内容正文:
专题09 电与磁、信息、能源、材料
题型
单选题
多选题
填空题
实验题
计算题
综合题
科技题
总数
题数
13
5
10
5
4
4
3
44
一、单选题
1.(2025·山东省泰安市新泰市·二模)对如图所示的现象,下列解释错误的是( )
A.如图甲,该实验可以验证通电导线的周围有磁场
B.如图乙,向右移动滑片P会减弱铁钉的磁性
C.如图丙,该实验与发电机原理相同
D.如图丁,该实验可以验证感应电流方向与磁场方向有关
2.(2025·河南省南阳市·二模)下列如图有关电与磁的图片,解释说明正确的是( )
A.图甲中的磁感线是真实存在的,可以描述磁场的方向和强弱
B.奥斯特最早通过图乙实验发现了电流的磁效应
C.图丙中闭合开关,小磁针N极指向左
D.图丁和电动机的工作原理相同
3.(2025·四川省成都市·二模)每个电梯在设计和制造时,都会明确标注其最大载重限制。电梯超载时,自动报警系统的电铃就会响起,电梯无法启动。报警系统的工作原理如图所示,R1是保护电阻,R2是压敏电阻。下列判断正确的是( )
A.压敏电阻R2的阻值随压力的增大而减小
B.电梯的自动报警电铃应接在CD之间
C.闭合控制电路,通电螺线管的上端为N极
D.增大R1的阻值可以降低电梯的限载质量
4.(2025·江西省景德镇市·二模)世界能源危机日趋严重,节约能源是我们每个人的责任。如图所示是南澳东半岛风电场。下列选项中能反映风力发电原理的是( )
A. B.
C. D.
5.(2025·安徽省阜阳市·二模)图甲为某款磁悬浮音箱,并且通过调节底座上的旋钮来调节音箱悬浮的高度,经了解,其内部结构如图乙所示:音箱底部有一块磁体,底座内部有一个电磁铁。则( )
A.底座内电磁铁的上端为N极
B.底座内电源的左端为负极
C.将滑片P向右调节,音箱能悬浮的位置升高,电磁铁对磁体的作用力变大
D.将滑片P向左调节,音箱能悬浮的位置降低,电磁铁对磁体的作用力不变
6.(2025·四川省广元市·)如图所示,对其所涉及的物理实验分析正确的是( )
A.图甲:用干燥的陶瓷棒连接验电器A和B,B的金属箔张角会变大
B.图乙:玻璃棒和丝绸摩擦的过程中,电荷从玻璃棒转移到丝绸
C.图丙:世界上第一个发现了电流磁效应现象的是物理学家牛顿
D.图丁:通电导体ab在磁场中受力方向与磁感线的方向无关
7.(2025·福建省厦门市·二模)全球首颗矿用 AI 卫星在酒泉发射成功,它采用先进的 AI 无线接入网方案,优化了卫星与地面基站之间的通信。卫星通信是利用了( )
A.电磁波 B.次声波 C.超声波 D.红外线
8.(2025·四川省成都市·二模)旅客进入地铁安检通道时,首先将行李物品放入X射线安检设备的传送带上,工作人员通过显示器检查。X射线是( )
A.电磁波 B.超声波 C.紫外线 D.红外线
9.(2025·四川省成都市邛崃市·二模)体考前,小玲同学使用手机上的人工智能软件查阅体考相关信息,手机实现信息传递主要依靠( )
A.电流 B.超声波
C.电磁波 D.次声波
10.(2025·四川省成都市·二模)敦煌首航熔盐塔式光热电站,如图所示,成千上万的定日镜把太阳光反射到位于塔顶的吸热器,熔盐被加热后通过管道输送到高温储罐中储存,需要发电时,高温储罐中的熔盐被泵送到热交换器,与水进行热交换使水变成高温高压的蒸汽,蒸汽驱动涡轮机旋转,涡轮机连接发电机,从而产生电能。下列说法正确的是( )
A.光热发电是将机械能转化为电能
B.电能是一次能源,太阳能是二次能源
C.熔盐吸收热量升温的目的是储蓄内能
D.热量可以自发地从水传到高温的熔盐
11.(2025·四川省成都市邛崃市·二模)2024年上半年,中国汽车出口量增长31%,有望连续两年位居全球出口量第一。其中某款电动智能汽车采用内燃机与电动机混合动力系统,该款汽车启动时,内燃机不工作,电池输出能量驱动汽车。下列对电动智能汽车的分析正确的是( )
A.电动智能汽车替代燃油汽车,会增加碳的排放
B.人工智能系统所使用的芯片主要由超导体材料制成
C.电动智能汽车启动时,电池输出的电能属于二次能源
D.电动智能汽车启动时,电池的化学能直接转化为汽车的机械能
12.(2025·安徽省六安市金安区六安市·二模)2025年2月22日,我国成功将中星10R卫星发射升空,该卫星将为我国多个行业提供优质的卫星通信传输服务。下列说法中错误的是( )
A.中星10R卫星是通过电磁波传递信息
B.中星10R卫星在太空中利用的太阳能属于一次能源
C.中星10R卫星表面的复合材料具有极好的耐热性
D.中星10R卫星在太空中绕地球转动时受平衡力
13.(2025·四川省成都市·)1月20日,我国全超导托卡马克核聚变(EAST)实验装置实现了超亿度、1066秒的长脉冲高约束模等离子体运行,创下了托卡马克装置稳态高约束模运行新的世界纪录。下列关于核能的说法中正确的是( )
A.原子弹是利用不控制的核裂变释放能量
B.氢弹是利用加以控制的核聚变释放能量
C.目前我国建设的核电站利用了题中原理
D.太阳内部的氦原子核正在聚变释放能量
二、多选题
14.(2024·山东省济南市市·二模)如图所示,1834年法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝,再将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上,通电后,发现A、B两个接头一个变热,另一个变冷,这个现象称为“帕尔帖效应”。改变电流方向,变热(冷)的接头又会转换成变冷(热)的接头。利用帕尔帖效应制成的车载电子冰箱,不需采用压缩机(电动机)和制冷剂,有制冷和制热两项功能:其制冷温度一般低于环境温度10~15℃,而其制热温度却能够高达65℃。以下说法中正确的是( )
A.“帕尔帖效应”中变冷的接头要放在电子冰箱内部
B.电子冰箱用直流电源可同时实现制冷和制热功能
C.在济南的盛夏时节电子冰箱能将饮用水制成冰块
D.相比传统冰箱,电子冰箱有轻便、污染少的特点
15.(2024·河南省郑州市·二模)近年来,中国科技成就让世人瞩目,下列说法正确的是( )
A.航空航天领域用到的碳纤维复合材料具有强度大、密度小的性质
B.超导光量子计算机中的所有电子器件都是超导体材料制成的
C.空间站的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电
D.国家名片“华龙一号”核电机组是利用核聚变释放的能量来发电的
16.(2024·山东省济南市·二模)以下关于课本插图,说法正确的是( )
A.图甲:用放大镜观察蚂蚁,利用了凸透镜成放大虚像的特点
B.图乙:露水的形成是液化现象
C.图丙:图为内燃机的做功冲程,将机械能转化为内能
D.图丁:由右手定则可知,B端为S极
17.(2024·山东省济南市·二模)在物理学发展的漫长历程中,不少前辈作出了卓越的贡献,正是在一代又一代科学家不懈努力下,物理学才取得了一个又一个突破性进展。下列有关物理发展的叙述正确的是( )
A.焦耳通过大量实验研究热和功的联系,为能量守恒定律的建立奠定了坚实的实验基础
B.伽利略率先用望远镜观察天空,由此得到天体运行结果支持了亚里士多德的日心说
C.牛顿发现日月星辰运转与苹果下落等有相似,建立运动定律,奠定经典物理学的基础
D.贝尔发明了电话,这是人类历史上最伟大的发明之一,使信息传播进入了新的时代
18.(2024·河南省安阳市·二模)我国在新能源汽车产业的许多领域遥遥领先于世界,如智能驾驶(利用先进的芯片处理车上的雷达、传感器、摄像头等识别到的周围信息并作出反馈)等领域。下列有关新能源汽车的说法正确的是( )
A.新能源汽车在刹车或下坡时能给自己充电,该过程把电能转化为机械能
B.电能是一次能源
C.智能驾驶系统所用到的芯片是由半导体材料制成的
D.激光雷达通过电磁波把车辆周围的信息扫描给智能驾驶系统
三、填空题
19.(2025·福建省厦门市·二模)济南南部是泰山山脉余脉,降水使南部水位升高,地下水通过地下渗漏带流向北部低洼处,沿裂隙涌出地表形成泉群。泉水的形成可以用__________原理解释。人们制作了各种手工艺品来传递泉文化,如图所示的磁悬浮文创商品,利用__________磁极相互排斥实现 “泉标” 悬浮。
20.(2025·四川省成都市邛崃市·二模)某型号新能源电动汽车的充电枪采用电磁锁定装置,充电时电磁铁通电吸合,确保接口稳定连接(如图甲)。其工作原理如图乙所示,闭合电路开关后,可判断螺线管的下端为_________极。为确保充电枪牢固锁定,需增强电磁铁的磁性,可通过向_________移动滑动变阻器的滑片来实现。
21.(2025·云南省保山市腾冲市·二模)小华在家里向妈妈借来一根如图所示的缝衣针,根据老师在课堂上教授的知识,将针放在磁铁上摩擦后便具有了磁性,使原来没有磁性的针获得磁性的过程叫做___________ 。他想知道针尖一端的磁极极性,妈妈仅给了他一根细线,接下来他应该 ___________ 在 ___________ 的作用下,如果观察到 ___________ 就说明针尖为磁南极。
22.(2025·新疆维吾尔自治区吐鲁番市·调研)汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分。
(1)汽车前灯的额定电压为12V,___________(填“属于”或“不属于”)安全电压,额定功率为48W,其正常发光时电流为___________A,电流通过灯丝时,灯丝周围___________(填“存在”或“不存在”)磁场。
(2)汽车的电喇叭是靠金属膜片的___________发出声音,它主要由电磁铁构成,电磁铁的N极与电流方向可以通过___________(填“左手”或“右手”)定则进行判断,汽车向左变道前要开启左侧的灯光提示后车,汽车的左右两只变道提示灯泡以___________(填“串联”或“并联”)方式连接。
(3)某单缸四冲程汽油机的热机气缸横截面积为100cm2,活塞冲程长度为50cm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为6×105Pa,飞轮的转速为1380转/分,每分钟消耗112.5g汽油,该汽油机满负荷工作时的机械功率为___________W,汽油机将内能转化为机械能的效率为___________%。(汽油的热值为4.6×107J/kg)
23.(2025·吉林省松原市·二模)年糕是我国的传统食物,属于农历新年的应时食品。如图是切年糕的机器:
(1)我们能从各个方向看到机器是因为发生了光的__________反射;
(2)该机器属于__________(选填“省力”或“费力”)杠杆;南南想要切年糕时更轻松,应将年糕靠近刀片__________(选填“A”或“B”)端;
(3)南南通过手机观看炒年糕的视频,手机扬声器的工作原理与__________(选填“电动机”或“发电机”)的原理相似。
24.(2025·湖北省荆州市·)沪渝蓉高铁的上海至南京至合肥段正在如火如荼的建设中,其中连接上海市崇明区和江苏省太仓市的崇太长江隧道设计列车时速350公里,为世界行车速度最高的水下隧道。在地下隧道这一特殊环境中,氧气报警器能监控氧气浓度的变化,避免因氧气浓度过高或过低导致的安全事故。如图是某氧气报警器的原理示意图,电阻R为气敏电阻,当氧气浓度升高时,电阻变大。闭合开关后,电磁铁上端为___________极, 当氧气浓度过高时,___________灯亮报警。(选填“A”或“B”)
25.(2025·新疆维吾尔自治区吐鲁番市·调研)无人驾驶飞机与载人飞机相比,它具有体积小、造价低、使用方便,在民用和军用领域有着非常重要的作用。
(1)四旋翼无人机利用机翼旋转时与空气发生相互作用可悬停在空中,此时空气对旋翼的作用力与旋翼对空气的作用力___________(选填“是”或“不是”)一对平衡力,此时无人机___________(选填“具有”或“不具有”)惯性,无人机携带的摄像机对地面物体进行拍照时,若焦距不变,离地面越远,地面上的物体通过凸透镜成像越___________(选填“大”或“小”)。
(2)无人机可以通过遥控系统调整飞行的速度和高度,遥控系统利用___________(选填“超声波”或“电磁波”)对无人机进行操控,无人机向上加速升空的过程中,机械能___________(选填“守恒”或“不守恒”),快速飞行的过程中,机身两侧由于空气流速较大,压强较___________。
26.(2025·四川省泸州市·二模)据报道,2025年3月,我国第六代战斗机一歼﹣36成功亮相。六代机集成了众多先进技术,不仅在速度、隐身性能、智能化和网络化等方面有了显著提升,还引入了更多创新性的武器系统和作战模式,其亮相标志着中国航空科技的全新高度(如图所示)。歼﹣36的机翼设计是利用了空气流动速度大的地方,压强________ 的原理来提供升力,歼﹣36能隐身主要是大幅降低雷达反射面积,吸收对方雷达发射的________,从而实现电磁隐身,飞行过程中,飞行员需要带上耳罩,这是在_________减弱噪声。
27.(2025·吉林省长春市·二模)氢能被誉为“21世纪终极能源”,也是在碳达峰大背景下,加速开发利用的一种清洁能源。
(1)氢能是通过将一些能源(如水、天然气等)经过化学反应转化为氢气,再通过氢气燃烧或其他方式释放出能量的一种能源,所以,氢能是___________次能源。
(2)氢燃料电池是氢能的一个重要应用,电池内部发生化学反应将化学能转化为___________能。
