2024年中考物理科技创新题型（教师版）

专题08科技创新题型

.命题趋势

II—

在2024年的中考物理“科技创新题”中，我们可以预见一些明显的命题趋势。随着科技的飞速发展，

科技创新已经成为社会发展的重要推动力，中考作为评价学生学习成果的重要手段，自然也要与时俱进，

反映出科技的创新趋势.

我们可以预见，题目将更加注重实践性和应用性。科技创新的本质在于将理论知识转化为实际应用，

因此，中考物理题目可能会更多地出现与日常生活、生产实践紧密相关的情境，让学生运用所学知识解决

实际问题。

题目可能会更加强调跨学科融合。在科技创新的过程中，往往涉及到多个学科的交叉融合。因此，我

们可以预见，在中考物理“科技创新题”中，可能会出现与其他学科如化学、生物、地理等融合的情况，

让学生在解决问题时能够充分展现出跨学科的综合素养。

题目将更加注重学生的创新思维和解决问题的能力.科技创新的核心在于创新思维，因此，中考物理

题目可能会更加注重考查学生的创新思维和解决问题的能力，让学生在解题过程中能够充分展现出自己的

创造性和想象力。

题目可能会更加注重科技前沿的引入。随着科技的飞速发展，新的科技成果不断涌现。中考物理题目

可能会引入一些科技前沿的内容，让学生接触到最新的科技成果，激发他们的学习兴趣和探索欲望。

2024年中考物理“科技创新题”的命题趋势将更加注重实践性和应用性、跨学科融合、学生的创新思

维和解决问题的能力以及科技前沿的引入。这将有助于更好地评价学生的学习成果，培养他们的科技创新

素养，为未来的科技创新事业培养更多的人才。

重难通关练

（限时:20分钟）

L阅读材料，回答问题

超级镜子发电站

我国用熔盐和L2万块镜子，建成亚洲第一发电站一甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站如图甲所

示，该发电站通过电脑控制镜子的反射方向，持续地将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的熔盐，

使其温度升高。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，热泵将它打入蒸汽发生器，与其中的冷水进

行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机带动发电机发电.经过蒸汽发生器后的熔盐，降温

回到低温熔盐罐，从而循环下去。该电站的两个熔盐罐中共存储3万吨熔盐(熔点为210℃),白天高温熔

盐罐把能量储存起来，夜晚再把罐中的高温熔盐释放出来发电，可以实现24小时稳定电力输出。

请回答：

(1)高温熔盐罐利用熔盐储存___________-高温熔盐进入蒸汽发生器，通过(做功/热传递)

方式使冷水变成高温高压水蒸气，推动汽轮机带动发电机发电；

(2)低温熔盐罐的温度应___________(>/<)210℃;

(3)该发电站正常工作24h,可发电度；

(4)从图乙中可以看出，镜子大致以吸热塔为中心依次排列，吸热塔南面的镜子较少，北面的较多。请你

结合图丙情形分析，在南面和北面同样的镜子。和6,反射到吸热塔的光能更多。

【答案】内能热传递>2.4x106b

【解析】(1)[1]根据题意知，发电站利用镜子将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的熔盐，使其温

度升高。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，故高温熔盐罐利用熔盐储存能量。

⑵改变物体内能的方法是做功和热传递.高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，热泵将它打入蒸汽

发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。故高温

熔盐进入蒸汽发生器，通过热传递方式使冷水变成高温高压水蒸气，推动汽轮机带动发电机发电。

(2)[3]晶体熔化的条件是达到熔点继续吸热。熔盐熔点为210℃,故低温熔盐罐的温度应＞210℃。

(3)[4]该发电站正常工作24h,可发电

^P/=100xl03kWx24h=2.4xl06kW-h=2.4xl06S

(4)[5]根据光反射时，反射角等于入射角，因太阳光从吸热塔南面射来，要使反射光线射到吸热器上，若

镜子在吸热塔南面，太阳光射到镜面的入射角较大，则反射角也较大，这就使反射光线不容易射到吸热器

上。故在南面和北面同样的镜子a和4b反射到吸热塔的光能更多。

2.请阅读《万物尽其用一所用皆属性》并回答下列问题。

万物尽其用——所用皆属性

“物尽其用，，这个成语，意思是各种东西凡有可用之处，都要尽量利用。《道德经》有人尽其才，物尽其用的

描述。在生活中，有时候要用物质的性质来考虑问题.

物质的颜色、气味、状态、是否易熔化、凝固、升华、蒸发，熔点、沸点、硬度、密度、导电性、导热性、

延展性这些都是物质的物理性质。厨房中的炒菜锅用不锈钢或铁材料制作，主要是因为其导热性好.而煎

药、炖汤用的砂锅采用不易传热的陶土、砂石经过烧制而成，则利用了通气性，吸附性，传热均匀，传热

慢的特点。炒菜锅的把手采用橡胶、塑料、木头等材料而不采用金属制作，是因为它们的导热性不好。如

图甲、乙所示，家用暖气内装的是水，而电暖器内装的是油。家用暖气主要利用了水放热时，温度降低不

至于过多的特点，而电暧器主要利用了油吸热时，温度变化特别明显的特点。冰箱或者空调的冷凝器如图

丙所示，内部装有容易汽化、液化的物质。产品包装盒选择密度较小的泡沫塑料制成，勘探队员通过采集

样品的密度等信息确定矿藏种类及经济价值。楼房一般都有保温层，填充了保温材料，工程师要根据保温

的效果、保温层的厚度，来选取不同保温性能的材料.在新材料领域，石墨烯具有优异的光学、电学、力

学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景。石墨烯在电学方

面的特性之一是导电性很强，仅次于银和铜.

