2026届中考备考-全国各地2025年中考物理真题分类汇编28 《材料阅读题与综合题》
一、材料阅读题与综合题
1．（2025·盐城）阅读短文，回答问题。
液态空气储能
据报道，青海格尔木“60MW/600MW·h”液态空气储能示范项目正在加速建设，即将投入运行。液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量，并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量。
充电阶段：在电力富余时段，电能驱动压缩机将空气压缩至高压状态，并通过净化装置去除水分、二氧化碳等杂质，避免液化过程中结冰堵塞管道。压缩后的空气经制冷系统冷却至-194℃，达到液化状态后存储于低温常压储罐中，体积仅为室温气态时的。
发电阶段：用电高峰时，液态空气从储罐释放，吸收热量迅速汽化，体积膨胀形成常温高压气体。高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，驱动发电机产生电能回馈电网。
液态空气可以发电。液态空气储能技术的成功运用为我国储能产业发展开辟了新的道路。
（1）由于二氧化碳的凝固点比氧气 ，所以在液化过程中容易结冰堵塞管道。
（2）在充电阶段，压缩后的空气经制冷系统冷却时，内能 ；在发电阶段，高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，将内能转化成了 。
（3）根据材料内容，概括液态空气储能的好处： 。（至少说出两条）
【答案】（1）高
（2）减小；机械能
（3）安全，无污染；能量储存时间长
【知识点】凝固与凝固放热特点；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）据分析可知，二氧化碳凝固点将氧气高，所以在液化过程中， 需要去除水分、二氧化碳等杂质，避免液化过程中结冰堵塞管道；
（2）空气制冷后温度降低，内能减小，高压气体 推动膨胀机 运转，能量转化内能推动机械能；
（3）据题可知 液态空气可以发电，所以液态空气储能容量大， 液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量，并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量 ，说明器存储时间长，安全性能高。
【分析】凝固点：是液体转化为固体的温度，题目中分析可知 去除水分、二氧化碳等杂质，避免液化过程中结冰堵塞管道。 所以温度下降时，先到达二氧化碳的凝固点，使其先凝固。
据题分析可知 液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量，并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量，所以空气储能安全、储量大。
2．（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)，
俊宇同学购买了一个无人机，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3.2×109 J，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于总容量的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，善于思考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，容易导电
（3）180
（4）相互的
（5）并
（6）22.2
（7）增大电动机的功率；改变通过电动机的电流方向
【知识点】力作用的相互性；串联电路和并联电路的辨别；安全用电原则；通电直导线周围的磁场；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】（1）远距离信息传播是通过电磁波进行传递的；
（2） 电击时为什么不能碰 人，是由于人为导体，容易导电；
（3） 无人机空载时 重力G=mg=9kg×10N/kg=90N，做功为W=Gh=90N×2m=180J；
（4） 无人机螺旋桨飞行时向下，无人机向上飞 ，是由于螺旋桨飞行时向下，给与空气向下的力，根据力作用的相互性，空气会为无人机提供向上的力；
（5） 每个旋翼搭配独立的电动机驱动，所以无人机电动机之间是并联的；
（6） 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3.2×109/J，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%， 所以消耗的能量， 无人机竖直下降后电池剩于总容量的50%， 所以电池的储电量为400W·h，电池能量密度为200W·h/kg ，所以电池的质量为2kg， 无人机的电池质量占空载质量的百分比
（7） 更快运送急救 AED装置 ，则需要在更短的时间做更多的功， 所以需要增加电动机的动力，螺旋桨的原理为通电导线在磁场中受到的力的作用，所以改变电流方向可以改变螺旋桨的旋转方向。
【分析】1、家庭安全用电原则：不同时使用功率较大的电器，避免电路中功率较大导致电流较大，引发火灾、不湿手接触用电器开关、不在电线上上晾衣服，金属外壳要接地，避免发生触电；
2、信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息；
3、相互作用力：作用力是相互的，施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上；
4、电路的串并联：串联：电路元件首位相连，用电器相互干扰，并联：电路元件首首相连，用电器互不干扰，开关在干路上控制整个电路的通断，开关在支路上控制单个支路的通断；家庭、公共场所的电路为并联电路；
5、功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh；
6、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机。
3．（2025·陕西）小明发现，向水中加入食盐能使沉入水底的鸡蛋上浮至漂浮，加入的食盐越多，鸡蛋排开盐水的体积就越小。于是提出问题：能否利用漂浮的物体排开液体的体积与液体密度之间的关系制成密度计 小明用大烧杯、金属丝、刻度尺、食盐、水、密度已知的不同液体、直杆(轻质均匀的圆柱体)等器材进行实验探究。(水的密度为1 g/cm3)
（1）如图-1，小明将直杆放入水中，直杆倾倒后漂浮在水面上，此时直杆受到的浮力 重力。
（2）为了让直杆能立在水中，小明将金属丝缠绕在直杆的不同位置，分别放入水中，直杆在水中所处的状态如图-2所示。分析①、②、③可知：要使直杆竖直漂浮在水中，应在直杆的 位置缠绕金属丝；分析③、④、⑤三幅图可知：当金属丝缠绕的位置一定时，适当 (选填“增加”或“减少”)金属丝的缠绕量，直杆更容易竖直漂浮在水中。
（3）直杆竖直漂浮在密度不同的液体中时，浸在液体中的深度也不同。因此，将直杆上液面所对应的位置，标注为该液体的密度。则在图-3中的a点标注的密度值为 g/cm3。
（4）将直杆放入密度已知的不同液体中，当直杆在液体中稳定竖直漂浮时，在直杆上液面所在的位置做标记，并测量出直杆浸入液面以下部分的长度H；将数据记录在下表中，并将对应的密度值标注在直杆上，制成密度计。
液体密度ρ/(g·cm-3) 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入液面以下部分的长度H/cm 15.95 14.22 12.80 11.64 10.67
分析表中数据可知：此密度计所标刻度的位置越靠上，对应液体的密度值越 (选填“大”或“小”)，刻度线分布越 (选填“疏”或“密”)。
（5）如图-4，是A、B两支密度计在水中漂浮时的情景，若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度，选 (选填“A”或“B”)密度计测量更准确。(A、B放入另一种液体中，均不会沉入底部)
【答案】（1）等于
（2）底部；增加
（3）1
（4）小；疏
（5）A
【知识点】浮力的应用——密度计；制作微型密度计
【解析】【解答】（1）物体漂浮在水面上，所以浮力等于重力；
（2）据图可知，金属丝缠绕在底部，使得杆竖直放置，由分析可知，缠绕金属丝的数量越多，更容易使杆竖直漂浮。
（3）在水中漂浮，此时密度计的密度等于水的密度1g/cm3.
(4)据表分析可知，液体密度越小，浸入液面一下的长度越长，所以此时密度计靠上，随着密度的减小，H的变化越大，所以对应的刻度值越疏散。
（5）A密度缠绕的金属丝数量少，在测量 密度稍小于水的另一种液体的密度 ，排开液体体积相同时，浸入液体深度变化更大，更精确。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大；
2、阿基米德原理：物体排开水的重力等于物体所受浮力；
3、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度。
4．（2025·深圳）蓄冷剂是食品运输和保险过程中的重要降温试剂。现有A、B两种蓄冷剂，财财同学和明海同学为了探究其蓄冷效果，进行了如下的实验探究：财财首先将质量均为100g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中，标明A、B，放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。在容器1、2中分别加入质量为500g且温度相同的水，将冰袋从冰箱中拿出放入水中，并用隔热材料密封。明海同学通过温度传感器每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度，如图是明海记录的A、B两蓄冷剂及容器1、2中水的温度随时间的变化曲线。
（1）露露同学发现：蓄冷剂熔化前温度在升高，其分子热运动速度变 ；
（2）0~t1，水和蓄冷剂之间发生热传递，宇婷同学说其热传递方向为 ；
（3）0~t1， 蓄冷剂 吸热更快；
（4）t1~t2，容器1中水的温度降低10℃，若热量全部被冰袋吸收，经过计算，汉欢同学发现每克蓄冷剂 A 吸收的热量为 ；
（5）汉欢同学在深圳市内配送蛋糕时，选择蓄冷剂 更好，理由是
【答案】（1）大
（2）从水到蓄冷剂
（3）A
（4）210J
（5）B
【知识点】比热容的定义及其计算公式；热量的计算；分子热运动
【解析】【解答】（1）温度越高，分子热运动越大；
(2)热传递的方向为高温传到低温，蓄冷剂的温度低于水的温度，所以热传递方向为水到蓄冷剂；
（3） 0~t1， A的温度变化更快，所以A吸热更快；
（4）根据Q=cmΔt可知， A 吸收的热量Q=4.2×103J/（kg·℃）×0.5kg×10℃=210J；
（5）相同温度下，B的温度变化慢，所以B的比热容，所以选择B，蓄冷时间长。
【分析】1、分子热运动的特点：分子无规则运动，肉眼无法观察，常见例子有：气体颜色的改变，味道的扩散；且温度越高，分子热运动速度越快；
2、探究不同物质吸热：原理为Q=cmΔt，在控制材料不同的前提下，保证质量、吸收热量相同，根据加热时间代表物体吸收热量的多少（加热时间越长表明吸收热量越大），当加热时间相同时，温度变化少，物质的比热容大（吸热能力强）；加热时间过长，表明吸收热量较大，所以水的质量较多或者初温较低，或者没有加盖三种原因。
5．（2025·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 24 m、高度达33 m.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）9000 t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”的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500 Pa时，用秒表开始计时，当压强差下降到 250 Pa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 11 kW，送风量约为36000 m3/h，则该风机正常工作 1m in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1.3kg/m3.
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.
