第士六讲中考真题冲刺（二）
近5年课外拓展实验题汇总（来源：中考真题、模拟题等）
例1阅读短文，回答问题
空气净化器
由于雾霾天气的增多，空气净化器逐渐走入家庭，其工作过程（如图甲）是：脏空气进入净化器时，
灰尘被正电钨丝放电而带上正电，流到负电路棚板时，带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时，化
学有毒气体被吸附，排出空气的污染物浓度大幅降低，多次循环后变成洁净空气。
活性表条吸附化学气体
◆可变电阳江
60
50
涩挡网
过油民虫
30
20
王电坞陆
氧化
空气
及晚格板释做600代
10
浓度/第
饰盘
电使尘埠常
监宝内
所有尘欢
王电并杀灭
0.0300.0310.0330.035
票否缺来
都械极时
细蓝
乙
丙
解电除尘器
洁净空气量(CADR)是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高.利用CADR
值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算CADR:CADR=
2.3V作(V:房间容积；t:空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间。)其铭牌如表：
洁净空气量(CAD
规格
额定电压
频率
额定功梨
R)
GH-2034A型
220V
50HZ
44W
138m3h
(1)负电格栅板吸附灰尘的原理是
异电腩相品以1
(2)取出使用一段时间后的活性炭，可以闻到刺激性的气味
说明分子在
(3)1
该空气净化器正常工作时的电流为上。
ke2nia中
(4)某房间的使用面积为18m2,高度是3m.此空气净化器形（能/不能）在1小时内使房间污
染物浓度下降90%。
(⑤)可变电阻是制作二氧化碳传感器的常用元件，图乙为其控制电路，电源电压保持6V恒定，R1
为可变电阻，其阻值随二氧化碳浓度变化如图丙，R0为定值电阻，当浓度为0.031%时，电压表示数
为1V,则R0阻值为0①，当电压表示数大于3V时，二氧化碳浓度大于、二%，此时空气净化
器会自动报警。
队0
中老直沥hl一
例2某兴趣小组在“自制水膜透镜”活动中，如图所示，将内径4mm的细铁丝圆环在清水中浸
下后取出，布满圆环的水膜犹如透镜。实验过程中，小张和小华发现该透镜的观察范围太小，想制
作更大的水膜透镜，但又易破裂.哪些因素有关，他们做出如下猜想：
猜想一：可能与制作圆环的材料有关.
猜想二：可能与液体的种类有关。
(1)为了验证猜想一，小华选用细铁丝、细塑料片、细铝条制成圆环，改变圆环直径后，分别浸入
水中获取液膜，测量出液膜即将破裂时的最大直径。实验前，他应该控制三种材料横截面的科大
和相同.
(2)为了验证猜想二，小张找来比水粘稠的透明的色拉油、胶水，将细铁丝圆环分别浸人两种液体
中，重复上述实验，记录的数据如下表：
液体
色拉油
胶水
圆环的最大直径mm
9
o
于是小张就得出结论：液体越粘稠，
液膜的最大直径越大。针对小张的实验过程，请指出存在的两
个主要问题：①敬：②设的国胚体較采险
(3)实验中，将大小相同的胶水膜和水膜，放在书本前相同距离处，发现透过胶水膜观察到的正立
的“字”更大一些，原因是水对的折射祥及大
例智能机器人目前已能够为人类在很多方面进行高效率、高精准度的服务，在图书馆领域，机
器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务，下表是某智能机器人图书
馆员“小”
(如图甲)的部分参数：
参数名称
电源电挥V
最大负重k名
提升重物最大高瘦m
机器人车轮直径cm
充电功率W
数据
48
0.6
10
2.5
0
30
图甲
图乙
100150500
图丙
(1)读者与“小”对话，咨询某图书所在的位置，“小”需将读者的声音信号转化为电流信号，
这与链中的原理相同。（发电机/电动机）
(②)在阳光充足的时候，“小”可以通过将四能转化为电能的方式实现无线充电.
