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期末科普阅读题专项特训-2025-2026学年物理九年级全册人教版(2024)
1.阅读以下资料,完成填空
水的比热容应用
水的比热容较大,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化较小。水的这个特征对气候影响很大。沿海地区会形成海陆风,相对内陆地区呈现出冬暖夏凉的气候特征。
随着城市人口集聚,且城市中的建筑大多为钢筋混凝土建成,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿,形成城市热岛效应。
水的比热容大,在生产中也有应用。水稻是一种喜温作物。育苗期,气温偏低,农民采用向田间灌水或排水来调节秧苗生长环境温度;分蘖期和灌浆期,一般采用浅水勤灌技术来调节土壤温湿度,增强抗高温干旱能力。
(1)在出太阳的白天,海边升温比内陆更 (选填“快”或“慢”);晚上,凉风习习,风是由 ;(选填“陆地吹向海洋”或“从海洋吹向陆地”)
(2)请用相关知识为城市建设部门提出一条合理的缓解“热岛效应”的方法: ;
(3)早春时节,农民育秧苗时,为防止秧苗冻伤,应该在 (选填“夜晚”或“早晨”)时往田里灌水。
2. 牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。若用q表示散热快慢,则牛顿冷却定律可以表示为,其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做 ;
(2)散热快慢q和下列概念中物理意义最接近的是( );
A.效率 B.密度 C.功率
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到28℃时,散热快慢为 ;
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯敞开口,水和盐水的温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为,盐水的密度为,则盐水的比热容为 。
3.新能源汽车
近年来,汽车在给人们带来便利的同时,也给环境造成非常大的压力,于是新能源汽车就顺势而生了,很多汽车生产厂家为了迎合消费者的观念,生产了油电混动汽车。某款油电混动汽车不仅可以使用电力当作动力,也可以使用汽油当作动力。当车辆快速行驶或蓄电池储存电能过低时,只有内燃机工作,既向车轮输出能量,又给蓄电池充电,从而提高能量利用率(能量利用率指有效利用能量占全部能量的百分比)。并且该油电混动汽车行驶时,“油门”踏板一旦被松开,汽车便启动动力回收系统,将减速运动时的部分动能转化为电能储存在电池组中,进一步提高能量利用率。
(1)内燃机工作时,飞轮转速为3000r/min,则该发动机1秒完成 个冲程,做功 次,汽车是通过 冲程获得动力的;
(2)汽车内燃机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的 较大的特点;
(3)启用动力回收系统后,刹车距离比不启用时要 (选填写“长”或“短”)。
4.科普阅读题
察尔汗盐湖,位于青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市,是目前中国面积最大的盐湖,总面积达 5856平方千米,东西长 160 多千米,南北宽 20-40 千米,盐层最厚可达 20 米。这片盐湖形成源于数亿年前的地壳变迁,古海洋随着青藏高原的隆起逐渐萎缩,海水干涸后,高浓度卤水结晶而成。湖边有一条由盐铺设而成的公路——“万丈盐桥”,它的表面硬度和一般的柏油马路相近,可以通车。当路面出现损坏时,只要洒上卤水就能使路面复原,十分神奇!
察尔汗盐湖不仅有迷人的风光,更是一座巨大的资源宝库。它是一个以钾盐为主,伴生有镁、钠、锂、硼、碘等多种矿产。其中,钾、镁、锂资源储量居中国首位,潜在经济价值巨大;锂产能接近全国产能的三分之一,为我国新能源汽车蓬勃发展提供了锂资源。某款国产纯电动汽车锂电池充电电压最高 400V,充电功率最高 120kW,电池容量为80kW·h,动力电池能量密度为0.2kW·h/kg(能量密度等于电池容量与电池质量的比值)。
(1)夏季修复盐桥时卤水变干了,发生的物态变化是 ;
(2)该汽车电池充电时 能主要转化为 能;
(3)该汽车锂电池的质量为 kg。
5.阅读短文,回答问题.
