【好题汇编】2023-2025年中考物理真题分类汇编（全国通用版）专题19 科普阅读文、开放性试题（有解析）
文档属性
| 名称 | 【好题汇编】2023-2025年中考物理真题分类汇编（全国通用版）专题19 科普阅读文、开放性试题（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-07-02 19:09:37 | ||
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文档简介
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专题19 科普阅读文、开放性试题
2023-2025年三年中考物理真题分类汇编，分类练习，高效提分！按照物理学科知识点构成情况，将试题分解组合，全面呈现物理学科知识点在三年中考中的考查情况，旨意方便老师和学生掌握中考命题动向、熟悉中考考查方式。
一．科普阅读题（共45小题）
1．（2024 云南）20世纪初，科学家发现汞在温度降低至﹣269℃时，电阻值就变成了零，这种现象叫“超导现象”，具有这种特性的物质叫“超导体”。
低温为什么能发生超导呢？基于初中知识，我们建立一个简易模型进行理解，将导体的原子核与核外受到约束的电子（能量较低而不能自由运动）组成“原子实”，可类比成小球。原子实做着热运动，穿行其间的自由电子会与它发生碰撞，表现为导体对自由电子传导的阻碍，即电阻。导体温度降至极低时，它们的热运动都趋于消失，通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体，宏观上就发生了低温超导现象。
高压也能让材料发生超导。理论上，某种导体在相当于260万倍标准大气压的高压环境下，15℃的“高温”（相对极低温）也能发生超导现象。在这样极高的压力下，原子实排列成紧密的堆垛形式，如图所示，原子实仅能在很小的范围内做热运动，几乎没有空间表现热运动，就像热运动消失了一般。此时原子实堆垛间的间隙就成为了稳定的自由电子通道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍地定向移动，宏观上就显示出超导现象。
常见输电过程中，约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料，就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。2021年12月，世界首条35千伏公里级液氮超导输电线工程在上海投运，实现了我国在“高温”超导输电领域的领先。
（1）实现超导现象的方式有低温和 。
（2）极低温度下，原子实与自由电子的 都趋于消失，通电时自由电子在导体中通行无阻，发生低温超导现象。
（3）超高的压力限制了 的热运动，通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻碍为零，发生高压超导现象。
（4）超导技术的一大应用前景是制作输电线缆，这样可以减少电能由于 引发的电能损耗。
2．（2025 扬州模拟）阅读短文，回答问题。
神奇的二极管
二极管是一种重要的半导体电子元件，符号为“”，具有特殊的导电性，当电流从“+”极流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线；而电流从“﹣”极流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过。发光二极管只是二极管中的一种，与白炽灯泡相比，发光二极管具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等优点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。
（1）常温下半导体的导电性能比导体要 （选填“好”或“差”），二极管具有 性；
（2）为了探究二极管的特殊导电性，连接了图甲、图乙两个电路，闭合开关S，灯泡能够发光的是图 （选填“甲”或“乙”）；
（3）二极管的特殊导电性源自于构成材料P型半导体和N型半导体组成的晶片，受此启发，科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联，接上直流电源后，半导体材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），制成了电脑的散热器。如图丙所示，二对PN型半导体对是 （选填“串联”或“并联”）连接的。在电流方向是N﹣P的地方吸热，而在电流方向是P﹣N的地方放热，则靠近电脑发热体（CPU）的是图中 （选填“上方”或“下方”）的陶瓷片；
（4）理想型开关二极管输出信号值Uk＝1时，电路通路输出信号值Uk＝0时，电路断路。如图丁所示，将两个理想型开关二极管接在某电路中，a、b两点信号值随时间的变化关系如图戊、己所示，则“0.03～0.04s”内电路c处是 （选填“通路”或“断路”）。“0.05～0.06s”内电路c处电流Ic I。（选填“＞”“＜”或者“＝”）
3．（2025 惠城区一模）
氢燃料电池
氢燃料电池是一种正在推广的环保电池，其工作原理如甲图所示。把氢和氧分别供给阳（负）极和阴（正）极，大部分氢通过阳极向外扩散并与电解质发生反应后，放出的电子通过外部工作电路到达阴极，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板。
氢燃料电池通常和蓄电池配合使用，蓄电池寿命可以用“循环寿命”来衡量，是指电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数。例如某辆氢燃料电池车电池堆栈最大功率为114千瓦，体积功率密度为3千瓦/升，百公里耗氢为0.8kg，该氢燃料电池车行驶时将蓄电池电量从90%用到30%，则这次的放电深度为60%：再次使用前通过氢燃料电池将蓄电池充电到70%后，又用到30%，这次的放电深度为40%，则这两次总共完成了1次100%全循环放电，研究人员以不同的放电深度，对蓄电池进行充、放电循环研究，得到了如题图乙所示的蓄电池100%全循环放电次数与放电深度的关系。
（1）完成如图丙氢燃料电池车的部分能量转化流程图：① 、② ；
（2）如图甲，氢燃料电池工作时，通过电动机的电流方向为 （选填“从左到右”或“从右到左”）；
（3）该车的燃料电池的体积是 升，氢燃料电池车行驶百公里消耗的氢完全燃烧放出的热量为 J；（氢的热值为1.4×108J/kg）
（4）某辆氢燃料电池大巴每天使用前都充电到蓄电池容量的100%，行驶一天消耗的电量刚好为最有利于延长蓄电池寿命的电量。按此计算，若一年开车350天共完成 次100%全循环放电。
4．（2025 山西）跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
（1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→ → 。
（2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能是 。（答出一条即可）
（3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施： 。
5．（2024 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）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。
6．（2024 齐齐哈尔）阅读短文，回答问题。
喷气发动机
喷气发动机分为火箭喷气发动机和空气喷气发动机。2023年，我国的长征四号丙运载火箭，成功将一颗卫星送入预定轨道。该运载火箭靠火箭喷气发动机获得推进力。
火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，其燃料有固体的和液体的。如图甲所示是液体火箭喷气发动机的工作原理示意图，燃料和氧化剂分别装在两个箱子里，由输送系统按时按量地把燃料和氧化剂喷入燃烧室，用电火花点燃，燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出，对火箭产生强大的反冲推力使它前进。
空气喷气发动机本身只携带燃料，需要从外界空气中获得足够的氧来助燃。空气喷气发动机的种类很多，如图乙所示为空气涡轮喷气发动机结构图。工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。
（1）地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收 进行通信的。
（2）火箭喷气发动机工作过程中，先将燃料的化学能转化为 能，然后再将其转化为火箭的 能。
（3） （选填“火箭”或“空气”）喷气发动机不能在大气层外工作。
（4）如图乙所示的空气涡轮喷气发动机工作过程中，气体温度是不断变化的。图丙中，能大致反映气体的温度随时间变化的是 。
7．（2024 赤峰）阅读材料，回答问题。
探索太空
2024年4月，神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”空间站，此次太空之旅的“闭环水生生态系统实验”和“太空漫步”两个项目研究十分引人注目。
“闭环水生生态系统实验”项目研究中，航天员把斑马鱼放在封闭的太空鱼缸里，用“金鱼藻”水生植物给鱼呼吸提供氧气，鱼呼吸产生的二氧化碳和LED灯的光照为水生植物进行光合作用提供条件。
在太空漫步可不象在地面上行走那么容易，航天员要穿上舱外航天服，穿航天服前还要穿上一个带有很多管子的“通风液冷服”，以便带走舱外行走时产生的大量热，它一般用水做输运能量的介质。即便如此，航天员在太空漫步还是会面临许多阻碍，需要他们想办法克服。
此次的项目研究，或将开启人类太空长期生存的新纪元。
（1）航天员在空间站通过 （填“电磁波”或“超声波”）与地面联系。
（2）为“金鱼藻”进行光合作用提供光照的LED灯是一种发光二极管，它是用 （填“导体”“绝缘体”或“半导体”）材料制成的。
（3）舱外航天服内的“通风液冷服”通常用水做输运能量的介质，是利用了水的 的特性。
8．（2025 开原市模拟）阅读短文，回答问题。
揭秘“雪蜡车”
如图甲所示，一台看似普通的红色厢卡犹如变形金刚，可迅速伸展出近百平方米的空间。这是全世界单层厢体面积最大的雪蜡车，也是中国自主研发、拥有完整自主知识产权的第一台雪蜡车。
据了解，这台雪蜡车采用氢燃料动力牵引头，配备了国内最大功率的氢燃料电池，如图乙所示，其工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极）。而电子是不能通过质子交换膜的，电子只能经外电路到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水分带走，就可以不断地提供电能，可实现零排放零污染。燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100%，实际效率能达60%～80%，但也是普通内燃机热机效率的2～3倍。
（1）而氢燃料电池在使用过程中氢气 （选填“有”或“没有”）发生燃烧现象。
（2）氢燃料电池是将氢的 能直接转化为 能。
（3）在燃料电池外电路，电流方向 （选填“从A到B”或“从B到A”）。
（4）若该雪蜡车氢燃料电池的转换效率为70%，车上有60kg的氢燃料。该车以43.2km/h的速度匀速行驶时输出功率为49kW。已知氢的能量密度值是1.4×108J/kg；则60kg的氢燃料可产生 J的电能；这些氢燃料可使该车以43.2km/h的速度匀速行驶 km的路程。
9．（2025 潮阳区二模）阅读短文，回答问题。
揭秘“雪蜡车”
如图甲所示，一台看似普通的红色厢卡犹如变形金刚，迅速伸展出近百平方米的空间，这是全世界单层厢体面积最大的雪蜡车，也是中国自主研发、拥有完整自主知识产权的第一台雪蜡车，据了解，这台雪蜡车采用氢燃料动力牵引头，配备了国内最大功率的氢燃料电池（如图乙所示），其工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），而电子是不能通过质子交换膜的，电子只能经外部电路到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流，电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水分带走，就可以不断地提供电能，可实现零排放零污染燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100%，实际效率能达60% 80%，是普通内燃机热效率的2 3倍。电池的性能通常用能量密度来衡量，氢燃料电池的能量密度是表示质量为1kg的氢所包含的能量。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）氢燃料电池在使用过程中氢气 （选填“有”或“没有”）发生燃烧现象；
（2）氢燃料电池是将氢的 能直接转化为 能；
（3）在燃料电池外电路，电流方向 （选填“从A到B”或“从B到A”）；
（4）若该雪蜡车氢燃料电池的转换效率为70%，车上有50kg的氢燃料，该车以54km/h的速度匀速行驶时的牵引力恒为3500N，已知氢的能量密度值是1.4×108J/kg，则50kg的氢燃料可产生 J的电能；产生的电能有97.2%供该车以54km/h的速度匀速行驶，则该车可行驶 h。
10．（2024 牡丹江）阅读材料，回答问题。
超级高铁
2023年我国超级高铁技术研究迎来重大突破，已经实现了低真空环境运行，空气阻力比传统高铁的空气阻力低3%，再加上磁悬浮技术，真正实现了贴地“飞行”。
磁悬浮技术是一种利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上的技术，可以消除轮轨间的摩擦力，降低噪声和能耗，真空管道是一种将管道内的空气抽走，形成真空状态的装置。这样可以减少空气阻力，提高列车的运行效率。
预计在2035年，上海一杭州线路将作为中国第一条超级高铁列车线路投入运营。在这条长150km的真空隧道运行，超级高铁时速可达到1000km，全程在真空管道中离地“飞行”。
（1）超级高铁主要是通过 的方法消除轮轨间的摩擦力。
A.增大压力
B.减小接触面粗糙程度
C.使接触面分离
D.变滑动为滚动
利用的原理是 。
（2）若超级高铁以600km/h的平均速度运行，从上海到杭州只需 min。
（3）超级高铁采用电力驱动，为方便控制磁场的变化，使用的磁体大多是 （选填“电磁铁”或“永磁体”）。
（4）相比传统高铁，超级高铁的优势有 （写出一条）。
11．（2025 建昌二模）阅读短文。回答问题。
兴城抽水蓄能电站
辽宁兴城抽水蓄能电站位于辽宁省葫芦岛市兴城市境内。枢纽工程由上水库、下水库、输水系统、地下厂房和地面开关站、补水系统等组成。上水库总库容932万m3，下水库总库容1133万m3。
抽水蓄能电站是为了解决电网高峰、低谷之间供需矛盾而产生的，是间接储存电能的一种方式。在下半夜用电低谷时，它利用过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽到上水库储存起来，次日白天和前半夜用电高峰时，再将水放出发电，并流入下水库。其工作原理如图。2023年10月，辽宁兴城抽水蓄能电站项目通风洞正式进洞施工，标志着该项目已进入全面施工阶段。2025年4月，国网新源辽宁兴城抽水蓄能电站厂房顶拱开挖顺利完成，标志着项目主体工程建设取得突破性进展。电站建成后，年发电量约12.04亿kW h，在辽宁电网系统中主要承担系统调峰、储能、调频等关键任务，对推动辽宁新能源发展、优化东北电网发展布局、保障电力供应具有重要意义。
若上水库水面面积为1.2×106m2，抽水机每天从深夜0时至清晨5时抽水使上水库水面增高1m，放水发电时，重力做功的80%转化为电能。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）储能时，水泵利用多余的电能将下水库的水抽到上水库，多余的电能转化为水的重力势能；抽水机抽水是利用 的作用把水“吸”上来的；
（2）发电时，发电机将水的动能转化为电能，发电机的工作原理是 ；发电时所利用的水能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（3）一只白鸽掠过水平如镜的下水库湖面，湖中映出白鸽的倒影，水中的“白鸽”是由于光的 形成的像；
（4）若上水库与下水库的高度差h为60m，夜间抽到山顶的水全部用来发电（忽略水面高度的变化），则放出这些水的发电量为 kW h；
（5）除了可以利用水能发电，还有许多可以用来发电的清洁能源，请列举一种： 。
12．（2025 平邑一模）模拟微重力环境的装置——中性浮力水槽。为了在地面模拟航天员在太空受到的失重环境，我国建设了特殊的“潜水池”——中性浮力水槽（图甲）。在训练时，航天员需下沉至水下9米的深度，为获得与太空中相似的失重环境与失重感，需要在下水前通过增减配重的方法使自身的重力与浮力基本相等。
为了充分模拟出舱任务，在水槽中需要穿着水下训练服（图乙），它也是密闭设备，结构与舱外航天服基本一致，整体柔软，内部充有气体，重达130kg。为了协助身着厚重水下训练服的航天员安全下水，水槽边配备有可伸缩的长臂吊车。
为了进行训练，水下训练服与地面设备之间配备了一条脐带，可用于输送新鲜空气、提供用于调节体温的冷却水等，脐带中还有电缆，用于岸上指挥员与水下航天员之间的语音交互。因为水具有导电性，为了航天员的安全，相关设备的功率比较小。
完成训练后，潮湿的训练服在储存前需要干燥处理，防止霉变及锈蚀。请回答以下问题：（已知，g＝10N/kg）
（1）为了水中航天员的人身安全，与水下训练服连接的设备电压不超过 V。
（2）长臂吊车将航天员匀速向下送入水槽的过程中，航天员的动能 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
（3）航天员在训练时，受到水的压强的大小。
（4）某航天员身着训练服在水槽中进行模拟训练时，训练服与配重的总体积约为0.22m3，其所受浮力大小。
13．（2025 南山区模拟）阅读下面的资料，回答问题。
小余对飞机制造非常感兴趣，于是和小组同学做了如下的项目探究。
【项目分解】
查阅资料，他发现几百吨的飞机能飞上天，主要依靠的就是完美的空气动力学设计以及先进的发动机。
【项目实施】
探究项目一【空气动力学设计】
他在观看飞机飞行纪录片时发现飞机机身并不是保持水平状态，而是有一个仰角（机翼下表面与水平面的夹角，称为机翼仰角）。于是他猜测飞机受到的升力大小与飞机的速度，以及机翼仰角有关。小余和同学们利用塑料泡沫等材料自制机翼模型，把圆柱形空心笔杆穿过“机翼”并固定在“机翼”上，将一根金属杆从笔杆中穿过并上下固定，确保“机翼”能沿金属杆在竖直方向移动。将“机翼”挂在测力计的下方，实验装置如图2所示。用放风机对着“机翼”吹风模拟飞机在空中飞行。
（1）飞机机翼设计成 形状的目的是 。
（2）为研究升力大小与机翼仰角的关系，用鼓风机对同一个“机翼”吹风，并保持 不变，改变 ，观察并记录测力计的示数。
实验数据记录在下表（每次吹风前测力计的示数均为F0＝3.5N）：
实验序号 机翼仰角 风速 弹簧测力计示数F示/N
1 0°（水平） 低 3.2
2 0°（水平） 中 3.0
3 0°（水平） 高 2.6
4 较小 高 2.4
5 较大 高 2.3
6 最大 高 2.7
（3）实验中升力的表达式为：F升＝ （用题目中已知符号表示）。
（4）根据表中数据，小余得出结论：风速越大，升力 ；随着机翼仰角的增大，升力 。你认为飞机升力的大小可能还与哪些因素有关，回答并说明理由： （写出一点，言之合理即可）。
探究项目二【发动机】
2024年12月10日，水陆两栖飞机——中航工业AG600大型灭火飞机在三亚试飞成功，代号“鲲龙”的AG600飞机，是中国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机。它由4台发动机提供动力。其空载质量42t，最大起飞质量53.5t，低空巡航速度（经济、节油的飞行速度）450km/h，最大飞行速度为560km/h，最大航程（空载时经济、节油飞行速度情况下）为4500km。
AG600使用的是国产6E涡桨发动机，使用航空燃油提供动力，燃油密度为ρ＝0.8×103kg/m3，热值为q＝4.2×107J/kg，其数字化程度和智能化程度很高，大大简化了发动机和螺旋桨控制系统的操作，降低了飞机的驾驶难度，提高了飞行的安全性。6E涡桨发动机的参数如下表：
最大直径 1180mm
长度 396cm
质量 1200kg
工作转速 123000r/min
起飞功率 4200kW
功重比 2.8kW/kg
起飞耗油率 320g/（kW h）
注：起飞功率指飞机飞行时一台发动机的输出功率；功重比指飞机受到的推力功率与整机质量之比（不考虑燃油消耗对质量的影响）。
（5）飞机发动机在工作过程中将 能转化为 能。
（6）通过最经济、节能的情况，小余算出飞机油箱的理论容量为 L，此时发动机的效率为 。
