专题13 新型高频多知识体系的阅读理解题（10道） -2025年中考物理三轮复习临门一脚挑战13个压轴专题练

2025年中考物理三轮复习临门一脚挑战13个压轴专题练（高分法宝） 专题13 新型高频多知识体系的阅读理解题（10道） 1. 阅读短文，回答问题。 莱顿弗罗斯特效应 1756年，德国医生菜顿弗罗斯特在一把烧红的铁勺上滴了一滴水珠，水珠竟然悬浮起来并能持续30s，人们把这一现象称为莱顿弗罗斯特效应。 研究发现把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，液体沸腾时，会有气体不断产生，在液体和高温物体表面之间会瞬间形成一个“气垫”。如图甲所示。由于蒸气具有良好的隔热效果，“气垫”很快将沸腾抑制住。液滴悬浮在“气垫”上，在液滴重力的作用下，“气垫”中的气体从四周无规则逸出，“气垫”就会拖着液滴在高温物体表面几乎没有摩擦的情况下四处滑动。 （1）如图甲所示，“气垫”的形成是___________（填物态变化名称）现象。“气垫”减小液滴与高温物体之间摩擦的方式与__________（选填“磁悬浮列车”或“轮滑鞋”）相同； （2）如图乙所示，将手伸入-196℃的液氮中停留数秒不会冻伤，是利用__________（选填“液氮”或“汗液”）发生物态变化形成的气垫层保护了手； （3）用普通铁锅不放油煎鸡蛋，若要鸡蛋不粘锅，以下两种做法合理的是__________。 A.先打入鸡蛋再烧热铁锅 B.先烧热铁锅再打入鸡蛋 2. 阅读短文，回答问题： 某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！” 同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为，水的密度为] 集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失） （1）同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热原因之一是：藏区海拔高，大气压强________（选填“大”或“小”），空气密度小，蓄水箱对流散热慢； （2）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60％，则集热板中的水获得的内能是多少？这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？ （3）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数） 3. 阅读材料，回答问题 圭表与二十四节气 如图甲中的圭表是我国古代的重大发明。表是垂直立于地面的标杆，圭是正南正北方向水平放置的尺。用它测量正午时表影的长度，从而确定一年的时间和季节。 战国时已经采用水面来校正圭使其水平，用铅垂线来校正表使其与圭垂直。由于光的散射和漫反射等的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响测量表影长度的精度。元代天文学家郭守敬对圭表进行改进与创新，他将表的高度增加到原来的五倍，且在表顶加一根架空的横梁，他还发明了景符，用小孔成像原理可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像，把确定表端影的位置变为确定梁影中心的位置，较大提高了测量的精度，如图乙所示。 通过测量正午时表影长短的变化，推算出一回归年为365.25天，按照季节变化将一年划分为二十四节气（如图丙），用以指导生活和农业生产。2016年11月30日，联合国教科文组织批准“二十四节气”列入人类非物质文化遗产代表作名录。以圭表为代表的我国古代的科技成果，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。 （1）我国古代天文学家用_________使表竖直； （2）郭守敬提高测量精度的措施有_________； （3）一年中，学校的旗杆正午杆影最长的是二十四节气中的_________； （4）地面上深10cm，面积为的水池装满水，在相同时间内，太阳光垂直照射水面使水升高的温度为，与水平方向成60°照射水面使水升高的温度为，则_________（忽略其它因素的影响）。 4. 我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖。其工作流程如图所示，核燃料反应堆内有低浓度的铀-235，发生核反应后产生大量的热，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯，二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为、热量为，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%。（标准煤的热值取） （1）核燃料反应堆中的铀-235是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生______（填物态变化名称）吸收热量； （2）在下列方框中补充完整核能发电的能量转化过程______________； （3）若给居民供热，相当于完全燃烧多少千克标准煤产生的热量？