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2025年中考物理题分类汇编---科学实践题
1、(2025辽宁）中国高铁位居世界前列，成为了中国一张亮丽的名片，具有节能、快速、高效、安全、智能和舒适等优势。
（1）节能；动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，实现节能。图____（填“a”或“b”）与其工作原理相同。
（2）快速；复兴号某动车组在高速运行时，若空气阻力占总阻力的80%，与速度的关系为（，的单位为），当该动车组以400km/h的速度匀速直线运动时，该动车组牵引力每小时至少做功____J。（为方便计算，数据已作简化处理）
（3）高效；列车网络控制系统可以依托大数据优化停靠站，提高效率。优化前，一动车组以速度匀速行驶，经停某站，先减速一段时间，然后停一段时间，再加速一段时间，恰好恢复到原速度继续匀速行驶。优化后，该动车组不停靠此站，可视为在原路线上一直以速度匀速行驶，则该动车组因不停靠此站而节省的时间为____。（该动车组加速阶段、减速阶段的平均速度均为，题中所给的物理量均为已知量）
（4）安全；如图（c），受电弓安装在高铁车箱的顶部，受电弓的碳钢滑板与供电线接触。如果碳钢滑板的同一位置与供电线持续摩擦，会缩短碳钢滑板的使用寿命，更会影响动车组的运行安全，那么图____（填“d”或“e”）的设计能使碳钢滑板的磨损均匀化。
（5）智能；某小组设计了一个冻雨预警电路，如图（f）所示。闭合S后，当环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警。已知：电源电压恒为6V，定值电阻为10，警示灯标有“6V；0.5A”。当电磁铁线圈中的电流时，电磁铁吸下衔铁，使动触点与下方静触点接触。为实现预警功能，温控开关与湿控开关应____联，请选择合适的接线柱，用笔画线代替导线将电路连接完整_______。（图中温控开关与湿控开关之间已正确连接，电磁铁线圈的电阻、温控开关与湿控开关的电阻均忽略不计，只能在标有字母的接线柱上连接导线，导线不能交叉）
（6）中国高铁的发展，彰显了我国在科技创新领域的强大实力。请写出你想象的中国高铁最智慧的样子：____。
2、 (2025广东深圳）深圳大力推动无人机事业发展，已经将无人机用于运送急救AED装置。
苏华同学发现无人机搭配北斗卫星导航，有四个旋翼，每个旋翼搭配独立的电动机驱动，相邻旋翼之间旋转方向相反；无人机空载总质量（含电池，不含AED）为9kg，电池能量密度为200W·h/kg，（质量能量密度是指满电时电池能量与电池质量之比）。
俊宇同学购买了一台无人机，无人机满电开始测试；飞行分为前往过程和返回过程，前往和返回过程都分为竖直上升过程，水平匀速运动过程，竖直下降过程，且消耗能量相同；无人机前往过程中竖直上升和竖直下降过程消耗的总能量为3.2×104J，水平匀速移动过程飞行每秒消耗的能量为2500J，总用时160s，无人机用于驱动飞行的电能转化效率为60%，无人机竖直下降后电池剩余总容量的50%，测试结束。
（1）璐璐同学指出：无人机的信号传输是通过________传递；
（2）粤鹏同学说ADE电击时为什么不能碰人，因为人体________；
（3）当俊宇购买的无人机空载时匀速向下降落2m，重力做功________J；
（4）无人机螺旋桨飞行时向下，无人机向上飞，善于观察的苏华同学发现通过桨叶旋转空气提供升力，这体现了力的作用是 ________ ；
（5）顺顺同学经过观察，指出无人机各电动机之间是 _____ 联的；
（6）满电时，无人机的电池质量占空载质量的百分比 __________ （保留一位小数）；
（7）为了更快运送急救AED装置，请你帮助璐璐同学对无人机设计提出一条建议？_____________ ；如何去更改螺旋桨的旋转方向？_________________ 。
3、 (2025山东威海）如图1所示，我国部分古代建筑屋顶采用弧线型设计，“如鸟斯革，如翚斯飞”。屋顶为什么这样设计？某兴趣小组通过实验进行探究。
根据经验，雨水流过屋顶的时间越短，防雨效果越好，为此他们首先进行了实验一。
实验一：探究雨滴经过屋顶的时间与哪些因素有关
（1）猜想：影响雨滴流过屋顶（高度、宽度均相同）时间的因素可能为：雨滴在屋顶运动的初始位置、屋顶材料、屋顶形状（雨滴与屋顶碰撞之后的速度近似为零，他们认为可不用研究雨滴初始速度这一因素）
设计实验方案：
请写出1个测量时间的工具：___________。
图2所示5个实验：用钢珠代替雨滴，将相同钢珠从屋顶不同位置静止释放，记录钢珠经过屋顶的时间。若研究该时间与屋顶材料的关系，应选择实验___________进行研究。
测量与分析：
用传感器获得图2甲、乙中钢珠从屋顶顶端滑到底端完整的路程s和时间t实验数据，画出s-t关系如图3所示，其中图像___________（选填“c”“d”）表示钢珠运动的平均速度较大；钢珠滑过屋顶___________（选填“甲”“乙”）的时间较短。
实验二：探究下雨时不同屋顶对墙体的保护能力
（2）如图3所示，甲、乙、丙是下方墙体相同、屋顶的材料相同但形状不同的三个建筑。将代替雨滴的相同钢珠分别在甲、乙屋顶顶端静止滑下落到水平地面，测量落地点到墙的距离s1、s2，数据如表2所示。
表2
实验次数 距离/cm
s1 s2
1 45 56
2 43 59
3 44 58
根据表2推测：为防止雨水落地时飞溅打湿墙体，下雨时___________对墙体保护更好（选填“甲”“乙”）。若不计一切阻力，甲图中钢珠落地时的动能___________乙图中钢珠落地时的动能（选填“<”“=”“>”）。
实验三：探究不同屋顶对建筑采光的影响
（3）图3甲、乙、丙三个建筑右侧墙体均安装大型窗户，某时刻阳光方向如图所示，阳光能够照射到房间内距离最远的是___________（选填“甲”“乙”“丙”）。
4、 (2025山东威海）压电材料是一种在发生弹性形变时将机械能转化为电能的新型材料。为探究影响压电材料两端电压大小与压力大小、材料种类的关系，科技小组利用如图所示装置设计了如下实验：将质量不同的砝码分别放在压电材料a、b的中心，用数字电压表测量压电材料两端的电压，记录数据如表1所示。
表1
砝码质量m/g 50 100 150 200 …
电压U/V 材料a 1.0 2.0 3.0 4.0 …
材料b 0.7 1.4 2.1 2.8 …
（1）分析表1中材料a的相关数据，得出的结论：___________；对比分析材料a、b的相关数据，得出的结论：___________。
（2）当砝码质量超过200g后，发现材料a两端的电压不再明显增加，原因可能是___________
（3）某类型压电材料可为电路提供6V恒定电压，利用此电源测量小灯泡额定功率（额定电压3.8V） 。
①请在图虚线框内画出实验电路图___________。
②在连接电路时，当连接好最后一根导线，小灯泡立即发光，出现这种现象的原因可能是___________；排除问题后，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率为___________W。
5、 (2025广东）巡检机器人可对高压输电线进行巡检，如图，其相关参数见表。机器人的电机可切换为电动机或发电机。水平匀速巡检时，蓄电池减少的储能全部用于电机产生的牵引力做功。当蓄电池储能降至0.1E0时，停止电能输出，巡检终止。下坡巡检时，电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电，将能量储存起来。
质量 54kg
