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考向一：结合实例，尝试分析能源的开发与利用对社会发展的影响。
1. （2024四川眉山）近年来，我国在信息和能源等高科技领域取得了巨大成就。下列说法中正确的是（ ）
A. 电动汽车使用的电能是一次能源
B. 太阳能电池板将太阳能转化为电能
C. “无侦—8”无人机利用超声波来传递信息
D. “华龙一号”核电站利用核聚变释放的能量来发电
2. （2024四川广安）《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》指出：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。下列家用电器与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的是（ ）
A. 电视机 B. 手电筒
C. 电饭锅 D. 电风扇
3. （2024广东省）在太阳内部，氢原子核在超高温下发生________（选填“聚变”或“裂变”），释放出巨大的核能。太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。请写出太阳能的1个优点：_________。
4.（2024四川南充） 作为传统燃油汽车燃料的汽油和柴油是______能源（选填“可再生”“不可再生”），为了减少燃油汽车对环境的污染，我国大力发展新能源汽车。如今，我国电动汽车的多项技术已领跑世界，某型号的国产电动汽车的电池容量为，额定电压为，充满电后，它储存了______的能量。
考向二：结合实例，了解一些新材料的特点及其应用。了解新材料的研发与应用对社会发展的影响。
1. （2024河北）下图所示为电动起重机的工作场景。下列说法正确的是（ ）
A. 钢属于合金 B. 铁属于非晶体
C. 塑料属于天然材料 D. 图中所示的滑轮属于定滑轮
2. （2024广东深圳）2024年6月 10日是我国传统节日端午节，端午节划龙舟是传统的习俗，弘扬中国传统文化是我们义不容辞的责任。思考乐丽丽同学发现划龙舟的船桨改成碳纤维的原因（ ）
A. 导热好 B. 可导电 C. 密度小 D. 耐高温
3. （2024云南）我国制造的新型材料PTC、NTC可制成热敏电阻，现已打破国外技术垄断，被广泛应用于新能源汽车、电热器等多种电子产品。如图甲所示为PTC、NTC热敏电阻阻值随温度变化关系的图像。如图乙所示的电路，电源电压恒为6V，电压表量程，滑动变阻器Rp的阻值范围为，Rx的位置可接入PTC或NTC热敏电阻。
（1）由图甲可知，在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是__________；
（2）NTC热敏电阻温度为240℃时阻值为56Ω，将其接入图乙中的Rx位置，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.8V，求通过NTC热敏电阻的电流和通电10s它所消耗的电能；
（3）现有PTC和NTC热敏电阻各一个，请任选其一接入图乙中的Rx位置，在热敏电阻温度为152℃时移动滑片，使电压表示数为2.5V，然后保持滑片位置不变。为保证电路安全，求所选热敏电阻允许降到的最低温度。（计算过程中若有近似，请用分数代入计算）
考向三：了解我国科技发展的成就，增强科技强国的责任感和使命感。
1. （2024甘肃威武）对物质世界和科技发展的一些认识，下列说法正确的是（ ）
A. 原子是不可再分的最小粒子
B. 航天器在月球表面利用声呐测绘地貌
C. 核电站中的核反应堆利用核聚变获取核能
D. 我国的北斗导航系统利用电磁波传输信号
2. （2024天津）小明对我国一些科技成就进行了梳理，如下表所示。在“相关内容分析”中存在错误的是（ ）
序号 科技成就 相关内容分析
① 三峡船闸 轮船通行时利用了连通器的特点
② “玉兔号”月球车 车轮宽大可减小对月球表面的压强
③ 神舟飞船返回舱 它在地面附近减速下降过程中机械能不变
④ 国产大飞机C919 机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系
