专题04 电学计算、材料、信息与能源 （2大考点）（新疆专用）-【好题汇编】2025年中考物理二模试题分类汇编

专题04 电学计算、材料、信息与能源 电学计算 1．（2025•天山区校级二模）在如图所示电路中R1＝10Ω，R2＝20Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A。求： （1）电阻R1两端的电压； （2）通过R2的电流； （3）干路中的总电流。 【答案】（1）电阻R1两端的电压是3V； （2）通过R2的电流是0.15A； （3）干路中的总电流是0.45A。 【解答】解：由图可知，闭合开关后，R1与R2并联，电流表A测R1支路的电流； （1）电阻R1两端的电压U＝IR1＝0.3A×10Ω＝3V， （2）因R2与R1并联，所以它们两端电压相等， 所以通过R2的电流：I20.15A， （3）干路中的总电流：I＝I1+I2＝0.45A， 答：（1）电阻R1两端的电压是3V； （2）通过R2的电流是0.15A； （3）干路中的总电流是0.45A。 2．（2025•天山区校级三模）如图所示电路，电源电压为4V保持不变，R1＝10Ω。闭合开关S后，电流表示数为0.6A，求： （1）通过电阻R1的电流； （2）电阻R2的阻值； （3）整个电路在1min内产生的热量。 【答案】（1）通过R1的电流为0.4A； （2）电阻R2的阻值为20Ω； （3）10s内整个电路产生的热量为144J。 【解答】解：由图可知，闭合开关S后，定值电阻R1、R2并联，电流表测干路中的电流； （1）由并联电路的电压特点可知，R1、R2两端的电压均等于电源电压，即U1＝U2＝U＝4V， 则通过定值电阻R1的电流为：I10.4A； （2）由并联电路的电流特点可得，通过定值电阻R2的电流为：I2＝I﹣I1＝0.6A﹣0.4A＝0.2A， 根据欧姆定律可得，电阻R2的阻值为：R220Ω； （3）1min内整个电路产生的热量Q＝W＝UIt＝4V×0.6A×60s＝144J。 故答案为：（1）通过R1的电流为0.4A； （2）电阻R2的阻值为20Ω； （3）1min内整个电路产生的热量为144J。 3．（2025•伊州区校级三模）如图所示的电路中，电源电压为6V，闭合开关S后，通过电阻R1的电流为1A，通过电阻R2的电流为2A．求： （1）通过电流表的电流； （2）电路的总电阻； （3）整个电路在10s内产生的热量。 【答案】（1）通过电流表的电流为3A； （2）电路的总电阻为2Ω； （3）整个电路在10 s内产生的热量为180J。 【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表测干路电流。 （1）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过电流表的电流： I＝I1+I2＝1A+2A＝3A； （2）由I可得，电路的总电阻： R2Ω； （3）整个电路在10s内产生的热量： Q＝I2Rt＝（3A）2×2Ω×10s＝180J。 答：（1）通过电流表的电流为3A； （2）电路的总电阻为2Ω； （3）整个电路在10 s内产生的热量为180J。 4．（2025•石河子二模）在如图所示的电路中，R1的阻值是30Ω，闭合开关S，电流表A1的示数是0.2A，电流表A的示数是0.5A。求： （1）电源电压； （2）电阻R2的阻值； （3）电阻R1消耗的电功率。 【答案】（1）电源电压为6V； （2）电阻R2的阻值为20Ω； （3）电阻R1消耗的电功率为1.2W。 【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流。 （1）因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由I可得，电源的电压： U＝I1R1＝0.2A×30Ω＝6V； （2）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过R2的电流： I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A， 则电阻R2的阻值： R220Ω。 （3）电阻R1消耗的电功率P1＝UI1＝6V×0.2A＝1.2W。 答：（1）电源电压为6V； （2）电阻R2的阻值为20Ω； （3）电阻R1消耗的电功率为1.2W。 材料、信息与能源 1．（2025•米东区校级三模）自然界有一些能源一旦消耗就很难再生，因此我们要节约能源。下列能源属于可再生能源的是（　　） A．石油 B．氢能 C．风能 D．煤炭 【答案】C 【解答】解：A、石油属于化石能源，是不可再生能源，故A错误； B、氢能是不可再生能源，故B错误； C、风能属于可再生能源，故C正确； D、煤炭属于化石能源，是不可再生能源，故D错误。 故选：C。 2．（2025•米东区校级三模）下列物品中，通常情况下属于绝缘体的是（　　） A．竹筷子 B．钢勺 C．食盐水 D．电线铜芯 【答案】A 【解答】解： 竹筷子不容易导电，属于绝缘体；钢勺、食盐水、电线铜芯都容易导电，是导体。 故选：A。 3．