______ （4）单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为______J。 5. 阅读下文，回答下列问题： 探索月球背面的秘密 2024年5月3日，嫦娥六号月球探测器英勇出征，开启世界首次月球背面采样之旅，将人类探月推向前所未有的高度。 为了让嫦娥六号落地准、抓好“土”，科学家研制出冲击电机、加载电机和整形电机，在电机体重变轻的同时，大幅增加力矩，助力推动钻头前进，为“挖土”提供动力。月球背面的环境条件十分恶劣，温差大、辐射强等因素给任务执行带来极大的困难。支撑探测器工作的主要能源来自太阳能，因此太阳电池阵的稳定性能至关重要。 由于月球始终有一面背对地球，当月球探测器降落在月球背面后，因为它的信号沿直线传播，不能拐弯，只能向着远离地球的方向传输，所以无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，地面指挥和实时通信面临巨大困难。2024年3月20日发射的鹊桥二号中继星为解决这一难题提供了“信息桥梁”。鹊桥二号携带了一个口径4.2米的天线——星载大型可展开天线。这个天线像一把大伞，发射时收起，入轨后展开。伞面十分精巧，是用直径不到发丝四分之一的钼丝织就而成。镀了金的钼丝使“大伞”看上去金光灿灿的，这样做能增强天线的通信性能，降低能耗。延长卫星的使用寿命。它一边接收、传输来自地球的信号，一边接收、传输来自月球背面的信号。为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。 （1）如图，搭载鹊桥二号中继星的长征八号运载火箭发射升空过程中，火箭获得的动力来自于（ ）（选填“A”或“B”） A．向下喷出的高温高压燃气 B．火箭下方的空气 （2）嫦娥六号探测器在“挖土”中主要涉及到的能量转化是太阳能→化学能→______→______ （3）鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到了什么作用？ 6. 阅读短文，回答问题。 喷气发动机 喷气发动机分为火箭喷气发动机和空气喷气发动机。2023年，我国的长征四号丙运载火箭，成功将一颗卫星送入预定轨道。该运载火箭靠火箭喷气发动机获得推进力。 火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，其燃料有固体的和液体的。如图甲所示是液体火箭喷气发动机的工作原理示意图，燃料和氧化剂分别装在两个箱子里，由输送系统按时按量地把燃料和氧化剂喷入燃烧室，用电火花点燃，燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出，对火箭产生强大的反冲推力使它前进。 空气喷气发动机本身只携带燃料，需要从外界空气中获得足够的氧来助燃。空气喷气发动机的种类很多，如图乙所示为空气涡轮喷气发动机结构图。工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。 （1）地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收______进行通信的； （2）火箭喷气发动机工作过程中，先将燃料的化学能转化为______能，然后再将其转化为火箭的______能； （3）______（选填“火箭”或“空气”）喷气发动机不能在大气层外工作； （4）如图乙所示的空气涡轮喷气发动机工作过程中，气体温度是不断变化的。下列图像中，能大致反映气体的温度随时间变化的是______。 A. B. C. D. 7. 【阅读材料，回答问题】 超级高铁 2023年我国超级高铁技术研究迎来重大突破，已经实现了低真空环境运行，空气阻力比传统高铁的空气阻力低3%，再加上磁悬浮技术，真正实现了贴地“飞行”。 磁悬浮技术是一种利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上的技术，可以消除轮轨间的摩擦力，降低噪声和能耗，真空管道是一种将管道内的空气抽走，形成真空状态的装置，这样可以减少空气阻力，提高列车的运行效率。 预计在2035年，上海一杭州线路将作为中国第一条超级高铁列车线路投入运营。在这条长150km的真空隧道运行，超级高铁时速可达到1000km，全程在真空管道中离地“飞行”。 （1）超级高铁主要是通过___________的方法消除轮轨间的摩擦力； A.增大压力 B.减小接触面粗糙程度 C.使接触面分离 D.变滑动为滚动 利用的原理是___________。 （2）若超级高铁以600km/h的平均速度运行，从上海到杭州只需___________min； （3）超级高铁采用电力驱动，为方便控制磁场的变化，使用的磁体大多是___________（选填“电磁铁”或“永磁体”）； （4）相比传统高铁，超级高铁的优势有___________（写出一条）。 8. 请阅读《宇宙灯塔——脉冲星》并回答问题。 宇宙灯塔——脉冲星 截至2024年5月，有“中国天眼”之称的500m口径球面射电望远镜（FAST）发现的新脉冲星数量突破900颗，这些发现，极大拓展了人类观察宇宙视野的极限。 “中国天眼”紧盯的脉冲星是什么？脉冲星是一类高速自转的天体，具有极强的磁场，它高速自转时就在两磁极处形成了方向性很强的锥形电磁波束（如图甲所示）。由于两个电磁波束会随着脉冲星的高速自转而一起转动，它们就会像灯塔发出的两束光一样扫过宇宙空间。电磁波束每扫过地球上的射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个脉冲信号（如图乙所示），脉冲星便以此而得名。 脉冲星具有极其稳定的自转周期（自转一圈所用的时间），部分脉冲星的自转周期约3亿年仅变化0.1ms，因此可将脉冲星作为计时基准。 脉冲星还是宇宙中的“探针”，可应用于探测引力波。宇宙中的超大质量天体加速运动时，会产生引力波。引力波信号极其微弱，特别是纳赫兹（Hz）引力波，难以直接观测。但是，引力波会使我们收到的脉冲星的脉冲信号发生变化。我国科学家通过综合分析多个脉冲星脉冲信号的变化，于2023年6月找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。 越来越多被发现的脉冲星，犹如宇宙中不断被点亮的灯塔，引领我们揭开更多暗藏在宇宙中的秘密。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）电磁波束每扫过射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个________，脉冲星便以此而得名； （2）脉冲星能够作为计时基准是因为它具有________； （3）科学家找到纳赫兹引力波存在的关键证据的研究方法在初中物理的学习过程中也用到过，请类比研究条形磁体周围磁场分布的方法，补全表格中①②的内容_________； 研究对象 条形磁体的磁场 纳赫兹引力波 观测“设备” 人眼 中国天眼 探测工具 铁屑 ① 可观测证据 铁屑有规则地排列 ② 推理得到的结论 条形磁体周圆的磁场有规律分布 纳赫兹引力波存在 9. 阅读短文，回答问题。 化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源，但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭，也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染，在全球范围内引起了人类对能源问题的思考，我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用。如图甲是我国某风力发电基地，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。 （1）风力发电是把风能转化为电能，风能是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）某段风机叶片的形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面形状不同导致叶片两面空气流速不同，从而产生________差，可以使风机叶片转动； （3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度________（选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成； （4）某风力发电机输出功率与风速的关系如图丙所示。由图像可知，当风速在v1到v2之间时，风速越大，风力发电机输出功率_______（选填“越大”、“不变”、“越小”）；当风速大于时，风速增大，______（选填“能”或“不能”）提高风力发电机输出功率。 10. 阅读短文，回答问题。 载人飞艇 2024年3月30日，我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功：推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功；辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。 当飞艇低速水平直线飞行时，其受到的空气阻力与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数见表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。 空载质量（不含氦气） 3750kg 气囊总容积 发动机额定输出功率 辅助功的功率 发动机效率 36% 最大速度 70km/h （1）气囊采用轻质材料制作是为了减小________； （2）飞艇的发电机利用___________的原理发电； （3）将气囊充满氦气，此时飞艇受到的浮力为_______N，飞艇最多可载_______位乘客升空；（每位乘客质量，，，） （4）飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为和，则________； （5）飞艇低速水平匀速直线飞行时，若消耗10kg燃油，可飞行的最大距离为________km。