2024年中考物理二轮复习 热点 专题08 科技创新题型（含解析）

这是一份2024年中考物理二轮复习 热点 专题08 科技创新题型（含解析），共44页。试卷主要包含了阅读材料，回答问题，阅读短文，回答问题，阅读短文回答问题，阅读下列短文，回答问题，请阅读《风洞实验》并回答问题等内容，欢迎下载使用。
在2024年的中考物理“科技创新题”中，我们可以预见一些明显的命题趋势。随着科技的飞速发展，科技创新已经成为社会发展的重要推动力，中考作为评价学生学习成果的重要手段，自然也要与时俱进，反映出科技的创新趋势。
我们可以预见，题目将更加注重实践性和应用性。科技创新的本质在于将理论知识转化为实际应用，因此，中考物理题目可能会更多地出现与日常生活、生产实践紧密相关的情境，让学生运用所学知识解决实际问题。
题目可能会更加强调跨学科融合。在科技创新的过程中，往往涉及到多个学科的交叉融合。因此，我们可以预见，在中考物理“科技创新题”中，可能会出现与其他学科如化学、生物、地理等融合的情况，让学生在解决问题时能够充分展现出跨学科的综合素养。
题目将更加注重学生的创新思维和解决问题的能力。科技创新的核心在于创新思维，因此，中考物理题目可能会更加注重考查学生的创新思维和解决问题的能力，让学生在解题过程中能够充分展现出自己的创造性和想象力。
题目可能会更加注重科技前沿的引入。随着科技的飞速发展，新的科技成果不断涌现。中考物理题目可能会引入一些科技前沿的内容，让学生接触到最新的科技成果，激发他们的学习兴趣和探索欲望。
2024年中考物理“科技创新题”的命题趋势将更加注重实践性和应用性、跨学科融合、学生的创新思维和解决问题的能力以及科技前沿的引入。这将有助于更好地评价学生的学习成果，培养他们的科技创新素养，为未来的科技创新事业培养更多的人才。
（限时：20分钟）
1．阅读材料，回答问题
超级镜子发电站
我国用熔盐和1.2万块镜子，建成亚洲第一发电站——甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站如图甲所示，该发电站通过电脑控制镜子的反射方向，持续地将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的熔盐，使其温度升高。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，热泵将它打入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。经过蒸汽发生器后的熔盐，降温回到低温熔盐罐，从而循环下去。该电站的两个熔盐罐中共存储3万吨熔盐（熔点为210℃），白天高温熔盐罐把能量储存起来，夜晚再把罐中的高温熔盐释放出来发电，可以实现24小时稳定电力输出。
请回答：
（1）高温熔盐罐利用熔盐储存 。高温熔盐进入蒸汽发生器，通过 （做功/热传递）方式使冷水变成高温高压水蒸气，推动汽轮机带动发电机发电；
（2）低温熔盐罐的温度应 （>/ 2.4×106 b
【解析】（1）[1]根据题意知，发电站利用镜子将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的熔盐，使其温度升高。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，故高温熔盐罐利用熔盐储存能量。
[2]改变物体内能的方法是做功和热传递。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，热泵将它打入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。故高温熔盐进入蒸汽发生器，通过热传递方式使冷水变成高温高压水蒸气，推动汽轮机带动发电机发电。
（2）[3]晶体熔化的条件是达到熔点继续吸热。熔盐熔点为210℃，故低温熔盐罐的温度应>210℃。
（3）[4]该发电站正常工作24h，可发电
W=Pt=100×103kW×24h=2.4×106 kW·h=2.4×106度
（4）[5]根据光反射时，反射角等于入射角，因太阳光从吸热塔南面射来，要使反射光线射到吸热器上，若镜子在吸热塔南面，太阳光射到镜面的入射角较大，则反射角也较大，这就使反射光线不容易射到吸热器上。故在南面和北面同样的镜子a和b，b反射到吸热塔的光能更多。
2．请阅读《万物尽其用——所用皆属性》并回答下列问题。
万物尽其用——所用皆属性
“物尽其用”这个成语，意思是各种东西凡有可用之处，都要尽量利用。《道德经》有人尽其才，物尽其用的描述。在生活中，有时候要用物质的性质来考虑问题。
物质的颜色、气味、状态、是否易熔化、凝固、升华、蒸发，熔点、沸点、硬度、密度、导电性、导热性、延展性这些都是物质的物理性质。厨房中的炒菜锅用不锈钢或铁材料制作，主要是因为其导热性好。而煎药、炖汤用的砂锅采用不易传热的陶土、砂石经过烧制而成，则利用了通气性，吸附性，传热均匀，传热慢的特点。炒菜锅的把手采用橡胶、塑料、木头等材料而不采用金属制作，是因为它们的导热性不好。如图甲、乙所示，家用暖气内装的是水，而电暖器内装的是油。家用暖气主要利用了水放热时，温度降低不至于过多的特点，而电暖器主要利用了油吸热时，温度变化特别明显的特点。冰箱或者空调的冷凝器如图丙所示，内部装有容易汽化、液化的物质。产品包装盒选择密度较小的泡沫塑料制成，勘探队员通过采集样品的密度等信息确定矿藏种类及经济价值。楼房一般都有保温层，填充了保温材料，工程师要根据保温的效果、保温层的厚度，来选取不同保温性能的材料。在新材料领域，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景。石墨烯在电学方面的特性之一是导电性很强，仅次于银和铜。
为了比较两种新型保温材料甲和乙的保温性能，将这两种保温材料分别做成形状、结构、厚度完全相同的保温筒，两保温筒内同时分别放置完全相同、温度均为80℃的恒温源。将两保温筒放在室温为20℃的房间内，每隔10min测量一次两保温筒外表面的温度，根据记录的实验数据绘制的图像如图2所示，图中图像Ⅰ表示保温材料甲做成的保温筒外表面温度随时间变化的图像，图像Ⅱ表示保温材料乙做成的保温筒外表面温度随时间变化的图像。
（1）家用暖气和电暖器中的物质不同，利用了物质的 不同的性质。
（2）在比较甲、乙保温材料的实验中，说法正确的是 。
A．可用单位时间内保温筒外表面的温度变化表示保温效果
B．甲材料的保温效果比乙材料的保温效果好
C．乙材料的保温效果比甲材料的保温效果好
D．如果把两保温筒内80℃的恒温源换成﹣18℃的恒温源，其它条件不变，则无法比较甲、乙两种保温材料的保温效果
（3）导电性、导热性也是物质的性质。请从中任选一个，写出比较导电性或者导热性的方法，并加以简要的说明 。（可以画图及标注字母辅助说明）
【答案】 比热容 AC 见解析
【解析】（1）[1]由Q=cmΔt知，水的比热容大，与其它物质相比，质量和放出热量相同时，温度下降较小；油的比热容较小，与其它物质相比，在质量和吸收热量相同时，升高的温度较高。
（2）[2]ABC．由图知在相等时间内，乙的温度升高的少，乙材料的保温性能好，故可用单位时间内保温筒外表面的温度变化表示保温效果，故AC正确，B错误；
D．如果把两保温筒内80℃的恒温源换成﹣18℃的恒温源，其它条件不变，可以通过相同时间，降低的温度多少来比较甲、乙两种保温材料的保温效果，故D错误。
故选AC。
（3）[3]比较不同物质的导电性。比较两卷粗细相同的不同金属的导电性，根据电阻的影响因素：导体的材料、横截面积和长度，所以需要截取长度相同的不同金属线；比较不同金属线的导电性时，我们需要给导线通电，测出电路中的电流来比较电阻的大小，所以需要的实验器材有：电源、若干导线、开关和电流表。
①所需要的器材：电源、若干导线、电流表、粗细和长度相等的不同金属线A和B；
②实验步骤：
Ⅰ、按如图所示的电路图先将金属线A接入电路中；
Ⅱ、闭合开关，读出电流表的示数I1；
Ⅲ、断开开关，用金属线B替换金属线A，再闭合开关，读出电流表的示数I2；
Ⅳ、分析实验数据，电流大的导电性能好。
3．请阅读《研究物理问题常用的方法》并回答问题。
研究物理问题常用的方法
在学习物理过程中，我们不仅学习到了具体的物理知识，还接触到了许多物理研究方法，其中控制变量法、模型法、类比法、等效替代法和转换法等是研究物理问题时常见的方法。比如在研究电流与电压的关系时，需要控制电阻不变，这是用了控制变量法；在研究杠杆的平衡条件时，需要将实际的硬棒抽象为没有质量的杠杆模型，这是用了模型法；学习电流的概念时将电流与水流类比，这是用了类比法；耳熟能详的“曹冲称象”，使大量石块对船的作用效果与大象对船的作用效果相同，从而通过称量石块的质量得出了大象的质量，这是用了等效替代法。