14．（2025 白河一模）增程式汽车作为一种新型绿色交通工具，凭借其独特的动力系统结构，正在逐渐走进人们的日常生活。它的动力系统主要由电池、电动机和增程器组成，增程器主要由一个发动机（内燃机）和发电机组成，如图所示。在电池能量充足的情况下，车辆以“纯电模式”行驶，此时发动机不工作，完全依赖电池进行驱动。当电池的电量不足时，车辆以“增程模式”行驶，增程器启动，发动机驱动发电机产生电能，这些电能一部分直接驱动电动机，其余部分充入电池，以备后续使用。通过这种方式，使汽车续航距离大大增加，并且在中低速行驶时（市区内），由于内燃机不直接参与驱动，因此可以一直维持较高的效率，相比普通燃油车更省油。如表是某品牌增程式汽车的部分参数，“电动机的能量效率”指电动机驱动汽车行驶克服阻力做的功与消耗电能之比，“增程系统的效率”指发电机输出的电能与汽油完全燃烧产生的热量之比。
某品牌增程式电动汽车参数
电池容量 31.25kW h
电动机的能量效率 92%
增程系统的效率 40%
车重 2330kg
（1）在“增程模式”下，当发电机给电池充电时，电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。
（2）该增程式汽车在某次上路测试中，充满电后在纯电模式下匀速行驶了1h，共消耗电池电量的80%，设行驶过程中所受阻力恒为1000N，则行驶的距离是多少？该过程汽车克服阻力做功的功率是多少？
（3）小明的爸爸每天驾驶传统燃油汽车上下班，已知上下班的总路程为20km，传统燃油汽车的能量效率（指汽车行驶时克服阻力做的功与汽油完全燃烧产生的热量之比）为20%，每天的油耗为2kg，若驾驶该增程式汽车，在“增程模式”下行驶相同距离，相比传统燃油汽车一天可以节省多少千克汽油？（设传统燃油汽车和该增程式汽车行驶相同距离克服阻力做的功相同）（计算结果保留一位小数）
15．（2025 揭东区模拟）阅读下列短文，回答问题。
【材料一】智能手机的出现，方便了人们的生活。最早出现的智能手机采用电阻式触摸屏，其原理如图甲所示，以竖直方向为例，电源电压保持不变，触摸屏相当于一根电阻丝。当手指在P点施加一定的压力时，屏幕薄膜就会贴合，将电阻丝分成R1、R2的两部分，传感器采集R1、R2两端的电压并转换成电信号，就可以确定触摸点的位置。
【材料二】随着黑科技超声波指纹识别技术的出现，屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹，并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息，进行比对解锁，如图乙所示。
【材料三】某品牌的智能手机，如图丙所示，在其机身中加入“5V 4000mAh”的电池，搭配超级快充功能，20分钟即可充电52%，本手机的“快充”采取的方式是保持充电器的电压不变，将电流从原来的1A变为8A，提高充电功率。
（1）材料一中，当触摸点P向上移动时，电路中的电流 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）材料二中的超声波指纹识别技术系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪个动物 （填序号）。
A.狗
B.大象
C.蝙蝠
D.猫
（3）超声波指纹识别技术 （选填“能”或“不能”）在“天宫空间站”外使用，用手指触摸手机屏幕时，超声波指纹识别技术系统向手指上若干个位置发射超声波，系统检测到被手指反射的信号时，所需的时间随位置变化的情况如图丁所示，由图丁可知，手指上指纹的大致形状最可能是 （填序号）。
（4）材料三中，该款手机在充电时，电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。该手机在“快充”模式下充电时的电功率为 W。（假设“快充”充电时电功率不变）
16．（2025 鹤山市一模）目前我国新能源汽车所用电池主要有磷酸铁锂电池和三元锂电池。“刀片电池”是我国新一代磷酸铁锂电池的一个名称，如甲所示，刀片电池延续了磷酸铁锂的技术路线，通过改变电芯的形状优化了磷酸铁锂电池的性能。测试结果发现，这款电池在电池的空间利用率、能量密度、电池结构强度、电池轻量化、电池安全性等方面具有更优化的设计。电池的能量密度是指电池平均单位体积或质量所能储存的电能。电池的能量密度一般分质量能量密度和体积能量密度两个维度，如下所示。
电池组
满电事储存的电能 76.8kW h
体积能量密度 480Wh/L
质量能量密度 192Wh/kg
稳定的放电电压 384V
包含“刀片电池”数量 120片
（1）该电池组在充电过程中主要将电能转化为 能；
（2）从表中数据可知，单片“刀片电池”满电时储存的电能为 kW h；
（3）若利用充电功率恒为100kW的充电桩对该电池组进行充电，可在0.5h内将该电池组从电量为30%充至80%，此过程中的充电效率是 ；
（4）从表中数据可知，这个磷酸铁锂电池的平均密度为 kg/m3，通常情况下，三元锂电池的平均密度大约是4500﹣5000kg/m3，这就体现了磷酸铁锂电池在 （在下列选项中选填一个序号）方面比三元锂电池具有更优化的设计；
①空间利用率
②能量密度
③电池结构强度
④电池轻量化
⑤电池安全性
（5）测试人员对安装了上述电池组的车型进行测试，充满电后，测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶1h，电池组的电量减少了12.5%，已知测试过程中汽车的能量转化效率为80%，此过程该车牵引力做功的功率是 W。
17．（2025 烟台）阅读短文，回答问题。
“返老还童”的锂电池
据央视报道，中国科学院某研究所在锂电池材料研究方面取得突破性进展，提出让锂电池“返老还童”的方法，为开发更智能、耐用的下一代锂电池提供了全新思路，有望提高电动汽车和电动航空器等的续航里程。
富锂锰基正极材料具有氧阴离子氧化还原的额外容量，其放电比容量高达300mAh/g，可将电池能量密度提升30%以上，但作为氧活性正极材料经过多次充放电后电池会出现老化现象，充电时注入的能量超过放电时释放的能量，导致富锂锰基电池使用寿命和效率大打折扣。
研究发现，对富锂锰基正极材料进行适当升温可以消除外力对材料结构的影响，使材料从无序状态恢复到更稳定、能量更低的有序结构。在升温的过程中，正极材料的原子排列变得更紧密，导致体积缩小，表现出“负热膨胀”的现象。然而对电池进行加热不够现实，科研人员进一步提出通过智能化浅充电的方式让老化的富锂锰基电池“返老还童”的新方法，让电池在不充满的条件下持续循环数次充电，可以修复材料的结构损伤，进而显著延长电池使用寿命。这一成果为电池技术进一步发展提供了科学依据。
（1）给锂电池充电时，锂电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。
（2）文中的“负热膨胀”现象是指当温度升高时富锂锰基正极材料的体积 。未来的富锂锰基电池“返老还童”可以通过 方式来实现。
（3）某电动汽车的锂电池容量为90Ah，若使用上述放电比容量的富锂锰基正极材料制作，需用 g。
18．（2024 青岛）阅读材料，回答问题。
一“桥”架地月天堑变通途
“海上生明月，天涯共此时”，月亮的同一面始终对我们“微笑”，这是因为月球公转和自转周期相同。如图甲所示，地月连线OO1与月球表面的交点为A、B，当月球公转的角度为θ时，A点绕O1转过的角度也为θ，我们始终看不到月球上 点（选填“A”或“B”）。
在探月工程中，当探测器在月球背面工作时，我们无法通过电磁波直接给它发指令。如何解决这个问题？如果给月球发射一个绕月圆形轨道卫星C作为信号传输中转站，如图乙所示，那么卫星C作为信号中转站的不足之处有 （多选）。
A.卫星C离地球太远，信号无法到达；
B.当卫星C转到地月之间时，无法把信号传给探测器，造成信号中断；
C.当卫星C转到月球背面时，地面站无法把信号传给卫星C，造成信号中断。
为避免这些问题，我国于2018年5月21日发射了“鹊桥”一号中继通讯卫星，其轨道在月球背面，如图丙所示。在“鹊桥”一号的帮助下，同年12月8日发射的“嫦娥”四号探测器实现了世界首次月球背面软着陆和巡航探测。“鹊桥”一号距地球约4.5×105/km，距月球约7.8×104km，电磁波传播速度约为3×105km/s，“嫦娥”四号通过“鹊桥”一号与地面站来回传递一次信息大约需要 s。
2024年3月20日发射的“鹊桥”二号中继卫星较“鹊桥”一号传输信息更高效、清晰和完整。5月3日发射的“嫦娥”六号，将与“鹊桥”二号合作实现世界首次月球背面取样返回之旅，这标志着中国探月工程开启了新的篇章。
19．（2024 兰州）阅读短文，回答问题。
火花放电
在干燥的冬季，如果一只猫在你的身上蹭来蹭去，那么在猫毛和你的身体间就会有电荷的转移，你的身上就会聚集一定数量的负电荷。这些负电荷需要一段较长的时间才能和地面等物体慢慢导走。但是，如果你不等待。立即将手指靠近水龙头，就会出现令人难受的电火花，手指上就会有针刺般的疼痛感。如果你在干燥且黑暗的环境里抚摸猫，不但会听到哔里啦啦的响声，还会看到火花。请注意，你抚摸过猫毛的手指千万不要立即靠近猫的鼻子，以免产生火花放电，让猫受到惊吓而攻击你。
（1）在放电的过段中，电子是从 （选填“手指飞向水龙头”或“水龙头飞向手指”）。
（2）请你解释抚摸过猫毛的手指靠近猫鼻子时，容易产生火花放电的原因： 。
20．（2024 淮安）阅读短文，回答问题。
常温超导
1911年，荷兰物理学家昂内斯发现，水银的电阻率（表示单位长度单位横截面积的某种材料的电阻）并不像预料的那样随温度降低逐渐减小，而是当温度降到﹣269℃附近时，电阻率突然减小到无法测量，后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相似的低温下失去电阻的特性，这种现象叫作超导现象。这种超导现象一直需要在超低温下才能观察到。
2020年10月14日，罗切斯特大学研究人员首次在高达15℃的温度下，观察到常温超导现象。但这次研究人员创造的常温超导材料，也存在严重的限制，他们观察到的超导现象，是在2670亿帕的压强下实现的，这是和地心处压强相当的超高压条件。
如果把超导材料应用于实际，会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
（1）通过本文的描述，“电阻率”是描述材料 （填“导电性能”或“导热性能”）的物理量。
（2）当温度降到﹣269℃时，水银的内能 （填“等于”或“不等于”）零。
（3）设想一下，如果“常温常压超导”进入工业化，请你列举一个应用实例： 。
21．（2024 扬州）阅读短文，回答问题。
2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。
该项目工作原理如图2所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。
该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约1.9×108kg，减少二氧化碳排放约4.9×108kg，可连续放电6小时，使用期长达40年。
（1）该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为 能，再通过空气压缩机转化为 能。
（2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处 热。
（3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放 J的能量。（标准煤热值为2.9×107J/kg）
（4）该项目的能量转换效率为 %。该项目每年发电6亿度，则消耗 亿度用电低谷时段电网的多余电能。（计算结果保留1位小数）
（5）从工程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议： 。
22．（2023 烟台）阅读短文，回答问题。
中国空间站
2023年4月24日是我国第八个“中国航天日”，中央广播电视总台联合中国载人航天工程办公室共同推出了中国空间站首次慢直播节目“天宫之镜”。目前中国空间站呈现“T”字构型，如图所示，两个尺寸、质量大体一致的实验舱形成“T”字的一横，天和核心舱作为“T”字的一竖。中国空间站为什么选用“T”字构型？
“T”字构型结构对称，从姿态控制、组合实验舱体管理上都较为稳定，有利于组合体的飞行；太阳翼“T”字构型使各部分受到的地球引力、大气扰动等影响较为均衡，这样空间站姿态控制时消耗的推进剂和其它资源较少；不管空间站以何种姿势飞行，两对大型太阳翼都能接受到阳光的照射，获得高效的发电效果；两个实验舱的气闸舱分别位于实验舱的端头，正常工作泄压或异常隔离时均不会对其密封舱造成影响，保持了空间站运行的安全性。
我国航天事业不断刷新纪录，航天科技实现跨越式发展，航天发射能力显著提升，航天强国建设迈出了坚实步伐。
（1）在中国空间站首次慢直播节目中，信息的传递主要依靠 （选填“电磁波”或“超声波”）；
（2）中国空间站呈现“T”字构型后，梦天实验舱相对于核心舱是 （选填“静止”或“运动”）的；
（3）我国空间站为什么要采用“T”字构型？（请用简洁的语言总结出两条原因） 。
23．（2023 苏州）阅读材料，回答问题。
“海油观澜号”深远海浮式风电平台
2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成，整体高度超200米，总质量达1.1×107kg。平台采用“半潜式”设计，底部是一个三角形浮式基础，包括3个边立柱和1个中间立柱，图甲为其实物照片。浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子，柱子上方安装有机舱，机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，生成绿色电力，年发电量将达2.2×107kW h。
（1）风能属于 （可/不可）再生能源；
（2）根据图甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为 m（保留整数）；
（3）风平浪静叶片不动时，平台基础排开海水的体积达 m3（海水密度用1.0×103kg/m3计算，不考虑锚链对平台的作用）；
（4）每年的发电量相当于 kg天然气完全燃烧放出的热量（天然气的热值q取4.4×107J/kg）；
（5）海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式（图乙）。两种方式相比较，你认为“半潜式”的一个明显优点是 。
24．（2023 齐齐哈尔）阅读短文，回答问题。
化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源，但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭，也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染，在全球范围内引起了人类对能源问题的思考，我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用。如图甲是我国某风力发电基地，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。
（1）风力发电是把风能转化为电能，风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）某段风机叶片的形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面形状不同导致叶片两面空气流速不同，从而产生 差，可以使风机叶片转动。
（3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度 （选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成。
（4）某风力发电机输出功率与风速的关系如图丙所示。由图像可知，当风速在v1到v2之间时，风速越大，风力发电机输出功率 （选填“越大”、“不变”、“越小”）；当风速大于v2时，风速增大， （选填“能”或“不能”）提高风力发电机输出功率。
25．（2025 西城区一模）请阅读《NFC技术》并回答问题。
NFC技术
你有过这样的体验吗？刷一下门禁卡，门就开了；乘坐公交车刷一下卡，就自动计算里程并缴费了。这正是应用了NFC技术实现的。近场通信（NearFieldCommunication，简称NFC）是一种短距离高频无线通信技术，使用了NFC技术的电子设备可以在10cm内进行数据交换。
门禁卡、公交卡或者银行卡里没有电源，它们是怎样发出电磁波传递信息的呢？其核心原理基于电磁感应，以刷公交卡为例，读卡机产生变动磁场，公交卡靠近时，变动磁场驱动电子标签（每一张公交卡都有独立的电子标签）内产生感应电流，也就是让公交卡内部的电路（电路内有线圈）产生感应电流，并让电子标签发送身份代码信息给读卡机，完成数据交换。
NFC工作模式除了上述的被动模式（仅一方有电源，如手机读取公交卡），还有主动模式（双方均有电源，如手机间传输文件）。很多手机有NFC功能，把手机与自己的电动单车或其它手机“碰一下”，就完成了数据交换，非常的方便。NFC的“磁场对话”的工作频率为13.56MHz（短波频段），比WiFi（2.4GHz）的“声音”低沉得多。与蓝牙相比，NFC的极短通信距离更像“悄悄话”，降低了被窃听的风险，但传输速度较慢。若强行增大NFC标签内的线圈面积提升距离，就像把扩音器音量调得过大——虽然传得更远，但可能干扰其他设备。
近年来，NFC技术被跨界应用到医疗领域中，如植入式血糖监测芯片，无需电池便可透过皮肤与手机NFC通信；智能包装，如酒瓶防伪标签；在微重力环境下，宇航员手套内置NFC标签，可快速识别工具，避免漂浮丢失，成为宇航员与设备间可靠通信的备选方案。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）NFC技术的两种工作模式的主要区别是 。
（2）植入式血糖监测芯片工作时的能量来源于
A.分解血糖
B.血液的流动
C.手机发射的电磁场
（3）小伟想通过实验验证手机的NFC功能依赖电磁感应，他将LED小灯与一个用细长导线绕成的线圈连成闭合回路，贴近手机。如果开启手机的NFC功能时，出现 现象，即可验证他的想法。
（4）NFC是从RFID（射频识别技术）演变过来的，RFID可以对较大范围内（例如10m）的电子标签进行识别，应用于高速公路ETC自动缴费，超市购物自动识别商品结账等。RFID识别范围比NFC远得多，结合文中信息，你认为原因可能是 。（写出一条即可）
26．（2025 南海区二模）阅读材料，回答问题。
光伏高速公路
由我国完全自主研发与铺设的全球首段光伏高速公路在山东亮相。光伏公路最上面一层是半透明新型材料，在保证轮胎不打滑的同时拥有较高的透光率，并且未来可实现电动汽车无线充电。电动车无线充电原理如图甲所示。图乙是电动汽车在光伏公路运行并充电的情景，图中已标出相关参数。车底感应线圈接收到的电磁波功率P0为5000kW，将电磁波能量转化为电能并存储在电池中。（g取10N/kg）不过，由于技术不成熟，暴露出一些问题，建成不到一年的光伏路面就拆除了。期待不久的将来会有更成熟的技术支持的光伏路面服务于人们的生活。
（1）光伏路面可以让带有感应线圈的电动汽车充电，这和 原理相同。（选填“发电机”或“电动机”）
（2）光伏路面材料应该选用 。（选填“较粗糙的”或“较光滑的”）
（3）该电动汽车高速行驶时对路面的压力相比静止时 。（选填“不变”“变小”或“变大”）
（4）若电量即将耗尽时，汽车刚好到达充电区域s1的起点，如图乙，汽车匀速通过s1，该过程消耗的电能忽略不计。离开充电区域后开始计时，汽车以恒定功率P通过s2，其 v﹣t 图像如图丙所示，期间电池消耗电能全部用于维持汽车行驶，刚好能到达充电区域s3的起点。
①车上人员总质量为245kg，在s2行驶中，车所受阻力的大小刚好为其总重的0.1倍，则10s后牵引力的功率为 。
②若汽车在s2行驶的时间为s1的90倍，且图丙中前10s汽车通过的路程为240m。分析可知电磁波能量转化为电能并存储在电池中的效率η＝ %，在充电区域s1充电时，最大匀速行驶速度v0为 km/h。（结果保留整数）
27．（2025 滕州市二模）无人机作为空中平台，以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、激光扫描仪等设备获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点。下表是某小型无人机的部分参数：
参数名称 最大飞行半径/km 最大巡航速度/（km h 1） 电池电压/V 电池容量/（mA h） 电动机额定功率/W 拍摄速度/（帧 秒 1）
数据 5 50 24 2500 20 11000
（电池容量＝放电电流×放电时间，例如，1mA h是指以1mA的电流能连续工作1h。帧 秒 1是指每秒拍摄的画面数）
