專項(xiàng)13 跨學(xué)科專題(二)

專項(xiàng)（十三）跨學(xué)科專題（二）一、選擇題1.（2022山西中考）創(chuàng)新小組的同學(xué)們?yōu)閷W(xué)校食堂設(shè)計(jì)了一個(gè)可自動注水的儲水池。如圖是它的簡化裝置圖，電源電壓一定。控制電路中，RN為壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化而變化，R0為定值電阻。閉合開關(guān)S1、S2，當(dāng)池中水位上升到一定高度時(shí)，觸點(diǎn)分離，工作電路斷開，注水裝置自動停止注水，當(dāng)池中水位下降到一定位置時(shí)，觸點(diǎn)連接，工作電路接通，注水裝置自動開始注水。下列分析正確的是（）A.水位上升時(shí)，電磁鐵磁性變?nèi)?B.水位上升時(shí)，通過R0電流變小C.水位下降時(shí)，R0的電功率變大 D.水位下降時(shí)，RN的阻值會變大2.（2023廣東廣州天河中學(xué)期末）高層建筑的墻體中有三根絞在一起的電線，可以用如圖乙所示的“測量儀”把它們區(qū)分開。小華將A、B連在一起時(shí)，小明將“測量儀”連接在X、Z兩端，燈泡發(fā)光；小華將B、C連在一起時(shí)，小明將“測量儀”連在X、Y兩端，燈泡發(fā)光。則（）A.A和Y是同一根電線，B和Z是同一根電線B.B和Z是同一根電線，C和Y是同一根電線C.A和Y是同一根電線，B和X是同一根電線D.B和X是同一根電線，C和Y是同一根電線3.（2022山東青島二模）下列關(guān)于材料、信息和能源的說法正確的是（）A.手機(jī)的芯片都是用超導(dǎo)體材料制作的B.“太空授課”的畫面是通過電磁波傳遞到地球的C.核電站是利用核聚變所釋放的能量來發(fā)電的D.我國的海域深處蘊(yùn)藏的大量的“可燃冰”屬于可再生能源4.（2022江蘇無錫中考）如圖所示的白鶴灘水電站是實(shí)施西電東送的國家重大工程，是世界在建規(guī)模最大的水電工程，正式投運(yùn)后，每年可向華東地區(qū)輸送1.14×1017J的電能，相當(dāng)于火力發(fā)電站燃燒1.0×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤所獲得的電能，標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值取3.0×107J/kg，下列說法中錯誤的是（）A.水能是可再生能源 B.水電站將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C.煤炭是不可再生能源 D.火力發(fā)電站的發(fā)電效率為50%5.（2022廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)中考）迄今為止，廣西新能源汽車保有量突破30萬輛，僅2022年4月，全區(qū)建成投運(yùn)的公用充電樁共2140個(gè)。關(guān)于充電樁及其使用，符合安全用電的是（）A.不用安裝漏電保護(hù)器B.在未斷開電源的情況下進(jìn)行檢修C.充電樁的金屬外殼與大地相連D.充電插頭的絕緣層破損后仍繼續(xù)使用二、填空題6.華為自主研發(fā)了先進(jìn)的麒麟990芯片，其制造工藝達(dá)到7nm，等于m，該芯片所用的主要材料是（選填“半導(dǎo)體”或“超導(dǎo)體”），利用該材料制成的二極管具有導(dǎo)電性。

7.（2022山西中考）2021年10月16日，小明和小亮收看神舟十三號載人飛船發(fā)射升空的電視直播，直播信息是衛(wèi)星通過波傳遞的。當(dāng)飛船與火箭分離，進(jìn)入預(yù)定軌道時(shí)，小亮突然問小明：“飛船與火箭分離，沒有了推力，怎么還能繼續(xù)運(yùn)動?”從小亮提出的問題中可判斷他所持有的觀點(diǎn)是。

8.（2023廣東英德期中）五顏六色的小彩燈給街道、商店和旅游區(qū)增添了熱鬧的氣氛，如圖甲所示，一串小彩燈的燈泡往往有四五十只，這么多的小彩燈是如何連接的呢?小明在市場上買了串帶有12只燈泡的小彩燈，按下列步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究:把所買的這串小彩燈接入電路，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)所有的小彩燈均發(fā)光，取下任意一盞小彩燈，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)全部小彩燈均不發(fā)光。（1）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知每盞小彩燈間是以方式連接的，當(dāng)這串小彩燈正常工作時(shí)，用電流表測出電源插頭處的電流為200mA，則經(jīng)過第12盞小彩燈的電流為A。

（2）小明生日聚會時(shí)想用這串小彩燈來裝飾，若每盞小彩燈只有在0.5V的電壓下才能正常發(fā)光，要使每盞小彩燈都正常發(fā)光，則電路兩端所加的總電壓應(yīng)為V，如果電路的電壓由新干電池提供，要達(dá)到這個(gè)電壓值，需要節(jié)新的干電池聯(lián)。

