专题23 跨学科实践
考情分析 2
考点一 物理学与日常生活 3
【真题研析·规律探寻】 3
【核心提炼·考向探究】 7
【题型特训·命题预测】 8
考点二 物理学与工程实践 18
【真题研析·规律探寻】 18
【核心提炼·考向探究】 21
【题型特训·命题预测】 22
考点三 物理学与社会发展 30
【真题研析·规律探寻】 30
【核心提炼·考向探究】 35
【题型特训·命题预测】 35
考点 要求 课标要求 命题预测
物理学与日常生活 5.1.1能发现日常生活中与物理学有关的问题，提出解决方案。 5.1.2能运用所学知识分析日常生活中的安全问题，提出解决方案，践行安全与健康生活。 5.1.3能运用所学知识指导和规范个人行为，践行低碳生活，具有节能环保意识。 （1）调查日常生活用品使用中的问题，并提出改进建议，能运用所学的知识论证自己所提建议的合理性。 （2）调查生活中（如用电、乘车、住高楼等）存在的安全隐患，提出安全与健康生活的建议。 （3）了解当地空气质量状况，并调查相关原因。对个人节能环保行为提出具体要求。
物理学与工程实践 5.2.1了解我国古代的技术应用案例，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用。 5.2.2调查査物理学应用于工程技术的案例，体会物理学对工程技术发展的促进作用。 5.2.3了解物理学在信息技术中的应用。 （1）了解我国古代一些科技成果的工作原理。 （2）了解物理学在工程技术发展的应用案例，体会物理学对发展的促进作用。 （3）了解物理学在信息记录或传播中的应用。
物理学与社会发展 5.3.1结合实例，尝试分析能源的开发与利用对社会发展的影响。 5.3.2结合实例，了解一些新材料的特点及其应用。了解新材料的研发与应用对社会发展的影响。 5.3.3了解我国科技发展的成就，增强科技强国的责任感和便命感。 （1）了解能源利用对环境的影响，结合对当地能源利用现状的调查，提出改进建议。 （2）了解半导体、超导体的主要特点，展望超导体应用对社会发展的影响。了解纳米材料等新型材料的主要特点，以及这些新材料技术的应用对社会发展的影响。
考点一 物理学与日常生活
1.（2023·湖北鄂州·中考真题）电在给人们的生活带来便利的同时，也带来了安全隐患，如图所示的做法中，符合安全用电要求的是（ ）
A B C D
A． 冰箱没有接地线 B． 用试电笔检测插座是否有电
C． 用湿手拨动开关 D． 多个大功率用电器同时使用一个插座
【答案】B
【详解】A．冰箱没有接地线时，容易漏电造成触电事故，故A不符合题意；
B．用试电笔检测插座是否有电，手指应接触笔尾的金属体，这样才不会使得流过人体的电流过大，故B符合题意；
C．用湿手拨动开关，极易造成触电事故，故C不符合题意；
D．多个大功率用电器同时使用一个插座，容易使得插座的总功率过大，使得电流过大造成火灾，故D不符合题意。
故选B。
2. （2023·北京·中考真题）如图所示的实例，目的是为了减小摩擦的是（ ）
A B C D
A．轮滑鞋装有滚轮 B．运动鞋底有凹凸的花纹
C．脚蹬面做得凹凸不平 D．守门员戴着防滑手套
【答案】A
【详解】A．轮滑鞋装有滚轮，用滚动代替滑动，减小了摩擦，故A符合题意；
B．运动鞋底有凹凸的花纹，使鞋底与地面间变得更粗糙，增大了摩擦力，故B不符合题意；
C．脚蹬面做得凹凸不平，使鞋底与踏板间变得更粗糙，增大了摩擦力，故C不符合题意；
D．守门员戴着防滑手套，使手与足球之间变得更粗糙，增大了摩擦力，故D不符合题意。
故选A。
3. （2023·宁夏·中考真题）10月16日，为世界脊柱日如图人的脊柱起着支撑头部的作用，颈部肌肉连接颈部和头部，并控制着头部的运动。长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤，人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆。分析问题：
（1）请在图中画出人体头部所受重力的示意图；
（2）人在低头过程中，头部的重力的力臂 （选填“增大”或“减小”）颈部肌肉群对后颅向下的拉力 （填增大或减小）若将拉力看作动力，这是一个 杠杆，头部向下弯曲度增大颈椎所受的 增大；
（3）结合以上分析，给出一条保护颈椎健康的合理建议。
【答案】见下图 增大 增大 费力 压力 见解析
【详解】（1）重力的方向竖直向下，作用点画在重心上，如图所示：
（2）头部模型相当于简单机械中的杠杆；支点大约颈部下端，根据杠杆平衡条件GL1= FL2，重力的方向竖直向下，当低头角度变大时，重力的力臂L1增大，L2不变，故拉力F增大。
若将拉力看作动力，动力臂小于阻力臂，这是一个费力杠杆； 头部向下弯曲角度增大，拉力变大，相当于支点的颈椎所受的压力增大。
（3）为了保护颈椎健康，不要长时间低头看手机 （或适当抬高手机屏幕，减小低头角度或低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力）。
4.（2022·四川成都·中考真题）在一次实践活动中，小军对家中常用的电热水壶（如图甲）进行了探究。这种水壶使用方便，能较快将水烧开。
（1）使用电热水壶，安全至关重要。小军首先认真阅读了使用说明书，并对一些重要的注意事项作出了如下分析，你认为他的分析不合理的是
A．电热水壶不能放在燃气灶旁，是为了防止损坏绝缘材料
B．电热水壶的插头必须接三孔插座，是为了防止短路
C．水量不超过最大限位，可以防止水烧开后溢出
D．必须保持插头和电源线干燥，是为了防止漏电造成事故
（2）小军观察电热水壶铭牌（如图乙）后，开始实际操作。他测出，电热水壶正常工作烧开2L水，用时8min。若电费单价为0.5元/kW·h，则烧开这壶水所花的电费为 元；
（3）利用铭牌参数和小军测得的数据，若要测出电热水壶的加热效率，除了要知道水的密度、水的末温外，还需知道的两个物理量是 ；
（4）小军继续对电热水壶的设计和使用说明进行探究，他提出了下列猜想，你认为不合理的是
A．观察到加热元件安装在壶身底部而不是其他位置，可能是为了增强加热效果
B．原理图中指示灯与加热元件是并联而不是串联，可能是因为两者的额定电流相差很大
C．要求长时间使用后要清除水垢，可能是因为水垢增多，导致加热电阻变大，功率变小
【答案】 B 0.12 水的初温和水的比热容 C
【详解】（1）A．电热水壶不能放在燃气灶旁，否则在使用燃气灶时产生的热量会把电热水壶的绝缘材料烤软甚至损坏，故A分析合理，不符合题意；
B．电热水壶的插头必须接三孔插座，是为了防止金属外壳带电而使人接触时触电，不是为防止短路，故B分析不合理，符合题意；
C．电热水壶烧水时，水量不超过最大限位，如果超过最大限位，当水沸腾会会溢出，烫伤人，故C分析合理，不符合题意；
D．必须保持插头和电源线干燥，如果潮湿，可能产生漏电，引起触电事故，故D分析合理，不符合题意。
故选B。
（2）由乙图可知，电热水壶正常工作时功率为1800W，工作8min消耗的电能为
W=Pt=1800W×8×60s=8.64×105J=0.24kW·h
若电费单价为0.5元/kW·h，则烧开这壶水所花的电费为
N=0.5元/kW·h×0.24 kW·h=0.12元
（3）根据公式
可知，要测出电热水壶的加热效率，需知道：消耗的电能W，水的比热容c，水的质量ρ，水的体积V，水的初温t0、末温t。根据题意，水的体积已知，W已经求出，所以除了要知道水的密度、水的末温外，还需知道的两个物理量是水的比热容c和水的初温t0。
（4）A．加热元件安装在壶身底部而不是其他位置，为了加快水的对流，增强加热效果，故A合理，不符合题意；
B．指示灯电阻串联一个很大电阻再与加热元件并联，根据P=U2/R可知，指示灯功率很小，而加热元件能产生大量的热，功率很大，充分利用电能，所以指示灯与加热元件是并联而不是串联，可能是因为两者的额定电流（功率）相差很大，故B合理，不符合题意；
C．要求长时间使用后要清除水垢，可能是因为水垢增多，导致电热水壶的传导热量能力变差，需要加热更长时间，而不是加热电阻变大，功率变小，故C不合理，符合题意。
故选C。
5.（2023·山东日照·中考真题）为了节约能源，我市一些公共场所改用光控开关控制照明系统，光控开关可用光敏电阻控制，某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线如图甲所示。光的照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为勒克斯（lx）。