最大巡检速度 4
蓄电池满电时储能 0.2kW·h
电动机最大输出功率 100W
（1）下坡时，发电机利用________原理发电；
（2）请完成以下能量转化流程图________：
（3）若充满电的机器人保持、水平巡检1.2h，则巡检路程为________km，牵引力为________N，蓄电池储能剩余________kW·h；
（4）如图巡检线路，当机器人到达A点时，蓄电池储能为0.95。随后机器人先下坡巡检（电机切换为发电机），后水平巡检（电机切换为电动机），巡检全程速度大小保持不变AB段重力势能减少量为J。充电过程中，重力势能每减少1J，转化为电能并储存在蓄电池中的能量为0.45J。水平阶段机器人所受阻力大小是重力的0.15倍，则水平阶段匀速巡检的最大路程为________m。（g＝10N/kg）
6、 (2025广东）桥梁设计需考虑材料受热膨胀。小明设计实验，探究形状和大小相同、材料不同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量与温度变化量的关系。
（1）初始时金属棒A、B的长度和横截面积均________；
（2）如图所示装置可用来测量金属棒受热时微小的伸长量。激光笔固定在杠杆右端，杠杆可在竖直平面内转动；标尺竖直放置，通过激光点在标尺上移动的距离来反映金属棒的伸长量。
①开始时，将金属棒上端固定并保持竖直，下端轻触杠杆，杠杆和激光束在同一水平直线上，光点在标尺“0”刻度处。
②加热金属棒，光点会在标尺上向________（选填“上”或“下”）移动。用A、B棒进行实验，实验数据见表。其中，、分别表示A、B棒在不同温度t时，光点在标尺上的刻度值。
实验序号 1 2 3 4 5
t/℃ 25.0 40.0 55.0 70.0 85.0
/cm 0 1.10 2.15 3.26 4.31
/cm 0 1.73 344 5.18 6.89
③分析数据可知：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越________；温度升高相同时，金属棒（选填“A”或“B”）________的伸长量更大。
（3）金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力臂________（选填“变大”“变小”或“不变”）；同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，可采取的做法是________（写1种即可）。
7、 (2025贵州）一些容易倾倒的广告牌成为城市的安全隐患，如图甲所示。这一问题引发了小明、小羽的思考：这类广告牌之所以容易倾倒，是否与它们的结构特点有关？通过观察，他们绘制了这类广告牌的结构图（如图乙所示），并猜想：在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒。
为验证猜想，他们制定了如下探究方案：制作两个展板相同、底座长度相同但宽度不同的模型，底座质量不计，如图丙所示。用悬挂于铁架台上的铁球撞击展板，模拟外界对展板的作用，记录观察到的现象并进行分析。
接下来请参与他们的探究并回答以下问题：
（1）如图丁所示，他们让铁球静止时与展板接触但不挤压。拉起铁球，松手后铁球由静止向下摆动，铁球的重力势能转化为___________能，使铁球具有撞击展板的能量。
（2）小明先后两次释放铁球，分别撞击两块展板最上端。为使两次的撞击作用相同，摆线被拉开的角度α应该___________。撞击后发现：两块展板都未倾倒。由此，小明得出“广告牌是否容易倾倒与底座宽度无关”的结论。你认为他能否根据实验现象得到这一结论？ ___________。（无需说明理由）
（3）小羽对小明的结论提出了质疑。她选用了一个质量更大的铁球，重复上述操作后发现：两块展板都被撞倒。这似乎证明了小明的结论是正确的。你认为当撞击作用相同时，需观察到什么现象，才可对比出哪块展板更容易倾倒？___________。
（4）在不改变实验装置的前提下，如何验证“在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒”，请写出你的操作方法。
8、 (2025广西壮族自治区)为了解家用电器耗能情况，某小组进行了如下研究。图甲是2，图乙是其工作原理简图，为热敏电阻，其电阻值随温度变化的部分曲线如图丙所示。将蚊香片装入蚊香器，通电后蚊香器的热敏电阻发热，加热蚊香片可以达到驱蚊功效，最后自动保持在一个特定温度（如图丙中的）。
（1）蚊香器工作一会儿，人就能闻到蚊香片气味，这是气体分子在空气中的___________现象。
（2）若蚊香器正常工作的电功率为，则电路电阻值的大小为多少_________？工作消耗电能为多少_________？
（3）家用电器待机时也消耗电能，某些电视机机顶盒待机的功率可达蚊香器正常工作功率的3倍，我们在日常生活用电时该如何有效节能？请写出一条有效措施_________。
（4）请从能量转化和转移角度并结合热敏电阻的电阻值变化特点，解释蚊香器通电后温度升高，并能自动保持一定温度的原因_________。
9、 (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_________________；（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：_________________。
10、 (2025山西）电线杆是常见的市政设施，传统电线杆多为实心圆柱结构，而现代电线杆多采用空心圆柱结构。它们的抗弯强度一样吗？实践小组的同学们设计实验，探究杆的抗弯强度与杆的空心程度的关系。
实验思路：选择材料、长度和质量相同但空心程度不同的杆，在杆的相同位置施加相同的拉力，通过测量杆的形变量，比较杆的抗弯强度。
实验过程：如图所示，将杆的一端水平固定在铁架台上，在杆的另一端挂一定数量的钩码，用刻度尺测量杆的下弯距离。换用不同的空心杆，重复上述操作，记录数据如下表。
次数 杆长Ucm 杆的质量 杆的空心程度 钩码质量 杆的下弯距离
1 15 10 100 9
2 15 10 100 6
3 15 10 100 3
4 15 10 100 1
实验结论：
（1）通过分析实验数据可初步得出：材料、长度和质量都相同的杆，空心程度越大，抗弯强度___________（选填“越大”“不变”或“越小”）。
应用拓展：
（2）结合以上信息，请你写出生产生活中采用空心结构的一个实例：___________。杆的抗弯强度还可能与哪些因素有关呢？请你提出一个可探究的科学问题：___________。
11、(2025湖南）某兴趣小组了解到人长时间过度低头易对颈椎肌肉造成伤害，为研究颈椎肌肉产生的拉力大小与人低头角度变化之间的规律，设计并组装了一套如图甲所示的装置。印有头颈部照片的内盘与有刻度的固定外盘圆心均在O点，内盘可绕O点转动，以O点为支点，将整个头颈部简化为杠杆模型。表示人低头的角度，在A点通过细线悬挂一个重为2N的物体模拟头颅重力，用细线垂直OB对B点施加的拉力模拟颈椎肌肉产生的拉力，细线对A点的拉力大小为。实验中通过拉力传感器测出内盘上的头颈部在不同位置平衡时的大小，实验数据如下表所示。
物体的重力/N 2
的大小/° 0 15 30 45 60
拉力传感器的示数/N 0 3.22 6.22 8.80 10.78
（1）请画出图乙中的力臂L（保留作图痕迹）；
（2）分析表格中的数据可知，颈椎肌肉产生的拉力随人低头的角度增大而___________，对颈椎肌肉的影响就越大；
