专题19开放性试题(原卷版+解析)(第1期)

专题19开放性试题（原卷版）（第1期）1.（2022·山东临沂）2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功，中国航天又站在了一个新的起点上。（1）2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号的运载火箭顺利发射升空。火箭发射前，发射台下的水池内需注入大量的水。点火升空时，发射台周围出现大量的“白雾”（如图），这是水蒸气______（填物态变化名称）的结果；火箭加速升空的过程中，飞船的机械能______。6时56分，飞船与天和核心舱完成交会对接，对接后，相对于天和核心舱，飞船是______的；（2）2021年11月7日，航天员翟志刚和王亚平身着“飞天”舱外航天服成功出舱，并完成在机械臂上安装脚限位器和舱外工作台等工作。航天服上的国旗呈现红色，说明她可以______红光；机械臂工作时类似于人的手臂，属于______杠杆；（3）2021年12月9日，“天宫课堂”第一课开讲。如图所示，王亚平老师演示了水中的乒兵球不受浮力的实验。由此可判断，核心舱内______（选填“能”或“不能”）用U形管压强计研究液体的压强。核心舱内有许多可供航天员随时把握的固定把手，以防止航天员移位时，由于______继续运动而碰到舱壁；（4）2022年3月23日，“天宫课堂”再度开课。如图甲所示，两块透明板上的水球接触后合成一个，然后将两块透明板分开，中间形成一个长约10cm的液桥，这一实验说明分子间存在______力。如图乙所示，太空抛物实验中，奥运顶流“冰墩墩”被王亚平抛出后，假如它不受任何外力，将______；（5）飞船返回舱返回地球时，进入大气层后，与大气剧烈摩擦，舱体外壁的温度达2000oC以上，这是通过______的方式改变了返回舱的内能。舱体外壁涂的防热材料在高温下熔化、汽化，______热量，加之隔热层的保护，从而使舱内温度可保持在30oC左右。2.（2022·陕西省）如图是某家用电扇的铭牌。（1）电动机的工作原理是磁场对通电导体有___________的作用；电扇正常工作时，电能主要转化为___________能；（2）电扇底座与地面总接触面积为，电扇静止时对水平地面的压强是多少？（g取10N/kg）___________（3）电扇使用事项中明确规定：“禁止用手或其他物体阻挡叶片转动”，这是因为正常工作的电扇，如果叶片被卡住而不转动时，电能将全部转化为内能，很容易烧坏电动机线圈。已知线圈电阻为22Ω，正常工作的电扇叶片被卡住不转时，线圈中的电流为多少___________？若此状态持续1min，则线圈中电流产生的热量是多少？___________。3.（2022·江苏扬州）盛夏来临，小明发现人们常常穿浅色的衣服，是不是穿浅色的衣服凉快？小明打算通过比较阳光下衣服的温度来作出判断，即探究衣服温度与颜色的关系。（1）小明将同款不同色的三件衣服同时放在太阳下晒，对于衣服温度的测量，他提出两个方案。方案1：用一支温度计在阳光下先后测量三件衣服的温度。方案2：用三支温度计在阳光下同时测量三件衣服的温度。你认为方案1是否可行？___________，并说明理由___________；方案2需在实验室同一型号的多支温度计中选取三支，你选取的办法是___________；（2）按照正确的方案进行实验，测得数据如下表。（环境温度为32℃）白色黑色红色5min38.7℃超过40℃超过40℃20min37.1℃36.9℃36.5℃分析数据可知：三种颜色的衣服在短时间内接受阳光照射，温度升高，深色衣服___________本领强；当衣服温度较高时，向外放热使温度降低，___________衣服放热本领最强；（3）夏天在户外穿什么颜色的衣服，请你从物理学的角度提出一条合理建议。___________4.（2022·陕西省）今年“五一”假期，广大市民按照疫情防控要求，积极响应“非必要不离市”号召，在郊区、公园指定区域进行户外活动。小刚同学家购买了一款如图-1所示户外分体式燃气炉，准备去户外野炊。该燃气炉的铭牌如图-2所示，其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。（1）气体燃料在常温下是通过______的方式液化存储在储气罐内，使用过程中，罐体温度变低是因为燃料发生汽化时要___________（选填“吸收”或“放出”）热量；（2）在标准大气压下，用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140s，燃气炉烧水时的效率是多少？