（燃油热值） 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年中考物理三轮复习临门一脚挑战13个压轴专题练（高分法宝） 专题13 新型高频多知识体系的阅读理解题（10道） 1. 阅读短文，回答问题。 莱顿弗罗斯特效应 1756年，德国医生菜顿弗罗斯特在一把烧红的铁勺上滴了一滴水珠，水珠竟然悬浮起来并能持续30s，人们把这一现象称为莱顿弗罗斯特效应。 研究发现把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，液体沸腾时，会有气体不断产生，在液体和高温物体表面之间会瞬间形成一个“气垫”。如图甲所示。由于蒸气具有良好的隔热效果，“气垫”很快将沸腾抑制住。液滴悬浮在“气垫”上，在液滴重力的作用下，“气垫”中的气体从四周无规则逸出，“气垫”就会拖着液滴在高温物体表面几乎没有摩擦的情况下四处滑动。 （1）如图甲所示，“气垫”的形成是___________（填物态变化名称）现象。“气垫”减小液滴与高温物体之间摩擦的方式与__________（选填“磁悬浮列车”或“轮滑鞋”）相同； （2）如图乙所示，将手伸入-196℃的液氮中停留数秒不会冻伤，是利用__________（选填“液氮”或“汗液”）发生物态变化形成的气垫层保护了手； （3）用普通铁锅不放油煎鸡蛋，若要鸡蛋不粘锅，以下两种做法合理的是__________。 A.先打入鸡蛋再烧热铁锅 B.先烧热铁锅再打入鸡蛋 【答案】（1）汽化 磁悬浮列车 （2）液氮 （3）B 【解析】（1）由题意可知，研究发现把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，液体沸腾时，会有气体不断产生，在液体和高温物体表面之间会瞬间形成一个“气垫”，因此“气垫”的形成是液体汽化形成的。 “气垫”是使液滴与高温物体相分离来减小摩擦的。磁悬浮列车是使接触面相分离来减小摩擦的，轮滑鞋是变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦的，因此与“气垫”减小液滴与高温物体之间摩擦的方式相同的是磁悬浮列车。 （2）将手伸入-196℃的液氮中停留数秒不会冻伤，液氮的沸点低于手的温度，因此汽化形成的气垫层保护了手。 （3）由上述题意可知，液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，因此应当先烧热铁锅再打入鸡蛋，从而鸡蛋才能不粘锅。 故选B。 2. 阅读短文，回答问题： 某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！” 同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为，水的密度为] 集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失） （1）同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热原因之一是：藏区海拔高，大气压强________（选填“大”或“小”），空气密度小，蓄水箱对流散热慢； （2）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60％，则集热板中的水获得的内能是多少？这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？ （3）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数） 【答案】（1）小 （2）7.2×1011J 1.3×104m3 （3）见解析 【解析】（1）因为大气压强随海拔高度的增加而减小，所以藏区海拔高，大气压强小。 （2）集热板接收的太阳辐射能量 W=Pt=3×106J/(m2⋅h)×4×104m2×10h=1.2×1012J 由​​可得，集热板中的水获得的内能 Q吸​=ηW=60%×1.2×1012J=7.2×1011J 通过蓄水箱对用户全天持续供暖后剩余 Q吸剩​=7.2×1011J-1.74×1011J=5.46×1011J 由Q吸​=cmΔt可得，蓄水箱内水质量 由​可得，蓄水箱的容积 （3）蓄水箱储存的内能 Q'吸​=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1.3×107kg×(48℃-40℃)=4.368×1011J 3天需要的热量 Q'放​=3×1.74×1011J=5.22×1011J 因为Q'放＞Q'吸，所以蓄水箱储存的内不能为县城用户按标准持续供暖3天。 3. 阅读材料，回答问题 圭表与二十四节气 如图甲中的圭表是我国古代的重大发明。表是垂直立于地面的标杆，圭是正南正北方向水平放置的尺。用它测量正午时表影的长度，从而确定一年的时间和季节。 战国时已经采用水面来校正圭使其水平，用铅垂线来校正表使其与圭垂直。由于光的散射和漫反射等的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响测量表影长度的精度。