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【回归课标】专项13：跨学科实践查漏补缺
新课标要求：5.1 物理学与日常生活
5.1.1 能发现日常生活中与物理学有关的问题，提出解决方案。
5.1.2 能运用所学知识分析日常生活中的安全问题，提出解决方案，践行安全与健康生活。
5.1.3 能运用所学知识指导和规范个人行为，践行低碳生活具有节能环保意识。
5.2 物理学与工程实践
5.2.1 了解我国古代的技术应用案例，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用。
5.2.2调查物理学应用于工程技术的案例，体会物理学对工程技术发展的促进作用。
5.2.3 了解物理学在信息技术中的应用。
5.3 物理学与社会发展
5.3.1结合实例，尝试分析能源的开发与利用对社会发展的影响。
5.3.2 结合实例，了解一些新材料的特点及其应用。了解新材料的研发与应用对社会发展的影响，
5.3.3 了解我国科技发展的成就，增强科技强国的责任感和使命感。
例题1、10月16日，为世界脊柱日如图人的脊柱起着支撑头部的作用，颈部肌肉连接颈部和头部，并控制着头部的运动。长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤，人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆。分析问题：
（1）请在图中画出人体头部所受重力的示意图；
（2）人在低头过程中，头部的重力的力臂 （选填“增大”或“减小”）颈部肌肉群对后颅向下的拉力 （填增大或减小）若将拉力看作动力，这是一个 杠杆，头部向下弯曲度增大颈椎所受的 增大；
（3）结合以上分析，给出一条保护颈椎健康的合理建议。
例题2、如图是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，当把谷物倒入扇车时，谷物在 力的作用下落入扇车，气流使枯瘪谷物从出风口飞出，说明力可以改变物体的 。扇车的摇柄是 （填简单机械名称）。
例题3、如图为某款新型折叠屏手机，折叠屏主要部件是柔性发光二极管。制成二极管的材料是（ ）
A．超导体 B．导体 C．半导体 D．绝缘体
答案：例题1、【答案】见下图 增大 增大 费力 压力 见解析
【详解】（1）重力的方向竖直向下，作用点画在重心上，如图所示：
（2）头部模型相当于简单机械中的杠杆；支点大约颈部下端，根据杠杆平衡条件GL1= FL2，重力的方向竖直向下，当低头角度变大时，重力的力臂L1增大，L2不变，故拉力F增大。
若将拉力看作动力，动力臂小于阻力臂，这是一个费力杠杆； 头部向下弯曲角度增大，拉力变大，相当于支点的颈椎所受的压力增大。
（3）为了保护颈椎健康，不要长时间低头看手机 （或适当抬高手机屏幕，减小低头角度或低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力）。
例题2、【答案】 重 运动状态 轮轴/杠杆
【详解】地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用，重力的方向竖直向下。谷物倒入扇车时，由于受重力的作用落入扇车。
“扇车”中枯瘪谷物被风力吹出机外，运动状态发生变化，这个现象说明力能改变物体的运动状态。
风扇摇手柄设计成轮轴是为了省力，因为轮半径大于轴半径。
例题3、【答案】C
【详解】不同材料导电性不同，导电性能介于导体和绝缘体之间的是半导体，发光二极管是由硅和锗等材料制作成，而硅和锗是半导体材料，所以发光二极管是用半导体材料制成的。
故选C。
【类型一】物理学与日常生活
【方法总结】（1）关注日常生活用品（如家用电器、交通工具等），了解主要结构、工作原理、使用问题、提出改进建议。例如，观察和体验人在活动或劳动过程中的杠杆模型，从具体事例分析省力杠杆和省距离杠杆，尝试综合运用多学科知识解释生活现象。
（2）调查生活中（如体育运动、用电、乘车、住高楼等）存在的安全隐患，提出安全与健康生活的建议。
（3）了解能源与环境的关系，对个人节能环保行为提出具体要求。了解太阳能、地热能、风能等能源。
【举一反三】我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。
（1）如图1，质量忽略不计的杆秤水平静止，O 为支点，则被测物体的质量为 kg。若被测物体质量增大，应该调节秤砣悬挂点向 （选填“左”“右”）移动才能使杆秤再次平衡；
