第20讲 物理学史与开放性试题-2021年中考物理高频考点20讲

第二十部分  物理学史与开放性试题一、选择题1.（2020·江苏泰州）下列关于科学家与其贡献对应关系正确的是（　　）。A. 牛顿——发现杠杆原理；B. 奥斯特——发现电磁感应现象；C. 安培——发现电流与电压、电阻的关系；D. 托里拆利——最早测出大气压值【答案】D。【解析】A．阿基米德发现了杠杆的原理，故A错误；B．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，故B错误；C．欧姆首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系，发现了欧姆定律，故C错误；D．在历史上最早测出大气压强值的科学家是托里拆利，后来这个著名的实验便以他的名字命名，叫做托里拆利实验，故D正确。故选D。2.（2020·四川乐山）下列说法中正确的是（　　）。A. 焦耳用实验确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系；B. 帕斯卡首先用实验的方法测出了大气压强的数值；C. 法拉第首先发现了电流的磁效应；D. 牛顿第一定律是直接由实验得出的【答案】A。【解析】A． 焦耳用实验确定了电流产生的热量与电流的平方、电阻、通电时间成正比，故A正确；B． 帕斯卡是做了一个“裂桶实验”，最先用实验测出大气压的托里拆利，故B错误；C．法拉第发现了电磁感应，电流磁效应是奥斯特发现的，故C错误；D．牛顿第一定律是由实验现象进一步推理而得出的，故D错误。故选A。二、填空题1.（2020·重庆）被誉为“经典力心力学奠基人”的物理学家     总结出:一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态。为纪念他对物理学的贡献，物理学中用他的名字作为              （填物理量名称)的单位。【答案】牛顿；力。2.(2020·重庆B）英国科学家________总结了伽利略等人的研究成果，概括得出：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。1643年6月，意大利科学家托里拆利最早通过实验测量出了________的值。【答案】（1）牛顿；（2）大气压。【解析】英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。意大利的科学家托里拆利利用装有水银的细玻璃管测出了大气压的值是1.013×105Pa。三、开放性试题1.（2020·重庆B）2020年6月23日，我国成功将北斗导航系统最后一颗组网卫星送入预定轨道，标志着北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。发射前，搭载着卫星的火箭嬴立在发射平台上。给火箭加注低温燃料过程中，火箭周围冒出缕缕“白气”；点火后，火箭尾部喷出熊熊火焰(如图)，搭载着卫星腾空而起；在加速飞向太空的过程中，地面遥测站与火箭和卫星不停地进行着信息交换；卫星和第三级火箭脱离后，火箭上的摄像头监控到卫星缓缓离去，卫星上的太阳能电池帆板缓级打开，能给卫星提供工作需要的电能。请找出一个与上述情景相关的物理信息，并指出对应的物理知识，不得与示例重复。示例：物理信息：火箭搭载着卫星腾空而起；物理知识：以地面为参照物，火箭和卫星是运动的。物理信息：_________________________；物理知识：_________________________。【答案】（1）见详解；（2）见详解。【解析】给火箭加注低温燃料过程中，火箭周围冒出缕缕“白气”。“白气”是液化形成的。2.（2020·贵州黔东南）2020年初新冠肺炎开始在全球蔓延。为了阻止新冠肺炎的蔓延，戴口罩、隔离、喷洒消毒液，都能有效的阻止其蔓延。3月16日九年级同学戴上口罩返校开学。当同学们进入教室，闻到了浓浓消毒液的气味，戴眼镜的同学的镜片上有了雾气。有的同学在手上、文具上喷洒酒精消毒，发现不一会酒精干了。手上喷洒酒精后有一点凉凉的感觉……。请你根据上面的描述和所学物理知识提出两个相关问题并回答。示例：问题：镜片上的雾气是怎样形成的？ 回答：呼出的水蒸气液化形成的。(1)问题：________ ；回答：________；(2)问题：________；回答：________。【答案】（1）为什么在手上、文具上喷洒酒精消毒，发现不一会儿酒精干了？（2） 因为酒精汽化了。（3）喷洒消毒液后，能闻到浓浓消毒液的气味？（4）因为消毒液发生了扩散【解析】有的同学在手上、文具上喷洒酒精消毒，发现不一会酒精干了，是因为酒精汽化成酒精蒸气散发到空气中了。喷洒消毒液后，能闻到浓浓消毒液的气味，是因为酒精分子在永不停息地做无规则运动，即发生了扩散现象。3.（2020·重庆）2020年6月23日9时43分指挥员-声令下，长征三号运载火箭喷出猛烈的火焰，在一团“白气”中拔地而起，加速直刺苍穹(图10)。达到预定速度和高度后，无动力滑行到赤道上空,火箭再次点火修正方向,满足星箭分离的条件。在火箭所带摄像头的注目下，卫星渐渐离开火箭，顺利展开太阳帆板.缓缓"迈向”太空。随着最后一个卫星成功组网，北斗全球导航系统搭建完成，此国之重器彰显出我国的大国担当和作为!