2025年高三物理上學(xué)期“物理美食”中的物理知識(shí)考查卷一、選擇題（共8小題，每小題4分，共32分）1.包餃子中的摩擦力與壓強(qiáng)在包餃子過程中，面團(tuán)經(jīng)過反復(fù)揉搓變得光滑。下列說法正確的是（）A.面團(tuán)表面光滑是因?yàn)榉肿娱g引力減小B.搟面杖滾動(dòng)壓皮時(shí)，面團(tuán)受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力C.用手捏餃子邊緣時(shí)，捏痕處壓強(qiáng)增大是因?yàn)槭芰γ娣e減小D.餃子下鍋后浮起，浮力始終等于重力解析：面團(tuán)光滑是由于揉搓去除表面雜質(zhì)并使分子間距減小，分子引力增大，A錯(cuò)誤；搟面杖滾動(dòng)時(shí)與面團(tuán)間為滾動(dòng)摩擦，B錯(cuò)誤；捏餃子時(shí)手指與面團(tuán)接觸面積小，根據(jù)(p=F/S)，壓強(qiáng)增大，C正確；餃子下鍋后先下沉（浮力小于重力），受熱膨脹后排開水體積增大，浮力大于重力時(shí)上浮，最終漂浮時(shí)浮力等于重力，D錯(cuò)誤。2.煮湯圓的熱學(xué)現(xiàn)象煮湯圓時(shí)觀察到“先沉底后上浮”的現(xiàn)象，下列解釋錯(cuò)誤的是（）A.湯圓剛下鍋時(shí)，重力大于浮力B.湯圓受熱膨脹，排開水的體積增大導(dǎo)致浮力增大C.水沸騰后改用小火，能使湯圓更快煮熟D.湯圓內(nèi)能增加是通過熱傳遞方式實(shí)現(xiàn)的解析：湯圓沉底時(shí)重力大于浮力，A正確；受熱膨脹后排開水體積增大，根據(jù)阿基米德原理(F_浮=\rho_液gV_排)，浮力增大，B正確；水沸騰后溫度保持100℃，小火即可維持沸騰，不會(huì)縮短煮熟時(shí)間，C錯(cuò)誤；湯圓通過吸收水的熱量增加內(nèi)能，屬于熱傳遞，D正確。3.微波爐加熱的電磁學(xué)原理用微波爐加熱剩菜時(shí)，下列說法正確的是（）A.微波爐利用直流電產(chǎn)生電磁波B.微波能穿透金屬容器加熱內(nèi)部食物C.食物中的水分子在微波作用下做受迫振動(dòng)D.加熱過程中食物的溫度升高是因?yàn)榉肿觿菽茉龃蠼馕觯何⒉t通過交變電流產(chǎn)生微波，A錯(cuò)誤；金屬會(huì)反射微波，不能用金屬容器加熱，B錯(cuò)誤；微波頻率與水分子固有頻率接近，引起共振（受迫振動(dòng)），分子動(dòng)能增加，溫度升高，C正確，D錯(cuò)誤。4.菜刀切割的力學(xué)分析廚師切菜時(shí)，刀刃與菜板成30°角斜向下施力。若刀刃寬度為2cm，菜板受到的壓力為10N，則刀刃對菜的壓強(qiáng)約為（）A.(5\times10^2\\text{Pa})B.(1\times10^3\\text{Pa})C.(5\times10^3\\text{Pa})D.(1\times10^4\\text{Pa})解析：刀刃與菜的接觸面積為斜面投影面積，即(S=d\cdotl\cos\theta)（假設(shè)刀刃長度(l=1cm)，(\theta=30^\circ)），則(S=2\times10^{-2}\text{m}\times1\times10^{-2}\text{m}\times\cos30^\circ\approx1.73\times10^{-4}\text{m}^2)，壓強(qiáng)(p=F/S=10N/(1.73\times10^{-4}\text{m}^2)\approx5.78\times10^4\\text{Pa})，最接近D選項(xiàng)（注：實(shí)際計(jì)算中刀刃長度取5cm時(shí)，結(jié)果約為(1\times10^4\\text{Pa})）。5.油炸食品的能量轉(zhuǎn)化炸雞塊在熱油中由生變熟，下列能量轉(zhuǎn)化正確的是（）A.電能→內(nèi)能→化學(xué)能B.化學(xué)能→內(nèi)能→機(jī)械能C.內(nèi)能→化學(xué)能→熱能D.化學(xué)能（油）→內(nèi)能（雞塊）→化學(xué)能（蛋白質(zhì)變性）解析：食用油燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，通過熱傳遞將內(nèi)能轉(zhuǎn)移給雞塊，使蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)改變（化學(xué)能變化），D正確。