挑戰(zhàn)24科普閱讀題（初中物理綜合30題）

。枯效型標購

一.力與運動綜合（共1小題）

二.壓強與浮力綜合（共2小題）

三.簡單機械綜合（共1小題）

四.內能及其利用綜合（共4小題）

五.電流和電路與電壓、電阻綜合（共2小題）

六.電功率綜合（共5小題）

七.電與磁綜合（共4小題）

八.信息的傳遞綜合（共8小題）

九.能源與可持續(xù)發(fā)展綜合（共3小題）

氏枇題型制秣

力與運動綜合（共1小題）

1.（2024?山西?中考真題）閱讀短文，回答問題。

萊頓弗羅斯特效應

1756年，德國醫(yī)生菜頓弗羅斯特在一把燒紅的鐵勺上滴了一滴水珠，水珠竟然懸浮起來

并能持續(xù)30s,人們把這一現象稱為萊頓弗羅斯特效應。

研究發(fā)現把液體滴落在遠高于自身沸點的高溫物體表面時，一部分液體會發(fā)生劇烈沸騰,

液體沸騰時，會有氣體不斷產生，在液體和高溫物體表面之間會瞬間形成一個"氣墊"。

如圖甲所示。由于蒸氣具有良好的隔熱效果，"氣墊”很快將沸騰抑制住。液滴懸浮在“氣

墊"上，在液滴重力的作用下，"氣墊”中的氣體從四周無規(guī)則逸出，"氣墊”就會拖著液滴

在高溫物體表面幾乎沒有摩擦的情況下四處滑動。

操作危險

請勿模仿

甲乙

（1）如圖甲所示，"氣墊"的形成是（填物態(tài)變化名稱）現象。"氣墊"減小液

滴與高溫物體之間摩擦的方式與（選填"磁懸浮列車"或"輪滑鞋"）相同；

（2）如圖乙所示，將手伸入-196汽的液氮中停留數秒不會凍傷，是利用（選填

"液氮"或"汗液"）發(fā)生物態(tài)變化形成的氣墊層保護了手；

（3）用普通鐵鍋不放油煎雞蛋，若要雞蛋不粘鍋，以下兩種做法合理的是0

A.先打入雞蛋再燒熱鐵鍋B.先燒熱鐵鍋再打入雞蛋

【答案】汽化磁懸浮列車液氮B

【詳解】（］）田由題意可知，研究發(fā)現把液體滴落在遠高于自身沸點的高溫物體表面

時，一部分液體會發(fā)生劇烈沸騰，液體沸騰時，會有氣體不斷產生，在液體和高溫物體

表面之間會瞬間形成一個“氣墊"，因此"氣墊”的形成是液體汽化形成的。

⑵"氣墊”是使液滴與高溫物體相分離來減小摩擦的。磁懸浮列車是使接觸面相分離來減

小摩擦的，輪滑鞋是變滑動摩擦為滾動摩擦來減小摩擦的，因此與“氣墊"減小液滴與高

溫物體之間摩擦的方式相同的是磁懸浮列車。

（2）⑶將手伸入-196。（2的液氮中停留數秒不會凍傷，液氮的沸點低于手的溫度，因此汽

化形成的氣墊層保護了手。

（3）⑷由上述題意可知，液體滴落在遠高于自身沸點的高溫物體表面時，一部分液體

會發(fā)生劇烈沸騰，因此應當先燒熱鐵鍋再打入雞蛋，從而雞蛋才能不粘鍋。

故選B?

二.壓強與浮力綜合（共2小題）

2.（2023?江蘇徐州?中考真題）閱讀短文，回答文后問題。

木梁承重

中國古建筑歷史悠久、體系完整，主要的建筑材料是木材，建造時使用豎立的木柱和橫

架在柱上的木梁構成房屋的框架，以支撐屋頂的重量。這樣的建筑模式要求木梁有較大

的承重能力，否則木梁可能會過度彎曲甚至斷裂。起初人們認為原始形狀的原木更堅固,

后來發(fā)現并非如此。宋代的建造規(guī)范《營造法式》中，對木梁的要求是“凡梁之大小，各

隨其廣分為三分，以二分為厚"，即矩形木梁橫截面的高寬比為3:2,這個規(guī)范非常接近

現代建筑學的要求。

用如圖甲所示的方式可以測試木材的承重能力，在一定限度內木材的形變是彈性形變。

木材發(fā)生形變時，中間位置的形變量最大，一般用中間位置的形變量X來表示整段木材

的形變量。木材的形變系數為E,其計算式為,其中/為木材的長度，和6

分別為木材橫截面的高和寬，尸為施加在木材上的壓力。現代建筑設計要求木梁的形變

量不大于木梁長度的上，以保障房屋的安全。

（1）三根用同種木材制成的木梁，長度、橫截面積大小均相同，按如圖乙所示的三種方

式使用，其中承重能力最強的是；

（2）為提高木梁的承重能力，可以在木梁上粘貼一層抗拉伸的材料，效果最好的粘貼位

置是（）;

A.木梁的頂面B.木梁的底面

C.木梁的側面D.效果都一樣

（3）在木材承重能力測試中，得到壓力廠和形變量x關系圖像，如圖丙所示的.、b、c

三條圖線中，正確的是;