请结合上述情景，找出一个相关的物理信息，并指出其对应的物理知识，不得与示例重复。示例:物理信息:太阳帆板;物理知识:太阳能转化为电能。作答: 物理信息:                                              .    物理知识:                                              .【答案】物理信息：加速直刺苍穹。物理知识：①机械能增加（动能增加，重力势能增加）②化学能转化为机械能。4.（2020·贵州黔西南）阅读下面的短文：二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度，就会形成白色的、像雪一样的固体。这种固体在常温下不经熔化就会直接变成气体，所以叫干冰。干冰具有很好的致冷作用，可用于人工降雨。这是由于干冰在常温下会迅速变为气体，吸收热量，促使水蒸气遇冷凝结成水滴或小冰晶，从而达到降雨的条件。仿照示例，指出短文中包含的任意两种物态变化（示例除外），并说明是吸热还是放热。【示例】二氧化碳气体凝华，放热。(1)_____________________________________________；(2)_____________________________________________。【答案】（1）水蒸气凝华、放热；（2）水蒸气液化、放热。【解析】(1)水蒸气遇冷凝结成小冰晶，这气态直接变成固态，是凝华现象，凝华要放热。(2)水蒸气遇冷凝结成水滴，这是气态变成液态，是液化现象，液化要放热。5.（2020·山东济宁）结合图中的实验情景，按要求回答下列问题(1)图甲：空易拉罐浸入水中越深，排开的水越多，手施加的压力越大，这表明：易拉罐所受浮力的大小与______有关；(2)图乙：滚摆在上、下运动的过程中，其______能与______能相互转化；(3)图丙：向一杯清水中滴入一滴蓝墨水，很快会把整杯清水染成蓝色，这一现象表明______；(4)图丁：用此实验装置可研究电阻与导体______的关系。【答案】（1）排开液体体积；（2）动；（3）重力势；（4）分子在不停地做无规则运动；（5） 长度。【解析】浮力的大小与排开液体体积有关，空易拉罐浸入水中越深，排开的水越多，手施加的压力越大，浮力越大。滚摆自上向下运动的过程中重力势能转换成动能，滚摆自下向上运动的过程中动能转换成重力势能。将一滴蓝墨水滴入一杯水中，过一会儿会发现整杯水都变蓝了，这是墨水分子在水中发生了扩散现象，扩散现象表明分子在不停地做无规则运动。此实验装置中，有两根长度不同的同种导体，因此用此实验装置可研究电阻与导体长度的关系。6．（2020•岳阳）图甲为生活中常见的电熨斗，图乙为其结构图。图乙中的双金属片是把长和宽都相同的铜片和铁片紧密铆合在一起做成的。常温时图中的两触点相接触，受热时由于铜片膨胀比铁片明显，双金属片会向        （选填“铜片”或“铁片”）一侧弯曲，且弯曲程度随温度的升高而增大。当金属底板的温度达到设定的温度时，由于双金属片的弯曲而使图中的两触点分离，切断工作电路。用该熨斗熨烫丝质衣物时，需将设定的温度调低，调温旋钮上的升降螺丝应            （选填“向上”或“向下”）调节。【答案】铁片、向上。【解析】由于铜片膨胀比铁片明显，双金属片会向铁片一侧弯曲；由于丝质需要的温度低，故应使温度降低，即触点要较早分离，以限制温度升高，故应将升降螺丝向上调节。故答案为：铁片、向上。7.（2020·贵州黔南）请阅读下面的短文∶通过全国人民的共同努力，新型冠状病毒疫情得到全面控制，各行各业开始了复工复产，学校也陆续开始了复课。学校门口安装了红外线测温仪会及时监测通过学生的体温；学校各个角落安装了摄像头随时观察学生是否处在安全距离进行交流沟通；清洁阿姨定时将消毒液喷洒在走廊里面，不一会教室上课的学生就闻到了消毒液的气味；每个班级门口都放置了免洗酒精洗手液，学生们每次用的时候手掌都有凉凉的感觉，老师和学生们必须佩戴口罩上课，佩戴眼镜的学生眼镜上有时会有“雾气”产生。仿照示例，找出短文中两处与物理相关的描述（示例除外），并说明所涉及的物理知识或规律。【示例】摄像头     凸透镜成像 (1)___________      ______________(2)___________      ______________【答案】（1）消毒液的气味；（2）分子在不停地做无规则运动；（3）“雾气”；（4）水蒸气液化成小水珠。【解析】(1)闻到消毒液的气味，是扩散现象，可以说明分子在不停地做无规则运动。(2)佩戴眼镜的学生眼镜上有时会有“雾气”产生，“雾气”是由水蒸气液化成小水珠。8.（2020·新疆）2020年5月5日，我国长征五号B运载火箭首飞成功，为我国空间站建设奠定了基础：(1)长征五号B运载火箭穿越大气层时，火箭上部外壳——整流罩温度升高，其分子的动能_________（填“增大”或“减小”），其内能的改变是通过_________（填“做功”或“热传递”）的方式实现的。火箭发动机在没有空气的环境中_________（填“能”或“不能”）正常工作；(2)未来两三年我国将完成中国空间站的建设。空间站运行时，其动力补充来源于_________次能源——太阳能。