2025年高中物理知識競賽“物理美食”制作大賽（物理原理筆試部分）試題（二）一、選擇題（每題5分，共30分）制作四川傳統(tǒng)小吃“三大炮”時(shí)，糯米團(tuán)從手中拋出后沿拋物線軌跡運(yùn)動，撞擊桌面發(fā)出巨響。若糯米團(tuán)質(zhì)量為0.1kg，拋出時(shí)初速度與水平方向夾角為30°，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）A.糯米團(tuán)在最高點(diǎn)時(shí)速度為零B.撞擊桌面瞬間動量變化量等于重力的沖量C.拋出后前0.5s內(nèi)豎直方向位移與水平方向位移之比為√3:2D.若拋出速度增大為原來的2倍，射程將變?yōu)樵瓉淼?倍重慶火鍋制作中，麻辣紅油鍋比清湯鍋更快沸騰，主要原因是（）A.紅油密度小于清水，熱對流更劇烈B.紅油的比熱容大于清水，升溫更快C.油膜阻礙水分蒸發(fā)，減少熱量散失D.紅油的沸點(diǎn)低于清水，更容易達(dá)到沸騰條件糖炒栗子時(shí)加入砂石翻炒，利用的物理原理是（）A.砂石增大了鍋底的熱傳導(dǎo)面積B.砂石比熱容小，溫度變化更快C.通過顆粒碰撞實(shí)現(xiàn)熱輻射傳遞D.形成固固混合體系提高熱容量制作北京烤鴨時(shí)，廚師用打氣筒向鴨皮與鴨肉間充氣，使鴨皮膨脹后再掛爐烤制。充氣過程中（）A.氣體分子平均動能增大B.單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)增加C.氣體對鴨皮的壓強(qiáng)減小D.氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為鴨皮的彈性勢能用微波爐加熱剩菜時(shí)，碗中不同食物的升溫速度差異明顯，這與微波的哪種特性相關(guān)（）A.電磁波的偏振性B.微波的多普勒效應(yīng)C.水分子對微波的共振吸收D.金屬容器對微波的反射作用制作爆米花時(shí)，玉米粒內(nèi)部水蒸氣壓強(qiáng)隨溫度升高而增大，當(dāng)玉米粒爆裂瞬間（）A.內(nèi)部氣體對外做功，溫度升高B.玉米粒的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.氣體膨脹遵循查理定律D.爆裂后的米花密度與原玉米粒相同二、填空題（每空3分，共45分）蒸包子時(shí)，籠屜上層的包子先熟，這是因?yàn)樗魵庠谏仙^程中________（填物態(tài)變化名稱）放熱，該過程中水蒸氣的內(nèi)能________（選填“增大”“減小”或“不變”）。制作冰糖葫蘆時(shí)，蔗糖溶液在沸騰過程中溫度保持不變，說明此時(shí)溶液處于________狀態(tài)；當(dāng)糖汁溫度超過160℃時(shí)會發(fā)生焦糖化反應(yīng)，這是因?yàn)闇囟壬呤狗肿拥腳_______增大。用高壓鍋煮骨頭湯時(shí)，安全閥被頂起的瞬間，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.2atm（外界大氣壓為1atm），此時(shí)鍋內(nèi)溫度約為________℃（水的飽和汽壓與溫度關(guān)系：1atm對應(yīng)100℃，1.2atm對應(yīng)105℃）；打開鍋蓋后湯面上方“白氣”的形成過程是________。制作手搟面時(shí)，面團(tuán)經(jīng)過反復(fù)揉搓后變得更有韌性，這是因?yàn)榱κ姑鎴F(tuán)分子間的________增大；將面條投入沸水后，面條會先下沉再上浮，上浮的原因是________。傳統(tǒng)釀醋工藝中，醋醅在發(fā)酵缸內(nèi)分層發(fā)酵，底層溫度比表層高5-8℃，主要通過________方式傳熱；醋香能擴(kuò)散到整個(gè)作坊，表明分子在做________運(yùn)動。