综合07 科普阅读联系生活热学部分综合突破培优（专项练）-全国初中物理竞赛题（九年级）原卷版

综合07科普阅读联系生活热学部分综合突破培优

全国初中物理竞赛试题精编

一、科普阅读题

I.阅读《我国的”地面空间站”》并回答题。

我国的“地面空间站”

2024年2月27口，由哈尔滨工业大学和中国航天科技集团联合建设的空间环境地面模拟装置（它被形象

地比喻为“地面空间站“）通过国家验收，开始正式运行。它能够综合模拟真空、高低温、带电粒子、电磁

辐肘、空间粉尘、等离子体、弱磁场、中性气体、微重力等九大类空间环境因素，是我国航天领域首个大

科学装置。如图所示，为我国“地面空间站”中的月尘舱。

航天员可以在微重力的“地面空间站”内部体验近似失重的漂浮感，掌握在失重环境中穿戴航天服时的人体

运动协调性，还能模拟完成出舱维修、运送货物等任务。此外，“地面空间站”还能进行一些大型空间结构

对接和组装试验，帮助大型机构在微重力环境下开展测试，保障空间结构和组装程序的安全可靠性。比如，

航天员可以在微重力环境下开展太阳电池帆板展开试验，并针对航天器飞行期间可能发生的意外，制定相

应的故障排除程序等。

总之，”地面空间站”相当于将空间站和太空实验室的很多功能“搬”到地面上，以便完成许多昔日人类抵达

太空才能进行的实验。依靠它，科学家开展空间实验将不再“难于登天”，航天员可以在这里提前体验和适

应月球、火星等复杂陌生的环境，从而助力太空探索迈上新台阶。这一技术未来还将在脑科学、生命健康、

高端仪器、辐照育种等领域收获重要成果。空间环境地面模拟装置既是国之重器，也是科研利器。

请根据上述材料，回答下列问题，

（1成国的“地面空间站”指的是；

（2粒“地面空间站“微重力环境中模拟完成下列实验，实验效果跟在教室内完成实验的效果可能相同的是

。（填写正确选项前的字母）

A.用天平测量物体的质量

B.用弹簧测力计测量物体的重力

C.观察气体的扩散现象

D.探究液体内部压强的影响因素

2.阅读材料，回答问题。

环境保护

水污染主要是由人类活动产生的污染物造成，它包括工业污染、农业污染和生活污染三大部分。口趋加剧

的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。据世

界权威机构调查，在发展中国家，各类疾病有80%是因为饮用了不卫生的水而传播的，每年因饮用不卫生

水至少造成全球2000万人死亡，因此，水污染被称作“世界头号杀手”。

(1)水污染包括工业污染、农业污染和______三大部分：

(2)内地昼夜的气温变化大于沿海昼夜气温变化，这是因为；

(3)大自然中水循环是由水的“三态”变化构成的，天上的白云是由水蒸气遇冷液化成小水滴或遇冷

(选填“汽化”“液化”或“凝华”)成小冰晶形成的；

(4)太阳能的开发与利用可以减小环境污染。太阳能热水器就是利用太阳能的一个装置，太阳能热水器将

20kg水从20℃加热到60c需要吸收的热量为J。[c水=4.2x10?(.。)]

3.阅读下面材料，回答问题。2021年5月15H,我国发射的“祝融号”火星车登陆火星表面。登陆一颗陌

生的星球，大体分为“绕”、“着”、“巡”三步。“绕”：探测器经过漫长的旅程，实现对登陆星球的环绕飞行。

“着”：探测器着陆星球表面的过程。“巡”：探测器到达星球表面后，放出巡视车，完成对星球表面的拍摄

及土壤分析等工作，其中最困难的一步就是“着''，这个过程中要使探测器的速度在短短的几分钟内降至零，

通常要先后经历“气动减速”、"降落伞减速”、“动力减速”三个阶段。火星是太阳系中与地球最相似的行星，

温度适宜，火星表面引力为地球表面引力的38%。

(1躲测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆，如图。当从“远火点”运行至U“近火点'’时，它的势能；机械

能(选填“不变”，“变大”或“变小”);

