夜雨聆风学习资料网

ARTICLE · 1158094

2026徐州中考物理真题完全解读

2026徐州中考物理真题完全解读

试卷总评·考情分析·复习策略·真题解读

【试题分析】

2026年徐州市中考物理试卷坚持立德树人导向,落实《义务教育物理课程标准(2022年版)》要求,全卷满分80分,考试时间80分钟,由选择题(10小题,共20分)、填空题(7小题,共20分)、解答题(6小题,共40分)三大部分组成,共23题。

一、整体难度定位

全卷难度梯度合理,基础题、中档题、综合题比例恰当。选择题与填空题以基础知识、基本概念、基本规律和基本技能的考查为主,覆盖声、光、热、力、电、磁各知识板块;解答题第19、20题要求写出必要的解题过程,考查规范表达与综合计算能力;第21、22题为实验探究题,第23题为阅读短文综合题,突出科学探究与信息提取能力。试卷整体难度适中,突出"基础性、应用性、综合性、创新性"的考查导向。

二、考查导向

试卷紧密联系生产生活实际、中华优秀传统文化和科技前沿,大量试题以真实情境为载体。如第1题以"木蛤蟆"拟音玩具为背景,第2题以二维金属制备成果入选《物理世界》2025年度十大科学突破为素材,第3题以李白诗句"朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还"考查速度知识,第8题以L4级自动驾驶无人车雷达为情境,第9题以《梦溪笔谈》"剪纸人加弦上"记载考查科学方法,第14题以拖拉机柴油发动机为背景,第16题以磁悬浮滑道为素材,第23题以陆游诗句"花气袭人知骤暖"引出气体扩散与菲克定律。试卷注重考查学生从真实情境中提取信息、建立物理模型、运用物理知识解决实际问题的能力。

三、题型分值

选择题:10小题,每小题2分,共20分

填空题:7小题(第17题2分,其余每空1分),共20分

解答题:6小题,共40分(其中第19、20题要求写出必要解题过程)

四、核心素养覆盖

全卷全面覆盖物理学科核心素养四个方面:物理观念(第1、2、3、4、5、6、7、8、12、14、15、16题等)、科学思维(第3、5、6、9、10、13、20题等)、科学探究(第17、18、21、22题等实验探究与作图题)、科学态度与责任(第2、8、14、16题结合科技前沿与生产生活,第3、9、23题融入中华优秀传统文化)。

【试题亮点】

一、真实情境创设,体现学科育人价值

试卷大量试题以真实生产生活情境为载体,将物理知识融入科技前沿(第2题二维金属制备入选《物理世界》十大科学突破、第8题L4级自动驾驶无人车)、生活用具(第1题"木蛤蟆"拟音玩具、第12题喷雾风扇、第15题电扇铭牌、第17题棉线滴水)、生产实际(第6题塔式起重机、第14题拖拉机柴油发动机)、公共交通(第16题磁悬浮滑道)等真实场景中,引导学生关注物理与生活、社会、科技的联系,增强民族自豪感和社会责任感。

二、中华优秀传统文化深度融合

试卷第3题以李白诗句"朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还"考查速度知识,第9题以《梦溪笔谈》中"剪纸人加弦上,鼓其应弦,则纸人跃"的记载考查转换放大法,第23题以陆游诗句"花气袭人知骤暖"引出气体扩散现象,将中华优秀传统文化与物理知识有机结合,引导学生增强文化自信,体现学科育人价值。

三、实验探究考查全面,注重过程与方法

试卷设置多个实验探究题(第11题探究凸透镜成像规律、第13题测量盐水密度、第17题棉线滴水现象、第21题测量灯泡正常发光时的电功率、第22题探究浮力与排开水体积的关系),覆盖光、力、电多个领域,考查实验原理、器材选择、操作规范、数据分析、图像处理与结论归纳的完整探究过程。第9题专门考查科学方法(转换放大法)的辨析,第17题考查提出有价值可探究问题的能力,突出科学探究核心素养。

四、信息提取与跨学科综合能力要求突出

第23题为阅读短文综合题,以"气体扩散"为主题,融合诗词、物理知识、数学图像和数据计算,引入菲克定律公式,要求学生提取短文信息、分析表格数据、绘制图像并计算扩散通量,体现跨学科实践和综合能力考查的命题趋势。

【命题趋势】

一、情境化命题持续深化

未来中考物理命题将进一步强化真实情境创设,将物理知识嵌入科技前沿、生产生活、中华优秀传统文化等真实场景中,考查学生从情境中抽象物理模型、运用知识解决实际问题的能力。复习中应注重情境类试题的训练,培养信息提取与建模能力。

二、实验探究考查更注重过程

实验探究题将更注重考查完整的探究过程,包括实验方案设计、器材选择、操作要点、数据分析与处理、图像绘制、结论归纳与评估交流。第17题直接考查"提出有价值且可探究的问题",引导学生经历完整的科学探究起点。复习应重视教材实验的再现与变式,强化探究思维和规范操作训练。

三、中华优秀传统文化与跨学科融合成为热点

物理与诗词典故、古代科技记载(《梦溪笔谈》《天工开物》等)的结合将成为命题的重要方向;跨学科阅读、信息提取与数据计算类试题(如第23题气体扩散与菲克定律)也将持续出现。学生需要学会运用多学科知识综合分析问题,能够从新材料中提取关键信息。

四、图像图表信息处理能力要求提升

图像、图表、数据表格等信息的读取、分析、绘制与转换能力将持续受到重视。第22题考查对F-V排图像处理不当之处的辨析,第23题要求根据数据表绘制C-x图像,第15题考查从铭牌表格中读取信息。复习应加强"图像语言"的训练,掌握从图像中提取关键信息、分析物理过程、总结物理规律的方法。

考点细目表

题号
情境
知识点
设问角度
1
"木蛤蟆"拟音玩具
声音的特性(音色)
现象判断
2
二维金属制备成果
物态变化(熔化)
现象判断
3
李白诗句
速度
情境判断
4
匀速行驶列车
惯性、牛顿第一定律
现象判断
5
卢瑟福原子核式结构模型
原子的结构
类比辨析
6
塔式起重机
能量转化、机械效率
说法判断
7
家庭电路
安全用电原则
做法判断
8
L4级自动驾驶无人车
电磁波
概念判断
9
《梦溪笔谈》纸人跃弦
转换放大法
科学方法辨析
10
平面镜前观察铅笔
平面镜成像
成像位置判断
11
探究凸透镜成像规律
凸透镜成像规律
实验填空
12
喷雾风扇
物态变化(汽化)
概念填空
13
测量盐水密度
密度测量
实验填空
14
拖拉机柴油发动机
内能转化、比热容、热量计算
计算填空
15
电扇铭牌
电功率、额定功率
表格信息填空
16
磁悬浮滑道
电磁感应、磁极相互作用
概念填空
17
棉线滴水现象
科学探究(提出问题)
开放探究
18
光的反射、钢琴琴键
光的反射作图、杠杆力臂
作图
19
铅球下落
重力、功
综合计算
20
串联电路滑动变阻器
欧姆定律
综合计算
21
测量灯泡电功率
电功率测量(定值电阻法)
实验探究
22
探究浮力与排开水的体积
浮力、阿基米德原理
实验探究
23
气体扩散阅读短文
扩散现象、菲克定律
综合应用

考点模块占比分析

知识模块
题号
分值占比
考查侧重
声现象
1
约2.5%
声音的特性(音色)
物态变化
2、12
约6%
熔化、汽化及吸放热
物质的微观结构
5
约2.5%
原子的核式结构模型
机械运动与力
3、4、19
约10%
速度、惯性、重力与功
光现象
10、11、18(1)
约9%
平面镜成像、凸透镜成像、光的反射作图
密度
13
约4%
液体密度的测量
功和机械能
6、18(2)
约5%
机械效率、杠杆力臂作图
浮力
22
约10%
探究浮力与排开水体积的关系
内能与比热容
14
约4%
内能转化、热量计算
电学
7、15、20、21
约22%
安全用电、电功率、欧姆定律、测量电功率
电磁现象
8、16
约6%
电磁波、电磁感应
科学方法与跨学科实践
9、17、23
约19%
转换放大法、提出问题、阅读短文与信息提取

复习策略

核心备考策略

一、夯实基础,构建知识网络

中考物理注重基础知识、基本概念、基本规律的考查。复习时应以教材为本,系统梳理各知识板块,构建知识网络。如第5题通过卢瑟福原子核式结构模型与行星绕日模型的类比考查原子的结构,提醒学生要重视概念间的联系与类比;第16题将电磁感应与磁极相互作用综合在磁悬浮滑道情境中,考查知识的结构化运用。

二、重视实验,强化探究能力

实验探究题分值占比高,覆盖光、力、电等领域。复习时应对教材中的学生实验逐一过关,理解实验原理、器材选择、操作规范、数据处理与结论归纳的完整过程。特别注意第11题凸透镜成像实验中"从光屏上观察不到像时如何观察虚像"、第13题密度测量中"烧杯挂壁误差的消除"、第21题无电流表测电功率的"定值电阻间接测电流法"、第22题"浮力图像纵坐标的选择"等高频考点,以及第17题提出探究问题的能力训练。

三、加强计算,提升规范表达

解答题第19、20题要求写出必要的解题过程。复习时应对重力G=mg、功W=Gh、欧姆定律I=U/R、电功率P=UI等核心公式进行系统训练,注意物理量的单位换算、公式的适用条件、解题过程的规范书写。第20题滑动变阻器动态电路的范围问题,要掌握"两个极端情况分析法"。

四、关注情境,培养建模能力

试卷大量试题以真实情境为载体。复习时应关注科技前沿(二维金属制备、自动驾驶、磁悬浮)、生产生活(塔吊、拖拉机、电扇)、中华优秀传统文化(诗词、典籍)中的物理问题,训练从情境中提取信息、建立物理模型、运用物理规律解决问题的能力。

