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1、-北京市届中考物理专题强化训练（15）科谱阅读题（含答案）-第 7 页专题突破(十五)科谱阅读题1原创阅读以下材料，回答相关问题。在一个罐子(滚筒)的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小孔用曲别针固定。做好后将它从不太陡的斜面滚下，发现滚下的罐子(滚筒)居然又自己能向斜面上滚动，这是为什么呢？罐子(滚筒)与普通的圆筒的区别就在于它内部的结构，有了橡皮筋和铁块后为什么就会有这样神奇的效果呢？在罐子(滚筒)向前运动的过程中，罐子(滚筒)的动能逐渐减小，但橡皮筋越拧越紧，相当于自动上弦的过程，在这个过程中，橡皮筋的弹性势能逐渐增加，当罐子(滚筒)静止时，橡皮筋
2、的弹性势能最大；由于橡皮筋的扭动作用，导致罐子(滚筒)反转，在反转过程中，橡皮筋的弹性势能又转化为动能。罐子(滚筒)在来回滚动过程中，就是罐子(滚筒)的动能和橡皮筋的弹性势能之间进行相互转化的过程。日常生活中与罐子(滚筒)原理类似的装置还有很多，例如：八音盒上弦之后就可以自动弹奏出美妙动听的音乐；橡筋航模飞机上弦之后就可以使螺旋桨旋转带动飞机升空；带发条的玩具等。这些器具都没用电池，它们动力的来源就与我们神奇的罐子(滚筒)有着相同的原理。图Z151(1)请举出一个日常生活中与罐子(滚筒)原理类似的装置_(与文中不同的)。(2)写出所举例子中的机械能是怎样转化的：_。(3)罐子(滚筒)在向下滚动
3、的过程中弹性势能_，在向上滚动的过程中_能转化成了_能。2原创阅读以下材料，回答相关问题。科技馆有一个体验项目，名字叫高空踏车。在高空中的钢丝上演员能够稳稳当当自如地踏车，那么，稳定的秘密是什么呢？不倒翁，你们都看见过，有的同学还玩过，不论你怎么使劲推，它都不会倒，甚至你把它横过来放，一松手，“倔强”的不倒翁又会站立在你的面前，这是怎么回事呢？例如：一块水平放置的砖头，不论风吹雨打，总是稳稳地立在原地；如果你把它竖起来，一有“风吹草动”也就是风大的时候，它就可能翻倒。这又是怎么回事呢？原来这是因为物体的稳定程度由通过物体重心的重力作用线和接触面的位置关系所决定的，若通过物体重心的重力作用线偏离
4、接触面，物体就容易倾倒。那么，不倒翁为什么不倒呢？原因之一是因为它上轻下重，底部有一个较重的金属块，所以重心很低；原因之二是因为不倒翁的底面大而圆滑，容易来回摆动。当它向一边倾斜时，它通过重心的重力作用线和桌面的接触点不在同一条直线上，由于受重力的作用，不倒翁会向另一边摆动。因此，当不倒翁向左倾倒时，重心和重力作用线在接触点右边，所以在重力作用下不倒翁又会向右倾倒；反之亦然。不倒翁就这样摆过来，又摆过去，直到因为摩擦和空气阻力，能量逐渐损失，减小到零时，重力作用线恰好通过接触点，它才不会继续摆动。不倒翁的平衡是一种稳定平衡，所以不倒翁无论如何摇摆，总是不倒的。再比如像我们在科技馆看到的“锥体上
5、滚”实验，也是这个道理，由于锥体的形状和两边轨道的形状，看起来它好像在上升，实际上它的重心在下降，因此这只是一种假像，当我们了解了它的本质，实质是重心降低了。在生活中为增加物体的稳定性，我们常常采用增大物体下部的重力，如：电扇底座、话筒架、公共汽车站牌等。利用降低物体重心来增加稳定性这一特点，还可以做许多有趣的实验和解释一些现象。(1)重心是重力在物体上的作用点，重心越低，稳定性越_。(2)物体的稳定性与_有关。(3)不倒翁不倒的原因是_。3原创阅读以下材料，回答相关问题。图Z152早在公元前500年，我们的国家就制成了会飞的竹蜻蜓。只要用手轻轻搓动手柄，松开手就可以让它飞上蓝天。现代直升机的