（1）无人机拍摄地面图像时，减小悬停高度可以使图像 （选填“变大”或“变小”）；为了使照片更清晰，还应将摄像机的镜头适当 （选填“前推”或“后缩”）；
（2）如上左图乙是无人机竖直向上运动的v﹣t图像。由图像可知，在0～5内，无人机受到的升力 （选填“大于”“小于”或“等于”）重力。如上左图丙是同一架无人机在执行某次任务过程中未更换电池情况下的s﹣t图像，若第一次、第二次受到的升力分别为F1、F2，则F1 F2（选填“＞”“＜”或“＝”）；
（3）电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备，当它正常工作时，12s内消耗的电能是多少J？已知电动机消耗的功率是电源总功率的50%，则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过多少h？
28．（2025 工业园区一模）阅读材料，回答问题。
风力发电
波光粼粼的阳澄湖畔傲然挺立着45座“白色高塔”，每座塔架高达85米，叶片长40米，巨大的风力发电机优雅地转动，蔚为壮观。
风力发电机主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片的横截面一面较平，另一面较弯曲（图乙）。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，带动发电机转子高速旋转发电，某风力发电机利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。
一般风越强，叶片转动得越快，发电功率越大，为保障工作安全，变桨系统会根据风速变化自动调整叶片角度，且能通过空气动力制动使风机停机，从而控制发电功率。在真实环境中，当风速达到v1＝3m/s的时候，叶片开始转动。在3m/s≤v≤12m/s的范围内，发电功率P与v的三次方成正比。当风速v2＝12m/s时，发电功率达到最大值300kW。基于安全考虑，当风速大于v2的时候，叶片的转速不会增加。当风速达到v3＝20m/s的时候，叶片会停止转动。
（1）风力发电机是根据 原理发电的；
（2）如图乙，当风正面吹向静止叶片时，叶片会 （顺时针/逆时针）转动；
（3）在图丙中画出发电功率随风速变化的大致图象；
（4）风速15m/s时，发电机转子1min转300圈。若输出电能1kW h，叶片需要转动 圈；
（5）风速为18m/s时，叶片位置如图丁所示，当风速减小至15m/s时，请在图中用虚线画出叶片被变桨系统进行小角度调整后的大致位置。
29．（2025 连州市一模）阅读下列短文，回答问题：
油电混合动力汽车
如图甲，国产某品牌油电混合动力汽车前后安装有高清摄像头，无线Wi﹣Fi等，其工作原理如图乙所示。当它以90km/h的速度匀速行驶20min的过程中，燃烧了3kg燃油。发动机和驱动电机同时共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量为9×107J，其中50%的能量来自燃油燃烧；而发动机内燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量为6×106J。设燃油在发动机汽缸内完全燃烧，燃油的热值为5×107J/kg。若普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功，而该油电混合动力汽车在关闭发动机后，动能除用于克服与地面的摩擦力做功外，其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电。在某次测试时，同样车型的普通汽车和该油电混合动力汽车刚刚关闭发动机后，根据汽车通过路程s时，所对应的动能Ek，作出Ek﹣s图像如图丙所示。设两车受到的摩擦力大小相等。汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率称之为储能效率。
（1）汽车的方向盘相当于 杠杆，汽车外观设计成流线型是为了 ，汽车的轮胎做得很粗糙是为了 。
（2）由图丙可知，表示该油电混合动力汽车进行测试的图线是 （选填“①”或“②”）。
（3）该油电混合动力汽车正常行驶时，发动机和 同时共同为汽车提供动力；该油电混合动力汽车以90km/h的速度匀速行驶20min的过程中，发动机的效率为 （用百分数表示）。
（4）该油电混合动力汽车从关闭发动机至汽车停止的过程中，发电机的储能效率为 （用百分数表示）。
30．（2025 平谷区一模）阅读《LED灯》并回答下题。
LED灯
LED灯又叫发光二极管，它主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴电光源，是极具发展前途的新光源。
LED灯的主要部分是高亮度白色发光二极管，发光二极管只是二极管中的一种，二极管的电路图符号是“”，由于二极管具有单导电性，所以当电流从二极管的正极（+）流进二极管时，二极管导通；而电流从二极管的负极（﹣）流入时，二极管断路，不会有电流通过二极管。
与传统的白炽灯、卤素灯、荧光灯相比，LED灯具有许多不同之处。首先，LED灯基本上是一块很小的芯片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小而轻。其次，由于白炽灯的发光原理是通过电流加热灯丝到白炽状态，从而利用热辐射发出可见光，所以白炽灯在使用时约90%以上的电能都转化成了内能，只有不足10%的电能才真正转化成我们需要的光能，而LED灯可以直接把电能转化为光能，它的转化效率可达到80%以上。第三，从使用寿命来看，普通白炽灯的额定寿命约1000h，荧光灯的额定寿命约5000h，而LED灯的额定寿命约50000h。另外，与荧光灯相比，LED灯不含汞等有害元素，更加环保，利于回收。
请根据上述材料，回答下列问题。
（1）为了探究发光二极管的导电性，连接了如图甲、乙所示的两个电路，在没有电路故障时，闭合开关，能点亮发光二极管的是 （选填“甲”或“乙”）图；
（2）LED灯可以把电能直接转化为 能，它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换时损耗的能量较白炽灯 （选填“高”或“低”）；
（3）40W的LED灯和300W的卤素灯正常发光时亮度相同，某公园为了节约能源，将公园的路灯由50盏300W的卤素灯全部换成40W的LED灯。假设每天照明10h，使用LED灯后，每天可以节约电能 kW h。
31．（2025 铁岭县一模）阅读短文，回答问题。
燃油无人机
如图所示为某款使用燃油发动机为动力的无人机，具有载荷能力大、续航时间长等特点。机身外壳采用极轻新型复合材料制作，提高了载荷量。
如表为该无人机的部分参数。升阻比是指飞机受空气的升力与阻力的比值。飞机飞行时的空气阻力与迎风面积、飞行速度的平方均成正比。（ρ钢＝7.9×103kg/m3，g＝10N/kg）
升阻比 15～20 最大载荷量/t 1.2
最大迎风面积/m2 10 机身外壳质量/t 0.2
最大载油量/L 500 机身质量（含外壳）/t 1
（1）该无人机向后喷气却向前飞行，说明 ；
（2）下列做法中，目的与无人机前端设计成表面光滑相同的是 ；
A.房室的地基承重面较大
B.体操运动员手上涂镁粉
C.注射器的针头做得很尖
D.在机器转轴处加润滑油
（3）若燃油密度为0.8×103kg/m3，该无人机一次最多可加燃油 kg，这些燃油完全燃烧放出的热量为 J；（q＝4.6×107J/kg）
（4）采用新型复合材料和钢相比，以相同速度飞行时动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；（ρ钢＝7.9×103kg/m3，ρ混合＝2.0×103kg/m3）
（5）若无人机的飞行速度和受到的空气升力都不变，减小迎风面积，则该无人机的升阻比将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
32．（2025 山西模拟）阅读材料，回答问题。
PTC材料
PTC是一种以钛酸钡为主，掺入多种物质后加工而成的半导体材料。这种材料最基本的特性是在达到居里温度之前，其阻值变化不大且较低；当温度达到居里温度后，在一定的温度范围内，其阻值会随着温度的升高而急剧增大，如图所示。
PTC元件能在电流过大、温度过高时对电路起保护作用。在正常情况下，其阻值很小，损耗也很小，不影响电路正常工作。若有过流（如短路）发生，其温度升高，阻值随之急剧升高，达到限流作用，避免损坏电路中的元件。当故障排除后，PTC元件的温度自动下降，又恢复到了低电阻状态。因此PTC元件又称为“可复性保险丝”。
由于PTC元件具有自动控温、不燃烧、安全可靠等特点，被广泛应用于轻工、住宅、交通、航天、农业、医疗等领域。它与镍、铬丝或远红外等发热元件相比，具有卓越的优点。
（1）PTC材料是一种 材料，居里温度是指 （选填“T0”或“TP”）。
（2）PTC元件需要与电路元件 （选填“串联”或“并联”）才能像保险丝一样在电流过大或温度过高时起到限流作用，进而保护整个电路。
（3）PTC元件与普通保险丝相比具有的优点有 （写出一条即可）。
33．（2025 云南模拟）请根据上述材料，回答下列问题。
半导体
按导电性能来分，除了有导体和绝缘体外，还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间，这类物质叫做半导体。
半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。
一些半导体在温度升高时，导电性能迅速改变。利用这种特性可以做出体积很小的热敏电阻，用来测量温度的变化。例如家用空调可以根据你设置的温度自动启动或待机；电冰箱可以根据预设的温度进行自动控制。这些都是温控开关在起作用。
有些半导体在没有光照时不容易导电，逐渐增大光照强度时导电性能逐渐增强。用它做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。
酒精测试仪（AlcoholTester）是测试酒精含量的仪器，是交警常用的执法装备。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器，它具有气敏特性，当接触的敏感气体浓度增加时，它的电阻值就降低。
正是由于半导体具有许多独特的性能，所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算机之外，手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。
请阅读《半导体》并回答题。
（1）半导体材料的导电性能与温度、光照和 等多种因素有关；
（2）光敏电阻在增大光照强度的情形下，阻值 （选填“变大”或“变小”）；
（3）某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪，其电路原理图如图甲所示。R1是气敏电阻，其阻值随呼气酒精浓度K变化的关系如图乙所示，R2为滑动变阻器，检测前通过调节滑动变阻器对检测仪进行“调零”，此时电流表的示数为0.1A，调零后滑动变阻器的位置不变，电源电压为12V并且保持不变，他们查阅到相关资料如表所示。
血液酒精浓度M＝呼气酒精浓度K×2200 非酒驾（M＜20mg/100mL） 酒驾（20mg/100mL≤M≤80mg/100mL） 醉驾（M＞80mg/100mL）
①对检测仪“调零”时，R2接入电路的电阻为 Ω；
②检测时，当电流表示数为0.15A时，司机属于 。
34．（2025 佛山一模）阅读短文，回答问题。
虎鲸号
如图甲所示是我国自主研发的大型无人作战舰艇“虎鲸号”，其动力系统采用柴电双模推进，空载排水量420t，最大载重量70t，设计最大吃水深度2m。若“虎鲸号”在某次直线航行动力测试中，采用柴油模式，总消耗2t柴油，设发动机当前消耗柴油质量占总消耗柴油质量的百分比为D，图乙为D对应发动机输出功率P，图丙为D对应“虎鲸号”航行速度v，下表为D相应阶段内行驶距离s。已知：，q柴油＝4.5×107J/kg，g取10N/kg，s4：（s3+s5）＝3：1，柴油发动机效率为35%。
D 0～10% 10%～60% 60%～65% 65%～95% 95%～100%
s 5.2km S2 S3 S4 S5
（1）“虎鲸号”舰体尖锐设计，是为了减小航行时的 ；若“虎鲸号”由内河航行到海洋，其吃水深度会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）“虎鲸号”满载停靠在军港时，船底受到水的最大压强为 Pa，所受的浮力为 N。
（3）“虎鲸号”此次动力测试中，完全燃烧2t柴油放出的热量为 J，航行路程为 km。
35．（2025 北京模拟）请阅读《在“死亡之海”钻探“中国深度”》并回答问题。
在“死亡之海”钻探“中国深度”
2024年3月4日14时48分，我国首口万米深地科探井——“深地塔科1井”正式穿越万米大关。这标志着继深空、深海探索大自然的壮举之后，我国在深地领域实现重大突破。
这口井位于被称为“死亡之海”的新疆塔克拉玛干沙漠腹地，设计深度11100m。自2023年5月30日开钻，数百名石油工人和科研人员坚守沙海腹地，连续奋战279天，历经高温、严寒、风沙和复杂地质情况等极端考验，成功钻探突破万米，同时创造了世界上钻探万米深井用时最短的记录。
垂直井深突破地下万米，在我国尚属首次！这不仅是为国家找油找气，也是探索地球未知领域、拓展人类认识边界的一次大胆尝试。约20层楼高的钢铁塔架，稳稳矗立在流沙之上，重达2000多吨的钻头、钻杆、套管等深入地下，穿透白垩系等10多个地层，成为探索地球深部的“望远镜”。
深地钻探难度堪比“探月工程”，钻探超万米后控制难度极大。当钻头抵近地下万米地层时，钻井设备承受的高温超过200℃，高压超过230MPa，这对钻井工具和钻井液都是巨大的挑战。我国科技人员攻克一系列技术难关，让钻机关键部件全面国产化，有效解决了核心部件“卡脖子”问题。科研人员还自主研发了耐盐、耐高温、超高密度的钻井液，为深地勘探提供了可靠支撑。
近年来，我国不断刷新“中国深度”。深地塔科1井钻破万米后成为陆地上世界第二、亚洲第一的垂直深井，在深地科学研究和超深层油气勘探领域具有里程碑的意义。万米“冲刺”成功后，深地塔科1井肩负科学探索和预探发现双重使命，继续向目标深度全速钻进。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）深地塔科1井的成功钻探，为超深层油气资源勘探开发提供了有力支持。石油和天然气属于 能源。（选填：“一次”或“二次”）
（2）深地塔科1井地下万米处的高压大约是马里亚纳海沟11000m处水压的 倍。（结果请保留整数）
（3）钻井液也叫钻井泥浆，被喻为钻井的“血液”。钻井液是由粘土、水（或油）以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合物。钻井液在入井出井的循环过程中发挥着传递动力、携带岩屑、平衡地层压力和润滑钴具等关键作用。在深地钻探过程中，钻井液能够对高速旋转的钻头进行冷却和润滑，保护钻头不被高温破坏，因此，钻井液对安全高效钻井至关重要。在钻探过程中，钻井液通过 的方式对钻头进行冷却，减小钻头的内能。
（4）为了万米深地钻探，我国科技人员自主研发的钻井液具备哪些特点： 。
36．（2025 阜宁模拟）阅读下列短文，回答问题。
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） 充电读数（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。
37．（2023 南通）阅读短文，回答问题。
综合实践活动——研究制作风速仪
【提出问题】风速是气象观测中的重要参数，常用风速仪测量。风速仪工作原理是什么？怎样设计制作简易风速仪呢？
【实地学习】同学们来到气象馆，了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示，质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动，转动时传感器将风速转换成输出电流信号，再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。
杯式风速仪工作参数
量程 0.4～50m/s
输出电流信号范围 4～20mA
启动风速 0.4m/s
电功率 ≤0.48W
【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发，同学们设计并制作了简易风速仪，其原理如图乙所示。
电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，电流表量程为0～0.6A，R0为10Ω的定值电阻，R1为压力传感器，无风时R1受到的压力为零，有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1，R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数，即可知此时的风速。
同学们通过查阅资料，知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力，风压与风速的关系如下表。
风速v/（m s﹣1） 2 4 6 10 12 16 24
风压p/Pa 2.5 10 22.5 62.5 90 160 360
【进行实验】迎风板是一块面积为0.15m2的轻质薄板，测量时风始终垂直吹在迎风板上，记录电表示数，发现风速增大，电流表示数随着增大。
【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。
（1）关于文中杯式风速仪，下列说法不正确的是 。
A.风吹动风杯说明风具有能量
B.转轴中使用轴承可减小摩擦
C.风杯用密度小的材料制成
D.能在60m/s风速下正常工作
（2）杯式风速仪正常工作20min，最多消耗 J的电能；某次杯式风速仪显示风速为31.4m/s，则输出的电流信号为 mA。
（3）实验中，读出简易风速仪中电流表示数为0.4A，电压表示数为8V。
①R1＝ Ω，所测的风速＝ m/s；
②恒流源提供 A的恒定电流；
③若用此简易风速仪测量16m/s的风速，则迎风板的面积至少需要 （选填“增大”或“减小”） m2。
（4）对比文中杯式风速仪，简易风速仪存在的不足之处有： （写出一点即可）。
38．（2025 广陵区一模）阅读材料，回答问题：
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），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H。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的H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，H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（为方便计算，图象已作近似处理），充满后，立即停止充电。当H达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表所示。
充电电压U/V 充电电流I/A 充电时长t/min 充电度数/kW h 充电费用/元
400 100 45 24 28.80
（1）充电过程中动力电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）；
（2）在H从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律 ；
（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）测试过程的最后10%，充电时长为 min；
（5）在充电过程中的BC段最容易使导线升温、老化，甚至引起火灾，请说出你的理由 ；（假设充电过程中充电电压保持不变）
（6）电动汽车“油门”示意图如图丙所示，脚往下踩“油门”踏板时，滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。通过控制流经电动机电流的大小来控制汽车速度。电动汽车速度与电流大小的关系如图丁所示。当脚踩“油门”踏板时汽车速度加快，则电路中的a、b接点应当与变阻器中A、B、C三个接点中的 两个点相连。
39．（2025 深圳模拟）阅读短文，回答问题。
某一空气净化器工作过程如图甲所示：空气进入净化器，空气里的灰尘由于钨丝放电而带上正电，经过负电格栅板时被吸附，此后经活性炭进一步净化，在不同挡位工作时的参数如下表所示。净化空气量是指1h净化空气的体积；净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
工作挡位 待机 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 6挡
功率（W） 0.9 23 45 75 103 121 148
净化空气量（m3/h） ﹣ 120 240 360 500 760