级别 压强差半衰期t(min)
I 1=8
Ⅱ 5≤t<8
Ⅲ 3≤t<5
Ⅳ 1≤t<3
V l<1
【答案】（1）隔热性
（2）气膜粮仓中均匀分布的传感器，实时获取粮食温度、湿度等信息
（3）C
（4）6.6×105；780；3×103；Ⅱ
【知识点】物质的基本属性；密度公式及其应用；电功的计算；纳米材料及其应用
【解析】【解答】（1）根据材料内容：聚氨酯材料层，导热系数远低于混凝土建材，可知聚氨酯材料的隔热性强；
（2）气膜粮仓中均匀分布的传感器，实时获取粮食温度、湿度等信息，能及时获取粮食信息，守护粮食安全；
（3）通常情况下，每人每天的口粮越0.4kg，则9000t=9×106kg，可供人数为，接近230万人，C正确；
故选C；
（4）①根据风机功率P=11kW=1.1×104W，工作时间t=1min=60s，则消耗的电能W=Pt=1.1×104W×60s=6.6×105J；
根据送风量和时间，计算送风体积为，结合空气密度，计算吹进粮仓的空气质量为：m=ρV=1.3kg/m3×600m3=780kg；
②根据压强差的变化图像，压强差为500Pa到压强差为250Pa，对应的时间分别为1×102s和4×102s，则压强差半衰期为：4×102s-1×102s=300s；
③压强差半衰期为：300s=5min，根据《粮仓气密性分级表》，该气膜仓气密性达到Ⅱ级。
【分析】（1）根据材料内容，判断聚氨酯材料层的优点；
（2）气膜粮仓中的传感器，实时获取粮食温度、湿度等信息，能及时获取粮食信息；
（3）根据人日常消耗的粮食，结合粮食总质量，计算可供的人数；
（4）根据W=Pt，计算电动机消耗的电能；根据送风量和时间，计算送风体积，利用m=ρV，计算送风质量；结合图像，分析粮仓的半衰期时间，结合气密性等级表，判断粮仓的气密性等级。
6．（2025·南通）阅读短文，回答问题。
跨学科实践--制作智能垃圾箱模型
【任务要求】为保护环境、节约资源，同学们设计制作智能垃驳箱模型，实现对可回收垃圾的收集、自动称量、压缩的目的。
【设计制作】任务一：设计制作称重系统。图甲是称重的原理图，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，压力传感器的电阻 Rr的阻值与压力的关系围线如图乙所示。某次测试中，将1kg的物体放在压力传感器上，电压表示数为8V。电压表示数能反映回收垃圾质量的大小，可在电压表度上标注对应的质量值。(g取10N/kg)
任务二：设计制作压缩系统。图丙是设计制作的工作流程图。
图丁为压缩系统的模型图。当需达监测到回收物高度力超过预设值时，压缩系统启动，电动机通过减速机带动转换结构中的螺杆转动，螺杆将转动转化为推拉杆向下的直线运动。从而使压板在收集箱内移动。压缩系统的部分参数如下表，“导程”指螺杆每旋转一周推拉杆移动的直线距离，“减速机的速比”指电动机的转建与减速机的输出转边的比值，“电动机效率”指电动机将电能转化为机械能的效率。设电动机的输出功率等于减速机的输出转建、导程以及推拉杆的推力三者的乘积。
电动机额定功率/W 60 导程/(m·r )
电动机的额定转速/(r·s- ) 60 减速机的速比 20
电动机的效率/% 90 压板的质量/kg 10
【交流评价】同学间交流，对模型制作过程中遇到的问题、使用效果和创新改进等方面进行评价 。
（1）雷达发射的超声波是由声源 产生的，改变电动机中的 方向可改变压板运动的方向。
（2）“交流评价”“反思改进”是工作流程图中的两个环节，其中环节A 为 ；C处提出的问题是 。
（3）关于本次实践活动，下列说法正确的是（ ）。
A．压力传感器受到的压力越大，通过它的电流越大
B．压力传感器受到的压力越太，它的阻值越大
C．电压表刻度上标注的质量值从左向右逐渐变大
D．当电压表示数为6V时，可回收物的质量为2kg
（4）若预设值为0.66H，雷达发射至接收到超声波的的间间隔小于 s时，电动机启动。电动机以额定功率工作时，压板与回收物的接触面积为 则压板对回收物的压强为 Pa。(超声波速度取340m/s)
（5）实验测试完成后，同学们对模型存在的问题和需要改进的地方进行了交流。他们认为若要使模型中的称重装置测量更精确，可采取的方法是 ；请对模型的设计再提出一个改进的建议或创新方法 。
【答案】（1）振动；电流
（2）反思改进；如何启动点击冰带动压板施加压力
（3）D
（4）；2×104
（5）增大恒定的电流；略
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；声音的产生；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】（1）超声波是由于物体振动产生， 电动机的转动方向由通入的电流方向决定，所以改变电动机中的电流方向可改变压板运动的方向。
（2） “反思改进”环节是对模型存在的问题和改进方向的思考，所以A处提出的问题是反思改进。 C属于交流评价，可以交流该模型精度是否满足要求；
（3）根据超声波速度和预设值计算时间间隔t=，电动机功率P=60W，输出效率为90%，所以输出功率P1=0.9×60W=54W；减速机输出转速n=，P1=nlF，所以F=，压板对回收物的压强；
（4）要使得称重装置测量更精确，压力一定，电阻一定，则可以增大恒定的电流；建议：对传感器校准提高测量精度。
【分析】 本题围绕智能垃圾箱模型的跨学科实践展开，涉及声学、力学、电学等多个物理知识点，需结合各小问情境分析对应的物理原理与计算方法。
7．（2025·宁夏）2025年2 月20日，中国实践25号卫星于3.6万千米高空为即将退役的北斗G7卫星加注了14kg肼类燃料，如图所示，预计可让北斗G7卫星的使用寿命延长8年，开创了太空探索新纪元。实践25号卫星的模块化分级存储舱内存有1.3t用于加注的肼类燃料。请根据以上信息回答下列问题：
（1）实践25号卫星升空过程中，它携带的1.3t肼类燃料的质量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。加注燃料时，以G7卫星为参照物，实践25号卫星是 的。地面控制站与实践25号卫星是通过 传递信息的。
（2）实践25号卫星的发动机点火工作时，向后喷出高温高压的燃气，此过程相当于四冲程内燃机的 冲程，是利用 能对外做功的。
（3）某肼类燃料的热值 若完全燃烧 10kg该燃料，能放出多少热量
【答案】（1）不变；静止；电磁波
（2）做功；内
（3）解： 放出多少热量Q=mq=10kg×4.25×107J/kg=4.25×108J
【知识点】质量及其特性；燃料的热值；参照物及其选择；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】（1） 质量是物体的一种基本属性，不随物体的位置、状态、形状等因素的改变而改变。实践25号卫星升空过程中，它携带的1.3t肼类燃料位置改变，但质量不变。加注燃料时，以G7卫星为参照物，实践25号卫星与G7卫星之间的相对位置没有发生变化，所以实践25号卫星是静止的。地面控制站与实践25号卫星是通过电磁波传递信息的，因为电磁波可以在真空中传播。
（2） 实践25号卫星的发动机点火工作时，向后喷出高温高压的燃气，燃气对卫星有力的作用，推动卫星运动，此过程相当于四冲程内燃机的做功冲程。 利用内能对外做功的，将内能转化为机械能。
（3）根据热值公式Q=mq计算 燃料完全燃烧放出的热量 。
【分析】（1）根据质量的属性判断燃料质量变化，根据参照物判断卫星运动状态，根据太空通信方式确定信息传递方式。
（2）根据发动机工作原理与内燃机冲程对比，确定冲程及能量转化。
（3）根据热值公式计算燃料燃烧放出热量。
8．（2025·青海）科普阅读题
察尔汗盐湖，位于青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市，是目前中国面积最大的盐湖，总面积达 5856平方千米，东西长 160 多千米，南北宽 20-40 千米，盐层最厚可达 20 米。这片盐湖形成源于数亿年前的地壳变迁，古海洋随着青藏高原的隆起逐渐萎缩，海水干涸后，高浓度卤水结晶而成。湖边有一条由盐铺设而成的公路——“万丈盐桥”，它的表面硬度和一般的柏油马路相近，可以通车。当路面出现损坏时，只要洒上卤水就能使路面复原，十分神奇！
察尔汗盐湖不仅有迷人的风光，更是一座巨大的资源宝库。它是一个以钾盐为主，伴生有镁、钠、锂、硼、碘等多种矿产。其中，钾、镁、锂资源储量居中国首位，潜在经济价值巨大；锂产能接近全国产能的三分之一，为我国新能源汽车蓬勃发展提供了锂资源。某款国产纯电动汽车锂电池充电电压最高 400V，充电功率最高 120kW，电池容量为80kW·h，动力电池能量密度为0.2kW·h/kg（能量密度等于电池容量与电池质量的比值）。
（1）夏季修复盐桥时卤水变干了，发生的物态变化是 ；
（2）该汽车电池充电时 能主要转化为 能；
（3）该汽车锂电池的质量为 kg。
【答案】（1）汽化
（2）电；化学
（3）400
【知识点】汽化及汽化吸热的特点；能量的转化或转移
【解析】【解答】 （1）卤水变干的过程，即水由液态变为气态发生汽化现象；
（2）给汽车电池充电时，将电能主要转化为化学能；
（3）根据材料第三段可知，电池容量为80kW h，动力电池能量密度为0.2kW h/kg，
则汽车锂电池的质量为：。
【分析】 （1）根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称；
（2）根据能量转化的知识分析；
（3）根据题意可知，汽车锂电池的质量为电池容量与电池能量密度之比。
9．（2025·无锡）抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩的电能，通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来，然后待用电高蜂期再释放上水库中的水，冲击水电站中的水轮发电机组发电，输送回电网，工作原理示意图如图所示.我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站，上水库容量为4.5×107m3，上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400m高度，冲击水轮发电机组发电，可获得1.44×1014J的电能.(ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10N/ kg)
（1）抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的 能，在需要的时候再通过发电机组转化为 能，输送回电网.