(3)“小”也提供无线上网服务，它与互联网之间通过电传递信息。
(4)“小i”每天需将1944kg图书从借阅处分批搬回书架上，每次放回需将图书提高0.5m,则每天
搬书上书架做功P,若充电效率为90%，则每天应至少充电人)h
(⑤)如图乙所示为“小”承受图书重力的过载保护电路原理图，图中R为压力传感器，阻值随所
受压力变化图象如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，通过的电流超过0.5A时就触发电动机停
止工作，放弃执行搬书指令，以免“小”受损伤。因此为保护“小”，电阻箱R0的阻值至少应
中考真题冲刺（二近5年课外拓展实验题汇总（来源：中考真题、模拟题等）
阅读短文，回答问题
空气净化器
由于雾霾天气的增多，空气净化器逐渐走入家庭，其工作过程（如图甲）是：脏空气进入净化器时，灰尘被正电钨丝放电而带上正电，流到负电路栅板时，带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时，化学有毒气体被吸附，排出空气的污染物浓度大幅降低，多次循环后变成洁净空气。
洁净空气量（CADR）是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算CADR： CADR= 2.3V/t（V：房间容积；t：空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间。） 其铭牌如表：
（1）负电格栅板吸附灰尘的原理是 ______________。
（2）取出使用一段时间后的活性炭，可以闻到刺激性的气味，说明分子在__________。
（3）该空气净化器正常工作时的电流为 ____A。
（4）某房间的使用面积为18m2，高度是3m。此空气净化器 ____（能/不能）在1小时内使房间污染物浓度下降90%。
（5）可变电阻是制作二氧化碳传感器的常用元件，图乙为其控制电路，电源电压保持6V恒定， R1为可变电阻，其阻值随二氧化碳浓度变化如图丙，R0为定值电阻，当浓度为0.031%时，电压表示数为1V，则R0阻值为____Ω，当电压表示数大于3V时，二氧化碳浓度大于 ____%， 此时空气净化器会自动报警。
某兴趣小组在“自制水膜透镜”活动中，如图所示，将内径4mm的细铁丝圆环在清水中浸一下后取出，布满圆环的水膜犹如透镜。实验过程中，小张和小华发现该透镜的观察范围太小，想制作更大的水膜透镜，但又易破裂。哪些因素有关，他们做出如下猜想：
猜想一：可能与制作圆环的材料有关。
猜想二：可能与液体的种类有关。
（1）为了验证猜想一，小华选用细铁丝、细塑料片、细铝条制成圆环，改变圆环直径后，分别浸入水中获取液膜，测量出液膜即将破裂时的最大直径。实验前，他应该控制三种材料横截面的______和______相同。
（2）为了验证猜想二，小张找来比水粘稠的透明的色拉油、胶水，将细铁丝圆环分别浸入两种液体中，重复上述实验，记录的数据如下表：
于是小张就得出结论：液体越粘稠，液膜的最大直径越大。 针对小张的实验过程，请指出存在的两个主要问题：① _________________；② _________________
实验中，将大小相同的胶水膜和水膜，放在书本前相同距离处，发现透过胶水膜观察到的正立的“字”更大一些，原因是 ______________：
智能机器人目前已能够为人类在很多方面进行高效率、高精准度的服务，在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务。下表是某智能机器人图书馆员“小i”（如图甲）的部分参数：
（1）读者与“小i”对话，咨询某图书所在的位置，“小i”需将读者的声音信号转化为电流信号，这与______的原理相同。（发电机/电动机）
（2）在阳光充足的时候，“小i”可以通过将______能转化为电能的方式实现无线充电。
（3）“小i”也提供无线上网服务，它与互联网之间通过______来传递信息。
（4）“小i”每天需将1944kg图书从借阅处分批搬回书架上，每次放回需将图书提高0.5m，则每天搬书上书架做功______J，若充电效率为90%，则每天应至少充电______h．
（5）如图乙所示为“小i”承受图书重力的过载保护电路原理图，图中R为压力传感器，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，通过的电流超过0.5A时就触发电动机停止工作，放弃执行搬书指令，以免“小i”受损伤。因此为保护“小i”，电阻箱R0的阻值至少应
为______Ω；“小i”长时间工作后，为减轻其最大负重，应将电阻箱R0的阻值适当______（增大/减小）。
（6）图书馆管理人员发现，“小i“经过斜面时，爬坡打滑爬不上去，在不改变智能机器人硬件情况下，为了让“小i”能爬坡，可采用的方法是① ____________，② ____________。
在“探究影响液体内部压强因素”活动中：
（1）如图甲，使用前用手指按压强计的橡皮膜，是为了检查实验装置的 _______。实验过程中通过 U 形管两侧液面的 _______来比较液体内部压强的大小。