转换法在很多地方也有运用。将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象，或者将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量，都是用了转换法。比如通过微小压强计U形管两侧液面的高度差反映液体内部的压强的大小；通过电流的热效应和磁效应判断电流的存在；根据磁体吸引大头针数量的多少判断磁体磁性的强弱；在电热丝加热煤油的实验中用煤油温度的变化反映电流通过电热丝产生热量的多少等等，都用到了转换法。
此外，很多测量仪器也利用了转换法。比如用实验室常见的液体温度计测温度时，我们是根据温度计中液柱的长短来识别温度高低的，这就是将温度的测量转化为长度的测量。同理，利用电流表测电流时，我们是在量程确定的情况下根据电流表指针偏转的角度来识别电流大小的，这就是将电流的测量转化为角度的测量。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）挤压厚玻璃瓶时，根据细玻璃管中液面高度的变化，可判断出厚玻璃瓶受到力的作用发生了微小形变，这一判断采用的研究方法是 ；在研究液体内部压强大小与深度的关系时，需要在同一种液体中改变微小压强计探头的深度，保证这样的实验条件采用的研究方法是 。（选填选项前的字母，每空只有一个选项正确）
A．控制变量法 B．等效替代法 C．转换法 D．模型法
（2）如图所示的测量仪器中，将所测量的物理量转化为长度测量的是 。（选填选项前的字母，正确选项多于一个）
A．停表 B．弹簧测力计 C． 电压表 D．电能表 E.水银体温计
【答案】 C A BE/EB
【解析】（1）[1]挤压厚玻璃瓶时，厚玻璃瓶发生了形变，但是厚玻璃瓶的形变非常微小，不容易直接观察，所以将厚玻璃瓶的微小形变转换成细玻璃管中液面高度的变化，这种实验方法叫转换法。
故选C。
[2]液体内部压强大小与液体密度和液体深度都有关系，在研究液体内部压强大小与深度的关系时，需控制液体密度相同，只改变微小压强计探头的深度，如果深度改变，U形管两侧液面高度差也发生了改变，说明液体内部压强与深度有关，否则则没有关系，这种研究问题的方法叫控制变量法。
故选A。
（3）[3]AC．停表、电压表工作时，将所测物理量转化为角度的测量，故A、C不符合题意；
BE．弹簧测力计、水银体温计工作时，将所测物理量转化为长度的测量，故BE符合题意；
D．电能表将所测物理量转化为表盘转动的圈数，故D不符合题意。
故选BE。
4．阅读短文，回答问题。
“天梦一号”迫梦之旅
火星是太阳系中与地球最相似的行星，有大气，温差很大。自转周期和地球相近，物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的二分之一，人类对火星的探测具有重大的科学意义。
2020年7月23日，长征五号运载火箭载着我国自主研发的首座火星探测器“天问一号”，在中国文昌航天基地成功发射升空，于2021年2月10日被火星捕获，进入环绕火星轨道，“天问一号”探测器应用了世界上目前最轻的金属结构材料——新型镁锂合金，该合金具有减震、消噪和抗电磁干扰性能，同样大小的新型镁锂合金重量仅是铝合金的一半。控制“天问一号”探测器在飞离地球约120万千米处回望地球，利用光学导航敏感器对地球、月球成像，获取了地月合影，并将其传回地面。
2021年5月15日，经历了十个月的太空飞行，“天问一号”成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。5月22日，“祝融号”火星车安全驶离“天问一号”，到达火星表面，开始巡视探测。“祝融号”火星车如图2，总质量240kg，总高1.85米，6轮驱动。
（1）如图1火星探测器进入环火轨道，在火星引力作用下做环绕火星的运动，运动轨道上有一个近火点（距离火星最近的点）和远火点（距离火星最远的点）。那么火星探测器在 （填“近”或“远”）火点的动能较大；从近火点到远火点的运动过程中，火星探测器的机械能 （填“增大”、“减少”或“守恒”）；
（2）天问一号探测器从地球运动到火星的过程中，其惯性 （填“增大”、“不变”或“减小”）；“祝融号”火里车成功实现软着陆后，网状轮子与火星表面接触的总面积为400cm2，火星车静止时对火星水平表面的压强为 Pa；（g火=5N/kg）
（3）关于新型镁锂合金，下列说法错误的是 ；
A．该材料对电磁波有屏蔽作用
B．该材料密度较大
C．该材料可有效的降低卫星发射时的噪音
D．镁锂合金材料大幅减轻了卫星重量，显著提高有效载荷
（4）“天问一号”探测器是利用 （填“电磁波”、“次声波”或“超声波”），向地球传递信息；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 （填“长”或“短”）。
【答案】 近 守恒 不变 3×104 B 电磁波 长
【解析】（1）[1][2]火星探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，故探测器的机械能守恒，保持不变。在近火点，探测器的高度最小，重力势能最小，故探测器的动能最大。
（2）[3]惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大，天问一号探测器从地球运动到火星的过程中，质量不变，所以惯性不变。
[4]火星车对火星表面的压力为
F=G=mg火=240kg×5N/kg=1200N
火星车对火星表面的压强为
SKIPIF 1 < 0
火星车静止时对火星水平表面的压强为3×104Pa。
（3）[5]A．由文中信息可知，该合金具有抗电磁干扰性能，故该材料对电磁波有屏蔽作用，故A正确，不符合题意；
B．“目前最轻的金属结构材料——新型镁锂合金”，由此可知，该材料的密度较小，故B错误，符合题意；
C．由文中信息可知，该合金具有消噪的特点，可有效的降低卫星发射时的噪音，故C正确，不符合题意；
D．由文中信息可知，该合金是世界上目前最轻的金属结构材料，能大幅减轻卫星重量，显著提高有效载荷，故D正确，不符合题意。
故选B。
（4）[6]声波不能在真空中传播，故探测器是利用电磁波，把图像等信息传递回地球。
[7]物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的二分之一，说明相同质量的物体，与地球上相比，其在火星上的重力更小，从而可知对水平面的压力更小，则物体与接触面间的摩擦力更小，因此，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长。
5．阅读短文回答问题
返回舱的回家之旅
经历了长达23天的飞行，在月球成功取样后，嫦娥五号返回舱于2020年12月17日凌晨1点精准地降落在内蒙古四王子旗地区。
返回舱在返回过程中要应时多种挑战，首先要应对的是高温。返回舱在利用半弹道跳跃（打水漂）再次进入大气层时的遮度约为7.9km/s，它与大气的剧烈摩擦最高可产生3000℃左右的高温，我们知道，在温度为1600℃时，就能熔化钢铁，在3000℃时，即使是金刚石也会熔化，为什么嫦娥五号的返回舱没有被烧毁，而仅仅只是被“烤至金黄”?这是因为我国的神舟系列飞船采用了自主研制开发的烧蚀防热技术，就是用先进的防热材料技术给返回舱穿上一层25mm厚的“防热衣”，防热材料在高温作用下，自身分解、熔化、蒸发和升华，在消耗表面质量的同时带走大量的热，使表面温度大幅下降；同时还有一层辐射式防热和隔热材料，使热量不能传递到舱内，最终可使返回舱内部的温度控制在30℃左右。除了高温，返回舱返回过程中还要经过一个距地面35km到80km的黑障区，返回舱通过黑障区时，外壳温度为2000℃左右，高温使返回舱周围的空气电离形成等离子体，屏蔽了电磁波的通过，因此会丧失与外界的无线电联系，这段时间地面人员无法得知返回舱的实时状况，也无法对返回舱进行控制，只能通过进入黑障前进行精准的调控，才能使它顺利通过黑障区。返回舱在到达地面前的最后一道难关是在距地面约10km处要用降落伞减速。嫦娥五号返回舱共有三把伞：引导伞、减速伞和主伞，其中主伞面积可以达到1200m2左右，只有让降落伞顺利开伞才能在巨大阻力作用下，在返回舱到达地面前减速到6m/s左右，确保返回舱安全着陆。
嫦域五号月球取样的成功，在世界面前彰显了我国航天科技的伟大成就，更让我们为祖国的强大而自豪。
（1）为什么降落伞上伞的面积要做得尽量大一些？
（2）返回舱经过稠密大气层时为什么会出现高温?如何使返回舱内部的温度保持在30℃左右?
（3）返回舱航返回过程中，地面工作人员与返回舱之间利用什么传送信号?当返回舱出现黑障时，为什么无法传送信号?
