备战2022 中考物理专题复习 专题57 杂技魔术科技活动中的物理中考问题（含解析） 同步练习

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专题57 杂技魔术科技活动中的物理问题一、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。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。【例题1】（2020河南）在科学晚会上，小明所在的科技小组示了一个“隔板推物”的节日，其原理如图所示：甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路，用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动，对于这个过程，下列说法正确的是（  ）A. 甲线图相当于电源，乙线圈相当于用电器B. 推动甲线圈摆动时电能转化为机械能C. 乙线圈随之摆动时机械能转化为电能D. 乙线圈摆动是因为通电导线在磁场中受力【对点练习】杂技节目表演中，一位杂技小丑穿着很长的大皮鞋，站在水平舞台上向观众鞠躬致意，双脚不动上身没有躬下，而是整个身子笔直缓慢向前倾斜却不倒下。下列说法不正确的是（   ）A. 小丑的鞋子可能很重，有助于降低重心B. 小丑的鞋子长，支撑面扩大了，使重心在支撑面以内C. 小丑的鞋底受到了地面的摩擦力D. 小丑对地面的压力与地面对小丑的支持力大小相等【例题2】（2020湖南娄底模拟）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【对点练习】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________。一、选择题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3.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4.“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，有人将火线断开了二、填空题5.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）6.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。7. “漂移”是一种高难度的汽车表演项目。有一种“漂移”方法如下：当汽车在水平地面上匀速疾驶时，车对地面的压力和地面对车的支持力________（填“是”或“不是”）一对平衡力，此时突然刹车，但汽车仍要向前运动，这是由于汽车具有________。同时迅速转动方向盘，通过摩擦力改变汽车的运动方向，使汽车急转弯。三、实验探究题8.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____．9.同学们用手边的铅笔可以做很多物理小实验，如图所示。（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）。10.某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按如图所示连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水而相平，此时集气瓶内气体的体积为V1．关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升，待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的体体积为V2．然后向右边容器内加人一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为V3，在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。请回答：（1）数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量　　（选填”大于”、“等于”或“小于”）氧气量减少导致的气压变化量。（2）基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到　           　所经历的时间。（3）在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为　 　（选填“V1﹣V2“、“V1﹣V3”或“V2﹣V3“）。四、综合应用题11.某制作小组所设计的电饭锅，其结构如图所示，控制系统中的感温磁体与受热面固定在一起，当温度低于103℃时，感温磁体具有磁性。煮饭时用手向下按动开关，通过轻质传动杆AOB使永久磁体和感温磁体吸合，触点闭合，电路接通，发热板开始发热。当温度达到103℃时，感温磁体失去磁性，永久磁体受重力及弹簧的弹力作用而落下，通过传动杆使触点分开，发热板停止发热。（1）画出使触点分开时B点受到的力和力臂。（2）若用4N的力按下开关，B端受到的阻力为1N，则动力臂和阻力臂之比为　　，如果手按下的距离为0.5cm，则永久磁体和感温磁体之间的距离至少是　　 cm。（3）用电饭锅烧水（在标准气压下），水沸腾时　  　（能/不能）自动断电。12.某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图所示。ABO为一水平杠杆，OA长120cm，O为支点，AB：OB=5：1；已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。闭合开关S，水平踏板空载时，电压表的示数为2V；当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到5V时，报警器R0开始发出报警信号。踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。求：F/N051015202530…R/Ω45342418141210…（1）电源电压为多少？（2）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？（3）若电源电压变为14V，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置。试计算说明触点B应向哪个方向移动多少厘米？13.小宇给家里楼顶的水箱制作了一个自动加水装置，初步设计如图所示，将两个完全相同的实心圆柱体A、B通过细线与一压力传感开关相连，吊在水平放置的圆柱形水箱中，已知每个圆柱体重为6N，底面积为50cm2．当水箱储水深度降到10cm，圆柱体B一半浸在水中时，压力传感开关所受拉力达到10N，其闭合开始加水。（细线质量与体积均忽略不计，g取10N/kg）请求：（1）刚开始加水时，水箱底部所受水的压强。（2）圆柱体的密度。（3）当水箱储水深度达到1.5m时，压力传感开关所受拉力为5N，其断开停止加水，求应设计A、B间细线的长度。14.在综合实践活动中，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置，如图甲所示，电源电压恒为16V，R0为定值电阻，L为额定电压是2.5V的小灯泡，其I﹣U关系的部分数据如图乙所示，AB为长14cm、阻值60Ω粗细均匀的电阻丝（电阻丝的阻值与长度成正比），OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重2N的圆球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与A端接触，此时电流表示数为0.2A；有风时，OP绕悬挂点O转动，风对球的作用力F方向始终水平向右，已知OA为10cm，OP始终与AB接触良好且无摩擦；求：（1）电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为　　Ω；（2）无风时R0消耗的电功率。（3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力。