不超速的情况下,小汽车通过整座大桥至少需要多少分钟?
【答案】(1)
(2)分钟
【详解】(1)小汽车通过海底隧道行驶距离为,用时
根据平均速度公式得,小汽车通过海底隧道的平均速度
(2)整座大桥长度为,最高限速为,在不超速的情况下,小汽车通过整座大桥至少需要时间为
六、科普阅读题
22.阅读短文,回答问题。
桥
中国是桥的故乡,被誉为“桥的国度”。中国桥梁是中华民族勤劳智慧的象征,以雄伟的身姿,跨越江河湖海,连接天南地北,见证了中国的历史变迁和现代化进程。
木材是较早的建桥材料,但木材本身质松易腐,牢固性、耐久性比较差。受材料硬度和长度的限制,在河面较宽的河流上不宜架设木质桥梁,因此木桥逐渐被木石混合或砖、石等材质的桥梁所取代。钢铁的生产以及钢筋混凝土的出现为建造桥梁提供了新的材料,桥的跨度和承重能力得到了大幅度提高。
桥梁能承受的最大重力不仅与材料有关,还与桥的结构有关。在桥梁设计中,桥梁的支撑结构常常被设计成三角形,以保证桥梁的稳定性和承载能力。桥梁的种类多种多样,常见的有梁桥、拱桥、悬索桥和斜拉桥等,如图甲所示。通常情况下,梁桥受力明确,施工工艺简单、成熟;拱桥外形美观,承重潜力大,但对地基稳定性要求高,施工较为复杂。悬索桥是通过吊索将桥面荷载传到主缆上,再由主缆传到锚定和索塔上;斜拉桥是通过斜拉索将主梁承担的荷载传到桥塔上。
(1)现代桥梁建造都使用钢筋混凝土,请说出钢筋混凝土的一个优点。
(2)在桥梁设计中,为什么桥梁的支撑结构常常被设计成三角形?
(3)港珠澳大桥是中国走向“桥梁强国”的里程碑,如图乙所示是主体桥梁,其结构类型属于甲图中的什么种类?
(4)当压力超过物体的承受能力时物体会发生弯曲,拉力超过物体的承受能力时物体会被拉断。建桥过程中,解决这种情况的最佳方式是将力进行分散或转移。分散是将其散布到更大的面积,避免出现某个点集中受力。转移是将其从强度较弱的区域移到专门设计的受力区域。你认为拱桥属于哪一种方式?悬索桥属于哪一种方式?
(5)实验小组用杠杆和细线模拟斜拉桥,探究细线的拉力与什么因素有关。如图丙所示,将细线分别固定在杠杆A、B、C三处,用弹簧测力计分别测出细线绕过支架顶部定滑轮后的拉力、、。根据已有的杠杆知识可知三者的大小关系是什么?
【答案】(1)现代桥梁建造都使用钢筋混凝土,钢筋混凝土具有硬度大
(2)设计成三角形,以保证桥梁的稳定性和承载能力
(3)斜拉桥
(4)拱桥属于转移,悬索桥属于分散
(5)
【详解】(1)根据短文可知,受材料硬度和长度的限制,在河面较宽的河流上不宜架设木质桥梁,钢铁的生产以及钢筋混凝土的出现为建造桥梁提供了新的材料,桥的跨度和承重能力得到了大幅度提高,所以钢筋混凝土的一个性质和优点是硬度大。
(2)三角形是唯一在几何上不可变形的多边形。当受外力时,其他多边形会因接点转动而变形,但三角形通过三条边的相互约束能保持形状不变,这种特性被称为几何不变性。短文中也提到这样可以保证桥梁的稳定性和承载能力。
(3)根据乙图可知,对比图甲,港珠澳大桥的结构类型是斜拉桥。
(4)[1]拱桥属于将力进行转移的方式。拱桥在承受荷载时,会将力从强度较弱的区域转移到拱脚等专门设计的受力区域,利用拱的结构特性来承受压力。
[2]悬索桥属于将力进行分散的方式。悬索桥通过主缆等结构,将桥面的荷载分散到更大的面积上,由主塔和锚碇等共同承受力。
(5)将细线分别固定在杠杆A、B、C三处,此时阻力和阻力臂一定,细线固定在杠杆A处时,动力臂最大,C处动力臂最小,根据杠杆平衡条件可知,。
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热点03 港珠澳大桥跨海工程
热点速递 考法破译 限时实战
第一部分 热点事件速递 聚焦时事热点,明晰背景脉络
时讯01 港珠澳大桥装上“智慧大脑” 数字孪生守护跨海通途
时讯02 港珠澳大桥桥面铺装升级养护 筑牢跨海工程安全防线
第二部分 热点信息解码 融合热点考点,明确备考方向
考向解码 考法预测
考向01 结合港珠澳大桥智慧巡检——压强与大气压的应用
考向02 聚焦港珠澳大桥桥面养护——材料特性与摩擦力的应用
考向03 关联港珠澳大桥运维场景——浮力与机械能转化
第三部分 热点限时训练 活用热点素材,精练解题能力
热●点●事●件●速●递
时讯01 港珠澳大桥装上“智慧大脑” 数字孪生守护跨海通途
