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压轴题07 说理题——物理类说理题
说理题是中考必考内容之一，这一类的高分率或者满分率比较低，很多学生反映对此类题的解答比较困难，原因可归纳：一是解题思路不够明确，没有找到解答说理题的方法与技巧；二是对基本概念和基本规律的理解不够透彻；三是语言的组织能力欠缺。
1、本专题的难点在于如何利用所学知识描述题中所指现象，知识点的准确性和语言描述的准确性都是非常关键的。
2、答好说理题的关键：
①观点要明确，说理要清楚。
②依据要充分，中心要突出。说理过程中，往往要运用一些概念、规律、化学反应的事实，出现的化学现象等学科方面的知识，以及所设置的问题情境中该解释的一些现象。
③谴词造句得体，学科术语表达规范，说理过程也是文字表述的过程，通过谴词造句反映考生的逻辑思维，摒弃不规范的形式表述，语言要简练。
一、解答说理题的步骤：
1.审题。审题就是要仔细阅读题目了解题中说了些什么，弄清楚题目所给出的己知条件（包括挖掘隐含条件）和要求解答的结论。
2.寻据。寻找依据就是在认真审题基础上，寻找出符合解题所需要的物理概念、定律、公式、定理等。
3.推理。推理就是运用物理知识（物理概念、定律、公式、定理）去揭示条件和结论之间的内在联系过程。
4.作答。说理作答是用规范的物理语言（用文字或符号图像）把分析的推理过程科学地、完整地、有条理地表达出来。
二、物理说理题的分类与方法：
（1）物理现象类
这一类主要是有关物理现象的说理题。物理现象包括自然界和生活中的现象，生产和科学实验中出现的现象。物理现象是物理过程的“直接记录”，虽然它还没有揭示现象的规律，但它总是按照一定的规律发展变化着。因此，解答这类说理题重要方法是，要善于透过现象抓住实质，用物理概念和规律，说明物理现象为什么发生和怎样发生。
（2）理解题型类
这一类是用于巩固、加深对物理概念、规律理解的说理题。解答这类说理题对澄清模糊认识，正确理解物理概念，掌握物理规律等有直接的效果。这些题目的特点是给出多种错误或模糊不清的说法以及由此引出的错误结论，然后问“这话对不对 … 这话对吗 ”甚至直接问“错在哪里”。
解答这类说理题时，首先要深刻理解各个物理概念，为什么要引入，它表示的物理意义和定义方法，掌握各物理量之间的因果关系，掌握物理规律的内容和适用条件。
（3）分析实验结果题
这一类是用于说明物理实验、物理仪器和物理装置的原理， 分析实验结果的说理题。解答这类说理题，有助于加深理解物理实验的原理、方法与步骤，有助于增强实验的效果。解答这类说理题时，首先要注意动手做好实验或回忆已做过的实验，形成感性认识。
三、证明题一般为公式书写证明过程，需要较强的数学能力：
①明确科学本质，确定知识点，确定基本公式，并按照公式逐步推导，演化，替代；
②将科学结论转化为用科学公式表达，需要学生运用较多科学语言（文字或科学公式等），并运用因果关系，体现一定逻辑顺序，来阐述、解释某一科学问题或科学现象的综合性试题。
01 物理类说理题
1．压力锅是一个常见的烹饪工具，压力锅顶部有一限压阀，如下图甲，限压阀的结构简图如图乙。压力锅在加热时，里面的水能维持一个比较稳定且较高的温度(如117~118℃)，请你解释压力锅在加热时，里面的水能维持一个比较稳定且较高温度的原因 。
02 物理类证明题
2．如图甲是实验室中某同学用铁架台夹持烧瓶的操作，图乙是此装置的侧视图，夹持的烧瓶和铁架台的重心分别落在a和b两条虚线上，请你判断这种操作是否规范，并运用所学的杠杆知识解释原因（请在图乙中作图辅助说明）。
1．有经验的司机驾驶车辆经过跨江大桥时，会提前打开车窗，以防车辆不慎落水时错失自救良机。在门窗紧闭的情况下，车辆坠入水中、较深时，车内人员无法打开车门和降下车窗玻璃逃生，可选用安全锤等尖锐物体砸碎窗玻璃，让水快速进入车内，待水较多时就容易推开车门或爬出车窗逃生。请解释门窗紧闭的车辆坠入较深水中，车内人员逃生时所遇上述现象的原因和采取相应措施的理由。
2．图甲是2022北京冬奥会自由式滑雪大跳台，在自由式滑雪大跳台运动过程中涉及到的能量变化和运动轨迹可用图乙简化分析，图乙中木块以一定的速度滑过A，B点，到C点滑出下落至D点。A和B， C和D之间的垂直距离均为h且AB=BC (AB、BC两个面粗糙程度相同)。若空气阻力忽略不计，假定木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，请你分析木块从A运动到D的过程中动能的变化情况。
3．在生活中可以利用一碗水来鉴别鸡蛋的新鲜程度。
资料一：鸡蛋放置时间越久，越不新鲜，不同新鲜程度的鸡蛋在水中的浮沉情况如图甲。
资料二：用放大镜观察鸡蛋外壳，发现鸡蛋壳表面布满一一个个气孔，如图乙所示。
资料三：鸡蛋在放置过程中，体积不会发生变化。
请结合上述资料并综合运用所学知识，对“不同新鲜程度鸡蛋在水中的浮沉情况”进行解释。
4．如图甲是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器，其中有空气和足量的白磷，科学兴趣小组利用该装置进行白磷燃烧的探究实验，将白磷放置在细砂上，用激光点燃白磷，分别观测活塞的刻度变化(初始体积为V0)、用电子天平测反应容器的总质量(初始质量为m0)、用红外温度计测容器中气体的温度(初始温度为T0)，将相关数据随时间的变化情况绘制成图乙。查阅资料发现：气体压强受气体质量、温度和体积的影响。气体质量增加、气体温度升高、气体体积变小都会引起气体压强的增大，反之则使压强减少。实验过程中容器内气体体积的变化情况为先变大后变小，最后不变而且比V0要小。请结合实验过程解释体积变化的原因(提示：可以结合气体质量、气体温度、气体压强、化学反应和力的相关知识进行说理)。