【答案】见解析
【解析】（1）降落伞上伞的面积要做得尽量大一些，只有让降落伞顺利开伞才能在巨大阻力作用下，在返回舱到达地面前减速到6m/s左右，确保返回舱安全着陆。
（2）返回舱经过稠密大气层，与大气的剧烈摩擦最高，机械能转化为内能，可产生3000℃左右的高温；用先进的防热材料技术给返回舱穿上一层25mm厚的“防热衣”，防热材料在高温作用下，自身分解、熔化、蒸发和升华，在消耗表面质量的同时带走大量的热，使表面温度大幅下降；同时还有一层辐射式防热和隔热材料，使热量不能传递到舱内，最终可使返回舱内部的温度控制在30℃。
（3）返回舱返回过程中，地面工作人员与返回舱之间利用电磁波传送信号；当返回舱出现黑障时，高温使返回舱周围的空气电离形成等离子体，屏蔽了电磁波的通过。
6．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。
【答案】 A 减小 2×105
【解析】（1）[1]由题意可知，为了“无压”，罩子内部也要蓄满水，为了“无压”，罩子内部也要蓄满水，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（2）[2]冬季枯水期水深减小，根据p=ρgh可知，白鹤梁混凝土保护罩所承受江水压强减小。
（3）[3]由题意可知，钢筋混凝土“罩体”在水下40m，则此处的液体压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×40m=4×105Pa
则观察窗所承受的江水的压力
F=pS=4×105Pa×0.5m2=2×105N
7．阅读下列短文，回答问题：
太阳能路灯
太阳能路灯已经成为许多城市的一道靓丽的风景线。如图甲的太阳能路灯，灯杆顶端是太阳能电池板，白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚光线弱时，蓄电池为电灯供电照明。其自动控制电路如图乙所示，R0为保护电阻，R为光敏电阻。太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它的基本原理是光电效应，光电效应分为外光电效应和内光电效应，外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象；内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。下表为该太阳能路灯的部分技术参数。为了保证控制电路能正常供电，放电余留20%时即停止向LED灯供电。（不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗）则：

（1）太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它属于 ；
A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体
（2）太阳能电池板是利用 （选填“内”或“外”）光电效应工作的。乙图中，电磁铁的上端是 极。根据电磁继电器的工作原理，光敏电阻的阻值随光强的增大而 ；
（3）设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1000J，电池板对蓄电池充电的功率为 W。蓄电池组充满电时能对LED灯供电 h。
【答案】 B 内 S/南 增大 60 14.4
【解析】（1）[1]太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它属于半导体材料，故B正确，ACD错误。
故选B。
（2）[2]由题意可知，太阳能电池板是利用内光电效应产生电压而工作的。
[3]乙图中，根据安培定则可知，电磁铁的上端是S极。
[4]白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚光线弱时，蓄电池为电灯供电照明，根据电磁继电器的工作原理，光敏电阻的阻值随光强的增大而减小。
（3）[5]电池板对蓄电池充电的功率
SKIPIF 1 < 0
[6]蓄电池充满时储存的电能
W'=UIt=12V×30Ah
LED的额定功率P'=20W；蓄电池组充满电时能对LED灯供电的时间
SKIPIF 1 < 0
8．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）
【答案】 运动相对性 运动 变小 飞行器
【解析】（1）[1]根据文中题意可知，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。
（2）[2]飞机模型放在风洞中固定不动，让风（高速流动的空气）迎面吹来，飞机模型和风之间的位置发生了变化，故飞机模型相对于风是运动的。
（3）[3]流速越大的位置，压强越小，故风洞中气流速度增大时，机翼上表面气体压强变小。
（4）[4]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。
9．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 。
【答案】 核裂变 BD C
【解析】（1）[1]核电站是通过可控的核裂变来获取能量的。
（2）[2]A．由题意可知，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，故A错误；
B．由题意可知，目前，处置中低放射性核废物的主要方法是近地表埋藏，故B正确；
C．由题意可知，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，故C错误；
D．由题意可知，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，故D正确。
故选BD。
（3）[3]A．汽轮机旋转，带动发电机发电，是机械能转化为电能，开关闭合，小磁针偏转，表示通电导体周围存在磁场，与能量转化无关，故A不符合题意；
B．电磁继电器的原理是电流的磁效应，与能量转化无关，故B不符合题意；
C．电磁感应中的能量转化是机械能转化为电能，故C符合题意；
D．通电导体在磁场中受力运动中的能量转化是电能转化为机械能，故D不符合题意。
故选C。
10．阅读短文，回答问题
驾驶中科技与物理
在高速行驶时，如果驾驶员低头观看仪表信息，在前方遇有紧急状况就有可能因来不及采取有效措施而造成事故，汽车平视显示系统（简称HUD）正是为了高速行驶的车辆而研发，如图乙所示，HUD利用平面镜成像原理将显示屏上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员不必低头，就可以看到车辆信息，如车速、导航等，从而避免分散对前方道路的注意力，确保驾驶安全。
无论盛夏还是严冬，开着空调的汽车玻璃窗上都有可能变得模糊，为了防止这一现象的发生，有些高档汽车车窗采用了内加电热丝的“智能玻璃”，实现对车窗玻璃温度的调节。
驾驶汽车时不允许接打电话，否则极容易造成交通事故，经测定，某志愿者的刹车的反应时间（即图丙中“反应过程”所用时间，此时车速不改变）是0.4s，在某次实验中，该志愿者驾车以108km/h的速度在实验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离72m；若志愿者边打电话边驾车，仍以108km/h的速度在实验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离81m，由此研究可知，驾驶员驾驶时打电话，极容易造成交通事故。

（1）挡风玻璃所成的是 （选填“正立”或“倒立”）的像；
（2）如图乙所示，某车辆HUD显示器水平放置在驾驶平台上，设想挡风玻璃是平面玻璃，显示器通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面夹角为 度；
（3）极冷天气行车时，汽车挡风玻璃上容易变得潮湿，关于潮湿的位置和“智能玻璃”的温度调节，说法正确的是 ；
A．玻璃的外侧变得潮湿，应调高玻璃温度
B．玻璃的外侧变得潮湿，应调低玻璃温度
C．玻璃的内侧变得潮湿，应调高玻璃温度
D．玻璃的内侧变得潮湿，应调低玻璃温度
（4）题中志愿者接听电话时的刹车反应时间是 s，汽车减速过程行驶的路程为 m；
（5）控制汽车刹车前的车速不变，刹车后的减速过程特点不变，汽车从发现紧急情况到汽车停止的总路程s与驾驶员的反应时间t的关系图像应是图丁中的 。
A．B．C． D．
【答案】 正立 45 C 0.7 60 B
【解析】（1）[1]挡风玻璃相当于平面镜，其原理是光的反射，成正立的虚像。
（2）[2]车辆HUD显示器水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，由于像和物关于镜面对称，所以挡风玻璃与水平面夹角为45度。
（3）[3]AB．极寒天气，车内温度比车外温度高，车内热的水蒸气遇到冷的车窗玻璃液化形成水雾附着在车内侧，所以玻璃的内侧变得潮湿，故AB错误；
CD．为了防止产生雾气，应该提高玻璃的温度，故C正确，D错误。
故选C。
（4）[4][5]由题意可知，反应时间是0.4s，此时的速度是108km/h，即30m/s，由 SKIPIF 1 < 0 可得，此时运动的距离
