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(共40张PPT)
题型三　前沿创新题——全国视野前瞻
1．(2022黄孝咸)由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器，世界首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为1.0×107 N的箱梁运到铺设位置。
(1)当箱梁静止在水平桥面时，箱梁与桥面的接触面积为200 m2，求箱梁对桥面的压强；
(2)工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6 m，固定好后，载着箱梁水平向前运动了30 m。求此过程中克服箱梁所受重力做的功；
(3)如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中l1表示MN的水平距离，l2表示ON的水平距离，G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力(不包括轮车A受到的重力)、其重心在O点，F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式(用字母表示)。
2．(2022海南)“欢迎您到海南来，这里四季春常在”。海南为了提高琼州海峡通行效率，特别开通新海港(海口) 徐闻港(广东)“小客车专班”，每日4个航次。两港口的跨海距离约20 km，轮渡海上航行时间约1.5 h。
(ρ海水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)轮渡海上航行的平均速度约为多少km/h？(保留一位小数)
(2)一辆小客车上船后停在船舱水平面上，车的总质量为2 000 kg，车轮与水平面的总接触面积为0.1 m2，它对船舱水平面的压强为多大？
(3)此小客车上船后，轮渡排开海水的体积增加了多少m3
(4)若轮渡发动机以最大输出功率P工作时，动力推进器效率为η，当轮渡以最大航速v行驶时，受到水的阻力f为多大？(结果用含P、η、v的代数式表示)
3．(2022成都)如图所示，放置在水平桌面上的甲、乙两个相同薄壁圆柱形容器，高度为h1，底面积为S1＝100 cm2。甲容器内装有水，圆柱形实心物体浸没在水底。物体高度为h2＝8 cm，底面积为S2＝30 cm2，密度为ρ2。乙容器内装有质量为m，密度为ρ3的某种液体。忽略物体吸附液体等次要因素，已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。
(1)求物体浸没水底时所受的浮力大小。
(2)将物体从甲容器底部竖直缓慢提升，直到物体上表面高出水面5 cm时停止，求这个过程中，水对容器底部的压强变化量。
(3)将物体从甲容器取出后，再缓慢放入乙容器内，为保证液体不会溢出，求乙容器内液体质量m的取值范围(用ρ2、ρ3、h1、h2、S1、S2表示)。
(4)橡皮泥“小碗”的厚度d要满足什么条件，才能够漂浮在水面上？
5．(2022北部湾)某学习小组在完成压强知识的学习后，为深入了解压强的变化情况，将实心柱体甲和盛满水的薄壁轻质容器乙放置在水平地面上，如图所示，其中甲、乙底面积分别为2S、S，水的质量为m，D点距水面0.1 m，ρ水＝1.0×103 kg/m3。将甲沿虚线切出一质量为m0的小物块(不吸水)放入乙中，小物块有四分之一的体积露出水面。
(1)求D处水的压强。
(2)求甲的密度。
(3)现有A、B、C三物体，相关信息如下表所示。
若要选择其中一个先后放在甲剩余部分的上部和放入乙中(均可浸没)，使乙对地面的压强变化量大于甲剩余部分对地面的压强变化量，且乙对地面的压强p最大。请分析说明所选物体的理由，并计算出p的最大值。(结果用题中字母表示)
物体 A B C
密度 1.2ρ水 3.8ρ水 2.5ρ水
体积 2V 0.5V 2V
6．(2022遂宁)小超与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起。他们通过调查得知：石料的边长为0.2 m，密度为2.5×103 kg/m3，石料上升时速度恒为0.4 m/s，圆柱形水池的底面积为0.2 m2，动滑轮重为30 N。请根据他们的调查数据求(不计绳重和摩擦，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)：
(1)石料露出水面前受到的浮力。
(2)石料的重力。
(3)石料露出水面前滑轮组的机械效率。
(4)石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间；并推导出该过程中电动机的输出功率P(单位：W)与时间t(单位：s)的函数关系式。