（2）小星想自制一个杆秤，设计图为图2，要求：①测量范围为0~300g； ②分度值为20g； ③在筷子上做刻度，相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些。现有一根总长18cm的轻质一次性筷子、纸盘、细绳，以及钩码 50g、80g、400g各一。小星通过计算得出，若纸盘放上300g的物体，当杆秤水平静止时，钩码质量m与图中l1的关系如表格：
m/g 50 80 400
l1/cm 18.00 11.25 2.25
请你帮小星选一个最合适的钩码作为秤砣，并说明不选择其他钩码的理由。
【答案】 0.4 右 见解析
【详解】（1）根据图1和杠杆平衡条件可得
解得。
若被测物体质量增大，杠杆左侧物重与力臂的乘积变大，根据杠杆平衡条件可知，若秤砣物重不变，需要增大右侧力臂才能使杠杆平衡，因此应该调节秤砣悬挂点向右移动。
（2）由表格可知，当使用50g的钩码时，l1为18cm，由图2可知，B为支点，支点右侧长为15cm，因此使用50g钩码不合适，选择400g钩码时，l1为2.25cm，此时纸盘中的物体质量是最大的，若纸盘中物体质量减小，则物重与力臂的乘积减小，根据杠杆平衡条件，当右侧钩码重量不变时，也要减小右侧力臂才能使杠杆平衡，则需要将钩码继续靠近支点B，不易操作，故选400g的钩码不合适。选择80g钩码作为秤砣时，钩码距离支点11.25cm，减小盘中物体质量时，钩码向左移动的空间合适，因此应选择80g的钩码作为秤砣。
【类型二】物理学与工程实践
【方法总结】（1）了解我国古代一些科技成果的工作原理。
（2）了解物理学在工程技术发展的应用案例，体会物理学对发展的促进作用。
（3）了解物理学在信息记录或传播中的应用。
【举一反三】《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于机内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，把低处的水提升到高处的机械——如图甲所示，图乙为筒车的简化图。
（1）水流因为有定的质量和速度而具有 能，水流冲击水轮转动，再利用取水筒把低处的水提升到高处，增大水的 能；
（2）若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，该筒车旋转一周提升的水的质量为 kg；对水所做的功为 J（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）；
（3）若筒车旋转一周所用时间为120s，水流冲击筒车的功率为40W，水流所做的总功为 J；筒车旋转周取水的机械效率为 。
【答案】 动 重力势 48 1920 4800 40%
【详解】（1）水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增大，重力势能增大，此过程中，水的动能转化为重力势能。
（2）该筒车旋转一周提升的水的质量为
对水所做的功为
（3）水流冲击筒车的功率为40W，水流所做的功为
筒车旋转周取水的机械效率
【类型三】物理学与社会发展
【方法总结】（1）了解能源利用对环境的影响，结合对当地能源利用现状的调查，提出改进建议。
（2）了解半导体、超导体的主要特点，展望超导体应用对社会发展的影响。了解纳米材料等新型材料的主要特点，以及这些新材料技术的应用对社会发展的影响。
【举一反三】华为麒麟9000S系列、5G芯片惊艳全球，该芯片主要用到 材料（选填“导体”、“半导体”或“超导体”）；使用该芯片的手机用户可以实现卫星通话，所连接的卫星是由火箭发射到太空，火箭助推器用的是液氢+液氧燃料，液氢燃料具有较大的 。
【答案】 半导体 热值
【详解】半导体具有一些特殊的电学性质，该芯片主要用到半导体来制造。
液氢燃料具有较大的热值，相同质量的液氢和其它燃料相比，完全燃烧时可以放出更多的热量。
一、填空题
1．（2024·山东菏泽·一模）用手提起重物，从生物学的视角，可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动。如图甲所示，从物理学的视角来看，桡骨可以简化为杠杆。该杠杆的支点是 （用图甲上标出的名称回答）；在提起重物的过程中，重物通过绳索对手掌的拉力是 （选填“动力”或“阻力”）；桡骨杠杆是 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。