（4）一根木梁長為4m,橫截面高為0.1m,寬為0.06m,所用木材的形變系數為IxlOiON/mz,

則該木梁的最大承重為—N。

【答案】②Bc960

【詳解】（1）⑴由題意可知，當矩形木梁橫截面的高寬比為3：2時，承重能力最強，因

此乙圖的②承重能力最強。

（2）[2]在形變最大的位置粘貼一層抗拉伸的材料，由圖甲可知，木梁的底面形變最大,

所以應該貼在木梁的底面，故B符合題意，ACD不符合題意。

故選Bo

（3）⑶由題目的木材的形變系數計算式￡=旦/可得

32bh3x

廣32bh3Ex

F=

5/3

在其它條件一定時，尸與X成正比，當超過最大限重能力木梁可能會過度彎曲甚至斷裂。

故C圖線符合題意。

(4)⑷根據尸可得，該木梁的最大承重為

32bh3Ex32x0.06mx(0.1m)3xlxlOloN/m2x4mx

F5?5x(4m)396°N

3.(2023?江蘇鹽城?中考真題)閱讀短文，回答問題。

銅壺滴漏

銅壺滴漏是我國古代的一種計時工具，據專家推測，張衡時代制造的多級銅壺滴漏在24h

內產生的誤差不大于40s。

如圖甲所示，早期的銅壺滴漏由一只播水壺和一只受水壺組成，受水壺上固定一把銅尺,

銅尺上刻有十二時辰，受水壺里放置一個浮舟，浮舟上裝一支浮箭。當水從播水壺滴入

受水壺后，受水壺中的水位升高，浮箭被慢慢托起，古人根據浮箭上端在銅尺上對應的

刻度就知道當時的時間了。

由于播水壺水位下降會導致滴水速度發(fā)生變化，后人對銅壺滴漏進行了改良，將播水壺

由原先的一只增加到三只(如圖乙所示)，分別稱為日壺、月壺和星壺，自上而下依次

放置在階梯式座架上。使用時，定時給日壺補水，確保星壺始終處于滿水狀態(tài)，一晝夜

恰好能將受水壺滴滿。

據了解，銅壺滴漏中的每個壺都有蓋，下面三個壺蓋中還有圈孔承接上壺嘴滴漏的每一

滴水。

(1)銅壺滴漏工作時，中午與傍晚浮舟受到的浮力大小;

(2)銅壺滴漏每個壺都加蓋的用途是防止壺中的水因_______而減少；

(3)以下為早期銅壺滴漏的銅尺標度，關于"子""丑""寅"三個時辰刻度的大概位置正確

的是圖

（4）據查，現在廣州博物館保存的銅壺滴漏受水壺容積為49L,如果從星壺底部流出的

1滴水體積約為LlxlO7m3,則從星壺底部每秒鐘大約流出________滴水（保留整數）；

（5）為確保星壺始終處于滿水狀態(tài)，在銅壺滴漏設計和使用時應該注意哪些問

題?寫出一條即可。

【答案】相同蒸發(fā)C5在制作銅壺滴漏時，日壺和月壺的容積

要大于星壺的容積

【詳解】（1）⑴由圖知漏刻中的箭舟處于漂浮狀態(tài)，其浮力等于重力，重力不變，則

浮力不變。

（2）⑵銅壺滴漏每個壺都加蓋的用途是可以減小液體表面空氣流動速度，防止壺中的

水因蒸發(fā)而減少。

（3）⑶播水壺中一開始水多，相同時間內水滴下落更多，則受水壺中水位升高得快，

同樣時間內浮箭在銅尺上通過的距離多，后來播水壺中水變少，則同樣時間內浮箭在銅

尺上通過的距離少，所以銅尺下端刻度更疏，而上端刻度更密，故選C。

（4）⑷星壺底部每秒鐘大約流出數量為

—49x-5滴右

24x3600sxl,lxl0-7m3

每秒鐘大約流出5滴。

（5）[5]在制作銅壺滴漏時，日壺和月壺的容積要大于星壺的容積，只有這樣才能確保

星壺始終處于滿水狀態(tài)。

三.簡單機械綜合（共1小題）

4.（2024?江蘇徐州,中考真題）讀短文，回答文后問題.

風杯式風速計

風是由于空氣流動而產生的風速是最基本的氣象要素之一，生產生活中很多時候需要測

量風速。如圖甲所示，風杯式風速計是一種常用的風速測量儀器，其原理如圖乙所示，

風杯是半球形空心杯，三個風杯用夾角為120。的三根支架固定在豎直的轉軸上，起風時,

氣流沖擊風杯，風相對風杯的速度越大，沖擊力越大，凹面迎風的風杯受到的風壓大，

凸面迎風的風杯由于風的繞流作用，受到的風壓小，作用在三個風杯上的風壓差使靜止

的風杯開始旋轉，越轉越快。當風速一定時，風杯轉速增大到一定值時不再增大，此時

風速和風杯轉速的關系為v=2nR6",其中v為風速，〃為風杯轉速(每秒轉過的圈數),

R為風杯轉動半徑，b為風速計常數，風杯的轉軸連接一個電路板，轉軸每轉一圈都會

使電路中產生一個短暫的電流，根據電流的周期可以算出風杯的轉速，進而算出此時的

風速。

⑴因為轉軸的摩擦，風速較小時，風杯可能轉不起來，適當_______(填"增大"或"減

小")支架的長度，可以提高風速計的靈敏度;

(2)如圖乙所示，風從左邊吹向風速計，則風杯旋轉方向為(填"順"或"逆")時針;

⑶為什么當風速一定時，風杯轉速增大到一定值時不再增大？;

