苏教版中考物理复习专题中考物理STS热点问题归类例析

苏教版中考物理复习专题中考物理STS热点问题归类例析

中考物理STS热点问题归类例析 有关STS(科学Science、技术Technology,社会Society)的中考物理试题，涉及现代科学技术、社会生活中的重大事件和热点问题，取材广泛，情景新颖，充满时代和生活气息，体现物理与科学、技术、社会的联系，着重考查收集信息和处理信息的能力、学习和迁移能力、分析和解决实际问题的能力，历来是中考命题的热点。‎ ‎ 解答STS考题，首先要弄清题意，明确物理与科技、社会的联系，知道已知与所求;然后利用题给信息，应用所学知识分析解答。解题难点，一是易受情景材料影响，弄不清题意;二是受题中的新名词、新知识羁绊，思维断片，感到无从下手;二是不能将题目化为物理间题，无法确定解题的思路与方法为扫清解题障碍，提高应考能力，现将中考物理STS热点问题整合归类，以供复习备考参考 ‎ 一、物理与科学 ‎ 有关物理与科学的热点，多为科学新发现、新成就或重大发明。考题一般具有起点高、落点低等特点，题给的科学知识，乍看似乎高不可攀，细究则答案就在题干内或用已有知识完全可以解决。要仔细审读，避开新名词、新概念的干扰，抓住关键词句，提取有用信息，弄清物理与科学的联系，找出其中所蕴含的物理问题或规律，应用相关知识分析解答。‎ ‎ 例1 浙江大学制造出一种由碳元素组成的超轻物质，其内部像海绵一样多孔隙，故名“碳海绵”。碳海绵可用于处理海上原油泄漏事件，处理时，先用它吸收浮在水面上的原油，再通过挤压，将碳海绵内的原油进行回收。此过程没有应用到下列“碳海绵”性质中的( )‎ ‎ A.保温性能好 ‎ B.易被压缩 ‎ C.能吸油但不吸水 ‎ D.密度很小，能浮于海面上 ‎ 解析:“碳海绵”属于科学新成就。弄清利用“碳海绵”处理、回收原油的原理与过程，分析其所具有的性质，确定没有应用到的性质。‎ ‎ 碳海绵“内部像海绵一样多孔隙”，可“挤压”，说明其易被压缩;“碳海绵可用于处理海上原油泄漏事件”，处理时，先“吸收”再“回收”原油，说明其能吸油但不吸水;碳海绵是一种“超轻物质”，“用它吸收浮在水面上的原油”，说明其密度很小，能浮于海面上。故没有应用到”保温性能好”的性质。答案:A。‎ ‎ 例2 人类首次探测到的引力波是由13亿光年之外的双黑洞合并形成的。双黑洞的初始质量分别是太阳质量的29倍和36倍，合并后的黑洞质量是太阳的62倍。亏损的质量以[来源:1ZXXK]‎ 强大引力波的形式释放到宇宙，经过漫长的旅行抵达地球。下列说法正确的是( )‎ ‎ A.牛顿预言了引力波的存在 ‎ B.双黑洞合并过程质量守恒 ‎ C.该引力波产生于13亿年前 ‎ D.引力波只能在介质中传播 ‎ 解析:引力波是由爱因斯坦1916年预测，直至2019、2019年获得直接观测证据的科学新发现。弄清引力波的成因，根据引力波的形成过程、传播特征并结合已有知识分析解答。‎ ‎ 牛顿的引力理论只涉及宇宙间的物体，大到天体，小到尘埃，都存在相互吸引的力，并没有预言引力波的存在;“双黑洞的初始质量分别是太阳质量的29倍和36倍，合并后的黑洞质量是太阳的62倍”，说明双黑洞合并过程中质量是不守恒的;“引力波是由13亿光年之外的双黑洞合并形成的”‎ ‎，说明双黑洞合并时产生的引力波的位置到地球的距离为13亿光年，即该引力波产生于13亿年前;引力波在空间的传播方式与电磁波类似，以光速传播且不需要介质。答案:C。‎ ‎ 例3 2019年诺贝尔物理学奖颁给了“高亮度蓝色发光二极管(LED )”的美国和日本的三名发明者。红色、绿色发光二极管在20世纪中叶已经问世，但直到蓝色发光二极管发明后，发光二极管能被用于照明，产生白色光源。正如授奖声明中所说:“白炽灯照亮了20世纪，LED灯则点亮了21世纪。”‎ ‎ (1)为什么红色、绿色、蓝色发光二极管都问世后，发光二极管才能被用于照明?‎ ‎ (2)请从能量转化角度提出一个与LED有关的问题并回答?‎ ‎ 问题: ?‎ ‎ 回答: 。‎ ‎ 解析:蓝色发光二极管属科学的重大发明。