(3)2024年4月氢燃料电池卡车首次穿越全国最长氢能走廊,卡车行驶过程中,不断消耗氢气,氢气在减少过程中其热值___________。当卡车突然刹车,车轮停止转动向前滑行时,车轮与地面之间的摩擦力将比正常行驶时___________。
(4)氢动力卡车在平直公路上匀速行驶平均功率为180kW,行驶1h获得机械能___________J,若同样多的机械能由内燃机提供,内燃机效率为40%,需要汽油___________kg(保留整数,汽油热值为)。
28.(2025·湖北省黄石市·调研)如图,是全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组及基础平台——“三峡引领号”。该平台与北斗系统建立关联,利用___________(选填“超声波”或“电磁波”)向工作人员传递平台运动的动态信息。该平台引领我国海上风电行业走向深海,风能是___________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
四、实验题
29.小明利用如图所示装置探究“导体在磁场中产生电流的条件”。
(1)他是通过观察灵敏电流表______来判断是否产生感应电流的;
(2)小明猜想产生感应电流的条件之一是磁铁或闭合回路的一部分导体运动。他猜想的依据是:若不运动就能产生感应电流,______能量守恒定律(选填“违背”或“不违背”);
(3)小明通过实验发现,使金属棒ab左右运动时,灵敏电流表指针发生偏转,使金属棒ab上下运动时,灵敏电流表指针不发生偏转,经过多次尝试,由此他得到的导体在磁场中产生感应电流的条件是:当闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时,导体中就会产生感应电流;
(4)使金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流表指针向右偏转;保持磁场方向不变,使金属棒ab向右做切割磁感线运动,灵敏电流表指针向左偏转,小明探究的问题是:______。
30.(2025·福建省厦门市·二模)小林学习了电磁感应原理后,想到地球是一个巨大的磁体,于是他和同学利用一根长导线等器材形成闭合电路。两名同学摇动导线,就能利用地磁场将我们日常运动的能量转化为可利用的电能。
(1)考虑到产生的电流较小,在如图甲所示的实验装置中,需在导线夹间接入的电路元件是__________。
(2)实验中发现,当顺时针摇导线转动一周的过程中,电表指针先向右偏转后向左偏转,这是因为感应电流的方向与__________有关。
(3)与本实验原理相同的是__________(选填 “电动机” 或 “发电机”)。
(4)通过多次实验,他们可以发现按照图乙选项__________的方向站立转动导线更容易产生感应电流。
(5)小林和同学发现,两位摇绳的同学拉动导线上下抖动时,产生感应电流的大小和转动导线时不同,请你依据此现象猜想,感应电流的大小与__________有关。
31.(2025·辽宁省鞍山市·三模)每年进入汛期,多地会发生强降雨,导致河流水位上涨。鞍山市育才中学的物理科技小组围绕“监测水位”主题设计了多个监测水位的方案,进行多种“项目化设计”活动。
【项目分解】(1)设计水位监测系统;(2)设计水位报警系统。
【项目实施】
方案1、光学水位自动监测系统设计
如图甲所示是浩然设计的光学水位自动监测装置,在水面上方水平放置刻度尺,现一束光经反射后的光斑在A处,若水面上升则反射的光斑会向A的_______(选填“左侧”或“右侧”)偏移,根据光斑在刻度尺上的移动位置判断水位。
方案2、水位监测的力电整合设计
如图乙所示为大鹏设计的浮力水位监测电路,电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置(最大阻值40Ω),浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动,当电流表的示数达到某一数值时提醒水位达到警戒值。R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系如图丙所示,与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丁所示。大鹏结合代数的函数知识分析得出水位显示仪的刻度________(选填“均匀”或“不均匀”)的结论,再进一步分析得出滑动变阻器的最大电功率是_______W;当水位达到警戒水位时,电压表的示数为_______V。
【项目拓展】
方案3、水位监测与报警电路的整合设计
如图戊所示是小雯设计兼有水位监测和报警的电路,绿灯为安全指示灯,电铃和红灯为报警器,R1为定值电阻,R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒,滑片P可以在电阻棒上自由滑动,并与浮子用竖直的绝缘杆连接,可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值,从而可通过电流表的示数来反映水位的高低。当滑片P指向R2的中点时,水位达到警戒值,电磁铁吸下衔铁报警。当减小R1的阻值,警戒水位会变_______(选填“高”或“低”)。通过正在工作的电灯的电流_______(选填“是”或“不是”)连续的。
【展望与优化】
同学们展开“头脑风暴”,充分利用学过的物理知识,积极参与探究活动,学研结合,创新无限,期待我们能获得更多突破性的科研成果。
32.(2025·广东省深圳市·二模)在劳动中,同样重的物体,用手提起体积大的要更吃力一些,为了弄清其中的物理原理,同学们开展了“人体中的杠杆”跨学科实践活动。
(一)探索人体中的杠杆
(1)用手提起重物,桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动,如题30图甲所示。桡骨可以简化为杠杆,该杠杆的支点在___________,为___________(选填“省力” “费力”或“等臂”)杠杆。同样重的物体,用手提起体积大的要更吃力一些,是因为物体体积越大,物体的重心离身体更远,相当于阻力臂变___________;
(2)如图乙所示,当人单脚踮起时,可以看成杠杆OAB,O为支点。人的重力作用在 B点,小腿肌肉群产生的动力F作用在A点,B是OA中点。若F的大小为300N,则人的质量为______kg。 (g=10N/ kg)
(3)如图丙所示,头颈部可以看成一个颈椎支撑的杠杆。为了更好地保护颈椎,请写出一条有效的办法:_________;
(二)探讨人形机器人对杠杆的应用
2025年春晚,《秧BOT》舞蹈中,人形机器人与演员共舞秧歌,如图丁所示。人转手绢时速度是由慢到快,但人形机器人却能在短时间使手绢高速旋转,秘密就在于它的关节扭矩大。扭矩(T)等于力(F)与力臂(l)的乘积,即 。人形机器人单脚关节扭矩可达360N·m, 单只手臂关节扭矩可达75N·m。
(4)电动机是机器人各关节的核心动力装置,下列图中能说明其工作原理的是___________;
(5)不同关节的电动机之间是___________联连接(选填“串”或“并”);
(6)人形机器人的前臂相当于一根杠杆 OA,简化图如图戊所示,测得 OA 长0.3m。人形机器人用单手运某货物,前臂OA 从水平位置。 绕O 点顺时针缓慢转动到竖直位置 转动过程中,阻力 的大小和方向不变,手臂关节扭矩大小与阻力扭矩大小保持相等,且其中某一位置关节扭矩达到最大值(忽略前臂的重力、关节处摩擦力和空气阻力)。前臂转动 至图戊位置时,阻力 的扭矩(T)为___________。
33.(2023·山西省吕梁市孝义市·三模)爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器,小华发现在路由器周围不同位置,Wi﹣Fi分析仪检测到的信号强度不同,影响信号增强效果的因素有哪些呢?小华作出如下猜想:
猜想一:与信号增强器的材料有关;
猜想二:与信号增强器的凹面朝向有关;
为了验证猜想一,小华进行了如下实验:“黑管”发出稳定信号后,将不同材质的信号增强器凹面朝向Wi﹣Fi分析仪,同时直线移动分析仪直到接收到50dB信号强度,测出分析仪到路由器的距离,记录数据如下表:
材质
无
陶瓷
不锈钢
铁
铝
分析仪到路由器距离
6m
9m
13m
14m
16m
(1)实验中可以通过______反映它的增强效果;分析表中数据可知:相同条件下,______材质的增强效果更好一些;
(2)为了验证猜想二,小华等“黑管”发出稳定信号后,分析信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处用Wi﹣Fi分析仪检测信号强度,发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧,这说明猜想二是______(选填“正确”或“错误”)的;
(3)实验后,小华认为碗状信号增强器对路由器信号的增强效果除了跟材料有关,可能还跟其他因素有关;他另取一个大小形状均相同的铝制碗状信号增强器,将它的表面用刀划成坑坑洼洼,进行实验;这样操作的目的是研究碗状信号增强器对路由器信号的增强效果与______是否有关。
五、计算题
34.(2024·江苏省盐城市·三模)在跨学科实践课上,制作一个简易空气质量检测仪。如图乙所示的空气质量检测仪的电路,其中定值电阻R0=20Ω,电源电压U恒为6V不变,用电流表示数表示对应空气质量指数;闭合开关S,当电流表示数为0.15A时,电路报警,此时电磁铁把衔铁B吸下来,净化系统开始工作,电磁铁中线圈的电阻不计。气敏电阻值R随空气质量指数K的关系如图甲所示:
(1)当空气质量指数K为50时,电阻R0两端的电压;
(2)当电路报警时,气敏电阻R的电功率;
(3)若想让仪器检测更加灵敏,使空气质量指数K为150时电路就报警,请提出合理化建议(通过计算说明)。
35.某科技小组设计了一个检测水库水位的模拟报警装置,图甲为其模拟电路图。在水库底部竖直放置(与水库底部未密封)质量为50kg、底面积为0.025m2的圆柱形浮块(足够高),上端通过轻杆与力敏电阻R1接触,R1的阻值与压力的关系如图乙所示,水库中无水时,R1不受力。控制电路的电源电压为24V,R0为定值电阻,当控制电路中的电流I≥50mA时,衔铁被吸下,报警红灯亮。已知ρ水=1.0×103kg/m3,不计轻杆质量、线圈电阻及其能量损耗。
(1)报警红灯恰好亮起时,求控制电路的电功率;
(2)当水位达到10m时,求力敏电阻受到的压力;
(3)若设置警戒水位为10m时,报警红灯恰好亮起,求定值电阻R0的阻值;
(4)若将定值电阻R0的阻值调大,应该如何调整电源电压才能使警戒水位不变?
36.(2024九下·江苏省南京市·三模)如图所示,某同学设计的电加热器具有高、低温切换功能,切换时,电磁继电器内的电流均为20mA。已知该电加热器工作电压U1=220V,控制电路电压U=6V,电热丝R1=44Ω、R2=2156Ω,定值电阻R0=600Ω,R为热敏电阻,电磁继电器线圈电阻不计。
(1)由题意可知,热敏电阻R的阻值随着该加热器内温度升高而__;
(2)该加热器高温加热时,消耗的电功率为多少__?
(3)高、低温切换过程中,热敏电阻R的阻值变化范围为多少__?
(4)若要给电路加一个保温工作指示灯,则指示灯应该接在图中__位置(选填“甲”或“乙”),且该灯的电阻相对于R2来说要较__。
37.(2024·山东省泰安市·二模)为了便于给婴幼儿冲泡奶粉,某品牌推出了一款恒温调奶器,如图甲所示,可以将水温保持在一个固定的范围内。其工作原理如图乙所示,由控制电路和工作电路共同组成。工作电路中加热电阻R的阻值为44Ω;控制电路中电源电压U1=12V,R2为调温电阻,阻值可手动调整;R1为半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度t变化的图像如图丙(为一次函数):电磁铁线圈内阻忽略不计。当线圈中电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸下;当线圈中的电流小于或等于40mA时,继电器的衔铁被释放。求:
(1)工作电路正常工作的电功率是多少?
(2)在调奶器内装入2L初温20℃的凉开水,100s后升温到31℃,则此过程加热效率是多少?
(3)若调温电阻R2的阻值为50Ω,则此时水温会保持在怎样的范围内?
(4)小明想将该调奶器改造成能将水温保持在50~55℃的保温水杯,通过精密的计算,他同时改变了控制电路的电源电压U₁和调温电阻R2的阻值,成功实现了改装,请求解改装后的U1和R2的大小?
六、综合题
38.(2025·河南省郑州市登封市·二模)图甲是某型号能设定加热温度的家用电油炸锅,其简化电路如图乙所示。已知控制电路电源电压恒为12 V,电阻R2置于温度监测区域,它的阻值随温度变化的关系如图丙所示,通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度。当加热温度设定为 150℃,R3的阻值调为90Ω时,闭合开关S,电磁继电器(忽略线圈的电阻)的衔铁被吸下,工作电路接通,电热丝R1开始加热凉油,直到温度达到150℃时,电磁继电器的衔铁被弹开,停止加热。已知衔铁被弹开时控制电路中电流为I,问:
(1)加热时,油的温度越高,电磁铁的磁性越________(选填“强”或“弱”);
(2)衔铁刚被弹开时,控制电路的电流I为多少?