（2）在实验过程中发现，在同种液体的同深度处，使用不同的压强计时，U 形管两侧液面的高度差不完全相同。小明猜想可能是实验时 U 形管没有_______放置； 小强则认为可能是 U 形管中初始液面没有在中间 0 刻度线。这种说法是 ______（填“正确”或“错误”）的；
小华认为可能与金属盒的橡皮膜安装时松紧有关。小华将砝码放在水平放置的金属盒橡皮膜上，改变橡皮膜的松紧程度，发现橡皮膜较紧时，U 型管两侧液面的高度差较 _______。你认为 U 型管两侧液面的高度差还与橡皮膜的_______有关
疫情防控期间，小明是班级的卫生员，负责使用红外测温仪测量同学们的体温，在测量过程中发现同学们之间的体温相差较大，同一位同学连续三次体温测量值不相同。为了能够提高测量的精确度，小明提出猜想：体温的测量值可能与测温的部位、测量的距离有关。并进行了下面的探究活动：
（1）探究与测温部位的关系时，保持测温仪与人体的_____相同。对四位同学的额头与手腕分别进行了测量，数据记录如表：
实验数据表明，小明的猜想是正确的。小明建议要考虑不同部位对测量结果的影响。
（2）探究与测温距离的关系时，保持_____相同，实验数据如表：
由数据可知，在有效测温距离内，所测体温值与测温距离 _____（填“有关”或“无关”），小明建议这种型号测温仪的有效测温距离在_____cm 以内。
小明进行深入探究，找来了如图所示红外测温仪的结构简图。当近距离正对测量时，热辐射体辐射的红外线通过透镜会聚于图中_______中心位置。由此可知，导致温度测量值出现偏差的主要原因是__________
盛夏来临，小明发现人们常常穿浅色的衣服，是不是穿浅色的衣服凉快？小明打算通过比较阳光下衣服的温度来作出判断，即探究衣服温度与颜色的关系。
（1）小明将同款不同色的三件衣服同时放在太阳下晒，对于衣服温度的测量，他提出两个方案。
方案1：用一支温度计在阳光下先后测量三件衣服的温度。
方案2：用三支温度计在阳光下同时测量三件衣服温度。
你认为方案1是否可行？___________，并说明理由___________；方案2需在实验室同一型号的多支温度计中选取三支，你选取的办法是___________；
（2）按照正确的方案进行实验，测得数据如下表。（环境温度为32℃）
白色 黑色 红色
5min 38.7℃ 超过40℃ 超过40℃
20min 37.1℃ 36.9℃ 36.5℃
分析数据可知：三种颜色的衣服在短时间内接受阳光照射，温度升高，深色衣服___________本领强；当衣服温度较高时，向外放热使温度降低，___________衣服放热本领最强；
夏天在户外穿什么颜色的衣服，请你从物理学的角度提出一条合理建议。___________
利用一根长橡皮筋自制简易测力计，装置如图1所示。在制作测力计刻度面板时，小明和小华的方法不同。
小明：在回形针上挂6个50g的钩码，记下指针静止时的位置，等分刻度，画出的刻度线如2所示。
小华：在回形针上每次加挂一个50g的钩码，分别记下指针静止时的位置，画出相应的刻度线如图3所示。
（1）实际操作后发现两人的刻线并不完全重合，你认为图___________的刻度较准确；若采用小明的测力计测力，读数为2.0N，则测量值___________真实值；
（2）小华想在原有刻度基础上进一步画出分度值是0.1N的刻线，但未找到10g的钩码。他注意到拉力越大，橡皮筋形变___________，于是想通过探寻形变与拉力的定量关系进行细分刻度。他测量了每根刻线到零刻线的距离L，数据记录在下表中；
拉力F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
刻线到零刻线的距离L/cm 1.00 2.20 360 5.20 7.00 9.00
他在坐标纸上画出对应的F-L图像如图4所示，请你利用图像信息在图5中标出2.2N力对应的刻度线；（ ）
（3）小华将钩码逐个取下，测量每次指针到零刻线的距离L，画出拉力逐渐减小过程的F-L图像，如图6中图线②所示，与拉力逐渐增大过程的图线①不重合。若用此测力计连续不间断测量两个大小不等的拉力（小于3N），为使测量准确，请针对此橡皮筋的特性提出操作要求。___________
阅读短文，回答问题：
教室护眼灯
保护儿童青少年的眼健康，让每个孩子都拥有一双明亮、健康的眼睛，是全社会共同关注的主题。为此，国家相关部门为我们的教室更换了新型延缓近视发展灯具。教室护眼灯的外观图如图甲所示，它工作时光线柔和，基本无可视频闪，也就是在相同时间内闪烁的次数比较多，人眼几乎感觉不到，且不会产生刺眼的眩光，能有效预防近视的发生。常见的眩光类型有直接眩光、反射眩光和光幕眩光，直接眩光由灯具产生，反射眩光和光幕眩光主要由高反射物体表面产生。
教室护眼灯采用双侧发光的方式，光源放在灯具的两条长边上，发出的光由两侧的导光板向中央传播，在没有导光点的导光板上，光不能从导光板表面射出，起不到照明作用。当遇到导光板底部的导光点时，改变了光线的传播方向，由导光板正面射出，如图乙所示。最后通过扩散膜、微晶防眩板均匀射出。
教室护眼灯工作时也会产生热量，研究表明护眼灯灯珠的电阻随温度的升高而减小，图丙是温度为T1时护眼灯灯珠工作时的电流与电压的关系图像。当电路中加载一定的电压或工作电压超过某一特定值时，微小的电压变化会造成电流的急剧变化，进而导致护眼灯过度发热而损坏，因此要给护眼灯配制合理的电源进行供电。