（2025•伊州区校级三模）2024年年中，我国第三代核电站“华龙一号”示范工程全面建成。下列关于核能的说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源，核电站利用核聚变产生能量 B．核能是可再生能源，核电站利用核裂变产生能量 C．核能是不可再生能源，核电站利用核聚变产生能量 D．核能是不可再生能源，核电站利用核裂变产生能量 【答案】D 【解答】解：核能是不可再生能源，核电站利用核裂变产生能量，故ABC错误，D正确。 故选：D。 4．（2025•天山区校级三模）蓝牙是一种短距离无线通信技术，具有传输效率高，安全性好的优势，蓝牙设备传递信息主要是利用（　　） A．电磁波 B．次声波 C．超声波 D．空气 【答案】A 【解答】解：“蓝牙”是一种短距离的无线通信技术，是利用电磁波来传递信息的，故BCD错误，A正确。 故选：A。 5．（2025•天山区校级二模）北斗导航是中国自主研发的卫星导航系统，自开通以来运行稳定，持续为全球用户提供优质服务。下列说法正确的是（　　） A．北斗卫星利用超声波向地球传递信息 B．北斗卫星上的芯片采用半导体材料制成 C．北斗卫星在近地点的动能最大，势能为零 D．北斗卫星在预定轨道中运行时，不再具有惯性 【答案】B 【解答】解：A、北斗卫星利用电磁波向地球传递信息，故A错误； B、北斗卫星上的芯片采用半导体材料制成，故B正确； C、卫星质量一定，在近地点时速度最大，动能最大，相对地球有一定距离，势能不为零，故C错误； D、北斗卫星在预定轨道中运行时，具有惯性，故D错误。 故选：B。 6．（2025•天山区校级二模）如果家中有人触电，在不能立即切断电源的情况下，千万不能用手直接去拉触电者，可以用一些物品使触电者脱离带电体。下列物品中不能使用的是（　　） A．木擀面杖 B．橡胶手套 C．铝拖把杆 D．塑料凳子 【答案】C 【解答】解：有人触电时，可以使用绝缘物体使触电者脱离带电体；木擀面杖、橡胶手套、塑料凳子都属于绝缘体，铝拖把杆属于导体，故C符合题意。 故选：C。 7．（2025•石河子二模）碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂等组成的高强度材料，其具有耐高温、耐摩擦、易导电及耐腐蚀等特性。下列物体中最不适合用该材料制作的是（　　） A．赛车车身 B．火箭外壳 C．奥运会火炬外壳 D．高压电缆外壳 【答案】D 【解答】解：A．赛车车身需高强度和轻量化，碳纤维复合材料符合，适合制作，故A正确，不符合题意； B．火箭外壳需耐高温和耐腐蚀，碳纤维复合材料满足要求，适合制作，故B正确，不符合题意； C．奥运会火炬外壳需耐高温，碳纤维复合材料具备此特性，适合制作，故C正确，不符合题意； D．碳纤维复合材料易导电，高压电缆外壳需绝缘性，不适合制作，故D错误，符合题意。 故选：D。 电学计算 1．（2025•和田地区二模）如图所示的电路中，R1的阻值为8Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.6A，电流表A的示数为0.9A。求： （1）电源两端的电压。 （2）R2的阻值。 （3）电路在10min内消耗的电能。 【答案】（1）电源两端的电压为4.8V。 （2）R2的阻值为12Ω。 （3）电路在10min内消耗的电能为2592J。 【解答】解：（1）由图可知，闭合开关S，R1、R2并联，电流表A1测量通过R1的电流，电流表A2测量干路的总电流； 根据并联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1＝I1R1＝0.6A×8Ω＝4.8V； （2）根据并联电路的特点可知，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.9A﹣0.6A＝0.3A， 根据欧姆定律可知，R2的阻值：R212Ω； （3）电路在10min内消耗的电能：W＝UIt＝4.8V×0.9A×10×60s＝2592J。 答：（1）电源两端的电压为4.8V。 （2）R2的阻值为12Ω。 （3）电路在10min内消耗的电能为2592J。 2．（2025•米东区校级三模）如图所示电路，电阻R1＝20Ω，若断开S2、闭合S1，电流表的示数为0.30A；若闭合S1、S2，电流表的示数为0.50A。求： （1）电源两端的电压； （2）电阻R2的阻值； （3）当S1、S2都闭合时，整个电路在1min内产生的热量。 【答案】（1）电源两端的电压为6V； （2）电阻R2的阻值为30Ω； （3）当S1、S2都闭合时，整个电路在1min内产生的热量为180J。 【解答】解：（1）由图知，断开S2、闭合S1时，电路为R1的简单电路，电流表测通过R1的电流， 由I可得，电源电压： U＝U1＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V； （2）闭合S1、S2时，两电阻并联，电流表测干路电流， 由并联电路特点可得，通过R2的电流： I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A， 所以R2的阻值：R230Ω； （3）当S1、S2都闭合时，整个电路在1min内产生的热量： Q＝W＝UIt＝6V×0.5A×60s＝180J。 