五、强化图像与信息处理

图像、图表是中考物理的重要考查载体。复习时应加强图像类试题训练,掌握从图像中读取信息、分析物理过程、绘制图像、利用图像总结规律的方法。第22题要理解图像纵坐标必须与研究变量一致,第23题要根据数据表描点连线绘制图像,第15题要学会从铭牌表格中提取额定电压、额定功率等关键信息。

避坑提醒

一、概念辨析类易错点

第1题:区分声音三要素——拟音玩具"发声逼真"对应音色(材料与结构决定),不是音调(频率决定)或响度(振幅决定)。

第2题:固态金属变为液态是熔化(固→液),注意物态变化的方向,易与升华(固→气)、凝华(气→固)混淆。

第5题:原子核式结构模型中,电子对应行星(绕核运转),原子核对应太阳;不要误把质子、中子当行星。

第6题:电动机不能把电能全部转化为机械能(部分转化为内能);滑轮组机械效率达不到100%;吊起不同重物时机械效率不同。

二、电路分析类易错点

第20题:求电源电压范围要用极端法——滑片移到阻值最大和最小时两个临界状态分别分析,还要注意滑动变阻器分得的电压变化。

第21题:无电流表时利用定值电阻两端电压求电流I=U₀/R₀,注意电压表先测灯泡两端电压(2.5V)再改测定值电阻两端电压(1.5V),两次读数不能混淆。

三、实验操作类易错点

第11题:物距小于焦距时成虚像,虚像与物在凸透镜同侧,要从凸透镜右侧透过透镜观察;光屏移动后像变模糊(只有成像位置像最清晰)。

第13题:先测"烧杯和盐水总质量m₁",倒出部分盐水后再测"烧杯和剩余盐水质量m₂",盐水质量=m₁-m₂,不能直接测空烧杯质量(挂壁残留造成误差)。

第22题:研究浮力与排开体积的关系时,纵坐标应为浮力F浮(=G-F拉),而不是弹簧测力计的拉力F。

四、计算类易错点

第19题:先由G=mg求重力(质量4 kg),再由W=Gh求功,注意g取10 N/kg。

第23题(4):扩散通量J=D·ΔC/Δx,取0.15 m处所在区间(0.1~0.2 m)的浓度梯度计算,注意浓度单位10⁻³ kg/m³的换算,结果为2×10⁻⁷ kg/(m²·s)。

五、作图类易错点

第18题(1):反射光线作图,先作法线(过入射点O垂直于镜面),反射角等于入射角,标箭头表示传播方向。

第18题(2):力臂是从支点到力的作用线的垂线段,标字母l并画直角符号,不能把力臂画成力的作用点到支点的连线。

逐题解读

徐州市2026年中考物理试卷

(满分:80分 考试时间:80分钟)

一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题给出的选项中只有一个选项符合题意)

1. 如图所示,“木蛤蟆”是一种木制的拟音玩具。当木棒在其后背凸起部分滑动时,能发出逼真的蛤蟆叫声,这是因为“木蛤蟆”发出的声音和真蛤蟆的叫声具有相似的( )

A. 音调 B. 音色 C. 响度 D. 速度

【答案】B

【学科材料分析】

题目配图为"木蛤蟆"拟音玩具示意图,展示木棒在木制玩具后背凸起部分滑动发声的情景。题干信息:木制玩具能发出"逼真"的蛤蟆叫声。从材料可见,判断本题的关键是"逼真"这一关键词——它指向声音的品质特征,即音色。

【命题透视】

▶核心考点:声音的特性——音色及其决定因素。

▶课标关联方向:本题关联"声现象"主题,侧重考查学生理解声音三要素(音调、响度、音色)及其决定因素,能从生活现象中识别物理知识。

▶命题分析:

(1)情境创设:以"木蛤蟆"拟音玩具为真实情境,贴近学生生活,体现"从生活走向物理"的课程理念,同时渗透传统玩具的文化内涵。

(2)问题设计:设问为现象判断型,考查"能发出逼真的蛤蟆叫声"对应的声音特性,选项设置音调、音色、响度、速度四个相近概念,考查概念辨析。

(3)考查目标:侧重考查学生信息提取与概念辨析能力,理解音色由发声体的材料和结构决定这一核心物理观念。

【解析】

【详解】音色反映声音的品质与特色,不同发声体发出声音的音色不同。“木蛤蟆”能发出逼真的蛤蟆叫声,说明其发出的声音与真蛤蟆叫声的音色相似。

故选B。

【易错点】

易错选A(音调):音调由频率决定,本题"逼真"强调的是声音的品质与特色,而非高低。易错选C(响度):响度由振幅决定,拟音的关键不在于大小而在于音色相似。易错选D(速度):速度是机械运动概念,不属于声音的特性。

【知识总结】

① 核心概念定义

音调:声音的高低,由发声体振动的频率决定,频率越高音调越高。

响度:声音的强弱,由发声体的振幅决定,振幅越大响度越大。

音色:声音的品质,由发声体的材料和结构决定,不同发声体的音色不同。

② 解题要点

判断声音特性三步骤:① 看改变的是什么物理量(频率、振幅、材料结构);② 对应决定因素;③ 确定声音特性。

抓关键词:"逼真""模仿得像"→音色;"高亢""低沉"→音调;"大声""轻声"→响度。

③ 拓展关联

拟音玩具、乐器调音、不同乐器演奏同一音符等生活现象都是音色的典型应用。

2. 中国科学院物理研究所取得的“首例二维金属制备”成果入选《物理世界》2025年度十大科学突破榜单。二维金属制备是将液态金属挤压成超薄材料,制备前需先使固态金属发生的物态变化是( )

A. 升华 B. 凝华 C. 熔化 D. 凝固

【答案】C

【命题透视】

▶核心考点:物态变化——熔化(固态变为液态)。

▶课标关联方向:本题关联"物质"主题中的物态变化内容,侧重考查学生识别物态变化类型的能力,同时渗透科技前沿与社会责任感教育。

▶命题分析:

(1)情境创设:以二维金属制备成果入选《物理世界》2025年度十大科学突破为背景,将前沿科技成就融入试题,增强民族自豪感。

(2)问题设计:设问为概念识别型,考查"制备前需使固态金属发生的物态变化",选项设置升华、凝华、熔化、凝固四个相近概念,考查对物态变化方向的辨析。

(3)考查目标:侧重考查学生从文字描述中提取"固态→液态"的变化方向,准确识别物态变化类型,理解熔化在材料加工中的作用。

【解析】

【详解】C.制备二维金属前需将固态金属转变为液态,物质由固态变为液态的物态变化为熔化,故C符合题意;

A.升华是物质由固态直接变为气态,故A不符合题意;

B.凝华是物质由气态直接变为固态,故B不符合题意;

D.凝固是物质由液态变为固态,故D不符合题意。

故选C。

【易错点】

易错选A(升华):升华是固→气,方向不符。易错选B(凝华):凝华是气→固,方向相反。易错选D(凝固):凝固是液→固,与题干"固态变为液态"方向相反。

【知识总结】

① 核心概念定义

熔化:物质由固态变为液态,吸热。

凝固:物质由液态变为固态,放热。

升华:物质由固态直接变为气态,吸热。

凝华:物质由气态直接变为固态,放热。

② 解题要点

判断物态变化先明确物质"由什么态变成什么态",再对应名称。

抓住题干关键词:"使固态金属发生……变为液态"→熔化。

③ 拓展关联

材料科学中的熔化加工(金属冶炼、焊接、3D打印)是物态变化知识在科技中的应用。

3. 诗人李白在流放途中听闻获赦而返回,写下“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还”的著名诗句,反映了诗人轻快的心情。诗句生动地体现了诗人在返回旅程中的( )

A. 出发早 B. 路程远 C. 时间长 D. 速度大

【答案】D

【命题透视】

▶核心考点:速度——v=s/t,速度是表示物体运动快慢的物理量。

▶课标关联方向:本题关联"运动和相互作用"主题中的机械运动内容,侧重考查学生理解速度的物理意义,能从诗句中提取路程与时间信息比较运动快慢,同时渗透中华优秀传统文化教育。

▶命题分析:

(1)情境创设:以李白诗句"朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还"为背景,将诗词与速度知识结合,引导学生从中华优秀传统文化中体会物理规律。

(2)问题设计:设问为情境判断型,四个选项分别对应出发早、路程远、时间长、速度大,考查对诗句"千里"(路程大)与"一日"(时间短)的综合分析。

(3)考查目标:侧重考查学生信息提取与综合分析能力,理解速度v=s/t反映运动快慢,能通过路程与时间的比值判断运动快慢。

【解析】

【详解】A.出发早与运动快慢无直接关联,故A不符合题意;

B.仅路程远不是诗句反映的核心运动特征,故B不符合题意;

C.诗句中“一日”说明运动时间短,并非时间长,故C不符合题意;

D.由速度定义式,路程较大、运动时间较小,可得速度较大,反映旅程中速度大,故D符合题意。

故选D。

【易错点】

易错选B(路程远):仅路程远不能体现运动快慢,必须结合时间比较。易错选C(时间长):诗句中"一日"恰恰说明时间短。易错选A(出发早):出发早晚与运动快慢无直接关联。

【知识总结】

① 核心概念定义

速度:表示物体运动快慢的物理量,定义式v=s/t(路程与时间之比)。

比较运动快慢的方法:相同时间比路程;相同路程比时间;路程和时间都不相同时比v=s/t。

② 解题要点

分析诗句中的物理量:"千里"→路程s,"一日"→时间t,代入v=s/t判断快慢。

判断"运动快慢"的关键词:速度快/慢、日行千里、朝发夕至等。

③ 拓展关联

诗词、成语(如"日行千里""风驰电掣")中的物理知识是中考情境化命题的常见素材。

4. 高速列车在平直轨道上匀速向前行驶,站在车厢里的人竖直向上跳起后会落在( )

