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1专题16科技活动魔术类物理问题一、科技活动的意义学生利用星期六、星期天，或者寒暑假组成科技小组开展多种多样的研究活动，能够利用学到的物理知识去分析问题、研究问题，还能通过活动深入车间、厂矿、码头、科技馆等参观最新科技发展成果，丰富认知水平，对未来知识的构建会打下坚实的基础。通过活动主要围绕物理问题去探究学习，这样对解决中考问题也起到良好的作用。二、自制教具主要类型1.用来演示物理现象的自制教具.初中自制教具的常见内容：惯性、流体流速与压强的关系、电流的效应、超重失重现象、静电感应现象、电磁感应现象、光的反射、折射现象，压缩气体温度升高、气体急速膨胀时温度下降现象等。如：《探究声音的产生》、《测平均速度》、《研究摩擦力》、《研究流体的压强与流速的关系》、《研究杠杆的平衡条件》、《研究平面镜成像》、《测量斜面的机械效率》，还有课本上设置的许多有趣实验、演示实验都可以用自制的教具来完成。2.用来模拟物理现象的自制教具.在物理实验室现成配置的仪器中有许多现成的物理模型，如“磁感线模型”、“眼球模型”，“布朗运动模拟演示器”等。在自制教具中，也出现了很多模拟物理现象的实验作品，诸如：汽轮机等。3.用来探究和揭示各种物理规律的自制教具.在中学物理教学中，涉及到的物理规律很多，诸如：阿基米德原理、欧姆定律、焦耳定律等，物理规律来之于实验，而实验方法和手段不断推陈出新，为自制教具提供了广阔的天地。如：利用数码照相机制作“频闪照片”，就是近年来新技术出现后引入的新实验器材和方法。4.生活中的简易模型.常见的制作或发明如：简易电动机、简易发电机、自制照相机、自制收音机、门铃、延时开关、日光灯电路、简易热机、静电除尘装置、自制简易金属探测器、太阳能路灯原理演示装置，自制门电路、温度传感器、简易动圈式扬声器、静电风车、电子秤测量原理演示装置、电饭锅控温原理装置、传感器应用——闯红灯照相、火力发电演示实验、磁流体发电机等。三、杂技魔术魔术会用到许多物理知识，将魔术思想渗透中考试题，是命题者创造性的开发资源，能够让学生通过解决试题辨别真伪、知道虚实，这类问题是时代发展创新举措。2【例题1】（2019•攀枝花）魔术师在某次演岀中表演了“狮吼功”：把嘴靠近红酒杯发声将红酒杯震碎。其奥秘为通过控制声音的频率使其与红酒杯的频率相同达到共振而震碎红酒杯。魔术师表演中调节的是声音的（）A．音调B．响度C．音色D．声速【答案】A【解析】魔术师通过控制声音的频率使其与红酒杯的频率相同达到共振而震碎红酒杯，因为音调与物体振动的频率有关，频率越高，音调越高，所以，魔术师表演中调节的是声音的音调，故A正确，BCD错误。【例题2】社团活动在娄底各校轰轰烈烈开展，小明参加了杂技社团，他常常在平整松软的土地上练习单脚站立和单手倒立。当他单脚站立时，在地面上留下了一个凹陷的鞋印，单手倒立时留下了一个凹陷的手掌印，那么A.单脚站立时对地面的压力大于单手倒立时对地面的压力B.单脚站立时对地面的压力小于单手倒立时对地面的压力C.手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度D.手掌印凹陷的深度等于鞋印凹陷的深度【答案】C【解析】在水平地面上单脚站立或单手倒立对地面的压力不变，都等于人体的重力；单手的面积小于单脚的面积；根据公式可知，单手倒立时对地面的压强大，所以手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度。【例题3】如图是小明制作的简易“蒸汽船”型。将盛有一定量水的铜容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。（1）蜡烛对铜制容器加热导致容器内水温升高这是通过_______的方式改变水的内能。（2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了________。【答案】（1）热传递（2）力的作用是相互的【解析】（1）改变物体的内能有两种方式，做功和热传递，结合题意，蜡烛对铜制容器加热导致容器内水3温升高这是通过热传递的方式改变水的内能。（2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明力的作用是相互的。