从火车到火箭
生产的发展需要强大的动力.17世纪,人类发明了热机.最早的热机是蒸汽机.在锅炉里把水烧成水蒸气,水蒸气在汽缸里推动活塞做功.原始的蒸汽机不便于使用……
交通运输的发展迫切需要轻便的热机.于是,内燃机应运而生.内燃机分为汽油机、柴油机两大类.汽油机是·1876年发明的,柴油机是·1892年发明的.内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤,不但轻便,效率也提高了……
早期的飞机是由内燃机提供动力的.从20世纪40年代开始,飞机上越来越多地使用喷气发动机,它向后高速喷出气体,从而获得前进的动力.在功率相同时,喷气发动机比内燃机更轻便……
根据材料内容,请回答下列问题:
(1)在功率相同时,蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次 (选填“增大”或“减小”).
(2)在结构上汽油机的顶部是火花塞,柴油机的顶部是 .
(3)汽油机工作过程中燃料的化学能先转化为内能,内能再转化为 .
6.使物体带电的几种方法
自然界经常出现物体带电的情况,你知道有几种方法可以使物体带电吗?
摩擦起电:实验室经常用玻璃棒与丝绸、橡胶棒与毛皮相互摩擦起电。根据不同物质的原子核对电子束缚本领的大小不同,科学家通过实验的方法得出了起电顺序表:兔毛—玻璃—羊毛—丝绸—铝—木—硬橡胶—硫磺—人造丝。顺序表中任意两种物质相互摩擦时,排在前面的物质带正电,排在后面的物质带负电;两物质次序相隔越多,起电的效果就越好。
接触起电:将一带电体与一不带电体接触时,就会有一部分电子发生转移,使不带电体带上与带电体相同的电荷。
感应起电:如图甲所示,将一带正电的物体A靠近与大地绝缘的导体B的左端时,由于电荷间的相互作用,B的左端聚集了与A所带电荷相反的负电荷,右端聚集了与A所带电荷相同的正电荷。
(1)若用兔毛与木条相互摩擦, 将带正电;
(2)如图乙是在科技馆看到的静电游戏“怒发冲冠”,这是属于 起电,电荷通过人体传到头发上,头发由于 而竖起来;
(3)如图甲,如果把带电体A拿走,导体B上 (选填“带”或“不带”)电;
(4)图甲中,此时站在地面上的人用手碰触B的右端,电子将从大地通过人体转移物体B上,这说明人体是 (选填“导体”或“绝缘体”),此过程中通过人体的电流方向是 (选填“从大地到物体B”或“从物体B到大地”)。
7.氢燃料电池
氢燃料电池是一种正在推广的环保电池,其工作原理如甲图所示。把氢和氧分别供给阳(负)极和阴(正)极,大部分氢通过阳极向外扩散并与电解质发生反应后,放出的电子通过外部工作电路到达阴极,失去电子的氢离子穿过质子交换膜,到达燃料电池阴极板。
氢燃料电池通常和蓄电池配合使用,蓄电池寿命可以用“循环寿命”来衡量,是指电池寿命结束前进行的 100%全循环放电次数。例如某辆氢燃料电池车电池堆栈最大功率为 114千瓦,体积功率密度为3千瓦/升,百公里耗氢为0.8kg,该氢燃料电池车行驶时将蓄电池电量从 90%用到 30%,则这次的放电深度为60%:再次使用前通过氢燃料电池将蓄电池充电到70%后,又用到30%,这次的放电深度为40%,则这两次总共完成了1次 100%全循环放电,研究人员以不同的放电深度,对蓄电池进行充、放电循环研究,得到了如题图乙所示的蓄电池 100%全循环放电次数与放电深度的关系。
(1)完成如图丙氢燃料电池车的部分能量转化流程图:① 、② ;
(2)如图甲,氢燃料电池工作时,通过电动机的电流方向为 (选填“从左到右”或“从右到左”);
(3)该车的燃料电池的体积是 升,氢燃料电池车行驶百公里消耗的氢完全燃烧放出的热量为 J;(氢的热值为 1.4x108J/kg)
(4)根据文章所述,下列哪种使用策略最有利于延长电池寿命( )
A.电池用电一点就及时充电
B.电池用掉 40%的电量时充电
C.电池用掉 60%的电量时充电
D.电池用掉 80%以上的电量时充电
8.请根据上述材料,回答下列问题:
物体电阻与温度的关系
当温度不断升高,物体的电阻是否会不断变大,最终变成无限大呢?其实,不同材料的物体情况各有不同。
金属导体,如铁、铜等,其电阻率(电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量)随温度的升高而变大。这是因为温度升高,金属材料中自由电子运动的阻力会增大,电阻就会不断变大。到了一定温度,物态开始发生变化,例如:从固体变成液体,再从液体变成气体。在物态变化时,由于原子的排列变得更为混乱、分散,电阻率还会出现跳跃式的上升。
