专题31 科普阅读-5年（2019-2023）中考1年模拟物理真题分项汇编（北京专用）

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1.（2023•北京）请阅读《云中探秘问苍穹》并回答题。
云中探秘问苍穹
苍茫云海、万里层云中蕴藏着丰富的水资源，水的降落滋润着地球万物。降水量的多少和降水在时间与空间的分布极大地影响着人们的生活。在一定时段内，从云中降落到地面上的液态或固态降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，称为该地该时段内的降水量，单位为毫米（mm）。
如何预测某个区域的降水量呢？如果能获得该区域正上方云层所含降水粒子（云中的小水滴或小冰晶）所能形成的水的总体积，再结合其他信息估测能够降落到地面的降水粒子占总降水粒子的比例，利用体积和该区域面积之间的关系，就可以得到降水量了。
精准预报降水是一个世界难题，我国在轨气象卫星家族中的新成员——风云三号G星（如图所示）的出现，向解决这一难题迈出了一大步。风云三号G星搭载了我国首套“空中雨量计”——星载KU、KA双频主动降水测量雷达，通过向大气发射无线电磁波信号，接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号，获取竖直方向不同高度层的降水结构信息；同时，利用雷达跨轨方向的扫描，实现对水平方向的降水探测。这就如同对大气降水进行“CT”扫描，最终使风云三号G星自上而下地获取云层的三维结构信息，如云层厚度、云层中不同位置降水粒子的数密度（即单位体积内降水粒子的数量）以及各种降水粒子的直径大小等。

风云三号G星云中探秘、叩问苍穹，助力我国在探索浩瀚宇宙的征程上，跑出加速度。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）风云三号G星搭载了我国首套________，即星载KU、KA双频主动降水测量雷达。
（2）降水粒子的数密度越大，则1m3内降水粒子的________越大。
A．质量 B．体积 C．数量
（3）假设探测到某云层的平均厚度为1000m，内部的降水粒子（可视为小水滴）分布均匀，数密度为6.25×109个/m3，每个降水粒子的体积均为4×10-15m³。若在12小时内，该云层中有80%的降水粒子以雨滴形式竖直降落到地面上。该云层对应区域的平均降水量为____mm。根据我国气象部门规定的各类雨的降水量标准（见表），可知此次降雨的种类为____。
表各类雨的降水量标准
2.（2022•北京）请阅读《国之重器—综合极端条件实验装置》并回答题。
国之重器——综合极端条件实验装置
从人类第一次仰望星空，到试图用“中国天限”破译日月星辰等天文现象的奥秘，从探究万物组成到利用扫描隧道显微镜透视物质的微观结构，都得益于实验条件的拓展和技术手段的进步。
在宇宙中、高温、高压、强磁场等极端环境比比皆是，而我们地球上的生活环境是一个相对温和的环境，要发现更多的新现象，就需要建造极端条件实验室，拓展研究空间。
所谓极端条件，指的是在实验室中人为创造出来特别低的温度、特别强的磁场、特别高的压强等（如图所示）实验条件。通过创造极端条件，可以发现和揭示许多在通常条件下观察不到的奇异物质特性，例如某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0（如铝在-271.76°C——即1.39K——以下时电阻为0），这就是超导现象。
肩负原始创新重任的国之重器——国际首个综合极端条件实验装置布局在北京怀柔科学城，并已投入使用。该项目拥有极低温（可达1mK）、强磁场（可达32.35T）、超高压（可达）和超快光场（时间分辨率可达s）极端条件实验装置。
科学家们将极端条件进行综合运用，大大拓展了物质科学的研究空间，为发现新物态、探索新现象、开辟新领域，创造了前所未有的机遇。
请根据上述材料，回答下列问题
（1） 请写出我国综合极端条件实验装置中的一个极端条件：___________。
（2） 我国自主研制的载人潜水器“奋斗者”号成功完成了10000m的深潜试验，创造了中国载人深潜的新纪录。超高压极端条件的压强约为“奋斗者”号在10000m深海中（海水密度取）承受压强的___________倍。（填写正确选项前的字母）
A．4 B．40 C． 4000 D．400000
（3） 强磁场的产生需要大电流，但电流越大，导线的温度就会越高，通常会导致铝导线等熔化，给强磁场的产生带来限制。依据文中信息，请写出应选择哪种极端条件，能减少电流通过导线所产生的热量，从而突破限制，创造强磁场极端条件，并写出选择依据。( )
3.（2021•北京）请阅读《华夏之光——圭表》
华夏之光——圭表
我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器，其中圭表就是典型的代表。圭表（如图所示）包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的标竿或石柱，叫作表，圭和表相互垂直。战国以前的天史学家已能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直。
依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气，依据表影长短的周期性变化，就能确定一回归年的天数。为了解决上述问题，元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法，对圭表进行了一系列改进与创新。他将表的高度增加，并且在表顶加一根架空的横果，使表高变为传统表高的五倍。这样，测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置，提高了测量影长的精度。郭守敬又利用小孔成像的原理，发明了景符，利用景符可以在圭面上形成太阳和横梁的清晰像（如图所示），这样就可以精确的测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来，测影时“虚景之中考求真实”的困难。以圭表为代表的我国古代的科技成果，像一颗颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。
请根据上述材料，回答下列问题∶
（1）请写出我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施，并解释为什么这种措施可以保证圭和表是相互垂的。
（2）郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题？
（3）除了圭表，请你再列举一个我国古代天文观测仪器。
4.（2020•北京）请阅读《科学重器一原子钟》并回答问题。
科学重器一原子钟
星空浩瀚，地球章动，四季更替，草木枯荣。从人类意识觉醒开始，“时间”便如影随形。从太阳升落、日晷、沙漏、水钟、机械钟、石英钟到目前最准确的计时工具原子钟，这些计时方法与工具的发展体现了不同时代劳动人民的智慧计时工具大多是以某种规则运动的周期（完成一次规则运动所用的时间）为基准计时的，比如日晷以日地相对运动的周期为基准；机械摆钟以摆的振荡周期为基准；石英钟以石英晶体有规则的振荡周期为基准。选作时钟基准的运动周期越稳定，测量时间的精准度就越高，基于此科学家制造出了原子钟（如图所示）。它以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准，由于电磁波的振荡周期很稳定，使得原子钟的计时精准度可达每百万年才差1秒。
人们通常选取自然界中比较稳定、世界各国都能接受的事物作为测量标准。正是由于原子辐射电磁波振荡周期的高稳定性，适合作为时间的测量标准，于是在1967年，国际计量大会将“1秒”重新定义为铯133原子辐射电磁波荡9192631770个周期的持续时间。时间单位“秒”作为国际通用的测量语言，是人类描述和定义时空的标尺。