5．蒸馒头时，锅中水烧开，蒸屉上方出现大量"白气"，是水蒸气的结果(填物态变化)。打开蒸屉发现上层内的水珠明显多于下层，且上层馒头比下层先熟。利用电子温度计测量上、下层蒸屉内的温度（图甲），所得结果如图乙。利用物态变化及相关知识，解释上层馒头比下层馒头先熟的原因：。
6． 在野外研学过程中用如图装置进行钻木取火，为为提高成功率，一方面增大对钻火杆的压力，另一方面增大对手拉杆的拉力和拉的幅度，同时还要提高拉动的速度。请解释以上做法用来提高成功率的科学道理。
7．如图，在一个厚壁玻璃筒的底部，放一块浸过乙醚的棉花。当玻璃筒内的活塞迅速下压时，就可以看到棉花燃烧起来了。但是小宁在实验过程中始终无法引燃棉花。经过老师指导后，他得知导致实验失败的细节是下压动作不够迅速。请利用科学知识解释该实验仪器的工作原理并分析小宁实验失败的原因。
8．杭州亚运会、亚残运会有56个竞赛场馆，场馆建设是办好杭州亚运会、亚残运会的基础。在建设过程中，小科观察到某吊车支腿撑开立在工地上，如图甲所示。小科查询了该吊车的一些参数：整车自重10吨，车宽2.6米，左右支腿跨度5.2米，并绘制了吊车的模型图，如图乙所示。
（1）请解释吊车设置左右支腿增加跨度的原理 ；
（2）如图乙所示，当吊车吊臂与水平面成60°角时，吊车能吊起货物的最大质量为1.3吨，若需使吊车能吊起货物的最大质量增大，请结合所学相关知识简述方法并说明理由 。
9．图甲是运动员在进行撑杆跳高的示意图，图乙中0-t1 表示人手拿撑杆助跑时段，t1-t2 表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，t2-t3 表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，t3-t4 表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段。（整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗）。请分析运动员在撑杆跳高的整个过程中运动员的机械能变化情况，并对各段变化情况做出解释。
10．西湖龙井茶素有“绿茶皇后”之称，具有独特的功效及作用。冲泡龙井茶很有讲究，方法多种多样，上投法是其中一种，具体过程如下：
（1）往玻璃杯中倒入85℃左右的沸水后，再放入少许龙井茶叶；
（2）等待龙井茶叶一片一片慢慢下沉；
（3）龙井茶叶在茶杯中慢慢舒展，上 下沉浮；
（4）静待片刻，龙井茶叶溶出茶汤后，汤明色绿，茶香四溢，即可品尝。
请结合所学知识，解释此泡茶过程中的现象。
11．中国自主研发的“造雪机”简易结构如图，它确保了北京冬奥会的用雪自由。制雪主要过程如下：
A管喷出的“压缩空气"迅速膨胀降温，高速气流将B管喷出的水“打碎”成水雾。部分水雾迅速变成水蒸气，还有部分水雾在C处快速变成晶核（固态）。大量的晶核、剩余水雾、大量水蒸气等被高速气流推出造雪机，水蒸气和水雾在冷空气环境中经过变化后附着在晶核上，使晶核变大形成小冰晶，小冰晶不断聚集形成雪花。
请结合材料和所学知识，说说“造雪机”工作过程中的科学道理。
12．跳台滑雪的基本技术分为4个部分：助滑、起跳、空中飞行、着陆，如图甲。
资料：滑雪过程中，运动员沿着助滑道前进时，两腿尽量深蹲，上体前倾成流线型姿势，助滑后，在起跳的瞬间用力一蹬，能在空中飞行，飞行中身体与滑板构成上表面凸起的形状，如图乙。运动员着陆时，要两腿屈膝。
结合上述信息并运用所学知识，说明4个基本技术中蕴含的科学知识并作简要解释。
13．如图所示，R是滑动变阻器，它的金属滑片垂直固定在等臂金属杠杆的中央且可以随杠杆左右转动。杠杆两端分别悬挂等质量、等体积的铁球，反应一段时间后观察现象。
（1）灯泡的亮度会发生什么变化？
（2）用所学的知识对此现象做出合理解释。
14．高台跃下，天际中滑翔出一道优美曲线一跳台滑雪，一项勇敢者的运动。这项运动中滑雪赛道的设置和运动员的技术动作、飞行姿势会影响滑雪速度和落点距离。
资料1：滑雪赛道的设置
赛道分为出发点、助滑坡、起跳点和着陆坡等几个区域，其中出发点和起跳点存在44米的高度差：赛道表面覆盖雪的厚度需达到6—8米。雪内有很多小孔，小孔内充满空气。滑雪时，雪内的空气就会被逼出。
资料2：滑雪运动员技术动作和飞行姿势
滑雪过程中，运动员通过助滑坡到达起跳点后，在起跳的瞬间用力一蹬伸展身体，飞行至顶端时身体与滑板构成上表面凸起的流线型。
结合上述信息并运用所学知识，对滑雪赛道的设置以及运动员的技术动作和飞行姿势会影响滑雪速度和落点距离的原因作出合理解释。
15．“噗噗船”（如图甲）是一种蒸汽动力小船，只要点燃蜡烛，就能让小船开动起来，还会发出“噗噗”的声音，其结构如图乙所示。启动前，先注入一些水到蒸汽室，点燃蜡烛后，管口有水和气体喷出（如图乙）。随后，冷水进入管内（如图丙）。如此反复，推动小船前进，并发出“噗噗声”。请根据所学知识，解释“噗噗船”前进的原理。
16．世界上第一个旋转式升船机——福尔柯克轮（如图1），能在15分钟内将4艘船（包括水）起吊到35米的高度。与此同时，另一只吊臂将4艘船放下，这大大减少了船只渡过有高度差运河时的时间。福尔柯克轮两边各有一个对称的可封闭水槽，里面装满水，当船要由高水位开到低水位的运河时，它就由高架水道开入水槽内，然后把水槽封闭，接着大转轮旋转半圈，通过旋转进行提升或降下，把船运到低水位的运河（如图2）。该装置运作耗能少，升降一次只需消耗1.5千瓦时的电能。根据上述信息以及所学知识，解释福尔柯克轮运作耗能少的原因。
