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2025年中考物理题分类汇编---科普阅读题
1、 (2025甘肃)阅读短文,回答问题。
燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备,图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时,先通电,绿色指示灯亮起,再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时,电子点火器点火,燃气在燃烧器内燃烧,产生1700℃的高温烟气,此时红色指示灯亮起,同时风机工作,高温烟气上升,流经热交换器,将从A处流入热交换器的冷水加热,产生的热水从B处源源不断流出热交换器,低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时,热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示,“额定耗气量”的含义是:热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。
适用燃气 天然气
热值 3×107J/m3
额定耗气量 1.8m3/h
燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率,能效等级是根据热效率来划分的,其中三级能效的热效率不得低于84%,二级能效的热效率不得低于88%,而一级能效的热效率则不得低于96%。
(1)某次洗浴,热交换器在10min内将质量为100kg的水的温度升高20℃,则该过程中水吸收的热量为____________ J。(水的比热容为c水=4.2×103J/(kg ℃))
(2)此次洗浴,燃气热水器以额定耗气量正常工作10min。若该过程燃气完全燃烧,则放出的热量为__________ J。
(3)请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于_____ 级。
【答案】(1)8.4×106
(2)9×106 (3)二
【解析】
【小问1详解】
该过程中水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg ℃)×100kg×20℃=8.4×106J
【小问2详解】
此次洗浴,燃气热水器以额定耗气量正常工作10min消耗的天然气为
则该过程燃气完全燃烧放出的热量为
【小问3详解】
燃气热水器的热效率为
故该燃气热水器的能效等级属于二级。
2. (2025黑龙江伊春市)阅读下面短文,回答问题。
据报道,中国一年快递业务量突破1700亿件,连续11年稳居世界第一。物流装备制造业如何助力中国快递再上新台阶引发新思考。
图中是我国某公司设计制造的物流无人机,机身上有水平机翼,还有4对带动桨叶水平旋转的电动机,尾部有1个带动桨叶竖直旋转的电动机。当水平旋转桨叶转动时,静止在地面的无人机向上运动,升空后竖直旋转桨叶转动时,推动飞机向前运动。
(1)当水平桨叶转动时,对桨叶产生向上升力的施力物体是 _______ ,这个力改变了飞机的 _________ ,使飞机向上运动。
(2)飞机向前运动时水平机翼受到向上的升力。观察图中水平机翼的形状,并分析机翼受到向上的升力的原因。
【答案】(1) ①. 空气 ②. 运动状态
(2)见解析
【解析】
【小问1详解】
[1]水平桨叶转动时,对空气提供一个向下的力,由于力的作用是相互的,空气对桨叶提供一个向上的力,使飞机向上升,故对桨叶产生向上升力的施力物体时空气。
[2] 当水平桨叶转动时,使飞机向上运动,就是在力的作用下,飞机由静止变为运动,飞机的运动状态发生了改变。
【小问2详解】
图中机翼的上表面为弧形,而下表面较为平直,当飞机向前运动,空气流经机翼时,空气在上表面的流速比下表面快,根据流体压强与流速的关系可知,流速越快的地方,压强越小,因此机翼上、下表面的产生了一个向上的压强差,机翼上、下表面的产生了一个向上的压力差,这个压力差就是升力。
3. (2025黑龙江伊春市)黑龙江的冬天,白雪皑皑,风景如画。南方的朋友们在这里见到了美丽的雾凇,同时也品尝到了东北的特色食品——冻豆腐。冻豆腐的制作过程是人们把含较多水分的鲜豆腐完全冷冻,吃的时候放入锅中和其他食材一起炖煮,豆腐会出现许多小孔,吸满浓浓的汤汁,吃起来很美味。请根据文中信息,写出涉及到的两种物态变化,并简要写出分析依据。
【答案】凝固和熔化,分析见解析
【解析】
【详解】一种物态变化是凝固。依据是“把含较多水分的鲜豆腐完全冷冻”,鲜豆腐中有大量的水,冷冻过程中,水的温度降低到凝固点以下,由液态变成固态的冰,这一过程属于凝固现象。另一种物态变化是熔化。依据是“吃的时候放入锅中和其他食材一起炖煮,豆腐会出现许多小孔”,炖煮时,冻豆腐中的冰会吸收热量,由固态变为液态,形成小孔,这符合熔化的物态变化过程。
4.(2025广东) 阅读短文,回答问题;