A. ① B. ② C. ③ D. ④
3. （2024四川遂宁）2024年4月25日，我国使用长征二号F遥十八运载火箭成功将神州十八号载人飞船发射升空，此次发射中涉及的物理知识说法错误的是（ ）
A. 火箭上升过程中，以火箭为参照物，它搭载的飞船是运动的
B. 地面控制中心通过电磁波向飞船传递信息
C. 火箭发射应选用热值较大的燃料
D. 火箭发动机是将内能转化为机械能的装置
4. （2024四川成都）了解我国科技发展成就，关注身边的物理，是物理学习的基本要求。下列数据，符合实际的是（ ）
A. 航空母舰福建舰排水量为80万吨 B. 我国特高压输电的电压为10千伏
C. 我国家庭电路的电压为220伏 D. 家用轿车空载时的质量为20吨
5. （2024云南）2024年5月3日，搭载“嫦娥六号”探测器的“长征五号”运载火箭成功发射，“嫦娥六号”探测器开始执行世界首次月球背面采样返回任务。如图所示为火箭发射时的情景，下列说法正确的是（ ）
A. 探测器加速上升过程中动能减小
B. 探测器加速上升过程中重力势能增大
C. 探测器到达月球后质量会变大
D. 探测器与地面指挥中心通过电磁波传递信息
6. （2024江苏无锡市）2024年3月20日，我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射，它通过______实现地球与月球背面的信息传递。如图是中继星的星载天线熔比模型，形如“金色大伞”，“伞面”由高反射率的“镀金钼丝”制成，能将信号______（选填“反射”或“折射”）会聚到信号接收器，实现信息传输。“镀金钼丝”还具有热膨胀系数低的性质，可以确保其在温度变化较大时______（选填“容易”或“不易”）发生形变。
7.（2024四川宜宾） 2024年6月2日6时23分，我国嫦娥六号探测器成功着陆月背南极。探测器由“轨返组合体”和“着上组合体”组成，“着上组合体”上装有着陆相机，在下降过程中拍摄月球表面照片，将图片、数据回传地面应用系统进行研究。“着上组合体”的落月过程分为六个阶段，当距离月面约90～110米高度时，进入悬停段，这一阶段激光三维成像敏感器发射激光，通过反射获得这个探测器与月面的相对位置和速度，完成高精度三维成像，帮助实现平稳着陆。
请从文中摘取一段与物理相关的信息，并指出对应的物理知识，不得与示例重复。
示例：物理信息：将图片、数据回传地面应用系统；物理知识：电磁波可以传递信息。
作答：物理信息：_____________；物理知识：_____________。
8. （2024江苏扬州）温差发电技术是绿色环保的发电技术，利用热电转换材料和两块金属板可制成简易的温差发电装置。如图所示，将发电装置的一块金属板放在冷水中，用火焰加热另一块金属板，观察到与热电转换材料连接的LED小灯珠发光。
（1）小明想利用此装置探究发电的电压与温度的关系，对此装置做了适当的改进：将LED小灯珠拆下，换成数字电压表接入电路；撤去蜡烛，将上端金属板A浸入热水中，用温度计每隔一段时间测量冷、热水的温度。测得数据如下：
热水温度/℃ 84.7 74.8 73.0 70.8 69.5 68.4
冷热水温差/℃ 64.1 54.2 52.4 50.2 48.9 47.8
电压U/V 5.39 5.27 4.57 4.25 4.16 3.90
①改变热源的目的是___________；
②分析表格数据，当时室温是___________℃；
③要提高发电电压可采取的办法是___________、___________；（针对不同影响因素各写1条）
（2）我国科学家成功利用人体和环境的温差做出了温差电池。若该电池在1℃的温差下产生的电压，输出功率为，则输出电流为___________A。
9. （2024贵州省）神舟系列飞船完成载人飞行任务后，航天员如何安全返回地球？且看科技含量十足的返回舱如何带航天员安全“回家”，如图1所示。
返回舱从进入大气层开始，经历了三个重要阶段。
第一阶段：返回舱与大气层剧烈摩擦，速度从7.9千米每秒逐渐降至几百米每秒，实现“超级减速”。
第二阶段：当返回舱距离10km左右时，降落伞打开，使返回舱速度从200m/s降至约7m/s。