(3)当R3的阻值调为70Ω时,对应的加热温度设定为多少?
(4)工作电路的电源电压为220 V,正常工作时,工作电路的总电流为5.51 A,指示灯支路的电流为0.01 A,R1的额定电功率为多少?
39.(2025·广东省韶关市·二模)近年来电动自行车数量急剧增加,为保障骑行安全,新国标《电动自行车安全技术规范》规定其最高车速不超过25km/h。某科创小组设计了超速报警装置,其简化电路(未连接完整)如题图甲所示。该装置由传感电路和执行电路两部分组成,传感电路中电源电压为12V,定值电阻R=6Ω,当车速在10~40km/h时,通过自动控制让可变电阻的阻值与车速之间的关系如题图乙所示。闭合开关S,当车速km/h时,绿灯正常发光;当车速km/h时,红灯正常发光,报警器工作。已知报警器和两灯的额定电压均为220V,电磁铁线圈的电阻忽略不计。
(1)由题图乙可知,的阻值随车速的增大而________;
(2)传感电路中电流越大,电磁铁的磁性越______;
(3)题图甲中的B灯为______灯;
(4)闭合开关S,当v=20km/h时,通过电磁铁线圈的电流为______A;
(5)用笔画线代替导线,将题图甲所示电路连接完整,要求导线不能相交。
40.2025年春节联欢晚会上,一群穿着花棉袄的智能机器人,活力起舞,彰显国产科技魅力。如图所示,机器人质量约为48kg,g取10N/kg。试问:
(1)为保证演出效果,便于监控机器人的工作状态,机器人通过________(选填“电磁波”或“超声波”)将工作数据传递到控制系统。机器人脚底的防滑纹路是通过增大________来增大摩擦力;
(2)这些机器人从后台到舞台需要匀速穿过一段30m的平直通道,用时25s。若它在运动过程中所受的平均阻力为12N。求机器人的步行速度和牵引力所做的功________;
(3)若机器人双脚与地面的总接触面积为300cm2,当机器人双脚站立在水平舞台上时,对舞台的压强是多少________?
41.(2025·吉林省松原市·二模)南京石臼湖特大桥以“天空之镜”的美景成为网红打卡地。
(1)桥在水中的倒影看上去比桥暗,是因为一部分光发生了__________进入水中;
(2)桥上设置有太阳能雷达测速仪,它是通过__________波将信息传递到云平台的。太阳能是__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(3)泛舟湖上,戴着冰袖可以减少阳光中__________外线的照射,避免伤害皮肤。
七、科普阅读题
42.(2025·广东省深圳市·二模)阅读下列短文,回答问题。
神州回程之旅——北京时间2024年11月4日1时24分,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。此次神舟十八号飞船返回地球依旧采用快速返回的技术,经过四个阶段,大约历时50分钟着陆到地面。
制动减速阶段:要使飞船返回地面,首先通过降低飞船的飞行速度,使其脱离原来的飞行轨道,从近400公里的圆形轨道,调整为近地点低于100公里的椭圆轨道,为返回地球做好前期准备。
自由滑行阶段:进入返回轨道后,返回舱与推进舱组合体以无动力飞行状态自由下降。当返回舱与推进舱组合体高度降至距离地面145千米时,推进舱和返回舱分离,推进舱在大气层中烧毁,返回舱继续下降。
再入大气层阶段:返回舱高速冲入大气层,与空气摩擦形成等离子区,高温高压的电离气体层包裹在返回舱表面,屏蔽了电磁波,使返回舱与地面失去联系,称为“黑障区”。对于黑障区的经历,神舟十六号航天员朱桂柱幽默地形容“一路火花带闪电,仿佛坐在太上老君的炼丹炉里”。
回收着陆阶段:距地面约10公里时,静压高度控制器触发,引导伞、减速伞、主伞依次打开,在距地1米时反推发动机点火,将落地速度降至安全范围,实现平稳着陆。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)返回舱高速冲入大气层,空气粒子会强烈撞击返回舱的表面,在这个过程中,返回舱的表面将会产生最高超过2000℃的高温,这时通过__________的方式改变了返回舱表面内能。下列四幅图中,汽油机的__________冲程(填冲程名称)和该过程的能量转化是一致的;
(2)飞船在轨道上运行时,若所受的力全部消失,飞船将__________;
(3)在“黑障”区返回舱无法与地面人员进行通讯的原因是:__________________;
(4)在距地1米时开启着陆反推发动机,将落地速度降低到一定范围,实现安全着陆。用到的物理知识与生活中哪些事例是一致的,请举一例:__________________。
43.(2025·山西省长治市·模拟)阅读短文,回答问题。
白鹤滩水电站白鹤滩水电站位于四川省凉山州宁南县和云南省昭通市巧家县境内,是金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级电站,具有以发电为主,兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。
水库正常蓄水位825米,相应库容206亿立方米。白鹤滩水电站安装有16台中国自主研制、全球单机容量最大的功率百万千瓦水轮发电机组,总装机容量1600万千瓦。多年平均发电量亿千瓦时。电站2013年主体工程正式开工,2021年6月28日首批机组发电。同年8月,白鹤滩水电站7号机组顺利通过72小时试运行,正式投入商业运行。白鹤滩水电站建成后,为仅次于三峡水电站成为中国第二大水电站和世界第二大水电站,能够满足约7500万人一年的生活用电需求,可替代标准煤约1968万吨,减排二氧化碳约5200万吨。
白鹤滩水电站16台百万千瓦水轮发电机全部投产发电,标志着我国长江全面建成世界最大清洁能源走廊。
(1)水能属于___________(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)白鹤滩水电站的总装机容量为___________,其物理意义是___________;
(3)建成后的白鹤滩水电站的年发电量可替代的标准煤完全燃烧可以放出___________ J热量,请你分析影响水电站发电功率的因素___________。(标准煤的热值取3.0×107J/kg)
44.(2025·云南省昆明市·模拟)海洋温差能是指海洋表层海水和深层海水之间由温度差而形成的热能,在各类海洋能中储量最大,我国海洋温差能储量丰富、开发前景巨大。
如图甲所示的“海洋地质二号”科考船搭载着我国首套海洋漂浮式温差能发电装置,在我国南海海域开展了首次海上试验。试验发电总时长超过4h,最大发电功率。此次海试不仅证明了我国自主研发的海洋温差能发电系统原理可行,还实现了海洋温差能发电的实用性验证,攻克了小温差宽负荷透平发电、深水保温取水和冷水管路安装等多项核心关键技术。
,海洋温差能发电)是一种利用海洋表层温暖海水和深层冷海水之间的温度差来发电的可再生能源技术,通过热交换器和涡轮机将温差能转换为电能。如图乙所示,工作过程为:热交换一涡轮发电一冷却循环。表层温暖的海水通过蒸发器将热量传递给工作流体(如氨),使其蒸发成高压蒸汽;高压蒸汽推动发电机中的涡轮机旋转,带动发电机发电;蒸汽经过涡轮机后进入冷凝器,通过深层冷海水冷却,重新凝结成液体,再循环回热交换器。温海水与冷海水的温度差至少要在以上才能实现海洋温差能发电,冷海水一般要从海平面以下约1000m深处抽取。图丙为某海域中海水的温度随海洋深度变化关系图像。
(1)若以试验发电时的最大发电功率计算,持续发电4h,可以发电______;
(2)与火力发电、水力发电等原理相同的是:海洋温差能发电过程中也要发生______;
(3)发电过程中能量转移或转化的过程为:海水的______转化为电能;
(4)根据材料的信息,要从海平面以下1000m左右深处抽取海水的原因是:______。
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专题09 电与磁、信息、能源、材料
题型
单选题
多选题
填空题
实验题
计算题
综合题
科技题
总数
题数
13
5
10
5
4
4
3
44
一、单选题
1.(2025·山东省泰安市新泰市·二模)对如图所示的现象,下列解释错误的是( )
A.如图甲,该实验可以验证通电导线的周围有磁场
B.如图乙,向右移动滑片P会减弱铁钉的磁性
C.如图丙,该实验与发电机原理相同
D.如图丁,该实验可以验证感应电流方向与磁场方向有关
【答案】C
【来源】2025年山东省泰安市新泰市中考二模物理试题
【解析】A.图甲是奥斯特实验,将通电导线放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,说明通电导线周围存在磁场,故A正确,不符合题意;
B.图乙中,电磁铁磁性强弱与电流大小等因素有关。向右移动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,由可知,电路中电流变小,在匝数等其他条件不变时,电流减小会减弱铁钉的磁性,故B正确,不符合题意;
C.图丙中有电源,是通电导体在磁场中受力运动的实验,电动机是根据这个原理制成的;而发电机的原理是电磁感应现象,故C错误,符合题意;
D.图丁是电磁感应实验,在其他条件不变时,改变磁场方向,观察灵敏电流计指针偏转方向,可验证感应电流方向与磁场方向有关,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.(2025·河南省南阳市·二模)下列如图有关电与磁的图片,解释说明正确的是( )
A.图甲中的磁感线是真实存在的,可以描述磁场的方向和强弱
B.奥斯特最早通过图乙实验发现了电流的磁效应
C.图丙中闭合开关,小磁针N极指向左
D.图丁和电动机的工作原理相同
【答案】B
【来源】2025年河南省南阳市宛城区中考二模物理试题
【解析】A.磁感线是我们为了研究磁场的方便假想出来的物理模型,不是真实存在的,故A错误;
B.乙图通电后小磁针转动,表明导线周围存在磁场,属于奥斯特实验,奥斯特最早通过图乙实验发现了电流的磁效应,故B正确;
C.图丙中闭合开关,电流从通电螺线管的上端流向下端,由安培定则可知,通电螺线管的右端为N极,因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,因此小磁针会逆时针旋转,N极指向右端,故C错误;
D.图丙是电磁感应现象实验原理图,与发电机的工作原理相同,故D错误。
故选B。
3.(2025·四川省成都市·二模)每个电梯在设计和制造时,都会明确标注其最大载重限制。电梯超载时,自动报警系统的电铃就会响起,电梯无法启动。报警系统的工作原理如图所示,R1是保护电阻,R2是压敏电阻。下列判断正确的是( )
A.压敏电阻R2的阻值随压力的增大而减小
B.电梯的自动报警电铃应接在CD之间
C.闭合控制电路,通电螺线管的上端为N极
D.增大R1的阻值可以降低电梯的限载质量
【答案】A
【来源】2025年四川省成都市温江区中考二模物理试题
【解析】A.实现超载停机并发出提醒时电磁继电器的衔铁被吸合,则电磁铁线圈里的电流应变大,根据欧姆定律可知控制电路的电阻减小,即压敏电阻R2的阻值减小,所以R2的阻值随压力的增大而减小,故A正确;
B.电梯超载时需要将电动机断电,报警电铃响,此时电磁继电器的衔铁被吸合,动触点和下面的静触点接触,自动报警电铃应接在E、F之间,故B错误;
C.如图所示,电流从电磁铁的下端流入,上端流出,根据安培定则可知,电磁铁的下端为N极、上端为S极,故C错误;
D.控制电路电流不变,根据欧姆定律可知总电阻不变,当增大R1的阻值,根据串联电路的电阻特点可知压敏电阻R2的阻值变小,因R2的阻值随压力的增大而减小,则R2的阻值随压力变大,即限载质量变大,故D错误。
故选A。
4.(2025·江西省景德镇市·二模)世界能源危机日趋严重,节约能源是我们每个人的责任。如图所示是南澳东半岛风电场。下列选项中能反映风力发电原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【来源】2025年江西省景德镇市中考二模物理试题
【解析】当闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,这一现象称为电磁感应;风力发电机的工作原理为电磁感应现象,在这一现象中消耗了机械能,得到了电能,所以由机械能转化为电能。
A.图示装置是奥斯特实验,说明电流的周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图示的是闭合电路的导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,是电磁感应现象,属于发电机的工作原理,而风力发电就是利用电磁感应原理工作的,故B符合题意;
C.图中开关闭合,通电导体在磁场中受力运动,不是电磁感应现象,故C不符合题意;
D.图中装置是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验,是电流的磁效应,故D不符合题意。
故选B。
5.(2025·安徽省阜阳市·二模)图甲为某款磁悬浮音箱,并且通过调节底座上的旋钮来调节音箱悬浮的高度,经了解,其内部结构如图乙所示:音箱底部有一块磁体,底座内部有一个电磁铁。则( )