冷冻室

液

t态

制

冷

h剂

『

凝

器

>依

为了比较两种新型保温材料甲和乙的保温性能，将这两种保温材料分别做成形状、结构、厚度完全相同的

保温筒，两保温筒内同时分别放置完全相同、温度均为80℃的恒温源.将两保温筒放在室温为20℃的房间

内，每隔lOmin测量一次两保温筒外表面的温度，根据记录的实验数据绘制的图像如图2所示，图中图像

I表示保温材料甲做成的保温筒外表面温度随时间变化的图像，图像n表示保温材料乙做成的保温筒外表

面温度随时间变化的图像。

(1)家用暖气和电暖器中的物质不同，利用了物质的不同的性质.

(2)在比较甲、乙保温材料的实验中，说法正确的是.

A.可用单位时间内保温筒外表面的温度变化表示保温效果

B.甲材料的保温效果比乙材料的保温效果好

C.乙材料的保温效果比甲材料的保温效果好

D.如果把两保温筒内80℃的恒温源换成-18℃的恒温源，其它条件不变，则无法比较甲、乙两种保温材

料的保温效果

(3)导电性、导热性也是物质的性质。请从中任选一个，写出比较导电性或者导热性的方法，并加以简要

的说明。(可以画图及标注字母辅助说明)

【答案】比热容AC见解析

【解析】(1)[1]由0=c%加知，水的比热容大，与其它物质相比，质量和放出热量相同时，温度下降较小;

油的比热容较小，与其它物质相比，在质量和吸收热量相同时，升高的温度较高。

(2)[2]ABC.由图知在相等时间内，乙的温度升高的少，乙材料的保温性能好，故可用单位时间内保温筒

外表面的温度变化表示保温效果，故AC正确，B错误；

D.如果把两保温筒内80℃的恒温源换成-18℃的恒温源，其它条件不变，可以通过相同时间，降低的温

度多少来比较甲、乙两种保温材料的保温效果，故D错误.

故选AC。

(3)[3]比较不同物质的导电性。比较两卷粗细相同的不同金属的导电性，根据电阻的影响因素：导体的材

料、横截面积和长度，所以需要截取长度相同的不同金属线；比较不同金属线的导电性时，我们需要给导

线通电，测出电路中的电流来比较电阻的大小，所以需要的实验器材有：电源、若干导线、开关和电流表。

①所需要的器材：电源、若干导线、电流表、粗细和长度相等的不同金属线A和B；

②实验步骤：

I、按如图所示的电路图先将金属线A接入电路中；

n、闭合开关，读出电流表的示数//；

山、断开开关，用金属线B替换金属线A,再闭合开关，读出电流表的示数力；

IV.分析实验数据，电流大的导电性能好。

3.请阅读《研究物理问题常用的方法》并回答问题.

研究物理问题常用的方法

在学习物理过程中，我们不仅学习到了具体的物理知识，还接触到了许多物理研究方法，其中控制变量法、

模型法、类比法、等效替代法和转换法等是研究物理问题时常见的方法。比如在研究电流与电压的关系时,

需要控制电阻不变，这是用了控制变量法；在研究杠杆的平衡条件时，需要将实际的硬棒抽象为没有质量

的杠杆模型，这是用了模型法；学习电流的概念时将电流与水流类比，这是用了类比法；耳熟能详的“曹冲

称象”，使大量石块对船的作用效果与大象对船的作用效果相同，从而通过称量石块的质量得出了大象的质

量，这是用了等效替代法.

转换法在很多地方也有运用.将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象，或者将难以测量或测准

的物理量转换为能够测量或测准的物理量，都是用了转换法。比如通过微小压强计U形管两侧液面的高度

差反映液体内部的压强的大小；通过电流的热效应和磁效应判断电流的存在；根据磁体吸引大头针数量的

多少判断磁体磁性的强弱；在电热丝加热煤油的实验中用煤油温度的变化反映电流通过电热丝产生热量的

多少等等，都用到了转换法。

此外，很多测量仪器也利用了转换法。比如用实验室常见的液体温度计测温度时，我们是根据温度计中液

柱的长短来识别温度高低的，这就是将温度的测量转化为长度的测量。同理，利用电流表测电流时，我们

是在量程确定的情况下根据电流表指针偏转的角度来识别电流大小的，这就是将电流的测量转化为角度的

测量。

请根据上述材料，回答下列问题：

(1)挤压厚玻璃瓶时，根据细玻璃管中液面高度的变化，可判断出厚玻璃瓶受到力的作用发生了微小形变,

这一判断采用的研究方法是;在研究液体内部压强大小与深度的关系时，需要在同一种液体中改变

微小压强计探头的深度，保证这样的实验条件采用的研究方法是.(选填选项前的字母，每空只有

一个选项正确)

A.控制变量法B.等效替代法C.转换法D.模型法

(2)如图所示的测量仪器中，将所测量的物理量转化为长度测量的是.(选填选项前的字母，正确

选项多于一个)

54321s

..LUILILLIIIIIJIIIIIJIIII登I,弹簧测力计C.