17．如图甲所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，现将一小物块M连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后由静止释放，小物块能运动到C点静止，物体与水平地面间的摩擦力恒定。在图乙中画出小物块运动过程中动能变化的大致曲线，并结合图像分析各过程中能量的转化。
18．2023年10月4日，在杭州亚运会中，中国选手陈艺文无悬念地夺得三米跳板冠军。图甲是跳水运动员入水前的示意图，t1是跳板压至最低点的瞬间，t2是跳板回复原状的瞬间，t3是运动员到最高点的瞬间，t4是运动员入水的瞬间。图乙是描述运动员t1—t4之间速度变化的大致图像，请从功和能的角度分析t1—t4过程中速度变化的原因。
19．某科学兴趣小组利用自行车内胎、打气筒、温度传感器以及计算机等装置研究自行车内胎气体的内能变化情况
实验过程为：开始打气→打气结束后静置片刻→突然拔掉气门芯放气→放气后静置片刻
整个过程中，车胎内气体的温度随时间变化的情况如图所示，请你用所学科学知识解释在0~t1、t2~t3和t3以后的三个时间段里温度变化的原因。
额定电压 220V
额定功率 高温挡 2200W
低温挡 1100W
20．如图1，是某型号电暖器，它有高温、低温两个挡位，其简化电路图如图-2所示，R1和R2均为发热电阻，其部分参数如图表所示，请完成下列问题：
（1）当开关S1、S2均闭合时，电暖器处于 挡；
（2）求该电暖器在低温挡正常工作时，电路中的电流大小；
（3）在某次用电高峰期，小金用如图-3所示的电力监测仪，测出该电暖器在低温挡工作时的实际电压为210 V，实际功率为900 W。小金由此认为实际功率小于额定功率，只是因为实际电压小于额定电压造成的。小兰和小江却一致认为小金的观点不全面，请你根据题中信息和所学知识，解释实际功率小于额定功率的原因。
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压轴题07 说理题——物理类说理题
说理题是中考必考内容之一，这一类的高分率或者满分率比较低，很多学生反映对此类题的解答比较困难，原因可归纳：一是解题思路不够明确，没有找到解答说理题的方法与技巧；二是对基本概念和基本规律的理解不够透彻；三是语言的组织能力欠缺。
1、本专题的难点在于如何利用所学知识描述题中所指现象，知识点的准确性和语言描述的准确性都是非常关键的。
2、答好说理题的关键：
①观点要明确，说理要清楚。
②依据要充分，中心要突出。说理过程中，往往要运用一些概念、规律、化学反应的事实，出现的化学现象等学科方面的知识，以及所设置的问题情境中该解释的一些现象。
③谴词造句得体，学科术语表达规范，说理过程也是文字表述的过程，通过谴词造句反映考生的逻辑思维，摒弃不规范的形式表述，语言要简练。
一、解答说理题的步骤：
1.审题。审题就是要仔细阅读题目了解题中说了些什么，弄清楚题目所给出的己知条件（包括挖掘隐含条件）和要求解答的结论。
2.寻据。寻找依据就是在认真审题基础上，寻找出符合解题所需要的物理概念、定律、公式、定理等。
3.推理。推理就是运用物理知识（物理概念、定律、公式、定理）去揭示条件和结论之间的内在联系过程。
4.作答。说理作答是用规范的物理语言（用文字或符号图像）把分析的推理过程科学地、完整地、有条理地表达出来。
二、物理说理题的分类与方法：
（1）物理现象类
这一类主要是有关物理现象的说理题。物理现象包括自然界和生活中的现象，生产和科学实验中出现的现象。物理现象是物理过程的“直接记录”，虽然它还没有揭示现象的规律，但它总是按照一定的规律发展变化着。因此，解答这类说理题重要方法是，要善于透过现象抓住实质，用物理概念和规律，说明物理现象为什么发生和怎样发生。
（2）理解题型类
这一类是用于巩固、加深对物理概念、规律理解的说理题。解答这类说理题对澄清模糊认识，正确理解物理概念，掌握物理规律等有直接的效果。这些题目的特点是给出多种错误或模糊不清的说法以及由此引出的错误结论，然后问“这话对不对 … 这话对吗 ”甚至直接问“错在哪里”。
解答这类说理题时，首先要深刻理解各个物理概念，为什么要引入，它表示的物理意义和定义方法，掌握各物理量之间的因果关系，掌握物理规律的内容和适用条件。
（3）分析实验结果题
这一类是用于说明物理实验、物理仪器和物理装置的原理， 分析实验结果的说理题。解答这类说理题，有助于加深理解物理实验的原理、方法与步骤，有助于增强实验的效果。解答这类说理题时，首先要注意动手做好实验或回忆已做过的实验，形成感性认识。
三、证明题一般为公式书写证明过程，需要较强的数学能力：
①明确科学本质，确定知识点，确定基本公式，并按照公式逐步推导，演化，替代；
②将科学结论转化为用科学公式表达，需要学生运用较多科学语言（文字或科学公式等），并运用因果关系，体现一定逻辑顺序，来阐述、解释某一科学问题或科学现象的综合性试题。
01 物理类说理题
1．压力锅是一个常见的烹饪工具，压力锅顶部有一限压阀，如下图甲，限压阀的结构简图如图乙。压力锅在加热时，里面的水能维持一个比较稳定且较高的温度(如117~118℃)，请你解释压力锅在加热时，里面的水能维持一个比较稳定且较高温度的原因 。
【答案】给压力锅加热时，通过热传递，压力锅的内能增加压力锅温度升高，气压增大（水汽化产生水蒸气，导致压强增大）气压增大，水的沸点增高，使锅里的温度更高压强增大到一定程度时，内部压力与外部压力差超过限压阀重力时，蒸汽将限压阀顶起放出一份水蒸汽，压力锅内的气压下降，限压阀下降锅内气压再次升高，如此循环，里面的水就能维持一个比较稳定且较高温度
