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猜压07 材料阅读与综合分析专题
猜押考点 考情考频分析 2025年预测 备考策略
材料阅读与综合分析专题 命题特征（年均3-5题，分值占比15%-20%）： 材料类型：科技前沿（如超导材料/量子通信）、生活应用（电梯安全系统/智能手环）、社会热点（碳中和/航天工程） 考查重点：信息提取（数据表格/示意图解读）、原理迁移（用物理知识解释新现象）、方案设计（改进实验或设备） 热点主题： 人工智能硬件（如芯片散热原理分析） 新航天技术（空间站微重力实验装置解读） 极端天气应对（防洪闸门力学原理+能量计算） 创新形式： 非连续文本组合（说明书+曲线图+新闻报道综合题） 虚拟仿真场景（AR眼镜光学原理+电路设计） 能力升级： 要求撰写微型研究报告（现象观察→假设建立→方案设计） 增加“误差伦理”分析（如数据取舍的合理性判断） 信息处理训练： 每日精练1篇科技文摘，限时提取关键物理量（如效率/功率/能耗） 建立“术语转化本”：将专业表述（如“能量转换损耗”）对应课本知识点 思维建模策略： 应用“三阶分析法”：现象层（是什么）→原理层（为什么）→应用层（怎么办） 设计“情景模板”：如能源类/安全类/环保类问题的通用解题框架 跨学科联动： 联合语文教师训练说明文速读技巧 结合社会热点（如电动车自燃事件）分析能量转换与安全设计
命题趋势： 跨学科深化：2023年“新疆光伏发电站选址”结合地理光照数据 长文本挑战：2024年材料篇幅增加30%，含专业术语（如“热岛效应”“能量密度”） 批判性思维：要求评价方案可行性（如比较风能/氢能源的优劣）
题型一 材料阅读综合分析简答题
1．小华在成长笔记中记录了如下笔记，请你帮助他完善笔记，并找出笔记的错误之处、分析及改正。
笔记 完善并改正
2025年4月1日12时，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭以一箭四星方式成功发射卫星互联网技术试验卫星，将四颗卫星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。长征二号丁运载火箭有4个捆绑式助推器，火箭起飞后，助推器中的燃料在燃烧170秒左右后燃烧完毕，随后助推器与火箭一级分离。分离后： （1）火箭进入大气层，其外壳会因为剧烈摩擦而升温，此过程将机械能转化为 能，总能量 （选填“是”或“不是”）守恒的； （2）助推器将怎样运动？ 小华分析：助推器与火箭芯分离后，会在重力的作用下直接向下掉落。 （1）完善笔记 （2）错误之处： ； 分析及改正： 。
【答案】 内 是 助推器与火箭芯分离后，会在重力的作用下直接向下掉落 见解析
【知识点】生活中的惯性现象、做功改变物体的内能、能量守恒定律
【详解】[1][2]火箭进入大气层，克服摩擦，将机械能转化为内能，通过做功的方式改变内能的，自然界中能量在转移转化过程中，总能量保持不变，因此总能量是守恒的。
[3][4]小华的分析“助推器与火箭芯分离后，会在重力的作用下直接向下掉落”是错误的，原因是：火箭起飞后助推器与火箭一起向上运动，当燃料燃烧完毕后与火箭分离，由于惯性助推器还要继续保持原来向上的运动状态向上运动一段，最终在重力的作用下掉落回地面。
2．小明用红外成像测温仪拍摄桌面，拍得画面显示桌面上A、B、C位置的温度如图1所示，接着他用手快速摩擦其中一个位置，在另一个位置喷上温度为25.5℃的酒精，再用红外成像测温仪拍摄桌面，拍得画面如图2所示。
（1）小明在A、B、C哪个位置用手快速摩擦桌面？
（2）喷在桌面上的酒精发生了哪种物态变化？该物态变化过程要吸热还是放热？
（3）图2中A、B位置发出的红外线在真空中的传播速度大小是否相等？
【答案】（1）A位置；（2）汽化，吸热；（3）相等
【知识点】生活中的汽、液化现象、做功改变物体的内能、红外线的特点及应用
【详解】（1）用手快速摩擦桌面，手克服桌面的摩擦对桌面做功，机械能转化为内能，桌面的内能增大，温度升高，所以小明在A位置用手快速摩擦了桌面。
（2）喷在桌面上的酒精由液态变为气态，发生了汽化，汽化会吸热，桌面的温度会下降，所以小明在B位置喷上了酒精。
（3）A、B位置的温度虽然不一样，辐射的红外线强弱不同，但红外线在真空中的速度是相同的，都等于光速，为。
3．目前，新能源智能汽车进入许多家庭，随着科技发展，计算芯片、人工智能、大数据、云计算、信息通信等多个高新技术产业，具备产业深度融合，已成为汽车产业发展战略方向。
如图甲所示是一款新能源智能汽车，车顶覆盖薄膜式太阳能电板，车窗采用“智能玻璃”，除了可实现调节温度和透明度（透过玻璃的光照度与入射光照度之比），还具有单向透光功能，可以从车内看到车外景象，而车外看不见车内景象；车身配有多个雷达，充分提高了行车的安全性。
(1)如图乙所示，汽车挡风玻璃是倾斜的，是使车内物体通过挡风玻璃所成的像位于 （选填“上方”、“下方”或“正前方”），不妨碍司机视线。司机通过两侧后视镜看到的“车外的景物”是景物的 （选填“虚”或“实”）像。
(2)改变按压汽车喇叭开关的力度，可改变喇叭发出声音的 （选填“音调”、“音色”或“响度”）。
(3)如图丙所示，汽车前灯的反光装置相当于 （选填“平面镜”、“凹面镜”或“凸面镜”），它对光线有 （选填“会聚”或“发散”）作用。
(4)炎炎夏日，汽车停在露天停车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内，太阳光透过矿泉水瓶后可能将汽车内的易燃物引燃。这是由于 。
【答案】(1) 上方 虚
(2)响度
(3) 凹面镜 会聚
(4)装满水的矿泉水瓶相当于凸透镜，对光线有会聚作用，可能引燃易燃物
【知识点】平面镜成像的特点和规律、凸面镜和凹面镜的应用、探究凸透镜对光的作用、辨析响度与振幅的关系
【详解】（1）[1]平面镜成的像与物体关于平面镜对称，汽车挡风玻璃是倾斜的，目的是使车内物体通过挡风玻璃所成的像位于上方，不妨碍司机视线。
[2]司机通过两侧后视镜看到的“车外的景物”是景物在镜中成的像，是凸面镜成的虚像。
（2）改变按压汽车喇叭开关的力度，喇叭振动的幅度改变，可改变喇叭发出声音的响度。
（3）[1][2]如图丙所示，汽车前灯的反光装置相当于凹面镜，它对光线有会聚作用，能使发散的光线变得会聚。
（4）炎炎夏日，汽车停在露天停车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内，装满水的矿泉水瓶相当于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，太阳光透过矿泉水瓶后会聚于一点，使此点温度过高，可能将汽车内的易燃物引燃。
4．阅读短文，回答问题。
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机在社会各个领域有广泛应用，其中无人机航拍摄影像具有高清晰、高现实性的优点，广泛应用在航拍，交通上。图为某型号无人机，该无人机部分零件采用碳纤维材料制成。请结合上述信息完成下面的问题：
(1)制作无人机的材料应具有 小、硬度大的特点；
(2)无人机在竖直方向上匀速升高时，无人机受到的升力 重力（选填“大于”“小于”或“等于”），无人机的机械能 （选填“不变”“减小”或“增大”）；
(3)摄像机的摄像头可看作凸透镜，当摄像机向被拍摄的物体靠近时，物体所成实像的像距将变 ；
(4)如果摄像机每秒拍摄的画面数是11000帧。小轿车在高速公路上限速120km/h，交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。一辆小轿车在通行0.5m的过程中，高速摄像机拍摄帧数为110帧，据此判断该监测的轿车 （填“超速”或“不超速”）；
(5)该机所需的能量是由一块输出电压为15V，容量为5000mAh的电池提供。若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100W，则该机最多能飞行 s。
【答案】(1)密度
(2) 等于 增大
(3)大
(4)超速
(5)2160
【知识点】计算物体运动的速度、电功的公式及简单应用、凸透镜成实像时像距随物距的变化规律
【详解】（1）无人机部分零件采用碳纤维材料，此材料的密度较小，在相同条件下，与其它材料相比，其质量较小。
（2）[1]无人机匀速上升时，处于平衡状态，所受的力的是平衡力，所以向上的升力与竖直向下的重力相等。
[2]匀速上升时，无人机的质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，所以机械能增大。
（3）摄像机向被拍摄物体靠近。即物距减小，在凸透镜成像中，物近像远像变大，所以像距将变大。
（4）摄像机每秒拍摄的画面数是11000帧，则帧数为110帧时，所需时间
小轿车的速度
所以小轿车速度。
（5）电池的总能量
用于飞行的能量
最多飞行的时间
5．近年来，国家为科学储存和调控电能投资建造了很多储能电站，图甲是中国建造的全球首个“双塔一机”光热储能电站，该电站设置两个吸热塔，共用一台汽轮发电机，塔下有近3万块平面镜。平面镜的朝向随太阳位置的变化而改变，能将阳光反射聚集到吸热塔上，被称为定日镜。塔下还有两个装有液态熔盐的大罐，熔盐的熔点约142℃，沸点约680℃，比热容约。
如图乙所示，电站白天将低温液态熔盐加热到储存起来，夜晚用电高峰期，使高温熔盐与水发生热传递，产生高温高压的蒸汽驱动汽轮转动，带动发动机组发电。该储能电站与周边的光伏、风电形成多能互补清洁能源基地，基地的日发电总量约为，每年减排二氧化碳约153万吨。
(1)该电站储能时将 能转化为 能储存起来；
(2)如图所示，一束光照射到某定日镜的B点，经反射后照射到吸热塔上的A点。请将光路补充完整，并用“”表示定日镜，画出其正确的放置位置；
(3)LED灯将电能转化为光能的效率高，被广泛应用在生产生活中，请计算该能源基地一天的发电量可供10000盏标有“220V 20W”字样的LED灯正常发光的时间。根据材料信息，简述光热储能电站选用熔盐储能的原因。
【答案】(1) 太阳 内
(2)
(3)见解析
【知识点】电功率P=W/t的简单计算、生活中的比热容问题、能量的转化、作光的反射光路图
【详解】（1）[1][2]该发电站通过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，高温熔盐罐利用熔盐储存内能，所以储能时是太阳能转化为内能。
（2）连接A、B点，则BA为反射光线，因为反射角等于入射角，所以作入射光线和反射光线所成夹角的平分线即为法线，再根据法线与镜面垂直作出平面镜，如下：
（3）该能源基地一天的发电量可供10000盏标有“220V 20W”字样的LED灯正常发光的时间为
熔盐的熔点约142℃，沸点约680℃，熔点低，易熔化，沸点高，不易沸腾，且熔盐比热容约，比热容较小，吸热时升温快，则夜晚用电高峰期，使高温熔盐与水发生热传递时，温度差大，加热快，这些都是光热储能电站选用熔盐储能的原因。
6．如图甲和乙分别为某款增程式电动汽车的结构图和工作原理图。电动汽车在电池电量充足时，启动“纯电模式”，蓄电池通过电驱系统的电动机，将电能转化为机械功，驱动转动装置，输出动力。为保护电池寿命，当蓄电池的电量降至20%时，将会强制保电，不再减少电量，此时启动“增程模式”。增程器通过燃烧燃油发电，给蓄电池充电，补充的电能再同样通过电动机，驱动转动装置，输出动力。已知蓄电池充满电时储存的电能为，增程系统效率（是指增程器工作时，给蓄电池充的电能与燃油完全燃烧产生的热量的比值）为40%。某次测试中，电动汽车以“纯电模式”在平直路段匀速行驶10km，受到的牵引力为600N，蓄电池电量降低5%。求：
(1)给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于简单电路中的 （选填“用电器”或“电源”）。
(2)测试过程中电动汽车牵引力所做的功是多少J？
(3)某出租车司机使用燃油汽车每天平均行驶200公里，消耗燃油10L。若改用上述增程式电动汽车，每天充满电后行驶200公里。已知燃油热值为3.6×107J/L，燃油的价格为8.7元/L，汽车充电电费按0.8元/kW·h计算，求∶
①上述增程式电动汽车充满电后行驶200公里，需要消耗多少L的燃油？
②若改用上述增程式电动汽车，该出租车司机每个月（按30天）可节省多少元？
【答案】(1)用电器
(2)
(3) ，1140元
【知识点】功的计算和估算、电路的组成部分及其作用、电功的公式及简单应用、热值的公式及相关计算、热机效率的计算
【详解】（1）给汽车蓄电池充电时，是将电能转化为化学能，此时的蓄电池相当于简单电路中的用电器。
（2）汽车匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力做的功
（3）①因为汽车行驶10km消耗的电池容量的5%，当蓄电池的电量降至20%时汽车行驶的路程为
每天增程模式行驶的路程为
“增程模式”时，增程器通过燃烧燃油发电，给蓄电池充电，补充的电能再同样通过电动机，驱动转动装置，输出动力；因此，增程模式行驶时消耗的电能为
此过程中消耗的燃油完全燃烧放出的热量为
消耗燃油的体积为
②电动汽车需要的电费
燃油需要的费用为
一天的费用25.6元+17.4元=43元
用燃油汽车行驶200km消耗燃油10L，需要的费用为
若改用上述增程式电动汽车，该出租车司机每个月（按30天）可节省的钱数为
7．还吃？国家喊你来减肥啦！今年全国两会提出：国家即将实施“体重管理年”三年行动计划。体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素，经综合分析得出人的体脂率。
(1)人运动时，存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的 （选填“内能”或“化学能”），导致人体温度升高。肌肉密度比脂肪密度大，肌肉比脂肪更容易导电。若人的体脂率下降，体重不变，则人体的密度 （选填“增大”或“减小”），人体的电阻 （选填“增大”或“减小”）。
(2)小强的父亲两手之间的电阻 （选填“可能”或“不可能”）大于两脚之间的电阻。
(3)若小强的父亲在医院测体脂率时，加在两手之间的电压为5V，通过的电流为2.5mA，则小强的父亲两手之间的电阻为多大？小强的父亲经锻炼后质量从80kg降为78kg，体脂率从25%降为20%，若肌肉的密度为，则小强的父亲增加的肌肉的体积为多少？（结果保留整数）。
【答案】(1) 内能 增大 减小
(2)可能
(3)2000Ω；2dm3
【知识点】密度公式的简单应用、电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系、欧姆定律的简单计算、能量的转化
【详解】（1）[1]人运动时，消耗脂肪中的能量，将化学能转化为内能，导致人体内能增大，温度升高。
[2]人的体重不变，若体脂率下降，肌肉占比变大，且肌肉密度比脂肪密度大，所以人体的密度会变大。
[3]肌肉导电性比脂肪好，故若人的体脂率下降，体重不变，整体导电性变好，电阻变小。
（2）由于肌肉比脂肪更容易导电，人体腿部肌肉一般比手臂肌肉多，所以小强的父亲两手之间的电阻可能大于两脚之间的电阻。
（3）小强的父亲两手之间的电阻为
增加的肌肉质量为m=78kg×(1-20%)-80kg×(1-25%)=2.4kg
则小强的父亲增加的肌肉的体积为
8．从龙骨水车到世界之最发电机组
“龙骨水车”早在12世纪前被我们人民广泛用于灌溉农田等，如图甲所示，水车灌溉时，用人力或风力等转动摇杆，使大轮轴转动，带动槽内刮板刮水上行，倾灌于地势较高的田中。
我国在可再生能源发电已达到世界先进水平，其中风力发电、海底潮汐能发电等技术已达到世界之最。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图乙所示，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。