B.1111111111111111111111111电能

54321V

表E.W或水银体温计

【答案】CABE/EB

【解析】(1)口]挤压厚玻璃瓶时，厚玻璃瓶发生了形变，但是厚玻璃瓶的形变非常微小，不容易直接观察,

所以将厚玻璃瓶的微小形变转换成细玻璃管中液面高度的变化，这种实验方法叫转换法.

故选C。

⑵液体内部压强大小与液体密度和液体深度都有关系，在研究液体内部压强大小与深度的关系时，需控制

液体密度相同，只改变微小压强计探头的深度，如果深度改变，U形管两侧液面高度差也发生了改变，说

明液体内部压强与深度有关，否则则没有关系，这种研究问题的方法叫控制变量法.

故选A.

(3)[3]AC.停表、电压表工作时，将所测物理量转化为角度的测量，故A、C不符合题意；

BE.弹簧测力计、水银体温计工作时，将所测物理量转化为长度的测量，故BE符合题意；

D.电能表将所测物理量转化为表盘转动的圈数，故D不符合题意。

故选BE。

4.阅读短文，回答问题。

“天梦一号,，迫梦之旅

火星是太阳系中与地球最相似的行星，有大气，温差很大。自转周期和地球相近，物体在火星表面受到的

重力约为在地球表面重力的二分之一，人类对火星的探测具有重大的科学意义。

2020年7月23日，长征五号运载火箭载着我国自主研发的首座火星探测器“天问一号”，在中国文昌航天基

地成功发射升空，于2021年2月10日被火星捕获，进入环绕火星轨道，“天问一号”探测器应用了世界上目

前最轻的金属结构材料一新型镁锂合金，该合金具有减震、消噪和抗电磁干扰性能，同样大小的新型镁

锂合金重量仅是铝合金的一半.控制“天问一号”探测器在飞离地球约120万千米处回望地球，利用光学导航

敏感器对地球、月球成像，获取了地月合影，并将其传回地面.

2021年5月15日，经历了十个月的太空飞行，“天问一号”成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。5

月22日，“祝融号”火星车安全驶离“天问一号”，到达火星表面，开始巡视探测。“祝融号”火星车如图2,总

质量240kg，总高1.85米，6轮驱动。

图2

（1）如图1火星探测器进入环火轨道，在火星引力作用下做环绕火星的运动，运动轨道上有一个近火点（距

离火星最近的点）和远火点（距离火星最远的点）。那么火星探测器在___________（填“近”或“远”）火点

的动能较大；从近火点到远火点的运动过程中，火星探测器的机械能（填“增大”、“减少”或“守

恒”）;

（2）天问一号探测器从地球运动到火星的过程中，其惯性（填“增大”、“不变”或“减小”）；“祝

融号”火里车成功实现软着陆后，网状轮子与火星表面接触的总面积为400cm2,火星车静止时对火星水平表

面的压强为Pa；（g^t=5N/kg）

（3）关于新型镁锂合金，下列说法错误的是;

A.该材料对电磁波有屏蔽作用

B.该材料密度较大

C.该材料可有效的降低卫星发射时的噪音

D.镁锂合金材料大幅减轻了卫星重量，显著提高有效载荷

（4）“天问一号”探测器是利用（填“电磁波”、“次声波”或“超声波”），向地球传递信息；同一

物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距离会比地球上

（填“长”或“短”）。

【答案】近守恒不变3x104B电磁波长

【解析】（1）[1]⑵火星探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，

故探测器的机械能守恒，保持不变。在近火点，探测器的高度最小，重力势能最小，故探测器的动能最大。

（2）司惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大，天问一号探测器从地球运动到火星的过程中，质

量不变，所以惯性不变.

[4]火星车对火星表面的压力为

F=G=mg火=240kgx5N/kg=1200N

火星车对火星表面的压强为

F1200N

P=­=3xlO4Pa

S400x1Of4

火星车静止时对火星水平表面的压强为3xlO4Pa.

(3)[5]A.由文中信息可知，该合金具有抗电磁干扰性能，故该材料对电磁波有屏蔽作用，故A正确，不

符合题意；

B.“目前最轻的金属结构材料——新型镁锂合金”，由此可知，该材料的密度较小，故B错误，符合题意；

C.由文中信息可知，该合金具有消噪的特点，可有效的降低卫星发射时的噪音，故C正确，不符合题意；

D.由文中信息可知，该合金是世界上目前最轻的金属结构材料，能大幅减轻卫星重量，显著提高有效载荷,

故D正确，不符合题意.