光的三原色是红、绿、蓝，这三种色光混合后形成白光;LED消耗电能，工作时发光，电能转化为光能。‎ ‎ (1)红光、绿光、蓝光混合后可以产生白光。‎ ‎ (2)问题:LED光源在工作时能量如何转化?[来源:1]‎ ‎ 回答:把电能转化为光能。‎ ‎ 【温签提示】有关物理与科学的热点的STS考题，素材一般源于国家科学技术奖、诺贝尔物理学奖等，考查相关物理知识的综合应用，如巨磁效应、六冲程内燃机、半导体制冷、超导限流器等。‎ ‎ 二、物理与技术 ‎ 有关物理与技术的热点，多为科学技术在生活、生产以及航空航天等领域中的应用实例。要仔细审读，从题给文字、图表材料中获取有用信息，弄清物理与技术的联系，找准所考查的知识点，应用相关知识分析解答。‎ ‎ 例4 如图1甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车，其亮点是列车可以小角度转弯，安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置。‎ 甲 乙 丙 图1‎ ‎ (1)当列车转弯时，水平轮胎发生形变，起到导向和稳定作用，如图1乙是轮胎与接触面的平面图，请在图中画出轮胎对接触面压力的示意图。‎ ‎ (2)当高压细水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强p=10 Mpa，水雾喷出的速度v≥10 m/s，若喷孔的总面积S=5× 10‎-5 m2‎，则水枪的功率至少为多少瓦?(不计大气压强)‎ ‎ (3)列车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能。当列车在平直轨道上制动减速时，电能W1与内能W2之比为9:16，如图1丙是机械能的变化量△W与速度变化量△v的关系图象。若列车从‎72 km/h开始减速，转化的电能可供总功率为1000 W的照明灯正常发光1h，则列车的速度会减小到多少千米/时?‎ ‎ 解析:永磁动力单轨列车应用到许多科学技术。弄清转弯、水枪、制动发电的原理，综合应用力学和电学的相关知识分析解答。‎ ‎ (1)轮胎对接触面压力的作用点是轮胎与接触面的接触点，方向垂直于接触面向里，过作用点作垂直于接触面向左的线段，画箭头表示力的方向，如图2所示。‎ ‎ (2)水对喷孔的压力:‎ 当水雾喷出的速度v=10 m/s时，水枪的功率最小，则水枪的功率至少为:‎ ‎ (3)列车减速时转化的电能:‎ 由电能与内能的关系可知，此过程中转化的内能:‎ ‎ 列车减少的机械能:‎ 由图象可知，此时列车减小的速度:‎ ‎ 故列车的速度会减小到:‎ ‎ 例5 图3所示的“无人机”(多功能飞行器)具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。‎ ‎ (1)起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是 。在空中飞行时，只要增加 侧两个旋翼的转速，就能使无人机 右侧抬升，向左倾斜飞行。‎ ‎ (2)若该机在30秒内匀速竖直上升‎120米进行空中拍摄，则它飞行的速度是多少米/秒?‎ ‎ (3)该机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电压为15伏，电动机正常工作时，通过的电流为多少安?‎ ‎ (4)该机所需的能量是由一块输出电压为15伏、容量为5000 mA·h的电池提供。若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100 W ,则该机最多能飞行多少时间?‎ ‎ 解析:军用和民用无人机广泛应用于军事(侦察、作战)、森林防火、电力、农业等领域。综合应用力学和电学知识分析解答。‎ ‎ (1)旋翼向下吹风，无人机上升，这是因为力的作用是相互的;根据流体压强和速度的关系可知，流速越大，压强越小，要使无人机右侧抬升，需要增加右方的风量，减小右方的压强，故应增加右侧两个旋翼的转速。