(1)水灌到水田，“哗啦”声与“涟漪”同时出现，这说明声音是由物体振动产生，为了省力，水车的摇杆长度应 大轮轴半径（选填“>”、“<”或“=”）；如果每个刮水板能将4L水刮到3m高的田中，则每个刮水板至少对水做功 J；
(2)结合上述材料，下列说法正确的是__________；
A．风能发电的能量转化不受方向性限制
B．风能是一种不可再生的能源
C．龙骨水车提水与吸管吸饮料原理一样
D．风力发电机的原理是电磁感应
(3)当风正面垂直吹向静止叶片时，从正面看，叶片会顺时针转动，则叶片P的形状应是如图 （选填“A”、“B”或“C”）所示，理由是 ；
风力发电机
正常发电风速范围 2.0~12m/s
最大输出功率 400kW
(4)已知风力发电机正常发电时输出功率P与风速v的三次方成正比，某风力发电机参数如上表所示。当风速为6m/s时，发电机的输出功率为 kW。该风力发电机组齿轮箱中转动加速器的加速比为1∶20（即叶片转速与发电机转子转速之比），当风速为12m/s时，发电机转子1.5min转600圈。当该风速时发电机输出电能2kW·h，叶片需要转动 圈，工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量（q煤=3×107J/kg）。
【答案】(1) > 120
(2)D
(3) A 见解析
(4) 50 6 48
【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释、功的计算和估算、杠杆的应用、发电机的构造和工作原理、热值的公式及相关计算
【详解】（1）[1]由杠杆平衡条件可知，为了省力，应使动力臂大于阻力臂，即水车的摇杆长度应>大轮轴半径。
[2]4L水的体积为
4L的质量为
4L的重力为
每个刮水板至少对水做功为
（2）A．能量的转化都具有方向性，故A错误；
B．风能可以在自然界源源不断的获得，是一种可再生能源，故B错误；
C．龙骨水车提水主要是利用了轮轴等机械原理，通过人力或风力等转动摇杆，使大轮轴转动，带动槽内刮板刮水上行，而吸管吸饮料利用的是大气压强原理，当我们吸饮料时，口腔内气压降低，外界大气压将饮料压入吸管进而进入口腔，所以二者的原理是不一样的，故C错误；
D．在风力发电的过程中，风轮在风力的作用下旋转，将风的动能转变为风轮轴的机械能，然后带动发电机旋转发电，故风力发电机的原理是电磁感应，故D正确。
故选D。
（3）[1][2]当风正面垂直吹向静止叶片时，从正面看，叶片会顺时针转动，则叶片上方的压强大于下方的压强，由流体压强与流速关系可知，叶片上方一面流速较小，叶片下方流速较大，所以叶片上方应该是平的，下方是向下凸起的，因此叶片P的形状应是如图A。
（4）[1]当风速为12m/s时，发电机的输出功率达到最大，为400kW，已知风力发电机正常发电时输出功率P与风速v的三次方成正比，故有，则
当风速为6m/s时，发电机的输出功率为
[2]当风速为12m/s时，发电机的输出功率为400kW，1.5min发电量为
叶片转速与发电机转子转速之比为1∶20，发动机转子转600圈，叶片对应转了30圈，当该风速时发动机输出电能为，叶片需要转动n圈，则
解得
即当该风速时发电机输出电能2kW·h，叶片需要转动6圈。
[3]1h发电量为
完全燃烧煤的质量为
9．随着生活水平的提高和技术的进步，一些健康监测产品得到广泛应用，使我们能更好地了解自己的身体状况，为健康管理提供科学依据。
(1)图甲为一种身高测量仪，其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号，经下方物体反射后返回，被感应器接收。某同学站上测高台，感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为，感应器距测高台的高度为2.5m， 声速取340m/s， 则该同学的身高为 m。
(2)“体脂率”指人体脂肪占总体重的百分比，是衡量肥胖程度和健康状况的一个参考指标。体脂秤是通过测量人体对微弱电流的电阻大小，结合身高、体重、年龄、性别等个人信息，利用内置算法推算出体脂率。脂肪几乎不含水分，导电性差。肌肉含有较多水分和电解质，导电性好。人站在如图乙所示的体脂秤的电极片上，应该 （选填“赤足”或“穿鞋”）站立，电流从脚底进入人体，流经全身后返回体脂秤，形成闭合回路。通过较肥胖者的电流较 （选填“大”或“小”）。测量结果 （选填“会”或“不会”）受饮水多少的影响。
(3)智能手环利用内置传感器记录佩戴者行走的步数。当人走路时，手臂的摆动会产生速度变化，这些变化被传感器捕捉并转化为电信号，通过分析这些数据，算法可以计算出步数。假如手环随人体做匀速直线运动，它 （选填“能”或“不能”）计步。
(4)使用图丙所示的血压计时，应使血压计和心脏处于同一水平高度。测出的舒张压（心脏在舒张时，血液对血管的压强）为80mmHg。下列理解正确的是 ___________。（至少有一个选项正确）
A．血液对血管的压强远低于大气压
B．血液对血管的压强比大气压高 80mmHg
C．如果血压计的位置比心脏的位置低，测量结果会偏大
D．通常情况下，收缩压（心脏收缩时的血压）要比舒张压高一些
【答案】(1)1.65
(2) 赤足 小 会
(3)不能
(4)BCD
【知识点】匀速直线运动、大气压的应用、生活中常见的导体、生活中常见的绝缘体、有关声速的计算
【详解】（1）超声往返路程
故从传感器到头顶的单程距离为0.85 m；传感器距台面高2.5 m，则身高
（2）[1]根据材料可知，使用体脂秤时，踏板上的导电镀膜玻璃要给人体通入特定频率的电信号，此时人体要处于导电状态，而制作鞋的材料多为绝缘体。所以应该赤足站立。
[2]越肥胖，体内脂肪含量越多、导电性越差，故通过较肥胖者的电流较“小”。
[3]人体含水量变化会影响导电性，因此测量结果“会”受饮水多少的影响。
（3）匀速直线运动时速度变化为零，手臂摆动微小，手环的传感器无法检测到足够的速度变化，故“不能”计步。
（4）测得80mmHg表示血液对血管的压强比大气压高80mmHg；若血压计低于心脏位置，则液柱压增大，测得值会偏大；通常收缩压大于舒张压。故A错误，BCD正确。
故选BCD。
10．请阅读《最强特高压点亮中国》并回答问题。
最强特高压点亮中国
我国的能源供给和产业发展各具特色，东部产业发展水平较高，西部蕴藏着大量可开发的清洁能源，因此能源和产业的调配是我国协同发展的重要工程。
以电力输送为例，的特高压输电线路，可以在你眨眼瞬间将电能输送到3300公里之外30次。这么长的输电线路，导线上的电阻不仅不能忽略，还会在电流通过时产生大量的热量，造成电能损耗。然而通过红外热像仪的拍摄如图甲所示，我们发现这些传输强大电能的导线并没有像预想的那样因为发热产生过高的温度。为了弄清其中的原理，我们将整个输电线路画成如图乙所示的简图。特高压电站就像是提供电能的电源，某城市电站如同消耗电能的用电器，输电线上的电阻等效为串联在电路中。发电站的功率是稳定的，这取决于发电机组的发电能力。根据，如果我们提高特高压电站的输电电压U，就会降低输电线上的电流，从而减少导线上的电能损耗，这就是高压输电的原理。
除此以外，每束特高压输电线都由多根手臂粗细的导线合成，增大了导线的横截面积，从而进一步降低电能的损耗。但要承载它们的重量就需要无数座坚固的铁塔，为我们架起了这条名副其实的电力“天路”。
(1)常温下铜和铝的物理性质如表所示。结合文中信息综合考虑，架空高压输电线应采用硬度较高的复合材料线芯和相同粗细的多股 （选填“铜”或“铝”）制导线绞在一起制成。
金属 铜 铝
导电性 优 良
密度 8.92 2.70
价格（元/吨） 66800 18800
(2)若某一发电站，将恒定的输电电压U由提高到，通过输电线向较远的另一座电站输电，若输电线的总电阻不变，则在发电功率不变的条件下，输电线上的电流变为原来的 。
(3)请结合文章和所学知识，分析特高压输电导线热量损耗减小的原因。
【答案】(1)铝
(2)
(3)见解析
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、焦耳定律的公式及简单应用
【详解】（1）由表格数据可知，铜的导电性能优于铝，但铝的密度远小于铜，且价格更低。架空输电线需要轻质、低成本的材料，同时保证导电性。 多股导线绞合可增大横截面积，降低电阻，进一步减少电能损耗。铝的密度低、成本低，适合作为架空输电线材料。铜虽导电性更好，但成本高、密度大，不适合大规模架空输电。
（2）发电站发电功率P总恒定。初始电流，提高电压后电流 。 电流变化比例
即输电线上的电流变为原来的。
（3）根据，高压输电时输电功率一定，提高输电电压U，就会降低输电线上的电流I，又因为增大输电线的横截面积，它的电阻R变小，所以当通电时间t一定时，特高压输电线产生的热量减小。
11．电路中开关用于控制电路的通与断．常见的开关如图甲所示，我们一般将这种开关称作单刀单掷开关，其电路图如图乙表示。
(1)我们在电学题目中，还会遇到一些其他样式的开关，如图丙中开关，可以与a连接，也可以与b连接．如果要将电灯与并联，开关的连接方式是： ，接 ．
(2)图丁是某用电器的电路图，通过旋转手柄可以使扇形开关（阴影部分）同时接触两个相邻的触点，从而实现高温、中温和低温三个挡位的切换．将其接入220V的家庭电路中，旋转开关转至 （选填“ab”、“be”、“cd”或“de”）时，该电器处于高温挡工作；若扇形开关与触点c、d接触，则连入电路的是发热电阻 （选填“”、“”或“和”），此时电路中的电流是0.2A，则此时的发热功率为 W；
(3)用电器可以并联或串联，开关也能并联或串联，从而达到不同的控制效果．高铁内每节车厢一般有两个洗手间，如果这两个洗手间都有人并且锁门时，“有人”的指示灯亮起来；如果两洗手间都没有人或者只有一个洗手间有人时，灯不亮表示可以使用．门的插销相当于一个开关，锁门时开关闭合．要实现这个功能，需要将两个开关 （选填“串联”或“并联”）起来；以下情景中开关也需如此安装的有
A．楼道里的电灯，夜间（光控开关闭合）有人走动发出声音时（声控开关闭合）会亮．
B．烟雾报警器有两个触发开关，一个是探测烟雾的，浓度达到一定程度，开始报警；另一个是探测温度的，温度达到一定的程度，也会开始报警．
C．高铁站的自动检票闸机口设有身份证和人脸识别双重验证，若每个信息验证成功相当于闭合一个开关，两个信息相符合后闸机门（电动机）自动打开，乘客可检票通过．
【答案】(1) 闭合 a
(2) de 44
(3) 串联 AC
【知识点】开关在串并联电路中的作用、串联电路的设计、电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率的多挡位问题
【详解】（1）[1][2]由图丙可知，如果要将电灯 L1 与L2并联，应闭合S1，S2接a，此时两个灯泡并联连接，开关S1在干路上。
（2）[1]图丁是某用电器的电路图，将其接入220V的家庭电路中，旋转开关转至de时，R2和R3并联，电路的等效电阻最小，据可知，此时的发热功率最大，该电器处于高温挡工作。
[2]若扇形开关与触点c、d接触，R1被短路，则连入电路的是发热电阻R2。
[3]此时电路中的电流是0.2A，则此时的发热功率
（3）[1]由题意可知，只要有一个开关没有闭合，灯就不亮，说明两个开关是串联的。
A．楼道里的电灯需要满足两个条件才能亮，一个是夜晚，一个是有声音，所以两个开关需要串联，故A符合题意；
B．烟雾报警器两个开关任意一个闭合，报警灯都会响起，所以两个开关是并联的，故B不符合题意；
C．高铁站的自动检票闸机口设有身份证和人脸识别双重验证，若每个信息验证成功相当于闭合一个开关，两个信息相符合后闸机门（电动机）自动打开，所以两个开关需要串联，故C符合题意。
故选AC。
12．我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器的示意图如图所示。“蛟龙号”的外壳主材选用钛合金板，其主要技术参数如表所示。“蛟龙号”挂有适当数量的压载铁，可通过改变压载铁的数量，来控制其下沉或上浮。“蛟龙号”采用科学家们研发的具有世界先进水平的高速水声通信技术，即声呐通信。
体积 50 最大速度/节 25
质量/kg 最大载荷（不包括乘员质量） 220
最大下潜深度/m 7000 乘员人数（每人质量不超过） 3
(1)钛合金具有硬度大、耐腐蚀性好和耐热性高等特点。航空发动机用钛合金制造低压压气机盘和叶片，主要是利用钛合金 的特点；“蛟龙号”的外壳主材选用钛合金板，使其能更好地在海水中工作，主要是利用钛合金 的特点；
(2)“蛟龙号”在下潜的过程中受到海水的浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
(3)加速下沉的“蛟龙号”，若在经过某一密度均匀的海水区域时，迅速抛掉部分压载铁，使其所受的浮力等于重力，不计水的阻力，则其将_____；
A．继续加速下沉 B．减速下沉 C．匀速下沉 D．立即静止
(4)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，它通过改变压载铁的数量，实质上就是通过改变它所受的 来实现浮沉，当它处于深的工作区时，它所受海水的压强为 。（，取）
【答案】(1) 耐热性高 耐腐蚀性好、硬度大
(2)不变
(3)C
(4) 自身重力 1.03×107
【知识点】液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】（1）[1][2]航空发动机工作时产生大量的热量，温度非常高，钛合金耐热性高能够满足要求；液体压强随深度的增加而增大，要克服深海海水产生的巨大压强，所选的材料必须有很强的硬度，而钛合金板就属于硬度大、耐腐蚀性好的材料。
（2）“蛟龙号”下潜的过程中，海水密度不变，排开水的体积不变，根据阿基米德原理可知受到的浮力不变。
（3）抛掉部分压载铁，使其所受浮力等于重力，不计水的阻力，受的是平衡力，它将保持原状态做匀速下沉运动，故选C。
（4）[1]“蛟龙号”通过改变压载铁的数量，改变自身重力，浮力的大小不变，重力大于浮力，下沉，重力小于浮力，上浮，它是靠改变自身重力来实现浮沉。
[2]当它处于深的工作区时，它所受海水的压强为p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1000m=1.03×107Pa
13．新能源汽车作为一种以清洁能源驱动的交通工具，可以减少传统燃油汽车对化石燃料的使用，如图是某国产混合动力汽车工作流程示意图，主要部件有：发动机（汽油机）、蓄电池、电动机等，它们单独或组合向汽车提供动力，汽油机和电动机分属两套独立的工作系统，蓄电池通过电动机能单独驱动汽车，汽油机也能直接给汽车提供动力，两套系统还能同时工作驱动汽车。另外该汽车还采用了再生制动器装置，汽车刹车制动时消耗的一部分动能可以转化为电能储存在蓄电池中，供汽车使用。（g取）
(1)该汽车（四轮）空车时自重1.72t，静止停在水平地面上时每只轮胎与地面接触面积为500cm2，求汽车对地面的压强；
(2)汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1，小明爸爸的体重为80kg，小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶，其速度随时间的变化图像如图所示，则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功是多少；
(3)该车电池采用能量密度为的刀片电池，若一块刀片电池的质量为3.8kg，这块汽车电池由100块刀片电池组成，该车充电时电压为600V，汽车电池在没电时开始充电，12h可充满电，求充电时的电流；
(4)传统燃油车需要消耗石油，与传统燃油车相比新能源汽车的优点是什么。
【答案】(1)8.6×104Pa
