突破四 情境综合题--2026北京中考物理专题练（含答案）

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2026北京中考物理专题
突破四 情境综合题
专题七 科学思维
类型1 大小比较类
如何做大小比较类的科学推理题
1.写依据：
分析题干，写出科学理论依据或相关公式；
2.找条件：
阅读题目找到已知物理量，明确其中关系；
3.做分析：
根据已知物理量间的关系和理论依据进行推理；
4.写结论：
根据分析得出结论。
1．[2025东城二模]某同学自制了两支形状、大小相同的密度计A、B，质量分别为、，他把密度计A放入装有甲液体的容器中，把密度计B放入装有乙液体的容器中，两支密度计静止时均处于竖直漂浮状态，如图所示。请你根据上述实验现象判断甲、乙两种液体密度大小关系的可能性并说明理由。
解：、、三种情况都有可能。
因为A、B密度计都漂浮在液体中，则，
由可得，
则甲、乙两种液体密度为①，，
由图可知，题干中未说明两个密度计的质量与的关系，则分类讨论：
（1）若，由①②③可知；
（2）若，由①②③可知；
（3）若，则无法确定两种液体密度大小的关系。
综上可知，甲、乙两种液体的密度、、三种情况都有可能。
2．[2025丰台一模]小丰了解到，全球气候变暖使得大量海面浮冰熔化，导致海平面上升。对于此说法他存在疑惑。查找相关材料后，他将该情景模拟为如图所示的简化实验：圆柱形容器中装有一定量的浓盐水，将一块纯水凝固成的冰块放入其中，用刻度尺测量此时液面到容器底的高度为；待冰块完全熔化后（不考虑液体蒸发），再次测量此时液面到杯底的距离为。已知，请分析说明和的大小关系。
解：设容器的底面积为，容器中盐水的体积为，
冰块漂浮时，，，，
；
冰块完全熔化后，；
因为冰化水质量保持不变，所以，又因为、一定，且，所以。
3．[2025平谷一模]甲、乙两溢水杯放在水平桌面上，分别装满密度为和的两种液体。将密度为 的小球轻轻放入甲溢水杯的液体中，小球静止时从甲溢水杯中溢出液体质量为；将小球取出擦干，再轻轻放入乙溢水杯的液体中，小球静止时从乙溢水杯中溢出液体质量为。已知：，请分析并判断与的大小关系。
解：因为 ，所以小球放入甲溢水杯的液体中静止时漂浮，，根据阿基米德原理得；
又因为 ，所以小球放入乙溢水杯的液体中沉底，，
根据阿基米德原理得；所以，即。
4．[2025海淀二模]用2根完全相同且一端密封的玻璃管和2根完全相同的铁丝（体积不可忽略）制作简易密度计。将一根铁丝放在玻璃管内的底部制成密度计A,如图甲所示。将另一根铁丝缠绕在玻璃管外的底部制成密度计B,如图乙所示，使用时铁丝始终浸没在液体中。两玻璃管上均有密度为和的两条刻线，密度计A和B上两刻线之间的距离分别为、。分析比较、的大小。
解：设玻璃管的底面积为,铁丝的体积为,玻璃管和铁丝的总质量为。对于密度计A,当A浸入密度为 的液体中深度为时，根据浮沉条件和阿基米德原理，有,
解得,由此可得。
对于密度计B,当B浸入密度为 的液体中深度为时，
根据浮沉条件和阿基米德原理，有,
解得，由此可得。
综上所述，有。
5．[2024朝阳一模]小阳看到船上的工作人员正在打捞沉入水塘底的石头，他想：把水底的石头打捞到船上，水面高度会变化吗？为了寻找答案，他用大烧杯、石块A和塑料盒B模拟上述过程。他先让塑料盒B漂浮在大烧杯的水中，把石块A沉入水底，如图所示，此时水面高度为。然后，他将石块A从水中取出并轻轻放入塑料盒B内，它们处于漂浮状态，此时水面高度为。请你分析并判断与的大小关系。
解：因为A沉底时，B漂浮时,
得;
A与B一起漂浮时，所以;
因为，所以;
又因为，且和不变，所以。
6．[2024海淀一模]如图所示，将一个小物块浸没在盛有足量水的容器中静止，此时手对物块竖直方向的力为，松手后，物块静止时露出水面的体积为物块体积的；再按如图所示的方式，将擦干后的该物块浸没在盛有足量酒精的容器中静止，此时手对物块竖直方向的力为。已知水的密度，酒精的密度，请分析并判断与的大小关系。（可画图辅助说明）
解：设物块所受的重力为，体积为。
物块漂浮在水中时，由，得；
手拿物块浸没在水中静止时，，则
；
手拿物块浸没在酒精中静止时，，
，则，，所以。
7．在两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球沉底如图1所示；放入乙液体中，两球静止时的情况如图2所示。请比较，在甲液体中，容器底对小球A的支持力与容器底对小球B的支持力的大小，并简要分析过程。
图1 图2
解：容器底对小球A的支持力小于容器底对小球B的支持力。分析过程如下：
在乙液体中,A漂浮,B沉底,由于两个小球的体积相同,则排排,根据可得,根据物体的浮沉条件可知:，，所以，。
在甲液体中,由于体积相同的A、B两个实心小球沉底,排开甲液体的体积相等，由可得,两球在甲液体中受到的浮力相同。
根据可知支持力，所以。
8．[2024西城二模]小瑄用两端电压不变的电源及其他器材做了如图所示的实验。她闭合开关，观察到当滑动变阻器的滑片由点移动到点时，电压表示数的变化量大于电压表示数的变化量。请你分析并判断电阻与阻值的大小关系。（请你画等效电路图辅助说明）
解：当滑片在点和点时，等效电路图分别如图甲、乙所示：
由图可知：、、串联或、、串联，电源电压不变，根据串联电路电压特点：,。
已知，因此。
依据欧姆定律：，
，
所以，因此可知：。
类型2 解释说明类
1．[2025大兴一模]杆秤是我国古代杠杆应用的杰作。如图所示是某同学制作的杆秤（秤杆重力忽略不计），杆秤上提纽的位置点相当于杠杆的支点，点位置相当于阻力作用点，悬挂钩码的位置相当于动力作用点。秤盘对点向下的拉力相当于阻力，钩码对秤杆的作用力相当于动力。在盘中不放物体时，手提提纽，调节钩码的位置使秤杆水平平衡，这时钩码细线在秤杆上的位置为秤的定盘星，用记号笔标记此位置。在秤盘中放砝码，手提提纽，并调节钩码的位置使秤杆水平平衡。此时，标记钩码细线在秤杆上的位置，并记为。在定盘星到之间再画上19条刻度线，每一格就表示。请判断秤杆上的刻度是否均匀并写出你的分析过程。
解：秤杆上的刻度是均匀的。
秤盘内不放物体且秤杆水平平衡时，秤盘对秤杆向下的拉力等于秤盘的重力，即，钩码对秤杆向下的拉力等于钩码的重力，即。
由杠杆平衡条件有：
秤盘内放入质量为的物体且秤杆再次水平平衡时，秤盘对秤杆向下的拉力等于秤盘和盘内物体的总重力，即，钩码对秤杆向下的拉力仍等于钩码的重力，即。设此时钩码细线到的距离为。
由杠杆平衡条件有：
由①②两式可得：
整理后得：，
上式表明：钩码细线到的距离跟秤盘内物体的质量成正比，即秤杆上的刻度是均匀的。
2．[2025朝阳一模]如图所示，是小阳设计的烟雾报警电路。电源两端电压保持不变，电阻是光敏电阻，其阻值随烟雾浓度的增大而增大，是滑动变阻器。当电压表示数大于某一值时，就会触发报警。经过测试发现该烟雾报警装置过于灵敏，请分析说明如何调节滑动变阻器降低烟雾报警装置的灵敏度。
解：降低烟雾报警装置的灵敏度是指烟雾浓度更高时才报警，根据的阻值随烟雾浓度的增大而增大，即需更大时电压表示数仍为。根据，不变，增大，所以减小。又因为串联电路中，、均不变，所以不变。根据，减小，不变，所以增大，滑动变阻器的滑片向右移动。
3．[2025延庆一模]恒流源是一种特殊的电源，电流大小由电源内部结构决定。当电路中的电阻变化时，电源输出的电流保持不变。如图所示的并联电路，是定值电阻，是可变电阻。闭合开关后，当可变电阻变化时会引起通过它自身电流的变化。请你分析说明当变小时会引起通过它的自身电流怎样的变化。
解：由电路图知，两电阻并联，当变小时，电路的总电阻变小，电源输出的电流保持不变，根据知电源电压变小，不变，由知通过的电流变小，根据并联电路的电流关系可知，通过的电流变大，即随减小而增大。
4．[2025丰台二模]如图所示，是小明设计的一种测定油箱内油量的模拟装置，其中电源两端电压不变，是定值电阻，是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆的一端连接，滑杆可以绕固定轴转动，另一端固定着一个浮子。油箱中的油量变化，浮子随油面上下移动，带动滑杆使变阻器的滑片移动，从而改变电路中电流表的示数。当电流表达到最大测量值时，测量油量达到最大值，若想增大油量测量最大值，分析说明应如何调整电阻的阻值。
解：由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电流表测电路中的电流；由欧姆定律和串联电路特点，可得，电源两端电压不变，电流表达到最大测量值时，电流保持不变。当油量增加，浮子上升，滑片向下移动，接入电路的阻值变小，所以应增大阻值。