虽然制定了统一的时间测量标准，但若各地时间不能同步，也会给人们带来麻烦。比如，若电网调节时间不同步，可能会烧坏电机；金融市场时间不同步，可能会导致巨大的经济损失。这就需要有一个时间基准，用于实现时间的同步，就像日常生活中，我们常常根据电视台播报的时间来校准自己的时间一样。在我国，提供校准时间的是位于西安的国家授时中心的原子钟，它被用作基准钟向电视、广播、网络等提供报时服务。在导航系统中，如果导航定位的精准度为1米，则要求卫星上原子钟的时间同步必须在3×10-9之内，这需要卫星上的原子钟和地面上的基准钟定期校准，以保证定位的精准度。我国自主研制的北斗导航系统中，原子钟堪称“导航卫星的心脏”，使我国在导航精准度方面达到厘米级，处于全球领先水准。北斗导航系统可以给安装了芯片的共享单车设定电子围栏，也可以判断汽车行驶在哪个车道，甚至还可以实现送货的无人机精准地降落在客户的阳台上。计时工具的演变，展现了人类“时间文化”的进程更彰显出人类精益求精、不探索、追求卓越的科学精神。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)原子钟可以作为时间同步的基准钟，依据的是原子辐射电磁波振荡周期的______；
(2)下列物体相比较，最适合提供计时基准的是______；（填写正确选项前的字母）
A．摆动的小球 B．沿直线运动的汽车 C．静止的书本
(3)在实际生活中会出现各种“标准”。请你结合对文中时间“标准”的理解，除文中提到的实例外，再列举一个“标准”______，并说明该“标准”在具体实例中是如何应用的______。
5.（2019•北京）请阅读《郭守敬望远镜》并回答问题
郭守敬望远镜
“星汉灿烂，若出其里”，漫天星光绝大多数都来自宇宙中的恒星，怎样知道这些遥远且炽热的恒星的成分呢？用光谱！我们知道，阳光通过三棱镜后会发生色散，形成一条按照一定顺序排列的彩色光带，我们称之为光谱．太阳是恒星，因此太阳的光谱是一种恒星光谱，恒星光谱包含了恒星的很多“户口”信息，比如化学成分、密度、气压、温度、恒星年龄等．恒星光谱除了包含恒星自身的信息之外，还能告诉我们恒星以及它所在的星系是在远离，还是再靠近我们，甚至还能告诉我们远离或靠近的速度有多大，观测表明，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，根据恒星或星系远离我们的速度可以知道这个恒星或星系距离我们有多远．
光谱望远镜是获取恒星光谱的有力工具，目前世界上最好的光谱望远镜是由中国天文学家自主研制的，以元代著名天文学家、数学家、水利工程专家郭守敬名字命名的“郭守敬望远镜”，如图所示，它可以将接受到的恒星的光会聚后通过色散系统形成恒星光谱，进而获取恒星的信息，它能够同时观测4000个天体，是当今世界上光谱获取效率最高的望远镜，在刚刚过去的七年，巡天观测中（所谓“巡天观测”，就好比是“给天上的星星做‘人口’普查”），郭守敬望远镜．共获取1125万条光谱，成为世界上第一个获取恒星光谱数突破千万量级的天文望远镜．我国科学家通过对这些恒星光谱的分析，绘制成了一个包含636万组恒星光谱参数的星表，重新确立了银河系晕（音yùn）的内扁外圆的结构，并取得了其他一些令世界瞩目的重大发现，这在某种程度上增强了人类寻找另一个“地球”和地外生命的信心！
目前，郭守敬望远镜已开启新一轮的“霸气”巡天观测征程，使用郭守敬望远镜可以“普查”银河系更多的恒星，以它的观测能力，北半球天空仍然有约一亿颗恒星可观测，可以让“普查”资料更全面、更详细，更好地帮助我们了解银河系的历史、现状和未来．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）恒星发出的光经过郭守敬望远镜的光学系统形成恒星光谱的现象属于光的________现象．
（2）我国科学家通过分析恒星光谱确立了________的内扁外圆新结构．
（3）已知“长蛇II星系团”距离我们约33亿光年，它远离我们的速度约为6×,请你根据文中信息，估算远离我们的速度约为4×的“牧夫座星系团”距离我们约________亿光年．
1．（2023·北京海淀一模）请阅读《匠人建国，水地以县》并回答。
匠人建国，水地以县
匠人建国，水地以县（“县”通“悬”），指古代建设城邑的求水平、定方位的测量处理，是我四古代劳动人民智慧的结晶。宋朝的建筑学著作《营造法式》对此进行了传承和发展，对正式建筑的建造提出了严格完整的要求，包括筑基、立基、取正、定平等。
筑基，即建造地基。筑基时，先挖开场地，然后填土和碎石瓦块，最后夯实。这种处理方法与我们今天消除场地缺陷的做法相似。古建筑一般较轻，场地处理不需要太深。
立基，就是在处理好的地基平地上建造台基。立基时，根据房屋面积大小和地基不均匀性的影响，可适当增减台基高度和宽度。
取正，就是要求房屋面朝正南。取正时，一般利用圭表、日晷等，参照正午太阳的位置而定，先确定南北正轴线，再正交确定东西走向。
定平，就是保证台基面和柱础石顶面的水平。定平时，对于较大的台基面，要“据其位置，于四角各立一标，当心安水平”。即：根据选定的方位，在四个角各立一个标杆，在中心位置用立桩安放好水平仪。水平仪的上方有长条形凹槽，图为其正面立体图，凹槽内部装有水，在水平仪的方形水面上，各自放上一枚漂浮的水浮子，图为其俯视图（未放水浮子）。使用时，先转动水平仪使其对准某一标杆，人眼调整观察角度，使三枚水浮子刚好重叠，此时在人眼视线对应的标杆上画上刻线。以此类推，在四个角的标杆上都标定刻线，此时四条刻线即在同一个水平面上。
对于柱础石的定平，要用到水平尺。如图所示，中间的立柱与底部的直尺垂直，立柱从上至下刻有一道与直尺垂直的墨线（图中虚线），用细线悬挂重锤，当细线与墨线对齐时，则表明底部直尺所在的面是水平的。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）在筑基的时候，如果建筑物较高较重，那么场地处理应该更___________（选填“深”或“浅”）一些；
（2）下列说法正确的是___________。（选填选项前的字母）
A．立基时增加台基的宽度，主要是为了增大地基受到的压强
B．水平仪在定平的过程中用到的原理，与射击瞄准时要做到“三点一线”是相同的
C．取正时利用日晷参照正午太阳的位置确定南北方向，是利用了光的反射
（3）若利用图所示的水平尺检验柱础石顶面是否水平时，观察到细线与墨线（图中虚线）的位置关系如图所示，则说明柱础石顶面___________（选填“左”或“右”）侧较高；
（4）分析说明使用水平尺时，为什么细线与墨线对齐时能表明底部直尺所在的面是水平的？___________
2．（2023·北京西城一模）请阅读《雪龙2号》并回答问题。
雪龙2号
2022年10月26日，中国第39次南极考察队队员搭乘雪龙2号极地考察船（如图1所示），从上海出发，执行南极科学考察任务。
雪龙2号极地考察船船长122.5米，船宽22.3米，排水量13996吨，是全球第一艘具有船首、船尾双向破冰技术的极地科考船。它具备全回转电力推进功能和冲撞破冰能力，可以在冰厚1.5米的条件下以3节（1节=1.852千米/时）的航速连续破冰航行，可实现原地360°自由转动。该船装备有国际先进的海洋调查和观测设备，能在极地冰区海洋开展海洋化学、生物多样性调查等科学考察。
雪龙2号船首的下部前沿凸起的部分叫做破冰艏（shǒu）柱（如图2所示），它是用特殊的耐低温高强钢打造，厚度达100mm，可以在零下40℃的低温环境中保持足够的强度和韧性。雪龙2号在极地破冰时，4台主发电机满负荷的运行，源源不断的动力推动巨大的船身前进。遇到厚度1.5米以下的冰层，雪龙2号以3节的航速冲上去，碰到冰层以后，冰层会把船头往上抬，船因为比较重又压下去，这样不断反复，破冰艏柱犹如一把利刃切开厚重的冰层，船首重压连续破冰。当冰层厚度增加到2米，雪龙2号连续向前破冰受阻时，会采用冲撞式破冰。在厚冰海域，雪龙2号还可以采取艉（wěi）向破冰，即利用船尾从上方重压冰层，下方螺旋桨同时将水流和碎冰掏空，使得冰层在上下的压力下塌陷，以后退状态掏冰航行，实现双向破冰。
雪龙2号是一艘智能型船舶，它是将现代信息技术、智能技术等新技术与传统船舶技术进行融合，以使船舶在使用时更加安全、更加环保、更加经济和更加可靠。雪龙2号在船体和设备上一共分布着七千多个传感器，对整船的性能、设备、系统和运行状态进行监控。这些传感器为雪龙2号编织了一张安全网，使雪龙2号成为了最安全的船舶之一、雪龙2号极地考察船是中国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船，填补了中国在极地科考重大装备领域的空白。
根据上述材料，回答下列问题：
