專題16科技活動魔術(shù)類物理問題一、科技活動的意義學(xué)生利用星期六、星期天，或者寒暑假組成科技小組開展多種多樣的研究活動，能夠利用學(xué)到的物理知識去分析問題、研究問題，還能通過活動深入車間、廠礦、碼頭、科技館等參觀最新科技發(fā)展成果，豐富認知水平，對未來知識的構(gòu)建會打下堅實的基礎(chǔ)。通過活動主要圍繞物理問題去探究學(xué)習(xí)，這樣對解決中考問題也起到良好的作用。二、自制教具主要類型1.用來演示物理現(xiàn)象的自制教具.初中自制教具的常見內(nèi)容：慣性、流體流速與壓強的關(guān)系、電流的效應(yīng)、超重失重現(xiàn)象、靜電感應(yīng)現(xiàn)象、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、光的反射、折射現(xiàn)象，壓縮氣體溫度升高、氣體急速膨脹時溫度下降現(xiàn)象等。如：《探究聲音的產(chǎn)生》、《測平均速度》、《研究摩擦力》、《研究流體的壓強與流速的關(guān)系》、《研究杠桿的平衡條件》、《研究平面鏡成像》、《測量斜面的機械效率》，還有課本上設(shè)置的許多有趣實驗、演示實驗都可以用自制的教具來完成。2.用來模擬物理現(xiàn)象的自制教具.在物理實驗室現(xiàn)成配置的儀器中有許多現(xiàn)成的物理模型，如“磁感線模型”、“眼球模型”，“布朗運動模擬演示器”等。在自制教具中，也出現(xiàn)了很多模擬物理現(xiàn)象的實驗作品，諸如：汽輪機等。3.用來探究和揭示各種物理規(guī)律的自制教具.在中學(xué)物理教學(xué)中，涉及到的物理規(guī)律很多，諸如：阿基米德原理、歐姆定律、焦耳定律等，物理規(guī)律來之于實驗，而實驗方法和手段不斷推陳出新，為自制教具提供了廣闊的天地。如：利用數(shù)碼照相機制作“頻閃照片”，就是近年來新技術(shù)出現(xiàn)后引入的新實驗器材和方法。4.生活中的簡易模型.常見的制作或發(fā)明如：簡易電動機、簡易發(fā)電機、自制照相機、自制收音機、門鈴、延時開關(guān)、日光燈電路、簡易熱機、靜電除塵裝置、自制簡易金屬探測器、太陽能路燈原理演示裝置，自制門電路、溫度傳感器、簡易動圈式揚聲器、靜電風(fēng)車、電子秤測量原理演示裝置、電飯鍋控溫原理裝置、傳感器應(yīng)用——闖紅燈照相、火力發(fā)電演示實驗、磁流體發(fā)電機等。三、雜技魔術(shù)魔術(shù)會用到許多物理知識，將魔術(shù)思想滲透中考試題，是命題者創(chuàng)造性的開發(fā)資源，能夠讓學(xué)生通過解決試題辨別真?zhèn)巍⒅捞搶崳@類問題是時代發(fā)展創(chuàng)新舉措?！纠}1】（2019?攀枝花）魔術(shù)師在某次演岀中表演了“獅吼功”：把嘴靠近紅酒杯發(fā)聲將紅酒杯震碎。其奧秘為通過控制聲音的頻率使其與紅酒杯的頻率相同達到共振而震碎紅酒杯。魔術(shù)師表演中調(diào)節(jié)的是聲音的（）A．音調(diào) B．響度 C．音色 D．聲速【例題2】社團活動在婁底各校轟轟烈烈開展，小明參加了雜技社團，他常常在平整松軟的土地上練習(xí)單腳站立和單手倒立。當他單腳站立時，在地面上留下了一個凹陷的鞋印，單手倒立時留下了一個凹陷的手掌印，那么A.單腳站立時對地面的壓力大于單手倒立時對地面的壓力B.單腳站立時對地面的壓力小于單手倒立時對地面的壓力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【例題3】如圖是小明制作的簡易“蒸汽船”型。將盛有一定量水的銅容器安裝在“船體”上，用蠟燭對銅制容器底部加熱，一段時間后銅管會向右噴蒸汽，“蒸汽船”就向左行駛。（1）蠟燭對銅制容器加熱導(dǎo)致容器內(nèi)水溫升高這是通過_______的方式改變水的內(nèi)能。（2）當銅管向右噴蒸汽時“船體”獲得噴出的蒸汽對其向左的推力，這說明了________。【例題4】小華同學(xué)在科技館觀摩自行車走鋼絲表演后回家做了一個模型，如圖所示，下列說法正確的是（）A．自行車的重力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力B．