1．(2022苏州)(物理与传统文化)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》，它被誉为“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
2．(2022无锡)(物理与文史)我国唐朝的张志和在《玄贞子》中记载了著名的“人工虹”实验：“背日喷乎水，成虹霓之状”，这是光的 _________现象，进一步的研究表明，将红、__________、蓝三种色光按照不同比例混合，能产生任何一种其他颜色的光。
色散
绿
3．(2022黄孝咸)(物理与地理)凝聚着我国古代劳动人民智慧的世界文化遗产——都江堰水利工程，由分水鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰等组成(如图所示)。其在引水灌溉、防洪减灾方面发挥着重要作用，枯水季节，由于内江河床较低，在水受到的 _______力作用下，大量的水落入内江，其重力势能 __________(选填“增大”“减小”或“不变”)；洪水季节，由于宝瓶口的限流作用，导致内江水的流速较小，外江水的流速较大、压强较 _______，大量的水涌入外江。
重
减小
小
4．(2022海南)(物理与历史)我国古代四大发明对世界文明发展做出了重要贡献，其中利用磁性材料特性的是( )
A
5．(2022包头)(物理与传统文化)二十四节气是中华民族智慧的结晶，关于节气中物质状态的形成说法正确的是( )
A.“谷雨”，雨的形成是汽化现象
B．“白露”，露的形成是液化现象
C．“霜降”，霜的形成是凝固现象
D．“小雪”，雪的形成是升华现象
B
6．(2022毕节)(物理与传统文化)下列诗词中涉及的光现象，解释正确的是( )
A．峰多巧障日——山峰挡住太阳光是因为光沿直线传播
B．潭清疑水浅——潭水看起来变浅是因为光发生了反射
C．明镜可鉴形——镜子可以成像是因为光发生了折射
D．江清月近人——看到江中的月亮，是月亮的实像
A
7．(2022福建)(物理与艺术)丰子恺的书画简朴，富有生活气息，描绘了人与自然和谐共生的美好景象。如图是他的四幅作品，下列说法中正确的是( )
A．旭日初升——以旭日为参照物，山是静止的
B．齐心协力——合力的大小可以大于分力之和
C．牧童骑牛——牧童受到支持力的施力物体是地面
D．春色满园——院子里花香四溢，说明分子是运动的
D
8．(物理与文史、艺术)北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中有一段记录：“欲知其应者，先调诸弦令声和，乃剪纸人加弦上，鼓其应弦，则纸人跃，他弦即不动。”其意为：为了找到甲、乙两琴中音调相同的弦，可在乙琴弦上放纸人。当弹甲琴中的某一弦时，乙琴中与其音调相同的弦上的纸人就会跳动(如图所示)。这就是著名的“纸人共振”实验，以下说法正确的是( )
A．弹琴时发出的声音，是由于手指振动产生的
B．琴弦越长弹奏时发出的声音的音调就越高
C．弹甲琴弦，乙琴弦上的纸人跳动，说明声音可以传递能量
D．音调相同的两根弦发声时振动的振幅一定相同
C
9．(2022宁波)(物理与地理)如图所示是一个放置于宁波某地水平地面上的简易计时模型，圭杆垂直底盘。下列描述错误的是( )
A．杆影的形成是由于光在均匀介质中沿直线传播
B．一天内，杆影移动是由地球公转造成的
C．一天内，正午的杆影最短
D．该模型依据杆影的方位计时
B
10．(2022赤峰)(物理与化学)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．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
A
11．(2022邵阳)(物理与生物)某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“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．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
A
12．(2022福建)(数学物理思想)如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10 cm，重为5 N，容器的底面积为1 000 cm2，水深为25 cm。求：
(1)潜水器漂浮时受到的浮力。
(2)下沉全过程潜水器重力所做的功。
(3)潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。

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