（1）估算雪龙2号极地考察船满载时受到的浮力大约是___________N。
（2）列举雪龙2号极地考察船破冰的方法___________，并简要分析其中的原理___________？（分析出2条原理即可）
3．（2023·北京东城一模）请阅读《白鹤梁水下博物馆》并回答问题。
白鹤梁水下博物馆
白鹤梁水下博物馆位于重庆市涪陵区长江岸边，它被联合国教科文组织誉为“世界首座非潜水可到达的水下遗址博物馆”，是世界水文资料的宝库。
白鹤梁原本是一块长江边上的天然的巨型石梁，是古人用于观测长江的水文站，其具有不朽的水文历史价值和文学艺术价值。在三峡工程蓄水之前，唯有在冬季枯水期，人们才有幸一睹白鹤梁题刻的风姿。为了保护这块意义非凡的石梁，中国工程院院士于2001年提出“无压容器”水下博物馆建造方案，即在水下40米的白鹤梁外修建一个钢筋混凝土“罩体”，与长江水隔离。为了“无压”，罩子内部也要蓄满水，只不过这里面的水是经过过滤、净化，非常干净的长江水，使“罩体”基本处于水压平衡的状态,同时防止江水常年对白鹤梁遗址原体的冲刷损坏。
“罩体”内沿白鹤梁体修建了一条参观廊道，由耐压金属和23个玻璃观察窗构成，游人可沿着参观廊道近距离观看、研究白鹤梁上的题刻。照明系统采用LED技术，寿命长、光照好、节能省电，另有先进的循环水系统、防水系统、水下实时摄影系统。
这一极具创新设想的工程实施，为水下文化遗产的原址保护提供了成功的工程范例。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）白鹤梁的“无压容器”保护方案中混凝土罩体内应当______（填写正确选项前的字母）；
A．蓄满水 B．排空水 C．抽真空
（2）冬季枯水期白鹤梁混凝土保护罩所承受江水压强与非枯水期相比将______（选填“增大”“减小”或“不变”）；
（3）“罩体”内沿白鹤梁体修建的参观廊道上有玻璃观察窗，其面积约为0.5m2，已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。则观察窗所承受的江水的压力约为______N。
4．（2023·北京朝阳一模）阅读《中国大运河上的古人智慧》并答题。
中国大运河上的古人智慧
在中国的大地上，有一条蜿蜒千里的大运河，它的修建开通促进了中国古代的经济发展和社会变革，大运河上的很多水利工程体现了我国古代劳动人民的智慧，建于宋代，位于浙江省海宁市长安镇内的长安闸坝就是其中的代表之一。
长安闸具有“三闸两澳”的复杂结构，如图所示。其中三闸指上、中、下三个闸门，上闸和中闸之间是第一闸室，中闸和下闸之间是第二闸室，两澳是两个大蓄水池，上澳与第一闸室相通，下澳与第二闸室相通，两澳同时配有可供水进出的斗门。
当船从上塘河向下塘河通航时，关闭中闸和上澳的斗门，提起上闸，使上塘河的水流入第一闸室，当水面相平时，上闸门全部打开，船进入第一闸室；接着关闭上闸，打开上澳的斗门，使第一闸室的水流入上澳，当水面相平时，关闭上澳的斗门；然后关闭下闸和下澳的斗门，提起中闸，水从第一闸室流入第二闸室，当水面相平时，中闸门全部打开，船进入第二闸室；接着关闭中闸，打开下澳的斗门，水流入下澳，当水面相平时，关闭下澳的斗门；然后提起下闸，第二闸室的水流入下塘河，当水面相平时，下闸门全部打开，船进入下塘河。反之，当船从下塘河向上塘河通航时，其道理与此类似。船进出一次长安闸时，只会用掉闸室约四分之一的水量，节省了约四分之三的水量。长安闸解决了通航、节水等大问题。
长安闸坝还设计了一条特殊的快行道，快行道与长安闸平行，河道中修建上窄下宽的水坝——宋坝来分隔水域，如图甲所示。将绳索拴在船上，牵引船只可以快速通过，这种情况称为“翻坝”，如图乙所示。翻坝在运河上十分常见，但是像这种闸、坝联合运营的理念在京杭大运河中却是独一无二的。
2014年6月，中国大运河成功入选《世界遗产名录》。大运河记录了中国历史文化写不尽的厚重、壮美和辉煌，见证了中华文明的源远流长和中华民族的勤劳智慧。
请根据上述材料，回答下面的问题：
（1）长安闸具有______的复杂结构；
（2）当船从上塘河向下塘河通航的过程中，先后形成了______个连通器；
A．3 B．4 C．5 D．6
（3）文中介绍了宋坝的形状，请写出一条这样设计的好处：______；
（4）长安闸坝采用闸、坝联合运营的理念提高了通航效率，请你举出一个应用这一理念的例子：______。
5．（2023·北京丰台一模）请阅读《频闪照相》并回答问题。
频闪照相
我们在研究物体的运动时，一个非常重要的问题就是确定物体的位置随时间的流逝有怎样的变化。但是物体在运动时位置不断改变，时间不断推移，如何有效的同时记录两个不断变化的物理量呢？
同学们是否注意过，飞机在起飞和降落时会不断地发出闪光的信号，这个信号灯每隔相等的时间就会闪一下、根据这个闪光，即便是在黑夜我们不但能方便的确定飞机的位置，还可以估计下一次闪光时飞机在哪里，以及判断飞机的升降状态和飞行方向。
我们由此获得启发，是否可以在物体运动过程中每隔相等的时间拍摄照片记录位置从而研究物体的运动规律呢？其实这就是“频闪照相”，顾名思义就是频繁闪光拍摄的照片。具体说就是在暗室中把照相机固定在地面上保持拍摄状态，但由于没有光照亮物体，底片并不感光。光源是一只闪光灯，它每隔0.02 s闪亮一次，闪亮的时间很短，只有大约1/1000 s。光源发光时物体被照亮，底片就记录下这时物体的位置。减少闪光的间隔就会使物体的位置变化更为精细。
如图为一张羽毛球飞行时的频闪照片，由于羽毛球通过任意两个相邻位置所用的时间相等，所以如果两个相邻位置间距离较大就意味着速度较大。从这张照片中可以看到羽毛球从最高点下落后，速度越来越大。
根据上述材料，回答下列问题：
（1）如图所示是一个小球从A点沿着直线运动到F点的频闪照片，频闪照相机每隔0.02 s闪拍一次。分析照片可知：小球做______直线运动，你判断的依据是______；
（2）小球从A点运动到F点的平均速度是______m/s；小球从B点运动到D点的平均速度______（选填“大于”、“等于”、“小于”）小球从D点运动到F点的平均速度。
6．（2023·北京通州一模）阅读《为何现今家用导线多用铜线而不是铝线？》回答问题。
看看近日国际市场上几种常见金属的价格，要是让你根据表一中的产量和价格选择制造家用导线的材料，你会选谁呢?也许你会毫不犹豫的选择“铁”。那为什么市面上几乎看不到铁导线呢？
表一常见金属产量价格表
表二常见电接触金属材质的主要物理性质表
表二是一些金属及合金的物理性质。你有没有发现：铁的硬度很高，约是铜的2倍，铝的3倍，也就是说铁做的导线比较硬。有人会说，铁那么便宜，硬点就硬点吧！
其实，不选铁的原因主要还不是因为它比较硬。铁的电阻率是铝的3倍多，铜的近6倍。什么是电阻率呢?通俗的说，它就是反映材料导电能力强弱的物理量。电阻率越小，表明材料的导电性能越好。以铁为例，用纯铁制成的长为1m，横截面积为1mm2的铁丝，在常温常压下，这根铁丝的电阻就是0.097Ω。同样规格的铜丝电阻是0.017Ω，铝丝是0.027Ω。综合起来看，用铜做导线，性价比最高。
住建部在《住宅设计规范》中都是以铜线来制定标准的。例如，2003版的规范中要求：无论面积大小，每套住宅进户主线横截面积不应小于10mm2，普通插座用线不应小于2.5mm2，大功率用电器要使用专门的插座和相应粗细的铜导线。
2003《住宅设计规范》颁布一年多之后，速热式热水器（无需预热，打开水龙头就会流出热水的热水器）便问世了。如图就是一个额定电压220V、额定功率4kW的速热式热水器。由于其节能环保（相比储热式热水器省电15%~30%），安全性高，深受人们喜爱。但当时在中国并不普及，这是为什么呢？
原来这种热水器功率普遍较大，速热式厨房用水龙头功率一般为3kW~5kW，洗澡用的一般在6kW~12kW左右，需铺设专线方可使用，导线横截面积一般要用4mm2以上的铜导线。由于之前普通家庭大功率电器并不多，所以很少使用4mm2的铜导线。另一个原因是4mm2比2.5mm2的线贵很多。所以，当速热热水器问世后，很多家庭的导线都无法承载这样的功率。
过去，中国家庭中使用铝制导线的情况普遍存在，中国家庭使用冷热水比值是9∶1，而发达国家家庭则是1∶9。随着社会经济不断发展，当今中国早已成为世界发电量第一的国家，家用的铝制导线也普遍被铜导线代替，速热式热水器也早已进入千家万户。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）文中表格里的五种金属，导电性最好的是“银”，通常家里的导线不以银为导体材料，主要是因为_________；