6、发明就是受到了我国古代竹蜻蜓的启发。飞机为什么能够飞起来呢？它的主要升力来自于机翼。仔细观察飞机的机翼如图Z152所示，它和鸟的翅膀形状非常相似，上下两个表面并不相同。当飞机在向前运动时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于有气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上下两部分，由于机翼横截面的形状上下不对称，在相同时间内，机翼上方气流通过的路程较长，因而速度较大，它对机翼的压强较小；下方气流通过的路程较短，因而速度较小，它对机翼的压强较大。因此在机翼的上下表面产生了压强差，这就是向上的升力。生活中利用流动空气的实例很多。喷气式飞机也是利用向后喷气，推动飞机向前的。火箭升空也是同样的道理。火箭之所以可以
7、飞起来，是因为火箭发动机靠燃料直接燃烧喷射，产生相反方向的动力，火箭受到了燃料燃烧向后方喷射而产生的相反方向的力。流动的空气产生推力应用非常广泛，除了帆船、飞机、火箭，还有气垫船呢。气垫船不仅通过向后吹风使自己前进，还巧妙地利用了向下吹的风，利用向下吹风做什么呢？气垫船是利用高压空气在船底和水面(或地面)间形成气垫，气垫是用大功率鼓风机将空气压入船底下，由船底周围的柔性围裙或刚性侧壁等气封装置限制其逸出而形成的，使船体全部或部分垫升，从而大大减小船体航行时的阻力，实现高速航行的船。我国气垫船的发展：从50年代后期起，即着手气垫技术的应用研究以及气垫船的开发。50多年来，在气垫技术方面，通过原理
8、研究、模型试验、中间试验和试用，已基本掌握了全垫升式和侧壁式气垫船技术，进入实用化型号的研制和应用阶段。气垫技术的开发和应用，适应了军民特种需要，为船舶在特定环境(如浅水急流、江河上游险滩、浅海滩涂和冰雪地区)的航行以及登陆等创造了条件。2014年5月的一天，我国进口和国产的两艘“野牛”气垫船已经整装待发，准备加入中国海军战斗序列的消息振奋人心。同时，我国自主研发的726型气垫船也在抓紧海试。该型号气垫船主要用于装备我国的071型船坞登陆舰。我们期盼在不久的将来，由于国人共同的努力，我们赶超世界的目标早日实现。(1)飞机升空的主要动力来源是：_。(2)火箭升空时受到了燃料向后方喷射而产生的相反
9、方向的力，这是因为_。(3)气垫船是一种以_在船只底部衬垫承托的气垫交通工具。气垫船是高速船的一种，它航行速度比同样功率的船只要快，主要原因是_。4原创阅读以下材料，回答相关问题。由于流体的粘滞性，使得物体在流体(气体或液体)中运动时，都会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力。 流体阻力大小与物体运动速度大小有关，速度越大，阻力越大，流体阻力大小还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；此外，流体阻力跟物体的形状有关，头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。雨滴从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为
10、收尾速度。图Z153在液体中一般情况下，半径为R的小球以速度为v运动时，所受的流体阻力的大小可用公式f 6Rv表示(为流体的粘滞系数，已知球的体积公式是VR3。已知流体的粘滞系数可能与流体的浓度有关。小球在流体中运动时速度越大，受到的阻力越大。那么密度为、半径为R的小球在密度为0、粘滞系数为的液体中由静止开始下落时的vt图像如图Z153所示。(1)雨滴在高空形成后从静止开始下落后，速度越来越大，是由于重力_(选填“大于”“等于”或“小于”)阻力。(2)雨滴下落一段距离后，以某一速度做匀速直线运动。这是由于随着雨滴速度的增大，受到的阻力也随之增大，当雨滴受到的阻力_(选填“大于”“等于”或“小于