5．[2025石景山二模]小石想设计一个根据光照情况自动开启和关闭的路灯，设计了如图所示的控制电路，其中电源电压恒定，为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度减弱而增大。当电压表示数大于或等于时，工作电路的开关闭合，路灯被点亮（工作电路未画出）；当电压表示数小于时，工作电路的开关断开。某次测试中，小石发现“路灯”在天色未足够暗时已提前点亮，导致点亮的时间过长。若要使“路灯”仅在天色足够暗时才点亮，应在控制电路中将换为阻值更大还是更小的定值电阻？利用所学的电学知识进行解释，写出推理过程。
解：应将换为阻值更大的定值电阻。若要使“路灯”仅在天色足够暗时才点亮，即光照弱时才点亮；根据阻值随光照减弱而增大，所以当光照减弱时，阻值增大；根据，其中、保持不变，增大，则也应增大。所以应将换为阻值更大的定值电阻。
6．[2024石景山一模]家庭燃气报警器能够检测燃气泄漏情况，部分电路示意图如图甲所示。其中控制电路中的是由气敏电阻制成的传感器，的阻值与燃气浓度的关系如图乙。为滑动变阻器，通过移动滑片的位置来设定燃气报警值。本报警器出厂测试时的信息记录表如图丙。电源电压保持恒定（忽略电磁铁线圈的阻值，不考虑温度对电阻的影响）。若想在实际使用时，燃气浓度达到时就报警，请分析并说明滑动变阻器的滑片应该向上还是向下移动。
出厂测试情况记录 1.控制电路中的电流为 时，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警。 2.预设当燃气浓度达到 时报警。
丙
解：由图像可知，燃气浓度由变成时，气敏电阻阻值变大。
刚好报警时，控制电路中电流为，根据，可得变大；根据，不变，可得变小；
根据，可得应变小；
所以，滑动变阻器的滑片应该向下移动。
类型3 模型构建类
1．我国古代科学著作《天工开物》中记载：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，倾于枧，引水的长竹管内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”这段文字描述的是筒车（如图甲所示）这样一种以水流为动力来取水的机械，其模型如图乙所示，筒车的转动速度不变，下列说法中不正确的是【多选】（ ）
A. 取水筒内的水，在取水处时动能最大
B. 取水筒内的水，在倒水处时重力势能最小
C. 取水筒内的水，从取水处到倒水处，机械能一直在增大
D. 筒车工作过程中将筒车的机械能转化为水的内能
【答案】ABD
2．[2025门头沟一模]小明用一个打了三个孔的金属板来研究“利用杠杆提升重物的机械效率”，他首先将铁钉固定在铁架台上，将金属板左侧的孔穿过铁钉，在中间的孔悬挂重物，在右侧的孔利用弹簧测力计缓慢竖直向上用力，使重物被提升一定的高度，如图甲所示；再按照图乙组装实验装置，在右侧孔利用弹簧测力计缓慢竖直向下用力，使重物被提升相同的高度。请判断哪次的机械效率更高，并阐述你的理由。
解：按图乙组装机械效率更高。因为图甲中金属板重心上升较高，所以在有用功相同时图甲装置的额外功更多，所以图乙装置机械效率更高。
3．[2025顺义一模]某科技小组的同学制作了一个简易浮力秤，制作步骤如下：
①剪掉空塑料瓶的瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖上系一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，当瓶中不放被测物体静止时，在瓶身上与水面相平的位置标记零刻度线（零刻度线以上瓶身粗细均匀），如图甲所示；
②在瓶身上均匀标记其他刻度线，左侧标记的是长度值；
③向瓶中放置钩码（图中未画出），当钩码总质量为时，水面恰好与刻度线相平，把作为浮力秤的最大测量值，如图乙所示；
④在、、刻度线处分别标记、和。
制作好的浮力秤质量刻度均匀，请你分析说明刻度均匀的原因。
解：当瓶中不放被测物体静止时，在瓶身上与水面相平的位置标记零刻度线，由图可知，浮力秤始终处于漂浮状态，浮力秤所受浮力的增量等于被测量物体的重力，故浮力的增量为
；
由阿基米德原理可知，浮力秤所受浮力的增量为
；
联立①②可得。
由于零刻度线以上瓶身粗细均匀，设瓶身粗细均匀部分横截面积为，则。
则被测量物体的质量与浮力秤浸入水中增加的深度成正比，所以制作好的浮力秤质量刻度均匀。
4．[2025西城二模]小安设计了一种测量身高的电路装置，她用导线将电源、保护电阻、开关、一根电阻为的均匀直金属杆和电流表连接成图甲所示电路，金属杆竖直放置，电路中的部分可以按照人的身高上下移动。电源两端电压为且保持不变，在电流表的表盘上刻上相应的高度，将其改装成“身高表”。忽略电路中的部分的电阻，请你尝试分析：
（1） 如图乙所示，如果电流表表盘上所标、为身高刻度，则点的身高刻度_ _ _ _ （选填“大于”“等于”或“小于”）点的身高刻度。
（2） 小安用她设计的装置分别测量了两位同学的身高，发现两位同学的身高有差值，但对应的“身高表”的变化太小，即电流表示数的变化太小。小安想提高“身高表”的灵敏度，请你运用所学知识给小安提出改进意见，并分析说明理由。
【答案】（1） 大于
（2） 增大电源电压或减小保护电阻阻值。设高、矮两位同学测量身高时，金属杆接入电路的电阻分别为、。
金属杆与保护电阻串联，、，
则；
因为、一定，所以若增大或减小，则增大，即提高了“身高表”的灵敏度。
专题八 科普阅读
1．[2025东城二模]阅读并回答问题。
输电线覆冰的防与治
在寒冷的冬季，低温雨雪天气会使部分输电线被厚厚的冰层包裹，形成输电线覆冰现象，不仅影响电力系统的正常运行，还可能引发断线、短路等安全事故。有效的输电线除冰与防冰是电力系统安全的重要保障。
为避免覆冰造成的事故发生，一方面要加强输电线的抗拉能力，另一方面电力专业人员也会密切监测覆冰情况，当覆冰达到一定厚度时，需要及时除冰。除冰的方式有很多种，电力专业人员会根据线路特点选用不同方式，例如机械除冰、热力融冰等。机械除冰是指借助人工或机械等提供的外力破坏覆冰层，使覆冰脱落的一种除冰技术。除冰时，电力专业人员通过用绝缘棒敲打等方式破碎覆冰层，但因安全隐患大，近年来应用较少。热力融冰是指利用各种技术增大通过导线的电流，提高导线表面温度，从而使覆冰熔化并脱落。热力融冰技术作为当前最为高效的输电线除冰方式，应用广泛。
为避免覆冰造成的事故发生，电力专业人员还有很多种方法防止输电线覆冰。其中一种方式是涂防覆冰涂料，通过涂抹在线路外表面的涂料来有效降低水滴的粘附力，这样水滴无法有效粘附在导线外表面，会在风力或自重的作用下自行脱落。防覆冰涂料有很多类型，其中发热型涂料分为电热型和光热型两种，电热型涂料通过添加导电填料使涂层的导电性能良好，通过增大流经电流的方式增加发热量，延缓覆冰的速度和降低覆冰的厚度。光热型涂料可有效提高输电线路吸收太阳光的性能来达到防冰的效果。
（1） 热力融冰与涂_ _ _ _ （选填“电热”或“光热”）型防覆冰涂料都利用了电流的热效应。
（2） 机械除冰具有安全隐患的原因可能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （写出一条即可）。
（3） 若某段长为的输电线发生覆冰现象时，冰层均匀包裹在输电线外，覆冰后输电线（含覆冰层）的横截面可视为半径为的圆形，覆冰前输电线的横截面可视为半径为的圆形，则输电线覆冰层体积的表达式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （用、、、 表示）。当，，，时，该段输电线外包裹的冰层的质量约为_ _ _ _ 。 取3
【答案】（1） 电热
（2） 有可能导致输电线断裂、坠落地面，使人触电（合理即可）
（3） ；202.5
2．[2025大兴一模]阅读《超导现象》并回答问题。
超导现象
导体的电阻在一定的低温（这个温度叫临界温度）下会突然消失，这种现象被称为超导现象，也叫零电阻效应。人们把处于超导状态的导体称为“超导体”。导体没有了电阻，电流流过时就不会发生热损耗，可以毫无阻碍地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。