(2)火星表面有大气层，探测器着陆过程中内能(选填“变大”、“变小”或“不变”)；

(3)下降过程中利用降落伞减速，在开伞的瞬间，探测器受到的向上的力大于它的重力，可以推断：开伞的

瞬间探测器(选填“向上”或‘向下”)运动；

(4)在地球上质量为38kg的杠铃，假如带到火星上，其质量为kg0

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4.阅读短文，回答问题。

人工心肺心脏

人工心肺心脏就像发动机，为人体输送氧气与营养提供动力。

心动过缓时，医生会将心脏起博器植入人体内辅助心脏正常工作，起搏器是一种电子装置，它产生的电脉

冲（周期性变化的电流）刺激心脏收缩，从而提高心率，频率适应性起搏器能根据患者的活动情况调整起

博颍率，起博频率指起博器每分钟发放电脉冲的次数。

新辰疫情期间，体外肺膜氧合（简称ECMO）技术挽救了许多危重患者的生命。如图中所示ECMO技术

的原理是将体内的血液引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人体内，起到部分心肺替代作用。为使

病人维持正常体温，需用热交换器对流入人体的血液进行加热；ECMO的工作电压与家庭电路电压相同，

使用中如短时停电，可振动如图乙所示的摇把，维持血液循环。血流速度和血流量（血流量指单位时间内

通过血管横截面的血液体枳）是衡量心肺功能的重要指标，研究表明，血管内血流速度会随血管横截面枳

的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成止比，当血管横截面积为正常值的〃

倍时，测得血管内血液匀速流动的速度u与〃的数值如表所示，血液的比热容为0.85xl（yj/（kg」C）,密度

为1.05x1（）3kg/m3,人体组织的比热容与水相当,为4.2x103〃（kg./）0

图甲图乙

n1.000.900.800.750.60

v/m-s-10.1800.2000.2250.2400.300

（1）体重500牛的佩戴频率适应性起搏器的患者爬四层楼上楼时，楼房层高3米，克服自身重力做功焦

耳，起搏器的起搏频率将（选填“增大”或“减小”）；

（2）血液经热交换器加热后使病人维持正常体温过程中，是利用的方式使人体的内能增加的：

（3）当血流速度为0.25m/s,血流量为10力江人时，对应血管的横截面积为

（4）正常人的心脏在一次搏动中泵出血液约80mL,在一次搏动中推动血液流动的平均压强为L6xlO4Pa,设

心脏每分钟搏动75次，则正常人心脏推动血液流动的平均功率为W；若某病人心脏推动血液流动

的平均功率为3.6W,则该病人与正常人血管的横截面积之比为

5.阅读短文，回答问题。

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。如果散热快慢用g

表示，则牛顿冷却定律可以表示为(g=M乐-如))，其中4是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周

用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月勿体向周围散热，内能减少，这种改变内能的方式叫做;

(2例体与环境的温差越_____(大/小)时，物体的散热越快；

⑶散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是：

A.速度B.密度C.功率D.效率

(4)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小当物体温度降低到29℃

时，散热快慢为3

(5)如图中所示，川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

20C不变，保温杯敞开口，水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为

4.2xlOAJ/(kg.r),盐水的密度为1.2xlO3kg/m1则盐水的比热容为J/(kg.℃)

6.阅读短文，回答问题。

冰鉴

如组甲是1977年出土于湖北省随州市擂鼓墩曾侯乙墓的战国冰鉴，它由内、外两件器物构成，如图乙所

示，外部为鉴，鉴内置一尊缶。尊缶内盛酒，鉴与尊缶之间有较大的空隙，夏天可以放入冰块，给缶中的

酒降温，冬天则贮存热水，使缶内美酒增温，这样就可以喝到“冬暖夏凉''的酒。有美酒怎能缺少音乐呢？“击

缶而歌”更添雅兴。

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这个冰鉴使用了春秋时期工匠已掌握的失蜡法铸造工艺。失蜡法铸造，又被称为熔模铸造，与泥范铸造、