11、”)重力时，雨滴开始匀速下落。(3)请根据图Z153分析、推导出半径为R的小球在液体中速度vr的数学表达式：vr_。5原创阅读以下材料，回答相关问题。越来越多的电影大片制作成3D效果，看3D电影时每位观众都会戴上特殊的3D眼镜，这样我们就能看到立体效果的电影，有身临其境的感觉，正是因为这种逼真的体验感，使得3D技术有着很大市场及发展空间。其实我们在小的时候已经接触过3D了，还记得小时候的红蓝3D眼镜吗？如图Z154所示，当我们戴上这种3D眼镜看3D书时，书上的恐龙更加栩栩如生。这种3D眼镜利用的是色差式3D技术，即大家常见红蓝、红绿等有色镜片类的3D眼镜。色差式可以称为分色立体成像技术，是用两
12、台不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一画面中。用肉眼观看的话会呈现模糊的重影图像，只有通过对应的红蓝等立体眼镜才可以看到立体效果，就是对色彩进行红色和蓝色的过滤，红色的影像通过红色镜片，蓝色的影像通过蓝色镜片，模拟两只眼睛看到同一景物的不同影像位置，使平面的影像在大脑中重叠呈现出3D立体效果。放映机的画面通过红色镜片(左眼)，拍摄时剔除掉的红色像素自动还原，从而产生真实色彩的画面，当它通过蓝色镜片(右眼)时大部分被过滤掉，只留下非常昏暗的画面，这就很容易被人脑忽略掉；反之亦然，放映机拍摄到的画面通过蓝色镜片(右眼)，拍摄时剔除掉的蓝色像素自动还原，产生另一角度的真实色彩画面，当它
13、通过红色镜片(左眼)时大部分被过滤掉，只留下昏暗画面，人眼传递给大脑后被自动过滤。图Z154而现在普遍用于商业影院和其他高端应用的是偏光式3D技术。在技术方式上和快门式是一样的，其不同的是被动接收，所以也被称为被动式3D技术，辅助设备方面的成本较低，但对输出设备的要求较高，所以非常适合商业影院等需要众多观众的场所使用。立体感产生的主要原因是左右眼看到的画面不同，左右眼位置不同，所以画面会有一些差异。拍摄立体图像时就是用2个镜头一左一右。然后左边镜头的影像经过一个横偏振片过滤，得到横偏振光，右边镜头的影像经过一个纵偏振片过滤，得到纵偏振光。立体眼镜的左眼和右眼分别装上横偏振片和纵偏振片，横偏振光
14、只能通过横偏振片，纵偏振光只能通过纵偏振片。如图Z155所示，这样就保证了左边相机拍摄的东西只能进入左眼，右边相机拍摄到的东西只能进入右眼，于是乎就立体了。图Z155(1)当你戴上3D眼镜，闭上右眼看红花绿叶白花盆时，你会看到红花和()A红叶、白花盆B红叶、红花盆C黑叶、黑花盆D黑叶、红花盆(2)影片或图片上面蓝色的轮廓应该偏左还是偏右？_。(3)根据短文，找出图Z155中不科学的地方：_。6原创阅读以下材料，回答相关问题。近年来，“纳米”一词经常出现在我们的生活中，商场里纳米护肤品、纳米水杯、纳米羽绒服屡见不鲜。到底什么才是“纳米”？为什么纳米材料这么神奇？原来纳米又称毫微米，是长度的度量单
15、位。假设一根头发的直径是0.05 mm，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度大约就是1 nm。也就是说，1 nm就是0.000001 mm。纳米技术(nanotechnology)，是研究结构尺寸在1 nm至100 nm范围内材料的性质和应用的一种技术。当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。如：大部分半导体制程标准皆是以纳米表示。至2012年6月，最新的中央处理器制程是22 nm。用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料，