2026年2月6日,据羊城晚报报道,港珠澳大桥智能运维体系全面升级,“数字港珠澳大桥”孪生智联平台正式实现全域全覆盖,为这座跨海重器装上“智慧大脑”,成为中考物理情境化命题的优质素材。作为世界最长跨海大桥,港珠澳大桥主体工程全长29.6公里,集桥、岛、隧于一体,服役环境恶劣,此次升级后,一套覆盖“海陆空”的智能巡检体系全面投入使用。
巡检现场,爬壁机器人如同“蜘蛛侠”吸附在桥塔表面,其底部吸盘通过减小内部气压,利用大气压牢牢固定在墙面,减小与桥壁的接触面积可增大局部压强,便于精准检测涂层劣化情况;水下检测船搭载扫测声呐,在伶仃洋海域潜行探底,船身受到海水的浮力与自身重力平衡,确保稳定作业。数字孪生平台实时汇聚1000多个传感器的数据,涵盖风速、桥体位移等,其中传感器将力学、热学信号转化为电信号,涉及能量转化原理。此次智慧运维升级,既保障了大桥安全,更串联起大气压、压强、浮力、能量转化等多个中考物理高频考点,贴合“从生活走向物理”的命题理念。
时讯02 港珠澳大桥桥面铺装升级养护 筑牢跨海工程安全防线
2025年5月26日,央广网报道,港珠澳大桥桥面铺装升级养护工程圆满落幕,此次养护采用全新“防水粘结层浇注式沥青铺装”体系,大幅提升桥面耐久性,其施工过程和材料特性蕴含丰富的中考物理考点。港珠澳大桥地处外海,面临高温、高湿、高盐“三高”环境,桥面铺装总面积达70万平方米,相当于98个足球场,是普通桥梁铺装面积的7倍。
养护过程中,施工人员选用的浇注式沥青材料空隙率接近零,导热性差,可减少海水热量传递,防止桥面因温差过大产生形变,同时能追随钢板变形自我调整,利用材料的弹性形变特性缓冲车辆压力。桥面防滑纹理通过增大接触面粗糙程度,增大车辆行驶时的摩擦力,防止雨天打滑;铺装材料硬度大,可承受车辆对桥面的巨大压强,根据p=F/S公式,车辆质量越大,对桥面的压力越大,压强也随之增大。此外,桥面防水涂层利用不溶于水、不易导热的特性,防止海水腐蚀钢箱梁,涉及材料的物理性质考点。此次养护既延长了桥面使用寿命,也为中考物理提供了鲜活的情境素材。
热●点●信●息●解●码
考向解码
考向01结合港珠澳大桥智慧巡检——压强与大气压的应用
压强与大气压是中考物理力学模块的核心考点,分值占比约6-8分,常以跨海工程、智能设备为情境命题,贴合“情境化命题”趋势,难度中等,侧重考查应用能力与公式计算。结合本次港珠澳大桥智慧巡检热点,核心考查两大方向,均贴合中考真题导向:一是压强的应用与计算,核心场景为爬壁机器人检测桥塔,机器人底部吸盘减小接触面积增大局部压强,便于检测,同时可结合车辆对桥面的压力,用p=F/S公式计算压强,常以选择题、计算题形式出现,设问方向如“已知爬壁机器人吸盘面积、对桥壁的压力,求吸盘对桥壁的压强”。
二是大气压的应用,核心场景为爬壁机器人吸盘固定、桥面防水涂层的密封作用,常以实验探究题、简答题形式考查,要求学生解释大气压在其中的作用原理,同时区分固体压强与大气压的不同应用场景。解题关键是找准情境中的物理现象,对应压强计算公式和大气压的应用实例,规范答题步骤,注意实验探究题中“控制变量法”的应用,避免混淆“固体压强”与“大气压”的概念,这也是学生答题时的常见易错点,需重点强调。
考向02聚焦港珠澳大桥桥面养护——材料特性与摩擦力的应用
材料特性与摩擦力是中考物理力学与热学模块的重点内容,分值占比约5-7分,常结合工程建设、日常场景命题,多以选择题、填空题、简答题形式出现,侧重考查材料物理性质的判断和摩擦力的应用,贴合中考“生活化、情境化”命题导向。结合本次港珠澳大桥桥面养护热点,核心考查两大方向:一是材料的物理特性,核心场景为浇注式沥青铺装材料,其导热性差、硬度大、弹性好、不易溶于水的物理性质,可分别对应减少热传递、承受压强、缓冲压力、防水防腐的作用,常以选择题形式考查,要求学生区分物理性质与化学性质。
二是摩擦力的影响因素及应用,核心场景为桥面防滑纹理设计,通过增大接触面粗糙程度增大车辆行驶时的摩擦力,防止雨天打滑,同时可结合车辆行驶速度对摩擦力的影响,考查“摩擦力大小与速度无关”的易错点。解题时需明确摩擦力的影响因素(接触面粗糙程度、压力大小),判断增大或减小摩擦力的方法,同时牢记常见材料的物理特性,区分导热性、导电性、硬度等不同物理性质的应用场景,结合桥面养护的实际需求,分析材料特性与用途的对应关系,提升答题的针对性和准确性。
