【专项押题预测】科普阅读题核心考点练习-2025年中考物理二轮复习

【专项押题预测】科普阅读题核心考点练习 1．阅读短文，回答问题 探索月球背面的秘密 2024年5月3日，嫦娥六号月球探测器如图乙所示英勇出征，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，因此太阳能电池阵的稳定性至关重要。 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，如图丙所示。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)如图甲所示，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→ →机械能。 (3)鹊桥二号携带的星载大型可展开天线，发射时收起，入轨后展开。它是用直径不到发丝四分之一的钼丝织就而成。伞面精巧而且镀了金，这样做的优点是 。（写出一条即可） (4)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。 2．请阅读《冰上魔力》，回答小题。 冰上魔力 “我的眼睛就是尺！”2022冬奥会短道速滑接力的一场精彩解说让王濛再次闪亮出现在世界视野。王濛，短道速滑“大魔王”，冬奥会四金得主，拥有一双仅世锦赛全能冠军才能拥有的金色冰鞋，这意味着她在500米、1000米、1500米、3000米所有项目中总积分排名第一。短道速滑的赛场如图所示，弯道是两个半圆，运动员非常容易在弯道被“甩”出去。这是因为物体若想做圆周运动，需受到指向圆心方向的向心力作用（向心力公式，，m是做圆周运动物体的质量，v是做圆周运动的速度，r是圆周轨道的半径）。短道速滑的弯道半径仅有8米，此时运动员的最小速度为11m/s，因此需要较大的向心力才能维持沿轨道的圆周运动。当运动员实际受到的指向圆心的力小于其圆周运动所需要的向心力时，就会滑出赛道。运动员在弯道的向心力来自身体向弯道圆心方向倾斜时冰面给的力及重力的合力。运动员在弯道通常会通过“摸冰”来支撑身体和增大蹬冰力。而王濛在2013年短道速滑世锦赛1500米预赛中，全程背手比赛，即使弯道王濛依旧没有任何手臂动作，可见“大魔王”的实力一骑绝尘！ 请根据上述材料，回答下列问题。 (1)王濛站在冰面上，穿休闲运动鞋与穿金色冰鞋相比，穿 对冰面的压强大； (2)若短道速滑运动员在弯道滑行时，速度大小不变，以下说法正确的有 ___________ ； A．运动员的运动状态不变 B．向心力大小不变 C．运动员仍具有惯性 D．不再受重力 (3)若短道速滑运动员在弯道滑行时突然所有的力都消失，那他将 ___________ ； A．以此时的半径做圆周运动 B．以更大的半径做圆周运动 C．沿半径做匀速直线运动 D．沿与半径垂直的方向做匀速直线运动 (4)比赛中，质量为60kg的短道速滑运动员若在半径为8米的弯道滑行时，所需要的最小向心力为 N。 3．阅读短文，回答问题。 自动拍摄火情的无人机 如图所示，图甲为自动拍摄火情的无人机（以下简称无人机），由锂电池供电，采用4个电动机分别带动旋翼转动，对下方空气施力的同时获得升力。该无人机携带的微型摄像装置带有自动拍摄火情功能，未出现火情时处于待机状态；图乙为火情自启系统原理图，该系统由“自启电路”“控制电路”等组成。其中电源由无人机的锂电池提供，R是电阻箱，Rp是红外探测器，它的阻值与红外线强度变化的对应关系如图丙Rp-E图像所示（E为红外线强度，单位为cd）。当发生火情时，无人机上的Rp探测到红外线强度增强，阻值变小，a、b两端电压变大，当a、b两端电压达到某一数值时摄像机将被自主启动进入工作状态。下表是该无人机的部分参数。 无人机质量（含摄像机） 2kg 锂电池额定电压 12V 最大上升速度 5m/s 电动机额定电压 12V 最大上升速度时受到的空气阻力 10N 电阻箱R最大阻 60Ω (1)发生火情时，远处的火情情况通过无人机携带的微型摄像装置成倒立、 的实像。 (2)旋翼转动时，对下方空气施加向下的力，根据物体间的作用是 的，因此获得向上的升力；无人机以最大速度匀速上升时，受到的升力为 N。（g取10N/kg） (3)当无人机其中一个旋翼停止转动时，其他3个旋翼可仍然正常转动。可见带动旋翼转动的4个电动机的连接方式是 （选填“并联”或“串联”）。 (4)在“火情自启系统”中，a、b两端电压必须等于或大于9V时，控制电路才能启动摄像机进入工作状态。若设定红外线强度为3cd时启动摄像机工作，此时电阻箱的阻值至少应调到 。 (5)若要在更小的红外强度下就启动摄像机工作，可采取什么措施？ （填写一项即可）。 4．阅读材料，回答问题； 风力发电 波光粼粼的阳澄湖畔傲然挺立着45座“白色高塔”，每座塔架高达85米，叶片长40米，巨大的风力发电机优雅地转动，蔚为壮观。 风力发电机主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示；叶片的横截面一面较平，另一面较弯曲（图乙）；叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，带动发电机转子高速旋转发电，某风力发电机利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。 