2．（2024·广东深圳·二模）如图甲，用塔吊来搬运建筑材料，图乙为局部放大图，其中货箱重300N。将重2100N的建筑材料以0.8m/s的速度，沿竖直方向匀速提升5s，绳子自由端的拉力F为1000N，不计绳重及摩擦，则此过程中建筑材料提升的高度为 m，塔吊提升建筑材料做的有用功是 J，塔吊的机械效率为
3．（2024·陕西西安·模拟预测）（1）洗脸池排水管设计了U型“反水弯”，起到隔绝下水道异味的作用。当水不流动时，“反水弯”两端的水面高度总是 的，其利用了 原理。
（2）如图是单塔双索斜拉大桥，索塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力，现仅有一辆载重汽车从桥梁左端速匀速驶向索塔的过程中，左侧拉索拉力大小将 （选填“减小”“增大”“先减小后增大”“不变”）
4．（2024·山西朔州·二模）小明周末做家务时，需要搬动一些装有物体的箱子，于是他找来一辆手推车，如图所示是某次搬运过程中的情景。若将平放的手推车手柄一端抬起，此时可以将手推车看成一个 ，为了抬起时更省力，手应该 （选填“靠近”或“远离”）手柄端；搬运过程中为了避免货物倾倒，摆放货物时应该将较 （选填“重”或“轻”）的物体放在下面。
5．（2024·湖南永州·一模）如图所示为我国最先进的隐形战机“歼20”，它的表面有一层用特种复合材料制成的隐身涂料，可以让敌方射来的电磁波向个指定的角度反射，甚至可以做到让电磁波在它的表面爬行而不反射，从而实现比传统隐身材料高出上百倍的隐身能力，这种材料能够 （选填”增强”或“减弱”）对电磁波的吸收；同时它的表面制成特殊形状，雷达发出的电磁波遇到飞机时，被飞机反射目雷达设备的电磁波强度 （选填“增强”或“减弱”），从而使敌方雷达不能发现。
6．（2024·江苏南通·一模）中国自主研制的核潜艇，其外壳用硬度 （选填“大”或“小”）特种材料制成，其声呐装置是利用 进行障碍物的距离测定，核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。若海水密度的变化忽略不计，核潜艇上浮出水前的过程中受到的浮力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
二、综合题
7．（2024·广东惠州·一模）如图甲所示为明代宋应星《天工开物》中描述的龙骨水车，它由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成，其中脚踏部分的结构如图乙所示。水车安放在河边，下端水槽和刮板直伸水中，另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上，用时踩动脚踏部分使木齿轮转动，通过木链带动槽内刮板上行，倾灌地势较高的田地。
（1）龙骨水车脚踏部分相当于简单机械中的 ；
（2）刮板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功越 （选填“多”或“少”），当工人踩动脚踏的速度加快时，提升水的功率会变 （选填“大”或“小”）；
（3）若工人踩动龙骨水车旋转一周可将的水提升到4m高的田地中，所用时间为60s，工人做功的总功率为50W，则该过程中龙骨水车所做的有用功为 J，工人做的总功为 J，机械效率为 %。（，g取10N/kg）
8．（2024·陕西咸阳·模拟预测）我国是农业大国，取水灌溉是农耕中的重要环节。《天工开物》中记载了一种叫“筒车”的古代农业机械，“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于机内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”（意思大致为用水流冲击力，使取水筒依次随轮转动，转至高处时，筒内的水自动倾入特备的水槽内，流入农田）图甲为筒车的简化示意图。
灌溉高度h/m 所需压强p/106Pa 电机效率η/%
8 0.25 62.5
40 0.55 85
50 0.65 80
（1）筒车工作时是把 能转化为 能；
（2）若筒车接水槽离取水处高4m ，水轮上有 12 个取水筒，一个取水筒每次可取水 4kg，筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的总功率为40 W。筒车旋转一周，水流对筒车做的总功为多少 J？ 该筒车取水的机械效率为多大； （接水槽离倒水处的高度忽略不计，g 取10 N/kg）