考向03关联港珠澳大桥运维场景——浮力与机械能转化
浮力与机械能转化是中考物理力学与能量模块的基础考点,也是应用类考题的高频素材,分值占比约4-6分,难度适中,常结合海洋工程、交通工具命题,多以选择题、简答题、计算题形式出现,侧重考查基础原理的应用,是中考基础得分点。结合本次港珠澳大桥智慧运维热点,核心考查两大方向:一是浮力的应用,核心场景为水下检测船、桥墩的浮力,水下检测船匀速行驶时,受到的浮力与自身重力是一对平衡力,可结合阿基米德原理,分析浮力大小与排开海水体积的关系,常以计算题、简答题形式出现。
二是机械能及其转化,核心场景为巡检机器人作业、车辆通行,巡检机器人移动时,电能转化为动能和内能(摩擦生热);车辆在桥面行驶时,动能与重力势能相互转化(上坡时动能转化为重力势能,下坡时相反);传感器工作时,机械能、热能转化为电能。解题关键是明确浮力的平衡条件和阿基米德原理的应用,判断能量转化的方向,重点区分“二力平衡”与“阿基米德原理”的适用场景,避免出现“浮力大小与物体质量有关”的错误表述,同时牢记能量转化的守恒规律,贴合中考命题趋势。
考法预测
1. 压强计算:已知爬壁机器人吸盘面积、对桥壁的压力,或车辆质量、轮胎与桥面接触面积,用p=F/S公式计算压强,同时分析增大/减小压强的方法,多以计算题形式出现。
2. 大气压应用:结合爬壁机器人吸盘、桥面密封等场景,解释大气压的作用原理,判断大气压在生活中的类似应用,多以选择题、简答题形式出现。
3. 材料特性判断:给出港珠澳大桥所用材料(沥青、防水涂层等)的用途,判断其对应的物理特性(导热性、硬度、溶解性等),多以选择题、填空题形式出现。
4. 浮力计算与判断:结合水下检测船的排开海水体积、海水密度,用阿基米德原理计算浮力,或判断桥墩、检测船的受力平衡情况,多以计算题、简答题形式出现。
5. 实验探究:以“探究桥面材料粗糙程度对摩擦力大小的影响”或“探究大气压的作用”为课题,要求写出实验器材、实验步骤、实验结论,分析实验误差原因,考查控制变量法、转换法的应用,多以实验探究题形式出现,难度中等偏上。
6. 综合应用:结合港珠澳大桥智慧运维场景,融合压强、大气压、浮力、能量转化等多个考点,设计综合计算题或简答题,考查学生的综合应用能力,贴合中考压轴题的命题趋势。
热●点●限●时●训●练
(45分钟限时练)
一、单选题
1.港珠澳大桥是连接香港、珠海和澳门的特大型桥梁(如图甲所示),有世界最大的外海深埋沉管隧道(如图乙所示)。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.灌注桥墩前,先在水下的基坑内灌注宽且厚的钢筋混凝土,是为了减小对基坑的压力
B.施工前使用声呐系统勘探水下地形,利用了声波传递信息
C.海水水位上升时,深入海底的桥墩受到海水的浮力变大
D.沉管隧道的引桥是一个斜面,既可以省力,又可以省功
2.如图所示,港珠澳大桥是连接香港、珠海和澳门的特大型桥梁隧道结合工程,有世界最长的外海深埋沉管隧道。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.海水水位上升时,深入海底的桥墩受到海水的浮力变大
B.桥墩静止在水中没有惯性
C.斜拉索对桥面的拉力是弹力
D.外形为流线型的家用小轿车在桥上快速行驶时,汽车对地面的压力大于汽车的总重力
3.被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图甲)由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长6.7km,海底隧道前有一如图乙所示的标志牌。下列说法正确的是( )
A.水面海浪发出的声音是由振动产生的
B.灯杆相对与桥面上行驶的汽车是静止的
C.图乙中的数字表示限制最低车速为100km/h
D.通过海底隧道最少需要0.67h
4.港珠澳大桥的成功建成离不开我国自行制造的世界上最大的吊装船“振华30”,如图是“振华30”正在吊装重达6000t沉管隧道最后的一段,吊装中使用了非常复杂的滑轮组,下列有关说法正确的是( )
A.使用滑轮组是为了省功
B.滑轮组中定滑轮的作用是改变力的方向
C.图中钢丝绳股数很多,是为了提高滑轮组的机械效率
D.该滑轮组的机械效率可能大于