答：（1）电源两端的电压为6V； （2）电阻R2的阻值为30Ω； （3）当S1、S2都闭合时，整个电路在1min内产生的热量为180J。 材料、信息与能源 1．（2025•和田地区二模）我国目前正大力开发利用太阳能、风能、核能等新能源，风光互补发电项目正大规模推进。 （1）风能属于 　 　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，太阳能是由于其内部氢原子核在超高温下发生 　 　 （选填“聚变”或“裂变”）所释放的核能，在人类使用能源的过程中，必然有部分能量由于种种原因浪费掉且不能再重新加以利用，因此说明能量的转移或转化具有 　 　 性。 （2）风力发电主要利用闭合电路的部分导线切割 　 　 产生感应电流，风电机内部的磁体 　 　 （选填“会”或“不会”）对有感应电流的线圈产生力的作用；若当风速不超过15m/s时风力发电时功率与风速的平方成正比，当风速为12m/s时，输出电功率为400W；则当输出电功率为25W时，风速为 　 　 m/s。 （3）若某光伏产业园每天日照时间为8h，光伏电板光电转化效率为20%，平均光照功率为1000W/m2，则面积为2×105m2的产业园每天可产生电能 　 　 kW•h，若光伏电板光电转化效率提升到25%，每年多产生的电能相当于完全燃烧 　 　 t的焦炭产生的能量。（一年按照365天计算，焦炭的热值为3×107J/kg） 【答案】（1）可再生；聚变；方向；（2）磁感线；会；3；（3）3.2×105；3.504×103。 【解答】解：（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；太阳能是由于其内部氢原子核在超高温下发生聚变所释放的核能；在人类使用能源的过程中，必然有部分能量由于种种原因浪费掉且不能再重新加以利用，因此说明能量的转移或转化具有方向性。 （2）风力发电主要利用闭合电路的部分导线切割磁感线产生感应电流，风电机内部的磁体会对有感应电流的线圈产生力的作用； 当风速不超过15m/s时风力发电功率与风速的平方成正比，当风速为12m/s时，输出电功率为400W，则400W＝k×（12m/s）2， 当功率为25W时，有25W＝kv'2， 两式相比得：v＝3m/s。 （3）产业园的光照功率为P＝1000W/m2×2×105m2＝2×108W＝2×105kW， 产业园每天可产生的电能为W＝ηPt＝20%×2×105kW×8h＝3.2×105kW•h； 若光伏电板光电转化效率提升到25%，每年多产生的电能为ΔW＝ΔηPt′＝（25%﹣20%）×2×105kW×8×365h＝2.92×107kW•h＝1.0512×1014J， 相当于完全燃烧焦炭的质量为m3.504×106kg＝3.504×103t。 故答案为：（1）可再生；聚变；方向；（2）磁感线；会；3；（3）3.2×105；3.504×103。 2．（2025•石河子二模）风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在5m/s≤v≤10m/s的范围内，P与v的三次方成正比。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。） （1）风能是 　 　 （填“可再生”或“不可再生”）能源。风力发电将空气的 　 　 能转化为电能，电能是 　 　 次能源； （2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会 　 　 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动； （3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 　 　 kg的煤完全燃烧放出的热量；（q＝3.0×107J/kg） （4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，若发电机输出电能1kW•h，叶片需要转动 　 　 圈。 【答案】（1）可再生；机械（或动）；二；（2）顺时针；（3）36；（4）4。 【解答】解：（1）风能是能够源源不断的从自然界得到的能源，属于可再生能源；风力发电时，空气流动带动扇叶转动，将空气的机械能转化为电能；电能不能够从自然界直接获取，需要由一次能源转化而来，属于二次能源； （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）由丙图可知风速为12m/s时，发电机的功率为300kW，则工作1h发电机输出的电能为：W电＝Pt＝300×103W×3600s＝1.08×109J； 由题意得Q放＝W电＝1.08×109J；可得燃烧的煤的质量m36kg； （4）由丙图可知当风速为13m/s时，发电机的功率为300kW，发电机输出电能1kW•h，时间th＝0.2min；发电机转子1min转400圈，则0.2min转子转400×0.2＝80转，又叶片转1圈，发电机转子转20圈，故叶片转4圈。 