（3）如图乙是现代农业中使用水泵灌溉梯田，水泵依靠电机运转抽水浇灌秧苗，利用电机做功是为了对水产生稳定的压力，可以将水以一定速度推到高处。某水泵出水管横截面积为，出水速度恒定为2m /s，灌溉不同高度所需的水压和电机效率如图丙所示。若用水泵灌溉50 m高的田地，电机提供的压力为多大 ； 此时电机的总功率为多少 W？
三、单选题
9．（2024·广东深圳·二模）图甲为我国沿纬线36°N的地形剖面图，下列分析错误的是（ ）
A．第一级阶梯位置的气压最低
B．水从高处往低处流动时，水的能量守恒
C．阶梯交界处水庞大的重力势能转化为动能，适合建水电站
D．修建水电站后，图乙中的船闸可利用连通器的原理实现船只通行
10．（2024·山东菏泽·一模）如图所示为“北耕兼种”的农具简图，《天工开物》中描述为：“其服牛起土者，未不用耜，并列两铁于横木之上，其具方语曰精。精中间盛一小斗，储麦种于内，其斗底空梅花眼，牛行摇动，种子即从眼中撒下。”关于图中的下列说法中，正确的是（ ）
A．精使用铁尖是为了增大压强，便于“起土”
B．牛对绳的拉力和绳对牛的拉力是一对平衡力
C．绳对耦的拉力大于耦对绳的力时，耦才会被牛拉动
D．“牛行摇动”，说明力是维持物体运动的原因
11．（2024·陕西西安·模拟预测）碳纳米管是由单层或多层的石墨烯层围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的一维量子材料，如图所示。碳纳米管的强度比钢高100倍，硬度约为钢的5倍，但重量只有钢的六分之一导电性和导热性能也非常显著，且具有较高的耐酸性和耐碱性。下列说法正确的是（ ）
A．利用其密度小的特性可以制作螺丝刀头
B．利用其耐酸性和耐碱性较高的特性可以制作药品容器
C．利用其导电性好的特性可以制作金属炊具
D．利用其导热性好的特性可以制作高压输电线
12．（2024·陕西西安·模拟预测）细心的同学会发现当水滴落在滚烫的铁锅上时，假如铁锅的温度略高于水的沸点时，水会发出嘶嘶声并迅速沸腾消失；但当铁锅温度达到近200℃时，水珠会在锅内悬浮滚动，反而可以存在更长时间。这种神奇的现象被称为“莱特弗罗斯特效应”，通过高速成像甚至可以观察到水珠的“蹦床”弹跳现象。有关莱特弗罗斯特效应，下列分析中正确的是（ ）
A．水珠之所以能够在锅内或铁勺上悬浮，是由于高温使得水珠不受重力作用
B．水珠在锅表面弹跳并逐渐消失的过程中，水珠的机械能不变
C．利用莱特弗罗斯特效应，只要打湿双脚，就可以长时间在炭火上行走
D．温度更高令水珠存在更久，是由于水珠底部汽化后水珠与高温物体不直接接触，有效地进行了隔热
13．（2024·陕西西安·一模）如图是具有照明、消毒、风干等功能的，用航空铝或太空铝（铝镁合金）制成的电动升降晾衣架，在市场上备受青睐、顶部的电动机运转牵引通过转角器、顶座带动晾杆，帮助它可升可降。下列有关说法正确的是（ ）
A．用航空铝或太空铝（铝镁合金）做成是因为这种材质导电性好
B．风扇中的电动机是利用了电磁感应现象来工作的
C．紫外线消毒灯发出的紫外线属于电磁波，此波的传播速度是340m/s
D．衣架匀速上升的过程中重力势能不断增加
参考答案：
1． 肘关节 阻力 费力
【详解】[1]桡骨可以简化为杠杆，由图可知，该杠杆可以绕肘关节转动，该杠杆的支点是肘关节。
[2]在提起重物的过程中，重物通过绳索对手掌的拉力会阻碍人将重物提起来，是阻力。
[3]桡骨杠杆工作时，肱二头肌对它施加动力，重物通过绳索对手掌的拉力是阻力，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
2． 4 8400 70
【详解】[1]此过程中建筑材料提升的高度为
[2]塔吊提升建筑材料做的有用功是
[3]由图知，由3段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为
塔吊提升建筑材料做的总功为
塔吊的机械效率为
3． 相平 连通器 减小
【详解】[1][2]洗脸油排水管设计的U型反水弯上部开口、下部连通，属于连通器；连通器中装入同种液体，液体静止时，液面相 平，可以防止下水道异味窜入室内，利用了连通器的原理。
[3]以索塔与桥面的交点为支点，左侧拉索的拉力为动力，汽车对桥的压力为阻力，当载重汽车从桥梁左端匀速驶向索塔的过程中，阻力臂逐渐减小，在阻力和动力臂不变时，根据杠杆的平衡条件知，左侧拉索拉力大小一直减小。
4． 杠杆 靠近 重
【详解】[1]人抬起车把时，车体可以看成一个杠杆，轮子的中心是杠杆的支点，动力作用在把手上，阻力是独轮车的总重力，动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆。
