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保温瓶里面的空气受热膨胀对木塞做功。
问题2:
瓶塞很难拔出的原因是什么:
瓶内气体压强减小,使瓶内外压强差增大。
问题3;
“噗”声是怎样产生的?
“噗”声是由于瓶内气体振动产生的。
点精:
本题是一道与物态变化、力学等知识相关的阅读理解型试题,以生活中常见的物理现象为研究对象,既要求学生有一定的提出问题的能力,又要求学生有分析问题的能力。
同时引导学生要注意观察生活中的物理现象,注意关注生活,关注自然,关注社会,让学生感到生活处处有物理,物理是有用的,有趣的。
同时引导学生要学会应用物理知识解决生活现象和生活问题,对提高学生的生活适应能力有一定的帮助。
误区分析:
本题学生失误的主要原因是阅读文字不仔细,观察不仔细,思考问题不全面深入,有些学生对生活中的现象缺少观察,有些学生缺乏生活经验,同时又不能灵活应用物理知识,从而对本题的解决会产生一定的困难。
例1:
(2002福州)2002年6月6日《海峡都市报》刊登了《货车超限超载、国道不堪重负》一文,报道了“104国道设计使用年限为15年以上,但才使用5年就大修,现已伤痕累累……”如图所示,有些运输单位和个人只顾自己利益,不顾国家利益,让汽车成倍的超载是损坏路面的直接原因。
请你运用所学知识解释汽车严重超载加快路面损坏的原因(只需答出一种合理的原因即可)
导引:
本题类似于语文等学科中的阅读理解型题目,题设情境源于生活实际,主要关于高速公路上汽车超载对路面的损伤的现象的新闻报道材料,要求运用所学知识解释汽车超载对路面损伤的原因。
此题可以从两个方面入手,一是仔细阅读提供的材料,经初步分析和判断,应该知道主要考查内容应为“力和运动、压强和摩擦力”等力学范围,二是从图片上可以看出路面的损坏严重,裂痕较多,主要是汽车对地面的压强和摩擦力过大造成的。
(1)力的作用效果会使物体形状发生变化,汽车成倍超载,对地面的压力成倍增加,路面的形变加大,容易引起路面断裂。
(2)车成倍超载,对地面压力成倍增加,轮胎个数不变,车与地之间接触面积基本不变,根据压强公式P=F/S可知,车对地面压强成倍增加,对路面破坏加重。
(3)车轮与路面的粗糙程度不变,汽车成倍超载,对地面压力成倍增加,路面受到的摩擦力也就成倍增加,导致路面磨损加快。
试题情景反映的是一种社会现象,类似的生活中的问题比较常见,试题图文并茂,描述问题真实,该题不仅关系到科学素养的培养,而且具有公民道德教育的功能.试题是“从生活走向物理,从物理走向社会”理念的典型体现。
本题的解题方法较为发散,涉及到力的作用效果、压强和摩擦力等知识,对学生的知识迁移能力有所要求。
由于的背景材料是与汽车超载对路面损坏有关的报道,学生如果对“力、压强以及力和运动”知识掌握不牢,概念分析不清,产生知识的混淆,容易将汽车超载对路面的损坏认为是汽车的惯性造成的。
所以,只有科学的理解物理概念的内涵以及概念蕴涵的物理原理,才能避免发生概念的混淆以及答非所问的错误。
例2热机(如汽车、拖拉机的发动机等)是将燃料的内能转化为机械能的装置.热机的发展和应用推动了社会的快速发展、热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量,并且对环境造成一定程度的污染,请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失,同时指出的可能造成哪些环境污染。
本题是关于热机利用和环境污染成因的信息题。
本题向学生提供了热机在能量的利用过程中有一定的能量损失,而且对环境造成一定的污染的背景文字信息,同时也启发了学生在能量的利用过程中能量会存在哪些形式,从而引导学生回忆起能量的转化和转移的有关知识以及热机利用的知识。
因此,本题的切入点是热机利用过程中的能量的转化,重点是热机的尾气排放对环境造成的污染。
热机排出的尾气仍有较高的温度,因此要损失一部分内能;
燃烧不充分有部分能量没有充分释放或转化;
或克服摩擦要对外做功损失部分能量等。
排放的尾气中有一些烟尘和废气可能会对大气(空气)造成污染,影响空气的质量。
本题是日常生活中的常见现象,而同学们未必人人都注意到其中包含的物理道理.通过文字材料的引导,使学生开始关注身边的物理知识,关注自然生活与物理的联系,培养大家热爱科学的意识。
本题主要说明了热机给人们的生活带来了好处,但同时与造成了各种杜会问题.如环境污染、能源危机等问题.从环境污染成因的层次上,对学生进行了人文教育,增强了学生一定的环保意识,有一定的现实意义。
本题主要是关于热机的能量利用与转化的知识,学生主要的失误是不能完整的将热机的尾气能量损失形式表述出来,主要的原因是学生的对热机利用的知识理解不全面,同时对环境污染问题的意义比较淡薄,解决的方法是全面理解热机的利用,关注热机利用以及造成环境污染的主要因素。
例3(2002广东)初三物理教科书有下面一段短文,阅读后回答有关问题:
沸点随气压改变
许多物理现象跟气压的大小(通常说气压的高低)有关系,对人类的生活、健康有重要影响。
例如,在几千米的高山上,如果没有高压锅,连一顿饭都吃不上,就是因为水的沸点随气压改变的缘故。
实验:
烧瓶中的水的沸腾(如图1a)后移去酒精灯,水就停止沸腾;
待水的温度降低一些后将大注射器接到烧瓶口上(如图1b),向外拉注射器活塞,看到了什么现象?