自行車和所掛物體總重力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力C．自行車對鋼絲的壓力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力D．自行車對繩的拉力與鉤碼的重力是一對平衡力【例題5】制作簡易氣壓計，觀察大氣壓隨高度的變化。(1)如圖所示，在玻璃瓶中倒入適量紅色的水，將插有玻璃管的橡皮塞塞緊瓶口，紅水升到玻璃管一定的高度，但高度不夠，你應(yīng)________，使水上升到瓶口以上適當位置，制成了簡易氣壓計。(2)將簡易氣壓計從四樓移到一樓過程中，發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水柱________，說明__________。(3)小明將簡易氣壓計放在陽光下，過一會兒，他發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水柱發(fā)生了變化，這一現(xiàn)象說明，簡易氣壓計的測量結(jié)果會受到______________影響。（4）如圖自制的簡易氣壓計，瓶中水面上方是空氣，在圖示的狀態(tài)下，瓶內(nèi)的氣壓___瓶外的大氣壓．小明同學(xué)將氣壓計從山下拿到山上后，細玻璃管內(nèi)的水柱高度會____，原因是大氣壓隨高度的增加而____．一、選擇題1.如圖所示，用鉛筆尖頂著一個紙風(fēng)車，置于一杯熱水上，風(fēng)車就會轉(zhuǎn)動。以下敘述正確的是（）A．風(fēng)車靜止時，只受到重力的作用B．風(fēng)車轉(zhuǎn)動時，只受到熱空氣推力的作用C．風(fēng)車轉(zhuǎn)動時，機械能轉(zhuǎn)化為水的熱能D．移去熱水，風(fēng)車由于慣性不會立即停轉(zhuǎn)2.小明對十字路口的交通信號燈進行觀察,畫出下列四種電路圖，你認為可行的是（）ABCD3.“慶六?一文藝會演”時，中學(xué)物理組的老師給大家表演了一個“不怕電”的節(jié)目。首先王老師將一標有“PZ220-100”的燈泡接到兩導(dǎo)線頭M、N之間，燈泡正常發(fā)光。隨后將燈泡取下，王老師站到干燥的木凳上后，左右手分別抓住M、N兩導(dǎo)線頭（如圖）。李老師用測電筆分別測試M、N及王老師的皮膚，發(fā)現(xiàn)測電筆的氖管都發(fā)光，而王老師卻談笑自如。對以上現(xiàn)象的解釋，你認為正確的是（）A．王老師有特異功能，確實不怕電B．王老師的雙手戴著絕緣手套C．在人、燈替換之時，有人將零線斷開了D．在人、燈替換之時，有人將火線斷開了二、填空題4.下面是兩則科技新聞：①“天眼一FAST”第一次發(fā)現(xiàn)了一顆距地球4000光年的毫秒脈沖星；②我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，鋰電池單體能量密度已達230W?h/kg其中“光年”是的單位，“W?h”是的單位。（填物理量名稱）5.科技館內(nèi)有一個“靜電球”，當人觸摸“靜電球”時，頭發(fā)絲便會一根根豎起，形成“怒發(fā)沖冠”的景象，如圖所示，這是由于頭發(fā)絲帶（選填“同種”或“異種”）電荷而互相的結(jié)果。三、實驗探究類題6.同學(xué)們用手邊的鉛筆可以做很多物理小實驗，如圖所示。（1）圖甲中鉛筆的長度是cm。（2）圖乙中插入水中的鉛筆看起來彎折了，這是光的現(xiàn)象。（3）圖丙中，用手指分別頂在鉛筆的兩端時，兩只手指的凹陷程度和感覺不同，是由于壓力的作用效果與有關(guān)。（4）將一些細銅絲繞在鉛筆下端，制成一個簡易密度計，如圖丁所示。如將此密度計先后放人水和某液體中，浸入部分長度之比為4：5，則該液體的密度為kg/m3（細銅絲體積忽略不計）。7.某科學(xué)興趣小組對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了改進：將數(shù)顯設(shè)備、氣體壓強傳感器和空氣中氧氣含量測量裝置按如圖所示連接。裝置氣密性良好，調(diào)節(jié)右邊敞口容器和集氣瓶里的水而相平，此時集氣瓶內(nèi)氣體的體積為V1．