A.底座内电磁铁的上端为N极
B.底座内电源的左端为负极
C.将滑片P向右调节,音箱能悬浮的位置升高,电磁铁对磁体的作用力变大
D.将滑片P向左调节,音箱能悬浮的位置降低,电磁铁对磁体的作用力不变
【答案】C
【来源】2025年安徽省阜阳市临泉县第五中学中考二模物理试题
【解析】AB.根据磁悬浮蓝牙音箱工作原理可知,电磁铁上端与音箱下端是相互排斥,可知螺线管上端为S极,再由安培定则和图示可知,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管的下端,则电源的左端是正极,故AB不符合题意;
C.滑片P向右滑动,滑动变阻器接入的电阻会变小,电路中的电流会变大,通电螺线管的磁性变强,音箱受到的电磁铁的斥力会变强,音箱会上升,故C符合题意;
D.滑片P向左滑动,滑动变阻器接入的电阻会变大,电路中的电流会变小,通电螺线管的磁性变弱,音箱受到的电磁铁的斥力会变弱,音箱会下降,故D不符合题意。
故选C。
6.(2025·四川省广元市·)如图所示,对其所涉及的物理实验分析正确的是( )
A.图甲:用干燥的陶瓷棒连接验电器A和B,B的金属箔张角会变大
B.图乙:玻璃棒和丝绸摩擦的过程中,电荷从玻璃棒转移到丝绸
C.图丙:世界上第一个发现了电流磁效应现象的是物理学家牛顿
D.图丁:通电导体ab在磁场中受力方向与磁感线的方向无关
【答案】B
【来源】2025年四川省广元市旺苍县中考第二次诊断性测试物理试题
【解析】A.验电器的工作原理:验电器是利用同种电荷相互排斥的原理来工作的,当验电器带电时,金属箔会因为带上同种电荷而张开一定的角度,张角越大,所带电荷量越多。干燥的陶瓷棒是绝缘体,它不容易导电。当用干燥的陶瓷棒连接验电器A和B时,电荷无法通过陶瓷棒在A、B之间转移,所以B验电器金属箔的张角不会发生变化。 故A错误;
B.摩擦起电的实质是电子的转移,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。当玻璃棒和丝绸摩擦时,玻璃棒上的部分电子会转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电,丝绸因得到电子而带负电。 所以,电荷从玻璃棒转移到丝绸,故B正确;
C.1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,即通电导线周围存在磁场,这一发现揭示了电与磁之间的联系。故C错误;
D.通电导体在磁场中会受到力的作用,其受力方向与电流方向和磁感线方向都有关。当电流方向或磁感线方向其中之一发生改变时,通电导体的受力方向会发生改变。故D错误。
故选B。
7.(2025·福建省厦门市·二模)全球首颗矿用 AI 卫星在酒泉发射成功,它采用先进的 AI 无线接入网方案,优化了卫星与地面基站之间的通信。卫星通信是利用了( )
A.电磁波 B.次声波 C.超声波 D.红外线
【答案】A
【来源】2025年福建省厦门市同安区第一中学中考二模物理试题
【解析】卫星通信是利用电磁波来传递信息的。因为电磁波可以在真空中传播,能够满足卫星与地面基站之间跨越空间的通信需求 。而次声波和超声波都属于声波,声波传播需要介质,无法在真空中传播,不能用于卫星通信;红外线虽然也是电磁波的一种,但在卫星通信中,主要使用的是微波等频段的电磁波来进行大容量、远距离通信,并非主要利用红外线,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.(2025·四川省成都市·二模)旅客进入地铁安检通道时,首先将行李物品放入X射线安检设备的传送带上,工作人员通过显示器检查。X射线是( )
A.电磁波 B.超声波 C.紫外线 D.红外线
【答案】A
【来源】2025年四川省成都市温江区中考二模物理试题
【解析】X 射线是一种频率极高,波长极短、能量很大的电磁波,具有较强的穿透能力,可用于安检等领域。超声波是频率高于 20000Hz 的声波;紫外线是波长比可见光短,但比 X 射线长的电磁辐射;红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波。所以 X 射线是电磁波,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.(2025·四川省成都市邛崃市·二模)体考前,小玲同学使用手机上的人工智能软件查阅体考相关信息,手机实现信息传递主要依靠( )
A.电流 B.超声波
C.电磁波 D.次声波
【答案】C
【来源】2025年四川省成都市邛崃市中考二模物理试题
【解析】电磁波可以在真空中传播,且传播速度快,手机实现信息无线传递主要是依靠电磁波,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.(2025·四川省成都市·二模)敦煌首航熔盐塔式光热电站,如图所示,成千上万的定日镜把太阳光反射到位于塔顶的吸热器,熔盐被加热后通过管道输送到高温储罐中储存,需要发电时,高温储罐中的熔盐被泵送到热交换器,与水进行热交换使水变成高温高压的蒸汽,蒸汽驱动涡轮机旋转,涡轮机连接发电机,从而产生电能。下列说法正确的是( )
A.光热发电是将机械能转化为电能
B.电能是一次能源,太阳能是二次能源
C.熔盐吸收热量升温的目的是储蓄内能
D.热量可以自发地从水传到高温的熔盐
【答案】C
【来源】2025年四川省成都市温江区中考二模物理试题
【解析】A.光热发电是通过熔盐吸收太阳能转化为内能,驱动涡轮发电机发电,即将太阳能转化为电能,故A错误;
B.太阳能可以直接从自然界获取,属于一次能源,电能需要消耗一次能源才能得到,属于二次能源,故B错误;
C.熔盐吸收热量,温度升高,内能增大,目的是储蓄内能,故C正确;
D.热传递的方向是热量从高温物体传递到低温物体,所以热量不能自发地从水传到高温的熔盐,故D错误。
故选C。
11.(2025·四川省成都市邛崃市·二模)2024年上半年,中国汽车出口量增长31%,有望连续两年位居全球出口量第一。其中某款电动智能汽车采用内燃机与电动机混合动力系统,该款汽车启动时,内燃机不工作,电池输出能量驱动汽车。下列对电动智能汽车的分析正确的是( )
A.电动智能汽车替代燃油汽车,会增加碳的排放
B.人工智能系统所使用的芯片主要由超导体材料制成
C.电动智能汽车启动时,电池输出的电能属于二次能源
D.电动智能汽车启动时,电池的化学能直接转化为汽车的机械能
【答案】C
【来源】2025年四川省成都市邛崃市中考二模物理试题
【解析】A.电动智能汽车替代燃油汽车,会较少碳的排放,故A错误;
B.人工智能系统所使用的芯片主要由半导体材料制成,故B错误;
C.电能是消耗其它能源经过加工转换来的,属于二次能源,故C正确;
D.电动智能汽车启动时,电池将化学能转化为电能,然后通过电动机将电能转化为机械能,从而驱动汽车运行,故D错误。
故选C。
12.(2025·安徽省六安市金安区六安市·二模)2025年2月22日,我国成功将中星10R卫星发射升空,该卫星将为我国多个行业提供优质的卫星通信传输服务。下列说法中错误的是( )
A.中星10R卫星是通过电磁波传递信息
B.中星10R卫星在太空中利用的太阳能属于一次能源
C.中星10R卫星表面的复合材料具有极好的耐热性
D.中星10R卫星在太空中绕地球转动时受平衡力
【答案】D
【来源】2025年安徽省六安市金安区六安市清水河学校中考二模物理试题
【解析】A.电磁波可以在真空中传播,中星10R卫星在太空中是通过电磁波传递信息,故A正确,不符合题意;
B.太阳能可以从自然界直接获取,属于一次能源,故B正确,不符合题意;
C.中星10R卫星为了保持长期在太空中运行,其表面用的复合材料应具有极好的耐热性,故C正确,不符合题意;
D.中星10R卫星在太空中绕地球转动时做曲线运动,受非平衡力,故D错误,符合题意。
故选D。
13.(2025·四川省成都市·)1月20日,我国全超导托卡马克核聚变(EAST)实验装置实现了超亿度、1066秒的长脉冲高约束模等离子体运行,创下了托卡马克装置稳态高约束模运行新的世界纪录。下列关于核能的说法中正确的是( )
A.原子弹是利用不控制的核裂变释放能量
B.氢弹是利用加以控制的核聚变释放能量
C.目前我国建设的核电站利用了题中原理
D.太阳内部的氦原子核正在聚变释放能量
【答案】AD
【来源】2025年四川省成都市青羊区中考物理二诊试题
【解析】A.原子弹是利用重核裂变而制成的核武器,通过不可控链式反应放出巨大能量,故A正确;
B.根据氢弹的结构特点可知,氢弹是通过轻核聚变反应释放核能的,轻核聚变是不可控的,故B错误;
C.目前人类能够让核裂变为控制下平缓释放出能量,核电站都是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的,故C错误;
D.在太阳内部,氢原子核发生聚变放出巨大能量,因此太阳能发出大量的光和热,故D错误。
故选A。
二、多选题
14.(2024·山东省济南市市·二模)如图所示,1834年法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝,再将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上,通电后,发现A、B两个接头一个变热,另一个变冷,这个现象称为“帕尔帖效应”。改变电流方向,变热(冷)的接头又会转换成变冷(热)的接头。利用帕尔帖效应制成的车载电子冰箱,不需采用压缩机(电动机)和制冷剂,有制冷和制热两项功能:其制冷温度一般低于环境温度10~15℃,而其制热温度却能够高达65℃。以下说法中正确的是( )
A.“帕尔帖效应”中变冷的接头要放在电子冰箱内部
B.电子冰箱用直流电源可同时实现制冷和制热功能
C.在济南的盛夏时节电子冰箱能将饮用水制成冰块
D.相比传统冰箱,电子冰箱有轻便、污染少的特点
【答案】ABD
【来源】2024年山东省济南市市中区中考二模物理试题
【解析】A.车载冰箱制冷时,要降低冰箱内的温度,所以“帕尔帖效应”中变冷的接头要放在电子冰箱内部,故A正确;
B.改变电流方向,变热(冷)的接头又会转换成变冷(热)的接头,所以电子冰箱用直流电源可同时实现制冷和制热功能,故B正确;
C.电子冰箱的制冷温度一般低于环境温度10~15℃,在济南的盛夏时节,环境温度在30℃左右,所以电子冰箱内部温度约为15~20℃,则电子冰箱不能讲饮用水支撑变快,故C错误;
D.电子冰箱,不需采用压缩机(电动机)和制冷剂,相比传统冰箱,电子冰箱有轻便、污染少的特点,故D正确。
故选ABD。
15.(2024·河南省郑州市·二模)近年来,中国科技成就让世人瞩目,下列说法正确的是( )
A.航空航天领域用到的碳纤维复合材料具有强度大、密度小的性质
B.超导光量子计算机中的所有电子器件都是超导体材料制成的
C.空间站的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电
D.国家名片“华龙一号”核电机组是利用核聚变释放的能量来发电的
【答案】AC
【来源】2024年河南省郑州市中考二模物理试题
【解析】A.使用的碳纤维强度大,承载能力大,由m=ρV可知,体积相同时,密度小可减小航天器材的质量,故A正确;
B.超导光量子计算机中的电子器件主要是由半导体制成的,故B错误;
C.太阳能电池板,消耗太阳能,产生电能,将太阳能转化成电能,为空间站供电,故C正确;
D.核电站是利用核裂变来释放能量的,不是利用核聚变,故D错误。
故选AC。
16.(2024·山东省济南市·二模)以下关于课本插图,说法正确的是( )
A.图甲:用放大镜观察蚂蚁,利用了凸透镜成放大虚像的特点
B.图乙:露水的形成是液化现象
C.图丙:图为内燃机的做功冲程,将机械能转化为内能
D.图丁:由右手定则可知,B端为S极
【答案】AB
【来源】2024年山东省济南市长清区中考二模物理试题
【解析】A.用放大镜观察蚂蚁,蚂蚁位于凸透镜的一倍焦距以内,成放大虚像,故A正确;
B.露水是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故B正确;
C.图丙中两气门均关闭,活塞下行,是做功冲程,内能转化为机械能,故C错误;
D.图丁中电流从螺线管右端流入,根据安培定则可知B端为N极,故D错误。
故选AB。
17.(2024·山东省济南市·二模)在物理学发展的漫长历程中,不少前辈作出了卓越的贡献,正是在一代又一代科学家不懈努力下,物理学才取得了一个又一个突破性进展。下列有关物理发展的叙述正确的是( )
A.焦耳通过大量实验研究热和功的联系,为能量守恒定律的建立奠定了坚实的实验基础
B.伽利略率先用望远镜观察天空,由此得到天体运行结果支持了亚里士多德的日心说
C.牛顿发现日月星辰运转与苹果下落等有相似,建立运动定律,奠定经典物理学的基础
D.贝尔发明了电话,这是人类历史上最伟大的发明之一,使信息传播进入了新的时代
【答案】ACD
【来源】2024年山东省济南市天桥区中考二模物理试题
【解析】A.焦耳通过大量实验研究热和功的联系,为能量守恒定律的建立奠定了坚实的实验基础,故A正确;
B.伽利略率先用望远镜观察天空,由此得到天体运行结果支持了哥白尼的日心说,故B错误;
C.牛顿发现日月星辰运转与苹果下落等有相似,建立运动定律,奠定经典物理学的基础,故C正确;
