专题11 材料分析题（4大考点）（北京专用）-【好题汇编】2025年中考物理二模试题分类汇编

专题11 科普阅读题 力学相关的综合问题 1．请阅读《找寻另一个“地球”》并回答题。 找寻另一个“地球” 为了找寻另一个宜居星球，天文学家一直没有停止对太阳系以外的行星（系外行星）的观测，但进展缓慢。行星难以直接观测，一个原因是暗。相比恒星，行星自身不发光，只能反射恒星发出的光，而这些反射光非常微弱，很难被望远镜接收到。另一个原因是行星与其所环绕的恒星（宿主恒星）之间的距离远小于它到地球的距离，望远镜很难分辨。观测系外行星就好比晚上从北京看几百公里外一团篝火边上的一颗石子。 科学家提出了间接观测的方法。 凌星法是一种间接观测的方法。凌星现象是指行星在视线方向上穿过恒星而遮住部分恒星的光的现象，行星体积越大，遮住的光就越多。通过绘制凌星现象发生时，恒星亮度随时间变化的图像，如图所示，可推断出行星相对其宿主恒星的体积大小。通过凌星法发现了第一颗最像地球的岩质行星、第一颗温度允许液态水存在的行星…… 视向法也是一种间接观测的方法．因为行星的存在，会使宿主恒星与行星绕二者连线上的某点做周期（公转周期）稳定的圆周运动。因此可通过观测宿主恒星的运动状态来反推行星的存在。在与上述圆周共面的某位置上，可观测到宿主恒星速度的变化范围，若，则可以探测到行星的存在，理论计算表明，其中m是行星质量、M是宿主恒星质量、r是行星与宿主恒星的距离，T是行星的公转周期。以我们熟悉的太阳系中“太阳－木星”系统为例，木星所引起太阳运动的。 越来越多被发现的系外行星改变了人类对宇宙的认识，激励着人类找寻另一个“地球”。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)系外行星难以被直接观测到的原因，除了______之外，还有行星与其宿主恒星之间的距离______它到地球的距离； (2)图中AB段对应的恒星亮度越低，说明行星相对其宿主恒星的体积越______； (3)取木星质量为地球质量的300倍、太阳与木星的距离为太阳与地球的距离的5倍、木星公转周期为地球公转周期的12倍。用视向法观测地球所引起太阳运动的______（选填“>”“<”或“=”）。 【答案】(1)暗 远小于 (2)大 (3)< 【知识点】比较物体速度大小、星空世界、生活常识与科学应用 【来源】2025年北京市海淀区中考二模物理试题 【解析】（1）[1][2]由材料可知，行星难以直接观测，一个原因是暗。相比恒星，行星自身不发光，只能反射恒星发出的光，而这些反射光非常微弱，很难被望远镜接收到。另一个原因是行星与其所环绕的恒星（宿主恒星）之间的距离远小于它到地球的距离，望远镜很难分辨。 （2）凌星现象是指行星在视线方向上穿过恒星而遮住部分恒星的光的现象，行星体积越大，遮住的光就越多，图中AB段对应的恒星亮度越低，说明行星相对其宿主恒星的体积越大。 （3）木星所引起太阳运动的，则地球所引起太阳运动的 2．请阅读《神舟“问天”》并回答问题 神舟“问天” 北京时间2025年4月24日搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星中心点火发射，再次开启我国的载人航天科研之旅。 运载火箭点火发射时，动力燃料在发动机的燃烧室里燃烧，产生大量高温、高压的燃气，巨大的压力使其从发动机的喷管处高速喷出，在这一过程中，产生了一个对燃烧室的反作用力，这个巨大的反作用力使火箭逐渐加速，从而克服地球引力飞入太空。 随着运载火箭的逐级推进，神舟飞船与火箭分离进入太空，它要追上在预定轨道上以7.7km/s飞行的天宫空间站，完成会合对接，当飞船与空间站之间的距离缩短到200m（如图所示）时，飞船进入“悬停—推进—再悬停”的精密靠拢阶段，以较小的相对速度缓缓靠近，最终，对接环上的捕获锁弹出，伴随着一阵轻微的震动，神舟二十号与天宫空间站对接成功，宇航员们顺利完成太空会师。 天宫空间站能够提供独特的“微重力”环境，在这里可以完成很多地球上无法完成的科学实验，宇航员王亚平曾经在“天宫”授课，她向前抛出了一个冬奥会的吉祥物“冰墩墩”，发现“冰墩墩”既不会下落，也几乎不会减速．由此可见，天宫空间站的特殊物理环境将会为科学研究打开全新的维度。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)运载火箭向上加速飞行的过程中，受到向上的推力，这个推力的施力物体是________；（选填“燃烧室”或“高温燃气”） (2)神舟飞船与天宫空间站在最后对接的200m时段内，飞船进入_________的精密靠拢阶段； (3)空间站的微重力环境，使宇航员的骨骼和肌肉对身体的支撑度大幅减弱，那么为了保持宇航员的骨骼强度和肌肉力量，他们在空间站可以使用的健身器材有_________（多选）。 A．跳绳 B．握力器 C．哑铃 D．弹力带 【答案】(1)高温燃气 (2)悬停—推进—再悬停 (3)BD 【知识点】施力物体与受力物体、力可以改变物体的运动状态、重力的概念 【来源】 2025年北京市丰台区中考二模物理试题 【解析】（1）运载火箭向上加速飞行的过程中，向下喷高温燃气，由于力的作用是相互的，高温燃气会给运载火箭向上的推力使运载火箭上升。 （2）根据文意可知，当飞船与空间站之间的距离缩短到200m（如图所示）时，飞船进入“悬停—推进—再悬停”的精密靠拢阶段。 （3）由于空间站处于失重状态，利用重力的健身器材均不能使用，跳绳、哑铃利用重力；握力器、弹力带利用弹力。 故选BD。 3．阅读《科学重器—“科学”号海洋科考船》并回答第题。 科学重器—“科学”号海洋科考船 “科学”号海洋科学综合考察船（如图所示）是我国首艘具有自主知识产权、具有深远海探测与研究能力的4000吨级海洋科学综合考察船，是中国国内综合性能最先进的科考船，被称为海洋上的“移动实验室”。 “科学”号海洋科考船采用吊舱式电力推进系统，船尾两台可沿水平方向360°旋转的巨大的桨舵合一的推进器和船前部配置的2台艏侧推协同作用，使“科学”号海洋科考船的航行方向不受船头方向的限制，操纵起来非常轻便、灵活。 “科学”号配备了水体探测系统、大气探测系统、海底探测系统、深海极端环境探测系统、遥感信息现场印证系统、船载实验与网络等系统，搭载了全海深多波束测深系统、多道数字地震系统、“发现”号无人缆控水下机器人(ROV)、电视抓斗等多种国际先进的探测设备，自2013年1月投入试运行以来，“科学”号多次赴深海大洋，圆满完成了深海海底油气资源形成机理、深海极端环境调查、大洋环流系统与气候变化、深海生物基因资源及生物多样性、大洋生态系统与碳循环、洋中脊与大陆边缘热液系统及地球深部过程的科学考察，取得了丰硕成果。 (1)“科学”号海洋科考船的航行方向不受船头方向的限制，是因为船尾的推进器和船前部的____________协同作用； (2)2020年，科学家们利用“科学”号海洋科考船在马里亚纳海沟发现了新型可燃冰，可燃冰是天然气与水在低温高压条件下形成的类冰状结晶物质，遇火即燃，是一种清洁高效的能源资源和化工原料。根据你学习过的知识判断，可燃冰属于__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源； (3)海水的密度跟压力、水温和海水的盐度都有关系。如图所示为“发现”号无人缆控水下机器人(ROV)某次进行深海作业时的情境，假定“发现”号所在海域的海水密度随深度的增加而增大，“发现”号在脐带缆拉力作用下竖直向下匀速下潜至海底附近，不计海水的阻力和海水流动的影响。则在“发现”号全部浸没在海水中下潜的过程中，下列说法正确的是（　　）（多选题，把你认为正确的选项前面的字母填写在答题卡上） A．“发现”号的动能保持不变 B．“发现”号受到海水的浮力保持不变 C．脐带缆对“发现”号的拉力逐渐变大 D．海水对“发现”号底部的压力逐渐变大 【答案】(1)艏侧推 (2)不可再生 (3)AD 【知识点】二力或多力平衡问题、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、可再生能源与不可再生能源 【来源】2025年北京市大兴区中考二模物理试题 【解析】（1）由材料可知，船尾两台可沿水平方向360°旋转的巨大的桨舵合一的推进器和船前部配置的2台艏侧推协同作用，使“科学”号海洋科考船的航行方向不受船头方向的限制。 （2）可燃冰在短时间之内不可再生，所以属于不可再生能源。 （3）A．“发现”号在脐带缆拉力作用下竖直向下匀速下潜，质量不变，速度不变，动能不变，故A正确； B．海水的密度跟压力、水温和海水的盐度都有关系，下潜的过程中，排开的海水的体积不变，海水受到的压力增大，海水的密度变大，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，受到的浮力变大，故B错误； C．“发现”号在脐带缆拉力作用下竖直向下匀速下潜，不计海水的阻力和海水流动的影响，脐带缆拉力和重力是平衡力，大小相等，重力不变，脐带缆对“发现”号的拉力不变，故C错误； D．“发现”号在脐带缆拉力作用下竖直向下匀速下潜，深度增加，由p=ρgh可知受到海水的压强变大，底部的面积不变，由F=pS可知海水对“发现”号底部的压力逐渐变大，故D正确。 故选AD。 4．阅读材料；回答下列问题； 我们的近邻——火星 火星是离太阳第四近的行星，也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星，为太阳系里四颗类地行星之一。欧洲古称火星为玛尔斯，古罗马神话中的战神，也被称为“红色星球”。古汉语中则因为它荧荧如火，位置、亮度时常变动让人无法捉摸而称之为荧惑。 火星橘红色外表是因为地表被赤铁矿（氧化铁）覆盖，火星的直径约为地球的一半，质量大约是地球的九分之一，g值大约是地球的五分之二，自转轴倾角、自转周期则与地球相近，但公转周期是地球的两倍。火星亮度最高可达-2.9等，但在大部分时间里比木星暗。 火星大气以二氧化碳为主，既稀薄又寒冷，气压很低。遍布撞击坑、峡谷、沙丘和砾石，由于零摄氏度以下水就会结冰，而在火星上，5摄氏度以上水就会沸腾，因而火星表面没有稳定的液态水。火星南半球是古老、充满撞击坑的高地，北半球则是较年轻的低地平原。火星上有太阳系已知最大的山奥林帕斯山，最大的峡谷水手号峡谷。火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二，形状不规则，可能是捕获的小行星。根据观测的证据，火星被观察到类似地下水涌出的现象，南极冰冠有部分退缩，雷达数据显示两极和中纬度地表下存在大量的水冰。 2021年5月15日，我国科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认，天问一号着陆巡视器成功着陆于预选着陆区，我国首次火星探测任务取得圆满成功。 (1)简要写出火星上水5℃就会沸腾的原因_______。 (2)用火箭将“祝融号”发射到火星，火箭对“祝融号”所做的功为W1，假设我们有能力，在火地距离相同的情况下用火箭将“祝融号”发射回地球，火箭对“祝融号”所做的功为W2，则下列选项正确的是（　　） A．W1＞W 2 B． W 1＜W 2 C． W 1＝W 2 【答案】(1)水的沸点随气压下降而减小，由于火星大气压很低，所以5℃就会沸腾 (2)A 【知识点】大气压对液体沸点的影响、比较功的大小 【来源】2025年北京市门头沟中考二模物理试题 【解析】（1）液体的沸点与气压有关，在火星表面的大气压强比地球表面要小得多，因此水的沸点会比地球上液态水的沸点低。 （2）火星的直径约为地球的一半，质量大约是地球的九分之一，g值大约是地球的五分之二，火星引力更弱，需要克服的力更小，故W1＞W 2，故A正确，BCD错误。 故选A。 电磁学相关的综合问题 1．请阅读《潮汐发电输出功率有多大？》并回答。 潮汐发电输出功率有多大？ 在海湾边可以见到海水的涨落现象，一般每天两次，早上的称为潮，晚上的称为汐。这种现象主要是由月球、太阳对海水的吸引力以及地球自转效应所造成的。涨潮时，海水汹涌而来，水位逐渐升高；落潮时，海水奔腾而去，水位持续下降。海水在运动时所具有的机械能统称为潮汐能。潮汐能是一种清洁、可再生能源。我国总共约32000多公里的海岸线中蕴藏着丰富的潮汐能资源。如何利用潮汐能为人类服务呢？潮汐发电就是其中一种很好的方式：在海湾建筑堤坝、闸门和厂房，围成水库引导海水流动，流动的海水推动水轮发电机组发电。潮汐发电的功率到底与什么因素有关？以涨潮为例，涨潮一次，海水将流入水库一次。我们可建构如图所示的模型图。在这个过程中，海洋这一侧水面到水道的深度为h1，水库这一侧水面到水道的深度为h2，水道口横截面积为S，左侧水道口到水轮机的长度为l，则水在水道处产生向右的压强差Δp，产生的压力F=ΔpS，压力推动水流过l距离做功W=Fl=ΔpSl=ΔpV，其中V就是流过水轮机的海水体积。因此，水库内外海水高度差越大，流过水轮机的海水就越多，海水经过水道对水轮机做功也就越多。由于水道中的海水流量（单位时间内通过水道中特定截面的流体体积）可以测量，再结合水库内外的海水的高度差，则可算出一定时间内水流做的功，再结合水轮发电机组的发电效率，由此就可以计算出发电的功率。