内容正文:
专题11 材料与能源、粒子与宇宙
5年真题1年模拟
考点分类
云南考情
命题规律
考点1 材料的特性
2024云南(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:超导现象和超导材料。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点2 能源与可持续发展
2026云南(1题)、2025云南(1题)、2023云南(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:可再生能源与不可再生能源。
·趋势:整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握。
考点3 力热电能量综合
2026云南(1题)、2022云南(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:能量的转化。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理。
考点4 电磁波的应用
2025云南(1题)、2022云南(1题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:电磁波的应用。
·趋势:情境化命题逐步加深,整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握。
考点1 材料的特性
1.(2024·云南·中考真题)20世纪初,科学家发现汞在温度降低至-269℃时,电阻值就变成了零,这种现象叫“超导现象”,具有这种特性的物质叫“超导体”。
低温为什么能发生超导呢?基于初中知识,我们建立一个简易模型进行理解,将导体的原子核与核外受到约束的电子(能量较低而不能自由运动〉组成“原子实”,可类比成小球。原子实做着热运动,穿行其间的自由电子会与它发生碰撞,表现为导体对自由电子传导的阻碍,即电阻。导体温度降至极低时,它们的热运动都趋于消失,通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体,宏观上就发生了低温超导现象。
高压也能让材料发生超导。理论上,某种导体在相当于260万倍标准大气压的高压环境下,15℃的“高温”(相对极低温)也能发生超导现象。在这样极高的压力下,原子实排列成紧密的堆垛形式,如图所示,原子实仅能在很小的范围内做热运动,几乎没有空间表现热运动,就像热运动消失了一般。此时原子实堆垛间的间隙就成为了稳定的自由电子通道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍地定向移动,宏观上就显示出超导现象。
常见输电过程中,约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料,就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。2021年12月,世界首条35千伏公里级液氮超导输电线工程在上海投运,实现了我国在“高温”超导输电领域的领先。
(1)实现超导现象的方式有低温和 。
(2)极低温度下,原子实与自由电子的 都趋于消失,通电时自由电子在导体中通行无阻,发生低温超导现象。
(3)超高的压力限制了 的热运动,通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻碍为零,发生高压超导现象。
(4)超导技术的一大应用前景是制作输电线缆,这样可以减少电能由于 引发的电能损耗。
【答案】(1)高压 (2)热运动 (3)原子实 (4)电阻
【详解】
(1)[1]由“高压也能让材料发生超导”可知,实现超导现象的方式有低温和高压。
(2)[2]由导体温度降至极低时,它们的热运动都趋于消失,通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体,宏观上就发生了“低温超导现象”可知,极低温度下,原子实与自由电子的热运动都趋于消失,通电时自由电子在导体中通行无阻,发生低温超导现象。
(3)[3]在这样极高的压力下,原子实排列成紧密的堆垛形式,原子实仅能在很小的范围内做热运动,几乎没有空间表现热运动可知,超高的压力限制了原子实的热运动,通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻碍为零,发生高压超导现象。
(4)[4]由常见输电过程中,约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料,就可大大减少由于电阻引发的电能损耗可知,超导技术的一大应用前景是制作输电线缆,这样可以减少电能由于电阻引发的电能损耗。
考点2 能源与可持续发展
1.(2025·云南·中考真题)(多选)能源是人类文明进步的基础和动力。关于能源,下列说法正确的是( )
A. 太阳能属于可再生能源
B. 石油取之不尽用之不竭
C. 核电站是利用核裂变发电的
D. 风力发电的效率可以达到100%
【答案】AC
【详解】A.太阳能可以从自然界源源不断地得到,是可再生能源,故A正确;B.煤、石油、天然气是化石能源,化石能源等会越用越少,不能在短期内从自然界得到补充,是不可再生能源,故B错误;C.核电站是通过铀核裂变得到能量,是利用核裂变发电的,故C正确;D.能量的转化和转移过程,总伴随着能量损失,所以风力发电的效率不可能达到100%,故D错误。故选AC。
2.(2026·云南·中考真题)“人造太阳”是一种模拟太阳内部发生核 (选填“聚变”或“裂变”)释放核能的装置,装置冷却方式之一是通过水循环带走热量,用水降温是利用水的 较大的特性。
【答案】①
聚变 ②
比热容
【详解】太阳内部的核反应为核聚变,“人造太阳”模拟太阳的核反应机制。根据热量计算公式,在质量和温度变化量相同的情况下,比热容越大的物质,吸收的热量越多。水的比热容较大,能吸收更多热量,适合用于装置降温。
3.(2023·云南·中考真题)我国首座潮光互补型光伏电站通过光伏发电、潮汐发电实现“日月同辉”,太阳能和潮汐能都属于 能源(选填“可再生”或“不可再生”)。家庭电路的保险丝 使用超导材料来制作(选填“能”或“不能”)。
【答案】① 可再生 ② 不能
【详解】[1]可再生能源是指在生态循环中能够循环使用的自然资源,所以太阳能和潮汐能都属于可再生能源。[2]家庭电路的保险丝材料的特点是电阻率大,熔点低,是利用通过电流与导线的电流相同,电阻大,相同的时间内产生的热量多,又熔点低,所以在电路中电流过大时自动熔断,切断电路。超导材料是指在一定的低温下,电阻变为0的现象,故保险丝不能用超导材料来制作。
