专题19物理学史、开放性问题(原卷版+解析)(第4期)

专题19物理学史、开放性问题（原卷版）（第4期）1.（2022·湘潭）在国际单位制中，电流的单位是（）。A.牛顿 B.欧姆 C.伏特 D.安培2.（2022·济南）在国际单位制中，电流的单位是（）。A.安培 B.伏特 C.欧姆 D.瓦特3.（2022·青岛）浙江大学课题组成功研制出的“全碳气凝胶”，是目前最轻的固态材料，哪怕将杯子大小的气凝胶放在狗尾草上，纤细的草须也不会被压弯（如图所示）。它具有优良的隔热性和很强的弹性，它还是吸油能力最强的材料之一，吸油量可高达自身质量的900倍。若将“全碳气凝胶”应用于实际生产和生活，以下设想不可行的是（）。A.制作轻盈的保暖服 B.治理海洋漏油污染C.制作沙发坐垫 D.制作暖气散热片4.（2022·张家界）探索无止境，2020年珠峰测高8848.86米再次见证中国高度，珠峰高程测量综合运用了北斗卫星测量、精密水准测量、光电测距、雪深雷达测量、重力测量、天文测量、卫星遥感等多种传统和现代测绘技术，精确测定珠峰高程。这是中国的自豪，中国给出“世界高度”新答案，不仅仅是一个数字，更是中国人民不畏艰辛，拼搏上进的中华精神。请完成下列问题：（1）登山过程中，随着海拔高度的增加，气压逐渐减小，水的沸点___________；（2）高程测量队在珠峰顶首次开展重力测量，如图乙所示，g值与海拔高度h的关系，测量工作人员抵达峰顶过程中所受重力___________；（选填“不变”、“变大”或“变小”）（3）据测量数据得知珠峰高度逐年略有上升，珠峰上升是因为印度洋板块与亚欧板块相互___________（选填“碰撞挤压”或“张裂拉伸”）的结果；（4）十九世纪人类首次采用三角形测量法测量珠峰峰顶到3000米观测点的高度，测量结果偏大，是因为光经过不均匀的大气层发生___________（选填“反射”、“直线传播”或“折射”）；（5）测量工作人员配戴防护面罩，是为了防止白雪反射的强___________（选填“红外线”、“可见光”或“紫外线”）照射灼伤面部皮肤。5.（2022·烟台）阅读短文，回答问题。冰壶赛场的奥秘冰壶比赛是一项集技巧与智慧于一体的体育运动，被誉为冰上的“国际象棋”。与速度滑冰、花样滑冰不同，冰壶赛道冰面非常奇特，并不是平整光滑的表面，而是还有一层薄薄的冰粒，如同细小的“鹅卵石”或“小疙瘩”。原来制冰师每次在制冰时，会在光滑如镜的冰面上喷洒水珠，这些水珠遇冷迅速凝固成冰粒，此过程被称之为“打点”。这些冰粒的作用是使冰壶在运行的时候底座不会与冰面完全接触，如果冰面做成光滑的平面，整个冰壶会如同吸盘一样“吸”在冰面上。所以“打点”是为了减小摩擦，使冰壶运动得更顺畅。冰壶比赛中的擦地，实际叫做“刷冰”，是冰壶比赛的重要技术之一。刷冰的主目的在于，通过冰刷的摩擦，使冰面温度升高，造成冰面熔化，在冰表面形成一层水膜，减小冰壶受到的摩擦力，这样可以改变冰壶前进的方向、迷度和距离。刷冰的强弱程度决定冰壶停留在什么位置。（1）运动员将冰壶掷出后，冰壶会继续沿着水平赛道向前滑行的原因是什么？（2）制冰师在制冰时“打点”的目的是什么？（3）冰壶比赛中刷冰是通过什么方式改变冰面内能，使冰面温度升高？6.（2022·南通）阅读短文，回答问题。激情冰雪纯洁冰雪，激情冬奥，北京冬奥会点燃了人们对冰雪运动的激情。