登月服
2025年2月,我国望宇登月服进入初样研制阶段。望宇登月服主体由多层结构组成,包括内衣舒适层、保暖层、通风服和水冷服、气密限制层、隔热层和外保护层等。
某科技小组为检测模拟登月服的气密性,设计了气压检测装置,其电路如图甲,的阻值为30Ω,恒流电源输出电流恒为1A.当气压Pa时,压敏电阻的阻值随气压p的变化关系如图乙(为方便计算,图象已作近似处理)。
测试时,如图丙,将充满空气的模拟登月服M和检测装置放入空腔N中,将N抽成真空后密封(不计此过程中M漏气)。启动检测装置,开始计时,此时M内的气压为Pa。已知M漏气速度越来越慢,经过8h,若M漏出空气的质量小于充气质量的10%,则M的气密性达标。M、N内的气压与各自内部空气的密度成正比,且比例系数相同;容积。不计检测装置的体积、M的厚度以及M和N容积的变化。
(1)通风服和水冷服可利用水吸收登月服内热量,是利用了水的比热容________的特点。
(2)M漏气过程中,电流表示数变________。
(3)开始计时后,经过4h电流表示数为0.6A,此时N内的气压为________Pa,M漏出空气的质量为充气质量的________%。请判断M的气密性是否达标并说明理由:________。
(4)思考(3)的检测过程,为使电流表示数变化范围最大,可改变的阻值。设真空时电流表示数为,经过4h电流表示数为,要使与的差值最大,的阻值应为________Ω。
【答案】(1)大 (2)小
(3) ①. 875 ②. 4.375 ③. 见详解
(4)60
【解析】
【小问1详解】
由于水的比热容大,相同质量的水和其它物质吸收相同的热量,水的温度变化较小,所以通风服和水冷服可利用水吸收登月服内的热量,是利用了水的比热容大的特点。
【小问2详解】
由图丙可知,气压检测装置在N内,M漏气过程中,N内的气压逐渐增大,由图乙可知,压敏电阻的阻值随气压p增大而减小,压敏电阻的阻值减小,则通过压敏电阻的电流增大;由图甲可知,与压敏电阻并联,电流表测量通过的电流,恒流电源输出电流恒为1A,由并联分流可知,通过压敏电阻的电流增大,则通过的电流减小,所以电流表示数变小。
【小问3详解】
[1]开始计时后,经过4h电流表示数为0.6A,恒流电源输出电流恒为1A,则通过压敏电阻的电流
两端电压
由于并联电路中各支路两端电压相等,则压敏电阻的电压为18V,则压敏电阻的阻值
由图乙可知,压敏电阻的阻值与气压p的关系为
则压敏电阻的阻值为45Ω时,N内的气压为
[2]设M内漏气前的充气质量为m,空气密度为ρ,经过4h漏气后,漏出的空气质量为m1;则经过4h漏气后,N内的空气质量为m1;空气质量为ρ1;由于M、N内的气压与各自内部空气的密度成正比,且比例系数相同,则有
则
M漏出空气的质量与充气质量之比
[3]由于M漏气速度越来越慢,所以4~8h漏出空气的质量与充气质量之比小于4.375%,则经过8h漏出空气的质量与充气质量之比小于10%,故M的气密性达标。
【小问4详解】
由图乙可知,真空时压敏电阻的阻值为80Ω,设真空时电流表示数为,由图甲可知,与压敏电阻并联,由并联分流可得
恒流电源输出电流恒为1A,则
则
(3)的检测过程,经过4h,压敏电阻的阻值为45Ω,由并联分流可得
则
则
则与的差值
则R0=60Ω时,与的差值最大。
5、(2025北京)请阅读《地月空间的精准量尺——激光测距》并回答题。
地月空间的精准量尺——激光测距
2025年4月,在浩瀚宇宙中的地月空间,一场跨越35万公里的“光影对话”悄然上演,天都一号通导技术试验星,成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验,标志着我国在深空轨道精密测量领域取得技术新突破。
地月空间是指从地球低轨道延伸至距地球约200万公里的空间范围,是人类探索的一个重要方向,作为人类基于现有科技水平可望而又可即的空间,是我们理解宇宙、试验新技术、驶向星辰大海的“演习场”。
如图所示为激光测距试验示意图,天都一号搭载角反射器在绕月轨道上运动,地面测控站提供轨道预报数据,地面激光站发出激光,激光经距地约3.5×108m的角反射器反射后“原路”返回,激光站接收到反射回波信号,就可以得到此时天都一号到地面的精准距离。由于地月空间距离极大、天都一号卫星在绕月轨道上运动速度极快,对地月空间卫星进行激光测距相当于万米外瞄准一根头发丝,实施精密跟踪与信号捕获难度极大,此次测距验证了我国深空激光测距技术的成熟度。
地月空间激光测距技术试验的成功,为中国开发利用地月空间奠定了坚实的科技基础,也为未来深空探测任务提供了重要手段,将有力支撑国际月球科研站等后续重大工程任务的论证与实施。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)天都一号通导技术试验星成功完成全球首次________的地月空间激光测距技术试验。
(2)在激光测距试验中,从激光站发出激光,经天都一号上的角反射器反射,到激光站接收到回波信号所用时间约为________s。(光速取3.0×108m/s,结果保留一位小数)