考点3 力热电能量综合
1.(2022·云南·中考真题)白鹤滩水电站位于云南省巧家县和四川省宁南县境内,是中国第二大水电站,如图所示,它的建设对促进西部开发、实现“西电东送”、促进经济发展等具有重要的意义。下列说法错误的是( )
A. 水能属于可再生能源
B. 水电站将水的机械能转化为电能
C. 水坝建造成上窄下宽依据了流体压强与流速的关系
D. 水库可以降低周围昼夜温差,是因为水的比热容较大
【答案】C
【详解】A.水能是一种清洁、无污染的可再生能源,故A正确,不符合题意;B.水电站工作时,主要是利用流动的水带动叶轮转动,叶轮又带动发电机里的转子转动,使发电机发电,在整个工作过程中,将水的势能和动能转化为电能,故B正确,不符合题意;C.液体压强随深度的增加而增大,当水位上升时,坝底受到的压强越大,水坝建成上窄下宽是为了防止大坝被水压垮,故C错误,符合题意;D.因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜温差小,故D正确,不符合题意。故选C。
2.(2026·云南·中考真题)2026年4月,随着云南大理德安、龙街等光伏场站并网发电,中国首个全国产控制系统水光互补项目——小湾水光互补项目正式投运,标志着中国在大型清洁能源基地核心装备自主可控领域取得重大突破。
该项目光伏装机和水电装机总容量达543万千瓦。白天光伏场站利用强光发电,小湾水库可借助大库容的特点蓄水;在夜间和阴天光伏弱时,小湾水库用水发电进行增发补位。发出的绿电通过汇集站集中在一起“打捆”送出,实现了“水光协同、储送一体”。该模式可有效破解光伏大规模并网带来的波动性难题,确保电力安全稳定供应。
小湾水光互补项目是国家“西电东送”骨干电源,全容量投产后年发电量可达200亿千瓦时,可满足约700万户家庭的全年用电需求,每年减排二氧化碳约1600万吨,为经济社会高质量发展提供清洁能源保障。
(1)小湾水光互补项目的运行模式可有效破解 难题。
(2)太阳能和水能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。小湾水库在蓄水的过程中,水位升高使水的机械能 (选填“增大”或“减小”)。
(3)200亿千瓦时()的电能相当于 的干木柴完全燃烧放出的热量。()
【答案】(1)
光伏大规模并网带来的波动性 (2)①
可再生 ②
增大 (3)
【讲解】(1) 从题干的描述中可直接提取对应结论,该运行模式可有效破解光伏大规模并网带来的波动性难题,确保电力安全稳定供应。
(2) 太阳能、水能均能持续从自然界得到补充,因此属于可再生能源。水库蓄水时,水的质量增大,水位升高,水的重力势能增大,且此时水的动能为0,所以水的机械能增大。
(3) 根据可得干木柴质量
考点4 电磁波的应用
1.(2022·云南·中考真题)2021年10月16日,神舟十三号载人飞船发射升空后与中国空间站完成交会对接,航天员翟志刚、王亚平、叶光富从载人飞船进入核心舱。2022年3月23日,他们以天地交互的方式开启了“天宫课堂”第二课,如图所示是空间站的结构及航天员授课时的情景。下列说法正确的是( )
A. 对接完成后,以核心舱为参照物载人飞船是运动的
B. 航天员与学生互动是通过电磁波传递信息的
C. 中国空间站绕地球运行时受到平衡力的作用
D. 从地面带到空间站的实验器材质量变为零
【答案】B
【详解】A.完成对接后,核心舱和宇宙飞船合二为一,所以以核心舱为参照物载人飞船是静止的,故A错误;B.太空中没有空气,声音不能在真空中传播,所以航天员与学生互动只能通过电磁波传递信息,故B正确;C.中国空间站绕地球运行时没有做匀速直线运动,所以没有受到平衡力的作用;D.质量是物质的一种属性不会随位置的变化而发生变化,故D错误。故选B。
2.(2025·云南·中考真题)中国空间站开展“天宫课堂”直播授课,利用 波与地面师生进行互动交流,极大地激发了青少年的科学兴趣。中国花样游泳队在巴黎奥运会上夺冠,运动员在水中能跟随音乐节拍整齐划一地变换队形,说明声可以传递 。
【答案】①
电磁 ②
信息
【详解】[1]空间站与地面通信需要通过电磁波实现,因为电磁波可以在真空中传播,而声波无法在真空中传播。[2]声可以传递信息,声可以传递能量,运动员根据音乐节奏变换队形,体现了声波能够传递信息(指令或节拍)。
模拟题精选
1.(2026·云南丽江·二模)下列说法错误的是( )
A. 现有的核电站都是利用核聚变发电的
B. 风能和太阳能都是可再生能源
C. 航天员王亚平在“天宫课堂”授课的实时画面和声音靠电磁波传输到地面
D. 若利用超导体进行远距离输电可以实现零损耗
【答案】A
【详解】A.现有的核电站都是利用可控的核裂变发电的,故A错误,符合题意;B.风能和太阳能,都可以在自然界中源源不断地获得,都是可再生能源,故B正确,不符合题意;C.电磁波的传播不需要介质,航天员王亚平在“天宫课堂”授课的实时画面和声音靠电磁波传输到地面,故C正确,不符合题意;D.超导体的电阻为0,若利用超导体进行远距离输电可以实现零损耗,故D正确,不符合题意。故选A。
2.(2026·云南昆明第三中学·二模)我国科技创新能力日益凸显,各种科技成果不断涌现。下列说法正确的是( )
A. 我国“人造太阳”EAST装置实现1亿摄氏度稳定运行1066秒,该装置利用核裂变释放能量
B. “北斗卫星导航系统”利用了超声波实现信息传递
C. 我国华为公司自主研发的麒麟芯片是由半导体材料制成
D. 我国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”使用太阳能电池阵获取能量,太阳能是不可再生能源
【答案】C
【详解】A.人造太阳是利用核聚变反应释放巨大的能量,并不是核裂变,故A错误;B.超声波不能在真空中传播,卫星导航是利用电磁波来传递信息的,故B错误;C.芯片的主要制作材料为半导体材料,故C正确;D.太阳能可以源源不断从自然界中获取,属于可再生能源,故D错误。故选C。
3.(2026·云南丽江·一模)(多选)如图所示,这是近年来我国取得的辉煌成就的代表事件。下列有关说法正确的是( )
A. 图甲:中国空间站利用的太阳能既是可再生能源,又是一次能源
B. 图乙:我国自主研制的隐身战斗机歼-35A,其与地面通信利用的是超声波
C. 图丙:祝融号火星车使用的“中国芯”是由半导体材料制成的
D. 图丁:“华龙一号”核电机组利用的是核裂变释放的能量
【答案】ACD