某学校科学探究小组的同学设计了图乙所示的电路，利用图甲特性的光敏电阻RG测量光的照度。图乙中定值电阻R0=20kΩ。
（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最 （选填“左”或“右”）端；
（2）开关闭合后，读取电压表V1、V2的示数分别为3.0V、4.2V。求：
①定值电阻R0的电功率( )；
②光敏电阻RG中的电流( )；
（3）该科学探究小组的同学通过共同研究，利用该光敏电阻RG进一步设计了图丙所示的照明系统控制电路，电源电压为12V。当天色渐暗，照度降低至1.0（lx）时控制开关会自动启动照明系统，此时光敏电阻RG两端的电压等于2V。
①请分析此控制电路中电流与光的照度的变化关系；( )
②求电路中定值电阻R的阻值。( )
【答案】左 4.5×10-4W 1.5×10-4A 光的照度越大，控制电路的电流越大 100kΩ
【详解】（1）开关闭合前，为了保护电路，滑动变阻器接入电路的阻值应最大，即滑片应置于最左端。
（2）由图乙可知，电压表V1测的是定值电阻R0的两端电压，电压表V2测的是光敏电阻RG的两端电压。定值电阻R0的电功率为
通过定值电阻R0的电流为
由图乙可知，R0和RG串联在同一支路上，通过的电流相等，故通过光敏电阻RG中的电流为。
（3）①由图丙可知，光敏电阻与定值电阻串联在控制电路中，由图甲可知，当光的照度增大时，光敏电阻的阻值变小，控制电路的总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变大。
②当天色渐暗，照度降低至1.0（lx）时，由图甲可知，此时光敏电阻的阻值为RG1=20kΩ，此时光敏电阻RG两端的电压等于2V，根据欧姆定律可得，此时控制电路的电流为
根据串联电路特点和欧姆定律可得，电路中定值电阻R的阻值为
考点 核心知识提炼
物理学与日常生活 物理原理在我们日常生活中无处不在，从简单的杠杆原理到复杂的电子设备，从光学、力学、热学到电磁学，都体现了物理学的应用和魅力。理解和掌握这些原理，有助于我们更好地利用物理知识，提高生活质量，解决实际问题。 （1）关注日常生活用品（如家用电器、交通工具等），了解主要结构、工作原理、使用问题、提出改进建议。例如，观察和体验人在活动或劳动过程中的杠杆模型，从具体事例分析省力杠杆和省距离杠杆，尝试综合运用多学科知识解释生活现象。 （2）调查生活中（如体育运动、用电、乘车、住高楼等）存在的安全隐患，提出安全与健康生活的建议。 （3）了解能源与环境的关系，对个人节能环保行为提出具体要求。了解太阳能、地热能、风能等能源。
1. （2023·湖北随州·中考真题）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．肩膀应该靠近“轻的一头”
B．肩膀应该靠近“重的一头”
C．肩膀应该居于扁担正中间
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个框子向上运动同时另一个框子向下运动
【答案】B
【详解】ABC．根据杠杆平衡的条件F1l1= F2l2可知，力变大，力臂减小，为了使扁担处于水平平衡状态，肩膀应该靠近“重的一头”，故AC错误，B正确；
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”， “闪动”时一个框子向上运动同时另一个框子向下运动，会使扁担前后一端翘起，一端下沉，不便于人向前运动，故“闪动”时两个框会同时向下或向上运动，故D错误。
故选B。
2．电在给人们的生活带来便利的同时，也带来了安全隐患。“安全用电，珍爱生命”是每个公民应有的意识，如图所示的各种做法中，符合安全用电原则的是（ ）
A B C D
A．雷雨天在大树下避雨
B．用电暖器烘烤湿毛巾
C．电热水壶用三孔插座
D．把手机充电器一直插在插座上
【答案】C
【详解】A．雷雨天里，大树也是很好的导体，电流会沿大树传到大地，在大树下避雨，人体会接入电路，引起触电，所以雷雨天千万不要在大树下避雨，故A不符合题意；
B．用电暖器烘烤湿毛巾会对加热器的散热产生一定影响，造成局部过热，引起火灾，故B不符合题意；
C．电热水壶使用三孔插座，是由于用电器的外壳是金属，金属是导体，当用电器漏电时，会使金属外壳带电，若金属外壳接地，电流就通过地线流入大地，从而防止了触电事故的发生，符合安全用电的要求，故C符合题意；
D．把手机充电器一直插在插座上，自身过热，从而自燃导致火灾，故D不符合题意。
故选C。
3．我们生活中的许多工具，用到了物理知识。下列生活工具与所用物理原理对应关系的描述，错误的是（ ）
A B C D
A．电饭锅——电流的热效应
B．筷子——省力杠杆
C．重垂线——重力的方向竖直向下
D．自制喷雾器——利用流体压强与流速的关系
【答案】B
【详解】A．电饭锅工作时，将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的，故A正确，不符合题意；
B．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B错误，符合题意；
C．重垂线是利用重力的方向竖直向下的原理工作的，故C正确，不符合题意；
D．向上管中吹气时，上管上端空气流速大，压强小，大气压不变，管内外压强差的作用下上升、喷雾，故D正确，不符合题意。
故选B。
4．如图是小明在科技活动周上展示的自制“电磁秋千”：铜线圈制成的秋千下方放有一块永磁体，线圈通电后，就能不停地摆动。下列有关叙述错误的是（ ）
A．该电磁秋千的工作原理和电动机原理相同
B．该电磁秋千是利用电磁感应原理工作的
C．电磁秋千摆动过程中电能转化为机械能
D．增加电池的节数可以使电磁秋千摆动得更高
【答案】B
【详解】AB．线圈通电后，电磁秋千就能不停摆动，说明它是利用通电导体在磁场中受力运动的原理来工作的，和电动机的工作原理相同，故A正确，B错误；
C．电磁秋千摆动过程中，消耗电能使秋千摆动，获得机械能，电能转化为机械能，故C正确；
D．增加电池的节数可以增大电路中的电流使秋千受到更大的力，从而使电磁秋千摆动得更高，故D正确。
故选B。
5．北方进入冬季，天气寒冷，在跨学科实践活动中，小明所在某小组开展了“设计制作发热垫”的项目化学习活动，下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目分解】
（1）设计发热垫； （2）制作发热垫。
【项目实施】
（1）设计发热垫：休息日，小组同学们陪小明一起去看望爷爷，在爷爷家他们发现了一个闲置的旧电炉如图甲所示，铭牌上标有“220V；484W”字样，电炉只有一根电阻丝，这根电阻丝可以整体使用，也可以截成两部分使用。他们想利用这根电阻丝给爷爷制作一个可调温的发热坐垫。小组同学纷纷动笔设计电路。请你帮助同学们把设计的电路画出来 ；
（2）制作发热垫：在爷爷的帮助下，小组同学们拆下整根电阻丝并分成两段，将其中一段制作为阻值可调的电阻丝。小明发现爷爷家有一个10V蓄电池可供使用，利用电炉子原有开关和现有蓄电池及电阻丝，组成电路。将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中，在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下，若想使坐垫的最大功率为27W，则两段电炉丝的连接方式是 联，这两段电阻丝的阻值分别是 Ω和 Ω。于是小明和同学们动手制作了发热坐垫；
【项目拓展】
发热坐垫做好后，小明尝试坐在上面5min感觉挺温暖，那么当这个发热坐垫在最小功率状态下工作5min产生的热量是 J。
【答案】 见下图 并 20 80 1875
【详解】（1）（2）电阻丝的额定电流为
若串联最大功率为
所以电路为并联电路，如图：
电炉丝的阻值为
并联后，R′最大功率为
则R0功率为
则定值电阻R0的阻值为
则R′最大阻值为
所以两段电阻丝的阻值分别是20Ω和80Ω。
[5] 当时，电路功率最小，此时总电流为
则这个发热坐垫在最小功率状态下工作5min产生的热量为
6．小明在厨房中发现：壶里的水烧开以后，壶嘴上方冒出“白气”，如图甲所示。
（1）这“白气”实质上是些 （选填“水蒸气”或“小水滴”）；
