专题27 材料信息题-2020年中考物理真题分项汇编详细解答（全国通用）03期（教师版）

专题30  材料信息题

一、科普阅读题

1.（2020·山东省威海市)请阅读下列材料，回答相关问题：

2020年4月24日，中国国家航天局宜布，中国行星探索计划以屈原的长诗“天问”命名，表达了中华民族对于真理追求的坚初与执着。我国首次火星飞行任务命名为“天问1号”，将开启中国人探索“星辰大海”的伟大征程！

火星在我国古代被称之为“荧惑星”，是太阳系八大行星之一，直径约为地球的53%，质量约为地球的11%，火星表面g约为3.7N/kg。火星地表沙丘､砾石遍布，非常干燥，南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖。火星表面的大气密度大约只有地球的1%｡火星表面平均温度约为-55℃，从冬天的-133℃到夏日白天的将近27℃，温差很大。火星表面的平均大气压强约为700Pa，比地球上的1%还小｡

(1)发射到火星的探测器，进入火星大气层后，若用降落伞减速，为保证减速效果，如果让你选择着陆点，应选择在地势______（选填“较高”或“较低”）的地方。火星探测器与地球之间是利用______来传递信息的；

(2)假如同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距离会比地球上______（选填“长”或“短”），原因是______；

(3)有人设想通过加热火星两级的冰盖获得液态水，从而减小地表温差，这是利用了水的什么性质：______；

(4)在火星上水的沸点会比地球上______（选填“高”成“低”），这是火星上没有液态水的原因之一。

【答案】    (1). 较低    (2). 电磁波（或无线电､中继卫星）    (3). 长    (4). 在火星上阻力小（火星上滑动摩擦力小或火星上空气阻力小）    (5). 水的比热容大（或比热容）    (6). 低

【解析】

【详解】(1)[1]探测器从降落伞张开到达着陆点的路程越长，时间越充分，减速效果越高，故应选择在地势较低的地方作为着陆点。

[2]电磁波可以在真空中传播，火星探测器与地球之间是利用电磁波来传递信息的。

(2)[3][4]火星表面g火小于地球表面g地，同一物体在地球和火星表面受到的重力较小，对接触面的压力减小，在相同的水平面上滑行时，受到的摩擦力阻力较小，且由于火星表面的大气密度小，运动的物体受到的空气阻力小，因此在火星上滑行的距离会比地球上长。

(3)[5]由于水的比热容大，在温度升高或降低时吸收或放出的热量较多，故可以利用这一性质，通过加热火星两级的冰盖获得液态水，从而减小地表温差。

(4)[6]火星表面的平均大气压强约为700Pa，比地球上的1%还小，水的沸点随气压减小而降低，因此火星上水的沸点会比地球上低，在温度较低时，水就汽化变成气态，以致火星上没有液态水。

2.（2020·宁夏)在中国科技馆“探索与发现"”展厅里，有一件十分神奇的展品—磁液宝塔，如图甲所示｡磁液是一种具有磁性的液体，它既具有液体的流动性，又具有固体磁性材料的磁性｡磁液槽中有三个圆锥体，当用手转动展台下方的手柄时，磁液就会沿圆锥体爬升，手柄转动速度越大，磁液爬升的速度也越大，如图乙所示｡手柄停止转动后，爬上圆锥体的磁液会落回磁液槽｡

请根据以上介绍，从力学或电磁学角度提出一个物理问题，并用所学的物理知识进行解释｡

【答案】见解析

【解析】

【详解】当用手转动展台下方的手柄时，磁液就会沿圆锥体爬升，故提出问题：磁液为什么上升?