【详解】A.太阳能可以源源不断从自然界获取,属于可再生能源;同时太阳能可以直接从自然界获得,不需要加工转换,属于一次能源,故A正确;B.战斗机和地面通信需要经过真空区域,而超声波不能在真空中传播,故B错误;C.芯片(集成电路)的核心材料是半导体,因此“中国芯”是由半导体材料制成的,故C正确;D.由于核聚变技术还未成熟,“华龙一号”核电机组利用的都是可控核裂变释放的能量,故D正确。故选ACD。
4.(2026·大理·学业水平)近年来,我国科技取得了一系列重大突破。下列相关物理知识解释正确的是( )
A. “人造太阳”全超导托卡马克装置取得新突破——该装置通过核裂变释放巨大能量
B. “天问三号”火星探测器成功发射——探测器在太空中通过超声波与地面通信
C. 三峡阳江沙扒海上风电场并网发电——风力发电是利用可再生能源发电
D. 国产高端芯片实现7纳米工艺量产——芯片的核心材料是超导材料
【答案】C
【详解】A.“人造太阳”全超导托卡马克装置是通过核聚变释放巨大能量,故A错误; B.声音的传播需要介质,太空中是真空环境,超声波无法在真空中传播,探测器在太空中是通过电磁波与地面通信,故B错误; C.风能属于可再生能源,风力发电是将风能转化为电能,属于利用可再生能源发电,故C正确;D.芯片的核心材料是半导体材料,超导材料是特定条件下电阻为零的材料,并不用于芯片制造,故D错误。故选C。
5.(2026·云南文山·学业水平)近年,我国在能源、材料与信息技术领域取得多项重大突破。下列说法正确的是( )
A. 白鹤滩水电站主要是利用可再生能源发电的
B. 太阳能发电主要是将太阳能转化成机械能
C. 国产芯片制造中使用的硅、锗等材料属于超导体
D. “人造太阳”全超导托卡马克装置是利用核裂变获取核能的
【答案】A
【详解】A.白鹤滩水电站利用水能发电,水能可以从自然界源源不断地获得,属于可再生能源,故A正确;B.太阳能发电过程中,将太阳能转化为电能,故B错误;C.硅、锗等材料是半导体材料,故C错误;D.正式投入使用的核电站是利用可控核裂变释放的能量,而有中国“人造太阳”之称的全超导托卡马克装置是致力于利用核聚变获取能量的,故D错误。故选A。
6.(2026·云南昆明·质量检测)近年来,我国在科技领域取得了辉煌的成就。下列说法正确的是( )
A. 华为昇腾AI芯片所用的高纯度单晶硅是超导体
B. 神舟飞船发射时,发动机将机械能转化为内能
C. 宇树机器人与主机间通过电磁波传递信息
D. 利用核聚变建成的“人造太阳”东方超环,与当前核电站利用核能的方式相同
【答案】C
【详解】A.高纯度单晶硅是半导体材料,不是超导体,超导体需要在极低温度下才能实现零电阻,故A错误;B.火箭发动机工作时,是将燃料的化学能转化为内能,再转化为机械能,故B错误;C.机器人与主机间的无线通信是通过电磁波来传递信息的,故C正确;D.“人造太阳”东方超环利用的是核聚变,而当前核电站利用的是核裂变,两者方式不同,故D错误。故选C。
7.(2026·云南玉溪·二模)中国科技与绿色发展持续突破,下列关于重大成果涉及的物理知识解释正确的是( )
A. 白鹤滩水电站全机组稳定发电——电能属于二次能源
B. 嫦娥六号携带选育的种子完成月背采样返回——火箭加速上升时机械能减小
C. C919大飞机搭载国产航电控制系统——其核心芯片由超导体材料制成
D. 中国“人造太阳”实验装置实现新突破——该装置利用氘核和氚核裂变释放能量
【答案】A
【详解】A.白鹤滩水电站全机组稳定发电——电能是其它能源转化的,属于二次能源,故A正确;B.嫦娥六号携带选育的种子完成月背采样返回——火箭加速上升时,质量不变,速度增大,高度增大,其动能增大和重力势能增大,机械能是动能和势能的总和,机械能增大,故B错误;C.大飞机搭载国产航电控制系统——其核心芯片由二极管、三极管等组成,由半导体材料制成,故C错误;D.中国“人造太阳”实验装置实现新突破——该装置利用氢核聚变释放能量,故D错误。故选A。
8.(2026·云南大理·二模)2026年,我国在新能源、航天通信、人工智能芯片及核能利用等方面成果显著。下列说法正确的是( )
A. 太阳能、地热能都属于不可再生能源
B. 嫦娥六号探测器利用电磁波与地面通信
C. 制造AI智能芯片的主要材料是超导体
D. 目前核电站主要利用核聚变来提供电能
【答案】B
【详解】A.可再生能源是可以从自然界中源源不断地得到的能源。太阳能、地热能都属于可再生能源,故A错误;B.电磁波可以传递信息且不需要传播介质,所以,嫦娥六号探测器利用电磁波与地面通信,故B正确;C.制造AI智能芯片的主要材料是半导体材料,故C错误;D.目前核电站是利用核裂变的方式发电,故D错误。故选B。
9.(2026·云南玉溪·模拟考试)科技兴则民族兴,科技强则国家强。对以下科技成果的物理知识解释正确的是( )
A. 全球单体容量最大漂浮式风电平台“明阳天成号”年发电量可满足 3万户三口之家的日常用电——风电平台漂浮时浮力大于重力
B. CR450动车组领跑全球,速度可达450千米/小时——动车高速通过时,车体附近气体流速大,压强大
C. 中国首款可重复使用货运航天飞机,预计 2小时达空间站——航天飞机从地面加速升空过程中重力势能增大
D. 我国各类AI工具正持续为生产发展赋能增效——AI服务器芯片由超导材料制成
【答案】C
【详解】A.物体漂浮时静止受力平衡,浮力等于自身重力,不是浮力大于重力,故A错误;B.根据流体压强规律:气体流速越大的位置压强越小,动车高速通过时,车体附近气体流速大,压强小,故B错误;C.重力势能大小与质量、高度有关,航天飞机加速升空过程中,质量不变,高度增加,因此重力势能增大,故C正确;D.目前AI服务器的芯片是由半导体材料制成,故D错误。故选C。
10.(2026·云南红河·一模)生活中人们用手机进行通信是利用 波来传递信号的;手机芯片是手机的核心部件,主要是由 (选填“半导体”或“超导体”)材料制成的。
【答案】① 电磁 ② 半导体
【详解】手机通信利用电磁波传递信号,电磁波可在无介质的空间中传播,能实现远距离无线信息传输,适配手机的通信需求。手机芯片由半导体材料制成,半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间,可通过掺杂等工艺调控其导电能力,满足芯片内电子元件的工作特性;超导体是特定低温下电阻为零的材料,无法实现芯片所需的可控导电性,因此不适用。
11.(2026·云南玉溪·模拟考试)如图所示,在火箭的特定部位安装有高精度的风速风向仪和姿态传感器。这些传感器实时监测风的变化和箭体的微小形变,将机械信号转化为电信号,并通过 (选填“超声波”或“电磁波”)迅速传回控制中心。火箭在点火发射升空时,燃料燃烧产生的燃气向下喷出,火箭向上运动,这说明物体间力的作用是 的。