關(guān)閉活塞，點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過一段時間打開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升，待集氣瓶內(nèi)的水面不再上升時，集氣瓶內(nèi)的體體積為V2．然后向右邊容器內(nèi)加人一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內(nèi)的氣體體積為V3，在點燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數(shù)顯設(shè)備顯示集氣瓶內(nèi)的氣體壓強先上升后下降，再趨于穩(wěn)定。請回答：（1）數(shù)顯設(shè)備顯示，開始一段時間集氣瓶內(nèi)氣體壓強上升，這是因為溫度升高導(dǎo)致的氣壓變化量（選填”大于”、“等于”或“小于”）氧氣量減少導(dǎo)致的氣壓變化量。（2）基于數(shù)顯設(shè)備顯示的氣壓變化，“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到所經(jīng)歷的時間。（3）在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為（選填“V1﹣V2“、“V1﹣V3”或“V2﹣V3“）。四、綜合類題8.某制作小組所設(shè)計的電飯鍋，其結(jié)構(gòu)如圖所示，控制系統(tǒng)中的感溫磁體與受熱面固定在一起，當溫度低于103℃時，感溫磁體具有磁性。煮飯時用手向下按動開關(guān)，通過輕質(zhì)傳動桿AOB使永久磁體和感溫磁體吸合，觸點閉合，電路接通，發(fā)熱板開始發(fā)熱。當溫度達到103℃時，感溫磁體失去磁性，永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，通過傳動桿使觸點分開，發(fā)熱板停止發(fā)熱。（1）畫出使觸點分開時B點受到的力和力臂。（2）若用4N的力按下開關(guān)，B端受到的阻力為1N，則動力臂和阻力臂之比為，如果手按下的距離為0.5cm，則永久磁體和感溫磁體之間的距離至少是cm。（3）用電飯鍋燒水（在標準氣壓下），水沸騰時（能/不能）自動斷電。9.某物理興趣小組設(shè)計了一個壓力報警裝置，工作原理如圖所示。ABO為一水平杠桿，OA長120cm，O為支點，AB：OB=5：1；已知報警器R0的阻值恒為10Ω，壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如表所示。閉合開關(guān)S，水平踏板空載時，電壓表的示數(shù)為2V；當水平踏板所受壓力增大，電壓表示數(shù)達到5V時，報警器R0開始發(fā)出報警信號。踏板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計。求：F/N051015202530…R/Ω45342418141210…（1）電源電壓為多少？（2）當報警器開始報警時，踏板設(shè)定的最大壓力值為多少？（3）若電源電壓變?yōu)?4V，為保證報警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時報警，應(yīng)在杠桿上水平調(diào)節(jié)踏板觸點B的位置。試計算說明觸點B應(yīng)向哪個方向移動多少厘米？10.小宇給家里樓頂?shù)乃渲谱髁艘粋€自動加水裝置，初步設(shè)計如圖所示，將兩個完全相同的實心圓柱體A、B通過細線與一壓力傳感開關(guān)相連，吊在水平放置的圓柱形水箱中，已知每個圓柱體重為6N，底面積為50cm2．當水箱儲水深度降到10cm，圓柱體B一半浸在水中時，壓力傳感開關(guān)所受拉力達到10N，其閉合開始加水。（細線質(zhì)量與體積均忽略不計，g取10N/kg）請求：（1）剛開始加水時，水箱底部所受水的壓強。（2）圓柱體的密度。（3）當水箱儲水深度達到1.5m時，壓力傳感開關(guān)所受拉力為5N，其斷開停止加水，求應(yīng)設(shè)計A、B間細線的長度。11.在綜合實踐活動中，科技小組設(shè)計了一個能反映水平風(fēng)力大小的裝置，如圖甲所示，電源電壓恒為16V，R0為定值電阻，L為額定電壓是2.5V的小燈泡，其I﹣U關(guān)系的部分數(shù)據(jù)如圖乙所示，A