‎ ‎(2)飞行速度:‎ ‎(3)通过的电流:‎ ‎(4)电池储存的能量:‎ 飞行的能量:‎ 最多能飞行的时间:‎ ‎ 【温馨提示】有关物理与技术的热点的STS考题，多为综合应用题，素材一般源于对科学技术发展有重大影响或突破的科技大事件、我国在某领域具有领先地位的科学技术应用等，考查相关物理知识的综合应用，如辽宁舰、“蛟龙号”载人深潜器、“天宫二号”空间实验室、神舟十一号飞船、“墨子号”世界首颗量子卫星、新型飞行器(美国最新的SR―72高超音速飞行器、地效翼船)、世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”、火星探测等。‎ ‎ 三、物理与社会 ‎ 有关物理与社会的热点，多为涉及民生的重要生存、衣食住行、抢险救灾、国际安全等社会各方面广泛关注的一些话题或事件。要仔细审读，分析处理题给信息，弄清物理与社会的联系，将社会问题转化为物理问题，应用相关物理知识分析解答。‎ ‎ 例6 阅读短文，回答问题:‎ 空气净化器 ‎ 由于雾霾天气的增多，空气净化器逐渐走入家庭，其工作过程(如图4甲)是:脏空气进入净化器时，灰尘被正电钨丝放电而带上正电，流到负电格栅板时，带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时，化学有毒气体被吸附，排出空气的污染物浓度大幅降低，多次循环后变成洁净空气。‎ ‎ 洁净空气量(CADR)是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算CADR ‎ CADR(:房间容积;:空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间)‎ ‎ 其铭牌如下表:‎ ‎(1)负电格栅板吸附灰尘的原理是 。‎ ‎ (2)取出使用一段时间后的活性炭，可以闻到刺激性的气味，说明分子在 。‎ ‎ (3)某房间的使用面积为‎18 m2‎，高度是‎3m，此空气净化器 (填“能”或“不能”)‎ 在1小时内使房间污染物浓度下降90% 。‎ ‎ (4)可变电阻是制作二氧化碳传感器的常用元件，图4乙所示为其控制电路，电源电压保持6V恒定，R1为可变电阻，其阻值随二氧化碳浓度变化如图4丙所示，R0为定值电阻，当浓度为0.031%时，电压表示数为1V，则R0阻值为 Ω;当电压表示数大于3V时，二氧化碳浓度大于 %，此时空气净化器会自动报警。‎ ‎ 解析:空气净化器(空气清洁器)能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、异味、甲醛之类的装修污染、细菌等)，有效提高空气清洁度。弄清空气净化过程及其工作原理，综合应用CADR公式及热学、电学相关知识分析解答。‎ ‎ (1)由图甲可知，正电钨丝使灰尘带正电，因异种电荷相吸引，故负电格栅板能吸附灰尘的原理是异种电荷相互吸引。‎ ‎ (2)取出活性炭，可以闻到刺激性的气味，说明分子在不停地做无规则运动。‎ ‎ (3)房间体积;由表中数据可知，洁净空气量CADR=‎138 m3‎/h 使房间污染物浓度下降90%的时间:‎ ‎ 故能在1小时内使房间污染物浓度下降90% 。‎ ‎ (4)由电路图可知，R1、R0串联，电压表测R0两端电压。‎ 由图象可知，当浓度为0.031%时，R1=50Ω，此时电压表示数为1V，则R0的阻值:‎ 当电压表示数为3V时，R1的阻值:‎ ‎ 由图象可知，此时二氧化碳浓度为0.035%。所以当电压表示数大于3V时，二氧 化碳浓度大于0.035%，空气净化器会自动报警。‎ ‎ 例7 如图5甲所示是一则公益广告，浓浓的孝心渗透着社会主义核心价值观。小妮给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图5乙所示，足浴器某次正常工作时控制面板显示如图5丙所示。求:‎ 甲 乙 丙 图5[来源:1ZXXK]‎ ‎ (1)此时足浴器的工作电流;(计算结果保留一位小数)‎ ‎ (2)足浴器装入最大容量初温为‎22℃‎的水，当水温达到控制面板上显示的温度时水吸收的热量;‎ ‎ (3)上述加热过程耗时16 min，该足浴器的热电效率。