【知识点】沸点及沸点与气压的关系；二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】（1）液体的沸点随上方气体压强的增大而升高，随气压压强的减小而降低；
（2）当限压阀要起而未起的时候，它受到锅内向外的压强、大气向下的压强和自身重力产生的压强，即p内=p大气+p自重。如果锅内压强增大，那么限压阀顶起放气；如果锅内气压减小，那么限压阀回落，里面压强继续增大，据此分析解答。
【解答】给压力锅加热时，通过热传递，压力锅的内能增加压力锅温度升高，气压增大（水汽化产生水蒸气，导致压强增大）气压增大，水的沸点增高，使锅里的温度更高压强增大到一定程度时，内部压力与外部压力差超过限压阀重力时，蒸汽将限压阀顶起放出一份水蒸汽，压力锅内的气压下降，限压阀下降锅内气压再次升高，如此循环，里面的水就能维持一个比较稳定且较高温度。
02 物理类证明题
2．如图甲是实验室中某同学用铁架台夹持烧瓶的操作，图乙是此装置的侧视图，夹持的烧瓶和铁架台的重心分别落在a和b两条虚线上，请你判断这种操作是否规范，并运用所学的杠杆知识解释原因( 请在图乙中作图辅助说明)。
【答案】不规范，整个铁架台可以看作一个杠杆， 如图所示，O为其支点，重物对其作用力到O的距离为L1，而铁架台受重力到O的距离为L2。此时，有可能出现G物L1>G铁架台L2，从而铁架台向左倾倒。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】将烧瓶的重力看作阻力，将铁架台的重力看作动力，确定阻力臂和动力臂的大小，根据杠杠的平衡条件F1L1=F2L2分析解答。
【解答】我认为这种操作不规范，理由是：整个铁架台可以看作一个杠杆， 如图所示，O为其支点，重物对其作用力到O的距离为L1，而铁架台受重力到O的距离为L2。此时，有可能出现G物L1>G铁架台L2，从而铁架台向左倾倒。
1．有经验的司机驾驶车辆经过跨江大桥时，会提前打开车窗，以防车辆不慎落水时错失自救良机。在门窗紧闭的情况下，车辆坠入水中、较深时，车内人员无法打开车门和降下车窗玻璃逃生，可选用安全锤等尖锐物体砸碎窗玻璃，让水快速进入车内，待水较多时就容易推开车门或爬出车窗逃生。请解释门窗紧闭的车辆坠入较深水中，车内人员逃生时所遇上述现象的原因和采取相应措施的理由。
【答案】①液体的深度越深，压强越大，对车门和车窗产生较大的压力，不易开门
②水对车窗玻璃的压力越大，玻璃对窗框的压力就越大，车窗玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大，不易降下车窗玻璃
③用安全锤的尖端砸玻璃，受力面积小，增大了对玻璃的压强，容易砸碎玻璃
④水进入车内，车门内外受到水的压力大小相接近，人容易推开车门⑤砸碎车窗玻璃时，窗外水的压强大于车内压强，水能快速进入车内
⑥玻璃被砸碎，说明力能使物体发生形变；推开车门或爬出车窗逃生，说明力能改变物体的运动状态
答案示例：
答：车辆沉入水中越深，水的压强越大，水对车门和车窗产生较大的压力，车内人员无法将车门推开；水对车窗玻璃的压力越大，玻璃对窗框的压力就越大，玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大，越不易降下车窗玻璃；用安全锤或其他尖锐物品砸玻璃时，受力面积小，增大了对玻璃的压强，容易砸碎玻璃；较多的水进入车内，使得车门内外受到水的压力大小相接近，人容易推开车门而逃生。
【知识点】影响摩擦力大小的因素；压强大小比较；影响液体压强大小的因素
【解析】【分析】①根据公式p=ρ液gh分析水的压强随深度的变化，再根据F=pS分析车窗收到压力的变化，得到不易开门的原因；
②根据车窗压力的变化分析车窗玻璃受到摩擦力的变化，从而得到车窗不易降下的原因；
③根据分析安全锤的尖端非常小从而导致容易击碎玻璃的原因；
④根据二力平衡确定车内外水深相同时，车门容易被推开的原因；
⑤水总是从压强大的地方流向压强小的地方，据此分析杂碎窗玻璃时水进入车内的原因；
⑥根据力的作用效果分析玻璃杯杂碎的原因和推开车门的原因。
【解答】车辆沉入水中越深，水的压强越大，水对车门和车窗产生较大的压力，车内人员无法将车门推开；水对车窗玻璃的压力越大，玻璃对窗框的压力就越大，玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大，越不易降下车窗玻璃；用安全锤或其他尖锐物品砸玻璃时，受力面积小，增大了对玻璃的压强，容易砸碎玻璃；较多的水进入车内，使得车门内外受到水的压力大小相接近，人容易推开车门而逃生。
2．图甲是2022北京冬奥会自由式滑雪大跳台，在自由式滑雪大跳台运动过程中涉及到的能量变化和运动轨迹可用图乙简化分析，图乙中木块以一定的速度滑过A，B点，到C点滑出下落至D点。A和B， C和D之间的垂直距离均为h且AB=BC (AB、BC两个面粗糙程度相同)。若空气阻力忽略不计，假定木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，请你分析木块从A运动到D的过程中动能的变化情况。
【答案】AB段：木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，则木块的动能不变；
BC段：由于克服BC段摩擦做功，导致动能减小；
CD段：不计空气阻力，重力势能全部转化为动能，动能增加.