元代天文学家郭守敬对圭表进行改进与创新，他将表的高度增加到原来的五倍，且在表顶加一根架空的横梁，他还发明了景符，用小孔成像原理可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像，把确定表端影的位置变为确定梁影中心的位置，较大提高了测量的精度，如图乙所示。 通过测量正午时表影长短的变化，推算出一回归年为365.25天，按照季节变化将一年划分为二十四节气（如图丙），用以指导生活和农业生产。2016年11月30日，联合国教科文组织批准“二十四节气”列入人类非物质文化遗产代表作名录。以圭表为代表的我国古代的科技成果，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。 （1）我国古代天文学家用_________使表竖直； （2）郭守敬提高测量精度的措施有_________； （3）一年中，学校的旗杆正午杆影最长的是二十四节气中的_________； （4）地面上深10cm，面积为的水池装满水，在相同时间内，太阳光垂直照射水面使水升高的温度为，与水平方向成60°照射水面使水升高的温度为，则_________（忽略其它因素的影响）。 【答案】（1）铅垂线 （2）见解析 （3）冬至 （4） 【解析】（1）由阅读材料可知，“战国时已经采用水面来校正圭使其水平，用铅垂线来校正表使其与圭垂直”，所以我国古代天文学家用铅垂线来校正表使其竖直。 （2）由阅读材料可知，“他将表的高度增加到原来的五倍，且在表顶加一根架空的横梁，他还发明了景符，用小孔成像原理可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像，把确定表端影的位置变为确定梁影中心的位置，较大提高了测量的精度”，所以郭守敬提高测量精度的措施有：增加圭表的高度、在圭表顶端添加横梁、发明了景符、利用小孔成像原理确定梁影中心的位置。 （3）由图丙可知，一年中，学校的旗杆正午杆影最长的是二十四节气中的冬至。 （4）在相同时间内，太阳光释放的能量是相同的，当太阳光垂直照射水面，单位面积里照到的光多，水吸收的热量多；当太阳光与水平方向成60°斜照射水面时，单位面积里照到的光少，水吸收的热量少。太阳光垂直照射水面的有效面积是，太阳光与水平方向成60°斜照射水面的有效面积是，两种方式水池中的水吸收的热量与有效面积成正比，所以垂直照射水面吸收的热量与斜照射水面吸收的热量之比为 水池中水的质量和比热容是相同的，根据比热容变形公式可得，升高的温度与吸收的热量成正比，所以太阳光垂直照射水面使水升高的温度与太阳光水平方向成60°照射水面使水升高的温度为之比为 4. 我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖。其工作流程如图所示，核燃料反应堆内有低浓度的铀-235，发生核反应后产生大量的热，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯，二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为、热量为，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%。（标准煤的热值取） （1）核燃料反应堆中的铀-235是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生______（填物态变化名称）吸收热量； （2）在下列方框中补充完整核能发电的能量转化过程______________； （3）若给居民供热，相当于完全燃烧多少千克标准煤产生的热量？______ （4）单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为______J。 【答案】 （1）不可再生 汽化 （2）机械能 （3） 1.8×108 （4）5×109 【解析】（1）核燃料反应堆中的铀-235在短时间内不能再生，是不可再生能源。 二回路中的水在蒸汽发生器中变成水蒸气，发生汽化，吸收热量。 （2）由图得，核能先转化为内能，再转化为机械能推动汽轮机，产生电能。 （3）依题意得，标准煤产生的热量为 由得，标准煤完全燃烧的质量为 （4）依题意得，单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为、热量为，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%，则 单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为 5. 阅读下文，回答下列问题： 探索月球背面的秘密 2024年5月3日，嫦娥六号月球探测器英勇出征，开启世界首次月球背面采样之旅，将人类探月推向前所未有的高度。 为了让嫦娥六号落地准、抓好“土”，科学家研制出冲击电机、加载电机和整形电机，在电机体重变轻的同时，大幅增加力矩，助力推动钻头前进，为“挖土”提供动力。月球背面的环境条件十分恶劣，温差大、辐射强等因素给任务执行带来极大的困难。支撑探测器工作的主要能源来自太阳能，因此太阳电池阵的稳定性能至关重要。 