超导材料和超导体技术有着广阔的应用前景。人们利用超导现象制造出超导列车和超导船。由于这些交通工具在悬浮无摩擦状态下运行，可以大大提高它们的速度，降低运行过程中的噪声，并有效减少机械磨损。如图所示为一种超导磁悬浮现象。在磁悬浮列车中就可以使用超导体，在列车行驶的过程中，由于超导体能获得强大的电流，产生的磁性很强，列车受到向上的推力会很大，使列车完全脱离路轨而浮在空中。这种磁悬浮列车的速度能高达。
超导体的使用可以大大地减小微电子线路中的热噪声，从而极大地提高电子测量仪器的灵敏性。超导材料的零电阻特性可以用来输送电能和制造大型磁体。超高压输电会有很大的损耗，而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在实际应用中还面临着许多技术难题，从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展，新的超导材料的不断涌现，人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。
（1） 导体的电阻在一定的_ _ _ _ 下会突然消失，这种现象叫超导现象。
（2） 下列应用，利用超导材料零电阻特性的是（ ）
A. 电热水壶 B. 大型磁体 C. 电烤箱 D. 电饭煲
（3） 某高压输电站向用户输电，已知输电站输出的功率为，输出电压为，输电线的总电阻为 。则输电线中的电流为_ _ _ _ A；若输电线全部采用超导体材料制成，则每小时可节约_ _ _ _ 的电能。
【答案】（1） 低温
（2） B
（3） 50；20
3．[2025海淀二模]请根据材料，回答问题。
找寻另一个“地球”
为了找寻另一个宜居星球，天文学家一直没有停止对太阳系以外的行星（系外行星）的观测，但进展缓慢。行星难以直接观测，一个原因是暗。相比恒星，行星自身不发光，只能反射恒星发出的光，而这些反射光非常微弱，很难被望远镜接收到。另一个原因是行星与其所环绕的恒星（宿主恒星）之间的距离远小于它到地球的距离，望远镜很难分辨。观测系外行星就好比晚上从北京看几百公里外一团篝火边上的一颗石子。
科学家提出了间接观测的方法。
凌星法是一种间接观测的方法。凌星现象是指行星在视线方向上穿过恒星而遮住部分恒星的光的现象，行星体积越大，遮住的光就越多。通过绘制凌星现象发生时，恒星亮度随时间变化的图像，如图所示，可推断出行星相对其宿主恒星的体积大小。通过凌星法发现了第一颗最像地球的岩质行星、第一颗温度允许液态水存在的行星……
视向法也是一种间接观测的方法。因为行星的存在，会使宿主恒星与行星绕二者连线上的某点做周期（公转周期）稳定的圆周运动。因此可通过观测宿主恒星的运动状态来反推行星的存在。在与上述圆周共面的某位置上，可观测到宿主恒星速度的变化范围,如果,则可以探测到行星的存在。理论计算表明，其中 是行星质量、是宿主恒星质量、是行星与宿主恒星的距离、是行星的公转周期。以我们熟悉的太阳系中“太阳—木星”系统为例，木星所引起太阳运动的。
越来越多被发现的系外行星改变了人类对宇宙的认识，激励着人类找寻另一个“地球”。
（1） 系外行星难以被直接观测到的原因，除了_ _ _ _ 之外，还有行星与其宿主恒星之间的距离_ _ _ _ _ _ 它到地球的距离。
（2） 图中段对应的恒星亮度越低，说明行星相对其宿主恒星的体积越_ _ _ _ 。
（3） 取木星质量为地球质量的300倍、太阳与木星的距离为太阳与地球的距离的5倍、木星公转周期为地球公转周期的12倍。用视向法观测地球所引起太阳运动的_ _ _ _ （选填“ ”“ ”或“”）。
【答案】（1） 暗；远小于
（2） 大
（3）
4．[2025朝阳一模]阅读并回答问题。
电磁弹射起飞
我国新一代航母引发了全球关注，外界关注的重点聚焦在舰载机电磁弹射起飞上。
由于航母甲板空间有限，不能提供足够长的跑道助跑，舰载机起飞方式目前普遍采用滑跃式和弹射式。滑跃式起飞是利用在航母甲板前端的一段上翘的滑跃甲板帮助飞机获得足够的升力离舰起飞。这种方式技术要求低，建造成本低，但无法以满载状态起飞，起飞效率受限，无法有效执行大规模机群任务。弹射式起飞是利用动力装置驱动藏于航母内部的弹射车，从而带动舰载机在短距离内起飞，如图甲所示。
根据动力的不同，弹射起飞又可分为蒸汽弹射和电磁弹射。蒸汽弹射主要利用蒸汽的压力推动活塞驱动弹射车。电磁弹射则是利用直线电机和储能装置产生电磁力推动弹射车。如图乙所示，是某种直线电机驱动弹射车的原理示意图。轨道上布设有电磁铁，弹射车前进的原因主要是固定在车内部的电磁铁被前方轨道上距离最近的电磁铁吸引，同时又被后方轨道上距离最近的电磁铁排斥，这个吸引力和排斥力的合力方向向前。以电磁铁B为例，此时B处于电磁铁3和4之间的位置，离它最近的轨道上的电磁铁3对它有吸引力，电磁铁4对它有排斥力，这两个力对B的合力方向向前。当弹射车前进“一格”时，轨道两侧电磁铁中的电流方向改变，电磁铁的极性随之发生改变，弹射车受到的合力方向不变。弹射车每前进“一格”,轨道上电磁铁的极性就改变一次，如此，弹射车便可以持续加速前进了。
电磁弹射原理简单，其主要的技术难点在于供电和储能技术。我国新一代航母的电磁弹射系统采用了我国自主研发的中压直流供电系统和超级电容储能装置，可让甲板的三个起飞点同时具备满载起飞能力，大大加强了舰载机执行大规模机群任务的能力。
（1） 电磁弹射起飞相较于滑跃式起飞的优点主要是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。（写一个优点即可）
（2） 图乙所示的直线电机轨道上的电磁铁采用_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 方法使弹射车获得持续动力加速前进。
（3） 图乙中弹射车上的电磁铁B受到轨道上的电磁铁2、3、4、5的作用时，判断电磁铁2和5对B的合力的方向，并说明B受这四个力的合力方向仍然向前的原因。
【答案】（1） 提高起飞效率（合理即可）
（2） 改变电磁铁中电流的方向
（3） 轨道上的电磁铁2和5对弹射车上的电磁铁B的合力方向向后；由于轨道上的电磁铁2和5距离弹射车上的电磁铁B较远，对B产生的合力小于电磁铁3和4对B产生的合力，因此这四个力的合力方向仍然向前。
5．[2025朝阳二模]阅读《固态电池》并回答问题。
固态电池
为了应对能源危机和环境污染，电动汽车的研发受到国家的高度重视。电池技术是电动汽车的关键核心技术之一，其性能直接影响到电动汽车的续航里程、安全性和经济性。
目前，大多数电动汽车使用的是液态锂电池。它的核心组成包括由锂离子氧化物材料制成的正极、石墨充当的负极、含有锂盐的液态电解质以及隔膜。隔膜材料能使锂离子通过但不导电，能把电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路。图甲、乙分别为液态锂电池充电和放电时的情景。充电时，锂离子 从正极材料中出来（该过程称为脱嵌），穿过液态电解质和隔膜进入石墨负极中（该过程称为嵌入），实现电能向化学能的转化；放电时，锂离子的运动过程与充电时相反，储存起来的化学能被重新转化为电能。
能量密度是衡量锂电池储能能力的关键指标，它表示单位质量可存储的能量。目前液态锂电池的能量密度约为，进一步提升遭遇瓶颈。为此，研究人员提出将液态电解质部分或全部替换为固态电解质，这类电池被称为固态电池。固态电池可分为半固态、准固态和全固态3种类型。以全固态电池为例，其整个电解质都变成了固态，没有液态电解质，不需要隔膜，不会发生因隔膜穿破而导致的短路自燃，提高了电池的安全性。使用全固态电解质后，可直接使用锂作为负极，减少了负极材料的用量，去掉隔膜可使正负极之间的距离缩短至几到十几微米，电池的能量密度能提高到，这使得电动汽车在续航里程上更接近甚至超越传统燃油车，这无疑会加速电动汽车替代传统燃油车的进程。固态电解质具有更高的离子电导率，使固态电池能承受更高的电压，充电速度得到大幅提升。
从液态到固态，电池技术的进步将深刻影响电动汽车的发展。未来固态电池可能成为主流，让电动汽车的充电像加油一样便捷，彻底改变我们的出行方式。
（1） 固态电池相较于液态电池的优点主要有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （写出一条即可）。
（2） 传统的液态锂电池在放电过程中，其电池内部的电流方向是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （选填“正极流向负极”或“负极流向正极”）。
