模块二 跨学科 专题22 物理学与工程实践（原卷版)

考向一：了解我国古代的技术应用例，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用。 1 （2024 安徽省）我国古代科技著作《天工开物》里记载了铸造“万钧钟”和“鼎”的方法，先 后用泥土制作“模骨”，“干燥之后以牛油、黄蜡附其上数寸”，在油蜡上刻上各种图（如图）， 然后在油蜡的外面用泥土制成外壳。干燥之后，“外施火力炙化其中油蜡”，油蜡流出形成空腔， 在空腔中倒入铜液，待铜液冷却后，“钟鼎成矣”。下列说法正确的是（ ） “炙化其中油蜡”是升华过程 B “炙化其中油蜡”是液化过程 铜液冷却成钟鼎是凝固过程 D 铜液冷却成钟鼎是凝华过程 2 （2024 陕西）中国古代青铜器铸造技术十分发达，其中制作模具时常用到“失蜡法”，具体做法 是，用固态蜂蜡雕刻成铸件模型，再将耐火泥料敷在其表面，加热后蜂蜡变成液体流失，模具便做 好了。该过程中蜂蜡发生的物态变化是（ ） 液化 B 升华 熔化 D 凝固 3 （2024 长春市）如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中（ ） 人对车不做功 B 车是定滑轮 车是费力杠杆 D 车是省力杠杆 4 （2024 江苏盐城）据《天工开物》记载，可从朱砂矿石中提炼水银（液态汞）。如图所示，给密 闭锅内的砂矿石加热，就会在倒扣的锅壁上布满水银。在倒扣锅壁上形成水银的物态变化是（ 【好题汇编】2024 年中考物理真题分类汇编（全国通 用） 模块二 跨学科实践真题 专题22 物理学与工程实践 基础把关 ） 凝固 B 凝华 液化 D 汽化 5 （2024 四川遂宁）下列选项中，对我国古代劳动人民的发明创造理解错误的是（ ） ①图：古人利用圆木滚动来搬运巨石，是为了减小摩擦 B ②图：船闸是我国古代劳动人民智慧的结晶，它的工作利用了连通器原理 ③图：中医使用的 “拔火罐”技术利用了大气压强 D ④图：司南能指南北是因为电荷间存在相互作用 6 （2024 四川南充）下图是我国古代劳动人民运送巨木的场景，通过杠杆、支架、悬绳、石块等， 将巨木一端抬起，垫上圆木，将其移到其他地方。下列说法正确的是（ ） 支架下垫的底面积较大的石块是为增大对地面的压强 B 横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆，费力省距离 当巨木太重无法抬起时，可以让杠杆右端的人远离支架，增大动力臂 D 当巨木太重无法抬起时，可以增大横杆上悬绳与支架间的距离 7 （2024 四川广安）桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具，在拗石辅助下，人几乎 可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示，已知点所挂拗石重力为100， ，两 侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向，忽略横杆和绳的重力（ ）。下列说法错误 的是（ ） 桔槔平衡时，桶内水的体积为 B 桔槔是杠杆装置 桔槔平衡时，、B 两点所受的拉力之比为1∶2 D 要想一次提取更多的水，可以将悬挂点向远离点方向移动 8 （2024 山东滨州）以下四图节选自我国古代科技巨著《天工开物》，其中说法正确的是（ ） 图甲“轧蔗取浆”中，牛拉“犁塘”匀速转动的过程中，其运动状态保持不变 B 图乙“湿田击稻”中，用力甩稻秆，稻粒落入木桶中，是因为受到惯性力 图丙“北耕兼种”中，耧下端的“鐵尖”是通过减小受力面积来增大压力的 D 图丁“长流漂米”中，水从高处流下，水的重力势能转化为动能 9 （2024 苏州）据记载，唐朝时省油灯已在四川地区出现。瓷质灯体如碗状，腹部有中空夹层，可 通过注水孔向夹层装水，碗内有油和灯芯，如图所示。燃灯前，向注水孔缓慢注入冷水，让______ 及时排出。燃灯时，______吸收燃烧产生的热量后不断蒸发，使灯碗和灯油______较低，灯油蒸发 速度______，以达到省油的目的。 10 （2024 内蒙古赤峰）如图是《天工开物》一书中记载的古人用脚踏碓将稻米去皮的情景。脚踏碓 实质是工费力杠杆。碓头砸打稻米时，动能越大，稻米越容易去皮。 （1）请分析脚踏碓做成费力杠杆使稻米容易去皮的原因。 （2）早在汉代，人们就学会了用水力代替人力，脚踏碓就演变成水碓。水碓一般安装在水流较急的 地方，请从能量角度分析其安装在水流较急地方的原因。 考向二：调查物理学应用于工程技术的例，体会物理学对工程技术发展的促进作用。 1 （2024 安徽省）2024 年4 月25 日20 时59 分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F 遥十八运 载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。26 日5 时04 分，在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利 打开“家门”，欢迎神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”空间站。