由于月球始终有一面背对地球，当月球探测器降落在月球背面后，因为它的信号沿直线传播，不能拐弯，只能向着远离地球的方向传输，所以无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，地面指挥和实时通信面临巨大困难。2024年3月20日发射的鹊桥二号中继星为解决这一难题提供了“信息桥梁”。鹊桥二号携带了一个口径4.2米的天线——星载大型可展开天线。这个天线像一把大伞，发射时收起，入轨后展开。伞面十分精巧，是用直径不到发丝四分之一的钼丝织就而成。镀了金的钼丝使“大伞”看上去金光灿灿的，这样做能增强天线的通信性能，降低能耗。延长卫星的使用寿命。它一边接收、传输来自地球的信号，一边接收、传输来自月球背面的信号。为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。 （1）如图，搭载鹊桥二号中继星的长征八号运载火箭发射升空过程中，火箭获得的动力来自于（ ）（选填“A”或“B”） A．向下喷出的高温高压燃气 B．火箭下方的空气 （2）嫦娥六号探测器在“挖土”中主要涉及到的能量转化是太阳能→化学能→______→______ （3）鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到了什么作用？ 【答案】 （1） A （2）电能 机械能 （3）为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥 【解析】（1）燃气在火箭内部燃烧，产生高压，高速从火箭尾部喷出，由牛顿第三定律（作用力和反作用力），高速喷出的气体必然给火箭一个反作用力，这就是火箭的动力，所以应选“A”。 （2） 支撑探测器工作的主要能源来自太阳能，太阳电池阵将太阳能转化为化学能进行储存，需要时将化学能释放转化为电能使用，冲击电机、加载电机和整形电机将电能转化为机械能，所以嫦娥六号探测器在“挖土”中主要涉及到的能量转化是太阳能→化学能→电能→机械能。 （3）鹊桥二号携带了一个口径4.2米的天线——星载大型可展开天线，它一边接收、传输来自地球的信号，一边接收、传输来自月球背面的信号。所以鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到的作用是：为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。 6. 阅读短文，回答问题。 喷气发动机 喷气发动机分为火箭喷气发动机和空气喷气发动机。2023年，我国的长征四号丙运载火箭，成功将一颗卫星送入预定轨道。该运载火箭靠火箭喷气发动机获得推进力。 火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，其燃料有固体的和液体的。如图甲所示是液体火箭喷气发动机的工作原理示意图，燃料和氧化剂分别装在两个箱子里，由输送系统按时按量地把燃料和氧化剂喷入燃烧室，用电火花点燃，燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出，对火箭产生强大的反冲推力使它前进。 空气喷气发动机本身只携带燃料，需要从外界空气中获得足够的氧来助燃。空气喷气发动机的种类很多，如图乙所示为空气涡轮喷气发动机结构图。工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。 （1）地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收______进行通信的； （2）火箭喷气发动机工作过程中，先将燃料的化学能转化为______能，然后再将其转化为火箭的______能； （3）______（选填“火箭”或“空气”）喷气发动机不能在大气层外工作； （4）如图乙所示的空气涡轮喷气发动机工作过程中，气体温度是不断变化的。下列图像中，能大致反映气体的温度随时间变化的是______。 A. B. C. D. 【答案】 （1） 电磁波 （2）内 机械 （3） 空气 （4） C 【解析】（1）地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收电磁波进行通信的，因为电磁波可以在真空中传播，而卫星处于大气层外，无法使用其他介质进行通信。 （2）火箭喷气发动机在工作过程中，首先通过燃烧将燃料的化学能转化为内能，然后利用这些内能来推动火箭运动，从而将内能转化为火箭的动能和势能，即机械能。 （3）空气喷气发动机需要空气中的氧气来助燃，因此不能在大气层外工作。而火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，因此可以在大气层外工作。 （4）在空气涡轮喷气发动机工作过程中，气体首先被压缩，温度会升高，然后燃料和空气混合燃烧，温度会再次升高，最后气体被喷出，温度会降低。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 7. 【阅读材料，回答问题】 超级高铁 2023年我国超级高铁技术研究迎来重大突破，已经实现了低真空环境运行，空气阻力比传统高铁的空气阻力低3%，再加上磁悬浮技术，真正实现了贴地“飞行”。 