（3）若某中学生头颅的重力为50N，请根据表格中的数据，计算该学生低头角度为45°时，颈椎肌肉产生的拉力大小是___________N；
（4）请你结合以上分析，从保护颈椎肌肉的角度提出一条合理建议：___________。
12、（2025江苏苏州）某科技小组要设计冬季植物大棚控温系统。
【任务与要求】当环境温度，加热设备开启工作；温度，停止工作，大棚内的温度维持在一定范围。
【设计与实施】①器材有：电压为的电源、定值电阻、可控加热设备、热敏电阻（阻值随温度变化的关系如图甲）等；②设计的电路如图乙，加热设备是否工作由其两端的电压来控制，当时，加热设备开启工作，当时，加热设备不工作。（不考虑加热设备对电路的影响）
【分析与思考】
（1）电路中的______是热敏电阻；
（2）定值电阻的阻值为______；
（3）______V；
（4）长时间使用后，电源电压降低，系统控制的最高温度将______。
13、（2025四川成都）小罗和小韩利用周末对部分交通信号灯进行了考察研究。
（1）他们讨论后有以下认识，你认为不合理的是（ ）
A. 利用光的信息特性，交通信号灯通过不同颜色灯光发出指令
B. 利用大数据信息设计红、绿灯的配时方案，可减少交通拥堵
C. 交通信号灯使用的高亮度LED光源，是用超导材料制成的
D. 交通信号灯需要有可靠的绝缘、防水措施，以确保电路安全
（2）他们发现有的路口使用移动式交通信号灯，如图。查阅资料得知，这种交通信号灯正常工作时，电压为12V，总功率为4W，其总电流与常见家用电器______（选填“电吹风”“电风扇”“空调”）的额定电流最接近。
（3）该移动式交通信号灯由蓄电池提供电能，蓄电池充满电可使其连续正常工作6天，若蓄电池72%的电能被信号灯有效利用，蓄电池充满电时储存的电能为_____J。
（4）他们利用已有的知识和经验，设计出模拟东、北方向红灯和绿灯指令的简易电路图，下列四个电路中符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
14、 (2025江苏连云港）加湿器可以增加室内空气湿度，如图甲是某蒸发型加湿器。它是采用蒸发原理加湿的，其内部结构如图乙所示。加湿器上部有一个小型风扇，还有电源、时间、风速、湿度设定等按键。加湿器下部有三部分装置，分别是加湿滤网、滤网架（含浮筒）和水箱。加湿滤网安装在滤网架上，加湿滤网呈蜂窝状，放入水箱后，水会布满整个滤网。
当感知水箱中的水量不足时，蒸发型加湿器风扇停止转动。起控制作用的是利用浮力原理设计的自动开关，如图丙所示。浮筒是一个轻质塑料件，质量是，由两部分组成，下半部分是底面积为、高度为的圆柱体，上半部分是底面积为、高度为的圆柱体。水箱底部到触点开关的高度是（忽略触点开关上下触点间的距离）。当水量充足时浮筒接通触点开关，风扇通电转动，液体表面空气流速增大，蒸发加快；当水量不足时，浮筒下降，触点开关断开，风扇断电停止转动。（g取）
（1）蒸发型加湿器的加湿滤网是通过___________的方式加快水的蒸发的；
（2）该蒸发型加湿器通电后主要把电能转化为___________；
（3）当触点开关刚断开时，浮筒排开水的体积是___________，水箱中水的深度是___________，浮筒的浮沉状态是___________。
15、 (2025江苏连云港）污水中的悬浮物质，可在重力的作用下沉淀去除。根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能（悬浮于液体中的微小颗粒聚集形成较大颗粒的能力），沉淀可分为四类，如图甲所示。
第一类为自由沉淀，当悬浮物质浓度不高时，在沉淀的过程中，颗粒之间互不碰撞，呈单颗粒状态，颗粒近似为球形，以沉速大小（表示颗粒的密度，表示液体的密度，d表示颗粒的直径，表示液体的黏滞度）完成自由沉淀过程。
第二类为絮凝沉淀，当悬浮物质浓度约为时，在沉淀过程中，颗粒与颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用，使颗粒的直径与质量逐渐加大，沉淀速度不断加快。实际沉速很难用理论公式计算，主要靠实验测定。
第三类为成层沉淀，当悬浮物质浓度大于时，在沉淀过程中，相邻颗粒之间相互妨碍、干扰，各自保持相对位置不变，在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀。
第四类为压缩，成层沉淀的继续，即形成压缩。颗粒间互相支撑，上层颗粒在重力作用下，挤出下层颗粒间隙的水，使污泥得到浓缩。
污水中的颗粒在自由沉淀时，某深度处的悬浮物质浓度则相应下降，悬浮物质浓度的改变量与原浓度的百分比叫去除率，图乙是某次自由沉淀实验绘制的去除率与沉淀时间的关系曲线。
（1）在自由沉淀时，若，则颗粒在水中的运动状态是___________；
（2）在自由沉淀时，对颗粒的沉速影响较大的因素是___________；
（3）当悬浮物质浓度约为时，下列说法正确的是___________；
A. 质量相同的颗粒，直径大的沉速大 B. 直径相同的颗粒，质量大的沉速大
C. 直径相同颗粒，质量大的沉速小 D. 各颗粒的沉速相同，与质量、直径无关
（4）污水中的颗粒在自由沉淀时，某深度处悬浮物质浓度下降快慢随沉淀时间变化的情况是___________。
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2025年中考物理题分类汇编---科学实践题
1、(2025辽宁）中国高铁位居世界前列，成为了中国一张亮丽的名片，具有节能、快速、高效、安全、智能和舒适等优势。
（1）节能；动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，实现节能。图____（填“a”或“b”）与其工作原理相同。
（2）快速；复兴号某动车组在高速运行时，若空气阻力占总阻力的80%，与速度的关系为（，的单位为），当该动车组以400km/h的速度匀速直线运动时，该动车组牵引力每小时至少做功____J。（为方便计算，数据已作简化处理）
（3）高效；列车网络控制系统可以依托大数据优化停靠站，提高效率。优化前，一动车组以速度匀速行驶，经停某站，先减速一段时间，然后停一段时间，再加速一段时间，恰好恢复到原速度继续匀速行驶。优化后，该动车组不停靠此站，可视为在原路线上一直以速度匀速行驶，则该动车组因不停靠此站而节省的时间为____。（该动车组加速阶段、减速阶段的平均速度均为，题中所给的物理量均为已知量）
（4）安全；如图（c），受电弓安装在高铁车箱的顶部，受电弓的碳钢滑板与供电线接触。如果碳钢滑板的同一位置与供电线持续摩擦，会缩短碳钢滑板的使用寿命，更会影响动车组的运行安全，那么图____（填“d”或“e”）的设计能使碳钢滑板的磨损均匀化。
（5）智能；某小组设计了一个冻雨预警电路，如图（f）所示。闭合S后，当环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警。已知：电源电压恒为6V，定值电阻为10，警示灯标有“6V；0.5A”。当电磁铁线圈中的电流时，电磁铁吸下衔铁，使动触点与下方静触点接触。为实现预警功能，温控开关与湿控开关应____联，请选择合适的接线柱，用笔画线代替导线将电路连接完整_______。（图中温控开关与湿控开关之间已正确连接，电磁铁线圈的电阻、温控开关与湿控开关的电阻均忽略不计，只能在标有字母的接线柱上连接导线，导线不能交叉）
（6）中国高铁的发展，彰显了我国在科技创新领域的强大实力。请写出你想象的中国高铁最智慧的样子：____。
【答案】（1）b （2）
（3）
（4）e （5） ①. 串 ②.