请根据上述材料，回答下列问题： (1)潮汐发电是将潮汐能转化为________能的过程。 (2)某次涨潮时，某潮汐发电站两侧海水的高度差为4m，经过水道的海水流量为8m3/s，水轮发电机组的发电效率为80%，则1min内压力推动海水做功________J，水轮发电机组的发电功率为________kW。（设ρ海水=1×103kg/m3，g取10N/kg） (3)涨潮发电时，随着海水不断进入水库，水轮发电机组的发电功率会________。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】(1)电 (2)1.92×107 256 (3)变小 【知识点】功的计算和估算、电功率P=W/t的简单计算、能量的转化 【来源】2025年北京市西城区中考二模物理试题 【解析】（1）潮汐发电是将潮汐能转化为电能，产生电能。 （2）[1]海水在水道处产生的压强差 压力推动海水做功 [2]水轮发电机组的发电效率为80%，则水轮发电机组所发的电能 水轮发电机组的发电功率 （3）涨潮发电时，随着海水不断进入水库，水库两侧海水的高度差越来越小，压力推动海水做功越来越小，则水轮发电机组的发电功率会变小。 2．请阅读《空气储能》并回答问题。 空气储能电站 2024年4月30日，由我国自主研发和建设的全球最大压缩空气储能电站并网发电，如图1所示。这一新型储能技术不仅展示了我国在新能源领域的实力，也为全球能源转型提供了新的范例。 该项目工作原理如图2所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。 该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约19万吨，减少二氧化碳排放约49万吨。可连续放电6小时，使用期长达40年。 该电站的建成将进一步提升我国新能源利用效率，为构建清洁、低碳、安全高效的现代能源体系奠定坚实基础。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为机械能，再通过空气压缩机转化为______能。 (2)常温高压空气通过“换热器2”转换成高温高压空气的过程需要______（选填“吸热”或“放热”）。 (3)该项目的能量转换效率为______%，该项目每年发电6亿度，则消耗______亿度用电低谷时段电网的多余电能。（计算结果保留1位小数） 【答案】(1)内 (2)吸热 (3)72 8.3 【知识点】电能的产生、能量的转化 【来源】2025年北京市房山区中考二模物理试题 【解析】（1）电网中多余的电能通过电动机转化为机械能。机械能再通过空气压缩机将空气压缩到地下盐穴中，因为压缩空气做功，此时空气的内能增加，因此机械能转化为空气的内能。 （2）常温高压空气通过换热器2变成高温高压空气，说明空气的温度升高。温度升高需要吸收热量，因此常温高压空气在“换热器2”处吸热。 （3）[1]题目中给出“储存1度电最终能放出0.72度电”，该项目的能量转换效率为 [2]已知每年发电量为6亿度，效率为72%，因此消耗的电能为 3．请阅读《输电线覆冰的防与治》并回答题。 输电线覆冰的防与治 在寒冷的冬季，低温雨雪天气会使部分输电线被厚厚的冰层包裹，形成输电线覆冰现象，不仅影响电力系统的正常运行，还可能引发断线、短路等安全事故。有效的输电线除冰与防冰是电力系统安全的重要保障。 为避免覆冰造成的事故发生，一方面要加强输电线的抗拉能力，另一方面电力专业人员也会密切监测覆冰情况，当覆冰达到一定厚度时，需要及时除冰。除冰的方式有很多种，电力专业人员会根据线路特点选用不同方式，例如机械除冰、热力融冰等。机械除冰是指借助人工或机械等提供的外力破坏覆冰层，使覆冰脱落的一种除冰技术。除如时，电力专业人员通过用绝缘棒敲打等方式破碎覆冰层，但因安全隐患大，近年来应用较少。热力融冰是指利用各种技术增大通过导线的电流，提高导线表面温度，从而使覆冰融化并脱落。热力融冰技术作为当前最为高效的除冰方式，应用广泛。 为避免覆冰造成的事故发生，电力专业人员还有很多种方法防止输电线覆冰。其中一种方式是涂防覆冰涂料，通过涂抹在线路外表面的涂料来有效降低水滴的粘附力，这样水滴无法有效粘附在导线外表面，会在风力或自重的作用下自行脱落。防覆冰涂料有很多类型，其中发热型涂料分为电热型和光热型两种，电热型涂料通过添加导电填料使涂层的导电性能良好，通过增大流经电流的方式增加发热量，延缓覆冰的速度和降低覆冰的厚度。光热型涂料可有效提高输电线路吸收太阳光的性能来达到防冰的效果。 根据上述材料，回答下列问题： (1)热力融冰与涂______（选填“电热”或“光热”）型防覆冰涂料都利用了电流的热效应。 (2)机械除冰具有安全隐患的原因可能是______（写出一条即可）。 (3)若某段长为L的输电线发生覆冰现象时，冰层均匀包裹在输电线外，覆冰后输电线（含覆冰层）的横截面可视为半径为的圆形，覆冰前输电线的横截面可视为半径为的圆形，则输电线覆冰层体积的表达式为_____（用、、L、表示）。当，，，时，该段输电线外包裹的冰层的质量约为_____kg。（取3） 【答案】(1)电热 (2)有可能导致输电线断裂、坠落地面，使人触电 (3) 202.5 【知识点】密度公式的简单应用、电热的利用和防止 【来源】2025年北京市东城区中考二模物理试题 【解析】（1）热力融冰通过增大导线电流产生热量融冰，电热型防覆冰涂料通过添加导电填料、增大电流发热延缓覆冰，二者均利用电流热效应；光热型涂料利用太阳光发热，与电流无关。 （2）机械除冰需人工或机械直接作用于覆冰线路，可能因操作不当触碰高压带电体引发触电事故，或敲击力度过大导致导线受损。 （3）当R1=20mm=0.02m，R2=5mm=0.005m，L=200m，体积表达式 则V=3×200×[（0.02）2−（0.005）2]m3=600×（0.0004−0.000025）m3=600×0.000375m3=0.225m3 该段输电线外包裹的冰层的质量约为m=ρ 冰•V=0.9×103kg/m3×0.225m3=202.5kg 4．阅读《声呐技术助推海洋强国梦》，回答问题。 声呐技术助推海洋强国梦 声呐是利用声波在水下传播的特性判断水下物体的存在、位置及类型的方法和设备。利用声波在水下进行信息传输是因为电磁波在水中衰减极快，无法传向远方，而声波在水中的衰减较慢，更适合水下长距离无线通信。 声呐系统有主动和被动两种工作方式。当声呐系统以主动方式工作时，向水中发射声波，声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声波的往返时间就可以确定目标的距离。