【答案】① 电磁波 ② 相互
【详解】电磁波可以在真空中传播,适合远距离传递信息,因此传感器的信号是通过电磁波传回控制中心。燃料燃烧产生的燃气向下喷出,火箭对燃气施加向下的力,同时燃气对火箭施加向上的反作用力,使火箭向上运动,这说明物体间力的作用是相互的。
12.(2026·云南昆明·质量检测)阅读材料,回答问题。
二维金属
2025年中国科学院物理研究所团队成功制备出多种单原子层金属——二维金属。该项成果成功入选全球“十大科学突破”榜单。二维金属是二维材料中的一员。
二维材料简单来说,就是由单原子层或少数几个原子层构成的材料。它们的核心特点是:厚度极薄,并且拥有和普通块状材料完全不同的优异特性。大家最熟悉的二维材料就是石墨烯。而二维金属,就是二维材料家族中最新的“成员”,其厚度仅为头发丝直径的20万分之一,二维金属的比表面积可达以上,如果把一块边长3m的正方体金属块压成单原子层的厚度,将可以铺满整个北京市的地面。二维金属能弯曲、折叠而不破裂,具有超高的延展性,适合用于柔性电路、可穿戴设备等。二维金属还表现出超高的导电性,且能通过电场调控电阻,为低功耗芯片提供了新思路;除超高导电性外还具有超高透光性,可用于透明电极等领域。
二维金属难以制成,是因为金属原子之间通过强金属键紧密连接,无法像“撕石墨烯”那样完整剥离出一层;而且金属变薄后,还容易被氧化、破坏结构。科学家巧妙地通过将金属熔化,用单层二硫化钼作为“压砧”,通过挤压的方式,成功制备出多种二维金属,且能在常温下稳定存在。
(1)二维金属具有超高的延展性和 性(写出其中一个即可);
(2)科学家巧妙地通过将金属熔化,用单层二硫化钼作为“压砧”,通过 的方式解决了二维金属的制作难题;
(3)二维金属的比表面积可达表示的物理意义是 ,若将50g某金属制成上述比表面积的二维金属,其表面积可达到 。
【答案】(1)导电 透光 (2)挤压 (3)① 1克二维金属的表面积为 ②
【讲解】(1) 从材料中可提取二维金属的特性:除超高延展性外,还具有超高导电性、超高透光性,任选其一填写即可。
(2) 从材料末尾制备二维金属的描述中,直接提取关键操作方式“挤压”。
(3) 关于比表面积的物理意义:比表面积是单位质量材料的表面积,因此表示每克二维金属的表面积为1000平方米。表面积计算:根据“总表面积=质量×单位质量的表面积”,代入数据得总面积为
13.(2026·云南红河·一模)红河地区的特色美食“过桥米线”堪称舌尖上的美味,其制作过程中关键的一环在于所用鸡汤需具备长时间保温的特性。小红观察到“鸡汤”表面覆盖着一层油膜,于是她猜想“油膜能减缓水温下降的速度”。为此,她准备了两个完全相同的烧杯、适量的沸水、食用油、滴管、两支规格相同的温度计以及秒表,用以探究油膜是否能减缓水温下降的速度。
接下来的操作是:
(1)在两个烧杯中同时倒入 的沸水;用滴管在其中一个烧杯中滴入食用油,直至油膜完全覆盖水面;
(2)把两个烧杯静置在同一水平台面三分钟,用两只温度计分别测量两个烧杯中水的温度;若 ,则说明油膜能减缓水温下降的速度。
【答案】(1)质量相等 (2)滴入食用油的烧杯中水温度更高
【讲解】(1) 除了“是否覆盖油膜”这个变量,其他影响水温变化的因素都要保持一致,因此需要在两个烧杯中倒入质量相等的沸水。
(2) 如果油膜确实能减缓水温下降,相同时间内,有油膜的水温度降低更少,最终温度会高于没有油膜的水。
14.(2026·云南临沧·学业水平)太阳能被认为是理想的“终极能源”,我国“人造太阳”实现了1056s的长脉冲高参数等离子体运行,创造了新的世界纪录。
如图甲所示,太阳能路灯的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,蓄电池为电灯供电照明。太阳能电池板最主要的材料是晶体硅材料,它的基本原理是光电效应,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所产生的电子逸出物质表面的现象;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。
科学家们还设想在宇宙空间建立太阳能电站来利用太阳能,这种空间太阳能电站建在赤道平面内的地球同步轨道上,其工作过程如图乙所示。在太阳能收集板上铺设太阳能电池板,通过它把太阳能转化成电能,再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站,通过转换装置将其转换成电能接入电网。
(1)太阳能属于清洁能源,也属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;“人造太阳”与太阳利用核 (选填“裂变”或“聚变”)反应放出能量。
(2)太阳能电池板是利用 (选填“内”或“外”)光电效应工作的。
(3)“人造太阳”非常复杂,“超高温”与“超低温”共存,“超强磁场”与“超大电流”并行,要在地球上造出“人造太阳”,必须要有性能极其特殊的材料承载。实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是 (选填“半导体”或“超导体”)材料。
【答案】(1)① 可再生 ② 聚变 (2)内 (3)超导体
【讲解】(1) [1]太阳能可以源源不断从自然界获取,属于可再生能源。[2]太阳内部、“人造太阳”都是通过核聚变反应释放核能。
(2) 根据题干可知,内光电效应是被光激发的电荷在物质内部运动,最终使物体两端产生电压,这正是太阳能电池板发电的原理,因此太阳能电池板利用内光电效应工作。
(3) 要实现超大电流传输,需要减小电流发热带来的电能损耗,超导体电阻为零,电流通过超导体不会产生额外的热损耗,是实现“超强磁场”“超大电流”最理想的材料。
15.(2026·云南临沧·二模)生活中不同材料的导热性能不同,物理兴趣小组想要探究“物体的导热快慢与材料种类是否有关”,准备的器材有:相同规格的铜棒、玻璃棒、橡胶棒、热水、烧杯、温度传感器、停表。请你帮他们完成实验设计:接下来的操作是: ;若得到 ,则说明物体的导热快慢与材料种类有关。
【答案】①
将相同规格的铜棒、玻璃棒、橡胶棒同时放入同一杯热水中,用温度传感器分别测量相同时间内三根棒远离热水一端的温度 ②
测量经过相同时间后,三根棒远离热水一端的温度不同 三根棒远离热水一端达到相同温度所需的时间不同
【详解】略
16.(2026·云南玉溪·二模)中国“大疆”无人机技术全球领先。如图所示,是某型号无人机,其参数如下表所示。某次航拍过程中,无人机以8m/s的速度从距地面20m处匀速竖直上升至距地面1020m高度悬浮空中进行拍摄,已知:该无人机正常工作时将电能转化为机械能的效率为80%(不计空气阻力)。求:
总质量(含电池及桨)
900g
四脚着地总面积
5cm2
最大上升速度
8m/s
电池容量
5000mAh
最大水平飞行速度
21m/s
正常工作电压
15V
最大上升高度
8000m
飞行时间
约46min
(1)无人机四脚着地平放在地面上时,对地面的压强;
(2)无人机匀速竖直上升至1020m高度所用的时间和其电机提供的升力对无人机做的功;
(3)该过程中无人机电池正常工作的电流。
【答案】(1) (2), (3)
【讲解】(1) 无人机受到的重力四脚着地平放在地面上时,对地面的压力无人机四脚着地平放在地面上时,对地面的压强
(2) 无人机匀速竖直上升至1020m高度所用的时间无人机匀速竖直上升,其电机提供的升力其电机提供的升力对无人机做的功
(3) 无人机的机械功率该过程中无人机电池正常工作的电功率该过程中无人机电池正常工作的电流
17.(2026·云南玉溪·二模)某同学想知道棉布和丝绸哪个保温性能更好,他准备设计实验来测评。器材有:两个相同的烧杯、温度计两支、相同质量和初温的热水、大小相同的棉布和丝绸各一块。实验如下:
(1)①将两杯相同质量和初温的热水分别用棉布和丝绸包裹好;
②接下来的操作是: ,分别读出两支温度计的示数;
(2)比较两次温度计的示数, ,则说明该材料的保温性能好。
【答案】(1)将两杯包裹好的热水放在相同环境下静置相同时间; (2)若温度计示数较高
【讲解】(1) 该实验目的是比较棉布和丝绸保温性能,需要采用控制变量法,已经控制热水质量和初温相同,且棉布和丝绸大小相同,为保证实验公平,需让两杯热水在相同环境中放置相同时间,再测量温度。因此,接下来的操作是:两杯包裹好的热水放在相同环境下静置相同时间,分别读出两支温度计的示数。
(2) 保温性能好的材料能减少热量散失,使热水温度降低得慢,因此若某杯热水温度计示数较高,说明该材料的保温性能更好。
18.(2026·云南大理·二模)随着对月球了解的深入,一些科学家预言:月球必将成为人类未来的能源基地。按照一些科学家的设想,月球表面没有大气层和云层的遮挡,因此太阳能辐射强度大约是地球的两倍,同时,月球的自转周期约为地球的一个月,这意味着月球表面的某个区域在一段时间内会经历连续的日照期。另外,月球上也没有雨雪、大风、冰雹等极端天气,对于太阳能光伏板而言安全性也极高,也没有建筑物遮挡,理论上可以无限铺设太阳能光伏板。总之,月球几乎拥有24小时源源不断的纯净太阳能,太阳能发电的效率可以达到地球表面的10倍以上。目前,我国的太阳能发电技术已经相当成熟,这意味着在月球上应用太阳能发电系统时,可以借鉴现有的技术和经验,降低开发难度和成本。在月球上将太阳能转化成电能后,再将产生的电能经微波转换器将电流转换成微波,并通过天线将电能以微波的形式向地面发送,地面接收站通过天线把微波能还原成电能,如图甲所示,这样就解决了电能的输送问题。
我国的“嫦娥”系列登月车利用太阳能电池提供能量。图乙是太阳能电池板工作原理的示意图,当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时,会产生光电效应,从而使电路中产生电流。太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为,光电转化效率为。
(1)科学家预测:月球表面太阳能发电的效率可以达到地球表面的倍以上的原因之一是月球表面没有大气层和云层的遮挡, 大约是地球的两倍。
(2)太阳能电池板的工作原理:当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时,会产生 ,从而使电路中产生电流。
(3)请写出一条太阳能的优点: 。
(4)若月球电站的总发电功率为,利用微波传输电能的输电效率为,则地面接收站接收到的电能相当于完全燃烧 煤放出的热量。(煤的热值为)
【答案】(1)太阳能辐射强度 (2)光电效应 (3)清洁无污染可再生节约能源获取方便 (4)
【讲解】(1) 月球没有大气层和云层遮挡,对太阳光的削弱更少,因此太阳能辐射强度大约是地球的两倍,
(2) 当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时,会产生光电效应,进而使电路产生电流。
(3) 太阳能是可再生清洁能源,常见优点有:清洁无污染、可再生、节约能源、获取方便等。
(4) 月球电站1h发电的总能量输电效率为80%,地面接收站1h接收的电能煤完全燃烧放出的热量根据,可得所需煤的质量
19.(2026·云南楚雄·一模)2024年6月25日,从月球背面成功采样的嫦娥六号顺利返回地球,创造了人类探月的新奇迹。嫦娥六号搭载的太阳能电池板是由 (选填“半导体”或“超导”)材料制成的,所获取的太阳能是太阳内部发生核 (选填“裂变”或“聚变”)释放出的。
【答案】① 半导体 ② 聚变
【详解】[1]太阳能电池板是由半导体材料制成的。[2]太阳能是太阳内部发生核聚变释放出的。
试卷第1页,共3页
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专题11 材料与能源、粒子与宇宙
5年真题1年模拟
考点分类
云南考情
命题规律
考点1 材料的特性
2024云南(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:超导现象和超导材料。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点2 能源与可持续发展
2026云南(1题)、2025云南(1题)、2023云南(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:可再生能源与不可再生能源。
·趋势:整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握。
考点3 力热电能量综合
2026云南(1题)、2022云南(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:能量的转化。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理。
考点4 电磁波的应用
2025云南(1题)、2022云南(1题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:电磁波的应用。
·趋势:情境化命题逐步加深,整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握。