故选B。

(4)[6]声波不能在真空中传播，故探测器是利用电磁波，把图像等信息传递回地球。

[7]物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的二分之一，说明相同质量的物体，与地球上相比，其

在火星上的重力更小，从而可知对水平面的压力更小，则物体与接触面间的摩擦力更小，因此，同一物体

分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距离会比地球上长。

5.阅读短文回答问题

返回舱的回家之旅

经历了长达23天的飞行，在月球成功取样后，嫦娥五号返回舱于2020年12月17日凌晨1点精准地降落

在内蒙古四王子旗地区。

返回舱在返回过程中要应时多种挑战，首先要应对的是高温。返回舱在利用半弹道跳跃(打水漂)再次进

入大气层时的遮度约为7.9km/s,它与大气的剧烈摩擦最高可产生3000℃左右的高温，我们知道，在温度为

1600℃时，就能熔化钢铁，在3000℃时，即使是金刚石也会熔化，为什么嫦娥五号的返回舱没有被烧毁，

而仅仅只是被“烤至金黄”?这是因为我国的神舟系列飞船采用了自主研制开发的烧蚀防热技术，就是用先进

的防热材料技术给返回舱穿上一层25mm厚的“防热衣”，防热材料在高温作用下，自身分解、熔化、蒸发

和升华，在消耗表面质量的同时带走大量的热，使表面温度大幅下降；同时还有一层辐射式防热和隔热材

料，使热量不能传递到舱内，最终可使返回舱内部的温度控制在30℃左右。除了高温，返回舱返回过程中

还要经过一个距地面35km到80km的黑障区，返回舱通过黑障区时，外壳温度为2000℃左右，高温使返回

舱周围的空气电离形成等离子体，屏蔽了电磁波的通过，因此会丧失与外界的无线电联系，这段时间地面

人员无法得知返回舱的实时状况，也无法对返回舱进行控制，只能通过进入黑障前进行精准的调控，才能

使它顺利通过黑障区.返回舱在到达地面前的最后一道难关是在距地面约10km处要用降落伞减速。嫦娥五

号返回舱共有三把伞：引导伞、减速伞和主伞，其中主伞面积可以达到1200m2左右，只有让降落伞顺利开

伞才能在巨大阻力作用下，在返回舱到达地面前减速到6m/s左右，确保返回舱安全着陆。

嫦域五号月球取样的成功，在世界面前彰显了我国航天科技的伟大成就，更让我们为祖国的强大而自豪。

(1)为什么降落伞上伞的面积要做得尽量大一些？

(2)返回舱经过稠密大气层时为什么会出现高温?如何使返回舱内部的温度保持在30℃左右？

(3)返回舱航返回过程中，地面工作人员与返回舱之间利用什么传送信号?当返回舱出现黑障时，为什么

无法传送信号？

【答案】见解析

【解析】(1)降落伞上伞的面积要做得尽量大一些，只有让降落伞顺利开伞才能在巨大阻力作用下，在返

回舱到达地面前减速到6m/s左右，确保返回舱安全着陆。

(2)返回舱经过稠密大气层，与大气的剧烈摩擦最高，机械能转化为内能，可产生3000℃左右的高温；用

先进的防热材料技术给返回舱穿上一层25mm厚的“防热衣”，防热材料在高温作用下，自身分解、熔化、

蒸发和升华，在消耗表面质量的同时带走大量的热，使表面温度大幅下降；同时还有一层辐射式防热和隔

热材料，使热量不能传递到舱内，最终可使返回舱内部的温度控制在30℃。

(3)返回舱返回过程中，地面工作人员与返回舱之间利用电磁波传送信号；当返回舱出现黑障时，高温使

返回舱周围的空气电离形成等离子体，屏蔽了电磁波的通过。

6.请阅读《白鹤梁水下博物馆》并回答问题。

白鹤梁水下博物馆

白鹤梁水下博物馆位于重庆市涪陵区长江岸边，它被联合国教科文组织誉为“世界首座非潜水可到达的水下

遗址博物馆”，是世界水文资料的宝库.

白鹤梁原本是一块长江边上的天然的巨型石梁，是古人用于观测长江的水文站，其具有不朽的水文历史价

值和文学艺术价值.在三峡工程蓄水之前，唯有在冬季枯水期，人们才有幸一睹白鹤梁题刻的风姿。为了

保护这块意义非凡的石梁，中国工程院院士于2001年提出“无压容器”水下博物馆建造方案，即在水下40

米的白鹤梁外修建一个钢筋混凝土“罩体”，与长江水隔离.为了“无压”，罩子内部也要蓄满水，只不过这里

面的水是经过过滤、净化，非常干净的长江水，使“罩体”基本处于水压平衡的状态，同时防止江水常年对白

鹤梁遗址原体的冲刷损坏-

“罩体”内沿白鹤梁体修建了一条参观廊道，由耐压金属和23个玻璃观察窗构成，游人可沿着参观廊道近距

离观看、研究白鹤梁上的题刻。照明系统采用LED技术，寿命长、光照好、节能省电，另有先进的循环水

系统、防水系统、水下实时摄影系统。

这一极具创新设想的工程实施，为水下文化遗产的原址保护提供了成功的工程范例。

请根据上述材料，回答下列问题：

(1)白鹤梁的“无压容器”保护方案中混凝土罩体内应当______(填写正确选项前的字母)；

A.蓄满水B,排空水C.抽真空

(2)冬季枯水期白鹤梁混凝土保护罩所承受江水压强与非枯水期相比将(选填“增大”“减小”或“不

变”)；

(3)“罩体”内沿白鹤梁体修建的参观廊道上有玻璃观察窗，其面积约为0.5m2,已知”=1.0xl()3kg/m3,g

取10N/kg.则观察窗所承受的江水的压力约为N.