(2)4.86×107J
(3)9.5A
(4)节能环保
【知识点】压强公式的简单应用、功的计算和估算、电功的公式及简单应用
【详解】（1）汽车静止时对水平路面的压力等于汽车的重力，则汽车静止时对水平路面的压力
受力面积
汽车对地面的压强
（2）小明爸爸的重力
汽车总重力
由图像可知，该油电汽车在第10min到第40min时间做匀速直线运动，则牵引力等于阻力
该油电汽车在第10min到第40min时间内行驶的路程
牵引力做的功
（3）该车电池总质量
该电池充满时储存的电能
充电时的电流
（4）石油为不可再生能源，消耗后无法短期内从自然界得到补充，燃烧时产生的气体会污染环境；电动机工作时没有废气排放，电能可以由各种能源转化而来，与传统燃油车相比新能源汽车的优点有：节能环保。
14．小华在学习完家庭电路一节后，提出：家庭电路电压高达220V，使用时测电笔直接接触到火线上，为什么不会发生触电事故呢？请你阅读下列资料帮助小华解释其中的道理。（提示：其中氖管的电阻和人体电阻相比高电阻来说阻值很小可以忽略不计）
资料一：测电笔的结构如图所示，它由两个金属电极、氖管、弹簧和一个阻值约为1000kΩ的高电阻等组成。
资料二：使用测电笔时，手要接触测电笔尾部的金属电极，使火线、测电笔、人体与大地构成一个回路，氖管会发光。
资料三：人体对电流的反应，当人体通过0.6mA的电流，会引起人体麻刺的感觉；通过20mA的电流，就会引起剧痛和呼吸困难；通过50mA的电流就有生命危险；通过100mA以上的电流，就能引起心脏麻痹、心房停止跳动，直至死亡。
【答案】见解析
【知识点】欧姆定律的简单计算、练习使用测电笔
【详解】使用测电笔时，人体与测电笔串联接入家庭电路中，由于氖管的电阻和人体电阻相比高电阻来说阻值很小可以忽略不计，所以电路的总电阻
根据欧姆定律可知，通过人体和测电笔的电流为
电流低于0.6mA，因此不会发生触电事故。
题型二 科普阅读题
15．从光纤通信到量子通信——信息传输的新革命
在现代社会，光纤通信已成为互联网、电话、电视等信息传输的主要方式。光纤通信利用光信号在细长的玻璃纤维或塑料光纤中传播，以实现远距离的信息传输。然而，光信号在光纤中传播时，会受到信号衰减的影响，使得信息的传输距离受到约束。
在短距离光纤通信中，光信号的最大传播距离R和发射功率P之间存在一定的关系，经验上可以用以下近似公式描述：，k是一个经验常数在短距离光纤通信条件下可取。在长距离光纤通信中，工程师们通常不会单纯依赖提高功率，而是使用掺钾光纤放大器（）等设备接力来补偿信号损失，使得信息能够传输到上千公里远。
量子通信的传播机制不同于传统光纤通信。2016年，中国成功发射了“墨子号”量子科学实验卫星，实现了1200公里量子纠缠分发，远远超出了传统光纤通信在单次传输中的理论极限。传统光纤通信依靠光信号的强度来传输信息，而量子通信则利用光子的量子特性。
在量子通信中，量子纠缠允许两个光子处于“纠缠态”，无论它们相距多远，一个光子的状态变化，另一个光子的状态也会同步变化。此外，量子密钥分发（）通过光子的量子态来加密信息，而不是依赖功率来传输信号，因此即使光子的功率极低，信息仍能安全地传输。
量子通信具有更高的安全性、长距离信息共享能力、抗干扰能力和不可克隆性。一旦有人试图窃听，光子的量子态会发生不可逆的变化，从而被通信双方察觉，使信息传输更为安全。量子纠缠技术使得远距离的两个站点可以共享信息，而不会像传统通信那样因信号衰减而影响信息完整性。此外，量子通信对外界干扰不敏感，能够在复杂环境下稳定运行。最后，量子信息无法被复制或篡改，杜绝了数据伪造的可能性，进一步提升了通信的可靠性。尽管量子通信仍然面临技术挑战，但其独特的物理特性使其在未来的高安全性信息传输中展现出广阔的前景。
根据材料回答以下问题：
(1)与传统光纤通信相比，量子通信的优势是： 。（请写两个）
(2)若某光纤通信系统的发射功率为10mW，该光信号的最大传播距离为 m。
(3)量子通信技术在信息安全方面有重要应用。请举出一个日常生活中需要信息安全保护的例子，并说明信息安全的重要性。
【答案】(1)见解析
(2)630
(3)见解析，见解析
【知识点】光纤通信、电磁波的产生和传播、电磁波的应用
【详解】（1）由短文内容知，与光纤通信相比，量子通信具有更高的安全性、长距离信息共享能力、抗干扰能力和不可克隆性。
（2）由短文知，当某光纤通信系统的发射功率为10mW时，该光信号的最大传播距离为
（3）信息安全非常重要，如网上银行的账号与密码要妥善保存，防止泄漏，如果这些信息被泄露，黑客可能会盗刷银行卡、转移资金，给用户带来直接的经济损失。自己社交账号和密码要防止被盗用。在社交媒体平台上，用户会分享个人照片、生活经历、联系方式等大量个人信息。若信息安全得不到保障，这些信息可能被不法分子利用，进行精准诈骗、骚扰甚至身份盗用。比如，诈骗分子利用从社交媒体获取的信息，冒充用户的亲友进行诈骗。
16．阅读短文，回答问题。
UnitreeH1智能人形机器人在2025年央视春晚的舞台上，由宇树科技与新疆艺术学院共同呈现的创意融合舞蹈《秧BOT》大放异彩，16台UnitreeH1机器人身着花坎肩，手持手绢，以整齐划一的秧歌舞步赢得了观众的喝彩，如表为UnitreeH1机器人的部分参数。
除了能精准地完成舞蹈动作之外，UnitreeH1还凭借其运动能力、导航能力、负重能力和环境感知能力，非常适合在核电站、化工厂等危险环境中执行搬运、巡检和应急响应等任务。为了避免机器人在执行搬运任务时因所受压力过大而损伤，设计了如图乙所示的负重过载保护电路，图中电源电压为，为压敏电阻，其阻值随机器人所受压力变化图像如丙所示。当报警器通过的电流超过报警电流时就会报警，放弃执行搬运任务，从而避免机器人受损伤。
电池工作电压 60V 电池容量 15Ah
报警电流 10mA 最大负重 150N
单脚脚底面积 总质量 45kg
(1)制造机器人芯片所使用的材料是 （选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）；
(2)如图甲所示，机器人舞蹈动作整齐划一，上演“神同步”。若以第1个机器人为参照物，其他机器人是 的；机器人抬起一只脚跳舞时，它对地面的压强 Pa；
(3)按照以下步骤对图乙的负重过载保护电路进行调试：
①电路接通前，应先将滑动变阻器滑片置于b端，再将电阻箱调到 ；
②将开关S向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器报警；
③保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S向d端闭合，报警系统即可正常使用。
(4)用已调好的报警电路进行测试，若机器人的负重为100N，此时该电路中的电流是 （结果保留到小数点后一位）；
(5)机器人长时间工作后，为了减轻其最大负重，图乙的电路可以做哪些改变？请任写一点： 。
【答案】(1)半导体
(2) 静止
(3)75
(4)9.5
(5)见解析
【知识点】机械运动的相对性、压强公式的简单应用、欧姆定律的简单计算
【详解】（1）芯片是利用半导体制成的，因此制造机器人芯片所使用的材料是半导体。
（2）[1]若以第1个机器人为参照物，其他机器人的位置时不变，因此其他机器人是静止。
[2]水平地面的物体压力为
则压强为
（3）由图丙可知与F为一次函数，设关系式为，将和代入上式得，
--------Ⅰ
-------Ⅱ
联立ⅠⅡ解得，，，所以关系式为，由题可知，最大负重150N，代入上式可得压敏电阻的阻值为
所以为使报警电路可正常使用，应先让电阻箱调到压敏电阻达到设定压力时的阻值，再将开关向b端闭合电阻箱与滑动变阻器串联，调节滑动变阻器的滑片，直至报警器报警。
（4）将开关S向d端闭合，报警系统即可正常使用，此时压敏电阻和变阻器串联，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，电源电压为，此时电路的总电阻为
则变阻器接入电路的阻值为
因，则当时，压敏电阻的阻值为
此时该电路中的电流为
（5）报警器（电阻不计）通过的10mA电流不变时，电路中的总电阻不变为
即压力减小，增大，减小，则应将滑动变阻器的阻值适当移向a端滑动。
17．2025年2月27日，小米SU7Ultra正式上市，它采用了“麒麟Ⅱ”三元锂电池，该电池具有电池容量大、能量密度高的特点，纯电也能安心出行。SU7Ultra部分参数如表：
电池容量（） 90 电动机最大功率（） 1138
电池能量密度（） 250 快充时间（） 10
(1)电动汽车为保证长续航，往往会采用“动能回收”技术，将行驶过程中多余的机械能转化为电能存储起来，这一能量转化的方式和 （选填“发电机”或“电动机”）类似；
(2)为保证其赛道性能，配备了固定式大尾翼。竞速时，尾翼 （选填“上方”或“下方”）的空气流速较大，可提供下压力稳住车身；若电动机以最大功率输出，就会消耗电能 J，因此在做赛道测试时，往往会准备多台SU7Ultra轮流测试；
(3)进入快充时，其电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”），平均充电功率为 kW，电池的质量为 kg。
【答案】(1)发电机
(2) 下方
(3) 用电器 378 360
【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释、电功率P=W/t的简单计算、发电机的构造和工作原理、电动机的工作原理
【详解】（1）发电机是将其他形式的能转化为电能的装置，而电动汽车的动能回收技术是将行驶过程中多余的机械能转化为电能存储起来，与发电机的能量转化方式类似。电动机是将电能转化为机械能的装置，与动能回收的能量转化方式相反。
（2）[1]根据伯努利原理，流体流速越大的地方，压强越小。SU7Ultra 配备的固定式大尾翼，竞速时尾翼下方的空气流速较大，压强较小，上方空气流速小，压强大，从而产生向下的压力差，提供下压力稳住车身。
[2]根据公式可得消耗的电能
（3）[1]在充电过程中，电池消耗电能，相当于电路中的用电器。
[2]根据公式可得平均充电功率
[3]已知电池能量密度为，电池容量为，根据公式可得电池质量为
18．阅读短文，回答问题∶
主动式空气净化器
净化器的工作原理为∶机器内的马达带动风扇使室内空气循环流动，污染的空气通过机内的空气过滤网后，各种污染物被吸附。主动式空气净化器还会在出风口加装负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。
下表为某型号的主动式空气净化器的参数。CADR是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。可按下列公式计算CADR＝2.4V/ t（V∶房间容积；t∶空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间）。洁净空气量是指1h净化空气的体积，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
额定功率 60W CADR 600m3/h 声强范围 34-64dB
模式 睡眠 静音 I Ⅱ Ⅲ 强劲
工作挡位 待机 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 6挡
功率(W) 0.9 23 44 75 103 123 148
洁净空气量(m^3/h) 120 240 360 500 610 760
(1)下列说法正确的是 ；
A．输入净化器中的功率越大，消耗的电能越多
B．净化器CADR值越小，越节能
C．机器内的马达工作时，将电能主要转化成机械能
D．气流外侧的颗粒物也被吸入净化器，是因为气流处流速大压强大的缘故
(2)空气净化器工作时，污染空气中的颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，这主要是因为 ；
(3)如果室内面积为60m2，房间的高度为3m，则该空气净化器使房间污染物的浓度下降90%，理论上需要 h；
(4)某次单独使用空气净化器10min，消耗电能是4.5×104J，则该空气净化器在 挡工作；若出风口的面积为0.2m2，则在该挡位下工作时风速为 m/s；
(5)利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率∶净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是 μg/m3，净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为 %。
【答案】(1)C
(2)带电体能吸引轻小物体
(3)7.2
(4) 3 0.5
(5) 2.0 95
【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释、带电体可以吸引轻小物体、欧姆定律的简单计算、电功率P=W/t的简单计算
【详解】（1）A．输入净化器中的功率越大，由于工作时间未知，所以根据可知，不能判断消耗的电能的多少，故A错误；
B．净化器的能效比越大，即空气净化器洁净空气量与输入功率得比值越大，所以净化效率越高， CADR越大，越节能，故B错误；
C．机器内的马达工作时，消耗电能，将电能转化为机械能，故C正确；
D．气流外侧的颗粒物也被吸入净化器，是因为气流处流速大压强小的缘故，故D错误。
故选C。
（2）由于带电体具有吸引轻小物体的性质，因此污染空气中的颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力。
（3）由表格中数据得，该空气净化器净化空气量为600m3/h，即每小时净化空气600m3，该房间内空气的体积为
根据CADR＝2.4V/ t=600m3/h得，净化时间为
（4）[1]单独使用空气净化器10min，消耗电能是4.5×104J，净化的功率为
据表可知，处于3挡。
[2]若出风口的面积为0.2m2，由得，空气柱的长度
风速为
（5）[1]由电路图可知，R0与R串联，检测电路中电流表的示数为I=0.7A，由得，电路中的总电阻为
则气敏电阻的阻值为
据丙图可知，此时空气中有害气体浓度是2.0μg/m3。
[2]当检测电路的电流为0.1A时，电路中的总电阻为
则气敏电阻的阻值为
据丙图可知，此时空气中有害气体浓度是0.1μg/m3，由题意知，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比，则该空气净化器的实际净化效率为
19．阅读短文，回答问题。
全球首台甲醇汽车起重机投用
近日，山西太重集团成功推出全球首台、行业首创的甲醇汽车起重机，正式投入使用，彰显出我国工程机械领域的创新实力。
如图甲所示，该甲醇汽车起重机最长主臂达到44.5米，最大起重力矩约为140吨·米（最大起重力矩是指起重机的起重量与回转半径的乘积的最大值），最大额定起重量为25吨，拥有“智慧大脑”，有效提升了作业微动性和精确控制能力。研发团队还在甲醇燃料供给系统相关零部件的研发方面取得了重大突破，成功解决了甲醇发动机低温启动、甲醇蒸发潜热值高等关键技术难题。
相较于传统柴油起重机，甲醇汽车起重机在环保方面具有显著优势。采用甲醇作为燃料，可有效减少40%的碳氢化合物排放。同时，甲醇作为重要的煤化工产品，产量丰富且成本较低，不仅有助于保障国家能源安全，还促进了资源的合理利用。
(1)图乙是甲醇汽车起重机展臂工作时的示意图，其中长臂OB相当于一个 杠杆；当该起重机以最大额定起重量工作时，它的回转半径最大为 m；
(2)将甲醇作为起重机的燃料，甲醇燃烧时将 能转化为内能；
(3)研究人员通过给甲醇发动机加注质量相同、浓度不同的甲醇，对比发现起重机的热效率不同，请你根据此现象提出一个可探究的问题： （合理即可）。
【答案】(1) 费力 5.6
(2)化学
(3)起重机的热效率与浓度的关系是什么
