登录
6. 跨学科实践 工程实践「2026 广东汕头潮南月考，★☆」如图所示是沈括在《梦溪笔谈》中描述的“缕悬法”指南针，将缕丝的一端用蜡粘在磁针腰部，另一端系在木架上，磁针下放一个标有方位的圆盘，静止时磁针针尖便指向南方，则针尖是磁针的
南(或S)
极，它指向地磁 北(或N)
极。磁针能指示南北，是因为磁针受到 地磁场
的作用。答案
6.答案 南(或S) 北(或N) 地磁场
解析 地球本身是一个巨大的磁体,地磁南极靠近地理北极,地磁北极靠近地理南极。由磁极间的相互作用规律可知,针尖是磁针的南极,它指向地磁北极;磁针能指示南北,是因为受到地磁场的作用。
解析 地球本身是一个巨大的磁体,地磁南极靠近地理北极,地磁北极靠近地理南极。由磁极间的相互作用规律可知,针尖是磁针的南极,它指向地磁北极;磁针能指示南北,是因为受到地磁场的作用。
解析
【分析】
要解答本题，需结合地磁场的特点和磁极间的相互作用规律分析：地球是巨大的磁体，地磁南北极与地理南北极相反；指南针的指向由异名磁极相互吸引决定，且磁针受地磁场作用才指示南北。
【解析】
1. 地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极靠近地理南极，地磁南极靠近地理北极。
2. 根据磁极间“异名磁极相互吸引”的规律，静止时磁针针尖指向南方（地理南极），说明针尖是磁针的南极（S极），它指向的是地磁北极。
3. 磁针能指示南北，是因为地球周围存在地磁场，磁针受到地磁场的作用。
【答案】
南(或S)；北(或N)；地磁场
【知识点】
地磁场、磁极间的相互作用
【点评】
本题结合古代“缕悬法”指南针的工程实践，考查地磁场与磁极的相关知识，体现了物理知识在古代科技中的应用，属于跨学科实践类题目，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解答本题，需结合地磁场的特点和磁极间的相互作用规律分析：地球是巨大的磁体，地磁南北极与地理南北极相反；指南针的指向由异名磁极相互吸引决定，且磁针受地磁场作用才指示南北。
【解析】
1. 地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极靠近地理南极，地磁南极靠近地理北极。
2. 根据磁极间“异名磁极相互吸引”的规律，静止时磁针针尖指向南方（地理南极），说明针尖是磁针的南极（S极），它指向的是地磁北极。
3. 磁针能指示南北，是因为地球周围存在地磁场，磁针受到地磁场的作用。
【答案】
南(或S)；北(或N)；地磁场
【知识点】
地磁场、磁极间的相互作用
【点评】
本题结合古代“缕悬法”指南针的工程实践，考查地磁场与磁极的相关知识，体现了物理知识在古代科技中的应用，属于跨学科实践类题目，难度适中。
【难度系数】
0.5
7. 「2026广东深圳宝安期末，★☆」据统计，每燃烧1 kg燃油约排放3.3 kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能源作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
(1)储氢瓶在高压下储存氢气时，是通过
(2)氢燃料电池将化学能直接转化为
(3)氢燃料电池卡车在水平路面上匀速行驶72 km用时1 h，功率为172 kW；与燃油卡车相比(燃油机的效率取36%，燃油的热值$q$取$4.3×10^7$ J/kg，假设燃油完全燃烧)，氢燃料电池卡车行驶72 km可减排二氧化碳的质量约为
(1)储氢瓶在高压下储存氢气时，是通过
压缩体积
的方式使氢气液化；(2)氢燃料电池将化学能直接转化为
电
能供电动机使用，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用
；(3)氢燃料电池卡车在水平路面上匀速行驶72 km用时1 h，功率为172 kW；与燃油卡车相比(燃油机的效率取36%，燃油的热值$q$取$4.3×10^7$ J/kg，假设燃油完全燃烧)，氢燃料电池卡车行驶72 km可减排二氧化碳的质量约为
132
kg。答案
7.答案 (1)压缩体积 (2)电 通电导体在磁场中受到力的作用 (3)132
解析 (1)储氢瓶在高压下储存氢气,是通过压缩体积的方式使氢气液化。(2)氢燃料电池将化学能直接转化为电能供电动机使用。电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。(3)氢燃料电池卡车行驶72 km做的有用功$ W=Pt=172×10^3\ \mathrm{W}×3\ 600\ \mathrm{s}=6.192×10^8\ \mathrm{J} $,燃油完全燃烧放出的热量$ Q_\mathrm{放}=\frac{W}{\eta}=\frac{6.192×10^8\ \mathrm{J}}{36\%}=1.72×10^9\ \mathrm{J} $,需要燃烧燃油的质量$ m=\frac{Q_\mathrm{放}}{q}=\frac{1.72×10^9\ \mathrm{J}}{4.3×10^7\ \mathrm{J/kg}}=40\ \mathrm{kg} $,所以氢燃料电池卡车行驶72 km可减排二氧化碳的质量$ m_\mathrm{二氧化碳}=40\ \mathrm{kg}×3.3=132\ \mathrm{kg} $。