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】在木块运动过程中，如果重力做功大于克服摩擦做功，那么会有重力势能转化为动能，即动能增大；如果二者相等，那就动能不变；如果只有克服摩擦做功，那么动能会减小，据此分析解答。
3．在生活中可以利用一碗水来鉴别鸡蛋的新鲜程度。
资料一：鸡蛋放置时间越久，越不新鲜，不同新鲜程度的鸡蛋在水中的浮沉情况如图甲。
资料二：用放大镜观察鸡蛋外壳，发现鸡蛋壳表面布满一一个个气孔，如图乙所示。
资料三：鸡蛋在放置过程中，体积不会发生变化。
请结合上述资料并综合运用所学知识，对“不同新鲜程度鸡蛋在水中的浮沉情况”进行解释。
【答案】答题要点：①沉底状态下的物体密度与液体密度之间的关系；②漂浮状态下物体密度与液体密度之间的关系；③鸡蛋密度随时间的变化情况；④生物的呼吸作用；⑤气孔的作用。⑥密度公式的应用。
高水平回答：能综合利用物体的浮沉条件、生物的呼吸作用和密度公式等知识作出符合证据、符合逻辑的解释。
示例：由浮沉条件可知，新鲜鸡蛋的密度大于水，放置4周以上的鸡蛋密度小于水，鸡蛋放置越久，其密度越小。鸡蛋在放置的过程中内部不断地进行呼吸作用，消耗自身营养物质。呼吸作用产生的二氧化碳与水蒸气通过气孔排出鸡蛋壳外，使鸡蛋质量减小。由于鸡蛋在放置过程中，体积不会发生变化，根据密度公式，鸡蛋密度减小。
中上水平回答：能综合利用物体的浮沉条件、生物的呼吸作用和密度公式等知识中选择多个要素，作出符合证据、符合逻辑的解释。
示例：鸡蛋放置越久，其密度越小。鸡蛋在放置的过程中不断地进行呼吸作用，消耗自身营养物质。呼吸作用产生的二氧化碳与水蒸气通过气孔排出鸡蛋外，使鸡蛋质量减小。由于鸡蛋在放置过程中，体积不会发生变化，根据密度公式，鸡蛋密度减小。
中下水平回答：能从物体的浮沉条件、生物的呼吸作用和密度公式等知识中选择1～2个要素，作出解释。
示例：鸡蛋在放置的过程中不断地进行呼吸作用，消耗自身营养物质。呼吸作用产生的二氧化碳与水蒸气通过气孔排出鸡蛋外，使鸡蛋质量减小。
低水平回答：不能运用相关科学知识作出解释或同义反复。
示例：鸡蛋在放置过程中质量减小。
【知识点】光合作用和呼吸作用的相互关系；密度公式的应用；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】①物体的密度大于液体密度时，物体下沉；物体密度等于液体密度时，物体悬浮；物体密度小于液体密度时，物体漂浮；
②生物的呼吸作用时，消耗自身物质，产生二氧化碳气体和水蒸气，因此自身重力变化；
③根据公式可知，当物体体积不变时，物体的密度越小，则质量越小，据此分析解答。
4．如图甲是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器，其中有空气和足量的白磷，科学兴趣小组利用该装置进行白磷燃烧的探究实验，将白磷放置在细砂上，用激光点燃白磷，分别观测活塞的刻度变化(初始体积为V0)、用电子天平测反应容器的总质量(初始质量为m0)、用红外温度计测容器中气体的温度(初始温度为T0)，将相关数据随时间的变化情况绘制成图乙。查阅资料发现：气体压强受气体质量、温度和体积的影响。气体质量增加、气体温度升高、气体体积变小都会引起气体压强的增大，反之则使压强减少。实验过程中容器内气体体积的变化情况为先变大后变小，最后不变而且比V0要小。请结合实验过程解释体积变化的原因(提示：可以结合气体质量、气体温度、气体压强、化学反应和力的相关知识进行说理)。
【答案】知识要点：
①力能改变物体运动状态；
②气体对外做功内能减小，温度降低；
③存在温差时，热量从高温部位传递到低温部位；
④气体质量减小，压强减小，气体温度升高，压强增大；
⑤质量守恒。
满分示例：
t0~t1段：白磷燃烧放热使锥形瓶内气体温度升高，气压增大，此时氧气被消耗，气体质量减少会使气压减小，但温度升高的影响更大，瓶内气压大于外界大气压，产生的气压差使活塞外移，气体体积变大；t1~t3段：反应结束后，由于热传递，气体放出热量，温度下降，当冷却到室温，由于白磷燃烧，氧气被消耗，生成的五氧化二磷是固体，锥形瓶内气压减小，小于外界大气压，产生的气压差使活塞内移，使体积小于初始体积为V0；t3段后：瓶内气体温度、质量不变，所以气压不变，气体体积也不变
【知识点】气体压强跟体积的关系；燃烧与灭火
【解析】【分析】在白磷燃烧的过程中，消耗氧气造成气压减小，而放出的热量造成气压增大，而后者的影响明显大于前者，据此分析t0~t1时间内气压的变化导致的气体体积变化。当白磷燃烧结束后，由于散热，气体的温度降低，据此分析 t1~t3 段气压减小的原因。当恢复到室温时，根据氧气的消耗分析最终气体体积偏小的原因即可。
5．蒸馒头时，锅中水烧开，蒸屉上方出现大量"白气"，是水蒸气的结果(填物态变化)。打开蒸屉发现上层内的水珠明显多于下层，且上层馒头比下层先熟。利用电子温度计测量上、下层蒸屉内的温度（图甲），所得结果如图乙。利用物态变化及相关知识，解释上层馒头比下层馒头先熟的原因：。
【答案】上层馒头比下层馒头先熟。原因是上层蒸屉内水珠明显多于下层，说明蒸屉上层内水蒸气液化多于下层，水蒸气液化会放出热量，这样，上层蒸屉温度高于下层蒸屉，上层蒸屉中的馒头可以吸收更多热量。相同馒头熟透需要吸热的热量相同，所以上层馒头就先熟。