A. 起跳点前方 B. 起跳点上 C. 起跳点后方 D. 以上都有可能

【答案】B

【命题透视】

▶核心考点:惯性、牛顿第一定律(物体保持原来运动状态不变的性质)。

▶课标关联方向:本题关联"运动和相互作用"主题,侧重考查学生理解惯性,能运用牛顿第一定律分析运动状态保持现象。

▶命题分析:

(1)情境创设:以高速列车车厢内人跳起的生活场景为情境,贴近学生生活体验,考查惯性与运动相对性。

(2)问题设计:设问为现象判断型,四个选项考查落点位置(前方、上方、后方、都有可能),考查对"人跳起后水平方向运动状态不变"的理解。

(3)考查目标:侧重考查学生建立物理模型的能力,理解人跳起前后水平方向与列车保持相同速度,落回起跳点。

【解析】

【详解】人原本随匀速运动的列车保持相同的水平速度,竖直跳起后水平方向不受外力,由牛顿第一定律可知,人水平速度始终等于列车速度,相同时间内人与列车水平方向运动的距离相等,因此落在起跳点上,故B符合题意,ACD不符合题意。

故选B。

【易错点】

易错选A或C:误认为列车前进人落在后方或惯性使人在前方,实际人跳起后水平方向与列车同速前进,落在起跳点正上方。注意区分"列车加速"情境(人会落在后方)。

【知识总结】

① 核心概念定义

惯性:一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质。

牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。

② 解题要点

分析此类问题:① 明确研究对象(人)原运动状态(随列车匀速);② 跳起后水平方向不受力(保持原速度);③ 人与车水平位移相等→落回起跳点。

变式:列车加速时跳起落在后方,减速时落在前方。

③ 拓展关联

惯性的应用(跳远助跑、撞击锤头)与危害(急刹车前倾)是中考常考点。

5. 卢瑟福提出的原子核式结构模型和行星绕日类似。原子核式结构模型中和行星对应的是( )

A. 电子 B. 质子 C. 中子 D. 原子核

【答案】A

【命题透视】

▶核心考点:原子的核式结构模型——原子由原子核和核外电子构成。

▶课标关联方向:本题关联"物质"主题中的物质结构内容,侧重考查学生理解原子的核式结构模型,能运用类比方法建立原子结构的物理观念。

▶命题分析:

(1)情境创设:以卢瑟福原子核式结构模型与行星绕日模型的类比为情境,将微观世界的结构规律与宏观天文模型联系,考查类比思维。

(2)问题设计:设问为类比辨析型,四个选项分别对应电子、质子、中子、原子核,考查对"行星对应核外电子(绕核运转)"的理解。

(3)考查目标:侧重考查学生模型建构能力,理解原子核式结构模型的要点(中心原子核+核外电子绕核运动),能用类比方法理解微观结构。

【解析】

【详解】卢瑟福的原子核式结构模型认为,原子的中心是体积很小、质量很大的原子核,带负电的电子在核外空间绕着原子核高速运动;而行星绕日模型里,质量很小的行星围绕中心的太阳运转。二者类比时,太阳对应原子核,和行星对应的是核外的电子。

故选A。

【易错点】

易错选D(原子核):类比模型中太阳对应原子核,而"行星"对应的是绕核运动的电子。易错选B或C:质子、中子位于原子核内部,不绕核运动,与行星的类比不符。

【知识总结】

① 核心概念定义

原子的核式结构模型:原子由中心的原子核(含质子和中子,带正电)和核外高速运动的电子(带负电)构成。

类比模型:原子核↔︎太阳,核外电子↔︎行星,核外电子绕核运动↔︎行星绕太阳公转。

② 解题要点

记牢类比对应关系:"行星"→电子,"太阳"→原子核。

电子带负电、原子核带正电,原子整体不显电性(质子数=电子数)。

③ 拓展关联

卢瑟福α粒子散射实验是原子核式结构模型建立的关键证据,体现科学探究历程。

6. 塔式起重机利用电动机通过滑轮组吊起重物。下列说法正确的是( )

A. 电动机可以将电能全部转化为机械能

B. 滑轮组的机械效率可以达到100%

C. 吊起不同重物时滑轮组的机械效率相同

D. 提高起重机的效率可以节能

【答案】D

【命题透视】

▶核心考点:能量转化(电动机)、机械效率(η=W有/W总)。

▶课标关联方向:本题关联"能量"主题,侧重考查学生理解能量转化的不彻底性(有能量损失)、机械效率的概念及其影响因素,渗透节能意识。

▶命题分析:

(1)情境创设:以塔式起重机利用电动机通过滑轮组吊起重物为情境,将生产设备与能量、机械效率知识结合,贴近工程实际。

(2)问题设计:设问为说法判断型,四个选项分别涉及电能转化、机械效率上限、机械效率与物重关系、提高效率的节能意义,考查对能量转化与机械效率的综合理解。

(3)考查目标:侧重考查学生逻辑推理与辨析能力,理解有用功、总功、额外功的关系,能分析机械效率的变化因素。

【解析】

【详解】A.电动机工作时电流存在热效应,部分电能会转化为内能,无法将电能全部转化为机械能,故A错误;

B.滑轮组工作时需克服动滑轮重力、摩擦、绳重做额外功,有用功始终小于总功,由可知机械效率不可能达到100%,故B错误;

C.不计绳重和摩擦时滑轮组机械效率,动滑轮重力不变,吊起的物重不同时,机械效率不同,故C错误;

D.机械效率越高,完成相同有用功时消耗的总功越少,因此提高起重机效率可以节能,故D正确。

故选D。

【易错点】

易错选A:误认为电动机电能全部转化为机械能,忽略电流热效应导致的内能损耗。易错选B:误认为机械效率可达到100%,实际总有额外功(动滑轮重力、摩擦、绳重)。易错选C:误认为机械效率与物重无关,实际吊起物重越大,有用功占比越大,机械效率越高。

【知识总结】

① 核心概念定义

能量转化:电动机将电能转化为机械能和内能,能量转化有方向性且不彻底。

机械效率:η=W有/W总,有用功与总功的比值,总小于1(100%)。

滑轮组机械效率:η=W有/W总=Gh/Fs=G/(G+G动)(不计绳重和摩擦)。

② 解题要点

判断"说法正确"类题目:逐项分析,注意从概念定义和公式出发。

机械效率影响因素:有用功、额外功的比例变化(提升物重、动滑轮重力、摩擦等)。

③ 拓展关联

节能减排、电动机效率提升是"碳中和"背景下的社会热点。

7. 家庭电路电压较高,使用时应注意安全。下列做法符合安全用电要求的是( )

A. 在电线上晾晒衣物 B. 更换灯泡时,先断开开关

C. 用湿布擦拭开关、插座 D. 继续使用绝缘皮老化的电源线

【答案】B

【命题透视】

▶核心考点:安全用电原则。

▶课标关联方向:本题关联"能量"主题中的家庭电路与安全用电内容,侧重考查学生掌握安全用电基本常识,树立安全用电意识,渗透科学态度与责任素养。

▶命题分析:

(1)情境创设:以家庭电路安全用电为情境,贴近日常生活实际,考查安全用电原则的应用。

(2)问题设计:设问为做法判断型,四个选项分别对应晾晒衣物、更换灯泡、湿布擦拭、老化电源线,考查对安全用电常识的辨析。

(3)考查目标:侧重考查学生运用安全用电知识判断实际行为是否规范的能力,理解人体触电的原因与预防措施。

【解析】

【详解】A.湿衣物为导体,在电线上晾晒易引发触电事故,不符合安全用电要求,故A不符合题意;

B.更换灯泡前断开开关,可切断电路避免触电,符合安全用电要求,故B符合题意;

C.湿布为导体,擦拭带电的开关、插座易引发触电事故,不符合安全用电要求,故C不符合题意;

D.绝缘皮老化的电源线易漏电,会引发触电或短路事故,不能继续使用,不符合安全用电要求,故D不符合题意。

故选B。

【易错点】

易错选A或C:误认为只要不直接接触电线就不会触电,忽略湿衣物、湿布是导体,会因导电引发触电。易错选D:绝缘皮老化后漏电风险大,必须更换。

【知识总结】

① 核心概念定义

安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体;更换用电器、检修电路先断开开关;不弄湿电器。

触电原因:人体直接或间接接触火线,与零线/大地形成电流通路。

② 解题要点

判断安全用电做法:看是否可能造成人体通过电流形成回路。

常考规范做法:更换灯泡先断开关、湿手不碰电器、不用手直接接触导线、发现有人触电先断电。

③ 拓展关联

家庭电路、安全用电是中考高频考点,常以"做法判断""事故分析"形式命题。

8. 如图所示为我国自主研发的L4级自动驾驶无人车,车载高灵敏度雷达向四周大范围、密集地发射探测信号。这种探测信号属于( )

A. 电磁波 B. 超声波 C. 次声波 D. 可听声波

【答案】A

【学科材料分析】

题目配图为L4级自动驾驶无人车,展示车载雷达向四周发射探测信号的场景。题干信息:雷达"向四周大范围、密集地发射探测信号",需要判断信号类别。从材料可见,该雷达工作在户外开放环境,需要大范围、高精度探测,这正是电磁波的应用场景。

【命题透视】

▶核心考点:电磁波——电磁波的应用(雷达探测)。

▶课标关联方向:本题关联"能量"主题中的信息传递内容,侧重考查学生理解电磁波的特点(能在真空中传播、传播速度快、可用于传递信息),知道雷达的工作原理,渗透科技前沿教育。

▶命题分析:

(1)情境创设:以我国自主研发的L4级自动驾驶无人车为情境,将前沿科技与电磁波知识结合,增强民族自豪感。

(2)问题设计:设问为概念判断型,选项设置电磁波、超声波、次声波、可听声波四类波,考查对"车载雷达探测信号"类别与特点的辨析。

(3)考查目标:侧重考查学生理解电磁波与声波的区别(是否需要介质、能否在真空中传播、传播速度),能根据使用场景判断信号类型。

【解析】

【详解】超声波、次声波、可听声波都属于声波,声波的传播需要介质,在户外开放环境中传播损耗大、探测距离和精度都难以满足自动驾驶大范围高精度探测的需求。自动驾驶车载雷达依靠电磁波实现大范围、高精度的快速探测,符合使用场景要求。故BCD不符合题意,A符合题意。

故选A。

【易错点】

易错选B(超声波):误认为车载雷达都像倒车雷达一样用超声波,但自动驾驶雷达工作在户外开放环境,声波传播损耗大,需用电磁波实现大范围高精度探测。易错选C或D:次声波、可听声波均属声波,需介质传播,不符合使用场景。

【知识总结】

① 核心概念定义

电磁波:光、无线电波等都属于电磁波,能在真空中传播,传播速度为3×10⁸ m/s(光速)。

声波:超声波(高于20000 Hz)、次声波(低于20 Hz)、可听声波,传播需要介质,不能在真空中传播。

② 解题要点

区分电磁波与声波:看传播是否需要介质、应用场景是否要求远距离/真空/快速。

雷达探测:倒车雷达用超声波(近距离),自动驾驶雷达、卫星通信用电磁波(大范围、真空)。

③ 拓展关联

5G通信、卫星导航、雷达探测等是电磁波应用的热点情境素材。

9. 《梦溪笔谈》中记载:“乃剪纸人加弦上,鼓其应弦,则纸人跃……”剪个小纸人放在琴弦上,纸人跳动可以显示琴弦的微弱振动。下列实验中所用方法与之相同的是( )

A. 在研究电流与电阻的关系时,保持电阻两端的电压不变

B. 为了研究光的传播特点,用光线来描述光的传播路径和方向

C. 液体温度计的玻璃管做得很细,液体膨胀时管中液柱上升明显

D. 在“探究阻力对物体运动影响”实验的基础上,推测物体不受力时的运动情况

【答案】C

【命题透视】

▶核心考点:转换放大法——将不易观察的微小现象转换为明显的可见现象。

▶课标关联方向:本题关联"实验探究"主题中的科学方法内容,侧重考查学生识别科学探究中的常用方法(控制变量法、理想模型法、转换放大法、科学推理法),理解转换放大法的本质。

▶命题分析:

(1)情境创设:以《梦溪笔谈》中"剪纸人加弦上,鼓其应弦,则纸人跃"的记载为背景,将古代科技文献与科学方法结合,体现中华优秀传统文化。

(2)问题设计:设问为科学方法辨析型,四个选项分别对应控制变量法、理想模型法、转换放大法、科学推理法,考查对实验方法的识别与比较。

(3)考查目标:侧重考查学生理解科学方法的本质特征,能判断题干实验与各选项实验所采用的方法是否一致。

【解析】

【详解】题干实验采用转换放大法,将不易观察的琴弦微小振动转换为纸人跳动的明显现象。

A.研究电流与电阻关系时保持电压不变,采用控制变量法,与题干方法不同,故A不符合题意;

B.用光线描述光的传播路径和方向,采用理想模型法,与题干方法不同,故B不符合题意;

C.细玻璃管将液体微小体积膨胀转换为明显的液柱上升现象,采用转换放大法,与题干方法一致,故C符合题意;

D.推测物体不受力时的运动情况,采用科学推理法,与题干方法不同,故D不符合题意。

故选C。

【易错点】

易错选B:误认为"用光线描述光传播"是放大现象,实际是理想模型法(建立光线这一理想模型)。易错选A:控制变量法是保持其他因素不变,不是转换放大。易错选D:科学推理法是在实验基础上推理,不是转换放大。

【知识总结】

① 核心概念定义

转换放大法:将不易直接观察/测量的微小现象,通过转换(放大)为明显的可见、可测现象来研究。

控制变量法:研究多个因素影响时,保持其他因素不变,只改变一个因素。

理想模型法:用简化模型描述研究对象(如光线、磁感线)。

科学推理法:在实验事实基础上进行合理推理(如牛顿第一定律的建立)。

② 解题要点

识别转换放大法:题干实验的关键是"不易观察→明显现象"(纸人跳动显示琴弦振动、液柱上升显示体积膨胀)。

逐项对应:先明确题干方法,再逐项判断各选项方法是否一致。

③ 拓展关联

转换放大法在中考中常与"放大微小形变""显示微小振动"等情境结合考查。

10. 如图所示,两名学生在看平面镜前的铅笔和铅笔在平面镜中的像,他们分别从自己所在的位置进行观察。下列说法正确的是( )

A. 两人都看到像在铅笔的右边

B. 两人都看到像在铅笔的左边

C. 男生看到像在铅笔的右边,女生看到像在铅笔的左边

D. 男生看到像在铅笔的左边,女生看到像在铅笔的右边

【答案】D

【学科材料分析】

题目配图为两名学生(男生在平面镜左侧、女生在平面镜右侧)观察平面镜前铅笔及其像的情景。题干信息:铅笔在平面镜前,男生、女生分别从左右两侧观察。从材料可见,本题关键是要从两位观察者各自视角分析像与物的左右位置关系。

【命题透视】

▶核心考点:平面镜成像——像与物关于镜面对称,像的位置固定,不随观察者位置改变。

▶课标关联方向:本题关联"光现象"主题,侧重考查学生理解平面镜成像的特点(像与物等大、关于镜面对称、像的位置由物与镜的位置决定),能从不同视角分析观察结果。

▶命题分析:

(1)情境创设:以两名学生分别从不同位置观察平面镜前铅笔的像为情境,贴近课堂实验场景,考查视角变化对观察结果的影响。

(2)问题设计:设问为成像位置判断型,四个选项组合了两位观察者看到"像在左边/右边"的四种可能,考查对"像的位置固定"与"观察视角"关系的理解。

(3)考查目标:侧重考查学生空间想象与逻辑推理能力,理解平面镜成像是像与物关于镜面轴对称,像的位置不随观察者移动而改变。

【解析】

【详解】平面镜竖直放置,铅笔在镜前,因此铅笔的像位于镜面后方,与铅笔关于镜面对称,该位置是固定的,不随观察者位置改变。男生位于平面镜左侧,从他的视角观察,镜面朝向他的右侧,铅笔在镜面的前方偏右位置,根据对称特点,像位于镜面的后方偏左位置,因此男生会看到像在铅笔的左边;女生位于平面镜右侧,从她的视角观察,镜面朝向她的左侧,铅笔在镜面的前方偏左位置,根据对称特点,像位于镜面的后方偏右位置,因此女生会看到像在铅笔的右边。故ABC错误,D正确。

故选D。

【易错点】

易错选A或B:误认为像的位置会随观察者位置改变而改变,实际像与物关于镜面对称,位置固定。易错选C:把男女生观察结果弄反,男生在左看到像在左,女生在右看到像在右。

【知识总结】

① 核心概念定义

平面镜成像特点:像与物等大;像与物到镜面距离相等;像与物的连线与镜面垂直(关于镜面对称);成虚像。

观察视角:观察者看到像的位置是"从自己位置看"时像相对物的左右位置,随观察者位置变化。

② 解题要点

先确定像的位置(关于镜面对称,固定不动),再从观察者视角判断像相对物的左右。

两侧观察结果相反:左侧观察者看到像在左,右侧观察者看到像在右。

③ 拓展关联

平面镜成像作图、虚像成因(反射光线的反向延长线)是中考高频考点。

二、填空题(第17题2分,其余每空1分,共20分)

11. 如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验。组装器材时,应调节烛焰、___________和光屏的中心在同一高度。实验中当光屏处于成像位置时,光屏上的像很清晰,此时向左或向右移动光屏,像都会变___________。当物距小到一定程度时,就不能从光屏上观察到像,此时应该从凸透镜的___________侧直接通过凸透镜观察像。

【答案】 ①. 凸透镜 ②. 模糊 ③. 右

【学科材料分析】

题目配图为"探究凸透镜成像规律"实验装置示意图,展示烛焰、凸透镜、光屏依次排列的情景。题干信息:组装器材要调节烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度;光屏上像清晰时移动光屏像会变模糊;物距小到一定程度光屏上观察不到像。从材料可见,本题考查实验操作的完整规范。

【命题透视】

▶核心考点:凸透镜成像规律实验的操作规范与成像特点。

▶课标关联方向:本题关联"光现象"主题,侧重考查学生掌握凸透镜成像实验的基本操作(调节共轴、观察虚像),理解成像位置与像的清晰程度的关系,以及物距小于焦距时成虚像的特点。

▶命题分析:

(1)情境创设:以探究凸透镜成像规律实验为情境,这是教材核心实验的再现,考查实验操作规范。

(2)问题设计:设问为实验操作填空型,三个空分别考查器材共轴调节、光屏移动对像清晰度的影响、虚像的观察方法。

(3)考查目标:侧重考查学生实验操作能力,理解实验操作背后的物理原理(成实像时像成在特定位置,物距小于焦距时成虚像需透过透镜观察)。

【解析】

【详解】探究凸透镜成像规律实验中,烛焰、凸透镜、光屏的中心需调至同一高度,使像成在光屏中央;

只有光屏位于成像位置时像才清晰,移动光屏后像会变模糊;

当物距小于焦距时成虚像,虚像与物在凸透镜同侧,需从凸透镜右侧透过透镜观察。

【易错点】

第一空易填"蜡烛"或"透镜":要填"凸透镜"(三者:烛焰、凸透镜、光屏)。第二空易填"清晰":移动光屏远离成像位置,像会变模糊。第三空易填"左":虚像与物在凸透镜同侧,物在左侧,应透过透镜从右侧观察(虚像在物这一侧,但观察者在另一侧透过透镜看)。