故答案为：（1）可再生；机械（或动）；二；（2）顺时针；（3）36；（4）4。 3．（2025•石河子二模）近年来，中国科技发展举世瞩目，无人机、电车、人工智能等各个领域都有新的突破。 （1）无人机搭载有高分辨率摄像机、轻型光学相机、超声波传感器、红外夜视仪等设备，广泛应用在航拍、交通等领域。无人机上的旋翼电动机与摄像机根据需要可以独自工作，从电路设计的角度上看，旋翼电动机和相机是 　 　 （选填“串联”或“并联”）的； （2）无人机所用电池组为了产生高电压，其电池组由多节锂电池 　 　 （选填“串联”或“并联”）组成，锂电池组工作过程中会产生焦耳热，说明锂电池组 　 　 （选填“有”或“没有”）电阻。 （3）温度过低时，锂电池可以充入的最大电能将变小，无人机的续航时间将 　 　 （选填“变长”或“变短”）；充入相同电能所用的时间比常温条件下长，说明充电平均功率 　 　 （选填“变大”或“变小”）。 （4）无人机内部的芯片的主要材料是硅，它是 　 　 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）。 【答案】（1）并联；（2）串联；有；（3）变短；变小；（4）半导体。 【解答】解：（1）无人机上的旋翼电动机与摄像机根据需要可以独自工作，从电路设计的角度上看，旋翼电动机和相机是并联的； （2）无人机所用电池组为了产生高电压，其电池组由多节锂电池串联组成，锂电池组工作过程中会产生焦耳热，根据焦耳定律可知，说明锂电池组有电阻。 （3）温度过低时，锂电池可以充入的最大电能将变小，无人机的续航时间将变短；充入相同电能所用的时间比常温条件下长，说明充电平均功率变小。 （4）无人机内部的芯片的主要材料是硅，它是半导体。 故答案为：（1）并联；（2）串联；有；（3）变短；变小；（4）半导体。 4．（2025•天山区校级二模）太阳能电池帆板（简称“电池板”）是为各类太空飞行器提供能源的装置，被称为太空能量“供应商”。 （1）太阳能电池是把太阳能转化成 　 　 （填“一次”或“二次”）能源——电能，太阳内部的核反应与目前核电站采用的核反应方式是 　 　 （填“相同”或“不相同”）的。把电流表与太阳能电池板接入电路，光线与太阳能电池板夹角越大，电流表的示数越大，因此，在安装太阳能电池板时要尽量使太阳光 　 　 （填“平行”或“垂直”）照射电池板。 （2）中国空间站利用电磁波与地面联系，该波在玻璃中的传播速度 　 　 （填“小于”“等于”或“大于”）3×108m/s。对太空中的空间站来说，每24个小时就有16个昼夜，每昼30分钟、每夜60分钟，30分钟面对太阳的时间，就是电池板发电的时候。若中国空间站所在高度电池板每秒每平方米接受的太阳能量为500J，为了保证每天能够产生8.28×108J的电能，则电池板的总面积为 　 　 m2（太阳能电池效率为23%）。当光照射到物体上时，会对物体表面产生压力，太阳光对电池板薄膜产生的压强，约为大气压的5×10﹣11倍，则太阳光对面积为2m2电池板产生的压力相当于质量为 　 　 （填“0.001g”“1g”或“100g”）物体所受的重力。 【答案】（1）二次；不相同；垂直；（2）小于；250；0.001g。 【解答】解：（1）太阳能可以直接从自然界获得，是一次能源，电能不能直接从自然界获得，电能是二次能源。 太阳内部进行的是聚变反应，核电站是利用核裂变来释放能量的，所以核电站采用的核反应方式与太阳内部的核反应方式不相同。 由题意可知，光线与太阳能电池板夹角越大，电流表的示数越大，所以应该让光线与太阳能电池板夹角最大，即垂直照射电池板。 （2）电磁波在真空中的传播速度最快，是3×108m/s，在玻璃中的传播速度小于3×108m/s。 由可得，太阳能电池板获得的太阳能： ； 由题意知，每平方米接收的太阳光能量平均功率值为500W，则每秒每平方米接收的太阳光能量平均值为500J，每天的日照时间为： ； 机翼的太阳能电池的最小总面积为： ； 大气压约为1×105Pa，太阳光对电池板薄膜产生的压强，约为大气压的5×10﹣11倍，则太阳光对面积为2m2电池板产生的压力为：F＝p'S'＝1×105Pa×5×10﹣11×2m2＝10﹣5N； 即物体的重力是10﹣5N，则质量为： 。 故答案为：（1）二次；不相同；垂直；（2）小于；250；0.001g。 5．（2025•天山区校级二模）城市一些路段安装了太阳能LED照明路灯，如图所示，LED是一种发光二极管，它是由 　 　 材料制成的，灯杆顶端是太阳能电池板，白天它可以将 　 　 能转化为 　 　 能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明。若某段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.4×107J，这些能量经转化后，可供功率为120W的路灯工作20h，则该太阳能路灯的能量转化效率为 　 　 %。太阳能是 　 　 （填“可再生”或“不可再生”）能源、清洁无污染，它是在太阳内部氢原子核发生 　 　 （填“裂变”或“聚变”）释放出的巨大的能量。 【答案】半导体；太阳；电；36；可再生；聚变。 