【知识点】杠杆的分类、热机效率的计算、能量的转化
【详解】（1）[1]甲醇汽车起重机展臂OB工作时，由乙图可知，O为支点，动力臂比阻力臂小，所以长臂OB相当于一个费力杠杆。
[2]由题意可知，最大起重力矩是指起重机的起重量与回转半径的乘积的最大值，最大起重力矩约为140吨·米，最大额定起重量为25吨，所以最大回转半径
（2）将甲醇作为起重机的燃料，甲醇燃烧时，发生化学反应，同时放出热量，所以是将化学能转化为内能。
（3）给甲醇发动机加注质量相同、浓度不同的甲醇，对比发现起重机的热效率不同，即起重机的热效率可能与甲醇的浓度有关，所以可以提出一个可探究的问题是起重机的热效率与浓度的关系是什么？
20．请阅读《混合动力汽车》并回答问题。
混合动力汽车
混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车，即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源。图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩余能量为最大容量的20%时停止供电。
测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油10kg（燃油热值q=4.0×107J/kg），蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的90%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，汽车的某些参数如下表所示。
电机 输出最大 功率/kW 40
电池 输出电压/V 300
最大容量/J
整车 质量/t 1
根据上述材料，回答下列问题：
(1)此汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，汽油燃烧时能量转化是 ，若工作时飞轮转速为3000r/min，则1s汽油机完成 个冲程；
(2)汽车测试过程中，能量利用率为 ；
(3)在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且假设能利用的电能全部转化为机械能，该车在电池充满电的情况下以40km/h最多可匀速直线行驶 km。
【答案】(1) 化学能转化为内能 100
(2)40%
(3)50
【知识点】二力或多力平衡问题、功的计算和估算、热值的公式及相关计算、热机效率的计算、能量的转化
【详解】（1）[1]汽油燃烧时，经历化学反应，释放热量，将化学能转化为内能。
[2]若工作时飞轮转速为
则1s飞轮转动50转，飞轮转动2圈，完成4个冲程，则1s汽油机完成冲程。
（2）由图乙得，当车速为50km/h时，汽车受到的阻力为2000N，由二力平衡得，此时汽车受到的牵引力
由得，汽车运动的路程为
汽车牵引力做的功为
消耗的燃油释放的热量为
蓄电池储存的能量为
汽车测试过程中，能量利用率为
（3）由图乙得，当汽车的受到为40km/h时，受到的阻力为1600N左右，由二力平衡得，此时汽车受到的牵引力
在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且能利用的电能全部转化为机械能，则牵引力做的功
由得，该车在电池充满电的情况下以最多可匀速直线行驶
21．冷凝式烘干机与热泵式烘干机是两种常用的干衣设备。查阅资料可知热泵式烘干机简化后的工作原理如图甲所示，制冷剂进入压缩机后被压缩（压缩机内不发生物态变化），接着通过管道a进入装置A，制冷剂与外部空气相遇，使外部空气温度升高，被加热后的空气进入烘干机内筒烘干衣物；而制冷剂则又通过管道b到达装置B，发生某种物态变化后通过管道c回到压缩机形成循环。
冷凝式烘干机简化后的工作电路如图乙所示。湿度检测电路用于检测滚筒内衣物的潮湿程度，其作用相当于开关，不计其阻值。当桶内衣物的湿度低于某一临界值时将自动断开右侧电路，结束烘干。烘干电路由发热管和、电动机M、电磁继电器的触点D、E组成，的阻值为的1.6倍。烘干时，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A时，衔铁被吸起，触点D、E断开；当电磁铁线圈中的电流减小到0.01A，衔铁被释放，触点D、E重新接触，使烘干温度维持在50~70℃。电磁继电器控制电路电源电压U恒为9V，是定值电阻，是热敏电阻，其温度与滚筒内衣物的温度相同，阻值随温度升高而减小，电磁铁线圈电阻忽略不计。
(1)下列说法不正确的是（ ）；
A．制冷剂是一种既容易汽化，又容易液化的物质
B．制冷剂与外部空气相遇后，发生了液化
C．物质在装置B中发生了汽化
D．管道c中的制冷剂处于液态
(2)图乙中，电磁铁的下方是 （选填“N”或“S”）极。冷凝式烘干机烘干期间，当滚筒内衣物的温度为50℃时，控制电路中热敏电阻的阻值为600Ω，则定值电阻的阻值为 Ω；当滚筒内衣物的温度为70℃时，热敏电阻的阻值为 Ω；
(3)某次烘干时，将冷凝式烘干机的插头插入智能计量插座，利用智能计量插座的监测功能测得烘干期间电压恒为220V，功率值2200W和880W交替出现，若电动机转速不变。求烘干期间流过电动机M的电流大小？
【答案】(1)D
(2) N 300 150
(3)0.25A
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、电磁继电器的结构、原理与工作示意图、生活中的汽、液化现象
【详解】（1）由短文信息知，制冷剂在图甲中的装置A中，放出热量使外部空气温度升高，在装置B中，发生物态变化后，通过c管道回到压缩机形成循环，则制冷剂在管道a和c中的液态相同。因为固态制冷制在管道中不易流动，所以A中发生的物态变化是液化，B中发生的物态变化是汽化。管道c中，制冷剂处于气态，所以制冷剂是一种既容易汽化，又容易液体的物质，故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
（2）[1]图乙中，电流由电磁铁的上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁的下端为N极，上端为S极。
[2]图乙中，控制电路中，电阻R1与热敏电阻RT串联连接。冷凝式烘干机烘干温度维持在50~70摄氏度，所以当温度为50摄氏度时，衔铁被释放，电磁铁中的电流减小到0.01A，此时控制电路的总电阻
热敏电阻的阻值为600欧，则定值电阻
[3]当温度为70摄氏度，衔铁被吸起，此时控制电路中的电流达到0.02A，电路的总电阻
热敏电阻
（3）由图乙知，工作电路在烘干时，若衔铁被吸起，电阻R3与电动机并联接入电路，此时烘干功率为880W，干路的电流
若衔铁被释放，电阻R2、R3及电动机三者并联连接，此时烘干功率为2200W，干路的电流
则通过R2的电流
即有
通过R3的电流
则通过电动机的电流
22．阅读下列短文，回答问题。
光伏发电
光伏发电产业是我国低碳经济的亮点之一、光伏发电简易原理如图甲所示，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成为我们生产、生活所用电流。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之一，如图乙所示，电池板X每个正方形小格子的边长均为20cm。
(1)光伏发电的主要能量转化是 能转化为 能；
(2)电池板中有两层纯硅掺杂形成的 （填“绝缘体”或“半导体”）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 （填“正”或“负”）极；
(3)电池板的外壳材料选择有较高的要求，下列性质不是外壳材料所具备的是___________（填字母）；
A．良好的导热性 B．良好的透光性 C．良好的导电性 D．良好的耐磨性
(4)若电池板X 的光电能量转化效率为25%，则在1000W/m2的光照强度下，每小时输出的能量相当于节省了 kg的煤。（假设煤能完全燃烧，其热值
【答案】(1) 太阳 电
(2) 半导体 负
(3)C
(4)0.072
【知识点】电流方向的规定、半导体的特点、热值的公式及相关计算、太阳能的利用、认识物质的物理属性
【详解】（1）[1][2]当太阳光照射到电池板上时，电池板上的不稳定电子获得能量并定向移动，形成电流，这个电流通过导体可以产生电能，光伏发电的主要能量转化是将太阳能转化为电能。
（2）[1]半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，电池板中有两层纯硅掺杂，从而制成半导体。
[2]在电源内部，电流的方向是从电源的负极流向电源的正极，且电流方向与电子定向移动的方向相反；图甲中电子在电源内部做定向移动，且电子定向移动的方向向上，则电流的方向向下，即在电源内部电流从电极1流向电极2，所以电极1相当于电源的负极。
（3）A．电池板的外壳需要具备良好的导热性，能够将壳体内的热量及时散出，降低壳体温度，故A不符合题意；
B．对于某些类型的电池板（如光伏电池板），外壳材料需要允许光线透过，以便电池板能够吸收光能并将其转换为电能。因此，良好的透光性是这类电池板外壳材料所需具备的重要性质，故B不符合题意；
C．如果外壳材料导电，那么它可能会成为电池板内部电路的短路路径，导致电池板无法正常工作甚至损坏。因此，外壳材料应该是绝缘的，以避免电流通过，故C符合题意；
D．电池板的外壳需要能够承受外部环境中的摩擦和磨损，以保护内部元件不受损害。因此，良好的耐磨性是外壳材料所需具备的重要性质，故D不符合题意。
故选C。
（4）由图可知，电池板X的长为10×20cm=200cm=2m
宽为6×20cm=120cm=1.2m
则其面积为S=2m×1.2m=2.4m2
则电池板总功率为P=1000W/m2×2.4m2=2400W
则一小时产生的电能为W=Pt=2400W×3600s×25%=2.16×106J
则每小时输出的能量相当于节省的煤的质量为
23．库仑定律是静止点电荷相互作用力的规律。1785年由法国科学家库仑根据实验得出，真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。用公式可以表示为：其中表示两个电荷之间的相互作用力也称为库仑力，表示电荷之间的距离，表示电荷量的大小，是一个比例常数。如图光滑水平面上有两个位置固定的点电荷A和B，A是电荷量为9q的正电荷，位于轴的处，B是电荷量为4q的负电荷，位于轴的处。
(1)将一电荷量为q的正电荷C分别放置在轴的和处，求两个位置C受到的库仑力的大小之比；
(2)将一点电荷D放置在水平面上，发现电荷D能保持静止，此时A和B受到的库仑力恰好同时为0，判断电荷D是正电荷还是负电荷，求电荷D在轴的位置和电荷量的大小。
【答案】(1)
(2)正电荷，6m处，36q
【知识点】二力或多力平衡问题、两种电荷的相互作用规律
【详解】（1）当C放置在x=1m处时：
点电荷A对C的库仑力FAC，根据库仑定律，qA =9q，qC =q，rAC=1m，则
因为同种电荷相互排斥，故FAC方向沿x轴正方向。
点电荷B对C的库仑力FBC ，qB=4q，rBC =1m，则
因为异种电荷相互吸引，故FBC 方向沿x轴正方向。
所以C在x=1m处受到的库仑力
当C放置在x=3m处时：
点电荷A对C的库仑力FAC′ ，rAC′ =3m，则
因为同种电荷相互排斥，故FAC′ 方向沿x轴正方向。
点电荷B对C的库仑力FBC′ ，rBC′ =1m，则
因为异种电荷相互吸引，故FBC′ 方向沿x轴负方向。
所以C在x=3m处受到的库仑力
则。
（2）因为A和B受到的库仑力恰好同时为0，A和B之间的力都在AB这条直线上，根据二力平衡可知，电荷D必须在直线AB上。
A是正电荷，B是负电荷，根据电荷间的相互作用规律，如果电荷D在A 和B之间，无论是正电荷还是负电荷，A和B总有一个受到的两个力方向相同，受到的库仑力不可能为0。所以电荷D必须在A 和B连线的延长线上。
设电荷D的电荷量为qD，位于x轴上x=x0处。
对A，由库仑定律，
对B，
因为FAD=FBD，所以
解得
当时，解得（舍去）
当时，解得。
因为A是正电荷，B是负电荷，根据电荷间的相互作用规律，B对A的库仑力方向向右，所以D对A 的库仑力方向必须向左，故电荷D应为正电荷。
再根据A、B库仑力为0，对A，FAD =FAB （FAB 是A、B间库仑力），
则
解得。
24．阅读短文，回答问题：
智能机器人
智能机器人是一种集成人工智能（AI）、传感器技术、机械工程与大数据分析的自动化设备，能够通过自主学习和环境交互完成复杂任务。智能机器人有相当发达的“大脑”，具备信息传感器，可以模拟人类的多种感觉，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。此外，它还有效应器，通过电动机使手、脚、触角等动起来。智能机器人能用人类语言同操作者对话，能调整自己的动作以达到操作者所提出的要求。
图甲所示是目前餐饮行业中广泛使用的送餐智能机器人。送餐的智能机器人具有过载自动保护系统，其电路原理如图乙所示，此电路电源的电压为16V，图中D为餐盘下面的压敏二极管，其阻值R随所受压力变化的图像如图丙所示，图乙中的触发器为电路保护开关，R0的阻值是12Ω，当电路中的电流大于0.5A时，触发器断开，电铃会发声提示，以免机器人损伤。通常情况下，当电池电量减为其容量的10%时，智能机器人就会自动寻找充电座充电。
机器人为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。下表为机器人的部分参数。“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能；“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量 2kg 减速器的减速比 30∶1
电池比能量 120W·h/kg 驱动电机将电能转化为机械能的效率 60%
(1)关于智能机器人，下列说法错误的是 ；
A．智能机器人充电时，是将电能转化为化学能
B．智能机器人通过嗅觉传感器闻到外界的各种气味，说明分子在做无规则的运动
C．智能机器人的效应器通过电动机使“手”“脚”等动起来时，是将电能转化为机械能
D．智能机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用激光才能较好感知到障碍物
(2)送餐机器人手能承受物体的最大质量是 kg（g取10N/kg）；
(3)若该机器人匀速行驶时受到的平均阻力为80N，为确保机器人顺利返回充电，离充电座的最远距离不能超过 m；
(4)图丁是机器人测速系统的部分装置简化图，转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧，当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为0。某次当驱动电机的齿轮匀速转动时，电缆输出如图戊所示周期性变化的电流，则1s内对准传感器的齿间隙共有 个；若此时机器人遇到障碍物，减速器启动，则经减速器降速后的齿轮转速为 r/min。
【答案】(1)D
(2)15
(3)648
(4) 100 12.5
【知识点】计算物体运动的速度、功的计算和估算、欧姆定律的简单计算、能量的转化
【详解】（1）A．智能机器人充电时，相当于用电器，是将电能转化为化学能储存起来，故A正确，不符合题意；
B．智能机器人通过嗅觉传感器闻到外界的各种气味，这是发生了扩散现象，说明分子在做无规则的运动，故B正确，不符合题意；
C．电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动，智能机器人的效应器通过电动机使“手”“脚”等动起来时，是将电能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．玻璃等透明障碍物可以透光，智能机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用激光不能较好感知到障碍物，应利用超声波，故D错误，符合题意。
