初中物理物质解答题

夏天，冰淇淋从冰箱取出来后不久，其包装纸表面会变湿，这是为什么？把装水的玻璃瓶密封后放入冰箱的冷冻段时间。玻璃容易破裂，这又是为什么？请用学过的物理知识解释这两个现象。

小明想通过实验来测定一只金属螺母的密度。

（1）将天平放在水平台面上，游码移到标尺左端“0”刻度线处，观察到指针指在分度盘上的位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向　　调节，使指针对准分度盘中央的刻度线。

（2）用调节好的天平测量金属螺母的质量，天平平衡时所用砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，则金属螺母质量为　　 $g$。

（3）将用细线系住的金属螺母放入装有 $30\mathit{mL}$水的量筒内，量筒内水面如图丙所示，则金属螺母的体积为　　 $c{m}^3$。

（4）金属螺母的密度为　　 $g/c{m}^3$。

一天，小熊在实验室里进行了探究“影响蒸发快慢的因素”的活动。

（1）如下是部分操作过程，

①在两块相同的玻璃板 $A$、 $B$上，同时滴上　 　（选填“等量”或“不等量” $)$的酒精；

②使玻璃板 $A$上的酒精表面积变大，玻璃板 $B$不作处理，并保持其它条件不变；

③观察两块玻璃板上酒精蒸发的快慢。

（2）上述活动是为了探究蒸发快慢与　　（选填“液体温度”或“液体表面积” $)$的关系。会观察到玻璃板　　（选填“ $A$”或“ $B$ “ $)$上的酒精蒸发得快些。

（3）小熊在进行实验时不小心将温度计的玻璃泡浸入了酒精中，将其拿出后，温度计的示数会暂时　　（选填“变大”成“变小“ $)$，这是因为酒精蒸发　　（选填“吸热”成“放热” $)$造成的。

如图1所示，装有 $0.01m^3$水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为 $0.2m^2$。

桶的质量忽略不计， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。

（1）求桶中水的质量。

（2）求这桶水对地面的压强。

（3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升 $2m$的过程中，所用拉力为 $40N$．求该滑轮组的机械效率。

如图甲所示是“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置。

（1）如图乙所示是冰在加热过程中温度随时间变化的图象。根据图象特征可判断冰是　晶体　（选填“晶体”或“非晶体” $)$；当冰熔化一段时间后，试管中冰的质量　　（选填“增加”、“减少”或“不变” $)$。

（2）冰在熔化过程中　　（选填“吸收”或“放出” $)$热量，温度保持不变，大约持续了　　 $\mathit{min}$。

（3）加热到第 $3\mathit{min}$时，物质的状态为　　（选填“液态”、“固态”或“固液共存” $)$。

（4）再加热过程中，杯口上方出现“白气”，“白气”是水蒸气　　（填一物态变化）而成的。

（5）在实验过程中，不是用酒精灯直接对试管加热，而是把装有冰的试管放在水中加热，这样做不但使试管受热均匀，而且冰的温度上升速度较　　（选填“快”或“慢” $)$，便于记录各个时刻的温度。

图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇（部分参数如表），具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两档工作状态。

喷雾小风扇部分参数
输出电压	$4V$
喷雾功率	$4W$
出风功率	$4W$
电池容量	$6000\mathit{mAh}$

（1）小风扇喷出的水雾在空气中发生了　　（填物态变化的名称），从周围吸热，起到降温作用。

（2）图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内的水位较低时，红灯亮报警，请结合图说明其工作原理。　　。

（3）小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少？

（4）商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5小时，通过计算判断他们的宣传与实际是否相符。

我们生活在电磁波的海洋中，当需要防止电磁波干扰时，通常用金属壳将电磁波与需加以屏蔽的区域隔开，避免电磁波进入，这种做法就是电磁屏蔽。中国科技馆有一个金属小屋，侧面的大窗上镶嵌着一块电磁屏蔽玻璃，如图所示。请你自选器材设计一个实验，检验这块电磁屏蔽玻璃是否能够屏蔽电磁波。写出实验步骤和判断方法。

阅读短文，回答问题。

新的水纯化技术，可以为世界解渴

全世界18亿人常年缺水，如何利用太阳能进行海水淡化，是人类水资源领域共同关注的焦点。2019年，33岁的南京大学教授朱熹及其团队，模仿蘑菇的碳基吸收体，设计制作了集热蒸发一体化的人工蒸腾器件，如图是它的结构示意图。

供水通道利用毛细效应，把水供应到碳基吸收体上，碳基吸收体具有吸光性强且内部热导很低的特性，使其只能给界面处的水加热，让水一层一层蒸发。顶端像蘑菇一样的伞状结构，增大了水的表面积。这种材料和结构的巧妙设计使光蒸汽转化效率显著提高。在供水通道与海水接触处，团队受睡莲叶启发，设计了多级结构。成功实现水蒸发后，盐全部躺在容器底部，让水和盐溶质完全分离。保障器件不结垢，能长效利用。

这项变革性水纯化技术，便携、高效、低成本、无污染，让太阳能海水淡化技术成功产业化，为世界解渴，造福全人类。

（1）通过器件收集到大量的水蒸气，还要经历　　（填写物态变化名称），才能变成淡水，这一过程需要　　（选填“吸热”或“放热” $)$。

（2）人工蒸腾器件在提高光蒸汽转化效率方面的做法有　　（写出一条即可）。这项新的水纯化技术，还可以利用在哪些方面？　　（列举一例即可）。

全球在建规模最大的水电枢纽工程 $--$我国白鹤滩水电站进入全面建设阶段。按设计，水电站总库容206.27亿立方米，混凝土双曲拱坝最大坝高289米，顶宽13米，最大底宽72米。电站左岸、右岸地下厂房共有16台水轮发电机组。建成后具有以发电为主，兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。