随后，两个航天员乘组面向镜头 向牵挂他们的全国人民报平安（如图所示）。下列说法正确的是（ ） 载人飞船在升空的过程中惯性增大 B “天宫”空间站处于平衡状态 地球对“天宫”空间站有吸引作用 D 航天员报平安的声音是通过声波传回地面的 2 （2024 河南）中国空间站持续开展空间科学实验，为人类探索宇宙奥秘贡献了中国智慧。下列 说法正确的是（ ） 飞船与空间站对接后，相对于空间站是静止的 B 航天员太空授课是利用超声波与地面传递信息 空间站离地球的距离，比月球离地球的距离更近 D 空间站上的太阳能电池板将太阳能转化为内能 3 （2024 湖南）2024 年4 月25 日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F 遥十八运载火箭（如 图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（ ） 火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B 火箭发动机工作过程中的热机效率是100% 火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D 火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 4 （2024 山西）二氧化碳（2）爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将2压缩 成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的液态2迅速汽化，形 成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法正确的是（ ） 高压泵压缩2，气体内能增大，温度降低 B 高压泵压缩2，气体内能减小，温度升高 高压2气体喷出时，内能增大，温度升高 D 高压2气体喷出时，内能减小，温度降低 5 （2024 苏州）2024 年6 月2 日，在鹊桥二号中继星的支持下，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成 功着陆在月球背面，实现了人类首次在月背样品采集。我国积极开展国际合作，嫦娥六号还搭载了 激光角反射器等多国的实验装置，下列相关说法正确的是（ ） 采集的样品返回地球后质量会减小 B 太阳能电池是将光能转变为内能的 激光角反射器能使光线方向改变90° D 控制中心利用电磁波通过鹊桥二号实现对嫦娥六号的控制 6 （2024 广东省）【科技改善生活】广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我 国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等，航空器通过旋转旋 翼对空气施加向下的力，从而获得升力，这说明了力的作用是___________的。航空器升空过程中， 重力势能___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。航空器靠___________（选填“超声 波”或“电磁波”）与控制中心联系。 7 （2024 江苏扬州）阅读短文，回答问题。 2024 年4 月30 日，全球最大压缩空气储能项目并发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。 该项目工作原理如下图所示，用电低谷时段，将电多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐 穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转 动，连接发电机发电。 该工程就像一个“超级充电宝”，储存1 度电最终能放出072 度电，装机功率300 兆瓦。每年发电 量可达6 亿度，能够保障超过20 万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约 ，减少二氧化 碳排放约 。可连续放电6 小时，使用期长达40 年。 （1）该项目储能过程中，电中多余的电能通过电动机转化为_______能，再通过空气压缩机转化为_ __________能； （2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处________ 热； （3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放________的能量；（标准煤热值为 ） （4）该项目的能量转换效率为______%。该项目每年发电6 亿度，则消耗_______亿度用电低谷时 段电的多余电能；（计算结果保留1 位小数） （5）从工程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议：___________。 8 （2024 山东烟台）阅读下文，回答下列问题： 探索月球背面的秘密 2024 年5 月3 日，嫦娥六号月球探测器英勇出征，开启世界首次月球背面采样之旅，将人类探月推 向前所未有的高度。 