回答：由题意可知，转动手柄时产生感应电流，电流通过电磁铁产生磁场，从而使磁液沿圆锥体螺旋爬升。

3.（2020·江苏省盐城市)阅读短文，回答问题：

卡门涡街现象

2020年5月5日，虎门大桥的桥体异常振动引发了大家的关注，专家认为这是由卡门涡街现象引起的。

如图甲所示，在一定条件下，流体流过阻碍物时，会在阻碍物上下两侧先后交替产生有规则的反向旋涡①、②、③、④……，这一现象叫卡门涡街现象。产生旋涡的一侧流速快，另一侧流速慢，交替形成大小不同的压力，使阻碍物产生有规律的振动，即涡振。涡振频率f与阻碍物的特征宽度d和流体流速v有关，其关系（k为常数）据分折，桥体异常振动是由于桥面上安装了1.4m高的防撞板后，在特定风环境条件下产生了振幅较大的涡振现象。

工业上常同的流量计也是利用卡门涡街现象制成的。在管道中放入装有电子设备的阻碍物，当流体同过时，装有电子设备的阻碍物发生涡振，输出与涡振频率相同的电压信号，通过频率公式得到流速大小，最终输出流体的流量，流量为单位时间内流体通过管道横截面的体积。

(1)下列过程不可能产生卡门涡街现象的是______；

A河水流过礁石        B．空气通过树木        C．篮球撞击篮板        D．云层飘过山峰

(2)流体流过阻碍物，当上侧产生涡旋时，阻碍物______侧受到压力大；

(3)若甲图中相同时间内产生的旋涡增多，说明流体的流速变______；

(4)安装防撞板后，増大了桥体的______，使得相同风速下桥体的涡振频率______（増大/减小）；

(5)某水管的横截面积为S，阻碍物的特征宽度为d，水流通过阻碍物时输出的电压信号如图乙所示。如不考阻碍物对流速的影响，则管道中水的流量Q和t0之间的关系图像为______。

A．    B．    C．    D．

【答案】    (1). C    (2). 下    (3). 大    (4). 特征宽度    (5). 减小    (6). C

【解析】

【详解】(1)[1]卡门涡街现象是在一定条件下，流体流过阻碍物时，会在阻碍物上下两侧先后交替产生有规则的反向旋涡。水和空气属于流体，能产生卡门涡街现象，篮球不属于流体，不能产生卡门涡街现象，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。

(2)[2]流体流过阻碍物，当上侧产生涡旋时，上侧流速快，压强小，受到压力小，下侧流速慢，压强大，受到压力大。

(3)[3]涡振频率f与阻碍物的特征宽度d和流体流速v的关系是（k为常数），相同时间内产生的旋涡增多，涡振频率增大，由关系式可知，阻碍物的特征宽度和k不变，流体流速变大。

(4)[4][5]安装防撞板后，増大了桥体的特征宽度d，由（k为常数）可知，相同风速v时，涡振频率f减小。

(5)[6]因为（k为常数），所以

v=

流量为单位时间内流体通过管道横截面的体积，管道内流过的距离h=vt，水柱的体积

V=Sh=Svt

Q==Sv=S=

流量与涡振频率成正比，由图乙可知，电压周期性变化的频率不变，涡振频率不变，所以流量随时间没有变化，C符合题意，ABD不符合题意，故选C。

4.（2020·湖南省岳阳市)图中为生活中常见的电熨斗，图乙为其结构图，图乙中的双金属片是把长和宽都相同的铜片和铁片紧密铆合在一起做成的。常温时图中的两触点相接触，受热时由于铜片膨胀比铁片明显，双金属片会向______（选填“铜片”或“铁片”）一侧弯曲，且弯曲程度随温度的升高而增大。当金属底板的温度达到设定的温度时，由于双金属片的弯曲而使图中的两触点分离，切断工作电路。用该熨斗熨烫丝织衣物时，需将设定的温度调低，调温旋钮上的升降螺丝应______（选填“向上”或“向下”）调节。

【答案】    (1). 铁片    (2). 向上

【解析】

【详解】[1]受热时，由于铜片膨胀得比铁片明显，双金属片便向铁片那边弯曲，温度愈高，弯曲得愈显著。

[2]将调温旋钮上调时，上下触点随之上移，双金属片只需稍微下弯即可将触点分离，这时双金属片可控制金属底板在较低温度下的工作，所以将设定的温度调低，调温旋钮上的升降螺丝应向上调节。