有阳光时，空间站利用光伏发电的功率为60 kW。1 h发电_________kW•h。空间站以7.8×103 m/s的速度运行一年，通过的路程为_________光年。【答案】（1）增大；（2）做功；（3）能；（4）一；（5）60；（6）2.6×10-5。【解析】(1)整流罩温度升高，分子热运动加剧，分子动能增大。整流罩克服空气摩擦做功，是通过做功改变内能。火箭发动机自带燃料和助燃剂，可以在真空中工作。(2)太阳能可直接获取利用，属于一次能源1h发电：空间站以7.8×103 m/s的速度运行一年，通过的路程为：光年。9.（2020·新疆）目前，我国时速600公里高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平：(1)我国高速磁悬浮列车上装有电磁体，铁轨上装有线圈（相当于电磁铁），通电后，可使列车悬浮起来，悬浮后列车的惯性_________（填“大于”“小于”或“等于”）悬浮前的惯性。由于磁悬浮列车与轨道不接触，磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声_________（填“大”或“小”）；列车以600 km/h的速度匀速行驶时，列车牵引系统的电功率为2.4×107 W，不计能量损失，列车受到的阻力大小为_________N；(2)高速磁悬浮列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图所示，图中列车在磁力作用下正在向_________（填“左”或“右”）行驶；要保证列车一直向前行轨道驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通_________（填“直流”或“交流”）电；为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈_________（填“分区段”或“全线路”）供电。【答案】（1）等于；（2）小；（3） 1.44×105；（4）右；（5）交流；（6）分区段。【解析】(1)质量是对物体惯性大小的量度，故悬浮后列车的惯性等于悬浮前的惯性。由于磁悬浮列车与轨道不接触，没有轮轨噪声，磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声小。列车以600 km/h的速度匀速行驶时，牵引力与所受摩擦力大小相等、方向相反，不计能量损失时，即由功率公式：可知牵引力为：。(2)根据磁场同极相吸、异极相斥特点，列车受到的力方向向右，故图中列车在磁力作用下正在向右行驶。要保证列车一直向前行轨道驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通交流电，通过不断变换电流方向实现磁场方向的改变。为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈分区段供电，可仅需在列车正在通过或将要通过的一段铁轨上供电。10.（2020·新疆）目前，口罩是抗击新冠疫情的重要防护用品已成为国际共识。自疫情爆发以来，我国已向世界各国捐赠和出口口罩一百多亿只，彰显了中国的大国情怀和国际担当：(1)普通医用口罩由内、中、外三层构成，口罩外层具有防水作用，可阻断部分病毒通过飞沫传播。戴过的口罩内层会变得潮湿，将其晾干的过程中，水发生的物态变化是_________，该过程_________热；(2)口罩中间层——熔喷布始终带有静电，则熔喷布属于_________（填“导体”或“绝缘体”）。当不带电的病毒靠近熔喷布外表面时，会被熔喷布_________（填“吸附”或“排斥”），使病毒不能通过熔喷布从而阻断病毒的传播。若制作熔喷布的高压设备输出的电压为22 kV，该电压为家庭电路电压的_________倍；(3)在熔喷布的生产环节一一熔融挤压时，熔喷布受到的压强为5×105 Pa，约为_________个标准大气压。若某规格的熔喷布密度为0.9×103 kg/m3，1 m2 熔喷布的质量为25 g，则该熔喷布的厚度为_________m（结果保留1位有效数字）。1吨该规格的熔喷布大约可以制造普通医用口罩（单层熔喷布）_________（填“15”“40”或“120”）万个。【答案】（1）汽化；（2）吸；（3）绝缘体；（4）吸附；（5）100；（6）5；（7）2.8×10-5    (8)120。【解析】(1)戴过的口罩内层会变得潮湿，将其晾干的过程中，水从液态变为气态，发生的物态变化是汽化，该过程吸热。(2)静电是一种处于静止状态的电荷，因口罩中间层——熔喷布始终带有静电，则熔喷布属于绝缘体。因带电体能吸引轻小物体，故当不带电的病毒靠近熔喷布外表面时，会被熔喷布吸附。制作熔喷布的高压设备输出的电压为22 kV，家庭电压为220V，则该电压为家庭电路电压的100倍。(3)熔喷布受到的压强为5×105 Pa，1个标准大气压为101kPa，即则约为5个标准大气压。由题意，根据密度公式：则熔喷布的厚度为：1吨该规格单层熔喷布大约面积为：而普通医用口罩长度与宽度尺寸分别约为0.18m、0.16m，则普通医用口罩面积为：则可以制造普通医用口罩数量为：与题中的120万个最接近。