专项08 跨学科专题(一)

专项（八）跨学科专题（一）类型一物理学与日常生活1.（2022江苏泰州中考）引体向上是泰州市体育学业水平测试项目。如图，臂力小的小明借助弹力带进行训练，他用脚蹬弹力带，弹力带对他施加一个向上的力。随着小明身体上升，弹力带对他向上的力的大小变化情况是；在此过程中，弹力带的能转化为小明的重力势能，其实质是弹力带对他做功的过程。

2.（2022江苏扬州中考改编）用一串小彩灯扮靓教室，发现一个小彩灯熄灭后，其他小彩灯依然发光，小丽猜想小彩灯并联;取下这个小彩灯，整串彩灯都会熄灭，小丽认为每个小彩灯应该是串联的。她决定将小彩灯接入图1所示的电路，测其电阻，探寻奥秘。已知电源电压为3V，小彩灯的额定电压为2.5V。（P9114004）图1图2（1）请用笔画线代替导线，在图1中将实物电路连接完整。（2）接入未损坏的小彩灯，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V，电流表的示数如图2所示，示数为A，则小彩灯正常发光时接入电路的电阻为Ω。

（3）接入灯丝断裂的小彩灯，当电压表示数为0.4V时，电流表示数为0.5A，可知小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为Ω。

（4）根据实验数据可知，灯丝断裂后，小彩灯并未断路，而是相当于一段导线，起到连接电路的作用，可使其他小彩灯继续工作，但其余小彩灯发光会（选填“更亮”或“更暗”）。

类型二物理学与工程实践3.2022年6月5日上午，长征二号F遥十四运载火箭载着带有三名航天员的神舟十四号载人飞船点火升空。升空过程中，飞船外面的整流罩与大气产生强烈摩擦，以的方式产生大量热量。为保护飞船安全，整流罩必须具有极好的性，随着火箭高度的增加，大气压逐渐，火箭最终冲出大气层，与中国空间站会合。

4.（2023江苏徐州树人中学期中）高速铁路的输电线，无论冬夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂4个相同的坠砣，每个坠砣质量为20kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）。

5.（2023江苏如东期末）对生活垃圾进行分类是生态环保的需要，某垃圾处理厂每天除去可回收和需特殊处理的垃圾外，还有1600t左右的垃圾需要焚烧处理，利用焚烧垃圾所产生的能量为周边居民供暖、供电。（1）如图所示是挂桶式垃圾清运车，一个装满垃圾的垃圾桶总重为1200N，求垃圾清运车将一满桶生活垃圾提升2m倒入车厢的过程中克服重力做的功W。（2）供暖季，利用完全燃烧2t生活垃圾产生的热量来给水加热，其中70%的热量被水吸收，可使2×104kg、20℃的水被加热到70℃，求生活垃圾的热值q。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]（3）经实践检测，如果将完全燃烧1t上述生活垃圾所发的电能供给电动汽车，可以使功率为100kW的电动汽车匀速行驶3小时，已知上述过程中该汽车将电能转化为机械能的效率为72%，求焚烧生活垃圾发电的效率。类型三物理学与社会发展6.（2023江苏南京高淳期末）为减少碳排放，我国大力推行电动汽车。汽车上的很多元件都涉及了物理知识，比如控制速度的“油门”系统、刹车系统、转向灯、油量表、速度表等。请回答:（1）如图所示的汽车变阻器上旋钮滑片的材料应选用（选填“导体”或“绝缘体”）;自动挡车下坡时不能长时间踩刹车，否则最终刹车片会由于温度过高变软失去制动作用，这种改变物体内能的方式属于。

（2）图中的O、E、F为变阻器的三个接线柱，驾驶员踩下“油门”时，变阻器阻值减小，电路中电流变大而加快电动机的转速，用笔画线代表导线将旋钮变阻器接入电路M、N处。（3）汽车在转向前，司机会拨动转向横杆，汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭，但其中一个灯损坏时，另一个仍能正常工作，这两个转向灯在电路中的连接方式为，转向横杆相当于电路中的。

（4）为了提醒驾驶员汽车后备箱的开、关情况，汽车上设置了“后备箱指示灯”以提醒驾驶员。当后备箱关好时，相当于闭合开关，指示灯不亮;后备箱未关好时，相当于断开开关，指示灯亮。下列电路图中符合要求的是。