第三阶段：返回舱降至距地面1m时，底部的反推发动机接收指令点火，产生向上的推力，使返回舱速度降至1~2m/s实现“温柔”着地。
请根据上述介绍，回答下列问题：
（1）要实现航天员安全“回家”，返回舱降低高度的三个阶段共同的核心任务是______；
（2）返回舱在某阶段需通过舱内测距装置向地面发射信号，当返回舱接收到地面反射信号，即可测出此时其所在高度。若信号采用电磁波，接收到反射信号时的位置如图2所示；若信号采用超声波，请在答题卡的虚线框内画出返回舱接收到反射信号时的大致位置________。由此判断，返回舱实时测距装置发射的是______波；
（3）返回舱表面涂有防热材料，通过烧蚀带走因与大气剧烈摩擦产生的大量热量，但仍有部分热量传至舱内使其温度升高。你认为在返回舱的设计上如何保持舱内温度适宜？（写出两条设计办法即可）（ ）
（4）第一阶段的“超级减速”过程中，请比较内能增加量E1和返回舱重力势能减少量E2的大小关系，并说明理由。（忽略返回舱质量的变化）（ ）
10. （2024广东深圳）胶囊胃镜机器人
“胶囊胃镜”全称为“遥控胶囊内镜系统”，被誉为“完美胃部检查的胶囊内镜机器人”。胶囊机器人另一个名字为磁控胶囊内镜，重为0.05N。它只需患者随水吞下，经过15 分钟左右便可完成胃部检查。典型的胶囊内窥镜包含几个主要组件：外壳，光学窗口，LED阵列，光学透镜，CMOS图像传感器，射频发射器，天线和电源。医生通过胶囊胃镜系统，可以实时精确操控的体外磁场来控制胶囊机器人在胃内的运动，改变胶囊姿态，按照需要的角度对病灶重点拍摄照片，从而达到全面观察胃黏膜并做出诊断的目的。在这个过程中，图像被5G无线传输至便携记录器，数据导出后，还可继续回放以提高诊断的准确率。
（1）思考乐小白同学口服一个胶囊机器人，这个胶囊机器人长约2.7_________（填单位）；
（2）如图所示，画出胶囊机器人在胃中所受重力示意图_________；
（3）胶囊机器人在胃中每下降1cm，重力做功W=_________；
（4）如果小白医生想扫描更大范围时，应操作机器人_________（靠近/远离）此区域；
（5）小白医生在远程无线操控机器人时，通过_________波来传递信号。
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考向一：结合实例，尝试分析能源的开发与利用对社会发展的影响。
1. （2024四川眉山）近年来，我国在信息和能源等高科技领域取得了巨大成就。下列说法中正确的是（ ）
A. 电动汽车使用的电能是一次能源
B. 太阳能电池板将太阳能转化为电能
C. “无侦—8”无人机利用超声波来传递信息
D. “华龙一号”核电站利用核聚变释放的能量来发电
【答案】B
【解析】A．电动汽车利用电能，而电能是消耗其他能源转换来的，属于二次能源，故A错误；
B．太阳能电池板是将接收到的太阳能转化为电能的，故B正确；
C．无人机是利用电磁波传递信息的，故C错误；
D．目前核电站是利用核裂变来释放能量进行发电，不是核聚变，故D错误。
故选B。
2. （2024四川广安）《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》指出：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。下列家用电器与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的是（ ）
A. 电视机 B. 手电筒
C. 电饭锅 D. 电风扇
【答案】D
【解析】新能源电动汽车动力装置将电能转化为机械能，利用通电导体在磁场中受力的作用工作。
A．电视机将电能转化为光能与内能，故A不符合题意；
BC．手电筒、电饭锅利用电流的热效应工作，将电能转化为内能，故BC不符合题意；
D．电风扇工作原理是通电导体在磁场中受力的作用工作，将电能转化为机械能，故D符合题意。
故选D。
3. （2024广东省）在太阳内部，氢原子核在超高温下发生________（选填“聚变”或“裂变”），释放出巨大的核能。太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。请写出太阳能的1个优点：_________。