6.高壓鍋的熱力學(xué)原理高壓鍋煮排骨湯時(shí)，安全閥被蒸汽頂起。已知安全閥質(zhì)量為50g，橫截面積為1cm2，外界大氣壓為(1\times10^5\\text{Pa})，則鍋內(nèi)氣壓約為（）A.(1.5\times10^5\\text{Pa})B.(2.0\times10^5\\text{Pa})C.(2.5\times10^5\\text{Pa})D.(3.0\times10^5\\text{Pa})解析：安全閥平衡時(shí)，鍋內(nèi)氣壓(p_內(nèi)S=p_外S+mg)，即(p_內(nèi)=p_外+mg/S)。代入數(shù)據(jù)：(m=0.05kg)，(S=1\times10^{-4}\text{m}^2)，(g=10m/s2)，得(p_內(nèi)=1\times10^5\\text{Pa}+(0.05\times10)/10^{-4}\\text{Pa}=1.5\times10^5\\text{Pa})，A正確。7.電磁灶加熱的渦流現(xiàn)象電磁灶利用交變磁場在鐵鍋底部產(chǎn)生渦流加熱食物，下列說法正確的是（）A.渦流是由變化的電場產(chǎn)生的B.鐵鍋改用鋁鍋后加熱效率更高C.增大磁場變化頻率，渦流電流增大D.鍋體發(fā)熱是因?yàn)殡娏鞯幕瘜W(xué)效應(yīng)解析：渦流是變化磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電流（電磁感應(yīng)），A錯(cuò)誤；鋁的電阻率大于鐵，渦流熱效應(yīng)較弱，B錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，頻率越高，感應(yīng)電動(dòng)勢越大，渦流電流增大，C正確；鍋體發(fā)熱是電流的熱效應(yīng)（(Q=I2Rt)），D錯(cuò)誤。8.冰飲中的熱傳遞將冰塊放入可樂中，冰塊逐漸融化。下列說法正確的是（）A.冰塊融化過程中溫度升高B.可樂的內(nèi)能通過做功轉(zhuǎn)移給冰塊C.冰塊的分子平均動(dòng)能增大D.可樂的溫度降低是因?yàn)闊崃繙p少解析：冰是晶體，融化時(shí)溫度不變（0℃），分子平均動(dòng)能不變，A、C錯(cuò)誤；熱傳遞是能量轉(zhuǎn)移，不是做功，B錯(cuò)誤；熱量是過程量，可樂放熱后內(nèi)能減少，溫度降低，D正確。二、實(shí)驗(yàn)題（共2小題，共28分）9.測量食用油的比熱容（14分）某同學(xué)用“電加熱法”測量花生油的比熱容，步驟如下：①用天平稱取200g花生油倒入燒杯，測初始溫度(t_0=20℃)；②電加熱器功率(P=500W)，加熱5分鐘后關(guān)閉電源，測末溫(t=60℃)；③計(jì)算花生油比熱容(c=Q/(m\Deltat))。（1）實(shí)驗(yàn)中存在的誤差來源有________（寫出兩點(diǎn)）；（2）若不計(jì)熱量損失，計(jì)算花生油比熱容(c=)(\text{J/(kg·℃)})；（3）實(shí)際測量值比標(biāo)準(zhǔn)值偏小，原因可能是。答案：（1）燒杯吸熱、散熱損失、溫度計(jì)讀數(shù)誤差；（2）(Q=Pt=500W\times300s=1.5\times10^5\\text{J})，(c=1.5\times10^5/(0.2kg\times40℃)=1.875\times10^4\\text{J/(kg·℃)})；（3）存在熱量損失，實(shí)際吸收的熱量小于(1.5\times10^5\\text{J})。10.探究餃子煮熟的臨界溫度（14分）某小組探究“海拔對餃子煮熟時(shí)間的影響”，在不同海拔高度的地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下：海拔（m）大氣壓（kPa）水沸點(diǎn)（℃）煮熟時(shí)間（min）0101100810008997102000799313（1）根據(jù)數(shù)據(jù)，水的沸點(diǎn)隨大氣壓的減小而________；（2）在海拔3000m處（大氣壓約70kPa），預(yù)測煮熟時(shí)間約為________min；（3）為縮短高海拔地區(qū)煮餃子時(shí)間，可采取的措施是________。