如果声呐发出的声波碰到的目标是运动的，反射回来的声波频率就会有所变化。反射回来的声波频率变高，说明目标正向声呐靠近；反射回来的声波频率变低，说明目标正在远离声呐。当声呐系统以被动方式工作时，接收舰船等产生的辐射噪声和水声设备发射的信号，以测定目标的方位和距离，此方式特别适用于不能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇。 我国声呐技术应用广泛，涵盖军事领域、海洋资源开发、海洋测绘与科研、水下工程与救援、水下结构检测、水下通信与导航等多个领域。中科院声学所、中国船舶集团等机构研发的合成孔径声呐（SAS）、激光声呐等技术已达国际先进水平。我国声呐技术正朝着智能化（AI目标识别）、多功能集成（通信/探测一体化）和深远海覆盖方向持续发展。随着"智慧海洋"战略深入推进，声呐技术将持续为海洋资源开发、权益维护和科学研究提供核心支撑，成为建设海洋强国的重要技术支柱。 根据材料回答问题。 (1)声波比电磁波更适合水下长距离无线通信，原因是：______； (2)静止在海水中的潜艇A利用主动式声呐监视潜艇B，若接收到经潜艇B反射回来的声波频率变低，说明潜艇B在______潜艇A；（选填“远离”或“靠近”） (3)在太空中______（选填“能”或“不能”）用声呐技术来测量星体间的距离； (4)一艘科考船利用声呐系统对某海域的海底地形进行测绘。在该海域A、B、C、D、E五个位置竖直向海底发射声波，经海底反射回来。测得从发射至接收到反射声波的时间分别为0.32s、0.40s、0.30s、0.40s、0.26s，根据时间可以绘出海底地形，该海域海底地形与图中______相似。（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”） 【答案】(1)声波比电磁波在水中衰减慢 (2)远离 (3)不能 (4)丁 【知识点】超声波和次声波、电磁波的应用 【来源】2025年北京市顺义区中考二模物理试题 【解析】（1）由题意可知，利用声波在水下进行信息传输是因为电磁波在水中衰减极快，无法传向远方，而声波在水中的衰减较慢，更适合水下长距离无线通信，所以声波比电磁波更适合水下长距离无线通信，原因是声波比电磁波在水中衰减慢。 （2）由题意可知，反射回来的声波频率变低，说明目标正在远离声呐，所以若接收到经潜艇B反射回来的声波频率变低，说明潜艇B在远离潜艇A； （3）由题意可知，声呐是利用声波传播的特性判断物体的存在、位置及类型的方法和设备，由于太空是真空环境，真空不能传声，所以在太空中不能用声呐技术来测量星体间的距离。 （4）在该海域A、B、C、D、E五个位置竖直向海底发射声波，经海底反射回来，测得从发射至接收到反射声波的时间分别为0.32s、0.40s、0.30s、0.40s、0.26s，则A、C、E三个位置声波传播时间短，所以A、C、E三个位置海域海底地形较高，B、D两个位置海域海底地形较低，故与图中丁相似。 5．请阅读《固态电池》并回答问题。 固态电池 为了应对能源危机和环境污染，电动汽车的研发受到国家的高度重视。电池技术是电动汽车的关键核心技术之一，其性能直接影响到电动汽车的续航里程、安全性和经济性。 目前，大多数电动汽车使用的是液态锂电池。它的核心组成包括由锂离子氧化物材料制成的正极、石墨充当的负极、含有锂盐的液态电解质以及隔膜。隔膜材料能使锂离子通过但不导电，能把电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路。图甲、乙分别为液态锂电池充电和放电时的情景。充电时，锂离子从正极材料中出来（该过程称为脱嵌），穿过液态电解质和隔膜进入石墨负极中（该过程称为嵌入），实现电能向化学能的转化；放电时，锂离子的运动过程与充电时相反，储存起来的化学能被重新转化为电能。 能量密度是衡量锂电池储能能力的关键指标，它表示单位质量可存储的能量。目前液态锂电池的能量密度约为，进一步提升遭遇瓶颈。为此，研究人员提出将液态电解质部分或全部替换为固态电解质，这类电池被称为固态电池。固态电池可分为半固态、准固态和全固态3种类型。以全固态电池为例，其整个电解质都变成了固态，没有液态电解质，不需要隔膜，不会发生因隔膜穿破而导致的短路自燃，提高了电池的安全性。使用全固态电解质后，可直接使用锂作为负极，减少了负极材料的用量，去掉隔膜可使正负极之间的距离缩短至几到十几微米，电池的能量密度能提高到，这使得电动汽车在续航里程上更接近甚至超越传统燃油车，这无疑会加速电动汽车替代传统燃油车的进程。固态电解质具有更高的离子电导率，使固态电池能承受更高的电压，充电速度得到大幅提升。 从液态到固态，电池技术的进步将深刻影响电动汽车的发展。未来固态电池可能成为主流，让电动汽车的充电像加油一样便捷，彻底改变我们的出行方式。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)固态电池相较于液态电池的优点主要有______（写出一条即可）； (2)传统的液态锂电池在放电过程中，其电池内部的电流方向是______（选填“正极流向负极”或“负极流向正极”）； (3)某新型电动汽车配有500kg的全固态电池，电池参数与文中的数据一致。当该汽车以的速度匀速行驶时，牵引力约为500N，其电动机的能量转化效率约为。求该车充满电后以的速度匀速行驶的最远路程，写出计算过程。 【答案】(1)提高了电池的安全性 (2)负极流向正极 (3)1440km 【知识点】功的计算和估算、电流方向的规定、电功的公式及简单应用、平均速度的计算 【来源】2025年北京市朝阳区中考二模物理试题 【解析】（1）根据文意， 全固态电池为例，其整个电解质都变成了固态，没有液态电解质，不需要隔膜，不会发生因隔膜穿破而导致的短路自燃，提高了电池的安全性。 （2）根据文意，充电时，锂离子从正极材料中出来（该过程称为脱嵌），穿过液态电解质和隔膜进入石墨负极中（该过程称为嵌入），实现电能向化学能的转化；放电时，锂离子的运动过程与充电时相反，即从负极进入正极，电流方向与正电荷定向移动的方向相同，因此其电池内部的电流方向是负极流向正极。 （3）已知电池的能量密度能提高到，则提供的电能为 输出的机械功为 该车充满电后以的速度匀速行驶的最远路程为 热学相关的综合问题 1．请阅读《给电网装上“空气充电宝”》并回答问题。 给电网装上“空气充电宝” 能源是工业的“粮食”。煤炭、油气和电力的广泛使用使人类经历了蒸汽时代和电气时代，我们现在正在经历的工业革命，其能源变革的主要特征就是可再生能源逐步替代化石能源成为主力能源。 