【知识点】液化及液化现象
【解析】【分析】物质从气态变成液态叫液化，液化向外放热，据此分析解答即可。
【解答】上层馒头比下层馒头先熟的原因是：上层蒸屉内水珠明显多于下层，说明蒸屉上层内水蒸气液化多于下层，水蒸气液化会放出热量，这样，上层蒸屉温度高于下层蒸屉，上层蒸屉中的馒头可以吸收更多热量。相同馒头熟透需要吸热的热量相同，所以上层馒头就先熟。
6． 在野外研学过程中用如图装置进行钻木取火，为为提高成功率，一方面增大对钻火杆的压力，另一方面增大对手拉杆的拉力和拉的幅度，同时还要提高拉动的速度。请解释以上做法用来提高成功率的科学道理。
【答案】见解析
【详解】用力压木棒是利用增大压力方法增大摩擦力， 根据 增大拉力和幅度是为增大做功，让更多机械能转化为内能， 增大速度是为了减少散热时间，使温度升得更高， 并使温度达到着火点从而取火。
7．如图，在一个厚壁玻璃筒的底部，放一块浸过乙醚的棉花。当玻璃筒内的活塞迅速下压时，就可以看到棉花燃烧起来了。但是小宁在实验过程中始终无法引燃棉花。经过老师指导后，他得知导致实验失败的细节是下压动作不够迅速。请利用科学知识解释该实验仪器的工作原理并分析小宁实验失败的原因。
【答案】见详解
【详解】当用力压活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气，对空气做功，空气的内能增加，温度升高，当达到乙醚着火点时，筒内棉花就会燃烧起来。此实验说明了外界对物体做功，物体的内能增加。实验中小敏没有看到棉花燃烧的现象，是因为做功的速度较慢，实验中有热量的散失，温度难以达到着火点。
8．杭州亚运会、亚残运会有56个竞赛场馆，场馆建设是办好杭州亚运会、亚残运会的基础。在建设过程中，小科观察到某吊车支腿撑开立在工地上，如图甲所示。小科查询了该吊车的一些参数：整车自重10吨，车宽2.6米，左右支腿跨度5.2米，并绘制了吊车的模型图，如图乙所示。
（1）请解释吊车设置左右支腿增加跨度的原理 ；
（2）如图乙所示，当吊车吊臂与水平面成60°角时，吊车能吊起货物的最大质量为1.3吨，若需使吊车能吊起货物的最大质量增大，请结合所学相关知识简述方法并说明理由 。
【答案】 见详解 见详解
【详解】（1）[1]当吊车吊起的物体超过限度时，会绕着右侧支腿下底面侧翻，为了防止侧翻，增大左右支腿增加跨度，可以增大阻力臂，同时减小物体拉力的动力臂，使得能够吊起的物体质量更大。
（2）[2]若需使吊车能吊起货物的最大质量变大，即阻力变大，在动力和动力臂不变时，根据杠杆的平衡条件知需要减小阻力臂，所以可以将吊臂与水平面的夹角调大。
9．图甲是运动员在进行撑杆跳高的示意图，图乙中0-t1 表示人手拿撑杆助跑时段，t1-t2 表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，t2-t3 表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，t3-t4 表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段。（整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗）。请分析运动员在撑杆跳高的整个过程中运动员的机械能变化情况，并对各段变化情况做出解释。
【答案】见解析
【详解】0~t1 表示人手拿撑杆助跑时段，人体内的化学能转化为人的机械能，故人的机械能增大；
t1~t2 表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，此阶段人的机械能会逐渐转为撑杆的弹性势能，人具有的机械能逐渐减小；
t2~t3 表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，此阶段撑杆的弹性势能逐渐转化为人的机械能，人的机械能增大；
t3~t4 表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段，不考虑空气阻力，此阶段机械能守恒，保持不变。
10．西湖龙井茶素有“绿茶皇后”之称，具有独特的功效及作用。冲泡龙井茶很有讲究，方法多种多样，上投法是其中一种，具体过程如下：
（1）往玻璃杯中倒入85℃左右的沸水后，再放入少许龙井茶叶；
（2）等待龙井茶叶一片一片慢慢下沉；
（3）龙井茶叶在茶杯中慢慢舒展，上 下沉浮；
（4）静待片刻，龙井茶叶溶出茶汤后，汤明色绿，茶香四溢，即可品尝。
请结合所学知识，解释此泡茶过程中的现象。
【答案】见解析
【详解】①茶叶刚放入时，所受的浮力等于重力（或茶叶的密度小于水的密度），茶叶漂浮在水面上。
②茶叶吸水后重力慢慢增大，当一部分茶叶重力大于其受到的浮力时（或一部分茶叶密度大于水的密度），茶叶下沉。
③少数茶叶浸没水中后，当所受的浮力等于重力时，（或少数茶叶密度等于水的密度），茶叶悬浮在水中。
④茶叶浸泡在沸水中，茶叶中的一些物质溶解在水中，使茶汤变绿。
⑤茶汤中物质的分子不停地作无规则运动，所以茶香四溢。
11．中国自主研发的“造雪机”简易结构如图，它确保了北京冬奥会的用雪自由。制雪主要过程如下：
