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1、
通过设计和制作隔音房间模型，不仅能够加深对物理声学知识的理解，还能提升工程实践、跨学科应用能力，学会在成本与性能间进行权衡。今天的综合能力题旨在通过PBL（项目式学习），引导你跨学科探索隔音房间模型制作的各种奥秘。
【项目式学习】隔音房间模型制作探秘
【任务一】产品定位
隔音房间分为两种
举例
A：为获得相对安静的室内环境，可以屏蔽外界噪声；
自习室、睡眠舱
B：为了避免房间内发出的声音，不传出到室外影响到周边邻里；
保密室、会议室
（1）实验小组选择了制作B类隔音房间，为直观体验隔音房间的效果找到了不同结构的房间，并尝试用手机播放固定频率和响度的声音，在不同条件下测量距离隔音房间1m处的声音分贝值，通过测量距离隔音房间1m处固定位置的声音分贝值，分贝值越________（选填“大”或“小”）的房间结构隔音效果越好。
【任务二】材料的选择与评估
选择合适的材料是成功的关键。以下是几种常见材料的特性：
材料名称
特点
主要用途
泡沫板
质量轻，有许多小孔
吸收中高频噪声
实心砖墙
质量大，结构致密
隔绝外部噪声
石膏板
质量适中，可形成空腔
与龙骨构成双层结构
密封胶条
柔软，有弹性
填充门窗缝隙
（2）从物理角度看，实心砖墙能有效隔音是因为其质量大且致密，而泡沫板能吸音是因为其多孔结构能使声波在空隙中反复________（选填“反射”或“折射”），从而消耗能量；
（3）为防止声音通过门缝传播，在门框上加装密封胶条，这属于在________控制噪声。从工程力学角度，模型的天花板与墙体连接需牢固，若用热熔胶固定，需要对其先进行加热，让其________（填物态变化名称）。
【任务三】操作过程
★材料隔音性能测试
实验一：隔音效果和材料种类的关系
（4）某同学用两个完全相同的鞋盒作为房间模型，分别用两种材料填充模型房间四周，填充效果如下图。则该制作的错误之处是________；
（5）实验方案确定：同学们将声源放入鞋盒内，在其四周塞满待测隔音材料。设想了以下A、B两种实验方案，选出你认为最佳的方案并说明理由_______________________________；
A. 让人一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较此处距鞋盒的距离。 B. 将手机放在距离鞋盒确定的距离处，用分贝仪测试声音的强弱； 操作：某同学选择了一个安静的房间，在模型外1m处摆放分贝仪通过实验得到如下表所示的数据。
材料种类
聚酯棉
实木
泡沫
海绵
分贝/dB
60
83
72
70
（6）分析数据可得：好的吸音材料具有以下哪个特点（ ）
A. 疏松多孔 B. 硬度较大 C. 柔韧性好 实验二：隔音效果和材料厚度的关系
为了更准确地比较隔音效果，同学使用分贝仪进行音量的测量。选用纸巾进行实验，改变包裹声源的纸巾的张数，在相同的距离处摆放分贝仪用来测声音的强弱，测出数据记录在下表中：
项目
餐巾纸厚度
餐巾纸
2片
4片
6片
8片
响度
104dB
100dB
97dB
95dB
（7）分析数据可得：________；
（8）隔音效果可以用减噪率表示，减噪率的计算方法为 ， 测得隔音前的强弱等级为（dB），写出餐巾纸为6片时减噪率的表达式________（用已有数据和字母表示）。
【任务四】物理与生活
某同学设计完隔音房间后想知道现代隔音技术，于是询问AI，得到以下信息，请你根据已有信息和生活经验，回答问题：
小资料-现代隔音工程的三大核心技术：
一、增加材料质量。使用越厚重密实的材料，声音就越难使其振动，从而能更好地阻挡声音的穿透。
二、解耦。通过弹性龙骨、双层墙等结构，切断墙体间的刚性连接，有效阻断通过固体传播的振动。
三、吸声。通过在空腔填充多孔材料。能吸收在空腔内的残余声波，并将其转化为热能。
（9）现代隔音玻璃比普通玻璃厚，且中间间隔10mm空气层制成双层玻璃。隔音玻璃哪些结构特点有助于提升隔音效果？（至少写出一点）。________
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2、佳佳在户外实践活动中，捡到一块鹅卵石，想利用学过的密度知识测量其密度。
(1)、调节天平平衡时指针位置如图甲所示，应将平衡螺母向（填“左”或“右”）调节；称量时，右盘中所加砝码和游码位置如图乙所示，则鹅卵石的质量为g。(2)、把鹅卵石放入装有45mL水的量筒中，量筒内水面的位置如图丙所示，则鹅卵石的体积为cm3。(3)、计算出鹅卵石的密度为kg/m3。(4)、若实验中先用量筒测鹅卵石的体积，再将取出后的鹅卵石直接放在托盘天平上测量质量，则所测鹅卵石的密度会（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 -
3、阅读《中国“人造太阳”》回答问题。
中国“人造太阳”