（2）水轮发电机组的发电效率为多少
【答案】（1）重力势；电
（2）水轮发电机组的发电效率为80%
【知识点】密度公式及其应用；动能和势能的大小变化；机械效率的计算
【解析】【解答】（1） 抽水蓄能时，电动抽水泵消耗电能，将水提升到高处，电能转化为水的重力势能。 用电高峰期，上水库的水下落冲击水轮发电机组发电，水的重力势能减少，转化为电能输送回电网，所以发电时转化为电能。
（3） 上水库容量V=4.5×107m3 ，根据密度公式ρ=mV可得水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg /m3× 4.5×107 m3=4.5×1010 kg 。 水下落高度h=400 m ，所以重力总功W势=mgh=4.5×1010 kg×10 N/kg×400m=1.8×1014 J .可获得电能1.44×1014J ，所以效率为。
【分析】 （1）需明确抽水蓄能过程中能量的转化形式，电能转化为水的重力势能，发电时重力势能转化为电能；
（2）先根据密度公式求出水的质量，再计算水的重力势能，最后利用发电效率公式（） .
10．（2025·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的部分电路示意图，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）N；费力
（3）B
（4）减小的阻值/增大电源电压
【知识点】密度公式及其应用；杠杆的分类；欧姆定律及其应用；通电直导线周围的磁场；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】 （1）天然气主要成分是甲烷，其密度比空气小。燃气泄漏时，天然气会向上扩散，所以燃气报警器应安装在燃气灶附近的上方区域，以便及时检测到泄漏的燃气。
（2）根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。在图甲控制电路中，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，所以电磁铁上端是N极。对于杠杆AOB，弹簧对A端的拉力为动力，电磁铁对B端的吸引力为阻力，支点为O。观察图可知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆分类，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，所以此时杠杆AOB是费力杠杆。
（3）控制电路中电磁铁的工作原理是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场。
A图验电器的工作原理是同种电荷相互排斥；
B图所示是奥斯特实验，演示了电流的磁效应，与电磁铁工作原理相同；
C图所示是电磁感应现象，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流；
D图所示是交流发电机工作原理，属于电磁感应现象。
故选B。
（4）由图乙知，燃气浓度越低，气敏电阻R1阻值越大。根据欧姆定律可知，在电源电压U一定时，电磁铁能将衔铁吸下报警即控制电路中电流一定，则电路总电阻不变，由串联电路电阻规律知要使燃气浓度较低，即R1阻值大时报警，可以减小滑动变阻器R2的阻值；或者换用电压更高的电源，也能使燃气报警器的预设值调低。
【分析】 （1）根据密度比空气小的气体会向上扩散分析。
（2）根据安培定则，判断螺线管的N极。根据杠杆分类，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。
（3）控制电路中电磁铁的工作原理是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场；验电器的工作原理是同种电荷相互排斥；奥斯特实验演示了电流的磁效应；电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流，是发电机的工作原理。
（4）由图乙知，燃气浓度越低，气敏电阻R1阻值越大。根据欧姆定律知电压和电流不变时，电阻不变，由串联电路电阻规律知要使燃气浓度较低，即R1阻值大时报警，可以减小滑动变阻器R2的阻值或者换用电压更高的电源。
11．（2025·兰州）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，将从处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从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：热水器正常工作小时消耗的燃气体积。
适用燃气 天然气
热值
额定耗气量
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，二级能效的热效率不得低于，而一级能效的热效率则不得低于。
（1）某次洗浴，热交换器在内将质量为的水的温度升高，则该过程中水吸收的热量为 。水的比热容为
（2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量为 。
（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）
（2）；
（3）二
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】 （1）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；
（2）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V=1.8m3/h×
h=0.3m3，则该过程燃气完全燃烧放出的热量为：
Q放=q天然气V=3×107J/m3×0.3m3=9×106J；
（3）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。
【分析】 （1）根据Q吸=cmΔt求出该过程中水吸收的热量；
（2）根据Q放=q天然气V求出该过程燃气完全燃烧放出的热量；
（3）根据求出燃气热水器的热效率，据此确定该燃气热水器的能效等级。
12．（2025·北京市）请阅读《地月空间的精准量尺————激光测距》并回答问题。
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，地面激光站发出发射激光激光，激光经距地约3.5×108 m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3.0×108 m/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① ② 的内容。
物理知识 物理知识的技术应用实例
光的反射定律 ①
凸透镜成像的规律 ②
【答案】（1）白天强光干扰条件下
（2）2.3
（3）B
（4）角反射器；照相机
【知识点】光的反射；凸透镜成像的应用；速度公式及其应用
【解析】【解答】 （1）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。
（2）根据速度公式有：。
（3）角反射器本质上是两块互相垂直的平面镜，可以将任意方向射向角反射器的光平行反射回去。
故选B。
（4）①角反射器原理为光的反射定律；
②照相机利用凸透镜成像的规律。
【分析】 （1）根据题目的材料选择合适的答案。
（2）根据光速和速度公式进行计算。
（3）角反射器本质上是两块或三块（立体的）互相垂直的平面镜组成的。
（4）根据示例描述一种光学规律及其应用即可。
13．（2025·广东）巡检机器人可对高压输电线进行巡检，如题图，其相关参数见题表，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0.1E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m0 54kg
最大巡检速度v0 4km.h-1
营电池满电时储能E0 0.2kW·h
电动机最大输出功率P0 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P0、v0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）如题图巡检线路，当机器人到达A点时，蓄电池储能为0.95E0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1×105J.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）4.8；90；0.08
（4）8000
【知识点】能量的转化或转移；速度公式及其应用；发电机的构造和原理；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）下坡时，发电机利用电磁感应原理发电；
（2）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，蓄电池将电能转化为化学能储存起来；
（3）若充满电的机器人保持P0、v0水平巡检1.2h，则巡检路程为：
s=v0t=4km/h×1.2 h=4.8km；
牵引力为：
，
蓄电池储能剩余：
E=E0-P0t=0.2kW h 0.1kW×1.2h=0.08 kW h；
（4）由题意可知，AB段转化为的电能为：
1×105J×0.45=4.5×104J=0.0125 kW h，
机器人到达B点时，蓄电池储能为：
0.95E0+0.0125 kW h=0.95×0.2 kW h+0.0125 kW h=0.2025 kW h，
0.2025 kW h＞0.2kW h，
即超过了蓄电池满电时储存的电能，所以此时蓄电池实际储能为0.2kW h；
由题可知，当蓄电池储能降至0.1E0时，停止电能输出，巡检终止，
所以水平阶段可用的电能为：
0.2kW h 0.1×0.2kW h=0.18kW h=6.48×105J；
水平阶段的牵引力为：
F=f=0.15G=0.15×54kg×10N/kg=81N，
则水平阶段匀速巡检的最大路程为：
。
故答案为：（1）电磁感应；（2）化学；（3）4.8；90；0.08；（4）8000。
【分析】 （1）发电机的原理是电磁感应现象；
（2）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，将能量以化学能的行驶储存起来。
（3）根据s=v0t算出巡检路程，根据算出牵引力，根据E=E0-P0t算出剩余蓄电池的储能；
（4）根据“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”算出AB段转化的电能；进而算出蓄电池储能和水平阶段可用的电能，根据水平阶段机器人所受阻力大小是重力的0.15倍算出水平阶段牵引力，根据W=Fs算出水平阶段最大路程。
14．（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）题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，实验数据见题表.其中，dA、dB分别表示A、B棒在不同温度：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
dA/cm 0 1.10 2.15 3.26 4.31
dB/cm 0 1.73 3.44 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）上；大；B
（3）变小；支点向左移动
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】（1）根据控制变量法可知，初始时金属棒A、B的长度和横截面积均相同；
（2）②加热金属棒，金属棒伸长，杠杆左端将向下转动，右端将向上旋转，故光点会在标尺上向上移动；
③分析数据可知：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越 大；温度升高相同时，金属棒B的伸长量更大；
（3）支点到力的作用线的距离叫力臂，金属棒伸长前，阻力臂与杠杆垂直，此时力臂最大，金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力臂与杠杆不再垂直，故阻力臂变小；同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，根据数学知识可知，可采取的做法是支点向左移动。
故答案为：（1）相同；（2）上；大；B；（3）变小；支点向左移动。
【分析】 （1）结合题意和控制变量法分析；
（2）②加热金属棒，金属棒伸长，杠杆逆时针转动，据此分析；
③根据表中数据分析回答；
（3）由力臂的定义分析阻力臂变化；根据数学知识分析回答。
15．（2025·黑龙江） 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）空气；运动状态
（2）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
【知识点】力的概念及单位；力的作用效果；力作用的相互性；飞机的升力
【解析】【解答】 （1）当水平桨叶转动时，桨叶对空气产生一个向下的力，空气对桨叶产生一个向上的力，故对桨叶产生向上升力的施力物体是空气，这个力改变了飞机的运动状态，使飞机向上运动。
（2）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。