s=vt=30m/s×0.4s=12m
故汽车减速后行驶的距离是
s'=72m-12m=60m
当司机打电话时，从发现情况到汽车停止，行驶距离81m，则汽车司机从发现情况到刹车运动的距离是
s1=81m-60m=21m
由 SKIPIF 1 < 0 可得，志愿者的刹车反应时间
SKIPIF 1 < 0
（5）[6]总路程与反应时间之间的关系式
s=vt+s'
s'为减速前汽车行驶的路程，是一个常数，所以上式是一个一次函数，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
11．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）
【答案】 AC 见解析
【解析】（1）[1]A．由于液体的压强随深度的增加而增大，江水的深度越深，压强越大，为了使重力坝能承受更大的水压，把重力坝的外形设计成上窄下宽，故A正确；
B．阳光照射到白鹤滩大坝水幕上，由于不同的光的折射角不一样，则会形成彩虹，这属于光的折射现象，故B错误；
C．由于重力的作用，水会向下流动，故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，故C正确；
D．根据题意可知，采用低热发生水泥能明显减少混凝土凝固过程中放出的热量，故D错误。
故选AC。
（2）[2]由于压力垂直作用于接触面，故坝上A点受到压力的示意图如图所示：

（3）[3]根据题意可知，白鹤滩大坝采用拱坝而不是重力坝的原因是：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，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。
12．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
【答案】 化合物 掺加杂质 B
【解析】（1）[1]由题意可知，常见半导体有元素半导体和化合物半导体。
（2）[2]由材料可知，半导体材料的导电性能还与掺加杂质有关。
（3）[3]AC．由题意可知，逐渐增大光照强度时则导电性能逐渐增强，电阻变小，则电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，所以电流表示数变大，故AC错误；
BD．定值电阻的阻值不变，通过定值电阻的电流变大，则定值电阻两端的电压变大，故B正确，D错误。
故选B。
（限时25分钟）
1．阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示，它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理），充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如下表。
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 ；
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是 。当D为70%时，充电电流为 A；
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元；
（4）设D从70%增至80%所需时间为t1，从80%增至90%所需时间为t2，且t1：t2=2：3，则测试全过程的充电总时长为 min。
【答案】 大 先变大，后不变 100 50.4 109
【解析】（1）[1]直流充电桩比交流充电桩的电压更高、电流更大，据P=UI知，充电功率会更大。
（2）[2]由图乙知，D由30%到55%时，充电功率变大，D由55%到70%时，充电功率保持不变，所以D从30%增至70%的过程中，充电功率先变大，再保持不变。
[3]由图乙知，D为70%时，充电功率为40kW。由表格数据知，充电电压为400V，据P=UI知，充电电流
SKIPIF 1 < 0
（3）[4]由表格数据知，D为70%时，消耗的电能为24.0kW⋅h，充电费用为28.80元。则每度电的费用
SKIPIF 1 < 0
充满电时，需要消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
测试全过程的充电费用为
60kW⋅h×(100%-30%)×1.2元/kW⋅h=50.4元
（4）[5]D从80%增至90%，消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
由图乙知，这个过程充电功率15kW，用时
SKIPIF 1 < 0
那么，D从70%增至80%用时
SKIPIF 1 < 0
D从90%增至100%的充电功率与80%增至90%的相同，用时相同，所以整个过程充电时长
t=t0+t1+t2+t3=45min+16min+24min+24min=109min
2．阅读短文，回答问题：
教室护眼灯
教室护眼灯的外观图如图甲所示，它工作时光线柔和，基本无可视频闪，也就是在相同时间内闪烁的次数比较多，人眼几乎感觉不到，且不会产生刺眼的眩光，能有效预防近视的发生。常见的眩光类型有直接眩光、反射眩光和光幕眩光，直接眩光由灯具产生，反射眩光和光幕眩光主要由高反射物体表面产生。
教室护眼灯采用双侧发光的方式，光源放在灯具的两条长边上，发出的光由两侧的导光板向中央传播，在没有导光点的导光板上，光不能从导光板表面射出，起不到照明作用。当遇到导光板底部的导光点时，改变了光线的传播方向，由导光板正面射出，如图乙所示。最后通过扩散膜、微晶防眩板均匀射出。
教室护眼灯工作时也会产生热量，研究表明护眼灯灯珠的电阻随温度的升高而减小，图丙是温度为T1时护眼灯灯珠工作时的电流与电压的关系图像。当电路中加载一定的电压或工作电压超过某一特定值时，微小的电压变化会造成电流的急剧变化，进而导致护眼灯过度发热而损坏，因此要给护眼灯配制合理的电源进行供电。
（1）护眼灯与白炽灯在发光时相比不会产生眩光，白炽灯产生的眩光属于 眩光；
（2）导光板材料主要利用了下列哪种物理属性 ；
A．导电性 B．导热性 C．磁性 D．透明度
（3）当光由两侧的导光板向中央传播时，下列说法正确的是 ；
A．没有导光点时，只反射；遇到导光点时，只折射
B．没有导光点时，只折射；遇到导光点时，只反射
C．没有导光点时，只反射；遇到导光点时，既反射又折射
D．没有导光点时，只折射；遇到导光点时，既反射又折射
（4）当护眼灯灯珠的温度由T1升高到T2时，电流与电压的关系图像应在丙图像中的 （填“左侧”“右侧”或“原处”）；
（5）下列四种不同电源输出的电流或电压随时间变化关系的图像，最符合护眼灯灯珠工作特性要求的供电方案是 。
A．B．
C．D．
【答案】 直接 D C 左侧 B
【解析】（1）[1]由短文知道，常见的眩光类型有直接眩光、反射眩光和光幕眩光，而白炽灯产生的眩光是灯具产生的，属于直接眩光。
（2）[2]导光板将两边的的光导向中央传播，则利用的物理性质应与光相关，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
（3）[3]由乙图知道，在没有导光点的导光板上，光在导光板中只发生反射，所以没有导光点时，只反射；遇到导光点时，既反射又折射，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（4）[4]由短文知道，护眼灯灯珠的电阻随温度的升高而减小，所以当护眼灯灯珠的温度由T1升高到T2时，由 SKIPIF 1 < 0 知道，此时I﹣U图像的斜率将变大，故应在丙图像的左侧。
（5）[5]由丙图的阴影部分知道，护眼灯灯珠的工作电压在U1和U2之间，超过这个区间，则微小的电压变化会造成电流的急剧变化，损坏灯珠，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3．阅读短文，回答问题。
人工心肺
心脏就像发动机，为人体输送氧气与营养提供动力。
心动过缓时，医生会将心脏起抖器植入人体内辅助心脏正常工作起搏器是一种电子装置，它产生的电脉冲（周期性变化的电流）刺激心脏收缩，从而提高心率，频率适应性起搏器能根据患者的活动情况调整起将频率，起将频率指起将器每分钟发放电脉冲的次数。
新冠疫情期间，体外肺膜氧合（简称ECMO）技术挽救了许多危重患者的生命。如图甲所示ECMO技术的原理是将体内的血液引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人体内，起到部分心肺替代作用。为使病人维持正常体温，需用热交换器对流入人体的血液进行加热；ECMO的工作电压与家庭电路电压相同，使用中如短时停电，可振动如图乙所示的摇把，维持血液循环。血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积）是衡量心肺功能的重要指标，研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成正比，当血管横截面积为正常值的n倍时，测得血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如表所示，血液的比热容为0.85×103J/(kg•℃)，密度为1.05×103kg/m3，人体组织的比热容与水相当，为4.2×103J/(kg•℃)。