[2]根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂不变的情况下，手握的位置越靠近把手末端时，动力臂越大，动力越小，越省力。
[3]物体的重心越低越稳定，因此搬运过程中为了避免货物倾倒，摆放货物时应该将较重的物体放在下面。
5． 增强 减弱
【详解】[1][2]根据题意知道，能避开雷达探测，就应使这种特殊材料能够增强对电磁波的吸收作用，同时，飞机的表面还要能够减弱对电磁波的反射作用。
6． 大 超声波 不可再生 不变
【详解】[1]核潜艇在深海中受到较大的液体压强，其外壳用硬度大特种材料制成。
[2]声呐装置是利用超声波方向性好、水中传播距离远等特点制成的。
[3]核能在使用后短时间内不能重新获得，是不可再生能源。
[4]由公式F浮=ρ液gV排知潜艇上浮出水前的过程中，海水的密度不变、潜艇排开水的体积不变，故其受到的浮力不变。
7． 轮轴 多 大 1200 3000 40
【详解】（1）[1]由图可知龙骨水车脚踏部分相当于简单机械中的轮轴，轮轴相当于省力杠杆，可以省力。
（2）[2][3]刮板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，克服水的重力做的功
由此可知，刮水越多，对水所做的功越多；当工人踩动脚踏的速度加快时，水车旋转一周的时间变短，根据可知，提升水的功率会变大。
（3）[4][5][6]工人做的总功为
提升水的质量为
水的重力为
将水举到高处对水做的功为
机械效率为
8． 动 重力势 2400J
【详解】（1）[1][2]用水流冲击力，使取水筒依次随轮转动，转至高处时，筒内的水自动倾入特备的水槽内，消耗了动能，增加了水的机械能，故筒车工作时是把动能转化为重力势能。
（2）[3][4]筒车旋转一周水流做的总功为
将水举到高处对水做的功有用功为
筒车旋转一周取水的机械效率为
（3）[5][6]若用水泵灌溉50 m高的田地，需要电机提供的压力为
此时电机的有用功率为
此时的效率为80%，所以有，电机的总功率为
9．B
【详解】A．我国地势西高东低，呈三级阶梯状分布。第一级阶梯平均海拔在4000米以上，海拔高，气压低，因此第一级阶梯位置的气压最低，故A正确，不符合题意；
B．水从高处往低处流动时，水的一部分能量转化为内能，传递到空气中，因此水的能量并不守恒，故B错误，符合题意；
C．我国地势阶梯交界处，河流落差大，水流速度快，水的重力势能转化为动能，因此适合建水电站，故C正确，不符合题意；
D．船闸的上游阀门打开时，上游和闸室构成连通器，下游阀门打开时，下游和闸室构成连通器，船只才能通航，因此修建水电站后，图乙中的船闸可利用连通器的原理实现船只通行，故D正确，不符合题意。
故选B。
10．A
【详解】A．耩使用铁尖，是在压力一定时减小受力面积，从而增大压强，便于“起土”，故A正确；
B．绳对耦的拉力和耩对绳的力是一对相互作用力，不是平衡力，故B错误；
C．绳对耦的拉力与耦对绳的力是一对相互作用力，大小相等，故C错误；
D．“牛行摇动”，说明力是改变物体运动状态的原因，故D错误。
故选A。
11．B
【详解】A．利用其硬度大的特性可以制作螺丝刀头，故A错误；
B．利用其耐酸性和耐碱性较高的特性可以制作药品容器，减小酸性或碱性药品腐蚀的可能性，故B正确；
C．利用其导热性好的特性可以制作金属炊具，故C错误；
D．利用其导电性好的特性可以制作高压输电线，故D错误。
故选B。
12．D
【详解】A．水珠之所以能够在锅内或铁勺上悬浮，是由于水珠受到的重力和水蒸气的支持力是平衡力，故A错误；
B．水珠在锅表面弹跳并逐渐消失的过程中，水珠的质量变小，机械能变小，故B错误；
C．利用莱特弗罗斯特效应，只要打湿双脚，人只能短时间在炭火上行走，故C错误；
D．温度更高反而令水珠存在更久，因为水蒸气的导热性不好，水珠底部汽化后使水珠与高温物体不直接接触，高温物体和水柱之间隔热，故D正确。
故选D。
13．D
【详解】A．用航空铝或太空铝（铝镁合金）做成是因为这种材质轻且硬度高，故A错误；
B．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故B错误；
C．紫外线消毒灯发出的紫外线属于不可见光的一种，属于电磁波，其传播速度为3×108m/s，故C错误；
D．衣架匀速上升的过程中，高度变大，重力势能增大，故D正确。
故选D。
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【回归课标】专项13：跨学科实践查漏补缺
新课标要求：5.1 物理学与日常生活