（6）智能节能系统，实现绿色低碳运营
【解析】
【小问1详解】
动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，属于电磁感应现象，图b为电磁感应现象，图a为通电导体在磁场中受力的作用，故图b与其工作原理相同。
【小问2详解】
空气的阻力为
总阻力为
该动车组匀速直线运动，牵引力和阻力二力平衡，大小相等，牵引力大小为
该动车组牵引力每小时运动的路程为
该动车组牵引力每小时至少做功
【小问3详解】
由题意可知，经停某站运动的路程为
经停某站的总时间
匀速运动通过的时间
该动车组因不停靠此站而节省的时间为
【小问4详解】
如果碳钢滑板的同一位置与供电线持续摩擦，会缩短碳钢滑板的使用寿命，更会影响动车组的运行安全，需要尽量每个位置都能摩擦，故图e的设计能使碳钢滑板的磨损均匀化。
【小问5详解】
[1]闭合S后，当环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警。说明两个开关同时闭合，灯泡才亮，发出预警，故温控开关与湿控开关应串联。
[2]根据题意可知，开关闭合，温控开关与湿控开关闭合，灯泡一直亮，通过定值电阻和电磁铁的短路与否来改变电路中的总电阻，改变电路中的电流，从而改变灯泡的亮暗。闭合开关，环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，灯泡与电阻串联，灯泡发光，由于电源电压为，灯泡分得的电压小于额定电压，灯泡发光较暗，灯泡电阻为
总电阻为
电流为
电流，衔铁被吸下，定值电阻与电磁铁被短路，此时电路为灯泡的简单电路，灯泡两端电压等于电源电压，达到额定电压，发光较亮，此时由于电磁铁被短路，没有电流流过电磁铁，电磁铁磁性消失，衔铁被松开，重复以上现象，灯泡会亮暗交替，故如下图所示：
【小问6详解】
我想象的中国高铁最智慧的样子是智能节能系统，实现绿色低碳运营。
2、 (2025广东深圳）深圳大力推动无人机事业发展，已经将无人机用于运送急救AED装置。
苏华同学发现无人机搭配北斗卫星导航，有四个旋翼，每个旋翼搭配独立的电动机驱动，相邻旋翼之间旋转方向相反；无人机空载总质量（含电池，不含AED）为9kg，电池能量密度为200W·h/kg，（质量能量密度是指满电时电池能量与电池质量之比）。
俊宇同学购买了一台无人机，无人机满电开始测试；飞行分为前往过程和返回过程，前往和返回过程都分为竖直上升过程，水平匀速运动过程，竖直下降过程，且消耗能量相同；无人机前往过程中竖直上升和竖直下降过程消耗的总能量为3.2×104J，水平匀速移动过程飞行每秒消耗的能量为2500J，总用时160s，无人机用于驱动飞行的电能转化效率为60%，无人机竖直下降后电池剩余总容量的50%，测试结束。
（1）璐璐同学指出：无人机的信号传输是通过________传递；
（2）粤鹏同学说ADE电击时为什么不能碰人，因为人体________；
（3）当俊宇购买的无人机空载时匀速向下降落2m，重力做功________J；
（4）无人机螺旋桨飞行时向下，无人机向上飞，善于观察的苏华同学发现通过桨叶旋转空气提供升力，这体现了力的作用是 ________ ；
（5）顺顺同学经过观察，指出无人机各电动机之间是 _____ 联的；
（6）满电时，无人机的电池质量占空载质量的百分比 __________ （保留一位小数）；
（7）为了更快运送急救AED装置，请你帮助璐璐同学对无人机设计提出一条建议？_____________ ；如何去更改螺旋桨的旋转方向？_________________ 。
【答案】（1）电磁波 （2）是导体
（3）180 （4）相互的
（5）并 （6）22.2%
（7） ①. 增大电动机的功率 ②. 改变通过电动机的电流方向
【解析】
【小问1详解】
无人机的信号传输是通过电磁波传递的，因为电磁波可以在空气中传播，且传播速度快，能实现远距离的信息传输。
【小问2详解】
人体是导体，容易导电；当AED电击时，电流会通过人体，可能会对人体造成伤害。
【小问3详解】
无人机空载总质量（含电池，不含AED）为9kg，空载时匀速向下降落2m，重力做功W＝Gh＝mgh＝9kg×10N/kg×2m＝180J
【小问4详解】
无人机螺旋桨飞行时向下，无人机向上飞，这是因为桨叶旋转时对空气施加向下的力，同时空气对桨叶施加向上的反作用力，使无人机向上飞，这体现了力的作用是相互的。
【小问5详解】
因为每个旋翼搭配独立的电动机驱动，且相邻旋翼之间旋转方向相反，各电动机之间互不影响，所以无人机各电动机之间是并联的。
小问6详解】
无人机前往过程中竖直上升和竖直下降过程消耗的总能量为3.2×104J，水平匀速移动过程飞行每秒消耗的能量为2500J，总用时160s，无人机用于驱动飞行的电能转化效率为60%，则飞行消耗的电能是
此时此过程消耗了1-50%＝50%的电能，说明原来储存了400W·h电能；故电池的质量
故无人机的电池质量占空载质量的百分比为
【小问7详解】
[1]为了更快运送急救AED装置，需要缩短做功的时间，而做功多少不变，根据功率可知，增大电动机的功率可缩短运送时间，使急救AED装置能更快运送到指定地点。
[2]电动机的转动方向与电流方向有关，改变电流方向，电动机的转动方向就会改变。因此可以通过改变电动机的电流方向来更改螺旋桨的旋转方向。
3、 (2025山东威海）如图1所示，我国部分古代建筑屋顶采用弧线型设计，“如鸟斯革，如翚斯飞”。屋顶为什么这样设计？某兴趣小组通过实验进行探究。
根据经验，雨水流过屋顶的时间越短，防雨效果越好，为此他们首先进行了实验一。
实验一：探究雨滴经过屋顶的时间与哪些因素有关
（1）猜想：影响雨滴流过屋顶（高度、宽度均相同）时间的因素可能为：雨滴在屋顶运动的初始位置、屋顶材料、屋顶形状（雨滴与屋顶碰撞之后的速度近似为零，他们认为可不用研究雨滴初始速度这一因素）
设计实验方案：
请写出1个测量时间的工具：___________。
图2所示5个实验：用钢珠代替雨滴，将相同钢珠从屋顶不同位置静止释放，记录钢珠经过屋顶的时间。若研究该时间与屋顶材料的关系，应选择实验___________进行研究。
测量与分析：
用传感器获得图2甲、乙中钢珠从屋顶顶端滑到底端完整的路程s和时间t实验数据，画出s-t关系如图3所示，其中图像___________（选填“c”“d”）表示钢珠运动的平均速度较大；钢珠滑过屋顶___________（选填“甲”“乙”）的时间较短。
实验二：探究下雨时不同屋顶对墙体的保护能力
（2）如图3所示，甲、乙、丙是下方墙体相同、屋顶的材料相同但形状不同的三个建筑。将代替雨滴的相同钢珠分别在甲、乙屋顶顶端静止滑下落到水平地面，测量落地点到墙的距离s1、s2，数据如表2所示。
表2
实验次数 距离/cm
s1 s2
1 45 56
2 43 59
3 44 58
根据表2推测：为防止雨水落地时飞溅打湿墙体，下雨时___________对墙体保护更好（选填“甲”“乙”）。若不计一切阻力，甲图中钢珠落地时的动能___________乙图中钢珠落地时的动能（选填“<”“=”“>”）。
