第一章 打开物理世界的大门 知识点题库

泡沫混凝土是一种新型的建筑材料，具有轻质、多孔、保温、隔热、隔音、减震等优点，同学们对此很好奇，围绕其保温、隔热的性能，提出了以下的问题，你认为较有价值且可探究的问题是：（　　）

下列关于科学探究过程的排列顺序正确的是（  ）

①猜想与假设；②评估；③提出问题；④分析论证；⑤设计实验；⑥进行实验收集证据．

我们常利用身边的物品进行物理实验．现给你一个透明圆底玻璃杯、一端削尖的铅笔、一张白纸、足够的水，请你从中选择需要的器材，设计一个小实验来研究或说明相关的物理问题．

	实验设计	研究或说明的物理问题
示例	将玻璃杯放在纸上，迅速抽出纸张	物体具有惯性
实验

锯子的锯齿都“东倒西歪”，不在同一平面内．小明猜想这是为了减小锯木头时的阻力，并设计实验检验猜想．以下设计方案最佳的是(   )

下列关于科学探究的说法中正确的是（   ）

现有四个用同一种材料制成的实心正方体，它们的质量如图所示，请根据图中的情景，提出一个可以探究的科学问题：．

要想学好物理就要养成时刻观察生活的好习惯。生活中有很多现象“司空见惯”，如果不留心就会“视而不见”。例如，如图所示，冰棍“冒”出的“白气”，是向（选填“上”或“下”）飘的；家中洗手盆、洗菜盆或浴缸中装有大量的水，打开底部塞子，水从圆形下水口流出时，都会形成一个小漩涡，每次我们都是看着水流走的，那么你是否注意到这个漩涡的旋转方向是（选填“顺时针”、“逆时针”或“顺时针逆时针都有”）。通过今后的物理学习，你就会明白其中的道理。

王勇同学在宾馆饭店看到一种自动门，当有人靠近时，门会实现自动开闭。王勇同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自动控制的。为此他反复做了几次试验：当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开；当把一个足球滚向自动门时，门自动打开；当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开。王勇同学根据探究试验的结果，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为其中最合理的猜想是（   ）

阅读短文，将问题答案的序号填写到对应的横线上。 A．小华和小明中午赤脚在海边玩耍，觉得沙子很烫。 B．小华和小明跳到海水里游泳，感到海水比沙子凉很好。 C．小华对小明说，为什么海水会比沙子凉很多？ D．小明说，可能是海水的温度比沙子低。 E．傍晚她们双双来到海边，发现沙子比海水凉。 F．小明说，为什么中午海水比沙子凉，傍晚沙子却比海水凉？ G．小华说，可能是海水和沙子吸（放）热的本领不一样。 H．小华和小明取同样质量的海水和沙子，在相同的条件下分别用酒精灯加热，记下相 同时间内海水和沙子分别升高的温度值；移去酒精灯，再记下相同时间内降低的温度值。 I．小华和小明在笔记本上写道：实验数据表明，海水吸（放）热的本领比沙子强。 短文的叙述中，

下列问题中属于可以探究的科学问题的是（   ）

关于“猜想”,下列给出的说法中错误的是 (  )

到商店买乒乓球时,小明总要将几个乒乓球从某高度处(选填“用力扔”或“自由释放”),观察乒乓球反弹的高度,从中挑选反弹较高的乒乓球,小明的行为类似于科学探究中的(选填序号)。

①发现并提出问题;②进行实验与收集证据;③交流与合作

由于怕饭菜太烫，来不及冷却而影响小明的早餐，妈妈总是很早就起床了为了让妈妈多睡一会儿，小明就想找到一种让物体快速冷却的方法．为此小明进行如下探究：

小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的，而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水．水和空气哪个的导热性能好呢？

为此小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个就放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上，如图所示．实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如表：

时间/min	1	5	10	15	20	25	30	35	40	45
甲的示数/℃	80	65	53	42	34	33	33	33	33	33
乙的示数/℃	80	70	61	53	46	40	35	33	33	33

阅读《温度传感器》一文，回答下列问题：

温度传感器

传感器（英文名称：transducer/sensor）是指能感受到被测量的信息，并将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

下面我们以双热金属片、热电阻和热敏电阻为例介绍几种温度传感器。

一   双热金属片温度传感器

金属会因为温度升高而膨胀，不同的金属材料在升高相同温度时，膨胀的程度也不同，通常用“膨胀系数”表明材料这种性质。将两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成为一体后，温度升高时，由于两面金属膨胀程度不同，双金属片就会形变，双金属片对温度的感知表现为形变，因此可作为温度传感器。

如图所示是一种电机上使用的双金属热保护器，它可以埋设在电机绕组内部，直接对电机温度进行控制。右下图是它的结构示意图，正常工作时动触点和静触点是连通的，当电机温度过高时，保护器内双金属片就会产生形变，使动触点和静触点断开，从而切断电路，对电机进行保护。

二   热电阻传感器

由于用金属制成的电阻阻值会随着温度的升高而增大，因此用金属丝制作的感温电阻叫作热电阻，可用来做温度传感器。热电阻大都由纯金属材料制成，应用最多的是铂和铜，此外，已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。用铜做热电阻，具有造价低廉线性好的优点，但是铜在温度过高时容易氧化，因此只适用于较低的温度（-50℃~ +200℃） 。而使用铂做热电阻，可以适用于-200 ℃~ +900℃。