【知识总结】

① 核心概念定义

凸透镜成像规律:物距大于2倍焦距,成倒立缩小实像;物距在焦距与2倍焦距之间,成倒立放大实像;物距小于焦距,成正立放大虚像。

虚像:由折射光线反向延长线会聚而成,不能用光屏承接,与物在凸透镜同侧。

② 解题要点

共轴调节:烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度,保证像在光屏中央。

观察虚像:物距小于焦距时,透过凸透镜观察(从另一侧看正立放大虚像)。

③ 拓展关联

凸透镜成像在生活中的应用(照相机、投影仪、放大镜)是常考拓展点。

12. 夏季降温时使用的一种喷雾风扇,既能扇风又能喷出白雾。白雾是___________态的,在空气中___________(填物态变化名称)成水蒸气,并___________热量,从而达到降温效果。

【答案】 ①. 液 ②. 汽化 ③. 吸收

【命题透视】

▶核心考点:物态变化——汽化(液态变为气态),汽化吸热。

▶课标关联方向:本题关联"物质"主题中的物态变化内容,侧重考查学生识别物态变化类型,理解汽化吸热及其降温应用。

▶命题分析:

(1)情境创设:以夏季喷雾风扇降温为情境,贴近生活实际,考查汽化吸热知识在生活中的应用。

(2)问题设计:设问为概念填空型,三个空分别考查白雾的物态、汽化名称、汽化吸放热特点。

(3)考查目标:侧重考查学生对物态变化与吸放热关系的理解,能解释生活中的降温现象。

【解析】

【详解】看到的白雾是喷雾风扇喷出的细小水滴,属于液态的水;

这些小水滴在空气中会由液态变为水蒸气,这个物态变化过程叫做汽化;

汽化过程需要向周围环境吸收热量,因此可以带走周围的热量,实现降温的效果。

【易错点】

第一空易填"气":白雾是细小水滴(液态),不是水蒸气(水蒸气是无色透明的)。第二空易填"蒸发"或"液化":液→气是汽化(蒸发是汽化的一种形式),不是液化(气→液)。第三空易填"放出":汽化吸热(蒸发吸热降温),液化放热。

【知识总结】

① 核心概念定义

汽化:物质由液态变为气态的过程,包括蒸发(任何温度下、表面进行)和沸腾(沸点下、内部和表面同时进行),汽化吸热。

液化:物质由气态变为液态的过程,液化放热。

② 解题要点

判断物态变化方向:"白雾(液)→水蒸气(气)"为汽化,吸热。

"白雾""白气"是液化形成的小水滴(液态),不是气态。

③ 拓展关联

夏天洒水降温、出汗后凉爽、吹风扇感到凉快都是汽化吸热的应用。

13. 在实验室测量盐水的密度时,先向烧杯中倒入适量盐水,用___________测出烧杯和盐水的质量m1;接着将盐水倒入量筒中,测出盐水的体积V;再测出______________________的质量m2,则盐水的密度ρ=___________(用所测物理量的符号表示)。

【答案】 ①. 天平 ②. 烧杯和剩余盐水 ③. 

【命题透视】

▶核心考点:液体密度的测量——天平、量筒的使用,密度公式ρ=m/V。

▶课标关联方向:本题关联"物质"主题中的物质的属性内容,侧重考查学生掌握液体密度测量的实验方法,理解减少实验误差的操作技巧(避免挂壁残留)。

▶命题分析:

(1)情境创设:以实验室测量盐水密度为情境,这是教材核心实验的再现,考查实验方案设计。

(2)问题设计:设问为实验填空型,三个空分别考查天平测质量、烧杯和剩余盐水的质量、密度表达式。

(3)考查目标:侧重考查学生理解"测总质量→倒出部分→测剩余质量"的实验方案能避免挂壁残留误差,能写出密度表达式。

【解析】

【详解】实验室中测量固体/液体质量的工具是托盘天平,因此第一步用天平测出烧杯和盐水的总质量

将部分盐水倒入量筒测体积后,烧杯壁会残留部分盐水,如果直接测空烧杯质量会带来较大误差,因此需要测量烧杯和剩余盐水的总质量

倒入量筒中盐水的实际质量就是总质量减去剩余的质量,即

根据密度定义式,可得盐水密度为,这个操作也避免了容器挂壁带来的实验误差。

【易错点】

第二空易填"空烧杯":直接测空烧杯质量会因挂壁残留产生误差,应测"烧杯和剩余盐水"的质量。第三空易写错:盐水质量是m₁-m₂(倒入量筒部分),密度ρ=(m₁-m₂)/V,不是m₁/V。

【知识总结】

① 核心概念定义

密度:单位体积物质的质量,ρ=m/V,单位kg/m³、g/cm³。

天平:测量质量的工具,使用前调平衡,左物右码。

② 解题要点

液体密度测量方案:① 测烧杯+盐水总质量m₁;② 倒入量筒部分盐水,测体积V;③ 测烧杯+剩余盐水质量m₂;④ 计算ρ=(m₁-m₂)/V。

该方案避免挂壁残留误差(不用测空烧杯质量)。

③ 拓展关联

密度测量是中考实验高频考点,常与质量、体积测量、误差分析结合考查。

14. 拖拉机的柴油发动机工作时,燃气的内能转化为___________能。为了避免发动机过热,用水进行冷却,这是因为水的比热容较___________。若10 kg水的温度从20℃升高到70℃,则水吸收的热量为___________J。[水的比热容为]

【答案】 ①. 机械 ②. 大 ③. 

【命题透视】

▶核心考点:内能与机械能的转化、水的比热容大的应用、热量计算Q=cmΔt。

▶课标关联方向:本题关联"能量"主题,侧重考查学生理解热机工作时内能与机械能的转化、水的比热容大的应用,能运用Q=cmΔt进行热量计算。

▶命题分析:

(1)情境创设:以拖拉机柴油发动机为情境,将生产机械与热学知识结合,考查内能转化、比热容应用与热量计算。

(2)问题设计:设问为概念填空+计算填空型,三个空分别考查内能转化方向、比热容比较、热量计算。

(3)考查目标:侧重考查学生理解热机工作原理(内能→机械能)、比热容的物理意义及实际应用,能规范进行热量计算。

【解析】

【详解】柴油发动机属于热机,工作时将燃气燃烧释放的内能转化为机械能,对外输出动力;

用水做冷却剂,是因为水的比热容较大:相同质量的水和其他物质相比,升高相同温度时可以吸收更多热量,冷却效果更好;

水吸收的热量为

【易错点】

第一空易填"内"或"热":燃气内能转化为机械能(对外做功),不是转化为内能。第三空计算注意:Δt是温度变化量(70℃-20℃=50℃),代入Q=cmΔt得2.1×10⁶ J,注意指数运算与单位。

【知识总结】

① 核心概念定义

热机:将内能转化为机械能的机器,柴油机、汽油机都属于热机。

比热容:单位质量物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量,水的比热容为4.2×10³ J/(kg·℃),较大。

热量计算:Q=cmΔt,吸热Q吸=cm(t-t₀),放热Q放=cm(t₀-t)。

② 解题要点

热机工作过程:燃料燃烧(化学能→内能)→燃气膨胀做功(内能→机械能)。

比热容大应用:水做冷却剂(相同质量升高相同温度吸热多)、水做取暖介质、沿海昼夜温差小。

③ 拓展关联

柴油机四冲程(吸气、压缩、做功、排气)中做功冲程内能转化为机械能,是常考拓展点。

15. 如表所示为某型号电扇的铭牌。该电扇使用的电源类型是___________,正常工作时的功率为___________W。当电扇两端的实际电压为200 V时,电扇的实际功率比额定功率___________。

品名400mm电扇

型号XXXX

额定电压220V~

额定频率50Hz

额定功率55W

【答案】 ①. 交流电源 ②. 55 ③. 小

【学科材料分析】

题目给出某型号电扇的铭牌表格:额定电压220 V~、额定频率50 Hz、额定功率55 W。从材料可见,铭牌中"220 V~"的"~"符号表示交流电(正弦交流电的符号),额定功率55 W是在额定电压下工作时的功率。

【命题透视】

▶核心考点:额定电压与额定功率、实际功率与额定功率的关系。

▶课标关联方向:本题关联"能量"主题中的电功率内容,侧重考查学生读懂用电器铭牌、区分额定功率与实际功率,理解实际电压变化对实际功率的影响。

▶命题分析:

(1)情境创设:以电扇铭牌为情境,贴近生活实际,考查学生读取铭牌信息、运用电功率知识的能力。

(2)问题设计:设问为表格信息填空型,三个空分别考查电源类型(交流/直流)、额定功率读取、实际功率比较。

(3)考查目标:侧重考查学生信息提取能力,理解"220 V~"中的"~"表示交流电,理解实际电压低于额定电压时实际功率小于额定功率。

【解析】

【详解】由铭牌额定电压的“~”标识可知,电扇使用的是交流电,所以电扇使用的电源类型是交流电源;

用电器正常工作时的功率等于额定功率,由铭牌得正常工作功率为55W;

电扇的实际电压200V小于额定电压220V,故实际功率比额定功率小。

【易错点】

第一空易填"直流电源":额定电压"220 V~"中"~"表示交流电(直流用"—"或"DC"表示)。第三空易填"大"或"不变":实际电压低于额定电压,由P=U²/R可知实际功率变小。

【知识总结】

① 核心概念定义

额定电压/额定功率:用电器正常工作时的电压/功率,铭牌上标注。

实际电压/实际功率:用电器实际工作时的电压/功率,随实际电压变化。

交流电与直流电:"~"表示交流电(电流方向周期性变化),"—/DC"表示直流电。

② 解题要点

读懂铭牌:额定电压(含电源类型符号)、额定功率、额定电流(I=P/U)。

实际功率判断:实际电压=额定电压时实际功率=额定功率;实际电压低于额定电压时,实际功率变小(P=U²/R,R不变时)。

③ 拓展关联

用电器铭牌、电能表读数、"220 V 100 W"灯泡的实际功率问题是中考高频考点。

16. 某磁悬浮滑道于2026年5月2日开始试运营。在沿山坡铺设的金属轨道上,滑车悬浮向下滑行。滑车底部固定有强力磁铁,滑车运动使金属轨道切割___________,根据___________原理可知,轨道里产生感应电流,通电轨道的磁场和滑车底部磁铁的磁场相互作用,同名磁极相对,相互___________,从而使滑车悬浮。