（3）進(jìn)一步研究，小明還發(fā)現(xiàn)，一旦有一個(gè)彩燈燈絲熔斷了，其他彩燈會瞬間熄滅又重新亮起。經(jīng)過查詢資料得知，原來，每個(gè)彩燈內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖乙所示，燈絲引線上均繞有細(xì)金屬絲，金屬絲上有一層絕緣物質(zhì)，當(dāng)彩燈發(fā)光時(shí)，電流從（選填“金屬絲”或“燈絲”）通過，當(dāng)燈絲斷開后，電加在細(xì)金屬絲上使絕緣物質(zhì)被擊穿，電流從（選填“金屬絲”或“燈絲”）通過，于是其他燈還能繼續(xù)發(fā)光。

9.（2022浙江湖州中考）我國現(xiàn)在倡導(dǎo)綠色、環(huán)保、低碳的生產(chǎn)和生活方式。湖州長興弁山風(fēng)力發(fā)電場是浙江省首個(gè)低風(fēng)速區(qū)域風(fēng)電項(xiàng)目，已并網(wǎng)發(fā)電，一年可發(fā)電約5000萬千瓦時(shí)。（1）下列裝置可以演示風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理的是（選填“A”或“B”）；

（2）已知火力發(fā)電時(shí)，發(fā)1度電需煤400克，弁山風(fēng)力發(fā)電場的投入使用，每年可節(jié)省煤約噸。（3）現(xiàn)代人居家裝修普遍采用無主燈風(fēng)格，如圖所示。小明家今年裝修新房，家庭電路中總共安裝了20只規(guī)格為“220V10W”的燈泡，若這20只燈泡全部正常工作（其他用電器不工作），家庭電路中的總電流為。

三、簡答題10.（2022山西中考）生活中導(dǎo)線與插座連接時(shí)，有人會將直導(dǎo)線的裸露端直接插入接線孔，但更好的接法是先將導(dǎo)線裸露端折成“U形”再插入，如圖所示。這種“U形”接法可以增大連接處的接觸面積，會更安全。請你用學(xué)過的物理知識解釋其中的道理。四、實(shí)驗(yàn)題11.云大附中物理興趣小組的師生在綜合實(shí)踐活動課上制作出神奇的金屬銅線轉(zhuǎn)框（單極電機(jī)）。取一根長度合適的金屬銅線，剝?nèi)ャ~線兩端和中央部分的絕緣皮，彎成一個(gè)“M”形線框。將銅線中央裸露部分與一節(jié)干電池的正極接觸，干電池的負(fù)極貼放在位于水平桌面上的圓柱形釹鐵硼磁鐵上面，再將銅線框兩端裸露出的部分與圓柱形釹鐵硼磁鐵的側(cè)面輕輕接觸，這樣金屬銅線框就可以繞電池持續(xù)轉(zhuǎn)動，如圖甲所示。（1）甲圖中銅線框可以繞電池持續(xù)轉(zhuǎn)動的原理是；

（2）該簡易裝置的工作原理與圖乙中的裝置原理相同；

乙（3）僅對調(diào)該裝置中磁鐵的磁極位置，則線圈的轉(zhuǎn)動方向（選填“改變”或者“不變”）；

（4）釹鐵硼磁鐵是磁性很強(qiáng)的永久磁鐵，但是表面很容易生銹，所以通常需要進(jìn)行保護(hù)性表面處理。老師在本次實(shí)驗(yàn)中所用的磁鐵表面鍍了一層薄膜，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以判斷出該磁鐵所鍍的薄膜應(yīng)屬于（選填“導(dǎo)體”“絕緣體”或“半導(dǎo)體”）材料。

（5）興趣小組的同學(xué)利用備用的器材又做一個(gè)金屬銅線轉(zhuǎn)框（單極電機(jī)），可是發(fā)現(xiàn)這次做的金屬銅線轉(zhuǎn)框（單極電機(jī)）不轉(zhuǎn)動，造成金屬銅線轉(zhuǎn)框（單極電機(jī)）不轉(zhuǎn)動的原因可能是。（寫一條即可）

（6）物理興趣小組的同學(xué)在制作過程中，發(fā)現(xiàn)所用的釹鐵硼磁鐵的磁性非常強(qiáng)大，因此我們在使用釹鐵硼磁體時(shí)要注意什么?