已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)；___________（3）小刚注意到炉头上标有参数：15字样，他查阅说明书得知，该参数表示的是：燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，计算该燃气炉所使用燃料的热值是多少？___________（4）小刚同学打算展示在劳动课上学习的烹饪技能，为家人做顿可口饭菜，下表是他出发前做的规划，则小刚至少应携带几个如图-3所示的新储气罐？___________内容每次耗时/min次数/次炒菜83煮汤101烧水325.（2022·江苏扬州）阅读短文，回答问题。2022年5月15日凌晨1点26分，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空，4点40分达到9032m，超过珠峰8848.86m的高度，创造浮空艇大气科学观测世界纪录。“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积约为，总质量约为2.6t，内部上层充满氦气，中间隔开，下层是空气随着高度升高，通过排出下面部分的空气，调节整个浮空艇的压差在安全范围内。通过与地面锚泊设备连接的系揽进行升空和驻空，通过系揽里的两根电线给整个载荷供电。通过搭载的各种探测仪器展开垂直观测，助力揭示青藏高原环境变化机理，对推动高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生深远影响。（1）“极目一号”上升的平均速度______人正常行走的速度；（2）浮空艇最外的白色层通过反射太阳光中的______（选填“红外线”或“紫外线”），避免艇内气体温度剧烈变化；（3）艇体材料除应具有高强度特性外还应具有怎样的特性？（写出一种即可）______；（4）浮空艇在营地升空时所受空气浮力大小为______N；（海拔4270m处空气密度为，g取10N/kg）（5）浮空艇内的氦气密度______艇外空气密度，在升空过程中，浮空艇所受浮力逐渐______；（6）要使浮空艇下降到地面，可采取的最佳办法是______。专题19开放性试题（解析版）（第1期）1.（2022·山东临沂）2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功，中国航天又站在了一个新的起点上。（1）2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号的运载火箭顺利发射升空。火箭发射前，发射台下的水池内需注入大量的水。点火升空时，发射台周围出现大量的“白雾”（如图），这是水蒸气______（填物态变化名称）的结果；火箭加速升空的过程中，飞船的机械能______。6时56分，飞船与天和核心舱完成交会对接，对接后，相对于天和核心舱，飞船是______的；（2）2021年11月7日，航天员翟志刚和王亚平身着“飞天”舱外航天服成功出舱，并完成在机械臂上安装脚限位器和舱外工作台等工作。航天服上的国旗呈现红色，说明她可以______红光；机械臂工作时类似于人的手臂，属于______杠杆；（3）2021年12月9日，“天宫课堂”第一课开讲。如图所示，王亚平老师演示了水中的乒兵球不受浮力的实验。由此可判断，核心舱内______（选填“能”或“不能”）用U形管压强计研究液体的压强。核心舱内有许多可供航天员随时把握的固定把手，以防止航天员移位时，由于______继续运动而碰到舱壁；（4）2022年3月23日，“天宫课堂”再度开课。如图甲所示，两块透明板上的水球接触后合成一个，然后将两块透明板分开，中间形成一个长约10cm的液桥，这一实验说明分子间存在______力。如图乙所示，太空抛物实验中，奥运顶流“冰墩墩”被王亚平抛出后，假如它不受任何外力，将______；（5）飞船返回舱返回地球时，进入大气层后，与大气剧烈摩擦，舱体外壁的温度达2000oC以上，这是通过______的方式改变了返回舱的内能。舱体外壁涂的防热材料在高温下熔化、汽化，______热量，加之隔热层的保护，从而使舱内温度可保持在30oC左右。【答案】①液化；②增大；③静止；④反射；⑤省力；⑥不能；⑦惯性；⑧引力；⑨做匀速直线运动；⑩做功；⑪吸收。