【答案】A减小2x105

【解析】(1)口］由题意可知，为了“无压”，罩子内部也要蓄满水，为了“无压”，罩子内部也要蓄满水，故

A符合题意，BC不符合题意。

故选A。

(2)⑵冬季枯水期水深减小，根据〃可知，白鹤梁混凝土保护罩所承受江水压强减小.

(3)［3］由题意可知，钢筋混凝土“罩体”在水下40m,则此处的液体压强

p=p^gh=i.Ox103kg/m3x10N/kgx40m=4x105Pa

则观察窗所承受的江水的压力

斤=0S=4xl()5paxo.5m2=2X105N

7.阅读下列短文，回答问题：

太阳能路灯

太阳能路灯已经成为许多城市的一道靓丽的风景线。如图甲的太阳能路灯，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。其自动控制电路如图

乙所示，见为保护电阻，R为光敏电阻。太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，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。下表为该太阳能路灯的部分技术参数。为了保证控制电路能正常供电，放电余留20%

时即停止向LED灯供电。(不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗)贝I：

太阳能电池

LED灯太阳能光电板

杆

灯

电

池

甲

太阳能电池板蓄电池组LED灯

电池板的总面积0.4m2电池电压12V额定电压12V

光电转化效率15%电池容量30Ah额定总功率20W

(1)太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它属于；

A.导体B,半导体C,绝缘体D,超导体

(2)太阳能电池板是利用(选填呐”或“外”)光电效应工作的。乙图中，电磁铁的上端是一

极。根据电磁继电器的工作原理，光敏电阻的阻值随光强的增大而;

(3)设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1000J,电池板对蓄电池充电的功率为W。

蓄电池组充满电时能对LED灯供电h.

【答案】B内S/南增大6014.4

【解析】(1)口］太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它属于半导体材料，故B正确，ACD错误。

故选B.

(2)［2］由题意可知，太阳能电池板是利用内光电效应产生电压而工作的。

［3］乙图中，根据安培定则可知，电磁铁的上端是S极.

［4］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，根据电磁继电器

的工作原理，光敏电阻的阻值随光强的增大而减小。

(3)［5］电池板对蓄电池充电的功率

w1000J/(m2-s^x0.4m2xl5%

P=—=---------——-------------------=60W

tIs

［6］蓄电池充满时储存的电能

少=〃/=12Vx30Ah

LED的额定功率P=20W；蓄电池组充满电时能对LED灯供电的时间

(1-20%)^'_(1-20%)X12VX30^A

=14.4h

~F—20W

8.请阅读《风洞实验》并回答问题.

风洞实验

在设计飞机等飞行器时，空气对飞行器产生的阻力是难以通过计算得到的。于是科学家们想出了一个办法,

按一定比例做出缩小的飞行器模型，将其置于洞状空间内，从洞的一端按预定的速度向飞行器吹风，以了

解实际飞行器的空气动力学特性，这种试验装置叫做风洞.风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动

相似性原理。图是我国生产的大型客机C919的风洞试验。根据相对性原理，飞机在静止空气中飞行所受到

的空气动力，与飞机静止不动，空气以同样的速度反方向吹来两者的作用效果是一样的。由于迎风面积巨

大的气流以飞机飞行的速度吹过来，其动力消耗是惊人的，所以根据相似性原理，可以将飞机做成几何相

似的小尺度模型，气流速度在一定范围内也可以低于飞机的飞行速度，利用试验结果可以推算出真实飞行

时作用于飞机的空气动力.风洞实验尽管有局限性，但优点也很明显：①能比较准确地控制实验条件，如

气流的速度、压力、温度等；②实验在室内进行，受气候条件和时间的影响小，模型和测试仪器的安装、操

作、使用比较方便；③实验项目和内容多种多样，实验结果的精确度较高；④实验比较安全，而且效率高、

成本低。因此，风洞实验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面，以及在工业空气动力学和其他同

气流或风有关的领域中，都有广泛应用。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）风洞实验的理论依据是原理和流动相似性原理；

（2）研制客机C919时，将飞机模型放在风洞中固定不动，让风（流动的空气）高速迎面吹来，从而模拟

飞机在空气中高速运动的情形。飞机模型相对于风是的；（选填“运动”或“静止”）

（3）如图所示，风洞中气流速度增大时，机翼上表面气体压强；（选填“变大”、“变小”或“不变”）

（4）请你展开想象，就风洞实验这一技术设计理念，举例说明还可应用在哪些方面：.（举一

例即可）

【答案】运动相对性运动变小飞行器

【解析】（1）口］根据文中题意可知，风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。

(2)[2]飞机模型放在风洞中固定不动，让风(高速流动的空气)迎面吹来，飞机模型和风之间的位置发生

了变化，故飞机模型相对于风是运动的。

(3)[3]流速越大的位置，压强越小，故风洞中气流速度增大时，机翼上表面气体压强变小。

(4)[4]风洞实验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面，以及在工业空气动力学和其他同气流或风

有关的领域中，都有广泛应用。

9.请阅读《核电一能源“双刃剑”》并回答问题。

核电——能源“双刃剑”