16、制作出生物材料和仿生材料。用纳米级金属微粉烧制成的材料，强度和硬度大大高于原来的金属，纳米金属居然由导体变成绝缘体。一般的陶瓷强度低并且很脆，但纳米级微粉烧制成的陶瓷不但强度高，并且有良好的韧性。纳米材料的熔点会随超细粉直径的减小而降低。例如：金的熔点为1064 ，但10 nm的金粉熔点降低到940 ，5 nm的金粉熔点降低到830 ，因而烧制温度可以大大降低。纳米陶瓷的烧制温度大大低于原来的陶瓷。纳米级的催化剂加入汽油中，可提高内燃机的效率。(1)1 nm_m。(2)以纳米技术制造的电子器件比普通硅器件工作速度_，体积_。(3)金属纳米颗粒的熔点_同种金属的熔点；将金属纳米颗粒制成块状金属材
17、料强度_一般的金属。(3)图Z156是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线_(填字母)。图Z1567原创阅读以下材料，回答相关问题。1813年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”的条件，产生的电流叫感应电流。了解到导体产生的磁场阻碍原磁通量发生变化的电流叫做感应电流，是指放在变化磁通量中的导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流(感生电流)。通俗地讲，当闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，此闭合回路中的磁通量一定会发生变化，在闭合回路中就产生了感应电动势，从而产生了电流，这种电流称为感应电流。磁通
18、量大的地方，从磁感线角度理解就是认为在同一磁场中，磁感线越密的地方，也就是穿过单位面积的磁感线条数越多的地方。因此B越大，S越大，穿过这个面的磁感线条数就越多，磁通量就越大。所以磁通量反映穿过某一面积的磁感线条数的多少。如图Z157甲所示的实验装置，当通电螺线管A向下运动时，在螺线管B中就会产生感应电流。原因是通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体类似(如图乙所示)。当通电螺线管A由上至下运动时，如图Z158所示，螺线管B的磁通量发生了变化，所以产生了感应电流。甲乙图Z157图Z158只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。因此，“闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
19、，所产生的电流叫感应电流”是片面的，导体不切割磁感线，也能产生感应电流。只要磁通量发生变化即可。根据法拉第电磁感应定律：UBLvsin 。当导体在磁场中静止或平行于磁感线运动时，无论磁场多强，闭合回路中都无电流。感应电流的大小与磁感应强度B，导线长度L、运动速度v，以及运动方向和磁感线方向间的夹角的正弦成正比。(1)写出求感应电流的公式：_。(2)如图Z157甲所示的实验装置中，不切割磁感线也能产生感应电流，应该如何操作：_。(3)其他条件不变的情况下，为多少产生的感应电流最大：_。8原创阅读以下材料，回答相关问题。汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分。汽车由发动机、底盘、车身和电器设备四大
20、部分组成。发动机把燃料燃烧产生的内能变为机械能，再通过底盘上的转动机构，将动力传给车轮，使汽车行驶。现代汽车多数采用四缸或六缸等多缸发动机，每个汽缸都进行四个冲程的循环。由于各汽缸交替做功，所以发动机转动比较平稳。随着电子技术的发展，许多汽车已经采用了电子燃油喷射系统。微电脑可以根据内燃机的工作状态和空气的温度等多种因素精确控制喷油的数量和时机，提高燃烧效率。人们在这方面已经取得了突破，然而我们并不止步于此，进而继续思考发动机的改造。普通的四冲程发动机我们比较熟悉，但是这样的发动机把的能量以热能的形式散发掉了。为了不断提高发动机的性能，人们投入研究了六冲程发动机，六冲程发动机则利用了部分散发的