（1）我们看到空气中尘土飞扬的现象 （选填“不属于”或“属于”）扩散现象，空气净化器负电格栅板吸附灰尘的原理是利用 ；
（2）单独使用该净化器20min，规格为2400imp/（kW h）的电能表指示灯闪烁36次，则该空气净化器在 挡位工作，一间80m3的房间在该挡位下进行净化，需要消耗电能 J，才能完成工作。
（3）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0＝10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线，现用此电路检测该型号净化器的净化效率，净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是 μg/m3。净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为 %。
40．（2025 丹东模拟）阅读下列短文，回答问题。
智能电加热眼罩
近几年，近视眼成为影响青少年身体健康重要因素，为有效保护眼睛，降低近视率，目前市场上推出一款电加热眼罩（如图甲），对缓解眼疲劳有一定效果，电加热眼罩是在绝缘的聚酯薄膜表面有序排列10根一样的具有发热、控温双重功能PTC加热丝，PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成。电加热眼罩内部结构如图乙所示，PTC加热丝两端与金属导线相连，形成网状结构，由6V的锂电池供电。每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图丙所示，当温度达到40℃时，PTC加热丝的发热功率等于散热功率（即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等），温度保持不变，实现智能控温。
（1）该眼罩是利用电流的 （选填“磁”或“热”）效应工作的；
（2）如图乙所示的加热电路，PTC加热丝的连接方式是 联，正常工作时金属导线中A、B处电流分别为IA和IB，则IA IB（选填“＜”“＝”或“＞”）；
（3）将眼罩加热电路开关闭合，以下其功率随时间变化的图象最可能是 ；
（4）眼罩加热电路的最大发热功率为 W。当温度为40℃时，通电10min，眼罩加热电路消耗的电能 J。
41．（2025 皇姑区模拟）阅读短文，回答问题：
热敏电阻
导体容易导电，绝缘体不容易导电。有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称做半导体，除了导电能力外，半导体有许多特殊的电学性能，使它获得了多方面的重要应用。
有的半导体，在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速地增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。如图A所示是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精度高。热敏电阻常用作传感器，制成温度报警器，可以用来监控汽车元件温度的变化，也可用于火灾报警系统等。
（1）实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻（阻值不随温度的变化而变化）。为了辨别他们，小明设计了如图B所示的电路。
接下来小明如何判断哪个是热敏电阻？ ；
（2）现有一只热敏电阻阻值随温度变化的图像如图C，将它与阻值为50Ω的电阻R0组成如图D所示电路，电源电压为12V，当电流表的示数为0.2A时，热敏电阻的温度为 ；
（3）上述图D电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度、如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃（如图E所示），则25℃的刻度应在20℃的 边（选填“左”或“右”）；
（4）如图F是某火灾报警系统的原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，其阻值随温度变化的图像如图A，R1为定值电阻，电源电压恒定不变。当R2所在处出现火灾时，下列判断正确的是 ；
A.电流表示数减小
B.电压表示数减小
C.电路总功率减小
D.电阻R1的功率减小
（5）图G是由热敏电阻R1作为传感器（其阻值随温度变化的图像如图A）制作的简单自动报警线路图，图中a、b为两个固定的金属片，d为铁片、接通开关S1时，为了使温度过高时发送报警信息，开关c应与触电 （选填“a”或“b”）相接通。当滑动变阻器的滑片适当向左移动，报警温度应比原来设定的温度 。
42．（2024 广东）阅读短文，回答问题。
载人飞艇
2024年3月30日，我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功：推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功；辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。
当飞艇低速（v≤12m/s）水平直线飞行时，其受到的空气阻力F阻与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数如表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
空载质量（不含氦气） 3750kg 气囊总容积 4200m3
发动机额定输出功率 3×105W 辅助功的功率 5×104W
发动机效率 36% 最大速度 70km/h
（1）气囊采用轻质材料制作是为了减小 。
（2）飞艇的发电机利用 的原理发电。
（3）将气囊充满氦气，此时飞艇受到的浮力为 N，飞艇最多可载 位乘客升空。（每位乘客质量m＝60kg，，ρ氦气＝0.2kg/m3，g＝10N/kg）
（4）飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为W1和W2，则W1：W2＝ 。
（5）飞艇低速水平匀速直线飞行时，若消耗10kg燃油，可飞行的最大距离为 km。（燃油热值q油＝4.5×107J/kg）
43．（2024 南通）阅读短文，回答问题。
综合实践活动—设计蔬菜温室
【任务与要求】为了在冬天能品尝到夏季的蔬菜，同学们为学校的劳动基地设计一个蔬菜温室，要求温度控制在20～30℃之间。
【设计与实施】
任务一：设计温室结构。温室设计为玻璃顶的长方体结构，体积为80m3。由立柱和横梁支撑，墙体四周装有保温层。查阅资料获知，立柱的承重比γ指立柱能承受的最大质量与其质量的比值，能反映承重效率，立柱横截面的形状是影响承重比的重要因素之一，为研究它们之间的关系，利用塑料立柱模型进行实验，发现在其他条件均相同时，横截面为正三角形、正四边形、正五边形、正六边形模型的承重比关系是：γ三＜γ四＜γ五＜γ六。
任务二：设计温控系统。温控系统原理如图甲，控制电路的电源电压为6V，电阻箱R0的阻值调为90Ω，热敏电阻R1的阻值随温度的变化图象如图乙。当控制电路中的电流达到30mA时，衔铁被吸下：当电流降低到25mA时，衔铁被弹回。已知工作电路中电热丝R的电阻为22Ω，浴霸灯L标有“220V，275W”字样。
【交流与评价】如表所示是任务二的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。
等级 优秀 良好 合格 不合格
评价指标 能自动控制室温在规定范围内波动，且降温较平缓 能自动控制室温升降，且降温较平缓 不能控制室温升降，降温较平缓 不能控制室温升降，也不能平缓降温
（1）关于设计蔬菜温室的实践活动，下列说法不正确的是 。
A.屋顶选用绿色玻璃不利于蔬菜生长
B.墙体选用隔热性能好的材料
C.图甲浴霸灯是为了降温时能平缓些
D.图甲中通电线圈上端是S极
（2）由模型实验可知，搭建温室选用 （选填“三角形”“方形”或“圆形”）立柱的承重比大；已知模型的承重比为γ，质量为m，受力面积为S，则其上表面所能承受的最大压强p＝ 。
（3）电热丝通电5min产生的热量使温室气温升高5.5℃，则空气吸收的热量为 J，电热丝对温室的加热效率为 %；电磁铁线圈的电阻忽略不计，电热丝刚停止工作时，室温为 ℃。[ρ空气取1.25kg/m3，c空气取1.0×103J/（kg ℃）]
（4）根据评价表中的指标对任务二进行评价，你的评价等级为 ，依据是 ；进一步给出优化建议： 。
44．（2023 广东）阅读材料，回答问题。
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。
某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在5m/s≤v≤10m/s的范围内，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）
（1）完成图戊风力发电的主要能量转化流程图；
① ；
② 。
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动。
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量。（q煤＝3.0×107J/kg）
（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈。若发电机输出电能1kW h，叶片需要转动 圈。
（5）若14：00—15：00和15：00—16：00两段时间内输出电能之比为1：3，则14：00—20：00的时间段内风力发电机组的输出电能为 kW h。
45．（2025 东莞市模拟）阅读材料，回答问题。
人工心肺
2024年10月11日至13日，以“守护健康 共创未来”为主题的首届中国呼吸健康大会在广东横琴盛大召开，在本次盛会上，特设了“肺移植——云山要点”分论坛。其中ECMO是肺移植手术中非常重要的一种机器，又称“人工心肺”，是患者在危急状态下能够为其维持心肺功能、为疾病治疗争得时间的复杂生命支持技术，被视作重症救治“核武器”，如图甲所示。研究表明，血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成正比。当血管横截面积为正常值的n倍时，测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如图乙所示。
（1）如图甲所示，线圈固定在软铁杆上，两者组成一个电磁铁。当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为 （选填“N”或“S”）极，血液从 （选填“S1流出”或“S2流入”）。
（2）当线圈a、b间通 （选填“交流”或“直流”）电时，血液就会循环，这时电能转化为 能。
（3）若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.85倍时，血管内血液匀速流动的速度应为 m/s。（结果保留两位小数）
（4）若正常人心脏推动血液流动的平均功率为1.6W，某病人心脏推动血液流动的平均功率为3.6W，则该病人与正常人血管的横截面积之比为 。
专题19 科普阅读文、开放性试题
参考答案与试题解析
一．科普阅读题（共45小题）
1．【考点】超导体在磁悬浮列车、超导输电的应用；超导现象和超导材料．版权所有
【专题】信息给予题；社会热点综合题；理解能力．
【解答】（1）由题意中“高压也能让材料发生超导”可知实现超导的现象的方式有低温和高压；
（2）由题意中“导体温度降至极低时，它们的热运动都趋于消失，通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体，宏观上就发生了低温超导现象。”可知极低温度下，原子实与自由电子的热运动都趋于消失，通电时自由电子在导体中通行无阻，发生低温超导现象；
（3）由题意中“在这样极高的压力下，原子实排列成紧密的堆垛形式，如图所示，原子实仅能在很小的范围内做热运动，几乎没有空间表现热运动，就像热运动消失了一般。”可知超高的压力限制了原子实的热运动；
（4）由题意中“若输电线缆选用超导材料，就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。”可知这样减少电能由于电阻引发的电能损耗。
故答案为：高压；热运动；原子实；电阻。
2．【考点】二极管．版权所有
【专题】定量思想；电流和电路；应用能力．
【解答】（1）半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，故其导电能力比导体的导电性能差；二极管是由半导体材料制成的，具有单向导电性；
（2）由图甲可知，电流从二极管的“﹣”极流入，从“+”极流出，此时二极管断路，不会有电流通过，所以图甲中灯泡不会发光；图乙中电流从“+”极流进二极管，从“﹣”极流出，二极管导通，相当于一根导线，所以图乙中灯泡会发光；
（3）由图丙可知，靠近上面陶瓷片的电流方向是P→N，靠近下面陶瓷片的电流方向是由N→P，由于在电流方向是N﹣P的地方吸热，而在电流方向是PN的地方放热，因此上方是半导体元件放热的地方，下方是半导体元件吸热的地方，靠近电脑发热体的是下方的陶瓷片；
（4）由图戊可知，a点分别于0s～0.02s、0.04s～0.06s时处于通路，由图己可知，b点分别于0s～0.01s、0.02s～0.03s、0.04s～0.05s、0.06s～0.07s时处于通路，当a、b两点同时断路时，c点处于断路，因此“0.03～0.04s”内电路c处是断路；
当a、b任一点通路时，c点都处于通路，因此“0.05～0.06s”内电路c处是通路，c处电流Ic＝I。
故答案为：（1）差；单向导电性；（2）乙；（3）串联；下方；（4）断路；＝。
3．【考点】电流的方向；热值的简单计算；能量的转化与转移．版权所有
【专题】信息给予题；获取知识解决问题能力．
【解答】（1）由材料可知，氢燃料电池车先将化学能转化为电能，然后再通过电动机将电能转化为机械能，所以①是电能，②机械能。
（2）由图可知，电子的移动方向是从左向右，把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，所以通过电动机的电流方向为从右到左。
（3）氢燃料电池车电池堆栈最大功率为114kW，体积功率密度为3kW/L，则该车的燃料电池的体积是
，百公里耗氢大约0.8kg，百公里消耗的氢完全燃烧放出的热量Q＝mq＝0.8kg×1.4×108J/kg＝1.12×108J；
（4）由图可知，最有利于延长蓄电池寿命的放电深度是40%，即行驶一天消耗的电量是40%，一天完成0.4次100%全循环放电，一年完成n＝0.4×350＝140次。
4．【考点】四冲程的能量转化．版权所有
【专题】比热容、热机、热值；应用能力．
【解答】（1）汽轮机模型工作过程，首先酒精灯燃烧，将酒精的化学能转化为内能，使水的温度升高，产生大量水蒸气。然后，水蒸气从笔的尖端喷出，推动扇叶转动，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。
所以汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→内能→机械能。
（2）扇叶不转动，说明没有足够的动力推动扇叶，可能的原因有：
①水的质量太少，产生的水蒸气量不足，无法提供足够的动力，即注入的水过少，产生的蒸汽量不足。
②装置的密封性不好，导致水蒸气泄漏，无法有效推动扇叶，比如易拉罐开口处密封不好，蒸汽泄漏。
③酒精灯提供的热量不足，水无法产生足够多的高温高压水蒸气，例如酒精灯火焰太小，水吸收的热量少，产生蒸汽的能量不够。
（3）提高简易汽轮机效率的措施（从结构角度 ）从“结构决定功能”的观念出发，可采取以下措施：
①增加易拉罐的保温性能：比如用保温杯套等材料包裹易拉罐，减少热量散失，使水能够吸收更多的热量转化为水蒸气的内能，从而提高效率。因为减少热量损失，能让更多的化学能最终转化为机械能。
②优化蒸汽喷出通道（中性笔部分）：使蒸汽喷出时的流速更大、更集中，比如选择更细且光滑的笔管，减少蒸汽在通道内的能量损耗，让蒸汽能更有效地推动扇叶转动，提高能量转化效率。
③改进扇叶结构：设计成更符合空气动力学的形状，比如类似飞机机翼的形状，或者增加扇叶的数量和面积（在合理范围内 ），使扇叶能更好地捕捉蒸汽的能量，将蒸汽的内能更充分地转化为机械能。
故答案为：（1）内能；机械能 （2）注入的水过少，产生的蒸汽量不足； （3）增加易拉罐的保温性能。
5．【考点】电磁波的传播；常见的长度及估测；重力的示意图；功的简单计算．版权所有
【专题】应用题；透镜及其应用；信息的传递；长度、时间、速度；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）由甲图知，这个胶囊机器人长约2.7cm；
（2）重力的方向竖直向下；胶囊机器人在胃中所受重力示意图如下：
（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）根据凸透镜的成像规律，如果小白医生想扫描更大范围时，即实像变小，应操作机器人远离此区域；
（5）医生在远程无线操控机器人时，是靠电磁波传递信息的。
故答案为：（1）cm；（2）见解答；（3）5×10﹣4J；（4）远离；（5）电磁。
6．【考点】电磁波的传播；做功改变物体的内能；能量的转化与转移．版权所有
【专题】比热容、热机、热值；应用能力．
【解答】（1）电磁波可以在真空中传播，能传递信息，地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收电磁波进行通信的。
（2）喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为机械能；
（3）涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂，所以涡轮喷气发动机不能在大气层外工作；
（4）从能量转化的角度看，内燃机在压缩冲程中，将机械能转化为内能，所以燃气的温度升高；在做功冲程中，气体推动活塞对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，燃气温度降低，所以能大致反应燃气温度随时间而变化的是C。
故答案为：（1）电磁波；
（2）内；机械；
（3）空气；
（4）C。
7．【考点】电磁波的传播；水的比热容特点及实际应用；半导体的特点．版权所有
【专题】应用题；其他综合题；应用能力．
【解答】（1）电磁波可以在真空中传播，返回舱里的航天员依靠电磁波与地面进行联系；
（2）LED是一种发光二极管，是由半导体材料制成；
（3）因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以舱外航天服内的“通风液冷服”通常用水做输运能量的介质。
故答案为：（1）电磁波；（2）半导体；（3）比热容较大。
8．【考点】电流的方向；固体和液体的热值计算；能量的转化与转移；能量的利用效率．版权所有
【专题】其他综合题；分析、综合能力．
【解答】（1）由材料可知氢燃料电池在使用过程中氢气没有发生燃烧现象。
（2）由材料可知氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能。
（3）电子是不能通过质子交换膜的，电子只能经外电路到达燃料电池阴极板，电流方向与电子的定向移动方向相反：在燃料电池外电路，电流方向从B到A。
（4）60kg的氢燃料产生的热量：
Q＝mq＝60kg×1.4×108J/kg＝8.4×109J，
60kg的氢燃料产生的电能：
W＝Qη＝8.4×109J×70%＝5.88×109J，
该车行驶所用的时间：
，
速度为：43.2km/h＝12m/s，
这些氢燃料可使该车以43.2km/h的速度匀速行驶的路程：s＝vt＝12m/s×1.2×105s＝1.44×106m＝1440km。
故答案为：（1）没有；（2）化学；电；（3）从B到A；（4）5.88×109；1440。
9．【考点】电源的能量转化；功率的计算；热值的简单计算；能量的利用效率；电流的方向．版权所有
【专题】其他综合题；分析、综合能力．
【解答】（1）由材料内容可知氢燃料电池在使用过程中氢气没有发生燃烧现象。
（2）由材料中工作原理可知氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能。
（3）电子是不能通过质子交换膜的，电子只能经外电路到达燃料电池阴极板，电流方向与电子的定向移动方向相反，在燃料电池外电路，电流方向从B到A。
（4）50kg的氢燃料产生的热量：Q＝mq＝50kg×1.4×108J/kg＝7×109J，
50kg的氢燃料产生的电能：W＝Qη＝7×109J×70%＝4.9×109J，
W'＝W＝4.9×109J×97.2%＝4.7628×109J，
54km/h＝15m/s，
该车匀速行驶时功率为：P＝Fv＝3500N×15m/s＝5.25×104W，
该车行驶所用的时间：t9.072×104s＝25.2h；