（1）体重500N的佩戴频率适应性起搏器的患者从一楼到四楼上楼时，楼房层高3m克服重力做功的 J，起搏器的起搏频率将 （选填“增大”或“减小”）；
（2）血液经热交换器加热后使病人维持正常体温过程中，是利用 的方式使人体的内能增加的；当血流速度为0.2m/s，血流量为10-4m3/s时，对应血管的横截面积为 m2；
（3）在一次抢救中使用ECMO技术，每过点血流量为5L/min，若要将血液的温度升高8℃，则血液每分钟需要从热交换器吸收的热量为 ，假设人体所需热量完全由热交换器所提供，已知热交换器的功率为1750W，病人的质量为60kg，则该病人体温由27℃上升至正常体温37℃需要的时间为 min；
（4）正常人的心脏在一次搏动中泵出血液约80mL，在一次搏动中推动血液流动的平均压强为1.6×104Pa，设心脏每分钟搏动75次，则正常人心脏推动血液流动的平均功率为 W；若某病人心脏推动血液流动的平均功率为2.5W，则该病人血管的横截面积为正常人的 倍。
【答案】 4500 增大 热传递 5×10-4 3.57×104J 24 1.6 0.8
【解析】（1）[1]患者克服重力做功为
W=Fs=Gh=500N×3m×3=4500J
[2]患者爬楼克服重力做功，对外做功，人的内能减少，为维持人的体温，起搏器将刺激心脏收缩，从而提高心率，频率增大。
（2）[3]血液经热交换器加热后使病人维持正常体温过程中，是利用热传递的方式使人体的内能增加的。
[4]血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积，假设时间为1s，通过血管横截面的血液体积为
V=血流量×时间=10-4m3/s×1s=10-4m3
血流过的长度为
l=血流速度×时间=0.2m/s×1s=0.2m
横截面积为
SKIPIF 1 < 0
（3）[5]每分钟流过的血液体积为
V1=血流量×时间=5L/min×1min=5L
质量为
m=ρV=1.05×103kg/m3×5L=5.25kg
血液每分钟需要从热交换器吸收的热量为
Q=cmΔt=0.85×103J/(kg•℃)×5.25kg×8℃=3.57×104J
[6]人体所需热量完全由热交换器所提供为
Q=cmΔt=W=Pt
可知该病人体温由27℃上升至正常体温37℃需要的时间为
SKIPIF 1 < 0
（4）[7]正常人的心脏在一次搏动中所做功为
W=Fl=pSl=pV=1.6×104Pa×80mL=1.28J
心脏每分钟搏动75次，总功为
W总=nW=75×1.28 J =96J
功率为
SKIPIF 1 < 0
[8]根据题意f=k1v，v=k2S，又P=fv，所以P=k1v2，因为P1:P2=16:25，故v1:v2=4:5，当血管横截面积为正常值的n倍时，测得血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如表所示，由表格可知v与n成反比，当v1:v2=4:5，得n2:n1=4:5，则该病人血管的横截面积为正常人的 0.8倍。
4．阅读短文，回答下列问题：
半潜船
如图甲所示半潜船，是通过改变自身重量实现上浮和下沉的。半潜船淹没在水中的体积比例高，因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小，能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示，半潜船通过调整水舱内的压载水质量，把装货甲板潜入水中，等待货物装载，当货物拖至甲板上方后，再次调整水舱内的压载水，船体上浮，即完成装载。
（1）半潜船是通过改变 实现上浮和下沉的；它在水面航行时，使其向前运动的动力的施力物体是 （选填“螺旋桨”或“水”）；
（2）当半潜船依次处于图乙中三种状态时，从左至右船底受到水的压强分别为p1、p2、p3，则压强由小到大的顺序是 ，水舱内水的质量分别为m1、m2、m3，则质量中最大的是 （选填“m1”、“m2”或“m3”）；
（3）甲板面积为6000m2，当甲板下潜至水下2m时，受到水的压力为 N；
（4）半潜船上安装的船舶驱动系统功率为6000kW，效率为90%，当它以6m/s的速度匀速航行时，半潜船所受的阻力是 N。
【答案】 自身重力 水 SKIPIF 1 < 0 m2 1.2×108 9×105
【解析】（1）[1]由材料可知，半潜船在工作时，通过增加本身压载水舱中的水量，平稳地将装货甲板潜入水下，同理，通过减少本身压载水舱中的水量，船体上浮；所以是通过改变自身重力实现上浮和下沉的。
[2]半潜船在水面航行时，螺旋桨向后给水向后的力，力的作用是相互的，水给螺旋桨一向前的反作用力，故半潜船前行力的施力物体是水。
（2）[3]由图乙可知，左边状态时船底所处的深度最小，中间状态时船底所处的深度最大，右边状态时船底所处的深度居中，根据 SKIPIF 1 < 0 可得，中间状态时船底受到海水的压强最大，右边状态时船底受到海水的压强居中，左边状态时船底受到海水的压强最小，即
SKIPIF 1 < 0
[4]水的重力越大，那么船所处的深度越深，由[3]解析可知，中间状态时船底所处的深度最大，这时水舱内水的质量最大，同理右边状态时水舱内水的质量居中，左边状态时水舱内水的质量最小，水舱内水的质量分别为m1、m2、m3，则质量中最大的是m2。
（3）[5]根据液体的压强公式 SKIPIF 1 < 0 可知，离水面2m深的甲板受到海水的压强是
SKIPIF 1 < 0
离水面2m深的甲板受到海水的压强是 SKIPIF 1 < 0 ，甲板面积为6000m2，根据 SKIPIF 1 < 0 可知，甲板受到的海水压力是
SKIPIF 1 < 0
甲板受到的海水压力是1.2×108N。
（4）[6]已知效率为90%，根据机械效率的公式 SKIPIF 1 < 0 ，可知有用功的功率是
SKIPIF 1 < 0
化简可得
SKIPIF 1 < 0
由于半潜船匀速航行时，说明处于受力平衡状态，此时半潜船所受的阻力的大小和牵引力大小相等，由 SKIPIF 1 < 0 可得，半潜船所受的牵引力是
SKIPIF 1 < 0
半潜船所受的牵引力是 SKIPIF 1 < 0 ，半潜船所受的阻力是
SKIPIF 1 < 0
半潜船所受的阻力是 SKIPIF 1 < 0 。
5．阅读短文，回答问题。（ SKIPIF 1 < 0 取 SKIPIF 1 < 0 ）
如图所示，2019年10月国产航母山东舰完成第八次试航，山东舰满载时的排水量为 SKIPIF 1 < 0 。制造航母的钢板要求强度大、耐高温、防弹不易变形。舰载机是在航空母舰上起降的飞机，山东舰搭载的舰载机每架质量是5150kg，每一架舰载机与甲板的总接触面积为 SKIPIF 1 < 0 。舰载机在航母上着陆时，必须适时勾住拦索，达到强行减速的目的。
推重比是指飞机发动机产生的总推力与飞机总重的比值。已知该舰载机以 SKIPIF 1 < 0 水平匀速飞行时的推重比为 SKIPIF 1 < 0 ，舰载机水平匀速飞行时的推力与速度的平方成正比。
（1）航母在海面上匀速前进时，航母总重力与 是一对平衡力，满载时航母受到的浮力为 N。
（2）下列说法中，正确的是
A．航母舰体外壳是弹性好的特殊钢板
B．为了飞机着陆，航母甲板要光滑些
C．舰载机飞行时机翼上方的流速较大
C．阻拦索强行减速减小了飞机的惯性
（3）一架停在甲板上的舰载机对甲板的压强为 Pa，其中两架舰载机起飞后，航母舰底受到的海水压强 （选填“变大”、“不变”或“变小”），航母排开海水的体积变化 SKIPIF 1 < 0 。（海水密度为 SKIPIF 1 < 0 ）
（4）舰载机的某个钢制零件质量为158kg，现选用强度更高的等体积钛合金材料，已知钛合金的密度为 SKIPIF 1 < 0 ，则该零件的质量可以减少 kg，若舰载机的钢制零件全部用等体积钛合金制造，则舰载机以 SKIPIF 1 < 0 的速度水平匀速飞行的推重比 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。（钢的密度为 SKIPIF 1 < 0 ）
（5）假设舰载机质量不变，当舰载机以 SKIPIF 1 < 0 水平匀速飞行时，受到的空气阻力 N。
【答案】 浮力 SKIPIF 1 < 0 C 103000 变小 10 68 变大 15450
【解析】（1）[1][2]航母在海面匀速行驶时，航母受后到的总重力与浮力为一对平衡力；根据阿基米德原理，满载时航母受到的浮力为
SKIPIF 1 < 0
（2）[3]A．根据题干知，制造航母的钢板要求强度大、耐高温、防弹不易变形，故A错误；
B．根据影响摩擦力的因素，航母甲板表面要粗糙，才能让飞机安全着陆，故B错误；
C．机翼上方凸起，下方平直，机翼上方气体流速大于下方流速（流速大的地方，压强小，上方压强小于下方压强，产生向上的升力），故C正确；
D．惯性大小只与质量有关，质量不变，惯性不变，故D错误。
故选C。
（3）[4] 一架停在甲板上的舰载机对甲板的压强为
SKIPIF 1 < 0
[5] 舰载机起飞后，航母的总重变小，浮力大于重力，航母上浮（直到浮力等于重力），深度h减小，根据p=ρgh可知航母舰底受到的海水压强变小。
[6]舰载机起飞前，由漂浮的特点有
F浮1=G1①
舰载机起飞后，由漂浮的特点有
F浮2=G2②
①-②可得出减小的浮力为
SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 得航母排开海水的体积变化
SKIPIF 1 < 0
（4）[7]根据密度公式，原来钢材的体积为
SKIPIF 1 < 0
合金的体积等于原来钢材的体积，由密度公式可得出合金的质量为
SKIPIF 1 < 0
该零件的质量可以减少
SKIPIF 1 < 0
[8]推重比是指飞机发动机产生的总推力与飞机总重的比值，因重力变小，而飞机发动机产生的总推力不变，故推重比变大。
（5）[9]已知该舰载机以 SKIPIF 1 < 0 水平匀速飞行时的推重比为 SKIPIF 1 < 0 ，可知此时的推力大小为
SKIPIF 1 < 0
水平匀速飞行时的速度为
SKIPIF 1 < 0
由于推力与速度平方成正比，故有
SKIPIF 1 < 0
故
SKIPIF 1 < 0
当匀速飞行的速度为
SKIPIF 1 < 0
已知舰载机水平匀速飞行时的推力与速度的平方成正比，故当舰载机以 SKIPIF 1 < 0 水平匀速飞行时，舰载机水平匀速飞行时的推力
SKIPIF 1 < 0
根据二力平衡的条件，舰载机水平匀速飞行时受到的空气阻力
SKIPIF 1 < 0
6．阅读短文，回答问题
电动平衡车
电动平衡车又称体感车，是一种时尚代步工具，以内置的精密固态陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整，以保持系统的平衡，电动平衡车采用站立式驾驶方式，如图所示，通过身体重心和操控杆控制车体运行，采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。
下表为某品牌电动平衡车部分技术参数。平衡车的转向指示灯电路如图乙所示，电路中电源电压恒为 6V，指示灯 L1、L2的规格均为“6V 6W”，R0 为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，不考虑指示灯电阻随温度的变化，当单刀双掷开关 S 与“1”接通后，左转指示灯L1会亮暗交替闪烁。在此过程中，左转指示灯 L1两端实际电压UL 随时间，变化规律如图丙所示。
（1）如图所示，与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是 ；
A． B． C． D．
（2）图乙电路中定值电阻R0 的阻值为 Ω，在单刀双掷开关S与“1”接通情况下，左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作10min，则整个电路消耗的电能为 J；
（3）体重为60kg的小明站在该双轮电动平衡车上时，若每个车轮与地面接触面积为20cm2，则地面受到的压强是 Pa；他驾驶该电动平衡车在水平路面上以最大速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的 0.1 倍，小明驾驶该电动平衡车在水平路面上以最大速度匀速行驶时，则每个电动机的平均输出功率为 W，平衡车最大行驶的路程是 km。
【答案】 C 24 1680 2×105 200 18
【解析】（1）[1]电动平衡车驱动前行时的主要部件是电动机，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而转动。
A．图中研究电磁感应现象实验，为发电机工作原理，故A不符合题意；
B．为奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故B不符合题意；
C．通电导体在磁场中受力运动，为电动机的工作原理，故C符合题意；
D．串联电路中电流相等，根据通电螺线管吸引大头针数量的多少来研究在电流相等时通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系，故D不符合题意。
故选C。
（2）[2]由 SKIPIF 1 < 0 可得，指示灯L1的阻值
SKIPIF 1 < 0
S与“1”接通，触电A与B分离时，L1与R0串联，灯的电压小于电源电压（当触点A与B接通时，电磁铁和电阻R0被短路，指示灯两端的电压和额定电压相等），由图像知灯泡两端电压
UL′=1.2V
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R0两端的电压
U0=U-UL′=6V-1.2V=4.8V
因串联电路中各处的电流相等，所以此时电路中的电流
SKIPIF 1 < 0
由欧姆定律可知定值电阻R0的阻值
SKIPIF 1 < 0
[3] 0～1.0s内电路消耗的电能
W1=ULIt=6V×0.2A×1s=1.2J
当触点A与B接通时，电磁铁和电阻R0被短路，指示灯两端的电压和额定电压相等，灯的实际功率为其额定功率，则1s～1.5s内电路消耗的电能
W2=PLt′=6W×0.5s=3J
由图丙可知，一个周期的时间
T=1.5s
10min内的周期个数为
SKIPIF 1 < 0
则指示灯交替工作10min整个电路消耗的电能
W=(W1+W2)×400=(1.2J+3J)×400=1680J
（3）[4]小明站在该双轮电动平衡车上时，地面受到的压力大小为
F=G总=(m车+m人)g=(20kg+60kg)×10N/kg=800N
受力面积
S=2×20cm2=40cm2=4×10-3m2
对地面的压强
SKIPIF 1 < 0
[5]他驾驶该电动平衡车在水平路面上以最大速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.1倍，则阻力
f=0.1G总=0.1×800N=80N
小明驾驶该电动平衡车在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动机的牵引力
F引=f=80N
已知最大速度为
v=18km/h=5m/s
由
SKIPIF 1 < 0
可得电动机输出的总功率
P=F引v=80N×5m/s=400W
因电动平衡车的动力来源于左右两个电动机，所以，每个电动机平均输出功率
P′=0.5×400W=200W
[6]由表格数据可知，电动机的能量转化效率为80%，锂电池最大储存电能0.5kW·h，则电池提供的电能用来做功的能量
W功=80%×0.5kW·h =0.4kW·h=1.44×106J
由W=Fs可得平衡车行驶的路程
SKIPIF 1 < 0
7．阅读短文，回答问题：
漏电保护器：根据安全用电要求，住户家里除了要安装防止电流过大的自动空气开关外，还必须安装如图所示的漏电保护器。其示意图如图甲所示，其内部结构相当于一个自动开关，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图中I3为零，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等，漏电保护器内部自动开关处于闭合状态。如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面），即图中的I3不为零，就会造成I1和I2不相等，当I1和I2的差异达到一定值，保护器内部自动开关就会立即断开。排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电。为确保使用安全，漏电保护器上设置了试验按钮，需要每月试按一次，如果试验按钮按下漏电保护器无动作，说明漏电保护器需要更换。
（1） 关于漏电保护器，下列说法正确的是( )
A．当电路发生短路时，漏电保护器会自动切断电路
B．漏电保护器跳闸后按下试验按钮即可恢复供电
C．正常情况下家庭电路中火线中的电流大于零线中的电流
D．人站在绝缘物上双手分别触摸火线与零线，漏电保护器不会切断电路
（2） 如果发生漏电，漏电电流为I3， 则I1、I2、l3大小关系的表达式为I1= 。
（3） 站在地面上的人体不小心接触了火线，如图乙所示，该人体的电阻为2000Ω，人与地面、电线等的接触电阻为3500Ω，此时流过人体的电流为 mA，如漏电保护器跳闸的动作电流是大于等于30mA，此时漏电保护器 断开（填“会”或者“不会”）。
（4） 由于安装人员的疏忽，在安装三孔插座时，误将连接零线和地线的孔接反，此时如果将洗衣机的三脚插头插入该插座，漏电保护器 断开（填“会”或者“不会”）。
（5） 漏电保护器的试验电路，由一只试验开关S与电阻R组成，闭合试验开关S就能模拟漏电情形，试验电路的连接符合要求的是 （虚线框处为漏电保护器）
【答案】 D I2+I3 40 会 会 C
【解析】（1）[1]A．当电路发生短路时，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等，漏电保护器不会切断电路，故A错误；
B．漏电保护器跳闸后需要检查电路故障并排除故障后，按下试验按钮才能恢复供电，故B错误；
C．正常情况下家庭电路中火线中的电流等于零线中的电流，故C错误；
D．人站在绝缘物上双手分别触摸火线与零线，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等，漏电保护器不会切断电路，故D正确。
故选D。
（2）[2]由图乙可知，火线中的电流一部分通过零线，一部分流向大地，则I1、I2、l3大小关系的表达式为I1=I2+I3。
（3）[3] 站在地面上的人体不小心接触了火线，漏电电流
SKIPIF 1 < 0