（2）小明仔细观察又发现：“白气”从喷出到消失要经历三个物理过程：
①靠近壶嘴的地方，我们什么也看不见。这是因为壶内水沸腾时产生了大量的水蒸气，在壶嘴附近由于温度比较 （选填“高”或“低”），仍然保持 （选填“固”“液”或“气”）态；
②水蒸气离开壶嘴一段距离以后，发生 （填物态变化名称）现象，形成“白气”；
③“白气”进一步上升，分散到干燥的空气中，发生 （填物态变化名称）现象，我们又什么也看不见了。
（3）小明从日常生活中还发现：有时壶嘴上方的“白气”比较多，有时比较少。如图乙所示，可以判断出 （选填“A”或“B”）房间的气温比较高；
（4）生活中常把碗放在锅里的水中蒸食物，如图丙所示，当锅里的水沸腾以后，碗中的水 （选填“会”或“不会”）沸腾，原因是 。
【答案】 小水滴 高 气 液化 汽化 B 不会 碗中的水无法持续吸热
【详解】（1）“白气”实质上是一些小水滴，因为水蒸气是看不见的，水蒸气遇冷液化形成的小水滴。
（2）①高温的水蒸气在遇冷时才会发生液化现象，而在靠近壶嘴的地方，温度高，水蒸气不易液化，仍是无色的水蒸气，保持气态。
②水蒸气离开壶嘴一段距离以后，由于水蒸气遇冷而发生液化形成小水滴，从而形成“白气”。
③“白气”进一步上升，分散到干燥的空气中，由液态又变成气态，变成了水蒸气，发生了汽化现象，我们又什么也看不见了。
（3）有时壶嘴上方的“白气”比较多，说明水蒸气遇冷液化的比较多，说明温度比较低，故A房间的温度比较低，B房间的温度比较高。
（4）锅中的水沸腾后，温度不变，碗中的水达到沸点后，温度与锅中水的温度相同，不能继续吸热，故不会沸腾。
7．小明爸爸驾车带小明从西流湖公园到省图书馆，导航给出了“推荐”、“备选二”、“备选三”三个路线方案，如图所示。三种方案的数据如表所示。
方案 推荐 备选二 备选三
路程 6.6km 7km 12km
预估用时 20min 19min
（1）在乘车过程中，小明看到路旁的禁止鸣笛标志，这是从 控制噪声；
（2）小明爸爸选择了“推荐”方案，到达目的地所用时间与导航上的预估用时一致，求汽车的平均速度是多少km/h？( )
（3）假如小明爸爸以12m/s的平均速度，按“备选三”方案的路径行驶，则需要多少时间到达目的地？比推荐路线用时快了多少秒？( )
【答案】 声源处 19.8km/h 1000s；200s
【详解】（1）禁止鸣笛的标志是从声源处减弱噪声。
（2）汽车的平均速度为
（3）按“备选三”方案行驶所需的时间为
推荐路线用时为1200s，所以比推荐路线用时快了200s。
8．小阳买了一个茶壶（如图），他想知道制作这样一个茶壶所用泥土材料的体积。于是他用家中的电子秤测出茶壶盖的质量为28g，再把壶盖放入装满水的溢水杯中浸没，测得溢出水的质量为10g，他又测得整个空茶壶的总质量（含壶盖）为154g。请完成以下问题：
（1）放在电子秤上的茶壶对秤台的压力是 （选填“茶壶”或“秤台”）发生形变而产生的；因为光在壶身上发生了 ，所以能从不同角度看到它；
（2）壶盖的体积是多少 ；
（3）这种泥土材料的密度是多少 ；
（4）制作整个茶壶所用泥土材料的总体积是多少 ？
【答案】 茶壶 漫反射
【详解】（1）茶壶对秤台的压力，茶壶是施力物体，是茶壶发生了弹性形变产生的力；壶身比较粗糙，因为光在壶身上发生了漫反射，反射光线向四面八方射出，故可以从各个角度看到茶壶。
（2）壶盖的体积
（3）这种泥土材料的密度
（4）该茶壶所用材料的总体积
9. 我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。
（1）如图1，质量忽略不计的杆秤水平静止，O 为支点，则被测物体的质量为 kg。若被测物体质量增大，应该调节秤砣悬挂点向 （选填“左”“右”）移动才能使杆秤再次平衡；
（2）小星想自制一个杆秤，设计图为图2，要求：①测量范围为0~300g； ②分度值为20g； ③在筷子上做刻度，相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些。现有一根总长18cm的轻质一次性筷子、纸盘、细绳，以及钩码 50g、80g、400g各一。小星通过计算得出，若纸盘放上300g的物体，当杆秤水平静止时，钩码质量m与图中l1的关系如表格：
m/g 50 80 400
l1/cm 18.00 11.25 2.25
请你帮小星选一个最合适的钩码作为秤砣，并说明不选择其他钩码的理由。
【答案】 0.4 右 见解析
【详解】（1）根据图1和杠杆平衡条件可得
解得。
若被测物体质量增大，杠杆左侧物重与力臂的乘积变大，根据杠杆平衡条件可知，若秤砣物重不变，需要增大右侧力臂才能使杠杆平衡，因此应该调节秤砣悬挂点向右移动。
（2）由表格可知，当使用50g的钩码时，l1为18cm，由图2可知，B为支点，支点右侧长为15cm，因此使用50g钩码不合适，选择400g钩码时，l1为2.25cm，此时纸盘中的物体质量是最大的，若纸盘中物体质量减小，则物重与力臂的乘积减小，根据杠杆平衡条件，当右侧钩码重量不变时，也要减小右侧力臂才能使杠杆平衡，则需要将钩码继续靠近支点B，不易操作，故选400g的钩码不合适。选择80g钩码作为秤砣时，钩码距离支点11.25cm，减小盘中物体质量时，钩码向左移动的空间合适，因此应选择80g的钩码作为秤砣。
10．某省曾经发生过一起重大爆炸事故，烧毁房屋52间，死亡13人，受伤34人，经济损失达481万元。这起事故是由于县供销社生产资料门市部内电线严重老化，通电时产生火花，引起库存火药爆炸造成的。本来由橡胶或塑料制成的导线的线皮是用来绝缘的，但时间长了，线皮会老化变质，绝缘性能变差，甚至龟裂，线芯露出，通电时，电线之间会产生火花，酿成火灾。
阅读上面的报道后，请回答下列问题：
（1） 造成这起重大爆炸事故的原因是 ；
（2） 电线老化的具体物理含义是 ；
（3）你家中电能表正常工作电流是 ，请分析一下你家电能表是否适用 ？
【答案】 电线发生短路引起火灾 电线的绝缘性能差 10~20A 见解析
【详解】（1）造成这起重大爆炸事故的原因是电线的线皮老化，导致通电时，电线间产生火花，引起火药爆炸，引起火灾。
（2）电线老化的具体物理含义是电线的绝缘性能差，导致电线之间相互导线，通电时，产生火花。
（3）你家中电能表正常工作电流是10~20A，当各个家用电器的正常工作电流之和小于电表电流时，电能表就适用，若总电流超过电能表的电流，就不合适。
11．沈阳大量共享单车投放街头，解决了短途出行难题，形成沈城一道绿色的风景线。共享单车是一种的新型交通方式，依靠手机APP完成注册扫码、解锁骑行。随取随骑，简单便捷。（g取10N/kg）
图1 图2
（1）如图1所示，市民在使用单车时，手机信号是通过 传输给平台的。
（2）下列有关自行车结构及使用的说法中正确的是 。
A．增大座垫面积能减小对人的压强
B．自行车转弯时受到平衡力的作用
C．下坡时自行车速度越来越大是由于惯性越来越大
D．车把手上花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力
（3）如图2，若小红骑着共享单车在平直的水平路面上以5m/s的速度匀速骑行回家。小红质量为50kg，自行车质量为10kg，前后轮胎和地面总接触面积为20cm2，以小红为参照物，自行车是 （选填“运动”或“静止”）的。若骑行回家的路程是6km，需要 min才能到家，小红骑行过程中，自行车对水平路面的压强是 Pa。
【答案】 电磁波 A 静止 20
【详解】（1）手机是靠发射和接收电磁波来传递信息的。
（2）A．增大座垫面积是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故A正确；
B．自行车转弯时运动方向不断变化，不是处于平衡状态，一定不受平衡力的作用，故B错误；
C．下坡时自行车的速度越来越大，但质量不变，所以惯性大小不变，故C错误；
D．把手的花纹是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故D错误。
故选A。
（3）若以小红为参照物，自行车与小红的位置没有发生变化，所以自行车是静止的。
骑行回家的路程是6km=6000m，由可得，到家的时间为：
小红骑行过程中，自行车对水平路面的压力为：
F=G总=(m人+m车)g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N
自行车对地面的压强为：