周日，小华跟爸爸去游乐场体验冰雪运动，还学到了很多知识。冰雪梯是很刺激的游乐项目，图甲为冰雪示意图。小华发现，选用不同材料的滑板，从倾斜滑道顶端由静止滑下后，沿滑道运动的水平方向总距离L不同，设滑板对水平滑道压力和滑板所受阻力的比值为k，已知L的大小随k值的变化关系如图乙。小华乘雪地车来到滑雪场，首先看到是的积雪深度测量仪，其基本结构如图丙所示。测量仪工作时竖直向下发出超声波，超声波经雪面反射返回检测仪，测出超声波从发出到返回的时间，就可知道积雪的深度。已知测量仪的超声波发射和接收端口距地面4.3m。测量仪内置温度修正装置用以稳定仪器内部的温度环境，如图丁所示是修正装置的部分电路图，两个独立的电路中电源电压相等，R1为热敏电阻，阻值随温度的升高而降低，R2、R4为定值电阻，R3为滑动变阻器，R1的阻值随环境温度变化时，其两端的电压随之发生变化，被控制电路根据R1与R3两端电压差值ΔU对温度进行修正。滑雪场使用的是人造雪，造雪机用高压空气把吸入的水吹成小水珠，小水珠落地前凝结成小冰晶，这小冰晶就是雪花。（1）小华从冰滑梯上运动到水平轨道后，还能继续滑行一段距离，是由于______的缘故，以滑板为参照物，小华是______的；（2）关于在雪地里活动的体验和造雪机的工作特点，下列说法正确的是______；A．戴墨镜是为了防止强光伤害眼睛B．听不清远处声音是因为温度低声速小C．造雪机用水造雪属于凝华现象D．造雪机可以在任何温度环境下制雪（3）在冰滑梯上运动时小华与滑板的总重为500N，他在冰滑梯项目中沿滑道运动的水平方向总距离L为120m，则滑板对水平滑道压力和滑板所受水平阻力的比值k为______，运动中滑板受到的水平阻力为______N；（4）图丁所示电路中，R2＝100Ω，R4＝1kΩ，某温度时R1＝20Ω，为使R1和R3两端的电压相等，R3接入电路的阻值为______Ω。保持R3接入电路的阻值不变，当温度降低时，测得ΔU＝1V，R2两端的电压为3V。则电源电压为______V；（5）积雪深度测量仪工作时，测出超声波从发射到返回的时间为0.02s，超声波的传播速度为340m/s，则积雪的深度为______m；履带式雪地车两条履带的总宽度为1.6m，满载时雪地车对水平雪地的压强为1.5×104Pa，可将积雪压实0.34m的深度。当满载的雪地车以某一速度在水平雪地上匀速行驶时，发动机的总功率为3.4×104W，其中60%用于压实积雪，则雪地车行驶的速度为______m/s。7.（2022·遵义）阅读短文，回答文后问题。LNG双燃料动力船“达飞雅克萨德号”是我国制造的全球最大的LNG（液化天然气）双燃料动力船。该船长400m，宽61m，高度相当于22层大楼高，标准排水量22万吨，甲板面积约为3.5个足球场大小。所谓“双燃料动力”，即可以通过传统的燃油驱动，也可以通过携带的天然气驱动，液化天然气作为清洁能源有来源广、热值高、易储存、便运输等特点。与传统燃油船相比，LNG船可以减少20%碳、80%氮氧化合物和99%的硫排放，大大减少船航行时对环境的污染。LNG船的核心部位是殷瓦舱，该舱体积为16800m3，由厚度为0.7mm的殷瓦钢焊接而成，是世界上制造难度最大的设备之一。若将该舱加满液化天然气，船可连续航行2万多海里，相当于绕地球赤道一圈。该船的批量生产，打破了日、韩两国对LNG船的技术垄断，反映出我国强大的工业制造能力。