【答案】 ①. 磁感线 ②. 电磁感应 ③. 排斥

【命题透视】

▶核心考点:电磁感应现象、磁极间相互作用(同名磁极相斥)。

▶课标关联方向:本题关联"能量"主题中的电磁学内容,侧重考查学生理解电磁感应现象及其产生条件,理解磁极间相互作用规律,能将知识应用于科技工程情境。

▶命题分析:

(1)情境创设:以磁悬浮滑道试运营为情境,将电磁感应与磁悬浮技术结合,考查知识的综合应用,渗透科技前沿教育。

(2)问题设计:设问为概念填空型,三个空分别考查切割对象(磁感线)、原理名称(电磁感应)、磁极作用(排斥)。

(3)考查目标:侧重考查学生理解电磁感应产生条件(闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动),理解磁悬浮的原理(同名磁极相斥产生悬浮力)。

【解析】

【详解】金属轨道相对于滑车底部的强力磁铁运动,相当于导体在磁场中做切割磁感线运动。根据电磁感应原理,闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线时,电路中会产生感应电流。轨道中有电流后产生磁场,与滑车底部磁铁的磁场相互作用;同名磁极相互排斥,产生的排斥力使滑车与轨道之间保持一定间距,从而使滑车悬浮。

【易错点】

第一空易填"磁铁":切割的是磁感线(导体切割磁感线运动),不是切割磁铁。第二空易填"电流的磁效应"或"磁生电"混淆:闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流是电磁感应(磁生电),不是电流的磁效应(电生磁)。第三空易填"吸引":悬浮靠同名磁极相斥,异名磁极才相吸。

【知识总结】

① 核心概念定义

电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流的现象(磁生电)。

产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体;在磁场中;做切割磁感线运动。

磁极间相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

② 解题要点

电磁感应→发电机(机械能→电能);电流的磁效应→电磁铁/电动机(电能→机械能)。

磁悬浮原理:同名磁极相斥产生向上的排斥力,克服重力实现悬浮。

③ 拓展关联

磁悬浮列车、磁悬浮滑道、无线充电等科技应用是中考情境化命题的热点素材。

17. 在水杯侧壁搭一根棉线,棉线一端浸在水中,另一端垂在杯外。比较如图所示的两种情况,提出一个有价值且可探究的问题:_________________________________。

【答案】棉线滴水与否跟棉线垂在杯外的末端与杯内水面的高度差是否有关

【学科材料分析】

题目配图为两种情况的对比图:两根棉线均一端浸入杯内水中、搭在水杯侧壁,但杯外棉线末端与杯内水面的高度差不同,分别出现不滴水、滴水的现象。从材料可见,两组实验唯一的变量是杯外棉线末端与杯内水面的高度差。

【命题透视】

▶核心考点:科学探究——提出问题(根据可观察的现象提出有价值且可探究的问题)。

▶课标关联方向:本题关联"实验探究"主题,侧重考查学生根据实验现象提出可探究的科学问题的能力,这是科学探究的起点环节。

▶命题分析:

(1)情境创设:以棉线引水的有趣生活现象为情境,展示两种对比情况,考查学生提出科学问题的能力。

(2)问题设计:设问为开放探究型,要求比较两种情况后提出"有价值且可探究的问题",体现科学探究素养。

(3)考查目标:侧重考查学生观察对比、提取变量、将现象转化为可探究问题的能力,这是科学探究核心素养的重要体现。

【解析】

【详解】两图中棉线均一端浸入杯内水中、搭在水杯侧壁,仅杯外棉线末端与杯内水面的高度差不同,对应线端分别出现不滴水、滴水的现象,可针对二者的关联提出探究问题。

【易错点】

问题不够"可探究":如"为什么滴水"缺乏具体变量和可操作性;应明确指出变量(高度差)与现象(是否滴水)之间的关系。问题偏离情境:如"棉线能吸水吗"未紧扣两图对比揭示的变量差异。

【知识总结】

① 核心概念定义

科学探究的要素:提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、表达与交流。

可探究问题的特征:明确研究对象、包含可变因素、通过实验可检验、问题具体有操作性。

② 解题要点

提出可探究问题三步骤:① 观察对比找出变量(本题:杯外棉线末端与水面高度差不同);② 对应现象(滴水/不滴水);③ 用"……与……是否有关"句式表述。

好问题的句式模板:某现象(因变量)与某因素(自变量)是否有关/有怎样的关系。

③ 拓展关联

棉线引水、虹吸等生活现象蕴含毛细现象知识,可作跨学科拓展。

三、解答题(本题共6小题,共40分。解答第19、20题时要有解题过程)

18. 按要求作图。

(1)如图甲所示,一束光射到水平镜面上的O点,请作出反射光线。

(2)如图乙所示,钢琴的琴键相当于杠杆,请画出手指对琴键的作用力F的力臂l。

【答案】(1) (2)

【学科材料分析】

题目配图甲为一束光射向水平镜面上O点的示意图,图乙为钢琴琴键(杠杆)示意图。从材料可见,第(1)问考查光的反射作图(作法线、反射角等于入射角),第(2)问考查力臂作图(从支点向力的作用线作垂线段)。

【命题透视】

▶核心考点:光的反射定律作图、杠杆力臂的作图。

▶课标关联方向:本题关联"光现象"与"运动和相互作用"主题,侧重考查学生根据物理规律规范作图的能力,理解反射定律与力臂的定义。

▶命题分析:

(1)情境创设:以光射到水平镜面、钢琴琴键为情境,将作图与生活实物结合,考查基础作图技能。

(2)问题设计:设问为作图题,两个小问分别考查光的反射光线作图、杠杆力臂作图。

(3)考查目标:侧重考查学生规范作图能力,理解反射定律(反射角等于入射角)与力臂定义(支点到力的作用线的垂直距离)。

【解析】

【小问1详解】

首先过入射点作垂直于水平反射面的法线,根据光的反射定律,反射角等于入射角,在法线的另一侧作出反射光线,标注箭头表示光线的传播方向。

【小问2详解】

从支点向力的作用线作垂线段,该垂线段即为力的力臂,标注字母,注意在垂线段与力的作用线的交点处标注直角符号。

【易错点】

第(1)问易忘作法线(虚线、过入射点垂直镜面)、反射角不等于入射角、漏标箭头。第(2)问易把力臂画成"支点到力的作用点"的连线,正确应是支点到力的作用线的垂线段,且需标直角符号。

【知识总结】

① 核心概念定义

光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。

力臂:从支点到力的作用线的垂直距离,不是支点到力的作用点的距离。

② 解题要点

反射作图:① 作法线(虚线,过入射点垂直镜面);② 反射角=入射角;③ 标箭头。

力臂作图:① 确定支点;② 作力的作用线(延长线用虚线);③ 从支点向作用线作垂线段;④ 标力臂字母和直角符号。

③ 拓展关联

光的反射作图、力臂作图是中考必考作图题型。

【答题模板】

作图题答题规范:

① 审题定法:判断作图类型(本题两问分别为光的反射作图、杠杆力臂作图),明确作图依据的物理规律。

② 规范作图:反射光线——先作法线(虚线、过入射点垂直镜面),再按反射角等于入射角画出反射光线并标箭头;力臂——从支点向力的作用线作垂线段,标字母l,画直角符号。

③ 检查核对:光线是否标箭头、法线是否虚线、力臂是否为垂线段(而非支点到力的作用点的连线)。

19. 一个质量为4 kg的铅球从高处下落了3 m,g取10 N/kg。

(1)求铅球受到的重力。

(2)求下落过程中铅球重力对铅球做的功。

【答案】(1)

(2)

【命题透视】

▶核心考点:重力计算G=mg、功的计算W=Gh。

▶课标关联方向:本题关联"运动和相互作用""能量"主题,侧重考查学生运用重力公式与功的公式进行综合计算的能力,考查规范解题过程。

▶命题分析:

(1)情境创设:以铅球下落为情境,为典型的力学基础计算题,考查公式的直接应用。

(2)问题设计:设问为计算题,两个小问分别考查重力计算、功的计算,需写出必要解题过程。

(3)考查目标:侧重考查学生公式应用与规范表达能力,理解重力与功的计算方法,注意单位的规范书写。

【解析】

【小问1详解】

铅球受到的重力

【小问2详解】

下落过程中铅球重力对铅球做的功

【易错点】

第(1)问易直接写40 N而漏写过程:应写出G=mg=4 kg×10 N/kg=40 N。第(2)问易用错公式:功W=Fs(本题F=G=40 N,s=h=3 m),得W=Gh=120 J,注意用力的方向上的距离。

【知识总结】

① 核心概念定义

重力:地球附近的物体受到的地球吸引力,G=mg,方向竖直向下。

功:力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,W=Fs;竖直方向重力做功W=Gh。

② 解题要点

计算步骤规范:写公式→代入数值→得出结果(带单位)。

重力做功:W=Gh=mg h,先求重力再求功。

③ 拓展关联

功、功率、机械效率的综合计算是中考解答题高频考点。

【答题模板】

力学计算题答题规范:

① 审题建模:明确已知量(质量m=4 kg、高度h=3 m、g=10 N/kg),判断所求(重力、功),确定适用公式。

② 规范计算:重力——G=mg=4 kg×10 N/kg=40 N;功——W=Gh=40 N×3 m=120 J。每步写公式、代数值、带单位。

③ 检查核对:质量与重力是否混淆(m与G)、做功距离是否为重力方向上的距离、单位是否统一(N、m、J)。

20. 如图所示的电路中,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V。

(1)求此时电路中的电流;

(2)调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数能在1~3V之间变化,则所用电源的电压应在什么范围内?

