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专题19 科普阅读文、开放性试题
中考新趋势 中考真题速递 考点1 科普阅读题 考点2 综合计算题 考点3 综合开放性题
考点1 科普阅读题
1.（2025·广东省卷）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。
2.（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。
3.（2025·黑龙江卷）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。
考点2 综合计算题
4.（2025·河南）随着科技的发展，机器人的应用日益广泛。人形机器人是一种模仿人类外观和行为的机器人，某兴趣小组以此为主题开展了研究。
（1）技术人员与人形机器人之间可通过无线网络传递信息，这是利用________（填“电磁波”或“超声波”）来实现的。机器人可通过安装在身上的电动机完成许多动作，电动机的工作原理是________。
（2）某跑步机器人在一次长跑性能测试中，跑完18km的路程用时2.5h，该机器人跑步的平均速度是多少？
（3）某工业机器人质量为70kg，搬着货物静止在水平地面上，脚与地面的总接触面积为0.05m ，此时对地面的压强为1.8×10 Pa，该机器人所搬货物的质量是多少？（g取10N/kg）
【答案】（1） ①. 电磁波 ②. 通电导体在磁场中受到力的作用 （2）7.2km/h （3）20kg
【解析】
【小问1详解】
[1]无线网络利用电磁波传递信息，因电磁波可在真空中传播，且适用于远距离通信。
[2]电动机工作原理基于通电导体在磁场中受力转动，即电能转化为机械能。
【小问2详解】
该机器人跑步的平均速度是
【小问3详解】
某工业机器人质量为70kg，搬着货物静止在水平地面上，由可得此时对地面的压力
总质量
货物质量
5.（2025·黑龙江卷）如图，我国某舰艇圆满完成首次航行试验任务，为我国海军建设和发展注入新动力。该舰艇在平静的海面上静止时，舰艇底最低点到水面的竖直距离为。若某段航行过程中，该舰艇在平静的海面上平稳的匀速直线航行了，发动机做的有用功为。已知：海水的密度，该舰艇所用燃料的热值。求：
（1）该舰艇在平静的海面上静止时，海水对舰艇底最低点的压强是多少Pa？
（2）该段航行过程中，发动机提供的前进的动力是多少N？
（3）若该舰艇发动机的效率为，则该段航行过程中，消耗燃料的质量是多少？
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
海水对舰艇底最低点的压强
【小问2详解】
该段航行过程中，发动机提供的前进的动力
【小问3详解】
该段航行燃料完全燃烧放出的热量
则消耗燃料的质量
6.（2025·广东省卷）如图所示是我国自主设计建造的“极地”号破冰调查船。某次任务中，该船的总质量为。已知g＝10N/kg，，。求该船：
（1）受到的总重力；
（2）静止时排开海水的体积；
（3）发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
该船受到的总重力
【小问2详解】
船只漂浮，静止时，受到浮力为
则排开海水的体积
【小问3详解】
发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量
7.（2025·山东卷）“五一”假期，小明随家人驾驶电动汽车前往营地据营。该车可对外供电。输出电压220V，最大输出功率3300W。家人将标有“220V 1000W”的电热水壶接入电动汽车供电电路，把1kg水从20℃加热至100℃用时6min。该车平均速度和每100km平均随耗的对应关系如下表。已知（c水=4.2×103J/(kg·℃)），求：
平均速度（km/h） 30 60 90 120
每100km平均能耗/（kW·h） 100 120 132 150
（1）电动汽车对外供电时的最大输出电流；
（2）加热过程电热水壶消耗的电能；
（3）加热过程电热水壶的效率；
（4）烧水消耗的电能可供电动汽车以30km/h的速度匀速行驶的路程。
【答案】（1）15A （2）0.1kW·h
（3）93.3% （4）0.1km
【解析】
【小问1详解】
已知输出电压220V，最大输出功率3300W，则最大输出电流
【小问2详解】
电热水壶功率 ，时间
加热过程电热水壶消耗的电能
【小问3详解】
水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
加热过程电热水壶的效率
【小问4详解】
表格显示，车速30km/h时，每100km消耗电能100 kW·h，即每公里能耗1kW·h。可行驶路程
8.（2025·陕西·A卷） 2025年5月15日，全国最大光伏能源双燃料汽车运输船，在广州南沙正式命名为“远海口”轮，并交付首航，如图所示。该船采用先进（液化天然气）双燃料主机，日常运行时，使用天然气，燃油作为应急补充。该船还配备峰值输出功率302.8千瓦的分布式太阳能光伏并网系统，为目前同类船舶装载的最大光伏发电系统。