为了让嫦娥六号落地准、抓好“土”，科学家研制出冲击电机、加载电机和整形电机，在电机体重 变轻的同时，大幅增加力矩，助力推动钻头前进，为“挖土”提供动力。月球背面的环境条件十分恶 劣，温差大、辐射强等因素给任务执行带来极大的困难。支撑探测器工作的主要能源来自太阳能， 因此太阳电池阵的稳定性能至关重要。 由于月球始终有一面背对地球，当月球探测器降落在月球背面后，因为它的信号沿直线传播，不能 拐弯，只能向着远离地球的方向传输，所以无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，地面指挥 和实时通信面临巨大困难。2024 年3 月20 日发射的鹊桥二号中继星为解决这一难题提供了“信息桥 梁”。鹊桥二号携带了一个口径42 米的天线——星载大型可展开天线。这个天线像一把大伞，发射 时收起，入轨后展开。伞面十分精巧，是用直径不到发丝四分之一的钼丝织就而成。镀了金的钼丝 使“大伞”看上去金光灿灿的，这样做能增强天线的通信性能，降低能耗。延长卫星的使用寿命。 它一边接收、传输来自地球的信号，一边接收、传输来自月球背面的信号。为月球背面的探测器和 地球之间架起通信天桥。 （1）如图，搭载鹊桥二号中继星的长征八号运载火箭发射升空过程中，火箭获得的动力来自于（ ）（选填“”或“B”） ．向下喷出的高温高压燃气 B．火箭下方的空气 （2）嫦娥六号探测器在“挖土”中主要涉及到的能量转化是太阳能→化学能→______→______ （3）鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到了什么作用？ 9 （2024 云南）20 世纪初，科学家发现汞在温度降低至-269℃时，电阻值就变成了零，这种现象叫 “超导现象”，具有这种特性的物质叫“超导体”。 低温为什么能发生超导呢?基于初中知识，我们建立一个简易模型进行理解，将导体的原子核与核外 受到约束的电子（能量较低而不能自由运动〉组成“原子实”，可类比成小球。原子实做着热运动， 穿行其间的自由电子会与它发生碰撞，表现为导体对自由电子传导的阻碍，即电阻。导体温度降至 极低时，它们的热运动都趋于消失，通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体，宏观上就发 生了低温超导现象。 高压也能让材料发生超导。理论上，某种导体在相当于260 万倍标准大气压的高压环境下，15℃的 “高温”（相对极低温）也能发生超导现象。在这样极高的压力下，原子实排列成紧密的堆垛形式， 如图所示，原子实仅能在很小的范围内做热运动，几乎没有空间表现热运动，就像热运动消失了一 般。此时原子实堆垛间的间隙就成为了稳定的自由电子通道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍 地定向移动，宏观上就显示出超导现象。 常见输电过程中，约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料，就可大大减少由于电 阻引发的电能损耗。2021 年12 月，世界首条35 千伏公里级液氮超导输电线工程在上海投运，实现 了我国在“高温”超导输电领域的领先。 （1）实现超导现象的方式有低温和______________。 （2）极低温度下，原子实与自由电子的__________都趋于消失，通电时自由电子在导体中通行无阻， 发生低温超导现象。 （3）超高的压力限制了__________的热运动，通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻 碍为零，发生高压超导现象。 （4）超导技术的一大应用前景是制作输电线缆，这样可以减少电能由于_________引发的电能损耗。 考向三：了解物理学在信息技术中的应用。 1 （2024 山西）小亮发现进入电梯后手机信号会变弱，老师告诉小亮这是因为密闭的电梯对手机 信号有屏蔽作用。小亮想知道不同材质的密闭容器对手机信号是否都有屏蔽作用，他设计如下实验 进行探究。 步骤一：收集纸盒、塑料盒、木盒、装茶叶的铁盒、铝质饭盒和锡箔纸做成的密闭盒子。 步骤二：将一部手机分别放入密闭盒中，用另一部手机拨打该手机并记录现象如下表。 盒子材质 纸 塑料 木头 铁 铝 锡箔 能否打通 能 能 能 不能 不能 不能 步骤三：从铁盒、铝盒和锡箔纸盒中拿出手机，手机立刻打通。 （1）手机是用___________传递信息的。通过实验，可得出初步结论：___________。 （2）过量的电磁波辐射对人体有害。小亮调查发现很多地方需要进行电磁波屏蔽，如：为减少微波 泄漏，微波炉玻璃门上安装有致密的细金属；医院T 室为防止射线泄漏，房门用含有铅板夹层的厚 钢板制成。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题：___________。 2 （2024 山西）由于全球变暖，世界各地许多冰川开始快速消融。如图所示，为了保护全球海拔 最低、蕴含丰富地质学信息的四川达古冰川，科学家正在探索为冰川盖“被子”来减小太阳辐射热 对冰川消融的影响。市场上有同种规格的白色、灰色、黑色三种颜色的纳米纤维布，选谁做“被 子”呢？请你设计一个可操作的选择方。