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(共33张PPT)
专项九　全国视野(新题型)
创新实验
1.小明喝水时,偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指,他感到很惊奇,玻璃和水都是透明物质,为什么光却不能透过呢 小明决定找出原因。
(1)小明首先想到了这种现象与光的　 　(选填“直线传播”“反射”或“折射”)有关。他根据所学的知识进行推测,光从水中斜射向空气时,不断增大入射角,当入射角增大到某一值时,　 　。
(2)接着小明进行了如图(甲)所示的实验,实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度,当增大到某一角度时,小明发现在光屏上看不到光斑,则小明的推测是　 　(选填“错误”或“正确”)的。
(3)当光从空气斜射向水中时,也会出现“看不见”的现象吗 说出你的观点并解释原因　 　。
折射
折射光线消失
正确
不会,光从空气斜射入水中时,折射角始终小于入射角
(4)小明又用酒精做了该实验,发现酒精也能发生“看不见”现象,但恰好发生该现象时光线在两种液体中的入射角大小不同,说明两种液体对光的偏折本领不同,哪种液体对光的偏折本领大呢 于是小明设计了如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置[如图(乙)所示],接着分别倒入适量的酒精和水,再用一束光斜射入酒精和水中[如图(丙)所示],记录对应的光斑位置。要得到正确的实验结论,他应选择图(丙)中的　 　两图实验。小明正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图(丁)所示,经分析可知光从空气斜射入水和酒精时,　 1
对光的偏折本领较大。
B和D
水
2.(2022连云港)“彩球温度计”是一种精美的居家装饰品,也是一种很特别的温度计,可用于粗略地测量环境温度。如图(甲)所示,玻璃管中装有对温度敏感的液体,当外界温度变化时,玻璃管中液体的密度会随之变化。液体中装有体积相同的五颜六色的彩球,每个彩球都标注有特定的温度。当彩球都在玻璃管中静止,不再运动时,所有上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示所测的环境温度。
当外界温度降低时,液体中有部分彩球上浮至“彩球温度计”的上部(彩球体积变化可忽略)。图(乙)是某温度时彩球温度计中的彩球稳定后的分布情况。请根据以上信息并结合所学知识,回答下面问题:
(1)(乙)图“彩球温度计”中彩球　 　(请填写彩球编号)
上标注的温度是当时的环境温度。
(2)如果图(甲)是另一温度时彩球稳定后的分布情况,则
　 　[选填“(甲)”或“(乙)”]“彩球温度计”所
处环境温度较高。
(3)如果彩球a的质量为ma,彩球c的质量为mc,则ma 　 　(选填“>”“=”或“<”)mc;彩球a标注的温度　 　(选填“高于”或“低于”)彩球c标注的温度。
(4)彩球c是否为悬浮状态,理由是 1
。
c
(甲)
<
高于
否,彩球c浸没在液体中虽然静止,它
除了受到重力和浮力外,还受到其他作用力
3.篮球运动员传球时,篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中,小楠很好奇篮球撞击地面后,反弹方向与哪些因素有关呢 与同学讨论后,他们觉得可以用弹性小球代替篮球,对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究,并提出了三种猜想。
猜想1:与小球撞击地面前是否旋转有关;
猜想2:与小球撞击地面时的入射方向有关;
猜想3:与地面的粗糙程度有关。
(1)对于猜想1,联想到旋转的乒乓球打到了台案后,反弹的路线发生明显变化,由此判断猜想1是　 　的。
(2)为验证猜想2和3,同学们设计了如图(甲)所示的装置,每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端,由静止弹出并撞击地面,分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α,测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β,记录数据如下表。
正确
夹角α 20.0° 30.0° 45.0° 60.0° 70.0°
夹 角 β 玻璃地面 25.5° 34.7° 49.2° 63.5° 72.8°
木板地面 28.6° 37.3° 51.6° 65.4° 74.1°
水泥地面 30.9° 39.2° 53.9° 67.5° 76.6°
①小球撞击地面发生形变时,动能转化为了　 　能。