可再生能源和化石能源相比，有一个鲜明的特点，就是它的不可控性，它具有间歇性、波动性和周期性等特点，它会给电网的稳定运行、控制和安全带来很大的影响，目前主要靠储能解决这个问题。 在已有的储能技术当中，大致可分为两类，一类是物理储能，包括抽水蓄能、压缩空气储能等。另一类叫化学储能，主要包括各种电池，我们经常用到的铅酸电池、锂电池、钠电池等。 不同的储能技术，有不同的应用场景，我们今天所提到的空气充电宝，也就是压缩空气储能，它是比较适合于大规模长时间的储能技术 什么是压缩空气储能？其实它的基本原理很简单，在用电低谷时，通过压缩机将空气压缩产生高压空气，这一过程中，可以将电能转化为空气的内能。然后在用电高峰的时候，将高压空气释放驱动膨胀机，就类似风吹风车，旋转起来就可以去驱动发电机发电了。 加速空气储能技术，不断提高效率和性能，人类的可再生能源时代会更快的到来。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)我们现在正在经历的工业革命，其能源变革的主要特征就是______________。 (2)目前，针对可再生能源的不可控性问题给电网的稳定运行、控制和安全带来的影响，主要的解决方法是______________。 (3)请写出压缩空气储能技术在释放高压空气发电的过程中涉及到的主要能量转化形式？（举出两例） 【答案】(1)可再生能源逐步代化石能源成为主力能源 (2)储能 (3)内能转化为机械能，机械能转化为电能 【知识点】能量的转化、可再生能源与不可再生能源 【来源】2025年北京市昌平区中考二模物理试题 【解析】（1）由材料可知，能源变革的主要特征就是可再生能源逐步替代化石能源成为主力能源。 （2）由材料可知，目前主要靠储能解决这个问题。 （3）在用电低谷时，通过压缩机将空气压缩产生高压空气，这一过程中，可以将电能转化为空气的内能。然后在用电高峰的时候，将高压空气释放驱动膨胀机，就类似风吹风车，先把内能转化为机械能，风车旋转起来就可以去驱动发电机发电，再把机械能转化为电能。 热学与光学的综合问题 1．阅读《智能汽车》并回答题 智能汽车 新能源智能汽车进入许多家庭，随着科技发展，计算芯片、人工智能、大数据、云计算、信息通信等多个高新技术产业，具备产业深度融合，已成为汽车产业发展战略方向。 图甲是一款新能源智能汽车，车顶覆盖薄膜式太阳能电板，车窗采用“智能玻璃”，它可实现调节温度和透明度，还具有单向透光功能，可以从车内看到车外景象，而车外看不见车内景象；车身配有多个雷达，充分提高了行车的安全性。 车内配有汽车抬头显示（如图乙）又叫汽车平视显示系统（HeadUpDisplay），简称HUD。HUD是利用平面镜成像原理（如图丙），将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候，能够轻易的将车外的景象与车辆信息通过挡风玻璃所成的像融合在一起。驾驶员不必低头，就可以看到车辆信息，如车速、油耗、导航等，从而避免分散对前方道路的注意力。同时驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可避免眼睛疲劳，确保驾驶舒适安全。 (1)寒冷天气行车时，汽车挡风玻璃的________（选填“内”或“外”）侧容易出现一层“白雾”，这是水蒸气________形成的（填物态变化名称），调节玻璃温度即可除雾； (2)HUD将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃成像于驾驶员的正前方，这是由于光的________（选填“反射”或“折射”）形成的。某驾驶员驾驶过程中发现HUD使挡风玻璃所成的像过低，不便于观察，这时就需要将显示器沿水平方向________（选填“远离”、“靠近”）挡风玻璃。 【答案】(1)内 液化 (2)反射 远离 【知识点】生活中的汽、液化现象、平面镜成像的特点和规律 【来源】2025年北京市平谷区中考二模物理试题 【解析】（1）[1][2]冬天室外温度低，车内空气中的水蒸气遇到温度较低的玻璃，会在玻璃内侧发生液化，形成一层“白雾”。 （2）[1]行车数据在挡风玻璃上所成的像属于平面镜成像，是由光的反射形成的。 [2]平面镜成的像和物体关于平面镜对称，某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低，需要将显示器沿水平方向装远离挡风玻璃，可以成像变高。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11 科普阅读题 力学相关的综合问题 1．请阅读《找寻另一个“地球”》并回答题。 找寻另一个“地球” 为了找寻另一个宜居星球，天文学家一直没有停止对太阳系以外的行星（系外行星）的观测，但进展缓慢。行星难以直接观测，一个原因是暗。相比恒星，行星自身不发光，只能反射恒星发出的光，而这些反射光非常微弱，很难被望远镜接收到。另一个原因是行星与其所环绕的恒星（宿主恒星）之间的距离远小于它到地球的距离，望远镜很难分辨。观测系外行星就好比晚上从北京看几百公里外一团篝火边上的一颗石子。 科学家提出了间接观测的方法。 凌星法是一种间接观测的方法。凌星现象是指行星在视线方向上穿过恒星而遮住部分恒星的光的现象，行星体积越大，遮住的光就越多。通过绘制凌星现象发生时，恒星亮度随时间变化的图像，如图所示，可推断出行星相对其宿主恒星的体积大小。通过凌星法发现了第一颗最像地球的岩质行星、第一颗温度允许液态水存在的行星…… 视向法也是一种间接观测的方法．因为行星的存在，会使宿主恒星与行星绕二者连线上的某点做周期（公转周期）稳定的圆周运动。因此可通过观测宿主恒星的运动状态来反推行星的存在。在与上述圆周共面的某位置上，可观测到宿主恒星速度的变化范围，若，则可以探测到行星的存在，理论计算表明，其中m是行星质量、M是宿主恒星质量、r是行星与宿主恒星的距离，T是行星的公转周期。以我们熟悉的太阳系中“太阳－木星”系统为例，木星所引起太阳运动的。 越来越多被发现的系外行星改变了人类对宇宙的认识，激励着人类找寻另一个“地球”。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)系外行星难以被直接观测到的原因，除了______之外，还有行星与其宿主恒星之间的距离______它到地球的距离； (2)图中AB段对应的恒星亮度越低，说明行星相对其宿主恒星的体积越______； (3)取木星质量为地球质量的300倍、太阳与木星的距离为太阳与地球的距离的5倍、木星公转周期为地球公转周期的12倍。用视向法观测地球所引起太阳运动的______（选填“>”“<”或“=”）。 