一般风越强，叶片转动得越快，发电功率越大，为保障工作安全，变桨系统会根据风速变化自动调整叶片角度，且能通过空气动力制动使风机停机，从而控制发电功率；在真实环境中，当风速达到的时候，叶片开始转动；在的范围内，发电功率与的三次方成正比；当风速时，发电功率达到最大值；基于安全考虑，当风速大于的时候，叶片的转速不会增加；当风速达到的时候，叶片会停止转动。 (1)风力发电机是根据 原理发电的； (2)如图乙，当风正面吹向静止叶片时，叶片会 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动； (3)在图丙中画出发电功率随风速变化的大致图象； (4)风速15m/s时，发电机转子转300圈，若输出电能，叶片需要转动 圈； (5)风速为时，叶片位置如图丁所示，当风速减小至时，请在图中用虚线画出叶片被变桨系统进行小角度调整后的大致位置。 5．阅读下列短文，完成相关问题： 2024年12月27日，一则振奋人心的消息传来，我国首台600公斤推力级涡扇发动机（如图）成功点火，这款发动机具有完全知识产权，同时具有低油耗、高可靠性、低成本等特点，可作为无人机动力。 涡扇发动机主要是通过风扇、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等部件的协同工作，将空气和燃料转化为推力。外界空气进入发动机后，由风扇叶片进行初步压缩，压缩后的空气一部分进入外涵道高速排出，产生巨大推力，另一部分则进入内涵道，由压气机叶片进一步压缩后送至燃烧室。在燃烧室中，空气与燃料混合并燃烧，产生高温高压气体，高温高压气体推动涡轮，一边带动压气机正常工作，一边从尾喷管喷出高速气流，产生推力。 (1)涡扇发动机在工作过程中，一部分空气流过压气机时通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变空气的内能，这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气体推动涡轮转动，属于内燃机的 冲程，此冲程将 能转化为 能； (2)某涡扇发动机用水作为冷却液，发动机工作一段时间后，10kg的冷却液温度从20℃升高到80℃。求冷却液吸收了多少热量 ?（水的比热容为） (3)请你结合所学知识，写出一条涡扇发动机效率达不到100%的原因 。 6．海上风电的发展有助于减少对化石燃料的依赖，促进能源结构向更加清洁、低碳的方向转变。一般装机容量是4兆瓦（1兆瓦）风机转一圈，只能发不到4度的电。而目前已公开的世界上最大26兆瓦海上风机，转一圈能发电50度左右，我国主流的风电机组集中安装在水深50米的近海海域，其中离岸距离大于100千来，水深超过50米的深远海域风能资源更加手富。图1和图2是风力发电的原理及输电示意图。求： (1)海上风电是一种 （选填“可再生”或“不可再生”）能源； (2)26兆瓦海上风机转动一圈所用时间；（精确到） (3)若风力发电向远距离输电时某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在安全的情况下利用电压表、电流表和电源接成如图2所示的电路进行测量，已知甲、乙两地的每根输电线每千米的电阻为，电压表示数为，电流表示数为，则短路位置到甲地的距离为多远？ (4)目前已公开的世界上最大兆瓦的海上风机，在输电时存在输电损耗，其效率为80％。在一个标准大气压下，此风机转一圈产生的电能，由一个热效率90％的电磁炉给水加热，可以使多少千克20℃的水沸腾？[结果保留整数，] 7．冰壶，又称掷冰壶或冰上溜石，是一项以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被誉为冰上的“国际象棋”。这项运动不仅考验体能，还考验智力，展现动静之美，取舍之智慧。玩冰壶需要三个主要工具：冰壶、冰壶鞋和冰壶刷。冰壶必须具备高硬度和在低温下的抗冲击性，确保不会因撞击而破裂。花岗岩中石英含量低可防止壶体低温撞击时破裂。冰壶运动员两只脚的鞋底设计不同，一只脚的鞋底是橡胶，用于蹬起蹬器，另一只脚的鞋底是塑料，用于滑行。冰壶比赛中使用的冰壶刷通常由合成鬃或马鬃制成，其作用是擦冰使冰表面熔化，形成薄水层。比赛前，在平整的冰面上均匀喷洒水滴，形成小冰珠。比赛时，投掷队员用力蹬起蹬器，手推着冰壶在冰面上滑行，如图甲所示，在投掷线前必须将冰壶掷出。当冰壶离开手后在冰面上滑行时，两名队友在冰壶前用冰壶刷擦冰面，如图乙所示，从而调整冰壶的方向和速度。比赛时，队长通过大声喊叫来提示擦冰的队友，以确保冰壶以预定的方向和路径运动，投掷的冰壶在冰面上移动时的轨迹实际是一条弧线，这就是冰壶的英文名Curling——卷曲的由来。 (1)冰壶对于材料有特殊要求，主要依据其材料的 。（写出一种物理属性即可） (2)当冰壶离开手后在冰面上滑行，两名队友在冰壶前用冰壶刷擦冰面的过程中，冰壶的动能 ，冰面的内能 。（均选填“变大”“不变”或“变小”） (3)从文中举例说明增加摩擦力的方法： 。 8．阅读短文，回答问题： 自动除湿器 惠州的春季，天气潮湿，需要除湿。如图1所示为某实验室的自动除湿器。