12．小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用题图的装置进行实验：在甲、乙两个相同的瓶子中装入等体积的热水，用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶（内层紧贴，外层相对宽松），用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶，用数显温度计测量瓶中热水的温度，测得有关数据如题表所示。
题表
室温：25.0℃
时间/min 0 20 40 60 80
甲瓶水温/℃ 61.0 56.6 62.5 50.9 48.5
乙瓶水温/℃ 61.0 55.6 52.3 49.0 45.7
（1）题表中有一个温度值记录错误，该错误的温度值是 ℃。水温会先降到41.0℃的是 瓶。已知瓶中水的体积是350mL，该瓶中水的温度降至41.0℃时，其放出的热量是 J。[，]
（2）如果把瓶中的热水换成冰块， 瓶中的冰块熔化较慢。分析实验结果，可猜想“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是两件薄衣服中间有 。
（3）请写出一个生活中与你的猜想相符合的例子： 。
【答案】 62.5 乙 甲 空气 见解析
【详解】（1）由于温度是逐渐降低的，不可能比初温还高，故可知甲瓶62.5℃是错误的。
根据表格温度变化趋势可知，乙瓶中温度下降更快，故乙瓶中水温更快降到41.0℃。
由于瓶中水的体积是350mL，可得水的质量为
放出的热量为
（2）由于甲瓶保温更好，如果把瓶中的热水换成冰块，则甲瓶中的冰块熔化较慢。
可能是两件薄衣服中间有空气，减慢了热量的流失速度。
（3）羽绒服内充满空气更保暖，双层玻璃隔热效果更好。
考点二 物理学与工程实践
1．（2023·江苏无锡·中考真题）如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A．向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆 B．向下拉绳放下空桶时拉力为20N
C．向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆 D．向上拉绳提起装满水的桶时拉力为40N
【答案】D
【详解】A．向下拉绳放下空桶时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误；
B．向下拉绳放下空桶时，根据杠杆的平衡条件可知
G石·OA=（G桶+F）·OB 即40N×1.2m=（20N+F）×0.6m
解之可得：F=60N，故B错误；
C．向上拉绳提起装满水的桶时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D．向上拉绳提起装满水的桶时，根据杠杆的平衡条件可知：
G石·OA=（G桶+G水-Fˊ）·OB
即 40N×1.2m=（20N+100N-Fˊ）×0.6m
解得Fˊ=40N，故D正确。故选D。
2.（2023·江苏泰州·中考真题）如图所示，是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是（ ）
A．夹起食物的筷子 B．拔钉子的羊角锤
C．剪铁丝的钢丝钳 D．起瓶盖的开瓶扳手
【答案】A
【详解】我国天宫空间站的机械臂是动力臂比阻力臂短的杠杆，是费力杠杆。
A．夹起食物的筷子的动力臂比阻力臂短，属于费力杠杆，故A符合题意；
BCD．拔钉子的羊角锤、剪铁丝的钢丝钳、起瓶盖的开瓶扳手的动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故BCD不符合题意。
故选A。
3. （2023·辽宁本溪·中考真题）如图是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，当把谷物倒入扇车时，谷物在 力的作用下落入扇车，气流使枯瘪谷物从出风口飞出，说明力可以改变物体的 。扇车的摇柄是 （填简单机械名称）。
【答案】 重 运动状态 轮轴/杠杆
【详解】地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用，重力的方向竖直向下。谷物倒入扇车时，由于受重力的作用落入扇车。
“扇车”中枯瘪谷物被风力吹出机外，运动状态发生变化，这个现象说明力能改变物体的运动状态。
风扇摇手柄设计成轮轴是为了省力，因为轮半径大于轴半径。
4. （2023·黑龙江牡丹江·中考真题）【阅读材料，回答问题】
铸钱是中国古代持续时间最长、实践量最大的铸造活动，其中蕴含了许多重大的技术发明和技术创新。
据《天工开物》记载：把铜铸造成钱币，是为了便于民间贸易的流通和使用。铸造十斤铜钱需要用六七斤红铜和三四斤锌，这是粗略的比例。冶炼时，先把铜放进熔铜坩埚中加热至液态，然后再加入锌，鼓风使他们熔合。铸钱时，铸工用鹰嘴钳把熔铜坩埚从炉子里提出来，另一个人用钳托着坩埚的底部，共同把坩埚内的液体注入模子中、冷却之后，打开框模。这时，只见密密麻麻的成百个铜钱就像累累的果实结在树枝上一样呈现出来。再将铜钱逐个摘下，便于磨锉加工。磨锉时，用竹条或木条穿上几百个铜钱一起锉，先锉铜钱的边缘，然后逐个锉平铜钱表面上不规整的地方。
钱币的成色高低，是以含锌量的多少来区分的。将钱投掷在石阶上，发出像木头或石头落地的声响，表明成色低。成色高质量好的铜钱，会发出铿锵的金属声。
甲：铸钱图 ①鹰嘴钳 ②入铜孔 ③母钱印模 乙：锉钱
（1）铜钱的铸造过程涉及的物态变化有 （写出一种）。
（2）铸工使用的鹰嘴钳是 ，
A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆
原因是 。
（3）对铜钱磨锉加工，铜钱的质量 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）判断铜钱的成色是利用声传递 。
【答案】 熔化（或凝固 B 动力臂小于阻力臂（或省距离） 减小 信息
【详解】（1）冶炼时，先把铜放进熔铜坩埚中加热至液态，属于熔化过程；把坩埚内的液体注入模子中、冷却之后，成百个铜钱呈现出来，属于凝固过程。
（2）古代铸工使用鹰嘴钳是为了把熔铜坩埚从炉子里提出来，要使人体远离高温的液体，要用到费力杠杆，省距离，此时动力臂小于阻力臂。
（3）对铜钱磨锉加工，铜钱的部分物质被锉掉，质量减小。
（4）成色高质量好的铜钱，会发出铿锵的金属声，这是利用声音来传递信息，辨别铜钱成色好坏。
5. （2022·贵州六盘水·中考真题）世界最长跨海大桥——港珠澳大桥，横跨伶仃洋，将香港、澳门和珠海三地连为一体，被誉为现代世界新七大奇迹之一，如图甲所示。港珠澳大桥由桥、人工岛、海底隧道三部分组成。其中6.7公里的海底隧道距离海面40多米，由33节沉管对接而成。港珠澳大桥施工海域恰好穿过中华白海豚自然保护区，这种珍稀动物是香港回归祖国的吉祥物。开工前工程师们立下了誓言，大桥通车白海豚不搬家。监测结果表明至大桥竣工，依然有近两千头中华白海豚欢快地栖息在港珠澳大桥周边海域。请回答下列问题：
（1）如图乙所示，以人工岛为参照物，正在海中游动的白海豚是 （选填“运动”或“静止”）的；
（2）港珠澳大桥全长55km，设计通行时速100km/h。若一辆具备通行车牌的汽车按大桥设计时速行驶，至少需要多长时间才能通过大桥？______
（3）铺设海底隧道的沉管，每节质量约为7.4×107kg，则每节沉管所受重力为多少N？___（取g=10N/kg）
（4）两端密封后的沉管，每节最大排水量约8万吨，由于其整体密度稍小于海水密度，所以沉管浮在海面，需用拖轮浮运至既定位置再沉放安装。若你是大桥的工程师，你如何将沉管沉放到海底安装，请运用所学浮力知识进行说明。
【答案】 运动 0.55h 7.4×108N 见解析
【详解】（1）以人工岛为参照物，白海豚有位置的变化，因此白海豚是运动的。
（2）根据 可得，汽车匀速通过大桥全程所用的时间
（3）每节沉管所受重力为G=mg=7.4×107kg×10N/kg=7.4×108N
（4）将两端密封后的漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底，当密封沉管灌水下沉到海底后，将其下半部分埋入海底的泥沙中，再将灌入其中的海水全部抽出，此时空心密封沉管不会再上浮；原因：沉管下半部分埋入海底的泥沙中，下表面不受海水的压力，根据浮力的产生原因，沉管不再受海水的浮力，此时空心密封沉管不会再上浮。