（1）太阳能光伏并网系统利用太阳能方式是将太阳能转化为________能。
（2）阳光每天中午平均照射3h，该船上的太阳能光伏并网系统以峰值功率能发电多少度？太阳能电池板的光电转换效率约为20％，一块太阳能电池板的面积为2.5，中午时太阳能电池板接收到的太阳辐射的功率为1200，船上至少铺设了多少块太阳能电池板？
（3）若运输量相同的传统燃油汽车运输船某次航行需要消耗1000t燃油，“远海口”号双燃料汽车运输船航行相同的航线，燃料全部用天然气，需要消耗液化天然气的质量为620t。已知宣传“远海口”号主机可节省不少于20%的能耗（能耗指的是燃料完全燃烧时放出的总热量），请你通过计算判断对该主机的宣传是否真实？（燃油的热值为，液化天然气的热值为）
【答案】（1）电 （2）；
（3）是真实的
【解析】
小问1详解】
太阳能光伏发电消耗太阳能，同时为电路提供电能，所以是将太阳能转化为电能。
【小问2详解】
已知分布式太阳能光伏并网系统的峰值输出功率为302.8千瓦，所以阳光照射3h能发电的度数为
一块太阳能电池板接收到的太阳辐射功率
一块太阳能电池板的发电功率
船上的太阳能电池板的块数
所以船上至少铺设了505块太阳能电池板。
【小问3详解】
已知，运输船航行相同航线，消耗燃油的质量为
消耗液化天然气的质量为
所以，传统燃油汽车运输船运输过程中完全燃烧燃油产生的能量为
双燃料汽车运输船运输过程中完全燃烧天然气产生的能量为
则新型汽车运输船比传统燃油汽车运输船能节省能耗率为
可见，对该主机的宣传是真实的。
考点3 综合开放性题
9.（2025·山东威海卷）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。
10.（2025·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。
11.（2025·山东卷）近年来，我国探月工程不断取得突破性成果，并计划于2035年前基本建成月球科研站。为支撑月球科研站等深空探测重大工程。2025年4月29日，“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，有效拓展了激光测距技术的观测窗口，过程示意如图。确究人员表示未来嫦娥八号将会携带试验装置登陆月球开展试验，比如聚焦太阳光熔化月壤，获得可以用于月球科研站建设的材料等。月球环境近似为真空。g月大约是地球上g的。
（1）聚焦太阳光熔化月壤过程是_____能转化为_____能；
（2）测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是_____；
（3）假定激光站和“天都一号”之间为真空环境，激光站发射激光和收到回波信号的时间间隔为2.5s，求激光站与“天都一号”间的距离；（激光的传播速度取）
（4）小明畅想未来在月球科研站内的生活：“未来在月球上，我的质量变小了，完成引体向上更轻松了。”请你对小明的畅想作出评析。
【答案】（1） ①. 太阳 ②. 内
（2）电磁波 （3）3.75×108m
（4）见解析
【解析】
【小问1详解】
[1][2]聚焦太阳光熔化月壤，是将太阳能转化为内能，使月壤的温度升高从而熔化。
【小问2详解】
电磁波可以传递信息，且传播不需要介质，月球是真空环境，因此测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是电磁波。
【小问3详解】
已知激光站发射激光和收到回波信号时间间隔为2.5s，则激光站与“天都一号”间的距离
【小问4详解】
质量是物体的一种基本属性，与形状、状态、所处空间位置无关，因此在月球上质量不变；月球上g月大约是地球上g的，根据G=mg，在质量m不变的情况下，重力G会变小，做引体向上时需要克服的重力变小，所以完成引体向上会更轻松，小明说质量变小是错误的，说完成引体向上更轻松是正确的。
12.（2025·广东省卷）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。
13.（2025·广东省卷）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
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专题19 科普阅读文、开放性试题
中考新趋势 中考真题速递 考点1 科普阅读题 考点2 综合计算题 考点3 综合开放性题
考点1 科普阅读题
1.（2025·广东省卷）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。
2.（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________
3.（2025·黑龙江卷）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）
考点2 综合计算题
4.（2025·河南）随着科技的发展，机器人的应用日益广泛。人形机器人是一种模仿人类外观和行为的机器人，某兴趣小组以此为主题开展了研究。
