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第50讲 魔术杂技中的物理问题-2022年中考物理二轮复习核心素养专题讲义
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这是一份第50讲 魔术杂技中的物理问题-2022年中考物理二轮复习核心素养专题讲义，文件包含第50讲魔术杂技中的物理问题原卷版docx、第50讲魔术杂技中的物理问题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共10页， 欢迎下载使用。
专题知识概述
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。
中考典型例题解析
【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】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
答案：C
解析：A．稳度与物体的重心，底面的面积有关。在底面积不变时，重心越低越稳；所以小丑的鞋子可能很重，有助于降低重心，故A正确；
B．在重心不变时，底面积越大越稳，故小丑的鞋子长，支撑面扩大了，使重心在支撑面以内。故Ｂ正确；
Ｃ．因为小丑是双脚不动上身没有躬下，全身上下是静止的，自身没有受到任何推力，也没有运动的趋势（注意，是缓慢移动，意思就是没有运动趋势），既然这样，那么有两种可能：一是没运动，没有动摩擦；二是没有运动趋势，没有静摩擦，故Ｃ错误；
D．小丑对地面的压力与地面对小丑的支持力是相互作用力，大小相等。故D正确。
专题问题综合训练
一、选择题
1.（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
【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。
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。
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】C
【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
1. “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。
答案：不是，惯性。
解析：平衡力是作用于一个物体的力，而车对地面的压力和地面对车的支持力分别作用于两个物体，是一对相互作用力，而不是平衡力；此时突然刹车，由于汽车具有惯性，所以仍要向前运动。
三、综合应用题
1．（2020四川遂宁）小聪给同学们表演了一个非常有趣的魔术，将装有水的玻璃杯放在木质暗盒上，杯中放入一空心铁球，如图甲所示，小聪操作暗盒上的旋钮，就能看到铁球在水中上下运动，同学们很好奇，于是小聪进行了揭秘：玻璃杯和水总重20N，玻璃杯与暗盒接触面积为100cm2，铁球质量60g，体积100cm3，玻璃杯正下方是电磁铁。闭合开关前，铁球漂浮在水面受到的浮力是 N；闭合开关后，电磁铁的上端是 极，调节暗盒上的旋钮，减小变阻器接入阻值，电流增大，电磁铁磁性 （选填“增强”、“减弱”或“不变”），小球向下运动。电磁铁中电流I与电磁铁对小球吸引力F的关系如图乙所示（未考虑小球与电磁铁距离远近对吸引力F的影响），当电流为 A时，小球刚好浸没于水中，此时暗盒受到杯底的压强是 Pa（g＝10N/kg，不考虑水的阻力）。
【答案】0.6；S；增强；0.8；2100。
【解析】（1）铁球漂浮在水面，故受到的浮力等于其重力：F浮＝mg＝0.06kg×10N/kg＝0.6N；
闭合开关后，根据安培定则，电磁铁的上端是S极；
调节暗盒上的旋钮，减小变阻器接入阻值，电流增大，电磁铁磁性增强，小球向下运动；
小球刚好浸没于水中，由阿基米德原理，步球受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6 m3＝1N；
由力的平衡，F浮＝G+F吸，
F吸＝F浮﹣G＝1N﹣0.6N＝0.4N，根据电磁铁中电流I与电磁铁对小球吸引力F的关系知，此时的电流为0.8A；（2）小球刚好浸没于水中，此时暗盒受到杯底的压力为：
F＝G杯水+G铁+F吸＝20N+0.6N+0.4N＝21N；
暗盒受到杯底的压压强是：
p＝＝＝2100Pa。
专题知识概述
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。
中考典型例题解析
【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】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
答案：C
解析：A．稳度与物体的重心，底面的面积有关。在底面积不变时，重心越低越稳；所以小丑的鞋子可能很重，有助于降低重心，故A正确；
B．在重心不变时，底面积越大越稳，故小丑的鞋子长，支撑面扩大了，使重心在支撑面以内。故Ｂ正确；
Ｃ．因为小丑是双脚不动上身没有躬下，全身上下是静止的，自身没有受到任何推力，也没有运动的趋势（注意，是缓慢移动，意思就是没有运动趋势），既然这样，那么有两种可能：一是没运动，没有动摩擦；二是没有运动趋势，没有静摩擦，故Ｃ错误；
D．小丑对地面的压力与地面对小丑的支持力是相互作用力，大小相等。故D正确。
专题问题综合训练
一、选择题
1.（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
【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。
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。
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】C
【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
1. “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。
答案：不是，惯性。
解析：平衡力是作用于一个物体的力，而车对地面的压力和地面对车的支持力分别作用于两个物体，是一对相互作用力，而不是平衡力；此时突然刹车，由于汽车具有惯性，所以仍要向前运动。
三、综合应用题
1．（2020四川遂宁）小聪给同学们表演了一个非常有趣的魔术，将装有水的玻璃杯放在木质暗盒上，杯中放入一空心铁球，如图甲所示，小聪操作暗盒上的旋钮，就能看到铁球在水中上下运动，同学们很好奇，于是小聪进行了揭秘：玻璃杯和水总重20N，玻璃杯与暗盒接触面积为100cm2，铁球质量60g，体积100cm3，玻璃杯正下方是电磁铁。闭合开关前，铁球漂浮在水面受到的浮力是 N；闭合开关后，电磁铁的上端是 极，调节暗盒上的旋钮，减小变阻器接入阻值，电流增大，电磁铁磁性 （选填“增强”、“减弱”或“不变”），小球向下运动。电磁铁中电流I与电磁铁对小球吸引力F的关系如图乙所示（未考虑小球与电磁铁距离远近对吸引力F的影响），当电流为 A时，小球刚好浸没于水中，此时暗盒受到杯底的压强是 Pa（g＝10N/kg，不考虑水的阻力）。
【答案】0.6；S；增强；0.8；2100。
【解析】（1）铁球漂浮在水面，故受到的浮力等于其重力：F浮＝mg＝0.06kg×10N/kg＝0.6N；
闭合开关后，根据安培定则，电磁铁的上端是S极；
调节暗盒上的旋钮，减小变阻器接入阻值，电流增大，电磁铁磁性增强，小球向下运动；
小球刚好浸没于水中，由阿基米德原理，步球受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6 m3＝1N；
由力的平衡，F浮＝G+F吸，
F吸＝F浮﹣G＝1N﹣0.6N＝0.4N，根据电磁铁中电流I与电磁铁对小球吸引力F的关系知，此时的电流为0.8A；（2）小球刚好浸没于水中，此时暗盒受到杯底的压力为：
F＝G杯水+G铁+F吸＝20N+0.6N+0.4N＝21N；
暗盒受到杯底的压压强是：
p＝＝＝2100Pa。
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