考点 核心知识提炼
物理学与工程实践 （1）了解我国古代的科技发明与应用，知道其工作原理、结构、材料等，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用。 （2）了解物理学应用于工程技术的案例，体会物理学对工程技术发展的促进作用。 （3）了解物理学在信息记录或传播中的应用。
1．（2023·湖北·中考真题）如图是我国古代劳动人民运送巨木的情景。他们通过横杆、支架、悬绳、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，将其移到其他地方。下列说法正确的是（ ）
A．横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆，可以省距离
B．缩短横杆上悬绳与支架之间的距离，更有利于将巨木抬起
C．支架下端垫有底面积较大的石块是为了增大对地面的压力
D．巨木下垫上圆木是通过改变接触面的粗糙程度来增大摩擦
【答案】B
【详解】A．横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆，可以省力，但费距离，故A错误；
B．缩短横杆上悬绳与支架之间的距离，动力臂、阻力大小不变，阻力臂变短，根据杠杆平衡条件可知，动力变小，更有利于将巨木抬起，故B正确；
C．支架下端垫有底面积较大的石块是为了增大和地面的接触面积，减小支架对地面的压强，故C错误；
D．巨木下垫上圆木，是通过变滑动为滚动来减小摩擦，故D错误。
故选B。
2．郑和下西洋是我国航海史上浓墨重彩的一笔，其船队采用的是水罗盘定向。水罗盘是把磁针放在一个中间盛水、边上标有方向的盘子里，磁针浮在水面上自由旋转，静止时磁针针尖将指向南方，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．针尖相当于磁针的N极
B．磁针针尖指的是地磁南极
C．水罗盘周围存在磁感线
D．水罗盘利用了异名磁极相互吸引
【答案】D
【详解】AB．水罗盘使用过程中，磁针针尖由于受到地磁场的作用指向地磁的北极（地理的南极），因此针尖相当于磁针的S极，故AB错误；
C．磁感线是人们为了描述磁场假象出来的，故C错误；
D．根据磁极间的相互作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，因此水罗盘是利用异名磁极相互吸引，磁针的S极才会指向地磁的北极（地理的南极），故D正确。
故选D。
3．如图展示了几种我国古代劳动人民的智慧成果，都涉及到一定的物理知识。下列说法中正确的是（ ）
A．图甲：“土火箭”点火后在大气压作用下升空
B．图乙：杆秤测量物体质量利用杠杆原理
C．图丙：孔明灯升空时只受到空气浮力作用
D．图丁：司南能够指示南北是因为受到重力作用
【答案】B
【详解】A．“土火箭”点火后向后喷出气体，因为力的作用是相互的，也会受到气体对其向前的推动力，所以能升空，故A错误；
B．杆秤是一种杠杆，利用杠杆平衡条件称量质量，故B正确；
C．孔明灯升空时受到空气浮力作用和重力作用，故C错误；
D．司南能够指示南北是因为受到地磁场的影响，故D错误。
故选B。
4．某同学用比较坚韧的薄纸做成了一盏孔明灯，如图所示，用棉花团蘸上酒精放在孔明灯底部的燃料盒内，点燃棉花团，过了一会儿，孔明灯凌空而起。为了揭秘其中的原因，该同学查阅资料后得知：（a）在空气中，物体受到的浮力大于重力时，物体会升空；（b）孔明灯点燃后，自身的体积不变；（c）空气受热会膨胀，密度变小。
①孔明灯从地面凌空而起，受到的浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”），理由是 ；
②根据上述信息并结合相关知识，分析点燃后孔明灯从地面凌空而起的原因。 。
【答案】 不变 见详解 见详解
【详解】①孔明灯点燃后，自身的体积不变,根据阿基米德原理，因为排开空气的体积不变，空气密度不变，孔明灯从地面凌空而起，受到的浮力不变。
②孔明灯点燃后，空气受热会膨胀，密度变小，自身的体积不变,自身总重力变小，浮力不变，根据物体沉浮条件，点燃后孔明灯从地面凌空而起。
5.（2022·辽宁大连·中考真题）明代学者宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部记录农业和手工业生产技术的百科全书。下图是书中记载的古人用脚踏碓（dui）将稻米去皮的情景。该脚踏是用柱子架起一根木杠，杠的前端装有椭圆形碓头，脚连续踏踩杠的后端，木杠可绕O点上、下运动，碓头就不断砸打稻米。
（1）该脚踏碓属于费力杠杆，请分析其属于费力杠杆的原因； （注：可在图上画出力臂示意图以辅助说明）
（2）碓头砸打稻米时动能越大，稻米越容易去皮。请分析这种杠杆使稻米容易去皮的原因。
【答案】 见解析 见解析
【详解】（1）O为杠杆的支点，人对木杠的作用力为动力F1，碓头的重力为阻力F2，如下图所示，分别作出动力臂l1和阻力臂l2，可知，动力臂小于阻力臂，故为费力杠杆。
（2）碓头砸打稻米时动能越大，碓头对稻米能够做的功越多，对稻米的破坏作用就越大，故稻米越容易去皮。
6．请根据上述材料，回答下列问题。
福船
福船，福建沿海一带尖底古海船的统称，上阔下窄，首尖尾宽两头翘，复原横型图如图所示。其甲板平坦，龙骨厚实，结构坚固；吃水深，容量多，善于装载，稳定性好，抗风力强，适于远洋。
与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”，是中国对世界航海发展史产生深远影响的另一项伟大发明，2010年11月15日，《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质文化遗产名录”。所谓“水密隔舱”，就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断，分隔成互不透水的一个一个舱区。在航行过程中，如果有一个或两个舱外破损，海水进不到其他舱中，从船整体看，仍然保持有足够的实力，不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性，另外隔舱板与船壳板紧密连接，使船体结构也更加坚固，分别隔舱，还便利货物存放管理，水密隔舱福船制造技术，对于远洋航海史研究有着不可替代的重要学术价值。
南京静海寺《郑和残碑》记载：“永乐三年，将领官军乘架二千料海船并八橹船……”，经学术界考证，与北京天坛齐名的二千料海船就是福船。“料”是当时流行的用来表示舟船大小的一种计量单位。二千料海船总长61.2米，最大宽13.8米，型深4.89米；满载时，水线长53米，水线宽13米，吃水深度为3.9米，帆装、给养、武器、人员、货物等及船自身质量总共可达1170吨（即最大排水量可达1170吨）。
郑和下西洋是人类海洋文明史的重要组成部分，是世界航海史上时间最早、规模最大的洲际航海活动，重启海上丝绸之路的今天。“福船”这个珍贵的文化符号成为新兴文化产业里重要的创作灵感，依然在启迪人们不断去开拓创新。
（1）福船采用的 技术大大提高了船舶的整体抗沉性；
（2）排水量是衡量造船能力的重要指标，请你根据文中提供的信息计算出二千料海船满载时受到的浮力 N，船体某点离开水面2.9米，该点受到海水的压强是 Pa；（为了计算方便，海水密度取1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
（3）当海船从淡水中驶入海水中时，船体将 （选填“上浮”或“下沉”），海船受到的浮力将 （选填“增大”“减小”或“不变”），船静止时，底部受到的海水的压力 （选填“小于”“大于”或“等于”）船受到的浮力。
【答案】 水密隔舱 1.17×107N 2.9×104Pa 上浮 不变 等于
【详解】（1）由短文第二段可知，福船采用“水密隔舱”的技术大大提高了船舶的整体抗沉性。
（2）排水量是衡量造船能力的重要指标，由题意可知，帆装、给养、武器、人员、货物等及船质量总共可达m=1170t，所以此时船的总重力为
G=mg=1170×103kg×10N/kg=1.17×107N
根据漂浮的特点可得，海船满载时受到的浮力为
F浮=G=1.17×107N