故答案为：（1）没有；（2）化学；电；（3）从B到A；（4）4.9×109；25.2。
10．【考点】电磁铁的应用；磁悬浮列车；速度推导公式求解路程和时间；减小有害摩擦的方法．版权所有
【专题】社会热点综合题；分析、综合能力．
【解
专题19 科普阅读文、开放性试题
2023-2025年三年中考物理真题分类汇编，分类练习，高效提分！按照物理学科知识点构成情况，将试题分解组合，全面呈现物理学科知识点在三年中考中的考查情况，旨意方便老师和学生掌握中考命题动向、熟悉中考考查方式。
一．科普阅读题（共45小题）
1．（2024 云南）20世纪初，科学家发现汞在温度降低至﹣269℃时，电阻值就变成了零，这种现象叫“超导现象”，具有这种特性的物质叫“超导体”。
低温为什么能发生超导呢？基于初中知识，我们建立一个简易模型进行理解，将导体的原子核与核外受到约束的电子（能量较低而不能自由运动）组成“原子实”，可类比成小球。原子实做着热运动，穿行其间的自由电子会与它发生碰撞，表现为导体对自由电子传导的阻碍，即电阻。导体温度降至极低时，它们的热运动都趋于消失，通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体，宏观上就发生了低温超导现象。
高压也能让材料发生超导。理论上，某种导体在相当于260万倍标准大气压的高压环境下，15℃的“高温”（相对极低温）也能发生超导现象。在这样极高的压力下，原子实排列成紧密的堆垛形式，如图所示，原子实仅能在很小的范围内做热运动，几乎没有空间表现热运动，就像热运动消失了一般。此时原子实堆垛间的间隙就成为了稳定的自由电子通道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍地定向移动，宏观上就显示出超导现象。
常见输电过程中，约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料，就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。2021年12月，世界首条35千伏公里级液氮超导输电线工程在上海投运，实现了我国在“高温”超导输电领域的领先。
（1）实现超导现象的方式有低温和 。
（2）极低温度下，原子实与自由电子的 都趋于消失，通电时自由电子在导体中通行无阻，发生低温超导现象。
（3）超高的压力限制了 的热运动，通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻碍为零，发生高压超导现象。
（4）超导技术的一大应用前景是制作输电线缆，这样可以减少电能由于 引发的电能损耗。
2．（2025 扬州模拟）阅读短文，回答问题。
神奇的二极管
二极管是一种重要的半导体电子元件，符号为“”，具有特殊的导电性，当电流从“+”极流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线；而电流从“﹣”极流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过。发光二极管只是二极管中的一种，与白炽灯泡相比，发光二极管具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等优点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。
（1）常温下半导体的导电性能比导体要 （选填“好”或“差”），二极管具有 性；
（2）为了探究二极管的特殊导电性，连接了图甲、图乙两个电路，闭合开关S，灯泡能够发光的是图 （选填“甲”或“乙”）；
（3）二极管的特殊导电性源自于构成材料P型半导体和N型半导体组成的晶片，受此启发，科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联，接上直流电源后，半导体材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），制成了电脑的散热器。如图丙所示，二对PN型半导体对是 （选填“串联”或“并联”）连接的。在电流方向是N﹣P的地方吸热，而在电流方向是P﹣N的地方放热，则靠近电脑发热体（CPU）的是图中 （选填“上方”或“下方”）的陶瓷片；
（4）理想型开关二极管输出信号值Uk＝1时，电路通路输出信号值Uk＝0时，电路断路。如图丁所示，将两个理想型开关二极管接在某电路中，a、b两点信号值随时间的变化关系如图戊、己所示，则“0.03～0.04s”内电路c处是 （选填“通路”或“断路”）。“0.05～0.06s”内电路c处电流Ic I。（选填“＞”“＜”或者“＝”）
3．（2025 惠城区一模）
氢燃料电池
氢燃料电池是一种正在推广的环保电池，其工作原理如甲图所示。把氢和氧分别供给阳（负）极和阴（正）极，大部分氢通过阳极向外扩散并与电解质发生反应后，放出的电子通过外部工作电路到达阴极，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板。
氢燃料电池通常和蓄电池配合使用，蓄电池寿命可以用“循环寿命”来衡量，是指电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数。例如某辆氢燃料电池车电池堆栈最大功率为114千瓦，体积功率密度为3千瓦/升，百公里耗氢为0.8kg，该氢燃料电池车行驶时将蓄电池电量从90%用到30%，则这次的放电深度为60%：再次使用前通过氢燃料电池将蓄电池充电到70%后，又用到30%，这次的放电深度为40%，则这两次总共完成了1次100%全循环放电，研究人员以不同的放电深度，对蓄电池进行充、放电循环研究，得到了如题图乙所示的蓄电池100%全循环放电次数与放电深度的关系。
（1）完成如图丙氢燃料电池车的部分能量转化流程图：① 、② ；
（2）如图甲，氢燃料电池工作时，通过电动机的电流方向为 （选填“从左到右”或“从右到左”）；
（3）该车的燃料电池的体积是 升，氢燃料电池车行驶百公里消耗的氢完全燃烧放出的热量为 J；（氢的热值为1.4×108J/kg）
（4）某辆氢燃料电池大巴每天使用前都充电到蓄电池容量的100%，行驶一天消耗的电量刚好为最有利于延长蓄电池寿命的电量。按此计算，若一年开车350天共完成 次100%全循环放电。
4．（2025 山西）跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
（1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→ → 。
（2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能是 。（答出一条即可）
（3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施： 。
5．（2024 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）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。
6．（2024 齐齐哈尔）阅读短文，回答问题。
喷气发动机
喷气发动机分为火箭喷气发动机和空气喷气发动机。2023年，我国的长征四号丙运载火箭，成功将一颗卫星送入预定轨道。该运载火箭靠火箭喷气发动机获得推进力。
火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，其燃料有固体的和液体的。如图甲所示是液体火箭喷气发动机的工作原理示意图，燃料和氧化剂分别装在两个箱子里，由输送系统按时按量地把燃料和氧化剂喷入燃烧室，用电火花点燃，燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出，对火箭产生强大的反冲推力使它前进。
空气喷气发动机本身只携带燃料，需要从外界空气中获得足够的氧来助燃。空气喷气发动机的种类很多，如图乙所示为空气涡轮喷气发动机结构图。工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。
（1）地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收 进行通信的。
（2）火箭喷气发动机工作过程中，先将燃料的化学能转化为 能，然后再将其转化为火箭的 能。
（3） （选填“火箭”或“空气”）喷气发动机不能在大气层外工作。
（4）如图乙所示的空气涡轮喷气发动机工作过程中，气体温度是不断变化的。图丙中，能大致反映气体的温度随时间变化的是 。
7．（2024 赤峰）阅读材料，回答问题。
探索太空
2024年4月，神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”空间站，此次太空之旅的“闭环水生生态系统实验”和“太空漫步”两个项目研究十分引人注目。
“闭环水生生态系统实验”项目研究中，航天员把斑马鱼放在封闭的太空鱼缸里，用“金鱼藻”水生植物给鱼呼吸提供氧气，鱼呼吸产生的二氧化碳和LED灯的光照为水生植物进行光合作用提供条件。
在太空漫步可不象在地面上行走那么容易，航天员要穿上舱外航天服，穿航天服前还要穿上一个带有很多管子的“通风液冷服”，以便带走舱外行走时产生的大量热，它一般用水做输运能量的介质。即便如此，航天员在太空漫步还是会面临许多阻碍，需要他们想办法克服。
此次的项目研究，或将开启人类太空长期生存的新纪元。
（1）航天员在空间站通过 （填“电磁波”或“超声波”）与地面联系。
（2）为“金鱼藻”进行光合作用提供光照的LED灯是一种发光二极管，它是用 （填“导体”“绝缘体”或“半导体”）材料制成的。
（3）舱外航天服内的“通风液冷服”通常用水做输运能量的介质，是利用了水的 的特性。
8．（2025 开原市模拟）阅读短文，回答问题。
揭秘“雪蜡车”
如图甲所示，一台看似普通的红色厢卡犹如变形金刚，可迅速伸展出近百平方米的空间。这是全世界单层厢体面积最大的雪蜡车，也是中国自主研发、拥有完整自主知识产权的第一台雪蜡车。
据了解，这台雪蜡车采用氢燃料动力牵引头，配备了国内最大功率的氢燃料电池，如图乙所示，其工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极）。而电子是不能通过质子交换膜的，电子只能经外电路到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水分带走，就可以不断地提供电能，可实现零排放零污染。燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100%，实际效率能达60%～80%，但也是普通内燃机热机效率的2～3倍。
（1）而氢燃料电池在使用过程中氢气 （选填“有”或“没有”）发生燃烧现象。
（2）氢燃料电池是将氢的 能直接转化为 能。
（3）在燃料电池外电路，电流方向 （选填“从A到B”或“从B到A”）。
（4）若该雪蜡车氢燃料电池的转换效率为70%，车上有60kg的氢燃料。该车以43.2km/h的速度匀速行驶时输出功率为49kW。已知氢的能量密度值是1.4×108J/kg；则60kg的氢燃料可产生 J的电能；这些氢燃料可使该车以43.2km/h的速度匀速行驶 km的路程。
9．（2025 潮阳区二模）阅读短文，回答问题。
揭秘“雪蜡车”
如图甲所示，一台看似普通的红色厢卡犹如变形金刚，迅速伸展出近百平方米的空间，这是全世界单层厢体面积最大的雪蜡车，也是中国自主研发、拥有完整自主知识产权的第一台雪蜡车，据了解，这台雪蜡车采用氢燃料动力牵引头，配备了国内最大功率的氢燃料电池（如图乙所示），其工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），而电子是不能通过质子交换膜的，电子只能经外部电路到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流，电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水分带走，就可以不断地提供电能，可实现零排放零污染燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100%，实际效率能达60% 80%，是普通内燃机热效率的2 3倍。电池的性能通常用能量密度来衡量，氢燃料电池的能量密度是表示质量为1kg的氢所包含的能量。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）氢燃料电池在使用过程中氢气 （选填“有”或“没有”）发生燃烧现象；
（2）氢燃料电池是将氢的 能直接转化为 能；
（3）在燃料电池外电路，电流方向 （选填“从A到B”或“从B到A”）；
（4）若该雪蜡车氢燃料电池的转换效率为70%，车上有50kg的氢燃料，该车以54km/h的速度匀速行驶时的牵引力恒为3500N，已知氢的能量密度值是1.4×108J/kg，则50kg的氢燃料可产生 J的电能；产生的电能有97.2%供该车以54km/h的速度匀速行驶，则该车可行驶 h。
10．（2024 牡丹江）阅读材料，回答问题。
超级高铁
2023年我国超级高铁技术研究迎来重大突破，已经实现了低真空环境运行，空气阻力比传统高铁的空气阻力低3%，再加上磁悬浮技术，真正实现了贴地“飞行”。
磁悬浮技术是一种利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上的技术，可以消除轮轨间的摩擦力，降低噪声和能耗，真空管道是一种将管道内的空气抽走，形成真空状态的装置。这样可以减少空气阻力，提高列车的运行效率。
预计在2035年，上海一杭州线路将作为中国第一条超级高铁列车线路投入运营。在这条长150km的真空隧道运行，超级高铁时速可达到1000km，全程在真空管道中离地“飞行”。
（1）超级高铁主要是通过 的方法消除轮轨间的摩擦力。
A.增大压力
B.减小接触面粗糙程度
C.使接触面分离
D.变滑动为滚动
利用的原理是 。
（2）若超级高铁以600km/h的平均速度运行，从上海到杭州只需 min。
（3）超级高铁采用电力驱动，为方便控制磁场的变化，使用的磁体大多是 （选填“电磁铁”或“永磁体”）。
（4）相比传统高铁，超级高铁的优势有 （写出一条）。
11．（2025 建昌二模）阅读短文。回答问题。
兴城抽水蓄能电站
辽宁兴城抽水蓄能电站位于辽宁省葫芦岛市兴城市境内。枢纽工程由上水库、下水库、输水系统、地下厂房和地面开关站、补水系统等组成。上水库总库容932万m3，下水库总库容1133万m3。
抽水蓄能电站是为了解决电网高峰、低谷之间供需矛盾而产生的，是间接储存电能的一种方式。在下半夜用电低谷时，它利用过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽到上水库储存起来，次日白天和前半夜用电高峰时，再将水放出发电，并流入下水库。其工作原理如图。2023年10月，辽宁兴城抽水蓄能电站项目通风洞正式进洞施工，标志着该项目已进入全面施工阶段。2025年4月，国网新源辽宁兴城抽水蓄能电站厂房顶拱开挖顺利完成，标志着项目主体工程建设取得突破性进展。电站建成后，年发电量约12.04亿kW h，在辽宁电网系统中主要承担系统调峰、储能、调频等关键任务，对推动辽宁新能源发展、优化东北电网发展布局、保障电力供应具有重要意义。
若上水库水面面积为1.2×106m2，抽水机每天从深夜0时至清晨5时抽水使上水库水面增高1m，放水发电时，重力做功的80%转化为电能。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）储能时，水泵利用多余的电能将下水库的水抽到上水库，多余的电能转化为水的重力势能；抽水机抽水是利用 的作用把水“吸”上来的；
（2）发电时，发电机将水的动能转化为电能，发电机的工作原理是 ；发电时所利用的水能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（3）一只白鸽掠过水平如镜的下水库湖面，湖中映出白鸽的倒影，水中的“白鸽”是由于光的 形成的像；
（4）若上水库与下水库的高度差h为60m，夜间抽到山顶的水全部用来发电（忽略水面高度的变化），则放出这些水的发电量为 kW h；
（5）除了可以利用水能发电，还有许多可以用来发电的清洁能源，请列举一种： 。
12．（2025 平邑一模）模拟微重力环境的装置——中性浮力水槽。为了在地面模拟航天员在太空受到的失重环境，我国建设了特殊的“潜水池”——中性浮力水槽（图甲）。在训练时，航天员需下沉至水下9米的深度，为获得与太空中相似的失重环境与失重感，需要在下水前通过增减配重的方法使自身的重力与浮力基本相等。
为了充分模拟出舱任务，在水槽中需要穿着水下训练服（图乙），它也是密闭设备，结构与舱外航天服基本一致，整体柔软，内部充有气体，重达130kg。为了协助身着厚重水下训练服的航天员安全下水，水槽边配备有可伸缩的长臂吊车。
为了进行训练，水下训练服与地面设备之间配备了一条脐带，可用于输送新鲜空气、提供用于调节体温的冷却水等，脐带中还有电缆，用于岸上指挥员与水下航天员之间的语音交互。因为水具有导电性，为了航天员的安全，相关设备的功率比较小。
完成训练后，潮湿的训练服在储存前需要干燥处理，防止霉变及锈蚀。请回答以下问题：（已知，g＝10N/kg）
（1）为了水中航天员的人身安全，与水下训练服连接的设备电压不超过 V。
（2）长臂吊车将航天员匀速向下送入水槽的过程中，航天员的动能 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
（3）航天员在训练时，受到水的压强的大小。
（4）某航天员身着训练服在水槽中进行模拟训练时，训练服与配重的总体积约为0.22m3，其所受浮力大小。
13．（2025 南山区模拟）阅读下面的资料，回答问题。
小余对飞机制造非常感兴趣，于是和小组同学做了如下的项目探究。
【项目分解】
查阅资料，他发现几百吨的飞机能飞上天，主要依靠的就是完美的空气动力学设计以及先进的发动机。
【项目实施】
探究项目一【空气动力学设计】
他在观看飞机飞行纪录片时发现飞机机身并不是保持水平状态，而是有一个仰角（机翼下表面与水平面的夹角，称为机翼仰角）。于是他猜测飞机受到的升力大小与飞机的速度，以及机翼仰角有关。小余和同学们利用塑料泡沫等材料自制机翼模型，把圆柱形空心笔杆穿过“机翼”并固定在“机翼”上，将一根金属杆从笔杆中穿过并上下固定，确保“机翼”能沿金属杆在竖直方向移动。将“机翼”挂在测力计的下方，实验装置如图2所示。用放风机对着“机翼”吹风模拟飞机在空中飞行。
（1）飞机机翼设计成 形状的目的是 。
（2）为研究升力大小与机翼仰角的关系，用鼓风机对同一个“机翼”吹风，并保持 不变，改变 ，观察并记录测力计的示数。
实验数据记录在下表（每次吹风前测力计的示数均为F0＝3.5N）：
实验序号 机翼仰角 风速 弹簧测力计示数F示/N
1 0°（水平） 低 3.2
2 0°（水平） 中 3.0
3 0°（水平） 高 2.6
4 较小 高 2.4
5 较大 高 2.3
6 最大 高 2.7
（3）实验中升力的表达式为：F升＝ （用题目中已知符号表示）。
（4）根据表中数据，小余得出结论：风速越大，升力 ；随着机翼仰角的增大，升力 。你认为飞机升力的大小可能还与哪些因素有关，回答并说明理由： （写出一点，言之合理即可）。
探究项目二【发动机】
2024年12月10日，水陆两栖飞机——中航工业AG600大型灭火飞机在三亚试飞成功，代号“鲲龙”的AG600飞机，是中国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机。它由4台发动机提供动力。其空载质量42t，最大起飞质量53.5t，低空巡航速度（经济、节油的飞行速度）450km/h，最大飞行速度为560km/h，最大航程（空载时经济、节油飞行速度情况下）为4500km。
AG600使用的是国产6E涡桨发动机，使用航空燃油提供动力，燃油密度为ρ＝0.8×103kg/m3，热值为q＝4.2×107J/kg，其数字化程度和智能化程度很高，大大简化了发动机和螺旋桨控制系统的操作，降低了飞机的驾驶难度，提高了飞行的安全性。6E涡桨发动机的参数如下表：
最大直径 1180mm
长度 396cm
质量 1200kg
工作转速 123000r/min
起飞功率 4200kW
功重比 2.8kW/kg
起飞耗油率 320g/（kW h）
注：起飞功率指飞机飞行时一台发动机的输出功率；功重比指飞机受到的推力功率与整机质量之比（不考虑燃油消耗对质量的影响）。
（5）飞机发动机在工作过程中将 能转化为 能。
（6）通过最经济、节能的情况，小余算出飞机油箱的理论容量为 L，此时发动机的效率为 。