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成。简化后的电路图如图2所示，已知控制电路中的电源电压，调控电阻的阻值范围为0~1000Ω。R为装在除湿器内的湿敏电阻。其阻值随相对湿度（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图像如图3所示。L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中的电流随之发生变化，当电流大于或等于25mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电压，为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。 (1)当S接通时，可判断出图2中线圈上端P的磁极是 极。 (2)磁控开关L内部的磁性弹片可能是下列哪些材料组成（　　） A．钴、锌 B．铁、铝 C．钴、镍 D．铁、铜 (3)开关S闭合后，磁控开关L内部的两个弹片在一定条件下相互吸合，此过程中未涉及的知识有（　　） A．电流的磁效应 B．电磁感应 C．磁化 D．磁极间相互作用 (4)由图3可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而 ；在磁控开关L闭合条件不变的情况下，若要早点开始除湿，则应将控制电阻 。（本小题两空均选填“变大”“变小”或“不变”） (5)因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在以内，则调控电阻的阻值不能超过 Ω。 9．阅读短文，回答问题。 空气阻力 在赛车界中有这么一句话：“谁控制好空气，谁就能赢得比赛！”这里所说的空气，指的就是空气阻力。物体在空气中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做空气阻力。空气阻力的大小与物体的运动速度有关，速度越大，阻力越大；空气阻力的大小还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；此外，空气阻力的大小跟物体的形状也有关，头圆尾尖的物体受到的阻力较小。物体(以雨滴为例)从高空由静止下落，速度会越来越大，它所受的空气阻力也会越来越大；下落一段距离后，雨滴将以某一速度做空气阻力匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。 (1)关于空气阻力，下列说法错误的是（　　） A．飞机为了减小阻力，应做成头尖尾圆的形状 B．降落伞从空中下落时因横截面积较大，更利于增大空气阻力 C．赛车要赢得比赛，应设法减小空气阻力 (2)结合材料分析，若下落过程中雨滴受到的重力消失，雨滴将______(填字母)。 A．静止 B．做匀速直线运动 C．先下降后静止 D．先下降后上升 (3)下落过程中，随着雨滴速度的增大，受到的空气阻力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)；当雨滴受到的阻力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)重力时，雨滴的速度达到收尾速度。 (4)若雨滴下落时受到的空气阻力仅与其速度的平方成正比，即f=kv2，其中k=1×10-4N/(m·s-1)2，则一滴质量为0.16g的雨滴下落时的收尾速度为 m/s.(g取10N/kg) 10．阅读材料，回答问题。 人形机器人的“眼睛” 人形机器人通过传感器实时感知环境，控制微型电动机从而控制它的运动。 某机器人（如图甲）利用红外传感器作为它的“眼睛”。红外传感器简要结构（虚线框内部分）及工作原理如图乙所示：机器人装有红外发射器、红外检测器和接受透镜，红外发射器的中心线与接受透镜主光轴之间的距离为，红外检测器与接受透镜之间的距离为；工作时，红外发射器向前方发射一束红外线，碰到障碍物后反射回来的红外线通过透镜光心，照射到红外检测器上的位置P，P与透镜主光轴的距离称为偏移值。红外传感器根据偏移值来探知红外发射器与障碍物之间的距离。为了避免与障碍物发生碰撞，当增大到某一设定值时，机器人将停止靠近障碍物，同一款机器人保持不变。 (1)红外线属于 （选填“可见”或“不可见”）光，它在真空中传播的速度为 。 (2)以下与微型电动机工作原理相同的是（　　）（选填正确选项前的字母） A． B． C． D． (3)机器人的红外发射器与墙壁之间的距离为，现以的速度沿垂直墙壁方向匀速向墙壁靠近，当机器人的运动时间为12s时立即停止靠近，此时红外传感器与墙壁之间的距离为 m。 (4)当机器人在工作过程中偏移量逐渐变小，说明机器人在 （选填“远离”或“靠近”）障碍物，已知，，若某次探测时，则此时红外传发射器与障碍物之间的距离为 cm。 (5)若只将增大，当机器人停止靠近障碍物时与障碍物的距离将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 11．阅读短文，回答文后的题目。 目前，国际上常用的衡量人体胖瘦程度以及是否健康的一个标准是体质指数，即身体质量指数（BodyMassIndex），编写为BMI。