船体某点离水面2.9m受到海水的压强为
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.9m=2.9×104Pa
（3）当海船从淡水中驶入海水中时，船仍漂浮，浮力等于重力，即海船受到的浮力大小不变，根据阿基米德原理可知，物体排开液体的体积为，因为海水的密度大于水的密度，所以V排将减小，故船体将上浮。
物体上下表面的压力差就是浮力，即F浮=F向上-F向下。船静止时，上表面受到水的压力F向下=0，所以下面受到海水的压力F浮=F向上，即底部受到的海水向上的压力等于船受到的浮力。
7．（2022·贵州贵阳·中考真题）《天工开物》中记录了古代劳动者煮海水制盐的方法，如图甲所示。用于制盐的海水密度有严格要求，在《西溪丛语》中谈到了用莲子选定海水的方法：采用多粒莲子投入盛有海水的容器中，若所有莲子均浮，则海水含盐重；若所有莲子均沉，则这样的海水就毫无制盐价值。
后来《熬波图咏》中谈到，将莲子分别浸入不同密度等级的海水中（一等海水密度最大，二、三、四等依次次之），充分浸泡后制备成不同测定标准的“浮子”。将“浮子”放入盛有待测海水的竹管内，如图乙所示，根据浮起的“浮子”数即可判断待测海水的密度范围。
请回答下列问题：
（1）煮海水制盐过程中，水发生的物态变化是 ；
（2）若一粒浸泡后的莲子质量是3×10-3kg，其受到的重力是多少？（g取10N/kg）( )
（3）《西溪丛语》谈到：无制盐价值的海水，莲子放入后会全部沉入水底。莲子沉入水底的原因是什么？( )
（4）将四粒不同测定标准的“浮子”放入盛有待测海水的竹管内。请跟进图乙中“浮子”静止时的情况判断：2号“浮子”制备时是浸泡在哪一等级的海水中？写出你判断的理由。（设各“浮子”的体积均相同，其密度与对应等级的海水密度相等）( )
【答案】汽化 0.03N 莲子的密度大于海水的密度 2号浮子制备时浸泡在二等海水中
【详解】（1）煮海水制盐过程中，水变成水蒸气跑到空气中，物质从液体变成气态的过程叫汽化，所以水发生的物态变化是汽化。
（2）若一粒浸泡后的莲子质量是3×10-3kg，其受到的重力为
G=mg=3×10-3kg×10N/kg= 3×10-2N=0.03N
（3）无制盐价值的海水，其中的含盐量少，则这种海水的密度会较小；而莲子的密度大于这种海水的密度，所以莲子沉入水底。
（4）由图乙可知
V排1 > V排2> V排3> V排4
待测海水密度一定，根据阿基米德原理可知，浮力
F1 > F2 > F3> F4
1号“浮子”沉底，其浮力小于重力，2、3、4号“浮子”漂浮，它们的浮力均等于重力，所以
G1>G2>G3>G4
根据G=mg可知，“浮子”的质量
m1 > m2 > m3 > m4
又因各“浮子”体积相同，根据可知，“浮子”的密度
ρ1 > ρ2 > ρ3> ρ4
所以，2号“浮子”制备时浸泡在二等海水中。
8．（2023·湖南益阳·中考真题）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。求此次取水的过程中
（1）人做的有用功为多少？
（2）辘轳的机械效率多大？
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？
【答案】（1）400J；（2）80%；（3）60J
【详解】（1）根据题意，人做的有用功为
（2）根据题意可知
（3）根据题意可知
克服水斗做的功为
克服井绳重力及摩擦力做的功为
答：（1）人做的有用功为400J；
（2）辘轳的机械效率为80%；
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功为60J。
9．《清明上河图》是中国十大传世名画之一，由北宋画家张择端所绘，生动记录了北宋都城汴京（现开封），展现了一艘大船通过虹桥由于偏航遇险时众人齐力抢险的场景，图乙为其简化示意图。
（1）若该船以4.2km/h的速度匀速行驶0.84km，则所用时间是多少h？
（2）船底某处位于水面下1.5m时所受水的压强是多少Pa？（水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）如图乙所示，船尾即将撞向桥座，船尾右侧的船工同时用竹竿撑桥座处的河岸。请用物理知识解释这种抢险方法是否有效；
（4）如图丙所示，船的前进方向与水流方向不在同一直线上，若未及时校正，可能导致图乙所示险情。经查阅资料得知：离岸越近水的流速越小，冲击力越小；离岸越远水的流速越大，冲击力越大。据此分析图丙中船顺流过桥还是逆流过桥更容易校正方向？为什么？
【答案】（1）0.2h；（2）1.5×104Pa；（3）见解析；（4）见解析
【详解】（1）所用时间为
（2）船底某处位于水面下1.5m时所受水的压强为
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m＝1.5×104Pa
（3）船工用竹竿撑河岸时，由于力的作用是相互的，河岸也对竹竿施加一个力，避免船尾与桥座相撞，所以有效。
（4）顺流过桥；与船尾相比，船头离岸较远，水的流速较大，冲击力较大，船顺时针转动，更容易校正方向。
答：（1）若该船以4.2km/h的速度匀速行驶0.84km，则所用时间是0.2h；
（2）船底某处位于水面下1.5m时所受水的压强是1.5×104Pa；
（3）见解答；
（4）见解答。
10．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于机内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，把低处的水提升到高处的机械——如图甲所示，图乙为筒车的简化图。
（1）水流因为有定的质量和速度而具有 能，水流冲击水轮转动，再利用取水筒把低处的水提升到高处，增大水的 能；
（2）若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，该筒车旋转一周提升的水的质量为 kg；对水所做的功为 J（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）；
（3）若筒车旋转一周所用时间为120s，水流冲击筒车的功率为40W，水流所做的总功为 J；筒车旋转周取水的机械效率为 。
【答案】 动 重力势 48 1920 4800 40%
【详解】（1）水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增大，重力势能增大，此过程中，水的动能转化为重力势能。
（2）该筒车旋转一周提升的水的质量为
对水所做的功为
（3）水流冲击筒车的功率为40W，水流所做的功为
筒车旋转周取水的机械效率
考点三 物理学与社会发展
1．（2023·湖北荆州·中考真题）2023年5月30日，景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐神舟十六号载人飞船，成功进入中国空间站，与神舟十五号航天员乘组会师天宫，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．飞船在升空过程中，只存在动能和势能的相互转化
B．漂浮在空间站中的宇航员重力势能为零
C．空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒
D．空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行，在近地点时动能最小
【答案】C
【详解】A．飞船在升空过程中，需要燃烧燃料为其提供动力，将内能转化为机械能，同时还需要克服空气阻力做功，因此不只是存在动能和势能的相互转化，故A错误；
B．物体由于被举高而具有的能叫重力势能，其大小与物体的质量与高度有关。漂浮在空间站中的宇航员的质量不为零，且具有一定的高度，因此重力势能不为零，故B错误；
C．太空是真空，没有空气阻力，因此空间站组合体在轨稳定运行过程中只存在动能和势能的相互转化，机械能守恒。故C正确；
D．空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行，在近地点时动能最大，故D错误。
故选C。
2.（2023·海南·中考真题）如图为某款新型折叠屏手机，折叠屏主要部件是柔性发光二极管。制成二极管的材料是（ ）