（2）某种滑动变阻器磁筒上的电阻线是由镍铬合金丝缠绕而成，之所以选用这种材料，是因为镍铬合金的______比较大；
（3）连接电灯的导线安全标准是用1.5mm2的铜导线，若用这种导线连接洗澡用的速热式热水器，可能产生的后果是_________；
（4）小明家安装了如图所示的厨房用速热式热水器。妈妈冬天洗碗筷一次，水流时间平均约为50s。1度电0.5元，可以让妈妈用温热的水洗碗筷______次。
7．（2023·北京石景山一模）请阅读《核电——能源“双刃剑”》并回答问题。
核电——能源“双刃剑”
核能发电，是利用核反应堆中核裂变所释放的能量进行发电，目前全球用于发电的核反应堆技术中压水堆使用最为广泛。
压水堆核电站的基本原理如图所示，核燃料在反应堆中发生裂变反应产生的能量加热一回路的水；一回路的高温高压水再通过二回路的蒸汽发生器，加热其内部的水使之变为蒸汽，蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮机旋转，带动发电机发电；冷凝器里，利用三回路中的海水将通过汽轮机的蒸汽降温、液化，实现二回路中水的循环利用和热量的交换排出。
我国自主研发的“华龙一号”核电机组于2021年1月30日投入商业运行，标志着我国三代核电技术水平已跻身世界前列。“华龙一号”每台机组每年可发电近100亿千瓦时，能满足中等发达国家100万人口的生产生活年度用电，相当于减少标准煤消耗312万吨、减排二氧化碳816万吨。可见，核电对优化能源结构、推动绿色低碳发展具有重要意义，但其在积极解决能源困局的同时，也面临挑战。核废物具有放射性，当辐射强度达到一定程度，会对生物体细胞的分裂和生长造成影响。同时核废物的放射性只能靠自身的衰变减少，其衰变时间往往长达数千、数万年甚至几十万年。
目前，处置中低放射性核废物的主要方法是近地表埋藏，其中居主导地位的近地表工程处置法是在地表挖取几米至数十米深的壕沟，高于地下水位，用混凝土或钢筋混凝土加固壕沟的基底、侧墙，同时构建排水及监测系统，将封装放射性废物的容器堆置其中，最后用土、粘土、沥青、混凝土等充填物覆盖封顶，处置效果及安全性较好，被世界各国普遍采用。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）核能发电是利用核反应堆中______所释放出的能量进行发电的方式；
（2）下列关于核废物的表述正确的是______；
A．核废物的放射性可通过人工干预进而短期内消除
B．处置中低放射性核废物的主要方法是近地表埋藏
C．处置中低放射性核废物的近地表工程处置法挖掘深度要低于地下水位
D．具有放射性的核废物，当其辐射强度达到一定程度，会对生物体细胞分裂和生长造成影响
（3）核能发电中“汽轮机旋转，带动发电机发电”，实现了机械能向电能的转化，下图的情景中，也能实现此能量转化的是______。
8．（2023·北京大兴一模）请根据下述材料，回答下列问题：
中国的“人造太阳”
2020年12月4日14时02分，中核集团的新一代“人造太阳”装置—-中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术。
HL-2M装置是我国探索可控核聚变的重要实验性装置，中科院合肥物质科学研究院的全超导托卡马克装置实现了在7000万摄氏度的高温下运行1056秒的世界纪录，并且还在1.2亿摄氏度的情况下运行了101秒，而中核西南物理研究院的HL-2M实现了在1.5亿摄氏度的高温下运行，百万安培等离子体电流的输出。这些成就的取得都说明我国在可控核聚变技术上正在大踏步前进。
可控核聚变是指在一定条件下控制核聚变的速度和规模，以实现安全、持续、平稳的能量输出的核聚变反应。可控核聚变相比于现代核电站的裂变反应，具有原料充足、无环境污染等优势。因技术难度极高，尚处于实验阶段。
不管是风能、水能还是矿石能源，无论人类利用自然界中的哪一种能源，归根结底都是在利用太阳能，而太阳释放的能量则是来源于太阳内部的核聚变。
因此，人类如果掌握了有序地释放核聚变的能量的办法，就等于掌握了太阳的能量来源，就等于掌握了无穷无尽的矿石燃料、风力和水力能源。因此，可控核聚变反应堆当之无愧地被称作“人造太阳”，而我国在可控核聚变技术方面处于世界领先地位。
（1）跟核裂变反应相比，可控核聚变具有______、______的优势；
（2）核裂变和核聚变释放的能量被称为核能，核能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（3）闪电是一种常见的大气放电的自然现象，每一次闪电大约释放20亿焦耳的能量，但因为闪电放电的功率过大，所以闪电释放的能量还未能被人类利用。请你至少再列举一例自然界中还未被人类开发或利用的能量______。
9．（2023·北京平谷一模）请阅读《逐梦苍穹，一起向未来》并回答问题。
逐梦苍穹，一起向未来
随着中国空间站的全面建成，我国载人空间站工程进入应用与发展阶段，并转入常态化运营模式。
据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动。在四次出舱活动中，神舟十五号乘组3名航天员在舱内舱外密切协同，圆满完成了各项任务。
航天员出舱活动（如图所示）是指离开载人航天器乘员舱，只身进入太空的活动。在舱外作业中，航天员主要开展卫星捕获和维修、更换电池、舱外维修、外部航天器组件的组装及连接、特殊实验或测试等工作。
太空是一个高真空，微重力环境。由于少了地球大气层的平衡，迎着太阳光的一面温度会高达121摄氏度，而背光的一面温度则会低至零下157摄氏度。太空中没有空气，人若暴露在太空中无法获得氧气，这种状态下10 s 就会失去意识；太空中没有作用于身体的大气压，体液就会快速沸腾，从而使身体组织膨胀，体温降低而冻结。
太空中还有众多肉眼看不到的高能粒子、各种强烈的宇宙射线、强辐射、强紫外线等人体根本受不了的东西。在太空中还有数量众多的微小陨石，由于飞行速度极快（6-7km/s），它们都蕴藏着巨大的杀伤力，一块10g重的物体撞上卫星，相当于两辆小汽车以100km/h的速度迎面相撞——卫星会在瞬间被打穿或击毁！
为实现太空出舱，人们不断研发各类宇航服，每一批新型宇航服的诞生都是人类技术的又一次巨大飞跃。我国自行研制的舱内航天服和“飞天”舱外航天服已经历太空环境的严峻考验，其设计达到世界先进水平可以想象，未来的宇航服将是个人太空旅行的宇宙飞船。
（1）神舟十五号航天员费俊龙在舱外进行梦天舱扩展泵组的安装工作时，相对于空间站他是________。（选填“静止”或“运动”）
（2）太空中没有作用于人体的大气压，在太空中人的体液就会快速_____，其原因是______________。
（3）假如你穿着自己设计制作的宇航服，在星空中遨游、月球上漫步，你的宇航服应具备哪些功能? __________
10．（2023·北京门头沟一模）请阅读《高速铁路》并回答题
高速铁路
高速铁路（简称高铁），是指通过改造原有线路，使营运速率达到不小于200km/h，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到至少250km/h的铁路系统，高铁列车具有速度快、安全性好、正点率高、舒适方便、能耗较低等特点，是我国重点发展的交通工具，高铁列车比普通列车快，主要进行了两方面的改进。第一，改进路轨，提高平整程度，普通铁路的钢轨，每二十五米就有个接口，列车的车轮滚过钢轨连接处时，车轮和车厢上下震动，列车行驶很不平稳，速度不能提高，否则震动加剧会造成翻车事故，而高铁在修路时，采取多种措施减少了钢轨上很多接口，车轮滚动平稳，列车行驶告别了“哐当哐当”的震动，列车平稳前进，大大提高了速度。第二，改进列车，普通列车开动，首先是车头开动，拉动第一节车厢运动后，才能带动第二节及后面车厢运动，整个列车开动是一节一节车厢带动起来的，需要较长时间，也无法实现列车的高速运行，而高铁动车组不只是车头装有牵引电动机，每个车厢都有牵引电动机，使每节列车的车轮都有动力。这样动车组前进，就像赛龙舟每个人都奋力划桨，车轮一致运转，列车就很快提速，并可保持高速运行。
（1）高铁列车与普通列车相比，具有______、______优点；（请写出二条）