A B C7.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热情。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，图甲为冰雪梯示意图。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的总距离L不同，设滑板对水平滑道压力和滑板所受水平阻力的比值为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，首先看到的是积雪深度测量仪，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，其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，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。甲 乙丙 丁（1）小华从冰雪梯顶端运动到水平滑道后，还能继续滑行一段距离，是由于，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）在冰雪梯上运动时小华与滑板的总重为500N，他在冰雪梯项目中沿滑道运动的水平方向的总距离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）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。

（5）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。

专项（八）跨学科专题（一）答案全解全析1.变小弹性势解析随着小明身体上升,弹力带的弹性形变程度变小,即弹力变小,弹力带的弹性势能转化为小明的重力势能。2.(1)如图所示(2)0.1615.625(3)0.8(4)更亮解析(1)因为电源电压为3V,所以电压表选用小量程与小彩灯并联,电流表、滑动变阻器与小彩灯串联,为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,由图可知,此时滑动变阻器的滑片在最左侧,因此滑动变阻器应选用右下接线柱;(2)由图2可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.16A。由欧姆定律可知,小彩灯正常发光时接入电路的电阻RL=ULIL(3)由欧姆定律可知,小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻RL'=UL'I(4)由串联电路的电阻特点可知,此时电路中总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,每个小彩灯两端的电压变大,小彩灯的发光会更亮。3.做功隔热降低解析摩擦生热是将机械能转化为内能,是通过做功的方式来产生大量的热量;飞船外面的整流罩与大气产生强烈摩擦,会产生大量的热量,为了防止这些热量传给飞船,整流罩必须具有极好的隔热性;海拔越高,大气压越低。4.160015解析4个坠砣的总重力G=mg=20kg×4×10N/kg=800N,由图知,使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n=2,图中坠砣挂在钢绳的自由端,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,可得输电线A端受到的拉力大小FA=2G=2×800N=1600N;图中坠砣挂在钢绳的自由端,且n=2,则坠砣串下降高度h=2sA,则输电线A端向左移动的距离sA=ℎ25.解析(1)将满桶生活垃圾提升2m倒入车厢的过程中,克服垃圾及垃圾桶的重力所做的功W=Gh=1200N×2m=2400J。(2)水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2×104kg×(70℃-20℃)=4.2×109J;由η=Q吸Q放可得,放出的热量Q放=Q吸η=4.2×109J70%=6×109J;由Q放(3)由P=Wt可得,该汽车将电能转化为机械能W=Pt=100×103W×3×3600s=1.08×109J,完全燃烧1t生活垃圾产生的热量Q=m垃圾1q=3×106J/kg×1×103kg=3×109J,由η=WW电可得,完全燃烧1t生活垃圾所发的电能W电=Wη1=1.08×109J72%=16.(1)导体做功(2)如图所示(3)并联开关(4)B解析(1)变阻器上旋钮滑片的材料应选用导体,这样才能使电路顺利接通;踩刹车使刹车片温度变高,是因为克服摩擦做功,是通过做功来改变物体的内能。(2)驾驶员踩下“油门”,变阻器阻值减小,则应把O、E接入电路。(3)汽车同侧的前后两个转向灯会同时闪亮、同时熄灭,但转向灯也可以单独工作,所以它们是并联的;司机拨动转向横杆,转向灯才会工作,所以转向横杆起到开关的作用。(4)由题意知,当后备箱关好时,相当于闭合开关,指示灯不亮;后备箱未关好时,相当于断开开关,指示灯亮;这说明指示灯与开关S并联,但整个电路不会出现短路,即电路中必须串联一个电阻保护电路,故B符合要求。7.(1)惯性静止(2)A(3)5100(4)0.9(5)2004.8解析(1)小华从冰雪梯顶端运动到水平滑道后,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,小华与滑板之间没有位置变化,故小华是静止的。(2)墨镜可以吸收一部分光,能防止强光伤害眼睛,A正确;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;造雪机用水造雪,小水珠变成小冰晶,是凝固现象,只能在温度等于或低于水的凝固点(0℃)时发生,故C、D错误。(3)滑板沿滑道运动的水平方向的总距离L为120m,由图乙知,此时k=5