内容正文:
一、光学
1.(2024福建)朱鹮是我国珍稀动物,演员们用舞蹈演绎的《朱鹮》宛若一幅流动的画,诉说着人与自然的和谐共生,如图。
(1)用物理知识解释:朱鹮在空中滑翔时,翅膀上表面弯曲,下表面比较平,该形状对它飞行的作用。
(2)写出演员在舞台上形成倒影的光学原理。
二、热学
1.(2023常德)为加强消防安全,在学校楼道内必须配备消防设备,其中常见的有干冰灭火器。当发生火灾险情时,我们可打开灭火器阀门对准火源根部灭火。请利用所学物理知识解释干冰能快速灭火的原理(字数不超过100字)。
2.(2025龙东地区)黑龙江的冬天,白雪皑皑,风景如画。南方的朋友们在这里见到了美丽的雾凇,同时也品尝到了东北的特色食品——冻豆腐。冻豆腐的制作过程是人们把含较多水分的鲜豆腐完全冷冻,吃的时候放入锅中和其他食材一起炖煮,豆腐会出现许多小孔,吸满浓浓的汤汁,吃起来很美味。请根据文中信息,写出涉及到的两种物态变化,并简要写出分析依据。
3.(2024呼和浩特) (1)一个圆形铁片由“冷若冰霜”,变成“炙手可热”。甲同学认为一定是通过加热方式实现的,乙同学认为不一定是通过加热方式实现的,还有其他的实现方式。你认为哪位同学正确?请简要说明理由。
(2)丙同学认为:热量只能是由高温物体向低温物体传递。但是,丁同学却认为,只要条件合适,热量也可能由低温物体向高温物体传递。你认为哪位同学正确?请举例说明。
三、力学
1.(2023福建)如图,小华利用家中物品做实验,他将玻璃杯放在桌布上,然后猛地将桌布从桌面抽出时,玻璃杯几乎不随桌布运动,请用物理知识说明玻璃杯不随桌布运动的理由。
2.(2023本溪)神舟十五号载人飞船返回舱的胜利回归,标志着我国航天事业进入了一个新阶段。请你结合返回舱从太空返回地球的过程,回答下列问题:
(1)这一过程中,航天员所穿的宇航服的质量是否发生变化?
(2)返回舱在下降阶段,它的重力势能发生了怎样的变化?并说明理由。
3.(2023庆阳)炎炎夏日,小明从冰箱里拿出一杯酸奶。请从物理角度分析
(1)使用吸管尖端插入酸奶杯上方塑封膜时,比较容易,这是为什么?
(2)一会儿,发现在酸奶杯的外表面附着了很多小水珠,这又是为什么?
4.(2023鞍山)从古至今中华民族一直对天空充满憧憬,从“嫦娥奔月”的想象,到今天国产大飞机首次商业飞行圆满成功,我们从未停止对天空的探索。同样对天空充满向往的同学们在老师的指导下,用一个稍大的薄塑料袋,袋口用细铜丝框成一个圆口,开口朝下,下方系上了一块酒精棉加热袋内空气,放手后,塑料袋便冉冉上升,制成了一个简易的“孔明灯”。结合所学,回答下列问题:
(1)几十吨的飞机为什么能够飞上天空?
(2)“孔明灯”为什么能飞上天空?