故选D。
（2）分析电路可知，压敏二极管和电阻串联。送餐机器人的手承受物体压力最大时，电路中的电流为0.5A，总电阻为
则此时压敏二极管阻值为
由丙图可知对应压力，则送餐机器人手能承受物体的最大质量为
（3）电池容量为
返回时电量为
则返回时克服阻力做功为
则离充电座的最远距离为
（4）[1]如图戊所示，每为一个周期，一个周期有一个齿间隙，则1s内对准传感器的齿间隙个数为
[2]由图可知，齿轮间隙共有16个，则驱动电机的齿轮转速为，减速器的减速比为30∶1，则经减速器降速后的齿轮转速为。
25．胶囊胃镜机器人
“胶囊胃镜”全称为“遥控胶囊内镜系统”，被誉为“完美胃部检查的胶囊内镜机器人”。胶囊机器人另一个名字为磁控胶囊内镜，重为0.05N。它只需患者随水吞下，经过15分钟左右便可完成胃部检查。典型的胶囊内窥镜包含几个主要组件：外壳，光学窗口，LED阵列，光学透镜，CMOS图像传感器，射频发射器，天线和电源。医生通过胶囊胃镜系统，可以实时精确操控的体外磁场来控制胶囊机器人在胃内的运动，改变胶囊姿态，按照需要的角度对病灶重点拍摄照片，从而达到全面观察胃黏膜并做出诊断的目的。在这个过程中，图像被5G无线传输至便携记录器，数据导出后，还可继续回放以提高诊断的准确率。
(1)思考乐小白同学口服一个胶囊机器人，这个胶囊机器人长约2.7 （填单位）；
(2)如图所示，画出胶囊机器人在胃中所受重力示意图；
(3)白医生想扫描更大范围时，应操作机器人 （靠近/远离）此区域；
(4)小白医生在远程无线操控机器人时，通过 波来传递信号。
【答案】(1)cm
(2)
(3)远离
(4)电磁
【知识点】常见的长度及估测、重力的示意图、电磁波的应用、照相机
【详解】（1）由图甲可知，胶囊机器人长大约等于2~3个手指的宽度，约2.7cm。
（2）重力作用点画在物体的重心上，方向竖直向下；从胶囊机器人的重心沿竖直向下画出重力的示意图，如图所示：
（3）胶囊内窥镜中的光学透镜属于凸透镜，且与照相机原理相似，成实像。而凸透镜成实像时，物距变大，像变小；如果小白医生想扫描更大范围，让像小一些，则物距要大一些，应操作机器人远离此区域。
（4）电磁波可以传递信息，远程操控时，电磁波更稳定，可靠。所以医生在远程无线操控机器人，通过电磁波来传递信号。
26．阅读短文，回答问题。
风寒效应
我们都有这样的生活体验：走在街上，穿着的衣服感觉冷暖刚好适宜，这时突然起了一阵大风，顿时感觉周身寒冷，这就是风寒效应。风寒效应是一种因风导致的人体感觉温度比实际气温低的现象。有科学家提出用风寒温度描述刮风时人体皮肤感觉的温度。简单来说，风寒温度就是用数字来概括我们皮肤感觉到有多冷，而不是皮肤实际有多冷。
通过大量实验，人们找出了风寒温度和风速之间的关系。下表是在相对湿度保持40%不变，气温为5℃和0℃时，某地区部分风寒温度与风速的关系。
风速v/（km·h-1） 20 30 40 50 60 70 80
风寒温度t1/℃ 4.3 3.8 3.3 2.9 2.5 2.1 1.8
风寒温度t2/℃ -1.0 -1.5 -2.0 -2.4 -2.8 -3.2 -3.6
关注风寒温度，对于我们的意义不仅是要注意保暖，更重要的是风寒温度的高低表示的是皮肤温度下降到空气温度的速度，风寒温度越低，人体可能冻伤的速度就越快。当风寒温度下降到-45℃时，人体在不到5min的时间内就会冻伤。因此在野外工作的人员一定要关注这个参数，不能只靠气温来判断穿衣情况。
(1)表中t1是气温 ℃对应的风寒温度；
(2)根据上表给出的数据，推测在气温为0℃、风速为65km/h时，风寒温度约为 ℃；
(3)写出一条人们应对风寒效应的措施 。
【答案】(1)5
(2)-3
(3)见解析
【知识点】常见物体的温度
【详解】（1）已知材料提到在相对湿度40%不变，气温为0℃和5℃时某地区部分风寒温度与风速的关系，且表格中t1对应的数值都大于0。因为0℃对应的风寒温度必然小于等于0℃，所以大于0的t1只能是气温5℃对应的风寒温度。
（2）当气温为0℃时，观察表格中风速与风寒温度的关系，风速从60km/h到70km/h，风寒温度从 -2.8℃变化到 -3.2℃，风速每增加10km/h，风寒温度降低约0.4℃。那么当风速从60km/h增加到65km/h（增加了5km/h），风寒温度降低约0.2℃，所以推测在气温为0℃、风速为65km/h时，风寒温度约为-3.0℃。
（3）因为风寒效应会使人感觉更冷，而多穿保暖衣物可以有效减少人体热量散失，从而抵御风寒效应带来的寒冷感觉。
27．阅读《太阳能光热发电》，回答下题。
太阳能光热发电
太阳能光热发电清洁、环保，与光伏发电相比具有连续、稳定输出的特点。
2018年12月30日，我国首个百兆瓦级光热电站——甘肃敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站并网发电（如图甲所示）。熔盐塔式光热电站利用多面定日镜将太阳光反射到塔顶部的吸热器上，将熔盐加热，高温熔盐通过热力循环系统产生蒸汽，蒸汽推动叶轮转动，从而带动发电机发电。
2024年9月20日，全球装机容量最大的熔盐线性菲涅尔光热电站——甘肃玉门10万千瓦熔盐线性菲涅尔光热电站并网发电。玉门熔盐线性菲涅尔光热电站使用约7500吨熔盐作为吸热、储热介质，利用靠近地面放置的多个一次反射镜，动态跟踪太阳的运动，将太阳光反射到安装在高处的二次反射镜，通过二次反射，太阳辐射聚集到真空集热管上（如图乙所示），可将290℃的低温熔盐加热到550℃，高温熔盐通过热力循环系统产生蒸汽，蒸汽推动叶轮转动，从而带动发电机发电。相比塔式集热系统，线性菲涅尔集热系统施工难度小，维护更方便，安全性更高。
截至2024年底，我国建成光热发电累计装机容量838.2兆瓦；在建光热发电项目34个，总装机容量3300兆瓦；规划光热发电项目37个，总装机容量约4800兆瓦。随着装机规模的日益增大，光热发电独有的清洁、稳定的特性将逐步显现。
根据材料回答问题。
(1)线性菲涅尔集热系统与塔式集热系统相比，具有的优点是 。（写出一条即可）
(2)熔盐光热发电过程中，太阳能经过集热系统转化为熔盐的 能，高温熔盐经过热力循环系统产生蒸汽，蒸汽推动叶轮转动，叶轮的 能通过发电机转化为电能。
(3)图丙所示为小力设计的塔式集热模型，模拟太阳在位置1时，入射光照射到镜面上O点后反射到塔顶A点，当太阳运动到位置2时，若入射光依旧照射到镜面上O点后反射到塔顶A点，则应转动平面镜，使其侧面沿 方向。（选填“MM'”或“PP'”）
【答案】(1)见解析
(2) 内 机械
(3)MM'
【知识点】能量的转化、太阳能的利用、反射光随镜面转动的变化
【详解】（1）材料中描述：“相比塔式集热系统，线性菲涅尔集热系统施工难度小，维护更方便，安全性更高。” 因此具有的优点是： 施工难度小、维护更方便、安全性更高。
（2）[1]太阳能被集热系统吸收后，熔盐温度升高，内能增加。因此，太阳能转化为熔盐的内能。
[2] 蒸汽推动叶轮转动，叶轮具有机械能。 叶轮的机械能通过发电机转化为电能。
（3）由图丙可知，模拟太阳在位置1时，入射光照射到镜面上O点后反射到塔顶A点。当太阳运动到位置2时，反射光线与入射光线的夹角减小，则反射角减小，反射光线位置不变，法线向左转动，平面镜始终与法线垂直，平面镜需逆时针转动，其侧面应沿MM'方向。
28．阅读短文，回答问题；
空气开关
空气开关，又名空气断路器，是一种电路中电流超过设定电流值就会自动断开的开关。如图为空气开关简化后的原理图，当线路发生一般性过载，即电流较大，但小于设定电流值时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使发热元件发热，促使左端固定双金属片受热弯曲，推动顶杆使搭钩与锁扣脱开，将触点分离，切断电源。当线路发生短路或严重过载电流时，电磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击顶杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在弹簧的作用下将触点分离，切断电源。
(1)电磁脱扣器实际是一个 。发热元件通电后发热使得自身温度升高，这是通过 的方式增大了发热元件的内能。
(2)下列关于空气开关的说法中正确的是（　　）
A．当电路中有人触电时，空气开关能自动切断电路
B．电磁脱扣器的上端为N极
C．只要电路中有电流，电磁脱扣器对衔铁总有吸引力
D．衔铁能够被电磁脱扣器的磁场磁化，并永久保留磁性
(3)双金属片是由铜片和铁片组成，受热时铜片膨胀得比铁片大，则下列四个图中，铜片和铁片的位置符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
(4)如果要在现有基础上将空气开关的设定电流值调大一些，可采取的做法是： 。
【答案】(1) 电磁铁 做功
(2)C
(3)B
(4)见解析
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素、生活中利用电磁铁工作的设备、做功改变物体的内能
【详解】（1）[1]由材料可知，当线路发生短路或严重过载电流时，电磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击顶杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在弹簧的作用下将触点分离，切断电源，电磁脱扣器实际是一个电磁铁。
[2]发热元件通电后发热使得自身温度升高，电流对发热元件做功，发热元件内能增加，这是通过做功的方式增大了发热元件的内能。
（2）A．当电路中有人触电时，空气开关不能自动切断电路，电流过大时，空气开关才会切断电路，故A错误；
B．家庭电路中使用的是交流电，电磁脱扣器的磁极是变化的，故B错误；
C．只要电路中有电流，电磁脱扣器线圈内有电流通过，电磁脱扣器有磁性，电磁脱扣器对衔铁总有吸引力，故C正确；
D．衔铁能够被电磁脱扣器的磁场磁化，衔铁是软铁，断电后磁性消失，故D错误。
故选C。
（3）双金属片是由铜片和铁片组成，受热时铜片膨胀得比铁片大，铜片向铁片弯曲，将顶杆向上顶起，搭钩和锁扣脱开，切断电路，故选B。
（4）减少电磁脱扣器线圈的匝数或减小发热元件的电阻可以是空气开关的设定电流值调大一些。
29．阅读短文，回答问题。
古鉴的奥秘
古代的铜镜（古称“鉴”）通常有两种：一种是凹面镜，用抛物面的内侧聚焦日光，作为取火的工具；另一种是凸面镜，通过抛物面的外侧球面用来成像。
对于凹面镜，晋代的崔豹在《古今注》中有这样的记载：“燧，铜镜也，以铜为之，形如镜。照物则影倒，向日则火生。”根据光学原理，物体在镜子的焦点外侧（如图甲），物体的像是倒着的；物体在焦点内侧（如图乙），则会得到正像；平行焦点和中心（球面镜的球心）连线的太阳光照到凹面镜上，经弯曲的镜面后，会聚在凹面镜焦点处（如图丙），达到一定温度，就会点燃易燃物获取火种。另外，通过中心的光线经镜面改变传播方向后，仍通过中心。
对于凸面镜，宋代的沈括在《梦溪笔谈·器用》中描述，在镜的粗坯制成后，“复量鉴之小大”，在镜上“增损高下”，即改变其曲率半径，从而可使“人面与鉴大小相若”，这是极符合光学原理的叙述。因为人到球面镜的距离（物距）、放大率、曲率半径（镜面到球心的距离）有以下关系：。使用过程中，只要适当降低放大率，就能使小镜“全纳人面”。
(1)古鉴能改变光的传播路径，是由于光的 现象；
(2)将点光源置于凹面镜的 处，可获取平行光；
(3)古人用于梳妆的铜镜放大率一般 1；
(4)为使小于人脸的凸面镜达到“全纳人面”的目的，照镜人应适当 物距；
(5)结合图文信息，以下关于球面镜成像情况描述中正确的是______。
A．图甲中的物体水平向右略靠近焦点，所成实像会变小
B．图乙中的物体水平向右略远离焦点，所成虚像会变大
C．图丁中的物体水平向右略靠近焦点，所成虚像会变大
D．图丁中的物体水平向左远离焦点，可能成倒立的实像
【答案】(1)反射
(2)焦点
(3)小于
(4)增大
(5)C
【知识点】凸面镜和凹面镜的应用
【详解】（1）根据文意可知，古鉴是面镜，对光的作用是反射，改变光的传播路径。
（2）根据光路是可逆的，由丙图可知，将点光源置于凹面镜的焦点处，可获取平行光。
（3）古人梳妆用的铜镜一般是凸面镜，由文中放大率公式可知，放大率小于1。
（4）为了使凸面镜“全纳人面”，应降低放大率，根据放大率公式可知，照镜人应远离镜子， 增大物距。
（5）A．图甲中的物体水平向右略靠近焦点，物距变小，所成像会变大，故A错误；
B．图乙中的物体水平向右略远离焦点，物距变小，所成像会变小，故B错误；
C．图丁中的物体水平向右略靠近焦点，物距变小，所成像会变大，故C正确；
D．图丁中的物体水平向左远离焦点，成的仍然是虚像，故D错误。
故选C。
30．阅读短文，回答问题：
综合实践——设计自动浇花机器人
【任务要求】为了在五一假期保证教室内的花正常生长，同学们设计了自动浇花机器人，要求按线路巡查，检测土壤的湿度自动浇花。
【设计实施】
任务一：设计线路巡查系统，如图甲所示，场地布置为白色底，引导线为黑线，机器人巡着黑线前进，当红外发射接收管处在黑线位置时，发出的红外线大部分被黑色吸收，机器人腹部装有五个红外发射接收管分别用、、ZZ、、来表示（为左边第一个；为左边第二个、ZZ为中间、为右边第二个、为右边第一个，本题中依次就是按上述顺序）。当红外线发射接收管接收到地面反射的红外线较强时输出电信号为1，几乎没有接收到地面反射的红外线时输出电信号为0。

任务二：设计湿度检测系统，如图乙为设计的湿度系统原理图，控制电路电源电压，电磁铁线圈电阻10，R为湿敏电阻，其阻值随湿度的变化如图丙。电磁继电器在电流大于20mA时，衔铁被吸合；在电流小于12mA时，衔铁被释放。（湿度计的电阻不计）
【交流评价】下表是任务二的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。
评价指标 优秀 合格 待改进
湿度调节 土壤湿度能控制在一定范围内，且能调整湿度范围 土壤湿度能控制在一定范围内，但不能调整湿度范围 不能控制土壤湿度在一定范围内
(1)关于自动浇花机器人的实践活动，下列说法正确的是（　　）
A．人眼可看到机器人腹部发的红外线
B．引导线越黑越容易反射红外线
C．图乙中湿度计可能是电流表改装的
D．图乙中通电线圈的上端是N极
(2)红外线发射接收管发出红外线照射到白色地面上发生 反射；当机器人腹部的五个红外发射接收管输出的电信号依次为11011，机器人可能沿着引导线 （选填“前进”“右转”或“左转”）。
(3)根据以上信息，要想实现土壤干燥时浇水，土壤潮湿到一定程度时停止浇水，图乙中接头A、B应连接触点 ，使用该浇花机器人后土壤湿度最低值为 %。
(4)根据评价表中的指标对任务二进行评价，你的评价等级为 ，依据是 ；进一步给出优化建议： 。
【答案】(1)C
(2) 漫 前进
(3) CD 15
(4) 合格 不能调整湿度范围 在控制电路中加一个滑动变阻器
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有敏感电阻的动态分析、电磁继电器的结构、原理与工作示意图、漫反射、红外线的特点及应用
【详解】（1）A．人眼看不见红外线，故A错误；
B． 黑色表面主要是吸收红外线而非反射，故B错误；
C．图乙中湿度计串联在电路中，可能是电流表改装的，故C正确；
D．由图可知，电流从线圈下端外侧流入，上端内侧流出，根据安培定则，可知通电线圈的上端是S极，故D错误。
（2）[1]由于地面是白色且粗糙的，并非光滑镜面，光线射在上面，反射光线射向四面八方，故发生的是漫反射。