(3)如图所示,两块平面镜成一定夹角构成角反射器,一束光线射向角反射器,经两次反射就能模拟天都一号上的角反射器效果的是________。
A. B. C.
(4)文中介绍的角反射器、激光测距等技术,都是物理知识的具体应用,科学家不断将科学知识应用于技术创新,推动了人类社会的进步。请仿照表中示例,再举出一个物理知识应用于技术方面的实例,补全表格中①②的内容。
物理知识 物理知识的技术应用实例
光的反射定律 角反射器
①________ ②________
【答案】(1)白天强光干扰条件下
(2)2.3 (3)B
(4) ①. 凸透镜成像的规律 ②. 照相机
【解析】
【小问1详解】
由题意知,天都一号通导技术试验星,成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验,标志着我国在深空轨道精密测量领域取得技术新突破。
【小问2详解】
由题意知,地面激光站发出激光,激光经距地约3.5×108m的角反射器反射后“原路”返回,因此从激光站发出激光,经天都一号上的角反射器反射,到激光站接收到回波信号所用时间约为
【小问3详解】
入射光线经镜面两次反射后,沿与最初入射光线平行的方向反射回去,因此两次反射角与入射角的和为180度,因为反射角等于入射角,则第一次反射时的反射角与第二次反射时的入射角的和为90度,因此角反射器的两个镜面的夹角应为90度。
故选B。
【小问4详解】
[1][2]根据凸透镜成像的规律,当物距小于一倍焦距时,成正立放大的虚像,应用于放大镜;当物距在一倍焦距到二倍焦距之间时,成倒立放大的实像,应用于投影仪;当物距大于二倍焦距时,成倒立缩小的实像,应用于照相机。
6、(2025四川宜宾)超导材料,又称为超导体,是指在一定温度下电阻降为零的导体,具有零电阻和抗磁性两个基本性质。当电流流经超导体时,不发生热损耗,还可以形成强磁场,因此人们对超导体的研究从未停歇。1911年,荷兰科学家卡末林·昂内斯用液氮冷却汞,当温度下降到4K时,汞的电阻完全消失,属于低温超导现象。为了使超导材料具有实用性,人们开始了探寻高温超导体的历程,高温超导体是指温度为77K以上的超导材料。我国科学家赵忠贤等曾在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K。2018年,物理学家发现,氢化镧在大约170万个标准大气压、温度约为-23℃时转变为超导体。目前,已有科学家投入到15℃室温环境下的常温超导的研究,未来,超导材料可能将主要用于远距离输电、磁悬浮等科技领域。[注:热力学温标(符号为,单位为K)与摄氏温标的换算关系是]
根据以上材料判断温度约为-23℃的超导体___________(填“属于”或“不属于”)高温超导体,解释超导体用于远距离输电的好处:___________。
【答案】 ①. 属于 ②. 超导体的电阻为零,输电时不会因电流的热效应造成能量损耗,提高输电效率
【解析】
【详解】[1]根据材料知道,高温超导体临界温度为77K以上。将-23℃代入得
由于,所以,属于高温超导体。
[2]超导体电阻为零,由焦耳定律知道,输电时无电能转化为热能,避免了能量损耗,从而提升输电效率。
7、 (2025黑龙江齐齐哈尔)阅读短文,回答问题。
居家用气,安“燃”无恙
炒菜、做饭、取暖……燃气为我们生活带来了极大的便利。但在燃气使用过程中如发生泄漏或燃气具使用不规范的情况,会导致燃气事故的发生。为确保居家用气安“燃”无恙,燃气管理部门要求用户要安装家用燃气报警器。
图甲是某种燃气报警器部分电路示意图,控制电路中的为气敏电阻,的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定,闭合开关和,报警器处于工作状态。当燃气浓度达到预设值时,电磁铁恰好能将衔铁吸下,工作电路中灯熄灭,灯发光、电铃响而报警(电磁铁线圈的阻值忽略不计)。
(1)燃气报警器的安装位置应根据被检测气体的密度确定,若家中使用天然气(主要成分是密度比空气密度小的甲烷),则燃气报警器应安装在燃气灶附近的___________(选填“上”或“下”)方区域。
(2)图甲中,闭合控制电路的开关,电磁铁上端是___________(选填“”或“”)极。当燃气浓度未达到预设值时,杆处于静止状态。若弹簧对端的拉力为动力,观察图甲可知,此时杆AOB是___________(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。
(3)下列四幅图所示的原理与控制电路中电磁铁的工作原理相同的是( )
A. 验电器工作原理 B. 电流的磁效应
C. 电磁感应现象 D. 交流发电机原理
(4)若想将燃气报警器的预设值调低,在保证电路元件安全的前提下,可以采取的合理方法是___________。(写出一种即可)
【答案】(1)上 (2) ①. N ②. 费力
(3)B (4)减小的阻值##增大电源电压
【解析】
【小问1详解】
因为天然气的主要成分是密度比空气密度小的甲烷,天然气泄漏时会向上飘,所以燃气报警器应安装在燃气灶台附近的上方区域。
【小问2详解】
[1]闭合控制电路的开关S1,电流从电磁铁的下端流入,根据安培定则可以判断电磁铁上端是N极。