BMI考虑了体重和身高的综合因素，可反映全身性超重和肥胖状况。计算公式为：BMI=体重/身高2（体重单位：千克身高单位：米）。《国家学生体育健康标准》将学生体重指数（BMI）分成四个等级：正常、低体重、超重、肥胖。步频是指跑步时，每分钟脚落地的次数，步幅则是指相邻两步的距离。慢步频大步幅意味着身体重心起伏增加，把过多能量消耗在垂直方向做功上也得不偿失，大大降低跑步经济性。在速度没那么快的情况下，小步快跑更加适合大众跑者。所以，“管住嘴、迈开腿”，大家一起向着健康的生活方式努力! 学生体重指数（BMI）等级表（单位：千克/米2） 男生 女生 等级 七年级 八年级 九年级 七年级 八年级 九年级 正常 15.5~22.1 15.7~22.5 15.8~22.8 14.8~21.7 15.3~22.2 16.0~22.6 低体重 15.4 15.6 15.7 14.7 15.2 15.9 超重 22.2~24.9 22.6~25.2 22.9~26.0 21.8~24.4 22.3~24.8 22.7~25.1 肥胖 25.0 25.5 26.1 24.5 24.9 25.2 (1)某九年级男生质量80kg，身高180cm，他的体重指数处于 等级； (2)某同学用运动手环记录自己某一次跑步的数据，平均步频180步/分钟，平均步幅100厘米，分析可知：他本次跑步的平均速度为 km/h； (3)一个质量为m千克的同学，在中考体育考试时，选择跳绳考试，他在1分钟内跳了n个，每次跳起的高度约为h米，则他跳绳的功率P= W；（用题中所给的物理量符号填写表达式） (4)对于普通大众跑者来说，为了能够健康有效锻炼，在跑步过程中，对步幅和步频的建议是 。 12．请阅读《光伏发电》并回答下列小题。 光伏发电 光伏发电是利用半导体界面的“光生伏特效应”而将光能直接转变为电能的一种技术。 “光生伏特效应”简称“光伏效应”，是指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差（电压） 的现象。如图甲所示，太阳能电池内部的P型硅和N型硅结合在一起，它们的交界面附近的区域形成PN结，当适当频率的光照射PN结时，由于内建电场的作用，受激电子和空穴各自向相反的方向运动，电子收集到上电极，空穴收集到下电极，产生电动势，称为光生电压。这种由PN结的内建电场引起的光电效应，称为光生伏特效应。 图乙所示为某光伏发电系统结构图，该系统主要由经过串联后进行封装保护而形成大面积的太阳能电池组件、控制器和逆变器等部分组成。太阳能电池组件将太阳能转化为电能。当太阳能充足、发电量超过用户需求时，将发出的多余电能通过控制器存储在蓄电池中；当光照较差、发电量不能满足用户需求时，控制器释放蓄电池中存储的电能供用户使用。 与常用的火力发电系统相比，光伏发电具有：无枯竭危险；安全可靠，无噪声，无污染排放；不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电等众多优点，它是各国争相发展的一种发电方式。我国在光伏产业的各个领域都具备明显领先优势，发展空间十分广阔。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)太阳能电池板的下电极相当于电源的 极；选填“正”或“负” (2)当光照较差、用户处于用电高峰时，光伏发电系统中的蓄电池应处于 状态；选填“充电”或“放电” (3)根据光伏发电系统结构图，你猜想逆变器的主要作用是 。 13．阅读短文，回答问题。 康达效应和伯努利原理 慢慢倒出来的水总是沿着杯口和杯壁向下流，全洒在桌子上了，这种现象叫做康达效应。当流体（水流或气流）由偏离原本流动方向，改为随着凸出的物体表面流动的倾向。当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时（也可说是流体粘性），只要曲率不大，流体就会顺着该物体表面流动。这就是康达效应，也可称为附壁作用。如图甲所示，当勺子靠近水流，水会沿着勺子凸出的弧度流动，改变了流水的方向。 如图乙所示，向两张平行放置的两张纸中间吹气，两张纸不会分开，而是会紧贴到一起。这就是伯努利原理。当流动的流体（水流或气流）中，流速越快的地方，压力越低；流速越慢的地方，压力则相对较高。飞机机翼的形状如图丙所示，飞机高速飞行时，机翼上方空气流速大，压强小，下方压强较大，这种压强差产生了向上的升力，使得飞机能够起飞和飞行。 但是飞机能够飞行不仅仅依靠伯努利原理，特别是飞机起飞的时候还会将飞机头部抬高，此时，机翼轴线和水平气流方向有一个夹角--迎角，倾斜的机翼会将空气向斜下方压，空气也会对机翼产生向上的力，如图丁所示。速度越快，迎角越大（在一定范围内），这个力越大。当然，飞机的飞行还受其他很多因素的影响，我们以后再继续研究。 (1)机长和地面通信联系使用的是 波。飞机使用的燃料是航空煤油，航空煤油属于 （清洁/非清洁）能源。 (2)倾斜的飞机机翼会将空气向斜下方压，空气也会对飞机机翼产生向上的力，这是因为力的作用是 的。 (3)如图1所示，水平放置的管子里的水静止时AB两处液面一样高。如果水流动起来，则粗的地方水流速慢，细的地方流速快，则 （A/B）处竖直管中的水位高。 (4)小明用硬纸板做了三个柱形纸筒，圆形的直径和另外两个的边长相等，然后在Q点放一只点燃的蜡烛，如图2所示（俯视图）。