故答案为：（1）空气；运动状态；（2）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。
【分析】（1）物体间力的作用是相互的；力可以改变物体的运动状态；
（2）流体的流速越大的位置，压强越小；流体的流速越小的位置，压强越大。
16．（2025·连云） 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．直径相同的颗粒，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
【知识点】密度及其特性；二力平衡的条件及其应用；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】（1）在自由沉淀时，根据颗粒的沉速公式可知若ρ1＝ρ2，则ρ1 ρ2＝0，那么颗粒的沉速u＝0，颗粒在水中将处于悬浮静止状态。
（2）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。
（3）当悬浮物质浓度约为580mg/L时，属于成层沉淀。在成层沉淀中，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，各颗粒的沉速相同，与质量、直径无关。
故答案为：D。
（4）污水中的颗粒在自由沉淀时，从去除率与沉淀时间的关系曲线来看，随着沉淀时间的增长，沉淀效率不断增大，而自由沉速越来越小。某深度处悬浮物质浓度下降快慢可以用去除率随时间的变化率来表示，在沉淀初期，去除率随时间增加得较快，即悬浮物质浓度下降较快；随着沉淀时间的延长，去除率随时间的增加逐渐变缓，即悬浮物质浓度下降逐渐变慢。这是因为随着沉淀的进行，容易沉淀的大颗粒或高密度颗粒先沉淀下去，剩下的颗粒沉淀难度逐渐增大，所以浓度下降速度逐渐变慢。
【分析】（1）在自由沉淀时，根据颗粒的沉速公式分析；
（2）根据沉淀速度的定义式分析；
（3）颗粒群结合成一个整体向下沉淀，各颗粒的沉速相同，与质量、直径无关；
（4）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，根据颗粒的沉速公式求解。
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。
【答案】（1）用电器
（2）减小；智能化浅充电
（3）300
【知识点】电路的构成及电路图；物理学方法
【解析】【解答】 （1）给锂电池充电时，锂电池消耗电能，锂电池是用电器；
（2）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，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；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的方式来实现；
（3）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，若使用上述放电比容量的富锂锰基正极材料制作，需用质量。
【分析】 （1）电源提供电能，用电器消耗电能；
（2）由材料可知，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；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；
（3）已知某电动汽车的锂电池容量为90Ah，放电比容量高达300mAh/g，可以得到需要的质量。
18．（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f气占总阻力的80%，f气与速度的关系为f气=kv2（k=0.4N·h2/km2，v的单位为km/h），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v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R0为10Ω，警示灯标有“6V 0.5A”。当电磁铁线圈中的电流I≥0.1A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）3.2×1010
（3）
（4）e
（5）串；
（6）智能节能系统，实现绿色低碳运营（合理即可）
【知识点】速度公式及其应用；串联电路和并联电路的辨别；电功率的计算；电磁感应；功的计算及应用
【解析】【解答】 （1）动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，利用的是电磁感应现象，是发电机的工作原理；由图可知，a是电动机的工作原理，b是发电机的工作原理，故选图b；
（2）当该动车组以400km/h的速度匀速直线运动时，空气阻力为：
f气=kv2=0.4N h2/km2×（400km/h）2=6.4×104N，
因空气阻力f气占总阻力的80%，、
则总阻力为：，
动车组匀速运行时牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，即F牵=f=8×104N，
该动车组每小时行驶的距离为s=vt=400km/h×1h=400km=4×105m，
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做的功为：
W=F牵s=8×104N×4×105m=3.2×1010J；
（3）由题意可知，经停某站运动的路程为，
经停某站的总时间t总=t1+t2+t3，
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；
（4）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；
（5）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；
根据题意可知，开关S闭合，温控开关与湿控开关闭合，灯泡一直亮，通过定值电阻R0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S，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6V，灯泡分得的电压小于额定电压6V，灯泡发光较暗，
灯泡电阻为，
总电阻为R总=R0+R灯=10Ω+12Ω=22Ω，
电流为，电流I＞0.1A，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6V，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，故电路连接如下图所示：
；
（6）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。
【分析】 （1）动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，利用的是电磁感应现象，是发电机的工作原理；
（2）根据f=kv2求出空气阻力的大小，因空气阻力f气占总阻力的80%，据此求出总阻力，根据动车匀速运行时受平衡力可知牵引力等于阻力，利用s=vt求出动车组行驶的距离，根据W=Fs求出该动车组牵引力每小时做的功；
（3）根据s=vt求出经停某站运动的路程，然后再根据求出该动车组不停靠此站所用的时间，据此求出节省的时间；
（4）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，据此分析；
（5）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，据此分析温控开关与湿控开关连接方式；
开关S闭合，温控开关与湿控开关闭合，灯泡一直亮，通过定值电阻R0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，据此将电路连接完整；
（6）从节能环保等方面分析回答。
19．（2025·徐州）阅读短文，回答文后问题。
计时碗
时间的测量和记录是人类文明的重要一环。钟表发明之前，计时碗是古人使用的一种巧妙的计时工具：在碗底部中心打一个小孔，孔的直径比碗口直径小得多。把碗放到水池中的水面上，碗口向上。碗缓慢下沉，水从碗底小孔进入碗中；当碗口低于水面时，水从碗口大量进入碗中，碗快速下沉。从碗放到水面到碗口与水面齐平所用的时间基本固定不变，称为下沉时间，可以作为一个计时的标准。
为了探究计时碗下沉时间的影响因素，研究人员制作了一个圆筒形的计时碗，碗壁很薄，碗口直径为D，碗底中心小孔直径为d。如图a所示，从碗放在水面上开始计时，记录不同时间碗底下沉的距离，得到碗下沉过程中路程——时间关系图像如图b所示。
（1）制作计时碗时，所用材料的密度应比水的密度 。
（2）由路程—时间图像可以看出，碗在下沉的中间阶段做 运动。
（3）碗在下沉过程中，受到的一些阻力较小，可以忽略不计。在下沉的中间阶段，若水从小孔以流速v进入碗中，则碗下沉速度的表达式为： 。
（4）计时碗的下沉时间与哪些因素有关？请你列举一条： 。
【答案】（1）大
（2）匀速
（3）（）2v
（4）小孔大小
【知识点】物体的浮沉条件及其应用；物理常识；时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】（1）根据题目分析可知，碗需要下沉，所以碗的密度应大于水的密度 ；
（2）碗在中间过程的速度时间曲线为倾斜直线，所以碗在做匀速直线运动。
（3） 水流入碗的体积等于碗排开液体的体积 ，即，所以；
（4）据表达式可知，下沉的速度和d有关，和小孔大小有关。
【分析】 1、物体漂浮或悬浮时，密度小于或等于液体密度；下沉时，密度大于液体密度。计时碗需下沉，因此所用材料的密度应比水的密度大。
2、 路程 - 时间图像中，匀速直线运动的图像是倾斜的直线（斜率表示速度）。观察图b，碗在下沉的中间阶段对应的s - t图像为倾斜直线，说明此阶段做匀速直线运动。
3、利用体积守恒，水流入碗的体积等于碗排开液体的体积，结合圆柱体积公式推导下沉速度；
4、 结合实验变量或生活常识，分析下沉时间的影响因素。
20．（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，其电路如题图甲，Ro的阻值为30Ω，恒流电源输出电流恒为1A.当气压p≤1.25x103Pa时，压敏电阻Rg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1x105Pa.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VM：VN=1：5.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的热量，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Ro的阻值.设真空时电流表示数为lo，经过4h电流表示数为11，要使I0与I1的差值最大，Ro的阻值应为 Ω.
【答案】（1）大
（2）小
（3）875；3.5；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3.5%，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
（4）60
【知识点】比热容的定义及其计算公式；并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电路的动态分析
【解析】【解答】（1）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；
（2）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Rg的阻值随气压P增大而减小，压敏电阻Rg的阻值减小，通过压敏电阻Rg的电流增大，由图甲可知，R0与Rg并联，电流表测通过R0的电流，恒流电源输出电流恒定，根据并联分流原理可知，通过Rg的电流增大，通过R0的电流会减小，故电流表示数变小；
（3）恒流电源输出电流恒为I=1A，电流表示数为I'=0.6A，通过Rg的电流为：
Ig=I-I'=1A-0.6A=0.4A，
R0两端的电压为：
U0=I'×R0=0.6A×30Ω=18V，
Rg与R0并联，两端电压相等，故Rg两端的电压为：
Ug=U0=18V，
此时Rg的电阻为：
，
由图乙可知，Rg与气压P的关系为：
Rg=-0.04Ω/Pa×P+80Ω，
则当Rg的电阻为45Ω时，N内的气压为：
；
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，
设M内的气压为P1，密度为ρ1，则有：
，
k为比例系数，m1为M内的气体质量（即充气质量），
，
设N内的气压为P2，密度为ρ2，则有：
，m2为N内的气体质量（即漏出空气的质量），
，
则
将P1=1×105Pa，P2=875Pa，VM：VN=1：5代入，解得：
；
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3.5%，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；
（4）真空时电流表示数为I0，由图乙可知，此时Rg的阻值为80Ω，R0两端电压U1=I0R0，Rg两端电压U1'=Rg（I-I0），两电阻并联，则U1=U1'，则有：
R0I0=Rg（I-I0），
将I=1A，Rg=80Ω代入，得：
，
经过4h电流表示数为I1，由（3）分析可知，此时Rg的阻值为45Ω，
R0两端电压U2=I1R0，Rg两端电压U2'=Rg（I-I1），
两电阻并联，则U2=U2'，R0I1=Rg（I-I1），