14．（2025 白河一模）增程式汽车作为一种新型绿色交通工具，凭借其独特的动力系统结构，正在逐渐走进人们的日常生活。它的动力系统主要由电池、电动机和增程器组成，增程器主要由一个发动机（内燃机）和发电机组成，如图所示。在电池能量充足的情况下，车辆以“纯电模式”行驶，此时发动机不工作，完全依赖电池进行驱动。当电池的电量不足时，车辆以“增程模式”行驶，增程器启动，发动机驱动发电机产生电能，这些电能一部分直接驱动电动机，其余部分充入电池，以备后续使用。通过这种方式，使汽车续航距离大大增加，并且在中低速行驶时（市区内），由于内燃机不直接参与驱动，因此可以一直维持较高的效率，相比普通燃油车更省油。如表是某品牌增程式汽车的部分参数，“电动机的能量效率”指电动机驱动汽车行驶克服阻力做的功与消耗电能之比，“增程系统的效率”指发电机输出的电能与汽油完全燃烧产生的热量之比。
某品牌增程式电动汽车参数
电池容量 31.25kW h
电动机的能量效率 92%
增程系统的效率 40%
车重 2330kg
（1）在“增程模式”下，当发电机给电池充电时，电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。
（2）该增程式汽车在某次上路测试中，充满电后在纯电模式下匀速行驶了1h，共消耗电池电量的80%，设行驶过程中所受阻力恒为1000N，则行驶的距离是多少？该过程汽车克服阻力做功的功率是多少？
（3）小明的爸爸每天驾驶传统燃油汽车上下班，已知上下班的总路程为20km，传统燃油汽车的能量效率（指汽车行驶时克服阻力做的功与汽油完全燃烧产生的热量之比）为20%，每天的油耗为2kg，若驾驶该增程式汽车，在“增程模式”下行驶相同距离，相比传统燃油汽车一天可以节省多少千克汽油？（设传统燃油汽车和该增程式汽车行驶相同距离克服阻力做的功相同）（计算结果保留一位小数）
15．（2025 揭东区模拟）阅读下列短文，回答问题。
【材料一】智能手机的出现，方便了人们的生活。最早出现的智能手机采用电阻式触摸屏，其原理如图甲所示，以竖直方向为例，电源电压保持不变，触摸屏相当于一根电阻丝。当手指在P点施加一定的压力时，屏幕薄膜就会贴合，将电阻丝分成R1、R2的两部分，传感器采集R1、R2两端的电压并转换成电信号，就可以确定触摸点的位置。
【材料二】随着黑科技超声波指纹识别技术的出现，屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹，并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息，进行比对解锁，如图乙所示。
【材料三】某品牌的智能手机，如图丙所示，在其机身中加入“5V 4000mAh”的电池，搭配超级快充功能，20分钟即可充电52%，本手机的“快充”采取的方式是保持充电器的电压不变，将电流从原来的1A变为8A，提高充电功率。
（1）材料一中，当触摸点P向上移动时，电路中的电流 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）材料二中的超声波指纹识别技术系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪个动物 （填序号）。
A.狗
B.大象
C.蝙蝠
D.猫
（3）超声波指纹识别技术 （选填“能”或“不能”）在“天宫空间站”外使用，用手指触摸手机屏幕时，超声波指纹识别技术系统向手指上若干个位置发射超声波，系统检测到被手指反射的信号时，所需的时间随位置变化的情况如图丁所示，由图丁可知，手指上指纹的大致形状最可能是 （填序号）。
（4）材料三中，该款手机在充电时，电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。该手机在“快充”模式下充电时的电功率为 W。（假设“快充”充电时电功率不变）
16．（2025 鹤山市一模）目前我国新能源汽车所用电池主要有磷酸铁锂电池和三元锂电池。“刀片电池”是我国新一代磷酸铁锂电池的一个名称，如甲所示，刀片电池延续了磷酸铁锂的技术路线，通过改变电芯的形状优化了磷酸铁锂电池的性能。测试结果发现，这款电池在电池的空间利用率、能量密度、电池结构强度、电池轻量化、电池安全性等方面具有更优化的设计。电池的能量密度是指电池平均单位体积或质量所能储存的电能。电池的能量密度一般分质量能量密度和体积能量密度两个维度，如下所示。
电池组
满电事储存的电能 76.8kW h
体积能量密度 480Wh/L
质量能量密度 192Wh/kg
稳定的放电电压 384V
包含“刀片电池”数量 120片
（1）该电池组在充电过程中主要将电能转化为 能；
（2）从表中数据可知，单片“刀片电池”满电时储存的电能为 kW h；
（3）若利用充电功率恒为100kW的充电桩对该电池组进行充电，可在0.5h内将该电池组从电量为30%充至80%，此过程中的充电效率是 ；
（4）从表中数据可知，这个磷酸铁锂电池的平均密度为 kg/m3，通常情况下，三元锂电池的平均密度大约是4500﹣5000kg/m3，这就体现了磷酸铁锂电池在 （在下列选项中选填一个序号）方面比三元锂电池具有更优化的设计；
①空间利用率
②能量密度
③电池结构强度
④电池轻量化
⑤电池安全性
（5）测试人员对安装了上述电池组的车型进行测试，充满电后，测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶1h，电池组的电量减少了12.5%，已知测试过程中汽车的能量转化效率为80%，此过程该车牵引力做功的功率是 W。
17．（2025 烟台）阅读短文，回答问题。
“返老还童”的锂电池
据央视报道，中国科学院某研究所在锂电池材料研究方面取得突破性进展，提出让锂电池“返老还童”的方法，为开发更智能、耐用的下一代锂电池提供了全新思路，有望提高电动汽车和电动航空器等的续航里程。
富锂锰基正极材料具有氧阴离子氧化还原的额外容量，其放电比容量高达300mAh/g，可将电池能量密度提升30%以上，但作为氧活性正极材料经过多次充放电后电池会出现老化现象，充电时注入的能量超过放电时释放的能量，导致富锂锰基电池使用寿命和效率大打折扣。
研究发现，对富锂锰基正极材料进行适当升温可以消除外力对材料结构的影响，使材料从无序状态恢复到更稳定、能量更低的有序结构。在升温的过程中，正极材料的原子排列变得更紧密，导致体积缩小，表现出“负热膨胀”的现象。然而对电池进行加热不够现实，科研人员进一步提出通过智能化浅充电的方式让老化的富锂锰基电池“返老还童”的新方法，让电池在不充满的条件下持续循环数次充电，可以修复材料的结构损伤，进而显著延长电池使用寿命。这一成果为电池技术进一步发展提供了科学依据。
（1）给锂电池充电时，锂电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。
（2）文中的“负热膨胀”现象是指当温度升高时富锂锰基正极材料的体积 。未来的富锂锰基电池“返老还童”可以通过 方式来实现。
（3）某电动汽车的锂电池容量为90Ah，若使用上述放电比容量的富锂锰基正极材料制作，需用 g。
18．（2024 青岛）阅读材料，回答问题。
一“桥”架地月天堑变通途
“海上生明月，天涯共此时”，月亮的同一面始终对我们“微笑”，这是因为月球公转和自转周期相同。如图甲所示，地月连线OO1与月球表面的交点为A、B，当月球公转的角度为θ时，A点绕O1转过的角度也为θ，我们始终看不到月球上 点（选填“A”或“B”）。
在探月工程中，当探测器在月球背面工作时，我们无法通过电磁波直接给它发指令。如何解决这个问题？如果给月球发射一个绕月圆形轨道卫星C作为信号传输中转站，如图乙所示，那么卫星C作为信号中转站的不足之处有 （多选）。
A.卫星C离地球太远，信号无法到达；
B.当卫星C转到地月之间时，无法把信号传给探测器，造成信号中断；
C.当卫星C转到月球背面时，地面站无法把信号传给卫星C，造成信号中断。
为避免这些问题，我国于2018年5月21日发射了“鹊桥”一号中继通讯卫星，其轨道在月球背面，如图丙所示。在“鹊桥”一号的帮助下，同年12月8日发射的“嫦娥”四号探测器实现了世界首次月球背面软着陆和巡航探测。“鹊桥”一号距地球约4.5×105/km，距月球约7.8×104km，电磁波传播速度约为3×105km/s，“嫦娥”四号通过“鹊桥”一号与地面站来回传递一次信息大约需要 s。
2024年3月20日发射的“鹊桥”二号中继卫星较“鹊桥”一号传输信息更高效、清晰和完整。5月3日发射的“嫦娥”六号，将与“鹊桥”二号合作实现世界首次月球背面取样返回之旅，这标志着中国探月工程开启了新的篇章。
19．（2024 兰州）阅读短文，回答问题。
火花放电
在干燥的冬季，如果一只猫在你的身上蹭来蹭去，那么在猫毛和你的身体间就会有电荷的转移，你的身上就会聚集一定数量的负电荷。这些负电荷需要一段较长的时间才能和地面等物体慢慢导走。但是，如果你不等待。立即将手指靠近水龙头，就会出现令人难受的电火花，手指上就会有针刺般的疼痛感。如果你在干燥且黑暗的环境里抚摸猫，不但会听到哔里啦啦的响声，还会看到火花。请注意，你抚摸过猫毛的手指千万不要立即靠近猫的鼻子，以免产生火花放电，让猫受到惊吓而攻击你。
（1）在放电的过段中，电子是从 （选填“手指飞向水龙头”或“水龙头飞向手指”）。
（2）请你解释抚摸过猫毛的手指靠近猫鼻子时，容易产生火花放电的原因： 。
20．（2024 淮安）阅读短文，回答问题。
常温超导
1911年，荷兰物理学家昂内斯发现，水银的电阻率（表示单位长度单位横截面积的某种材料的电阻）并不像预料的那样随温度降低逐渐减小，而是当温度降到﹣269℃附近时，电阻率突然减小到无法测量，后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相似的低温下失去电阻的特性，这种现象叫作超导现象。这种超导现象一直需要在超低温下才能观察到。
2020年10月14日，罗切斯特大学研究人员首次在高达15℃的温度下，观察到常温超导现象。但这次研究人员创造的常温超导材料，也存在严重的限制，他们观察到的超导现象，是在2670亿帕的压强下实现的，这是和地心处压强相当的超高压条件。
如果把超导材料应用于实际，会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
（1）通过本文的描述，“电阻率”是描述材料 （填“导电性能”或“导热性能”）的物理量。
（2）当温度降到﹣269℃时，水银的内能 （填“等于”或“不等于”）零。
（3）设想一下，如果“常温常压超导”进入工业化，请你列举一个应用实例： 。
21．（2024 扬州）阅读短文，回答问题。
2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。
该项目工作原理如图2所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。
该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约1.9×108kg，减少二氧化碳排放约4.9×108kg，可连续放电6小时，使用期长达40年。
（1）该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为 能，再通过空气压缩机转化为 能。
（2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处 热。
（3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放 J的能量。（标准煤热值为2.9×107J/kg）
（4）该项目的能量转换效率为 %。该项目每年发电6亿度，则消耗 亿度用电低谷时段电网的多余电能。（计算结果保留1位小数）
（5）从工程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议： 。
22．（2023 烟台）阅读短文，回答问题。
中国空间站
2023年4月24日是我国第八个“中国航天日”，中央广播电视总台联合中国载人航天工程办公室共同推出了中国空间站首次慢直播节目“天宫之镜”。目前中国空间站呈现“T”字构型，如图所示，两个尺寸、质量大体一致的实验舱形成“T”字的一横，天和核心舱作为“T”字的一竖。中国空间站为什么选用“T”字构型？
“T”字构型结构对称，从姿态控制、组合实验舱体管理上都较为稳定，有利于组合体的飞行；太阳翼“T”字构型使各部分受到的地球引力、大气扰动等影响较为均衡，这样空间站姿态控制时消耗的推进剂和其它资源较少；不管空间站以何种姿势飞行，两对大型太阳翼都能接受到阳光的照射，获得高效的发电效果；两个实验舱的气闸舱分别位于实验舱的端头，正常工作泄压或异常隔离时均不会对其密封舱造成影响，保持了空间站运行的安全性。
我国航天事业不断刷新纪录，航天科技实现跨越式发展，航天发射能力显著提升，航天强国建设迈出了坚实步伐。
（1）在中国空间站首次慢直播节目中，信息的传递主要依靠 （选填“电磁波”或“超声波”）；
（2）中国空间站呈现“T”字构型后，梦天实验舱相对于核心舱是 （选填“静止”或“运动”）的；
（3）我国空间站为什么要采用“T”字构型？（请用简洁的语言总结出两条原因） 。
23．（2023 苏州）阅读材料，回答问题。
“海油观澜号”深远海浮式风电平台
2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成，整体高度超200米，总质量达1.1×107kg。平台采用“半潜式”设计，底部是一个三角形浮式基础，包括3个边立柱和1个中间立柱，图甲为其实物照片。浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子，柱子上方安装有机舱，机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，生成绿色电力，年发电量将达2.2×107kW h。
（1）风能属于 （可/不可）再生能源；
（2）根据图甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为 m（保留整数）；
（3）风平浪静叶片不动时，平台基础排开海水的体积达 m3（海水密度用1.0×103kg/m3计算，不考虑锚链对平台的作用）；
（4）每年的发电量相当于 kg天然气完全燃烧放出的热量（天然气的热值q取4.4×107J/kg）；
（5）海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式（图乙）。两种方式相比较，你认为“半潜式”的一个明显优点是 。
24．（2023 齐齐哈尔）阅读短文，回答问题。
化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源，但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭，也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染，在全球范围内引起了人类对能源问题的思考，我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用。如图甲是我国某风力发电基地，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。
（1）风力发电是把风能转化为电能，风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）某段风机叶片的形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面形状不同导致叶片两面空气流速不同，从而产生 差，可以使风机叶片转动。
（3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度 （选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成。
（4）某风力发电机输出功率与风速的关系如图丙所示。由图像可知，当风速在v1到v2之间时，风速越大，风力发电机输出功率 （选填“越大”、“不变”、“越小”）；当风速大于v2时，风速增大， （选填“能”或“不能”）提高风力发电机输出功率。
25．（2025 西城区一模）请阅读《NFC技术》并回答问题。
NFC技术
你有过这样的体验吗？刷一下门禁卡，门就开了；乘坐公交车刷一下卡，就自动计算里程并缴费了。这正是应用了NFC技术实现的。近场通信（NearFieldCommunication，简称NFC）是一种短距离高频无线通信技术，使用了NFC技术的电子设备可以在10cm内进行数据交换。
门禁卡、公交卡或者银行卡里没有电源，它们是怎样发出电磁波传递信息的呢？其核心原理基于电磁感应，以刷公交卡为例，读卡机产生变动磁场，公交卡靠近时，变动磁场驱动电子标签（每一张公交卡都有独立的电子标签）内产生感应电流，也就是让公交卡内部的电路（电路内有线圈）产生感应电流，并让电子标签发送身份代码信息给读卡机，完成数据交换。
NFC工作模式除了上述的被动模式（仅一方有电源，如手机读取公交卡），还有主动模式（双方均有电源，如手机间传输文件）。很多手机有NFC功能，把手机与自己的电动单车或其它手机“碰一下”，就完成了数据交换，非常的方便。NFC的“磁场对话”的工作频率为13.56MHz（短波频段），比WiFi（2.4GHz）的“声音”低沉得多。与蓝牙相比，NFC的极短通信距离更像“悄悄话”，降低了被窃听的风险，但传输速度较慢。若强行增大NFC标签内的线圈面积提升距离，就像把扩音器音量调得过大——虽然传得更远，但可能干扰其他设备。
近年来，NFC技术被跨界应用到医疗领域中，如植入式血糖监测芯片，无需电池便可透过皮肤与手机NFC通信；智能包装，如酒瓶防伪标签；在微重力环境下，宇航员手套内置NFC标签，可快速识别工具，避免漂浮丢失，成为宇航员与设备间可靠通信的备选方案。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）NFC技术的两种工作模式的主要区别是 。
（2）植入式血糖监测芯片工作时的能量来源于
A.分解血糖
B.血液的流动
C.手机发射的电磁场
（3）小伟想通过实验验证手机的NFC功能依赖电磁感应，他将LED小灯与一个用细长导线绕成的线圈连成闭合回路，贴近手机。如果开启手机的NFC功能时，出现 现象，即可验证他的想法。
（4）NFC是从RFID（射频识别技术）演变过来的，RFID可以对较大范围内（例如10m）的电子标签进行识别，应用于高速公路ETC自动缴费，超市购物自动识别商品结账等。RFID识别范围比NFC远得多，结合文中信息，你认为原因可能是 。（写出一条即可）
26．（2025 南海区二模）阅读材料，回答问题。
光伏高速公路
由我国完全自主研发与铺设的全球首段光伏高速公路在山东亮相。光伏公路最上面一层是半透明新型材料，在保证轮胎不打滑的同时拥有较高的透光率，并且未来可实现电动汽车无线充电。电动车无线充电原理如图甲所示。图乙是电动汽车在光伏公路运行并充电的情景，图中已标出相关参数。车底感应线圈接收到的电磁波功率P0为5000kW，将电磁波能量转化为电能并存储在电池中。（g取10N/kg）不过，由于技术不成熟，暴露出一些问题，建成不到一年的光伏路面就拆除了。期待不久的将来会有更成熟的技术支持的光伏路面服务于人们的生活。
（1）光伏路面可以让带有感应线圈的电动汽车充电，这和 原理相同。（选填“发电机”或“电动机”）
（2）光伏路面材料应该选用 。（选填“较粗糙的”或“较光滑的”）
（3）该电动汽车高速行驶时对路面的压力相比静止时 。（选填“不变”“变小”或“变大”）
（4）若电量即将耗尽时，汽车刚好到达充电区域s1的起点，如图乙，汽车匀速通过s1，该过程消耗的电能忽略不计。离开充电区域后开始计时，汽车以恒定功率P通过s2，其 v﹣t 图像如图丙所示，期间电池消耗电能全部用于维持汽车行驶，刚好能到达充电区域s3的起点。
①车上人员总质量为245kg，在s2行驶中，车所受阻力的大小刚好为其总重的0.1倍，则10s后牵引力的功率为 。
②若汽车在s2行驶的时间为s1的90倍，且图丙中前10s汽车通过的路程为240m。分析可知电磁波能量转化为电能并存储在电池中的效率η＝ %，在充电区域s1充电时，最大匀速行驶速度v0为 km/h。（结果保留整数）
27．（2025 滕州市二模）无人机作为空中平台，以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、激光扫描仪等设备获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点。下表是某小型无人机的部分参数：
参数名称 最大飞行半径/km 最大巡航速度/（km h 1） 电池电压/V 电池容量/（mA h） 电动机额定功率/W 拍摄速度/（帧 秒 1）
数据 5 50 24 2500 20 11000
（电池容量＝放电电流×放电时间，例如，1mA h是指以1mA的电流能连续工作1h。帧 秒 1是指每秒拍摄的画面数）
（1）无人机拍摄地面图像时，减小悬停高度可以使图像 （选填“变大”或“变小”）；为了使照片更清晰，还应将摄像机的镜头适当 （选填“前推”或“后缩”）；
（2）如上左图乙是无人机竖直向上运动的v﹣t图像。由图像可知，在0～5内，无人机受到的升力 （选填“大于”“小于”或“等于”）重力。如上左图丙是同一架无人机在执行某次任务过程中未更换电池情况下的s﹣t图像，若第一次、第二次受到的升力分别为F1、F2，则F1 F2（选填“＞”“＜”或“＝”）；