（3）[4] 如漏电保护器跳闸的动作电流是大于等于30mA，此时漏电保护器会断开。
（4）[5] 如果将零线和地线的孔接反，流出的电流I2=0，I1、I2差异很大，漏电保护器会断开。
（5）[6] A．闭合开关时，虚线框内火线电流等于零线电流，因为电阻R短路，闭合开关不影响电流，故A不符合题意；
B．D．闭合开关时，通过虚线框内火线和零线的电流相等，此时无法模拟漏电情形，故B、D不符合题意；
C．闭合开关时，通过虚线框内火线电流大于零线的电流，可以模拟漏电情形，故C符合题意。
故选C。
8．阅读短文，回答问题。
新冠病毒的核酸检测
紫外线照射荧光物质时，会使荧光物质发出有色荧光。我们通过监测这种荧光可判断出被照射物质的种类及含量等信息，该方法通常被称为光谱分析法。

核酸检测是阻击新冠疫情蔓延的有效手段，如题图甲所示是采集核酸样品时的情景。由于采样样品的初始病毒含量极低，检测仪检测不出，需要对样品进行培养扩增。
医技人员对核酸样品进行多次培养过程中，对病毒进行荧光标记。如题图乙所示，当紫外线照射到被标记荧光物质的新冠病毒时，组成病毒的原子吸收紫外线的能量，使电子加速偏移向高能轨道，原子发出荧光，发出的荧光强度 SKIPIF 1 < 0 与病毒含量成正比，检测人员根据荧光强度即可判断病毒含量。
若病毒初始值为N，扩增次数为n，病毒扩增后的含量R与扩增次数n的关系是：R＝N×2n，医学上将n称为CT值。检测时以病毒含量扩增至某一值（称做阈值）时的CT值作为判断是否阳性的依据。我国规定，新冠病毒含量达到阈值时，CT值小于37为阳性，达到或高于37为阴性，如题图丙所示为病毒含量R与CT值的关系图线。为提高核酸检测的准确率，要连续多天对密切接触人员进行采样检测。
（1）样品中荧光物质被紫外线照射后发出的荧光强度增强，则 越高；有色荧光 （是/不是）可见光；
（2）原子被紫外线照射后，使电子偏移向高能轨道，此过程中 ；
A．电子能量增加，原子核对电子的作用力增大
B．电子能量增加，原子核对电子的作用力减小
C．电子能量减小，原子核对电子的作用力增大
D．电子能量减小，原子核对电子的作用力减小
（3）利用光谱分析来进行核酸检测，此过程中 ；
A．获得信息并传递信息
B．获得能量并传递能量
C．获得信息并传递能量
D．获得能量并传递信息
（4）下列是几个样本的荧光强度 SKIPIF 1 < 0 与CT值的关系图，其中属于阳性的是 ；

（5）为了降低新冠病毒检测标准，下列方法可行的是 。
①控制阈值一定，降低CT值 ②控制CT值一定，降低阈值
A．只有① B．只有② C．①②都行 D．①②不都行
【答案】 病毒含量 是 B D A C
【解析】（1）[1][2]从短文可知荧光强度Rn与病毒含量成正比，样品中荧光物质被紫外线照射后发出的荧光强度增强，则说明病毒含量越高。有色荧光人眼能够看到，是可见光。
（2）[3]CD．原子被紫外线照射后，组成病毒的原子吸收紫外线的能量，电子能量增加，故CD不符合题意；
AB．电子能量增大后，原子核对电子的作用力减小，这样电子偏就移向高能轨道，故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
（3）[4]利用紫外线照射到被标记荧光物质的新冠病毒时，组成病毒的原子吸收紫外线的能量，说明利用光获取了能量，使电子加速偏移向高能轨道，原子发出荧光，根据发出的荧光强度来判断病毒的含量，是利用光谱传递病毒的含量信息，故A符合题意，BCD不符合题意，故选A。
（4）[5]AB．检测时病毒含量需要扩增至某一值（称做阈值），CT值作为判断是否阳性的依据，新冠病毒含量达到阈值时，CT值小于37为阳性，新冠病毒含量达到阈值时，高于37为阴性，所以荧光强度 SKIPIF 1 < 0 达到阈值时，荧光强度Rn与病毒含量成正比，CT值小于37为阳性，故A符合题意，B不符合题意；
CD．根据短文可知，检测时病毒含量需要扩增至某一值（称做阈值），而CD中病毒的含量没有扩充至阈值，故CD不符合题意。
故选A。
（5）[6]①根据短文可知，若病毒初始值为N，扩增次数为n，病毒扩增后的含量R与扩增次数n的关系是R=N×2n，医学上将n称为CT值，降低CT值，减小扩增次数，故①可行；
②检测时以病毒含量扩增至某一值（称做阈值）时的CT值作为标准，控制CT值一定，降低阈值，即减小病毒含量，减小扩增次数，故②可行，故ABD错误，C正确。
故选C。
9．阅读短文，回答问题。
“复兴号”动车
如图1所示是我国具有完全自主知识产权的“CR400AF”动车组，经过近4年的运行检验，说明我们的高铁技术是世界领先的，全车部署了2500余项监测点，能够对冷却系统、制动系统、运行系统全方位实时监测，无线WIFI，配备USB插口等。该动车部分参数见表。（设乘客人均质量为50kg）
（1）“复兴号”动车车头采用了流线型设计是为了 ；
（2）坐在“复兴号”动车上的一乘客记录了他匀速通过长1500m的隧道的时间为30s，若这列动车长250m那么整列动车在隧道中的运行时间为 s；
（3）推重比是衡量动车牵引能力的重要指标，其含义是动车匀速运行时的牵引力与车总重的比值。经检测，“复兴号”动车运行时的总阻力f与列车速度v满足f=kv2的关系，其中k=40N•m2•s﹣2。则“复兴号”动车以360km/h的速度满载运行时的推重比是 。若动车牵引电机的效率为80%，则牵引电机每秒耗电 J；
（4）阴雨天，空气潮湿，能见度低，为保证旅客上下动车时的安全，需在车门旁开启警示灯。如图2乙所示是某同学为动车设计的模拟电路。
①选择图2甲中的 （选择“R1”或“R2”）湿敏电阻，将它串联在图2乙电路中的 （选择“A”或“B”）位置，闭合开关，警示灯能随湿度变化而自动调整亮度；
②已知电源电压为6V，警示灯的规格是“6V 3W”，当空气湿度为80%时，灯较暗时的实际功率是 W（电磁铁电阻忽略不计，灯泡电阻不随温度变化）。

【答案】 减小空气阻力 25 0.1 5×107 R2 B 0.75
【解析】（1）[1]“复兴号”动车车头采用了流线型设计是为了减少空气的阻力，同时为了保护车头不被损坏。
（2）[2]乘客通过隧道行驶的路程
s1=s隧道=1500m
根据速度的计算公式可得，动车的速度为
SKIPIF 1 < 0
动车全部在隧道内运行的路程为
s2=s隧道-s车=1500m-250m=1250m
动车全部在隧道内运行的时间为
SKIPIF 1 < 0
（3）[3]动车匀速运行时的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，则有
SKIPIF 1 < 0
根据重力的计算公式可得，动车满载时的重力为
SKIPIF 1 < 0
“复兴号”动车以360km/h的速度满载运行时的推重比为
SKIPIF 1 < 0
[4]根据速度的计算公式可得，动车在一秒内行驶的路程为
SKIPIF 1 < 0
由做功的计算公式可得，牵引力1s内做的功为
W=Fs=4×105N×100m=4×107J
根据机械效率的计算公式可得，牵引电机消耗的电能为
SKIPIF 1 < 0
（4）[5]由图甲知：R1的电阻随湿度的增加而增加，R2的电阻随湿度的增加而减小，根据实际需要，当空气潮湿，警示灯变亮；当警示灯变亮时，电阻减小，故R2符合要求。
[6]由图乙知，若将R2串联在图2乙电路中的B位置，当空气潮湿（湿度大），湿敏电阻的阻值变小，根据欧姆定律的计算公式可知，电路的电流增大，将衔铁吸引下来，会被短路，警示灯一下变得很亮，而放在A点则不会出现此现象，所以应该放在A点。
[7]根据功率的计算公式可知，灯泡的电阻为
SKIPIF 1 < 0
由图甲知，当空气湿度为80%时，R2的电阻为12Ω，在闪烁过程中，电路的最小电流为
SKIPIF 1 < 0
灯较暗时的实际功率为
SKIPIF 1 < 0
10．阅读短文，回答问题。
冬奥会上的“中国智慧”
2022年2月4日至20日第24届冬奥会在中国北京成功举办，本届冬奥会以绿色、科技、自主、创新等特色凸显了“中国智慧”。在新能源材料方面，我国自主开发出的硫化镉发电玻璃，不仅具有建筑材料的特性，而且能够发电，有弱光性能好、抗衰减等特点，是适用于光伏建筑一体化的新型绿色环保建筑材料。“发电玻璃”之所以能发电是因为在玻璃表面，涂抹了一层硫化镉，具有了光电转化的功能。在智慧场馆方面，国家体育馆启用了地磁导航、电子围栏，实现场馆室内高精度导航。其中，地磁导航是一种无源自主导航技术，由于地球上任意一点，都有唯一的磁场大小和方向与之对应，并且与该点的三维地理坐标相匹配，通过不同地域的地球磁场数据确定位置，使它具有“向导”功能。地磁导航不像卫星导航那样需要依赖外界设备传输电磁信号，具有较强的抗干扰和生存能力。借助这一服务系统，观众可自主导航找到座位；而管理人员也可实时获取场馆内人员位置信息。
如图甲是北京2022年冬奥会的吉祥物和火炬，火炬的名称叫做“飞扬”。该火炬外壳由碳纤维复合材料制造而成，不仅具有“轻、固、美”的特点，而且在1000℃的温度下不会起泡、开裂。在2022北京冬奥会开幕式上，400名演员挥动发光杆，发光杆一会发出绿光代表绿草，随后又发出白光组成蒲公英（如图乙）。
（1）硫化镉发电玻璃实现了 能向 能的转换；
（2）地磁导航 （需要/不需要）依赖外界设备传输信号；
（3）以下特性与北京冬奥会火炬所用材料无关的是( )；
A．密度小 B．硬度大 C．耐高温 D．导电性好