（3） 某新型电动汽车配有的全固态电池，电池参数与文中的数据一致。当该汽车以的速度匀速行驶时，牵引力约为，其电动机的能量转化效率约为。求该车充满电后以的速度匀速行驶的最远路程，写出计算过程。
【答案】（1） 提高了电池的安全性（合理即可）
（2） 负极流向正极
（3）
【解析】
（3） 解：已知电池的能量密度能提高到，则提供的电能为，
输出的机械功为，
该车充满电后以的速度匀速行驶的最远路程为
。
专题九 跨学科实践
实践1 物理与日常生活
1．在科技飞速发展的今天，机器人已从科幻作品中走进现实，广泛应用于各个领域，有时它是服务生活的贴心伙伴，有时它是生产领域的高效助力，以其独特且强大的功能，深刻改变着我们的生活与工作方式。图甲，是某公司研发的一款服务型机器人。
（1） 这款机器人利用镜头中的_ _ _ _ 透镜将人体辐射的_ _ _ _ _ _ （选填“红外线”或“紫外线”）聚集到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对服务对象的体温监测。
（2） 机器人手臂抬起模仿了人类手臂抬起的动作，可以为老人或残疾人提供生活协助。人类的肘关节连接着上臂的肱骨和前臂的尺骨、桡骨，允许前臂进行屈伸等运动，肱二头肌附着点在肩胛骨和桡骨上，当肱二头肌收缩时前臂抬起，如图乙所示，此时前臂相当于_ _ _ _ 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。机器人手臂通常有多个关节，如肩关节、肘关节和腕关节等，通过这些关节的转动和配合来完成抬起动作。
（3） 这款机器人电池采用了聚合物锂离子电池，其中标准版电池具有的能量，最多可以储存_ _ _ _ _ _ 的电能。机器人将手臂抬起时电能转化为_ _ _ _ 能。
（4） 某小组同学思考，机器人的行进速度由电动机来控制，当输入电压改变时，如何控制电动机两端的电压保持稳定呢？同学们研究并设计了如图丙所示的电路，、为定值电阻，为磁敏电阻。控制电动机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图像如图丁所示，当磁敏电阻在正常区域工作时，即使图丙电路中输入电压发生变化，两端电压都能维持在某一定值附近发生微小变化，从而使控制电路中的电动机稳定运转。分析可知，磁敏电阻的正常工作区域对应图丁中的_ _ _ _ _ _ （选填“”或“”）。
【答案】（1） 凸；红外线
（2） 费力
（3） 478 800；机械
（4）
2．如图所示,是医院张贴的“海姆立克急救法”宣传画。小明想知道这种急救法的原理,爸爸告诉小明这是应用了“一定质量的气体,在温度不变时,体积越小,压强越大”的规律。请你利用此规律并结合所学的物理知识解释采用“海姆立克急救法”能将异物排出的原因。
解：拳头压腹部时,拳头对腹部有力的作用,由于力可以改变物体的形状,所以腹部形状改变,从而引起胸腔内气体的体积变小。根据“一定质量的气体,在温度不变时,体积越小,压强越大”可知,胸腔内的气体压强变大。由可知,异物的受力面积一定,受到胸腔内气体的压力变大。当压力大于阻力时,由于力可以改变物体的运动状态,异物被排出体外。
实践2 物理与工程实践
1．[2025石景山二模]为了监测学生的体重情况，小石同学设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒为，定值电阻 ，为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表测量范围为，脚踏板重力忽略不计。将该体重计水平放置在竖直上升的电梯内，某质量的同学站在体重计上进行监测。电梯从时刻由静止开始上升，先加速，再匀速，最后减速至停止。体重计示数的变化如图丙所示取，则下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关，当体重计空载时，电路中的电流为
B. 电流表示数为时，电梯运行时间是在时间段内
C. 若用电压表改装体重计，且体重增加时示数增大，电压表应并联在两端
D. 若用测量范围为的电压表并联在两端进行改装，则最大称量值是
【答案】D
2．[2025东城二模]如图所示为一种水位报警器的模拟装置。水槽中漂浮着正方体实心物块（浮子）。水槽侧壁固定着光源，光源发出的光沿水平方向照射到光敏电阻上，光敏电阻受到光源照射时阻值为，没有受到光源照射时阻值为。电磁铁所在电路中，电源电压保持不变，为电阻箱，金属片为控制电铃的开关。水面在警戒水位线以下时，调节大小，使金属片恰好能被电磁铁吸住。当水面超过警戒水位线时，电铃发声报警。已知浮子的密度为，边长为。不计电磁铁线圈的电阻。下列说法正确的是（ ）
A. 当警戒水位线与光线之间距离为时，水位报警器报警
B. 小于
C. 若只将浮子换成体积相同质量大一些的正方体实心物块，则警戒水位线的位置降低
D. 若只减小电路中电阻箱的阻值，则警戒水位线的位置降低
【答案】B
3．如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一。水车一端浸入水中，另一端固定于岸上。使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中。下列说法正确的是（ ）
A. 长柄摇杆越长，踩动时越费力
B. 踩得越快，提水做功越多
C. 提水过程中，随板片上行的水重力势能减小
D. 减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大
【答案】D
4．为了节约电能又不影响照明，工人师傅设计出一个路灯改造方案。此前，每个路灯装有一只“”的灯泡。此次改造要为每个路灯加装一只相同规格的灯泡，并安装一个电磁控制感应装置，当夜幕降临时，光控开关闭合，路灯处于低功率的柔光状态;当行人走进感应区时，灯光瞬间变亮，离开感应区时，路灯又恢复原来的柔光状态。图甲是设计的电路（加装的灯泡未画出），控制电路的电源电压恒为，压敏电阻的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示，当通过电磁铁的电流等于或大于临界值时，衔铁会被电磁铁吸引而转换触点。工作电路的电源电压不变，不考虑灯丝电阻变化，电磁铁线圈电阻忽略不计。
（1） 为达到改造要求，工人师傅需要将灯泡接在电路中_ _ _ _ （选填“”或“”）处。从安全用电角度考虑，工作电路的导线_ _ _ _ （选填“”或“”）端应接相线。
（2） 若控制电路中接入的阻值为 ，当感应区上受到的压力时，衔铁被电磁铁吸引转换触点，则感应装置中电磁铁的电流临界值是多少 保持电磁铁电流临界值不变，要想让重力更小的人经过感应区时路灯变亮，写出一种可行的改进办法。
（3） 若某路灯每天工作总时间为，处于柔光状态的时间累计为，求改造后这个路灯在六月份（30天）节约的电能（控制电路消耗的电能忽略不计）。
（4） 如图丙所示，在方案实施过程中，工人师傅改装完某处的路灯后，需要把重为的材料车沿倾斜路面推至下一路灯处，、是途经的两点。已知两点间的距离为，竖直的灯杆与路面夹角为 ，材料车受到的摩擦力大小是其重力的0.05倍。假设推力的方向始终与倾斜路面平行，求工人师傅将材料车从点匀速推至点的过程中推力做的功。
【答案】（1） ；
（2） ；减小滑动变阻器接入电路的阻值（合理即可）
（3）
（4）
【解析】
（2） 解：由题意可知，当感应区上受到的压力时，衔铁被电磁铁吸引转换触点，此时电流值即为感应装置中电磁铁的电流临界值。由题图乙可知，当压力时，电阻 ，且与串联，根据欧姆定律可知电流的临界值。
重力更小的人，对感应区的压力更小，由题图乙可知，更大，保持电磁铁电流临界值不变，根据可知，可减小滑动变阻器接入电路的阻值。
（3） 处于柔光状态工作时，加装的灯泡与灯泡串联，两灯泡规格相同，根据串联电路分压规律可知，每个灯泡两端的实际电压为，由于灯丝电阻不变，故，
灯泡的实际功率。与串联的总功率，每天节省的电能，30天节约的电能。
（4） 推力既克服重力做有用功，又要克服摩擦力做额外功，所以推力做的功等于有用功和额外功之和，所做的有用功，
摩擦力大小，
克服摩擦力所做的额外功，
所以推力做的功。
实践3 物理与社会发展
1．为构建新型能源体系，河南省已建成多个抽水蓄能电站。如图，在用电低谷时，用电将水从下水库抽至上水库蓄能；在用电高峰期，上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是【多选】（ ）