铁范铸造合称为中国古代三大传统铸造工艺，是古代铸造科技的杰出成就。具体来讲，失蜡法是指用易熔

化的蜡质材料制成器物的蜡模。材料多选用黄蜡（蜂蜡）、动物油（牛油）等。在蜡模表面用细泥浆浇淋，

形成一层泥壳，然后在泥壳表面涂上耐火材料，使之硬化后成为铸型壳。再经过烘烤，使蜡液熔化流出，

形成型腔。将高温熔化后的铜汁注入型腔，待冷却凝固后，去除型壳，便得到光洁精密的铸件。

甲乙

（1）“夏天放入冰块，给缶中的酒降温”，当冰熔化成水时，需要吸收热量，由于水的比较大，升高相

同温度能够吸收更多的热量，制冷效果更好；

（2）“击缶而歌”时,缶中装同种酒的多少决定了发出声音的不同：（选填“音调”、“响度”或音色）

（3）失蜡法利用了铜制容器与蜡模具有相同的（填字母序号）。

A.温度B.密度C.质量D.体积

7.汽车防冻液

汽车在行驶时，发动机的温度会计得很高，为了确保安全，可用水循环进行冷却。实际上，水中往往还要

加入不易挥发的防冻液（原液），加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾。有

美资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表（表中防冻

液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比）。

防冻液含量/%30405060708090

混合液的凝固点/℃-17-29-37-49-45-42-28

温合液的沸点/C103104107111117124141

在给汽车水箱中加防冻液时，宜使用混合液的凝固点比本地常年最低气温还要低14c左右更合适。考虑到

混合液比热容的减小会影响散热效果，因此，混合液中防冻液的含量不宜过高。

（1）汽车发动机用水来冷却，这是因为水的较大；

（2）混合液中，若防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是（）；

A.逐渐升高B,逐渐降低C.先升高后降低D.先降低后升高

（3）某地常年最低气温为-15C,对该地区汽车，宜选下列（）防冻液含量的混合液；

A.30%B.40%C.60%D.90%

(4)长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少，与原来相比，混合液的沸点(选填“升高”、"降低”

或“不变”)。

8.阅读下列材料，回答问题。

即热式节能饮水机

即热式节能饮水机已在地铁站、学校、宾馆等公共场所广泛使月。图甲为某品牌即热式节能饮水机，其原

理如图乙所示。烧开的水很烫，不能立即饮用，即热式节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题。

热交换套管的奥秘在于将进水管闫出水管套在一起，利用进水外管中的冷水给出水内管中的产水降温，同

时，进水外管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开。

当即热式节能饮水机的出水流量为2kg/min时，20c的冷水经热交换套管后被预热成80C的热水流进加热

腔，同时有相同质量的IOOC的开水从加热腔流进热交换套管，变成可.供直接饮用的温开水流出，用即热

式节能饮水机喝水无需等待，即按即出。它具有待机零功耗的优点，比传统饮水机更节能，真正贯彻了绿

色环保饮水的新理念。

220V

甲乙

(1)写出一条即热式节能饮水机具有的优点：o进入即热式节能饮水机的冷水在热交换套管被预热

和在加热腔中被加热这两种情况，分别是通过什么方式使水的内能增加的？(选填字母)。

A.都是做功B.都是热传递C.做功和热传递D.热传递和做功

(2)即热式节能饮水机每分钟流出水的质量为kg；每分钟预热后的热水进入加热腔加热成开水的过程

中，水吸收的热量是Jo[Q水"OxlCkg/n?,^=4.2xlO3J/(kg.℃)]

(3)若不计热量损失，则可供直接次用的温开水的温度是℃o

9.阅读短文回答问题。

2024年5月28日，比亚迪第五代DM技术发布暨秦LDM—i、海豹06DM-i发布会在陕西西安举行，作

为插电式混合动力的研发成果，比亚迪第五代DM技术可实现最高发动机的效率高达46%,最低百公里亏

电油耗3L和最长综合续航2100公里，这些数据在全球汽车市场首屈一指。

DMI5.0足比亚迪最新一代的双模混合动力技术，该动力系统的汽车，在电池电量充足的情况下，电池为

电动机供电，当电池电量不足时，系统便启动发动机带动发电机对电池进行充电。为节约能源，该混合动

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力汽车采用再生制动器，开后时它把汽车刹车制动时消耗的一部分动能转化为电能储存在蓄电池中，同时