⑷若一個風速計的風杯轉動半徑為0.2m,風速計常數6為3,計算時兀=3,某次測量風

速時，電流一時間圖像如圖丙所示，則此時風速為m/So

【答案】⑴增大

⑵順

⑶見解析

(4)7.2

【詳解】(1)轉軸的摩擦，風速較小時，風杯可能轉不起來，動力、阻力和阻力臂不變,

由杠桿平衡條件可知，增大支架的長度，可以提高風速計的靈敏度。

(2)如圖乙所示，風從左邊吹向風速計，凹面迎風的風杯受到的風壓大，凸面迎風的風

杯由于風的繞流作用，受到的風壓小，風杯順時針轉動。

(3)當風速一定時，風杯轉速增大到一定值時，風杯受到的風壓與摩擦力等阻力平衡所

以不再增大。

(4)由圖丙可知，1s內轉動2圈，轉數為2r/s,由風速和風杯轉速的關系v=2n及加可

知此時風速為

v=2n7?/）n=2x3xO.2x3x2m/s=7.2m/s

四.內能及其利用綜合（共4小題）

5.（2024?江蘇蘇州?中考真題）閱讀材料，回答問題

圭表與二十四節(jié)氣

如圖甲中的圭表是我國古代的重大發(fā)明。表是垂直立于地面的標桿，圭是正南正北方向

水平放置的尺。用它測量正午時表影的長度，從而確定一年的時間和季節(jié)。

戰(zhàn)國時已經采用水面來校正圭使其水平，用鉛垂線來校正表使其與圭垂直。由于光的散

射和漫反射等的影響，早期圭表的表影邊緣模糊不清，影響測量表影長度的精度。元代

天文學家郭守敬對圭表進行改進與創(chuàng)新，他將表的高度增加到原來的五倍，且在表頂加

一根架空的橫梁，他還發(fā)明了景符，用小孔成像原理可以在圭面上形成太陽和梁的清晰

像，把確定表端影的位置變?yōu)榇_定梁影中心的位置，較大提高了測量的精度，如圖乙所

zKo

暑暑秋暑露分露降冬雪雪至

夏芒小立谷清著棣雨立大小—

;至種滿夏雨崩芬蟄水春寒寒

甲乙丙

通過測量正午時表影長短的變化，推算出一回歸年為365.25天，按照季節(jié)變化將一年劃

分為二十四節(jié)氣（如圖丙），用以指導生活和農業(yè)生產。2016年11月30日，聯合國教

科文組織批準“二十四節(jié)氣”列入人類非物質文化遺產代表作名錄。以圭表為代表的我國

古代的科技成果，閃耀著智慧的光芒，激勵著我們攀登新的科技高峰。

（1）我國古代天文學家用使表豎直；

（2）郭守敬提高測量精度的措施有;

（3）一年中，學校的旗桿正午桿影最長的是二十四節(jié)氣中的;

（4）地面上深10cm,面積為hnz的水池裝滿水，在相同時間內，太陽光垂直照射水面

使水升高的溫度為加直，與水平方向成60。照射水面使水升高的溫度為加斜，則

4直："斜=（忽略其它因素的影響）。

【答案】鉛垂線見解析冬至2:73

【詳解】（1）[1]由閱讀材料可知，"戰(zhàn)國時已經采用水面來校正圭使其水平，用鉛垂線

來校正表使其與圭垂直"，所以我國古代天文學家用鉛垂線來校正表使其豎直。

（2）⑵由閱讀材料可知，"他將表的高度增加到原來的五倍，且在表頂加一根架空的橫

梁，他還發(fā)明了景符，用小孔成像原理可以在圭面上形成太陽和梁的清晰像，把確定表

端影的位置變?yōu)榇_定梁影中心的位置，較大提高了測量的精度"，所以郭守敬提高測量精

度的措施有：增加圭表的高度、在圭表頂端添加橫梁、發(fā)明了景符、利用小孔成像原理

確定梁影中心的位置。

（3）⑶由圖丙可知，一年中，學校的旗桿正午桿影最長的是二十四節(jié)氣中的冬至。

（4）⑷在相同時間內，太陽光釋放的能量是相同的，當太陽光垂直照射水面，單位面

積里照到的光多，水吸收的熱量多；當太陽光與水平方向成60。斜照射水面時，單位面

積里照到的光少，水吸收的熱量少。太陽光垂直照射水面的有效面積是S直=1m,太陽

光與水平方向成60。斜照射水面的有效面積是S斜=In?xsin60。=3n?,兩種方式水池

斜2

中的水吸收的熱量與有效面積成正比，所以垂直照射水面吸收的熱量與斜照射水面吸收

的熱量之比為

。直=-=而=2

。斜S斜-s/32A/3

—m

2

水池中水的質量機和比熱容。是相同的，根據比熱容變形公式加=2可得，升高的溫度

cm

4與吸收的熱量。成正比，所以太陽光垂直照射水面使水升高的溫度4直與太陽光水平

方向成60。照射水面使水升高的溫度為△，之比為

=0s=2_

△，斜Q斜8

6.（2024?黑龍江齊齊哈爾?中考真題）閱讀短文，回答問題。

噴氣發(fā)動機

噴氣發(fā)動機分為火箭噴氣發(fā)動機和空氣噴氣發(fā)動機。2023年，我國的長征四號丙運載火

箭，成功將一顆衛(wèi)星送入預定軌道。該運載火箭靠火箭噴氣發(fā)動機獲得推進力。

火箭噴氣發(fā)動機本身帶有燃料和氧化劑，不需要外界空氣來助燃，其燃料有固體的和液

體的。如圖甲所示是液體火箭噴氣發(fā)動機的工作原理示意圖，燃料和氧化劑分別裝在兩

個箱子里，由輸送系統(tǒng)按時按量地把燃料和氧化劑噴入燃燒室，用電火花點燃，燃燒產

生的氣體以很高的速度從尾部噴出，對火箭產生強大的反沖推力使它前進。

空氣噴氣發(fā)動機本身只攜帶燃料，需要從外界空氣中獲得足夠的氧來助燃。空氣噴氣發(fā)