在P点用力吹灭Q点的蜡烛，能迅速吹灭蜡烛的是( ) 14．阅读短文，回答下列问题。 机器人马拉松：科技与运动的碰撞 2025年4月19日，—场马拉松赛事在北京亦庄举行，这是全球首次人类与人形机器人共同参加的半程马拉松赛事，赛道全长 21.0975 公里。北京人形机器人创新中心研发的“天工Ultra”机器人表现出色 ，以 2 小时 40 分 42秒的成绩夺得冠军。 机器人选手主要通过如4G、5G、蓝牙等信号或机器人扫描前面的领跑员背后的传感器两种方式完成整场比赛。 足式机器人在奔跑时，消耗电能中有 90%传输给所有电机工作，所有电机消耗能量的40%用来克服阻力前进，当电池容量减小为10%时， 自动切断电机电路，此时需要及时充电或更换电池。在赛事中，每隔5km设立了—个补给站，以便更换电池或更换机器人，每次更换电池时间约为1.5min，足式机器人受到的阻力平均为重力的 0.4 倍。（g＝10N/kg） 请根据以上信息，回答下列问题： (1)5G 信号属于 波。 (2)下列关于常见智能机器人的说法中，正确的是  （        ） A．人耳有时也能听到机器人发出的超声波 B．当障碍物到智能机器人距离变小时，障碍物经镜头成的像也会变小 C．部分大功率电机在运行时还配备了降温措施，是因为电流具有热效应 D．控制设备屏幕上的彩色画面是由红、绿、黄三种色光混合而成 (3)机器人在运动过程中感知到前方有障碍物时，机器人在运动过程中可发射、接收超声波或激光来侦测障碍物信息巧妙避障，当遇到玻璃等透明障碍物时利用 才能较好地感知到障碍物。 (4)“天工 Ultra”机器人比赛过程中的平均速度约为  （    ） A．3. 1m/s B．1.3m/s C．2. 1m/s D．1.8m/s (5)电池容量“45A·h”是指当工作电流为45A，能持续供电1h。某足式机器人的部分参数如表所示，该机器人完成比赛的最短时间约为 min（计算结果保留整数）。 额定电压/V 24 电池容量/A·h 45 机器人质量/kg 50 腿部电机输出功率 /W 400 15．阅读短文，回答问题； 智能道闸——助力汽车进出管理 如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸，它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分组成，道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。 当车辆靠近道闸时，摄像头采集到车辆信息，与系统内已有信息进行比对，给闸机的电动机发出是否放行指令。车辆放行后进入地感线圈区域时，路面下的线圈中电流发生变化，这个变化信号通过检测器传给闸机，横杆不会落下。 为让横杆平稳起落，需给电动机进行减速，减速系统内部结构如图乙所示。首先电动机通过转轴末端的单头蜗杆A（相当于齿数为1的齿轮）带动蜗轮B实现第一次减速；接着与蜗轮B同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D，实现第二次减速。减速比是描述减速程度的重要参数，可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。该闸机的第一次减速比为蜗轮B的齿数与1的比值，若数值为n∶1，即表示蜗杆A转n转，蜗轮B转1转，整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得到。 (1)以下材料中最适合用作道闸横杆的是（　　） A．玻璃材料 B．铝合金材料 C．泡沫材料 D．铁质材料 (2)闸机中的遥控接收器和电动机是 （串/并）联的； (3)若某智能道闸电动机的转速为4800r/min，蜗轮B的齿数为240，齿轮C的齿数为30，齿轮D的齿数为40，则该道闸整个系统的减速比是 ，道闸横杆起杆（从水平位置转到竖直位置）时间为 s。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．(1)A (2)电能 (3)见解析 (4)通信中继 【详解】（1）火箭升空是利用了力的作用是相互的原理。火箭向下喷出高温高压燃气，燃气对火箭有一个向上的反作用力，从而使火箭获得向上的动力。 故选A。 （2）由题意知，支撑探测器工作的主要能源来自太阳能，科学家研制出冲击电机、加载电机和整形电机，为“挖土”提供动力，电机工作时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→电能→机械能。 （3）据短文可知，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。 （4）由短文可知，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，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。而鹊桥二号中继星一边接收、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。 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通信中继的作用。 