[2]当燃气浓度未达到预设值时,杆AOB处于静止状态,此时动力臂小于阻力臂,根据杠杆的分类,杆AOB是费力杠杆。
【小问3详解】
控制电路中电磁铁的工作原理是电流的磁效应。
A.验电器工作原理是同种电荷相互排斥,故A不符合题意;
B.奥斯特实验的原理是电流的磁效应,故B符合题意;
CD.探究怎样产生感应电流的实验和交流发电机的原理是电磁感应现象,故CD不符合题意。
故选B。
【小问4详解】
无论燃气报警器的预设值如何调,控制电路中的报警电流不变,根据欧姆定律
若将燃气报警器的预设值调低,由图乙可知R1变大,当控制电路中的电源电压不变时,应减小R2的阻值,从电路而达到报警电流;
或当R2阻值不变时,增大控制电路中的电源电压。
8、 (2025江苏扬州) 阅读短文,回答问题。
2025年5月,我国首批五座9000吨级气膜粮仓充气成型,标志着中国第四代新型粮仓正式进入实践应用阶段。每座气膜粮仓直径为24m、高度达33m.结构如右图所示,外层为PVDF材料的白色膜材层,反射太阳光且防水;中间层为聚氨酯材料层,导热系数远低于混凝土建材;内层为钢筋混凝土层,起主要支撑作用。气膜粮仓相当于给传统粮仓“穿上了一件雨衣和一件羽绒服”,其储存粮食的气密性和保温性都大幅提升。投入使用后,气膜粮仓集成氮气气调技术,将高纯度的氮气注入粮堆内部。均匀分布的传感器实时获取粮食温度、湿度等信息。气膜粮仓就像白色安全卫士,守护着粮食安全。
(1)聚氨酯材料具有优良的______。(填材料属性)
(2)为减少粮食因变质产生损失,在气膜粮仓中采取的措施是______。(写出一条即可)
(3)9000t粮食可以提供______万人一天的口粮。
A. 2.3 B. 23 C. 230 D. 2300
(4)工程上,常用测量“压强差半衰期”方法来检测粮仓的气密性。
原理 操作
用风机将空气吹入粮仓内,使粮仓内外达到一定的压强差。停机后,由于漏气,粮仓内外的压强差逐渐减小。根据压强差衰减到一定程度的时间,判断气密性的好坏。 测量人员仔细观察压强差的变化,当压强差下降到500Pa时,用秒表开始计时,当压强差下降到250Pa时,停止计时,秒表的示数即为本次测定的“压强差半衰期”。
①检测现场,某风机功率是11kW,送风量约为,则该风机正常工作1min消耗的电能为______J,吹进粮仓的空气质量约为______kg,空气密度约为;
②粮仓内外压强差随时间变化的图像如图,本次测定的压强差半衰期约为______s;
③对照国家公布的《粮仓气密性分级表》,该气膜粮仓气密性达到______级。
粮仓气密性分级表
级别 压强差半衰期
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
【答案】(1)隔热性 (2)良好的气密性和保温性
(3)D (4) ①. ②. ③. ④. Ⅰ
【解析】
小问1详解】
由材料可知聚氨酯材料层的导热系数远低于混凝土建材,所以其具有优良的隔热性。
【小问2详解】
气膜粮仓相当于给传统粮仓穿上了一件雨衣和一件羽绒服,其储存粮食的气密性和保温性都大幅提升。投入使用后,气膜粮仓集成氮气气调技术,将高纯度的氮气注入粮堆内部。气膜粮仓就像白色安全卫士,守护着粮食安全。
【小问3详解】
通常情况下,成年人一天约吃400g米,则9000t粮食一天可供的人数为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【小问4详解】
[1]该风机正常工作1min消耗的电能为
[2]吹进粮仓的空气质量约为
[3][4]当压强差下降到500Pa时,用秒表开始计时,当压强差下降到250Pa时,停止计时,秒表的示数即为本次测定的“压强差半衰期”。由图可知本次测定的压强差半衰期约为
由表格数据可知粮仓气密性为Ⅰ级。
9、(2025江苏苏州)阅读材料,回答问题。
“雪龙”探极
“雪龙2号”是我国自主建造的极地考察破冰船,具有船首、船尾双向破冰技术,填补了中国在极地科考重大装备领域的空白。船首的下部前沿部分叫破冰艏柱,用特殊的高强钢打造,遇到厚度1.5米左右的冰层时,“雪龙2号”因其船首特有的形状,易于以一定的航速冲上冰面,在船首重压下破冰艏柱犹如一把利刃切开厚重的冰层,实现船首破冰,在厚冰海域,通过控制船尾下方吊舱式全回转螺旋桨(水平面内可360度自由转动),使船尾转向,船尾从上方重压冰层,同时螺旋桨削冰,冰层塌陷,实现船尾破冰。
(1)下列物理属性中,_________不是制作破冰艏柱的材料必须具有的属性;
A. 耐低温 B. 硬度大 C. 韧性好(不易断裂) D. 密度小
(2)雪龙2号的船首应设计成如图______所示的形状,船首破冰时,艏柱犹如利刃切开冰层,是由于船首重压增大了艏柱对冰面的______;
(3)向南行驶的“雪龙2号”遇到厚冰阻挡,欲采用船尾破冰,调整螺旋桨,让螺旋桨推动的水流向______(东/南/西/北)运动,可使船尾向东转向。
【答案】(1)D (2) ①. 乙 ②. 压强
(3)西
【解析】
【小问1详解】
由题文“船首的下部前沿部分叫破冰艏柱,用特殊的高强钢打造。”可知制作破冰艏柱的材料必须具有的属性是耐低温、硬度大、韧性好、密度大,故选D。
【小问2详解】