这个实验说明了什么问题?
换用其它液体,在各种气压下实验,表明一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时增高。
(1)研究问题的过程通常有下列的步骤:
A提出假设;
B分析归纳;
C得出结论;
D提出问题;
E实验研究;
F理论推导;
G经验总结等。
你认为编者对“液体沸点与气压关系的研究”依次采取的步骤是:
。
(2)小明同学把图1b的装置改成图1c的装置,注射器改为加热,待水沸腾后,才与胶管连接,并继续加热,目的是想通过实验验证“气压增大时,液体的沸点升高”。
你猜想小明的操作是和观察
(3)小明的实验操作,你认为有什么危险值得注意?
这类问题情景学生较熟悉,实验内容与方法均来自于教材中的有关章节,但考查的内容已不再只是单一的知识点,而前后综合后的探究过程。
(1)中要求根据科学探究的思维过程,结合具体问题指出运用的探究程序。
科学探究一般包括以下步骤:
(a)提出问题;
(b)猜想与假设;
(c)制定计划与设计实验;
(d)进行实验与收集证据;
(e)分析与论证;
(f)评估;
(g)交流与合作.本属涉及到的探究步骤按顺序有d、e、b、c四步。
(2)问中是对气压增大时水的沸点升高的探究,所以,要向烧瓶中注入空气以增大水面的气压,注射器的活塞要向内压,将看到正在吸热沸腾的水停止沸腾,温度计的示效增大。
要注意的是随着压强增大,烧瓶中的气体可能将瓶塞推出来,或者因气压太大而使烧瓶爆裂.
(1)D、E、B、C
(2)把注射器活塞往内推,增加气压;
水沸腾时的温度
(3)在水加压沸腾时,液面上方的气体产生气压,若气压过大,塞容易被冲出,甚至会使烧瓶爆裂,造成仪器损坏或伤人。
本题是一道取材于教材的试题,通过文字的信息向学生揭示气压和沸点之间存在密切关系,但要确切了解它们之间关系,则需要进一步实验探究。
本题的考查重点是沸点与气压关系以及科学探究的步骤,学生要会自己设计探究步骤。
本题的解法较为明确,要求回答出科学探究的合理步骤,同时写出实验过程中出现的实验现象,只要学生平时注意观察实验现象和实验操作规范,就可以迎刃而解。
由于本题的材料是源于教材,学生比较熟悉,但对学生实验探究体验要求较高,如果学生没有注意观察过实验现象,又不注意探究过程的分析、推理,而是想当然,容易造成相反探究结论或者答非所问。
因此,准确回答本题的方法是准确回忆实验探究的现象,认真审题。
例4(2001威海)阅读下面的短文,并结合你学过的知识回答问题。
2001年4月,已围绕地球飞行近9×
104圈,行程约4.0×
109km,工作了15年的“和平”号空间站始终因经费短缺被遥控指挥返回大气层坠入海洋。
“和平”号核心舱是苏联与1986年2月用运载火箭送上地球轨道,其轨道的高度300-400km,核心舱共有6个对接口,两块太阳能电池总面积76m2,最大输出功率9kw,动力舱中有火箭发动机,“和平”号分别与“量子”号舱、“自然”舱等6个科研舱对接并多次与美国的航天飞机对接,共接待了各国宇航员59人次,科学家们利用它进行了大量的空间生物学、医学、天文物理研究和实验,成绩斐然。
这个总重116t舱内总容积470m3的高速运行的庞然大物蔚为壮观。
但它返回时因与大气层摩擦燃烧只剩下20多吨碎片沉入海洋。
(1)“和平”号空间站工作需要的电能是由什么电源提供的?
