2026年中考物理二轮复习 素养专项卷（八）跨学科实践综合题（一）

素养专项卷八跨学科实践综合题（一）

时间：45分钟满分：33分

考情解读：近两年中考第24题重点考查了模型构建、图像分析、识图能力、新定义、设计创

新、开放性设问等科学思维类试题，考查方式灵活，其中约2分的题目难度较大，要求同学

们具有多种物理思维方式和较高的综合素养能力。2025.24（4）、2024.24（3）（4）均考查了同学

们的识图能力、图像分析和推理能力，本套试卷针对性训练同学们这几方面的能力。

1.（6分）由我国自主研发的波浪能海洋生态监测浮标“合作者号”（如图甲），于2024年4月

9日在深圳大鹏湾海域投入使用。据了解，“合作者号”浮标直径3.3队高9限重9t。

“合作者号”浮标采用波浪能转换技术，成功把波浪能量转化为电能，改变了芍统浮标仅

仅依靠太阳能和蓄电池而供电不足的状况，为浮标搭载的各类传感器和设备提供了持续稳

定的电力供应。“合作者号”浮标的简化电路如图乙所示。

⑴太阳能电池板将能转化为电能。

⑵当太阳能电池板给蓄电池充电时，太阳能电池板相当于（填“电源”或“用电

器”）o

（3；风平浪静时，“合作者号”浮标受到的浮力为N,它排开海水的体积为

m3o（已知"海水取1.0X10"kg/n?,g取10N/kg）

（4；假设“合作者号”浮标上搭载了装机250W的波浪能发电机和180W的太阳能电池板，

在我国最常见的1〜L2m高的波高下，装机250N的波浪能发电机每天可发电1.5度。

波浪能发电机每天所发的电至少需要____个容量为“12V100Ah”的蓄电池来储存。

（5；［图像分析］图丙是“合作者号”浮标在某一天的发电功率与时间的夕算图像。从图中可

知在这一天“合作者号”浮标的平均发电功率为Wo（结果保留整数）

2.（6分）阅读短文，回答问题。

洗衣机的水位开关

全自动洗衣机是通过水位开关和电磁进水阀的配合，来控制进水、排水以及电机通断，进

1

而实现自动控制的。

洗衣机的水位开关实际上是一个压力开关。如图1所示，水位开关安装在储气室的上部,

其气室入口与洗衣桶中的储气室相连接。当水注入洗衣桶后，储气室口很快被封闭，随着水位

上升，储气室的水位也上升，被封闭的空气压强亦增大，水位开关中的波纹膜片受压而胀起（如

图2）,推动顶杆运动而使动触点改变，从而实现自动通断。

弹簧触点1

动触点

气室顶杆

波纹膜片

气室入口

、（与储气室连接）

图2水位开关结构示意图

⑴洗衣桶和塑料软管（填“有”或“没有”）构成连通器，波纹膜片发生的是形

变。

（2）当洗衣桶的水位到达设定水位时，水位开关的动触点和触点_________（填“1”或“2”）

相碰；如果储气室漏气，则洗衣桶的最终水位将（填“高于”“低于”或“等于”）

设定水位。

（3）洗衣机进水的某时亥U,洗衣桶和塑料软管之间的水位差是如果大气压强是IXIO,pa,

波纹膜片的面积是1cm2,则储气室内的气体压强是____Pa,波纹膜片下表面受到气体

的压力是No（已知。水=1.0乂1（）31^//g取10N/kg）

3.（7分）降水量是指一段时间内，雨水（或熔化后的固体降水）未经蒸发、渗透和流失所积聚

起来的水层深度。为了监测降水量，科创小组制作了“翻斗式雨量计”，装置外观是上端开

口的圆柱体，如图1甲。内部结构示意图如图1乙。装置核心部件如图1丙，它是用中间

隔板分开的两个完全对称的三角形容器，可绕。点史的水平轴转动，从而使两侧容器轮流

接水，当一侧容器接满10mL雨水时会发生翻转，将水倒出，随着降雨持续，翻斗左右翻

转，过程如图1丁。磁铁与配重通过连杆安装在翻斗上并随翻斗左右摆动，当磁铁经过磁

感应开关（两者间相互作用力忽略不计）时，磁感应开关通过电流传感器将翻斗翻转信息变

成电信号，从而推算降水量。

2

V

初始时翻斗在磁铁0左侧容器中水量逐左侧容器中水倒出,

和配重重力的作用渐增加，直至翻转右侧容器继续接水。

下倒向一1侧直至翻转

丁

图1

图2

⑴翻斗在水平位置时是等臂杠杆，常见实验器材中属于等臂杠杆的有o

（2；连杆上装有可调高度的配重。在校准过程中，若倒入的水量总是大于10mL时翻斗才发

生翻转，可通过（填“降低”或“升高”）配重在连杆上的位置进行调整。

（3；图2甲是翻斗翻转信息变为电信号的工作电路，电源电压不变，用、是为定值电阻，吊=800

某次降雨，电流传感器（电阻不计）测得电流随时间变化关系如图2乙。

①当磁铁每次经过磁感应开关时，开关状态是。

②“翻斗式雨量计”顶端开口面积为0.1m2,由图2乙可知该次降雨30min内降水量约为

nun,降水量变化趋势是o（测量前翻斗内无水）

③由图2可知，尼=Q。

（4；［装置改进］若该装置在我国北方地区使用，可改进的措施是

4.（7分）如图甲所示为光伏发电简易原理，电池板上具有大量的不稳定电子，当太阳光照射