2．(1)冰鞋 (2)BC (3)D (4)907.5 【详解】（1）运动员站立时，对冰面的压力等于自身的重力，穿不同的鞋时对冰面的压力不变，冰鞋下的冰刀使得受力面积很小，根据可知，穿冰鞋时对冰面的压强较大。 （2）A．过弯道时，运动员的运动方向发生了改变，故运动状态改变，故A错误； B．根据向心力计算公式可知，m、v、r均不变，故向心力的大小不变，故B正确； C．任何物体都有惯性，且惯性大小只与质量有关，质量不变，惯性不变，故C正确； D．在地球附近的任何物体都受到重力的作用，且根据G=mg可知，质量不变，重力不变，故D错误。 故选BC。 （3）根据牛顿第一定律可知，若所有的力都消失，原来运动的物体将沿着原方向做匀速直线运动，圆周运动时，任意一点的速度方向都与半径方向垂直，故若短道速滑运动员在弯道滑行时突然所有的力都消失，它将沿与半径垂直的方向做匀速直线运动，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （4）质量为60kg的短道速滑运动员在弯道滑行时，最小速度v=11m/s，则所需要的最小向心力为 3．(1)缩小 (2) 相互 30 (3)并联 (4)18 (5)增大电源的电压值/增大电阻箱的最大值/在a、b间串联一个定值电阻 【详解】（1）微型摄像机成像原理与照相机成像原理相同，景物通过摄像机镜头形成倒立、缩小的实像。 （2）[1][2]物体间力的作用是相互的，旋翼转动时，对下方空气施加向下的力，因此获得向上的升力，无人机以最大速度匀速上升时，受到向下的重力、向上的升力、向下的阻力三个力的作用，无人机的重力 最大上升速度时受到的空气阻力为10N，所以升力 （3）由题意“采用4个电动机分别带动旋翼转动”可知，电动机可以单独工作，4个电动机的连接方式是并联。 （4）由图像可知，红外线强度为3cd时，红外探测器Rp的阻值的阻值为6Ω，由题可知，启动摄像机工作时，a、b两端的最小电压（即电阻箱的最小电压） 则Rp两端的电压 电路中的电流 由得，电阻箱的最小阻值 （5）在红外线强度较弱时，红外探测器Rp的阻值较大，其两端的电压将增大，为了保证a、b两端电压必须等于或大于9V，可采取的措施∶一是调高电阻箱R的电阻值；二是调高电源的电压值。所以应该增大电源电压值（或增大电阻箱的最大值，或在a、b间串联一个定值电阻）。 4．(1)电磁感应 (2)顺时针 (3) (4)3 (5) 【详解】（1）风力发电时，闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，所以风力发电机是根据电磁感应原理发电的。 （2）由图乙可知，风叶上表面一面较平，下面一面较弯曲，风正面垂直吹向静止叶片时，上面流速慢，压强大，下面流速快，压强小，故叶片受到向下的压强差，则叶片会顺时针转动。 （3）由题意可知，在真实环境中，当风速达到的时候，叶片开始转动，所以当风速达到v1，电功率开始增大；在的范围内，发电功率与的三次方成正比，则电功率随风速增大而增大；当风速时，发电功率达到最大值；基于安全考虑，当风速大于的时候，叶片的转速不会增加，则电功率保持不变；当风速达到的时候，叶片会停止转动，则电功率为0，如下图所示： （4）由题意可知，当风速为15m/s时，发电机的功率为300kW，发电机输出电能1kW·h，则时间 由于发电机转子1min转300圈，则0.2min转子转圈数n=300圈/min×0.2min=60圈 由题意可知，风力发电机利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈，则叶片转3圈。 （5）风速为时，叶片位置如图丁所示，当风速减小至时，风叶下面流速减小，压强增大，在叶片上下面的压强作用下，叶片会逆时针转动，则叶片调整后的大致位置，如下图所示： 5．(1) 做功 做功 内 机械 (2)2.52×106J (3)见解析 【详解】（1）[1]涡扇发动机工作时，压气机通过叶片压缩空气做功，使空气的内能增加，温度升高。 [2][3][4]燃烧室中燃料与空气混合燃烧，产生高温高压气体，推动涡轮转动，将内能转化为机械能。这一过程类似于内燃机的做功冲程。 （2）冷却液吸收热量 （3）涡扇发动机效率达不到100%的原因：高温高压气体从尾喷管排出时，仍携带大量内能，未被完全利用；发动机内部各部件之间的摩擦会消耗部分能量，同时发动机外壳会向外界散热；燃料在燃烧室中可能无法完全燃烧，导致部分化学能未转化为有用功。 6．(1)可再生 (2)6.9s (3)12.5km (4)386kg 【详解】（1）风能是能够源源不断的从自然界获得的能源，属于可再生能源。 （2）已知 由题意可知，海上风机转一圈能发电 风机转动一圈所用时间为 （3）由图2可知电压表测导线两端的电压，电流表测电路中的电流，由欧姆定律可得电路中总电阻为 因每根输电线每千米的电阻为，则导线的总长度为 因为导线是双股的，所以短路位置到甲地的距离为 （4）电磁炉获得的电能为 水吸收的热量为： 根据可知，水的质量为 7．(1)见详解 (2) 变小 变大 (3)蹬起蹬器的那只脚的鞋底由橡胶制成 【详解】（1）根据题干信息“冰壶必须具备高硬度和在低温下的抗冲击性，确保不会因撞击而破裂”可知冰壶对于材料有特殊要求，主要依据其材料的硬度和抗冲击强度。 （2）[1][2]当冰壶离开手后在冰面上滑行，两名队友在冰壶前用冰壶刷擦冰面的过程中，克服冰面摩擦做功，使冰面内能增加，温度升高而部分熔化，在冰面上形成一层水膜，使冰壶受到的摩擦力减小，进而使速度变小，故动能变小。 （3）蹬起蹬器的那只脚的鞋底由橡胶制成，这是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。 8．(1)N (2)C (3)B (4) 变小 变小 (5)380 【详解】（1）当S接通时，图2中电流从电磁铁的上端流入，下端流出，由右手螺旋定则得，线圈上端P的磁极是N极。 （2）L的两个弹片由磁性材料制成，铁、钴、镍可以被磁化，是磁性材料，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （3）开关S闭合后，磁控开关L内部的两个弹片在一定条件下相互吸合，是因为两个由磁性材料制成的弹簧片被磁化，异名磁极相互吸引，也说明了通电导体的周围存在磁场，即用到电流的磁效应、磁化、磁极间相互作用，此时电路中没有感应电流产生，没有用到电磁感应，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （4）[1]由图3可得，相对湿度的增加，湿敏电阻R的阻值变小。 [2]在磁控开关L闭合条件不变的情况下，在此时磁控开关L的电流不变，电路的电阻不变；控制电路中，调控电阻、R、磁控开关L串联，若要早点开始除湿，则对应的R阻值较大，由串联电路电阻特点得，电阻应变小。 （5）当电流大于或等于25mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合，由欧姆定律得，此时电路电阻为 因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在以内，由图3可得，当相对湿度为时，湿敏电阻R的阻值为100Ω，由串联电路电阻特点得，此时电阻 则调控电阻的阻值不能超过380Ω。 9．(1)A (2)C (3) 增大 等于 (4)4 【详解】（1）A．飞机做成头圆尾尖的形状可以减小空气的阻力，故A错误，符合题意； B．空气阻力的大小跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；降落伞从空中下落时因横截面积较大，可以增大空气阻力，故B正确，不符合题意； C．赛车要赢得比赛，应设法减小空气阻力，增大汽车的速度，故C正确，不符合题意； 故选A。 （2）雨滴在高空形成后从静止开始下落后，由于开始重力大于阻力，合力方向向下，所以速度越来越大；若下落过程中雨滴受到的重力消失，阻力的方向是竖直向上的，则雨滴会向下做减速运动，速度慢慢变小，此时的阻力也慢慢变小，当速度为0时，阻力为0，此时雨滴将保持静止状态，所以雨滴的运动状态是先下降后静止，故选C。 （3）[1][2]由“流体阻力大小与物体运动速度大小有关，速度越大，阻力越大”知，雨滴下落过程中受到的阻力随速度的增加而增大；当雨滴受到的阻力等于重力时，雨滴的速度不再改变，开始做匀速直线运动。 （4）由题意知，当雨滴下落到收尾速度时，阻力f阻=G=mg=0.16×10-3kg×10N/kg=1.6×10-3N 由f=kv2得 10．(1) 不可见 (2)B (3)0.1 (4) 远离 44 (5)增大 【详解】（1）[1]红外线的频率不在可见光的频率范围内，是不可见光，人眼看不见红外线。 [2]红外线和无线电波都是属于电磁波，在真空中的速度都等于光速，红外线在真空中传播的速度等于无线电波在真空中传播的速度。 （2）微型电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。 A ．图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故A不符合题意； B ．图是通电导体在磁场中受力运动，符合微型电动机的工作原理，故B符合题意； C ．图是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故C不符合题意； D ．图是探究电磁铁磁性强弱的实验，故D不符合题意。 故选B。 （3）机器人以0.2m/s的速度沿垂直墙壁方向匀速向墙壁靠近，运动时间为12s，机器人运动的路程 机器人的红外发射器与墙壁之间最初的距离为2.5m，那么此时红外传感器与墙壁之间的距离为 （4）[1]由图可知，当机器人远离障碍物时，反射光线照射到红外检测器上的位置P与透镜主光轴的距离L逐渐变小；当靠近障碍物时，L逐渐变大。所以当偏移量L逐渐变小，说明机器人在远离障碍物。 [2]根据相似三角形的性质，由图可得，即 解得。 （5）由可得，若只将增大，当机器人停止靠近障碍物时与障碍物的距离将增大。 11．(1)超重 (2)10.8 (3) (4)小步快跑 【详解】（1）根据BMI的计算公式可得，他的体重指数为 据表格可知，他的体重指数处于超重等级。 （2）已知平均步幅100厘米，则1min运动的路程为 他本次跑步的平均速度为 （3）该同学所做的总功为 则他跳绳的功率为 （4）根据文意，慢步频大步幅意味着身体重心起伏增加，把过多能量消耗在垂直方向做功上也得不偿失，大大降低跑步经济性，为了能够健康有效锻炼，可以小步快跑。 