[1][2]“雪龙2号”因其船首特有的形状,易于以一定的航速冲上冰面,在船首重压下破冰艏柱犹如一把利刃切开厚重的冰层,实现船首破冰,所以为了便于船首冲上冰面,船首下方应具有一定的坡度,应设计成如图乙所示的形状;船首破冰时,艏柱犹如利刃切开冰层,是由于船首重压增大了艏柱对冰面的压力从而增大压强。
【小问3详解】
力的作用是相互的,螺旋桨推动水流向西运动时,水流会对船尾有一个向东的反作用力,使得船尾向东转向。
10、 (2025云南)高铁作为现代化轨道交通建设的重大成果,已成为一张中国递给世界的“亮丽名片”。后高铁时代,中国应如何继续领跑世界?未来交通——高温超导磁悬浮列车将给出答案。
高温超导体()相对低温超导体()能在相对更高温区下工作。应用高温超导磁悬浮技术把车轮改为悬浮装置,可制造如图所示的高温超导磁悬浮列车。
在高温超导磁悬浮列车研究中,我国应用先进的高温超导钉扎磁悬浮技术,利用无形的磁场将列车上的超导材料牢牢“钉”在轨道上方。这源于超导材料自身的磁通钉扎特性,如图甲所示,下方永磁轨道产生的磁力线能穿透高温超导体,并被钉扎中心“抓”住。这使得高温超导磁悬浮列车具备了自稳定、自悬浮、自导向的优异特性。如图乙所示,高温超导体上方放置的液氮用于冷却,使得列车运行仅依靠液氮冷却超导体,成本极低。
磁悬浮技术虽然消除了传统列车的机械摩擦阻力,但仍存在制约其速度提升的因素,当列车时速超过400千米时,空气阻力将占列车运行总阻力的80%以上。那么如何降低空气阻力呢?基于真空管道的磁悬浮列车技术应运而生,真空管道的引入大大降低了列车运行时的空气阻力。
目前,我国高温超导磁悬浮列车关键技术已取得重大突破,可以使列车时速实现1000千米以上。我们期待不久的将来能乘坐这样的列车驰骋在祖国的大地上。
(1)应用高温超导______磁悬浮技术,能将列车上的超导材料牢牢“钉”在轨道上方。
(2)基于______的磁悬浮列车技术可以降低列车运行时的空气阻力。
(3)昆明到北京约3000km,若乘坐速度为1000km/h的高温超导磁悬浮列车需要______h。
(4)结合所学知识分析列车运行依靠液氮冷却超导体成本极低的原因:____________。
【答案】(1)钉扎 (2)真空管道
(3)3 (4)见解析
【解析】
【小问1详解】
我国应用先进的高温超导钉扎磁悬浮技术,利用无形的磁场将列车上的超导材料牢牢“钉”在轨道上方,这源于超导材料自身的磁通钉扎特性。
【小问2详解】
列车时速超过400千米时,空气阻力将占列车运行总阻力的80%以上,基于真空管道的磁悬浮列车技术应运而生,真空管道的引入大大降低了列车运行时的空气阻力。
【小问3详解】
昆明到北京约3000km,若乘坐速度为1000km/h的高温超导磁悬浮列车需要的时间
【小问4详解】
液氮冷却超导体成本极低的原因主要是:空气中氮气的含量约为78%,来源广泛;液氮的制取相对简单,通过对空气进行低温液化然后分离即可得到;液氮的沸点约为-196°C,在常压下就能保持低温状态,储存和使用相对方便,所以成本较低。
11、 (2025山东烟台)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。
【答案】(1)用电器 (2) ①. 减小 ②. 智能化浅充电
(3)300
【解析】
【小问1详解】
给锂电池充电时,锂电池消耗电能,相当于电路中的用电器。
【小问2详解】
[1]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。所以文中的“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减小。
[2]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。所以未来的富锂锰基电池“返老还童”可以通过智能化浅充电方式来实现。
【小问3详解】
富锂锰基正极材料放电比容量高达300mAh/g,则需要富锂锰基正极材料的质量为
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2025年中考物理题分类汇编---科普阅读题
1、 (2025甘肃)阅读短文,回答问题。
燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备,图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时,先通电,绿色指示灯亮起,再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时,电子点火器点火,燃气在燃烧器内燃烧,产生1700℃的高温烟气,此时红色指示灯亮起,同时风机工作,高温烟气上升,流经热交换器,将从A处流入热交换器的冷水加热,产生的热水从B处源源不断流出热交换器,低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时,热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示,“额定耗气量”的含义是:热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。
适用燃气 天然气
热值 3×107J/m3
