2024年中考物理真题分类汇编（全国）（第一期）专题19 科普阅读文、开放性试题（第01期）（解析版）

专题18信息、材料与能源、粒子与宇宙考点1科普阅读文1．（2024·山西）阅读短文，回答问题。莱顿弗罗斯特效应1756年，德国医生菜顿弗罗斯特在一把烧红的铁勺上滴了一滴水珠，水珠竟然悬浮起来并能持续30s，人们把这一现象称为莱顿弗罗斯特效应。研究发现把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，液体沸腾时，会有气体不断产生，在液体和高温物体表面之间会瞬间形成一个“气垫”。如图甲所示。由于蒸气具有良好的隔热效果，“气垫”很快将沸腾抑制住。液滴悬浮在“气垫”上，在液滴重力的作用下，“气垫”中的气体从四周无规则逸出，“气垫”就会拖着液滴在高温物体表面几乎没有摩擦的情况下四处滑动。（1）如图甲所示，“气垫”的形成是（填物态变化名称）现象。“气垫”减小液滴与高温物体之间摩擦的方式与（选填“磁悬浮列车”或“轮滑鞋”）相同；（2）如图乙所示，将手伸入-196℃的液氮中停留数秒不会冻伤，是利用（选填“液氮”或“汗液”）发生物态变化形成的气垫层保护了手；（3）用普通铁锅不放油煎鸡蛋，若要鸡蛋不粘锅，以下两种做法合理的是。A．先打入鸡蛋再烧热铁锅

B．先烧热铁锅再打入鸡蛋【答案】汽化磁悬浮列车液氮B【解析】（1）[1]由题意可知，研究发现把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，液体沸腾时，会有气体不断产生，在液体和高温物体表面之间会瞬间形成一个“气垫”，因此“气垫”的形成是液体汽化形成的。[2]“气垫”是使液滴与高温物体相分离来减小摩擦的。磁悬浮列车是使接触面相分离来减小摩擦的，轮滑鞋是变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦的，因此与“气垫”减小液滴与高温物体之间摩擦的方式相同的是磁悬浮列车。（2）[3]将手伸入-196℃的液氮中停留数秒不会冻伤，液氮的沸点低于手的温度，因此汽化形成的气垫层保护了手。（3）[4]由上述题意可知，液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，因此应当先烧热铁锅再打入鸡蛋，从而鸡蛋才能不粘锅。故选B。2．（2024·江苏苏州）阅读材料，回答问题圭表与二十四节气如图甲中的圭表是我国古代的重大发明。表是垂直立于地面的标杆，圭是正南正北方向水平放置的尺。用它测量正午时表影的长度，从而确定一年的时间和季节。战国时已经采用水面来校正圭使其水平，用铅垂线来校正表使其与圭垂直。由于光的散射和漫反射等的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响测量表影长度的精度。元代天文学家郭守敬对圭表进行改进与创新，他将表的高度增加到原来的五倍，且在表顶加一根架空的横梁，他还发明了景符，用小孔成像原理可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像，把确定表端影的位置变为确定梁影中心的位置，较大提高了测量的精度，如图乙所示。通过测量正午时表影长短的变化，推算出一回归年为365.25天，按照季节变化将一年划分为二十四节气（如图丙），用以指导生活和农业生产。2016年11月30日，联合国教科文组织批准“二十四节气”列入人类非物质文化遗产代表作名录。以圭表为代表的我国古代的科技成果，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。（1）我国古代天文学家用使表竖直；（2）郭守敬提高测量精度的措施有；（3）一年中，学校的旗杆正午杆影最长的是二十四节气中的；（4）地面上深10cm，面积为的水池装满水，在相同时间内，太阳光垂直照射水面使水升高的温度为，与水平方向成60°照射水面使水升高的温度为，则（忽略其它因素的影响）。