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24.（6分）阅读短文，回答问题。
“红色精灵”——天空绽放的花朵
把大气想象成无数个相同的空气团。它们吸收热量后体积膨胀上升，由于上升速度不同，相互摩擦带电。当空气团中电荷积累到一定程度时，便与地面或与附近带相反电荷的空气团发生放电现象，即闪电。
一般空气团中水汽含量较多，上升过程中形成云，所以乌云密布、电闪雷鸣是常见的场景。但如果空气团比较干燥，无法形成云，“晴天霹雳”就出现了。“红色精灵”是“晴天霹雳”的衍生品，当闪电的温度高达$17000\ \mathrm{° C}$以上时，周围的物质会离子化，形成高速上升的导电气道，此时我们就可以看到酷似盛开花朵的闪电——“红色精灵”。
（1）地表空气团吸热体积膨胀上升的原因是
（2）在导电气道中放电的粒子带
（3）产生“红色精灵”的条件是
“红色精灵”——天空绽放的花朵
把大气想象成无数个相同的空气团。它们吸收热量后体积膨胀上升，由于上升速度不同，相互摩擦带电。当空气团中电荷积累到一定程度时，便与地面或与附近带相反电荷的空气团发生放电现象，即闪电。
一般空气团中水汽含量较多，上升过程中形成云，所以乌云密布、电闪雷鸣是常见的场景。但如果空气团比较干燥，无法形成云，“晴天霹雳”就出现了。“红色精灵”是“晴天霹雳”的衍生品，当闪电的温度高达$17000\ \mathrm{° C}$以上时，周围的物质会离子化，形成高速上升的导电气道，此时我们就可以看到酷似盛开花朵的闪电——“红色精灵”。
（1）地表空气团吸热体积膨胀上升的原因是
空气吸收热量后,温度升高,体积膨胀,密度减小,所受浮力大于重力而上升
。（2）在导电气道中放电的粒子带
异种
（选填“同种”或“异种”）电荷。（3）产生“红色精灵”的条件是
空气团干燥,温度高
。答案
24.(1)空气吸收热量后,温度升高,体积膨胀,密度减小,所受浮力大于重力而上升 (2)异种 (3)空气团干燥,温度高【点拨】本题考查电荷间的相互作用规律和摩擦起电的实质,知道空气的密度与温度的关系。【解析】(1)地表空气团吸收热量后,温度升高,体积膨胀,密度减小,所受浮力大于重力而上升;(2)由“与地面或与附近带相反电荷的空气团,发生放电现象”可知,在导电气道中放电的粒子带异种电荷;(3)“红色精灵”是“晴天霹雳”的衍生品,当空气团比较干燥,无法形成云,且当闪电的温度高达17000 ℃以上时,周围的物质会离子化,形成高速上升的导电气道,此时会出现“红色精灵”,因此产生“红色精灵”的条件是空气团干燥,温度高。
解析
【分析】
本题为信息给予类题目，需结合短文内容和相关物理知识逐一分析问题：第（1）问需结合温度对空气密度的影响，分析空气团上升的原因；第（2）问从短文中提取放电现象的电荷特点；第（3）问直接从短文中定位“红色精灵”的形成条件。
【解析】
（1）地表空气团吸收热量后，温度升高，体积膨胀，根据密度公式ρ=m/V，质量不变时体积变大则密度减小，此时空气团所受浮力大于自身重力，因此会上升；
（2）由短文“当空气团中电荷积累到一定程度时，便与地面或与附近带相反电荷的空气团发生放电现象”可知，导电气道中放电的粒子带异种电荷；
（3）短文明确提到“如果空气团比较干燥，无法形成云，‘晴天霹雳’就出现了。‘红色精灵’是‘晴天霹雳’的衍生品，当闪电的温度高达17000℃以上时，周围的物质会离子化，形成高速上升的导电气道，此时我们就可以看到酷似盛开花朵的闪电——‘红色精灵’”，因此产生“红色精灵”的条件是空气团干燥，温度高。
【答案】
（1）空气吸收热量后，温度升高，体积膨胀，密度减小，所受浮力大于重力而上升；（2）异种；（3）空气团干燥，温度高
【知识点】
密度与温度、电荷间的相互作用
【点评】
本题属于信息提取类题目，通过短文呈现物理现象的相关信息，要求学生结合基础物理知识分析解答，重点考查学生的信息处理能力和对物理概念的理解应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题为信息给予类题目，需结合短文内容和相关物理知识逐一分析问题：第（1）问需结合温度对空气密度的影响，分析空气团上升的原因；第（2）问从短文中提取放电现象的电荷特点；第（3）问直接从短文中定位“红色精灵”的形成条件。
【解析】
（1）地表空气团吸收热量后，温度升高，体积膨胀，根据密度公式ρ=m/V，质量不变时体积变大则密度减小，此时空气团所受浮力大于自身重力，因此会上升；
（2）由短文“当空气团中电荷积累到一定程度时，便与地面或与附近带相反电荷的空气团发生放电现象”可知，导电气道中放电的粒子带异种电荷；
（3）短文明确提到“如果空气团比较干燥，无法形成云，‘晴天霹雳’就出现了。‘红色精灵’是‘晴天霹雳’的衍生品，当闪电的温度高达17000℃以上时，周围的物质会离子化，形成高速上升的导电气道，此时我们就可以看到酷似盛开花朵的闪电——‘红色精灵’”，因此产生“红色精灵”的条件是空气团干燥，温度高。
【答案】
（1）空气吸收热量后，温度升高，体积膨胀，密度减小，所受浮力大于重力而上升；（2）异种；（3）空气团干燥，温度高
【知识点】
密度与温度、电荷间的相互作用
【点评】
本题属于信息提取类题目，通过短文呈现物理现象的相关信息，要求学生结合基础物理知识分析解答，重点考查学生的信息处理能力和对物理概念的理解应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
25.（8分）如图甲所示是国家体育馆鸟巢定制版机器人。该机器人质量为80 kg，双脚与地面的接触总面积为$0.04\ \mathrm{m}^2$，匀速前进时受到的阻力是机器人重力的0.05倍。g取10 N/kg。