弹性势
②对于猜想2,分析数据可得,当地面的粗糙程度一定时,小球的入射方向与地面的夹角α越大,小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就 1
(选填“越大”或“越小”),说明该猜想是正确的。
③对于猜想3,小虎认为:表中α一定时,各次测得的β不等,这是由测量误差引起的,所以猜想3是错误的。你　 　(选填“赞成”或“不赞成”)小虎的观点。
(3)用每隔0.02 s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片,如图(乙)所示。小球是从图(乙)中的　 　(选填“A”“B”或“C”)位置开始入射的。
越大
不赞成
C
(4)同学们分析:当α一定时,随着地面粗糙程度变小,β值与α越接近,由此推理,如果地面没有摩擦,则β与α应相等,请写出一个用此思想方法研究问题的实例:　 　。
4.在水果中平行插入两片不同金属制成的极板,就组成了一个水果电池,如图所示。物理兴趣小组的同学在课外实践活动中探究影响水果电池电压大小的因素,实验前,他们的部分猜想如下。
猜想一:水果电池电压可能与水果的种类有关;
猜想二:水果电池电压可能与极板的材料有关。
探究阻力对物体运动的影响
(1)为了验证猜想一和猜想二,在不同水果中插入不同金属制成的极板,并保持两块极板间的距离、极板插入水果的深度不变,分别测出电压,实验记录如表所示。
实验序号 水果种类 两极板间电压U/V
铁—锌 铁—铜 铜—锌
1 苹果 0.6 0.7 1.0
2 菠萝 0.5 0.6 0.9
3 梨 0.4 0.5 0.8
4 橙 0.7 0.8 1.1
①为了验证猜想一,保持　 　不变,改变水果种类,多次实验后,得出结论:猜想一是　 　(选填“正确”或“错误”)的;
②分析数据可知,水果电池电压与极板材料有关,表中效果最好的两极板材料是　 　;
③图(甲)中与电压表标有“3”字样的接线柱相连的极板是水果电池的
　 　极,若要使电压表指针偏转角度更大,可将多个水果电池　 　联。
(2)将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化,由此,可以提出一个可探究的科学问题是 。
极板的材料
正确
铜—锌
正
串
水果电池电压可能与两极板插入水果的深度有关
(3)兴趣小组的同学将两极板都换成铜片,发现两铜极板间无电压,于是提出一个新的探究问题:水果的电阻是多大 为此,利用一个电源(未知电压)、已知阻值的定值电阻R0、导线、三个开关及原有的电压表进行电路设计,水果的电阻用“ ”这样的符号表示,如图(乙)所示测出此时水果的电阻。步骤如下:
a.只闭合S1、S2,读出电压表示数为U1;
b.只闭合S1、S3,读出电压表示数为U2。
则此时水果电阻的表达式为R=　 　(用R0、U1、U2表示)。
跨学科类
角度1　物理与日常生活
1.人体中有多个杠杆,如图所示的几个人体杠杆中,属于费力杠杆的是( )
A
A.a、c B.a、b C.c、d D.b、d
2.(2022济宁)生活中许多安全常识蕴含着物理知识。下列分析正确的是( )
B
安全常识 水池的实际深度比看上去深,不要贸然下水
物理知识 光从水中斜射入空气中时折射角小于入射角
A
安全常识 不要用湿毛巾擦拭带电插座
物理知识 湿毛巾容易导电
B
安全常识 水蒸气烫伤比开水烫伤的伤情更严重
物理知识 水蒸气凝华放热
C
D
安全常识 在铁路站台上候车时,乘客必须站在安全线外
物理知识 流体在流速大的地方压强大
3.我国古诗词语言优美、寓意深远,同时古诗词中还蕴含着丰富的物理学知识,请你模仿样例格式,从以下两首古诗词原文中摘抄出涉及物理学知识的内容,并写出相应的物理知识或规律填入下表。(温馨提示:至少写出3条,不能与样例相同)
绝句(杜甫)
两个黄鹂鸣翠柳,
一行白鹭上青天。
窗含西岭千秋雪,
门泊东吴万里船。
暮江吟(白居易)
一道残阳铺水中,
半江瑟瑟半江红。
可怜九月初三夜,
露似真珠月似弓。
序号 古诗词原文 物理知识或规律
样例 一行白鹭上青天 以大地为参照物,白鹭是运动的
答案:如表所示
序号 古诗词原文 物理知识或规律
1 两个黄鹂鸣翠柳 声音由物体振动产生,通过空气传到人的耳中
2 一道残阳铺水中 水中残阳是太阳光在水面反射形成的虚像
3 露似真珠月似弓 露水是由空气中的水蒸气遇冷液化而形成的
角度2　物理与工程实践
4.港珠澳大桥的设计采用的是斜拉索式,如图(甲)所示为斜拉大桥效果图,其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥,如果将大桥的结构进行简化,如图(乙)、(丙)所示,最后抽象成图(丁)所示的模型。
(1)从图(丁)的模型可以看出它主要用到了哪种机械 答:　 　(选填“杠杆”“斜面”或“滑轮”)。其中F1代表桥自重和过往车辆产生的对桥的作用力,为了减小钢索承受的拉力F2,在允许的前提下,可以适当 1