5.1.1 能发现日常生活中与物理学有关的问题，提出解决方案。
5.1.2 能运用所学知识分析日常生活中的安全问题，提出解决方案，践行安全与健康生活。
5.1.3 能运用所学知识指导和规范个人行为，践行低碳生活具有节能环保意识。
5.2 物理学与工程实践
5.2.1 了解我国古代的技术应用案例，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用。
5.2.2调查物理学应用于工程技术的案例，体会物理学对工程技术发展的促进作用。
5.2.3 了解物理学在信息技术中的应用。
5.3 物理学与社会发展
5.3.1结合实例，尝试分析能源的开发与利用对社会发展的影响。
5.3.2 结合实例，了解一些新材料的特点及其应用。了解新材料的研发与应用对社会发展的影响，
5.3.3 了解我国科技发展的成就，增强科技强国的责任感和使命感。
例题1、10月16日，为世界脊柱日如图人的脊柱起着支撑头部的作用，颈部肌肉连接颈部和头部，并控制着头部的运动。长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤，人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆。分析问题：
（1）请在图中画出人体头部所受重力的示意图；
（2）人在低头过程中，头部的重力的力臂 （选填“增大”或“减小”）颈部肌肉群对后颅向下的拉力 （填增大或减小）若将拉力看作动力，这是一个 杠杆，头部向下弯曲度增大颈椎所受的 增大；
（3）结合以上分析，给出一条保护颈椎健康的合理建议。
例题2、如图是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，当把谷物倒入扇车时，谷物在 力的作用下落入扇车，气流使枯瘪谷物从出风口飞出，说明力可以改变物体的 。扇车的摇柄是 （填简单机械名称）。
例题3、如图为某款新型折叠屏手机，折叠屏主要部件是柔性发光二极管。制成二极管的材料是（ ）
A．超导体 B．导体 C．半导体 D．绝缘体
【类型一】物理学与日常生活
【方法总结】（1）关注日常生活用品（如家用电器、交通工具等），了解主要结构、工作原理、使用问题、提出改进建议。例如，观察和体验人在活动或劳动过程中的杠杆模型，从具体事例分析省力杠杆和省距离杠杆，尝试综合运用多学科知识解释生活现象。
（2）调查生活中（如体育运动、用电、乘车、住高楼等）存在的安全隐患，提出安全与健康生活的建议。
（3）了解能源与环境的关系，对个人节能环保行为提出具体要求。了解太阳能、地热能、风能等能源。
【举一反三】我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。
（1）如图1，质量忽略不计的杆秤水平静止，O 为支点，则被测物体的质量为 kg。若被测物体质量增大，应该调节秤砣悬挂点向 （选填“左”“右”）移动才能使杆秤再次平衡；
（2）小星想自制一个杆秤，设计图为图2，要求：①测量范围为0~300g； ②分度值为20g； ③在筷子上做刻度，相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些。现有一根总长18cm的轻质一次性筷子、纸盘、细绳，以及钩码 50g、80g、400g各一。小星通过计算得出，若纸盘放上300g的物体，当杆秤水平静止时，钩码质量m与图中l1的关系如表格：
m/g 50 80 400
l1/cm 18.00 11.25 2.25
请你帮小星选一个最合适的钩码作为秤砣，并说明不选择其他钩码的理由。
【类型二】物理学与工程实践
【方法总结】（1）了解我国古代一些科技成果的工作原理。
（2）了解物理学在工程技术发展的应用案例，体会物理学对发展的促进作用。
（3）了解物理学在信息记录或传播中的应用。
【举一反三】《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于机内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，把低处的水提升到高处的机械——如图甲所示，图乙为筒车的简化图。
（1）水流因为有定的质量和速度而具有 能，水流冲击水轮转动，再利用取水筒把低处的水提升到高处，增大水的 能；
（2）若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，该筒车旋转一周提升的水的质量为 kg；对水所做的功为 J（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）；