三、實(shí)驗(yàn)題（15分）某實(shí)驗(yàn)小組探究“油炸食品外酥里嫩的物理機(jī)制”，選用直徑5cm的圓柱形土豆塊，裹上厚度0.5cm的面糊后放入180℃食用油中炸制。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：炸制時(shí)間（s）表面溫度（℃）中心溫度（℃）面糊硬度（N）025251.230175683.560180927.8901809810.21201809910.5（1）計(jì)算炸制前30s內(nèi)土豆塊中心的平均升溫速率（3分）；（2）分析面糊硬度隨時(shí)間變化的物理原因（6分）；（3）若要使土豆中心達(dá)到95℃時(shí)表面不過硬，提出兩種改進(jìn)方案并說明物理原理（6分）。四、計(jì)算題（共60分）（15分）制作“糖畫”時(shí)，藝人將融化的蔗糖液（視為牛頓流體）從漏斗中以0.2m/s的速度垂直滴下，蔗糖液密度1.3×103kg/m3，黏度系數(shù)1.5Pa·s。已知液滴形成過程中，當(dāng)重力與表面張力平衡時(shí)液滴脫離漏斗：（1）計(jì)算臨界液滴的半徑（表面張力系數(shù)σ=0.07N/m）；（2）若環(huán)境溫度從25℃降至15℃，黏度系數(shù)增大為2.0Pa·s，判斷液滴形成周期如何變化。（20分）廣東腸粉的蒸制過程可簡化為：質(zhì)量0.2kg的米漿（水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%）在100℃水蒸氣環(huán)境中吸收熱量，經(jīng)歷“升溫-汽化-熟化”三個(gè)階段。已知：米漿比熱容3.8×103J/(kg·℃)，水汽化熱2.26×10?J/kg，米漿初始溫度20℃，蒸制時(shí)間90s。（1）計(jì)算米漿升溫至100℃所需熱量；（2）若蒸制過程中20%的水蒸氣在腸粉表面液化，求需要多少質(zhì)量的水蒸氣；（3）說明蒸箱內(nèi)水蒸氣循環(huán)流動的物理機(jī)制。（25分）制作“叫花雞”時(shí)，將處理好的雞用黃泥包裹（可視為半徑15cm的球體），埋入溫度為300℃的炭火中烤制。已知：黃泥導(dǎo)熱系數(shù)k=0.8W/(m·K)，雞肉初始溫度25℃，中心熟化溫度需達(dá)85℃。（1）建立熱傳導(dǎo)微分方程描述雞肉中心溫度隨時(shí)間的變化（不需求解）；（2）若烤制1小時(shí)后雞肉中心溫度為75℃，估算達(dá)到熟化溫度還需多長時(shí)間；（3）若改用鋁箔包裹（導(dǎo)熱系數(shù)k=237W/(m·K)），其他條件不變，分析烤制時(shí)間變化并說明原因。五、綜合應(yīng)用題（45分）（20分）分析傳統(tǒng)爆米花機(jī)的工作原理：鐵制密閉容器內(nèi)裝入玉米粒和少量水，加熱至120℃時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到0.2MPa，繼續(xù)加熱至180℃時(shí)突然打開容器。（1）計(jì)算從120℃加熱到180℃過程中容器內(nèi)氣體做的功；（2）用熱力學(xué)第一定律分析玉米粒爆裂時(shí)的能量轉(zhuǎn)化；（3）解釋為何爆玉米花比普通煮玉米更易消化。（25分）現(xiàn)代廚房中的物理創(chuàng)新：（1）電磁灶利用交變磁場在鐵鍋底部產(chǎn)生渦流加熱，若磁場變化率為500T/s，鍋底等效線圈面積0.02m2，計(jì)算感應(yīng)電動勢大??；（2）空氣炸鍋通過高速熱氣流替代傳統(tǒng)油炸，分析其降低油脂使用量的物理原理；（3）設(shè)計(jì)一個(gè)基于伯努利原理的“無油噴油裝置”，