D.贝尔发明了电话,这是人类历史上最伟大的发明之一,使信息传播进入了新的时代,故D正确。
故选ACD。
18.(2024·河南省安阳市·二模)我国在新能源汽车产业的许多领域遥遥领先于世界,如智能驾驶(利用先进的芯片处理车上的雷达、传感器、摄像头等识别到的周围信息并作出反馈)等领域。下列有关新能源汽车的说法正确的是( )
A.新能源汽车在刹车或下坡时能给自己充电,该过程把电能转化为机械能
B.电能是一次能源
C.智能驾驶系统所用到的芯片是由半导体材料制成的
D.激光雷达通过电磁波把车辆周围的信息扫描给智能驾驶系统
【答案】CD
【来源】2024年河南省安阳市滑县滑县老店镇第一初级中学中考二模物理试题
【解析】A.新能源汽车在刹车或下坡时能给自己充电,该过程将机械能转化电能,故A错误;
B.电能是二次能源,故B错误;
C.芯片是由半导体材料制成的,由半导体材料硅或者锗制成的,故C正确;
D.激光雷达通过电磁波把车辆周围的信息扫描给智能驾驶系统,是通过电磁波传递信息,故D正确。
故选CD。
三、填空题
19.(2025·福建省厦门市·二模)济南南部是泰山山脉余脉,降水使南部水位升高,地下水通过地下渗漏带流向北部低洼处,沿裂隙涌出地表形成泉群。泉水的形成可以用__________原理解释。人们制作了各种手工艺品来传递泉文化,如图所示的磁悬浮文创商品,利用__________磁极相互排斥实现 “泉标” 悬浮。
【答案】 连通器 同名
【来源】2025年福建省厦门市同安区第一中学中考二模物理试题
【解析】[1]泉水的形成可以用连通器原理解释。南部山区的地下水和北部低洼处的泉水可以看作是一个连通器的不同部分。根据连通器原理,当连通器内装有同种液体且液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。南部水位升高,水在重力作用下会通过地下渗漏带流向北部低洼处,当遇到合适的地质条件,如裂隙等,水就会沿裂隙涌出地表形成泉群。
[2]磁悬浮文创商品利用同名磁极相互排斥实现“泉标”悬浮。在磁悬浮文创商品中,“泉标”和底座上分别安装有磁铁,通过合理设计磁极的分布,使“泉标”和底座上相对的磁极是同名磁极,从而产生相互排斥的力,当这个排斥力与“泉标”的重力相平衡时,“泉标”就能够悬浮在空中。
20.(2025·四川省成都市邛崃市·二模)某型号新能源电动汽车的充电枪采用电磁锁定装置,充电时电磁铁通电吸合,确保接口稳定连接(如图甲)。其工作原理如图乙所示,闭合电路开关后,可判断螺线管的下端为_________极。为确保充电枪牢固锁定,需增强电磁铁的磁性,可通过向_________移动滑动变阻器的滑片来实现。
【答案】 N 左
【来源】2025年四川省成都市邛崃市中考二模物理试题
【解析】[1]从图乙可知,闭合开关时,电流从螺线管的下端流入,上端流出,根据安培定则可知,螺线管下端是N极,上端是S极。
[2]电磁铁磁性强弱影响因素:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯;在其他条件一定时,电流越大,电磁铁的磁性越强;因此为确保充电枪牢固锁定,需增强电磁铁的磁性,可增大电路中的电流,减小变阻器连入电路的电阻,故通过向左移动滑动变阻器的滑片来实现。
21.(2025·云南省保山市腾冲市·二模)小华在家里向妈妈借来一根如图所示的缝衣针,根据老师在课堂上教授的知识,将针放在磁铁上摩擦后便具有了磁性,使原来没有磁性的针获得磁性的过程叫做___________ 。他想知道针尖一端的磁极极性,妈妈仅给了他一根细线,接下来他应该 ___________ 在 ___________ 的作用下,如果观察到 ___________ 就说明针尖为磁南极。
【答案】 磁化 用细线拴住缝衣针并悬挂起来,使缝衣针静止后处于水平状态 地磁场 针尖指向南方
【来源】2025年云南省保山市腾冲市实验学校中考二模物理试题
【解析】[1]将原本没有磁性的缝衣针通过摩擦方式获得磁性的过程称为磁化。磁化是使磁性材料内部磁畴有序排列从而显现磁性的方法。
[2]为了判断针尖的磁极极性,需将缝衣针自由悬挂并保持水平状态。具体操作是用细线拴住缝衣针中部,确保其能自由旋转后静止。
[3]静止的磁针在地磁场作用下会定向排列,其指向由磁极间的相互作用决定。地磁场的南极位于地理北极附近,因此磁针的南极会指向地理南方。
[4]若观察到针尖指向南方,说明针尖受到地磁场南极吸引,根据异名磁极相吸的原理,可判定针尖为磁南极。
22.(2025·新疆维吾尔自治区吐鲁番市·调研)汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分。
(1)汽车前灯的额定电压为12V,___________(填“属于”或“不属于”)安全电压,额定功率为48W,其正常发光时电流为___________A,电流通过灯丝时,灯丝周围___________(填“存在”或“不存在”)磁场。
(2)汽车的电喇叭是靠金属膜片的___________发出声音,它主要由电磁铁构成,电磁铁的N极与电流方向可以通过___________(填“左手”或“右手”)定则进行判断,汽车向左变道前要开启左侧的灯光提示后车,汽车的左右两只变道提示灯泡以___________(填“串联”或“并联”)方式连接。
(3)某单缸四冲程汽油机的热机气缸横截面积为100cm2,活塞冲程长度为50cm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为6×105Pa,飞轮的转速为1380转/分,每分钟消耗112.5g汽油,该汽油机满负荷工作时的机械功率为___________W,汽油机将内能转化为机械能的效率为___________%。(汽油的热值为4.6×107J/kg)
【答案】(1) 属于 4 存在
(2) 振动 右手 并联
(3) 34500 40
【来源】2025年新疆维吾尔自治区吐鲁番市中考素养调研第二次模拟考试物理试题
【解析】(1)[1]对人体的安全电压是不高于36V,汽车前灯的额定电压为12V,属于安全电压。
[2]汽车前灯正常发光时电流为
[3]通电导体周围存在磁场,所以电流通过灯丝时,灯丝周围存在磁场。
(2)[1]声音是由物体的振动产生的,汽车的电喇叭是靠金属膜片的振动产生声音的。
[2]电磁铁的N极和电流的方向可以用右手定则判断,用右手握住螺线管,让四指弯曲的方向和电流的方向一致,拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
[3]汽车的左右两只变道提示灯泡可以独立工作,互不影响,它们是并联的。
(3)[1]燃气对活塞的平均压力F=pS=6×105Pa×100×10-4m2=6000N
一个做功冲程中燃气对活塞做的功W=Fs=6000N×0.5m=3000J
飞轮的转速是1380转/分,因为飞轮每转两圈对外做功一次,所以飞轮转动1380转,要对外做功690次,则燃气对活塞做的总功W总=W×690=3000J×690=2.07×106J
汽油机的功率
[2]汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=112.5×10-3kg×4.6×107J/kg=5.175×106J
汽油机把内能转化为机械能的效率
23.(2025·吉林省松原市·二模)年糕是我国的传统食物,属于农历新年的应时食品。如图是切年糕的机器:
(1)我们能从各个方向看到机器是因为发生了光的__________反射;
(2)该机器属于__________(选填“省力”或“费力”)杠杆;南南想要切年糕时更轻松,应将年糕靠近刀片__________(选填“A”或“B”)端;
(3)南南通过手机观看炒年糕的视频,手机扬声器的工作原理与__________(选填“电动机”或“发电机”)的原理相似。
【答案】(1)漫
(2) 省力 A
(3)电动机
【来源】2025年吉林省松原市前郭一中中考二模物理试题
【解析】(1)当平行光射向物体的粗糙表面时,反射光会射向各个方向,即发生漫反射现象,所以我们能从各个方向看到机器是因为发生了光的漫反射。
(2)[1]由图可知,该机器使用时,支点在前端,动力在手柄末端,所以动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。
[2]南南想要切年糕时更轻松,由杠杆平衡条件可知,则阻力臂越小,越省力,由于支点在前端,所以应将年糕靠近刀片A端。
(3)手机扬声器工作时,将电信号转换为声信号,即通电导线在磁场中受到力的作用而振动,所以手机扬声器的工作原理与电动机的原理相似。
24.(2025·湖北省荆州市·)沪渝蓉高铁的上海至南京至合肥段正在如火如荼的建设中,其中连接上海市崇明区和江苏省太仓市的崇太长江隧道设计列车时速350公里,为世界行车速度最高的水下隧道。在地下隧道这一特殊环境中,氧气报警器能监控氧气浓度的变化,避免因氧气浓度过高或过低导致的安全事故。如图是某氧气报警器的原理示意图,电阻R为气敏电阻,当氧气浓度升高时,电阻变大。闭合开关后,电磁铁上端为___________极, 当氧气浓度过高时,___________灯亮报警。(选填“A”或“B”)
【答案】 N A
【来源】2025年湖北省荆州市中考4月调考物理试题
【解析】[1]图示中,闭合开关后,电流由电磁铁的上端流入,下端流出,据安培定则知,电磁铁的上端为N极,下端为S极。
[2]当浓度过高时,气敏电阻的阻值较大,控制电路的电流较小,电磁铁的衔铁被释放,工作电路中的A灯接通,A灯亮。
25.(2025·新疆维吾尔自治区吐鲁番市·调研)无人驾驶飞机与载人飞机相比,它具有体积小、造价低、使用方便,在民用和军用领域有着非常重要的作用。
(1)四旋翼无人机利用机翼旋转时与空气发生相互作用可悬停在空中,此时空气对旋翼的作用力与旋翼对空气的作用力___________(选填“是”或“不是”)一对平衡力,此时无人机___________(选填“具有”或“不具有”)惯性,无人机携带的摄像机对地面物体进行拍照时,若焦距不变,离地面越远,地面上的物体通过凸透镜成像越___________(选填“大”或“小”)。
(2)无人机可以通过遥控系统调整飞行的速度和高度,遥控系统利用___________(选填“超声波”或“电磁波”)对无人机进行操控,无人机向上加速升空的过程中,机械能___________(选填“守恒”或“不守恒”),快速飞行的过程中,机身两侧由于空气流速较大,压强较___________。
【答案】(1) 不是 具有 小
(2) 电磁波 不守恒 小
【来源】2025年新疆维吾尔自治区吐鲁番市中考素养调研第二次模拟考试物理试题
【解析】(1)[1]空气对旋翼的作用力与旋翼对空气的作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力。
[2]任何物体都具有惯性,惯性与物体所处的状态无关,无人机悬停时,仍具有惯性。
[3]根据凸透镜成像规律可知,物距变大像距减小,像变小,焦距不变,无人机携带的摄像机对地面物体进行拍照时,离地面越远,物距越大,像距变小,像变小。
(2)[1]电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,无人机的遥控系统是利用电磁波对无人机进行操控的。
[2]无人机加速升空,高度变大,速度变大,质量不变,所以动能和重力势能变大,机械能是动能和重力势能之和,所以机械能变大,机械能不守恒。
[3]流体中,流速越大的地方压强越小;空气具有流动性,快速飞行的过程中,机身两侧空气流速大,压强小。
26.(2025·四川省泸州市·二模)据报道,2025年3月,我国第六代战斗机一歼﹣36成功亮相。六代机集成了众多先进技术,不仅在速度、隐身性能、智能化和网络化等方面有了显著提升,还引入了更多创新性的武器系统和作战模式,其亮相标志着中国航空科技的全新高度(如图所示)。歼﹣36的机翼设计是利用了空气流动速度大的地方,压强________ 的原理来提供升力,歼﹣36能隐身主要是大幅降低雷达反射面积,吸收对方雷达发射的________,从而实现电磁隐身,飞行过程中,飞行员需要带上耳罩,这是在_________减弱噪声。
【答案】 小 电磁波 人耳处
【来源】2025年四川省泸州市泸县中考二模物理试题
【解析】[1]飞机的机翼上方凸起,下方平直,这样的结构决定了当飞机启动后,机翼上方空气流速快,空气压强小;机翼下方空气流速慢,空气压强大;从而形成向上的压强差,产生向上的升力。
[2]隐身技术主要是吸收或衰减敌方雷达发射的电磁波以减少回波信号,从而实现电磁隐身。
[3]飞行员戴耳罩是通过在“人耳处”减弱噪声来保护听力,这是噪声控制的三种方法(在声源、传播途径、人耳处)之一。
27.(2025·吉林省长春市·二模)氢能被誉为“21世纪终极能源”,也是在碳达峰大背景下,加速开发利用的一种清洁能源。
(1)氢能是通过将一些能源(如水、天然气等)经过化学反应转化为氢气,再通过氢气燃烧或其他方式释放出能量的一种能源,所以,氢能是___________次能源。
(2)氢燃料电池是氢能的一个重要应用,电池内部发生化学反应将化学能转化为___________能。
(3)2024年4月氢燃料电池卡车首次穿越全国最长氢能走廊,卡车行驶过程中,不断消耗氢气,氢气在减少过程中其热值___________。当卡车突然刹车,车轮停止转动向前滑行时,车轮与地面之间的摩擦力将比正常行驶时___________。