（1）护眼灯与白炽灯在发光时相比不会产生眩光，白炽灯产生的眩光属于 ▲ 眩光；
（2）导光板材料主要利用了下列哪种物理属性 ▲ ；
A．导电性 B．导热性 C．磁性 D．透明度
（3）当光由两侧的导光板向中央传播时，下列说法正确的是 ▲ ；
A．没有导光点时，只反射；遇到导光点时，只折射
B．没有导光点时，只折射；遇到导光点时，只反射
C．没有导光点时，只反射；遇到导光点时，既反射又折射
D．没有导光点时，只折射；遇到导光点时，既反射又折射
（4）当护眼灯灯珠的温度由T1升高到T2时，电流与电压的关系图像应在丙图像中的 ▲ （填“左侧”“右侧”或“原处”）；
（5）下列四种不同电源输出的电流或电压随时间变化关系的图像，最符合护眼灯灯珠工作特性要求的供电方案是 ▲ 。
A． B． C． D．
阅读短文，回答问题。
混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过电机向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电。
（1）下列关于电动汽车说法错误的是 ▲ 。
A．司机遇到紧急情况刹车时，人会向前倾
车身呈现红色是由于反射了太阳光中的红色光
C．车载GPS导航系统是用超声波来传输信息的
汽车在高速行驶时对路面压力比静止时小
若汽车发动机以恒定功率输出，在爬坡的时候减慢车速，目的是 ▲ 。
（3）一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功。在推动活塞做功的过程中水蒸气的内能将 ▲ （选填“变大”，“不变”或“变小”），此款六冲程内燃机飞轮转速是2700r/min，则该汽油机每秒钟对外做功 ▲ 次；
（4）某种混合动力汽车，所用的镍氢蓄电池组的部分参数如表所示。测试人员驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶0.25h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车消耗燃油2kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的90%增加到最大值。燃油热值为4.6×107J/kg．汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图。则汽车发动机的牵引力做功为 J。蓄电池获得的电能为 J。经测试计算，这种汽车燃油的能量转化效率为 。
刹车前车速v（km/h） 反应距离L（m） 刹车距离s（m） 停车距离x（m）
20 5 2.5 7.5
40 10 10 20
60 15 22.5 37.5
（5）如表是某种型号的混合动力汽车《驾驶守则》中的部分安全距离表格
反应距离指驾驶员从发现情况到开始刹车过程中汽车匀速行驶的距离，刹车距离指从刹车到停下过程中汽车减速行驶的距离，停车距离x为反应距离与刹车距离之和。当汽车以最高时速120km/h匀速行驶时，其反应距离为 m，所对应的停车距离为 m。
阅读短文，回答问题.
2021年中央一号文件提出全面推进乡村振兴，如今的乡村生活环境已经得到很大的改善.很多乡村道路新安装了如图甲所示的风光互补路灯，它既可以通过太阳能电池板独立发电并储存在蓄电池内，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池内，还可以两者同时发电并将电能储存在蓄电池内，晚上供LED路灯照明时使用.而蓄电池放电深度会影响它的寿命，使用时放电至少留20%就停止电能输出.
这种型号风光互补路灯技术参数如下表.其中光电转换率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率；蓄电池的容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积；最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率.
风力发电机 太阳能电池板
最大限制风速 10m/s 电池板面积 0.5m2
最大输出功率 320W 光电转换效率 12%
蓄电池 LED 路灯
蓄电池容量 90Ah 额定电压 12V
额定电压 12V 额定功率 60W
（1）当阳光照到电池板表面每m2的功率为800W时，太阳能电池板的输出总功率为 W.
（2）已知风力发电机的输出功率P与风速v的平方成正比，若风力发电机的输出功率为80W，此时风速为 5
m/s.
（3）充满电的蓄电池以额定电压对LED路灯供电，为使蓄电池的使用寿命更长，持续供电时间不能超过 14.4
h，该LED路灯和普通白炽灯相比，可节能80%，则LED路灯与 300
W
的白炽灯亮度相当.
（4）若用100盏该型号路灯照明，每天正常工作8h则一天消耗电能 kW h，如果用煤发电对该路灯供电，已知煤电转换关系为β=400g/kW h，则一天需要煤 144
kg.
（5）如图乙，R是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，Rx为定值电阻，它们和电磁继电器组成自动控制电路来控制电灯，白天灯熄，夜晚灯亮，请你用笔画线代替导线将图中元件组成完整电路.