5.（2020·湖北省武汉市)一种新型井盖排水系统如图甲所示，系统结构简化示意图如图乙所示，排水系统由井盖、两个相同杠杆(AOB是其中之一)、容器等组成，AB长度是300mm，AO长度是120mm，井盖的上表面和侧面都有排水孔，下暴雨时，雨水从排水孔经排水管导流到容器中，再从容器底部的排水孔流入下水道，由于容器的排水速度较小，当容器中的雨水上升到一定高度时，容器下降，拉动杠杆，将井盖项起，加速路面排水。当容器中的雨水下降到一定高度时，井盖自动下降盖住井口，不影响车辆、行人的通行。该井盖的质量是28.8kg，不考虑杠杆的质量，不考虑各连接处的摩擦。

(1)球墨铸铁强度高、韧性好，密度是7.2×103kg/m3，若上述规格的井盖全部用球墨铸铁制成，则制作一个这样的井盖需要多少立方米的球墨铸铁?

(2)下暴雨时，杠杆会将井盖顶起50mm，如图丙所示。两个相同杠杆对井盖至少做了多少焦耳的功?

(3)某次调试中，为了节约用水，调试人员将容器底部的排水孔全部堵住，测出容器的质量是4.2kg，再将容器和杠杆组装在一起，直接向容器内匀速注水，注水120秒时井盖刚好被项起，假设在任意时刻水对容器的压力与容器中水的重力大小相等，求每分钟向容器内注水的体积是多少升?

【答案】(1)；(2) 14.4J ；(3)

【解析】

【详解】(1)球墨铸铁的体积

(2)两个相同杠杆对井盖至少做功

W=Gh=28.8kg×10N/kg×50×10-3m=14.4J

(3)井盖刚好顶起时，杠杆AOB的A端受到的压力

根据杠杆平衡条件有

FALOA=FBLOB

则容器对杠杆B端的拉力

容器中水的重力

G水=2FB-G容=192N-42N=150N

每分钟向容器注水的体积

答：(1)球墨铸铁强度高、韧性好，密度是7.2×103kg/m3，若上述规格的井盖全部用球墨铸铁制成，则制作一个这样的井盖需要的球墨铸铁。

(2)下暴雨时，杠杆会将井盖顶起50mm，如图丙所示。两个相同杠杆对井盖至少做了14.4J的功。

(3)某次调试中，为了节约用水，调试人员将容器底部的排水孔全部堵住，测出容器的质量是4.2kg，再将容器和杠杆组装在一起，直接向容器内匀速注水，注水120秒时井盖刚好被项起，假设在任意时刻水对容器的压力与容器中水的重力大小相等，求每分钟向容器内注水的体积是。

6.（2020·湖北省鄂州市)在今年抗击新冠疫情的过程中，负压式救护车发挥了重要作用。所谓负压，就是利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，这样空气在自由流动时只能由车外流向车内，并且可以利用真空泵将车内的空气通入特制的电热器内进行高温消毒后排出，在救治和转运传染病人时可以最大限度地减少交叉感染的几率。车上安装了消毒灯、中心供氧接口等，还配备了呼吸机、除颤仅等系列抢救设备，这在普通救护车上是难以实现的。

根据以上信息，请回答下列问题：

(1)相较于普通救护车，负压式救护车的好处之一是空气自由流动的方向只能由______，从而可以大大减少交叉感染的几率；

(2)在利用电热器高温消毒的过程中，能量的转化情况是______；负压救护车内的消毒灯是利用______（选填“红外线”或“紫外线”）进行消毒的；

(3)负压空间的产生主要是通过排风机向车外空间主动排风，以及舱室的密封处理实现的。若某款救护车车内气压为外界标准大气压的90%。车顶的面积大约为5m2，求车顶受到的内外压力差（      ）（标准大气压p=1.01×105Pa）。

【答案】    (1). 车外流向车内    (2). 电能转化内能    (3). 紫外线    (4).