(选填“增加”或“减小”)桥塔的高度。
杠杆
增
加
(2)在大桥的两侧都有引桥,其简化模型如图(戊)所示,从模型可以看出它主要用到了哪种机械 答:　 　(选填“杠杆”“斜面”或“滑轮”),一般引桥设计都很长,是为了　 　(选填“省力”或“省功”)。
5.2022年10月9日,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将“夸父一号”综合性太阳探测专用卫星送入预定轨道。
(1)使用新型合金材料的“夸父一号”卫星,由于新型合金
材料　 　小,所以相比于同体积的普通铝合金质量更小,
其质量约859　 　(填单位)。
(2)搭载长征二号丁运载火箭的“夸父一号”卫星在加速升空的过程中,相对长征二号丁运载火箭是　 　的,其机械能在不断　 　。
斜面
省力
密度
kg
静止
增加
(3)“夸父一号”卫星每日通过　 　向地面回传约500 GB数据,相当于几万幅太阳“高清大图”。
(4)太阳能是　 　(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
角度3　物理与社会发展
6.很多公共场合张贴“禁止喧哗”标识,主要是从降低　 　(选填“响度”“音调”或“音色”)的角度来减少噪声污染。中心城区控制使用玻璃幕墙,是通过减少玻璃幕墙表面发生镜面　 　(选填“反射”或“折射”)来减少光污染。四冲程汽油机汽缸内的高温高压混合气体点火燃烧后会产生废气,经由　 　冲程排出,所以越来越多的人选择新能源汽车等低碳出行的方式来减少废气污染。
电磁波
可再生
响度
反射
排气
7.在常规化石能源非常紧缺的今天,核能受到越来越高的重视。核电站的大体组成如图所示,核原料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能,冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸气,水蒸气推动汽轮机带动发电机发电,最终实现了核能到电能的转换。
请在下面的空格中填上适当的内容:
(1)核电站是利用　　　　为人类提供服务的,从能源的分类来看,核能属于　　　　　　　　(选填“可再生能源”或“不可再生能源”)。
(2)发电机发电时是让线圈在　　　　中旋转而产生电流,这种现象在物理学中称之为　　　　　　现象。
(3)核电站所需的核能是利用原子核　　　　(选填“裂变”或“聚变”)所产生的。该变化是　　　　(选填“可控”或“不可控”)的。
(4)如果核电站每年需要50 t的核燃料,而同等规模火电站每年需要6×106 t的煤炭,则6×106 t的煤炭完全燃烧放出的热量是　　　　　　　　J(煤炭的热值为3×107 J/kg)。
(5)核能的合理开发和利用缓解了能源危机,但核废料处理不当会对环境造成极大污染。某国政府不顾民众反对,决定向海洋排放核废水,请你写出此行为将对海洋生态环境造成哪些危害 (写出一条即可)
解析:(1)核电站是利用核能为人类提供服务的,从能源的分类来看,核能不可能在短期内从自然界得到补充,所以它属于不可再生能源。
(2)发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而切割磁感线运动,从而产生感应电流,这就是电磁感应现象。
(4)6×106 t的煤炭完全燃烧放出的热量
Q=mq=6×109 kg×3×107 J/kg=1.8×1017 J。
(5)核电站的核废料具有放射性,会对海洋生态环境造成相当大的危害,海洋中的动物会大量死亡。
答案:(1)核能　不可再生能源　(2)磁场　电磁感应　(3)裂变　可控　(4)1.8×1017 (5)海洋中的动物会大量死亡
短文阅读题
1.(2022徐州)阅读短文,回答文后问题。
牛顿冷却定律
　　当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15 ℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物-t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做　 　。
(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是　 　。(选填字母代号)
A.速度 B.密度 C.功率 D.效率
(3)一个物体温度为30 ℃,周围环境温度保持20 ℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29 ℃时,散热快慢为　 　。
(4)如图(甲)所示,用两个同样的保温杯分别装满水和
盐水,水和盐水的温度都是30 ℃,周围环境温度保持