（材料来源于网络）（1）液化天然气作为LNG船燃料的优点有______（任填两项）；（2）LNG船靠螺旋桨驱动航行时，海水对船的作用力______船对海水的作用力；A．大于B．等于C．小于（3）若每户家庭平均用电量为3100度，则将充满殷瓦舱的天然气完全燃烧所释放的热量相当于______户家庭一年的用电量。（液化天然气的热值约为2.1×1010J/m3）专题19物理学史、开放性问题（解析版）（第4期）1.（2022·湘潭）在国际单位制中，电流的单位是（）。A.牛顿 B.欧姆 C.伏特 D.安培【答案】D。【解析】】在国际单位制中，牛顿是力的单位，欧姆是电阻的单位，伏特是电压的单位，安培是电流的单位，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。2.（2022·济南）在国际单位制中，电流的单位是（）。A.安培 B.伏特 C.欧姆 D.瓦特【答案】A。【解析】A．电流在国际单位制中的单位是安培，故A符合题意；B．电压在国际单位制中的单位是伏特，故B不符合题意；C．电阻在国际单位制中的单位是欧姆，故C不符合题意；D．电功率在国际单位制中的单位是瓦特，故D不符合题意。故选A。3.（2022·青岛）浙江大学课题组成功研制出的“全碳气凝胶”，是目前最轻的固态材料，哪怕将杯子大小的气凝胶放在狗尾草上，纤细的草须也不会被压弯（如图所示）。它具有优良的隔热性和很强的弹性，它还是吸油能力最强的材料之一，吸油量可高达自身质量的900倍。若将“全碳气凝胶”应用于实际生产和生活，以下设想不可行的是（）。A.制作轻盈的保暖服 B.治理海洋漏油污染C.制作沙发坐垫 D.制作暖气散热片【答案】D。【解析】A．依题意得，“全碳气凝胶”的密度是固体中最轻的，当体积相同时，固体中“全碳气凝胶”的质量最小，可制作出制作轻盈的保暖服，故A不符合题意；B．“全碳气凝胶”是吸油能力最强的材料之一，吸油量可高达自身质量的900倍治理海洋漏油污染，可用于治理海洋漏油污染，故B不符合题意；CD．“全碳气凝胶”具有优良的隔热性和很强的弹性，因此不能制作暖气散热片、可制作沙发坐垫，故C不符合题意，D符合题意。故选D。4.（2022·张家界）探索无止境，2020年珠峰测高8848.86米再次见证中国高度，珠峰高程测量综合运用了北斗卫星测量、精密水准测量、光电测距、雪深雷达测量、重力测量、天文测量、卫星遥感等多种传统和现代测绘技术，精确测定珠峰高程。这是中国的自豪，中国给出“世界高度”新答案，不仅仅是一个数字，更是中国人民不畏艰辛，拼搏上进的中华精神。请完成下列问题：（1）登山过程中，随着海拔高度的增加，气压逐渐减小，水的沸点___________；（2）高程测量队在珠峰顶首次开展重力测量，如图乙所示，g值与海拔高度h的关系，测量工作人员抵达峰顶过程中所受重力___________；（选填“不变”、“变大”或“变小”）（3）据测量数据得知珠峰高度逐年略有上升，珠峰上升是因为印度洋板块与亚欧板块相互___________（选填“碰撞挤压”或“张裂拉伸”）的结果；（4）十九世纪人类首次采用三角形测量法测量珠峰峰顶到3000米观测点的高度，测量结果偏大，是因为光经过不均匀的大气层发生___________（选填“反射”、“直线传播”或“折射”）；（5）测量工作人员配戴防护面罩，是为了防止白雪反射的强___________（选填“红外线”、“可见光”或“紫外线”）照射灼伤面部皮肤。