‎ ‎ 解析:利用铭牌和控制面板的有用信息，综合应用力学、热学、电学相关知识分析解答。‎ ‎ (1)根据图丙的控制面板上500 W指示灯亮可知，此时足浴器的电功率P=500 W;由图 乙可知，足浴器的额定电压U=220 V。则足浴器正常工作的电流:‎ ‎ (2)足浴器最大容量: ‎ ‎ 足浴器中水的质量:‎ ‎ 水吸收的热量:‎ ‎ (3)足浴器消耗的电能:‎ 足浴器的热电效率:[来源:学§科§网]‎ ‎ 例8 文明出行，人人有责。近年来，因不遵守交通法规而造成的安全事故时有发生。‎ ‎ ‎ ‎ (1)开车打电话、玩手机发生车祸的风险比正常驾驶高4倍以上。司机开车时，常因发现意外情况而紧急刹车。司机从发现情况到操纵制动器所需要的时间叫反应时间;汽车在司机的反应时间里以原来速度行驶所通过的距离叫反应距离;制动刹车后，汽车继续前行的距离叫制动距离。[来源:Zxxk.Com]‎ ‎ 若某司机在平直公路上以‎72 km/h的速度边看微信边匀速行车，当发现前方路面‎50 m处有障碍物时，他立即采取相应的刹车措施。据相关部门测定，司机正常反应时间约0.6 s，而边看微信边开车，反应时间会变为正常反应时间的3倍。该车以不同速度行驶时制动距离见下表:‎ ‎ 请结合表中数据及图6，计算该车若按原运动方向行驶能否在撞上障碍物前停下。‎ ‎ (2)车辆超载容易导致交通事故。‎ ‎ ①现有一辆核准载重为7t，车厢体积为‎8m3‎的货车。若该车装满沙子，试通过计算判断该车是否超载?( =1.6× ‎103 kg/m3)‎ ‎ ②请你从力学角度说明超载的一项危害。‎ ‎ (3)由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪被广泛用来监测酒驾，传感器R1的阻值随酒精气体浓度的变化如图7甲所示，工作电路如图7乙所示，电源电压恒为12 V，定值电阻R2=30Ω。‎ ‎①被检测者未喝酒时，R1= Ω。‎ ‎ ②被检测者酒精气体浓度为0.8 mg/mL时，电流表的示数为多少?‎ ‎ ③现在公认的酒驾标准为0.2 mg/mL(酒精气体浓度≤0.8 mg/mL，当电压表示数为4.8V时，通过计算说明被检测司机是否酒驾?‎ ‎ 解析:超速、超载、酒驾已成为交通运输中的三大“杀手”。弄清“三个距离”(反应距离、制动距离与汽车距障碍物距离)的关系、车速与制动距离的关系、传感器阻值与酒精气体浓度的关系;利用图、表中的有用信息，综合应用力学、电学知识分析解答。‎ ‎ (1)反应时间:‎ ‎ 汽车速度: ‎ ‎ 反应距离: ‎ ‎ 由表中数据可知，当汽车速度为‎72 km/h时，制动距离: ‎ ‎ 汽车从发现障碍物到制动停止通过的距离:‎ ‎ 所以该车若按原运动方向行驶汽车会撞上障碍物。‎ ‎(2)①汽车装满沙子时的质量:‎ ‎ 所以，该车装满沙子属于超载。‎ ‎ ②超载的汽车质量大，惯性大，急刹车后滑行距离大，容易引发交通事故;超载的汽车对地面会产生很大的压强，容易破坏路面;超载的汽车质量大，速度一定时，动能大，遇到紧急情况不容易停下来，容易引发交通事故;超载的汽车质量大，对轮胎的压力大，易爆胎，从而发生交通事故。‎ ‎ (3)①由图象可知，被检测者未喝酒即酒精气体的浓度为0时，R1=60Ω。‎ ‎②由图象可知，当酒精气体浓度为0.8 mg/mL时，R1=10Ω，此时电路中的电流:‎ 即电流表的示数为‎0.3 A。‎ ‎③当电压表示数为4.8 V时，电路中的电流:‎ 此时传感器R1的阻值:‎ ‎ 由图象可知，被检测者的酒精气体浓度为0.3 mg/mL>0.2 mg/mL，所以属于酒驾。‎ ‎ 【温馨提示】有关物理与社会 的热点的STS考题，多为综合应用题.素材一般源于社会、生活实际中广为关注的热点话题、热点新闻或重大事件，考查相关物理知识的综合应用，例如环境保护(环境污染、节能减排)、新能源开发利用、交通网(地铁、城铁、高铁)、交通安全(超载、超速、酒驾醉驾)、城镇化建设、反恐防恐等。‎