（3）电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备，当它正常工作时，12s内消耗的电能是多少J？已知电动机消耗的功率是电源总功率的50%，则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过多少h？
28．（2025 工业园区一模）阅读材料，回答问题。
风力发电
波光粼粼的阳澄湖畔傲然挺立着45座“白色高塔”，每座塔架高达85米，叶片长40米，巨大的风力发电机优雅地转动，蔚为壮观。
风力发电机主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片的横截面一面较平，另一面较弯曲（图乙）。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，带动发电机转子高速旋转发电，某风力发电机利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。
一般风越强，叶片转动得越快，发电功率越大，为保障工作安全，变桨系统会根据风速变化自动调整叶片角度，且能通过空气动力制动使风机停机，从而控制发电功率。在真实环境中，当风速达到v1＝3m/s的时候，叶片开始转动。在3m/s≤v≤12m/s的范围内，发电功率P与v的三次方成正比。当风速v2＝12m/s时，发电功率达到最大值300kW。基于安全考虑，当风速大于v2的时候，叶片的转速不会增加。当风速达到v3＝20m/s的时候，叶片会停止转动。
（1）风力发电机是根据 原理发电的；
（2）如图乙，当风正面吹向静止叶片时，叶片会 （顺时针/逆时针）转动；
（3）在图丙中画出发电功率随风速变化的大致图象；
（4）风速15m/s时，发电机转子1min转300圈。若输出电能1kW h，叶片需要转动 圈；
（5）风速为18m/s时，叶片位置如图丁所示，当风速减小至15m/s时，请在图中用虚线画出叶片被变桨系统进行小角度调整后的大致位置。
29．（2025 连州市一模）阅读下列短文，回答问题：
油电混合动力汽车
如图甲，国产某品牌油电混合动力汽车前后安装有高清摄像头，无线Wi﹣Fi等，其工作原理如图乙所示。当它以90km/h的速度匀速行驶20min的过程中，燃烧了3kg燃油。发动机和驱动电机同时共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量为9×107J，其中50%的能量来自燃油燃烧；而发动机内燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量为6×106J。设燃油在发动机汽缸内完全燃烧，燃油的热值为5×107J/kg。若普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功，而该油电混合动力汽车在关闭发动机后，动能除用于克服与地面的摩擦力做功外，其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电。在某次测试时，同样车型的普通汽车和该油电混合动力汽车刚刚关闭发动机后，根据汽车通过路程s时，所对应的动能Ek，作出Ek﹣s图像如图丙所示。设两车受到的摩擦力大小相等。汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率称之为储能效率。
（1）汽车的方向盘相当于 杠杆，汽车外观设计成流线型是为了 ，汽车的轮胎做得很粗糙是为了 。
（2）由图丙可知，表示该油电混合动力汽车进行测试的图线是 （选填“①”或“②”）。
（3）该油电混合动力汽车正常行驶时，发动机和 同时共同为汽车提供动力；该油电混合动力汽车以90km/h的速度匀速行驶20min的过程中，发动机的效率为 （用百分数表示）。
（4）该油电混合动力汽车从关闭发动机至汽车停止的过程中，发电机的储能效率为 （用百分数表示）。
30．（2025 平谷区一模）阅读《LED灯》并回答下题。
LED灯
LED灯又叫发光二极管，它主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴电光源，是极具发展前途的新光源。
LED灯的主要部分是高亮度白色发光二极管，发光二极管只是二极管中的一种，二极管的电路图符号是“”，由于二极管具有单导电性，所以当电流从二极管的正极（+）流进二极管时，二极管导通；而电流从二极管的负极（﹣）流入时，二极管断路，不会有电流通过二极管。
与传统的白炽灯、卤素灯、荧光灯相比，LED灯具有许多不同之处。首先，LED灯基本上是一块很小的芯片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小而轻。其次，由于白炽灯的发光原理是通过电流加热灯丝到白炽状态，从而利用热辐射发出可见光，所以白炽灯在使用时约90%以上的电能都转化成了内能，只有不足10%的电能才真正转化成我们需要的光能，而LED灯可以直接把电能转化为光能，它的转化效率可达到80%以上。第三，从使用寿命来看，普通白炽灯的额定寿命约1000h，荧光灯的额定寿命约5000h，而LED灯的额定寿命约50000h。另外，与荧光灯相比，LED灯不含汞等有害元素，更加环保，利于回收。
请根据上述材料，回答下列问题。
（1）为了探究发光二极管的导电性，连接了如图甲、乙所示的两个电路，在没有电路故障时，闭合开关，能点亮发光二极管的是 （选填“甲”或“乙”）图；
（2）LED灯可以把电能直接转化为 能，它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换时损耗的能量较白炽灯 （选填“高”或“低”）；
（3）40W的LED灯和300W的卤素灯正常发光时亮度相同，某公园为了节约能源，将公园的路灯由50盏300W的卤素灯全部换成40W的LED灯。假设每天照明10h，使用LED灯后，每天可以节约电能 kW h。
31．（2025 铁岭县一模）阅读短文，回答问题。
燃油无人机
如图所示为某款使用燃油发动机为动力的无人机，具有载荷能力大、续航时间长等特点。机身外壳采用极轻新型复合材料制作，提高了载荷量。
如表为该无人机的部分参数。升阻比是指飞机受空气的升力与阻力的比值。飞机飞行时的空气阻力与迎风面积、飞行速度的平方均成正比。（ρ钢＝7.9×103kg/m3，g＝10N/kg）
升阻比 15～20 最大载荷量/t 1.2
最大迎风面积/m2 10 机身外壳质量/t 0.2
最大载油量/L 500 机身质量（含外壳）/t 1
（1）该无人机向后喷气却向前飞行，说明 ；
（2）下列做法中，目的与无人机前端设计成表面光滑相同的是 ；
A.房室的地基承重面较大
B.体操运动员手上涂镁粉
C.注射器的针头做得很尖
D.在机器转轴处加润滑油
（3）若燃油密度为0.8×103kg/m3，该无人机一次最多可加燃油 kg，这些燃油完全燃烧放出的热量为 J；（q＝4.6×107J/kg）
（4）采用新型复合材料和钢相比，以相同速度飞行时动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；（ρ钢＝7.9×103kg/m3，ρ混合＝2.0×103kg/m3）
（5）若无人机的飞行速度和受到的空气升力都不变，减小迎风面积，则该无人机的升阻比将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
32．（2025 山西模拟）阅读材料，回答问题。
PTC材料
PTC是一种以钛酸钡为主，掺入多种物质后加工而成的半导体材料。这种材料最基本的特性是在达到居里温度之前，其阻值变化不大且较低；当温度达到居里温度后，在一定的温度范围内，其阻值会随着温度的升高而急剧增大，如图所示。
PTC元件能在电流过大、温度过高时对电路起保护作用。在正常情况下，其阻值很小，损耗也很小，不影响电路正常工作。若有过流（如短路）发生，其温度升高，阻值随之急剧升高，达到限流作用，避免损坏电路中的元件。当故障排除后，PTC元件的温度自动下降，又恢复到了低电阻状态。因此PTC元件又称为“可复性保险丝”。
由于PTC元件具有自动控温、不燃烧、安全可靠等特点，被广泛应用于轻工、住宅、交通、航天、农业、医疗等领域。它与镍、铬丝或远红外等发热元件相比，具有卓越的优点。
（1）PTC材料是一种 材料，居里温度是指 （选填“T0”或“TP”）。
（2）PTC元件需要与电路元件 （选填“串联”或“并联”）才能像保险丝一样在电流过大或温度过高时起到限流作用，进而保护整个电路。
（3）PTC元件与普通保险丝相比具有的优点有 （写出一条即可）。
33．（2025 云南模拟）请根据上述材料，回答下列问题。
半导体
按导电性能来分，除了有导体和绝缘体外，还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间，这类物质叫做半导体。
半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。
一些半导体在温度升高时，导电性能迅速改变。利用这种特性可以做出体积很小的热敏电阻，用来测量温度的变化。例如家用空调可以根据你设置的温度自动启动或待机；电冰箱可以根据预设的温度进行自动控制。这些都是温控开关在起作用。
有些半导体在没有光照时不容易导电，逐渐增大光照强度时导电性能逐渐增强。用它做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。
酒精测试仪（AlcoholTester）是测试酒精含量的仪器，是交警常用的执法装备。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器，它具有气敏特性，当接触的敏感气体浓度增加时，它的电阻值就降低。
正是由于半导体具有许多独特的性能，所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算机之外，手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。
请阅读《半导体》并回答题。
（1）半导体材料的导电性能与温度、光照和 等多种因素有关；
（2）光敏电阻在增大光照强度的情形下，阻值 （选填“变大”或“变小”）；
（3）某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪，其电路原理图如图甲所示。R1是气敏电阻，其阻值随呼气酒精浓度K变化的关系如图乙所示，R2为滑动变阻器，检测前通过调节滑动变阻器对检测仪进行“调零”，此时电流表的示数为0.1A，调零后滑动变阻器的位置不变，电源电压为12V并且保持不变，他们查阅到相关资料如表所示。
血液酒精浓度M＝呼气酒精浓度K×2200 非酒驾（M＜20mg/100mL） 酒驾（20mg/100mL≤M≤80mg/100mL） 醉驾（M＞80mg/100mL）
①对检测仪“调零”时，R2接入电路的电阻为 Ω；
②检测时，当电流表示数为0.15A时，司机属于 。
34．（2025 佛山一模）阅读短文，回答问题。
虎鲸号
如图甲所示是我国自主研发的大型无人作战舰艇“虎鲸号”，其动力系统采用柴电双模推进，空载排水量420t，最大载重量70t，设计最大吃水深度2m。若“虎鲸号”在某次直线航行动力测试中，采用柴油模式，总消耗2t柴油，设发动机当前消耗柴油质量占总消耗柴油质量的百分比为D，图乙为D对应发动机输出功率P，图丙为D对应“虎鲸号”航行速度v，下表为D相应阶段内行驶距离s。已知：，q柴油＝4.5×107J/kg，g取10N/kg，s4：（s3+s5）＝3：1，柴油发动机效率为35%。
D 0～10% 10%～60% 60%～65% 65%～95% 95%～100%
s 5.2km S2 S3 S4 S5
（1）“虎鲸号”舰体尖锐设计，是为了减小航行时的 ；若“虎鲸号”由内河航行到海洋，其吃水深度会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）“虎鲸号”满载停靠在军港时，船底受到水的最大压强为 Pa，所受的浮力为 N。
（3）“虎鲸号”此次动力测试中，完全燃烧2t柴油放出的热量为 J，航行路程为 km。
35．（2025 北京模拟）请阅读《在“死亡之海”钻探“中国深度”》并回答问题。
在“死亡之海”钻探“中国深度”
2024年3月4日14时48分，我国首口万米深地科探井——“深地塔科1井”正式穿越万米大关。这标志着继深空、深海探索大自然的壮举之后，我国在深地领域实现重大突破。
这口井位于被称为“死亡之海”的新疆塔克拉玛干沙漠腹地，设计深度11100m。自2023年5月30日开钻，数百名石油工人和科研人员坚守沙海腹地，连续奋战279天，历经高温、严寒、风沙和复杂地质情况等极端考验，成功钻探突破万米，同时创造了世界上钻探万米深井用时最短的记录。
垂直井深突破地下万米，在我国尚属首次！这不仅是为国家找油找气，也是探索地球未知领域、拓展人类认识边界的一次大胆尝试。约20层楼高的钢铁塔架，稳稳矗立在流沙之上，重达2000多吨的钻头、钻杆、套管等深入地下，穿透白垩系等10多个地层，成为探索地球深部的“望远镜”。
深地钻探难度堪比“探月工程”，钻探超万米后控制难度极大。当钻头抵近地下万米地层时，钻井设备承受的高温超过200℃，高压超过230MPa，这对钻井工具和钻井液都是巨大的挑战。我国科技人员攻克一系列技术难关，让钻机关键部件全面国产化，有效解决了核心部件“卡脖子”问题。科研人员还自主研发了耐盐、耐高温、超高密度的钻井液，为深地勘探提供了可靠支撑。
近年来，我国不断刷新“中国深度”。深地塔科1井钻破万米后成为陆地上世界第二、亚洲第一的垂直深井，在深地科学研究和超深层油气勘探领域具有里程碑的意义。万米“冲刺”成功后，深地塔科1井肩负科学探索和预探发现双重使命，继续向目标深度全速钻进。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）深地塔科1井的成功钻探，为超深层油气资源勘探开发提供了有力支持。石油和天然气属于 能源。（选填：“一次”或“二次”）
（2）深地塔科1井地下万米处的高压大约是马里亚纳海沟11000m处水压的 倍。（结果请保留整数）
（3）钻井液也叫钻井泥浆，被喻为钻井的“血液”。钻井液是由粘土、水（或油）以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合物。钻井液在入井出井的循环过程中发挥着传递动力、携带岩屑、平衡地层压力和润滑钴具等关键作用。在深地钻探过程中，钻井液能够对高速旋转的钻头进行冷却和润滑，保护钻头不被高温破坏，因此，钻井液对安全高效钻井至关重要。在钻探过程中，钻井液通过 的方式对钻头进行冷却，减小钻头的内能。
（4）为了万米深地钻探，我国科技人员自主研发的钻井液具备哪些特点： 。
36．（2025 阜宁模拟）阅读下列短文，回答问题。
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） 充电读数（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。
37．（2023 南通）阅读短文，回答问题。
综合实践活动——研究制作风速仪
【提出问题】风速是气象观测中的重要参数，常用风速仪测量。风速仪工作原理是什么？怎样设计制作简易风速仪呢？
【实地学习】同学们来到气象馆，了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示，质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动，转动时传感器将风速转换成输出电流信号，再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。
杯式风速仪工作参数
量程 0.4～50m/s
输出电流信号范围 4～20mA
启动风速 0.4m/s
电功率 ≤0.48W
【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发，同学们设计并制作了简易风速仪，其原理如图乙所示。
电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，电流表量程为0～0.6A，R0为10Ω的定值电阻，R1为压力传感器，无风时R1受到的压力为零，有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1，R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数，即可知此时的风速。
同学们通过查阅资料，知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力，风压与风速的关系如下表。
风速v/（m s﹣1） 2 4 6 10 12 16 24
风压p/Pa 2.5 10 22.5 62.5 90 160 360
【进行实验】迎风板是一块面积为0.15m2的轻质薄板，测量时风始终垂直吹在迎风板上，记录电表示数，发现风速增大，电流表示数随着增大。
【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。
（1）关于文中杯式风速仪，下列说法不正确的是 。
A.风吹动风杯说明风具有能量
B.转轴中使用轴承可减小摩擦
C.风杯用密度小的材料制成
D.能在60m/s风速下正常工作
（2）杯式风速仪正常工作20min，最多消耗 J的电能；某次杯式风速仪显示风速为31.4m/s，则输出的电流信号为 mA。
（3）实验中，读出简易风速仪中电流表示数为0.4A，电压表示数为8V。
①R1＝ Ω，所测的风速＝ m/s；
②恒流源提供 A的恒定电流；
③若用此简易风速仪测量16m/s的风速，则迎风板的面积至少需要 （选填“增大”或“减小”） m2。
（4）对比文中杯式风速仪，简易风速仪存在的不足之处有： （写出一点即可）。
38．（2025 广陵区一模）阅读材料，回答问题：
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），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H。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的H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，H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（为方便计算，图象已作近似处理），充满后，立即停止充电。当H达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表所示。
充电电压U/V 充电电流I/A 充电时长t/min 充电度数/kW h 充电费用/元
400 100 45 24 28.80
（1）充电过程中动力电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）；
（2）在H从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律 ；
（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）测试过程的最后10%，充电时长为 min；
（5）在充电过程中的BC段最容易使导线升温、老化，甚至引起火灾，请说出你的理由 ；（假设充电过程中充电电压保持不变）
（6）电动汽车“油门”示意图如图丙所示，脚往下踩“油门”踏板时，滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。通过控制流经电动机电流的大小来控制汽车速度。电动汽车速度与电流大小的关系如图丁所示。当脚踩“油门”踏板时汽车速度加快，则电路中的a、b接点应当与变阻器中A、B、C三个接点中的 两个点相连。
39．（2025 深圳模拟）阅读短文，回答问题。
某一空气净化器工作过程如图甲所示：空气进入净化器，空气里的灰尘由于钨丝放电而带上正电，经过负电格栅板时被吸附，此后经活性炭进一步净化，在不同挡位工作时的参数如下表所示。净化空气量是指1h净化空气的体积；净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
工作挡位 待机 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 6挡
功率（W） 0.9 23 45 75 103 121 148
净化空气量（m3/h） ﹣ 120 240 360 500 760
（1）我们看到空气中尘土飞扬的现象 （选填“不属于”或“属于”）扩散现象，空气净化器负电格栅板吸附灰尘的原理是利用 ；
（2）单独使用该净化器20min，规格为2400imp/（kW h）的电能表指示灯闪烁36次，则该空气净化器在 挡位工作，一间80m3的房间在该挡位下进行净化，需要消耗电能 J，才能完成工作。