【答案】 聚变 可再生 环保/安全/经济
【解析】在太阳内部，太能之所以能发光发热，实质相当于无数个的氢弹爆炸而造成的，即氢原子核在超高温下发生聚变释放核能。
太阳能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源。
太阳能的优点是：清洁无污染，环保，安全，经济。（或环保；节能；取之不尽，用之不竭等）
4.（2024四川南充） 作为传统燃油汽车燃料的汽油和柴油是______能源（选填“可再生”“不可再生”），为了减少燃油汽车对环境的污染，我国大力发展新能源汽车。如今，我国电动汽车的多项技术已领跑世界，某型号的国产电动汽车的电池容量为，额定电压为，充满电后，它储存了______的能量。
【答案】 不可再生 80
【解析】汽油和柴油短时间内无法再次获取，是不可再生能源。
充满电后储存的能量为
考向二：结合实例，了解一些新材料的特点及其应用。了解新材料的研发与应用对社会发展的影响。
1. （2024河北）下图所示为电动起重机的工作场景。下列说法正确的是（ ）
A. 钢属于合金 B. 铁属于非晶体
C. 塑料属于天然材料 D. 图中所示的滑轮属于定滑轮
【答案】A
【解析】A．钢是铁和碳的合金，属于合金材料，故A正确；
B．铁熔化和凝固时有固定的熔点和凝固点，属于晶体，故B错误；
C．塑料是经过人工合成的，是合成材料，故C错误；
D．由图可知，工作时，滑轮与物体一同运动，属于动滑轮，故D错误。
故选A。
2. （2024广东深圳）2024年6月 10日是我国传统节日端午节，端午节划龙舟是传统的习俗，弘扬中国传统文化是我们义不容辞的责任。思考乐丽丽同学发现划龙舟的船桨改成碳纤维的原因（ ）
A. 导热好 B. 可导电 C. 密度小 D. 耐高温
【答案】C
【解析】划龙舟的船桨改成碳纤维，因为碳纤维的密度较小，与体积相同的其它物体相比，由m=ρV可知质量减小，使用时更省力。
故选C。
3. （2024云南）我国制造的新型材料PTC、NTC可制成热敏电阻，现已打破国外技术垄断，被广泛应用于新能源汽车、电热器等多种电子产品。如图甲所示为PTC、NTC热敏电阻阻值随温度变化关系的图像。如图乙所示的电路，电源电压恒为6V，电压表量程，滑动变阻器Rp的阻值范围为，Rx的位置可接入PTC或NTC热敏电阻。
（1）由图甲可知，在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是__________；
（2）NTC热敏电阻温度为240℃时阻值为56Ω，将其接入图乙中的Rx位置，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.8V，求通过NTC热敏电阻的电流和通电10s它所消耗的电能；
（3）现有PTC和NTC热敏电阻各一个，请任选其一接入图乙中的Rx位置，在热敏电阻温度为152℃时移动滑片，使电压表示数为2.5V，然后保持滑片位置不变。为保证电路安全，求所选热敏电阻允许降到的最低温度。（计算过程中若有近似，请用分数代入计算）
【答案】 （1）先变小后变大 （2）0.05A 1.4J （3）见解析
【解析】（1）在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高而增大，所以在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是先变小后变大。
（2）通过NTC热敏电阻的电流
通电10sNTC热敏电阻所消耗的电能
（3）在热敏电阻温度为152℃时，两曲线相交，无论是PTC还是NTC热敏电阻接入电路，阻值均为60欧姆，此时电压表示数为2.5V，则Rp两端的电压为
串联电路电压比等于电阻比，故Rp连入电路的阻值为
解得
电压表最大测量值为3V，此时和Rp两端电压相同，串联电路电流处处相等，所以和Rp的阻值相等，为84欧姆。由图甲可知，若将PTC接入电路，最低温度为24℃；若将NTC接入电路，最低温度为80℃。
考向三：了解我国科技发展的成就，增强科技强国的责任感和使命感。
1. （2024甘肃威武）对物质世界和科技发展的一些认识，下列说法正确的是（ ）
A. 原子是不可再分的最小粒子