【答案】①.降低；②.变小；③.碰撞挤压；④.折射；⑤.紫外线。【解析】（1）[1]越往高空，空气越稀薄，所以在登山过程中，随着高度上升大气压降低，水的沸点逐渐降低。（2）[2]根据图像可知，随着海拔高度的增大，g会变小；当测量队员随身携带的重物从珠峰脚到珠峰顶，重物的质量不变，g减小，根据G=mg可知，重物受到的重力大小将会变小。（3）[3]根据板块构造学说可知，珠峰的高度上升是由于亚欧板块和印度洋板块碰撞挤压造成的。（4）[4]光从数千米高的峰顶到300千米外观测点，由于地球周围的大气是不均匀的，所以光经过不均匀的大气层会发生折射，会使测量结果偏大。（5）[5]紫外线经雪反射会照射到人的皮肤上，紫外线会灼伤皮肤。5.（2022·烟台）阅读短文，回答问题。冰壶赛场的奥秘冰壶比赛是一项集技巧与智慧于一体的体育运动，被誉为冰上的“国际象棋”。与速度滑冰、花样滑冰不同，冰壶赛道冰面非常奇特，并不是平整光滑的表面，而是还有一层薄薄的冰粒，如同细小的“鹅卵石”或“小疙瘩”。原来制冰师每次在制冰时，会在光滑如镜的冰面上喷洒水珠，这些水珠遇冷迅速凝固成冰粒，此过程被称之为“打点”。这些冰粒的作用是使冰壶在运行的时候底座不会与冰面完全接触，如果冰面做成光滑的平面，整个冰壶会如同吸盘一样“吸”在冰面上。所以“打点”是为了减小摩擦，使冰壶运动得更顺畅。冰壶比赛中的擦地，实际叫做“刷冰”，是冰壶比赛的重要技术之一。刷冰的主目的在于，通过冰刷的摩擦，使冰面温度升高，造成冰面熔化，在冰表面形成一层水膜，减小冰壶受到的摩擦力，这样可以改变冰壶前进的方向、迷度和距离。刷冰的强弱程度决定冰壶停留在什么位置。（1）运动员将冰壶掷出后，冰壶会继续沿着水平赛道向前滑行的原因是什么？（2）制冰师在制冰时“打点”的目的是什么？（3）冰壶比赛中刷冰是通过什么方式改变冰面内能，使冰面温度升高？【答案】见解析。【解析】（1）运动员将冰壶掷出后，冰壶会继续沿着水平赛道向前滑行是因为冰壶具有惯性，具有保持原来运动状态的性质，故可以沿着员赛道继续滑行。（2）“打点”的目的是使冰壶在运行的时候底座不会与冰面完全接触，通过使两接触面彼此分开的方式减小摩擦。（3）“刷冰”是通过摩擦做功的方式来增大冰面的内能，使冰面熔化。6.（2022·南通）阅读短文，回答问题。激情冰雪纯洁冰雪，激情冬奥，北京冬奥会点燃了人们对冰雪运动的激情。周日，小华跟爸爸去游乐场体验冰雪运动，还学到了很多知识。冰雪梯是很刺激的游乐项目，图甲为冰雪示意图。小华发现，选用不同材料的滑板，从倾斜滑道顶端由静止滑下后，沿滑道运动的水平方向总距离L不同，设滑板对水平滑道压力和滑板所受阻力的比值为k，已知L的大小随k值的变化关系如图乙。小华乘雪地车来到滑雪场，首先看到是的积雪深度测量仪，其基本结构如图丙所示。测量仪工作时竖直向下发出超声波，超声波经雪面反射返回检测仪，测出超声波从发出到返回的时间，就可知道积雪的深度。已知测量仪的超声波发射和接收端口距地面4.3m。测量仪内置温度修正装置用以稳定仪器内部的温度环境，如图丁所示是修正装置的部分电路图，两个独立的电路中电源电压相等，R1为热敏电阻，阻值随温度的升高而降低，R2、R4为定值电阻，R3为滑动变阻器，R1的阻值随环境温度变化时，其两端的电压随之发生变化，被控制电路根据R1与R3两端电压差值ΔU对温度进行修正。