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第六节 跨学科实践：从开关到人工智能
一、单选题
1．小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器，上面写着下表中的一些数据，在以下几种说法中，正确的是（　　）.
20A 220V
额定漏电动作电流 30mA
额定漏电不动作电流 15mA
漏电分断时间 小于0.1s
A．漏电电流大于30mA，保护器会在0.1s之内切断电源
B．漏电持续时间超过0.1s时保护器才能动作
C．当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用
D．只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A时，才能起保护作用
2．下列对生活中的物理现象及其原因分析，错误的是（　　）
A．游泳后，从水中出来感觉较冷，是由于水蒸发时吸热
B．冬天，窗玻璃上出现冰花，是由于水蒸气发生了凝华
C．夏天，常用干冰给食品保鲜，利用了干冰熔化吸热
D．冬天，在保存蔬菜的菜窖里放几桶水，利用了水凝固放热
3．下列所估测的数据中最接近实际的是（　　）
A．一瓶普通矿泉水的重力约为5N B．课间操跑步的速度约为5m/s
C．教室内课桌的高度约为1.5m D．人感到舒适的气温约为36.7℃
4．回顾过去十年，中国农业的生产方式发生了天翻地覆的变化，农业科技的进步无疑是最重要的基础之一，关于其中涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．水平匀速飞行的无人机在喷洒农药过程中，无人机的机械能不变
B．灌溉用喷灌系统中水受到的压强是大气压强产生的
C．播种机的轮胎十分宽大是为了增大压强
D．收割机在田中工作时，相对地面是运动的
5．用两个完全相同的滑轮，分别按如图所示的甲、乙两种方式将重为G的物体匀速提升相同的高度。下列判断正确的是（不计绳重与摩擦）（　　）
A．两次的拉力
B．两次的机械效率
C．两绳子自由端移动距离
D．通过两机械所做的总功
6．浙江大学课题组成功研制出的“全碳气凝胶”，是目前最轻的固态材料，哪怕将杯子大小的气凝胶放在狗尾草上，纤细的草须也不会被压弯（如图所示）。它具有优良的隔热性和很强的弹性，它还是吸油能力最强的材料之一，吸油量可高达自身质量的900倍。若将“全碳气凝胶”应用于实际生产和生活，以下设想不可行的是（　　）
A．制作轻盈的保暖服 B．治理海洋漏油污染
C．制作沙发坐垫 D．制作暖气散热片
7．如图所示，工人借助滑轮组用250N的拉力将400N的重物匀速提升2m，用时8s。下列说法正确的是（　　）
A．重物上升的速度为0.5m/s
B．使用滑轮组做的有用功为1000J
C．滑轮组的机械效率为80%
D．滑轮组的机械效率越高，工人做功的功率越大
8．“学中做，做中学”是陶行知主张的重要学习理念。小明用吸管进行多项科学实践活动，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．把吸管的一端做得很尖，是为了减小压强
B．用吸管自制液体温度计，利用了液体热胀冷缩的性质
C．用吸管自制密度计，密度计浸入液体深度越大，所测液体密度越大
D．用吸管对着两个乒乓球中间吹气，乒乓球向左右散开
9．某次校篮球赛上，小瑞使用频闪相机记录了投出的篮球每隔相等的时间在空中的位置情况，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．投出的篮球能在空中继续运动是因为其受到了惯性的作用
B．篮球所受的重力在fg段做功比在ef段快
C．从a到d，篮球的重力势能逐渐减小
D．从a到d，篮球的重力势能转化为动能
10．如图所示是同学用扫把扫地的情景，他的左手握住扫把柄的上端，右手向前推扫柄时，此时扫把（　　）
A．省力费距离 B．费力省距离 C．省力省距离 D．费力费距离
二、多选题
11．测量液体密度的仪器叫做密度计（如图甲），将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值。有两支完全相同的简易密度计（在木棒的一端缠绕一些铜丝制成的），现将它们分别放入盛有不同液体的两个相同烧杯中，如图乙、丙所示，当它们竖直静止在液体中时，液面高度相同。下列相关判断正确的是（　　）
A．乙图烧杯中的密度计受到的浮力较大
B．乙图烧杯中液体的密度比丙图烧杯中液体的密度大
C．图乙中杯底所受液体压强小于图丙中杯底所受液体压强
D．图甲中密度计越靠近下方的刻度，其相应的密度数值越大
12．如图是沿同一直线相向而行的甲、乙两物体的图像，下列说法正确的是（　　）
A．相遇时两物体通过的路程均为100m
B．0~30s内甲、乙均做匀速直线运动
C．甲的运动速度为10m/s
D．第30s时，甲、乙相遇
13．为了方便学生观察，老师常把背后带有磁铁的“电路元件模型”粘在竖直铁质黑板上。当“电路元件模型”在黑板上静止时（　　）
A．“电路元件模型”受到的重力和它对黑板的摩擦力是一对平衡力
B．“电路元件模型”受到的重力和黑板对它的摩擦力是一对平衡力
C．“电路元件模型”受到的支持力和黑板对它的吸引力是相互作用力
D．“电路元件模型”受到的支持力和它对黑板的压力是相互作用力
三、填空题
14．小华的爸爸需要使用密度范围为1.0~1.2g/cm3的除垢剂清洁管道。为了验证爸爸某次配制的除垢剂是否符合要求，小华利用天平、量筒等器材测量除垢剂的密度。
（1）小华将天平放在水平实验台上并将游码归零后发现，指针在分度盘上的位置如图甲所示，为了使横梁平衡，他接下来的操作应该是　 　；
（2）将适量除垢剂倒入烧杯中，用天平测量烧杯和除垢剂的总质量，当天平平衡时，所用的砝码和游码的位置如图乙所示，则烧杯和除垢剂的总质量为　 　g；
（3）将烧杯中的除垢剂全部倒入量筒中，测量结果如图丙所示，则量筒中的除垢剂的体积为　 　cm3；