(4)氢动力卡车在平直公路上匀速行驶平均功率为180kW,行驶1h获得机械能___________J,若同样多的机械能由内燃机提供,内燃机效率为40%,需要汽油___________kg(保留整数,汽油热值为)。
【答案】(1)二
(2)电
(3) 不变 变大
(4) 35
【来源】2025年吉林省长春市东北师大附中中考二模物理试题
【解析】(1)氢能是通过将一些能源(如水、天然气等)经过化学反应转化为氢气,再通过氢气燃烧或其他方式释放出能量的一种能源,氢能不能直接得到,需要消耗一次能源才能得到,氢能是二次能源。
(2)电池能将其它形式的能量转化为电能,氢燃料电池是氢能的一个重要应用,电池内部发生化学反应将化学能转化为电能。
(3)[1]热值是燃料的属性,至于燃料的种类有关,与燃料的质量无关,氢燃料卡车行驶过程中,不断消耗氢气,氢气在减少过程中其热值不变。
[2]当卡车突然刹车,车轮停止转动向前滑行时,车轮有滚动变滑动,车轮与地面之间的摩擦力将比正常行驶时变大,即滑动摩擦大于滚动摩擦。
(4)氢动力卡车在平直公路上匀速行驶平均功率为180kW,行驶1h获得机械能
若同样多的机械能由内燃机提供,内燃机效率为40%,内燃机提供的能量
需要汽油的质量
28.(2025·湖北省黄石市·调研)如图,是全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组及基础平台——“三峡引领号”。该平台与北斗系统建立关联,利用___________(选填“超声波”或“电磁波”)向工作人员传递平台运动的动态信息。该平台引领我国海上风电行业走向深海,风能是___________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】 电磁波 可再生
【来源】2025年湖北省黄石市中考四月调研考试物理试题
【解析】[1]由于电磁波传播范围广,速度快,电磁波能在真空中传播,故“三峡引领号”与北斗系统建立关联,是利用电磁波向工作人员传递信息的。
[2]由于风能是能够源源不断的从自然界得到的能源,所以风能属于可再生能源。
四、实验题
29.小明利用如图所示装置探究“导体在磁场中产生电流的条件”。
(1)他是通过观察灵敏电流表______来判断是否产生感应电流的;
(2)小明猜想产生感应电流的条件之一是磁铁或闭合回路的一部分导体运动。他猜想的依据是:若不运动就能产生感应电流,______能量守恒定律(选填“违背”或“不违背”);
(3)小明通过实验发现,使金属棒ab左右运动时,灵敏电流表指针发生偏转,使金属棒ab上下运动时,灵敏电流表指针不发生偏转,经过多次尝试,由此他得到的导体在磁场中产生感应电流的条件是:当闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时,导体中就会产生感应电流;
(4)使金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流表指针向右偏转;保持磁场方向不变,使金属棒ab向右做切割磁感线运动,灵敏电流表指针向左偏转,小明探究的问题是:______。
【答案】(1)指针是否偏转
(2)违背
(3)切割磁感线
(4)感应电流的方向与导体运动的方向是否有关
【来源】2024年河南省中考二模物理试题
【解析】(1)根据转换法,实验时,通过观察电流表的指针是否偏转,来确定电路中是否产生感应电流。
(2)不运动就能产生感应电流,即说明凭空产生电能,违背了能量守恒定律。
(3)使金属棒ab左右运动时,切割磁感线,灵敏电流表指针发生偏转,使金属棒ab上下运动时,不切割磁感线,灵敏电流表指针不发生偏转,则可知:当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
(4)保持磁场方向不变的情况下,让金属棒ab沿水平向左做切割磁感线运动时, 灵敏电流表指针向右偏转; 让金属棒ab沿向右做切割磁感线运动时, 灵敏电流表指针向相反的方向偏转, 改变的是导体运动方向, 因此探究的是感应电流的方向与导体运动的方向是否有关。
30.(2025·福建省厦门市·二模)小林学习了电磁感应原理后,想到地球是一个巨大的磁体,于是他和同学利用一根长导线等器材形成闭合电路。两名同学摇动导线,就能利用地磁场将我们日常运动的能量转化为可利用的电能。
(1)考虑到产生的电流较小,在如图甲所示的实验装置中,需在导线夹间接入的电路元件是__________。
(2)实验中发现,当顺时针摇导线转动一周的过程中,电表指针先向右偏转后向左偏转,这是因为感应电流的方向与__________有关。
(3)与本实验原理相同的是__________(选填 “电动机” 或 “发电机”)。
(4)通过多次实验,他们可以发现按照图乙选项__________的方向站立转动导线更容易产生感应电流。
(5)小林和同学发现,两位摇绳的同学拉动导线上下抖动时,产生感应电流的大小和转动导线时不同,请你依据此现象猜想,感应电流的大小与__________有关。
【答案】(1)灵敏电流计
(2)导体切割磁感线的方向
(3)发电机
(4)A
(5)导体切割磁感线的速度
【来源】2025年福建省厦门市同安区第一中学中考二模物理试题
【解析】(1)因为产生的电流较小,为了能够检测到微小电流,需在导线夹间接入的电路元件是灵敏电流表。
(2)当顺时针摇导线转动一周的过程中,导线切割磁感线的方向发生了变化,电表指针先向右偏转后向左偏转,说明感应电流的方向发生了改变,这是因为感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。
(3)本实验是利用导线在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流,这是电磁感应现象。发电机是根据电磁感应原理制成的,而电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,所以与本实验原理相同的是发电机。
(4)地球磁场的方向是南北方向,当导线切割磁感线时更容易产生感应电流,所以按照南北方向站立转动导线,导线更易切割磁感线,更容易产生感应电流,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(5)两位摇绳的同学拉动导线上下抖动时,与转动导线时相比,导线切割磁感线的速度可能不同,产生感应电流的大小不同,由此可以猜想,感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关
31.(2025·辽宁省鞍山市·三模)每年进入汛期,多地会发生强降雨,导致河流水位上涨。鞍山市育才中学的物理科技小组围绕“监测水位”主题设计了多个监测水位的方案,进行多种“项目化设计”活动。
【项目分解】(1)设计水位监测系统;(2)设计水位报警系统。
【项目实施】
方案1、光学水位自动监测系统设计
如图甲所示是浩然设计的光学水位自动监测装置,在水面上方水平放置刻度尺,现一束光经反射后的光斑在A处,若水面上升则反射的光斑会向A的_______(选填“左侧”或“右侧”)偏移,根据光斑在刻度尺上的移动位置判断水位。
方案2、水位监测的力电整合设计
如图乙所示为大鹏设计的浮力水位监测电路,电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置(最大阻值40Ω),浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动,当电流表的示数达到某一数值时提醒水位达到警戒值。R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系如图丙所示,与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丁所示。大鹏结合代数的函数知识分析得出水位显示仪的刻度________(选填“均匀”或“不均匀”)的结论,再进一步分析得出滑动变阻器的最大电功率是_______W;当水位达到警戒水位时,电压表的示数为_______V。
【项目拓展】
方案3、水位监测与报警电路的整合设计
如图戊所示是小雯设计兼有水位监测和报警的电路,绿灯为安全指示灯,电铃和红灯为报警器,R1为定值电阻,R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒,滑片P可以在电阻棒上自由滑动,并与浮子用竖直的绝缘杆连接,可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值,从而可通过电流表的示数来反映水位的高低。当滑片P指向R2的中点时,水位达到警戒值,电磁铁吸下衔铁报警。当减小R1的阻值,警戒水位会变_______(选填“高”或“低”)。通过正在工作的电灯的电流_______(选填“是”或“不是”)连续的。
【展望与优化】
同学们展开“头脑风暴”,充分利用学过的物理知识,积极参与探究活动,学研结合,创新无限,期待我们能获得更多突破性的科研成果。
【答案】 左侧 不均匀 0.45 4 低 不是
【来源】2025年辽宁省鞍山市育才中学中考三模物理试题
【解析】[1]由于光源位置不变,则入射光线方向不变,即激光射入的角度不变,水面上升时,入射点左移,根据光的反射定律可知反射角不变,故光斑位置左移。
[2][3][4]由图甲可知,闭合开关,定值电阻R0和滑动变阻器R滑串联,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压;当变阻器接入电路的阻值为0时,电路为定值电阻的简单电路,由欧姆定律可知电路中的电流最大,由图丙可知电路中的最大电流为0.3A,此时定值电阻两端的电压为6V,故电源电压为6V, 根据欧姆定律可知定值电阻R0的阻值
接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙,由乙图可知,……①
……②
两式联立可得,
则接入电路的阻值随水位的变化关系:
由此可知水位显示仪的刻度是不均匀的。
当水位达到警戒水位25cm时,滑动变阻器接入电路的电阻为
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,电路的总电阻
根据欧姆定律可得通过电路的电流
串联电路的电流相等,电压表示数就为
滑动变阻器消耗的功率
所以,当时,滑动变阻器的功率最大,为
[5]电磁铁刚好吸下衔铁的电流不变,电源电压不变,由欧姆定律可知电路的总电阻不变,若减小R1的阻值,电阻棒R2的阻值会增大,滑片P会向下移动,警戒水位会变低。
[6]该电路报警时,红灯和电铃并联接入电路中,通过灯泡有电流,通过电铃的电磁铁有电流,电磁铁会吸引衔铁,斜铁把工作电路断开,灯泡不发光,通过灯泡和电铃无电流,电磁铁不具有磁性,衔铁在弹簧的作用下恢复原状,接通工作电路,所以该电路报警时,通过正在工作的电灯的电流是不连续的。
32.(2025·广东省深圳市·二模)在劳动中,同样重的物体,用手提起体积大的要更吃力一些,为了弄清其中的物理原理,同学们开展了“人体中的杠杆”跨学科实践活动。
(一)探索人体中的杠杆
(1)用手提起重物,桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动,如题30图甲所示。桡骨可以简化为杠杆,该杠杆的支点在___________,为___________(选填“省力” “费力”或“等臂”)杠杆。同样重的物体,用手提起体积大的要更吃力一些,是因为物体体积越大,物体的重心离身体更远,相当于阻力臂变___________;
(2)如图乙所示,当人单脚踮起时,可以看成杠杆OAB,O为支点。人的重力作用在 B点,小腿肌肉群产生的动力F作用在A点,B是OA中点。若F的大小为300N,则人的质量为______kg。 (g=10N/ kg)
(3)如图丙所示,头颈部可以看成一个颈椎支撑的杠杆。为了更好地保护颈椎,请写出一条有效的办法:_________;
(二)探讨人形机器人对杠杆的应用
2025年春晚,《秧BOT》舞蹈中,人形机器人与演员共舞秧歌,如图丁所示。人转手绢时速度是由慢到快,但人形机器人却能在短时间使手绢高速旋转,秘密就在于它的关节扭矩大。扭矩(T)等于力(F)与力臂(l)的乘积,即 。人形机器人单脚关节扭矩可达360N·m, 单只手臂关节扭矩可达75N·m。
(4)电动机是机器人各关节的核心动力装置,下列图中能说明其工作原理的是___________;
(5)不同关节的电动机之间是___________联连接(选填“串”或“并”);
(6)人形机器人的前臂相当于一根杠杆 OA,简化图如图戊所示,测得 OA 长0.3m。人形机器人用单手运某货物,前臂OA 从水平位置。 绕O 点顺时针缓慢转动到竖直位置 转动过程中,阻力 的大小和方向不变,手臂关节扭矩大小与阻力扭矩大小保持相等,且其中某一位置关节扭矩达到最大值(忽略前臂的重力、关节处摩擦力和空气阻力)。前臂转动 至图戊位置时,阻力 的扭矩(T)为___________。
【答案】 肘关节 费力 大 60 见解析 B 并 3.75
【来源】2025年广东省深圳市龙华区中考二模物理试题
【解析】(1)[1]该杠杆绕肘关节转动,因此支点是肘关节。