A．超导体 B．导体 C．半导体 D．绝缘体
【答案】C
【详解】不同材料导电性不同，导电性能介于导体和绝缘体之间的是半导体，发光二极管是由硅和锗等材料制作成，而硅和锗是半导体材料，所以发光二极管是用半导体材料制成的。
故选C。
3.（2023·江苏泰州·中考真题）2022年6月17日，我国第三艘国产航空母舰“福建号”成功下水，其满载排水量为88000t，如图所示。该航母满载时，受到的浮力为 N，当舰载机飞离航母后，航母所受浮力变 ，舱底所受海水压强变 ，此时航母排开的海水体积改变了26m3，则该舰载机的质量是 kg。（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
【答案】 8.8×108 变小 变小 2.6×104
【详解】满载时受到的浮力为
F浮=G排=m排g=88000×103kg×10N/kg=8.8×108N
满载时航母漂浮，处于平衡状态，所受浮力和航母的总重是一对平衡力，舰载机飞离航母后，航母总重力变小，航母仍漂浮，根据F浮=G可知航母所受浮力会变小。
航母将会上浮一些，舱底到海面的深度h会变小，根据p=ρ液gh可知舰底所受海水的压强变小。
因为航母漂浮在水面上，则F浮=G，舰载机飞离该航母后，则F浮′=G′，由于舰载机飞离该航母后，舰载机的重力G机=G﹣G′，则
ΔF浮=F浮﹣F浮′=G﹣G′=G机
根据F浮=ρ海gV排和G=mg可得，舰载机的质量
4. （2023·内蒙古呼和浩特·中考真题）为响应节能减排、低碳生活，电动汽车已进入千家万户。如图甲为某国产品牌的电动汽车正在充电桩充电。充电桩充电时的电压为220V，电流为40A，充电耗时为10h，汽车电池所容纳的电能从零变为80kW·h。充电时发现线路及设备发热较为明显，可等效为如图乙的发热电阻R线串联于电路中，且认为能量损失均为发热电阻所致。求：
（1）电能属于 （选填“一次能源”或“二次能源”）；
（2）充电过程中，电流所做的功和充电效率；
（3）发热电阻R线的阻值及充电过程中汽车电池两极之间电压。
【答案】 二次能源 90.9% 0.5Ω 200V
【详解】（1）二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源，例如：电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、知沼气 、氢气和焦炭等等。电能是通过其他能源转化而来的，不是一次能源，是二次能源。
（2）充电过程中电流做的功为
由题意可知，汽车电池所容纳的电能从零变为80kW·h，故充电效率
（3）因为能量损失均为发热电阻所致，则损失的电能为
由可得，发热电阻的阻值为
由可知，汽车电池两极之间的电压为
5. （2023·江苏常州·中考真题）2022年卡塔尔世界杯足球赛，球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为50%的土壤中生长。
（一）灌溉技术
（1）传统灌溉采用如图（a）所示的喷洒技术，这会导致草叶灼伤，原因是：水喷洒在草叶上，如图（b）所示，透过水珠可见叶面正立、放大的 （虚/实）像，水珠作为 透镜，对阳光有 作用；
（2）技术团队选择如图（c）所示的地下渗透灌溉新技术，该技术既可避免草叶灼伤，又可节水，节水的原因是： 。
（二）电阻测量
自动灌溉系统需要湿敏电阻Rx，小明把Rx放入湿度为50%的土壤内，设计如图（d）所示的电路，测量Rx的阻值。
（3）图中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并以笔画线重新连接该导线；
（4）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到 （A/B）端；
（5）闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据如表格所示。实验②的数据如图（e）所示，电压表示数为 V，电流表示数为 A。根据实验①②③的数据可得：湿度为50%的土壤内Rx的阻值为 。
实验序号 ① ② ③
电压表示数/V 1.1 2.6
电流表示数/A 0.1 0.26
（三）装置设计
（6）湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度变化的图像如图（f）所示。已知：蓄电池电压恒为6V；电磁继电器线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，小于0.2A时衔铁被弹回，线圈电阻不计；电动机的额定电压为220V。请以笔画线代替导线完成图（g）所示的电路连接，要求：闭合开关S，当土壤湿度低于50%时，电动机转动送水；当土壤湿度高于50%时，电动机不转停止送水；
（7）定值电阻R0的阻值为 ；
（8）生物学家正在培育新品黑麦草，能在湿度低于50%的土壤中生长，一旦成功，电路中的电阻R0应换用阻值更 的定值电阻。
【答案】（1）虚，凸，会聚；（2）减少了水的蒸发；（3）见下图；（4）B；（5）1.8，0.2，10；（6）见下图；（7）20；（8）小
【详解】（1）小水滴接近圆形，相当于一个焦距很小的凸透镜，凸透镜焦距到叶子的距离特别小，在焦距以内，根据凸透镜成像规律可知，透过水珠可见叶面正立、放大的虚像。凸透镜对光线由会聚作用。
（2）技术团队选择如图（c）所示的地下渗透灌溉新技术，该技术减小了水的表面积，从而减少水的蒸发，既可避免草叶灼伤，又可节水。
（3）测量湿敏电阻，电压表测量湿敏电阻两端电压，应与湿敏电阻并联，如图所示：
（4）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器划片移至阻值最大处，即B端。
（5）图e中，电压表使用的是0~3V的量程，分度值为0.1V，示数为1.8V。电流表使用的是0~0.6A的量程，分度值为0.02A，读数为0.2A。
由欧姆定律和表格数据可得
则湿度为50%的土壤内Rx的阻值为
（6）由图像可知，湿度越大，湿敏电阻的阻值越小，控制电路的电流越大，电磁铁的磁性越强，衔铁被吸合，电动机不转，停止送水，反之电动机转动送水，湿敏电阻Rx与定值电阻R0串联，电磁继电器相等于开关，应控制火线，电路图连接如图所示：
（7）衔铁被吸下时的总电阻
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则定值电阻
（8）生物学家正在培育新品黑麦草，能在湿度低于50%的土壤中生长，则湿敏电阻的阻值增大，通过控制电路的电流不变，根据欧姆定律可知电路中总电阻不变，根据串联电路电阻规律可知，需要减小定值电阻的阻值，即应换用阻值更小的定值电阻。
考点 核心知识提炼
物理学与 工程实践 （1）了解分析能源的开发与利用对社会发展的影响。 （2）了解我国科技发展的成就。 （3）了解半导体、超导体的主要特点，展望超导体应用对社会发展的影响。了解纳米材料等新型材料的主要特点，以及这些新材料技术的应用对社会发展的影响。
1．（2023·四川甘孜·中考真题）2022年11月30日，神舟十五号与神舟十四号乘组首次实现“太空会师”。如图所示，在加速升空的过程中，神舟十五号载人飞船的（ ）
A．动能不变 B．重力势能减少 C．机械能减少 D．机械能增加
【答案】D
【详解】中国神舟十五号载人飞船加速向上运动的过程中，其质量不变，速度增大，则动能增大；同时高度增加，其重力势能增大；此过程中空间站不具有弹性势能，因机械能等于动能与势能的总和，所以它的机械能增大，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
2．（2023·黑龙江牡丹江·中考真题）如图是中国科技馆内的超导磁悬浮列车模型和一个环形轨道。模型列车行驶过程中，车内超导体通过液氮降温，从正常态转为超导态，从而减小了导体的 。列车行进时不接触轨道，处于悬浮状态，减小列车行驶时的 。
【答案】 电阻 摩擦力
【详解】超导体超导态时电阻为零，所以从正常态转为超导态，减小了导体的电阻。
悬浮状态时，列车不接触轨道，接触面分离，可以减小摩擦力。
3．石墨烯是一种新材料，具有优异的光学、电学、力学特性，石墨烯还具有很好的韧性，且可以弯曲。北京冬奥会运动场馆的最低温度可达-30℃左右，利用石墨烯制作的智能温控加热羽绒服可帮助工作人员抵御寒冷，有效提升保暖效果。可见，这种材料具有密度 （选填“较大”或“较小”）、电阻 （选填“较大”或“较小”）的特点。