5.“中国基建”被网友亲切称为“基建狂魔”,无数超级工程不仅彰显其硬核实力,更持续为国家发展与民生改善赋能。例如港珠澳大桥,以世界最宽海底沉管隧道的建设壮举,实现了跨海通道建设的伟大跨越。港珠澳大桥修建过程中涉及的物理原理,下列说法正确的是( )
A.空心沉管能漂浮在水面上是因为它的浮力大于重力
B.灌满水的沉管将下沉至海底,因为它的浮力比漂浮时小
C.下沉到海底后,沉管下半部分埋入海底泥沙中,此时它不受浮力的作用
D.灌满水的沉管下沉过程中所受浮力不变,下表面所受液体压强不变
6.港珠澳大桥设置十套变色LED投光灯,如图,LED发光二极管属于( )
A.导体 B.半导体 C.超导体 D.绝缘体
7.港珠澳大桥施工时通过优化施工工艺等方式减少施工噪声,最终实现“大桥通车、白海豚不搬家”的承诺。下列相关声现象的表述正确的是( )
A.噪声是由物体有规则振动产生的
B.噪声在海水中以波的形式传播
C.噪声在海水中的传播速度为340m/s
D.优化施工工艺一定是在传播过程中减弱噪声
8.图甲是当今世界最长的跨海大桥——中国港珠澳大桥,该桥全长55km。某汽车由静止驶入大桥,前15s行驶了0.45km,其速度随时间变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.驾驶员相对于汽车是运动的
B.汽车前15s的平均速度是20m/s
C.汽车前30s的路程是750m
D.汽车10~30s内做匀速直线运动
9.新闻网消息:受惠于港珠澳大桥,香港昂坪360缆车游客量再创新高,如图所示的是两台正沿相反方向行驶的缆车,其中一台缆车内乘客说自己是静止的,则他所选择的参照物是( )
A.地面 B.对方缆车 C.自己的缆车 D.太阳
10.建设“深中大桥”是继港珠澳大桥之后的又一超级跨海工程。如图是负责运输大型构件的运输车和架梁起重船正在施工的情景。下列有关说法不正确的是(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)( )
A.运输车装有很多轮胎,目的是增大受力面积,减小压强
B.架梁起重船在卸下大型构件后,其在水中所受浮力变小
C.若将一个箱梁在水中缓慢地水平移动20米,对其做功1.2×107J,则该箱梁受到的阻力约为6×105N
D.某个桥墩质量为8×104t,则大桥建成后,其在水中受到的浮力大小约为8×107N
11.港珠澳大桥是由桥梁和海底隧道组成,隧道由空心沉管连接而成。建造隧道时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。设一节密封长方体沉管的体积为6.3×104m3,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg),下列说法中正确的是( )
A.密封沉管灌水前漂浮在海面上受到的浮力为6×107N
B.密封沉管灌水下沉过程中上表面受到海水的压强变小
C.密封沉管灌水下沉过程中上表面受到海水的压力不变
D.向沉管内灌3×106kg水后,密封沉管将悬浮在海水中
12.如图所示,港珠澳大桥于2018年10月24日通车,是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程。它由桥梁和海底隧道组成,隧道由空心沉管连接而成。建造隧道时,先将沉管两段密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。设一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg),下列说法中正确的是( )
A.若将一节沉管密封后浸没在海水中受到的浮力为6.3×108N
B.密封沉管灌水下沉过程中沉管受到的浮力一直变小
C.密封沉管灌水前漂浮在海面上受到的浮力6×107N
D.密封沉管灌水下沉过程中上表面受到海水的压强变小
二、多选题
13.被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图)主要由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长约,设计时速;一辆汽车在桥上正常行驶。下列说法正确的是( )