2．请阅读《神舟“问天”》并回答问题 神舟“问天” 北京时间2025年4月24日搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星中心点火发射，再次开启我国的载人航天科研之旅。 运载火箭点火发射时，动力燃料在发动机的燃烧室里燃烧，产生大量高温、高压的燃气，巨大的压力使其从发动机的喷管处高速喷出，在这一过程中，产生了一个对燃烧室的反作用力，这个巨大的反作用力使火箭逐渐加速，从而克服地球引力飞入太空。 随着运载火箭的逐级推进，神舟飞船与火箭分离进入太空，它要追上在预定轨道上以7.7km/s飞行的天宫空间站，完成会合对接，当飞船与空间站之间的距离缩短到200m（如图所示）时，飞船进入“悬停—推进—再悬停”的精密靠拢阶段，以较小的相对速度缓缓靠近，最终，对接环上的捕获锁弹出，伴随着一阵轻微的震动，神舟二十号与天宫空间站对接成功，宇航员们顺利完成太空会师。 天宫空间站能够提供独特的“微重力”环境，在这里可以完成很多地球上无法完成的科学实验，宇航员王亚平曾经在“天宫”授课，她向前抛出了一个冬奥会的吉祥物“冰墩墩”，发现“冰墩墩”既不会下落，也几乎不会减速．由此可见，天宫空间站的特殊物理环境将会为科学研究打开全新的维度。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)运载火箭向上加速飞行的过程中，受到向上的推力，这个推力的施力物体是________；（选填“燃烧室”或“高温燃气”） (2)神舟飞船与天宫空间站在最后对接的200m时段内，飞船进入_________的精密靠拢阶段； (3)空间站的微重力环境，使宇航员的骨骼和肌肉对身体的支撑度大幅减弱，那么为了保持宇航员的骨骼强度和肌肉力量，他们在空间站可以使用的健身器材有_________（多选）。 A．跳绳 B．握力器 C．哑铃 D．弹力带 3．阅读《科学重器—“科学”号海洋科考船》并回答第题。 科学重器—“科学”号海洋科考船 “科学”号海洋科学综合考察船（如图所示）是我国首艘具有自主知识产权、具有深远海探测与研究能力的4000吨级海洋科学综合考察船，是中国国内综合性能最先进的科考船，被称为海洋上的“移动实验室”。 “科学”号海洋科考船采用吊舱式电力推进系统，船尾两台可沿水平方向360°旋转的巨大的桨舵合一的推进器和船前部配置的2台艏侧推协同作用，使“科学”号海洋科考船的航行方向不受船头方向的限制，操纵起来非常轻便、灵活。 “科学”号配备了水体探测系统、大气探测系统、海底探测系统、深海极端环境探测系统、遥感信息现场印证系统、船载实验与网络等系统，搭载了全海深多波束测深系统、多道数字地震系统、“发现”号无人缆控水下机器人(ROV)、电视抓斗等多种国际先进的探测设备，自2013年1月投入试运行以来，“科学”号多次赴深海大洋，圆满完成了深海海底油气资源形成机理、深海极端环境调查、大洋环流系统与气候变化、深海生物基因资源及生物多样性、大洋生态系统与碳循环、洋中脊与大陆边缘热液系统及地球深部过程的科学考察，取得了丰硕成果。 (1)“科学”号海洋科考船的航行方向不受船头方向的限制，是因为船尾的推进器和船前部的____________协同作用； (2)2020年，科学家们利用“科学”号海洋科考船在马里亚纳海沟发现了新型可燃冰，可燃冰是天然气与水在低温高压条件下形成的类冰状结晶物质，遇火即燃，是一种清洁高效的能源资源和化工原料。根据你学习过的知识判断，可燃冰属于__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源； (3)海水的密度跟压力、水温和海水的盐度都有关系。如图所示为“发现”号无人缆控水下机器人(ROV)某次进行深海作业时的情境，假定“发现”号所在海域的海水密度随深度的增加而增大，“发现”号在脐带缆拉力作用下竖直向下匀速下潜至海底附近，不计海水的阻力和海水流动的影响。则在“发现”号全部浸没在海水中下潜的过程中，下列说法正确的是（　　）（多选题，把你认为正确的选项前面的字母填写在答题卡上） A．“发现”号的动能保持不变 B．“发现”号受到海水的浮力保持不变 C．脐带缆对“发现”号的拉力逐渐变大 D．海水对“发现”号底部的压力逐渐变大 4．阅读材料；回答下列问题； 我们的近邻——火星 火星是离太阳第四近的行星，也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星，为太阳系里四颗类地行星之一。欧洲古称火星为玛尔斯，古罗马神话中的战神，也被称为“红色星球”。古汉语中则因为它荧荧如火，位置、亮度时常变动让人无法捉摸而称之为荧惑。 火星橘红色外表是因为地表被赤铁矿（氧化铁）覆盖，火星的直径约为地球的一半，质量大约是地球的九分之一，g值大约是地球的五分之二，自转轴倾角、自转周期则与地球相近，但公转周期是地球的两倍。火星亮度最高可达-2.9等，但在大部分时间里比木星暗。 火星大气以二氧化碳为主，既稀薄又寒冷，气压很低。遍布撞击坑、峡谷、沙丘和砾石，由于零摄氏度以下水就会结冰，而在火星上，5摄氏度以上水就会沸腾，因而火星表面没有稳定的液态水。火星南半球是古老、充满撞击坑的高地，北半球则是较年轻的低地平原。火星上有太阳系已知最大的山奥林帕斯山，最大的峡谷水手号峡谷。火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二，形状不规则，可能是捕获的小行星。根据观测的证据，火星被观察到类似地下水涌出的现象，南极冰冠有部分退缩，雷达数据显示两极和中纬度地表下存在大量的水冰。 2021年5月15日，我国科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认，天问一号着陆巡视器成功着陆于预选着陆区，我国首次火星探测任务取得圆满成功。 (1)简要写出火星上水5℃就会沸腾的原因_______。 (2)用火箭将“祝融号”发射到火星，火箭对“祝融号”所做的功为W1，假设我们有能力，在火地距离相同的情况下用火箭将“祝融号”发射回地球，火箭对“祝融号”所做的功为W2，则下列选项正确的是（　　） A．W1＞W 2 B． W 1＜W 2 C． W 1＝W 2 电磁学相关的综合问题 1．请阅读《潮汐发电输出功率有多大？》并回答。 潮汐发电输出功率有多大？ 在海湾边可以见到海水的涨落现象，一般每天两次，早上的称为潮，晚上的称为汐。这种现象主要是由月球、太阳对海水的吸引力以及地球自转效应所造成的。涨潮时，海水汹涌而来，水位逐渐升高；落潮时，海水奔腾而去，水位持续下降。