（4）据悉，冬奥会开幕式上演员挥动的发光杆上有两个开关：一个是总开关，另一个用来控制发出白光和绿光。下面哪个电路设计最能实现这一效果( )；
A． B．
C． D．
（5）冰壶比赛是在水平冰面进行的冬奥会比赛项目，它体现了冰上运动的动静之美，受人关注，如下图所示，质量为20kg，静止在出发点A的冰壶被运动员用水平向前的推力推着运动6m后，在B点被推出，沿冰道运动30m到O点停下来。若运动员对冰壶的推力是12N，从A点到O点运动过程中，冰壶受到冰面的摩擦力为 N（不计空气阻力，g=10N/kg）。
【答案】 光 电 不需要 D D 2
【解析】（1）[1][2]硫化镉具有光电转化的功能，能实现光能向电能的转化。
（2）[3]地磁导航的原理是地球上任意一点，都有唯一的磁场大小和方向与之对应，并且与该点的三维地理坐标相匹配，通过不同地域的地球磁场数据确定位置，使它具有“向导”功能，所以不需要依赖外界设备传输信号。
（3）[4]火炬外壳由碳纤维复合材料制造而成，具有“轻、固、美”的特点，轻即密度小，固即硬度大，且在1000℃的温度下也不开裂，即耐高温，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（4）[5]A．由电路图知，开关S1断开时，两灯都不亮，S1闭合，S2也闭合时，绿灯短路，白灯亮；S2断开时，两灯同时亮，S2只能控制绿灯，故A不符合题意；
B．由电路图知，S1闭合，白灯亮，绿灯不亮，两开关同时闭合，两灯同时亮，S1同时控制两灯，S2只控制绿灯，故B不符合题意；
C．由电路图知，两灯并联，两开关分别控制两灯，没有开关同时控制两灯，故C不符合题意；
D．由电路图行，S1闭合，S2接上面接线柱时，白灯亮，S2接右面接线柱时，绿灯亮，S1断开时，两灯皆不亮，故D符合题意。
故选D。
（5）[6]由A到B点，冰壶在推力的作用下所做的功
W=FsAB=12N×6m=72J
整个过程中，冰壶与冰面的粗糙程度不变，压力不变，则所受的摩擦力也不变，冰壶最后静止下来，所以，A到O的运动过程中，摩擦力所做的功等于推力所做的功。则有
fsAO=f(sAB+sBO)=f×(6m+30m)=72J
解得，冰壶受到冰面的摩擦力
f=2N
11．阅读短文，回答下列问题。
测温手环
某型号的蓝牙测温手环如图所示，主要由温度传感模块、蓝牙模块两个部分组成。温度传感模块中，有一个高灵敏度的热敏电阻，热敏电阻外部与导热金属片密切接触。佩戴测温手环时，导热金属片使热敏电阻温度升高，热敏电阻阻值变化，电路中电流变大。温度传感器中的测温芯片能根据电路中电流大小算出热敏电阻的温度，并显示到液晶屏上。蓝牙模块则通过无线网络将测温芯片中的温度数据传送给数据处理中心，从而实现体温的实时监测。测温手环一般配有智能休眠仓。有些测温手环是通过判断温度变化来实现自动开关的。测温手环放入智能休眠仓后，若环境温度低于某个设定的温度或者手环检测到的温度长时间不发生变化，则测温手环中的金属片与热敏电阻分离，从而实现自动关机。还有些测温手环是依靠内置的霍尔元件实现“休眠”的。霍尔元件是一种对磁场敏感的电子元器件，当它周围存在较强的磁场时，可以断开测温手环的电路。因此，这类测温手环的智能休眠仓下面需要预埋一个磁体。
（1）蓝牙模块是通过 与手机传递信息的（选填“电磁波”、“红外线”或“超声波”）；
（2）导热金属片的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方法改变的；
（3）霍尔元件在测温手环的电路中相当于 （选填“开关”“电源”或“电器”）。若手环电池电压为3.7V，电池容为100mA·h，充满电后可以连续使用10天，则该型号的测温手环工作时的放电电流约为 μA（结果保留一位小数）；
（4）小华将三个废旧手环的测温头拆下后分别接入如图乙所示的电路。获得了图丙所示的三个测温头的电流温度图像，其中灵敏度最高的测温头是 ；
A．A图线所对应的测温头
B．B图线所对应的测温头
C． C图线所对应的测温头
D．无法判断
（5）现有四种热电阻，它们的阻值R随温度T变化的图像分别如下，其中适合用于上述测温手环的是 。
A．B．
C．D．
【答案】 电磁波 热传递 开关 416.7 A D
【解析】（1）[1]由题可知：蓝牙模块则通过无线网络将测温芯片中的温度数据传送给数据处理中心，从而实现体温的实时监测，无线网络是依靠电磁波传输信息的。
（2）[2]金属是热的良导体，可以传递热量，通过热传递的方式改变内能。
（3）[3]霍尔元件是一种对磁场敏感的电子元器件，当它周围存在较强的磁场时，可以断开测温手环的电路，故相当于电路中开关的作用。
[4]电池容量为100mA·h，连续使用时间为10天，测温手环工作时的放电电流
SKIPIF 1 < 0
（4）[5]由题意可知，温度变化相同，电流变化大，灵敏度高，由图乙可知，A图线，回路电流随温度变化最明显，故灵敏度最高“测温头”是A图线对应的探头，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
（5）[6]从文中可知温度升高，电流变大，说明热敏电阻阻值变小，同时人体的体温正常为37℃左右，为了测量准确度，在这个范围内电阻随温度变化更大些，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
12．阅读短文，回答问题。
光电效应
光电效应最早是由赫兹发现的一种神奇的物理现象，后来爱因斯坦作出了科学的解释。光电效应分为光电子发射效应、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光伏效应。
光电子发射效应发生在物体表面，又称外光电效应。外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象（如图甲），只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面。光电导效应和阻挡层光电效应发生在物体内部，统称为内光电效应。内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。

光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强度而改变的电阻器。光敏电阻器一般用于光电测量、光电控制和光电转换等。工业生产中，常用光敏电阻来探测光照强度。如图丙，只将光敏电阻正对光源，其余部分电路置于光源外，就可以通过量程为300mA的灵敏电流表来显示光照强度（E/lx）。电源电压恒为4.5V，蜂鸣器（视为定值电阻）的阻值为10Ω，光敏电阻R与承受光照强度E变化的关系如表所示：
利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到太阳能电池上产生电流直接发电，光伏产业正成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。
（1）外光电效应会从物质中激发出 逸出于表面；
（2）太阳能电池是依据 （内/外）光电效应工作的；
（3）图乙所示是可见光谱图，如果黄光照射到某金属表面能产生外光电效应，则下列照射该金属也一定能产生外光电效应的光是 ；
A．红光和橙光 B．红光和绿光
C．蓝光和紫光 D．橙光和靛光
（4）图丙电路能够测量的最大光照强度是 lx。
【答案】 电子 内 C 360
【解析】（1）[1]外光电效应是指光照射在物质表面时，激发电子逸出物质表面的现象，又称光电子发射效应。
（2）[2]太阳能电池在工作时，受到光的照射，在物质内部产生电流，即电子未逸出物质。故太阳能电池应用的是内光电效应。
（3）[3]从红光到紫光，光的频率是逐渐升高的。照射到物质表面能够产生光电效应，而比黄光频率大的绿、蓝、靛、紫光照射该物质也一定能够产生光电效应。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
（4）[4]电流表的量程为0~300mA，当电路中电流最大时，此时电路中电阻最小，为
SKIPIF 1 < 0
光敏电阻与蜂鸣器串联，此时光敏电阻的阻值为
SKIPIF 1 < 0
分析表中数据，有
SKIPIF 1 < 0
该电路所能测量的最大光照为
SKIPIF 1 < 0
【点评】本题的答案几乎都是通过阅读材料来进行获得的，同时分析时还要有一定的思维难度，对学生来讲是一个挑战。能通过对材料的深入分析得出有用的信息是解答此类题的关键。
太阳能电池板
蓄电池组
LED灯
电池板的总面积
0.4m2
电池电压
12V
额定电压
12V
光电转化效率
15%
电池容量
30Ah
额定总功率
20W
充电电压（V）
充电电流（A）
充电时长（min）
充电度数（kW⋅h）
充电费用（元）
400
45
24.0
28.80
n
1.00
0.90
0.80
0.75
0.60
v/m•s-1
0.180
0.200
0.225
0.240
0.300
电池
可光锂电池
车身自重
20kg
电池最大储能
0.5kW·h
最大载重
90kg
每个电动机最大输出功率
350W
最高速度
18km/h
每个电动机的能量转化效率
80%
最大陡坡
30°
车身质量m（t）
360
每节车厢长l（m）
25
车厢数（节）
8
每节载客（人）
100
最高时速（km/h）
400
光照强度E/（lx）
100
200
300
400
500
600
R/Ω
18.0
9.0
6.0
4.5
3.6
3.0