（3）若筒车旋转一周所用时间为120s，水流冲击筒车的功率为40W，水流所做的总功为 J；筒车旋转周取水的机械效率为 。
【类型三】物理学与社会发展
【方法总结】（1）了解能源利用对环境的影响，结合对当地能源利用现状的调查，提出改进建议。
（2）了解半导体、超导体的主要特点，展望超导体应用对社会发展的影响。了解纳米材料等新型材料的主要特点，以及这些新材料技术的应用对社会发展的影响。
【举一反三】华为麒麟9000S系列、5G芯片惊艳全球，该芯片主要用到 材料（选填“导体”、“半导体”或“超导体”）；使用该芯片的手机用户可以实现卫星通话，所连接的卫星是由火箭发射到太空，火箭助推器用的是液氢+液氧燃料，液氢燃料具有较大的 。
一、填空题
1．（2024·山东菏泽·一模）用手提起重物，从生物学的视角，可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动。如图甲所示，从物理学的视角来看，桡骨可以简化为杠杆。该杠杆的支点是 （用图甲上标出的名称回答）；在提起重物的过程中，重物通过绳索对手掌的拉力是 （选填“动力”或“阻力”）；桡骨杠杆是 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。
2．（2024·广东深圳·二模）如图甲，用塔吊来搬运建筑材料，图乙为局部放大图，其中货箱重300N。将重2100N的建筑材料以0.8m/s的速度，沿竖直方向匀速提升5s，绳子自由端的拉力F为1000N，不计绳重及摩擦，则此过程中建筑材料提升的高度为 m，塔吊提升建筑材料做的有用功是 J，塔吊的机械效率为
3．（2024·陕西西安·模拟预测）（1）洗脸池排水管设计了U型“反水弯”，起到隔绝下水道异味的作用。当水不流动时，“反水弯”两端的水面高度总是 的，其利用了 原理。
（2）如图是单塔双索斜拉大桥，索塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力，现仅有一辆载重汽车从桥梁左端速匀速驶向索塔的过程中，左侧拉索拉力大小将 （选填“减小”“增大”“先减小后增大”“不变”）
4．（2024·山西朔州·二模）小明周末做家务时，需要搬动一些装有物体的箱子，于是他找来一辆手推车，如图所示是某次搬运过程中的情景。若将平放的手推车手柄一端抬起，此时可以将手推车看成一个 ，为了抬起时更省力，手应该 （选填“靠近”或“远离”）手柄端；搬运过程中为了避免货物倾倒，摆放货物时应该将较 （选填“重”或“轻”）的物体放在下面。
5．（2024·湖南永州·一模）如图所示为我国最先进的隐形战机“歼20”，它的表面有一层用特种复合材料制成的隐身涂料，可以让敌方射来的电磁波向个指定的角度反射，甚至可以做到让电磁波在它的表面爬行而不反射，从而实现比传统隐身材料高出上百倍的隐身能力，这种材料能够 （选填”增强”或“减弱”）对电磁波的吸收；同时它的表面制成特殊形状，雷达发出的电磁波遇到飞机时，被飞机反射目雷达设备的电磁波强度 （选填“增强”或“减弱”），从而使敌方雷达不能发现。
6．（2024·江苏南通·一模）中国自主研制的核潜艇，其外壳用硬度 （选填“大”或“小”）特种材料制成，其声呐装置是利用 进行障碍物的距离测定，核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。若海水密度的变化忽略不计，核潜艇上浮出水前的过程中受到的浮力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
二、综合题
7．（2024·广东惠州·一模）如图甲所示为明代宋应星《天工开物》中描述的龙骨水车，它由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成，其中脚踏部分的结构如图乙所示。水车安放在河边，下端水槽和刮板直伸水中，另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上，用时踩动脚踏部分使木齿轮转动，通过木链带动槽内刮板上行，倾灌地势较高的田地。
（1）龙骨水车脚踏部分相当于简单机械中的 ；
（2）刮板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功越 （选填“多”或“少”），当工人踩动脚踏的速度加快时，提升水的功率会变 （选填“大”或“小”）；