实验三：探究不同屋顶对建筑采光的影响
（3）图3甲、乙、丙三个建筑右侧墙体均安装大型窗户，某时刻阳光方向如图所示，阳光能够照射到房间内距离最远的是___________（选填“甲”“乙”“丙”）。
【答案】（1） ①. 秒表 ②. 甲、丁 ③. c ④. 甲
（2） ①. 乙 ②. =
（3）丙
【解析】
【小问1详解】
[1]本实验中需要测量时间，测量时间的工具是秒表。
[2]研究该时间与屋顶材料的关系，需要控制应选择实验初始位置、屋顶形状相同，屋顶材料不同，由图2可知应选甲和丁进行研究。
[3][4]用传感器获得图2甲、乙中钢珠从屋顶顶端滑到底端完整的路程s和时间t实验数据，画出s-t关系如图3；由图3可知，相同时间c的路程大，则c图像的平均速度较大；由图可知钢珠通过甲屋顶的路程小于乙屋顶的路程，则钢珠滑过屋顶甲的时间较短。
【小问2详解】
[1]根据表格数据可知钢珠从乙屋顶顶端静止滑下落到水平地面，落地点到墙的距离角远，所以为防止雨水落地时飞溅打湿墙体，下雨时乙对墙体保护更好。
[2]不计空气阻力，机械能守恒，钢珠开始的重力势能相同，落地过程中重力势能转化动能，则甲、乙钢珠落地时的动能也相同。
【小问3详解】
由于光沿直线传播，根据图中屋顶的形状，甲、乙被屋顶挡住的光线较多，丙的屋檐上翘，挡住的光线较少，则丙中阳光能够照射到房间内距离最远。
4、 (2025山东威海）压电材料是一种在发生弹性形变时将机械能转化为电能的新型材料。为探究影响压电材料两端电压大小与压力大小、材料种类的关系，科技小组利用如图所示装置设计了如下实验：将质量不同的砝码分别放在压电材料a、b的中心，用数字电压表测量压电材料两端的电压，记录数据如表1所示。
表1
砝码质量m/g 50 100 150 200 …
电压U/V 材料a 1.0 2.0 3.0 4.0 …
材料b 0.7 1.4 2.1 2.8 …
（1）分析表1中材料a的相关数据，得出的结论：___________；对比分析材料a、b的相关数据，得出的结论：___________。
（2）当砝码质量超过200g后，发现材料a两端的电压不再明显增加，原因可能是___________
（3）某类型压电材料可为电路提供6V恒定电压，利用此电源测量小灯泡额定功率（额定电压3.8V） 。
①请在图虚线框内画出实验电路图___________。
②在连接电路时，当连接好最后一根导线，小灯泡立即发光，出现这种现象的原因可能是___________；排除问题后，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率为___________W。
【答案】（1） ①. 材料相同时，压力越大，产生的电压越高 ②. 压力相同时，材料不同，产生的电压不同 （2）见解析
（3） ①. ②. 开关没有断开 ③.
【解析】
【小问1详解】
[1]分析表1中材料a的相关数据，材料a所受压力越大，电压越高，可得出的结论：材料相同时，压力越大，产生的电压越高。
[2]对比分析材料a、b的相关数据，相同压力，两种材料产生的电压不同，可得出的结论：压力相同时，材料不同，产生的电压不同。
【小问2详解】
砝码质量超过200g后，材料a两端的电压不再明显增加，说明该材料在压力的作用下，电压只能增加到一定的程度，超过这个电压值就不再有明显的增加。
【小问3详解】
[1]测量小灯泡额定功率需要电流表、滑动变阻器、小灯泡串联接入电路，电压表并联在小灯泡两端，如下图所示：
[2]连接电路时，连接好最后一根导线，小灯泡立即发光，此时电路为通路，说明连接电路时开关没有断开。
[3]由图可知电流表接小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率为
5、 (2025广东）巡检机器人可对高压输电线进行巡检，如图，其相关参数见表。机器人的电机可切换为电动机或发电机。水平匀速巡检时，蓄电池减少的储能全部用于电机产生的牵引力做功。当蓄电池储能降至0.1E0时，停止电能输出，巡检终止。下坡巡检时，电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电，将能量储存起来。
质量 54kg
最大巡检速度 4
蓄电池满电时储能 0.2kW·h
电动机最大输出功率 100W
（1）下坡时，发电机利用________原理发电；
（2）请完成以下能量转化流程图________：
（3）若充满电的机器人保持、水平巡检1.2h，则巡检路程为________km，牵引力为________N，蓄电池储能剩余________kW·h；
（4）如图巡检线路，当机器人到达A点时，蓄电池储能为0.95。随后机器人先下坡巡检（电机切换为发电机），后水平巡检（电机切换为电动机），巡检全程速度大小保持不变AB段重力势能减少量为J。充电过程中，重力势能每减少1J，转化为电能并储存在蓄电池中的能量为0.45J。水平阶段机器人所受阻力大小是重力的0.15倍，则水平阶段匀速巡检的最大路程为________m。（g＝10N/kg）
【答案】（1）电磁感应
（2）化学 （3） ①. 4.8 ②. 90 ③. 0.08
（4）8000
【解析】
【小问1详解】
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，发电机是利用电磁感应来工作的。
【小问2详解】
由材料可知，下坡巡检时，电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电，将能量储存起来，蓄电池的充电过程，消耗电能转化为化学能，并将化学能储存在蓄电池内。
【小问3详解】
[1]巡检路程为s=v0t=4km/h×1.2h=4.8km
[2]机器人的速度
由得到牵引力为
[3]消耗的电能W消=P0t=0.1kW×1.2h=0.12kW·h
蓄电池储能剩余W剩=W-W消=0.2kW·h-0.12kW·h=0.08kW·h
【小问4详解】
充电能量
0.95×0.2kW·h+1.25×10-2kW·h=0.2025kW·h>0.2kW·h
蓄电池能充满电，储存能量为0.2kW·h。
蓄电池可用的能量0.2kW·h-0.1×0.2kW·h=0.18kW·h=6.48×105J
水平阶段机器人所受阻力大小f=0.15G=0.15m0g=0.15×54kg×10N/kg=81N
水平阶段匀速巡检的最大路程为
6、 (2025广东）桥梁设计需考虑材料受热膨胀。小明设计实验，探究形状和大小相同、材料不同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量与温度变化量的关系。
（1）初始时金属棒A、B的长度和横截面积均________；
（2）如图所示装置可用来测量金属棒受热时微小的伸长量。激光笔固定在杠杆右端，杠杆可在竖直平面内转动；标尺竖直放置，通过激光点在标尺上移动的距离来反映金属棒的伸长量。
①开始时，将金属棒上端固定并保持竖直，下端轻触杠杆，杠杆和激光束在同一水平直线上，光点在标尺“0”刻度处。