20 ℃不变,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化
的图象如图(乙)所示。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),
盐水的密度为1.1×103 kg/m3,则盐水的比热容为　 J/(kg·℃)。
热传递
C
0.9q
3.5×103
2.(2022广东)阅读下列短文,回答问题。
直流充电桩
　　直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置,如图(甲)所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电,再将电能充入汽车动力电池(以下简称电池)。通常,直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大,因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时,充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化,同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前,D为30%,充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后,P与D的关系如图(乙)所示(为方便计算,图象已作近似处理)。充满后,立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
充电电压/V 充电电流/A 充电时长 /min 充电度数 /(kW·h) 充电费用/元
400 45 24.0 28.80
(1)通常,直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大,故充电功率更　 　。
(2)在D从30%增至70%的过程中,充电功率大致的变化规律是 1
。当D为70%时,充电电流为　 　A。
(3)若充电过程中充电电费单价不变,则测试全过程的充电费用为　 　元。
(4)设D从70%增至80%所需时间为t1,从80%增至90%所需时间为t2,且t1∶t2=2∶3,则测试全过程的充电总时长为　 　min。
大
先变大,后
不变
100
50.4
109
开放性试题
1.(2022河南)对物质属性的研究,给人们的生产生活和科技进步带来了重要影响。物质的属性有许多种,如弹性、导电性、熔点、凝固点、沸点、密度等。请参照示例,通过比较两种物质某一属性的差异,举出一个对应的应用实例。
[示例] 属性比较:煤油的凝固点比水的低。
应用实例:通常用煤油作温度计中的测温物质。
属性比较:　 　。
应用实例:　 　。
水的比热容较大
利用水作为汽车发动机的制冷剂
2.(2022扬州)盛夏来临,小明发现人们常常穿浅色的衣服,是不是穿浅色的衣服凉快 小明打算通过比较阳光下衣服的温度来作出判断,即探究衣服温度与颜色的关系。
(1)小明将同款不同色的三件衣服同时放在太阳下晒,对于衣服温度的测量,他提出两个方案。
方案1:用一支温度计在阳光下先后测量三件衣服的温度。
方案2:用三支温度计在阳光下同时测量三件衣服的温度。
你认为方案1是否可行 　 　,并说明理由　 1
;方案2需在实验室同一型号的多支温度计中选取三支,你选取的办法是 1
。
不可行
在不同时间段内衣服温
度的变化可能不同
用三支温度计同时测量相同液体的温度,如果升高
的温度相同,则三支温度计的准确程度相同
(2)按照正确的方案进行实验,测得数据如表。(环境温度为32 ℃)
白色 黑色 红色
5 min 38.7 ℃ 超过40 ℃ 超过40 ℃
20 min 37.1 ℃ 36.9 ℃ 36.5 ℃
分析数据可知:三种颜色的衣服在短时间内接受阳光照射,温度升高,深色衣服　 　本领强;当衣服温度较高时,向外放热使温度降低,　　衣服放热本领最强。
(3)夏天在户外穿什么颜色的衣服,请你从物理学的角度提出一条合理建议:　
。
吸热
红
短时间内适合穿浅色衣服,长时间内适合穿深色衣服
3.(2022扬州)如图所示为某款电热水龙头电路图,a、b、c、d为四个固定触点,绕O点转动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P置于不同位置时,有冷水、温水和热水三种状态,正常工作时出温水的电功率为1 100 W,出热水的电功率为2 200 W。
(1)求出温水时电路中的电流。
(2)求出热水时2 min内消耗的电能。
(3)若水龙头只能出冷水和温水,分析电路
可能存在的故障。(写出一条即可)

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