海水在运动时所具有的机械能统称为潮汐能。潮汐能是一种清洁、可再生能源。我国总共约32000多公里的海岸线中蕴藏着丰富的潮汐能资源。如何利用潮汐能为人类服务呢？潮汐发电就是其中一种很好的方式：在海湾建筑堤坝、闸门和厂房，围成水库引导海水流动，流动的海水推动水轮发电机组发电。潮汐发电的功率到底与什么因素有关？以涨潮为例，涨潮一次，海水将流入水库一次。我们可建构如图所示的模型图。在这个过程中，海洋这一侧水面到水道的深度为h1，水库这一侧水面到水道的深度为h2，水道口横截面积为S，左侧水道口到水轮机的长度为l，则水在水道处产生向右的压强差Δp，产生的压力F=ΔpS，压力推动水流过l距离做功W=Fl=ΔpSl=ΔpV，其中V就是流过水轮机的海水体积。因此，水库内外海水高度差越大，流过水轮机的海水就越多，海水经过水道对水轮机做功也就越多。由于水道中的海水流量（单位时间内通过水道中特定截面的流体体积）可以测量，再结合水库内外的海水的高度差，则可算出一定时间内水流做的功，再结合水轮发电机组的发电效率，由此就可以计算出发电的功率。请根据上述材料，回答下列问题： (1)潮汐发电是将潮汐能转化为________能的过程。 (2)某次涨潮时，某潮汐发电站两侧海水的高度差为4m，经过水道的海水流量为8m3/s，水轮发电机组的发电效率为80%，则1min内压力推动海水做功________J，水轮发电机组的发电功率为________kW。（设ρ海水=1×103kg/m3，g取10N/kg） (3)涨潮发电时，随着海水不断进入水库，水轮发电机组的发电功率会________。（选填“变大”“变小”或“不变”） 2．请阅读《空气储能》并回答问题。 空气储能电站 2024年4月30日，由我国自主研发和建设的全球最大压缩空气储能电站并网发电，如图1所示。这一新型储能技术不仅展示了我国在新能源领域的实力，也为全球能源转型提供了新的范例。 该项目工作原理如图2所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。 该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约19万吨，减少二氧化碳排放约49万吨。可连续放电6小时，使用期长达40年。 该电站的建成将进一步提升我国新能源利用效率，为构建清洁、低碳、安全高效的现代能源体系奠定坚实基础。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为机械能，再通过空气压缩机转化为______能。 (2)常温高压空气通过“换热器2”转换成高温高压空气的过程需要______（选填“吸热”或“放热”）。 (3)该项目的能量转换效率为______%，该项目每年发电6亿度，则消耗______亿度用电低谷时段电网的多余电能。（计算结果保留1位小数） 3．请阅读《输电线覆冰的防与治》并回答题。 输电线覆冰的防与治 在寒冷的冬季，低温雨雪天气会使部分输电线被厚厚的冰层包裹，形成输电线覆冰现象，不仅影响电力系统的正常运行，还可能引发断线、短路等安全事故。有效的输电线除冰与防冰是电力系统安全的重要保障。 为避免覆冰造成的事故发生，一方面要加强输电线的抗拉能力，另一方面电力专业人员也会密切监测覆冰情况，当覆冰达到一定厚度时，需要及时除冰。除冰的方式有很多种，电力专业人员会根据线路特点选用不同方式，例如机械除冰、热力融冰等。机械除冰是指借助人工或机械等提供的外力破坏覆冰层，使覆冰脱落的一种除冰技术。除如时，电力专业人员通过用绝缘棒敲打等方式破碎覆冰层，但因安全隐患大，近年来应用较少。热力融冰是指利用各种技术增大通过导线的电流，提高导线表面温度，从而使覆冰融化并脱落。热力融冰技术作为当前最为高效的除冰方式，应用广泛。 为避免覆冰造成的事故发生，电力专业人员还有很多种方法防止输电线覆冰。其中一种方式是涂防覆冰涂料，通过涂抹在线路外表面的涂料来有效降低水滴的粘附力，这样水滴无法有效粘附在导线外表面，会在风力或自重的作用下自行脱落。防覆冰涂料有很多类型，其中发热型涂料分为电热型和光热型两种，电热型涂料通过添加导电填料使涂层的导电性能良好，通过增大流经电流的方式增加发热量，延缓覆冰的速度和降低覆冰的厚度。光热型涂料可有效提高输电线路吸收太阳光的性能来达到防冰的效果。 根据上述材料，回答下列问题： (1)热力融冰与涂______（选填“电热”或“光热”）型防覆冰涂料都利用了电流的热效应。 (2)机械除冰具有安全隐患的原因可能是______（写出一条即可）。 (3)若某段长为L的输电线发生覆冰现象时，冰层均匀包裹在输电线外，覆冰后输电线（含覆冰层）的横截面可视为半径为的圆形，覆冰前输电线的横截面可视为半径为的圆形，则输电线覆冰层体积的表达式为_____（用、、L、表示）。当，，，时，该段输电线外包裹的冰层的质量约为_____kg。（取3） 4．阅读《声呐技术助推海洋强国梦》，回答问题。 声呐技术助推海洋强国梦 声呐是利用声波在水下传播的特性判断水下物体的存在、位置及类型的方法和设备。利用声波在水下进行信息传输是因为电磁波在水中衰减极快，无法传向远方，而声波在水中的衰减较慢，更适合水下长距离无线通信。 声呐系统有主动和被动两种工作方式。当声呐系统以主动方式工作时，向水中发射声波，声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声波的往返时间就可以确定目标的距离。如果声呐发出的声波碰到的目标是运动的，反射回来的声波频率就会有所变化。反射回来的声波频率变高，说明目标正向声呐靠近；反射回来的声波频率变低，说明目标正在远离声呐。当声呐系统以被动方式工作时，接收舰船等产生的辐射噪声和水声设备发射的信号，以测定目标的方位和距离，此方式特别适用于不能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇。 我国声呐技术应用广泛，涵盖军事领域、海洋资源开发、海洋测绘与科研、水下工程与救援、水下结构检测、水下通信与导航等多个领域。中科院声学所、中国船舶集团等机构研发的合成孔径声呐（SAS）、激光声呐等技术已达国际先进水平。我国声呐技术正朝着智能化（AI目标识别）、多功能集成（通信/探测一体化）和深远海覆盖方向持续发展。随着"智慧海洋"战略深入推进，声呐技术将持续为海洋资源开发、权益维护和科学研究提供核心支撑，成为建设海洋强国的重要技术支柱。 根据材料回答问题。 (1)声波比电磁波更适合水下长距离无线通信，原因是：______； (2)静止在海水中的潜艇A利用主动式声呐监视潜艇B，若接收到经潜艇B反射回来的声波频率变低，说明潜艇B在______潜艇A；（选填“远离”或“靠近”） (3)在太空中______（选填“能”或“不能”）用声呐技术来测量星体间的距离； (4)一艘科考船利用声呐系统对某海域的海底地形进行测绘。在该海域A、B、C、D、E五个位置竖直向海底发射声波，经海底反射回来。测得从发射至接收到反射声波的时间分别为0.32s、0.40s、0.30s、0.40s、0.26s，根据时间可以绘出海底地形，该海域海底地形与图中______相似。（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”） 5．请阅读《固态电池》并回答问题。 固态电池 为了应对能源危机和环境污染，电动汽车的研发受到国家的高度重视。电池技术是电动汽车的关键核心技术之一，其性能直接影响到电动汽车的续航里程、安全性和经济性。 目前，大多数电动汽车使用的是液态锂电池。它的核心组成包括由锂离子氧化物材料制成的正极、石墨充当的负极、含有锂盐的液态电解质以及隔膜。隔膜材料能使锂离子通过但不导电，能把电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路。图甲、乙分别为液态锂电池充电和放电时的情景。充电时，锂离子从正极材料中出来（该过程称为脱嵌），穿过液态电解质和隔膜进入石墨负极中（该过程称为嵌入），实现电能向化学能的转化；放电时，锂离子的运动过程与充电时相反，储存起来的化学能被重新转化为电能。 能量密度是衡量锂电池储能能力的关键指标，它表示单位质量可存储的能量。目前液态锂电池的能量密度约为，进一步提升遭遇瓶颈。为此，研究人员提出将液态电解质部分或全部替换为固态电解质，这类电池被称为固态电池。固态电池可分为半固态、准固态和全固态3种类型。以全固态电池为例，其整个电解质都变成了固态，没有液态电解质，不需要隔膜，不会发生因隔膜穿破而导致的短路自燃，提高了电池的安全性。使用全固态电解质后，可直接使用锂作为负极，减少了负极材料的用量，去掉隔膜可使正负极之间的距离缩短至几到十几微米，电池的能量密度能提高到，这使得电动汽车在续航里程上更接近甚至超越传统燃油车，这无疑会加速电动汽车替代传统燃油车的进程。固态电解质具有更高的离子电导率，使固态电池能承受更高的电压，充电速度得到大幅提升。 从液态到固态，电池技术的进步将深刻影响电动汽车的发展。未来固态电池可能成为主流，让电动汽车的充电像加油一样便捷，彻底改变我们的出行方式。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)固态电池相较于液态电池的优点主要有______（写出一条即可）； (2)传统的液态锂电池在放电过程中，其电池内部的电流方向是______（选填“正极流向负极”或“负极流向正极”）； (3)某新型电动汽车配有500kg的全固态电池，电池参数与文中的数据一致。当该汽车以的速度匀速行驶时，牵引力约为500N，其电动机的能量转化效率约为。求该车充满电后以的速度匀速行驶的最远路程，写出计算过程。 热学相关的综合问题 1．请阅读《给电网装上“空气充电宝”》并回答问题。 给电网装上“空气充电宝” 能源是工业的“粮食”。煤炭、油气和电力的广泛使用使人类经历了蒸汽时代和电气时代，我们现在正在经历的工业革命，其能源变革的主要特征就是可再生能源逐步替代化石能源成为主力能源。 可再生能源和化石能源相比，有一个鲜明的特点，就是它的不可控性，它具有间歇性、波动性和周期性等特点，它会给电网的稳定运行、控制和安全带来很大的影响，目前主要靠储能解决这个问题。 在已有的储能技术当中，大致可分为两类，一类是物理储能，包括抽水蓄能、压缩空气储能等。另一类叫化学储能，主要包括各种电池，我们经常用到的铅酸电池、锂电池、钠电池等。 不同的储能技术，有不同的应用场景，我们今天所提到的空气充电宝，也就是压缩空气储能，它是比较适合于大规模长时间的储能技术 什么是压缩空气储能？其实它的基本原理很简单，在用电低谷时，通过压缩机将空气压缩产生高压空气，这一过程中，可以将电能转化为空气的内能。然后在用电高峰的时候，将高压空气释放驱动膨胀机，就类似风吹风车，旋转起来就可以去驱动发电机发电了。 加速空气储能技术，不断提高效率和性能，人类的可再生能源时代会更快的到来。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)我们现在正在经历的工业革命，其能源变革的主要特征就是______________。 (2)目前，针对可再生能源的不可控性问题给电网的稳定运行、控制和安全带来的影响，主要的解决方法是______________。 (3)请写出压缩空气储能技术在释放高压空气发电的过程中涉及到的主要能量转化形式？（举出两例） 热学与光学的综合问题 1．阅读《智能汽车》并回答题 智能汽车 新能源智能汽车进入许多家庭，随着科技发展，计算芯片、人工智能、大数据、云计算、信息通信等多个高新技术产业，具备产业深度融合，已成为汽车产业发展战略方向。 图甲是一款新能源智能汽车，车顶覆盖薄膜式太阳能电板，车窗采用“智能玻璃”，它可实现调节温度和透明度，还具有单向透光功能，可以从车内看到车外景象，而车外看不见车内景象；车身配有多个雷达，充分提高了行车的安全性。 车内配有汽车抬头显示（如图乙）又叫汽车平视显示系统（HeadUpDisplay），简称HUD。HUD是利用平面镜成像原理（如图丙），将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候，能够轻易的将车外的景象与车辆信息通过挡风玻璃所成的像融合在一起。驾驶员不必低头，就可以看到车辆信息，如车速、油耗、导航等，从而避免分散对前方道路的注意力。同时驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可避免眼睛疲劳，确保驾驶舒适安全。 (1)寒冷天气行车时，汽车挡风玻璃的________（选填“内”或“外”）侧容易出现一层“白雾”，这是水蒸气________形成的（填物态变化名称），调节玻璃温度即可除雾； (2)HUD将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃成像于驾驶员的正前方，这是由于光的________（选填“反射”或“折射”）形成的。某驾驶员驾驶过程中发现HUD使挡风玻璃所成的像过低，不便于观察，这时就需要将显示器沿水平方向________（选填“远离”、“靠近”）挡风玻璃。 / 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