②加热金属棒，光点会在标尺上向________（选填“上”或“下”）移动。用A、B棒进行实验，实验数据见表。其中，、分别表示A、B棒在不同温度t时，光点在标尺上的刻度值。
实验序号 1 2 3 4 5
t/℃ 25.0 40.0 55.0 70.0 85.0
/cm 0 1.10 2.15 3.26 4.31
/cm 0 1.73 344 5.18 6.89
③分析数据可知：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越________；温度升高相同时，金属棒（选填“A”或“B”）________的伸长量更大。
（3）金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力臂________（选填“变大”“变小”或“不变”）；同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，可采取的做法是________（写1种即可）。
【答案】（1）相同 （2） ①. 上 ②. 大 ③. B
（3） ①. 变小 ②. 支点向左移动
【解析】
【小问1详解】
由控制变量法可知，探究形状和大小相同、材料不同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量与温度变化量的关系，初始时应控制金属棒A、B的长度和横截面积均相同。
【小问2详解】
[1]由图可知，加热金属棒，金属棒伸长，杠杆逆时针转动，光点会在标尺上向上移动。
[2]分析数据可知，对于同一根金属棒，例如A棒，从实验序号1到5 ，温度逐渐升高，的值越来越大，可以得出：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越大。
[3]当温度升高相同时，比如从25.0℃升高到70.0℃，A棒的伸长量
B棒的伸长量
因此金属棒B的伸长量更大。
【小问3详解】
[1]由力臂的定义可知，金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力的方向始终不变，阻力臂变小。
[2]同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，由数学知识，可采取的做法是支点向左移动。
7、 (2025贵州）一些容易倾倒的广告牌成为城市的安全隐患，如图甲所示。这一问题引发了小明、小羽的思考：这类广告牌之所以容易倾倒，是否与它们的结构特点有关？通过观察，他们绘制了这类广告牌的结构图（如图乙所示），并猜想：在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒。
为验证猜想，他们制定了如下探究方案：制作两个展板相同、底座长度相同但宽度不同的模型，底座质量不计，如图丙所示。用悬挂于铁架台上的铁球撞击展板，模拟外界对展板的作用，记录观察到的现象并进行分析。
接下来请参与他们的探究并回答以下问题：
（1）如图丁所示，他们让铁球静止时与展板接触但不挤压。拉起铁球，松手后铁球由静止向下摆动，铁球的重力势能转化为___________能，使铁球具有撞击展板的能量。
（2）小明先后两次释放铁球，分别撞击两块展板最上端。为使两次的撞击作用相同，摆线被拉开的角度α应该___________。撞击后发现：两块展板都未倾倒。由此，小明得出“广告牌是否容易倾倒与底座宽度无关”的结论。你认为他能否根据实验现象得到这一结论？ ___________。（无需说明理由）
（3）小羽对小明的结论提出了质疑。她选用了一个质量更大的铁球，重复上述操作后发现：两块展板都被撞倒。这似乎证明了小明的结论是正确的。你认为当撞击作用相同时，需观察到什么现象，才可对比出哪块展板更容易倾倒？___________。
（4）在不改变实验装置的前提下，如何验证“在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒”，请写出你的操作方法。
【答案】（1）动能 （2） ①. 相同 ②. 不能
（3）见详解 （4）见详解
【解析】
【小问1详解】
[1]铁球下落过程中，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能。
【小问2详解】
[1]要使两次撞击作用相同，必须保证铁球撞击展板时的速度相同，因此摆线被拉开的角度α应该相同。
[2]实验中两块展板都未倾倒，说明撞击力度未达到倾倒临界值，无法比较不同底座宽度的抗倾倒能力，故不能得出“与底座宽度无关”的结论。
【小问3详解】
通过两次实验过程可以总结：当撞击作用相同时，需观察到两块展板都未倾倒时倾斜的最大角度的不同，或都倾倒时观察倾倒需要的时间的长短不同。
【小问4详解】
最能得出正确实验结论的方法是能逐渐增大实验所用铁球的质量，直到观察到其中一块倾倒而另一块未倾倒。具体操作方法如下，方法一：保持摆线角度α相同，逐渐增加铁球质量进行多次撞击，记录使不同底座宽度的展板刚好倾倒时的最小铁球质量。比较发现使窄底座展板倾倒所需铁球质量更小，即可验证猜想。方法二：用同一个铁球，不断增大摆线角度α，但需要保证撞击两块展板时，摆线角度相同，直到观察到其中一块倾倒而另一块未倾倒，也可以验证猜想，那就是在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒。
8、 (2025广西壮族自治区)为了解家用电器耗能情况，某小组进行了如下研究。图甲是2，图乙是其工作原理简图，为热敏电阻，其电阻值随温度变化的部分曲线如图丙所示。将蚊香片装入蚊香器，通电后蚊香器的热敏电阻发热，加热蚊香片可以达到驱蚊功效，最后自动保持在一个特定温度（如图丙中的）。
（1）蚊香器工作一会儿，人就能闻到蚊香片气味，这是气体分子在空气中的___________现象。
（2）若蚊香器正常工作的电功率为，则电路电阻值的大小为多少_________？工作消耗电能为多少_________？
（3）家用电器待机时也消耗电能，某些电视机机顶盒待机的功率可达蚊香器正常工作功率的3倍，我们在日常生活用电时该如何有效节能？请写出一条有效措施_________。
（4）请从能量转化和转移角度并结合热敏电阻的电阻值变化特点，解释蚊香器通电后温度升高，并能自动保持一定温度的原因_________。
【答案】（1）扩散 （2） ①. 9680Ω ②. 0.05kW·h
（3）不使用电器时拔掉插头 （4）见详解
【解析】
【小问1详解】
人能闻到蚊香片气味，是因为气体分子在不停地做无规则运动，扩散到空气中，这是气体分子在空气中的扩散现象。
【小问2详解】
[1]根据可知，电路电阻值的大小为
[2]根据可知，工作10h消耗电能为
【小问3详解】
日常生活中为了有效节能，可以做到随手关闭用电器，不使用电器时拔掉插头等。
【小问4详解】
蚊香器通电后，电流通过热敏电阻做功，电能转化为内能，使热敏电阻温度升高。由图丙可知，热敏电阻的阻值随温度升高而增大，根据，在电源电压U不变时，电阻R增大，功率P减小，产生的热量减少。当产生的热量与向周围环境散失的热量相等时，温度就自动保持在一定温度。