（2）高铁列车运行时，是将电能转化为__________；
（3）京津城铁属于“高速新线”，其全长为120km，则乘坐高铁列车从北京到天津全程需要的时间约为______h。
11．（2023·北京顺义一模）阅读《会飞的船+会游泳的飞机》，回答问题。
会飞的船+会游泳的飞机
“鲲鹏展翅、蛟龙入海”，由中国自行设计研制的大型水陆两栖飞机鲲龙-600（AG600）已经在陆上、水上成功首飞，它是一艘会飞的船，也是一架会游泳的飞机，如图所示。鲲龙-600主要用于应急救援、森林灭火、海洋巡察等多项特种任务。它具有载荷相对较多、飞行速度慢、飞行高度低、能在水面起降、汲水迅速、投水准确等特点，在扑灭森林和高层建筑火灾方面显示出极大的优势。
鲲龙-600全机装备4台WJ6涡轮螺旋桨发动机（参考数据见下表），这种带6个叶片的螺旋桨发动机的核心机都有一样的压气机、燃烧室、燃气涡轮、尾喷管，每台发动机的螺旋桨转动时会产生向前的拉力，高温高压燃气流从尾喷管向后冲出时则会产生推力，一拉一推，两股合力共同驱动飞机快速向前。鲲龙-600配置4台发动机有助于飞机在水中滑行时灵活转弯，只需改变一侧发动机的推力，原本困难的水中航向改变立刻变得轻而易举。另外，多台发动机可提高风急浪高等恶劣环境下飞机的安全系数，哪怕一两台发动机意外失效，飞机都不会受到影响，仍能继续执行飞行任务。鲲龙-600采用现代飞机中少见的平直机翼，平直机翼承载好、结构合理，是飞机获得大升力、小阻力的最佳选择。飞机从水中起飞的一刹那升力最大，平直机翼有利于飞机的顺利跃起。机体的垂尾和高高耸立的水平尾翼，可有效保证飞行中的纵向和航向的安全、稳定与平衡。
根据上述材料，回答下列问题。
（1）在扑灭森林和高层建筑火灾方面，鲲龙-600的优势是________。（写出一条即可）
（2）根据文中描述，请画出一台发动机施加给鲲龙-600的力________。（用“·”表示鲲龙-600）
（3）鲲龙-600以最大起飞质量静止在水面等待起飞时，请估算其受到的浮力大小，要求写出计算过程________。
12．（2023·北京房山一模）请阅读《风洞实验》并回答问题。
风洞实验
在设计飞机等飞行器时，空气对飞行器产生的阻力是难以通过计算得到的。于是科学家们想出了一个办法，按一定比例做出缩小的飞行器模型，将其置于洞状空间内，从洞的一端按预定的速度向飞行器吹风，以了解实际飞行器的空气动力学特性，这种试验装置叫做风洞。风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。图是我国生产的大型客机C919的风洞试验。根据相对性原理，飞机在静止空气中飞行所受到的空气动力，与飞机静止不动，空气以同样的速度反方向吹来两者的作用效果是一样的。由于迎风面积巨大的气流以飞机飞行的速度吹过来，其动力消耗是惊人的，所以根据相似性原理，可以将飞机做成几何相似的小尺度模型，气流速度在一定范围内也可以低于飞机的飞行速度，利用试验结果可以推算出真实飞行时作用于飞机的空气动力。风洞实验尽管有局限性，但优点也很明显：①能比较准确地控制实验条件，如气流的速度、压力、温度等；②实验在室内进行,受气候条件和时间的影响小，模型和测试仪器的安装、操作、使用比较方便；③实验项目和内容多种多样，实验结果的精确度较高；④实验比较安全，而且效率高、成本低。因此，风洞实验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面，以及在工业空气动力学和其他同气流或风有关的领域中，都有广泛应用。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）风洞实验的理论依据是__________原理和流动相似性原理；
（2）研制客机C919时，将飞机模型放在风洞中固定不动，让风（流动的空气）高速迎面吹来，从而模拟飞机在空气中高速运动的情形。飞机模型相对于风是______的；（选填“运动”或“静止”）
（3）如图所示，风洞中气流速度增大时，机翼上表面气体压强______；（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）请你展开想象，就风洞实验这一技术设计理念，举例说明还可应用在哪些方面：__________。（举一例即可）
13．（2023·北京燕山一模）请阅读《汽车制动液》并回答题。
汽车制动液
汽车制动液俗称刹车油，是液压制动系统中传递制动压力的液态介质。汽车刹车时，驾驶员踩踏板通过刹车管内的制动液把压力传递到刹车块，刹车块和车轮上的鼓轮摩擦，迫使车轮停止转动。制动时，制动蹄片与制动鼓之间不断摩擦产生热量，部分传给大气，部分传给制动液，从而使制动液温度逐渐升高，如果温度过高，制动液就会产生大量气体，使局部制动系统的管道内充满蒸汽，制动液就会失去制动能力，引起制动失灵。
要测量制动液的沸点t，可以取适量制动液和一个质量为的铜块放入加热容器，加热至沸腾后，把铜块取出立即放入一个装有水的保温杯中，保温杯中水的质量为、温度为，等铜块和水的温度相同后，再测出水温，若从取出铜块到测出水温过程散失的热量为Q，铜的比热容为，水的比热容为，就可以计算得到制动液的沸点。
根据上述材料，回笍下列问题：
（1）制动时，制功蹄片与制动鼓之间不断摩擦产生热量，这是通过______方式增加刹车系统的内能；
（2）如果温度过高，制动液就会产生大量气体，这种物态变化是______；
A．液化 B．升华 C．汽化 D．凝华
（3）制动液本身是吸水的，空气中的水分会通过通气孔渗透到刹车油壶中，时间久了刹车油中的水分就会变多。下表为某种制动液的含水里和对应的沸点，依据㭚格数据可知，当制动液的含水量较______时，就应更换。（选填“高”或“低”）
（4）根据文中信息写出制动液沸点的表达式__________。
14．（2023·北京燕山二模）请阅读《彩球温度计》并回答问题。
彩球温度计
图甲所示的是一支用于粗略测量环境温度的“彩球温度计”。这种温度计外部为一根玻璃管，内装有对透明液体，当环境温度变化时透明液体会有明显的热胀冷缩现象。玻璃管内还有多个小玻璃泡，小玻璃泡透明且密封，里面盛有质量不等、颜色不同的液体，就像一个个“小彩球”。每个“小彩球”的底端都挂有一个吊牌（吊牌质量和体积均可忽略），上面写着一个温度值。当外界温度变化时，玻璃管中液体的密度会随之变化，有的“小彩球”便会上浮或下降（彩球体积变化可忽略），当“小彩球”在玻璃管中不再运动时，就可以从“小彩球”吊牌上标注的温度读取所测的环境温度。图乙是某温度时“彩球温度计”中的“小彩球”稳定后的分布情况。

请根据上述材料，回答下列问题：
（1）当环境温度升高时，玻璃管内液体的密度________（选填“变大”或“变小”）；
（2）当环境温度升高时，“小彩球”会_______（选填“上浮”或“下沉”）；
（3）若1、2两个“小彩球”的体积相等，它们的质量相比，_______（选填“＞”“＝”或“＜”）；
（4）图乙中读取温度时，应读取所有上浮“小彩球”中_______“小彩球”吊牌上标注的温度。（读取“最上方”或“最下方”）
15．（2023·北京西城二模）请阅读《烤面包片机中的学问》并回答问题。
烤面包片机中的学问
你曾想过在烤面包片机（如图所示）中烤面包片时，为什么会自动停止加热？这是因为烤面包片机中使用了某种恒温器。恒温器是一个对温度敏感的元件，简单的恒温器是怎样工作的呢？如果拆开一个烤面包片机（首先确认它已切断电源）并观察它内部的接线，通常可以找到一个金属片或金属条，它是电路中的一部分，常位于一个能够感觉到电器的加热线圈产生热的位置上。这个特殊的金属片虽然外貌简单，但它和它的附件却构成了恒温器（图中虚线框内部分）。

这个特殊的金属片是一个双金属片，由两种长、宽、厚都相同的金属粘合在一起构成。因为不同的金属在相同条件下受热膨胀程度不同，受热后双金属片的一面变得比另一面更长。由于两种金属粘合在一起，当温度升高时，双金属片会向膨胀得少的金属一侧弯曲，如图所示。烤面包片机接通电源后，压下烤面包片机的把手，双金属片与触点接触使电路闭合，暖管发热烤炙面包片，温度升高到某一值时，双金属片因发生弯曲而与触点分离，烤面包片机自动停止加热。

这个简单的物理效应涉及的是不同金属的热膨胀不同，它在电器中得到了广泛使用，有些应用可能还没有发明，也许你能想出一种新用途并且获得专利。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）烤面包片机中的双金属片实质上相当于电路中的______。