A管喷出的“压缩空气"迅速膨胀降温，高速气流将B管喷出的水“打碎”成水雾。部分水雾迅速变成水蒸气，还有部分水雾在C处快速变成晶核（固态）。大量的晶核、剩余水雾、大量水蒸气等被高速气流推出造雪机，水蒸气和水雾在冷空气环境中经过变化后附着在晶核上，使晶核变大形成小冰晶，小冰晶不断聚集形成雪花。
请结合材料和所学知识，说说“造雪机”工作过程中的科学道理。
【答案】见解析
【详解】A管喷出的“压缩空气"快速膨胀对外做功，内能减小，温度降低。同时高速气流将水变成水雾，增大了水的表面积，部分水雾快速蒸发，形成大量水蒸气。在C处低温环境下，一部分水雾遇冷凝固形成晶核。被高速气流推出的晶核、水雾、水蒸气进入低温的空气中，外界寒冷的环境利于水雾凝固、水蒸气凝华成固体附着在晶核周围，使晶核变大形成小冰晶，小冰晶不断聚集形成雪花。
12．跳台滑雪的基本技术分为4个部分：助滑、起跳、空中飞行、着陆，如图甲。
资料：滑雪过程中，运动员沿着助滑道前进时，两腿尽量深蹲，上体前倾成流线型姿势，助滑后，在起跳的瞬间用力一蹬，能在空中飞行，飞行中身体与滑板构成上表面凸起的形状，如图乙。运动员着陆时，要两腿屈膝。
结合上述信息并运用所学知识，说明4个基本技术中蕴含的科学知识并作简要解释。
【答案】见解析
【详解】答：①助滑：助滑是为了将重力势能转化为动能，助滑过程中两腿尽量深蹲，上体前倾成流线型姿势是为了减小空气阻力；
②起跳：起跳时用力一蹬是利用力的作用是相互的，而力可以改变运动状态，增大速度；
③空中飞行：能在空中飞行是因为人具有惯性，上表面凸起，流速大于下表面，气压小于下表面，形成向上的压力差，获得升力；
④着陆：着陆时两腿屈膝是为了缓冲，避免对运动员骨骼造成过大冲击。
13．如图所示，R是滑动变阻器，它的金属滑片垂直固定在等臂金属杠杆的中央且可以随杠杆左右转动。杠杆两端分别悬挂等质量、等体积的铁球，反应一段时间后观察现象。
（1）灯泡的亮度会发生什么变化？
（2）用所学的知识对此现象做出合理解释。
【答案】（1）灯泡会变亮；（2）见解析
【详解】（1）铁球在稀硫酸中逐渐溶解，质量减小，生成质量更大的铜，左侧铁球上升，电路中的电阻减小，电路中的电流增大，所以灯泡会变亮。
（2）由于Fe能分别跟H2SO4和CuSO2反应，置换出H2和Cu；左边铁球在稀硫酸中会逐渐溶解而变小，铁球的重力减小，溶液的密度增大，铁球受到的浮力变大；右边铁球表面会生成质量更大的金属铜，铁球的重力变大，溶液的密度减小，铁球受到的浮力变小；所以左边铁球将上升，右边铁球将下降，所以滑动变阻器向右滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，则电路中的电流增大，故灯泡变亮。
14．高台跃下，天际中滑翔出一道优美曲线一跳台滑雪，一项勇敢者的运动。这项运动中滑雪赛道的设置和运动员的技术动作、飞行姿势会影响滑雪速度和落点距离。
资料1：滑雪赛道的设置
赛道分为出发点、助滑坡、起跳点和着陆坡等几个区域，其中出发点和起跳点存在44米的高度差：赛道表面覆盖雪的厚度需达到6—8米。雪内有很多小孔，小孔内充满空气。滑雪时，雪内的空气就会被逼出。
资料2：滑雪运动员技术动作和飞行姿势
滑雪过程中，运动员通过助滑坡到达起跳点后，在起跳的瞬间用力一蹬伸展身体，飞行至顶端时身体与滑板构成上表面凸起的流线型。
结合上述信息并运用所学知识，对滑雪赛道的设置以及运动员的技术动作和飞行姿势会影响滑雪速度和落点距离的原因作出合理解释。
【答案】
根据图可知，开始时运动员的位置最高，在高处运动员具有较大的重力势能，下滑时重力势能转化为动能，使得滑雪者能够具有较大的动能，所以适合作为滑雪赛道；当踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时，空气被逼出时，形成了气垫，滑雪板与地面脱离接触，减少了摩擦力；运动员起跳要用力蹬，因为力能改变物体的运动状态且力的作用是相互的，可以跳得更高；在空中形成表面凸起的流线型，减小了空气阻力，且上表面流速大于下表面，得到了大气向上的托力，可以飞行的更久。
【分析】重力势能的大小与质量、高度有关；动能的大小与质量、速度有关；重力势能和动能可以相互转化；力的作用是相互的；流线型可以减小空气的阻力；流体的压强与流速有关，流速越大的地方压强越小。
【详解】根据图可知，开始时运动员的位置最高，在高处运动员具有较大的重力势能，下滑时重力势能转化为动能，使得滑雪者能够具有较大的动能，所以适合作为滑雪赛道；当踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时，空气被逼出时，形成了气垫，滑雪板与地面脱离接触，减少了摩擦力；运动员起跳要用力蹬，因为力能改变物体的运动状态且力的作用是相互的，可以跳得更高；在空中形成表面凸起的流线型，减小了空气阻力，且上表面流速大于下表面，得到了大气向上的托力，可以飞行的更久。
15．“噗噗船”（如图甲）是一种蒸汽动力小船，只要点燃蜡烛，就能让小船开动起来，还会发出“噗噗”的声音，其结构如图乙所示。启动前，先注入一些水到蒸汽室，点燃蜡烛后，管口有水和气体喷出（如图乙）。随后，冷水进入管内（如图丙）。如此反复，推动小船前进，并发出“噗噗声”。请根据所学知识，解释“噗噗船”前进的原理。

【答案】见解析