滑雪场使用的是人造雪，造雪机用高压空气把吸入的水吹成小水珠，小水珠落地前凝结成小冰晶，这小冰晶就是雪花。（1）小华从冰滑梯上运动到水平轨道后，还能继续滑行一段距离，是由于______的缘故，以滑板为参照物，小华是______的；（2）关于在雪地里活动的体验和造雪机的工作特点，下列说法正确的是______；A．戴墨镜是为了防止强光伤害眼睛B．听不清远处声音是因为温度低声速小C．造雪机用水造雪属于凝华现象D．造雪机可以在任何温度环境下制雪（3）在冰滑梯上运动时小华与滑板的总重为500N，他在冰滑梯项目中沿滑道运动的水平方向总距离L为120m，则滑板对水平滑道压力和滑板所受水平阻力的比值k为______，运动中滑板受到的水平阻力为______N；（4）图丁所示电路中，R2＝100Ω，R4＝1kΩ，某温度时R1＝20Ω，为使R1和R3两端的电压相等，R3接入电路的阻值为______Ω。保持R3接入电路的阻值不变，当温度降低时，测得ΔU＝1V，R2两端的电压为3V。则电源电压为______V；（5）积雪深度测量仪工作时，测出超声波从发射到返回的时间为0.02s，超声波的传播速度为340m/s，则积雪的深度为______m；履带式雪地车两条履带的总宽度为1.6m，满载时雪地车对水平雪地的压强为1.5×104Pa，可将积雪压实0.34m的深度。当满载的雪地车以某一速度在水平雪地上匀速行驶时，发动机的总功率为3.4×104W，其中60%用于压实积雪，则雪地车行驶的速度为______m/s。【答案】①.惯性；②.静止；③.A；④.5.0；⑤.100；⑥.200；⑦.4.8；⑧.0.9；⑨.2.5。【解析】（1）[1][2]小华从冰滑梯上运动到水平轨道后，由于惯性，还要保持原来的运动状态，继续向前运动，以滑板为参照物，小华与滑板之间的位置不变，处于静止状态。（2）[3]A．墨镜可以吸收一部分光，能防止强光伤害眼睛，A正确；B．听不清远处声音，是因为雪疏松多孔，吸收了部分声音，故B错误；C．造雪机用水造雪，小水珠变成小冰晶，是凝固现象，故C错误；D、造雪机造雪是小水珠变成小冰晶，只能在温度等于或低于水的凝固点（0°C）时发生，故D错误。故选A。（3）[4][5]因为滑板沿滑道运动的水平方向总距离L为120m，由图乙知，k=5.0，滑板对水平滑道压力F=G总=500N由题意知，所以，水平阻力（4）[6][7]设图丁两个独立的电路中电源电压均为U，根据串联电路电压分配与电阻成正比，可得所以，，使R1和R3两端的电压相等，即，所以，当温度降低时，热敏电阻R1的阻值会升高，由串联分压规律可知，其两端电压增大，已知R2两端的电压为3V，则U1′=U-3V已知ΔU=1V，即U1′-U3=1V解得U=4.8V。（5）[8]超声波发射和接收端口到雪表面距离积雪的深度h=H-s=4.3m-3.4m=0.9m[9]雪地车行驶的速度为v，行驶时间为t，则雪地车压下雪的面积：S=vtL，压雪做的功W=Fh'=pSh'压雪功率，已知总功率的60%用于压实积雪，即P压=60%P，所以解得v=2.5m/s。7.（2022·遵义）阅读短文，回答文后问题。LNG双燃料动力船“达飞雅克萨德号”是我国制造的全球最大的LNG（液化天然气）双燃料动力船。该船长400m，宽61m，高度相当于22层大楼高，