三   半导体热敏电阻传感器

半导体热敏电阻是一种新型元件，它分为两类，一类是传感器阻值随温度的升高而减小，用符号NTC表示；另一类是传感器阻值随温度的升高而增大，用符号PTC表示。半导体热敏电阻的最大特点是对温度变化的响应非常敏感，其灵敏度比金属热电阻要高的多，所以常被用来做对温度微小变化要求较高的电路温度传感。

请根据上述材料，回答下列问题：

超导体

1911荷兰物理学家昂尼斯（1853~1926）发现，水银的电阻率（表示单位长度单位横截面积的某种材料的电阻）并不象预料的那样随温度降低逐渐减小，而是当温度降到4.15K附近时，水银的电阻突然降到零。某些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度附近某一特定温度时，它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度（或临界温度）T_C。现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物都在不同条件下显示出超导性。如钨的转变温度为0.012K，锌为0.75K，铝为1.196K，铅为7.193K。20世纪80年代初，米勒和贝德诺尔茨开始注意到某些氧化物陶瓷材料可能有超导电性，他们的小组对一些材料进行了试验，于1986年在镧－钡－铜－氧化物中发现了T_C =35K的超导电性。1987年，中国、美国、日本等国科学家在钡－钇－铜氧化物中发现T_C处于液氮温区有超导电性，使超导陶瓷成为极有发展前景的超导材料。2009年10月10日，美国科学家合成物质（Tl4Ba），将超导温度提高到254K，仅比冰的熔点低19℃，对于推广超导的实际应用具有极大的意义。

小娟学习了导体电阻的知识后，对当地山泉水的导电性产生了兴趣。她想知道山泉水的导电性与什么因素有关，依据已知理论和生活经验她有如下猜想：

①山泉水的导电性可能与水的温度有关；

②山泉水的导电性可能与所含各种离子的浓度有关；

③山泉水的导电性可能与两金属片插入水中的深度有关；

④山泉水的导电性可能与插入水中两金属片的距离有关；

她用电源、开关、电极、导线、烧杯、山泉水等组成的实验电路如图所示：

请阅读《热敏打印机》

热敏打印机

我们在超市或者餐饮商店等场景中看到的消费小票是这样打印的，如图所示。打印小票时使用的微型打印机叫热敏打印机。热敏打印技术在银行系统、POS终端系统、医疗器械等多个领域也有广泛应用。

热敏打印机使用的打印纸是热敏纸，热敏纸是由普通纸张作为纸基，在纸的一面涂布一层热敏涂层，热敏涂层主要由隐色燃料与显色剂构成。这种纸在常温下不会发生化学反应，处于“潜伏”的状态，而在高温下，热敏涂层中的隐色燃料与显色剂发生化学反应产生某种颜色，且温度越高，颜色变化越快。当温度低于60℃时，纸需要经过相当长、甚至长达几年的时间才能变成深色；而当温度为200℃时，这种反应会在几微秒内完成。

热敏打印技术的关键在于加热元件，热敏打印机机芯上有一排微小的半导体元件，紧密排成方点或条的形式，最普遍的热敏打印机设有320个方点，每一点为0.25mm×0.25m。这些加热元件在通过一定电流时会很快产生高温，当热敏纸的涂层遇到这些元件时，在极短的时间内温度就会升高，热敏纸上的涂层就会发生化学反应，现出颜色。加热元件由打印机进行逻辑控制，当被驱动时，打印机根据接收到的数据有选择地让一些加热元件通过电流，热敏纸的某些位置被加热，这样就在热敏纸上产生一个与打印数据相应的图形。控制加热元件的同一逻辑电路，同时也控制着进纸，因而能在整个纸张上打印岀图形。

热敏打印机具有速度快、噪音低，打印清晰，使用方便的优点。但热敏打印机不能直接打印双联，打印出来的单据不能永久保存，如果用最妤的热敏纸，避光良好的状态下，能保存十年。而早期的针式打印可以打印双联，而且如果用好的色带的话，打印单据可以保存很久。但针式打印机打印速度慢，噪音大，打印字迹粗糙，需要经常更换色带。如果用户需要打印发票，建议使用针式打印，打印其他单据时，建议使用热敏打印。

请根据上述材料，回答下列问题：

空气对运动物体有阻碍作用，这就是我们常说的空气阻力（f）。空气阻力的大小与哪些因素有关呢？根据生活经验发现：无风的环境中，人散步时几乎感受不到空气阻力，快跑时就明显感受到空气阻力。由此猜想：空气阻力的大小可能与物体运动的速度有关。

为了验证这一猜想，准备了如下器材：充气的气球、无弹性细线、钩码、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、带连拍照相功能的手机（该手机每隔相同时间对物体拍摄一次）。

如图甲所示以气球为研究对象，在气球下方用细线悬挂钩码，保持钩码底部与刻度尺的某一刻度线相平，释放气球并用手机记录钩码竖直下落过程的位置。（气球和钩码的运动情况相同，可将两者视为一个整体）

请回答下列问题：

2020年面对突如其来的新冠肺炎，一款新药要真正应用于患者之前，需经历从临床前研究到实际的操作。所以大批研究人员计划对多种老药进行试验，将病毒株培养在不同药物稀释液里，观察随时间推移，病毒株的存活率，这个试验的过程属于下列科学探究的要素是（   ）

早晨，小强发现暖水瓶的瓶盖打开后不冒“白气”。他想可能是暖水瓶不保温，这一环节属于科学探究中的（   ）