【答案】(1)0.2A

(2)3~4V

【学科材料分析】

题目配图为定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联的电路图,电压表并联在R₁两端。题干信息:R₁=10 Ω,R₂最大阻值30 Ω,调节滑片使电压表示数为2 V;要求电压表示数能在1~3 V之间变化。从材料可见,这是典型的串联电路动态问题。

【命题透视】

▶核心考点:欧姆定律I=U/R、串联电路的电压与电流规律。

▶课标关联方向:本题关联"能量"主题中的电学内容,侧重考查学生综合运用欧姆定律和串联电路规律分析动态电路的能力,考查科学思维中的推理与论证素养。

▶命题分析:

(1)情境创设:以串联电路滑动变阻器调节为情境,是电学核心知识的重要应用,考查动态电路分析。

(2)问题设计:设问为计算题,两个小问分别考查已知电压求电流、确定电源电压范围(需分析两个极端情况)。

(3)考查目标:侧重考查学生建立物理模型、列方程求解的综合能力,理解串联电路电压电流关系,掌握动态电路范围问题的分析方法。

【解析】

【小问1详解】

与串联,电压表测两端电压,电路中的电流

【小问2详解】

要让电压表示数(即两端电压)能在1~3V之间变化,结合串联电路的分压规律分析两个极端情况:

①电源电压最小情况:要让两端电压能达到最大的3V,当滑动变阻器滑片移到阻值为0时,接入电阻为0,直接接在电源两端,此时的电压等于电源电压,因此电源电压至少要等于3V,才能让两端电压达到3V,故最小电源电压。

②电源电压最大情况:要让两端电压能小到1V,此时电路电流

串联电路电流处处相等,当滑动变阻器接入最大阻值时,滑动变阻器分得的电压最大,此时总电压最大。根据欧姆定律,此时电源总电压

如果电源电压超过4V,即使滑动变阻器调到最大阻值,两端的电压也会大于1V,无法实现1V的最低电压。因此电源电压需要满足3~4V的范围。

【易错点】

第(1)问易误用总电压求电流:电压表测R₁两端电压2 V,电流I=U₁/R₁=2 V/10 Ω=0.2 A。第(2)问是难点:求最小电源电压时,要让R₁电压达3 V需滑片阻值为0(R₁直接接电源,电源电压≥3 V);求最大电源电压时,要让R₁电压降到1 V,滑片需调到最大阻值30 Ω,此时U总=U₁+I·R₂最大=1 V+0.1 A×30 Ω=4 V。易漏掉"滑片移到两端"的临界分析。

【知识总结】

① 核心概念定义

欧姆定律:I=U/R,通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体电阻成反比。

串联电路规律:电流处处相等I=I₁=I₂;总电压等于各分电压之和U=U₁+U₂;总电阻等于各电阻之和R=R₁+R₂。

② 解题要点

动态电路范围问题"极端分析法":① 明确所求量范围对应的电压/电流条件;② 分析滑片移到最大阻值(电压最大/电流最小)和最小阻值(电压最小/电流最大)两个临界状态;③ 分别列式求解电源电压边界。

串联分压:U₁/U₂=R₁/R₂,电阻越大分得的电压越多。

③ 拓展关联

串联分压、动态电路范围分析是中考解答题的重点与难点,常与电功率、电热结合。

【答题模板】

电学动态电路计算题答题规范:

① 审题建模:明确电路连接方式(本题R₁与R₂串联),确定电表测量对象(电压表测R₁两端电压),明确已知与所求。

② 规范计算:已知电压求电流——I=U₁/R₁=2 V/10 Ω=0.2 A;求电源电压范围——用极端分析法,分别令滑片在最小阻值(R₂=0,此时R₁电压=电源电压≥3 V)和最大阻值(R₂=30 Ω,此时U总=U₁+IR₂最大=1 V+0.1 A×30 Ω=4 V)两个临界状态求解。

③ 检查核对:是否遗漏"滑片移到两端"的临界分析、串联电路电流处处相等是否应用、答案范围是否合理(3 V≤U≤4 V)。

21. 在“测量灯泡正常发光时的电功率”实验中,所用的器材有电池组、开关、灯泡(标有“2.5 V”字样)、电压表、滑动变阻器、定值电阻(阻值为5 Ω)、导线。

(1)实物电路如图甲所示,请用笔画线代替导线将电路连接完整。

(2)连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最___________端。

(3)调节滑动变阻器的滑片,使灯泡两端的电压为2.5 V,再将电压表接在定值电阻两端,电压表的示数如图乙所示,为___________V。

(4)灯泡正常发光时的电功率为___________W。

【答案】(1) (2)左

(3)1.5 (4)0.75

【学科材料分析】

题目配图甲为实物电路图(电池组、开关、灯泡、电压表、滑动变阻器、定值电阻串联,电压表并联在灯泡两端),图乙为电压表读数图。题干信息:灯泡额定电压2.5 V,定值电阻阻值5 Ω。从材料可见,本实验没有电流表,利用定值电阻间接测量电流。

【命题透视】

▶核心考点:测量小灯泡电功率(定值电阻替代电流表的特殊方法)、滑动变阻器的使用、电压表读数、电功率计算P=UI。

▶课标关联方向:本题关联"实验探究"主题,侧重考查学生掌握测电功率实验的方案设计、器材连接与操作规范,理解间接测量电流的方法,考查科学探究素养。

▶命题分析:

(1)情境创设:以测量灯泡正常发光时的电功率实验为情境,是教材核心实验的变式(无电流表),考查方案迁移能力。

(2)问题设计:设问为实验探究型,四个小问分别考查电路连接、滑动变阻器操作、电压表读数、电功率计算。

(3)考查目标:侧重考查学生理解"定值电阻测电流"的实验原理(串联电路电流相等,I=U₀/R₀),能规范操作、正确读数和计算。

【解析】

【小问1详解】

本实验没有电流表,将小灯泡与定值电阻串联,利用定值电阻间接得到电路中的电流。连接实物电路时,滑动变阻器遵循一上一下的接线规则串联接入电路,小灯泡额定电压为2.5V,因此电压表选用0~3V量程并联在小灯泡两端,且保证电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出,导线不得交叉。据此作图。

【小问2详解】

闭合开关前,滑动变阻器要调到最大阻值处,起到保护电路的作用。图中滑动变阻器接入的是右下接线柱,当滑片移到最左端时,接入电路的电阻丝最长,电阻最大,所以滑片应置于最左端。

【小问3详解】

电压表接的是0~3V量程,该量程分度值为0.1V,因此电压表示数为1.5V。

【小问4详解】

灯泡与定值电阻串联,串联电路电流处处相等。定值电阻阻值,它两端电压,电路电流

此时灯泡正常发光,灯泡额定功率

【易错点】

第(1)问连线易错:电压表量程选错(应用0~3 V测2.5 V)、正负接线柱接反、导线交叉。第(2)问易填"右":接入右下接线柱时,滑片最左端接入电阻丝最长,应置于最左端。第(3)问读数易错:0~3 V量程分度值0.1 V,示数为1.5 V。第(4)问计算注意:I=U₀/R₀=1.5 V/5 Ω=0.3 A,P=U额I=2.5 V×0.3 A=0.75 W,不能用1.5 V求灯泡功率。

【知识总结】

① 核心概念定义

电功率:P=UI=W/t,额定功率是灯泡在额定电压下工作的功率。

间接测电流法:无电流表时,用定值电阻R₀串联在电路中,测其两端电压U₀,则电流I=U₀/R₀(串联电路电流处处相等)。

② 解题要点

测电功率实验:① 电路连接(电压表并联在被测元件两端,选合适量程);② 闭合开关前滑片置于最大阻值处;③ 调节滑片使灯泡两端电压为额定电压;④ 测电流(本题用定值电阻法);⑤ P=U额I。

电压表读数:先看量程和分度值(0~3 V量程分度值0.1 V),视线与刻度相平。

③ 拓展关联

特殊方法测电功率(缺电流表用定值电阻、缺电压表用已知电阻)是中考实验创新题的热点。

【答题模板】

实验探究题(测电功率)答题规范:

① 实验原理:P=UI,缺电流表时利用串联电路电流相等,用定值电阻间接测电流I=U₀/R₀。

② 操作要点:闭合开关前滑片置于最大阻值处;调节滑片使灯泡两端电压达到额定电压2.5 V;将电压表改接在定值电阻两端测U₀。

③ 读数与计算:电压表读数先看量程与分度值(0~3 V量程分度值0.1 V,示数1.5 V);I=U₀/R₀=1.5 V/5 Ω=0.3 A;P=U额I=2.5 V×0.3 A=0.75 W。

22. 同学们在探究影响浮力大小的因素时,发现各小组用的石块、铁块、铝块等物体的密度都比水的密度大,由此得到的结论对于密度比水小的物体是否适用?于是他们设计了一个实验,用木块探究浮力和排开水的体积的关系。

(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出木块所受的重力,为___________N。

(2)将木块放入水中,木块静止时漂浮在水面上,此时木块所受的浮力为___________N。

(3)如图乙所示,在容器底部固定一个滑轮,并倒入适量水,用弹簧测力计通过细线拉木块,让木块静止在水中不同深度处,记录弹簧测力计的示数F和木块排开水的体积V排。小明在进行数据处理时,作出如图丙所示的F-V排图像。请指出这样处理数据的不当之处:

____________________________________________。

(4)小华搜集各小组测量的木块、石块、铁块、铝块在水中所受浮力的数据,发现排开水的体积相同时,不同物块所受的浮力大小相等,归纳总结后可以得出结论:____________________________________________。

【答案】(1)3 (2)3

(3)本次实验研究的是木块所受的浮力与排开水的体积的关系,图中纵坐标记录的是弹簧测力计的拉力F,作出拉力F-V排图像,不能直接反映浮力与排开水体积的关系,无法达到本次实验的探究目的