12．(1)正 (2)放电 (3)将直流电转换为交流电 【详解】（1）当适当频率的光照射PN结时，由于内建电场的作用，受激电子和空穴各自向相反的方向运动，电子收集到上电极，上电极聚集负电荷，相当于电源的负极；空穴收集到下电极，下电极相当于电源的正极。 （2）当光照较差、发电量不能满足用户需求时，控制器释放蓄电池中存储的电能供用户使用。由文中内容可知，当光照较差、用户处于用电高峰时，发电量不能满足用户需求，控制器释放蓄电池中存储的电能供用户使用，光伏发电系统中的蓄电池应处于放电状态。 （3）根据光伏发电系统结构图可知，直流电通过逆变器后变为交流电，所以逆变器的作用是将直流电转换为交流电。 13．(1) 电磁 非清洁 (2)相互 (3)A (4)A 【详解】（1）[1][2]机长和地面通信联系使用的是电磁波。飞机使用的燃料是航空煤油，航空煤油燃烧会产生二氧化碳、氮氧化物等污染物，属于非清洁能源。 （2）倾斜的飞机机翼将空气向斜下方压，空气对机翼产生向上的力，这是因为力的作用是相互的。 （3）根据伯努利原理，水流动时，粗的地方流速慢、压强大，细的地方流速快、压强小。因此，A处竖直管中的水位高（压强大，水柱被压得更高）。 （4）在P点吹气时，圆形纸筒边缘光滑，气流更易因康达效应沿曲面流动，绕过纸筒后能更集中地吹向 Q 点的蜡烛∶而方形纸筒棱角分明，气流易在棱角处分离，难以集中吹向蜡烛。因此，能迅速吹灭蜡烛的是圆形纸筒A。 14．(1)电磁 (2)C (3)红外线 (4)C (5)180 【详解】（1）5G信号属于频率较高的电磁波。 （2）A．人耳能听到的声音频率范围是20Hz到20000Hz，超声波的频率高于20000Hz，人耳听不到超声波，故A错误； B．根据凸透镜成像规律，当物距减小时，像距增大，像也会增大，所以当障碍物到智能机器人距离变小时，障碍物经镜头成的像会变大，故B错误； C．电流通过导体时会产生热量，这就是电流的热效应，大功率电机运行时电流较大，产生的热量较多，所以需要配备降温措施，故C正确； D．光的三原色是红、绿、蓝，控制设备屏幕上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的，故D错误。 故选C。 （3）玻璃等透明物体对超声波的阻挡能力较强，对激光的阻挡能力较弱。因此当遇到玻璃等透明障碍物时利用发射和接收超声波能较好地感知到障碍物。 （4）赛道全长s=21.0975km=21097.5m 比赛时间t=2h40min42s=2×3600s+40×60s+42s=9642s 机器人比赛过程中的平均速度，与选项中最接近的是2.1m/s。故选C。 （5）电池储存的电能W=UIt=24V×45A×3600s=3.888×106J 当电池容量减小为10%时，自动切断电机电路，所以足形机器人实际可用的电能W实 ​  =W×(1−10%)=3.888×106J×0.9=3.4992×106J 足形机器人受到的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N 足形机器人受到的阻力f=0.4G=0.4×500N=200N 已知足形机器人在奔跑时，消耗电能中有90%传输给所有电机工作，所有电机消耗能量的40%用来克服阻力前进，则足形机器人克服阻力做的有用功为W有=W实×90%×40%==3.4992×106J×0.9×0.4=1259712J 机器人实际能前进的路程 每隔5km=5000m设立一个补给站，为让足形机器人能跑完全程，由一次能够跑的距离可得中途需更换电池三次，每次更换电池时间约为1.5min，则更换电池的时间t换=1.5min×3=4.5min 机器人以腿部电机输出功率P=400W跑步时的速度 机器人跑完全程所用时间 则足形机器人完成比赛的最短时间约为 15．(1)B (2)并 (3) 320 1 【详解】（1）道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。 A．玻璃材料虽然耐腐蚀，但强度不够，且容易碎裂，故A不符合题意； C．泡沫材料显然强度不够，不适用于此场景，故C不符合题意； D．铁质材料虽然强度高，但重量较大，且不耐腐蚀，故D不符合题意； B．铝合金材料强度高、耐腐蚀，并且重量相对较轻，符合所有要求，故B符合题意。 故选B。 （2）在闸机中，遥控接收器用于接收遥控信号，而电动机用于驱动横杆起落。它们的功能是独立的，即一个工作与否不影响另一个，因此，它们应该是并联的，以确保各自独立工作。 （3）[1]减速比是描述减速程度的重要参数，可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。蜗杆A的齿数为1，蜗轮B的齿数为240，所以第一次减速比为；齿轮C的齿数为30，齿轮D的齿数为40，所以第二次减速比为 则该道闸整个系统的减速比是 [2]电动机的转速为4800r/min，即每秒转80r。经过320倍的减速，横杆每秒转 道闸横杆起杆（从水平位置转动到竖直位置）需要转动，那么所需时间为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$