核能发电，是利用核反应堆中核裂变所释放的能量进行发电，目前全球用于发电的核反应堆技术中压水堆

使用最为广泛。

压水堆核电站的基本原理如图所示，核燃料在反应堆中发生裂变反应产生的能量加热一回路的水；一回路

的高温高压水再通过二回路的蒸汽发生器，加热其内部的水使之变为蒸汽，蒸汽通过管路进入汽轮机，推

动汽轮机旋转，带动发电机发电；冷凝器里，利用三回路中的海水将通过汽轮机的蒸汽降温、液化，实现

我国自主研发的“华龙一号”核电机组于2021年1月30日投入商业运行,标志着我国三代核电技术水平已跻

身世界前列。“华龙一号”每台机组每年可发电近100亿千瓦时，能满足中等发达国家100万人口的生产生活

年度用电，相当于减少标准煤消耗312万吨、减排二氧化碳816万吨。可见，核电对优化能源结构、推动

绿色低碳发展具有重要意义，但其在积极解决能源困局的同时，也面临挑战。核废物具有放射性，当辐射

强度达到一定程度，会对生物体细胞的分裂和生长造成影响.同时核废物的放射性只能靠自身的衰变减少,

其衰变时间往往长达数千、数万年甚至几十万年。

目前，处置中低放射性核废物的主要方法是近地表埋藏，其中居主导地位的近地表工程处置法是在地表挖

取几米至数十米深的壕沟，高于地下水位，用混凝土或钢筋混凝土加固壕沟的基底、侧墙，同时构建排水

及监测系统，将封装放射性废物的容器堆置其中，最后用土、粘土、沥青、混凝土等充填物覆盖封顶，处

置效果及安全性较好，被世界各国普遍采用。

请根据上述材料，回答下列问题：

(1)核能发电是利用核反应堆中所释放出的能量进行发电的方式；

(2)下列关于核废物的表述正确的是；

A.核废物的放射性可通过人工干预进而短期内消除

B.处置中低放射性核废物的主要方法是近地表埋藏

C,处置中低放射性核废物的近地表工程处置法挖掘深度要低于地下水位

D.具有放射性的核废物，当其辐射强度达到一定程度，会对生物体细胞分裂和生长造成影响

(3)核能发电中“汽轮机旋转，带动发电机发电”，实现了机械能向电能的转化，下图的情景中，也能实现

此能量转化的是。

【答案】核裂变BDC

【解析】(D[1]核电站是通过可控的核裂变来获取能量的.

(2)[2]A.由题意可知，核废物的放射性只能靠自身的衰变减少，其衰变时间往往长达数千、数万年甚至

几十万年，故A错误；

B.由题意可知，目前，处置中低放射性核废物的主要方法是近地表埋藏，故B正确；

C,由题意可知，近地表工程处置法是在地表挖取几米至数十米深的壕沟，高于地下水位，故C错误；

D.由题意可知，当辐射强度达到一定程度，会对生物体细胞的分裂和生长造成影响，故D正确.

故选BD。

(3)[3]A.汽轮机旋转，带动发电机发电，是机械能转化为电能，开关闭合，小磁针偏转，表示通电导体

周围存在磁场，与能量转化无关，故A不符合题意；

B,电磁继电器的原理是电流的磁效应，与能量转化无关，故B不符合题意；

C.电磁感应中的能量转化是机械能转化为电能，故C符合题意；

D.通电导体在磁场中受力运动中的能量转化是电能转化为机械能，故D不符合题意。

故选C。

10.阅读短文，回答问题

驾驶中科技与物理

在高速行驶时，如果驾驶员低头观看仪表信息，在前方遇有紧急状况就有可能因来不及采取有效措施而造

成事故，汽车平视显示系统(简称〃⑺)正是为了高速行驶的车辆而研发，如图乙所示，〃⑺利用平面镜

成像原理将显示屏上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员不必低头，就可以看到车辆信

息，如车速、导航等，从而避免分散对前方道路的注意力，确保驾驶安全。

无论盛夏还是严冬，开着空调的汽车玻璃窗上都有可能变得模糊，为了防止这一现象的发生，有些高档汽

车车窗采用了内加电热丝的“智能玻璃”，实现对车窗玻璃温度的调节。

驾驶汽车时不允许接打电话，否则极容易造成交通事故，经测定，某志愿者的刹车的反应时间(即图丙中“反

应过程”所用时间，此时车速不改变)是0.4s,在某次实验中，该志愿者驾车以108km/h的速度在实验场的

水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离72m；若志愿者边打电话边驾车，仍以108km/h

的速度在实验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离81m,由此研究可知，驾驶员

驾驶时打电话，极容易造成交通事故。

丙

(1)挡风玻璃所成的是(选填“正立”或“倒立”)的像；

(2)如图乙所示，某车辆〃⑺显示器水平放置在驾驶平台上，设想挡风玻璃是平面玻璃，显示器通过挡

风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面夹角为度；

(3)极冷天气行车时，汽车挡风玻璃上容易变得潮湿，关于潮湿的位置和“智能玻璃”的温度调节，说法正

确的是;

A.玻璃的外侧变得潮湿，应调高玻璃温度

B.玻璃的外侧变得潮湿，应调低玻璃温度

C.玻璃的内侧变得潮湿，应调高玻璃温度

D.玻璃的内侧变得潮湿，应调低玻璃温度

(4)题中志愿者接听电话时的刹车反应时间是s,汽车减速过程行驶的路程为__________m；

(5)控制汽车刹车前的车速不变，刹车后的减速过程特点不变，汽车从发现紧急情况到汽车停止的总路程

s与驾驶员的反应时间t的关系图像应是图丁中的。

【解析】(1)[1]挡风玻璃相当于平面镜，其原理是光的反射，成正立的虚像。

(2)[2]车辆HUD显示器水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，由于像和物关于镜面

对称，所以挡风玻璃与水平面夹角为45度。

(3)[3]AB.极寒天气，车内温度比车外温度高，车内热的水蒸气遇到冷的车窗玻璃液化形成水雾附着在

车内侧，所以玻璃的内侧变得潮湿，故AB错误；

CD.为了防止产生雾气，应该提高玻璃的温度，故C正确，D错误。

故选C.