产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损，储能效率是指汽车正常

行驶时关闭发动机，开启再生制动器，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，其

驱动原理如图甲所示：行驶动力可由电动机或发动机单独提供，也可以由二者同时提供。

=□机械连接

—电气连接

•：：：：：­车架

口车轮

甲乙

(1)”轿车不但要吃油，有时也要喝水“，汽车用水冷却发动机是因为水的大；

(2版车卜坡时.将挡位切换为低递挡.以减小行驶的速度,这样做的目的是：

A.增大能耗效率B.省电

C.减小摩擦力D.增大爬坡的牵引力

(3)汽车在亏电时正常匀速行驶100km,汽油完全燃烧放出的能量为J,在此过程中所受阻力为400N,

若剩余能量全部用「为电池充电，则电池所增加的电能为J(汽油密度取0.8xl03kg/n】3,汽油热值

取5xl()7/kg)；

(4)当电池电量不足时，插电式混动汽车动力由发动机提供。发动机是内燃机，通过燃油燃烧产生高压气体

推动活塞做功，图乙中发动机产生动力的冲程是(选填"A”、"B”、"C"、"D”)。

阅读下面材料，回答下列两题：

2024年10月30日，长征二号F火箭搭载神舟十九号载人飞船，将3名航天员送进空间站，如图。11月4

口0时34分，北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令，神舟十八号载人飞船轨道舱与返回

舱成功分离，“神舟”S船的返回舱在距离地面100km时开始再入大气层，如图在距离地面80km时，返回

舱进入“黑障”区，使返回舱暂时与地面失去联系，直到在距离地球约40k】n处时出“黑障”区，返回舱与地

面的联系又恢复了。进入黑障区时，返I可舱外表面与大气层会发生剧烈的摩擦，温度可达上千摄氏度，但

返回舱内温度变化不大。I时24分，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。

10.长征二号F火箭选用偏二甲阴为燃料，这是因为偏二甲期具有较大的,返回舱返回进入黑障

区时外表面与大气层会发生剧烈的摩擦，机械能转化为能，使返回舱表面温度上升达上千摄氏度；

11.为确保舱内温度舒适，舱体表面的特殊涂层具有极好的（隔热/导热）性，敷设的烧蚀层―

成液体再汽化或直接成勺体，这些物态变化都要（吸收/放出）热量，使返回舱内的温度

变化不大。

12.阅读短文，回答问题。

超燃冲压组合动力发动机

超然冲乐发动机使用碳氢类（航空煤油类）燃料时,发动机极速可达5~7马赫（1马赫为1倍音速工使用

相司质量的氢燃料时，氢燃料燃烧放出的热量更多，发动机的极速能提高到10马赫以上，大约为3km/s。

要是飞行器能达到这个速度，那么绕地球一周也就不到4h。不过超燃冲压发动机有一个致命的弱点，它需

要其他发动机将它带到4~5倍音速后才能启动，如超燃冲压发动机可以与爆震发动机进行组合。

爆震发动机能以零速度启动，并且还能高超音速飞行，原因是这种发动机的结构与常见的喷勺式发动机完

全不同，它是利用燃料与空气混合爆炸燃烧的方式，形成一个自吸气、喷油、点火、爆燃、排气的过程,

燃烧传播速度可达1400m/5,气缸内最高温度可达2800℃,气压在100个大气压以上。

超燃冲压组合动力发动机具备“五超”技术，包括高超音速、超远航程、超强隐身、超强挂载和超级防御，

它将为中国航空领域的发展带来重大的推动力。

（1樨震发动机启动时，会经历自吸气、喷油、点火、、排气的过程。点火过程中，气缸内气体的

内能（选填“增大”或“减小”）；

（2）氢燃料比碳氢类燃料的热值（选填“大”或“小”）；

（3）请写出超燃冲压组合动力发动机的一个优点：。

13.阅读材料，回答下列问题:

2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面南极——艾特肯盆地预

选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施样品采集任务，如图甲所示。

由于嫦娥六号的着陆点位于月球背面，受到月球遮挡无法直接与地球通信，需要通过鹊桥二号中继卫星来

转发月面航天器与地球之间的通信。鹊桥二号中继卫星受月球引力作用，目前正在环月大椭圆冻结轨道上

稳定运行。环月大椭圆轨道离月球最近的一点叫近月点，最远的一点叫远月点，如图乙所示。

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着陆器与上升器组合体成功着陆后，着陆器将通过鹊桥二号中继卫星，在地面控制下，进行太阳翼和定向