9、 (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_________________；（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：_________________。
【答案】（1） ①. 内能 ②. 机械能
（2）见解析 （3）见解析
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。
【小问2详解】
在测试过程中，发现扇叶不转动，可能水蒸气的内能太小，笔尖喷出的蒸汽太少。
【小问3详解】
在易拉罐上半部分覆盖保温层，可以减少热量的损失，提高汽轮机效率。
10、 (2025山西）电线杆是常见的市政设施，传统电线杆多为实心圆柱结构，而现代电线杆多采用空心圆柱结构。它们的抗弯强度一样吗？实践小组的同学们设计实验，探究杆的抗弯强度与杆的空心程度的关系。
实验思路：选择材料、长度和质量相同但空心程度不同的杆，在杆的相同位置施加相同的拉力，通过测量杆的形变量，比较杆的抗弯强度。
实验过程：如图所示，将杆的一端水平固定在铁架台上，在杆的另一端挂一定数量的钩码，用刻度尺测量杆的下弯距离。换用不同的空心杆，重复上述操作，记录数据如下表。
次数 杆长Ucm 杆的质量 杆的空心程度 钩码质量 杆的下弯距离
1 15 10 100 9
2 15 10 100 6
3 15 10 100 3
4 15 10 100 1
实验结论：
（1）通过分析实验数据可初步得出：材料、长度和质量都相同的杆，空心程度越大，抗弯强度___________（选填“越大”“不变”或“越小”）。
应用拓展：
（2）结合以上信息，请你写出生产生活中采用空心结构的一个实例：___________。杆的抗弯强度还可能与哪些因素有关呢？请你提出一个可探究的科学问题：___________。
【答案】（1）越大 （2） ①. 自行车车架 ②. 杆的抗弯强度与杆的长度有什么关系
【解析】
【小问1详解】
观察实验数据，在杆的材料、长度和质量都相同，钩码质量也相同（即施加相同拉力）的情况下，随着杆空心程度逐渐增大（从实心到空心程度增加 ），杆的下弯距离逐渐减小。下弯距离越小，说明杆越不容易弯曲，即抗弯强度越大。
【小问2详解】
[1]在生产生活中，自行车车架采用空心结构，这样在保证一定强度的同时能减轻重量；汽车的空心传动轴等也是类似应用。
[2]探究杆的抗弯强度的影响因素，除了空心程度外，还可以从杆的材料（不同材料的硬度等属性不同可能影响抗弯强度）、杆的长度（长度不同可能抗弯能力不同）等方面提出问题。
11、(2025湖南）某兴趣小组了解到人长时间过度低头易对颈椎肌肉造成伤害，为研究颈椎肌肉产生的拉力大小与人低头角度变化之间的规律，设计并组装了一套如图甲所示的装置。印有头颈部照片的内盘与有刻度的固定外盘圆心均在O点，内盘可绕O点转动，以O点为支点，将整个头颈部简化为杠杆模型。表示人低头的角度，在A点通过细线悬挂一个重为2N的物体模拟头颅重力，用细线垂直OB对B点施加的拉力模拟颈椎肌肉产生的拉力，细线对A点的拉力大小为。实验中通过拉力传感器测出内盘上的头颈部在不同位置平衡时的大小，实验数据如下表所示。
物体的重力/N 2
的大小/° 0 15 30 45 60
拉力传感器的示数/N 0 3.22 6.22 8.80 10.78
（1）请画出图乙中的力臂L（保留作图痕迹）；
（2）分析表格中的数据可知，颈椎肌肉产生的拉力随人低头的角度增大而___________，对颈椎肌肉的影响就越大；
（3）若某中学生头颅的重力为50N，请根据表格中的数据，计算该学生低头角度为45°时，颈椎肌肉产生的拉力大小是___________N；
（4）请你结合以上分析，从保护颈椎肌肉的角度提出一条合理建议：___________。
【答案】（1） （2）增大
（3）220 （4）见解析
【解析】
【小问1详解】
在从支点O向力的作用线作垂线段，垂线段的长度为的力臂L，如图所示：
【小问2详解】
从表中数据可知，当低头角度增大时，拉力传感器的示数也随之增大，由此可推测颈椎肌肉产生的拉力随人低头的角度增大而增大。
小问3详解】
由表中数据可知，物体的重力是2N，该学生低头角度为45°时，拉力F1的大小是8.80N，由图乙可知，人低头时头颈部可视为一个杠杆，根据杠杆平衡得到
可知
中学生头颅的重力为50N，根据杠杆平衡得到
得到。
【小问4详解】
根据杠杆平衡条件可知，为了保护颈椎健康，不要长时间低头，要保持眼睛和书本间的距离或端正坐姿等，尽量避免使阻力臂增大，从而导致动力增大的情况出现。
12、（2025江苏苏州）某科技小组要设计冬季植物大棚控温系统。
【任务与要求】当环境温度，加热设备开启工作；温度，停止工作，大棚内的温度维持在一定范围。
【设计与实施】①器材有：电压为的电源、定值电阻、可控加热设备、热敏电阻（阻值随温度变化的关系如图甲）等；②设计的电路如图乙，加热设备是否工作由其两端的电压来控制，当时，加热设备开启工作，当时，加热设备不工作。（不考虑加热设备对电路的影响）
【分析与思考】
（1）电路中的______是热敏电阻；
（2）定值电阻的阻值为______；
（3）______V；
（4）长时间使用后，电源电压降低，系统控制的最高温度将______。
【答案】（1）
（2）80 （3）3
（4）降低
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知，热敏电阻阻值随温度升高而减小。图乙中，与串联。若是热敏电阻，温度升高时，阻值变小，根据串联分压原理，电压减小，则电压变大，即加热设备两端的电压变大，不符合题意，所以不是热敏电阻；若是热敏电阻，温度升高时，阻值变小，根据串联分压原理，电压减小，则加热设备两端的电压减小，符合题意。所以是热敏电阻。
【小问2详解】
开启工作时，加热设备两端的电压，即电压为4V，温度为，对应热敏电阻，根据串联分压原理则有
解得定值电阻。
【小问3详解】
停止工作时，温度为，对应热敏电阻，根据串联分压原理则有
解得。
【小问4详解】
停止加热时，温度最高，根据串联分压原理则有
则有
长时间使用后，电源电压降低，则对应阻值变大，因为热敏电阻阻值随温度升高而减小，所以系统控制的最高温度降低。
13、（2025四川成都）小罗和小韩利用周末对部分交通信号灯进行了考察研究。
（1）他们讨论后有以下认识，你认为不合理的是（ ）
A. 利用光的信息特性，交通信号灯通过不同颜色灯光发出指令
B. 利用大数据信息设计红、绿灯的配时方案，可减少交通拥堵
C. 交通信号灯使用的高亮度LED光源，是用超导材料制成的
D. 交通信号灯需要有可靠的绝缘、防水措施，以确保电路安全
（2）他们发现有的路口使用移动式交通信号灯，如图。查阅资料得知，这种交通信号灯正常工作时，电压为12V，总功率为4W，其总电流与常见家用电器______（选填“电吹风”“电风扇”“空调”）的额定电流最接近。