【解析】

【详解】(1)[1]能使车内的气压小于车外的气压，所以空气在自由流动时只能由车外流向车内，车内空气通过过滤消毒排到车外，在救治和转运传染病等特殊疾病时可度以最大限度地减少医务人员交叉感染的机率。

(2)[2]在利用电热器高温消毒过程中，将电能转化为内能。

[3]紫外线具有杀菌消毒的作用，所以负压救护车内的消毒灯是利用紫外线进行消毒的。

(3)[4]救护车车内气压为外界标准大气压的90%，则车内气压为

由可得车顶受到的内外压力差

7.（2020·广东省）阅读下列短文，回答问题。

热敏电阻温度计

热敏电阻是用半导体材料制成的电阻，其阻值随温度的变化而变化，如图甲所示为某型号热敏电阻的实物图，阻值随温度升高而变小的，称为负温度系数热敏电阻；阻值随温度升高而变大的，称为正温度系数热敏电阻，利用热敏电阻的特性做成的温度计，叫做热敏电阻温度计。

图乙所示为热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像（为方便计算，已将图线作了近似处理）。图丙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图，其中电源电压可在0.60~1.20V之间调节，R2为定值电阻，阻值为100Ω。该电路工作原理是：当保持通过R1的电流不变时，R1两端的电压随电阻均匀变化（即随温度均匀变化），故只需将电压表V1表盘的刻度改成相应的温度刻度，就可以直接从V1表盘上读出温度值。测量时，将R1放入待测温度处，闭合开关，调节电源电压，使V2表的示数保持0.20V不变（即电路中的电流保持2mA不变），再从V1表盘上读出待测温度t。

(1)热敏电阻R1是______（选填“正”或“负”）温度系数热敏电阻。在标准大气压下，将R1放入冰水混合物中时，R1的阻值是______Ω；

(2)测温时，保持R2两端电压为0.20V，R1两端的电压随温度升高而______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；

(3)某次测温时，V1表盘上显示的温度是20℃，此时电源电压为______V；

(4)该热敏电阻温度计测量温度的范围为______℃。

【答案】    (1). 负    (2). 520    (3). 变小    (4). 0.92    (5). 2.5~40

【解析】

【详解】(1)[1]由图乙可知，热敏电阻R1的阻值随温度升高而变小，即为负温度系数热敏电阻。

[2]在标准大气压下，冰水混合物的温度为0℃，由图乙可知，热敏电阻R1在0℃时的电阻值为520Ω。

(2)[3]测温时，保持R2两端电压为0.20V，即电路中的电流保持不变，而R1的阻值随温度升高而变小，由欧姆定律可知，R1两端的电压逐渐变小

(3)[4]由图乙可知，当温度是20℃时，热敏电阻R1的阻值为

此时电源电压

(4)[5]当电源电压为0.6V时，电路中的总电阻

此时热敏电阻R1的阻值

由图乙可知，此时的温度

当电源电压为1.2V时，电路中总电阻

此时热敏电阻R1的阻值

由图乙可知，此时的温度

故该热敏电阻温度计测量温度范围为2.5~40℃。

8.（2020·北京市）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______。

【答案】    (1). 高稳定性    (2). A    (3). 见解析    (4). 见解析

【解析】

【详解】(1)[1]由材料可知，原子钟可以作为时间同步的基准钟，由于原子辐射电磁波振荡周期的高稳定性。

(2)[2]由材料可知，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。

A．以摆动的小球振荡周期为基准计时，符合题意。

BC．沿直线运动的汽车和静止的书不能完成一次规则的运动，不能作为计时基准，不符合题意。

故选A。

(3)[3][4]实际生活中会出现各种“标准”，比如：1.30m是儿童免费乘坐北京地铁的身高标准，身高低于1.30m的儿童可享受免费乘车待遇，身高不低于1.30m的则不能享受免费乘车待遇。