(2)这个总重116t的庞然大物返回时只剩下20多吨碎片沉入海洋,在这个过程中,主要包含着哪些形式的能量转化?
(3)“和平”号空间站与“科研舱”对接时,对“科研舱”的运行速度有什么要求?
(4)请想象一下,处于失重状态下的宇航员生活中有哪些困难(至少回答两点)?
本题关于航天技术、力学中的相对静止条件和能量转化的一道综合题,设计说理、分析和计算等方面。
要求能从题目提供的背景材料中分析出,空间站工作的能量转化过程,也要会分析核心舱从高空坠落过程中机械能和内能等形式的相互转化,同时还要知道运动物体之间保持相对静止的条件是速度等大小,运动同方向。
只有这样才能实现航天器之间的对接。
而核心舱坠落过程中主要是一些不同形式的能量的转化,主要涉及机械能与其它形式能量之间的转化。
而宇航员在太空中生活会遇到哪些困难,则是考查了学生的科学幻想和合理的推想与想象能力,要求学生能合理有科学根据的想象。
(1)“和平”号空间站工作需要的电能,是由太阳能电池提供的;
(2)116t的盘、庞然大物返回时只剩下20多吨的碎片,此过程主要是势能转化为动能、机械能转化为内能,内能转化为光能、化学能;
(3)“和平”号空间站与“科研”舱对接,“科研”舱的速度必须与“和平”号空间站的速度相等,处于相对静止;
(4)失重状态下的宇航员可能漂浮在空中,生活不便,例如睡觉时,伸脚会碰到舱壁就会在舱中碰来碰去;
吃东西时吊下的碎渣会漂浮在空中,容易吸入气管;
想喝水,杯里的东西不能倒入嘴里。
本题是一道设计航天技术、相对静止条件和不同形式能量的转化。
本题考查的重点在能量的转化和合理的物理情景的想象能力。
试题的内容密切联系科学、技术,体现了物理与社会的联系,引导学生要重视STS意识的培养。
本题的失分点是不会分析题目提供的数据,容易受一些无关数据的困扰,将不需要的数据运算,得出一些没有用的结果。
同时由于学生对一些物理情景缺乏合理的想象,对一些物理规律成立的条件缺乏正确的理解,导致对失重条件的宇航员的生活困难无法想象出来。
要解决此问题,需要学生根据已有的正确物理知识,进行合理而有根据的大胆想象。
例5、(2002北京海淀区)物理实验中常用到等效替代法。
例如将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联电阻,在其他条件不变的情况下,该支路中电流不变,说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的,所以,可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻。
在如图所示电路测量未知电阻的实验中,用的就是等效替代法。
其中Rx待测电阻(阻值大约几百欧),R是滑动变阻器,R0是电阻箱(电阻箱的最大电阻大于Rx)
(1)请你根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐。
①按电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调到最大。
②闭合开关S1前,滑片P置于端,
③闭合开关S1
④闭合开关,调节滑片P,使电流表指针在适当的位置,记下此时电流表的示数I。
⑤先断开开关,在闭合开关,保持的电阻不变,调节,使电流表的示数仍为I。
(2)在此实验中,若将电流表改为电压表,其它器材不变,画出等效替代法测量Rx电阻的实验电路图,(要求所设计的电路连接好后,只能通过开关改变电路的连接情况)
本题涉及物理问题的研究方法等效替代法。
试题通过提供文字材料和电路图,让学生了解到等效替代法的操作过程。
在此基础上,要求学生能结合等效替代法的原理进行具体的实验操作步骤,这对学生的实验技能的迁移能力很高。
本题的核心是要求学生注意等效替代的条件,即“等效”。
在相同条件下的效果相同。
实验中闭合开关S1和S3后调节滑片P的位置,要保证电流表的示数在合适位置,在闭合S2,断开S3时,R连入电路的阻值不能变,因为此时调节R0的阻值使电流表指向同一示数,R0才与Rx等效即相等,否则即使电流表指在同一示数,只能说明R0+R//=Rx+R/(R//、R/分别为R连入电路的两个不等的电阻值),而不能说R0与Rx是等效的。