将I=1A，Rg=45Ω代入，得：
，
I0与I1的差值为：
，
当R0=60Ω时，I0与I1的差值最大。
故答案为：（1）大；（2）小；（3）875；3.5；达标，M漏气速度越来越慢，4～8h漏出的空气质量与充气质量的比例会小于0～4h的漏气比例3.5%，0～8h的漏气比例会小于10%；（4）60。
【分析】 （1）由于水的比热容大，相同质量的水和其他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；
（2）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Rg的阻值随气压P增大而减小，压敏电阻Rg的阻值减小，通过压敏电阻Rg的电流增大，由图甲可知，R0与Rg并联，电流表测通过R0的电流，恒流电源输出电流恒定，由并联分流可知，通过Rg的电流增大，通过R0的电流会减小，据此分析电流表示数的变化；
（3）利用并联分流规律，算出通过Rg的电流，用公式U=IR算出R0两端电压，进而求出Rg两端电压，再用算出Rg的电阻，对照图乙的图线规律，算出此时的气压值；根据M、N内的气压与各自内部空气的密度成正比，列出气压与密度的关系式，用替换掉密度，将两个质量做比值即可得到结果；根据M漏气速度越来越慢的特点，4～8h的漏气比例小于0～4h的漏气比例，估算0～8h的漏气比例，再与10%比较，得出结论；
（4）根据公式分别列出I0和I1的表达式，将两个式子相减，将式子中R0配成完全平方式，得到I0与I1的差取最大值时，R0的取值。
1 / 12026届中考备考-全国各地2025年中考物理真题分类汇编28 《材料阅读题与综合题》
一、材料阅读题与综合题
1．（2025·盐城）阅读短文，回答问题。
液态空气储能
据报道，青海格尔木“60MW/600MW·h”液态空气储能示范项目正在加速建设，即将投入运行。液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量，并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量。
充电阶段：在电力富余时段，电能驱动压缩机将空气压缩至高压状态，并通过净化装置去除水分、二氧化碳等杂质，避免液化过程中结冰堵塞管道。压缩后的空气经制冷系统冷却至-194℃，达到液化状态后存储于低温常压储罐中，体积仅为室温气态时的。
发电阶段：用电高峰时，液态空气从储罐释放，吸收热量迅速汽化，体积膨胀形成常温高压气体。高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，驱动发电机产生电能回馈电网。
液态空气可以发电。液态空气储能技术的成功运用为我国储能产业发展开辟了新的道路。
（1）由于二氧化碳的凝固点比氧气 ，所以在液化过程中容易结冰堵塞管道。
（2）在充电阶段，压缩后的空气经制冷系统冷却时，内能 ；在发电阶段，高压气体推动膨胀机（或涡轮机）运转，将内能转化成了 。
（3）根据材料内容，概括液态空气储能的好处： 。（至少说出两条）
2．（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)，
俊宇同学购买了一个无人机，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3.2×109 J，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于总容量的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，善于思考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·陕西）小明发现，向水中加入食盐能使沉入水底的鸡蛋上浮至漂浮，加入的食盐越多，鸡蛋排开盐水的体积就越小。于是提出问题：能否利用漂浮的物体排开液体的体积与液体密度之间的关系制成密度计 小明用大烧杯、金属丝、刻度尺、食盐、水、密度已知的不同液体、直杆(轻质均匀的圆柱体)等器材进行实验探究。(水的密度为1 g/cm3)
（1）如图-1，小明将直杆放入水中，直杆倾倒后漂浮在水面上，此时直杆受到的浮力 重力。
（2）为了让直杆能立在水中，小明将金属丝缠绕在直杆的不同位置，分别放入水中，直杆在水中所处的状态如图-2所示。分析①、②、③可知：要使直杆竖直漂浮在水中，应在直杆的 位置缠绕金属丝；分析③、④、⑤三幅图可知：当金属丝缠绕的位置一定时，适当 (选填“增加”或“减少”)金属丝的缠绕量，直杆更容易竖直漂浮在水中。
（3）直杆竖直漂浮在密度不同的液体中时，浸在液体中的深度也不同。因此，将直杆上液面所对应的位置，标注为该液体的密度。则在图-3中的a点标注的密度值为 g/cm3。
（4）将直杆放入密度已知的不同液体中，当直杆在液体中稳定竖直漂浮时，在直杆上液面所在的位置做标记，并测量出直杆浸入液面以下部分的长度H；将数据记录在下表中，并将对应的密度值标注在直杆上，制成密度计。
液体密度ρ/(g·cm-3) 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入液面以下部分的长度H/cm 15.95 14.22 12.80 11.64 10.67
分析表中数据可知：此密度计所标刻度的位置越靠上，对应液体的密度值越 (选填“大”或“小”)，刻度线分布越 (选填“疏”或“密”)。
（5）如图-4，是A、B两支密度计在水中漂浮时的情景，若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度，选 (选填“A”或“B”)密度计测量更准确。(A、B放入另一种液体中，均不会沉入底部)
4．（2025·深圳）蓄冷剂是食品运输和保险过程中的重要降温试剂。现有A、B两种蓄冷剂，财财同学和明海同学为了探究其蓄冷效果，进行了如下的实验探究：财财首先将质量均为100g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中，标明A、B，放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。在容器1、2中分别加入质量为500g且温度相同的水，将冰袋从冰箱中拿出放入水中，并用隔热材料密封。明海同学通过温度传感器每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度，如图是明海记录的A、B两蓄冷剂及容器1、2中水的温度随时间的变化曲线。
（1）露露同学发现：蓄冷剂熔化前温度在升高，其分子热运动速度变 ；
（2）0~t1，水和蓄冷剂之间发生热传递，宇婷同学说其热传递方向为 ；
（3）0~t1， 蓄冷剂 吸热更快；
（4）t1~t2，容器1中水的温度降低10℃，若热量全部被冰袋吸收，经过计算，汉欢同学发现每克蓄冷剂 A 吸收的热量为 ；
（5）汉欢同学在深圳市内配送蛋糕时，选择蓄冷剂 更好，理由是
5．（2025·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 24 m、高度达33 m.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）9000 t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”的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500 Pa时，用秒表开始计时，当压强差下降到 250 Pa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 11 kW，送风量约为36000 m3/h，则该风机正常工作 1m in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1.3kg/m3.
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.
级别 压强差半衰期t(min)
I 1=8
Ⅱ 5≤t<8
Ⅲ 3≤t<5
Ⅳ 1≤t<3
V l<1
6．（2025·南通）阅读短文，回答问题。
跨学科实践--制作智能垃圾箱模型
【任务要求】为保护环境、节约资源，同学们设计制作智能垃驳箱模型，实现对可回收垃圾的收集、自动称量、压缩的目的。
【设计制作】任务一：设计制作称重系统。图甲是称重的原理图，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，压力传感器的电阻 Rr的阻值与压力的关系围线如图乙所示。某次测试中，将1kg的物体放在压力传感器上，电压表示数为8V。电压表示数能反映回收垃圾质量的大小，可在电压表度上标注对应的质量值。(g取10N/kg)
任务二：设计制作压缩系统。图丙是设计制作的工作流程图。
图丁为压缩系统的模型图。当需达监测到回收物高度力超过预设值时，压缩系统启动，电动机通过减速机带动转换结构中的螺杆转动，螺杆将转动转化为推拉杆向下的直线运动。从而使压板在收集箱内移动。压缩系统的部分参数如下表，“导程”指螺杆每旋转一周推拉杆移动的直线距离，“减速机的速比”指电动机的转建与减速机的输出转边的比值，“电动机效率”指电动机将电能转化为机械能的效率。设电动机的输出功率等于减速机的输出转建、导程以及推拉杆的推力三者的乘积。
电动机额定功率/W 60 导程/(m·r )
电动机的额定转速/(r·s- ) 60 减速机的速比 20
电动机的效率/% 90 压板的质量/kg 10
【交流评价】同学间交流，对模型制作过程中遇到的问题、使用效果和创新改进等方面进行评价 。
（1）雷达发射的超声波是由声源 产生的，改变电动机中的 方向可改变压板运动的方向。
（2）“交流评价”“反思改进”是工作流程图中的两个环节，其中环节A 为 ；C处提出的问题是 。
（3）关于本次实践活动，下列说法正确的是（ ）。
A．压力传感器受到的压力越大，通过它的电流越大
B．压力传感器受到的压力越太，它的阻值越大
C．电压表刻度上标注的质量值从左向右逐渐变大
D．当电压表示数为6V时，可回收物的质量为2kg
（4）若预设值为0.66H，雷达发射至接收到超声波的的间间隔小于 s时，电动机启动。电动机以额定功率工作时，压板与回收物的接触面积为 则压板对回收物的压强为 Pa。(超声波速度取340m/s)
（5）实验测试完成后，同学们对模型存在的问题和需要改进的地方进行了交流。他们认为若要使模型中的称重装置测量更精确，可采取的方法是 ；请对模型的设计再提出一个改进的建议或创新方法 。
7．（2025·宁夏）2025年2 月20日，中国实践25号卫星于3.6万千米高空为即将退役的北斗G7卫星加注了14kg肼类燃料，如图所示，预计可让北斗G7卫星的使用寿命延长8年，开创了太空探索新纪元。实践25号卫星的模块化分级存储舱内存有1.3t用于加注的肼类燃料。请根据以上信息回答下列问题：
（1）实践25号卫星升空过程中，它携带的1.3t肼类燃料的质量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。加注燃料时，以G7卫星为参照物，实践25号卫星是 的。地面控制站与实践25号卫星是通过 传递信息的。
（2）实践25号卫星的发动机点火工作时，向后喷出高温高压的燃气，此过程相当于四冲程内燃机的 冲程，是利用 能对外做功的。
（3）某肼类燃料的热值 若完全燃烧 10kg该燃料，能放出多少热量
8．（2025·青海）科普阅读题
察尔汗盐湖，位于青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市，是目前中国面积最大的盐湖，总面积达 5856平方千米，东西长 160 多千米，南北宽 20-40 千米，盐层最厚可达 20 米。这片盐湖形成源于数亿年前的地壳变迁，古海洋随着青藏高原的隆起逐渐萎缩，海水干涸后，高浓度卤水结晶而成。湖边有一条由盐铺设而成的公路——“万丈盐桥”，它的表面硬度和一般的柏油马路相近，可以通车。当路面出现损坏时，只要洒上卤水就能使路面复原，十分神奇！
察尔汗盐湖不仅有迷人的风光，更是一座巨大的资源宝库。它是一个以钾盐为主，伴生有镁、钠、锂、硼、碘等多种矿产。其中，钾、镁、锂资源储量居中国首位，潜在经济价值巨大；锂产能接近全国产能的三分之一，为我国新能源汽车蓬勃发展提供了锂资源。某款国产纯电动汽车锂电池充电电压最高 400V，充电功率最高 120kW，电池容量为80kW·h，动力电池能量密度为0.2kW·h/kg（能量密度等于电池容量与电池质量的比值）。
（1）夏季修复盐桥时卤水变干了，发生的物态变化是 ；
（2）该汽车电池充电时 能主要转化为 能；
（3）该汽车锂电池的质量为 kg。
9．（2025·无锡）抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩的电能，通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来，然后待用电高蜂期再释放上水库中的水，冲击水电站中的水轮发电机组发电，输送回电网，工作原理示意图如图所示.我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站，上水库容量为4.5×107m3，上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400m高度，冲击水轮发电机组发电，可获得1.44×1014J的电能.(ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10N/ kg)
（1）抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的 能，在需要的时候再通过发电机组转化为 能，输送回电网.