【答案】铅垂线见解析冬至【解析】（1）[1]由阅读材料可知，“战国时已经采用水面来校正圭使其水平，用铅垂线来校正表使其与圭垂直”，所以我国古代天文学家用铅垂线来校正表使其竖直。（2）[2]由阅读材料可知，“他将表的高度增加到原来的五倍，且在表顶加一根架空的横梁，他还发明了景符，用小孔成像原理可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像，把确定表端影的位置变为确定梁影中心的位置，较大提高了测量的精度”，所以郭守敬提高测量精度的措施有：增加圭表的高度、在圭表顶端添加横梁、发明了景符、利用小孔成像原理确定梁影中心的位置。（3）[3]由图丙可知，一年中，学校的旗杆正午杆影最长的是二十四节气中的冬至。（4）[4]在相同时间内，太阳光释放的能量是相同的，当太阳光垂直照射水面，单位面积里照到的光多，水吸收的热量多；当太阳光与水平方向成60°斜照射水面时，单位面积里照到的光少，水吸收的热量少。太阳光垂直照射水面的有效面积是，太阳光与水平方向成60°斜照射水面的有效面积是，两种方式水池中的水吸收的热量与有效面积成正比，所以垂直照射水面吸收的热量与斜照射水面吸收的热量之比为水池中水的质量和比热容是相同的，根据比热容变形公式可得，升高的温度与吸收的热量成正比，所以太阳光垂直照射水面使水升高的温度与太阳光水平方向成60°照射水面使水升高的温度为之比为3．（2024·江苏扬州）阅读短文，回答问题。2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。该项目工作原理如下图所示，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，减少二氧化碳排放约。可连续放电6小时，使用期长达40年。（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能，再通过空气压缩机转化为能；（2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处热；（3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放J的能量；（标准煤热值为）（4）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）（5）从工程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议：。【答案】机械内吸728.3增大地下盐穴的体积【解析】（1）[1][2]电动机工作时，扇叶转动带动空气流动，将电能转化为空气的机械能；空气压缩机空气时，通过做功的方式增大了空气的内能，将机械能转化为内能。（2）[3]常温高压空气在“换热器2”处吸收热量，使气体的温度升高，压强依然很大，为下一步释放能量做准备。（3）[4]每年可节约标准煤约，根据故每年节约的煤可释放的热量为（4）[5][6]该项目的能量转换效率为该项目每年发电6亿度，则消耗（5）[7]地下盐穴的体积越大，可储存的能量越大。故增大地下盐穴的体积，可以增大内能的转化量，从而增加项目储存的能量。4．（2024·江苏盐城）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。或由管理员通过遥控器控制是否放行。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；接着与蜗轮同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D，实现第二次减速，横杆通过连杆实现起降。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应该为蜗轮B的齿数与1的比值，若数值为，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。为了提高横杆的转动效果，通常还在闸机箱体内连杆末端一侧，安装弹簧辅助电动机工作。（1）以下的材料中最适合用作道闸横杆的是()A．铁质材料