半导体,由于其特殊的晶体结构,所以具有特殊的性质。如硅、锗等元素,它们原子核的最外层有4个电子,既不容易挣脱束缚,也没有被原子核紧紧束缚,所以半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。但温度升高,半导体原子最外层的电子获得能量,挣脱原子核的束缚成为自由电子,可供其他电子移动的空穴增多,所以导电性能增加,电阻率下降。掺有杂质的半导体变化较为复杂,当温度从绝对零度上升,半导体的电阻率先是减小,到了绝大部分的带电粒子离开他们的载体后,电阻率会因带电粒子的活动力下降而稍微上升。当温度升得更高,半导体会产生新的载体(和未掺杂质的半导体一样),于是电阻率会再度下降。
绝缘体和电解质,它们的电阻率与温度的关系一般不成比例。
还有一些物体,如锰铜合金和镍铬合金,其电阻率随温度变化极小,可以利用它们的这种性质来制作标准电阻。
当温度极高时,物质就会进入新的状态,成为等离子体。此时,原子被电离,电子溢出,原子核组合成离子团,因此即使原本物质是绝缘体,成为等离子体后也可导电。
如果温度更高会是什么情况?据报道,美国能源部布鲁克海文国家实验室下属的研究小组,利用相对论重离子对撞机成功地制造出有史以来最高温度,该极端状态产生的物质成为新的夸克胶子混合态,其温度约为四万亿摄氏度,是太阳核心温度的25万倍。这种物质存在的时间极短(大约只有),所以它的电性质尚不明确。
总之,物体电阻与温度之间的关系非常复杂,温度升高到一定程度时,物体的电阻并不一定会变得无限大,使得电流完全无法通过。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)绝缘体成为等离子体后 导电;(选填“能够”或“不能”)
(2)本文的第二自然段,研究的科学问题的自变量是温度,因变量是 ;
(3)一般情况下,随着温度的升高,下列说法正确的是 。
A.金属导体的导电性会增强
B.半导体材料的电阻率可能会减小
C.用镍铬合金制成的滑动变阻器的最大阻值变小
9.阅读短文,回答问题。
超导体
20世纪初,科学家发现,某些物质在很低的温度时,如铝在以下,铅在以下,电阻就变成了零,这就是超导现象,用具有这种性能的材料可以做成超导材料。目前已经开发出一些“高温”超导材料,它们在左右电阻就能降为零。
如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处。在发电厂发电。输送电能等方面若能采用超导材料,就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。如果用超导材料来制造电子元件,由于没有电阻,不必考虑散热问题,元件尺寸可以大大缩小,进一步实现电子设备的微型化。
(1)超导材料达到一定条件时,其电阻就能降到 ,这就是 现象,在低于的环境中的铝的内能 (选填“可能”或“不可能”)为零;
(2)导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 、 和横截面积有关。阅读上述材料可知,导体的电阻还受 的影响。
10.阅读短文,回答问题。
太阳能路灯
如图甲所示是某路道两边的太阳能路灯,它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成,它的结构示意图如图乙,工作时能量流程图如图丙。该灯杆顶端是太阳能电池板,白天光线强时,太阳能电池板为蓄电池充电,夜晚光线弱时,蓄电池为LED灯供电照明。
太阳能电池板的主要材料是晶体硅,它的基本原理是光电效应。光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。光电效应分为外光电效应和内光电效应。外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象,只有入射光的频率高于一定值时,才能激发电子逸出物质表面;内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动,但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。
LED发光二极管是一种半导体器件,它具有工作电压低(2~4V)、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点.它与普通的白炽灯发光原理不同,是把电能直接转化为光能,因而其发光效率较高,是新一代固体冷光源,将逐步取代传统光源。
(1)乙图中,当白天光线强时,S与 接通(选填“b”或“c”),太阳能电池板是利用 (选填“内”或“斜”)光电效应工作的。
(2)LED灯主要由 (选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成。它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯 (选填“高”或“低”)。