（1）技术人员与人形机器人之间可通过无线网络传递信息，这是利用________（填“电磁波”或“超声波”）来实现的。机器人可通过安装在身上的电动机完成许多动作，电动机的工作原理是________。
（2）某跑步机器人在一次长跑性能测试中，跑完18km的路程用时2.5h，该机器人跑步的平均速度是多少？
（3）某工业机器人质量为70kg，搬着货物静止在水平地面上，脚与地面的总接触面积为0.05m ，此时对地面的压强为1.8×10 Pa，该机器人所搬货物的质量是多少？（g取10N/kg）
5.（2025·黑龙江卷）如图，我国某舰艇圆满完成首次航行试验任务，为我国海军建设和发展注入新动力。该舰艇在平静的海面上静止时，舰艇底最低点到水面的竖直距离为。若某段航行过程中，该舰艇在平静的海面上平稳的匀速直线航行了，发动机做的有用功为。已知：海水的密度，该舰艇所用燃料的热值。求：
（1）该舰艇在平静的海面上静止时，海水对舰艇底最低点的压强是多少Pa？
（2）该段航行过程中，发动机提供的前进的动力是多少N？
（3）若该舰艇发动机的效率为，则该段航行过程中，消耗燃料的质量是多少？
6.（2025·广东省卷）如图所示是我国自主设计建造的“极地”号破冰调查船。某次任务中，该船的总质量为。已知g＝10N/kg，，。求该船：
（1）受到的总重力；
（2）静止时排开海水的体积；
（3）发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。
7.（2025·山东卷）“五一”假期，小明随家人驾驶电动汽车前往营地据营。该车可对外供电。输出电压220V，最大输出功率3300W。家人将标有“220V 1000W”的电热水壶接入电动汽车供电电路，把1kg水从20℃加热至100℃用时6min。该车平均速度和每100km平均随耗的对应关系如下表。已知（c水=4.2×103J/(kg·℃)），求：
平均速度（km/h） 30 60 90 120
每100km平均能耗/（kW·h） 100 120 132 150
（1）电动汽车对外供电时的最大输出电流；
（2）加热过程电热水壶消耗的电能；
（3）加热过程电热水壶的效率；
（4）烧水消耗的电能可供电动汽车以30km/h的速度匀速行驶的路程。
8.（2025·陕西·A卷） 2025年5月15日，全国最大光伏能源双燃料汽车运输船，在广州南沙正式命名为“远海口”轮，并交付首航，如图所示。该船采用先进（液化天然气）双燃料主机，日常运行时，使用天然气，燃油作为应急补充。该船还配备峰值输出功率302.8千瓦的分布式太阳能光伏并网系统，为目前同类船舶装载的最大光伏发电系统。
（1）太阳能光伏并网系统利用太阳能方式是将太阳能转化为________能。
（2）阳光每天中午平均照射3h，该船上的太阳能光伏并网系统以峰值功率能发电多少度？太阳能电池板的光电转换效率约为20％，一块太阳能电池板的面积为2.5，中午时太阳能电池板接收到的太阳辐射的功率为1200，船上至少铺设了多少块太阳能电池板？
（3）若运输量相同的传统燃油汽车运输船某次航行需要消耗1000t燃油，“远海口”号双燃料汽车运输船航行相同的航线，燃料全部用天然气，需要消耗液化天然气的质量为620t。已知宣传“远海口”号主机可节省不少于20%的能耗（能耗指的是燃料完全燃烧时放出的总热量），请你通过计算判断对该主机的宣传是否真实？（燃油的热值为，液化天然气的热值为）
考点3 综合开放性题
9.（2025·山东威海卷）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”）。
10.（2025·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？_________________ 。
11.（2025·山东卷）近年来，我国探月工程不断取得突破性成果，并计划于2035年前基本建成月球科研站。为支撑月球科研站等深空探测重大工程。2025年4月29日，“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，有效拓展了激光测距技术的观测窗口，过程示意如图。确究人员表示未来嫦娥八号将会携带试验装置登陆月球开展试验，比如聚焦太阳光熔化月壤，获得可以用于月球科研站建设的材料等。月球环境近似为真空。g月大约是地球上g的。
（1）聚焦太阳光熔化月壤过程是_____能转化为_____能；
（2）测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是_____；
（3）假定激光站和“天都一号”之间为真空环境，激光站发射激光和收到回波信号的时间间隔为2.5s，求激光站与“天都一号”间的距离；（激光的传播速度取）
（4）小明畅想未来在月球科研站内的生活：“未来在月球上，我的质量变小了，完成引体向上更轻松了。”请你对小明的畅想作出评析。
12.（2025·广东省卷）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）。
13.（2025·广东省卷）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）
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