（2）水轮发电机组的发电效率为多少
10．（2025·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的部分电路示意图，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）
11．（2025·兰州）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，将从处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从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：热水器正常工作小时消耗的燃气体积。
适用燃气 天然气
热值
额定耗气量
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，二级能效的热效率不得低于，而一级能效的热效率则不得低于。
（1）某次洗浴，热交换器在内将质量为的水的温度升高，则该过程中水吸收的热量为 。水的比热容为
（2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量为 。
（3）请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于 级。
12．（2025·北京市）请阅读《地月空间的精准量尺————激光测距》并回答问题。
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，地面激光站发出发射激光激光，激光经距地约3.5×108 m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3.0×108 m/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① ② 的内容。
物理知识 物理知识的技术应用实例
光的反射定律 ①
凸透镜成像的规律 ②
13．（2025·广东）巡检机器人可对高压输电线进行巡检，如题图，其相关参数见题表，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0.1E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m0 54kg
最大巡检速度v0 4km.h-1
营电池满电时储能E0 0.2kW·h
电动机最大输出功率P0 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P0、v0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）如题图巡检线路，当机器人到达A点时，蓄电池储能为0.95E0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1×105J.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）
14．（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）题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，实验数据见题表.其中，dA、dB分别表示A、B棒在不同温度：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
dA/cm 0 1.10 2.15 3.26 4.31
dB/cm 0 1.73 3.44 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），
15．（2025·黑龙江） 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 。
16．（2025·连云） 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．直径相同的颗粒，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 。
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．（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f气占总阻力的80%，f气与速度的关系为f气=kv2（k=0.4N·h2/km2，v的单位为km/h），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v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R0为10Ω，警示灯标有“6V 0.5A”。当电磁铁线圈中的电流I≥0.1A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：
19．（2025·徐州）阅读短文，回答文后问题。
计时碗
时间的测量和记录是人类文明的重要一环。钟表发明之前，计时碗是古人使用的一种巧妙的计时工具：在碗底部中心打一个小孔，孔的直径比碗口直径小得多。把碗放到水池中的水面上，碗口向上。碗缓慢下沉，水从碗底小孔进入碗中；当碗口低于水面时，水从碗口大量进入碗中，碗快速下沉。从碗放到水面到碗口与水面齐平所用的时间基本固定不变，称为下沉时间，可以作为一个计时的标准。
为了探究计时碗下沉时间的影响因素，研究人员制作了一个圆筒形的计时碗，碗壁很薄，碗口直径为D，碗底中心小孔直径为d。如图a所示，从碗放在水面上开始计时，记录不同时间碗底下沉的距离，得到碗下沉过程中路程——时间关系图像如图b所示。
（1）制作计时碗时，所用材料的密度应比水的密度 。
（2）由路程—时间图像可以看出，碗在下沉的中间阶段做 运动。
（3）碗在下沉过程中，受到的一些阻力较小，可以忽略不计。在下沉的中间阶段，若水从小孔以流速v进入碗中，则碗下沉速度的表达式为： 。
（4）计时碗的下沉时间与哪些因素有关？请你列举一条： 。
20．（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，其电路如题图甲，Ro的阻值为30Ω，恒流电源输出电流恒为1A.当气压p≤1.25x103Pa时，压敏电阻Rg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1x105Pa.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VM：VN=1：5.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的热量，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Ro的阻值.设真空时电流表示数为lo，经过4h电流表示数为11，要使I0与I1的差值最大，Ro的阻值应为 Ω.
答案解析部分
1．【答案】（1）高
（2）减小；机械能
（3）安全，无污染；能量储存时间长
【知识点】凝固与凝固放热特点；能量的转化或转移
【解析】【解答】（1）据分析可知，二氧化碳凝固点将氧气高，所以在液化过程中， 需要去除水分、二氧化碳等杂质，避免液化过程中结冰堵塞管道；
（2）空气制冷后温度降低，内能减小，高压气体 推动膨胀机 运转，能量转化内能推动机械能；
（3）据题可知 液态空气可以发电，所以液态空气储能容量大， 液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量，并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量 ，说明器存储时间长，安全性能高。
【分析】凝固点：是液体转化为固体的温度，题目中分析可知 去除水分、二氧化碳等杂质，避免液化过程中结冰堵塞管道。 所以温度下降时，先到达二氧化碳的凝固点，使其先凝固。
据题分析可知 液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量，并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量，所以空气储能安全、储量大。
2．【答案】（1）电磁波
（2）是导体，容易导电
（3）180
（4）相互的
（5）并
（6）22.2
（7）增大电动机的功率；改变通过电动机的电流方向
【知识点】力作用的相互性；串联电路和并联电路的辨别；安全用电原则；通电直导线周围的磁场；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】（1）远距离信息传播是通过电磁波进行传递的；
（2） 电击时为什么不能碰 人，是由于人为导体，容易导电；
（3） 无人机空载时 重力G=mg=9kg×10N/kg=90N，做功为W=Gh=90N×2m=180J；
（4） 无人机螺旋桨飞行时向下，无人机向上飞 ，是由于螺旋桨飞行时向下，给与空气向下的力，根据力作用的相互性，空气会为无人机提供向上的力；
（5） 每个旋翼搭配独立的电动机驱动，所以无人机电动机之间是并联的；
（6） 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3.2×109/J，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%， 所以消耗的能量， 无人机竖直下降后电池剩于总容量的50%， 所以电池的储电量为400W·h，电池能量密度为200W·h/kg ，所以电池的质量为2kg， 无人机的电池质量占空载质量的百分比
（7） 更快运送急救 AED装置 ，则需要在更短的时间做更多的功， 所以需要增加电动机的动力，螺旋桨的原理为通电导线在磁场中受到的力的作用，所以改变电流方向可以改变螺旋桨的旋转方向。
【分析】1、家庭安全用电原则：不同时使用功率较大的电器，避免电路中功率较大导致电流较大，引发火灾、不湿手接触用电器开关、不在电线上上晾衣服，金属外壳要接地，避免发生触电；
2、信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息；
3、相互作用力：作用力是相互的，施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上；
4、电路的串并联：串联：电路元件首位相连，用电器相互干扰，并联：电路元件首首相连，用电器互不干扰，开关在干路上控制整个电路的通断，开关在支路上控制单个支路的通断；家庭、公共场所的电路为并联电路；
5、功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh；
6、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机。
3．【答案】（1）等于
（2）底部；增加
（3）1
（4）小；疏
（5）A
【知识点】浮力的应用——密度计；制作微型密度计
【解析】【解答】（1）物体漂浮在水面上，所以浮力等于重力；
（2）据图可知，金属丝缠绕在底部，使得杆竖直放置，由分析可知，缠绕金属丝的数量越多，更容易使杆竖直漂浮。
（3）在水中漂浮，此时密度计的密度等于水的密度1g/cm3.
(4)据表分析可知，液体密度越小，浸入液面一下的长度越长，所以此时密度计靠上，随着密度的减小，H的变化越大，所以对应的刻度值越疏散。
（5）A密度缠绕的金属丝数量少，在测量 密度稍小于水的另一种液体的密度 ，排开液体体积相同时，浸入液体深度变化更大，更精确。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大；
2、阿基米德原理：物体排开水的重力等于物体所受浮力；
3、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度。
4．【答案】（1）大
（2）从水到蓄冷剂
（3）A
（4）210J
（5）B
【知识点】比热容的定义及其计算公式；热量的计算；分子热运动
【解析】【解答】（1）温度越高，分子热运动越大；
(2)热传递的方向为高温传到低温，蓄冷剂的温度低于水的温度，所以热传递方向为水到蓄冷剂；
（3） 0~t1， A的温度变化更快，所以A吸热更快；
（4）根据Q=cmΔt可知， A 吸收的热量Q=4.2×103J/（kg·℃）×0.5kg×10℃=210J；
（5）相同温度下，B的温度变化慢，所以B的比热容，所以选择B，蓄冷时间长。
【分析】1、分子热运动的特点：分子无规则运动，肉眼无法观察，常见例子有：气体颜色的改变，味道的扩散；且温度越高，分子热运动速度越快；
2、探究不同物质吸热：原理为Q=cmΔt，在控制材料不同的前提下，保证质量、吸收热量相同，根据加热时间代表物体吸收热量的多少（加热时间越长表明吸收热量越大），当加热时间相同时，温度变化少，物质的比热容大（吸热能力强）；加热时间过长，表明吸收热量较大，所以水的质量较多或者初温较低，或者没有加盖三种原因。
5．【答案】（1）隔热性
（2）气膜粮仓中均匀分布的传感器，实时获取粮食温度、湿度等信息
（3）C
（4）6.6×105；780；3×103；Ⅱ
【知识点】物质的基本属性；密度公式及其应用；电功的计算；纳米材料及其应用
【解析】【解答】（1）根据材料内容：聚氨酯材料层，导热系数远低于混凝土建材，可知聚氨酯材料的隔热性强；