近年来，多旋翼无人机发展迅速，如图所示为某品牌四旋翼无人机，它采用4个电机带动旋翼（螺旋桨）转动，对下方空气施力的同时获得升力，该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能，携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器，它还拥有GPS卫星定位系统，下表是该无人机的部分参数
整机质量 2kg 锂电池额定电压 15V
最大上升速度 6m/s 锂电池容量 5000mA h
最大下降速度 2m/s 电动机工作电压 12V
最大水平速度 16m/s 悬停时每个电动机功率 50W
最大速度上升时受到的阻力 10N 电动机的能量转化效率
（电能转机械能） 90%
（1）无人机垂直起飞时，增大四个旋翼的转速，无人机就会上升，此无人机上升的原理是 。该旋翼无人机获得升力的原理和固定翼民航飞机获得升力的原理是 （填“相同”或“不同”）。
（2）根据上述内容，下列关于无人机说法中不正确的是（ ）
A．它的遥控、卫星定位都是通过电磁波来传递信息的
B．无人机内部电路中红外摄像机与四个旋翼电动机之间是并联的连接方式
C．它在拍摄图象时减小悬停高度可以使图象变大
D．它的电机工作原理是电磁感应
（3）电动机在工作时要保持其两端电压为12V不变，通过电子调速器（简称电调）来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，每一个电动机连接一个电调，那么电动机和电调的连接方式是 （选填“并联”或“串联”）。若电源电压全部加在电动机和电调的两端，则电动机和电调的功率之比为
（4）在电池满容量的情况下，该无人机参与某次火情的勘测时，需要从地面起飞，飞到火场上空60米高处，然后悬停观测（整个过程四个电动机同时工作）。这一过程可视为以最大速度匀速直线上升，且达到60米高处时立即静止（悬停）。若无人机悬停观测15分钟，则从起飞到悬停结束，电动机消耗的电能是 J（g取10N/kg）
阅读短文，回答问题．
如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm，1m3的质量为5kg．机舱内先进的”呼吸系统“，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外-50°C以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50°C以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值．
该机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比，下表是飞机的部分技术参数．
阳光下，飞机尾翼呈现绿色，是因为尾翼反射____光；若飞机的翼载是500kg/m2，则机翼面积为_______．
（2）下列关于”超细航空级玻璃棉“性质的描述中，不正确的是( )．
A．单丝纤维比头发细 B．密度与玻璃差不多
C．隔音性能相对较好 D．导热能力相对较弱
（3）在万米高空，机体1m2面积上承受内外气压的压力差约为_______；为确保机舱内的温度维持体感舒适值，机上空调需要不断_______（选填”加热“或”制冷“）．
（4）飞机水平匀速巡航时，受到的阻力_______；若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1500kg，发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率为_______．（燃油热值q取4.6×107J/kg）
（5）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作．
①若要在较低温度下接通受控电路，应将R1的阻值适当_______（选填“增大”或“减小”）
②当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路．已知热敏电阻的电流随电压变化的I-U图象如图丙，则此时控制电路中的电流为_______．
阅读短文，回答问题．
中国火星探测
火星是太阳系中与地球最相似的行星，自转周期和地球相似，物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的40%，火星又被称为沙漠行星，火面遍布沙丘、砾石．
2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭搭载天问一号火星探测器发射升空，开启火星探测之旅．天问一号探测器由环绕器、着陆器和巡视器组成，它一次性完成“绕、落、巡”三大任务，这在世界航天史上尚属首次．其中“落”是指让着陆巡视器着陆火星表面，这需要在7分钟内将着陆巡视器的时速降至0．我国利用探月的技术积累，通过四个阶段来减速．第一阶段气动减速，给着陆巡视器来个急刹车；第二阶段降落伞减速，速度减至342Km/h；第三阶段动力减速，着陆巡视器反推发动机点火工作，速度减至3.6m/s；第四阶段着陆缓冲，将着陆巡视器悬停在空中，对火星表面观察，寻找合适的位置着陆．
2021年5月15日7时18分，着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区．5月22日10时40分，“祝融号”火星车安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测．国家航天局近日发布了两器分离和着陆后火星车拍摄的影像，如图乙．“祝融号”火星车质量约为240千克，其太阳翼呈蝴蝶翼形，翼展面积约4m2，因此有人形象地将“祝融号”火星车比喻为“火星蝴蝶”，如图丙．
(1)如图甲，在动力减速阶段反推发动机喷射“火焰”的方向与着陆巡视器前进方向 （选填“相同”或“相反”），你判断的依据是 ．
(2)如图乙为“祝融号”火星车导航相机拍摄的着陆器照片，该相机的镜头为 （选填“凸”或“凹”）透镜，若要使拍摄的像更大，火星车需要 （选填“靠近”或“远离”）着陆器，拍摄的照片是通过 传递到地球的．
(3)由于火星表面昼夜温差很大，火星车上设计了热仓，保证长期工作的设备安全度过黑夜，夜晚车上锂电池80%的能量提供给热仓.火星表面单位面积太阳辐射的功率大约600W/m2，若白天太阳翼接受光照10h，向锂电池充电的效率为30%，火星车在火表所受阻力为自身重力的0.1倍，火星车电机的驱动效率为50%，则在接受光照一天后可在黑夜驱动火星车前进 Km．(假定锂电池接受光照前储蓄的能量为0J，忽略火星车上其他设备在夜间的耗电)