（3）该移动式交通信号灯由蓄电池提供电能，蓄电池充满电可使其连续正常工作6天，若蓄电池72%的电能被信号灯有效利用，蓄电池充满电时储存的电能为_____J。
（4）他们利用已有的知识和经验，设计出模拟东、北方向红灯和绿灯指令的简易电路图，下列四个电路中符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】（1）C （2）电风扇
（3）
（4）D
【解析】
【小问1详解】
A．交通信号灯通过不同颜色（红、黄、绿）传递指令信息，利用了光的信息特性，故A不符合题意；
B．把采集的交通态势数据实时输入到大模型，利用大数据推理出最佳信号配时方案，可减少交通拥堵，故B不符合题意；
C．交通信号灯使用的高亮度LED光源，是用半导体材料制成的，超导材料的电阻为零，不能制作发光元件，故C符合题意；
D．户外设备需绝缘、防水以确保安全，所以交通信号灯需要有可靠的绝缘、防水措施，故D不符合题意。
故选C。
【小问2详解】
其总电流为
电吹风的功率约2000W，额定电流约
电风扇的功率约60W，额定电流约
空调的功率约1000W，额定电流约
其总电流与电风扇的额定电流最接近。
【小问3详解】
信号灯有效利用的电能W=Pt=4W×6×24×3600s=2.0736×106J
蓄电池充满电时储存的电能
【小问4详解】
A．由图可知，开关S接1时，向东方向的绿灯和红灯亮，开关S接2时，向北和向东放出的绿灯和红灯都亮，故A不符合题意；
B．由图可知，开关S接1时，向北方向的绿灯亮，开关S接2时，向北和向东方向的红灯亮，故B不符合题意；
C．由图可知，开关S接1时，电源被短路，可能会烧坏电源，故C不符合题意；
D．由图可知，开关S接1时，向北方向的红灯亮，向东方向的绿灯亮，开关S接2时，向北方向的绿灯亮，向东方向的红灯亮，故D符合题意。
故选D。
14、 (2025江苏连云港）加湿器可以增加室内空气湿度，如图甲是某蒸发型加湿器。它是采用蒸发原理加湿的，其内部结构如图乙所示。加湿器上部有一个小型风扇，还有电源、时间、风速、湿度设定等按键。加湿器下部有三部分装置，分别是加湿滤网、滤网架（含浮筒）和水箱。加湿滤网安装在滤网架上，加湿滤网呈蜂窝状，放入水箱后，水会布满整个滤网。
当感知水箱中的水量不足时，蒸发型加湿器风扇停止转动。起控制作用的是利用浮力原理设计的自动开关，如图丙所示。浮筒是一个轻质塑料件，质量是，由两部分组成，下半部分是底面积为、高度为的圆柱体，上半部分是底面积为、高度为的圆柱体。水箱底部到触点开关的高度是（忽略触点开关上下触点间的距离）。当水量充足时浮筒接通触点开关，风扇通电转动，液体表面空气流速增大，蒸发加快；当水量不足时，浮筒下降，触点开关断开，风扇断电停止转动。（g取）
（1）蒸发型加湿器的加湿滤网是通过___________的方式加快水的蒸发的；
（2）该蒸发型加湿器通电后主要把电能转化为___________；
（3）当触点开关刚断开时，浮筒排开水的体积是___________，水箱中水的深度是___________，浮筒的浮沉状态是___________。
【答案】（1）增大液体表面积
（2）机械能 （3） ①. 50 ②. 3.5 ③. 漂浮
【解析】
【小问1详解】
加湿滤网呈蜂窝状结构，这种设计可以显著增大水与空气的接触面积，从而加快水的蒸发速度。这是通过增大液体表面积的方式来促进蒸发的。
【小问2详解】
加湿器工作时，电能主要转化为风扇转动的机械能，用于加快空气流动。同时还有少量电能转化为其他形式的能量，如声能等，但主要能量转化是电能转化为机械能。
【小问3详解】
[1]当触点开关刚断开时，浮筒处于临界状态，此时浮力等于重力。浮筒质量50g=0.05kg，易知浮力F浮=G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
根据阿基米德原理，排开水的体积
[2]浮筒下半部分浸入水中的高度
浮筒总高20cm，开关高度21cm，故浮筒底部距水箱底部L=21cm-(15cm+5cm)=1cm
水箱中水的深度为浮筒浸入水中的高度加上浮筒底部到水箱底部的距离，即h深=2.5cm+1cm=3.5cm
[3]此时浮筒受到的浮力等于重力，处于漂浮状态。随着水位继续下降，浮筒将下沉断开触点开关。
15、 (2025江苏连云港）污水中的悬浮物质，可在重力的作用下沉淀去除。根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能（悬浮于液体中的微小颗粒聚集形成较大颗粒的能力），沉淀可分为四类，如图甲所示。
第一类为自由沉淀，当悬浮物质浓度不高时，在沉淀的过程中，颗粒之间互不碰撞，呈单颗粒状态，颗粒近似为球形，以沉速大小（表示颗粒的密度，表示液体的密度，d表示颗粒的直径，表示液体的黏滞度）完成自由沉淀过程。
第二类为絮凝沉淀，当悬浮物质浓度约为时，在沉淀过程中，颗粒与颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用，使颗粒的直径与质量逐渐加大，沉淀速度不断加快。实际沉速很难用理论公式计算，主要靠实验测定。
第三类为成层沉淀，当悬浮物质浓度大于时，在沉淀过程中，相邻颗粒之间相互妨碍、干扰，各自保持相对位置不变，在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀。
第四类为压缩，成层沉淀的继续，即形成压缩。颗粒间互相支撑，上层颗粒在重力作用下，挤出下层颗粒间隙的水，使污泥得到浓缩。
污水中的颗粒在自由沉淀时，某深度处的悬浮物质浓度则相应下降，悬浮物质浓度的改变量与原浓度的百分比叫去除率，图乙是某次自由沉淀实验绘制的去除率与沉淀时间的关系曲线。
（1）在自由沉淀时，若，则颗粒在水中的运动状态是___________；
（2）在自由沉淀时，对颗粒的沉速影响较大的因素是___________；
（3）当悬浮物质浓度约为时，下列说法正确的是___________；
A. 质量相同的颗粒，直径大的沉速大 B. 直径相同的颗粒，质量大的沉速大
C. 直径相同颗粒，质量大的沉速小 D. 各颗粒的沉速相同，与质量、直径无关
（4）污水中的颗粒在自由沉淀时，某深度处悬浮物质浓度下降快慢随沉淀时间变化的情况是___________。
【答案】（1）静止 （2）颗粒的直径
（3）D （4）逐渐变慢
【解析】
【小问1详解】
根据沉淀速度的定义可知，若，沉速大小为0，则颗粒在水中的运动状态是静止。
【小问2详解】
根据沉淀速度的定义式可知，颗粒的直径以平方大小影响，因此对颗粒的沉速影响较大的因素是颗粒的直径。
【小问3详解】
根据文意当悬浮物质浓度大于时，相邻颗粒之间相互妨碍、干扰，各自保持相对位置不变，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【小问4详解】
根据文意，污水中的颗粒在自由沉淀时，某深度处的悬浮物质浓度则相应下降，根据沉速可知，速度逐渐变小。
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