21、热能去制造蒸汽以回收部分本来会损失的能量。在普通四冲程发动机的“吸气压缩做功排气”四个冲程之后，第五个冲程开始的时候，把水喷进炽热的汽缸里面，水马上就变成了温度高达816 的蒸汽，体积急剧膨胀1600倍，同时汽缸内压强急剧增大，推动活塞再次做功如此一来，每6个冲程中就出现2个做功冲程，而消耗的燃油却没有变化。到了第6个冲程，发动机把水蒸气排放到一个冷却器，水蒸气在那里重新变成水。根据计算，六冲程发动机能比传统的四冲程发动机效率提高40%。如果是柴油机的话，还可以再提高5%。图Z159为新型六冲程发动机的原理图，六冲程节油内燃发动机，涉及现有内燃发动机的高压油泵、喷油嘴、冷却循环管路、活塞、活塞
22、缸，其特征在于在缸盖上设两个喷嘴，一个喷油嘴、一个喷水嘴，在发动机一边安装一个高压水泵，喷油嘴的进油管接高压油泵出口，喷水嘴的进水管接高压水泵的出口，高压水泵进水管接水箱的出口，改变油嘴的喷油角度，改变排气角度，增加喷水角度，使活塞产生六个冲程。图Z159(1)采用电子燃油喷射系统的优点：_。(2)第五个冲程中的能量转化是_能转化成_。(3)第六个冲程应该是_冲程。A吸气B压缩C做功D排气(4) 这六缸发动机中，始终有_个汽缸处在做功冲程。9原创阅读以下材料，回答相关问题。图Z1510本杰明富兰克林(Benjamin Franklin)是18世纪美国的实业家、科学家、社会活动家、思想家、文学家
23、和外交家。他是美国历史上第一位享有国际声誉的科学家和发明家。为了对电进行探索曾做过著名的“风筝实验”，在电学上成就显著，为了深入探讨电运动的规律，创造的许多专用名词如正电、负电、导电体、电池、充电、放电等成为世界通用的词汇。他借用了数学上正负的概念，第一个科学地用正电、负电概念表示电荷性质，并提出了电荷不能创生、也不能消灭的思想，后人在此基础上发现了电荷守恒定律。他最先提出了避雷针的设想，避免了雷击灾难，破除了迷信。富兰克林通过一系列实验，发现了尖端放电现象。如图Z1510所示，将导体固定在绝缘支架上，并使导体带电，然后用带有绝缘柄的验电球接触A点，检验A点带电情况，并按照相同的方法检验B点和
24、C点的带电情况。实验表明，跟A点接触后的验电器金属箔片张开角度较小；跟尖端C点接触后的验电器金属箔片张开角度最大。这表明，电荷在导体表面的分布是不均匀的，突出的位置电荷比较密集，平坦的位置电荷比较稀疏。导体尖锐的部分电荷特别密集，尖端附近的电场就特别强，会产生尖端放电。生活中有些地方我们需要避免尖端放电，有些地方我们却要利用尖端放电现象。图Z1511(1)图Z1511中哪个金属容易产生放电现象：_。(2)高压电气设备的金属元件的表面应该_(选填“平滑”或“粗糙”)。(3)下列属于尖端放电现象的是()A油罐车后面的铁链B避雷针C飞机轮上装搭的地线D静电除尘参考答案1(1)机械闹钟在上弦之后就可以
25、自动运转起来(或机械手表上弦之后就可以自动运转)(2)发条的弹性势能转化成了指针的动能(3)增加弹性势动2(1)好(2)通过物体重心的重力作用线和接触面的位置关系(3)重心很低，底面大而圆滑，容易来回摆动。当它向一边倾斜时，它通过重心的重力作用线和桌面的接触点不在同一条直线上，由于受重力的作用，不倒翁会向另一边摆动。因此，当不倒翁向左倾倒时，重心和重力作用线在接触点右边，所以在重力作用下不倒翁又会向右倾倒3(1)流动的空气使机翼的上下表面产生了压强差，这就是向上的升力(2)力的作用是相互的，相互作用力总是大小相等，方向相反(3)空气气垫通常是由持续不断供应的高压气体形成，它行走时因为船身升离水面，船体受到水的阻力得到减少，以致航行速度比同样功率的船只要快。4(1)大于(2)等于(3)5(1)D(2)偏左(3)左侧镜片应该是横偏振片，能通过横偏振光，而右侧镜片是纵偏振片，能通过纵偏振光6(1)109(2)快小(3)低于高于(4)c7(1)I(2)改变A中的电流(或移动滑动变阻器滑片)(3)908(1)精确控制喷油的数量和时机，节省能源，提高效率(2)内机械(3)D(4)两9(1)C(2)平滑(3)B