【详解】点燃蜡烛，由于热传递，蒸汽室内的水受热汽化及空气受热膨胀，蒸汽室内气压变大，大于外界的大气压，在内外气压差的作用下，金属管口有水和气体喷出，由于力的作用是相互的，喷出的水给了蒸汽船一个前进的动力，推动蒸汽船前进，随着金属管内的气体减少及遇冷液化，气压慢慢降低，小于外界的大气压，在内外气压差的作用下，金属管口有水进入，如此往复，实现了船的前进。
16．世界上第一个旋转式升船机——福尔柯克轮（如图1），能在15分钟内将4艘船（包括水）起吊到35米的高度。与此同时，另一只吊臂将4艘船放下，这大大减少了船只渡过有高度差运河时的时间。福尔柯克轮两边各有一个对称的可封闭水槽，里面装满水，当船要由高水位开到低水位的运河时，它就由高架水道开入水槽内，然后把水槽封闭，接着大转轮旋转半圈，通过旋转进行提升或降下，把船运到低水位的运河（如图2）。该装置运作耗能少，升降一次只需消耗1.5千瓦时的电能。根据上述信息以及所学知识，解释福尔柯克轮运作耗能少的原因。
【答案】见解析
【详解】根据题意可知，福尔柯克轮能在15分钟内将4艘船（包括水）起吊到35米的高度，与此同时，另一只吊臂将4艘船放下，在此过程中，吊臂放下时，其重力势能减小，而另一个吊臂升起，其重力势能增大，所以一个吊臂减小的重力势能可以转化为另一吊臂增大的重力势能，因此整个装置不需要额外提供很大的能量就可以完成运作，这就是运作耗能少的原因。
17．如图甲所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，现将一小物块M连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后由静止释放，小物块能运动到C点静止，物体与水平地面间的摩擦力恒定。在图乙中画出小物块运动过程中动能变化的大致曲线，并结合图像分析各过程中能量的转化。
【答案】见解析
【详解】开始时，物体做加速运动，动能增加，速度达到最大后在摩擦力的作用下做减速运动最后静止，动能逐渐减小为0，图像如下：
如上图，A到D弹簧的弹性势能转化为小球的动能和内能；D到B小球的动能和弹簧的弹性势能转化为内能；B到C小球的动能转化为弹簧的弹性势能和内能。
18．2023年10月4日，在杭州亚运会中，中国选手陈艺文无悬念地夺得三米跳板冠军。图甲是跳水运动员入水前的示意图，是跳板压至最低点的瞬间，是跳板回复原状的瞬间，是运动员到最高点的瞬间，是运动员入水的瞬间。图乙是描述运动员之间速度变化的大致图像，请从功和能的角度分析过程中速度变化的原因。
【答案】见解析
【详解】是跳板压至最低点的瞬间，是跳板回复原状的瞬间，由t1到t2的过程中，跳板对运动员做功，跳板的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能，跳板恢复原状的瞬间，运动员速度达到一个较大值；
由t2到t3，运动员离开跳板，克服重力做功向上运动，动能转化为重力势能，速度变小，到t3时刻运动员的重力势能达到最大，动能最小，速度最小；
由t3到t4时刻，运动员开始下落，运动员的重力做功，重力势能转化为动能，高度降低，速度增大，在t4时刻运动达到水面，此时运动的动能最大，重力势能最小，速度达到最大。
19．某科学兴趣小组利用自行车内胎、打气筒、温度传感器以及计算机等装置研究自行车内胎气体的内能变化情况，实验过程为：开始打气→打气结束后静置片刻→突然拔掉气门芯放气→放气后静置片刻， 整个过程中，车胎内气体的温度随时间变化的情况如图所示，请你用所学科学知识解释在0~t1、t2~t3和t3以后的三个时间段里温度变化的原因。
【答案】见解析
【详解】0~t1：从开始打气到打气结束的过程是外界对气体做功，机械能转化为内能， 内能增大，温度升高。
t2~t3：拔出气门芯气体对外做功，内能减少，温度下降。
t3以后：放气后静置一段时间和空气发生热传递，内能增加，气体温度上升。
20．如图1，是某型号电暖器，它有高温、低温两个挡位，其简化电路图如图-2所示，R1和R2均为发热电阻，其部分参数如图表所示，请完成下列问题：
额定电压 220V
额定功率 高温挡 2200W
低温挡 1100W
（1）当开关S1、S2均闭合时，电暖器处于 挡；
（2）求该电暖器在低温挡正常工作时，电路中的电流大小；
（3）在某次用电高峰期，小金用如图-3所示的电力监测仪，测出该电暖器在低温挡工作时的实际电压为210 V，实际功率为900 W。小金由此认为实际功率小于额定功率，只是因为实际电压小于额定电压造成的。小兰和小江却一致认为小金的观点不全面，请你根据题中信息和所学知识，解释实际功率小于额定功率的原因。
【答案】 高温 5 A 见解析
【详解】（1）[1]由图2可知，当开关S1、S2均闭合时，R1和R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电加热器处于高温挡。
（2）[2]电暖器在低温挡正常工作时的功率为1100W，电路中的电流大小为
（3）[3]由题意知，用电高峰期电暖器在低温挡工作时，实际电压为210V，实际功率为900W，根据可得，此时R1的阻值为49Ω，由此可知，原电阻发生了变化，所以造成实际功率小于额定功率的原因，不只是因为实际电压小于额定电压造成的，用电器电阻变大也是其中一个原因。
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