（2）图中的双金属片涂黑一侧的金属受热膨胀得______（选填“多”或“少”），依据是______。
（3）一般情况下，气体、液体、固体都会在温度升高时膨胀，在温度降低时收缩。请你列举一个应用实例：______。
16．（2023·北京顺义二模）阅读《液压传动》，回答第题。
液压传动
液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术。帕斯卡原理为，作用于密闭流体上之压强可大小不变由流体传到容器各部分。液压传动具有很多优点：体积小、重量轻；无件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；自动化程度高，并且系统元件实现了标准化、系列化和通用化，更便于设计、制造和使用。但液压传动也具有元件制造精度较高，维护要求和维护成本较高，能量转换中效率相对低等特点。目前，液压传动应用非常广泛，如行走机械中的汽车和工程机械，钢铁工业用的冶金机械、提升装置等，军事工业用的飞机起落架的收敛装置和火炮操纵装置、船舶减摇装置等。
生活中的液压千斤顶，如图甲所示，应用的就是帕斯卡原理，内部结构如图乙所示。使用时提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端单向阀门1打开，通过吸油管从油箱中吸油，用力压下手柄，阀门1关闭，右侧单向阀门2打开，下腔的油液经管道输入举升缸的下腔，推动大活塞向上移动，顶起重物。不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入举升缸下腔，使重物逐渐地升起，整个过程中有两次能量转化：提起手柄使小活塞向上移动的过程中，通过这个动力装置吸油，将机械能转化为液压能；用力压下手柄的过程中，通过执行装置将油输入举升缸，将液压能转化为机械能，将重物顶起．因此，液压传动是一个不同能量的转化过程。

阅读上述材料，回答下列问题。
（1）根据帕斯卡原理可知，作用于密闭流体上之________可大小不变由流体传到容器各部分。
（2）文中所说的液压千斤顶，其液压传动的两次能量转化是：第一次将机械能转化为液压能，第二次将_________。
（3）如图乙所示，用力压下手柄，小活塞向下的压力为，小活塞面积为，举升缸处大活塞向上的力为，大活塞面积为，请判断和的大小关系，并写出判断过程_________。
17．（2023·北京石景山二模）请阅读《水电站的重力坝和拱坝》并回答题：
水电站的重力坝和拱坝
三峡水电站和白鹤滩水电站，是我国发电量接近的两大电站，其坝体的外形却完全不同。如图所示，三峡大坝是重力坝，笔直且宽，矮而长，横截面近似为直角梯形。白鹤滩大坝是拱坝，薄而高，犹如新月高悬镶嵌在河谷之中，其曲形坝体横亘两岸，水流奔涌而下时，雨雾缭绕，在阳光照射下会形成犹如雨后彩虹的效果。

为什么要建造不同形式的坝体呢？众所周知，水坝的两侧水压不均，上游压力大，下游压力小。水坝要想正常工作，就必须平衡这一巨大的压力差。其中，重力坝是依靠坝体自重来抵抗水压力的，而拱坝则是借助于拱的形状将水压传递给两侧的岩体。长江在三峡段的江面十分宽阔，两侧也缺乏足够坚固的基岩可以传力，重力坝恰好可以应对这样的环境。白鹤滩水电站的落差很大，重力坝要承担很高的压力差。采用拱坝模式则大大提高了坝体的利用效率，让大坝的每一处都能均匀受力，也大大减轻了地基的压力。此外，由于金沙江白鹤滩处水面狭窄，两侧的山体比较坚实，恰好能够承担拱坝传递过来的水的压力。
建造大坝时，水泥混凝土等材料的使用对防裂起到重要作用，低热水泥混凝土是水泥材料行业的一项重大科研成果，其特点是采用低热发生水泥，能够显著减少混凝土在固化过程中所产生的热量，从而避免了混凝土在大规模浇筑时出现的温度升高、约束损失及温度裂缝等问题，同时其混凝土结构抗裂安全系数超过2.0，此种水泥技术在白鹤滩大坝已实现全坝使用。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）判断下列说法正确的是______；
A．重力坝的外形设计成上窄下宽，主要由于江水的压强随深度的增加而增大
B．阳光照射到白鹤滩大坝水幕上形成的彩虹属于光的反射现象
C．白鹤滩大坝受到水的压力是因为江水受重力且具有流动性
D．采用低热发生水泥能明显减少混凝土熔化过程中放出的热量
（2）图甲所示是三峡大坝截面图，请在图乙中画出坝上A点受到压力的示意图_________；

（3）请结合文章内容，写出白鹤滩大坝采用拱坝而不是重力坝的原因_________。（至少一条）
18．（2023·北京门头沟二模）请阅读《神舟十三号“回家”之旅》并回答。
神舟十三号“回家”之旅
2022年4月16日，神舟十三号载人飞船结束了长达半年的“太空出差”，搭载我国三名航天员成功返回地面，刷新了我国航天员单次飞行任务太空留时间的记录。神舟十三号载人飞船返回地而主要经历哪些过程呢？
第一步：分离撤离。航天员从空间站撤离到神舟十三号载人飞船内，进行返回前的准备工作。在地面控制中心的控制下，操作神舟十三号载人飞船与空间站组合体实施分离，如图所示。
第二步：制动离轨。神舟十三号载人飞船的前段是轨道舱，中段是返回舱，后段是推进舱。在降低轨道前，轨道舱和返回舱首先行分离，随后推进舱的发动机点火制动，使返回舱和推进舱组合体减速，飞船高度逐渐下降脱离原轨道。在进入大气层之前完成推进舱分离，返回舱进入返回轨道。
第三步：再入大气层。神舟十三号载人飞船的返回舱下降到距地面约100km高度时，开始进入大气层，这也是返回过程中环境最为恶劣的阶段。随着大气密度越来越大，返回舱与大气剧烈摩擦，其外部温度高达上千摄氏度，就像一个火球，如图所示。与此同时，返回舱与大气摩擦会产生可以屏蔽通讯信号的等离子气体层，它会使返回舱在一定高度区域内与地面控制人员通讯中断，这个区域被称为“黑障区”。
第四步：安全着陆。神舟十三号载人飞船的返回舱在距地面约10km高度时，依次打开引导伞、减速伞和主伞，使返回舱的速度降到约9m/s。在距地面约1m时，返回舱启动反推发动机，如图所示，使其速度降到约2m/s，最终确保航天员安全着陆。
从2003年神舟五号载人飞船发射成功，至今我国实施载人飞行任务已经有19年。我国载人航天工程从1人1天到多人多天，从舱内工作到太空行走，从短期停留到中长期驻留的不断地跨越，每一次的跨越都凝聚着航天人飞天逐梦的勇敢和执着，为人类和平利用太空贡献了中国智慧和力量。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）神舟十三号载人飞船与空间站组合体分离前，以空间站组合体为参照物，载人飞船是___________的。（选填“运动”或“静止”）
（2）返回舱与大气剧烈摩擦升温，是通过___________（选填“做功”或“热传递”）方式改变物体内能的。
（3）返回舱进入“黑障区”时，会与地面通讯中断，是因为___________。
（4）着陆时，启动反推发动机可以使返回舱受到向上的制动力，是因为___________。
19．（2023·北京海淀二模）请阅读《中国新一代“人造太阳”》并回答问题。
中国新一代“人造太阳”
2023年4月12日21时，有“人造太阳”之称的中国“环流器”实验装置，成功实现了403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了新的世界纪录。
中国“环流器”是我国探索受控核聚变的重要装置。人们对核聚变的研究源于对太阳能源的认识。太阳主要由氢元素和氨元素组成，太阳中心区的温度高达1500万摄氏度、压强约为标准大气压的3000亿倍、密度约为150g/cm3在此极端条件下，氢原子的所有核外电子几乎都摆脱了原子核的束缚，这些失去电子的氢原子核，有的能克服原子核间很强的静电排斥力而靠得足够近，聚合成质量较大的原子核并释放出一定的能量。

核聚变与已经实现和平利用的核裂变相比，其优越性不仅在于同样质量的核材料核聚变释放的能量要比核裂变多4倍以上，更为可喜的是，地球上直接和间接发生核聚变的材料氘核（）在海水中储量丰富，同时核聚变更为安全、清洁。