(4)在同种液体中,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关,与物体的密度无关

【学科材料分析】

题目配图甲为弹簧测力计测木块重力的情景(示数3 N),图乙为容器底部固定滑轮、用弹簧测力计拉木块浸在水中不同深度的装置,图丙为F-V排图像。题干信息:木块重力、漂浮时浮力、拉力F与排开体积V排的关系、不同物块同体积排开时浮力相等。从材料可见,本题研究浮力与排开液体体积的关系,关键是把测力计拉力与浮力区分开。

【命题透视】

▶核心考点:浮力测量(F浮=G-F拉)、物体的漂浮条件(F浮=G)、阿基米德原理(F浮=ρ液gV排)、图像处理与实验结论归纳。

▶课标关联方向:本题关联"实验探究"主题,侧重考查学生设计实验、数据处理、分析图像、归纳结论的完整探究能力,理解浮力与排开液体体积的关系。

▶命题分析:

(1)情境创设:以用木块探究浮力与排开水体积关系的实验为情境,是教材浮力探究实验的深化与变式(用密度小于水的物体),考查探究思维的完整性。

(2)问题设计:设问为实验探究型,四个小问分别考查重力读数、漂浮时浮力、图像处理不当之处、实验结论归纳。

(3)考查目标:侧重考查学生理解实验方案的设计意图(引入滑轮使木块完全浸入水中不同深度)、正确处理数据(图像纵坐标应为浮力而非拉力)、归纳结论(浮力与排开体积有关,与物体密度无关)。

【解析】

【小问1详解】

使用弹簧测力计测量木块的重力,弹簧测力计分度值为0.2N,图甲显示弹簧测力计的示数为3N,因此木块重力

【小问2详解】

当木块漂浮在水面上时,木块受到的浮力等于其重力,所以

【小问3详解】

实验目的是探究木块所受浮力与排开水的体积的关系,图像纵坐标应当是浮力,应该先计算浮力,并作图像。题目记录的F是弹簧测力计对木块的拉力,拉力不等于浮力,作出拉力F-V排图像,无法直接反映浮力和排开水体积的关系,不能达成本次探究目的。

【小问4详解】

实验控制液体种类不变(同种液体,液体密度不变),改变物体种类,也就是改变物体自身密度,当物体排开液体体积相同时,测得浮力大小相等。由此得出在同种液体中,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关,与物体的密度无关。

【易错点】

第(1)问读数易错:弹簧测力计分度值0.2 N,示数为3 N。第(2)问易用阿基米德原理而无法计算:木块漂浮时F浮=G=3 N(此时排开体积小于木块体积,无法直接算)。第(3)问是难点:拉力F≠浮力F浮,F浮=G-F拉,图像纵坐标必须用浮力,不能直接用拉力。第(4)问结论易漏"与物体密度无关"或写成"与物体重力有关"。

【知识总结】

① 核心概念定义

浮力:浸在液体中的物体受到液体向上托的力,可用弹簧测力计测量F浮=G-F拉。

漂浮条件:物体漂浮时F浮=G(浮力等于重力)。

阿基米德原理:F浮=G排=ρ液gV排,浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关。

② 解题要点

探究浮力与排开体积的关系:① 用弹簧测力计测重力G;② 浸入液体中测拉力F;③ 计算浮力F浮=G-F;④ 图像纵坐标取浮力F浮(不是拉力F),横坐标取V排;⑤ 结论:同种液体中,浮力与排开体积成正比,与物体密度无关。

图像处理注意:纵坐标物理量必须与研究变量一致,先转换再作图。

③ 拓展关联

浮力与密度、压强、物体的浮沉条件综合是中考压轴题的常见组合。

【答题模板】

实验探究题(浮力)答题规范:

① 原理与测量:浮力用弹簧测力计间接测量F浮=G-F拉;漂浮时F浮=G。

② 数据处理:探究浮力与排开体积关系时,图像纵坐标必须取浮力F浮(=G-F拉),不能直接用拉力F;横坐标取排开体积V排,先转换再作图。

③ 结论归纳:控制液体种类不变,改变物体密度,当排开体积相同时浮力相等——得"同种液体中,浮力与排开液体的体积有关,与物体的密度无关"。

23. 阅读短文,回答问题。

气体扩散

宋代诗人陆游在《村居书喜》中写道:“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴。”花气袭人的原因是花朵中含有的挥发性芳香物质逐渐从花朵中逸出,并在空气中扩散,进入人的鼻腔,使人闻到花香。气体扩散现象在自然界中广泛存在,当空间中某种气体的浓度不均匀时,气体分子就会从浓度较高的地方向浓度较低的地方运动,直到浓度相同时扩散才会停止。扩散的快慢和气体的浓度梯度有关。根据菲克定律可知,,其中J是扩散通量,表示单位时间内在单位面积上通过的分子的质量;D是扩散系数,表征气体的扩散能力;是浓度梯度,计算方法是两点之间气体浓度的差值除以两点之间的距离。浓度梯度越大,扩散通量越大。

(1)扩散快慢受温度影响,气温越高,气体扩散越___________。

(2)气体扩散过程的特征是:从浓度较高的地方向浓度较低的地方扩散,直到浓度相同时扩散才停止。除了扩散现象,还有什么物理过程具有类似的特征?请举一例并作出说明:_________________________________。

(3)某气体扩散时,在同一方向上不同距离处的浓度如下表所示。请在直角坐标系中画出C-x图像。

距离x/m
0
0.1
0.2
0.3
0.4
浓度C/(10-3 kg·m-3)
16
8
4
2
1

(4)若该气体的扩散系数为5×10-6 m2/s,则利用上述数据可计算出在0.15 m处气体的扩散通量最接近___________kg/(m2·s)。

【答案】(1)快 (2)热传递过程,热量总是从高温物体传递到低温物体,直到温度相同时,热传递才停止

(3) (4)2×10-7

【学科材料分析】

题目给出"气体扩散"阅读短文,包含陆游诗句、扩散现象的描述、菲克定律公式J=D·(ΔC/Δx)及其物理量说明,并给出浓度随距离变化的数据表和作图要求。从材料可见,本题需要提取短文信息、理解菲克定律中各物理量的含义、利用数据表计算浓度梯度并计算扩散通量。

【命题透视】

▶核心考点:扩散现象及其影响因素、菲克定律的阅读与运用、图像绘制、浓度梯度计算。

▶课标关联方向:本题关联"物质"主题和"跨学科实践"主题,侧重考查学生从新材料中提取信息、理解公式中物理量的物理意义、运用公式进行计算的能力,体现跨学科综合素养。

▶命题分析:

(1)情境创设:以"气体扩散"阅读短文为情境,融合古诗文、分子动理论、数学函数与物理公式,是典型的跨学科综合题。

(2)问题设计:设问为综合应用型,四个小问分别考查温度对扩散的影响、类似特征的物理过程(类比迁移)、绘制图像(数据表格→图像)、利用菲克定律计算扩散通量。

(3)考查目标:侧重考查学生信息提取与迁移能力(由短文定义理解新物理量)、类比思维(扩散与热传递)、数据处理能力(描点作图)、公式应用能力(J=D·ΔC/Δx)。

【解析】

【小问1详解】

温度越高,气体分子无规则运动越剧烈,扩散速度越快。

【小问2详解】

扩散是物质从浓度高的区域向浓度低的区域运动,直至浓度均匀的过程。热传递过程中,热量从温度高的区域向温度低的区域传递,直至温度相同,二者特征相似。

【小问3详解】

略

【小问4详解】

0.15m位于0.1m和0.2m之间,取该区间的浓度梯度近似计算此处的扩散通量。由菲克定律得

【易错点】

第(2)问易举"水的流动""对流"等不符合"由高到低、直到相同才停止"特征的过程;正确例子是热传递(热量从高温到低温,直到温度相同)。第(3)问作图易忘标注坐标轴单位、连线不经过所有数据点趋势。第(4)问计算是难点:① 取0.15 m所在区间(0.1~0.2 m)的浓度梯度,不能取0~0.1或0.2~0.3区间;② 浓度单位是10⁻³ kg·m⁻³,计算时要乘10⁻³;③ 结果数量级为2×10⁻⁷ kg/(m²·s),注意指数运算。

【知识总结】

① 核心概念定义

扩散:不同物质相互接触时彼此进入对方的现象,温度越高扩散越快;气体分子从浓度高处向浓度低处运动,直到浓度均匀。

菲克定律:J=D·(ΔC/Δx),扩散通量J与扩散系数D和浓度梯度ΔC/Δx成正比。

浓度梯度:两点间浓度差除以两点间距离,ΔC/Δx。

② 解题要点

扩散与热传递类比:都是从"非均匀"趋向"均匀"的传递过程,方向不可逆。

图像绘制:描点(横轴x、纵轴C)、标注坐标轴和单位、用平滑曲线连线。

菲克定律计算:① 确定所求位置所在区间;② 计算该区间浓度梯度ΔC/Δx;③ 代入J=D·(ΔC/Δx);④ 注意单位换算(10⁻³ kg·m⁻³)。

③ 拓展关联

扩散、热传递、渗透等"趋于均匀"的过程体现熵增思想,与"碳达峰碳中和""环境污染扩散"等社会议题关联,是跨学科命题的热点方向。

【答题模板】

阅读短文综合题答题规范:

① 信息提取:逐段阅读短文,勾画定义、公式、物理量的物理意义(本题:菲克定律J=D·(ΔC/Δx),D、J、ΔC/Δx含义)。

② 概念迁移:类比题先明确题干特征("由高到低、直到相同"),再匹配具有相同特征的物理过程(热传递)。

③ 图像处理:明确坐标轴物理量及单位,描点准确,用平滑曲线连线,图像反映函数关系。

④ 公式计算:找准所求位置所在区间,计算浓度梯度(注意10⁻³倍),代入公式J=D·(ΔC/Δx),注意数量级与单位(kg/(m²·s))。

相关学习资料