额定耗气量 1.8m3/h
燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率,能效等级是根据热效率来划分的,其中三级能效的热效率不得低于84%,二级能效的热效率不得低于88%,而一级能效的热效率则不得低于96%。
(1)某次洗浴,热交换器在10min内将质量为100kg的水的温度升高20℃,则该过程中水吸收的热量为____________ J。(水的比热容为c水=4.2×103J/(kg ℃))
(2)此次洗浴,燃气热水器以额定耗气量正常工作10min。若该过程燃气完全燃烧,则放出的热量为__________ J。
(3)请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于_____ 级。
2. (2025黑龙江伊春市)阅读下面短文,回答问题。
据报道,中国一年快递业务量突破1700亿件,连续11年稳居世界第一。物流装备制造业如何助力中国快递再上新台阶引发新思考。
图中是我国某公司设计制造的物流无人机,机身上有水平机翼,还有4对带动桨叶水平旋转的电动机,尾部有1个带动桨叶竖直旋转的电动机。当水平旋转桨叶转动时,静止在地面的无人机向上运动,升空后竖直旋转桨叶转动时,推动飞机向前运动。
(1)当水平桨叶转动时,对桨叶产生向上升力的施力物体是 _______ ,这个力改变了飞机的 _________ ,使飞机向上运动。
(2)飞机向前运动时水平机翼受到向上的升力。观察图中水平机翼的形状,并分析机翼受到向上的升力的原因。
3. (2025黑龙江伊春市)黑龙江的冬天,白雪皑皑,风景如画。南方的朋友们在这里见到了美丽的雾凇,同时也品尝到了东北的特色食品——冻豆腐。冻豆腐的制作过程是人们把含较多水分的鲜豆腐完全冷冻,吃的时候放入锅中和其他食材一起炖煮,豆腐会出现许多小孔,吸满浓浓的汤汁,吃起来很美味。请根据文中信息,写出涉及到的两种物态变化,并简要写出分析依据。
4.(2025广东) 阅读短文,回答问题;
登月服
2025年2月,我国望宇登月服进入初样研制阶段。望宇登月服主体由多层结构组成,包括内衣舒适层、保暖层、通风服和水冷服、气密限制层、隔热层和外保护层等。
某科技小组为检测模拟登月服的气密性,设计了气压检测装置,其电路如图甲,的阻值为30Ω,恒流电源输出电流恒为1A.当气压Pa时,压敏电阻的阻值随气压p的变化关系如图乙(为方便计算,图象已作近似处理)。
测试时,如图丙,将充满空气的模拟登月服M和检测装置放入空腔N中,将N抽成真空后密封(不计此过程中M漏气)。启动检测装置,开始计时,此时M内的气压为Pa。已知M漏气速度越来越慢,经过8h,若M漏出空气的质量小于充气质量的10%,则M的气密性达标。M、N内的气压与各自内部空气的密度成正比,且比例系数相同;容积。不计检测装置的体积、M的厚度以及M和N容积的变化。
(1)通风服和水冷服可利用水吸收登月服内热量,是利用了水的比热容________的特点。
(2)M漏气过程中,电流表示数变________。
(3)开始计时后,经过4h电流表示数为0.6A,此时N内的气压为________Pa,M漏出空气的质量为充气质量的________%。请判断M的气密性是否达标并说明理由:________。
(4)思考(3)的检测过程,为使电流表示数变化范围最大,可改变的阻值。设真空时电流表示数为,经过4h电流表示数为,要使与的差值最大,的阻值应为________Ω。
5、(2025北京)请阅读《地月空间的精准量尺——激光测距》并回答题。
地月空间的精准量尺——激光测距
2025年4月,在浩瀚宇宙中的地月空间,一场跨越35万公里的“光影对话”悄然上演,天都一号通导技术试验星,成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验,标志着我国在深空轨道精密测量领域取得技术新突破。
地月空间是指从地球低轨道延伸至距地球约200万公里的空间范围,是人类探索的一个重要方向,作为人类基于现有科技水平可望而又可即的空间,是我们理解宇宙、试验新技术、驶向星辰大海的“演习场”。
如图所示为激光测距试验示意图,天都一号搭载角反射器在绕月轨道上运动,地面测控站提供轨道预报数据,地面激光站发出激光,激光经距地约3.5×108m的角反射器反射后“原路”返回,激光站接收到反射回波信号,就可以得到此时天都一号到地面的精准距离。由于地月空间距离极大、天都一号卫星在绕月轨道上运动速度极快,对地月空间卫星进行激光测距相当于万米外瞄准一根头发丝,实施精密跟踪与信号捕获难度极大,此次测距验证了我国深空激光测距技术的成熟度。
地月空间激光测距技术试验的成功,为中国开发利用地月空间奠定了坚实的科技基础,也为未来深空探测任务提供了重要手段,将有力支撑国际月球科研站等后续重大工程任务的论证与实施。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)天都一号通导技术试验星成功完成全球首次________的地月空间激光测距技术试验。
(2)在激光测距试验中,从激光站发出激光,经天都一号上的角反射器反射,到激光站接收到回波信号所用时间约为________s。(光速取3.0×108m/s,结果保留一位小数)