（1）水电站库区建成后，该地区空气湿度会增大，这与水的　　（填物态变化名称）有关。

（2）从压强角度分析说明水电站混凝土双曲拱坝筑成“上窄下宽”的好处。

（3）水电站枢纽最大总泄洪量约为42000立方米 $/$秒，泄洪6分钟即可装满一个西湖。若以最大总泄洪量泄洪，6分钟内所泄出水的质量是多少？

2020年11月10日，中国"奋斗者"号载人潜水器在"地球第四极"--马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，创造了中国载人深潜的新纪录。本次万米深潜任务成功的一大亮点是采用了许多自主研发的国产新材料。

（1）"奋斗者"号采用的钛合金材料强度高、韧性好、耐腐蚀，与下列哪种材料类型相同？ 　　。

A．	①塑料
B．	②不锈钢
C．	③玻璃

（2）"奋斗者"号下潜时，外部携带了4块压载铁，总质量将近2吨。压载铁被悬挂的模型如图所示。试计算4块压载铁水下浸没时对"奋斗者"号的作用力约为多少？（压载铁的密度近似为 $8\times {10}^3$ 千克 $/$ 米 ${}^3$ ，海水的密度近似为水的密度）

（3）完成水下作业之后，"奋斗者"号抛去压载铁上浮，为了使"奋斗者"号在深海有足够大的浮力返航，采用了一种新的固体浮力材料，由大量纳米级大小的空气玻璃微珠组成。为了满足设计需求，该材料需要具备怎样的性质？ 　　（答出一点即可）。

根据下面4个图所给信息填空。

（1）采用绕线法测得铜丝的直径 $d=$　　 $\mathit{cm}$。

（2）小球浸没在液体中受到的浮力 $F=$　　 $N$。

（3）冬天室外气温 $t=$　　 ${}^{°}\text{C}$。

（4）甲、乙两车同时同地同方向做匀速直线运动，它们的 $s-t$图象如图所示， $t=6s$时两车间距离 $x=$　　 $m$。

神奇的光伏高速公路

全球首段承载式光伏高速公路2017年12月28日在山东济南通车，光伏路面全长1120米，路面顶层是类似毛玻璃的新型材料，摩擦系数高于传统沥青路面，保证轮胎不打滑的同时，还拥有较高的透光率，让阳光穿透它：使下面的太阳能把光能转换成电能，发电装机容量峰值功率为 $817.2\mathit{kW}$．预计年发电量约100万千瓦，参与测试的一名中巴车司机说：“路面的感觉和平常高速一样，刹车距离和平常路面一样。”在冬季，这段路面还可以将光能转化为热能，消融冰雪，确保行车安全。

报道称，这光伏滑路面还预留了电磁感应线圈，随着电动汽车无线技术的配套，未来可实现电动车边跑边充电，预留的信息化端口还可接入各种信息采集设备：车辆信息、拥堵状况等信息将汇聚成交通大数据，构建大数据驱动的智慧云控平台，通过智能系统，车辆管控等措施，能更有效的提升高速公路的运行效率。

晒晒太阳就能发电，公路变成”充电宝”，自行融化路面积雪 $\dots$，这就是智见公路的先行案例。

阅读上文，回答下列问题：

（1）交章中有个物理量的单位有误，请你指出来并改正；

（2）简要描述“新型材料”的特性；

（3）光伏高速公路的设计应用了哪些物理知识？（回答三点即可）。

为了测量盐水的密度，尼玛同学取适量盐水的样品进行了如下实验：

（1）将天平放在水平台上，游码归零后，发现分度盘指针如图甲所示，应将平衡螺母向　　调节（选题“左”或“右” $)$，指针指向分度盘中央。

（2）天平调平后，将盛有适量盐水的烧杯放在天平左盘内，改变右盘中的砝码个数及和游码的位置，使天平在水平位置重新平衡，此时砝码的质量和游码的实数如图乙所示。则烧杯和杯内盐水的总质量是　　 $g$。

（3）将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，如图丙所示。量筒中盐水的体积为　　 $c{m}^3$，再用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量为 $106g$。

（4）根据上述实验数据计算出盐水的密度　　 $\mathit{kg}/m^3$。

用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。

（1）测小石块的密度

①天平放置于　　工作台上，将游码移到标尺　　处，调节平衡螺母使横梁平衡；

②用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图甲所示，则小石块的质量为　　 $g$．在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图乙所示，则小石块的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$；

（2）测小瓷杯的密度

如图丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为 $V_1$；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为 $V_2$；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为 $V_3$，小瓷杯密度的表达式 ${\rho }_{杯}=$　　（用 $V_1$、 $V_2$、 $V_3$和 ${\rho }_{水}$表示）。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果　　（选填“偏大”、偏小”或“不变” $)$。

我国新一代水上飞机“鲲龙”（如图 $1)$的一项绝技是森林灭火，它汲水迅速、投水精准，灭火能力不同凡响。

（1）用水灭火的原理是　             　。（写出一点）

（2）“鲲龙”机翼截面如图2，飞行时机翼上表面空气流速　　下表面空气流速，使上表面气压小于下表面气压，从而获得足够大的升力。

（3）“鲲龙”飞行时最大航速为560千米 $/$时，计算飞往距它140千米远的火灾现场至少需要的时间。