動機的種類很多，如圖乙所示為空氣渦輪噴氣發(fā)動機結構圖。工作過程中，機身在空氣

中高速前進，空氣從進氣口進入，被壓縮機壓縮后進入燃燒室和從噴霧器噴出的燃料混

合，由火花塞點火燃燒，產生大量氣體向后噴出，沖擊燃氣輪機葉輪轉動，最后氣體以

極大的速度從尾部噴管噴出，使機身得到巨大的反沖推力向前飛行。

（1）地面控制中心與衛(wèi)星之間是通過發(fā)射和接收進行通信的；

（2）火箭噴氣發(fā)動機工作過程中，先將燃料的化學能轉化為能，然后再將其轉化

為火箭的能；

（3）（選填"火箭"或"空氣"）噴氣發(fā)動機不能在大氣層外工作；

（4）如圖乙所示的空氣渦輪噴氣發(fā)動機工作過程中，氣體溫度是不斷變化的。下列圖像

中，能大致反映氣體的溫度隨時間變化的是o

【答案】電磁波內機械空氣C

【詳解】（1）田地面控制中心與衛(wèi)星之間是通過發(fā)射和接收電磁波進行通信的，因為

電磁波可以在真空中傳播，而衛(wèi)星處于大氣層外，無法使用其他介質進行通信。

（2）⑵⑶火箭噴氣發(fā)動機在工作過程中，首先通過燃燒將燃料的化學能轉化為內能，

然后利用這些內能來推動火箭運動，從而將內能轉化為火箭的動能和勢能，即機械能。

(3)⑷空氣噴氣發(fā)動機需要空氣中的氧氣來助燃，因此不能在大氣層外工作。而火箭

噴氣發(fā)動機本身帶有燃料和氧化劑，不需要外界空氣來助燃，因此可以在大氣層外工作。

(4)⑸在空氣渦輪噴氣發(fā)動機工作過程中，氣體首先被壓縮，溫度會升高，然后燃料

和空氣混合燃燒，溫度會再次升高，最后氣體被噴出，溫度會降低。故ABD不符合題意,

C符合題意。

故選C。

7.(2024?山東煙臺?中考真題)閱讀下文，回答下列問題：

探索月球背面的秘密

2024年5月3日，嫦娥六號月球探測器英勇出征，開啟世界首次月球背面采樣之旅，將

人類探月推向前所未有的高度。

為了讓嫦娥六號落地準、抓好"土"，科學家研制出沖擊電機、加載電機和整形電機，在

電機體重變輕的同時，大幅增加力矩，助力推動鉆頭前進，為“挖土"提供動力。月球背

面的環(huán)境條件十分惡劣，溫差大、輻射強等因素給任務執(zhí)行帶來極大的困難。支撐探測

器工作的主要能源來自太陽能，因此太陽電池陣的穩(wěn)定性能至關重要。

由于月球始終有一面背對地球，當月球探測器降落在月球背面后，因為它的信號沿直線

傳播，不能拐彎，只能向著遠離地球的方向傳輸，所以無法直接實現與地球的測控通信

和數據傳輸，地面指揮和實時通信面臨巨大困難。2024年3月20日發(fā)射的鵲橋二號中

繼星為解決這一難題提供了“信息橋梁"。鵲橋二號攜帶了一個口徑4.2米的天線一一星載

大型可展開天線。這個天線像一把大傘，發(fā)射時收起，入軌后展開。傘面十分精巧，是

用直徑不到發(fā)絲四分之一的鋁絲織就而成。鍍了金的鋁絲使"大傘"看上去金光燦燦的，

這樣做能增強天線的通信性能，降低能耗。延長衛(wèi)星的使用壽命。它一邊接收、傳輸來

自地球的信號，一邊接收、傳輸來自月球背面的信號。為月球背面的探測器和地球之間

架起通信天橋。

(1)如圖，搭載鵲橋二號中繼星的長征八號運載火箭發(fā)射升空過程中，火箭獲得的動力

來自于（）（選填"A"或"B"）

A.向下噴出的高溫高壓燃氣B.火箭下方的空氣

（2）嫦娥六號探測器在"挖土"中主要涉及到的能量轉化是太陽能玲化學能好玲—

（3）鵲橋二號中繼星對嫦娥六號在月球背面的探測活動起到了什么作用？―

【答案】A電能機械能為月球背面的探測器和地球之間架起通信

天橋

【詳解】（1）⑴燃氣在火箭內部燃燒，產生高壓，高速從火箭尾部噴出，由牛頓第三

定律（作用力和反作用力），高速噴出的氣體必然給火箭一個反作用力，這就是火箭的

動力，所以應選"A"。

（2）⑵[3]支撐探測器工作的主要能源來自太陽能，太陽電池陣將太陽能轉化為化學能

進行儲存，需要時將化學能釋放轉化為電能使用，沖擊電機、加載電機和整形電機將電

能轉化為機械能，所以嫦娥六號探測器在“挖土”中主要涉及到的能量轉化是太陽能玲化

學能玲電能好機械能。

（3）[4]鵲橋二號攜帶了一個口徑4.2米的天線一一星載大型可展開天線，它一邊接收、

傳輸來自地球的信號，一邊接收、傳輸來自月球背面的信號。所以鵲橋二號中繼星對嫦

娥六號在月球背面的探測活動起到的作用是：為月球背面的探測器和地球之間架起通信

天橋。

8.（2023?內蒙古赤峰?中考真題）閱讀短文，回答問題