[2]只传感器(L1，L2，ZZ，R1，R2)输出信号为 1 表示检测到强反射(白色)，输出信号为 0 表示检测到弱反射(黑色)。给出的信号11011说明只有中间探头ZZ在黑线上(输出0)，其余均在白色区域(输出1)，机器人此时基本居中对准引导线，应继续前进。
（3）[1]要实现“土壤干燥时浇水、潮湿到一定程度时停止浇水”，电磁继电器应在未吸合时(干燥)让水泵工作，在吸合后(土壤足够湿)切断水泵电路，所以应选继电器的常闭触点(C、D)。
[2]电磁继电器释放电流小于12 mA，若土壤湿度继续下降使湿敏电阻R 增大，则线圈电流＜12 mA 时继电器释放，水泵开始工作；根据欧姆定律以及串联电路电阻关系湿敏电阻应接入阻值
对应图丙中湿度约为15%。这即是使用该机器人时土壤能保持的最低湿度。
（4）[1][2][3]结合第三问和控制电路电路图分析，湿敏电阻的范围不能调节，也就不能调整湿度范围，从表格可知，“能控制但不能调整范围”即为合格。要进一步改进，就需要在控制电路中增设可调部件，以便根据植物种类或环境需求对湿度范围进行调整。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)猜压07 材料阅读与综合分析专题
猜押考点 考情考频分析 2025年预测 备考策略
材料阅读与综合分析专题 命题特征（年均3-5题，分值占比15%-20%）： 材料类型：科技前沿（如超导材料/量子通信）、生活应用（电梯安全系统/智能手环）、社会热点（碳中和/航天工程） 考查重点：信息提取（数据表格/示意图解读）、原理迁移（用物理知识解释新现象）、方案设计（改进实验或设备） 热点主题： 人工智能硬件（如芯片散热原理分析） 新航天技术（空间站微重力实验装置解读） 极端天气应对（防洪闸门力学原理+能量计算） 创新形式： 非连续文本组合（说明书+曲线图+新闻报道综合题） 虚拟仿真场景（AR眼镜光学原理+电路设计） 能力升级： 要求撰写微型研究报告（现象观察→假设建立→方案设计） 增加“误差伦理”分析（如数据取舍的合理性判断） 信息处理训练： 每日精练1篇科技文摘，限时提取关键物理量（如效率/功率/能耗） 建立“术语转化本”：将专业表述（如“能量转换损耗”）对应课本知识点 思维建模策略： 应用“三阶分析法”：现象层（是什么）→原理层（为什么）→应用层（怎么办） 设计“情景模板”：如能源类/安全类/环保类问题的通用解题框架 跨学科联动： 联合语文教师训练说明文速读技巧 结合社会热点（如电动车自燃事件）分析能量转换与安全设计
命题趋势： 跨学科深化：2023年“新疆光伏发电站选址”结合地理光照数据 长文本挑战：2024年材料篇幅增加30%，含专业术语（如“热岛效应”“能量密度”） 批判性思维：要求评价方案可行性（如比较风能/氢能源的优劣）
题型一 材料阅读综合分析简答题
1．小华在成长笔记中记录了如下笔记，请你帮助他完善笔记，并找出笔记的错误之处、分析及改正。
笔记 完善并改正
2025年4月1日12时，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭以一箭四星方式成功发射卫星互联网技术试验卫星，将四颗卫星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。长征二号丁运载火箭有4个捆绑式助推器，火箭起飞后，助推器中的燃料在燃烧170秒左右后燃烧完毕，随后助推器与火箭一级分离。分离后： （1）火箭进入大气层，其外壳会因为剧烈摩擦而升温，此过程将机械能转化为 能，总能量 （选填“是”或“不是”）守恒的； （2）助推器将怎样运动？ 小华分析：助推器与火箭芯分离后，会在重力的作用下直接向下掉落。 （1）完善笔记 （2）错误之处： ； 分析及改正： 。
2．小明用红外成像测温仪拍摄桌面，拍得画面显示桌面上A、B、C位置的温度如图1所示，接着他用手快速摩擦其中一个位置，在另一个位置喷上温度为25.5℃的酒精，再用红外成像测温仪拍摄桌面，拍得画面如图2所示。
（1）小明在A、B、C哪个位置用手快速摩擦桌面？
（2）喷在桌面上的酒精发生了哪种物态变化？该物态变化过程要吸热还是放热？
（3）图2中A、B位置发出的红外线在真空中的传播速度大小是否相等？
3．目前，新能源智能汽车进入许多家庭，随着科技发展，计算芯片、人工智能、大数据、云计算、信息通信等多个高新技术产业，具备产业深度融合，已成为汽车产业发展战略方向。
如图甲所示是一款新能源智能汽车，车顶覆盖薄膜式太阳能电板，车窗采用“智能玻璃”，除了可实现调节温度和透明度（透过玻璃的光照度与入射光照度之比），还具有单向透光功能，可以从车内看到车外景象，而车外看不见车内景象；车身配有多个雷达，充分提高了行车的安全性。
(1)如图乙所示，汽车挡风玻璃是倾斜的，是使车内物体通过挡风玻璃所成的像位于 （选填“上方”、“下方”或“正前方”），不妨碍司机视线。司机通过两侧后视镜看到的“车外的景物”是景物的 （选填“虚”或“实”）像。
(2)改变按压汽车喇叭开关的力度，可改变喇叭发出声音的 （选填“音调”、“音色”或“响度”）。
(3)如图丙所示，汽车前灯的反光装置相当于 （选填“平面镜”、“凹面镜”或“凸面镜”），它对光线有 （选填“会聚”或“发散”）作用。
(4)炎炎夏日，汽车停在露天停车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内，太阳光透过矿泉水瓶后可能将汽车内的易燃物引燃。这是由于 。
4．阅读短文，回答问题。
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机在社会各个领域有广泛应用，其中无人机航拍摄影像具有高清晰、高现实性的优点，广泛应用在航拍，交通上。图为某型号无人机，该无人机部分零件采用碳纤维材料制成。请结合上述信息完成下面的问题：
(1)制作无人机的材料应具有 小、硬度大的特点；
(2)无人机在竖直方向上匀速升高时，无人机受到的升力 重力（选填“大于”“小于”或“等于”），无人机的机械能 （选填“不变”“减小”或“增大”）；
(3)摄像机的摄像头可看作凸透镜，当摄像机向被拍摄的物体靠近时，物体所成实像的像距将变 ；
(4)如果摄像机每秒拍摄的画面数是11000帧。小轿车在高速公路上限速120km/h，交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。一辆小轿车在通行0.5m的过程中，高速摄像机拍摄帧数为110帧，据此判断该监测的轿车 （填“超速”或“不超速”）；
(5)该机所需的能量是由一块输出电压为15V，容量为5000mAh的电池提供。若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100W，则该机最多能飞行 s。
5．近年来，国家为科学储存和调控电能投资建造了很多储能电站，图甲是中国建造的全球首个“双塔一机”光热储能电站，该电站设置两个吸热塔，共用一台汽轮发电机，塔下有近3万块平面镜。平面镜的朝向随太阳位置的变化而改变，能将阳光反射聚集到吸热塔上，被称为定日镜。塔下还有两个装有液态熔盐的大罐，熔盐的熔点约142℃，沸点约680℃，比热容约。
如图乙所示，电站白天将低温液态熔盐加热到储存起来，夜晚用电高峰期，使高温熔盐与水发生热传递，产生高温高压的蒸汽驱动汽轮转动，带动发动机组发电。该储能电站与周边的光伏、风电形成多能互补清洁能源基地，基地的日发电总量约为，每年减排二氧化碳约153万吨。
(1)该电站储能时将 能转化为 能储存起来；
(2)如图所示，一束光照射到某定日镜的B点，经反射后照射到吸热塔上的A点。请将光路补充完整，并用“”表示定日镜，画出其正确的放置位置；
(3)LED灯将电能转化为光能的效率高，被广泛应用在生产生活中，请计算该能源基地一天的发电量可供10000盏标有“220V 20W”字样的LED灯正常发光的时间。根据材料信息，简述光热储能电站选用熔盐储能的原因。
6．如图甲和乙分别为某款增程式电动汽车的结构图和工作原理图。电动汽车在电池电量充足时，启动“纯电模式”，蓄电池通过电驱系统的电动机，将电能转化为机械功，驱动转动装置，输出动力。为保护电池寿命，当蓄电池的电量降至20%时，将会强制保电，不再减少电量，此时启动“增程模式”。增程器通过燃烧燃油发电，给蓄电池充电，补充的电能再同样通过电动机，驱动转动装置，输出动力。已知蓄电池充满电时储存的电能为，增程系统效率（是指增程器工作时，给蓄电池充的电能与燃油完全燃烧产生的热量的比值）为40%。某次测试中，电动汽车以“纯电模式”在平直路段匀速行驶10km，受到的牵引力为600N，蓄电池电量降低5%。求：
(1)给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于简单电路中的 （选填“用电器”或“电源”）。
(2)测试过程中电动汽车牵引力所做的功是多少J？
(3)某出租车司机使用燃油汽车每天平均行驶200公里，消耗燃油10L。若改用上述增程式电动汽车，每天充满电后行驶200公里。已知燃油热值为3.6×107J/L，燃油的价格为8.7元/L，汽车充电电费按0.8元/kW·h计算，求∶
①上述增程式电动汽车充满电后行驶200公里，需要消耗多少L的燃油？
②若改用上述增程式电动汽车，该出租车司机每个月（按30天）可节省多少元？
7．还吃？国家喊你来减肥啦！今年全国两会提出：国家即将实施“体重管理年”三年行动计划。体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素，经综合分析得出人的体脂率。
(1)人运动时，存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的 （选填“内能”或“化学能”），导致人体温度升高。肌肉密度比脂肪密度大，肌肉比脂肪更容易导电。若人的体脂率下降，体重不变，则人体的密度 （选填“增大”或“减小”），人体的电阻 （选填“增大”或“减小”）。
(2)小强的父亲两手之间的电阻 （选填“可能”或“不可能”）大于两脚之间的电阻。
(3)若小强的父亲在医院测体脂率时，加在两手之间的电压为5V，通过的电流为2.5mA，则小强的父亲两手之间的电阻为多大？小强的父亲经锻炼后质量从80kg降为78kg，体脂率从25%降为20%，若肌肉的密度为，则小强的父亲增加的肌肉的体积为多少？（结果保留整数）。
8．从龙骨水车到世界之最发电机组
“龙骨水车”早在12世纪前被我们人民广泛用于灌溉农田等，如图甲所示，水车灌溉时，用人力或风力等转动摇杆，使大轮轴转动，带动槽内刮板刮水上行，倾灌于地势较高的田中。
我国在可再生能源发电已达到世界先进水平，其中风力发电、海底潮汐能发电等技术已达到世界之最。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图乙所示，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。
(1)水灌到水田，“哗啦”声与“涟漪”同时出现，这说明声音是由物体振动产生，为了省力，水车的摇杆长度应 大轮轴半径（选填“>”、“<”或“=”）；如果每个刮水板能将4L水刮到3m高的田中，则每个刮水板至少对水做功 J；
(2)结合上述材料，下列说法正确的是__________；
A．风能发电的能量转化不受方向性限制
B．风能是一种不可再生的能源
C．龙骨水车提水与吸管吸饮料原理一样
D．风力发电机的原理是电磁感应
(3)当风正面垂直吹向静止叶片时，从正面看，叶片会顺时针转动，则叶片P的形状应是如图 （选填“A”、“B”或“C”）所示，理由是 ；
风力发电机
正常发电风速范围 2.0~12m/s
最大输出功率 400kW
(4)已知风力发电机正常发电时输出功率P与风速v的三次方成正比，某风力发电机参数如上表所示。当风速为6m/s时，发电机的输出功率为 kW。该风力发电机组齿轮箱中转动加速器的加速比为1∶20（即叶片转速与发电机转子转速之比），当风速为12m/s时，发电机转子1.5min转600圈。当该风速时发电机输出电能2kW·h，叶片需要转动 圈，工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量（q煤=3×107J/kg）。
9．随着生活水平的提高和技术的进步，一些健康监测产品得到广泛应用，使我们能更好地了解自己的身体状况，为健康管理提供科学依据。
(1)图甲为一种身高测量仪，其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号，经下方物体反射后返回，被感应器接收。某同学站上测高台，感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为，感应器距测高台的高度为2.5m， 声速取340m/s， 则该同学的身高为 m。
(2)“体脂率”指人体脂肪占总体重的百分比，是衡量肥胖程度和健康状况的一个参考指标。体脂秤是通过测量人体对微弱电流的电阻大小，结合身高、体重、年龄、性别等个人信息，利用内置算法推算出体脂率。脂肪几乎不含水分，导电性差。肌肉含有较多水分和电解质，导电性好。人站在如图乙所示的体脂秤的电极片上，应该 （选填“赤足”或“穿鞋”）站立，电流从脚底进入人体，流经全身后返回体脂秤，形成闭合回路。通过较肥胖者的电流较 （选填“大”或“小”）。测量结果 （选填“会”或“不会”）受饮水多少的影响。
(3)智能手环利用内置传感器记录佩戴者行走的步数。当人走路时，手臂的摆动会产生速度变化，这些变化被传感器捕捉并转化为电信号，通过分析这些数据，算法可以计算出步数。假如手环随人体做匀速直线运动，它 （选填“能”或“不能”）计步。
(4)使用图丙所示的血压计时，应使血压计和心脏处于同一水平高度。测出的舒张压（心脏在舒张时，血液对血管的压强）为80mmHg。下列理解正确的是 ___________。（至少有一个选项正确）
A．血液对血管的压强远低于大气压
B．血液对血管的压强比大气压高 80mmHg
C．如果血压计的位置比心脏的位置低，测量结果会偏大
D．通常情况下，收缩压（心脏收缩时的血压）要比舒张压高一些
10．请阅读《最强特高压点亮中国》并回答问题。
最强特高压点亮中国
我国的能源供给和产业发展各具特色，东部产业发展水平较高，西部蕴藏着大量可开发的清洁能源，因此能源和产业的调配是我国协同发展的重要工程。
以电力输送为例，的特高压输电线路，可以在你眨眼瞬间将电能输送到3300公里之外30次。这么长的输电线路，导线上的电阻不仅不能忽略，还会在电流通过时产生大量的热量，造成电能损耗。然而通过红外热像仪的拍摄如图甲所示，我们发现这些传输强大电能的导线并没有像预想的那样因为发热产生过高的温度。为了弄清其中的原理，我们将整个输电线路画成如图乙所示的简图。特高压电站就像是提供电能的电源，某城市电站如同消耗电能的用电器，输电线上的电阻等效为串联在电路中。发电站的功率是稳定的，这取决于发电机组的发电能力。根据，如果我们提高特高压电站的输电电压U，就会降低输电线上的电流，从而减少导线上的电能损耗，这就是高压输电的原理。
除此以外，每束特高压输电线都由多根手臂粗细的导线合成，增大了导线的横截面积，从而进一步降低电能的损耗。但要承载它们的重量就需要无数座坚固的铁塔，为我们架起了这条名副其实的电力“天路”。
(1)常温下铜和铝的物理性质如表所示。结合文中信息综合考虑，架空高压输电线应采用硬度较高的复合材料线芯和相同粗细的多股 （选填“铜”或“铝”）制导线绞在一起制成。
金属 铜 铝
导电性 优 良
密度 8.92 2.70
价格（元/吨） 66800 18800
(2)若某一发电站，将恒定的输电电压U由提高到，通过输电线向较远的另一座电站输电，若输电线的总电阻不变，则在发电功率不变的条件下，输电线上的电流变为原来的 。
(3)请结合文章和所学知识，分析特高压输电导线热量损耗减小的原因。
11．电路中开关用于控制电路的通与断．常见的开关如图甲所示，我们一般将这种开关称作单刀单掷开关，其电路图如图乙表示。
(1)我们在电学题目中，还会遇到一些其他样式的开关，如图丙中开关，可以与a连接，也可以与b连接．如果要将电灯与并联，开关的连接方式是： ，接 ．