换用电压表时,则利用并联电路的电压特点来实现题目的要求。
(1)②a④S3⑤S3,S2,R,R0
(2)换用电压表时,依据题意,电路设计如图示。
点评:
本题主要考查学生对研究问题方法的掌握与应用能力,通过提供一段有关等效替代法的文字材料为学生理解等效替代法的丰富的信息,使学生对平常使用却不知确切定义的等效替代法做了一个较为严格和缜密的界定,使学生对等效替代法有了一个清晰的认识。
但本题的命题意义并不在此,更为重要之处是,学生要利用此方法进行实际问题的解决和应用,要能够利用等效替代法解决待测未知电阻的测定。
另外,在会用等效替代法进行待测未知电阻测定的基础上,本题又进行了进一步的拓展,即要求学生会利用电压表进行未知电阻的测定,方法还是利用等效替代法,可见本题是一道综合性、应用性和探究性较强的好题。
本题学生容易失误的地方是对“等效”概念的理解不全面,主要原因是对试题提供文字材料没有仔细阅读,深刻理解“等效”的含义。
只有在正确理解等效的含义后,学生才能够在实验中注意利用变阻器和电流表控制电路中的电流,使得R0和Rx相等。
拓展练习
1、(2000盐城)北宋年间,黄河上曾架着一座浮桥,浮桥两端用铁索拴在两岸的铁牛上。
后因河水暴涨,把铁牛冲到河中间。
为了打捞铁牛,有个名叫怀丙的和尚让人们用两艘大船装满泥沙,开到铁牛沉没的地方,把一根粗大的木头横架在两船上,用铁索将铁牛拴在横木上,然后卸掉船里的泥沙,随着船逐渐上浮,铁牛从河底淤泥中被拉了出来。
假设铁牛重为G1,卸掉的泥沙重为G2,铁的密度为ρ铁,水的密度为ρ水,卸泥沙前铁索上的拉力为零,铁索重及体积不计,问:
(1)泥沙完全卸掉后铁索对铁牛的拉力多大?
(2)装满泥沙时与泥沙完全卸掉后,两船所受总浮力变化了多少?
2、(2002陕西)阅读下面短文:
孔子东游,见两小儿辩斗,问其故。
一儿曰:
“我以日始出时去人近,而日中时远也。
”
一儿以日初远,而日中时近也。
“日初出大如车盖,及日中则日盘盂,此不为远者小而近者大乎?
“日初出沧沧凉凉,及其日中如探汤,此不为近者热而远者凉乎?
孔子不能决也。
两小儿笑曰:
“孰为汝多知乎!
注释:
去(距离);
孰为汝多知乎!
(谁说你多智慧呢!
)
这个故事写得生动而寓意深刻,请你根据自己的理解,任意选做下列两个填空:
(1)两小儿在辩争中,用到了物理学中部分知识。
(2)他们探究自然现象时采用的方法是。
(3)他们探究现象时的态度是。
(4)他们在辩争中各抒己见,不能接纳对方观点,表现了他们。
(5)他们对孔子的议论说明两小儿。
3、如图,是三千多年前,古埃及人修建金字塔时,搬动巨大石块的场景,他们都使用了了哪些物理方法,请你用所学的物理知识说出其中的道理。
4、1964年6月,在西安市郊区秦始皇所建的阿房宫遗址中发掘一只秦代的生铁秤砣,质量为30.75kg,名为秦石权(石:
音担,是过去秤粮食的单位),经过考证,秦代每石粮食规定为120市斤,当时的每市斤折合成现在的国际单位制地256.26g,这个秤砣的发现,说明我国远在二千多年前,已有了秤量物体的统一标准,它是秦帝国统一度量衡的有力证明之一。
请你通过计算说明秦代的秤象我们目前一些地方还在使用的杆秤还是天平秤?
5、震惊中外的“11.24”特大海难事故中的“大舜”号沉船已于2000年6月1日打捞出水,船体的打捞采用的是“浮筒打捞法”,如图示,潜水员把若干个灌满水的浮筒拴牢在沉船的两旁,然后启动空气压缩机将空气压进筒,把水排出,浮筒就把船拉离海底。
若将船体近似为一个长方体且船体与海底紧密接触,在已知船体质量(Mkg),每个浮筒质量(mkg)及体积(Vm3)的情况下,还需要知识或测量哪些物理量(不考虑大气压强的作用),才能粗略地计算出至少需要多少个浮筒方能将沉船拉离海底,并推导出浮筒个数的表达式。
6、(2000北京西城区)如图,是小明海滨画出的一幅图,请你观察这幅图,图中哪些现象或物体,与你学过的什么物理知识有关,参照示例选出两个填在下表中。
项目
现象或物体
相关的物理知识
示例
踢足球
力可以改变物体的运动状态
(1)
(2)
7、(2000山西)阅读下面的短文,要求从中找出3个跟物理知识有关的短语或句子,并分别说出涉及到的物理知识,填入下表的空格内。
短语或句子
对应的物理知识
“啪!