圖是17世紀一種原始熱機的示意圖，以下是它對外做一次功的簡要概述：

①燃燒燃料，對鍋爐里的水加熱，產生大量的水蒸氣；

②高溫水蒸氣通過鍋爐與汽缸間的閥門進入汽缸；

③關閉鍋爐與汽缸間的閥門，打開水箱與汽缸間的閥門，向汽缸里注入冷水；

④汽缸里大量的水蒸氣液化成水；

⑤活塞向下運動，對連桿產生巨大的向下的拉力，從而對外提供動力做功。

（1）改變內能的方法有兩種，①中通過的方法使水的內能增大；

（2）④中水蒸氣液化，要熱量；

（3）不計活塞質量，在④和⑤中，汽缸內大量水蒸氣液化成水，導致汽缸內氣壓減小,

在______的作用下，活塞向下運動。

【答案】熱傳遞放出外界大氣壓

【詳解】（1）[1]改變內能的方法有兩種：做功和熱傳遞。①中燃料燃燒對鍋爐中的水

加熱，是將燃料燃燒的熱量傳遞給了水，即通過熱傳遞增大了水的內能。

（2）⑵物體從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫做液化，液化時放出熱量。

（3）⑶在④和⑤中，汽缸內大量水蒸氣液化成水，氣缸內氣壓減小，而外界大氣壓不

變，若不計活塞質量，則在外界大氣壓作用下，活塞將向下運動。

五.電流和電路與電壓、電阻綜合（共2小題）

9.（2024?甘肅蘭州?中考真題）閱讀短文，回答問題。

火花放電

在干燥的冬季，如果一只貓在你的身上蹭來蹭去，那么在貓毛和你的身體間就會有電荷

的轉移，你的身上就會聚集一定數量的負電荷。這些負電荷需要一段較長的時間才能和

地面等物體慢慢導走。但是，如果你不等待。立即將手指靠近水龍頭，就會出現令人難

受的電火花，手指上就會有針刺般的疼痛感。如果你在干燥且黑暗的環(huán)境里撫摸貓，不

但會聽到嘩里啦啦的響聲，還會看到火花。請注意，你撫摸過貓毛的手指千萬不要立即

靠近貓的鼻子，以免產生火花放電，讓貓受到驚嚇而攻擊你。

（1）在放電的過程中，電子是從（選填"手指飛向水龍頭"或"水龍頭飛向手

指"）。

（2）請你解釋撫摸過貓毛的手指靠近貓鼻子時，容易產生火花放電的原因：o

【答案】手指飛向水龍頭帶電體靠近導體時更容易發(fā)生放電現象

【詳解】田摩擦后人體帶有一定量的負電荷，在放電過程中，是帶負電的電子發(fā)生了轉

移，故電子從手指飛向水龍頭。

⑵根據題意可知，撫摸過貓毛的手指帶有一定的電荷，這些負電荷需要一段較長的時間

才能和地面等物體慢慢導走。若手指立即靠近貓的鼻子，由于貓的鼻子是導體，手指帶

有的電荷會迅速通過貓的鼻子導走，形成較大的電流，從而產生火花放電。

10.（2024?云南?中考真題）20世紀初，科學家發(fā)現汞在溫度降低至-269。（：時，電阻值就變

成了零，這種現象叫"超導現象"，具有這種特性的物質叫"超導體"。

低溫為什么能發(fā)生超導呢?基于初中知識，我們建立一個簡易模型進行理解，將導體的

原子核與核外受到約束的電子（能量較低而不能自由運動〉組成"原子實"，可類比成小

球。原子實做著熱運動，穿行其間的自由電子會與它發(fā)生碰撞，表現為導體對自由電子

傳導的阻礙，即電阻。導體溫度降至極低時，它們的熱運動都趨于消失，通電時自由電

子就可以不受阻礙地定向通過導體，宏觀上就發(fā)生了低溫超導現象。

高壓也能讓材料發(fā)生超導。理論上，某種導體在相當于260萬倍標準大氣壓的高壓環(huán)境

下，15久的“高溫”（相對極低溫）也能發(fā)生超導現象。在這樣極高的壓力下，原子實排

列成緊密的堆垛形式，如圖所示，原子實僅能在很小的范圍內做熱運動，幾乎沒有空間

表現熱運動，就像熱運動消失了一般。此時原子實堆垛間的間隙就成為了穩(wěn)定的自由電

子通道。通電時自由電子就能在間隙中零阻礙地定向移動，宏觀上就顯示出超導現象。

原子實間隙

常見輸電過程中，約7%的電能因導線發(fā)熱耗散掉。若輸電線纜選用超導材料，就可大

大減少由于電阻引發(fā)的電能損耗。2021年12月，世界首條35千伏公里級液氮超導輸

電線工程在上海投運，實現了我國在"高溫”超導輸電領域的領先。

（1）實現超導現象的方式有低溫和o

（2）極低溫度下，原子實與自由電子的都趨于消失，通電時自由電子在導體

中通行無阻，發(fā)生低溫超導現象。

（3）超高的壓力限制了的熱運動，通電時自由電子在原子實間隙中定向移動

所受到的阻礙為零，發(fā)生高壓超導現象。

（4）超導技術的一大應用前景是制作輸電線纜，這樣可以減少電能由于引發(fā)