A.汽车在桥上行驶时做的是匀速直线运动
B.汽车在桥上行驶时做的是曲线运动
C.老鹰在追击猎物时的速度可以达到,该速度小于
D.汽车通过海底隧道最少需要
14.港珠澳大桥是一座连接香港、珠海和澳门的巨大桥梁,全长为55km,中途经过三个人工岛,于2018年10月24日上午9时正式通车。如图甲所示为大桥效果图,其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥,对大桥结构进行简化,可以抽象成图乙所示的模型。大桥采用群桩基础,桩基工程由几十根大型水下钻孔灌注桩组成,每根桩的横截面积约为6m2,平均桩长50m,下列说法正确的是 ( )
A.灌注一根桩需要密度为2.5×10³kg/m³的混凝土约7.5×105kg
B.为了减小钢索承受的拉力,在需要与可能的前提下,可以适当减小桥塔的高度
C.根据图乙所示的模型,可以看出它用到了斜面的科学知识
D.灌注大桥桥墩前,先在水下的基坑灌注宽厚的钢筋混凝土基础,是为了增大受力面积,从而减小压强
15.被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图),由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长,设计时速。下列说法正确的是( )
A.水中的桥墩受水的压强随深度增加而减小 B.桥面上匀速转弯的汽车受平衡力作用
C.通过海底隧道最少需要3.42min D.水中的桥墩不受海水的浮力
三、作图题
16.港球澳大桥是我国境内一座连接香港、广东珠海和澳门的桥隧工程,如图甲所示。请你在图乙中画出光从大桥的最高点,经水面反射后进入人眼的光路图,其中A点表示该点在水中的位置。
四、实验题
17.同学们在做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)【基础设问】实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (填“达到”或“没有达到”)平衡状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,或者调节左端的平衡螺母,使它向 (填“左”或“右”)移动。调节杠杆在水平位置平衡的好处是 ;
(2)实验过程中,支点在杠杆的中点是为了消除杠杆 对平衡的影响;
(3)如图乙所示,实验中为使杠杆水平平衡,小红在支点O左侧挂了2个钩码作为阻力(位置可调),然后在支点右侧的不同位置分别挂了数目不同的钩码,进行了三次实验,数据如下表所示。分析表中数据可知杠杆平衡的条件是 ;
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
4
10
2
20
2
2
15
2
15
3
1
20
2
10
(4)小明利用小红的实验器材,通过改变钩码数量及移动钩码悬挂的位置又进行了多次实验,其目的是 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。实验中,小明又保持B点钩码数量和位置不变,在杠杆水平平衡时,测出多组动力臂离和动力F3的数据,绘制了l3-F3的关系图像,如图丙所示,根据图像推算,当l3为0.6m时,F3为 N;
(5)【能力设问】小亮用如图丁所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师却提醒大家不要采用小亮的这种方式进行实验。这主要是因为该种方式______;
A.一个人无法独立操作
B.需要使用太多的钩码
C.无法测量力臂
D.力和力臂数目过多
(6)如图戊所示,小华进行实验时通过弹簧测力计来施加动力,测量并记录了多组数据,分析所测数据后,小华发现,每次实验都是F4l4<F5l5,这种情况显然不是误差造成的,经过分析,排除了l4、F4、l5发生测量错误的可能性,那么,为什么每次测出来的动力都偏小呢? 。请你帮他想出一个合适的方法解决这个问题: ;
(7)关于该实验的四个因素中,不会带来实验误差的是______;
A.铁架台自身的重力很大