磁悬浮技术是一种利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上的技术，可以消除轮轨间的摩擦力，降低噪声和能耗，真空管道是一种将管道内的空气抽走，形成真空状态的装置，这样可以减少空气阻力，提高列车的运行效率。 预计在2035年，上海一杭州线路将作为中国第一条超级高铁列车线路投入运营。在这条长150km的真空隧道运行，超级高铁时速可达到1000km，全程在真空管道中离地“飞行”。 （1）超级高铁主要是通过___________的方法消除轮轨间的摩擦力； A.增大压力 B.减小接触面粗糙程度 C.使接触面分离 D.变滑动为滚动 利用的原理是___________。 （2）若超级高铁以600km/h的平均速度运行，从上海到杭州只需___________min； （3）超级高铁采用电力驱动，为方便控制磁场的变化，使用的磁体大多是___________（选填“电磁铁”或“永磁体”）； （4）相比传统高铁，超级高铁的优势有___________（写出一条）。 【答案】 （1） C 见解析 （2） 15 （3）电磁铁 （4） 见解析 【解析】（1）由题意可知，超级高铁采用磁悬浮技术，利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上，使接触面分离，从而消除轮轨间的摩擦力。 故选C。 由题意可知利用的是磁悬浮技术，即利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上或同名磁极相互排斥的原理。 （2）上海到杭州轨道长150km，若超级高铁以600km/h的平均速度运行，从上海到杭州运行时间为 （3）相比于永磁体永久具有磁性，电磁铁在通电时才具有磁性，且磁性大小可以通过电流来控制，而超级高铁采用电力驱动，为方便控制磁场的变化，因此使用的磁体大多是电磁铁。 （4）由题中材料可知，相比传统高铁，超级高铁的优势有速度快、能耗低、噪声低、阻力小、运行效率高、安全性高、节能环保等。 【动手动脑，实践体验】 8. 请阅读《宇宙灯塔——脉冲星》并回答问题。 宇宙灯塔——脉冲星 截至2024年5月，有“中国天眼”之称的500m口径球面射电望远镜（FAST）发现的新脉冲星数量突破900颗，这些发现，极大拓展了人类观察宇宙视野的极限。 “中国天眼”紧盯的脉冲星是什么？脉冲星是一类高速自转的天体，具有极强的磁场，它高速自转时就在两磁极处形成了方向性很强的锥形电磁波束（如图甲所示）。由于两个电磁波束会随着脉冲星的高速自转而一起转动，它们就会像灯塔发出的两束光一样扫过宇宙空间。电磁波束每扫过地球上的射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个脉冲信号（如图乙所示），脉冲星便以此而得名。 脉冲星具有极其稳定的自转周期（自转一圈所用的时间），部分脉冲星的自转周期约3亿年仅变化0.1ms，因此可将脉冲星作为计时基准。 脉冲星还是宇宙中的“探针”，可应用于探测引力波。宇宙中的超大质量天体加速运动时，会产生引力波。引力波信号极其微弱，特别是纳赫兹（Hz）引力波，难以直接观测。但是，引力波会使我们收到的脉冲星的脉冲信号发生变化。我国科学家通过综合分析多个脉冲星脉冲信号的变化，于2023年6月找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。 越来越多被发现的脉冲星，犹如宇宙中不断被点亮的灯塔，引领我们揭开更多暗藏在宇宙中的秘密。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）电磁波束每扫过射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个________，脉冲星便以此而得名； （2）脉冲星能够作为计时基准是因为它具有________； （3）科学家找到纳赫兹引力波存在的关键证据的研究方法在初中物理的学习过程中也用到过，请类比研究条形磁体周围磁场分布的方法，补全表格中①②的内容_________； 研究对象 条形磁体的磁场 纳赫兹引力波 观测“设备” 人眼 中国天眼 探测工具 铁屑 ① 可观测证据 铁屑有规则地排列 ② 推理得到的结论 条形磁体周圆的磁场有规律分布 纳赫兹引力波存在 【答案】（1）脉冲信号 （2）脉冲星具有极其稳定的自转周期 （3）脉冲星，收到的脉冲星的脉冲信号发生变化 【解析】【小问1详解】 根据题文可知，电磁波束每扫过地球上的射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个脉冲信号。 【小问2详解】 由题文可知，脉冲星具有极其稳定的自转周期（自转一圈所用的时间），部分脉冲星的自转周期约3亿年仅变化0.1ms，因此可将脉冲星作为计时基准。 【小问3详解】 根据题文可知，脉冲星还是宇宙中的“探针”，可应用于探测引力波，类比铁屑研究磁场的分布；收到的脉冲星的脉冲信号发生变化，从而找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。 9. 阅读短文，回答问题。 