[2]用手提起重物时,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,动力大于阻力为费力杠杆。
[3]物体体积越大,物体的重心离身体更远,阻力臂变大,因此用手提起体积大的要更吃力一些。
(2)[4]图中重力的力臂与动力F的力臂之比等于OB与OA之比,根据杠杆平衡条件可得,
解得
则人的质量为
(3)[5]据图可知,头越低,阻力力臂越大,根据杠杆平衡条件可知,颈椎受到的压力越大,因此为了更好地保护颈椎,尽量减小低头角度,低头时间长了要抬头休息。
(4)[6]电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用,将电能转化为机械能,因此B符合题意。
(5)[7]不同关节的电动机可以单独工作,因此是并联的。
(6)[8]已知单只手臂关节扭矩可达75N·m,图戊中,当前臂转动 时,此时阻力臂力变为原来的一半,阻力不变,则阻力 的扭矩为
33.(2023·山西省吕梁市孝义市·三模)爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器,小华发现在路由器周围不同位置,Wi﹣Fi分析仪检测到的信号强度不同,影响信号增强效果的因素有哪些呢?小华作出如下猜想:
猜想一:与信号增强器的材料有关;
猜想二:与信号增强器的凹面朝向有关;
为了验证猜想一,小华进行了如下实验:“黑管”发出稳定信号后,将不同材质的信号增强器凹面朝向Wi﹣Fi分析仪,同时直线移动分析仪直到接收到50dB信号强度,测出分析仪到路由器的距离,记录数据如下表:
材质
无
陶瓷
不锈钢
铁
铝
分析仪到路由器距离
6m
9m
13m
14m
16m
(1)实验中可以通过______反映它的增强效果;分析表中数据可知:相同条件下,______材质的增强效果更好一些;
(2)为了验证猜想二,小华等“黑管”发出稳定信号后,分析信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处用Wi﹣Fi分析仪检测信号强度,发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧,这说明猜想二是______(选填“正确”或“错误”)的;
(3)实验后,小华认为碗状信号增强器对路由器信号的增强效果除了跟材料有关,可能还跟其他因素有关;他另取一个大小形状均相同的铝制碗状信号增强器,将它的表面用刀划成坑坑洼洼,进行实验;这样操作的目的是研究碗状信号增强器对路由器信号的增强效果与______是否有关。
【答案】 分析仪到路由器距离 铝 正确 信号增强器表面的粗糙程度
【来源】2023年山西省吕梁市孝义市中考三模物理试题
【解析】(1)[1]实验中可以通过分析仪到路由器距离反映它的增强效果,距离越大,效果越好。
[2]分析表中数据可知:相同条件下,铝材质的增强效果更好一些。
(2)[3]发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧,这说明猜想二是正确的。
(3)[4]小华另取一个大小形状均相同的铝制碗状信号增强器,将它的表面用刀划成坑坑洼洼,进行实验;这样操作的目的是研究碗状信号增强器对路由器信号的增强效果与信号增强器表面的粗糙程度是否有关。
五、计算题
34.(2024·江苏省盐城市·三模)在跨学科实践课上,制作一个简易空气质量检测仪。如图乙所示的空气质量检测仪的电路,其中定值电阻R0=20Ω,电源电压U恒为6V不变,用电流表示数表示对应空气质量指数;闭合开关S,当电流表示数为0.15A时,电路报警,此时电磁铁把衔铁B吸下来,净化系统开始工作,电磁铁中线圈的电阻不计。气敏电阻值R随空气质量指数K的关系如图甲所示:
(1)当空气质量指数K为50时,电阻R0两端的电压;
(2)当电路报警时,气敏电阻R的电功率;
(3)若想让仪器检测更加灵敏,使空气质量指数K为150时电路就报警,请提出合理化建议(通过计算说明)。
【答案】(1)1V;(2)0.45W;(3)见解析
【来源】2024年江苏省盐城市两校联考中考三模物理试题
【解析】解:(1)闭合开关S后,当空气质量指数K=50时,气敏电阻R的阻值为100Ω,根据串联分压规律可得
代入数值得
解得U0=1V。
(2)当电流表示数为0.15A时,电路报警,电路中的总电阻为
所以气敏电阻接入电路中的阻值为
R′=R总-R0=40Ω-20Ω=20Ω
由图乙可知,此时气敏电阻接入电路的阻值为20Ω,此时气敏电阻R消耗的功率为
P=I2R′=(0.15A)2×20Ω=0.45W
(3)使空气质量指数K为150时,气敏电阻接入电路的阻值为R′′=30Ω,电路报警电流不变,仍为0.15A,则此时电路中的总电阻仍为40Ω,所以R0接入的阻值为
R0′=R总- R′′=40Ω-30Ω=10Ω
所以可以将定值电阻R0换成10Ω的。如果不更换电阻,需电路报警电流不变,仍为0.15A,则电源电压为
U=I(R0+ R′′)=0.15A×(20Ω+30Ω)=7.5V
所以也可以将电源电压调为7.5V。
答:(1)当空气质量指数K为50时,电阻R0两端的电压为1V;
(2)当电路报警时,气敏电阻R的电功率0.45W;
(3)若想让仪器检测更加灵敏,使空气质量指数K为150时电路就报警,可以将定值电阻换成10Ω或将电源电压调为7.5V。
35.某科技小组设计了一个检测水库水位的模拟报警装置,图甲为其模拟电路图。在水库底部竖直放置(与水库底部未密封)质量为50kg、底面积为0.025m2的圆柱形浮块(足够高),上端通过轻杆与力敏电阻R1接触,R1的阻值与压力的关系如图乙所示,水库中无水时,R1不受力。控制电路的电源电压为24V,R0为定值电阻,当控制电路中的电流I≥50mA时,衔铁被吸下,报警红灯亮。已知ρ水=1.0×103kg/m3,不计轻杆质量、线圈电阻及其能量损耗。
(1)报警红灯恰好亮起时,求控制电路的电功率;
(2)当水位达到10m时,求力敏电阻受到的压力;
(3)若设置警戒水位为10m时,报警红灯恰好亮起,求定值电阻R0的阻值;
(4)若将定值电阻R0的阻值调大,应该如何调整电源电压才能使警戒水位不变?
【答案】(1)1.2W;(2)2000N;(3);(4)增大电源电压
【来源】2024年福建省初中学业水平考试物理试卷(定心卷)
【解析】解:(1)报警红灯恰好亮起时,电流为50mA,则控制电路的电功率为
(2)当水位达到10m时,圆柱形浮块受到的浮力为
圆柱形浮块受到的重力为
则圆柱形浮块受到的压力为
力的作用是相互的,所以力敏电阻受到的压力也为2000N。
(3)控制电路中,、串联。力敏电阻受到的压力为2000N时,由乙图可知此时,此时电流为50mA,则总电阻为
则此时定值电阻R0的阻值为
(4)警戒水位不变,则阻值不变,若将定值电阻R0的阻值调大,则总电阻变大,恰好报警时的电流不变,根据可知电源电压变大。所以若将定值电阻R0的阻值调大,应该增大电源电压才能使警戒水位不变。
答:(1)报警红灯恰好亮起时,控制电路的电功率为1.2W;
(2)当水位达到10m时,力敏电阻受到的压力为2000N;
(3)若设置警戒水位为10m时,报警红灯恰好亮起,定值电阻R0的阻值为;
(4)若将定值电阻R0的阻值调大,应该增大电源电压才能使警戒水位不变。
36.(2024九下·江苏省南京市·三模)如图所示,某同学设计的电加热器具有高、低温切换功能,切换时,电磁继电器内的电流均为20mA。已知该电加热器工作电压U1=220V,控制电路电压U=6V,电热丝R1=44Ω、R2=2156Ω,定值电阻R0=600Ω,R为热敏电阻,电磁继电器线圈电阻不计。
(1)由题意可知,热敏电阻R的阻值随着该加热器内温度升高而__;
(2)该加热器高温加热时,消耗的电功率为多少__?
(3)高、低温切换过程中,热敏电阻R的阻值变化范围为多少__?
(4)若要给电路加一个保温工作指示灯,则指示灯应该接在图中__位置(选填“甲”或“乙”),且该灯的电阻相对于R2来说要较__。
【答案】 减小 1100W 300Ω-600Ω 乙 大
【来源】2024年江苏省南京市江宁区竹山中学九年级下学期三模考试物理试卷
【解析】解:(1)[1]随着锅内温度升高,控制电路的总电流增大,总电阻减小,所以热敏电阻R阻值减小。
(2)[2]由题和图示知,闭合开关S1、S2,触点D与E接触为煮饭状态,此时R2被短路,只有R1接入电路中,所以电加热器加热时消耗的电功率
(3)[3]加热器高温加热时,R0被断路,电路中只有R接入电路中,此时R的阻值最小为
加热器保温时,衔铁被吸下,R0和R并联,流经R0的电流
流经R的电流
此时R的阻值最大为
故热敏电阻R的阻值变化范围为300Ω-600Ω。
(4)[4]保温时R2才接入电路,加热时R2被短路,所以指示灯应放在图中的乙处。
[5]指示灯与R2并联时,并联后的总电阻比并联的每个电阻都小,即比最小的电阻还要小;若指示灯的电阻比R2小,总电阻更小;若指示灯的电阻比R2大,总电阻只比R2小,所以选择阻值比R2更大指示灯,总电阻的变化越小,这样对保温功率的影响较小。
答:(1)热敏电阻R的阻值随着该加热器内温度升高而减小;
(2)该加热器高温加热时,消耗的电功率为1100kW;
(3)高、低温切换过程中,热敏电阻R的阻值变化范围为300Ω-600Ω;
(4)若要给电路加一个保温工作指示灯,则指示灯应该接在图中乙位置,且该灯的电阻相对于R2来说要较大。
37.(2024·山东省泰安市·二模)为了便于给婴幼儿冲泡奶粉,某品牌推出了一款恒温调奶器,如图甲所示,可以将水温保持在一个固定的范围内。其工作原理如图乙所示,由控制电路和工作电路共同组成。工作电路中加热电阻R的阻值为44Ω;控制电路中电源电压U1=12V,R2为调温电阻,阻值可手动调整;R1为半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度t变化的图像如图丙(为一次函数):电磁铁线圈内阻忽略不计。当线圈中电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸下;当线圈中的电流小于或等于40mA时,继电器的衔铁被释放。求:
(1)工作电路正常工作的电功率是多少?
(2)在调奶器内装入2L初温20℃的凉开水,100s后升温到31℃,则此过程加热效率是多少?
(3)若调温电阻R2的阻值为50Ω,则此时水温会保持在怎样的范围内?
(4)小明想将该调奶器改造成能将水温保持在50~55℃的保温水杯,通过精密的计算,他同时改变了控制电路的电源电压U₁和调温电阻R2的阻值,成功实现了改装,请求解改装后的U1和R2的大小?
【答案】(1)1100W;(2)84%;(3)36℃~42℃;(4)10V,140Ω
【来源】2024年山东省泰安市岱岳区中考二模物理试题
【解析】解:(1)根据可得,工作电路正常工作的电功率是
(2)凉开水的体积为
根据可得,凉开水的质量为
根据可得,凉开水吸收的热量为
加热消耗的电能为
则此过程加热效率是
(3)由图丙可知,R1的阻值随温度t变化的图像为一次函数,设R1的阻值随温度t变化的关系式为
把t=0℃,R1=610Ω代入可得
①
把t=26℃,R1=350Ω代入可得
②
联立①②解得,,因此R1的阻值随温度t变化的关系式为
控制电路中,两电阻串联,若调温电阻R2的阻值为50Ω,当线圈中电流等于50mA时,继电器的衔铁被吸下,调奶器不加热,根据串联电路的特点和欧姆定律可得,此时热敏电阻的阻值为
此时的水温为
当线圈中电流等于40mA时,继电器的衔铁释放,调奶器加热,根据串联电路的特点和欧姆定律可得,此时热敏电阻的阻值为
此时的水温为
综上,若调温电阻R2的阻值为50Ω,则此时水温会保持在36℃~42℃的范围内。
(4)由(3)可知,当t3=50℃,控制电路电流为;当t4=55℃,控制电路电流为;当t3=50℃,热敏电阻的阻值为
假设电源电压为,调温电阻为,根据串联电路的特点和欧姆定律可得,此时的电源电压为
③
当t4=55℃,热敏电阻的阻值为
根据串联电路的特点和欧姆定律可得,此时的电源电压为
④
联立③④解得:,。
答:(1)工作电路正常工作的电功率是1100W;
(2)此过程加热效率是84%;
(3)若调温电阻R2的阻值为50Ω,则此时水温会保持在36℃~42℃的范围内?
(4)改装后的U1为10V,R2的大小为140Ω。
六、综合题
38.(2025·河南省郑州市登封市·二模)图甲是某型号能设定加热温度的家用电油炸锅,其简化电路如图乙所示。已知控制电路电源电压恒为12 V,电阻R2置于温度监测区域,它的阻值随温度变化的关系如图丙所示,通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度。当加热温度设定为 150℃,R3的阻值调为90Ω时,闭合开关S,电磁继电器(忽略线圈的电阻)的衔铁被吸下,工作电路接通,电热丝R1开始加热凉油,直到温度达到150℃时,电磁继电器的衔铁被弹开,停止加热。已知衔铁被弹开时控制电路中电流为I,问:
(1)加热时,油的温度越高,电磁铁的磁性越________(选填“强”或“弱”);
(2)衔铁刚被弹开时,控制电路的电流I为多少?
(3)当R3的阻值调为70Ω时,对应的加热温度设定为多少?
(4)工作电路的电源电压为220 V,正常工作时,工作电路的总电流为5.51 A,指示灯支路的电流为0.01 A,R1的额定电功率为多少?