專項(xiàng)（十三）跨學(xué)科專題（二）答案全解全析1.D當(dāng)水位上升到一定高度時(shí)，觸點(diǎn)分離，說明RN阻值減小，控制電路中電流變大，電磁鐵磁性變強(qiáng)，故A、B不正確；當(dāng)水位下降到一定位置時(shí)，觸點(diǎn)接觸，電磁鐵磁性減弱，故RN的阻值會變大，控制電路中電流變小，根據(jù)P=I2R可知，R0的電功率變小，故C不正確，D正確。2.D當(dāng)將A、B連在一起時(shí)，小明將“測量儀”連接在X、Z兩端，燈泡發(fā)光，如圖a所示，上面只剩下C端，下面只剩下Y端，則說明C和Y是同一根電線；當(dāng)將B、C連在一起時(shí)，小明將“測量儀”連在X、Y兩端，燈泡發(fā)光，如圖b所示，上面只剩下A端，下面只剩下Z端，則說明A和Z是同一根電線；ab綜上分析，C和Y是同一根電線，A和Z是同一根電線，則剩下的B和X是同一根電線，故D正確。3.B手機(jī)的芯片都是由半導(dǎo)體材料制作的，故A錯誤；“太空授課”的畫面是通過電磁波傳遞到地球的，故B正確；核電站是利用核裂變所釋放的能量來發(fā)電的，故C錯誤；我國海域深處蘊(yùn)藏的大量的可燃冰屬于不可再生能源，故D錯誤。4.D水能是可再生能源，能夠從自然界中源源不斷地獲得，故A不符合題意；水電站是利用水的機(jī)械能來發(fā)電的，水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故B不符合題意；煤炭是化石能源，短時(shí)間內(nèi)無法再生，煤炭是不可再生能源，故C不符合題意；燃燒1.0×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤所獲得的熱量為Q放=m煤q煤=1.0×1010kg×3.0×107J/kg=3×1017J，每年可向華東地區(qū)輸送1.14×1017J的電能，火力發(fā)電站的發(fā)電效率為η=W電Q放=5.C每個(gè)充電樁都要裝漏電保護(hù)器，故A不符合題意；在檢修充電樁時(shí)，必須斷開電源，故B不符合題意；充電樁在使用時(shí)其金屬外殼接地，故C符合題意；充電插頭的絕緣層破損后應(yīng)及時(shí)更換，若繼續(xù)使用，會有觸電風(fēng)險(xiǎn)，故D不符合題意。6.答案7×10-9半導(dǎo)體單向解析因?yàn)?nm=10-9m，則其制造工藝達(dá)到7nm=7×10-9m；芯片的主要材料是半導(dǎo)體，利用該材料制成的二極管具有單向?qū)щ娦浴?.答案電磁運(yùn)動要靠力來維持解析小明和小亮收看神舟十三號載人飛船發(fā)射升空的電視直播，直播信息是衛(wèi)星通過電磁波傳播的。根據(jù)小亮的說法“飛船與火箭分離，沒有了推力，怎么還能繼續(xù)運(yùn)動”，可以判斷他所持有的觀點(diǎn)是運(yùn)動要靠力來維持。8.答案（1）串聯(lián)0.2（2）64串（3）燈絲金屬絲解析（1）取下任意一盞小彩燈，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)全部小彩燈均不發(fā)光，符合串聯(lián)電路的特點(diǎn)，因此每盞小彩燈之間都是以串聯(lián)方式連接的，由串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)可知，經(jīng)過第12盞小彩燈的電流為200mA，即0.2A。（2）因?yàn)槊勘K小彩燈正常工作時(shí)的電壓均為0.5V，則12盞小彩燈串聯(lián)時(shí)，電路兩端所加的總電壓為12×0.5V=6V，因?yàn)槊抗?jié)新干電池的電壓為1.5V，則所需串聯(lián)新干電池的節(jié)數(shù)為N=6V1.5V=4。（3）彩燈發(fā)光時(shí)，電流從燈絲上通過，當(dāng)燈絲斷開后，電加在細(xì)金屬絲上使絕緣物質(zhì)被擊穿，則電流從金屬絲通過，9.答案（1）B（2）2×104（3）0.91A解析（1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理是電磁感應(yīng)，電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置中沒有電源。（2）因?yàn)榛鹆Πl(fā)電時(shí)發(fā)1度電需用0.4kg的煤，風(fēng)力發(fā)電投入使用后，每年可節(jié)省煤的質(zhì)量m=5×107×0.4kg=2×107kg=2×104t。（3）家庭電路中的總電流I總=20I=20PU=10.解析導(dǎo)體的材料、長度一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)，橫截面積越大，導(dǎo)體的電阻越?。弧癠形”接入法可以增大連接處的接觸面積，連接處的電阻減??；根據(jù)Q=I2Rt可得，當(dāng)電流、通電時(shí)間一定時(shí)，連接處產(chǎn)生的熱量越少，越安全。11.答案（1）通電導(dǎo)線在磁場中受力運(yùn)動（2）D（3）改變（4）導(dǎo)體（5）（6）見解析解析（1）（2）銅線框繞電池持續(xù)轉(zhuǎn)動的原理是通電導(dǎo)體在磁場受