(4)[4][5]由题意可知，反应时间是0.4s,此时的速度是108km/h,即30m/s,由v可得，此时运动的距

离

s=vt=3Om/sx0.4s=12m

故汽车减速后行驶的距离是

s-72m-l2m=60m

当司机打电话时，从发现情况到汽车停止，行驶距离81m,则汽车司机从发现情况到刹车运动的距离是

57=81m-60m=21m

由v=：可得，志愿者的刹车反应时间

5,21m八r

1.=—=---------=0.7s

v30m/s

(5)[6]总路程与反应时间之间的关系式

s=M+s'

s为减速前汽车行驶的路程，是一个常数，所以上式是一个一次函数，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选Bo

11.请阅读《水电站的重力坝和拱坝》并回答题:

水电站的重力坝和拱坝

三峡水电站和白鹤滩水电站，是我国发电量接近的两大电站，其坝体的外形却完全不同.如图所示，三峡

大坝是重力坝，笔直且宽，矮而长，横截面近似为直角梯形。白鹤滩大坝是拱坝，薄而高，犹如新月高悬

镶嵌在河谷之中，其曲形坝体横亘两岸，水流奔涌而下时，雨雾缭绕，在阳光照射下会形成犹如雨后彩虹

的效果.

重力坝——三峡大坝拱坝——白鹤滩大坝

为什么要建造不同形式的坝体呢？众所周知，水坝的两侧水压不均，上游压力大，下游压力小。水坝要想

正常工作，就必须平衡这一巨大的压力差。其中，重力坝是依靠坝体自重来抵抗水压力的，而拱坝则是借

助于拱的形状将水压传递给两侧的岩体。长江在三峡段的江面十分宽阔，两侧也缺乏足够坚固的基岩可以

传力，重力坝恰好可以应对这样的环境。白鹤滩水电站的落差很大，重力坝要承担很高的压力差。采用拱

坝模式则大大提高了坝体的利用效率，让大坝的每一处都能均匀受力，也大大减轻了地基的压力。此外，

由于金沙江白鹤滩处水面狭窄，两侧的山体比较坚实，恰好能够承担拱坝传递过来的水的压力。

建造大坝时，水泥混凝土等材料的使用对防裂起到重要作用，低热水泥混凝土是水泥材料行业的一项重大

科研成果，其特点是采用低热发生水泥，能够显著减少混凝土在固化过程中所产生的热量，从而避免了混

凝土在大规模浇筑时出现的温度升高、约束损失及温度裂缝等问题，同时其混凝土结构抗裂安全系数超过

2.0,此种水泥技术在白鹤滩大坝已实现全坝使用。

请根据上述材料，回答下列问题：

(1)判断下列说法正确的是;

A.重力坝的外形设计成上窄下宽，主要由于江水的压强随深度的增加而增大

B,阳光照射到白鹤滩大坝水幕上形成的彩虹属于光的反射现象

C.白鹤滩大坝受到水的压力是因为江水受重力且具有流动性

D,采用低热发生水泥能明显减少混凝土熔化过程中放出的热量

(2)图甲所示是三峡大坝截面图，请在图乙中画出坝上/点受到压力的示意图_________；

'\A

乙

三峡重力坝截面图

(3)请结合文章内容，写出白鹤滩大坝采用拱坝而不是重力坝的原因。(至少一条)

A

【答案】AC见解析

F

【解析】(1)[1]A.由于液体的压强随深度的增加而增大，江水的深度越深，压强越大，为了使重力坝能

承受更大的水压，把重力坝的外形设计成上窄下宽，故A正确；

B.阳光照射到白鹤滩大坝水幕上，由于不同的光的折射角不一样，则会形成彩虹，这属于光的折射现象，

故B错误；

C.由于重力的作用，水会向下流动，故白鹤滩大坝受到水的压力是因为江水受重力且具有流动性，故C正

确；

D.根据题意可知，采用低热发生水泥能明显减少混凝土凝固过程中放出的热量，故D错误。

故选AC。

(2)[2]由于压力垂直作用于接触面，故坝上/点受到压力的示意图如图所示：

(3)[3]根据题意可知，白鹤滩大坝采用拱坝而不是重力坝的原因是：重力坝是依靠坝体自重来抵抗水压力

的，而拱坝则是借助于拱的形状将水压传递给两侧的岩体，由于金沙江白鹤滩处水面狭窄，两侧的山体比

较坚实，恰好能够承担拱坝传递过来的水的压力.

12.请阅读《半导体》并回答题.

半导体

按导电性能来分，除了有导体和绝缘体外，还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间，这类物质叫

作半导体.常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。元素半导体是由单一元素制成的半导体材

料，如错、硅、硒等。化合物半导体分为二元系、三元系、多元系和有机化合物半导体，如珅化芽、钱铝

碑固溶体、线错碑磷固溶体、秦等.