解析 (1)储氢瓶在高压下储存氢气,是通过压缩体积的方式使氢气液化。(2)氢燃料电池将化学能直接转化为电能供电动机使用。电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。(3)氢燃料电池卡车行驶72 km做的有用功$ W=Pt=172×10^3\ \mathrm{W}×3\ 600\ \mathrm{s}=6.192×10^8\ \mathrm{J} $,燃油完全燃烧放出的热量$ Q_\mathrm{放}=\frac{W}{\eta}=\frac{6.192×10^8\ \mathrm{J}}{36\%}=1.72×10^9\ \mathrm{J} $,需要燃烧燃油的质量$ m=\frac{Q_\mathrm{放}}{q}=\frac{1.72×10^9\ \mathrm{J}}{4.3×10^7\ \mathrm{J/kg}}=40\ \mathrm{kg} $,所以氢燃料电池卡车行驶72 km可减排二氧化碳的质量$ m_\mathrm{二氧化碳}=40\ \mathrm{kg}×3.3=132\ \mathrm{kg} $。
解析
【分析】
本题围绕氢能源应用考查相关物理知识，需分步骤分析：
第(1)问，回忆气体液化的两种方式（降低温度、压缩体积），结合储氢瓶高压储存氢气的场景判断液化方式；
第(2)问，明确氢燃料电池的能量转化类型，以及电动机的工作原理；
第(3)问，需先计算卡车行驶做的有用功，再根据燃油机效率算出燃油燃烧放出的热量，进而求出燃油质量，最后根据燃油与二氧化碳的排放关系计算减排量。
【解析】
(1) 气体液化有降低温度和压缩体积两种方式，储氢瓶在高压下储存氢气，是通过压缩体积的方式使氢气液化；
(2) 氢燃料电池将化学能直接转化为电能供电动机使用；电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用；
(3) 计算氢燃料电池卡车行驶72 km做的有用功：
$W=Pt=172×10^3\ \mathrm{W}×3600\ \mathrm{s}=6.192×10^8\ \mathrm{J}$；
根据燃油机效率，燃油完全燃烧放出的热量：
$Q_\mathrm{放}=\frac{W}{\eta}=\frac{6.192×10^8\ \mathrm{J}}{36\%}=1.72×10^9\ \mathrm{J}$；
需要燃烧燃油的质量：
$m=\frac{Q_\mathrm{放}}{q}=\frac{1.72×10^9\ \mathrm{J}}{4.3×10^7\ \mathrm{J/kg}}=40\ \mathrm{kg}$；
每燃烧1 kg燃油排放3.3 kg二氧化碳，故减排二氧化碳的质量：
$m_\mathrm{二氧化碳}=40\ \mathrm{kg}×3.3=132\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1)压缩体积 (2)电；通电导体在磁场中受到力的作用 (3)132
【知识点】
液化的方法；能量转化；电动机原理；热量计算
【点评】
本题结合氢能源应用场景，考查物态变化、能量转化、电动机原理及热量相关计算，体现物理知识在低碳环保领域的实际应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕氢能源应用考查相关物理知识，需分步骤分析：
第(1)问，回忆气体液化的两种方式（降低温度、压缩体积），结合储氢瓶高压储存氢气的场景判断液化方式；
第(2)问，明确氢燃料电池的能量转化类型，以及电动机的工作原理；
第(3)问，需先计算卡车行驶做的有用功，再根据燃油机效率算出燃油燃烧放出的热量，进而求出燃油质量，最后根据燃油与二氧化碳的排放关系计算减排量。
【解析】
(1) 气体液化有降低温度和压缩体积两种方式，储氢瓶在高压下储存氢气，是通过压缩体积的方式使氢气液化；
(2) 氢燃料电池将化学能直接转化为电能供电动机使用；电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用；
(3) 计算氢燃料电池卡车行驶72 km做的有用功：
$W=Pt=172×10^3\ \mathrm{W}×3600\ \mathrm{s}=6.192×10^8\ \mathrm{J}$；
根据燃油机效率，燃油完全燃烧放出的热量：
$Q_\mathrm{放}=\frac{W}{\eta}=\frac{6.192×10^8\ \mathrm{J}}{36\%}=1.72×10^9\ \mathrm{J}$；
需要燃烧燃油的质量：
$m=\frac{Q_\mathrm{放}}{q}=\frac{1.72×10^9\ \mathrm{J}}{4.3×10^7\ \mathrm{J/kg}}=40\ \mathrm{kg}$；
每燃烧1 kg燃油排放3.3 kg二氧化碳，故减排二氧化碳的质量：
$m_\mathrm{二氧化碳}=40\ \mathrm{kg}×3.3=132\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1)压缩体积 (2)电；通电导体在磁场中受到力的作用 (3)132
【知识点】
液化的方法；能量转化；电动机原理；热量计算
【点评】
本题结合氢能源应用场景，考查物态变化、能量转化、电动机原理及热量相关计算，体现物理知识在低碳环保领域的实际应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