的電能損耗。

【答案】高壓熱運動原子實電阻

【詳解】（1）⑺由"高壓也能讓材料發(fā)生超導”可知，實現超導現象的方式有低溫和高

壓。

（2）⑵由導體溫度降至極低時，它們的熱運動都趨于消失，通電時自由電子就可以不

受阻礙地定向通過導體，宏觀上就發(fā)生了"低溫超導現象”可知，極低溫度下，原子實與

自由電子的熱運動都趨于消失,通電時自由電子在導體中通行無阻,發(fā)生低溫超導現象。

（3）⑶在這樣極高的壓力下，原子實排列成緊密的堆垛形式，原子實僅能在很小的

范圍內做熱運動，幾乎沒有空間表現熱運動可知，超高的壓力限制了原子實的熱運動,

通電時自由電子在原子實間隙中定向移動所受到的阻礙為零，發(fā)生高壓超導現象。

（4）⑷由常見輸電過程中，約7%的電能因導線發(fā)熱耗散掉。若輸電線纜選用超導材

料，就可大大減少由于電阻引發(fā)的電能損耗可知，超導技術的一大應用前景是制作輸電

線纜，這樣可以減少電能由于電阻引發(fā)的電能損耗。

六.電功率綜合（共5小題）

11.（2024,江蘇淮安?中考真題）閱讀短文，回答問題。

常溫超導

1911年，荷蘭物理學家昂內斯發(fā)現，水銀的電阻率（表示單位長度單位橫截面積的某

種材料的電阻）并不像預料的那樣隨溫度降低逐漸減小，而是當溫度降到-269P附近

時，電阻率突然減小到無法測量，后來他又發(fā)現許多金屬和合金都具有與水銀相似的低

溫下失去電阻的特性，這種現象叫作超導現象。這種超導現象一直需要在超低溫下才能

觀察到。

2020年10月14日，羅切斯特大學研究人員首次在高達15。。的溫度下，觀察到常溫超

導現象，但這次研究人員創(chuàng)造的常溫超導材料，也存在嚴重的限制，他們觀察到的超導

現象，是在2670億帕的壓強下實現的，這是和地心處壓強相當的超高壓條件。

如果把超導材料應用于實際，會給人類帶來很大的好處。在發(fā)電廠發(fā)電、輸送電能等方

面若能采用超導材料，就可以大大降低由于電阻引起的電能損耗。

（1）通過本文的描述，"電阻率"是描述材料（填"導電性能"或"導熱性能"）的物理量;

（2）當溫度降到-269。（2時，水銀的內能（填“等于"或"不等于"）零；

（3）設想一下，如果"常溫常壓超導”進入工業(yè)化，請你列舉一個應用實例：o

【答案】⑴導電性能

(2)不等于

(3)見解析

【詳解】(1)電阻率表示單位長度單位橫截面積的某種材料的電阻，所以“電阻率”是

描述材料的導電性能的物理量。

(2)當溫度降到-269。。時，水銀內部的分子仍然在不停地做無規(guī)則運動，所以具有內

能。

(3)如果"常溫常壓超導”進入工業(yè)化，手機、電腦等設備就不會存在發(fā)熱問題。

12.(2024?江蘇南通?中考真題)閱讀短文，回答問題。

綜合實踐活動一設計蔬菜溫室

【任務與要求】為了在冬天能品嘗到夏季的蔬菜，同學們?yōu)閷W校的勞動基地設計一個蔬

菜溫室，要求溫度控制在20~30。(：之間。

【設計與實施】

任務一：設計溫室結構。溫室設計為玻璃頂的長方體結構，體積為80n?。由立柱和橫

梁支撐，墻體四周裝有保溫層。查閱資料獲知，立柱的承重比/指立柱能承受的最大質

量與其質量的比值，能反映承重效率，立柱橫截面的形狀是影響承重比的重要因素之一,

為研究它們之間的關系，利用塑料立柱模型進行實驗，發(fā)現在其他條件均相同時，橫截

面為正三角形、正四邊形、正五邊形、正六邊形模型的承重比關系是：

7三＜7四＜7五＜7六。

任務二：設計溫控系統(tǒng)。溫控系統(tǒng)原理如圖甲，控制電路的電源電壓為6V,電阻箱幾

的阻值調為90Q,熱敏電阻4的阻值隨溫度的變化圖像如圖乙。當控制電路中的電流達

到30mA時，銜鐵被吸下：當電流降低到25mA時，銜鐵被彈回。已知工作電路中電熱

絲夫的電阻為22Q,浴霸燈L標有"220V,275W”字樣。

O102030405060t/℃

甲乙

【交流與評價】如表所示是任務二的部分評價指標，根據評價表對活動進行評價。

等

優(yōu)秀良好合格不合格

級

指標能自動控制室溫在能自動控制室溫不能控制室溫不能控制室溫升

評

規(guī)定范圍內波動，且降溫升降，且降溫較平升降，降溫較平降,也不能平緩降

價

較平緩緩緩溫

⑴關于設計蔬菜溫室的實踐活動，下列說法不正確的是o

A.屋頂選用綠色玻璃不利于蔬菜生長B.墻體選用隔熱性能好的材料

C.圖甲浴霸燈是為了降溫時能平緩些D.圖甲中通電線圈上端是S極

⑵由模型實驗可知，搭建溫室選用(選填"三角形""方形"或"圓形")立柱的承

重比大；已知模型的承重比為7,質量為m,受力面積為S,則其上表面所能承受的最

大壓強P=o

⑶電熱絲通電5min產生的熱量使溫室氣溫升高5.5。。則空氣吸收的熱量為

J,電熱絲對溫室的加熱效率為%;電磁鐵線圈的電阻忽略不計，電熱絲剛停

止工作時，室溫為℃?[2空氣取1.25kg/m3,c空氣取1.0xl()3j/(kg.℃)]