”发令枪响了
声音的发生和传播
“啪!
”发令枪响了,校运会1500米赛开始了,运动员穿着短裤、背心、底有花纹的运动鞋,在跑道上,小勇和队员们你追我赶,竞争激烈,一个个大汗淋漓。
“啦啦队”队员递给运动员湿毛巾,让他们擦汗降温。
田赛场上,精彩纷呈:
小强快速助跑,用力蹬地,腾空而起,越过高杆;
小明手托铅球,侧身垫步,猛然用力,铅球离手而去,5kg的千秋在约11m处落地,把地砸了个很深的坑。
忽然,一阵“加油!
”声传来,原来1500m赛跑结束了,小勇用时最短,率先冲线,荣获冠军。
8、请同学们阅读自学下列文章。
牛顿第三定律
观察和实验表明:
两个物体之间的作用总是相互的。
一个物体对另一个物体有力的作用,后一个物体一定同时对前一个物体有力的作用,力是物体与物体间的相互作用,物体间相互作用的这一对力,常常叫做作用力和反作用力。
把相互作用的两个力分成为作用力和反作用力并不是绝对的。
我们可以把其中一个力叫做作用力,另一个力就叫做反作用力。
牛顿第三定律作用力和反作用力之间存在什么样的关系呢?
把两个弹簧秤A和B联结在一起(如图示)用手拉弹簧秤,可以看到两个弹簧秤的指针同时移动.弹簧秤B的示数指出弹簧秤A对它的作用力F的大小,而弹簧秤A的示数指出弹簧秤B对它的反作用力F/的大小。
可以看出,两个弹簧秤的示数是相等的。
改变手拉弹簧的力,弹簧秤的示数也随着改变,但两个示数总相等.这说明作用力和反作用力大小相等,方向相反。
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.这就是牛顿第三定律。
牛顿第三定律在生活和生产中应用很广泛.人走路时用脚蹬地。
脚对地面施加一个作用力,地面同时给脚一个反作用力,使人前进。
轮船的螺旋桨旋转时,用力向后推水,水同时给螺旋桨一个反作用力,推动轮船前进。
汽车的发动机驱动后轮转动,由于轮胎和地面间有摩擦,车轮向后推地面,地面给车轮一个向前的反作用力,使汽车前进。
汽车的牵引力就是这样产生的。
如果把后轮架空,不让它跟地面接触,这时让发动机驱动后轮转动,由于车轮不推地面,地面也不产生向前推车的力,汽车就不能首进。
请同学们根据上述自学的知识,回答下列问题:
(1)填空题
①两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小,方向,作用在,这就是牛顿第三定律。
②以卵击石,石头没有损伤而鸡蛋破了,这一现象中,石头对鸡蛋的作用力大小(填空“大于”、“等于”或“小于”)鸡蛋对石头的作用力大小。
(2)单项选择题
①人走路时用脚蹬地,脚对地施加一个作用力F1,地面同时给脚一个反作用力F2,则这两个力的大小关系是()
AF1>
F2BF1<
F2CF1=F2
②下列现象中,不是一对作用力与反作用力的是()
A划船时,船桨对水的力与水对桨的力
B汽车行驶时,汽车轮后推地面的力与地面对车轮向前的力
C地球对人的吸引力与人对地球的吸引力
D静止在桌面上的茶杯,所受的重力与桌面对它的支持力
E提水时,手提水桶的力与水桶对手向下的拉力
(3)简答题:
根据你刚刚自学的牛顿第三定律的知识和你在初二所学的二力平衡的知识,比较一下:
物体间一对作用力和反作用力之间的关系与一对平衡力之间的关系有哪些相同点和不同点?
9、小明发现,收音机里“嘟,嘟”的报时声共有6响,从第一声到最后一声,前后间隔10s,最后一响的声调比较高,有一次他听到过最后一响以后,又听到对面楼里的收音机又传来一响,“奇怪,为什么这个声音没有同时听到,还有先后呢?
”请解释之。
10、文汇报2001年4月4日发表了一篇短文如下,并附有几幅图片。
美国军用侦察机撞击我军用飞机的过程
这三幅照片表明,美军用侦察机损伤部位都在飞机的左前方,这说明美机是在与我军用飞机同向平行飞行中突然大动作向我机方向转向,撞击我飞机,致使我飞机失控坠海。
首先,美机左机翼外侧撞击我飞机,美机翼下的天线损坏(如图一),然后,美机左二发动机螺旋桨撞击我机,美机螺旋桨受损变形(如
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