B. 航天器在月球表面利用声呐测绘地貌
C. 核电站中的核反应堆利用核聚变获取核能
D. 我国的北斗导航系统利用电磁波传输信号
【答案】D
【解析】A．原子是由原子核和核外电子组成的，原子核由质子和中子组成，故A错误；
B．声音的传播需要介质，月球表面是真空，真空不能传声，故B错误；
C．核电站中的核反应堆利用核裂变获取核能，故C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，我国的北斗导航系统利用电磁波传输信号，故D正确。
故选D。
2. （2024天津）小明对我国一些科技成就进行了梳理，如下表所示。在“相关内容分析”中存在错误的是（ ）
序号 科技成就 相关内容分析
① 三峡船闸 轮船通行时利用了连通器的特点
② “玉兔号”月球车 车轮宽大可减小对月球表面的压强
③ 神舟飞船返回舱 它在地面附近减速下降过程中机械能不变
④ 国产大飞机C919 机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】C
【解析】A．三峡船闸是应用连通器的原理工作的，实现了上下游船只的正常通航，故A正确，A不符合题意；
B．“玉兔号”月球车车轮宽大，通过增大受力面积可减小对月球表面的压强，故B正确，B不符合题意；
C．神舟飞船返回舱它在地面附近减速下降过程中，动能减小，重力势能减小，机械能减小，故C错误，C符合题意；
D．国产大飞机C919机翼上方的空气流速大压强小，机翼下方的空气流速小压强大，机翼上下表面的压强差，产生向上的升力，获得升力利用了流体压强与流速的关系，故D正确，D不符合题意。
故选C。
3. （2024四川遂宁）2024年4月25日，我国使用长征二号F遥十八运载火箭成功将神州十八号载人飞船发射升空，此次发射中涉及的物理知识说法错误的是（ ）
A. 火箭上升过程中，以火箭为参照物，它搭载的飞船是运动的
B. 地面控制中心通过电磁波向飞船传递信息
C. 火箭发射应选用热值较大的燃料
D. 火箭发动机是将内能转化为机械能的装置
【答案】A
【解析】A．火箭上升过程中，以火箭为参照物，它搭载的飞船相对位置不变，是静止的，故A错误，符合题意；
B．电磁波可以在真空传播，地面控制中心通过电磁波向飞船传递信息，故B正确，不符合题意；
C．火箭发射应选用热值较大的燃料，燃烧时可以放出更多的热量，故C正确，不符合题意；
D．火箭发动机属于热机，是将内能转化为机械能的装置，故D正确，不符合题意。
故选A。
4. （2024四川成都）了解我国科技发展成就，关注身边的物理，是物理学习的基本要求。下列数据，符合实际的是（ ）
A. 航空母舰福建舰排水量为80万吨 B. 我国特高压输电的电压为10千伏
C. 我国家庭电路的电压为220伏 D. 家用轿车空载时的质量为20吨
【答案】C
【解析】A．我国航空母舰福建舰排水量为8万吨，故A不符合题意；
B．我国高压输电的电压为10千伏，特高压输电的电压可达1000千伏及以上，故B不符合题意；
C．我国居民用电电压为220V，所以家庭电路的电压为220伏，故C符合题意；
D．家用轿车空载时的质量为2000kg，合2吨，故D不符合题意。
故选C。
5. （2024云南）2024年5月3日，搭载“嫦娥六号”探测器的“长征五号”运载火箭成功发射，“嫦娥六号”探测器开始执行世界首次月球背面采样返回任务。如图所示为火箭发射时的情景，下列说法正确的是（ ）
A. 探测器加速上升过程中动能减小
B. 探测器加速上升过程中重力势能增大
C. 探测器到达月球后质量会变大
D. 探测器与地面指挥中心通过电磁波传递信息
【答案】BD
【解析】A．探测器加速上升过程中，质量不变，速度变大，所以动能增大，故A错误；
B．探测器加速上升过程中，质量不变，高度变高，重力势能增大，故B正确；
C．质量指的是物体所含物质的多少，质量大小与物体的状态、位置等因素无关，所以探测器到达月球后质量不变，故C错误；
D．电磁波的传播不需要介质且电磁波可以传递信息，所以探测器与地面指挥中心通过电磁波传递信息，故D正确。
故选BD。