5.(2023大连)如图所示的水壶,壶盖上有个小孔,壶内装一些水。盖紧壶盖,用手堵住小孔,将壶里的水向外倒,水流出小孔一点后就不再流出。已知“温度不变的密闭气体,体积越大,压强越小”。请结合该信息分析说明水不再流出的原因。
6.(2024牡丹江)综合实践活动课上,小江展示了自制的“小潜水艇”。如图甲所示,矿泉水瓶中装有适量的水,将一个未装满水的小玻璃瓶倒扣入矿泉水瓶中,给矿泉水瓶口盖上插有吸管的瓶盖,吸管与瓶盖之间密封且不接触瓶内的水面,小玻璃瓶沉在水底。小江通过吸管将矿泉水瓶中的气体吸出一部分,“小潜水艇”上浮了,如图乙所示。
(1)请分析解释“小潜水艇”上浮的原因。
(2)再说出一种能让“小潜水艇”上浮的方法。
7.(2024北京)某同学将粗细均匀的吸管一端密封,在吸管内装上适量的铁砂,并在吸管上标上刻度线及相应的密度值,制成了简易密度计,如图所示。密度计上有密度值为和的两条刻度线(),两刻度线之间的距离为,该同学发现很小。若想增大,分析说明应增加还是减少吸管内铁砂的质量。
8.(2025盐城)图甲为我国古人用踏碓榨油的场景。他们用两根柱子架起一根木杠,杠的一端装有石头,脚蹬木杠的另一端,一踏一放使石头一起一落,舂捣油料。为了便于施力,另外配有可移动支架,如图乙所示。
(1)把石头的下端打磨得较尖的目的是什么?
(2)体重过轻的人无论怎样用力,都无法将石头抬起,为什么?
(3)若支架横杆离人偏远,脚蹬木杠时支架易翻倒。说明其中的道理。
9.(2024赤峰)如图是《天工开物》一书中记载的古人用脚踏碓将稻米去皮的情景。脚踏碓实质是工费力杠杆。碓头砸打稻米时,动能越大,稻米越容易去皮。
(1)请分析脚踏碓做成费力杠杆使稻米容易去皮的原因。
(2)早在汉代,人们就学会了用水力代替人力,脚踏碓就演变成水碓。水碓一般安装在水流较急的地方,请从能量角度分析其安装在水流较急地方的原因。
四、电学
1.(2023牡丹江)小明制作的“静电铃铛”如图所示,将两个空易拉罐分别放在泡沫底座上,用细线拴着一枚曲别针系在一根塑料吸管上,将其搭在两个易拉罐上方。拿一捆塑料吸管与毛皮摩擦后接触一个易拉罐,曲别针被吸引撞到易拉罐,又被弹开撞到另一个易拉罐,然后左右摆动撞击两侧易拉罐,发出像铃铛一样“叮当叮当”的声音。请分析解释上述现象。
2.(2024龙东地区)电动汽车,绿色环保,在方便出行的同时也存在安全隐患,多起火灾是由于不规范充电引起的,为了安全,我们一定要规范充电。如图甲为某品牌电动汽车直流充电桩,充电电压400V,充电时功率P与储能比H(电池当前储能占充满状态储能的百分比)的关系如图像乙,在AB、BC、CD、DE四段充电过程中,哪段过程最容易使导线升温、老化,甚至引起火灾?说出你的理由。
3.(2023包头)微波炉是生活中常用的用电器,电功率大、热效率高、清洁卫生、使用方便。商场中,一位顾客和售货员在微波炉的使用上出现了不同意见。售货员说,微波炉很省电,用它加热食品花不了多少电费;顾客说,微波炉很费电,他家的微波炉常常“烧保险”。请你从物理学角度分析并加以说明。
(1)顾客所说“烧保险”的原因。
(2)售货员所说“花不了多少电费”的理由。
(3)如何更安全地使用微波炉,请谈谈你的看法。
4.(2023山西)如图是某地消防部门公布的2022年各场所火灾数据统计图,其中住宅火灾占比达43%,不正确的家庭用电是形成住宅火灾的主要原因。在“安全用电”主题班会上,小梦和小兰针对家庭电路火灾原因发表了不同见解。请你任选一个同学的观点,用所学物理知识解释家庭电路引发电线火灾的原因:
(一)选择小梦的观点。
(二)选择小兰的观点。
参考答案
一、光学
1.答:(1)翅膀的上表面弯曲,流过翅膀上方的空气流速大,压强小;翅膀下表面较平,流过翅膀下方的空气流速小,压强大。翅膀上下方所受的压力差形成向上的升力。
(2)演员在舞台上形成的倒影的光学原理是光的反射(平面镜成像)。
二、热学
1.答:当发生火灾险情时,我们打开干冰灭火器阀门对准火源根部,干冰迅速升华,升华从周围吸收大量的热,使温度降低到可燃物着火点以下,起到灭火的作用。
2.答:一种物态变化是凝固。依据是“把含较多水分的鲜豆腐完全冷冻”,鲜豆腐中有大量的水,冷冻过程中,水的温度降低到凝固点以下,由液态变成固态的冰,这一过程属于凝固现象。另一种物态变化是熔化。依据是“吃的时候放入锅中和其他食材一起炖煮,豆腐会出现许多小孔”,炖煮时,冻豆腐中的冰会吸收热量,由固态变为液态,形成小孔,这符合熔化的物态变化过程。
3.答:(1)一个圆形铁片由“冷若冰霜”,变成“炙手可热”,铁片的温度升高,内能变大,改变物体内能方式除了热传递之外还有做功,所以还可以通过做功的方式来实现铁片温度升高的目的,比如可以用钢丝球摩擦铁片,将机械能转化为内能,铁片的温度也会升高,所以乙同学的说法正确。
(2)热量自发的从高温物体传递给低温物体,不能自发的从低温物体传递给高温物体,但当存在外部干预,如机械做功,热量传递的方向是可以改变的。例如,冰箱的工作原理就是通过电力做功,将热量从温度较低的内部传递到温度较高的外部,从而保持冰箱内部的低温,所以丁同学的说法正确。
三、力学
1.答:玻璃杯与桌布原来处于静止状态,桌布受力被抽出,玻璃杯由于惯性,仍保持原来的静止状态,所以玻璃杯几乎不随桌布运动。
2.答:(1)质量是物体的一种属性,不随位置的变化而变化,故这一过程中,航天员所穿的宇航服的质量不发生变化;
(2)返回舱在下降阶段,它的高度变小,质量保持不变,重力势能变小。
3.答:(1)吸管尖端受力面积小,根据公式讨论可知,吸管对塑封膜产生的压强大,所以比较容易插入。
(2)夏天空气温度高,遇到从冰箱拿出的酸奶,空气中的水蒸气放出热量,液化成小水珠附着在酸奶杯外表面上。
4.答:(1)飞机的机翼上表面较下表面突出,所以在飞机前进的过程中,通过机翼上表面的空气流速较下表面的大,根据流体压强与流速的关系可知,飞机上表面受到的压强小于下表面受到的压强,所以飞机会受到一个向上的压强差,这个压强差产生一个向上的升力,使几十吨的飞机能够飞上天空;
(2)“孔明灯”内部空气温度高,密度小,导致其平均密度低于空气的密度,排开空气的重力大于自身重力,即浮力大于自身重力,物体将上浮,所以可以升空。
5.答:倒水前,壶内气体压强p气等于大气压强,向外倒水时,壶身处水位高于壶嘴处水位,壶嘴处向外的压强,故水向外流出;流水过程中h减小由
可知,减小;同时壶内气体体积变大,由“温度不变的密闭气体,体积越大,压强越小”可知,壶内气体压强减小,因此不断减小;当减小到时,由于不存在压强差,水就不流出了。
6.答:(1)解法一:用嘴吸气后,矿泉水瓶内液面上方气体减少,瓶内气压变小,导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差,也就产生向下的压力差,将小玻璃瓶内的部分水排出;使得小玻璃瓶和瓶内液体的总重力减小,根据,此过程中和不变,所以不变,小玻璃瓶和其内部液体受到的浮力大于其总重力,力可以改变物体的运动状态,小玻璃瓶上浮;