天浅展开等状态检查与设置工作，此后正式开始持续约2天的月背采样工作，通过钻具钻取和机械臂表取

两种方式分别采集月壤样品和月表岩石。表取完成后，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展

开,这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。6月4口7时38分，上升器携带月球样品自月球背面起

飞，3000N的发动机工作约6min后，成功将上升器送入预定环月轨道。

远月点£月球O》近月点

、Z

甲乙

(1)太阳能电池板工作时，将太阳能转化为能，嫦娥六号采用液态氢做燃料是因为它具有较大的。

(2)上升器点火起飞，离开月球表面，以上升器为参照物，月球是的；月壤运回地球后，质量_____o

(选填“变大”“变小”或“不变”)

(3)月球表血都是由岩石和月壤构成，昼夜温差可达300多摄氏度。月球昼夜温差大的原因之一是。

14.阅读短文，回答问题。

氢动力新能源汽车

随着“汽车社会”的逐渐形成，汽车保有量在不断上升，而汽油等资源最终会被消耗殆尽。最终的解决办法

是发展新能源汽车，氢动力汽车属于新能源汽车，它的工作原理是氢气在燃料电池堆系统内与空气中的氧

气发生化学反应释放出能量，经DC-DC转换器整流后输送给驱动器，使汽车获得动力。

使用氢能源的最大好处是它能跟空气中的氧气发生化学反应，产生水蒸气，有效减少了其他燃油汽车造成

的空气污染问题，因此氢动力汽车是替代传统汽车最理想的汽左。但由于氢的密度很低，能够储存的氢燃

料十分有限，且氢气泄漏后容易燃烧和爆炸，使得氢气的储存和运输存在困难。

(1)氢气与氧气发生化学反应释放出能量，经________整流后输送给驱动器，使氢动力汽车获得动力。

(2)氢燃烧释放的能量使汽车发动机运转，此过程相当于汽油机的冲程。使用氢作为燃料是因为

它具有较大的。

(3)如果你是设计师，在设计氢动力汽车时，能够让它更节能的措施是。

15.阅读下面的短文，回答问题,

垃圾发电

新修订的《北京市生活垃圾管理条例》于202()年5月I日起施行，这对北京市的垃圾分类工作起到了巨

大的推动作用。垃圾分类收集能减少环境污染，促进资源循环利用。H前常用的垃圾处理方法之一是利用

垃圾发电。垃圾发电分为两类：第一类是对热值较高的废弃物进行高温焚烧，彻底消灭其中的病源性生物

和腐蚀性有机物，在高温焚烧过程中产生的高温烟气要经过技术处理，高温烟气稀放出的热量给水加热，

产生的蒸汽推动汽轮机转动，带动发电机发电。第二类是对不能燃烧的有机物进行厌氧发酵处理，产生的

沼气经过干燥脱硫后，再进入沼气内燃机燃烧来带动发电机发巨。

2019年6月28口，我国上海老港再生能源利用中心二期项目整套启动，在这里将建立全球规模最大的垃

圾焚烧厂。该项目完成并投入运行后，老港再生能源利用中心全厂总焚烧处理生活垃圾达到每年300万吨。

随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展，垃圾发电方式很有可能成为最经济的发电

技术之一，从长远效益和综合指标看，将优于传统的电力生产。因此，兴建垃圾电厂十分有利于城市的环

境保护，尤其是对土地资源和水资源的保护，实现可持续发展。

请根据上述材料，回答下列问题：

(1)垃圾发电应选择热值较(选填"高''或"低”)的废弃物进行高温焚烧；

(2府第一类垃圾发电过程中，能量是从能转化为内能，再转化为能，最后输出电能。

16.阅读短文，回答问题：

走向深空的“最后一把钥匙”

2022年7月1日，长征五号遥七火箭芯二级氢氧发动机成功开展了地面环境校准试验，发动机按预定程序

起动，主机工作平稳并按程序正常关机，试验取得圆满成功。

长征五号运载火箭被国人亲呢地称为“胖五”。长征五号B运载火箭是专门为中国载人航天工程空间站建设

而研制的一新型运载火箭，它是以长征五号火箭为基础进行改进研制的运载火箭，是中国近地轨道运载能

力最强的新一代运载火箭，全箭总长53.7m,起飞重量837.53近地轨道运载能力大于22

“胖五”被誉为走向深空的“最后一把钥匙“。它试验成功，拉开了我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。

在将来的宇宙深