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电动平衡车，又称体感车，是一种时尚代步工具，它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感
器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整，以保持系统的平衡。电动平衡车采用站立式驾驶方式，通过身体重心和操控杆来控制车体运行，采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。下表为某品牌电动平衡车的部分技术参数。
(1)如图甲所示，科技兴趣小组为平衡车设计的转向指示灯电路。电路中电源电压恒为 6V，指示灯 L1、L2的规格均为“6V 6 ”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，不考虑指示灯电阻随温度的变化，当单刀双掷开关 S 与“1”接通后，左转指示灯 L1会亮暗交替闪烁。在上述过程中，左转指示灯 L1两端实际电压 UL随时间，变化规律如图乙所示
①当单刀双掷开关 S 与“2”接通时，电磁铁中有电流通过，右转指示灯 L2发光_____（填“较亮” 或“较暗”）。接着，衔铁被吸下，触点 A 与 B 接通，电磁铁和电阻 R0被短路，右转指示灯 L2发光 _____（填“较亮”或“较暗”）。此时，由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，右转指示灯 L2会亮暗交替闪烁。
②单刀双掷开关 S 与“1”接通，触点 A 与 B 分离时，电磁铁上端是_____极。
若小明体重是88kg，他驾驶电动平衡车在水平路面上以18km/h 的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.1倍，当耗能为锂电池总储存能量的50%时，则每个电动机的平均输出功率为_____W，平衡车行驶的路程是___km。（锂电池的总储存能量=锂电池的能量密度×锂电池的总质量）
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智能防疫机器人
我国研制的某款智能防疫机器人，具有自主测温，移动，避障等功能。机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体幅射的红外线聚集到探测器上，通过处理系统转变为热图象，实现对人群的体温检测。当发现超温人员，系统会自动语音报警，并在显示屏上用红色框标注人的脸部。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，图甲为控制电机运转的原理电路，为输入电压，为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。机器人为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。
下表为机器人的部分参数。电池比能量为单位质量的电池所能输出的电能：减速器的减速比为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量 减速器的减速比
电池比能量 驱动电机的输入总功率
移动速度 驱动电机将电能转化为机械能的效率
(1)机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用_______ 选填超声波或激光才能较好感知到障碍物；以移动机器人为参照物，障碍物是_______的。
(2)下列关于机器人的说法中，错误的是( )
A.菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜 B.菲涅尔透镜接收的是人体辐射出的电磁波
C.图甲中电磁铁的上端为极 D.机器人发现体温的人会语音报警并识别
(3)若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动，此过程中机器人受到的阻力为 _______ ，消耗的电能占电池所能输出总电能的_______ 。
(4)控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压发生改变，R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图中_______（选填或段。已知无磁场时阻值为，R1的阻值为400欧，线圈电阻忽略不计，当为时，处在磁场中的电功率为，则两端的电压是 ______ 。
(5)图丙是机器人测速系统的部分装置简化图，磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧，当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为。某次当驱动电机的齿轮匀速转动时，电缆输出如图丁所示周期性变化的电流，则内对准传感器的齿间隙共有_______个；若此时机器人遇到障碍物，减速器启动，则经减速器降速后的齿轮转速为_____。
冬季，汽车后风窗玻璃上常会形成一层薄霜，导致驾驶员无法准确观察后方情况。为保
障行车安全，后风窗玻璃装有加热除霜电路。如图甲所示，是某同学设计的模拟汽车后风窗玻璃加热电路，它由控制电路和受控电路组成。控制电路中S接“手动”时，电磁铁A通电吸引衔铁，使触点D、E接触、受控电路中电热丝R2工作，对玻璃均匀加热。S接“自动”时，加热过程中，玻璃温度升高至45℃时，触点D、E恰好脱开，此时控制电路中通过的电流为0.02A．电路中U1＝6V，U2＝12V，R0＝150Ω，R2＝0.8Ω，R1为固定在玻璃内的热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同，阻值随温度升高而增大。若电热丝R2所产生的热量完全被玻璃吸收，玻璃质量为9kg，玻璃比热容为0.8×103J/（kg ℃）。电磁铁A线圈的电阻忽略不计。
（1）开关S接“手动”：①电磁铁A通电时具有磁性，此现象称为电流的 效应，A的上端是 极。②将玻璃从﹣5℃加热至45℃．所需的时间是多少？
（2）开关S接“自动”。玻璃的温度为15℃和45℃时，控制电路的功率相差了0.03W，则15℃时热敏电阻R1的阻值为 Ω。