解法二:(以小玻璃瓶和瓶内气体为研究对象)用嘴吸气后,矿泉水瓶内液面上方气体减少,瓶内气压变小,导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差,也就产生向下的压力差,将小玻璃瓶内的部分水排出;根据小玻璃瓶内气体体积增大,变大,变大,小玻璃瓶和瓶内气体总重力不变,小玻璃瓶和瓶内气体受到的浮力大于其总重力,力可以改变物体的运动状态,小玻璃瓶上浮。
(2)使“小潜水艇”上浮的方法:方法一:将另一吸管的管口贴靠在瓶中吸管的上端,沿水平方向吹气;方法二:先用手挤压矿泉水瓶,再用另一只手堵住吸管口,最后撤去挤压矿泉水瓶的手;方法三:将整个装置放到阳光下晒或将装置进行水浴加热等。
7.答:密度计在使用时处于漂浮状态,由物体浮沉条件可知,密度计受到的浮力等于总重力,即,即,则,,因,则
,若增大,则应增大G总或减小S,因此应增大吸管内铁砂的质量,从而增大总重力。
8.答:(1)下端较尖是通过减小受力面积的方式增大压强。
(2)体重过轻的人提供的动力较小,无法满足石头被抬起时的杠杆的平衡条件。
(3)支架可视作一个杠杆,支架横杆离人较远时,人脚蹬木杠时对横杆的力与对应力臂的乘积不为0,支架易翻倒。
9.答:(1)脚踏碓做成费力杠杆,虽然费力,但能省距离,其动力臂小于阻力臂,这意味着在施力端移动较小的距离,阻力端就能移动较大的距离。对于脚踏碓来说,脚踏的一端移动较小距离,碓头一端就能快速下落较大距离,碓头快速下落会使其在较短时间内获得较大的速度,从而具有更大的动能;较大的动能作用在稻米上,能够更有效地使稻米去皮;
(2)水碓安装在水流较急的地方,是因为水流较急时,水的动能较大。根据能量守恒定律,水的动能可以更多地转化为水碓的机械能,从而使水碓具有更大的功率,能够更高效地完成对稻米的加工。
四、电学
1.答:泡沫、塑料吸管是绝缘体,吸管与毛皮摩擦带电接触易拉罐,易拉罐是导体,接触后也带上了电,带电体吸引轻小物体,将曲别针吸引过来,撞击易拉罐;曲别针也是导体,接触易拉罐使其带上电,同种电荷相互排斥,曲别针与易拉罐分开,但由于惯性不会马上停下来,继续运动撞击到另一侧易拉罐,使另一侧易拉罐也带上同种电荷,曲别针又被排斥,在两侧易拉罐间来回摆动,撞击易拉罐使其振动发出“叮当叮当”的声音。
2.答:由图乙可知,BC段电功率最大,由可知,电压不变,电路中的电流最大,由Q=I2Rt可知导线中的热量较多,使导线升温、老化,甚至引起火灾。
3.答:(1)微波炉电功率大,使用时电流大,若达到或超过保险丝的熔断电流,就会出现“烧保险”现象;
(2)微波炉热效率高,食品获取相同的热量,消耗的电能少,可以节约电能,所花的电费少;
(3)使用微波炉时,同时使用的用电器不能太多,避免总功率过大。
4.答:(一)小梦的观点:电路发生短路时,电路中的电阻很小,而家庭电路两端的电压保持不变,根据欧姆定律可知,通过电线的电流很大;在电线电阻和通电时间一定时,又根据焦耳定律可得,电流通过电线产生热量很多,使电线的温度急剧升高,容易引发电线火灾。
(二)小兰的观点:用电器总功率过大时,而家庭电路两端的电压保持不变,根据可知,通过电线的电流很大;在电线的电阻和通电时间一定时,又根据耳定律可得,电流通过电线产生热量很多,使电线的温度急剧升高,容易引发电线火灾。
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