【解析】（1）[1]“白雾”是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。[2]动能和势能统称为机械能，火箭加速升空，动能增大，重力势能也增大，所以机械能也增大。[3]飞船与天和核心舱对接后，成为了一个整体，所以相对于天和核心舱，飞船是静止的。（2）[4]能看到衣服上的国旗呈红色，说明红光反射到了我们人的眼睛里。[5]动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。（3）[6]浮力产生的原因是由于浸没在液体中的物体，液体对物体向上的压强大于向下的压强，向上的压力大于向下的压力，物体受到向上和向下的压力差的作用。因为乒兵球在太空中的液体中不受浮力，所以乒兵球在液体中没有受到液体的压强，因此核心舱内不能用U形管压强计研究液体的压强。[7]一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，这种性质叫惯性。（4）[8]两滴液体自动融合在一起说明分子间存在引力。[9]一切不受力的物体总将保持静止或匀速直线运动状态，由于物体不受力之前是运动的，所以不受力之后，物体将沿着原来的运动方向做匀速直线运动。（5）[10]飞船与大气剧烈摩擦，使舱体外壁的温度升高，内能增大，这是通过做功的方式来改变舱体外壁的内能。[11]舱体外壁的特殊材料在熔化和汽化时可以吸收大量的热量，从而达到保护飞船的目的，这是利用了熔化和汽化要吸热的原理。2.（2022·陕西省）如图是某家用电扇的铭牌。（1）电动机的工作原理是磁场对通电导体有___________的作用；电扇正常工作时，电能主要转化为___________能；（2）电扇底座与地面总接触面积为，电扇静止时对水平地面的压强是多少？（g取10N/kg）___________（3）电扇使用事项中明确规定：“禁止用手或其他物体阻挡叶片转动”，这是因为正常工作的电扇，如果叶片被卡住而不转动时，电能将全部转化为内能，很容易烧坏电动机线圈。已知线圈电阻为22Ω，正常工作的电扇叶片被卡住不转时，线圈中的电流为多少___________？若此状态持续1min，则线圈中电流产生的热量是多少？___________。【答案】①力；②机械；③；④10A；⑤。【解析】（1）[1]电动机中的线圈通上电流，线圈就会转动起来，说明通电导体在磁场中受到力的作用。所以电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用。[2]电扇正常工作时，电扇里的电动机将电能转化为机械能。（2）[3]电扇对水平地面的压力电扇对水平地面的压强（3）[4]正常工作的电扇，叶片被卡住时，线圈中的电流[5]1min线圈中电流产生的热量。答：（1）电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用；电扇正常工作时，电能主要转化为机械能；（2）电扇静止时对水平地面的压强是2.5×104Pa；（3）正常工作的电扇叶片被卡住不转时，线圈中的电流为10A，若此状态持续1min，则线圈中电流产生的热量是1.32×105J。3.（2022·江苏扬州）盛夏来临，小明发现人们常常穿浅色的衣服，是不是穿浅色的衣服凉快？小明打算通过比较阳光下衣服的温度来作出判断，即探究衣服温度与颜色的关系。（1）小明将同款不同色的三件衣服同时放在太阳下晒，对于衣服温度的测量，他提出两个方案。方案1：用一支温度计在阳光下先后测量三件衣服的温度。方案2：用三支温度计在阳光下同时测量三件衣服的温度。你认为方案1是否可行？___________，并说明理由___________；方案2需在实验室同一型号的多支温度计中选取三支，你选取的办法是___________；（2）按照正确的方案进行实验，测得数据如下表。（环境温度为32℃）白色黑色红色5min38.7℃超过40℃超过40℃20min37.1℃36.9℃36.5℃分析数据可知：三种颜色的衣服在短时间内接受阳光照射，温度升高，深色衣服___________本领强；当衣服温度较高时，向外放热使温度降低，___________衣服放热本领最强；（3）夏天在户外穿什么颜色的衣服，请你从物理学的角度提出一条合理建议。___________【答案】①不可行；②不是同一时间点，存在温度差；③选择此时温度计示数相同的三只温度计；④吸热；⑤红色；⑥短时间穿白色，长时间穿红色。