（3）汽车后风窗玻璃上的电热丝R2是通过丝网印刷的方式将专用的导电银浆印刷到玻璃的表面烧结制成，如图乙所示，在电压U2不变的情况下，为增大电热丝R2的加热功率，请从银浆线的厚度，条数、粗细等方面，提出一种改进措施 。
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安全舒适的家用轿车
为了让司乘人员有安全舒适的驾乘体验，某款家用小轿车配有U形座椅、抬头显示器、倒车雷达、麦弗逊式悬架、真空轮胎等装置。
汽车座椅设计成能增大乘客与座椅接触面积的U型。座椅内部装有电热装置，冬季使用时，人坐上去温暖舒适，图甲为座椅电热装置的电路原理图，电源电压恒定，装置设有“高温”、“低温”、“关”三个挡位，其中高温功率为36W，低温功率为9W。
汽车行驶中，抬头显示器可将重要行车数据和导航信息，通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员无需低头即可了解相关信息；导航系统可按个人喜好选择不同人的语音播报路况；倒车时，倒车雷达利用超声波探测障碍物位置，使倒车更容易、更安全。
麦弗逊式悬架（图乙）是车身与车轮之间的传力部件，由螺旋弹簧和减振器有机组合，悬架工作时车身先压缩弹簧一段距离，之后将弹簧和减振器一起压缩，减缓行驶过程中车辆的振动。
车轮选用真空轮胎，即无内胎的充气轮胎，空气直接充进轮胎内腔。车辆高速行驶时，由于轮胎和路面摩擦而产生的温度，由内部空气经钢圈直接传递出去，快速降低轮胎温度：轮胎的负荷指轮胎承受的压力，与轮胎气压有关，下表是汽车静止时在轮胎发生标准形变的条件下，每只轮胎的负荷F与轮胎气压p的参数。
气压p/KPa 120 150 180 200 240
负荷F/N 2920 3400 3880 4200 4840
1）抬头显示器将信息投射在驾驶员的正前方，这是光的 现象；导航过程听到播报的语音，就可知道系统在模仿谁的声音，这是根据声音的 进行判断的。
（2）下列有关汽车的说法中不正确的是 。
A.轮胎的钢圈是热的良导体
B.倒车雷达原理与“声呐测距”相同
C.U形座椅是为了增大压强
D.弹簧和减振器被压缩时弹性势能增大
（3）座椅处于低温挡正常工作5min消耗的电能为 J；R1、R2的阻值之比为 。
（4）文中划线部分描述中存在错误，请写出描述错误的文字并改正： ；当轮胎发生标准形变、汽车静止且轮胎气压为250kPa时，轮胎与地面接触的总面积为0.1m2，则汽车对地面的压强为
Pa。
用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙，在一根大弹簧内套有一根小弹簧，它们的下端都固定在水平面上，压缩该弹簧组合，测得压力F与压缩距离△l之间的关系图线如图丁所示，已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比，则当两弹簧均处于自由状态时，它们上端点间的距离为x＝
m，小弹簧中的弹力F2与被压缩量△l2之间的定量关系式可表示为F2＝ 。
物理兴趣小组制作了如图甲所示的测量大气压强装置，其中弹簧的伸长长度ΔL跟所受拉力F的关系如图乙所示，注射器的最大刻度为20ml，全部刻度的长度为20cm，电源电压为6V，电阻R0的阻值为6欧，电阻R是长20cm、阻值20欧的均匀电阻丝，电压表的量程为0-3V．
（1）该气压计使用前先将注射器活塞推到顶端排尽注射器内的空气，并用橡皮帽将注射器孔封闭，目的是_________________。
（2）当外界大气压为1标准大气压时，将弹簧右端固定在注射器的活塞上，向左拉弹簧另一端使活塞右端滑动到注射器的中部静止，然后将弹簧左端固定在支架上，如图甲所示。若活塞与注射器内壁摩擦忽略不计、注射器内视作真空。由_________此时弹簧对活塞的拉力____活塞受到的大气压力
（选填“大于”、“等于”或“小于”），弹簧伸长的长度为________。（取1标准大气压=1×105Pa）
（3）将滑片固定在弹簧右端，调节电阻丝R的位置，使其和滑片接触良好且滑片位于R的中点，当大气压强增加时，电压表的示数________（选填“增大”、“不变”或“减小”），该装置能测得的最大气压是________
（4）当外界大气压为2×105Pa时，装置中滑动变阻器R消耗的电功率大小____。
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极目一号2022年5月15日凌晨1点26分，中国自主研发的“极目一号”III型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升空。凌晨4点40分，达到9032米，超过珠峰8848.86米的高度，创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
据介绍，执行此次观测任务所使用的浮空艇，是我国自主研发的系留浮空器，长55米高19米，浮空艇体积为9000立方米，总重量约2.625吨，地面锚泊车重90吨，通过地面锚泊设备系缆控制升空和驻空(如图甲)。浮空艇有两个气囊，一个是主气囊，里面充氦气(氦气密度比空气小很多)，下边腹部还有一个小的副气囊，里面充空气，通过调节副气囊的空垫就可以调节压力(如图乙)
(1)浮空艇的整体外形呈现白色，因为在白天使用时，白色可以反射光线、减少_____(红外线/紫外线)的吸收，使浮空艇内部气体升温不会过快。
(2)因为大气压随海拔升高而_______，所以在升空过程法安了保持内外气压差处安全范围内，副气囊需要_____(排出/注入)空气。
(3)若浮空艇携带的科研器材质量175kg究气体的总质量为4t，则未升空前，浮空艇受到空气的浮力为______，系留缆绳对浮空艇在竖直方向的拉力为_______（不同海拔下大气压和空气密度见下表，g取10N/kg)
气囊内的气压可以用公式p=K(273+t)/V近似表示，其中P表示气压，t表示气体温度，单位℃，V表示气体体积，单位m3，系数k随副气囊空气质量变化而变化的情况图丙所示。假设气囊内气压均匀，且等于外界气压，温度恒为27℃，则浮空艇从7000m上升到9000m，气囊内空气质量变化约为_________kg
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直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理）。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