同学们都听说过核电站吧？目前所有的核电站都是核裂变电站，通俗点讲就是把原子弹的爆炸反应速度减慢，大幅度减慢；剧烈的爆炸就变成了稳定的燃烧；再用燃烧的热烧水；烧水形成的水蒸气推动发电机转动。于是我们就有核电啦！但大家也听说过历史上核泄漏事故吧？传统核裂变技术有放射性核废料的产生，这些废料的放射性能持续很多年。
自然界还有一种核反应叫核聚变，也就是氢弹所用到的原理。简单点说就是把两个氢原子核撞一块形成一个氯原子核，这个过程会释放能量。那对应的发电技术自然就叫核聚变发电了。与核裂变相比，核聚变有很多优点。第一核聚变产能效率高；第二地球上核聚变燃料氘和氚储量丰富；第三核聚变更为安全、清洁。
但是可控核聚变发电太难了！超乎人们想象的难。第一是可控核聚变需要的核燃料密度极大，温度极高，大约是1亿摄氏度；第二这么高的温度，燃料肯定不能接触容器的对吧？有一种叫磁约束装置，就是通过磁场把带电的等离子束缚在一个空间区域内，不与容器直接接触，这样反应堆容器外壁的温度也就是1000摄氏度的样子，在人类材料所能承受的范围内。人们把这样的核聚变装置叫托卡马克如图所示。由于磁约束需要的磁场很强，就需要大电流。如果线圈存在电阻的话，大电流会带来很高的能量消耗。因此，咱们的线圈得是用超导材料做成的，知道难在哪了吧！目前还不存在常温超导材料，都是要很低的温度才能实现超导。所以托卡马克就是一个冰火两重天的装置。核心是1亿摄氏度的等离子体核燃料，外圈是超低温超导线圈。
等离子体的稳定约束非常非常难，磁约束聚变装置方面做的最好的便是中国的EAST，全名叫Experimental Advanced Superconducting Tokamak，即全超导实验性托卡马克装置。2021年5月，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒运行，这20秒钟，是无数科研人员背后辛勤工作的成果，也是我们向往星辰大海的真实写照。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）“人造太阳”是通过（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放能量的；
（2）相比核裂变，核聚变具有的优点是：；
（3）请你根据所学知识，解释超导材料制作的导体线圈可以产生强大电流的原因。
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4、阅读短文，回答问题。
被誉为“乐器之王”的钢琴已有三百多年的历史，最早是在17世纪末由克里斯托福里在佛罗伦萨制造的。钢琴靠手指触动键盘，键盘带动着小槌，使槌击弦发音；钢琴的右踏板控制内部的制音装置，用以延长乐音（制音装置的作用相当于人敲锣时，敲一下立即用手按住锣面，锣面停止振动不再发声）；左踏板依击弦系统的不同而控制琴槌击弦的距离，使琴槌与琴弦间的距离缩短，产生更弱的乐音。
20世纪末，数字音乐设备的发展又促使一种新的钢琴被发明出来——数码钢琴（电子钢琴）。这种钢琴拥有和传统钢琴一样的造型，但是却没有传统钢琴上的声学结构，既没有琴弦也没有共鸣板。数码钢琴的核心是一台电脑，它将从传统钢琴上采样下来的各个音一一储存在内部存储器中，演奏者按动一个琴键就驱动了一个信号，电脑就将对应的音播放出来。
(1)、数码钢琴模仿的是传统钢琴发出声音的 ， 钢琴声是以的形式在空气中传播的；(2)、制音装置的作用相当于人敲锣时，敲一下立即用手按住锣面，锣面停止振动不再发声，这说明；(3)、左踏板通过控制敲击琴弦的幅度，从而减小音量，这说明声音的与声源振动的幅度有关；(4)、钢琴用久了，需要调音，调音师通过调节琴弦的松紧来矫正音调，弦调得越（选填“紧”或“松”）振动发出声音的音调越高。 -
5、如图，丹霞山云雾缭绕，如诗如画，在阳光照射下，云雾中的小水珠变成水蒸气，此过程属于（ ）
A、汽化 B、液化 C、熔化 D、凝固 -
6、如图甲所示，小博在跨学科实践活动中制作了简易的调光台灯，其中电位器是调节其亮度的装置，图乙为电位器内部结构示意图。下列做法能使台灯变亮的是（ ）
A、若将a、c接入电路中，逆时针转动滑片时 B、若将a、c接入电路中，顺时针转动滑片时 C、若将a、b接入电路中，顺时针转动滑片时 D、若将b、c接入电路中，顺时针转动滑片时 -
7、如图甲所示是跨学科实践“汽油机模型”。(1)、在圆筒内加入适量酒精，用橡胶塞塞紧筒口，用电火花点火，一段时间后，观察到橡胶塞突然被推出。此过程中，混合气体燃烧产生高温高压的燃气对橡胶塞做功，将燃气的内能转变为橡胶塞的能。相当于图乙中（选填“A”、“B”、“C”或“D”）的能量转化过程（火花塞产生的电火花未画出）。
(2)、如图是某单缸四冲程汽油机的转速表，转速表当前示数表明该汽油机每秒钟完成做功冲程是次。
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8、声与我们的生活息息相关，下列有关声现象的说法正确的是（ ）A、朗读时，朗读者的声音是由空气振动产生的 B、使用扩音器时，改变了声音的响度 C、用B超检查身体时，利用了声波传递能量 D、中考时，考场附近禁止鸣笛是在传播过程中减弱噪声
