專項(xiàng)08 跨學(xué)科專題(一)

專項(xiàng)（八）跨學(xué)科專題（一）類型一物理學(xué)與日常生活1.（2022江蘇泰州中考）引體向上是泰州市體育學(xué)業(yè)水平測(cè)試項(xiàng)目。如圖，臂力小的小明借助彈力帶進(jìn)行訓(xùn)練，他用腳蹬彈力帶，彈力帶對(duì)他施加一個(gè)向上的力。隨著小明身體上升，彈力帶對(duì)他向上的力的大小變化情況是；在此過程中，彈力帶的能轉(zhuǎn)化為小明的重力勢(shì)能，其實(shí)質(zhì)是彈力帶對(duì)他做功的過程。

2.（2022江蘇揚(yáng)州中考改編）用一串小彩燈扮靚教室，發(fā)現(xiàn)一個(gè)小彩燈熄滅后，其他小彩燈依然發(fā)光，小麗猜想小彩燈并聯(lián);取下這個(gè)小彩燈，整串彩燈都會(huì)熄滅，小麗認(rèn)為每個(gè)小彩燈應(yīng)該是串聯(lián)的。她決定將小彩燈接入圖1所示的電路，測(cè)其電阻，探尋奧秘。已知電源電壓為3V，小彩燈的額定電壓為2.5V。（P9114004）圖1圖2（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖1中將實(shí)物電路連接完整。（2）接入未損壞的小彩燈，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為2.5V，電流表的示數(shù)如圖2所示，示數(shù)為A，則小彩燈正常發(fā)光時(shí)接入電路的電阻為Ω。

（3）接入燈絲斷裂的小彩燈，當(dāng)電壓表示數(shù)為0.4V時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A，可知小彩燈燈絲斷裂后接入電路的電阻為Ω。

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，燈絲斷裂后，小彩燈并未斷路，而是相當(dāng)于一段導(dǎo)線，起到連接電路的作用，可使其他小彩燈繼續(xù)工作，但其余小彩燈發(fā)光會(huì)（選填“更亮”或“更暗”）。

類型二物理學(xué)與工程實(shí)踐3.2022年6月5日上午，長征二號(hào)F遙十四運(yùn)載火箭載著帶有三名航天員的神舟十四號(hào)載人飛船點(diǎn)火升空。升空過程中，飛船外面的整流罩與大氣產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦，以的方式產(chǎn)生大量熱量。為保護(hù)飛船安全，整流罩必須具有極好的性，隨著火箭高度的增加，大氣壓逐漸，火箭最終沖出大氣層，與中國空間站會(huì)合。

4.（2023江蘇徐州樹人中學(xué)期中）高速鐵路的輸電線，無論冬夏都繃得直直的，以保障列車電極與輸電線的良好接觸。如圖為輸電線的牽引裝置。鋼繩通過滑輪組懸掛4個(gè)相同的墜砣，每個(gè)墜砣質(zhì)量為20kg，不計(jì)滑輪和鋼繩自重及摩擦，輸電線A端受到的拉力大小為N。若某段時(shí)間內(nèi)墜砣串下降了30cm，則輸電線A端向左移動(dòng)了cm。（g取10N/kg，不考慮鋼繩的熱脹冷縮）。

5.（2023江蘇如東期末）對(duì)生活垃圾進(jìn)行分類是生態(tài)環(huán)保的需要，某垃圾處理廠每天除去可回收和需特殊處理的垃圾外，還有1600t左右的垃圾需要焚燒處理，利用焚燒垃圾所產(chǎn)生的能量為周邊居民供暖、供電。（1）如圖所示是掛桶式垃圾清運(yùn)車，一個(gè)裝滿垃圾的垃圾桶總重為1200N，求垃圾清運(yùn)車將一滿桶生活垃圾提升2m倒入車廂的過程中克服重力做的功W。（2）供暖季，利用完全燃燒2t生活垃圾產(chǎn)生的熱量來給水加熱，其中70%的熱量被水吸收，可使2×104kg、20℃的水被加熱到70℃，求生活垃圾的熱值q。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]（3）經(jīng)實(shí)踐檢測(cè)，如果將完全燃燒1t上述生活垃圾所發(fā)的電能供給電動(dòng)汽車，可以使功率為100kW的電動(dòng)汽車勻速行駛3小時(shí)，已知上述過程中該汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為72%，求焚燒生活垃圾發(fā)電的效率。類型三物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展6.（2023江蘇南京高淳期末）為減少碳排放，我國大力推行電動(dòng)汽車。汽車上的很多元件都涉及了物理知識(shí)，比如控制速度的“油門”系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向燈、油量表、速度表等。請(qǐng)回答:（1）如圖所示的汽車變阻器上旋鈕滑片的材料應(yīng)選用（選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”）;自動(dòng)擋車下坡時(shí)不能長時(shí)間踩剎車，否則最終剎車片會(huì)由于溫度過高變軟失去制動(dòng)作用，這種改變物體內(nèi)能的方式屬于。