到电池板上，这些电子获得能量会定向移动形成电流，该电流通过控制器和逆变器就可以

3

成为我们生产生活所用的电流。但光伏发电受环境影响较大，阴影遮挡是最常见的环境影

响因素之一。如图乙是在特定测试环境下某电池板X的遮挡比例（遮挡比例指电池板被阴影

遮挡的面积与总面积之比）与最大输出功率R及功率损失关系图，如图丙，电池板X每个

正方形小格子的边长为20emo

（1；光伏发电是指太阳光照射电池板进而转化为电能，其中电能属于（填“一”或“二”）

次能源，太阳能属于（填“可再生”或“不可再生”）能源。

⑵电池板中有两层纯硅掺杂形成的（填“绝缘体”“半导体”或“导体”）

材料，该材料在光照下导电性增强，其中电极1相当于电源的极。

⑶电池板X每小时接收光能为8.64X10°J,若电池板X的光电能量转化效率为25%,则

其每小时输出的电能相当于节省了kg的煤。（假设煤能完全燃烧，其热值干3

X10?J/kg）

（4；［图像分析］在该特定测试环境中，如图丙所示电池板X在全受光过程中出现了2s的阴

影停留，则这2s内损失了约J电能的输出。

⑸［开放性设问］请写出一条太阳能光伏发电技术的优势：

5.（7分）当今世界各国都致力于新能源的开发，为此学校物理社团以“风能的开发与利用”

为主题，开展“建造风力发电站”的跨学科实践活动。

壬务1：风力发电站的原理】

如图a是风力发电站，其机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，简化结构如图b所

示，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。

图a图bSc

4

⑴某时刻，发电机的叶片的形状和风向如图C所示，叶片将会沿着时针的方向

旋转。

(2；2025年某地发电量结构占比如图d所示，在清洁且可再生能源发电中，风力发电排第

_________名。

【任务2：风力发电站的选址】

建造风力发电站的注意事项

1.风能评估：确保风速稳定且达标(陆上与6.5m/s,感觉有风)

II.电网接入：优先选择距离电网20公里内的选址，降低输电损耗

III.生态保护：避免鸟类撞击风机

IV.噪音控制：与居民区保持500米以上间距

V.景观协调：风机布局要考虑视觉美观性，与周边环境相融合

(3；某区域有丰富的风能，等高线地形图见图e,项目小组利用A1软件搜索了“建造风力发

电站的注意事项”，查询结果如表所示。你认为风力发电站最佳选址应在图e中的

____________(填字母)处。

【任务3：风力发电模型的制作】

(4；选址后，项目小组通过实验探究得出风能利用率与叶片形状、长度、个数有关，最终选定

了叶片形状为翼型、叶片长度为15cm及叶片个数为3的叶片作为风机模型的叶片。制作

好的风力发电模型的底座宽大厚重，目的是

【任务4：风力发电站的评估】

(5；装置改进某风力发电站的输电功率恒定不变，从发电站到居民区的输电线总电阻为R

线，简化电路如图f所示。若要减少输电线路上电能的损耗，有效的做法是

5

图f图g

（6；［模型建构］某个风力发电机的叶片长度为100m,如图g所示每秒流经叶片的空气可近

似看作一个“圆柱形风柱”，已知空气密度为1.2kg/n?,当风速是10m/s时，该“风柱”

的质量为kgo（为方便计算，”取近似值为3）

（7；［图像分析］若叶片每秒钟获得的机械能£与风速的三次方/的关系如图h所示，当PW

3m/s时，风机无法发电；当5m/s</<10m/s时，£'与「成正比。发电机及其传

动系统的总效率为80%。某天的风速r与时间t的关系如图i所示，若20:00~22:00输出

电能是6:00〜8:00的7倍。假设一个家庭每天消耗10kW-h的电能，不计输电损失，该

发电机当天产生的电能最多可供个家庭使用。（为方便计算，工取近似值

为3)

图h

6

答案

1.⑴太阳(2)电源(3)9X10、9(4)2(5)133

2.⑴没有;弹性(2)1；高于(3)1.1X105；11

3.11)托盘天平(或定滑轮)(2)降低

⑶①闭合②1.2；变小③200

(4)增加加热装置，防止低温天气雨水结冰或可以降低配重的高度，在降水量较小的情况下防

止测量误差较大

4.⑴二;可再生(2)半导体；负(3)0.072(4)240

⑸无污染、环保(合理即可)

5.⑴顺⑵二(3)0(4)降低重心，提高稳度

⑸提高输电电压(6)3.6X105(7)12000

【点拨】(7)当5m/sWPW10m/s时，笈与1成正比，由图h可知.1铲2s产

6

品为产10m/s时每秒获得的机械能，fi0=3nX10J«00:00^6：00,22：00~24：00,风速

均小于等于3m/s,风机无法发电;6：00~8：00风速为5m/s,机械能为6=3.75冗X10J

X2X3600=8.1X109J；8：00^10：00风速超过12