(2)图丁是某用电器的电路图，通过旋转手柄可以使扇形开关（阴影部分）同时接触两个相邻的触点，从而实现高温、中温和低温三个挡位的切换．将其接入220V的家庭电路中，旋转开关转至 （选填“ab”、“be”、“cd”或“de”）时，该电器处于高温挡工作；若扇形开关与触点c、d接触，则连入电路的是发热电阻 （选填“”、“”或“和”），此时电路中的电流是0.2A，则此时的发热功率为 W；
(3)用电器可以并联或串联，开关也能并联或串联，从而达到不同的控制效果．高铁内每节车厢一般有两个洗手间，如果这两个洗手间都有人并且锁门时，“有人”的指示灯亮起来；如果两洗手间都没有人或者只有一个洗手间有人时，灯不亮表示可以使用．门的插销相当于一个开关，锁门时开关闭合．要实现这个功能，需要将两个开关 （选填“串联”或“并联”）起来；以下情景中开关也需如此安装的有
A．楼道里的电灯，夜间（光控开关闭合）有人走动发出声音时（声控开关闭合）会亮．
B．烟雾报警器有两个触发开关，一个是探测烟雾的，浓度达到一定程度，开始报警；另一个是探测温度的，温度达到一定的程度，也会开始报警．
C．高铁站的自动检票闸机口设有身份证和人脸识别双重验证，若每个信息验证成功相当于闭合一个开关，两个信息相符合后闸机门（电动机）自动打开，乘客可检票通过．
12．我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器的示意图如图所示。“蛟龙号”的外壳主材选用钛合金板，其主要技术参数如表所示。“蛟龙号”挂有适当数量的压载铁，可通过改变压载铁的数量，来控制其下沉或上浮。“蛟龙号”采用科学家们研发的具有世界先进水平的高速水声通信技术，即声呐通信。
体积 50 最大速度/节 25
质量/kg 最大载荷（不包括乘员质量） 220
最大下潜深度/m 7000 乘员人数（每人质量不超过） 3
(1)钛合金具有硬度大、耐腐蚀性好和耐热性高等特点。航空发动机用钛合金制造低压压气机盘和叶片，主要是利用钛合金 的特点；“蛟龙号”的外壳主材选用钛合金板，使其能更好地在海水中工作，主要是利用钛合金 的特点；
(2)“蛟龙号”在下潜的过程中受到海水的浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
(3)加速下沉的“蛟龙号”，若在经过某一密度均匀的海水区域时，迅速抛掉部分压载铁，使其所受的浮力等于重力，不计水的阻力，则其将_____；
A．继续加速下沉 B．减速下沉 C．匀速下沉 D．立即静止
(4)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，它通过改变压载铁的数量，实质上就是通过改变它所受的 来实现浮沉，当它处于深的工作区时，它所受海水的压强为 。（，取）
13．新能源汽车作为一种以清洁能源驱动的交通工具，可以减少传统燃油汽车对化石燃料的使用，如图是某国产混合动力汽车工作流程示意图，主要部件有：发动机（汽油机）、蓄电池、电动机等，它们单独或组合向汽车提供动力，汽油机和电动机分属两套独立的工作系统，蓄电池通过电动机能单独驱动汽车，汽油机也能直接给汽车提供动力，两套系统还能同时工作驱动汽车。另外该汽车还采用了再生制动器装置，汽车刹车制动时消耗的一部分动能可以转化为电能储存在蓄电池中，供汽车使用。（g取）
(1)该汽车（四轮）空车时自重1.72t，静止停在水平地面上时每只轮胎与地面接触面积为500cm2，求汽车对地面的压强；
(2)汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1，小明爸爸的体重为80kg，小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶，其速度随时间的变化图像如图所示，则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功是多少；
(3)该车电池采用能量密度为的刀片电池，若一块刀片电池的质量为3.8kg，这块汽车电池由100块刀片电池组成，该车充电时电压为600V，汽车电池在没电时开始充电，12h可充满电，求充电时的电流；
(4)传统燃油车需要消耗石油，与传统燃油车相比新能源汽车的优点是什么。
14．小华在学习完家庭电路一节后，提出：家庭电路电压高达220V，使用时测电笔直接接触到火线上，为什么不会发生触电事故呢？请你阅读下列资料帮助小华解释其中的道理。（提示：其中氖管的电阻和人体电阻相比高电阻来说阻值很小可以忽略不计）
资料一：测电笔的结构如图所示，它由两个金属电极、氖管、弹簧和一个阻值约为1000kΩ的高电阻等组成。
资料二：使用测电笔时，手要接触测电笔尾部的金属电极，使火线、测电笔、人体与大地构成一个回路，氖管会发光。
资料三：人体对电流的反应，当人体通过0.6mA的电流，会引起人体麻刺的感觉；通过20mA的电流，就会引起剧痛和呼吸困难；通过50mA的电流就有生命危险；通过100mA以上的电流，就能引起心脏麻痹、心房停止跳动，直至死亡。
电流低于0.6mA，因此不会发生触电事故。
题型二 科普阅读题
15．从光纤通信到量子通信——信息传输的新革命
在现代社会，光纤通信已成为互联网、电话、电视等信息传输的主要方式。光纤通信利用光信号在细长的玻璃纤维或塑料光纤中传播，以实现远距离的信息传输。然而，光信号在光纤中传播时，会受到信号衰减的影响，使得信息的传输距离受到约束。
在短距离光纤通信中，光信号的最大传播距离R和发射功率P之间存在一定的关系，经验上可以用以下近似公式描述：，k是一个经验常数在短距离光纤通信条件下可取。在长距离光纤通信中，工程师们通常不会单纯依赖提高功率，而是使用掺钾光纤放大器（）等设备接力来补偿信号损失，使得信息能够传输到上千公里远。
量子通信的传播机制不同于传统光纤通信。2016年，中国成功发射了“墨子号”量子科学实验卫星，实现了1200公里量子纠缠分发，远远超出了传统光纤通信在单次传输中的理论极限。传统光纤通信依靠光信号的强度来传输信息，而量子通信则利用光子的量子特性。
在量子通信中，量子纠缠允许两个光子处于“纠缠态”，无论它们相距多远，一个光子的状态变化，另一个光子的状态也会同步变化。此外，量子密钥分发（）通过光子的量子态来加密信息，而不是依赖功率来传输信号，因此即使光子的功率极低，信息仍能安全地传输。
量子通信具有更高的安全性、长距离信息共享能力、抗干扰能力和不可克隆性。一旦有人试图窃听，光子的量子态会发生不可逆的变化，从而被通信双方察觉，使信息传输更为安全。量子纠缠技术使得远距离的两个站点可以共享信息，而不会像传统通信那样因信号衰减而影响信息完整性。此外，量子通信对外界干扰不敏感，能够在复杂环境下稳定运行。最后，量子信息无法被复制或篡改，杜绝了数据伪造的可能性，进一步提升了通信的可靠性。尽管量子通信仍然面临技术挑战，但其独特的物理特性使其在未来的高安全性信息传输中展现出广阔的前景。
根据材料回答以下问题：
(1)与传统光纤通信相比，量子通信的优势是： 。（请写两个）
(2)若某光纤通信系统的发射功率为10mW，该光信号的最大传播距离为 m。
(3)量子通信技术在信息安全方面有重要应用。请举出一个日常生活中需要信息安全保护的例子，并说明信息安全的重要性。
16．阅读短文，回答问题。
UnitreeH1智能人形机器人在2025年央视春晚的舞台上，由宇树科技与新疆艺术学院共同呈现的创意融合舞蹈《秧BOT》大放异彩，16台UnitreeH1机器人身着花坎肩，手持手绢，以整齐划一的秧歌舞步赢得了观众的喝彩，如表为UnitreeH1机器人的部分参数。
除了能精准地完成舞蹈动作之外，UnitreeH1还凭借其运动能力、导航能力、负重能力和环境感知能力，非常适合在核电站、化工厂等危险环境中执行搬运、巡检和应急响应等任务。为了避免机器人在执行搬运任务时因所受压力过大而损伤，设计了如图乙所示的负重过载保护电路，图中电源电压为，为压敏电阻，其阻值随机器人所受压力变化图像如丙所示。当报警器通过的电流超过报警电流时就会报警，放弃执行搬运任务，从而避免机器人受损伤。
电池工作电压 60V 电池容量 15Ah
报警电流 10mA 最大负重 150N
单脚脚底面积 总质量 45kg
(1)制造机器人芯片所使用的材料是 （选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）；
(2)如图甲所示，机器人舞蹈动作整齐划一，上演“神同步”。若以第1个机器人为参照物，其他机器人是 的；机器人抬起一只脚跳舞时，它对地面的压强 Pa；
(3)按照以下步骤对图乙的负重过载保护电路进行调试：
①电路接通前，应先将滑动变阻器滑片置于b端，再将电阻箱调到 ；
②将开关S向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器报警；
③保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S向d端闭合，报警系统即可正常使用。
(4)用已调好的报警电路进行测试，若机器人的负重为100N，此时该电路中的电流是 （结果保留到小数点后一位）；
(5)机器人长时间工作后，为了减轻其最大负重，图乙的电路可以做哪些改变？请任写一点： 。
17．2025年2月27日，小米SU7Ultra正式上市，它采用了“麒麟Ⅱ”三元锂电池，该电池具有电池容量大、能量密度高的特点，纯电也能安心出行。SU7Ultra部分参数如表：
电池容量（） 90 电动机最大功率（） 1138
电池能量密度（） 250 快充时间（） 10
(1)电动汽车为保证长续航，往往会采用“动能回收”技术，将行驶过程中多余的机械能转化为电能存储起来，这一能量转化的方式和 （选填“发电机”或“电动机”）类似；
(2)为保证其赛道性能，配备了固定式大尾翼。竞速时，尾翼 （选填“上方”或“下方”）的空气流速较大，可提供下压力稳住车身；若电动机以最大功率输出，就会消耗电能 J，因此在做赛道测试时，往往会准备多台SU7Ultra轮流测试；
(3)进入快充时，其电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”），平均充电功率为 kW，电池的质量为 kg。
18．阅读短文，回答问题∶
主动式空气净化器
净化器的工作原理为∶机器内的马达带动风扇使室内空气循环流动，污染的空气通过机内的空气过滤网后，各种污染物被吸附。主动式空气净化器还会在出风口加装负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。
下表为某型号的主动式空气净化器的参数。CADR是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。可按下列公式计算CADR＝2.4V/ t（V∶房间容积；t∶空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间）。洁净空气量是指1h净化空气的体积，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
额定功率 60W CADR 600m3/h 声强范围 34-64dB
模式 睡眠 静音 I Ⅱ Ⅲ 强劲
工作挡位 待机 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 6挡
功率(W) 0.9 23 44 75 103 123 148
洁净空气量(m^3/h) 120 240 360 500 610 760
(1)下列说法正确的是 ；
A．输入净化器中的功率越大，消耗的电能越多
B．净化器CADR值越小，越节能
C．机器内的马达工作时，将电能主要转化成机械能
D．气流外侧的颗粒物也被吸入净化器，是因为气流处流速大压强大的缘故
(2)空气净化器工作时，污染空气中的颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，这主要是因为 ；
(3)如果室内面积为60m2，房间的高度为3m，则该空气净化器使房间污染物的浓度下降90%，理论上需要 h；
(4)某次单独使用空气净化器10min，消耗电能是4.5×104J，则该空气净化器在 挡工作；若出风口的面积为0.2m2，则在该挡位下工作时风速为 m/s；
(5)利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率∶净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是 μg/m3，净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为 %。
19．阅读短文，回答问题。
全球首台甲醇汽车起重机投用
近日，山西太重集团成功推出全球首台、行业首创的甲醇汽车起重机，正式投入使用，彰显出我国工程机械领域的创新实力。
如图甲所示，该甲醇汽车起重机最长主臂达到44.5米，最大起重力矩约为140吨·米（最大起重力矩是指起重机的起重量与回转半径的乘积的最大值），最大额定起重量为25吨，拥有“智慧大脑”，有效提升了作业微动性和精确控制能力。研发团队还在甲醇燃料供给系统相关零部件的研发方面取得了重大突破，成功解决了甲醇发动机低温启动、甲醇蒸发潜热值高等关键技术难题。
相较于传统柴油起重机，甲醇汽车起重机在环保方面具有显著优势。采用甲醇作为燃料，可有效减少40%的碳氢化合物排放。同时，甲醇作为重要的煤化工产品，产量丰富且成本较低，不仅有助于保障国家能源安全，还促进了资源的合理利用。
(1)图乙是甲醇汽车起重机展臂工作时的示意图，其中长臂OB相当于一个 杠杆；当该起重机以最大额定起重量工作时，它的回转半径最大为 m；
(2)将甲醇作为起重机的燃料，甲醇燃烧时将 能转化为内能；
(3)研究人员通过给甲醇发动机加注质量相同、浓度不同的甲醇，对比发现起重机的热效率不同，请你根据此现象提出一个可探究的问题： （合理即可）。
20．请阅读《混合动力汽车》并回答问题。
混合动力汽车
混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车，即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源。图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩余能量为最大容量的20%时停止供电。
测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油10kg（燃油热值q=4.0×107J/kg），蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的90%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，汽车的某些参数如下表所示。
电机 输出最大 功率/kW 40
电池 输出电压/V 300
最大容量/J
整车 质量/t 1
根据上述材料，回答下列问题：
(1)此汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，汽油燃烧时能量转化是 ，若工作时飞轮转速为3000r/min，则1s汽油机完成 个冲程；
(2)汽车测试过程中，能量利用率为 ；
(3)在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且假设能利用的电能全部转化为机械能，该车在电池充满电的情况下以40km/h最多可匀速直线行驶 km。
21．冷凝式烘干机与热泵式烘干机是两种常用的干衣设备。查阅资料可知热泵式烘干机简化后的工作原理如图甲所示，制冷剂进入压缩机后被压缩（压缩机内不发生物态变化），接着通过管道a进入装置A，制冷剂与外部空气相遇，使外部空气温度升高，被加热后的空气进入烘干机内筒烘干衣物；而制冷剂则又通过管道b到达装置B，发生某种物态变化后通过管道c回到压缩机形成循环。