(3)如图所示,两块平面镜成一定夹角构成角反射器,一束光线射向角反射器,经两次反射就能模拟天都一号上的角反射器效果的是________。
A. B. C.
(4)文中介绍的角反射器、激光测距等技术,都是物理知识的具体应用,科学家不断将科学知识应用于技术创新,推动了人类社会的进步。请仿照表中示例,再举出一个物理知识应用于技术方面的实例,补全表格中①②的内容。
物理知识 物理知识的技术应用实例
光的反射定律 角反射器
①________ ②________
6、(2025四川宜宾)超导材料,又称为超导体,是指在一定温度下电阻降为零的导体,具有零电阻和抗磁性两个基本性质。当电流流经超导体时,不发生热损耗,还可以形成强磁场,因此人们对超导体的研究从未停歇。1911年,荷兰科学家卡末林·昂内斯用液氮冷却汞,当温度下降到4K时,汞的电阻完全消失,属于低温超导现象。为了使超导材料具有实用性,人们开始了探寻高温超导体的历程,高温超导体是指温度为77K以上的超导材料。我国科学家赵忠贤等曾在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K。2018年,物理学家发现,氢化镧在大约170万个标准大气压、温度约为-23℃时转变为超导体。目前,已有科学家投入到15℃室温环境下的常温超导的研究,未来,超导材料可能将主要用于远距离输电、磁悬浮等科技领域。[注:热力学温标(符号为,单位为K)与摄氏温标的换算关系是]
根据以上材料判断温度约为-23℃的超导体___________(填“属于”或“不属于”)高温超导体,解释超导体用于远距离输电的好处:___________。
7、 (2025黑龙江齐齐哈尔)阅读短文,回答问题。
居家用气,安“燃”无恙
炒菜、做饭、取暖……燃气为我们生活带来了极大的便利。但在燃气使用过程中如发生泄漏或燃气具使用不规范的情况,会导致燃气事故的发生。为确保居家用气安“燃”无恙,燃气管理部门要求用户要安装家用燃气报警器。
图甲是某种燃气报警器部分电路示意图,控制电路中的为气敏电阻,的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定,闭合开关和,报警器处于工作状态。当燃气浓度达到预设值时,电磁铁恰好能将衔铁吸下,工作电路中灯熄灭,灯发光、电铃响而报警(电磁铁线圈的阻值忽略不计)。
(1)燃气报警器的安装位置应根据被检测气体的密度确定,若家中使用天然气(主要成分是密度比空气密度小的甲烷),则燃气报警器应安装在燃气灶附近的___________(选填“上”或“下”)方区域。
(2)图甲中,闭合控制电路的开关,电磁铁上端是___________(选填“”或“”)极。当燃气浓度未达到预设值时,杆处于静止状态。若弹簧对端的拉力为动力,观察图甲可知,此时杆AOB是___________(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。
(3)下列四幅图所示的原理与控制电路中电磁铁的工作原理相同的是( )
A. 验电器工作原理 B. 电流的磁效应
C. 电磁感应现象 D. 交流发电机原理
(4)若想将燃气报警器的预设值调低,在保证电路元件安全的前提下,可以采取的合理方法是___________。(写出一种即可)
8、 (2025江苏扬州) 阅读短文,回答问题。
2025年5月,我国首批五座9000吨级气膜粮仓充气成型,标志着中国第四代新型粮仓正式进入实践应用阶段。每座气膜粮仓直径为24m、高度达33m.结构如右图所示,外层为PVDF材料的白色膜材层,反射太阳光且防水;中间层为聚氨酯材料层,导热系数远低于混凝土建材;内层为钢筋混凝土层,起主要支撑作用。气膜粮仓相当于给传统粮仓“穿上了一件雨衣和一件羽绒服”,其储存粮食的气密性和保温性都大幅提升。投入使用后,气膜粮仓集成氮气气调技术,将高纯度的氮气注入粮堆内部。均匀分布的传感器实时获取粮食温度、湿度等信息。气膜粮仓就像白色安全卫士,守护着粮食安全。
(1)聚氨酯材料具有优良的______。(填材料属性)
(2)为减少粮食因变质产生损失,在气膜粮仓中采取的措施是______。(写出一条即可)