（4）用天平测量出倒空后的烧杯的质量为37.6g，则小华爸爸所配制的除垢剂的密度为　 　g/cm3，该除垢剂　 　（选填“符合”或“不符合”）要求；
（5）若小华将烧杯中的除垢剂倒入量筒中时，有部分附着在量筒壁上，则密度的测量结果会　 　（选填“偏大”或“偏小”）。
15．啄木鸟凿击树干时发出有节奏的声音，这声音是由树干的　 　产生的；人们能区分鸟叫声和树干发出的声音是因为它们发出声音的　 　不同。
16．如图所示，烧瓶里盛有刚刚停止沸腾的水，然后用带玻璃导管的橡皮塞塞紧烧瓶口，紧接着用橡胶管将玻璃导管与两用气筒的抽气口相连，最后不断地从烧瓶中抽气，发现烧瓶中的水竟然又沸腾了。水又沸腾了说明水的沸点　 　（选填“升高”“降低”或“不变”）了，由此可知水的沸点的特点是　 　。
四、复合题
17．如图所示为一固定的柱形管道，底部活塞与管内壁接触良好且无摩擦，活塞上连有一硬杆，活塞和硬杆共重10N．管道中淤塞着密度为3×103kg/m3的某种液体，现将一滑轮组固定在硬杆上，利用滑轮组将其中的液体逐渐提出，已知活塞上方液体深度为80cm，活塞面积为50cm2，绳端拉力的功率为30W，活塞移动的速度为0.2m/s．（g=10N/kg）
（1）求管道中液体对活塞的压力．
（2）求绳端的拉力为多少？
（3）求滑轮组的效率为多少？（保留一位小数）
18．某实验小组为了探究“滑动摩擦力的大小与什么因素”有关，他们先做出了如下猜想：
A．可能与压力的大小有关；
B．可能与接触面的粗糙程度有关；
C．可能与接触面积有关。
接着他们利用长方体木块（每个面的粗糙程度相同）、长木板、弹簧测力计、毛巾和钩码，设计并进行了如图所示的实验：
（1） 实验中，应用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做　 　运动。
（2）改变实验条件，他们收集到的信息如下表：
实验次数 木块放置方法 接触面 压力情况 弹簧测力计示数F/N
① 平放 木块与木板 木块 2.0
② 平放 木块与木板 木块+1个钩码 　
③ 平放 木块与毛巾 木块+1个钩码 2.8
④ 侧放 a b 2.0
为探究猜想A，应选择实验次数 　 　（填序号）；表格中第②次实验弹簧测力计的示数如图所示为　 　N；由②③两次实验可知：　 　。
（3） 为验证猜想C，小明设计并完成了第④次实验，并分析表中的记录得出：滑动摩擦力的大小与接触面积无关。表中第④次实验a、b两处的信息他忘记填写了，请你帮他完成a　 　、b　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】家庭生活自动化、智能化
2．【答案】C
【知识点】熔化与熔化吸热特点；蒸发及其现象；升华及升华吸热；凝华及凝华放热
3．【答案】A
【知识点】温度及温度计的使用与读数；长度的估测；速度与物体运动；重力及其大小的计算
4．【答案】D
【知识点】机械能及其转化；减小压强的方法及其应用；大气压的综合应用；参照物及其选择
5．【答案】B
【知识点】机械效率的大小比较；滑轮组绳子拉力的计算
6．【答案】D
【知识点】密度的应用与物质鉴别；科学探索；弹力
7．【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；有用功和额外功
8．【答案】B
【知识点】温度及温度计的使用与读数；增大压强的方法及其应用；流体压强与流速的关系；浮力的利用
9．【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；机械能及其转化；惯性及其现象
10．【答案】B
【知识点】杠杆的分类
11．【答案】C,D
【知识点】液体压强计算公式的应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
12．【答案】C,D
【知识点】速度公式及其应用；时间速度路程的图像分析
13．【答案】B,D
【知识点】力作用的相互性；二力平衡的条件及其应用；平衡力的辨别
14．【答案】左；82.4；40；1.12；符合；偏大
【知识点】液体密度的测量
15．【答案】振动；音色
【知识点】声音的产生；音调、响度与音色的区分
16．【答案】降低；水的沸点随气压的降低而降低
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
17．【答案】（1）解：液体对活塞的压强：
p=ρgh=3×103kg/m3×10N/kg×0.8m=2.4×104Pa，
由p= 可得，管道中液体对活塞的压力：
F液=pS=2.4×104Pa×50×10﹣4m2=120N
（2）解：由图可知，n=3，则绳端移动的速度：
v绳=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s，
由P= = =Fv可得，绳端的拉力：
F= = =50N
（3）解：因圆柱形容器内液体对容器底部的压力和液体的重力相等，
所以，柱形管道内液体的重力：
G液=F液=120N，
活塞和硬杆、液体的总重力：
G=G液+G活塞和硬杆=120N+10N=130N，
则滑轮组的效率：
η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%≈86.7%．
【知识点】压强的大小及其计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
18．【答案】（1）匀速直线
（2）①②；2.4；压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
（3）木块与木板；木块
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
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