如果要使核聚变得到和平利用，就要使核聚变反应平稳受控进行。要实现受控核聚变，需要将超高温状态下的核燃料，长时间约束在一个非常小的空间内。但是地球上没有任何容器能够承受如此高的温度。为此科学家们想到了利用磁场来约束，其主要结构类似于一个两端相连的闭合通电螺线管，线圈用超导材料制成，可产生强大的电流和磁场，如图所示。由于核燃料在超高温状态下已经变成了带电粒子，磁场对运动的带电粒子可以产生力的作用，因此超高温状态下的核燃料可以被“托举”在磁场中，避免与容器直接接触。
目前，关于受控核聚变的研究工作还在继续，每一次进步都为未来的“人造太阳”注入一缕光芒。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）原子是由原子核和___________组成的；
（2）太阳中心区失去电子的氢原子核之间存在很强的静电排斥力，是因为它们带有___________（选填“同种”或“异种”）电荷；
（3）在超高温状态下核燃料可以被“托举”在磁场中，原因是磁场对运动的___________可以产生力的作用；
（4）与核裂变相比，核聚变的优点是：___________。（写出一条即可）
20．（2023·北京丰台二模）阅读《中国“人造太阳”》回答问题。
中国“人造太阳”
同学们都听说过核电站吧？目前所有的核电站都是核裂变电站，通俗点讲就是把原子弹的爆炸反应速度减慢，大幅度减慢；剧烈的爆炸就变成了稳定的燃烧；再用燃烧的热烧水；烧水形成的水蒸气推动发电机转动。于是我们就有核电啦！但大家也听说过历史上核泄漏事故吧？传统核裂变技术有放射性核废料的产生，这些废料的放射性能持续很多年。
自然界还有一种核反应叫核聚变，也就是氢弹所用到的原理。简单点说就是把两个氢原子核撞一块形成一个氯原子核，这个过程会释放能量。那对应的发电技术自然就叫核聚变发电了。与核裂变相比，核聚变有很多优点。第一核聚变产能效率高；第二地球上核聚变燃料氘和氚储量丰富；第三核聚变更为安全、清洁。
但是可控核聚变发电太难了！超乎人们想象的难。第一是可控核聚变需要的核燃料密度极大，温度极高，大约是1亿摄氏度；第二这么高的温度，燃料肯定不能接触容器的对吧？有一种叫磁约束装置，就是通过磁场把带电的等离子束缚在一个空间区域内，不与容器直接接触，这样反应堆容器外壁的温度也就是1000摄氏度的样子，在人类材料所能承受的范围内。人们把这样的核聚变装置叫托卡马克如图所示。由于磁约束需要的磁场很强，就需要大电流。如果线圈存在电阻的话，大电流会带来很高的能量消耗。因此，咱们的线圈得是用超导材料做成的，知道难在哪了吧！目前还不存在常温超导材料，都是要很低的温度才能实现超导。所以托卡马克就是一个冰火两重天的装置。核心是1亿摄氏度的等离子体核燃料，外圈是超低温超导线圈。
等离子体的稳定约束非常非常难，磁约束聚变装置方面做的最好的便是中国的EAST，全名叫Experimental Advanced Supercnducting Tkamak，即全超导实验性托卡马克装置。2021年5月，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒运行，这20秒钟，是无数科研人员背后辛勤工作的成果，也是我们向往星辰大海的真实写照。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）“人造太阳”是通过___________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放能量的；
（2）相比核裂变，核聚变具有的优点是：___________；
（3）请你根据所学知识，解释超导材料制作的导体线圈可以产生强大电流的原因。___________
21．（2023·北京房山二模）请阅读《半导体》并回答题。
半导体
按导电性能来分，除了有导体和绝缘体外，还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间，这类物质叫作半导体。常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。元素半导体是由单一元素制成的半导体材料，如锗、硅、硒等。化合物半导体分为二元系、三元系、多元系和有机化合物半导体，如砷化镓、镓铝砷固溶体、镓锗砷磷固溶体、萘等。
半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。一些半导体，在温度升高时，导电性能迅速增强。利用这种特性，可以做出体积很小的热敏电阻，用来测量温度的变化。例如家用空调可以根据你设置的温度自动启动或待机；电饭锅可以根据你所烹饪食物的温度自动控制是否继续加热；电冰箱可以根据预设的温度进行自动控制。这些都是温控开关在起作用。
还有些半导体，在没有光照时不容易导电，逐渐增大光照强度时则导电性能逐渐增强。用它们做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。
正是由于半导体具有许多独特的性能，所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算
机之外，手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）常用的半导体材料分为元素半导体和________半导体。
（2）半导体材料的导电性能与温度、光照和________等多种因素有关。
（3）如图所示，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，电源两端的电压不变。闭合开关S，当增大对光敏电阻的光照强度时，则下列判断中正确的是______（填写正确选项前的字母）

A．电压表示数变小，电流表示数变小
B．电压表示数变大，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变小
D．电压表示数变小，电流表示数变大
22．（2023·北京东城二模）请阅读《铜镜》并回答题。
铜镜
铜镜是古代用铜做的镜子，圆形居多，方形较少。镜面平整光滑，镜背有反映中国文化特色的纹饰图案。
针对铜镜成像，宋代沈括在《梦溪笔谈·器用》中做了极好的阐述：“古人铸鉴，鉴大则平，鉴小则凸。凡鉴洼，则照人面大，凸则照人面小。小鉴不能全纳人面，故令微凸，收人面令小，则鉴虽小而能全纳人面。仍复量鉴之小大，增损高下，常令人面与鉴大小相若。此工之巧智，后人不能造。”
沈括在此比较了平面镜、凹面镜（“鉴洼”）和凸面镜三者成像情境。平面镜若小，则“不能全纳人面”，而凸面镜“虽小而能全纳人面”。他进一步指出，在镜的粗坯制成后，“复量鉴之小大”，在镜上“增损高下”，即改变其曲率半径，从而可使“人面与鉴大小相若”。这是极符合光学原理的叙述，因为球面镜的物距u、放大率的数值M、曲率半径R有以下关系：
当物距u取一定值后，放大率的数值M仅仅与曲率半径R相关。这时，改变曲率半径就可以改变放大率，从而使小镜“全纳人面”。
（1）我们经常可以在街头路口处见到反光镜，它们都是凸面镜。请从文中找到并写出与此使用目的一致的描述___________；（写出一处即可）
（2）文中介绍的“复量鉴之小大，增损高下”是为了改变铜镜的曲率半径。古人的具体做法是___________；
A．在镜的粗胚上打磨 B．在镜的粗胚上再镀上一层铜
（3）当你坐在桌前照镜子时，若镜子是一面曲率半径是2m的凸面镜（可看成球面镜），请你根据文中的公式估算一下该镜子的放大率的数值是多少？（写出必要的计算过程）( )
23．（2023·北京大兴二模）阅读《水磨》并回答题。
水磨
在我国农耕文明的历史长河中，“水磨”是劳动人民成功运用自然力量的代表，是劳动人民智慧的结晶。《秦边纪略》中记载：清朝初年时西宁及周边地区只要有小河处，便可以见到“水磨”的身影。为了控制水量大小，人们在建有“水磨”的河道边开渠引水，使水形成落差，然后在渠的下方跨渠建成磨坊。“水磨”以渠水为动力带动木轮引擎运转，木轮引擎再带动石磨转动。

如图所示为一种具有典型结构的“水磨”，它主要由上、下扇磨盘和木质转轴、水轮盘和支架构成，磨盘用坚硬的石块制作，上、下扇磨盘上刻有相反的螺旋纹，上扇磨盘用结实的绳子悬吊于支架上，下扇磨盘和水轮盘固定在同一个转轴的两端。