B．泡沫材料C．铝合金材料

D．玻璃材料（2）闸机中的遥控接收器和电动机是（串/并）联的。（3）车辆进入时，为了避免被横杆砸伤，地感线圈安装的大致位置是。A．横杆下方区域

B．道闸外面5m处

C．道闸里面5m处（4）若某智能道闸电动机的转速为3000r/min，蜗轮B的齿数为240，齿轮C的齿数为40，齿轮D的齿数为50，则该道闸整个系统的减速比是，道闸横杆起杆（从水平位置转动到竖直位置）时间约为s。（5）道闸起杆时间过长，请你针对此现象提出合理的改进措施：。【答案】C并C3001.5更换具有更高减速比（或更高转速的电动机）【解析】（1）[1]考虑道闸横杆需要具备的特性，包括强度高、耐腐蚀和重量轻。在这四个选项中：铁质材料虽然强度高，但重量较大，且耐腐蚀性能不如铝合金；泡沫材料显然强度不够，不适用于此场景；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；玻璃材料虽然耐腐蚀，但强度不够，且容易碎裂，不适合做横杆。故选C。（2）[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。遥控器和识别系统都能控制电动机，这样他们就不能串联，只能并联。（3）[3]为了确保车辆进入时不会被横杆砸伤，地感线圈应该安装在车辆能够触发但横杆还未落下的位置。这意味着地感线圈应该安装在车辆通过道闸但还未完全离开道闸的区域内。考虑到这一点，最合适的位置是道闸里面5m处，这样车辆在进入地感线圈区域时，横杆仍然处于抬起状态。故选C。（4）[4]首先，计算第一次减速比。由于蜗杆A的齿数为1，蜗轮B的齿数为240，所以第一次减速比为接着，计算第二次减速比，齿轮C的齿数为40，齿轮D的齿数为50，所以第二次减速比为整个系统的减速比是两次减速比的乘积，即[5]电动机的转速为3000r/min，即每秒转50r。经过300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，那么所需时间就是（5）[6]针对道闸起杆时间过长的问题，一个合理的改进措施是更换具有更高减速比或更高转速的电动机。这样可以在保证横杆平稳起落的同时，减少起杆所需的时间。5．（2024·山东烟台）阅读下文，回答下列问题：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，因此太阳电池阵的稳定性能至关重要。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。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，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→化学能→→（3）鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到了什么作用？【答案】A电能机械能为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥【解析】（1）[1]燃气在火箭内部燃烧，产生高压，高速从火箭尾部喷出，由牛顿第三定律（作用力和反作用力），高速喷出的气体必然给火箭一个反作用力，这就是火箭的动力，所以应选“A”。（2）[2][3]支撑探测器工作的主要能源来自太阳能，太阳电池阵将太阳能转化为化学能进行储存，需要时将化学能释放转化为电能使用，冲击电机、加载电机和整形电机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→化学能→电能→机械能。（3）[4]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，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。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的作用是：为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。6．（2024·云南）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】高压热运动原子实电阻【解析】（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开放性试题7．（2024·江苏扬州）如图所示，做“观察水的沸腾”实验时，实验小组发现水沸腾时温度计示数高于100℃，于是对此进行探究。（1）小华猜想：可能是实验室中气压高于1个标准大气压导致的。她应该选用（填测量工具）进行测量验证；（2）小丽猜想：可能是因为盖了硬纸板，增大了水面上方气压，提高了水的。要验证猜想，应，进行实验验证；（3）小明猜想：可能是温度计不准确导致的。要验证猜想，请简述做法：；（4）小芳猜想：可能是由于水蒸气温度高于100℃导致的。她的猜想是否合理？请说明理由：。【答案】气压计沸点去掉硬纸板，重新测量水沸腾时的温度换一支温度计测量见解析【解析】（1）[1]小华猜想：可能是实验室中气压高于1个标准大气压导致的。因此可以用气压计测量实验室的大气压的大小。（2）[2][3]水的沸点随着大气压的增大而增大，小丽猜想：可能是因为盖了硬纸板，增大了水面上方气压，从而提高了水的沸点，要想验证小丽的猜想，可以去掉硬纸板，重新测量水沸腾时的温度，看是否高于100℃。（3）[4]小明猜想：可能是温度计不准确导致的。因此可以再换一支温度计测量水沸腾时的温度，比较两支温度计的示数。（4）[5]小芳猜想：可能是由于水蒸气温度高于100℃导致的。该猜想不合理，因标准大气压下水的沸点为100℃，水达到沸点后继续吸热会发生汽化，液态的水变为气态的水蒸气，水蒸气的温度最高为100℃，不可能更高，故该猜想不合理。8．（2024·河北）在“探究串联电路电压的特点”实验中。小明设计了图甲所示的电路。其中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，L为小灯泡。（1）根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线，将图乙所示的实物图补充完整；（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，记录电流表的示数；选择合适的量程，用电压表分别测出ab、bc、cd、ac、bd、ad间的电压。将这些数据记入下表。改变滑动变阻器滑片的位置，在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时电压表的示数如图所示，示数为V；数据序号电流/AUab/VUbc/VUcd/VUac/VUbd/VUad/V10.201.02.51.03.53.54.520.24①1.51.2②2.74.530.302.50.5③3.02.04.5…（3）根据数据可知R0的阻值为Ω；（4）根据第1组的实验数据可初步得出结论：串联电路中，总电压等于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是；（5）读取数据（选填“②”或“③”）时，电压表指针没有对准刻度线；（6）根据表中的实验数据，写出一条你还能发现的规律：；【拓展】灯泡L1和L2的额定功率相等，额定电流分别为0.2A和0.3A，小明利用图甲中的灯泡L，对L1和L2的发光情况进行研究。将L、L1、L2与某一可调压电源连接成如图所示的电路，只闭合S1，调节电源电压至某一值时，通过电压表判断出L1正常发光；断开S1，闭合S2，发现不用改变电源电压，L2也恰好正常发光。则L1正常发光时的电阻为Ω。【答案】1.85见解析②见解析22.5【解析】（1）[1]由电路图可得，滑动变阻器与电阻和灯泡串联，且滑动变阻器滑片向左滑动时，接入电路的总电阻变小，实物接线如图所示：