考点1 材料的特性
1.(2024·云南·中考真题)20世纪初,科学家发现汞在温度降低至-269℃时,电阻值就变成了零,这种现象叫“超导现象”,具有这种特性的物质叫“超导体”。
低温为什么能发生超导呢?基于初中知识,我们建立一个简易模型进行理解,将导体的原子核与核外受到约束的电子(能量较低而不能自由运动〉组成“原子实”,可类比成小球。原子实做着热运动,穿行其间的自由电子会与它发生碰撞,表现为导体对自由电子传导的阻碍,即电阻。导体温度降至极低时,它们的热运动都趋于消失,通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体,宏观上就发生了低温超导现象。
高压也能让材料发生超导。理论上,某种导体在相当于260万倍标准大气压的高压环境下,15℃的“高温”(相对极低温)也能发生超导现象。在这样极高的压力下,原子实排列成紧密的堆垛形式,如图所示,原子实仅能在很小的范围内做热运动,几乎没有空间表现热运动,就像热运动消失了一般。此时原子实堆垛间的间隙就成为了稳定的自由电子通道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍地定向移动,宏观上就显示出超导现象。
常见输电过程中,约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料,就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。2021年12月,世界首条35千伏公里级液氮超导输电线工程在上海投运,实现了我国在“高温”超导输电领域的领先。
(1)实现超导现象的方式有低温和 。
(2)极低温度下,原子实与自由电子的 都趋于消失,通电时自由电子在导体中通行无阻,发生低温超导现象。
(3)超高的压力限制了 的热运动,通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻碍为零,发生高压超导现象。
(4)超导技术的一大应用前景是制作输电线缆,这样可以减少电能由于 引发的电能损耗。
考点2 能源与可持续发展
1.(2025·云南·中考真题)(多选)能源是人类文明进步的基础和动力。关于能源,下列说法正确的是( )
A. 太阳能属于可再生能源
B. 石油取之不尽用之不竭
C. 核电站是利用核裂变发电的
D. 风力发电的效率可以达到100%
2.(2026·云南·中考真题)“人造太阳”是一种模拟太阳内部发生核 (选填“聚变”或“裂变”)释放核能的装置,装置冷却方式之一是通过水循环带走热量,用水降温是利用水的 较大的特性。
3.(2023·云南·中考真题)我国首座潮光互补型光伏电站通过光伏发电、潮汐发电实现“日月同辉”,太阳能和潮汐能都属于 能源(选填“可再生”或“不可再生”)。家庭电路的保险丝 使用超导材料来制作(选填“能”或“不能”)。
考点3 力热电能量综合
1.(2022·云南·中考真题)白鹤滩水电站位于云南省巧家县和四川省宁南县境内,是中国第二大水电站,如图所示,它的建设对促进西部开发、实现“西电东送”、促进经济发展等具有重要的意义。下列说法错误的是( )
A. 水能属于可再生能源
B. 水电站将水的机械能转化为电能
C. 水坝建造成上窄下宽依据了流体压强与流速的关系
D. 水库可以降低周围昼夜温差,是因为水的比热容较大
2.(2026·云南·中考真题)2026年4月,随着云南大理德安、龙街等光伏场站并网发电,中国首个全国产控制系统水光互补项目——小湾水光互补项目正式投运,标志着中国在大型清洁能源基地核心装备自主可控领域取得重大突破。
该项目光伏装机和水电装机总容量达543万千瓦。白天光伏场站利用强光发电,小湾水库可借助大库容的特点蓄水;在夜间和阴天光伏弱时,小湾水库用水发电进行增发补位。发出的绿电通过汇集站集中在一起“打捆”送出,实现了“水光协同、储送一体”。该模式可有效破解光伏大规模并网带来的波动性难题,确保电力安全稳定供应。
小湾水光互补项目是国家“西电东送”骨干电源,全容量投产后年发电量可达200亿千瓦时,可满足约700万户家庭的全年用电需求,每年减排二氧化碳约1600万吨,为经济社会高质量发展提供清洁能源保障。
(1)小湾水光互补项目的运行模式可有效破解 难题。
(2)太阳能和水能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。小湾水库在蓄水的过程中,水位升高使水的机械能 (选填“增大”或“减小”)。
(3)200亿千瓦时()的电能相当于 的干木柴完全燃烧放出的热量。()
考点4 电磁波的应用
1.(2022·云南·中考真题)2021年10月16日,神舟十三号载人飞船发射升空后与中国空间站完成交会对接,航天员翟志刚、王亚平、叶光富从载人飞船进入核心舱。2022年3月23日,他们以天地交互的方式开启了“天宫课堂”第二课,如图所示是空间站的结构及航天员授课时的情景。下列说法正确的是( )
A. 对接完成后,以核心舱为参照物载人飞船是运动的
B. 航天员与学生互动是通过电磁波传递信息的
C. 中国空间站绕地球运行时受到平衡力的作用
D. 从地面带到空间站的实验器材质量变为零
2.(2025·云南·中考真题)中国空间站开展“天宫课堂”直播授课,利用 波与地面师生进行互动交流,极大地激发了青少年的科学兴趣。中国花样游泳队在巴黎奥运会上夺冠,运动员在水中能跟随音乐节拍整齐划一地变换队形,说明声可以传递 。
模拟题精选
1.(2026·云南丽江·二模)下列说法错误的是( )
A. 现有的核电站都是利用核聚变发电的
B. 风能和太阳能都是可再生能源
C. 航天员王亚平在“天宫课堂”授课的实时画面和声音靠电磁波传输到地面
D. 若利用超导体进行远距离输电可以实现零损耗
2.(2026·云南昆明第三中学·二模)我国科技创新能力日益凸显,各种科技成果不断涌现。下列说法正确的是( )
A. 我国“人造太阳”EAST装置实现1亿摄氏度稳定运行1066秒,该装置利用核裂变释放能量
B. “北斗卫星导航系统”利用了超声波实现信息传递
C. 我国华为公司自主研发的麒麟芯片是由半导体材料制成
D. 我国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”使用太阳能电池阵获取能量,太阳能是不可再生能源
3.(2026·云南丽江·一模)(多选)如图所示,这是近年来我国取得的辉煌成就的代表事件。下列有关说法正确的是( )
A. 图甲:中国空间站利用的太阳能既是可再生能源,又是一次能源
B. 图乙:我国自主研制的隐身战斗机歼-35A,其与地面通信利用的是超声波