流水作用在水轮盘上使水轮盘转动，水轮盘通过转轴带动下扇磨盘转动。调整悬挂上扇磨盘绳子的松紧，使上、下扇磨盘间留有适当的空隙，在上扇磨盘的上方悬有存放原粮的吊斗，当原粮随着上扇磨盘的进口进入两扇磨盘间的空隙时，由于下扇磨盘的转动，原粮就被粉碎成较细的颗粒。如果两扇磨盘之间的存粮过多，粉碎后的粮食颗粒就较大，如果两扇磨盘之间的存粮过少，就可能损坏磨盘。所以控制好两扇磨盘间的空隙大小和原粮进入空隙的流量需要非常丰富的经验。
请根据上述材料，回答下列问题。
（1）“水磨”以___________为动力带动木轮引擎运转，木轮引擎再带动石磨转动；
（2）图所示的“水磨”在工作时，水的动能___________（选填“增大”“不变”或“减小”）；
（3）假设你是一名工程师，发挥你的想象力设计两个方案，使水流冲击水轮盘时能带动图中质量更大的下扇磨盘转动。( )
24．（2023·北京朝阳二模）阅读《“奋斗者”号》并回答题。
“奋斗者”号
深遂的海底世界充满了神秘与未知，驱动着人类孜孜不倦地探索。2012年6月24日，“蛟龙”号载人深潜器下潜7020米新纪录诞生。在此后的八年时间中，我国科研团队攻坚克难，不断探索，终于在2020年11月10日，“奋斗者”号载人深潜器（如图所示）成功下潜10909m，刷新了我国载人深潜的新纪录。

“奋斗者”号的载人舱设计为球形，如图所示。球形结构可以将深海的压力向四周分散开来，从而可以承受更大的压力。“奋斗者”号最引人注目的是中国科学院金属研究所钛合金团队采用自主发明的Ti62A钛合金新材料，为“奋斗者”号建造了世界最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳，它比“蛟龙”号更抗压，实现了下潜更大的深度。载人舱的研制极大推动了我国材料力学和结构力学的发展。“奋斗者”号还采用了新型固体浮力材料保障潜水器安全返回水面。浮力材料要求密度小，还要抗很大的水压。“奋斗者”号使用的固体浮力材料的关键部分是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠，这个玻璃微珠中间是空心的，密度只有水的30%。固体浮力材料的研制突破了我国浮力材料研究的关键技术。
某次执行任务时，在“奋斗者”号的外部挂好2t的压载铁，注水下潜，当下潜至预定深度时，“奋斗者”号通过适时抛掉0.8t的压载铁实现悬停。当完成工作后，潜航员再抛掉剩余的压载铁，实现上浮。可见，无论是下潜、悬停、还是上浮，压载铁的作用都是巨大的。
目前，中国成为世界上万米下潜次数和人数最多的国家。“奋斗者”号为我国探索海洋科学奥秘，保护和合理利用海洋资源提供了强大支撑。让我们保持奋斗的状态，继续向深海进发！
（已知铁的密度，海水的密度，。）
请根据上述材料回答下列问题：
（1）“奋斗者”号的载人舱设计为球形结构，其目的是___________；
（2）“奋斗者”号采用密度较小的钛合金新材料和新型固体浮力材料，其目的是___________；
A．增大浮力 B．减小重力 C．更加抗压
（3）请你利用公式分析说明“奋斗者”号在执行该次任务时，实现上浮的原因_______。
25．（2023·北京昌平二模）请阅读《距离》并回答题。
距离
人们常说距离产生美，因为遥远的距离会带来神秘感，但是天文学家更喜欢创根问底，他们要问：遥远到底有多远呢？
如图所示的照片里面有两颗看上去非常明亮的“恒星”，从肉眼的判别来讲，你很难看出它们的差异，但是人们发现其实在这里面有一颗并不是恒星，通过测量距离及更加细致的研究，发现这个叫做3C273的类星体，其实是一个超大质量的黑洞。这个黑洞离我们距离有24亿光年，而这个黑洞的质量至少是900万倍的太阳质量，所以，从这个例子我们可以认识到只有知道了距离，我们才能够正确地去了解这个天体的本质。

天文学上有一种简单的测量距离的方法，叫做三角测距法。所谓的三角测距，其实就是用一根足够长的基线去测量我们想要观测的天体对基线所张的角度，测出基线的长度和天体对基线所张的角度，再利用三角形的一些基本规律就可以比较或测量天体间的距离了。这个办法看上去非常简单，但是在天文学的应用里面，却有着非常深远的意义。
譬如说，在古希腊时代，就有一位天文学家，通过看到的月亮的月相（其实反映了月亮、地球和太阳三者之间的几何关系）来测量地球与太阳、地球与月亮之间的距离的关系。他首先从上弦月开始，示意图如图所示，他发现月亮、地球和太阳构成的这个三角形非常接近于直角三角形（但是两者还是有很小的差异），于是由直角三角形的一些基本的规律可以知道，太阳和地球、月亮和地球这两条边的比例，它们的长度之比是多少呢？约是20，所以说太阳远远比月亮要处于更远的距离上面，这是他得到的第一个结论。日常的生活经验告诉我们，在白天你去观察太阳，在夜晚你去观察月亮，你会发现它们的大小看上去是相当的，或者说它们的直径看上去是非常相近的，那反映的就是它们自身的半径也约是20倍的比例，所以，他得到的第二个结论是太阳比月亮大很多。

三角测距法也有它的局限，对于更加遥远的天体，再强大的望远镜也没有办法去分辨它们进行距离测量，所以，科学家根据需要创造发明了其他的更加有效的办法去测量天体间的距离。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）文中提到的黑洞的质量至少是__________倍的太阳质量。
（2）文中的古希腊天文学家，测量地球与太阳、地球与月亮之间的距离的关系时，得出的第一个结论是太阳远远比月亮要处于更远的距离上面，文中给出的这个结论得出的依据是__________。
26．（2023·北京平谷二模）请阅读《能源宝藏—地热能》并回答题。
能源宝藏—地热能
地球内部蕴藏着难以想象的巨大能量—地热能。地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是导致火山爆发及地震的能量。
地热资源的温度足够高，可以利用它进行发电。我国用于发电的地热资源主要集中在西藏、云南的横断山脉一线，西藏羊八井地热电站在我国地热界占有很重要的地位。羊八井海拔4306米，其地热田地下深200米，地热蒸汽温度最高达172℃。羊八井地热电站第1台试验机组采用单级扩容法热力系统，容量为1000kW，于1977年10月试运成功。其原理是把地热水送入1个密闭的容器中降压、扩容，根据水沸点与气压的关系，可使地热水因气压降低而沸腾变成蒸汽。地热水变成蒸汽时，其体积迅速扩大，所以该容器称为“扩容器”。用这种方法产生蒸汽来发电称为扩容法地热水发电。
人类为了充分的利用地球表面浅层的地热能，使用地源热泵技术的空调系统，把地热能作为冷热源进行能量交换。地源热泵机组运行时，不仅节省了大量的能量，还不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。
随着人类社会的不断发展，人们对于清洁能源的需求会更加旺盛，到那个时候，地热资源将会为人类创造更多的惊喜，也将会带领人类走向更广阔的未来。
请根据上述材料，回答下列问题。
（1）地热能为___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）冬季为改善空气质量，工厂、大型商场可以采用___________技术利用地热能取暖；
（3）羊八井地热电站利用地热水的___________（选填“机械”或“内”）能进行发电；
（4）羊八井地热电站第1台试验机组连续工作24h，发电量大约为___________kW·h。
种类
12小时降水量（mm）
小雨
小于5.0
中雨
5.0~14.9
大雨
15.0~29.9
暴雨
30.0~69.9
大暴雨
70.0~139.9
特大暴雨
140.0以上
金属
全球年产量/104t
市场价格（元/t）
金
2
88000000
银
8
1365000
铜
8000
17700
铝
15000
16000
铁
301430
2200
金
银
铜
铝
铁
镍铬合金
电阻率（Ω·mm2/m）
0.024
0.016
0.017
0.027
0.097
1.1
硬度（HBW）
20
25
35
27
67
熔点（℃）
1064
962
1083
660
1540
1350
密度（g/cm3）
19.3
10.5
8.9
2.7
7.9
8.2
动力系统
4台涡轮螺旋桨发动机，单台输出功率高达3120kW
最低稳定飞行高度
50m
起降抗浪高度
2.8m
最大平飞速度
500km/h
最大起飞质量
53.5t
含水量/%
0
1
2
3
4
5
6
沸点/℃
210
180
158
142
132
124
120