6. （2024江苏无锡市）2024年3月20日，我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射，它通过______实现地球与月球背面的信息传递。如图是中继星的星载天线熔比模型，形如“金色大伞”，“伞面”由高反射率的“镀金钼丝”制成，能将信号______（选填“反射”或“折射”）会聚到信号接收器，实现信息传输。“镀金钼丝”还具有热膨胀系数低的性质，可以确保其在温度变化较大时______（选填“容易”或“不易”）发生形变。
【答案】 电磁波 反射 不易
【解析】电磁波可以传递信息，电磁波可以在真空中传播，“鹊桥二号”中继星通过电磁波实现地球与月球背面的信息传递。
由图可知，中继星的星载天线能将信号能将信号会聚到信号接收器，实现信息传输。
“镀金钼丝”具有热膨胀系数低的性质，“镀金钼丝”在温度变化较大时不易发生形变。
7.（2024四川宜宾） 2024年6月2日6时23分，我国嫦娥六号探测器成功着陆月背南极。探测器由“轨返组合体”和“着上组合体”组成，“着上组合体”上装有着陆相机，在下降过程中拍摄月球表面照片，将图片、数据回传地面应用系统进行研究。“着上组合体”的落月过程分为六个阶段，当距离月面约90～110米高度时，进入悬停段，这一阶段激光三维成像敏感器发射激光，通过反射获得这个探测器与月面的相对位置和速度，完成高精度三维成像，帮助实现平稳着陆。
请从文中摘取一段与物理相关的信息，并指出对应的物理知识，不得与示例重复。
示例：物理信息：将图片、数据回传地面应用系统；物理知识：电磁波可以传递信息。
作答：物理信息：_____________；物理知识：_____________。
【答案】 在下降过程中拍摄月球表面照片 凸透镜成像规律，成的是倒立的缩小的实像
【解析】物理信息在下降过程中拍摄月球表面照片。
物理知识，是凸透镜成像规律，应用是照相机，成的是倒立的缩小的实像。
8. （2024江苏扬州）温差发电技术是绿色环保的发电技术，利用热电转换材料和两块金属板可制成简易的温差发电装置。如图所示，将发电装置的一块金属板放在冷水中，用火焰加热另一块金属板，观察到与热电转换材料连接的LED小灯珠发光。
（1）小明想利用此装置探究发电的电压与温度的关系，对此装置做了适当的改进：将LED小灯珠拆下，换成数字电压表接入电路；撤去蜡烛，将上端金属板A浸入热水中，用温度计每隔一段时间测量冷、热水的温度。测得数据如下：
热水温度/℃ 84.7 74.8 73.0 70.8 69.5 68.4
冷热水温差/℃ 64.1 54.2 52.4 50.2 48.9 47.8
电压U/V 5.39 5.27 4.57 4.25 4.16 3.90
①改变热源的目的是___________；
②分析表格数据，当时室温是___________℃；
③要提高发电电压可采取的办法是___________、___________；（针对不同影响因素各写1条）
（2）我国科学家成功利用人体和环境的温差做出了温差电池。若该电池在1℃的温差下产生的电压，输出功率为，则输出电流为___________A。
【答案】 （1）见解析 20.6 提高热水的温度##降低室温 更换发电效率更高的热电转换材料
（2）
【解析】（1）小明想利用此装置探究发电的电压与温度的关系，则需要记录不同温度差下的电压示数，因用火焰加热A金属板时，金属板A的温度无法得到，且温度不易控制，从而无法得到温度差，因此撤去蜡烛，将上端金属板A浸入热水中，此时可用温度计测量热水的温度，从而得到冷热水的温度差。
（2）由表格数据可知，冷水的温度
冷水的温度即水在室温下的温度，因此当时的室温是20.6℃。
（3）由表格数据可知，当冷热水温度差越大时，发电的电压越高，因此要提高发电电压，可以增大温度差，即提高热水的温度或者降低室温；当热电转换材料不同时，产生发电电压的高低也不同，因此可以更换发电效率更高的热电转换材料。
（4）该电池输出的电流为
9. （2024贵州省）神舟系列飞船完成载人飞行任务后，航天员如何安全返回地球？且看科技含量十足的返回舱如何带航天员安全“回家”，如图1所示。
返回舱从进入大气层开始，经历了三个重要阶段。
第一阶段：返回舱与大气层剧烈摩擦，速度从7.9千米每秒逐渐降至几百米每秒，实现“超级减速”。
第二阶段：当返回舱距离10km左右时，降落伞打开，使返回舱速度从200m/s降至约7m/s。