【解答】解： 发光二极管是由半导体材料制成的，能将电能直接转化为光能；太阳能电池板可将太阳能转化为电能； 太阳光辐射到该太阳能电池板的能量E＝2.4×107J， 由可得LED灯消耗的电能： W＝Pt＝120W×20×3600s＝8.64×106J， 该太阳能路灯的能量转化效率： ； 太阳能可以源源不断地获得，因此是可再生能源；太阳能是在太阳内部氢原子核发生聚变释放出巨大的能量。 故答案为：半导体；太阳；电；36；可再生；聚变。 6．（2025•天山区校级二模）（1）2024年1月17日22时27分，天舟七号货运飞船由长征七号遥八运载火箭搭载，在中国文昌航天发射场点火发射。约10分钟后，天舟七号货运飞船与火箭成功分离，飞船与火箭分离后仍能向前飞行是因为它具有 　 　 ；1月18日1时36分，天舟七号采取自主快速交会对接模式成功对接空间站天和核心舱后向端口，此时以天和核心舱为参照物，天舟七号是 　 　 的。中国空间站中的航天员是利用 　 　 （填“电磁波”或“次声波”）和地面控制大厅取得联系的。通话过程在互联网上进行了直播，电脑接入光纤可以极大地提高网速，光纤内传播信息的是 　 　 （填“激光”或“红外线”），光在光纤内发生的是 　 　 （填“反射”或“折射”）。 （2）2022年3月23日，“天宫课堂”在中国空间站再次开讲。航天员展示了微重力环境下的“太空抛物”“液桥演示”“太空冰雪”等精彩实验。“太空抛物”实验，冰墩墩被航天员抛出后在太空舱里做近似 　 　 运动，这是因为冰墩墩具有惯性；该实验验证了 　 　 定律，最后被另一位航天员用手拦住停止运动，说明力可以改变物体的 　 　 。 【答案】（1）惯性；静止；电磁波；激光；反射；（2）匀速直线；惯性；运动状态。 【解答】解：（1）飞船与火箭分离后仍能向前飞行是因为它具有惯性；1月18日1时36分，天舟七号采取自主快速交会对接模式成功对接空间站天和核心舱后向端口，此时以天和核心舱为参照物，天舟七号相对天和核心舱没有位置的变化，是静止的。中国空间站中的航天员是利用电磁波和地面控制大厅取得联系的。通话过程在互联网上进行了直播，电脑接入光纤可以极大地提高网速，光纤内传播信息的是激光，光在光纤内发生的是反射。 （2）2022年3月23日，“天宫课堂”在中国空间站再次开讲。航天员展示了微重力环境下的“太空抛物”“液桥演示”“太空冰雪”等精彩实验。“太空抛物”实验，冰墩墩被航天员抛出后在太空舱里做近似匀速直线运动，这是因为冰墩墩具有惯性；该实验验证了惯性定律，最后被另一位航天员用手拦住停止运动，说明力可以改变物体的运动状态。 故答案为：（1）惯性；静止；电磁波；激光；反射；（2）匀速直线；惯性；运动状态。 7．（2025•伊州区校级三模）“凌风号”是国内首个成功下线的12兆瓦级陆上风电组，助推国家能源结构优化升级，助力实现“双碳”目标。 （1）风电机组利用闭合电路的部分导体切割　 　 将风能转化为电能。产生的电能属于　 　 次能源。能量在转化的过程中具有　 　 性。 （2）当风吹过风电机叶片时，叶片两侧的气流速度不同会形成压力差推动叶片旋转，流速较大的一侧叶片受到空气的压强　 　 （选填“较大”或“较小”）；叶片和空气摩擦的过程中失去电子会带上　 　 （选填“正”或“负”）电荷；某风电机的一个叶片体积约为250m3，平均密度约为1.8×103kg/m3，一个叶片的质量约为　 　 t。 （3）已知风电机每秒捕获的风能与风速的三次方成正比，与叶轮直径的二次方成正比；若甲、乙两个风电机分别在风速为8m/s和12m/s的情况下捕获的风能之比为6：25，则甲、乙两个风电机的叶轮直径之比为　 　 ，乙风机在风速为12m/s的情况下每秒捕获的风能为2.16×107J，风能转化为电能的效率始终为40%，当风速为10m/s时乙风机的发电功率为　 　 kW。 【答案】（1）磁感线；二；方向；（2）较小；正；450；（3）9：10；5000。 【解答】解：（1）风力发电机的原理是闭合电路的部分导体切割磁感线运动时，产生感应电流的现象，即电磁感应； 风力发电机中获得的电能是通过消耗风能而获得的，是二次能源； 能量的转化与转移具有方向性。 （2）根据流体压强与流速的关系可知，流速越大的位置，压强越小，故流速较大的一侧叶片受到空气的压强较小； 叶片失去电子后，叶片上正电荷数量大于负电荷数量，使得叶片对外显正电； 一个叶片的质量m＝ρV＝1.8×103kg/m3×250m3＝4.5×105kg＝450t； （3）由题意可知，风车每秒捕获的风能E与风速v、叶轮直径d的关系可以表示为E＝kv3d2（k为常数），甲乙两个风电机的叶轮直径之比， 同一风车每秒在不同速度下捕获的风能之比为， 风速为10m/s，乙风车每秒捕获的风能， 乙风车每秒转化成的电能， 乙风车的电功率5000kW， 故答案为：（1）磁感线；二；方向；（2）较小；正；450；（3）9：10；5000。 8．（2025•米东区校级三模）智能手环是一种常见的可穿戴智能设备。智能手环能测量心率、血氧饱和度等数据，用户可以据此了解自己的健康状况，设定运动强度，制订锻炼计划等，用数据指导健康生活。 （1）智能手环支持手机微信等消息推送提醒，手环与手机之间的是通过 　 　 （选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）联系的； （2）智能手环测量心率的原理是：智能手环配有绿色LED灯搭配感光光电二极管照射血管，当心脏跳动时，血液流量增多，由于血液是红色的，它可以 　 　 （选填“吸收”或“反射”）绿光。根据绿光的光强变化测得心率，如图乙是小乐同学所戴手环中的接收器一段时间内接收的光强随时间变化的图像，在0～0.11s内，该同学动脉中血量 　 　 （填“增加”或者“减少”），根据图像，他的心率为每分钟 　 　 次。（心率是用来描述心动周期的专业术语，指心脏每分钟跳动的次数，心脏每收缩和舒张一次的时间为一个周期） （3）小乐跑步10分钟后，智能手环显示步数是1500步（一步距离约为1米），消耗能量是100千卡（1千卡＝4200焦），此时的心率为130次/分钟。 ①若小乐跑步的平均动力为40牛，则她跑步时动力做功的功率大约是 　 　 W； ②假设跑步消耗的能量全部由糖类物质提供，相当于消耗了 　 　 克糖类物质（已知1克糖类物质在体内完全氧化释放的能量为16.8千焦）。 【答案】（1）电磁波； （2）吸收；减少；75； （3）100；25。 【解答】解：（1）手环与手机之间是通过电磁波联系的，因为超声波和次声波在空气中传播距离较短且易受干扰，不适合用于手环与手机间的通信，而电磁波可以在空气中传播且能满足数据传输的要求； （2）血液是红色的，它可以吸收绿光，因为红色物体主要反射红光，而吸收其他色光。由图可知，在0−0.11s内光强在增加，而由于心脏跳动时血液流量增多会吸收更多绿光，所以该同学动脉中血量减少。已知心跳周期为0.8s，1分钟＝60s，则心率为0.860＝75次/分钟； （3）①小乐跑步的距离s＝1500×1＝1500m， 跑步时间t＝10分钟＝10×60＝600s， 根据W＝Fs，动力做功W＝40×1500J＝60000J， 她跑步时动力做功的功率P100W； ②消耗的总能量E＝100×4200J＝420000J＝420kJ， 已知1克糖类物质在体内完全氧化释放的能量为16.8kJ，则消耗糖类物质的质量m25g。 故答案为：（1）电磁波； （2）吸收；减少；75； （3）100；25。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 电学计算、材料、信息与能源 电学计算 1．（2025•天山区校级二模）在如图所示电路中R1＝10Ω，R2＝20Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A。求： （1）电阻R1两端的电压； （2）通过R2的电流； （3）干路中的总电流。 2．（2025•天山区校级三模）如图所示电路，电源电压为4V保持不变，R1＝10Ω。闭合开关S后，电流表示数为0.6A，求： （1）通过电阻R1的电流； （2）电阻R2的阻值； （3）整个电路在1min内产生的热量。 3．（2025•伊州区校级三模）如图所示的电路中，电源电压为6V，闭合开关S后，通过电阻R1的电流为1A，通过电阻R2的电流为2A．求： （1）通过电流表的电流； （2）电路的总电阻； （3）整个电路在10s内产生的热量。 4．（2025•石河子二模）在如图所示的电路中，R1的阻值是30Ω，闭合开关S，电流表A1的示数是0.2A，电流表A的示数是0.5A。求： （1）电源电压； （2）电阻R2的阻值； （3）电阻R1消耗的电功率。 材料、信息与能源 1．（2025•米东区校级三模）自然界有一些能源一旦消耗就很难再生，因此我们要节约能源。下列能源属于可再生能源的是（　　） A．石油 B．氢能 C．风能 D．煤炭 2．（2025•米东区校级三模）下列物品中，通常情况下属于绝缘体的是（　　） A．竹筷子 B．钢勺 C．食盐水 D．电线铜芯 3．（2025•伊州区校级三模）2024年年中，我国第三代核电站“华龙一号”示范工程全面建成。下列关于核能的说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源，核电站利用核聚变产生能量 B．核能是可再生能源，核电站利用核裂变产生能量 C．核能是不可再生能源，核电站利用核聚变产生能量 D．核能是不可再生能源，核电站利用核裂变产生能量 4．（2025•天山区校级三模）蓝牙是一种短距离无线通信技术，具有传输效率高，安全性好的优势，蓝牙设备传递信息主要是利用（　　） A．电磁波 B．次声波 C．超声波 D．空气 5．（2025•天山区校级二模）北斗导航是中国自主研发的卫星导航系统，自开通以来运行稳定，持续为全球用户提供优质服务。下列说法正确的是（　　） A．北斗卫星利用超声波向地球传递信息 B．北斗卫星上的芯片采用半导体材料制成 C．北斗卫星在近地点的动能最大，势能为零 D．北斗卫星在预定轨道中运行时，不再具有惯性 6．（2025•天山区校级二模）如果家中有人触电，在不能立即切断电源的情况下，千万不能用手直接去拉触电者，可以用一些物品使触电者脱离带电体。下列物品中不能使用的是（　　） A．木擀面杖 B．橡胶手套 C．铝拖把杆 D．塑料凳子 7．