（3）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0＝10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线，现用此电路检测该型号净化器的净化效率，净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是 μg/m3。净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为 %。
40．（2025 丹东模拟）阅读下列短文，回答问题。
智能电加热眼罩
近几年，近视眼成为影响青少年身体健康重要因素，为有效保护眼睛，降低近视率，目前市场上推出一款电加热眼罩（如图甲），对缓解眼疲劳有一定效果，电加热眼罩是在绝缘的聚酯薄膜表面有序排列10根一样的具有发热、控温双重功能PTC加热丝，PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成。电加热眼罩内部结构如图乙所示，PTC加热丝两端与金属导线相连，形成网状结构，由6V的锂电池供电。每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图丙所示，当温度达到40℃时，PTC加热丝的发热功率等于散热功率（即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等），温度保持不变，实现智能控温。
（1）该眼罩是利用电流的 （选填“磁”或“热”）效应工作的；
（2）如图乙所示的加热电路，PTC加热丝的连接方式是 联，正常工作时金属导线中A、B处电流分别为IA和IB，则IA IB（选填“＜”“＝”或“＞”）；
（3）将眼罩加热电路开关闭合，以下其功率随时间变化的图象最可能是 ；
（4）眼罩加热电路的最大发热功率为 W。当温度为40℃时，通电10min，眼罩加热电路消耗的电能 J。
41．（2025 皇姑区模拟）阅读短文，回答问题：
热敏电阻
导体容易导电，绝缘体不容易导电。有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称做半导体，除了导电能力外，半导体有许多特殊的电学性能，使它获得了多方面的重要应用。
有的半导体，在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速地增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。如图A所示是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精度高。热敏电阻常用作传感器，制成温度报警器，可以用来监控汽车元件温度的变化，也可用于火灾报警系统等。
（1）实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻（阻值不随温度的变化而变化）。为了辨别他们，小明设计了如图B所示的电路。
接下来小明如何判断哪个是热敏电阻？ ；
（2）现有一只热敏电阻阻值随温度变化的图像如图C，将它与阻值为50Ω的电阻R0组成如图D所示电路，电源电压为12V，当电流表的示数为0.2A时，热敏电阻的温度为 ；
（3）上述图D电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度、如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃（如图E所示），则25℃的刻度应在20℃的 边（选填“左”或“右”）；
（4）如图F是某火灾报警系统的原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，其阻值随温度变化的图像如图A，R1为定值电阻，电源电压恒定不变。当R2所在处出现火灾时，下列判断正确的是 ；
A.电流表示数减小
B.电压表示数减小
C.电路总功率减小
D.电阻R1的功率减小
（5）图G是由热敏电阻R1作为传感器（其阻值随温度变化的图像如图A）制作的简单自动报警线路图，图中a、b为两个固定的金属片，d为铁片、接通开关S1时，为了使温度过高时发送报警信息，开关c应与触电 （选填“a”或“b”）相接通。当滑动变阻器的滑片适当向左移动，报警温度应比原来设定的温度 。
42．（2024 广东）阅读短文，回答问题。
载人飞艇
2024年3月30日，我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功：推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功；辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。
当飞艇低速（v≤12m/s）水平直线飞行时，其受到的空气阻力F阻与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数如表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
空载质量（不含氦气） 3750kg 气囊总容积 4200m3
发动机额定输出功率 3×105W 辅助功的功率 5×104W
发动机效率 36% 最大速度 70km/h
（1）气囊采用轻质材料制作是为了减小 。
（2）飞艇的发电机利用 的原理发电。
（3）将气囊充满氦气，此时飞艇受到的浮力为 N，飞艇最多可载 位乘客升空。（每位乘客质量m＝60kg，，ρ氦气＝0.2kg/m3，g＝10N/kg）
（4）飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为W1和W2，则W1：W2＝ 。
（5）飞艇低速水平匀速直线飞行时，若消耗10kg燃油，可飞行的最大距离为 km。（燃油热值q油＝4.5×107J/kg）
43．（2024 南通）阅读短文，回答问题。
综合实践活动—设计蔬菜温室
【任务与要求】为了在冬天能品尝到夏季的蔬菜，同学们为学校的劳动基地设计一个蔬菜温室，要求温度控制在20～30℃之间。
【设计与实施】
任务一：设计温室结构。温室设计为玻璃顶的长方体结构，体积为80m3。由立柱和横梁支撑，墙体四周装有保温层。查阅资料获知，立柱的承重比γ指立柱能承受的最大质量与其质量的比值，能反映承重效率，立柱横截面的形状是影响承重比的重要因素之一，为研究它们之间的关系，利用塑料立柱模型进行实验，发现在其他条件均相同时，横截面为正三角形、正四边形、正五边形、正六边形模型的承重比关系是：γ三＜γ四＜γ五＜γ六。
任务二：设计温控系统。温控系统原理如图甲，控制电路的电源电压为6V，电阻箱R0的阻值调为90Ω，热敏电阻R1的阻值随温度的变化图象如图乙。当控制电路中的电流达到30mA时，衔铁被吸下：当电流降低到25mA时，衔铁被弹回。已知工作电路中电热丝R的电阻为22Ω，浴霸灯L标有“220V，275W”字样。
【交流与评价】如表所示是任务二的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。
等级 优秀 良好 合格 不合格
评价指标 能自动控制室温在规定范围内波动，且降温较平缓 能自动控制室温升降，且降温较平缓 不能控制室温升降，降温较平缓 不能控制室温升降，也不能平缓降温
（1）关于设计蔬菜温室的实践活动，下列说法不正确的是 。
A.屋顶选用绿色玻璃不利于蔬菜生长
B.墙体选用隔热性能好的材料
C.图甲浴霸灯是为了降温时能平缓些
D.图甲中通电线圈上端是S极
（2）由模型实验可知，搭建温室选用 （选填“三角形”“方形”或“圆形”）立柱的承重比大；已知模型的承重比为γ，质量为m，受力面积为S，则其上表面所能承受的最大压强p＝ 。
（3）电热丝通电5min产生的热量使温室气温升高5.5℃，则空气吸收的热量为 J，电热丝对温室的加热效率为 %；电磁铁线圈的电阻忽略不计，电热丝刚停止工作时，室温为 ℃。[ρ空气取1.25kg/m3，c空气取1.0×103J/（kg ℃）]
（4）根据评价表中的指标对任务二进行评价，你的评价等级为 ，依据是 ；进一步给出优化建议： 。
44．（2023 广东）阅读材料，回答问题。
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。
某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在5m/s≤v≤10m/s的范围内，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）
（1）完成图戊风力发电的主要能量转化流程图；
① ；
② 。
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动。
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量。（q煤＝3.0×107J/kg）
（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈。若发电机输出电能1kW h，叶片需要转动 圈。
（5）若14：00—15：00和15：00—16：00两段时间内输出电能之比为1：3，则14：00—20：00的时间段内风力发电机组的输出电能为 kW h。
45．（2025 东莞市模拟）阅读材料，回答问题。
人工心肺
2024年10月11日至13日，以“守护健康 共创未来”为主题的首届中国呼吸健康大会在广东横琴盛大召开，在本次盛会上，特设了“肺移植——云山要点”分论坛。其中ECMO是肺移植手术中非常重要的一种机器，又称“人工心肺”，是患者在危急状态下能够为其维持心肺功能、为疾病治疗争得时间的复杂生命支持技术，被视作重症救治“核武器”，如图甲所示。研究表明，血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成正比。当血管横截面积为正常值的n倍时，测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如图乙所示。
（1）如图甲所示，线圈固定在软铁杆上，两者组成一个电磁铁。当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为 （选填“N”或“S”）极，血液从 （选填“S1流出”或“S2流入”）。
（2）当线圈a、b间通 （选填“交流”或“直流”）电时，血液就会循环，这时电能转化为 能。
（3）若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.85倍时，血管内血液匀速流动的速度应为 m/s。（结果保留两位小数）
（4）若正常人心脏推动血液流动的平均功率为1.6W，某病人心脏推动血液流动的平均功率为3.6W，则该病人与正常人血管的横截面积之比为 。
专题19 科普阅读文、开放性试题
参考答案与试题解析
一．科普阅读题（共45小题）
1．【考点】超导体在磁悬浮列车、超导输电的应用；超导现象和超导材料．版权所有
【专题】信息给予题；社会热点综合题；理解能力．
【解答】（1）由题意中“高压也能让材料发生超导”可知实现超导的现象的方式有低温和高压；
（2）由题意中“导体温度降至极低时，它们的热运动都趋于消失，通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体，宏观上就发生了低温超导现象。”可知极低温度下，原子实与自由电子的热运动都趋于消失，通电时自由电子在导体中通行无阻，发生低温超导现象；
（3）由题意中“在这样极高的压力下，原子实排列成紧密的堆垛形式，如图所示，原子实仅能在很小的范围内做热运动，几乎没有空间表现热运动，就像热运动消失了一般。”可知超高的压力限制了原子实的热运动；
（4）由题意中“若输电线缆选用超导材料，就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。”可知这样减少电能由于电阻引发的电能损耗。
故答案为：高压；热运动；原子实；电阻。
2．【考点】二极管．版权所有
【专题】定量思想；电流和电路；应用能力．
【解答】（1）半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，故其导电能力比导体的导电性能差；二极管是由半导体材料制成的，具有单向导电性；
（2）由图甲可知，电流从二极管的“﹣”极流入，从“+”极流出，此时二极管断路，不会有电流通过，所以图甲中灯泡不会发光；图乙中电流从“+”极流进二极管，从“﹣”极流出，二极管导通，相当于一根导线，所以图乙中灯泡会发光；
（3）由图丙可知，靠近上面陶瓷片的电流方向是P→N，靠近下面陶瓷片的电流方向是由N→P，由于在电流方向是N﹣P的地方吸热，而在电流方向是PN的地方放热，因此上方是半导体元件放热的地方，下方是半导体元件吸热的地方，靠近电脑发热体的是下方的陶瓷片；
（4）由图戊可知，a点分别于0s～0.02s、0.04s～0.06s时处于通路，由图己可知，b点分别于0s～0.01s、0.02s～0.03s、0.04s～0.05s、0.06s～0.07s时处于通路，当a、b两点同时断路时，c点处于断路，因此“0.03～0.04s”内电路c处是断路；
当a、b任一点通路时，c点都处于通路，因此“0.05～0.06s”内电路c处是通路，c处电流Ic＝I。
故答案为：（1）差；单向导电性；（2）乙；（3）串联；下方；（4）断路；＝。
3．【考点】电流的方向；热值的简单计算；能量的转化与转移．版权所有
【专题】信息给予题；获取知识解决问题能力．
【解答】（1）由材料可知，氢燃料电池车先将化学能转化为电能，然后再通过电动机将电能转化为机械能，所以①是电能，②机械能。
（2）由图可知，电子的移动方向是从左向右，把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，所以通过电动机的电流方向为从右到左。
（3）氢燃料电池车电池堆栈最大功率为114kW，体积功率密度为3kW/L，则该车的燃料电池的体积是
，百公里耗氢大约0.8kg，百公里消耗的氢完全燃烧放出的热量Q＝mq＝0.8kg×1.4×108J/kg＝1.12×108J；
（4）由图可知，最有利于延长蓄电池寿命的放电深度是40%，即行驶一天消耗的电量是40%，一天完成0.4次100%全循环放电，一年完成n＝0.4×350＝140次。
4．【考点】四冲程的能量转化．版权所有
【专题】比热容、热机、热值；应用能力．
【解答】（1）汽轮机模型工作过程，首先酒精灯燃烧，将酒精的化学能转化为内能，使水的温度升高，产生大量水蒸气。然后，水蒸气从笔的尖端喷出，推动扇叶转动，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。
所以汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→内能→机械能。
（2）扇叶不转动，说明没有足够的动力推动扇叶，可能的原因有：
①水的质量太少，产生的水蒸气量不足，无法提供足够的动力，即注入的水过少，产生的蒸汽量不足。
②装置的密封性不好，导致水蒸气泄漏，无法有效推动扇叶，比如易拉罐开口处密封不好，蒸汽泄漏。
③酒精灯提供的热量不足，水无法产生足够多的高温高压水蒸气，例如酒精灯火焰太小，水吸收的热量少，产生蒸汽的能量不够。
（3）提高简易汽轮机效率的措施（从结构角度 ）从“结构决定功能”的观念出发，可采取以下措施：
①增加易拉罐的保温性能：比如用保温杯套等材料包裹易拉罐，减少热量散失，使水能够吸收更多的热量转化为水蒸气的内能，从而提高效率。因为减少热量损失，能让更多的化学能最终转化为机械能。
②优化蒸汽喷出通道（中性笔部分）：使蒸汽喷出时的流速更大、更集中，比如选择更细且光滑的笔管，减少蒸汽在通道内的能量损耗，让蒸汽能更有效地推动扇叶转动，提高能量转化效率。
③改进扇叶结构：设计成更符合空气动力学的形状，比如类似飞机机翼的形状，或者增加扇叶的数量和面积（在合理范围内 ），使扇叶能更好地捕捉蒸汽的能量，将蒸汽的内能更充分地转化为机械能。
故答案为：（1）内能；机械能 （2）注入的水过少，产生的蒸汽量不足； （3）增加易拉罐的保温性能。
5．【考点】电磁波的传播；常见的长度及估测；重力的示意图；功的简单计算．版权所有
【专题】应用题；透镜及其应用；信息的传递；长度、时间、速度；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）由甲图知，这个胶囊机器人长约2.7cm；
（2）重力的方向竖直向下；胶囊机器人在胃中所受重力示意图如下：
（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）根据凸透镜的成像规律，如果小白医生想扫描更大范围时，即实像变小，应操作机器人远离此区域；
（5）医生在远程无线操控机器人时，是靠电磁波传递信息的。
故答案为：（1）cm；（2）见解答；（3）5×10﹣4J；（4）远离；（5）电磁。
6．【考点】电磁波的传播；做功改变物体的内能；能量的转化与转移．版权所有
【专题】比热容、热机、热值；应用能力．
【解答】（1）电磁波可以在真空中传播，能传递信息，地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收电磁波进行通信的。
（2）喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为机械能；
（3）涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂，所以涡轮喷气发动机不能在大气层外工作；
（4）从能量转化的角度看，内燃机在压缩冲程中，将机械能转化为内能，所以燃气的温度升高；在做功冲程中，气体推动活塞对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，燃气温度降低，所以能大致反应燃气温度随时间而变化的是C。
故答案为：（1）电磁波；
（2）内；机械；
（3）空气；
（4）C。
7．【考点】电磁波的传播；水的比热容特点及实际应用；半导体的特点．版权所有
【专题】应用题；其他综合题；应用能力．
【解答】（1）电磁波可以在真空中传播，返回舱里的航天员依靠电磁波与地面进行联系；
（2）LED是一种发光二极管，是由半导体材料制成；
（3）因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以舱外航天服内的“通风液冷服”通常用水做输运能量的介质。
故答案为：（1）电磁波；（2）半导体；（3）比热容较大。
8．【考点】电流的方向；固体和液体的热值计算；能量的转化与转移；能量的利用效率．版权所有
【专题】其他综合题；分析、综合能力．
【解答】（1）由材料可知氢燃料电池在使用过程中氢气没有发生燃烧现象。
（2）由材料可知氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能。
（3）电子是不能通过质子交换膜的，电子只能经外电路到达燃料电池阴极板，电流方向与电子的定向移动方向相反：在燃料电池外电路，电流方向从B到A。
（4）60kg的氢燃料产生的热量：
Q＝mq＝60kg×1.4×108J/kg＝8.4×109J，
60kg的氢燃料产生的电能：
W＝Qη＝8.4×109J×70%＝5.88×109J，
该车行驶所用的时间：
，
速度为：43.2km/h＝12m/s，
这些氢燃料可使该车以43.2km/h的速度匀速行驶的路程：s＝vt＝12m/s×1.2×105s＝1.44×106m＝1440km。
故答案为：（1）没有；（2）化学；电；（3）从B到A；（4）5.88×109；1440。
9．【考点】电源的能量转化；功率的计算；热值的简单计算；能量的利用效率；电流的方向．版权所有
【专题】其他综合题；分析、综合能力．
【解答】（1）由材料内容可知氢燃料电池在使用过程中氢气没有发生燃烧现象。
（2）由材料中工作原理可知氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能。
（3）电子是不能通过质子交换膜的，电子只能经外电路到达燃料电池阴极板，电流方向与电子的定向移动方向相反，在燃料电池外电路，电流方向从B到A。
（4）50kg的氢燃料产生的热量：Q＝mq＝50kg×1.4×108J/kg＝7×109J，
50kg的氢燃料产生的电能：W＝Qη＝7×109J×70%＝4.9×109J，
W'＝W＝4.9×109J×97.2%＝4.7628×109J，
54km/h＝15m/s，
该车匀速行驶时功率为：P＝Fv＝3500N×15m/s＝5.25×104W，
该车行驶所用的时间：t9.072×104s＝25.2h；
故答案为：（1）没有；（2）化学；电；（3）从B到A；（4）4.9×109；25.2。
10．【考点】电磁铁的应用；磁悬浮列车；速度推导公式求解路程和时间；减小有害摩擦的方法．版权所有
【专题】社会热点综合题；分析、综合能力．
【解
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