C. 图丙:祝融号火星车使用的“中国芯”是由半导体材料制成的
D. 图丁:“华龙一号”核电机组利用的是核裂变释放的能量
4.(2026·大理·学业水平)近年来,我国科技取得了一系列重大突破。下列相关物理知识解释正确的是( )
A. “人造太阳”全超导托卡马克装置取得新突破——该装置通过核裂变释放巨大能量
B. “天问三号”火星探测器成功发射——探测器在太空中通过超声波与地面通信
C. 三峡阳江沙扒海上风电场并网发电——风力发电是利用可再生能源发电
D. 国产高端芯片实现7纳米工艺量产——芯片的核心材料是超导材料
5.(2026·云南文山·学业水平)近年,我国在能源、材料与信息技术领域取得多项重大突破。下列说法正确的是( )
A. 白鹤滩水电站主要是利用可再生能源发电的
B. 太阳能发电主要是将太阳能转化成机械能
C. 国产芯片制造中使用的硅、锗等材料属于超导体
D. “人造太阳”全超导托卡马克装置是利用核裂变获取核能的
6.(2026·云南昆明·质量检测)近年来,我国在科技领域取得了辉煌的成就。下列说法正确的是( )
A. 华为昇腾AI芯片所用的高纯度单晶硅是超导体
B. 神舟飞船发射时,发动机将机械能转化为内能
C. 宇树机器人与主机间通过电磁波传递信息
D. 利用核聚变建成的“人造太阳”东方超环,与当前核电站利用核能的方式相同
7.(2026·云南玉溪·二模)中国科技与绿色发展持续突破,下列关于重大成果涉及的物理知识解释正确的是( )
A. 白鹤滩水电站全机组稳定发电——电能属于二次能源
B. 嫦娥六号携带选育的种子完成月背采样返回——火箭加速上升时机械能减小
C. C919大飞机搭载国产航电控制系统——其核心芯片由超导体材料制成
D. 中国“人造太阳”实验装置实现新突破——该装置利用氘核和氚核裂变释放能量
8.(2026·云南大理·二模)2026年,我国在新能源、航天通信、人工智能芯片及核能利用等方面成果显著。下列说法正确的是( )
A. 太阳能、地热能都属于不可再生能源
B. 嫦娥六号探测器利用电磁波与地面通信
C. 制造AI智能芯片的主要材料是超导体
D. 目前核电站主要利用核聚变来提供电能
9.(2026·云南玉溪·模拟考试)科技兴则民族兴,科技强则国家强。对以下科技成果的物理知识解释正确的是( )
A. 全球单体容量最大漂浮式风电平台“明阳天成号”年发电量可满足 3万户三口之家的日常用电——风电平台漂浮时浮力大于重力
B. CR450动车组领跑全球,速度可达450千米/小时——动车高速通过时,车体附近气体流速大,压强大
C. 中国首款可重复使用货运航天飞机,预计 2小时达空间站——航天飞机从地面加速升空过程中重力势能增大
D. 我国各类AI工具正持续为生产发展赋能增效——AI服务器芯片由超导材料制成
10.(2026·云南红河·一模)生活中人们用手机进行通信是利用 波来传递信号的;手机芯片是手机的核心部件,主要是由 (选填“半导体”或“超导体”)材料制成的。
11.(2026·云南玉溪·模拟考试)如图所示,在火箭的特定部位安装有高精度的风速风向仪和姿态传感器。这些传感器实时监测风的变化和箭体的微小形变,将机械信号转化为电信号,并通过 (选填“超声波”或“电磁波”)迅速传回控制中心。火箭在点火发射升空时,燃料燃烧产生的燃气向下喷出,火箭向上运动,这说明物体间力的作用是 的。
12.(2026·云南昆明·质量检测)阅读材料,回答问题。
二维金属
2025年中国科学院物理研究所团队成功制备出多种单原子层金属——二维金属。该项成果成功入选全球“十大科学突破”榜单。二维金属是二维材料中的一员。
二维材料简单来说,就是由单原子层或少数几个原子层构成的材料。它们的核心特点是:厚度极薄,并且拥有和普通块状材料完全不同的优异特性。大家最熟悉的二维材料就是石墨烯。而二维金属,就是二维材料家族中最新的“成员”,其厚度仅为头发丝直径的20万分之一,二维金属的比表面积可达以上,如果把一块边长3m的正方体金属块压成单原子层的厚度,将可以铺满整个北京市的地面。二维金属能弯曲、折叠而不破裂,具有超高的延展性,适合用于柔性电路、可穿戴设备等。二维金属还表现出超高的导电性,且能通过电场调控电阻,为低功耗芯片提供了新思路;除超高导电性外还具有超高透光性,可用于透明电极等领域。
二维金属难以制成,是因为金属原子之间通过强金属键紧密连接,无法像“撕石墨烯”那样完整剥离出一层;而且金属变薄后,还容易被氧化、破坏结构。科学家巧妙地通过将金属熔化,用单层二硫化钼作为“压砧”,通过挤压的方式,成功制备出多种二维金属,且能在常温下稳定存在。
(1)二维金属具有超高的延展性和 性(写出其中一个即可);
(2)科学家巧妙地通过将金属熔化,用单层二硫化钼作为“压砧”,通过 的方式解决了二维金属的制作难题;
(3)二维金属的比表面积可达表示的物理意义是 ,若将50g某金属制成上述比表面积的二维金属,其表面积可达到 。
13.(2026·云南红河·一模)红河地区的特色美食“过桥米线”堪称舌尖上的美味,其制作过程中关键的一环在于所用鸡汤需具备长时间保温的特性。小红观察到“鸡汤”表面覆盖着一层油膜,于是她猜想“油膜能减缓水温下降的速度”。为此,她准备了两个完全相同的烧杯、适量的沸水、食用油、滴管、两支规格相同的温度计以及秒表,用以探究油膜是否能减缓水温下降的速度。
接下来的操作是:
(1)在两个烧杯中同时倒入 的沸水;用滴管在其中一个烧杯中滴入食用油,直至油膜完全覆盖水面;
(2)把两个烧杯静置在同一水平台面三分钟,用两只温度计分别测量两个烧杯中水的温度;若 ,则说明油膜能减缓水温下降的速度。
14.(2026·云南临沧·学业水平)太阳能被认为是理想的“终极能源”,我国“人造太阳”实现了1056s的长脉冲高参数等离子体运行,创造了新的世界纪录。
如图甲所示,太阳能路灯的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,蓄电池为电灯供电照明。太阳能电池板最主要的材料是晶体硅材料,它的基本原理是光电效应,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所产生的电子逸出物质表面的现象;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。
科学家们还设想在宇宙空间建立太阳能电站来利用太阳能,这种空间太阳能电站建在赤道平面内的地球同步轨道上,其工作过程如图乙所示。在太阳能收集板上铺设太阳能电池板,通过它把太阳能转化成电能,再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站,通过转换装置将其转换成电能接入电网。