【解析】（1）[1][2]方案1中，用一支温度计在阳光下先后测量三件衣服的温度，不是同一时间点，存在温度差，故方案1不可行。[3]因为温度计的型号相同，即量程和分度值相同。为了减小实验误差，应该选取此时示数个同的三只温度计。（2）[4]由表中数据可知，短时间内接受阳光照射，白色衣服温度升高较小，深色衣服温度升高较大，故深色衣服吸热本领强。[5]由表中数据可知，当衣服温度较高时，相同时间，红色衣服向外放热后温度最低，故红色衣服放热本领最强。（3）[6]根据上表中的数据可知，夏季在户外，短时间内，白色衣服吸热能力弱，温度低，所以短时间活动时穿白色衣服；若在长时间情况下，温度较高时，红色衣服由于向外放热使温度降低更多，故长时间活动时穿红色的衣服。4.（2022·陕西省）今年“五一”假期，广大市民按照疫情防控要求，积极响应“非必要不离市”号召，在郊区、公园指定区域进行户外活动。小刚同学家购买了一款如图-1所示户外分体式燃气炉，准备去户外野炊。该燃气炉的铭牌如图-2所示，其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。（1）气体燃料在常温下是通过______的方式液化存储在储气罐内，使用过程中，罐体温度变低是因为燃料发生汽化时要___________（选填“吸收”或“放出”）热量；（2）在标准大气压下，用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140s，燃气炉烧水时的效率是多少？已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)；___________（3）小刚注意到炉头上标有参数：15字样，他查阅说明书得知，该参数表示的是：燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，计算该燃气炉所使用燃料的热值是多少？___________（4）小刚同学打算展示在劳动课上学习的烹饪技能，为家人做顿可口饭菜，下表是他出发前做的规划，则小刚至少应携带几个如图-3所示的新储气罐？___________内容每次耗时/min次数/次炒菜83煮汤101烧水32【答案】①压缩体积；②吸收；③50%；④5.4×107J/kg；⑤2。【解析】（1）[1]液化的方式有两种，分别是压缩体积和降低温度，气体燃料在常温下是通过压缩体积的方式液化的。[2]汽化是物质由液态变为气态，需要吸收热量。（2）[3]1L水的质量1L水从25℃升高到100℃吸收的热量140s内燃气炉放出的热量燃气炉烧水时的效率（3）[4]1h内燃气炉放出的热量燃气炉功率与耗气量之比的数值为15，则1h内燃气炉消耗燃气的质量燃气的热值（4）[5]由题意知，物料总加热时间2400s内燃气炉放出的热量2400s内消耗燃气的质量由图可知，一个储气罐的质量是120g，所以需要的储气罐个数；小刚至少应携带2个新储气罐。5.（2022·江苏扬州）阅读短文，回答问题。2022年5月15日凌晨1点26分，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空，4点40分达到9032m，超过珠峰8848.86m的高度，创造浮空艇大气科学观测世界纪录。“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积约为，总质量约为2.6t，内部上层充满氦气，中间隔开，下层是空气随着高度升高，通过排出下面部分的空气，调节整个浮空艇的压差在安全范围内。通过与地面锚泊设备连接的系揽进行升空和驻空，通过系揽里的两根电线给整个载荷供电。通过搭载的各种探测仪器展开垂直观测，助力揭示青藏高原环境变化机理，对推动高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生深远影响。（1）“极目一号”上升的平均速度______人正常行走的速度；（2）浮空艇最外的白色层通过反射太阳光中的______（选填“红外线”或“紫外线”），避免艇内气体温度剧烈变化；（3）艇体材料除应具有高强度特性外还应具有怎样的特性？（写出一种即可）______；（4）浮空艇在营地升空时所受空气浮力大小为______N；（海拔4270m处空气密度为，g取10N/kg）（5）浮空艇内的氦气密度______艇外空气密度，在升空过程中，浮空艇所受浮力逐渐___