充电电压（V） 充电电流（A） 充电时长（min） 充电度数（kW h） 充电费用（元）
400 45 24.0 28.80
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更______。
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是______。当D为70%时，充电电流为______A。
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为______元。
（4）设D从70%增至80%所需时间为t1，从80%增至90%所需时间为t2，且t1：t2＝2：3，则测试全过程的充电总时长为______min。
“芒种”前后是麦子成熟收割的时间，需要及时把麦子颗粒归仓。
（1）如图1所示是古代农人打麦的场景，把打麦工具高高举起，它的重力势能变__________；
（2）现在很多地方都用联合收割机收 麦子，某收割机的参数如下：
割幅（m） 2.2/2.5
履带接地总面积（m2） 3.6
喂入量（kg/s） 3/4/4.5
功率（kW） 60
发动机效率 40%
油箱容积（L） 72
满油时整机质量（kg） 2880
①满油时收割机对水平地面的压强是__________Pa；（g取10N/kg）
②如图2所示，收割过程中收割机相对于同行的装载机是__________（选填“运动”或“静止”）的；收割机功率保持60kW不变，收割过程中减慢行驶速度，是为了__________。收割一块地的麦子，耗时0.5h，该收割机做功_________J，在此过程中消耗柴油__________kg；（q柴油约为4×107J/kg）
（3）“喂入量”是收割机在单位时间内收获的作物量，它受很多因素的影响。某次收割时作业速度与喂入量之间的关系如图3所示，当作业速度为4km/h时，喂入量是__________kg/s，出现这一结果，你认为作物的__________会对喂入量产生影响。
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半导体二极管
半导体二极管主要由P型区域、N型区域、接线端、外壳组成，其结构示意图及电路符号如图甲所示．
如图乙是半导体二极管的工作原理图，N区域内含有容易形成电流的自由电子，而P区域内含有可让电子停留和经过的位置（空穴），若将电池的正、负极分别与半导体二极管的正、负接线端相接时，N区域内电子通过分界面向P区域扩散，占据空穴；电池负极将发出大量电子补充到N区域，使电路形成通路，半导体二极管处于导通状态，呈超强的导电性，反之，若将电池的正、负极分别与半导体二极管的负、正接线端相接时，半导体二极管处于截止状态，电路中没有电流．
（1）半导体二极管未接入电路时，含有容易形成电流的自由电子的是 （P/N）区．
（2）将电池的正、负极分别与半导体二极管的负、正接线端相接时，半导体二极管处于
A．导通状态，两端电压不为0 B．截止状态，两端电压不为0
C．导通状态，两端电压为0 D．截止状态，两端电压为0
（3）半导体二极管处于导通状态时，其内部电流
A．从P区域流向N区域，电子从N区域向P区域移动
B．从P区域流向N区域，空穴从P区域向N区域移动
C．从N区域流向P区域，电子从N区域向P区域移动
D．从N区域流向P区域，空穴从P区域向N区域移动
（4）在如图丙所示电路中，闭合开关S，则灯泡
A．L1、L2都发光 B．L1、L2都不发光
C．L1发光、L2不发光 D．L1不发光、L2发光
（5）某取暖器内部的电路简化图如丁所示，小栋同学将取暖器接入家庭电路，闭合S1和S2，流过电热丝的电流变化如图戊所示（电流从a向b流过电热丝为正，从b向a流过电热丝为负），闭合S1、断开S2在戌图中画出0~0.02s内流过电热丝的电流变化．
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力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器。
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示。弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片。若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩。力越大，弹簧钢的弯曲程度越大。应变片结构如图乙所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感。给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U1，下应变片两引线间电压为U2，传感器把这两个电压的差值U（U＝U1﹣U2）输出，用来反映力F的大小。
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图丙所示。为消除气温变化对测量精度的影响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿。串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响。
（1）这种力传感器是将力的大小转换为________（电流/电压）的装置。
（2）外力F增大时，下列说法正确的是 ________
A．上、下应变片金属电阻丝电阻都增大
B．上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C．上应变片金属电阻丝电阻减小，下应变片金属电阻丝电阻增大
D．上应变片金属电阻丝电阻增大，下应变片金属电阻丝电阻减小
（3）传感器输出的电压U随外力F增大而________（增大/减小/不变）
（4）进行温度补偿时，应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而________ 的电阻（增大/减小/不变），下金属电阻丝串联阻值随温度升高而________ 的电阻（增大/减小/不变）。
(5)如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力 (F) 作用，该传感器下应变片两端的电压在冬天比夏天______ ( 填“大”或“小”)。
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