半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。一些半导体，在温度升高时，导电性

能迅速增强。利用这种特性，可以做出体积很小的热敏电阻，用来测量温度的变化-例如家用空调可以根

据你设置的温度自动启动或待机；电饭锅可以根据你所烹饪食物的温度自动控制是否继续加热；电冰箱可

以根据预设的温度进行自动控制。这些都是温控开关在起作用。

还有些半导体，在没有光照时不容易导电，逐渐增大光照强度时则导电性能逐渐增强。用它们做成的光敏

电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中.

正是由于半导体具有许多独特的性能，所以它在电子技术中有着广泛的应用.除计算

机之外，手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。

请根据上述材料，回答下列问题：

(1)常用的半导体材料分为元素半导体和半导体。

(2)半导体材料的导电性能与温度、光照和等多种因素有关。

(3)如图所示，4为定值电阻，处为光敏电阻，电源两端的电压不变.闭合开关S,当增大对光敏电阻的

光照强度时，则下列判断中正确的是(填写正确选项前的字母)

A.电压表示数变小，电流表示数变小

B.电压表示数变大，电流表示数变大

C.电压表示数变大,电流表示数变小

D.电压表示数变小,电流表示数变大

【答案】化合物掺加杂质B

【解析】(D[1]由题意可知，常见半导体有元素半导体和化合物半导体。

(2)[2]由材料可知，半导体材料的导电性能还与掺加杂质有关。

(3)[3]AC.由题意可知，逐渐增大光照强度时则导电性能逐渐增强，电阻变小，则电路中的总电阻变小,

根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，所以电流表示数变大，故AC错误；

BD.定值电阻的阻值不变，通过定值电阻的电流变大，则定值电阻两端的电压变大，故B正确，D错误。

故选B。

培优争分练

(限时25分钟)

L阅读下列短文，回答问题。

直流充电桩

直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示，它能够将电网中的交流电转化为直流电，再

将电能充入汽车动力电池(以下简称电池)。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大,

因而可实现快速充电。

设电池当前储能占充满状态储能的百分比为。.充电时，充电桩的充电功率尸会随着电池的。的变化而变

化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某

辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，。为30%,充电

桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0.开始充电后，尸与。的关系如图乙所示(为方便计

算，图像已作近似处理)，充满后，立即停止充电.当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如下表。

充电度数

充电电压(V)充电电流(A)充电时长(min)充电费用(元)

(kW-h)

4004524.028.80

(1)通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更____________;

(2)在。从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是.当。为70%时，充电电流

为A；

(3)若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为元；

(4)设。从70%增至80%所需时间为。从80%增至90%所需时间为2且〃：念=2：3,则测试全过程的

充电总时长为min。

【答案】大先变大，后不变10050.4109

【解析】(1)[1]直流充电桩比交流充电桩的电压更高、电流更大，据人见知，充电功率会更大。

(2)[2]由图乙知，。由30%到55%时，充电功率变大，。由55%到70%时，充电功率保持不变，所以。

从30%增至70%的过程中，充电功率先变大，再保持不变。

[3]由图乙知，。为70%时，充电功率为40kW。由表格数据知，充电电压为400V,据尸="知，充电电流

P_40xl03kW

=100A

U400V

⑶[4]由表格数据知，。为70%时，消耗的电能为24.0kW-h,充电费用为28.80元.则每度电的费用

28.8元

=1.2jE/kW-h

24.0kW-h

充满电时，需要消耗的电能

少出=24.0kW-h

=60kW-h

/770%-30%

测试全过程的充电费用为

60kW-hx(100%-30%)xl.2元/kW-h=50.4元

(4)[5]。从80%增至90%,消耗的电能

%=(90%-80%)x60kWh=6kW-h

由图乙知，这个过程充电功率15kW,用时

W26kW-h

“一月—15kW0.4h=24min

那么，。从70%增至80%用时

22.

t=—t.=—x24min=16min

1y323

。从90%增至100%的充电功率与80%增至90%的相同，用时相同，所以整个过程充电时长

t=to+t/+/2+^=45min+16min+24min+24min=109min

2.阅读短文，回答问题：

教室护眼灯

教室护眼灯的外观图如图甲所示，它工作时光线柔和，基本无可视频闪，也就是在相同时间内闪烁的次数

比较多，人眼几乎感觉不到，且不会产生刺眼的眩光，能有效预防近视的发生。常见的眩光类型有直接眩

光、反射眩光和光幕眩光，直接眩光由灯具产生，反射眩光和光幕眩光主要由高反射物体表面产生。

教室护眼灯采用双侧发光的方式，光源放在灯具的两条长边上，发出的光由两侧的导光板向中央传播，在

没有导光点的导光板上，光不能从导光板表面射出，起不到照明作用。当遇到导光板底部的导光点时，改

变了光线的传播方向，由导光板正面射出，如图乙所示。最后通过扩散膜、微晶防眩板均匀射出。

教室护眼灯工作时也会产生热量，研究表明护眼灯灯珠的电阻随温度的升高而减小，图丙是温度为「时护

眼灯灯珠工作时的电流与电压的关系图像。当电路中加载一定的电压或工作电压超过某一