(3)9000t粮食可以提供______万人一天的口粮。
A. 2.3 B. 23 C. 230 D. 2300
(4)工程上,常用测量“压强差半衰期”方法来检测粮仓的气密性。
原理 操作
用风机将空气吹入粮仓内,使粮仓内外达到一定的压强差。停机后,由于漏气,粮仓内外的压强差逐渐减小。根据压强差衰减到一定程度的时间,判断气密性的好坏。 测量人员仔细观察压强差的变化,当压强差下降到500Pa时,用秒表开始计时,当压强差下降到250Pa时,停止计时,秒表的示数即为本次测定的“压强差半衰期”。
①检测现场,某风机功率是11kW,送风量约为,则该风机正常工作1min消耗的电能为______J,吹进粮仓的空气质量约为______kg,空气密度约为;
②粮仓内外压强差随时间变化的图像如图,本次测定的压强差半衰期约为______s;
③对照国家公布的《粮仓气密性分级表》,该气膜粮仓气密性达到______级。
粮仓气密性分级表
级别 压强差半衰期
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
9、(2025江苏苏州)阅读材料,回答问题。
“雪龙”探极
“雪龙2号”是我国自主建造的极地考察破冰船,具有船首、船尾双向破冰技术,填补了中国在极地科考重大装备领域的空白。船首的下部前沿部分叫破冰艏柱,用特殊的高强钢打造,遇到厚度1.5米左右的冰层时,“雪龙2号”因其船首特有的形状,易于以一定的航速冲上冰面,在船首重压下破冰艏柱犹如一把利刃切开厚重的冰层,实现船首破冰,在厚冰海域,通过控制船尾下方吊舱式全回转螺旋桨(水平面内可360度自由转动),使船尾转向,船尾从上方重压冰层,同时螺旋桨削冰,冰层塌陷,实现船尾破冰。
(1)下列物理属性中,_________不是制作破冰艏柱的材料必须具有的属性;
A. 耐低温 B. 硬度大 C. 韧性好(不易断裂) D. 密度小
(2)雪龙2号的船首应设计成如图______所示的形状,船首破冰时,艏柱犹如利刃切开冰层,是由于船首重压增大了艏柱对冰面的______;
(3)向南行驶的“雪龙2号”遇到厚冰阻挡,欲采用船尾破冰,调整螺旋桨,让螺旋桨推动的水流向______(东/南/西/北)运动,可使船尾向东转向。
10、 (2025云南)高铁作为现代化轨道交通建设的重大成果,已成为一张中国递给世界的“亮丽名片”。后高铁时代,中国应如何继续领跑世界?未来交通——高温超导磁悬浮列车将给出答案。
高温超导体()相对低温超导体()能在相对更高温区下工作。应用高温超导磁悬浮技术把车轮改为悬浮装置,可制造如图所示的高温超导磁悬浮列车。
在高温超导磁悬浮列车研究中,我国应用先进的高温超导钉扎磁悬浮技术,利用无形的磁场将列车上的超导材料牢牢“钉”在轨道上方。这源于超导材料自身的磁通钉扎特性,如图甲所示,下方永磁轨道产生的磁力线能穿透高温超导体,并被钉扎中心“抓”住。这使得高温超导磁悬浮列车具备了自稳定、自悬浮、自导向的优异特性。如图乙所示,高温超导体上方放置的液氮用于冷却,使得列车运行仅依靠液氮冷却超导体,成本极低。
磁悬浮技术虽然消除了传统列车的机械摩擦阻力,但仍存在制约其速度提升的因素,当列车时速超过400千米时,空气阻力将占列车运行总阻力的80%以上。那么如何降低空气阻力呢?基于真空管道的磁悬浮列车技术应运而生,真空管道的引入大大降低了列车运行时的空气阻力。
目前,我国高温超导磁悬浮列车关键技术已取得重大突破,可以使列车时速实现1000千米以上。我们期待不久的将来能乘坐这样的列车驰骋在祖国的大地上。
(1)应用高温超导______磁悬浮技术,能将列车上的超导材料牢牢“钉”在轨道上方。
(2)基于______的磁悬浮列车技术可以降低列车运行时的空气阻力。
(3)昆明到北京约3000km,若乘坐速度为1000km/h的高温超导磁悬浮列车需要______h。
(4)结合所学知识分析列车运行依靠液氮冷却超导体成本极低的原因:____________。
11、 (2025山东烟台)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。
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