（2）圖中的O、E、F為變阻器的三個(gè)接線柱，駕駛員踩下“油門”時(shí)，變阻器阻值減小，電路中電流變大而加快電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，用筆畫線代表導(dǎo)線將旋鈕變阻器接入電路M、N處。（3）汽車在轉(zhuǎn)向前，司機(jī)會(huì)撥動(dòng)轉(zhuǎn)向橫桿，汽車同側(cè)的前后兩個(gè)轉(zhuǎn)向燈就會(huì)同時(shí)閃亮、同時(shí)熄滅，但其中一個(gè)燈損壞時(shí)，另一個(gè)仍能正常工作，這兩個(gè)轉(zhuǎn)向燈在電路中的連接方式為，轉(zhuǎn)向橫桿相當(dāng)于電路中的。

（4）為了提醒駕駛員汽車后備箱的開、關(guān)情況，汽車上設(shè)置了“后備箱指示燈”以提醒駕駛員。當(dāng)后備箱關(guān)好時(shí)，相當(dāng)于閉合開關(guān)，指示燈不亮;后備箱未關(guān)好時(shí)，相當(dāng)于斷開開關(guān)，指示燈亮。下列電路圖中符合要求的是。

A B C7.閱讀短文，回答問題。激情冰雪純潔冰雪，激情冬奧，北京冬奧會(huì)點(diǎn)燃了人們對(duì)冰雪運(yùn)動(dòng)的熱情。周日，小華跟爸爸去游樂場(chǎng)體驗(yàn)冰雪運(yùn)動(dòng)，還學(xué)到了很多知識(shí)。冰雪梯是很刺激的游樂項(xiàng)目，圖甲為冰雪梯示意圖。小華發(fā)現(xiàn)，選用不同材料的滑板，從傾斜滑道頂端由靜止滑下后，沿滑道運(yùn)動(dòng)的水平方向的總距離L不同，設(shè)滑板對(duì)水平滑道壓力和滑板所受水平阻力的比值為k，已知L的大小隨k值的變化關(guān)系如圖乙。小華乘雪地車來到滑雪場(chǎng)，首先看到的是積雪深度測(cè)量儀，其基本結(jié)構(gòu)如圖丙所示。測(cè)量儀工作時(shí)豎直向下發(fā)出超聲波，超聲波經(jīng)雪面反射返回檢測(cè)儀，測(cè)出超聲波從發(fā)出到返回的時(shí)間，就可知道積雪的深度。已知測(cè)量儀的超聲波發(fā)射和接收端口距地面4.3m。測(cè)量儀內(nèi)置溫度修正裝置用以穩(wěn)定儀器內(nèi)部的溫度環(huán)境，如圖丁所示是修正裝置的部分電路圖，兩個(gè)獨(dú)立的電路中電源電壓相等，R1為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而降低，R2、R4為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，R1的阻值隨環(huán)境溫度變化時(shí)，其兩端的電壓隨之發(fā)生變化，控制電路根據(jù)R1與R3兩端電壓差值ΔU對(duì)溫度進(jìn)行修正?；﹫?chǎng)使用的是人造雪，造雪機(jī)用高壓空氣把吸入的水吹成小水珠，小水珠落地前凝結(jié)成小冰晶，這小冰晶就是雪花。甲 乙丙 ?。?）小華從冰雪梯頂端運(yùn)動(dòng)到水平滑道后，還能繼續(xù)滑行一段距離，是由于，以滑板為參照物，小華是的。

（2）關(guān)于在雪地里活動(dòng)的體驗(yàn)和造雪機(jī)的工作特點(diǎn)，下列說法正確的是。

A.戴墨鏡是為了防止強(qiáng)光傷害眼睛B.聽不清遠(yuǎn)處聲音是因?yàn)闇囟鹊吐曀傩.造雪機(jī)用水造雪屬于凝華現(xiàn)象D.造雪機(jī)可以在任何溫度環(huán)境下制雪（3）在冰雪梯上運(yùn)動(dòng)時(shí)小華與滑板的總重為500N，他在冰雪梯項(xiàng)目中沿滑道運(yùn)動(dòng)的水平方向的總距離L為120m，則滑板對(duì)水平滑道壓力和滑板所受水平阻力的比值k為，運(yùn)動(dòng)中滑板受到的水平阻力為N。

（4）積雪深度測(cè)量儀工作時(shí)，測(cè)出超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間為0.02s，超聲波的傳播速度為340m/s，則積雪的深度為m。

（5）圖丁所示電路中，R2=100Ω，R4=1kΩ，某溫度時(shí)R1=20Ω，為使R1和R3兩端的電壓相等，R3接入電路的阻值為Ω。保持R3接入電路的阻值不變，當(dāng)溫度降低時(shí)，測(cè)得ΔU=1V，R2兩端的電壓為3V。則電源電壓為V。