【例题4】小华同学在科技馆观摩自行车走钢丝表演后回家做了一个模型，如图所示，下列说法正确的是（）A．自行车的重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力B．自行车和所挂物体总重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力C．自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力D．自行车对绳的拉力与钩码的重力是一对平衡力【答案】B【解析】平衡力指作用在同一个物体上的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，由此分析解答。A．钢丝对自行车的支持力等于自行车和所挂物体的重力的和，不等于自行车的重力，不是一对平衡力，故A错误；B.自行车和所挂物体总重力与钢丝对自行车的支持力满足二力平衡的四个条件，是一对平衡力，故B正确；C.自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故C错误；D.自行车对绳的拉力与钩码的重力没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故D错误。【例题5】制作简易气压计，观察大气压随高度的变化。(1)如图所示，在玻璃瓶中倒入适量红色的水，将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口，红水升到玻璃管一定的高度，但高度不够，你应________，使水上升到瓶口以上适当位置，制成了简易气压计。(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中，发现玻璃管内水柱________，说明__________。(3)小明将简易气压计放在阳光下，过一会儿，他发现玻璃管内水柱发生了变化，这一现象说明，简易气压4计的测量结果会受到______________影响。（4）如图自制的简易气压计，瓶中水面上方是空气，在图示的状态下，瓶内的气压___瓶外的大气压．小明同学将气压计从山下拿到山上后，细玻璃管内的水柱高度会____，原因是大气压随高度的增加而____．【答案】（1）向瓶内吹适量的气；（2）下降；高度越高，大气压越低；（3）外界温度（4）大于。升高，减小．【解析】（1）向瓶内吹适量的气，增大瓶内上方空气压强，瓶内液体就会被挤压到玻璃管里，沿着玻璃管上升。（2）将简易气压计从四楼移到一楼过程中，发现玻璃管内水柱下降，高度越高，大气压越低；气压计高度越低，大气压越高。（3）气压计放在阳光下，其周围环境温度升高，玻璃管内水柱发生了变化。说明气压与温度有关系。（4）瓶中水面上方是空气，如果此处的气压等于瓶外的大气压，管内和瓶内的水面应该相平．现在是管内的水面高，说明瓶内的气压高于瓶外大气压；将气压计从山下拿到山上后，大气压减小，管内水柱高度会增加，说明大气压随高度的增加而减小。一、选择题1.如图所示，用铅笔尖顶着一个纸风车，置于一杯热水上，风车就会转动。以下叙述正确的是（）A．风车静止时，只受到重力的作用B．风车转动时，只受到热空气推力的作用C．风车转动时，机械能转化为水的热能D．移去热水，风车由于惯性不会立即停转【答案】D【解析】（1）风车静止时受到平衡力的作用，对静止和转动的风车时进行受力分析从而判断；（2）能量转化时，消耗的能转化为得到的能；（3）物体具有保持原来运动状态不变的性质。5A．风车静止时受力平衡，除受到重力外还受到铅笔的支持力的作用，故A错误；B．风车转动时，风车受到热空气的推力，同时还受重力和支持力的作用，故B错误；C．在风车的下方放置一杯热水后，热空气向上流动，推动风车转动，将内能转化为机械能，故C错误；D．移去热水，风车不能立即停止转动，是因为风车具有惯性，故D正确。2.小明对十字路口的交通信号灯进行观察,画出下列四种电路图，你认为可行的是（）ABCD【答案】B【解析】十字路口的交通信号灯，有红、绿、黄三种颜色，且三种灯依次点亮，说明灯是并联的，分别由开关控制灯的通断。