（2025•石河子二模）碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂等组成的高强度材料，其具有耐高温、耐摩擦、易导电及耐腐蚀等特性。下列物体中最不适合用该材料制作的是（　　） A．赛车车身 B．火箭外壳 C．奥运会火炬外壳 D．高压电缆外壳 电学计算 1．（2025•和田地区二模）如图所示的电路中，R1的阻值为8Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.6A，电流表A的示数为0.9A。求： （1）电源两端的电压。 （2）R2的阻值。 （3）电路在10min内消耗的电能。 2．（2025•米东区校级三模）如图所示电路，电阻R1＝20Ω，若断开S2、闭合S1，电流表的示数为0.30A；若闭合S1、S2，电流表的示数为0.50A。求： （1）电源两端的电压； （2）电阻R2的阻值； （3）当S1、S2都闭合时，整个电路在1min内产生的热量。 材料、信息与能源 1．（2025•和田地区二模）我国目前正大力开发利用太阳能、风能、核能等新能源，风光互补发电项目正大规模推进。 （1）风能属于 　 　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，太阳能是由于其内部氢原子核在超高温下发生 　 　 （选填“聚变”或“裂变”）所释放的核能，在人类使用能源的过程中，必然有部分能量由于种种原因浪费掉且不能再重新加以利用，因此说明能量的转移或转化具有 　 　 性。 （2）风力发电主要利用闭合电路的部分导线切割 　 　 产生感应电流，风电机内部的磁体 　 　 （选填“会”或“不会”）对有感应电流的线圈产生力的作用；若当风速不超过15m/s时风力发电时功率与风速的平方成正比，当风速为12m/s时，输出电功率为400W；则当输出电功率为25W时，风速为 　 　 m/s。 （3）若某光伏产业园每天日照时间为8h，光伏电板光电转化效率为20%，平均光照功率为1000W/m2，则面积为2×105m2的产业园每天可产生电能 　 　 kW•h，若光伏电板光电转化效率提升到25%，每年多产生的电能相当于完全燃烧 　 　 t的焦炭产生的能量。（一年按照365天计算，焦炭的热值为3×107J/kg） 2．（2025•石河子二模）风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在5m/s≤v≤10m/s的范围内，P与v的三次方成正比。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。） （1）风能是 　 　 （填“可再生”或“不可再生”）能源。风力发电将空气的 　 　 能转化为电能，电能是 　 　 次能源； （2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会 　 　 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动； （3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 　 　 kg的煤完全燃烧放出的热量；（q＝3.0×107J/kg） （4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，若发电机输出电能1kW•h，叶片需要转动 　 　 圈。 3．（2025•石河子二模）近年来，中国科技发展举世瞩目，无人机、电车、人工智能等各个领域都有新的突破。 （1）无人机搭载有高分辨率摄像机、轻型光学相机、超声波传感器、红外夜视仪等设备，广泛应用在航拍、交通等领域。无人机上的旋翼电动机与摄像机根据需要可以独自工作，从电路设计的角度上看，旋翼电动机和相机是 　 　 （选填“串联”或“并联”）的； （2）无人机所用电池组为了产生高电压，其电池组由多节锂电池 　 　 （选填“串联”或“并联”）组成，锂电池组工作过程中会产生焦耳热，说明锂电池组 　 　 （选填“有”或“没有”）电阻。 （3）温度过低时，锂电池可以充入的最大电能将变小，无人机的续航时间将 　 　 （选填“变长”或“变短”）；充入相同电能所用的时间比常温条件下长，说明充电平均功率 　 　 （选填“变大”或“变小”）。 （4）无人机内部的芯片的主要材料是硅，它是 　 　 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）。 4．（2025•天山区校级二模）太阳能电池帆板（简称“电池板”）是为各类太空飞行器提供能源的装置，被称为太空能量“供应商”。 （1）太阳能电池是把太阳能转化成 　 　 （填“一次”或“二次”）能源——电能，太阳内部的核反应与目前核电站采用的核反应方式是 　 　 （填“相同”或“不相同”）的。把电流表与太阳能电池板接入电路，光线与太阳能电池板夹角越大，电流表的示数越大，因此，在安装太阳能电池板时要尽量使太阳光 　 　 （填“平行”或“垂直”）照射电池板。 （2）中国空间站利用电磁波与地面联系，该波在玻璃中的传播速度 　 　 （填“小于”“等于”或“大于”）3×108m/s。