【答案】(1)弱
(2)0.1A
(3)200℃
(4)1210W
【来源】2025年河南省郑州市登封市中考二模物理试题
【解析】(1)由图乙得,控制电路中,R2、变阻器R3、电磁铁串联;由图丙得,油的温度越高,R2阻值越大,此时控制电路的电阻越大,控制电路的电流越小,通过电磁铁的电流越小,电磁铁的磁性越小。
(2)温度达到150℃时,电磁继电器的衔铁被弹开,此时R2的阻值为30Ω,此时控制电路的总电阻为
根据欧姆定律,控制电路的电流为
(3)当时,电磁继电器的衔铁被弹开时,R2的阻值变为
由图丙得,对 应 温 度 为200℃,即对应的加热温度设定为200℃。
(4)工作电路中,指示灯与定值电阻串联后再与R1并联,由并联电路电流特点得,R1的电流为
R1的额定电功率为
39.(2025·广东省韶关市·二模)近年来电动自行车数量急剧增加,为保障骑行安全,新国标《电动自行车安全技术规范》规定其最高车速不超过25km/h。某科创小组设计了超速报警装置,其简化电路(未连接完整)如题图甲所示。该装置由传感电路和执行电路两部分组成,传感电路中电源电压为12V,定值电阻R=6Ω,当车速在10~40km/h时,通过自动控制让可变电阻的阻值与车速之间的关系如题图乙所示。闭合开关S,当车速km/h时,绿灯正常发光;当车速km/h时,红灯正常发光,报警器工作。已知报警器和两灯的额定电压均为220V,电磁铁线圈的电阻忽略不计。
(1)由题图乙可知,的阻值随车速的增大而________;
(2)传感电路中电流越大,电磁铁的磁性越______;
(3)题图甲中的B灯为______灯;
(4)闭合开关S,当v=20km/h时,通过电磁铁线圈的电流为______A;
(5)用笔画线代替导线,将题图甲所示电路连接完整,要求导线不能相交。
【答案】(1)减小
(2)强
(3)红
(4)0.75
(5)
【来源】2025年广东省韶关市乳源瑶族自治县中考二模物理试题
【解析】(1)由图乙可知,车速越大,的阻值越小,即的阻值随车速的增大而减小。
(2)控制电路中,传感器和电磁铁串联,传感电路中电流越大,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。
(3)当车速km/h时,绿灯正常发光;当车速km/h时,红灯正常发光,报警器工作,由图乙可知,车速较大时,电阻Rp的阻值较小,电路中的电流较大,电磁铁的磁性较强,电磁铁的衔铁被吸下,报警器和灯泡B同时工作,所以B灯是红灯。
(4)当v=20km/h时,电阻Rp的阻值Rp=10Ω,通过电磁铁线圈的电流为
(5)由图乙可知,车速较小时,电阻Rp的阻值较大,电路中的电流较小,电磁铁的磁性较弱,动触点和上面的静触点连接,绿灯亮,车速较大时,电阻Rp的阻值较小,电路中的电流较大,电磁铁的磁性较强,电磁铁的衔铁被吸下,报警器和红灯B同时工作,如图所示:
40.2025年春节联欢晚会上,一群穿着花棉袄的智能机器人,活力起舞,彰显国产科技魅力。如图所示,机器人质量约为48kg,g取10N/kg。试问:
(1)为保证演出效果,便于监控机器人的工作状态,机器人通过________(选填“电磁波”或“超声波”)将工作数据传递到控制系统。机器人脚底的防滑纹路是通过增大________来增大摩擦力;
(2)这些机器人从后台到舞台需要匀速穿过一段30m的平直通道,用时25s。若它在运动过程中所受的平均阻力为12N。求机器人的步行速度和牵引力所做的功________;
(3)若机器人双脚与地面的总接触面积为300cm2,当机器人双脚站立在水平舞台上时,对舞台的压强是多少________?
【答案】(1) 电磁波 接触面的粗糙程度
(2)1.2m/s,360J
(3)1.6×104Pa
【来源】2025年宁夏中宁县中考二模物理试题
【解析】(1)[1]机器人通过电磁波将工作数据传递到控制系统。电磁波可以在空气中远距离传输信号,而超声波主要用于短距离测距或成像,不适合数据传输。
[2]机器人脚底的防滑纹路是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)机器人的步行速度
机器人匀速运动时,牵引力F等于阻力f,即F=f=12N
牵引力做功W=Fs=12N×30m=360J
(3)机器人的质量为48kg,重力为G=mg=48kg×10N/kg=480N
机器人双脚站立时,对舞台的压力等于其重力,即F压=G=480N
双脚与地面的总接触面积为300cm2=0.03m2
对舞台的压强
41.(2025·吉林省松原市·二模)南京石臼湖特大桥以“天空之镜”的美景成为网红打卡地。
(1)桥在水中的倒影看上去比桥暗,是因为一部分光发生了__________进入水中;
(2)桥上设置有太阳能雷达测速仪,它是通过__________波将信息传递到云平台的。太阳能是__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(3)泛舟湖上,戴着冰袖可以减少阳光中__________外线的照射,避免伤害皮肤。
【答案】(1)折射
(2) 电磁 可再生
(3)紫
【来源】2025年吉林省松原市前郭一中中考二模物理试题
【解析】(1)桥在水中的倒影是光的反射形成的,而光从空气斜射入水中时,在发生反射的同时也会发生折射,故桥在水中的倒影看上去比桥暗。
(2)[1]桥上设置有太阳能雷达测速仪,它是通过电磁波将信息传递到云平台的。
[2]太阳能可以在自然界里源源不断的得到补充,所以属于可再生能源。
(3)根据紫外线的特点可知,适量的紫外线能合成维生素D,促使钙的吸收,但过量的紫外线对身体是有害的,有可能诱发皮肤癌,因此冰袖可以遮挡阳光,能防止紫外线对人皮肤的侵害。
七、科普阅读题
42.(2025·广东省深圳市·二模)阅读下列短文,回答问题。
神州回程之旅——北京时间2024年11月4日1时24分,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。此次神舟十八号飞船返回地球依旧采用快速返回的技术,经过四个阶段,大约历时50分钟着陆到地面。
制动减速阶段:要使飞船返回地面,首先通过降低飞船的飞行速度,使其脱离原来的飞行轨道,从近400公里的圆形轨道,调整为近地点低于100公里的椭圆轨道,为返回地球做好前期准备。
自由滑行阶段:进入返回轨道后,返回舱与推进舱组合体以无动力飞行状态自由下降。当返回舱与推进舱组合体高度降至距离地面145千米时,推进舱和返回舱分离,推进舱在大气层中烧毁,返回舱继续下降。
再入大气层阶段:返回舱高速冲入大气层,与空气摩擦形成等离子区,高温高压的电离气体层包裹在返回舱表面,屏蔽了电磁波,使返回舱与地面失去联系,称为“黑障区”。对于黑障区的经历,神舟十六号航天员朱桂柱幽默地形容“一路火花带闪电,仿佛坐在太上老君的炼丹炉里”。
回收着陆阶段:距地面约10公里时,静压高度控制器触发,引导伞、减速伞、主伞依次打开,在距地1米时反推发动机点火,将落地速度降至安全范围,实现平稳着陆。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)返回舱高速冲入大气层,空气粒子会强烈撞击返回舱的表面,在这个过程中,返回舱的表面将会产生最高超过2000℃的高温,这时通过__________的方式改变了返回舱表面内能。下列四幅图中,汽油机的__________冲程(填冲程名称)和该过程的能量转化是一致的;
(2)飞船在轨道上运行时,若所受的力全部消失,飞船将__________;
(3)在“黑障”区返回舱无法与地面人员进行通讯的原因是:__________________;
(4)在距地1米时开启着陆反推发动机,将落地速度降低到一定范围,实现安全着陆。用到的物理知识与生活中哪些事例是一致的,请举一例:__________________。
【答案】(1) 做功 压缩
(2)做匀速直线运动
(3)见解析
(4)见解析
【来源】2025年广东省深圳市福田区中考二模物理试题
【解析】(1)[1][2]当返回舱高速冲入大气层时,空气粒子会强烈撞击返回舱的表面,空气对返回舱做了功,通过做功的方式改变了返回舱的内能,温度急剧升高,该过程机械能转化为内能。汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能。由图可知,A图两气门关闭,活塞向上运动,为压缩冲程。
(2)飞船在轨道上运行时,由牛顿第一定律可知,若所受的力全部消失,飞船将做匀速直线运动。
(3)返回舱是通过电磁波与地面人员进行通讯,在“黑障”区,返回舱高速冲入大气层,与空气摩擦形成等离子区,高温高压的电离气体层包裹在返回舱表面,屏蔽了电磁波,故返回舱无法与地面人员进行通讯。
(4)在距地1米时开启着陆反推发动机,将落地速度降低到一定范围,实现安全着陆,用到的知识是力的作用是相互的,生活中划船时,浆向后推水,水对船施加一个向前的反作用力,使船前进。
43.(2025·山西省长治市·模拟)阅读短文,回答问题。
白鹤滩水电站白鹤滩水电站位于四川省凉山州宁南县和云南省昭通市巧家县境内,是金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级电站,具有以发电为主,兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。
水库正常蓄水位825米,相应库容206亿立方米。白鹤滩水电站安装有16台中国自主研制、全球单机容量最大的功率百万千瓦水轮发电机组,总装机容量1600万千瓦。多年平均发电量亿千瓦时。电站2013年主体工程正式开工,2021年6月28日首批机组发电。同年8月,白鹤滩水电站7号机组顺利通过72小时试运行,正式投入商业运行。白鹤滩水电站建成后,为仅次于三峡水电站成为中国第二大水电站和世界第二大水电站,能够满足约7500万人一年的生活用电需求,可替代标准煤约1968万吨,减排二氧化碳约5200万吨。
白鹤滩水电站16台百万千瓦水轮发电机全部投产发电,标志着我国长江全面建成世界最大清洁能源走廊。
(1)水能属于___________(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)白鹤滩水电站的总装机容量为___________,其物理意义是___________;
(3)建成后的白鹤滩水电站的年发电量可替代的标准煤完全燃烧可以放出___________ J热量,请你分析影响水电站发电功率的因素___________。(标准煤的热值取3.0×107J/kg)
【答案】(1)可再生
(2) 1600万千瓦 每秒发电1600万千焦
(3) 5.904×1017 见解析
【来源】2025年山西省长治市部分学校中考模拟预测物理试题
【解析】(1)发电所利用的水能可以源源不断从自然界获取,因此属于可再生能源。
(2)[1]由题干信息可知白鹤滩水电站的总装机容量为1600万千瓦。
[2]由电功率的定义可知,其物理意义为每秒发电1600万千焦。
(3)[1]由题干信息可知建成后的白鹤滩水电站的年发电量可替代的标准煤的质量为1968万吨,这些标准煤完全燃烧可以放出的热量为
[2]由于水电站发电是利用水的重力势能转化为动能带动发电机工作的,因此影响水电站发电功率的因素有水位高度、水流速度等。
44.(2025·云南省昆明市·模拟)海洋温差能是指海洋表层海水和深层海水之间由温度差而形成的热能,在各类海洋能中储量最大,我国海洋温差能储量丰富、开发前景巨大。
如图甲所示的“海洋地质二号”科考船搭载着我国首套海洋漂浮式温差能发电装置,在我国南海海域开展了首次海上试验。试验发电总时长超过4h,最大发电功率。此次海试不仅证明了我国自主研发的海洋温差能发电系统原理可行,还实现了海洋温差能发电的实用性验证,攻克了小温差宽负荷透平发电、深水保温取水和冷水管路安装等多项核心关键技术。
,海洋温差能发电)是一种利用海洋表层温暖海水和深层冷海水之间的温度差来发电的可再生能源技术,通过热交换器和涡轮机将温差能转换为电能。如图乙所示,工作过程为:热交换一涡轮发电一冷却循环。表层温暖的海水通过蒸发器将热量传递给工作流体(如氨),使其蒸发成高压蒸汽;高压蒸汽推动发电机中的涡轮机旋转,带动发电机发电;蒸汽经过涡轮机后进入冷凝器,通过深层冷海水冷却,重新凝结成液体,再循环回热交换器。温海水与冷海水的温度差至少要在以上才能实现海洋温差能发电,冷海水一般要从海平面以下约1000m深处抽取。图丙为某海域中海水的温度随海洋深度变化关系图像。
(1)若以试验发电时的最大发电功率计算,持续发电4h,可以发电______;
(2)与火力发电、水力发电等原理相同的是:海洋温差能发电过程中也要发生______;
(3)发电过程中能量转移或转化的过程为:海水的______转化为电能;
(4)根据材料的信息,要从海平面以下1000m左右深处抽取海水的原因是:______。
【答案】(1)
(2)电磁感应
(3)内能
(4)只有达到1000米左右的深度抽取冷海水,才能使温度差达到以上
【来源】2025年云南省昆明市第八中学初中学业水平检测物理模拟试题(一)
【解析】(1)我国首套海洋漂浮式温差能发电装置试验发电时的最大发电功率持续发电4h发电量为
(2)发电机的原理是电磁感应,因此与火力发电、水力发电等原理相同的是:海洋温差能发电过程中也要发生电磁感应。
(3)海洋温差能发电方法之一是利用温海水将封闭的循环系统中的低沸点工作流体蒸发,由蒸气再去推动涡轮机,即可发电,此发电过程蒸汽的内能转化为机械能,机械能转化为电能,即海水的内能转化为电能。
(4)海洋温差能发电系统循环热效率最有效的途径是提高温、冷海水的温度差,温海水与冷海水的温度差至少要在以上才能实现,海洋温差能发电海水的温度随深度的增加而降低,由图2可知,当时,海水湿度为25℃,当时,海水湿度5℃,与海平面的温度差在以上,满足海洋温差能发电要求,因此只有达到1000米左右的深度抽取冷海水,才能使温度差达到以上。
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