冷凝式烘干机简化后的工作电路如图乙所示。湿度检测电路用于检测滚筒内衣物的潮湿程度，其作用相当于开关，不计其阻值。当桶内衣物的湿度低于某一临界值时将自动断开右侧电路，结束烘干。烘干电路由发热管和、电动机M、电磁继电器的触点D、E组成，的阻值为的1.6倍。烘干时，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A时，衔铁被吸起，触点D、E断开；当电磁铁线圈中的电流减小到0.01A，衔铁被释放，触点D、E重新接触，使烘干温度维持在50~70℃。电磁继电器控制电路电源电压U恒为9V，是定值电阻，是热敏电阻，其温度与滚筒内衣物的温度相同，阻值随温度升高而减小，电磁铁线圈电阻忽略不计。
(1)下列说法不正确的是（ ）；
A．制冷剂是一种既容易汽化，又容易液化的物质
B．制冷剂与外部空气相遇后，发生了液化
C．物质在装置B中发生了汽化
D．管道c中的制冷剂处于液态
(2)图乙中，电磁铁的下方是 （选填“N”或“S”）极。冷凝式烘干机烘干期间，当滚筒内衣物的温度为50℃时，控制电路中热敏电阻的阻值为600Ω，则定值电阻的阻值为 Ω；当滚筒内衣物的温度为70℃时，热敏电阻的阻值为 Ω；
(3)某次烘干时，将冷凝式烘干机的插头插入智能计量插座，利用智能计量插座的监测功能测得烘干期间电压恒为220V，功率值2200W和880W交替出现，若电动机转速不变。求烘干期间流过电动机M的电流大小？
22．阅读下列短文，回答问题。
光伏发电
光伏发电产业是我国低碳经济的亮点之一、光伏发电简易原理如图甲所示，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成为我们生产、生活所用电流。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之一，如图乙所示，电池板X每个正方形小格子的边长均为20cm。
(1)光伏发电的主要能量转化是 能转化为 能；
(2)电池板中有两层纯硅掺杂形成的 （填“绝缘体”或“半导体”）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 （填“正”或“负”）极；
(3)电池板的外壳材料选择有较高的要求，下列性质不是外壳材料所具备的是___________（填字母）；
A．良好的导热性 B．良好的透光性 C．良好的导电性 D．良好的耐磨性
(4)若电池板X 的光电能量转化效率为25%，则在1000W/m2的光照强度下，每小时输出的能量相当于节省了 kg的煤。（假设煤能完全燃烧，其热值
23．库仑定律是静止点电荷相互作用力的规律。1785年由法国科学家库仑根据实验得出，真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。用公式可以表示为：其中表示两个电荷之间的相互作用力也称为库仑力，表示电荷之间的距离，表示电荷量的大小，是一个比例常数。如图光滑水平面上有两个位置固定的点电荷A和B，A是电荷量为9q的正电荷，位于轴的处，B是电荷量为4q的负电荷，位于轴的处。
(1)将一电荷量为q的正电荷C分别放置在轴的和处，求两个位置C受到的库仑力的大小之比；
(2)将一点电荷D放置在水平面上，发现电荷D能保持静止，此时A和B受到的库仑力恰好同时为0，判断电荷D是正电荷还是负电荷，求电荷D在轴的位置和电荷量的大小。
24．阅读短文，回答问题：
智能机器人
智能机器人是一种集成人工智能（AI）、传感器技术、机械工程与大数据分析的自动化设备，能够通过自主学习和环境交互完成复杂任务。智能机器人有相当发达的“大脑”，具备信息传感器，可以模拟人类的多种感觉，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。此外，它还有效应器，通过电动机使手、脚、触角等动起来。智能机器人能用人类语言同操作者对话，能调整自己的动作以达到操作者所提出的要求。
图甲所示是目前餐饮行业中广泛使用的送餐智能机器人。送餐的智能机器人具有过载自动保护系统，其电路原理如图乙所示，此电路电源的电压为16V，图中D为餐盘下面的压敏二极管，其阻值R随所受压力变化的图像如图丙所示，图乙中的触发器为电路保护开关，R0的阻值是12Ω，当电路中的电流大于0.5A时，触发器断开，电铃会发声提示，以免机器人损伤。通常情况下，当电池电量减为其容量的10%时，智能机器人就会自动寻找充电座充电。
机器人为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。下表为机器人的部分参数。“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能；“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量 2kg 减速器的减速比 30∶1
电池比能量 120W·h/kg 驱动电机将电能转化为机械能的效率 60%
(1)关于智能机器人，下列说法错误的是 ；
A．智能机器人充电时，是将电能转化为化学能
B．智能机器人通过嗅觉传感器闻到外界的各种气味，说明分子在做无规则的运动
C．智能机器人的效应器通过电动机使“手”“脚”等动起来时，是将电能转化为机械能
D．智能机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用激光才能较好感知到障碍物
(2)送餐机器人手能承受物体的最大质量是 kg（g取10N/kg）；
(3)若该机器人匀速行驶时受到的平均阻力为80N，为确保机器人顺利返回充电，离充电座的最远距离不能超过 m；
(4)图丁是机器人测速系统的部分装置简化图，转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧，当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为0。某次当驱动电机的齿轮匀速转动时，电缆输出如图戊所示周期性变化的电流，则1s内对准传感器的齿间隙共有 个；若此时机器人遇到障碍物，减速器启动，则经减速器降速后的齿轮转速为 r/min。
25．胶囊胃镜机器人
“胶囊胃镜”全称为“遥控胶囊内镜系统”，被誉为“完美胃部检查的胶囊内镜机器人”。胶囊机器人另一个名字为磁控胶囊内镜，重为0.05N。它只需患者随水吞下，经过15分钟左右便可完成胃部检查。典型的胶囊内窥镜包含几个主要组件：外壳，光学窗口，LED阵列，光学透镜，CMOS图像传感器，射频发射器，天线和电源。医生通过胶囊胃镜系统，可以实时精确操控的体外磁场来控制胶囊机器人在胃内的运动，改变胶囊姿态，按照需要的角度对病灶重点拍摄照片，从而达到全面观察胃黏膜并做出诊断的目的。在这个过程中，图像被5G无线传输至便携记录器，数据导出后，还可继续回放以提高诊断的准确率。
(1)思考乐小白同学口服一个胶囊机器人，这个胶囊机器人长约2.7 （填单位）；
(2)如图所示，画出胶囊机器人在胃中所受重力示意图；
(3)白医生想扫描更大范围时，应操作机器人 （靠近/远离）此区域；
(4)小白医生在远程无线操控机器人时，通过 波来传递信号。
26．阅读短文，回答问题。
风寒效应
我们都有这样的生活体验：走在街上，穿着的衣服感觉冷暖刚好适宜，这时突然起了一阵大风，顿时感觉周身寒冷，这就是风寒效应。风寒效应是一种因风导致的人体感觉温度比实际气温低的现象。有科学家提出用风寒温度描述刮风时人体皮肤感觉的温度。简单来说，风寒温度就是用数字来概括我们皮肤感觉到有多冷，而不是皮肤实际有多冷。
通过大量实验，人们找出了风寒温度和风速之间的关系。下表是在相对湿度保持40%不变，气温为5℃和0℃时，某地区部分风寒温度与风速的关系。
风速v/（km·h-1） 20 30 40 50 60 70 80
风寒温度t1/℃ 4.3 3.8 3.3 2.9 2.5 2.1 1.8
风寒温度t2/℃ -1.0 -1.5 -2.0 -2.4 -2.8 -3.2 -3.6
关注风寒温度，对于我们的意义不仅是要注意保暖，更重要的是风寒温度的高低表示的是皮肤温度下降到空气温度的速度，风寒温度越低，人体可能冻伤的速度就越快。当风寒温度下降到-45℃时，人体在不到5min的时间内就会冻伤。因此在野外工作的人员一定要关注这个参数，不能只靠气温来判断穿衣情况。
(1)表中t1是气温 ℃对应的风寒温度；
(2)根据上表给出的数据，推测在气温为0℃、风速为65km/h时，风寒温度约为 ℃；
(3)写出一条人们应对风寒效应的措施 。
27．阅读《太阳能光热发电》，回答下题。
太阳能光热发电
太阳能光热发电清洁、环保，与光伏发电相比具有连续、稳定输出的特点。
2018年12月30日，我国首个百兆瓦级光热电站——甘肃敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站并网发电（如图甲所示）。熔盐塔式光热电站利用多面定日镜将太阳光反射到塔顶部的吸热器上，将熔盐加热，高温熔盐通过热力循环系统产生蒸汽，蒸汽推动叶轮转动，从而带动发电机发电。
2024年9月20日，全球装机容量最大的熔盐线性菲涅尔光热电站——甘肃玉门10万千瓦熔盐线性菲涅尔光热电站并网发电。玉门熔盐线性菲涅尔光热电站使用约7500吨熔盐作为吸热、储热介质，利用靠近地面放置的多个一次反射镜，动态跟踪太阳的运动，将太阳光反射到安装在高处的二次反射镜，通过二次反射，太阳辐射聚集到真空集热管上（如图乙所示），可将290℃的低温熔盐加热到550℃，高温熔盐通过热力循环系统产生蒸汽，蒸汽推动叶轮转动，从而带动发电机发电。相比塔式集热系统，线性菲涅尔集热系统施工难度小，维护更方便，安全性更高。
截至2024年底，我国建成光热发电累计装机容量838.2兆瓦；在建光热发电项目34个，总装机容量3300兆瓦；规划光热发电项目37个，总装机容量约4800兆瓦。随着装机规模的日益增大，光热发电独有的清洁、稳定的特性将逐步显现。
根据材料回答问题。
(1)线性菲涅尔集热系统与塔式集热系统相比，具有的优点是 。（写出一条即可）
(2)熔盐光热发电过程中，太阳能经过集热系统转化为熔盐的 能，高温熔盐经过热力循环系统产生蒸汽，蒸汽推动叶轮转动，叶轮的 能通过发电机转化为电能。
(3)图丙所示为小力设计的塔式集热模型，模拟太阳在位置1时，入射光照射到镜面上O点后反射到塔顶A点，当太阳运动到位置2时，若入射光依旧照射到镜面上O点后反射到塔顶A点，则应转动平面镜，使其侧面沿 方向。（选填“MM'”或“PP'”）
28．阅读短文，回答问题；
空气开关
空气开关，又名空气断路器，是一种电路中电流超过设定电流值就会自动断开的开关。如图为空气开关简化后的原理图，当线路发生一般性过载，即电流较大，但小于设定电流值时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使发热元件发热，促使左端固定双金属片受热弯曲，推动顶杆使搭钩与锁扣脱开，将触点分离，切断电源。当线路发生短路或严重过载电流时，电磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击顶杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在弹簧的作用下将触点分离，切断电源。
(1)电磁脱扣器实际是一个 。发热元件通电后发热使得自身温度升高，这是通过 的方式增大了发热元件的内能。
(2)下列关于空气开关的说法中正确的是（　　）
A．当电路中有人触电时，空气开关能自动切断电路
B．电磁脱扣器的上端为N极
C．只要电路中有电流，电磁脱扣器对衔铁总有吸引力
D．衔铁能够被电磁脱扣器的磁场磁化，并永久保留磁性
(3)双金属片是由铜片和铁片组成，受热时铜片膨胀得比铁片大，则下列四个图中，铜片和铁片的位置符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
(4)如果要在现有基础上将空气开关的设定电流值调大一些，可采取的做法是： 。
29．阅读短文，回答问题。
古鉴的奥秘
古代的铜镜（古称“鉴”）通常有两种：一种是凹面镜，用抛物面的内侧聚焦日光，作为取火的工具；另一种是凸面镜，通过抛物面的外侧球面用来成像。
对于凹面镜，晋代的崔豹在《古今注》中有这样的记载：“燧，铜镜也，以铜为之，形如镜。照物则影倒，向日则火生。”根据光学原理，物体在镜子的焦点外侧（如图甲），物体的像是倒着的；物体在焦点内侧（如图乙），则会得到正像；平行焦点和中心（球面镜的球心）连线的太阳光照到凹面镜上，经弯曲的镜面后，会聚在凹面镜焦点处（如图丙），达到一定温度，就会点燃易燃物获取火种。另外，通过中心的光线经镜面改变传播方向后，仍通过中心。
对于凸面镜，宋代的沈括在《梦溪笔谈·器用》中描述，在镜的粗坯制成后，“复量鉴之小大”，在镜上“增损高下”，即改变其曲率半径，从而可使“人面与鉴大小相若”，这是极符合光学原理的叙述。因为人到球面镜的距离（物距）、放大率、曲率半径（镜面到球心的距离）有以下关系：。使用过程中，只要适当降低放大率，就能使小镜“全纳人面”。
(1)古鉴能改变光的传播路径，是由于光的 现象；
(2)将点光源置于凹面镜的 处，可获取平行光；
(3)古人用于梳妆的铜镜放大率一般 1；
(4)为使小于人脸的凸面镜达到“全纳人面”的目的，照镜人应适当 物距；
(5)结合图文信息，以下关于球面镜成像情况描述中正确的是______。
A．图甲中的物体水平向右略靠近焦点，所成实像会变小
B．图乙中的物体水平向右略远离焦点，所成虚像会变大
C．图丁中的物体水平向右略靠近焦点，所成虚像会变大
D．图丁中的物体水平向左远离焦点，可能成倒立的实像
30．阅读短文，回答问题：
综合实践——设计自动浇花机器人
【任务要求】为了在五一假期保证教室内的花正常生长，同学们设计了自动浇花机器人，要求按线路巡查，检测土壤的湿度自动浇花。
【设计实施】
任务一：设计线路巡查系统，如图甲所示，场地布置为白色底，引导线为黑线，机器人巡着黑线前进，当红外发射接收管处在黑线位置时，发出的红外线大部分被黑色吸收，机器人腹部装有五个红外发射接收管分别用、、ZZ、、来表示（为左边第一个；为左边第二个、ZZ为中间、为右边第二个、为右边第一个，本题中依次就是按上述顺序）。当红外线发射接收管接收到地面反射的红外线较强时输出电信号为1，几乎没有接收到地面反射的红外线时输出电信号为0。

任务二：设计湿度检测系统，如图乙为设计的湿度系统原理图，控制电路电源电压，电磁铁线圈电阻10，R为湿敏电阻，其阻值随湿度的变化如图丙。电磁继电器在电流大于20mA时，衔铁被吸合；在电流小于12mA时，衔铁被释放。（湿度计的电阻不计）
【交流评价】下表是任务二的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。
评价指标 优秀 合格 待改进
湿度调节 土壤湿度能控制在一定范围内，且能调整湿度范围 土壤湿度能控制在一定范围内，但不能调整湿度范围 不能控制土壤湿度在一定范围内
(1)关于自动浇花机器人的实践活动，下列说法正确的是（　　）
A．人眼可看到机器人腹部发的红外线
B．引导线越黑越容易反射红外线
C．图乙中湿度计可能是电流表改装的
D．图乙中通电线圈的上端是N极
(2)红外线发射接收管发出红外线照射到白色地面上发生 反射；当机器人腹部的五个红外发射接收管输出的电信号依次为11011，机器人可能沿着引导线 （选填“前进”“右转”或“左转”）。
(3)根据以上信息，要想实现土壤干燥时浇水，土壤潮湿到一定程度时停止浇水，图乙中接头A、B应连接触点 ，使用该浇花机器人后土壤湿度最低值为 %。
(4)根据评价表中的指标对任务二进行评价，你的评价等级为 ，依据是 ；进一步给出优化建议： 。
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