B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(8)【拓展设问】老师给小光布置了一个任务,利用杠杆平衡条件来测量杠杆的质量。请你补充实验过程,并计算出结果。①将杠杆上的M点挂在支架上,在M点的右侧挂一质量为m的钩码,左右移动钩码的位置使杠杆在水平位置平衡,如图己所示;
②用刻度尺测出此时钩码悬挂点N到M点的距离d和 的距离L;
③根据杠杆平衡条件,可以计算出杠杆的质量m杆= (用已知量和测量量表示);
(9)小敏想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况,于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉,结果杠杆转至竖直位置,如图庚所示,在A点施加一个始终水平向右的拉力F,却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡,你认为原因是 ;
(10)实验结束后,小欣联想到生活中的杆秤,其主要结构由秤杆、秤钩A、提组(B、C)、秤砣D组成(O点为刻度的起点)。如图辛所示是用杆秤称量货物时的情景:
①在称量货物时,使用提纽 (填“B”或“C”),该杆秤的称量范围更大;
②若该杆秤配套的秤砣D有磨损,称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量偏 (填“大”或“小”);
(11)实验结束后小婷对港珠澳大桥(如图壬所示)的结构进行简化,抽象成图癸所示的杠杆模型,又画了桥塔高低不同的两幅图。通过分析发现:可以通过 (填“增加”或“降低”)桥塔高度的方法来增大拉索拉力的力臂,从而减小拉索拉力。
18.如图所示,是物理小组的同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)实验前小组同学发现杠杆右端低左端高,应将杠杆左端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,使它在水平位置平衡,其目的是 。
(2)如图甲所示,在杠杆左边A处挂三个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码 个。若将A、B两处的钩码同时去掉一个,则杠杆 (填“仍然平衡”、“沿顺时针旋转”或“沿逆时针旋转”)。
(3)图乙和图丙中的杠杆均静止,两图中弹簧测力计的示数分别为F1和F2,则F1 F2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)实验结束后小组同学对港珠澳大桥的结构进行简化,抽象成图丁所示的杠杆模型,又画了桥塔高低不同的两幅图。通过分析发现:可以通过 的方法来增大拉索拉力的力臂,从而减小拉索拉力。
19.如图所示,是物理小组的同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)实验前小组同学发现杠杆右端低左端高,应将杠杆左端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,使它在水平位置平衡;
(2)如图甲所示,在杠杆左边A处挂三个相同钩码,若在右侧B处使用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆,使其在水平位置平衡,为了便于测量力臂,应使弹簧测力计沿 方向拉动;
(3)若采用钩码完成实验,在杠杆左边A处挂三个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码 个;
(4)下表是某一小组在实验中测量的相关数据,通过分析得到杠杆平衡条件是: (用字母表示),实验结束后小组同学对港珠澳大桥(如图乙所示)的结构进行简化,抽象成图丙所示的杠杆模型,又画了桥塔高低不同的两幅图。通过分析发现:可以通过 (选填“增加”或“降低”)桥塔高度的方法来增大拉索拉力的力臂,从而减小拉索拉力。
次数
/N
/cm
/N
/cm
1
1
8
2
4
2
1.5
6
1.5
6
3
2
4
4
2
五、计算题
20.港珠澳大桥是当今世界上最长的跨海大桥,全长,大桥上汽车限速。一辆汽车由静止开始驶入大桥,其运动的速度与时间的关系图像如图所示。前内该汽车行驶了,问:
(1)在遵守交通规则的情况下,该汽车通过大桥至少需要多长时间?