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9、如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3 ， R2＝R4 ， R2＝2R1 ， 若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（ ）
A、甲、乙、丙、丁 B、丁、丙、乙、甲 C、丙、丁、乙、甲 D、甲、乙、丁、丙 -
10、在进行实践活动展示时，两位同学都带来了自制的温度计，如图所示。他们所用的玻璃小瓶大小相同，里面装满同种带颜色的水，在小瓶口的橡皮塞上各插进一根粗细不同的吸管，这种温度计是根据的规律制成的。观察这两支自制温度计的结构，其中温度计对温度的反应更灵敏。不同物质在升高相同温度时，膨胀的多少通常是不同的，已知在相同条件下，铝的热膨胀比铜显著。如图所示，是一个由铜铝组成的双金属片，在30℃时是平直的，则在80℃时，双金属片将向一侧弯曲。
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11、A、B、C 三个轻质带电小球，已知A与B相互排斥，B与C相互吸引，且A带正电，则三个小球中：B球带；C球带（填写带电情况）
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12、阅读短文，回答问题：
如图甲所示，让一束光入射到半圆形玻璃砖中，会看到一部分光线从玻璃砖的平面上折卷射到空气中，另一部分光线反射入玻璃砖内。逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。当入射角增大到41.8°，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线，如图丙所示，这种现象叫做全反射 ， 刚好发生全反射时的入射角叫做临界角。光并非在任何界面都会发生全反射现象，只有在折射角大于入射角时才能发生。光纤通信就是利用光的全反射原理，光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质，光从内芯传播时遇到包层处时，会发生全反射现象，这样光就只能在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图丁所示。
(1)、光线从玻璃斜射向空气时，折射角（选填“大于”“小于”或“等于”）入射角，而且随着入射角逐渐变大，反射光线的亮度会（选填“增强”“减弱”或“不变”）；(2)、当玻璃刚好发生全反射现象时，此时的反射角是；(3)、光纤是利用光在光导纤维中全反射原理而制成的传输工具，其传输速度为km/s；(4)、光线从光导纤维的包层斜射向内芯时，A、折射角大于入射角，可能会发生全反射 B、折射角小于入射角，可能会发生全反射 C、折射角大于入射角，不可能会发生全反射 D、折射角小于入射角，不可能会发生全反射(5)、一个三棱镜由上述玻璃构成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入，请在图中完成这束入射光的光路图。
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13、阅读短文，回答问题。
举世瞩目的“天路”
世界上海拔最高、线路最长的铁路----青藏铁路的建成通车，实现了几代中国人梦寐以求的愿望，人们形象地将它称为“天路”。青藏铁路沿线高寒缺氧，地质复杂，冻土广布，工程十分艰巨.保持路基冻土是青藏铁路建设中的难题之一，冬季冻土坚硬，而夏季冻土会熔化，路基硬度减小，火车的重压会使路基及铁轨严重变形。因此，必须设法保持冻土不受夏季高温影响。我国科技工作者通过“热棒”等技术，创造性地解决了这一难题。“热棒”被称为不用电的“空调器”。如图甲所示，路基两旁插有碗口粗细、看上去像护栏的金属棒，这就是热棒。热棒是封闭、中空的，里面灌有很容易汽化的液态氨，上端有散热片（如图乙所示）。当路基温度较高时，液态氨受热汽化，上升到热棒的上端，通过散热片向空气中散热，气态氨又液化成液态氨下沉到热棒的下部。如此往复循环，不断地将路基中的热散发到空气中，使路基的温度基本不变，从而保证了路基的坚固、稳定。
请根据上述材料，回答下列问题
(1)、路基硬度会减小，是因为夏季高温，冻土会（选填“吸收”或“放出”）热量而；(2)、根据热棒的工作原理，你认为管中的“氨”应具有的主要物理性质是__________；A、沸点低 B、熔点低 C、沸点高 D、熔点高(3)、下列说法正确的是__________；A、热棒工作时，氨从气态到液态是通过压缩体积的方法实现的 B、散热片的作用是提高气态氨的吸热效果 C、热棒工作时，下端发生的物态变化是汽化 D、热棒的主要作用是将气态氨液化放热给土层，使土层温度升高(4)、热棒工作时，地面空气温度（低于/等于/高于）冻土的温度；(5)、热棒具有独特的单向传热性能：热量只能（向上/向下）传输，反向不能传热。 -