（2）气膜粮仓中均匀分布的传感器，实时获取粮食温度、湿度等信息，能及时获取粮食信息，守护粮食安全；
（3）通常情况下，每人每天的口粮越0.4kg，则9000t=9×106kg，可供人数为，接近230万人，C正确；
故选C；
（4）①根据风机功率P=11kW=1.1×104W，工作时间t=1min=60s，则消耗的电能W=Pt=1.1×104W×60s=6.6×105J；
根据送风量和时间，计算送风体积为，结合空气密度，计算吹进粮仓的空气质量为：m=ρV=1.3kg/m3×600m3=780kg；
②根据压强差的变化图像，压强差为500Pa到压强差为250Pa，对应的时间分别为1×102s和4×102s，则压强差半衰期为：4×102s-1×102s=300s；
③压强差半衰期为：300s=5min，根据《粮仓气密性分级表》，该气膜仓气密性达到Ⅱ级。
【分析】（1）根据材料内容，判断聚氨酯材料层的优点；
（2）气膜粮仓中的传感器，实时获取粮食温度、湿度等信息，能及时获取粮食信息；
（3）根据人日常消耗的粮食，结合粮食总质量，计算可供的人数；
（4）根据W=Pt，计算电动机消耗的电能；根据送风量和时间，计算送风体积，利用m=ρV，计算送风质量；结合图像，分析粮仓的半衰期时间，结合气密性等级表，判断粮仓的气密性等级。
6．【答案】（1）振动；电流
（2）反思改进；如何启动点击冰带动压板施加压力
（3）D
（4）；2×104
（5）增大恒定的电流；略
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；声音的产生；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】（1）超声波是由于物体振动产生， 电动机的转动方向由通入的电流方向决定，所以改变电动机中的电流方向可改变压板运动的方向。
（2） “反思改进”环节是对模型存在的问题和改进方向的思考，所以A处提出的问题是反思改进。 C属于交流评价，可以交流该模型精度是否满足要求；
（3）根据超声波速度和预设值计算时间间隔t=，电动机功率P=60W，输出效率为90%，所以输出功率P1=0.9×60W=54W；减速机输出转速n=，P1=nlF，所以F=，压板对回收物的压强；
（4）要使得称重装置测量更精确，压力一定，电阻一定，则可以增大恒定的电流；建议：对传感器校准提高测量精度。
【分析】 本题围绕智能垃圾箱模型的跨学科实践展开，涉及声学、力学、电学等多个物理知识点，需结合各小问情境分析对应的物理原理与计算方法。
7．【答案】（1）不变；静止；电磁波
（2）做功；内
（3）解： 放出多少热量Q=mq=10kg×4.25×107J/kg=4.25×108J
【知识点】质量及其特性；燃料的热值；参照物及其选择；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】（1） 质量是物体的一种基本属性，不随物体的位置、状态、形状等因素的改变而改变。实践25号卫星升空过程中，它携带的1.3t肼类燃料位置改变，但质量不变。加注燃料时，以G7卫星为参照物，实践25号卫星与G7卫星之间的相对位置没有发生变化，所以实践25号卫星是静止的。地面控制站与实践25号卫星是通过电磁波传递信息的，因为电磁波可以在真空中传播。
（2） 实践25号卫星的发动机点火工作时，向后喷出高温高压的燃气，燃气对卫星有力的作用，推动卫星运动，此过程相当于四冲程内燃机的做功冲程。 利用内能对外做功的，将内能转化为机械能。
（3）根据热值公式Q=mq计算 燃料完全燃烧放出的热量 。
【分析】（1）根据质量的属性判断燃料质量变化，根据参照物判断卫星运动状态，根据太空通信方式确定信息传递方式。
（2）根据发动机工作原理与内燃机冲程对比，确定冲程及能量转化。
（3）根据热值公式计算燃料燃烧放出热量。
8．【答案】（1）汽化
（2）电；化学
（3）400
【知识点】汽化及汽化吸热的特点；能量的转化或转移
【解析】【解答】 （1）卤水变干的过程，即水由液态变为气态发生汽化现象；
（2）给汽车电池充电时，将电能主要转化为化学能；
（3）根据材料第三段可知，电池容量为80kW h，动力电池能量密度为0.2kW h/kg，
则汽车锂电池的质量为：。
【分析】 （1）根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称；
（2）根据能量转化的知识分析；
（3）根据题意可知，汽车锂电池的质量为电池容量与电池能量密度之比。
9．【答案】（1）重力势；电
（2）水轮发电机组的发电效率为80%
【知识点】密度公式及其应用；动能和势能的大小变化；机械效率的计算
【解析】【解答】（1） 抽水蓄能时，电动抽水泵消耗电能，将水提升到高处，电能转化为水的重力势能。 用电高峰期，上水库的水下落冲击水轮发电机组发电，水的重力势能减少，转化为电能输送回电网，所以发电时转化为电能。
（3） 上水库容量V=4.5×107m3 ，根据密度公式ρ=mV可得水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg /m3× 4.5×107 m3=4.5×1010 kg 。 水下落高度h=400 m ，所以重力总功W势=mgh=4.5×1010 kg×10 N/kg×400m=1.8×1014 J .可获得电能1.44×1014J ，所以效率为。
【分析】 （1）需明确抽水蓄能过程中能量的转化形式，电能转化为水的重力势能，发电时重力势能转化为电能；
（2）先根据密度公式求出水的质量，再计算水的重力势能，最后利用发电效率公式（） .
10．【答案】（1）上
（2）N；费力
（3）B
（4）减小的阻值/增大电源电压
【知识点】密度公式及其应用；杠杆的分类；欧姆定律及其应用；通电直导线周围的磁场；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】 （1）天然气主要成分是甲烷，其密度比空气小。燃气泄漏时，天然气会向上扩散，所以燃气报警器应安装在燃气灶附近的上方区域，以便及时检测到泄漏的燃气。
（2）根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。在图甲控制电路中，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，所以电磁铁上端是N极。对于杠杆AOB，弹簧对A端的拉力为动力，电磁铁对B端的吸引力为阻力，支点为O。观察图可知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆分类，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，所以此时杠杆AOB是费力杠杆。
（3）控制电路中电磁铁的工作原理是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场。
A图验电器的工作原理是同种电荷相互排斥；
B图所示是奥斯特实验，演示了电流的磁效应，与电磁铁工作原理相同；
C图所示是电磁感应现象，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流；
D图所示是交流发电机工作原理，属于电磁感应现象。
故选B。
（4）由图乙知，燃气浓度越低，气敏电阻R1阻值越大。根据欧姆定律可知，在电源电压U一定时，电磁铁能将衔铁吸下报警即控制电路中电流一定，则电路总电阻不变，由串联电路电阻规律知要使燃气浓度较低，即R1阻值大时报警，可以减小滑动变阻器R2的阻值；或者换用电压更高的电源，也能使燃气报警器的预设值调低。
【分析】 （1）根据密度比空气小的气体会向上扩散分析。
（2）根据安培定则，判断螺线管的N极。根据杠杆分类，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。
（3）控制电路中电磁铁的工作原理是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场；验电器的工作原理是同种电荷相互排斥；奥斯特实验演示了电流的磁效应；电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流，是发电机的工作原理。
（4）由图乙知，燃气浓度越低，气敏电阻R1阻值越大。根据欧姆定律知电压和电流不变时，电阻不变，由串联电路电阻规律知要使燃气浓度较低，即R1阻值大时报警，可以减小滑动变阻器R2的阻值或者换用电压更高的电源。
11．【答案】（1）
（2）；
（3）二
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】 （1）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；
（2）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V=1.8m3/h×
h=0.3m3，则该过程燃气完全燃烧放出的热量为：
Q放=q天然气V=3×107J/m3×0.3m3=9×106J；
（3）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。
【分析】 （1）根据Q吸=cmΔt求出该过程中水吸收的热量；
（2）根据Q放=q天然气V求出该过程燃气完全燃烧放出的热量；
（3）根据求出燃气热水器的热效率，据此确定该燃气热水器的能效等级。
12．【答案】（1）白天强光干扰条件下
（2）2.3
（3）B
（4）角反射器；照相机
【知识点】光的反射；凸透镜成像的应用；速度公式及其应用
【解析】【解答】 （1）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。
（2）根据速度公式有：。
（3）角反射器本质上是两块互相垂直的平面镜，可以将任意方向射向角反射器的光平行反射回去。
故选B。
（4）①角反射器原理为光的反射定律；
②照相机利用凸透镜成像的规律。
【分析】 （1）根据题目的材料选择合适的答案。
（2）根据光速和速度公式进行计算。
（3）角反射器本质上是两块或三块（立体的）互相垂直的平面镜组成的。
（4）根据示例描述一种光学规律及其应用即可。
13．【答案】（1）电磁感应
（2）化学
（3）4.8；90；0.08
（4）8000
【知识点】能量的转化或转移；速度公式及其应用；发电机的构造和原理；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）下坡时，发电机利用电磁感应原理发电；
（2）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，蓄电池将电能转化为化学能储存起来；
（3）若充满电的机器人保持P0、v0水平巡检1.2h，则巡检路程为：
s=v0t=4km/h×1.2 h=4.8km；
牵引力为：
，
蓄电池储能剩余：
E=E0-P0t=0.2kW h 0.1kW×1.2h=0.08 kW h；
（4）由题意可知，AB段转化为的电能为：
1×105J×0.45=4.5×104J=0.0125 kW h，
机器人到达B点时，蓄电池储能为：
0.95E0+0.0125 kW h=0.95×0.2 kW h+0.0125 kW h=0.2025 kW h，
0.2025 kW h＞0.2kW h，
即超过了蓄电池满电时储存的电能，所以此时蓄电池实际储能为0.2kW h；
由题可知，当蓄电池储能降至0.1E0时，停止电能输出，巡检终止，
所以水平阶段可用的电能为：
0.2kW h 0.1×0.2kW h=0.18kW h=6.48×105J；
水平阶段的牵引力为：
F=f=0.15G=0.15×54kg×10N/kg=81N，
则水平阶段匀速巡检的最大路程为：
。
故答案为：（1）电磁感应；（2）化学；（3）4.8；90；0.08；（4）8000。
【分析】 （1）发电机的原理是电磁感应现象；
（2）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，将能量以化学能的行驶储存起来。
（3）根据s=v0t算出巡检路程，根据算出牵引力，根据E=E0-P0t算出剩余蓄电池的储能；
（4）根据“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”算出AB段转化的电能；进而算出蓄电池储能和水平阶段可用的电能，根据水平阶段机器人所受阻力大小是重力的0.15倍算出水平阶段牵引力，根据W=Fs算出水平阶段最大路程。
14．【答案】（1）相同
（2）上；大；B
（3）变小；支点向左移动
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】（1）根据控制变量法可知，初始时金属棒A、B的长度和横截面积均相同；
（2）②加热金属棒，金属棒伸长，杠杆左端将向下转动，右端将向上旋转，故光点会在标尺上向上移动；
③分析数据可知：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越 大；温度升高相同时，金属棒B的伸长量更大；
（3）支点到力的作用线的距离叫力臂，金属棒伸长前，阻力臂与杠杆垂直，此时力臂最大，金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力臂与杠杆不再垂直，故阻力臂变小；同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，根据数学知识可知，可采取的做法是支点向左移动。