A. 抽水蓄能时，水的重力势能转化为电能
B. 上水库放水时，流下的水的重力势能减小
C. 放水发电时，发电机是利用电磁感应工作的
D. 放水发电时，水的机械能全部转化为了电能
【答案】BC
2．火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率为火电站发出的电能，为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量，则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。（氢气的热值取,标准煤的热值取）
（1） 某风电站总装机功率为，平均每天工作时长以计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生氢气消耗的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？
（2） 假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗的标准煤，发出的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？（计算结果保留到）
（3） 若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了，则同样发出的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（计算结果保留2位小数）
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
（1） 解：富余的电能，
产生的氢气体积为，
完全燃烧时释放的热量为
。
（2） 煤电转化效率。
（3） 采用富氧燃烧技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高，则技术革新之前效率为，同样发出的电能需要消耗的热量，
需要标准煤的质量为，
可以节约煤的质量为。
3．我国在塔克拉玛干沙漠边缘构筑了的绿色屏障，完成了“锁边合龙”。草方格固沙是沙漠治理广泛应用的一种技术，通过将麦草压进沙子形成方格，改变地表条件，抑制风沙活动，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 麦草遮挡使沙地光照减少，降低了沙地温度
B. 麦草增大了沙粒的惯性，使沙粒不易被风吹走
C. 麦草增大了地表整体的粗糙程度，增大了空气流动阻力
D. 有麦草的地方空气流速较小，空气对沙粒的压强较大
【答案】B
4．2025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的方式是将太阳能转化为_ _ _ _ 能。
（2） 阳光每天中午平均照射,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,一块太阳能电池板的面积为,中午时太阳能电池板接收到的太阳辐射的功率为,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。已知宣传“远海口”号主机可节省不少于的能耗（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） 908.4度；505块
（3） 对该主机的宣传是真实的（详见解）
【解析】
（2） 解：太阳能光伏并网系统以峰值功率照射能发电度;
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数量
块，向上取整即块。（其他答案合理即可）
（3） 传统燃油汽车运输船航行过程中完全燃烧燃油产生的能量;
“远海口”号双燃料汽车运输船航行过程中完全燃烧天然气产生的能量;
新型汽车运输船比传统燃油汽车运输船能节省能耗
，对该主机的宣传是真实的（其他答案合理即可）。
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2026北京中考物理专题
突破四 情境综合题
专题七 科学思维
类型1 大小比较类
如何做大小比较类的科学推理题
1.写依据：
分析题干，写出科学理论依据或相关公式；
2.找条件：
阅读题目找到已知物理量，明确其中关系；
3.做分析：
根据已知物理量间的关系和理论依据进行推理；
4.写结论：
根据分析得出结论。
1．[2025东城二模]某同学自制了两支形状、大小相同的密度计A、B，质量分别为、，他把密度计A放入装有甲液体的容器中，把密度计B放入装有乙液体的容器中，两支密度计静止时均处于竖直漂浮状态，如图所示。请你根据上述实验现象判断甲、乙两种液体密度大小关系的可能性并说明理由。
2．[2025丰台一模]小丰了解到，全球气候变暖使得大量海面浮冰熔化，导致海平面上升。对于此说法他存在疑惑。查找相关材料后，他将该情景模拟为如图所示的简化实验：圆柱形容器中装有一定量的浓盐水，将一块纯水凝固成的冰块放入其中，用刻度尺测量此时液面到容器底的高度为；待冰块完全熔化后（不考虑液体蒸发），再次测量此时液面到杯底的距离为。已知，请分析说明和的大小关系。
3．[2025平谷一模]甲、乙两溢水杯放在水平桌面上，分别装满密度为和的两种液体。将密度为 的小球轻轻放入甲溢水杯的液体中，小球静止时从甲溢水杯中溢出液体质量为；将小球取出擦干，再轻轻放入乙溢水杯的液体中，小球静止时从乙溢水杯中溢出液体质量为。已知：，请分析并判断与的大小关系。
4．[2025海淀二模]用2根完全相同且一端密封的玻璃管和2根完全相同的铁丝（体积不可忽略）制作简易密度计。将一根铁丝放在玻璃管内的底部制成密度计A,如图甲所示。将另一根铁丝缠绕在玻璃管外的底部制成密度计B,如图乙所示，使用时铁丝始终浸没在液体中。两玻璃管上均有密度为和的两条刻线，密度计A和B上两刻线之间的距离分别为、。分析比较、的大小。
5．[2024朝阳一模]小阳看到船上的工作人员正在打捞沉入水塘底的石头，他想：把水底的石头打捞到船上，水面高度会变化吗？为了寻找答案，他用大烧杯、石块A和塑料盒B模拟上述过程。他先让塑料盒B漂浮在大烧杯的水中，把石块A沉入水底，如图所示，此时水面高度为。然后，他将石块A从水中取出并轻轻放入塑料盒B内，它们处于漂浮状态，此时水面高度为。请你分析并判断与的大小关系。
6．[2024海淀一模]如图所示，将一个小物块浸没在盛有足量水的容器中静止，此时手对物块竖直方向的力为，松手后，物块静止时露出水面的体积为物块体积的；再按如图所示的方式，将擦干后的该物块浸没在盛有足量酒精的容器中静止，此时手对物块竖直方向的力为。已知水的密度，酒精的密度，请分析并判断与的大小关系。（可画图辅助说明）
7．在两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球沉底如图1所示；放入乙液体中，两球静止时的情况如图2所示。请比较，在甲液体中，容器底对小球A的支持力与容器底对小球B的支持力的大小，并简要分析过程。
图1 图2
8．[2024西城二模]小瑄用两端电压不变的电源及其他器材做了如图所示的实验。她闭合开关，观察到当滑动变阻器的滑片由点移动到点时，电压表示数的变化量大于电压表示数的变化量。请你分析并判断电阻与阻值的大小关系。（请你画等效电路图辅助说明）
类型2 解释说明类
1．[2025大兴一模]杆秤是我国古代杠杆应用的杰作。如图所示是某同学制作的杆秤（秤杆重力忽略不计），杆秤上提纽的位置点相当于杠杆的支点，点位置相当于阻力作用点，悬挂钩码的位置相当于动力作用点。秤盘对点向下的拉力相当于阻力，钩码对秤杆的作用力相当于动力。在盘中不放物体时，手提提纽，调节钩码的位置使秤杆水平平衡，这时钩码细线在秤杆上的位置为秤的定盘星，用记号笔标记此位置。在秤盘中放砝码，手提提纽，并调节钩码的位置使秤杆水平平衡。此时，标记钩码细线在秤杆上的位置，并记为。在定盘星到之间再画上19条刻度线，每一格就表示。请判断秤杆上的刻度是否均匀并写出你的分析过程。
2．[2025朝阳一模]如图所示，是小阳设计的烟雾报警电路。电源两端电压保持不变，电阻是光敏电阻，其阻值随烟雾浓度的增大而增大，是滑动变阻器。当电压表示数大于某一值时，就会触发报警。经过测试发现该烟雾报警装置过于灵敏，请分析说明如何调节滑动变阻器降低烟雾报警装置的灵敏度。