⑷根據評價表中的指標對任務二進行評價，你的評價等級為,依據

是;進一步給出優(yōu)化建議：o

【答案】(1)D

ymg

(2)圓形

S

(3)5.5x10583.320

(4)良好蔬菜溫度室能自動控制溫度升降，且降溫較平緩，但溫度只能在

13~20。(：之間將電阻箱&的阻值調大至130Q

【詳解】(])A.蔬菜是不透明物體，且葉子通常是綠色的，只反射綠光，說明蔬菜

不喜歡綠光，若屋頂選用綠色玻璃，綠色玻璃只透過綠光，則會導致蔬菜無法獲得所需

要的色光進行光合作用，不利于蔬菜生長，故A正確，不符合題意；

B.墻體選用隔熱性能好的材料，可以減少蔬菜溫室內外的熱專遞，可以使蔬菜溫室內

的溫度控制在一定范圍內，故B正確，不符合題意；

C.由圖甲得，當銜鐵被吸下時，電阻絲不工作，浴霸燈工作，此時浴霸燈可以向蔬菜

溫室內提供熱量，可以使降溫時能平緩些，故c正確，不符合題意；

D.圖甲中電流從線圈的上端流入，下端流出，由右手螺旋定則得，通電線圈上端是N

極，故D錯誤，符合題意。

故選D。

（2）⑴由材料信息得，在其他條件均相同時，橫截面為正三角形、正四邊形、正五邊

形、正六邊形模型的承重比關系是

/三＜7四＜丫五＜7六

即模型的橫截面的邊數越多承重比越大，圓形可以看作無數條變構成的多邊形，因此由

模型實驗可知，搭建溫室選用圓形立柱的承重比大。

⑵由立柱的承重比/指立柱成承受的最大質量與其質量的比值可知，承重比

廠m一承受

相立柱

則質量為m的模型能承受的最大質量

m承受=ym

模型上表面所成承受的最大壓力

承受=加承受g=7"?g

則模型上表面所成承受的最大壓強

外png

。一丁一年

（3）[1]由2=:得，蔬菜溫室內空氣的質量

加空氣=p空氣/=1.25kg/m3x80m3=100kg

空氣吸收的熱量為

。吸=。空氣加空氣A，=1.0xl（）3j/（kg?℃）＞＜100kgx5.5℃=5.5xl05j

電熱絲通電5min產生的熱量

廣（220V）2,

。放=叫作=G作/工作="cx5*60S=6.6*ICTJ

電熱絲對溫室的加熱效率為

55xlO

?7=^-xlOO%='/xlOO%~83.3%

6.6X105J

⑵依題意得，當控制電路中的電流達到30mA時，銜鐵被吸下，此時電熱絲剛停止工作,

由歐姆定律可知，此時控制電路的總電阻為

6V

火總小u控制=200Q

I大30x10-3A

由串聯電路的電阻特點得，此時熱敏電阻必的阻值

招小=R總小-&=200Q—90Q=110Q

由圖乙得，此時的室溫為20。5

（4）⑺⑵由題意值，當控制電路中的電流達到30mA時，銜鐵被吸下，此時電熱絲剛

停止工作，當電流降低到25mA時，銜鐵被彈回，此時電熱絲開始工作，說明蔬菜溫

度室能自動控制室溫升降，電熱絲剛停止工作時，浴霸燈工作，使得將溫較平緩。當電

流降低到25mA時，由歐姆定律得，此時控制電路中的總電阻

%=勺=蘇標=2400

由串聯電路電阻特點得，此時熱敏電阻處的阻值

用大=R諄大=240Q—90Q=150Q

由圖乙得，此時的室溫約為13汽，即溫度控制在13~20久之間。由題意得，蔬菜溫度室

能自動控制溫度升降，且降溫較平緩，但溫度只能在13~20久之間，而要求溫度控制在

20~30。（：之間，即不能自動控制室溫在規(guī)定范圍內不動，則所設計的蔬菜溫度室等級為

良好。

⑶現在所設計的蔬菜溫度室等級為良好。進一步優(yōu)化可使等級提升到優(yōu)秀，使溫度控

制在20~30久之間。由圖乙可知，熱敏電阻的阻值在70Q~110Q之間。由前面計算可知,

總電阻的范圍在200Q~240Q之間。因此電阻箱凡的阻值調為130Q,故進一步給出優(yōu)

化建議：將電阻箱&的阻值調大至130Q。

13.（2023?江蘇南通?中考真題）閱讀短文，口答問題。

綜合實踐活動一一研究制作風速儀

【提出問題】風速是氣象觀測中的重要參數，常用風速儀測量。風速儀工作原理是什

么？怎樣設計制作簡易風速儀呢？

【實地學習】同學們來到氣象館，了解了杯式風速儀的工作原理。如圖甲所示，質量較

小的風杯可在360。任意方向的風力帶動下繞軸轉動，轉動時傳感器將風速轉換成輸出

電流信號，再經系統(tǒng)處理后顯示出風速值。在測量范圍內電流隨風速增大而均勻增大。

杯式風速儀工作參數

0.4~50m/

量程

S

輸出電流信號范圍4~20mA

啟動風速0.4m/s

電功率<0.48W

【設計制作】受到杯式風速儀工作原理的啟發(fā)，同學們設計并制作了簡易風速儀，其原

理如圖乙所示。

電源為恒流源，能始終提供大小恒定的電流，電流表量程為0~0.6A,凡為10Q的定值

電阻，必為壓力傳感器，無風時必受到的壓力為零，有風時迎風板受到的壓力能大小

不變地傳遞給R”處的阻值隨壓力下大小變化的關系如圖丙所示。讀出電表示數，即

可知此時的風速。

RJQ.