14、如图甲所示为亮度可调的台灯，内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12V，灯的电阻不随温度变化。当滑片由a端移动到b端的过程中，滑动变阻器的电功率P与电流I的关系图象如图丙所示，求：
(1)、灯的电阻；(2)、滑动变阻器的最大电阻；(3)、滑片由a端移动到b端的过程中，滑动变阻器的最大功率。 -
15、【新定义】热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”；另一种是“卡路里”，简称“卡”，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1个大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。(1)、1卡合多少焦耳；(2)、茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡？(3)、若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃，求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
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16、小明参加了学校的“生活物理实验室”，他和小组成员张丽一起利用压强计等器材“探究液体内部压强的特点”，他们进行了以下的实验操作：
(1)、压强计是通过U形管中左右液面高度差来反映液体压强大小的。使用前应检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置 （填“漏气”或“不漏气”）；(2)、小明在使用压强计时发现，U形管两边液面不平齐，如A图所示，出现这种情况的原因是：U形管左支管液面上方的气压（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压，接下来小明的操作是；A.将此时右边支管中高出的液体倒出
B.取下软管重新安装
(3)、为了探究液体压强与液体密度的关系，应选择 两图；(4)、张丽改装了液体压强计，将U形管的两端分别连接了软管和探头，如图E所示。当两探头置于空气中时，U行管的液面是齐平的。甲、乙两容器内装有密度分别为ρ甲、ρ乙的液体，现将两个探头分别置于两容器的液体中。当探头深度相同时，U形管的液面位置如图E所示，则ρ甲>ρ乙。为了使得U形管液面再次平齐，张丽调整了探头在液体中的深度，当U形管液面再次平齐后，一旁的王红测出了此时两个探头在甲、乙两容器所处的深度h甲和h乙。若用h甲、h乙和ρ乙表示ρ甲 ， 则ρ甲＝ 。 -
17、小明利用天平和量筒做了测量液体密度的实验。
(1)、把天平放在水平桌面上，游码移到标尺左端的零刻度线处后，发现指针位置如图甲所示 （选填“左”或“右”）调节，直到指针对准分度盘中央的刻度线。(2)、将装有适量待测液体的烧杯放在调节好的天平上，测出烧杯和液体的总质量为154g；然后将烧杯中的液体倒入量筒中一部分，量筒中液体的体积为 cm3。(3)、把烧杯和剩余液体放在天平上，天平平衡时砝码及游码的位置如图丙所示，则烧杯和剩余液体的质量为 g，根据上述实验数据计算出液体的密度ρ液＝ kg/m3。(4)、小明还想利用一个圆柱形的容器、刻度尺和水，测量小木块（不吸水）的密度，他设计了如下实验：①在圆柱形容器内加入适量的水，用刻度尺测量水的深度记为h1；
②将小木块放入水中漂浮，水未溢出，用刻度尺测量水的深度记为h2；
③用细针将木块完全压入水中，水未溢出， 记为h3；
④则小木块密度表达式为ρ木＝ （用ρ水和所测物理量的字母表示）。
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18、按电路图连接实物，已知闭合开关后，通过L1的电流为0.3A，通过L2的电流为0.6A。
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19、如图所示，弹簧的一端固定在容器的底部，另一端固定在实心铁块的下表面。现缓慢向空的容器注水直至C处，请在图中画出弹簧对物体的弹力F弹随水面上升高度h变化关系的大致图像（忽略弹簧所受浮力和重力）。
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20、小明去科技馆参加科技展览，在观看科学短片时，工作人员用遥控器切换投影仪画面是利用 （选填“红外线”或“紫外线”）来进行控制的；荧幕上五颜六色的画面是由红、 、蓝三种色光混合而成的。