(2)在这内,该汽车行驶的路程是多少?
(3)在这内,该汽车的平均速度是多少?
21.如图为港珠澳大桥,它是一座连接香港、珠海和澳门的巨大桥梁,全长公里,其中海底隧道长公里,为世界第一跨海长桥,大桥最高限速为。
(1)若某辆小汽车通过海底隧道用时,求小汽车通过海底隧道的平均速度;
(2)在不超速的情况下,小汽车通过整座大桥至少需要多少分钟?
六、科普阅读题
22.阅读短文,回答问题。
桥
中国是桥的故乡,被誉为“桥的国度”。中国桥梁是中华民族勤劳智慧的象征,以雄伟的身姿,跨越江河湖海,连接天南地北,见证了中国的历史变迁和现代化进程。
木材是较早的建桥材料,但木材本身质松易腐,牢固性、耐久性比较差。受材料硬度和长度的限制,在河面较宽的河流上不宜架设木质桥梁,因此木桥逐渐被木石混合或砖、石等材质的桥梁所取代。钢铁的生产以及钢筋混凝土的出现为建造桥梁提供了新的材料,桥的跨度和承重能力得到了大幅度提高。
桥梁能承受的最大重力不仅与材料有关,还与桥的结构有关。在桥梁设计中,桥梁的支撑结构常常被设计成三角形,以保证桥梁的稳定性和承载能力。桥梁的种类多种多样,常见的有梁桥、拱桥、悬索桥和斜拉桥等,如图甲所示。通常情况下,梁桥受力明确,施工工艺简单、成熟;拱桥外形美观,承重潜力大,但对地基稳定性要求高,施工较为复杂。悬索桥是通过吊索将桥面荷载传到主缆上,再由主缆传到锚定和索塔上;斜拉桥是通过斜拉索将主梁承担的荷载传到桥塔上。
(1)现代桥梁建造都使用钢筋混凝土,请说出钢筋混凝土的一个优点。
(2)在桥梁设计中,为什么桥梁的支撑结构常常被设计成三角形?
(3)港珠澳大桥是中国走向“桥梁强国”的里程碑,如图乙所示是主体桥梁,其结构类型属于甲图中的什么种类?
(4)当压力超过物体的承受能力时物体会发生弯曲,拉力超过物体的承受能力时物体会被拉断。建桥过程中,解决这种情况的最佳方式是将力进行分散或转移。分散是将其散布到更大的面积,避免出现某个点集中受力。转移是将其从强度较弱的区域移到专门设计的受力区域。你认为拱桥属于哪一种方式?悬索桥属于哪一种方式?
(5)实验小组用杠杆和细线模拟斜拉桥,探究细线的拉力与什么因素有关。如图丙所示,将细线分别固定在杠杆A、B、C三处,用弹簧测力计分别测出细线绕过支架顶部定滑轮后的拉力、、。根据已有的杠杆知识可知三者的大小关系是什么?
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