專項(xiàng)（八）跨學(xué)科專題（一）答案全解全析1.變小彈性勢(shì)解析隨著小明身體上升,彈力帶的彈性形變程度變小,即彈力變小,彈力帶的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小明的重力勢(shì)能。2.(1)如圖所示(2)0.1615.625(3)0.8(4)更亮解析(1)因?yàn)殡娫措妷簽?V,所以電壓表選用小量程與小彩燈并聯(lián),電流表、滑動(dòng)變阻器與小彩燈串聯(lián),為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到阻值最大處,由圖可知,此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片在最左側(cè),因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用右下接線柱;(2)由圖2可知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.16A。由歐姆定律可知,小彩燈正常發(fā)光時(shí)接入電路的電阻RL=ULIL(3)由歐姆定律可知,小彩燈燈絲斷裂后接入電路的電阻RL'=UL'I(4)由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,此時(shí)電路中總電阻變小,由歐姆定律可知,電路中的電流變大,每個(gè)小彩燈兩端的電壓變大,小彩燈的發(fā)光會(huì)更亮。3.做功隔熱降低解析摩擦生熱是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是通過做功的方式來產(chǎn)生大量的熱量;飛船外面的整流罩與大氣產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦,會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,為了防止這些熱量傳給飛船,整流罩必須具有極好的隔熱性;海拔越高,大氣壓越低。4.160015解析4個(gè)墜砣的總重力G=mg=20kg×4×10N/kg=800N,由圖知,使用的滑輪組承擔(dān)A端拉力的繩子股數(shù)n=2,圖中墜砣掛在鋼繩的自由端,不計(jì)滑輪和鋼繩自重及摩擦,可得輸電線A端受到的拉力大小FA=2G=2×800N=1600N;圖中墜砣掛在鋼繩的自由端,且n=2,則墜砣串下降高度h=2sA,則輸電線A端向左移動(dòng)的距離sA=?25.解析(1)將滿桶生活垃圾提升2m倒入車廂的過程中,克服垃圾及垃圾桶的重力所做的功W=Gh=1200N×2m=2400J。(2)水吸收的熱量Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2×104kg×(70℃-20℃)=4.2×109J;由η=Q吸Q放可得,放出的熱量Q放=Q吸η=4.2×109J70%=6×109J;由Q放(3)由P=Wt可得,該汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能W=Pt=100×103W×3×3600s=1.08×109J,完全燃燒1t生活垃圾產(chǎn)生的熱量Q=m垃圾1q=3×106J/kg×1×103kg=3×109J,由η=WW電可得,完全燃燒1t生活垃圾所發(fā)的電能W電=Wη1=1.08×109J72%=16.(1)導(dǎo)體做功(2)如圖所示(3)并聯(lián)開關(guān)(4)B解析(1)變阻器上旋鈕滑片的材料應(yīng)選用導(dǎo)體,這樣才能使電路順利接通;踩剎車使剎車片溫度變高,是因?yàn)榭朔Σ磷龉?是通過做功來改變物體的內(nèi)能。(2)駕駛員踩下“油門”,變阻器阻值減小,則應(yīng)把O、E接入電路。(3)汽車同側(cè)的前后兩個(gè)轉(zhuǎn)向燈會(huì)同時(shí)閃亮、同時(shí)熄滅,但轉(zhuǎn)向燈也可以單獨(dú)工作,所以它們是并聯(lián)的;司機(jī)撥動(dòng)轉(zhuǎn)向橫桿,轉(zhuǎn)向燈才會(huì)工作,所以轉(zhuǎn)向橫桿起到開關(guān)的作用。(4)由題意知,當(dāng)后備箱關(guān)好時(shí),相當(dāng)于閉合開關(guān),指示燈不亮;后備箱未關(guān)好時(shí),相當(dāng)于斷開開關(guān),指示燈亮;這說明指示燈與開關(guān)S并聯(lián),但整個(gè)電路不會(huì)出現(xiàn)短路,即電路中必須串聯(lián)一個(gè)電阻保護(hù)電路,故B符合要求。7.(1)慣性靜止(2)A(3)5100(4)0.9(5)2004.8解析(1)小華從冰雪梯頂端運(yùn)動(dòng)到水平滑道后,由于慣性,還要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng);以滑板為參照物,小華與滑板之間沒有位置變化,故小華是靜止的。(2)墨鏡可以吸收一部分光,能防止強(qiáng)光傷害眼睛,A正確;聽不清遠(yuǎn)處聲音,是因?yàn)檠┦杷啥嗫?吸收了部分聲音,故B錯(cuò)誤;造雪機(jī)用水造雪,小水珠變成小冰晶,是凝固現(xiàn)象,只能在溫度等于或低于水的凝固點(diǎn)(0℃)時(shí)發(fā)生,故C、D錯(cuò)誤。(3)滑板沿滑道運(yùn)動(dòng)的水平方向的總距離L為120m,由圖乙知,此時(shí)k=5