化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源，但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭，也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染，在全球范围内引起了人类对能源问题的思考，我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用。如图甲是我国某风力发电基地，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。 （1）风力发电是把风能转化为电能，风能是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）某段风机叶片的形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面形状不同导致叶片两面空气流速不同，从而产生________差，可以使风机叶片转动； （3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度________（选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成； （4）某风力发电机输出功率与风速的关系如图丙所示。由图像可知，当风速在v1到v2之间时，风速越大，风力发电机输出功率_______（选填“越大”、“不变”、“越小”）；当风速大于时，风速增大，______（选填“能”或“不能”）提高风力发电机输出功率。 【答案】 （1）可再生 （2） 压力（压强） （3） 小 （4） 越大 不能 【解析】（1）风能可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它属于可再生能源。 （2）由乙图可知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，从而产生压力差，叶片受到向上的力，可以使风机叶片转动。 （3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，体积相同的物体，密度小，质量小，所以通过用密度小、硬度大的复合材料制成。 （4）丙图可以知道，当风速在v1到v2之间时，风速越大，发电机组的电功率越大。当风速大于时，随着风速的增大，风力发电机输出功率不变。 10. 阅读短文，回答问题。 载人飞艇 2024年3月30日，我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功：推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功；辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。 当飞艇低速水平直线飞行时，其受到的空气阻力与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数见表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。 空载质量（不含氦气） 3750kg 气囊总容积 发动机额定输出功率 辅助功的功率 发动机效率 36% 最大速度 70km/h （1）气囊采用轻质材料制作是为了减小________； （2）飞艇的发电机利用___________的原理发电； （3）将气囊充满氦气，此时飞艇受到的浮力为_______N，飞艇最多可载_______位乘客升空；（每位乘客质量，，，） （4）飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为和，则________； （5）飞艇低速水平匀速直线飞行时，若消耗10kg燃油，可飞行的最大距离为________km。（燃油热值） 【答案】 （1）重力 （2）电磁感应 （3） 5.04×104 7 （4）1∶4 （5）16.2 【解析】（1）气囊采用轻质材料制作，因为轻质材料密度小，根据可知，体积一定时是为了减小飞艇的质量，从而减小重力。 （2）飞艇的发电机利用电磁感应现象的原理发电，将机械能转化为电能。 （3）飞艇受到的浮力 飞艇最多可载乘客升空时，飞艇的重力等于受到的浮力，即 G=F浮​=5.04×104N 则飞艇的总质量 气囊总容积4200m3，氦气的质量是 飞艇最多可载乘客的质量 m人​=m−m飞艇​−m氦气=5.04×103kg−3750kg−840kg=450kg 飞艇最多可载乘客的位数 （位） 取整数，即飞艇最多可载7位乘客升空。 （4）由图乙可知，飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力分别为1.5×103N、3×103N，因 W=Fs=fvt 所以，推动功之比 故。 （5）燃油完全燃烧释放的热量 由​可得，发动机做的功 由图乙可知，f=500v。由 W=W推+W辅 可得 1.62×108J=500vs+5×104W×t 由可得 ① 当 时，v=10m/s。此时①式中的分母有最小值，s有最大值，最大值为 1 学科网（北京）股份有限公司 $$