(3)为使LED发光二极管正常工作,应将几个LED发光二极管 (选填“串联”或“并联”)才能安全使用。
11.阅读短文,回答问题:
浮力电子秤
如图是小文同学利用浮力及电学知识设计的“浮力电子秤”,浮力秤中的托盘(含圆柱形塑料浮筒M、硬质滑杆)与电路连接,它漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中,且只能竖直移动。
电路中R是滑线变阻器,其阻值均匀且阻值与长度成正比。当托盘中放置物体后,托盘的滑杆带动滑片P上下移动。电源电压恒为4.5V、电压表量程为0~3V;其他各项数据如表格所示。
托盘中不放物体时,调节水量,使滑片P正好位于R最上端;闭合开关S,电压表示数为0.9V(工作中水不溢出)(g取10N/kg,)。
托盘
质量/g
浮筒M
高度/cm
浮筒M底
面积
容器底
面积/
滑线变阻器
总电阻/
滑线变阻器
总长/cm
200
20
100
300
16
8
(1)托盘中放入的物体质量增大时,电阻R接入电路的阻值 ;电压表示数 (均填“增大”“减小”或“不变”)
(2)定值电阻的阻值是 ;
(3)托盘中不放物体时,M浸入水中的深度是 cm;
(4)该“浮力电子秤”的最大称量是 kg;要增大该“浮力电子秤”的最大称量,写出一种可行的改进方法: 。
12.阅读短文,回答问题。
油电混合动力汽车
如图甲是国产某品牌油电混合动力汽车,其工作原理如图乙所示。发动机内燃油燃烧放出的热量用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电。当它以60km/h的速度沿水平公路匀速行驶30min的过程中,燃烧了3kg燃油,发动机和驱动电机同时共同为汽车行驶提供能量,其中60%的能量来自于燃油燃烧;其中用于充电的能量为。设燃油在发动机汽缸内完全燃烧,燃油的热值为。
与普通汽车刹车过程不同,该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电。在某次测试时,同样车型的普通汽车和该油电混合动力汽车刚刚关闭发动机后,根据汽车通过路程s时,所对应的动能,作出图像如图戊所示。设两车受到的摩擦力大小相等。汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率称之为储能效率。
(1)检修汽车同侧前后两个转向灯时,司机会拨动方向盘旁边的横杆,并观察转向灯的发光情况,司机所拨动的这根横杆相当于电路中的 (选填“电源”、“开关”或“导线”);若拨动横杆后发现有一个转向灯不亮,说明这两灯是 联;
(2)如图丙中的O、E、F为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,变阻器阻值减小,要满足以上需求,将旋钮变阻器接入电路M、N分别接入 (选填“E和O”、“E和F”或“O和F”);
(3)如图丁是该车测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,下列说法错误的是______。
A.油量表实质是电压表改装而成的
B.定值电阻的作用起到保护电路的作用
C.蓄电池充电时,电能转化为化学能
D.加油的过程中,油量表的示数变大
(4)该油电混合动力汽车以60km/h的速度匀速行驶30min时,发动机的效率为 。
(5)由图戊可知,表示该油电混合动力汽车进行测试的图线是 (选填“①”或“②”)。
答案解析部分
1.【答案】(1)慢;从陆地吹向海洋
(2)可以在城市多植树种草、建设人工湖增大水域面积
(3)夜晚
2.【答案】(1)热传递
(2)C
(3)
(4)
3.【答案】(1)100;25;做功
(2)比热容
(3)短
4.【答案】(1)汽化
(2)电;化学
(3)400
5.【答案】(1)减小
(2)喷油嘴
(3)机械能
6.【答案】(1)兔毛
(2)接触;带同种电荷相互排斥
(3)不带
(4)导体;从物体B到大地
7.【答案】(1)电能;机械能
(2)从右到左
(3)38;1.12×108
(4)B
8.【答案】能够;电阻率;B
9.【答案】(1)0;超导;不可能
(2)材料;长度;温度
10.【答案】(1)b;内
(2)半导体;低
(3)串联
11.【答案】(1)减小;增大
(2)4
(3)2
(4)1.05;增大浮筒M的底面积S
12.【答案】(1)开关;并联
(2)E和O
(3)A
(4)33.3%
(5)①
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