（3）若工人踩动龙骨水车旋转一周可将的水提升到4m高的田地中，所用时间为60s，工人做功的总功率为50W，则该过程中龙骨水车所做的有用功为 J，工人做的总功为 J，机械效率为 %。（，g取10N/kg）
8．（2024·陕西咸阳·模拟预测）我国是农业大国，取水灌溉是农耕中的重要环节。《天工开物》中记载了一种叫“筒车”的古代农业机械，“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于机内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”（意思大致为用水流冲击力，使取水筒依次随轮转动，转至高处时，筒内的水自动倾入特备的水槽内，流入农田）图甲为筒车的简化示意图。
灌溉高度h/m 所需压强p/106Pa 电机效率η/%
8 0.25 62.5
40 0.55 85
50 0.65 80
（1）筒车工作时是把 能转化为 能；
（2）若筒车接水槽离取水处高4m ，水轮上有 12 个取水筒，一个取水筒每次可取水 4kg，筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的总功率为40 W。筒车旋转一周，水流对筒车做的总功为多少 J？ 该筒车取水的机械效率为多大； （接水槽离倒水处的高度忽略不计，g 取10 N/kg）
（3）如图乙是现代农业中使用水泵灌溉梯田，水泵依靠电机运转抽水浇灌秧苗，利用电机做功是为了对水产生稳定的压力，可以将水以一定速度推到高处。某水泵出水管横截面积为，出水速度恒定为2m /s，灌溉不同高度所需的水压和电机效率如图丙所示。若用水泵灌溉50 m高的田地，电机提供的压力为多大 ； 此时电机的总功率为多少 W？
三、单选题
9．（2024·广东深圳·二模）图甲为我国沿纬线36°N的地形剖面图，下列分析错误的是（ ）
A．第一级阶梯位置的气压最低
B．水从高处往低处流动时，水的能量守恒
C．阶梯交界处水庞大的重力势能转化为动能，适合建水电站
D．修建水电站后，图乙中的船闸可利用连通器的原理实现船只通行
10．（2024·山东菏泽·一模）如图所示为“北耕兼种”的农具简图，《天工开物》中描述为：“其服牛起土者，未不用耜，并列两铁于横木之上，其具方语曰精。精中间盛一小斗，储麦种于内，其斗底空梅花眼，牛行摇动，种子即从眼中撒下。”关于图中的下列说法中，正确的是（ ）
A．精使用铁尖是为了增大压强，便于“起土”
B．牛对绳的拉力和绳对牛的拉力是一对平衡力
C．绳对耦的拉力大于耦对绳的力时，耦才会被牛拉动
D．“牛行摇动”，说明力是维持物体运动的原因
11．（2024·陕西西安·模拟预测）碳纳米管是由单层或多层的石墨烯层围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的一维量子材料，如图所示。碳纳米管的强度比钢高100倍，硬度约为钢的5倍，但重量只有钢的六分之一导电性和导热性能也非常显著，且具有较高的耐酸性和耐碱性。下列说法正确的是（ ）
A．利用其密度小的特性可以制作螺丝刀头
B．利用其耐酸性和耐碱性较高的特性可以制作药品容器
C．利用其导电性好的特性可以制作金属炊具
D．利用其导热性好的特性可以制作高压输电线
12．（2024·陕西西安·模拟预测）细心的同学会发现当水滴落在滚烫的铁锅上时，假如铁锅的温度略高于水的沸点时，水会发出嘶嘶声并迅速沸腾消失；但当铁锅温度达到近200℃时，水珠会在锅内悬浮滚动，反而可以存在更长时间。这种神奇的现象被称为“莱特弗罗斯特效应”，通过高速成像甚至可以观察到水珠的“蹦床”弹跳现象。有关莱特弗罗斯特效应，下列分析中正确的是（ ）
A．水珠之所以能够在锅内或铁勺上悬浮，是由于高温使得水珠不受重力作用
B．水珠在锅表面弹跳并逐渐消失的过程中，水珠的机械能不变
C．利用莱特弗罗斯特效应，只要打湿双脚，就可以长时间在炭火上行走
D．温度更高令水珠存在更久，是由于水珠底部汽化后水珠与高温物体不直接接触，有效地进行了隔热
13．（2024·陕西西安·一模）如图是具有照明、消毒、风干等功能的，用航空铝或太空铝（铝镁合金）制成的电动升降晾衣架，在市场上备受青睐、顶部的电动机运转牵引通过转角器、顶座带动晾杆，帮助它可升可降。下列有关说法正确的是（ ）
A．用航空铝或太空铝（铝镁合金）做成是因为这种材质导电性好
B．风扇中的电动机是利用了电磁感应现象来工作的
C．紫外线消毒灯发出的紫外线属于电磁波，此波的传播速度是340m/s
D．衣架匀速上升的过程中重力势能不断增加
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