(1)太阳能属于清洁能源,也属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;“人造太阳”与太阳利用核 (选填“裂变”或“聚变”)反应放出能量。
(2)太阳能电池板是利用 (选填“内”或“外”)光电效应工作的。
(3)“人造太阳”非常复杂,“超高温”与“超低温”共存,“超强磁场”与“超大电流”并行,要在地球上造出“人造太阳”,必须要有性能极其特殊的材料承载。实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是 (选填“半导体”或“超导体”)材料。
15.(2026·云南临沧·二模)生活中不同材料的导热性能不同,物理兴趣小组想要探究“物体的导热快慢与材料种类是否有关”,准备的器材有:相同规格的铜棒、玻璃棒、橡胶棒、热水、烧杯、温度传感器、停表。请你帮他们完成实验设计:接下来的操作是: ;若得到 ,则说明物体的导热快慢与材料种类有关。
16.(2026·云南玉溪·二模)中国“大疆”无人机技术全球领先。如图所示,是某型号无人机,其参数如下表所示。某次航拍过程中,无人机以8m/s的速度从距地面20m处匀速竖直上升至距地面1020m高度悬浮空中进行拍摄,已知:该无人机正常工作时将电能转化为机械能的效率为80%(不计空气阻力)。求:
总质量(含电池及桨)
900g
四脚着地总面积
5cm2
最大上升速度
8m/s
电池容量
5000mAh
最大水平飞行速度
21m/s
正常工作电压
15V
最大上升高度
8000m
飞行时间
约46min
(1)无人机四脚着地平放在地面上时,对地面的压强;
(2)无人机匀速竖直上升至1020m高度所用的时间和其电机提供的升力对无人机做的功;
(3)该过程中无人机电池正常工作的电流。
17.(2026·云南玉溪·二模)某同学想知道棉布和丝绸哪个保温性能更好,他准备设计实验来测评。器材有:两个相同的烧杯、温度计两支、相同质量和初温的热水、大小相同的棉布和丝绸各一块。实验如下:
(1)①将两杯相同质量和初温的热水分别用棉布和丝绸包裹好;
②接下来的操作是: ,分别读出两支温度计的示数;
(2)比较两次温度计的示数, ,则说明该材料的保温性能好。
18.(2026·云南大理·二模)随着对月球了解的深入,一些科学家预言:月球必将成为人类未来的能源基地。按照一些科学家的设想,月球表面没有大气层和云层的遮挡,因此太阳能辐射强度大约是地球的两倍,同时,月球的自转周期约为地球的一个月,这意味着月球表面的某个区域在一段时间内会经历连续的日照期。另外,月球上也没有雨雪、大风、冰雹等极端天气,对于太阳能光伏板而言安全性也极高,也没有建筑物遮挡,理论上可以无限铺设太阳能光伏板。总之,月球几乎拥有24小时源源不断的纯净太阳能,太阳能发电的效率可以达到地球表面的10倍以上。目前,我国的太阳能发电技术已经相当成熟,这意味着在月球上应用太阳能发电系统时,可以借鉴现有的技术和经验,降低开发难度和成本。在月球上将太阳能转化成电能后,再将产生的电能经微波转换器将电流转换成微波,并通过天线将电能以微波的形式向地面发送,地面接收站通过天线把微波能还原成电能,如图甲所示,这样就解决了电能的输送问题。
我国的“嫦娥”系列登月车利用太阳能电池提供能量。图乙是太阳能电池板工作原理的示意图,当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时,会产生光电效应,从而使电路中产生电流。太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为,光电转化效率为。
(1)科学家预测:月球表面太阳能发电的效率可以达到地球表面的倍以上的原因之一是月球表面没有大气层和云层的遮挡, 大约是地球的两倍。
(2)太阳能电池板的工作原理:当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时,会产生 ,从而使电路中产生电流。
(3)请写出一条太阳能的优点: 。
(4)若月球电站的总发电功率为,利用微波传输电能的输电效率为,则地面接收站接收到的电能相当于完全燃烧 煤放出的热量。(煤的热值为)
19.(2026·云南楚雄·一模)2024年6月25日,从月球背面成功采样的嫦娥六号顺利返回地球,创造了人类探月的新奇迹。嫦娥六号搭载的太阳能电池板是由 (选填“半导体”或“超导”)材料制成的,所获取的太阳能是太阳内部发生核 (选填“裂变”或“聚变”)释放出的。
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专题11材料与能源、粒子与宇宙
考点1材料的特性
1.【答案】(1)高压
(2)热运动
(3)原子实
(4)电阻
考点2能源与可持续发展
1.【答案】AC
2.【答案】①
聚变
②
比热容
3.【答案】①可再生
②不能
考点3力热电能量综合
1.【答案】c
2.【答案】(1)
光伏大规模并网带来的波动性
(2)①
可再生
②
增大
(3)
6×109
考点4电磁波的应用
1/3
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1.【答案】B
2.【答案】①
电磁
②
信息
模拟题精选
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】ACD
4.【答案】C
5.【答案】A
6.【答案】c
7.【答案】A
8.【答案】B
9.【答案】c
10.【答案】①电磁
②半导体
11.【答案】①电磁波
②相互
12.【答案】(1)导电透光
(2)挤压
(3)①1克二维金属的表面积为1000m2
②5×104
13.【答案】(1)质量相等
(2)滴入食用油的烧杯中水温度更高
2/3
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14.【答案】(1)①可再生
②聚变
(2)内
(3)超导体
15.【答案】①
将相同规格的铜棒、玻璃棒、橡胶棒同时放入同一杯热水中,用温度传感器分别测量相同时间内三根棒远
离热水一端的温度
②
测量经过相同时间后,三根棒远离热水一端的温度不同三根棒远离热水一端达到相同温度所需的时间不
同
16.【答案】(1)1.8×104Pa
(2)125s,9000J
(3)6A
17.【答案】(1)将两杯包裹好的热水放在相同环境下静置相同时间;
(2)若温度计示数较
高
18.【答案】(1)太阳能辐射强度
(2)光电效应
(3)清洁无污染可再生节约能源
获取方便
(4)5.76×108
19.【答案】①半导体
②聚变
3/3