对太空中的空间站来说，每24个小时就有16个昼夜，每昼30分钟、每夜60分钟，30分钟面对太阳的时间，就是电池板发电的时候。若中国空间站所在高度电池板每秒每平方米接受的太阳能量为500J，为了保证每天能够产生8.28×108J的电能，则电池板的总面积为 　 　 m2（太阳能电池效率为23%）。当光照射到物体上时，会对物体表面产生压力，太阳光对电池板薄膜产生的压强，约为大气压的5×10﹣11倍，则太阳光对面积为2m2电池板产生的压力相当于质量为 　 　 （填“0.001g”“1g”或“100g”）物体所受的重力。 5．（2025•天山区校级二模）城市一些路段安装了太阳能LED照明路灯，如图所示，LED是一种发光二极管，它是由 　 　 材料制成的，灯杆顶端是太阳能电池板，白天它可以将 　 　 能转化为 　 　 能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明。若某段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.4×107J，这些能量经转化后，可供功率为120W的路灯工作20h，则该太阳能路灯的能量转化效率为 　 　 %。太阳能是 　 　 （填“可再生”或“不可再生”）能源、清洁无污染，它是在太阳内部氢原子核发生 　 　 （填“裂变”或“聚变”）释放出的巨大的能量。 6．（2025•天山区校级二模）（1）2024年1月17日22时27分，天舟七号货运飞船由长征七号遥八运载火箭搭载，在中国文昌航天发射场点火发射。约10分钟后，天舟七号货运飞船与火箭成功分离，飞船与火箭分离后仍能向前飞行是因为它具有 　 　 ；1月18日1时36分，天舟七号采取自主快速交会对接模式成功对接空间站天和核心舱后向端口，此时以天和核心舱为参照物，天舟七号是 　 　 的。中国空间站中的航天员是利用 　 　 （填“电磁波”或“次声波”）和地面控制大厅取得联系的。通话过程在互联网上进行了直播，电脑接入光纤可以极大地提高网速，光纤内传播信息的是 　 　 （填“激光”或“红外线”），光在光纤内发生的是 　 　 （填“反射”或“折射”）。 （2）2022年3月23日，“天宫课堂”在中国空间站再次开讲。航天员展示了微重力环境下的“太空抛物”“液桥演示”“太空冰雪”等精彩实验。“太空抛物”实验，冰墩墩被航天员抛出后在太空舱里做近似 　 　 运动，这是因为冰墩墩具有惯性；该实验验证了 　 　 定律，最后被另一位航天员用手拦住停止运动，说明力可以改变物体的 　 　 。 7．（2025•伊州区校级三模）“凌风号”是国内首个成功下线的12兆瓦级陆上风电组，助推国家能源结构优化升级，助力实现“双碳”目标。 （1）风电机组利用闭合电路的部分导体切割　 　 将风能转化为电能。产生的电能属于　 　 次能源。能量在转化的过程中具有　 　 性。 （2）当风吹过风电机叶片时，叶片两侧的气流速度不同会形成压力差推动叶片旋转，流速较大的一侧叶片受到空气的压强　 　 （选填“较大”或“较小”）；叶片和空气摩擦的过程中失去电子会带上　 　 （选填“正”或“负”）电荷；某风电机的一个叶片体积约为250m3，平均密度约为1.8×103kg/m3，一个叶片的质量约为　 　 t。 （3）已知风电机每秒捕获的风能与风速的三次方成正比，与叶轮直径的二次方成正比；若甲、乙两个风电机分别在风速为8m/s和12m/s的情况下捕获的风能之比为6：25，则甲、乙两个风电机的叶轮直径之比为　 　 ，乙风机在风速为12m/s的情况下每秒捕获的风能为2.16×107J，风能转化为电能的效率始终为40%，当风速为10m/s时乙风机的发电功率为　 　 kW。 8．（2025•米东区校级三模）智能手环是一种常见的可穿戴智能设备。智能手环能测量心率、血氧饱和度等数据，用户可以据此了解自己的健康状况，设定运动强度，制订锻炼计划等，用数据指导健康生活。 （1）智能手环支持手机微信等消息推送提醒，手环与手机之间的是通过 　 　 （选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）联系的； （2）智能手环测量心率的原理是：智能手环配有绿色LED灯搭配感光光电二极管照射血管，当心脏跳动时，血液流量增多，由于血液是红色的，它可以 　 　 （选填“吸收”或“反射”）绿光。根据绿光的光强变化测得心率，如图乙是小乐同学所戴手环中的接收器一段时间内接收的光强随时间变化的图像，在0～0.11s内，该同学动脉中血量 　 　 （填“增加”或者“减少”），根据图像，他的心率为每分钟 　 　 次。（心率是用来描述心动周期的专业术语，指心脏每分钟跳动的次数，心脏每收缩和舒张一次的时间为一个周期） （3）小乐跑步10分钟后，智能手环显示步数是1500步（一步距离约为1米），消耗能量是100千卡（1千卡＝4200焦），此时的心率为130次/分钟。 ①若小乐跑步的平均动力为40牛，则她跑步时动力做功的功率大约是 　 　 W； ②假设跑步消耗的能量全部由糖类物质提供，相当于消耗了 　 　 克糖类物质（已知1克糖类物质在体内完全氧化释放的能量为16.8千焦）。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$