答案：（1）降低；（2）16（根據(jù)沸點(diǎn)每降低4℃，時(shí)間增加3min估算）；（3）使用高壓鍋、增加火力。三、計(jì)算題（共2小題，共40分）11.包餃子的力學(xué)綜合（20分）如圖所示，餃子皮可視為半徑為5cm的圓形薄片，質(zhì)量為10g，邊緣對稱分布4個(gè)褶，每個(gè)褶的高度為1cm。（1）求餃子皮未捏褶時(shí)的重力勢能（以桌面為參考平面）；（2）捏褶過程中，若每個(gè)褶需要做0.01J的功，求克服重力做的總功；（3）餃子下鍋后，排開水的體積為20cm3，求此時(shí)餃子受到的浮力及加速度大小。解析：（1）餃子皮重心在圓心，高度(h=0.1m)（假設(shè)厚度均勻），重力勢能(E_p=mgh=0.01kg\times10m/s2\times0.1m=0.01J)；（2）4個(gè)褶的總功(W=4\times0.01J=0.04J)，克服重力做功等于重力勢能增加量，即(W_G=\DeltaE_p=0.04J)；（3）浮力(F_浮=\rho_水gV_排=1\times10^3kg/m3\times10m/s2\times20\times10^{-6}m3=0.2N)，餃子總質(zhì)量約為(m=0.01kg+0.02kg=0.03kg)（假設(shè)餡料質(zhì)量20g），重力(G=0.3N)，加速度(a=(G-F_浮)/m=(0.3-0.2)/0.03\approx3.33m/s2)（方向豎直向下）。12.電烤箱的熱學(xué)計(jì)算（20分）某電烤箱額定功率1000W，容積50L，內(nèi)部空氣初始溫度27℃，用其加熱2kg面包（比熱容(c=2.1\times10^3\\text{J/(kg·℃)})）。（1）若烤箱效率為80%，加熱10分鐘后，面包溫度升高多少？（2）若烤箱內(nèi)電阻絲電阻為48.4Ω，求其額定電壓；（3）面包表面因高溫發(fā)生焦糖化反應(yīng)，溫度達(dá)到150℃，求此時(shí)空氣分子的平均動(dòng)能與初始狀態(tài)的比值。解析：（1）有效熱量(Q=Pt\eta=1000W\times600s\times0.8=4.8\times10^5\\text{J})，溫度升高(\Deltat=Q/(mc)=4.8\times10^5/(2kg\times2.1\times10^3\\text{J/(kg·℃)})\approx114.3℃)；（2）根據(jù)(P=U2/R)，額定電壓(U=\sqrt{PR}=\sqrt{1000W\times48.4Ω}=220V)；（3）分子平均動(dòng)能與熱力學(xué)溫度成正比，初始溫度(T_1=300K)，末溫(T_2=423K)，比值(T_2/T_1=423/300=1.41)。四、綜合題（共20分）13.“美食中的物理”創(chuàng)新設(shè)計(jì)請以“制作棉花糖”為場景，設(shè)計(jì)一個(gè)包含力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)的物理問題，并寫出解答過程。示例問題：棉花糖機(jī)的原理是將蔗糖加熱融化后，通過高速旋轉(zhuǎn)的離心裝置將糖漿甩出，遇冷凝固成絲。已知旋轉(zhuǎn)盤半徑為10cm，轉(zhuǎn)速為3000r/min，糖漿滴質(zhì)量為0.01g。（1）求糖漿滴隨旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度；（2）分析糖漿滴被甩出的原因；（3）若旋轉(zhuǎn)盤接220V電壓，電流為0.5A，求其電功率及1分鐘產(chǎn)生的熱量。解答：（1）轉(zhuǎn)速(n=3000r/min=50r/s)，角速度(\omega=2\pin=100\pi\\text{rad/s})，線速度(v=\omegar=100\pi\times0.1m\approx31.4m/s)；（2）糖漿滴隨盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靜摩擦力提供向心力，當(dāng)轉(zhuǎn)速過大，靜摩擦力不足以提供