（1）该机器人受到的重力大小为多少？
（2）请在简化图乙中画出机器人对地面压力示意图。
（3）机器人双脚站立时，对水平地面的压强是多大？
（4）沿着水平地面匀速前进时，机器人受到的牵引力大小为多少？
（1）该机器人受到的重力大小为多少？
（2）请在简化图乙中画出机器人对地面压力示意图。
（3）机器人双脚站立时，对水平地面的压强是多大？
（4）沿着水平地面匀速前进时，机器人受到的牵引力大小为多少？
答案
25.【点拨】本题考查重力公式、二力平衡条件的应用、压强公式的应用,是一道力学综合题,难度不大。【解析】(1)该机器人受到的重力大小为:G=mg=80 kg×10 N/kg=800 N;(2)机器人对地面的压力方向竖直向下,大小等于机器人的重力,作用点在地面上,如图所示:
(3)机器人双脚站立时,对水平地面的压强为$:p=F/S=G/S=800 N/0.04 m^2=20000 Pa;(4)$机器人匀速前进时,所受的牵引力等于阻力,为:F牵=f=0.05G=0.05×800 N=40 N。解析
【分析】
本题是力学综合题，需分步骤解决四个问题：
1. 求重力：利用重力公式$G=mg$，代入已知质量和$g$计算即可；
2. 画压力示意图：压力是垂直作用在接触面上的力，机器人对地面的压力方向竖直向下，作用点在地面，大小等于机器人重力，按要求画出；
3. 求压强：利用压强公式$p=\frac{F}{S}$，这里压力$F$等于重力$G$，代入接触面积计算；
4. 求牵引力：机器人匀速前进时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，阻力为重力的0.05倍，据此计算牵引力。
【解析】
（1）根据重力公式$G=mg$，代入$m=80\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，得：
$G=80\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=800\ \mathrm{N}$；
（2）机器人对地面的压力方向竖直向下，作用点在地面与机器人接触的中点，大小等于重力，示意图如下：
（3）机器人双脚站立时，对地面的压力$F=G=800\ \mathrm{N}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入$S=0.04\ \mathrm{m}^2$，得：
$p=\frac{800\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m}^2}=20000\ \mathrm{Pa}$；
（4）机器人匀速前进时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，阻力$f=0.05G$，则：
$F_{牵}=f=0.05 × 800\ \mathrm{N}=40\ \mathrm{N}$。
【答案】
（1）800 N；（2）压力示意图如题目所给的图（$F=800\ \mathrm{N}$竖直向下）；（3）20000 Pa；（4）40 N
【知识点】
重力计算、压强计算、二力平衡、压力示意图
【点评】
本题考查力学基础公式的应用，涉及重力、压强、二力平衡的知识点，属于常规力学综合题，难度不大，需掌握基本公式和受力分析方法。
【难度系数】
0.3
本题是力学综合题，需分步骤解决四个问题：
1. 求重力：利用重力公式$G=mg$，代入已知质量和$g$计算即可；
2. 画压力示意图：压力是垂直作用在接触面上的力，机器人对地面的压力方向竖直向下，作用点在地面，大小等于机器人重力，按要求画出；
3. 求压强：利用压强公式$p=\frac{F}{S}$，这里压力$F$等于重力$G$，代入接触面积计算；
4. 求牵引力：机器人匀速前进时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，阻力为重力的0.05倍，据此计算牵引力。
【解析】
（1）根据重力公式$G=mg$，代入$m=80\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，得：
$G=80\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=800\ \mathrm{N}$；
（2）机器人对地面的压力方向竖直向下，作用点在地面与机器人接触的中点，大小等于重力，示意图如下：
（3）机器人双脚站立时，对地面的压力$F=G=800\ \mathrm{N}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入$S=0.04\ \mathrm{m}^2$，得：
$p=\frac{800\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m}^2}=20000\ \mathrm{Pa}$；
（4）机器人匀速前进时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，阻力$f=0.05G$，则：
$F_{牵}=f=0.05 × 800\ \mathrm{N}=40\ \mathrm{N}$。
【答案】
（1）800 N；（2）压力示意图如题目所给的图（$F=800\ \mathrm{N}$竖直向下）；（3）20000 Pa；（4）40 N
【知识点】
重力计算、压强计算、二力平衡、压力示意图
【点评】
本题考查力学基础公式的应用，涉及重力、压强、二力平衡的知识点，属于常规力学综合题，难度不大，需掌握基本公式和受力分析方法。
【难度系数】
0.3