3．[2025延庆一模]恒流源是一种特殊的电源，电流大小由电源内部结构决定。当电路中的电阻变化时，电源输出的电流保持不变。如图所示的并联电路，是定值电阻，是可变电阻。闭合开关后，当可变电阻变化时会引起通过它自身电流的变化。请你分析说明当变小时会引起通过它的自身电流怎样的变化。
4．[2025丰台二模]如图所示，是小明设计的一种测定油箱内油量的模拟装置，其中电源两端电压不变，是定值电阻，是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆的一端连接，滑杆可以绕固定轴转动，另一端固定着一个浮子。油箱中的油量变化，浮子随油面上下移动，带动滑杆使变阻器的滑片移动，从而改变电路中电流表的示数。当电流表达到最大测量值时，测量油量达到最大值，若想增大油量测量最大值，分析说明应如何调整电阻的阻值。
5．[2025石景山二模]小石想设计一个根据光照情况自动开启和关闭的路灯，设计了如图所示的控制电路，其中电源电压恒定，为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度减弱而增大。当电压表示数大于或等于时，工作电路的开关闭合，路灯被点亮（工作电路未画出）；当电压表示数小于时，工作电路的开关断开。某次测试中，小石发现“路灯”在天色未足够暗时已提前点亮，导致点亮的时间过长。若要使“路灯”仅在天色足够暗时才点亮，应在控制电路中将换为阻值更大还是更小的定值电阻？利用所学的电学知识进行解释，写出推理过程。
6．[2024石景山一模]家庭燃气报警器能够检测燃气泄漏情况，部分电路示意图如图甲所示。其中控制电路中的是由气敏电阻制成的传感器，的阻值与燃气浓度的关系如图乙。为滑动变阻器，通过移动滑片的位置来设定燃气报警值。本报警器出厂测试时的信息记录表如图丙。电源电压保持恒定（忽略电磁铁线圈的阻值，不考虑温度对电阻的影响）。若想在实际使用时，燃气浓度达到时就报警，请分析并说明滑动变阻器的滑片应该向上还是向下移动。
出厂测试情况记录 1.控制电路中的电流为 时，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警。 2.预设当燃气浓度达到 时报警。
丙
类型3 模型构建类
1．我国古代科学著作《天工开物》中记载：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，倾于枧，引水的长竹管内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”这段文字描述的是筒车（如图甲所示）这样一种以水流为动力来取水的机械，其模型如图乙所示，筒车的转动速度不变，下列说法中不正确的是【多选】（ ）
A．取水筒内的水，在取水处时动能最大
B．取水筒内的水，在倒水处时重力势能最小
C．取水筒内的水，从取水处到倒水处，机械能一直在增大
D．筒车工作过程中将筒车的机械能转化为水的内能
2．[2025门头沟一模]小明用一个打了三个孔的金属板来研究“利用杠杆提升重物的机械效率”，他首先将铁钉固定在铁架台上，将金属板左侧的孔穿过铁钉，在中间的孔悬挂重物，在右侧的孔利用弹簧测力计缓慢竖直向上用力，使重物被提升一定的高度，如图甲所示；再按照图乙组装实验装置，在右侧孔利用弹簧测力计缓慢竖直向下用力，使重物被提升相同的高度。请判断哪次的机械效率更高，并阐述你的理由。
3．[2025顺义一模]某科技小组的同学制作了一个简易浮力秤，制作步骤如下：
①剪掉空塑料瓶的瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖上系一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，当瓶中不放被测物体静止时，在瓶身上与水面相平的位置标记零刻度线（零刻度线以上瓶身粗细均匀），如图甲所示；
②在瓶身上均匀标记其他刻度线，左侧标记的是长度值；
③向瓶中放置钩码（图中未画出），当钩码总质量为时，水面恰好与刻度线相平，把作为浮力秤的最大测量值，如图乙所示；
④在、、刻度线处分别标记、和。
制作好的浮力秤质量刻度均匀，请你分析说明刻度均匀的原因。
4．[2025西城二模]小安设计了一种测量身高的电路装置，她用导线将电源、保护电阻、开关、一根电阻为的均匀直金属杆和电流表连接成图甲所示电路，金属杆竖直放置，电路中的部分可以按照人的身高上下移动。电源两端电压为且保持不变，在电流表的表盘上刻上相应的高度，将其改装成“身高表”。忽略电路中的部分的电阻，请你尝试分析：
（1） 如图乙所示，如果电流表表盘上所标、为身高刻度，则点的身高刻度_ _ _ _ （选填“大于”“等于”或“小于”）点的身高刻度。
（2） 小安用她设计的装置分别测量了两位同学的身高，发现两位同学的身高有差值，但对应的“身高表”的变化太小，即电流表示数的变化太小。小安想提高“身高表”的灵敏度，请你运用所学知识给小安提出改进意见，并分析说明理由。
专题八 科普阅读
1．[2025东城二模]阅读并回答问题。
输电线覆冰的防与治
在寒冷的冬季，低温雨雪天气会使部分输电线被厚厚的冰层包裹，形成输电线覆冰现象，不仅影响电力系统的正常运行，还可能引发断线、短路等安全事故。有效的输电线除冰与防冰是电力系统安全的重要保障。
为避免覆冰造成的事故发生，一方面要加强输电线的抗拉能力，另一方面电力专业人员也会密切监测覆冰情况，当覆冰达到一定厚度时，需要及时除冰。除冰的方式有很多种，电力专业人员会根据线路特点选用不同方式，例如机械除冰、热力融冰等。机械除冰是指借助人工或机械等提供的外力破坏覆冰层，使覆冰脱落的一种除冰技术。除冰时，电力专业人员通过用绝缘棒敲打等方式破碎覆冰层，但因安全隐患大，近年来应用较少。热力融冰是指利用各种技术增大通过导线的电流，提高导线表面温度，从而使覆冰熔化并脱落。热力融冰技术作为当前最为高效的输电线除冰方式，应用广泛。
为避免覆冰造成的事故发生，电力专业人员还有很多种方法防止输电线覆冰。其中一种方式是涂防覆冰涂料，通过涂抹在线路外表面的涂料来有效降低水滴的粘附力，这样水滴无法有效粘附在导线外表面，会在风力或自重的作用下自行脱落。防覆冰涂料有很多类型，其中发热型涂料分为电热型和光热型两种，电热型涂料通过添加导电填料使涂层的导电性能良好，通过增大流经电流的方式增加发热量，延缓覆冰的速度和降低覆冰的厚度。光热型涂料可有效提高输电线路吸收太阳光的性能来达到防冰的效果。
（1） 热力融冰与涂_ _ _ _ （选填“电热”或“光热”）型防覆冰涂料都利用了电流的热效应。
（2） 机械除冰具有安全隐患的原因可能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （写出一条即可）。
（3） 若某段长为的输电线发生覆冰现象时，冰层均匀包裹在输电线外，覆冰后输电线（含覆冰层）的横截面可视为半径为的圆形，覆冰前输电线的横截面可视为半径为的圆形，则输电线覆冰层体积的表达式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （用、、、 表示）。当，，，时，该段输电线外包裹的冰层的质量约为_ _ _ _ 。 取3
2．[2025大兴一模]阅读《超导现象》并回答问题。
超导现象
导体的电阻在一定的低温（这个温度叫临界温度）下会突然消失，这种现象被称为超导现象，也叫零电阻效应。人们把处于超导状态的导体称为“超导体”。导体没有了电阻，电流流过时就不会发生热损耗，可以毫无阻碍地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。
超导材料和超导体技术有着广阔的应用前景。人们利用超导现象制造出超导列车和超导船。由于这些交通工具在悬浮无摩擦状态下运行，可以大大提高它们的速度，降低运行过程中的噪声，并有效减少机械磨损。如图所示为一种超导磁悬浮现象。在磁悬浮列车中就可以使用超导体，在列车行驶的过程中，由于超导体能获得强大的电流，产生的磁性很强，列车受到向上的推力会很大，使列车完全脱离路轨而浮在空中。这种磁悬浮列车的速度能高达。
超导体的使用可以大大地减小微电子线路中的热噪声，从而极大地提高电子测量仪器的灵敏性。超导材料的零电阻特性可以用来输送电能和制造大型磁体。超高压输电会有很大的损耗，而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在实际应用中还面临着许多技术难题，从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展，新的超导材料的不断涌现，人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。