A图，三灯串联，两个开关都闭合时，一起亮，故A不符合实际；B图，三灯并联，且干路和支路分别由开关控制，可以单独点亮，故B符合题意；C图，三灯串联，且三个开关闭合时，电源会被短路，故C不符合实际；D图，红、黄并联，再与绿灯串联，则绿灯必须点亮，另外两灯才会亮，故D不符合实际。3.“庆六•一文艺会演”时，中学物理组的老师给大家表演了一个“不怕电”的节目。首先王老师将一标有“PZ220-100”的灯泡接到两导线头M、N之间，灯泡正常发光。随后将灯泡取下，王老师站到干燥的木凳上后，左右手分别抓住M、N两导线头（如图）。李老师用测电笔分别测试M、N及王老师的皮肤，发现测电笔的氖管都发光，而王老师却谈笑自如。对以上现象的解释，你认为正确的是（）A．王老师有特异功能，确实不怕电B．王老师的双手戴着绝缘手套C．在人、灯替换之时，有人将零线断开了D．在人、灯替换之时，有人将火线断开了【答案】C6【解析】此题以“不怕电”的节目表演作为题设情境，考查了学生知识、能力和态度等多方面的素质，其中选项A直接考查学生的科学态度，反映了新课标中对学生“情感、态度、价值观”的要求，也有通过该题引导学生正确识别类似的“气功”表演的作用。对于“不怕电”现象的解释，则要求学生具备灵活运用知识和将实际问题转化为物理问题的能力。选项B虽然可以防止人触电，但这样做明显不符合“表演”的目的，会让观众轻易识破，且戴着绝缘手套后，也不会出现“测电笔的氖管都发光”的现象。选项D也可防止发生触电，但不会出现“测电笔的氖管都发光”的现象。将零线切断后，火线无法构成回路，也就没有电流会流过人体，故不会发生触电事故。但由于人体此时仍和火线相通，所以会出现“测电笔的氖管都发光”的现象。此题具有较大的欺骗性。应选C。二、填空题4.下面是两则科技新闻：①“天眼一FAST”第一次发现了一颗距地球4000光年的毫秒脉冲星；②我国新能源汽车产业发展迅速，锂电池单体能量密度已达230W•h/kg其中“光年”是的单位，“W•h”是的单位。（填物理量名称）【答案】长度；能量。【解析】光在1年中走过的路程是光年，在天文学中，用光年表示长度单位，kW•h是能量单位，W•h也是能量单位。物理学中，“光年”是光在1年中走过的路程，是长度单位；W•h是功率与时间的乘积，是能量单位。5.科技馆内有一个“静电球”，当人触摸“静电球”时，头发丝便会一根根竖起，形成“怒发冲冠”的景象，如图所示，这是由于头发丝带（选填“同种”或“异种”）电荷而互相的结果。【答案】同种；排斥。【解析】同种电荷相斥，异种电荷相吸，故据此分析即可判断。人体是导体，当人触摸静电球时，人体也带了和静电球同种电荷的电，故人的头发上也会带上与静电球同种电荷的电，据同种电荷相斥可知，头发之间带同种电荷，相互排斥，故头发会蓬松竖起来。三、实验探究类题6.同学们用手边的铅笔可以做很多物理小实验，如图所示。7（1）图甲中铅笔的长度是cm。（2）图乙中插入水中的铅笔看起来弯折了，这是光的现象。（3）图丙中，用手指分別顶在铅笔的两端时，两只手指的凹陷程度和感觉不同，是由于压力的作用效果与有关。（4）将一些细铜丝绕在铅笔下端，制成一个简易密度计，如图丁所示。如将此密度计先后放人水和某液体中，浸入部分长度之比为4：5，则该液体的密度为kg/m3（细铜丝体积忽略不计）。【答案】（1）3.00；（2）折射；（3）受力面积；（4）0.8×103。【解析】A.刻度尺的最小刻度值（或叫分度值）为相邻的刻度线表示的长度；使用刻度尺测量物体长度时，要观察是否从0刻度线量起，起始端没从0开始，要以某一刻度当作“0”刻度，读出末端刻度值，减去前面的刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位；B.光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向就会发生偏转，光的折射形成的现象：放在有水的碗中的筷子看起来好像变折了、放大镜、池水看起来变浅等。C.从铅笔所处的平衡状态入手，分析两手指的受力大小关系。压力的作用效果与压力和接触面的面积有关；D.根据密度计漂浮，浮力等于重力，求出液体密度。由图知：（1）刻度尺的分度值为1mm=0.1cm，铅笔左侧与0刻度线对齐，右侧与3.00cm对齐，所以铅笔的长度为3.00cm；（2）水中铅笔看起来变弯折，属于光的折射现象，故B错误；（3）铅笔处于静止状态，受到的两手指的