（2）[2]电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，则电压表的示数为1.8V。（3）[3]由题意可得，R0两端的电压为Ucd，由表中数据可得，当电流为0.2A时，R0两端的电压为1V，由欧姆定律可得（4）[4]一次实验的结论具有偶然性，多做几次实验的目的是为了寻找普遍规律。（5）[5]由表格数据可知，数据②的大小为此时电压表使用大量程，分度值为0.5V，则读取3.3V电压值时电压表的指针没有对准刻度线。由表格数据可知，数据③的大小为此时电压表使用小量程，分度值为0.1V，则读取1.5V电压值时电压表的指针对准了刻度线。故选填②。（6）[6]由上述分析可得，①中数据为1.8V，则第一组实验中，灯泡的电阻为第二组实验中，灯泡的电阻为第三组实验数据中，灯泡的电阻为所以还可以得出结论，灯泡两端的电阻是变化的，且温度越高，电阻越大。[7]由题意可得，只闭合S1时，L与L1串联，，此时电源电压只闭合S2时，L与L2串联，此时电源电压由于灯泡L1和L2的额定功率相等，额定电流分别为0.2A和0.3A，有可得两灯泡的额定电阻之比为①综上则有由表格数据可得，当通过灯L的电流为0.2A时，灯泡L两端的电压为1V，即当通过灯L的电流为0.3A时，灯泡L两端的电压为2.5V，即则有②联立①②解得。9．（2024·四川广安）爱动手爱思考的小军，在做了“探究凸透镜成像规律”实验后，又选用了焦距未知的凸透镜进行拓展探究。（1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作为光源，移动光屏直至光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则凸透镜焦距为cm；（要求估读）（2）在实验过程中，当物距为5cm时所成像与生活中的所成像的规律相同；（写出一种即可）（3）蜡烛随着燃烧而变短，小军发现光屏上所成的像向上移动，从而影响了实验的进行，如图乙所示。为了解决这一问题，你认为他最合理的调整方法是；A．只需将光屏适当上移

B．只需将凸透镜适当下移C．将光屏和凸透镜都适当下移

D．以上操作均可行（4）小军认为在实验过程中用蜡烛作为发光体除容易变短外，还存在一些不足之处，比如。（写出合理的一条即可）【答案】10.0放大镜AB见解析【解析】（1）[1]图甲中，刻度尺的分度值为1cm，平行光经过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光斑，这个光斑即为焦点，焦点到凸透镜的距离即为焦距，则焦距为（2）[2]在实验过程中，当物距为5cm时，小于1倍焦距，成正立放大的虚像，放大镜就是根据该原理制成的。（3）[3]蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中央，可向上移动光屏；或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜。故AB符合题意，CD不符合题意。故选AB。（4）[4]实验中烛焰会随空气的流动飘忽不定，影响像的稳定，不方便测量。10．（2024·四川成都）在“探究并联电路中的电流特点”实验中，图甲是某小组同学设计的电路图。（1）图乙是该小组连接的电路，闭合开关S，电流表测通过的电流；（2）该小组同学换用不同规格的小灯泡进行实验，用电流表多次测A、B、C三点电流，记录实验数据如下表。实验次数IA/AIB/AIC/A10.300.220.5020.220.280.5030.240.220.4640.280.300.28分析表中数据，以下说法不合理的是；A．四次实验中电流表选用量程为0~0.6AB．表中的数据均在误差范围内C．此实验还可测量更多组数据D．通过多次实验，可避免偶然性（3）小成同学测量通过灯泡L1电流时，L1正常发光，L2忽亮忽灭，他接下来的操作应该是。（写出一条即