（1） 导体的电阻在一定的_ _ _ _ 下会突然消失，这种现象叫超导现象。
（2） 下列应用，利用超导材料零电阻特性的是（ ）
A．电热水壶 B．大型磁体 C．电烤箱 D．电饭煲
（3） 某高压输电站向用户输电，已知输电站输出的功率为，输出电压为，输电线的总电阻为 。则输电线中的电流为_ _ _ _ A；若输电线全部采用超导体材料制成，则每小时可节约_ _ _ _ 的电能。
3．[2025海淀二模]请根据材料，回答问题。
找寻另一个“地球”
为了找寻另一个宜居星球，天文学家一直没有停止对太阳系以外的行星（系外行星）的观测，但进展缓慢。行星难以直接观测，一个原因是暗。相比恒星，行星自身不发光，只能反射恒星发出的光，而这些反射光非常微弱，很难被望远镜接收到。另一个原因是行星与其所环绕的恒星（宿主恒星）之间的距离远小于它到地球的距离，望远镜很难分辨。观测系外行星就好比晚上从北京看几百公里外一团篝火边上的一颗石子。
科学家提出了间接观测的方法。
凌星法是一种间接观测的方法。凌星现象是指行星在视线方向上穿过恒星而遮住部分恒星的光的现象，行星体积越大，遮住的光就越多。通过绘制凌星现象发生时，恒星亮度随时间变化的图像，如图所示，可推断出行星相对其宿主恒星的体积大小。通过凌星法发现了第一颗最像地球的岩质行星、第一颗温度允许液态水存在的行星……
视向法也是一种间接观测的方法。因为行星的存在，会使宿主恒星与行星绕二者连线上的某点做周期（公转周期）稳定的圆周运动。因此可通过观测宿主恒星的运动状态来反推行星的存在。在与上述圆周共面的某位置上，可观测到宿主恒星速度的变化范围,如果,则可以探测到行星的存在。理论计算表明，其中 是行星质量、是宿主恒星质量、是行星与宿主恒星的距离、是行星的公转周期。以我们熟悉的太阳系中“太阳—木星”系统为例，木星所引起太阳运动的。
越来越多被发现的系外行星改变了人类对宇宙的认识，激励着人类找寻另一个“地球”。
（1） 系外行星难以被直接观测到的原因，除了_ _ _ _ 之外，还有行星与其宿主恒星之间的距离_ _ _ _ _ _ 它到地球的距离。
（2） 图中段对应的恒星亮度越低，说明行星相对其宿主恒星的体积越_ _ _ _ 。
（3） 取木星质量为地球质量的300倍、太阳与木星的距离为太阳与地球的距离的5倍、木星公转周期为地球公转周期的12倍。用视向法观测地球所引起太阳运动的_ _ _ _ （选填“ ”“ ”或“”）。
4．[2025朝阳一模]阅读并回答问题。
电磁弹射起飞
我国新一代航母引发了全球关注，外界关注的重点聚焦在舰载机电磁弹射起飞上。
由于航母甲板空间有限，不能提供足够长的跑道助跑，舰载机起飞方式目前普遍采用滑跃式和弹射式。滑跃式起飞是利用在航母甲板前端的一段上翘的滑跃甲板帮助飞机获得足够的升力离舰起飞。这种方式技术要求低，建造成本低，但无法以满载状态起飞，起飞效率受限，无法有效执行大规模机群任务。弹射式起飞是利用动力装置驱动藏于航母内部的弹射车，从而带动舰载机在短距离内起飞，如图甲所示。
根据动力的不同，弹射起飞又可分为蒸汽弹射和电磁弹射。蒸汽弹射主要利用蒸汽的压力推动活塞驱动弹射车。电磁弹射则是利用直线电机和储能装置产生电磁力推动弹射车。如图乙所示，是某种直线电机驱动弹射车的原理示意图。轨道上布设有电磁铁，弹射车前进的原因主要是固定在车内部的电磁铁被前方轨道上距离最近的电磁铁吸引，同时又被后方轨道上距离最近的电磁铁排斥，这个吸引力和排斥力的合力方向向前。以电磁铁B为例，此时B处于电磁铁3和4之间的位置，离它最近的轨道上的电磁铁3对它有吸引力，电磁铁4对它有排斥力，这两个力对B的合力方向向前。当弹射车前进“一格”时，轨道两侧电磁铁中的电流方向改变，电磁铁的极性随之发生改变，弹射车受到的合力方向不变。弹射车每前进“一格”,轨道上电磁铁的极性就改变一次，如此，弹射车便可以持续加速前进了。
电磁弹射原理简单，其主要的技术难点在于供电和储能技术。我国新一代航母的电磁弹射系统采用了我国自主研发的中压直流供电系统和超级电容储能装置，可让甲板的三个起飞点同时具备满载起飞能力，大大加强了舰载机执行大规模机群任务的能力。
（1） 电磁弹射起飞相较于滑跃式起飞的优点主要是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。（写一个优点即可）
（2） 图乙所示的直线电机轨道上的电磁铁采用_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 方法使弹射车获得持续动力加速前进。
（3） 图乙中弹射车上的电磁铁B受到轨道上的电磁铁2、3、4、5的作用时，判断电磁铁2和5对B的合力的方向，并说明B受这四个力的合力方向仍然向前的原因。
5．[2025朝阳二模]阅读《固态电池》并回答问题。
固态电池
为了应对能源危机和环境污染，电动汽车的研发受到国家的高度重视。电池技术是电动汽车的关键核心技术之一，其性能直接影响到电动汽车的续航里程、安全性和经济性。
目前，大多数电动汽车使用的是液态锂电池。它的核心组成包括由锂离子氧化物材料制成的正极、石墨充当的负极、含有锂盐的液态电解质以及隔膜。隔膜材料能使锂离子通过但不导电，能把电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路。图甲、乙分别为液态锂电池充电和放电时的情景。充电时，锂离子 从正极材料中出来（该过程称为脱嵌），穿过液态电解质和隔膜进入石墨负极中（该过程称为嵌入），实现电能向化学能的转化；放电时，锂离子的运动过程与充电时相反，储存起来的化学能被重新转化为电能。
能量密度是衡量锂电池储能能力的关键指标，它表示单位质量可存储的能量。目前液态锂电池的能量密度约为，进一步提升遭遇瓶颈。为此，研究人员提出将液态电解质部分或全部替换为固态电解质，这类电池被称为固态电池。固态电池可分为半固态、准固态和全固态3种类型。以全固态电池为例，其整个电解质都变成了固态，没有液态电解质，不需要隔膜，不会发生因隔膜穿破而导致的短路自燃，提高了电池的安全性。使用全固态电解质后，可直接使用锂作为负极，减少了负极材料的用量，去掉隔膜可使正负极之间的距离缩短至几到十几微米，电池的能量密度能提高到，这使得电动汽车在续航里程上更接近甚至超越传统燃油车，这无疑会加速电动汽车替代传统燃油车的进程。固态电解质具有更高的离子电导率，使固态电池能承受更高的电压，充电速度得到大幅提升。
从液态到固态，电池技术的进步将深刻影响电动汽车的发展。未来固态电池可能成为主流，让电动汽车的充电像加油一样便捷，彻底改变我们的出行方式。
（1） 固态电池相较于液态电池的优点主要有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （写出一条即可）。
（2） 传统的液态锂电池在放电过程中，其电池内部的电流方向是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （选填“正极流向负极”或“负极流向正极”）。
（3） 某新型电动汽车配有的全固态电池，电池参数与文中的数据一致。当该汽车以的速度匀速行驶时，牵引力约为，其电动机的能量转化效率约为。求该车充满电后以的速度匀速行驶的最远路程，写出计算过程。
专题九 跨学科实践
实践1 物理与日常生活
1．在科技飞速发展的今天，机器人已从科幻作品中走进现实，广泛应用于各个领域，有时它是服务生活的贴心伙伴，有时它是生产领域的高效助力，以其独特且强大的功能，深刻改变着我们的生活与工作方式。图甲，是某公司研发的一款服务型机器人。
（1） 这款机器人利用镜头中的_ _ _ _ 透镜将人体辐射的_ _ _ _ _ _ （选填“红外线”或“紫外线”）聚集到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对服务对象的体温监测。
（2） 机器人手臂抬起模仿了人类手臂抬起的动作，可以为老人或残疾人提供生活协助。人类的肘关节连接着上臂的肱骨和前臂的尺骨、桡骨，允许前臂进行屈伸等运动，肱二头肌附着点在肩胛骨和桡骨上，当肱二头肌收缩时前臂抬起，如图乙所示，此时前臂相当于_ _ _ _ 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。机器人手臂通常有多个关节，如肩关节、肘关节和腕关节等，通过这些关节的转动和配合来完成抬起动作。