第三阶段：返回舱降至距地面1m时，底部的反推发动机接收指令点火，产生向上的推力，使返回舱速度降至1~2m/s实现“温柔”着地。
请根据上述介绍，回答下列问题：
（1）要实现航天员安全“回家”，返回舱降低高度的三个阶段共同的核心任务是______；
（2）返回舱在某阶段需通过舱内测距装置向地面发射信号，当返回舱接收到地面反射信号，即可测出此时其所在高度。若信号采用电磁波，接收到反射信号时的位置如图2所示；若信号采用超声波，请在答题卡的虚线框内画出返回舱接收到反射信号时的大致位置________。由此判断，返回舱实时测距装置发射的是______波；
（3）返回舱表面涂有防热材料，通过烧蚀带走因与大气剧烈摩擦产生的大量热量，但仍有部分热量传至舱内使其温度升高。你认为在返回舱的设计上如何保持舱内温度适宜？（写出两条设计办法即可）（ ）
（4）第一阶段的“超级减速”过程中，请比较内能增加量E1和返回舱重力势能减少量E2的大小关系，并说明理由。（忽略返回舱质量的变化）（ ）
【答案】 （1）减速 （2） 电磁 （3）见解析
（4） 见解析
【解析】（1）由题意知，第一阶段：返回舱速度从7.9千米每秒降至几百米每秒；第二阶段：返回舱速度从200m/s降至约7m/s；第三阶段：返回舱速度降至1~2m/s实现“温柔”着地。因此要实现航天员安全“回家”，返回舱降低高度的三个阶段共同的核心任务是降低速度。
（2）由题意知，返回舱在某阶段需通过舱内测距装置向地面发射信号，当返回舱接收到地面反射信号，即可测出此时其所在高度。若信号采用电磁波，接收到反射信号时的位置如图2所示；若信号采用超声波，由于声波的速度远小于电磁波的速度，当超声波信号传到地面再返回时需要更长的时间，因此返回舱受到信号时，距离地面已非常接近，因此为了返回舱能安全着陆，返回舱实时测距装置发射的是电磁波，如图所示：
（3）为了保持舱内温度适宜，可以在返回舱表面涂一层导热性能好，熔点高，比热容大吸热材料，通过熔化吸热，降低舱内的温度或通过热辐射的方式，将舱体表面的热量导到散热区，通过吸热型物态变化处理热量，以降低舱内温度。
（4）由题意可知，第一阶段：返回舱与大气层剧烈摩擦，速度从7.9千米每秒逐渐降至几百米每秒，实现“超级减速”。因此返回舱的重力势能减小，动能减小，通过摩擦转化为内能，因此内能增加量E1大于返回舱重力势能减少量E2。
10. （2024广东深圳）胶囊胃镜机器人
“胶囊胃镜”全称为“遥控胶囊内镜系统”，被誉为“完美胃部检查的胶囊内镜机器人”。胶囊机器人另一个名字为磁控胶囊内镜，重为0.05N。它只需患者随水吞下，经过15 分钟左右便可完成胃部检查。典型的胶囊内窥镜包含几个主要组件：外壳，光学窗口，LED阵列，光学透镜，CMOS图像传感器，射频发射器，天线和电源。医生通过胶囊胃镜系统，可以实时精确操控的体外磁场来控制胶囊机器人在胃内的运动，改变胶囊姿态，按照需要的角度对病灶重点拍摄照片，从而达到全面观察胃黏膜并做出诊断的目的。在这个过程中，图像被5G无线传输至便携记录器，数据导出后，还可继续回放以提高诊断的准确率。
（1）思考乐小白同学口服一个胶囊机器人，这个胶囊机器人长约2.7_________（填单位）；
（2）如图所示，画出胶囊机器人在胃中所受重力示意图_________；
（3）胶囊机器人在胃中每下降1cm，重力做功W=_________；
（4）如果小白医生想扫描更大范围时，应操作机器人_________（靠近/远离）此区域；
（5）小白医生在远程无线操控机器人时，通过_________波来传递信号。
【答案】 （1）cm （2） （3） 5×10-4J （4） 远离 （5） 电磁
【解析】（1）由图甲可知，胶囊机器人长大约等于两个手指的宽度，约2.7cm。
（2）从胶囊机器人的重心沿竖直向下画出重力的示意图，如图所示：
（3）胶囊机器人在胃中每下降1cm，重力做功
W=Gh=0.05N×0.01m=5×10-4J
（4）凸透镜成实像，物距变大，像变小，如果小白医生想扫描更大范围时，让像小一些，应操作机器人远离此区域。
（5）电磁波可以传递信息，医生在远程无线操控机器人，通过电磁波来传递信号。
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