30二

恒20=

流

源

④口44b10三

°102030隔

丙

同學們通過查閱資料，知道了風壓是指單位面積上垂直于氣流方向的平面上所受風的壓

力，風壓與風速的關系如下表。

風速v/(m-s-1)24610121624

風壓尸/Pa2.51022.562.590160360

【進行實驗】迎風板是一塊面積為035m2的輕質薄板，測量時風始終垂直吹在迎風板

上，記錄電表示數，發(fā)現風速增大，電流表示數隨著增大。

【交流評價】同學們從實驗制作、實驗效果等方面進行交流評價。

（1）關于文中杯式風速儀，下列說法不正確的是;

A.風吹動風杯說明風具有能量B.轉軸中使用軸承可減小摩擦

C.風杯用密度小的材料制成D.能在60m/s風速下正常工作

(2)杯式風速儀正常工作20min,最多消耗J的電能；某次杯式風速儀顯示

風速為3L4m/s,則輸出的電流信號為mA；

(3)實驗中，讀出簡易風速儀中電流表示數為0.4A,電壓表示數為8V；

①R1-0,所測的風速v=m/s；

②恒流源提供A的恒定電流；

③若用此簡易風速儀測量16m/s的風速，則迎風板的面積至少需要(選填"增

大"或"減小")m2。

(4)對比文中杯式風速儀，簡易風速儀存在的不足之處有：(寫出一點即

可)。

【答案】D576142081.2減小0.025見

解析

【詳解】(1)⑴A.受風的作用，風杯轉動，說明風具有能量，故A正確，不符合題

思；

B.在相同條件下，滾動摩擦比滑動摩擦小的多，所以轉軸中使用軸承可減小摩擦，故

B正確，不符合題意；

C.為了使風杯受到風的作用轉動起來，所以用密度小的材料制成，故C正確，不符合

題意；

D.由表中參數可知，杯式風速儀的量程為0.4~50m/s,所以杯式風速儀不能在60m/s

風速下正常工作，故D錯誤，符合題意。

故選D。

(2)⑵由表中數據可知，杯式風速儀正常工作時消耗的最大功率為0.48W,所以正常

工作20min最多消耗的電能為

淤P/=0.48WX20X60S=576J

[3]輸出電流信號范圍是4~20mA,杯式風速儀的量程為0.4~50m/s,由于在測量范圍內

電流隨風速增大而均勻增大，風速變化量與電流變化量的比值不變，設輸出的電流信號

為/，則

50m/s-0.4m/s20mA-4mA

31.4m/s-0.4m/sI-4mA

解得/=14mA。

(3)①⑷根據乙圖可知，見與必并聯。簡易風速儀中電流表示數為0.4A,即通過以

的電流為0.4A,此時電壓表示數為8V時，所以必的電阻為

K=—=-^-=20Q

Ix0.4A

[5]由丙圖可知，R/=2OQ時對應的壓力尸=6N,迎風板受到的壓強為

p=—=6N,=40Pa

S0.15m2

由風壓與風速的關系分析可得風壓與風速的關系為P=h/,代入數據有

10Pa=A;x（4m/s）~

則左=：Pas2/m2,40Pa時有

8

40Pa=-Pas2/m2xv2

8

解得v=8m/so

②⑹乙圖中，凡與以并聯。電流表示數為0.4A,電壓表示數為8V,通過凡的電流為

ru8V…

/n=—=---=0.8A

0

Ro10Q

恒流源提供的恒定電流為

/=/o+//=O.8A+0.4A=1.2A

③⑺網用此簡易風速儀測量16m/s的風速，由風壓與風速的關系表可知，對應的風壓

為160Pa,若迎風板的面積仍為0.15m2,則迎風板受到的壓力

F'=p'S=l60Pax0.15m2=24N

由圖丙可知，此時壓敏電阻的阻值為A；=80。因電源為恒流源，且由前面解析可知電

路中的電流恒為L2A,設此時電源電壓為U',由歐姆定律和并聯電路的電流特點可得

U'U'U'U'

1.2A=--1--=---1--

R°R；10Q8Q

解得U'=§v。則通過壓敏電阻的電流

llv

I上3?0.67A

R；8Q

大于電流表的量程。因此為了保證電路的安全，測16m/s的風速時，通過壓敏電阻的

最大電流為0.6A,由并聯電路電流特點可知，通過扁的電流

V=/-1"=1.2A-0.6A=0.6A

因通過兩支路的電流相等，則此時壓敏電阻的阻值為

=6=10。

由圖丙可知，此時迎風板受到的壓力尸=20N,則此時迎風板的面積為

及〈就=4

故面積應減小，減小值為

A5=5'-5,=0.15m2-0.125m2=0,025m2

（4）［9］杯式風速儀的工作時質量較小的風杯可在360。任意方向的風力帶動下繞軸轉動,

轉動時傳感器將風速轉換成輸出電流信號，再經系統(tǒng)處理后顯示出風速值。而制作的簡

易風速儀不能測量任意方向上的風速。或在讀取電表讀數時存在誤差，不能十分準確的

測測風速大小。

14.（2023?廣東深圳?中考真題）閱讀下列文字，回答下列問題:

乙

a滑輪

,垂直構架

導向安全平衡重

儀器

船舶

承船箱/

傳動機構

1以「1XXI

混凝土基礎

丙

（1）船閘的工作原理是,圖乙中船相對于大壩是（填運動或靜止）；

（2）圖丙中定滑輪的作用是

(3)琴琴同學在大壩上看到水面波光，是因為水面部分區(qū)域發(fā)生了反射，一艘重

2000噸的輪船駛入河中，受到的浮力為；

(4)圖丙的電梯：船上升速度為18m/min,則重物下降速度為m/s,若船與江水

總重為1.5萬噸，則電梯功率為；

(5)如圖丁所示，已知：電梯中4個發(fā)電機的電能與機械能的轉換比為10：6,在(4)

條件下，已知電源電壓恒定為U,求4時通過每個發(fā)電機的電流為O

【答案】

L875xl(rw

4.5X107W

U

(1)⑺船閘利用連通器原理工作的。

⑵船在船閘內向左運動，相對于大壩位置發(fā)生改變，所以是