（3） 这款机器人电池采用了聚合物锂离子电池，其中标准版电池具有的能量，最多可以储存_ _ _ _ _ _ 的电能。机器人将手臂抬起时电能转化为_ _ _ _ 能。
（4） 某小组同学思考，机器人的行进速度由电动机来控制，当输入电压改变时，如何控制电动机两端的电压保持稳定呢？同学们研究并设计了如图丙所示的电路，、为定值电阻，为磁敏电阻。控制电动机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图像如图丁所示，当磁敏电阻在正常区域工作时，即使图丙电路中输入电压发生变化，两端电压都能维持在某一定值附近发生微小变化，从而使控制电路中的电动机稳定运转。分析可知，磁敏电阻的正常工作区域对应图丁中的_ _ _ _ _ _ （选填“”或“”）。
2．如图所示,是医院张贴的“海姆立克急救法”宣传画。小明想知道这种急救法的原理,爸爸告诉小明这是应用了“一定质量的气体,在温度不变时,体积越小,压强越大”的规律。请你利用此规律并结合所学的物理知识解释采用“海姆立克急救法”能将异物排出的原因。
实践2 物理与工程实践
1．[2025石景山二模]为了监测学生的体重情况，小石同学设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒为，定值电阻 ，为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表测量范围为，脚踏板重力忽略不计。将该体重计水平放置在竖直上升的电梯内，某质量的同学站在体重计上进行监测。电梯从时刻由静止开始上升，先加速，再匀速，最后减速至停止。体重计示数的变化如图丙所示取，则下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关，当体重计空载时，电路中的电流为
B．电流表示数为时，电梯运行时间是在时间段内
C．若用电压表改装体重计，且体重增加时示数增大，电压表应并联在两端
D．若用测量范围为的电压表并联在两端进行改装，则最大称量值是
2．[2025东城二模]如图所示为一种水位报警器的模拟装置。水槽中漂浮着正方体实心物块（浮子）。水槽侧壁固定着光源，光源发出的光沿水平方向照射到光敏电阻上，光敏电阻受到光源照射时阻值为，没有受到光源照射时阻值为。电磁铁所在电路中，电源电压保持不变，为电阻箱，金属片为控制电铃的开关。水面在警戒水位线以下时，调节大小，使金属片恰好能被电磁铁吸住。当水面超过警戒水位线时，电铃发声报警。已知浮子的密度为，边长为。不计电磁铁线圈的电阻。下列说法正确的是（ ）
A．当警戒水位线与光线之间距离为时，水位报警器报警
B．小于
C．若只将浮子换成体积相同质量大一些的正方体实心物块，则警戒水位线的位置降低
D．若只减小电路中电阻箱的阻值，则警戒水位线的位置降低
3．如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一。水车一端浸入水中，另一端固定于岸上。使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中。下列说法正确的是（ ）
A．长柄摇杆越长，踩动时越费力
B．踩得越快，提水做功越多
C．提水过程中，随板片上行的水重力势能减小
D．减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大
4．为了节约电能又不影响照明，工人师傅设计出一个路灯改造方案。此前，每个路灯装有一只“”的灯泡。此次改造要为每个路灯加装一只相同规格的灯泡，并安装一个电磁控制感应装置，当夜幕降临时，光控开关闭合，路灯处于低功率的柔光状态;当行人走进感应区时，灯光瞬间变亮，离开感应区时，路灯又恢复原来的柔光状态。图甲是设计的电路（加装的灯泡未画出），控制电路的电源电压恒为，压敏电阻的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示，当通过电磁铁的电流等于或大于临界值时，衔铁会被电磁铁吸引而转换触点。工作电路的电源电压不变，不考虑灯丝电阻变化，电磁铁线圈电阻忽略不计。
（1） 为达到改造要求，工人师傅需要将灯泡接在电路中_ _ _ _ （选填“”或“”）处。从安全用电角度考虑，工作电路的导线_ _ _ _ （选填“”或“”）端应接相线。
（2） 若控制电路中接入的阻值为 ，当感应区上受到的压力时，衔铁被电磁铁吸引转换触点，则感应装置中电磁铁的电流临界值是多少 保持电磁铁电流临界值不变，要想让重力更小的人经过感应区时路灯变亮，写出一种可行的改进办法。
（3） 若某路灯每天工作总时间为，处于柔光状态的时间累计为，求改造后这个路灯在六月份（30天）节约的电能（控制电路消耗的电能忽略不计）。
（4） 如图丙所示，在方案实施过程中，工人师傅改装完某处的路灯后，需要把重为的材料车沿倾斜路面推至下一路灯处，、是途经的两点。已知两点间的距离为，竖直的灯杆与路面夹角为 ，材料车受到的摩擦力大小是其重力的0.05倍。假设推力的方向始终与倾斜路面平行，求工人师傅将材料车从点匀速推至点的过程中推力做的功。
实践3 物理与社会发展
1．为构建新型能源体系，河南省已建成多个抽水蓄能电站。如图，在用电低谷时，用电将水从下水库抽至上水库蓄能；在用电高峰期，上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是【多选】（ ）
A．抽水蓄能时，水的重力势能转化为电能
B．上水库放水时，流下的水的重力势能减小
C．放水发电时，发电机是利用电磁感应工作的
D．放水发电时，水的机械能全部转化为了电能
2．火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率为火电站发出的电能，为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量，则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。（氢气的热值取,标准煤的热值取）
（1） 某风电站总装机功率为，平均每天工作时长以计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生氢气消耗的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？
（2） 假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗的标准煤，发出的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？（计算结果保留到）
（3） 若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了，则同样发出的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（计算结果保留2位小数）
3．我国在塔克拉玛干沙漠边缘构筑了的绿色屏障，完成了“锁边合龙”。草方格固沙是沙漠治理广泛应用的一种技术，通过将麦草压进沙子形成方格，改变地表条件，抑制风沙活动，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．麦草遮挡使沙地光照减少，降低了沙地温度
B．麦草增大了沙粒的惯性，使沙粒不易被风吹走
C．麦草增大了地表整体的粗糙程度，增大了空气流动阻力
D．有麦草的地方空气流速较小，空气对沙粒的压强较大
4．2025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的方式是将太阳能转化为_ _ _ _ 能。
（2） 阳光每天中午平均照射,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,一块太阳能电池板的面积为,中午时太阳能电池板接收到的太阳辐射的功率为,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。已知宣传“远海口”号主机可节省不少于的能耗（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）。
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