故答案为：（1）相同；（2）上；大；B；（3）变小；支点向左移动。
【分析】 （1）结合题意和控制变量法分析；
（2）②加热金属棒，金属棒伸长，杠杆逆时针转动，据此分析；
③根据表中数据分析回答；
（3）由力臂的定义分析阻力臂变化；根据数学知识分析回答。
15．【答案】（1）空气；运动状态
（2）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
【知识点】力的概念及单位；力的作用效果；力作用的相互性；飞机的升力
【解析】【解答】 （1）当水平桨叶转动时，桨叶对空气产生一个向下的力，空气对桨叶产生一个向上的力，故对桨叶产生向上升力的施力物体是空气，这个力改变了飞机的运动状态，使飞机向上运动。
（2）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。
故答案为：（1）空气；运动状态；（2）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。
【分析】（1）物体间力的作用是相互的；力可以改变物体的运动状态；
（2）流体的流速越大的位置，压强越小；流体的流速越小的位置，压强越大。
16．【答案】（1）静止
（2）颗粒的直径
（3）D
（4）逐渐变慢
【知识点】密度及其特性；二力平衡的条件及其应用；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】（1）在自由沉淀时，根据颗粒的沉速公式可知若ρ1＝ρ2，则ρ1 ρ2＝0，那么颗粒的沉速u＝0，颗粒在水中将处于悬浮静止状态。
（2）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。
（3）当悬浮物质浓度约为580mg/L时，属于成层沉淀。在成层沉淀中，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，各颗粒的沉速相同，与质量、直径无关。
故答案为：D。
（4）污水中的颗粒在自由沉淀时，从去除率与沉淀时间的关系曲线来看，随着沉淀时间的增长，沉淀效率不断增大，而自由沉速越来越小。某深度处悬浮物质浓度下降快慢可以用去除率随时间的变化率来表示，在沉淀初期，去除率随时间增加得较快，即悬浮物质浓度下降较快；随着沉淀时间的延长，去除率随时间的增加逐渐变缓，即悬浮物质浓度下降逐渐变慢。这是因为随着沉淀的进行，容易沉淀的大颗粒或高密度颗粒先沉淀下去，剩下的颗粒沉淀难度逐渐增大，所以浓度下降速度逐渐变慢。
【分析】（1）在自由沉淀时，根据颗粒的沉速公式分析；
（2）根据沉淀速度的定义式分析；
（3）颗粒群结合成一个整体向下沉淀，各颗粒的沉速相同，与质量、直径无关；
（4）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，根据颗粒的沉速公式求解。
17．【答案】（1）用电器
（2）减小；智能化浅充电
（3）300
【知识点】电路的构成及电路图；物理学方法
【解析】【解答】 （1）给锂电池充电时，锂电池消耗电能，锂电池是用电器；
（2）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，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；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的方式来实现；
（3）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，若使用上述放电比容量的富锂锰基正极材料制作，需用质量。
【分析】 （1）电源提供电能，用电器消耗电能；
（2）由材料可知，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；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；
（3）已知某电动汽车的锂电池容量为90Ah，放电比容量高达300mAh/g，可以得到需要的质量。
18．【答案】（1）b
（2）3.2×1010
（3）
（4）e
（5）串；
（6）智能节能系统，实现绿色低碳运营（合理即可）
【知识点】速度公式及其应用；串联电路和并联电路的辨别；电功率的计算；电磁感应；功的计算及应用
【解析】【解答】 （1）动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，利用的是电磁感应现象，是发电机的工作原理；由图可知，a是电动机的工作原理，b是发电机的工作原理，故选图b；
（2）当该动车组以400km/h的速度匀速直线运动时，空气阻力为：
f气=kv2=0.4N h2/km2×（400km/h）2=6.4×104N，
因空气阻力f气占总阻力的80%，、
则总阻力为：，
动车组匀速运行时牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，即F牵=f=8×104N，
该动车组每小时行驶的距离为s=vt=400km/h×1h=400km=4×105m，
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做的功为：
W=F牵s=8×104N×4×105m=3.2×1010J；
（3）由题意可知，经停某站运动的路程为，
经停某站的总时间t总=t1+t2+t3，
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；
（4）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；
（5）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；
根据题意可知，开关S闭合，温控开关与湿控开关闭合，灯泡一直亮，通过定值电阻R0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S，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6V，灯泡分得的电压小于额定电压6V，灯泡发光较暗，
灯泡电阻为，
总电阻为R总=R0+R灯=10Ω+12Ω=22Ω，
电流为，电流I＞0.1A，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6V，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，故电路连接如下图所示：
；
（6）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。
【分析】 （1）动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，利用的是电磁感应现象，是发电机的工作原理；
（2）根据f=kv2求出空气阻力的大小，因空气阻力f气占总阻力的80%，据此求出总阻力，根据动车匀速运行时受平衡力可知牵引力等于阻力，利用s=vt求出动车组行驶的距离，根据W=Fs求出该动车组牵引力每小时做的功；
（3）根据s=vt求出经停某站运动的路程，然后再根据求出该动车组不停靠此站所用的时间，据此求出节省的时间；
（4）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，据此分析；
（5）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，据此分析温控开关与湿控开关连接方式；
开关S闭合，温控开关与湿控开关闭合，灯泡一直亮，通过定值电阻R0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，据此将电路连接完整；
（6）从节能环保等方面分析回答。
19．【答案】（1）大
（2）匀速
（3）（）2v
（4）小孔大小
【知识点】物体的浮沉条件及其应用；物理常识；时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】（1）根据题目分析可知，碗需要下沉，所以碗的密度应大于水的密度 ；
（2）碗在中间过程的速度时间曲线为倾斜直线，所以碗在做匀速直线运动。
（3） 水流入碗的体积等于碗排开液体的体积 ，即，所以；
（4）据表达式可知，下沉的速度和d有关，和小孔大小有关。
【分析】 1、物体漂浮或悬浮时，密度小于或等于液体密度；下沉时，密度大于液体密度。计时碗需下沉，因此所用材料的密度应比水的密度大。
2、 路程 - 时间图像中，匀速直线运动的图像是倾斜的直线（斜率表示速度）。观察图b，碗在下沉的中间阶段对应的s - t图像为倾斜直线，说明此阶段做匀速直线运动。
3、利用体积守恒，水流入碗的体积等于碗排开液体的体积，结合圆柱体积公式推导下沉速度；
4、 结合实验变量或生活常识，分析下沉时间的影响因素。
20．【答案】（1）大
（2）小
（3）875；3.5；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3.5%，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
（4）60
【知识点】比热容的定义及其计算公式；并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电路的动态分析
【解析】【解答】（1）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；
（2）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Rg的阻值随气压P增大而减小，压敏电阻Rg的阻值减小，通过压敏电阻Rg的电流增大，由图甲可知，R0与Rg并联，电流表测通过R0的电流，恒流电源输出电流恒定，根据并联分流原理可知，通过Rg的电流增大，通过R0的电流会减小，故电流表示数变小；
（3）恒流电源输出电流恒为I=1A，电流表示数为I'=0.6A，通过Rg的电流为：
Ig=I-I'=1A-0.6A=0.4A，
R0两端的电压为：
U0=I'×R0=0.6A×30Ω=18V，
Rg与R0并联，两端电压相等，故Rg两端的电压为：
Ug=U0=18V，
此时Rg的电阻为：
，
由图乙可知，Rg与气压P的关系为：
Rg=-0.04Ω/Pa×P+80Ω，
则当Rg的电阻为45Ω时，N内的气压为：
；
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，
设M内的气压为P1，密度为ρ1，则有：
，
k为比例系数，m1为M内的气体质量（即充气质量），
，
设N内的气压为P2，密度为ρ2，则有：
，m2为N内的气体质量（即漏出空气的质量），
，
则
将P1=1×105Pa，P2=875Pa，VM：VN=1：5代入，解得：
；
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3.5%，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；
（4）真空时电流表示数为I0，由图乙可知，此时Rg的阻值为80Ω，R0两端电压U1=I0R0，Rg两端电压U1'=Rg（I-I0），两电阻并联，则U1=U1'，则有：
R0I0=Rg（I-I0），
将I=1A，Rg=80Ω代入，得：
，
经过4h电流表示数为I1，由（3）分析可知，此时Rg的阻值为45Ω，
R0两端电压U2=I1R0，Rg两端电压U2'=Rg（I-I1），
两电阻并联，则U2=U2'，R0I1=Rg（I-I1），
将I=1A，Rg=45Ω代入，得：
，
I0与I1的差值为：
，
当R0=60Ω时，I0与I1的差值最大。
故答案为：（1）大；（2）小；（3）875；3.5；达标，M漏气速度越来越慢，4～8h漏出的空气质量与充气质量的比例会小于0～4h的漏气比例3.5%，0～8h的漏气比例会小于10%；（4）60。
【分析】 （1）由于水的比热容大，相同质量的水和其他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；
（2）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Rg的阻值随气压P增大而减小，压敏电阻Rg的阻值减小，通过压敏电阻Rg的电流增大，由图甲可知，R0与Rg并联，电流表测通过R0的电流，恒流电源输出电流恒定，由并联分流可知，通过Rg的电流增大，通过R0的电流会减小，据此分析电流表示数的变化；
（3）利用并联分流规律，算出通过Rg的电流，用公式U=IR算出R0两端电压，进而求出Rg两端电压，再用算出Rg的电阻，对照图乙的图线规律，算出此时的气压值；根据M、N内的气压与各自内部空气的密度成正比，列出气压与密度的关系式，用替换掉密度，将两个质量做比值即可得到结果；根据M漏气速度越来越慢的特点，4～8h的漏气比例小于0～4h的漏气比例，估算0～8h的漏气比例，再与10%比较，得出结论；
（4）根据公式分别列出I0和I1的表达式，将两个式子相减，将式子中R0配成完全平方式，得到I0与I1的差取最大值时，R0的取值。
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