【答案】 较小 较小
【详解】石墨烯是一种超轻材料，导电性能超强，即石墨烯的密度较小、电阻较小。
4．（2024·湖南长沙·一模）2023年9月21日15时48分，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。空间站的能源主要靠太阳能电池板，其主要材料是 （选填“半导体”或“超导体”），工作时将太阳能直接转化为 能。
【答案】 半导体 电
【详解】太阳能电池板是用半导体材料制作的，工作时吸收太阳能，将太阳能直接转化为电能供给空间站使用。
5．（2024·陕西西安·一模）华为麒麟9000S系列、5G芯片惊艳全球，该芯片主要用到 材料（选填“导体”、“半导体”或“超导体”）；使用该芯片的手机用户可以实现卫星通话，所连接的卫星是由火箭发射到太空，火箭助推器用的是液氢+液氧燃料，液氢燃料具有较大的 。
【答案】 半导体 热值
【详解】半导体具有一些特殊的电学性质，该芯片主要用到半导体来制造。
液氢燃料具有较大的热值，相同质量的液氢和其它燃料相比，完全燃烧时可以放出更多的热量。
6. 如图所示，我国的“奋斗者”号载人潜水器是目前人类下潜深度最大，也是国际上唯一能同时携带3人多次往返全海深作业的载人深潜装备。2020年11月10日，“奋斗者”号成功坐底马里亚纳海沟，下潜深度达10909米，前部的两个机械手从海底抓取了一块质量为8.4kg，体积为3dm3的深海岩石，固定在采样篮上带出了水面。问：
（1）“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船，这种信息传递是通过 （选填“超声波”或“电磁波”）实现的；
（2）“奋斗者”坐底时受到的海水压强是多少？（海水密度近似为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）带回的岩石密度是多少kg/m3 ？将它从海底匀速提升至水面，不计水的阻力，采样篮对它做的功是多少J？
【答案】 超声波
【详解】（1）超声波具有方向好、在水中传播距离远等特点，“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船，这种信息传递是通过超声波实现的。
（2）“奋斗者”坐底时受到的海水压强
（3）岩石的密度
岩石受到的浮力
岩石的重力
岩石受到的支持力
支持力做的功
7．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。
（1）风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少 ？
（3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少 ？
（4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是多少 ？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信 ？（已知系统提升重物的效率为90%）
【答案】 可再生 7500km 1.8×107 J 80% 可信
【详解】（1）可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，风能属于可再生能源。
（2）单个风力发电机组发电1h产生的电能为
可供该电动汽车行驶的路程是
（3）系统对重物所做的功是
（4）重力储能系统放下重物的发电效率是
重力储能系统提升重物所需要的总能量
重力储能系统的综合效率为
因此这一数据可信。
8．（2023·新疆·中考真题）芯片是电子设备的核心组件，光刻机是制造芯片的核心装备。
（1）某光刻机通过极紫外光照射镂空的集成电路模板，经过透镜组后在硅晶圆表面的光刻胶上刻出缩小的电路图案。该透镜组相当于一个 透镜，极紫外光在制成透镜的玻璃内沿 （填“直线”或“曲线”）传播，集成电路模板到透镜的距离 （填“大于”或“小于”）硅晶圆到透镜的距离。
（2）为防止芯片工作时温度过高，常用散热片将热量散失到环境中，这是通过 （“做功”或“热传递”）的方式改变芯片的内能。一般情况下，物体颜色越深，热辐射散热能力越强，故散热片的颜色多为 （填“黑”或“白”）色。一个指甲盖大小的芯片可能有上百亿个晶体管，晶体管的空间尺度 （填“大于”或“小于”）原子的空间尺度。
【答案】 凸 直线 大于 热传递 黑 大于
【详解】（1）光刻机通过极紫外光照射镂空的集成电路模板，经过透镜组后在硅晶圆表面的光刻胶上刻出缩小的电路图案，此时成倒立缩小的实像，故透镜是凸透镜。
光在同种均匀介质中沿直线传播，故极紫外光在制成透镜的玻璃内沿直线传播。
集成电路模板到透镜的距离相当于物距，硅晶圆到透镜的距离相当于像距，此时成缩小的实像，故集成电路模板到透镜的距离大于硅晶圆到透镜的距离。
（2）改变内能的方式有做功和热传递，散热片将热量散失到环境中，这是通过热传递的方式。
由题意可知：物体颜色越深，热辐射散热能力越强，故散热片的颜色多为深色，即黑色。
晶体管的空间尺度约为5nm，即，而原子的空间尺度约为，故晶体管的空间尺度大于原子的空间尺度。
9．022年1月18日，我国金沙江白鹤滩水电站全部建成，它是世界第二大水电站。三峡水电站和白鹤滩水电站部分信息如下表：
项目 三峡水电站 白鹤滩水电站
种类 重力坝 拱坝
发电站的规模 世界最大的水力发电站，装机容量2240万千瓦，库容量393亿立方米 世界第二大水力发电站，创下六个“世界第一”最顶尖的建造技术，装机容量1600万千瓦，库容量206亿立方米
电机组单机容量 70万千瓦 100万千瓦
坝高 185米 289米
年节约标准煤 26713万吨 19680万吨
减少二氧化碳排放量 70万吨 51.6万吨
（1）白鹤滩水电站水深200米处，大坝侧壁受到水的压强为 Pa。（已知：水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（2）对比表格中两坝外观形状，发现三峡水电站大坝采用的是 结构（填“横截面形状”）、白鹤滩水电站大坝采用的是拱形结构，来提高大坝的抗压能力。大坝使上游的水位升高，提高了水的 。
（3）水能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。水力发电相比火力发电具有的优势是 ，有利于我国实现碳中和的目标。
【答案】 2×106 梯形 重力势能 可再生 污染小
【详解】（1）由题意可知，大坝侧壁受到水的压强为
（2）因为液体的压强随深度的增加而增大，为了水坝能承受更大的水压，水坝做成上窄下宽的梯形形状。
重力势能与物体的质量和高度有关，所以上游的水位升高，提高了水的重力势能。
水能可以源源不断的从自然界中获得，所以水能属于可再生能源。
水力发电与传统以煤为燃料的火力发电相比，水能的利用，可以节省化石能源，减少空气的污染，有利于我国实现碳中和的目标。
10．北京时间2022年11月29日，搭载神舟15号载人飞船的长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约577秒后，进入预定轨道，发射取得圆满成功。长二F火箭与载人飞船总质量约500吨，其中长二F火箭主要由火箭主体和四个助推器组成，利用燃料燃烧产生高温高压的燃气向下喷出，力大无穷却又身轻如燕。在神舟载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后，三位航天员进入中国空间站，与神舟14号航天员在空间站胜利会师。
（1）中国空间站在轨道上绕地球正常运行时处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，在空间站内 （选填“可以”或“不可以”）用天平称量小物体的质量；空间站内主要依靠太阳能电池板发电，太阳则是靠核 变放出能量；
（2）火箭发射时向下喷出高温高压燃气以获得向上的推力，主要利用力的作用是 的；整个过程中将燃料燃烧释放的 能转化为火箭的机械能；设计师为减轻火箭重力，将体积为0.1m3的钢制零件改为钛钢合金零件，使其质量减少250kg，则该零件中钢和钛的体积比是 。（、）
【答案】 非平衡 不可以 聚 相互 内 9∶25
【详解】
（1）中国空间站在轨道上绕地球正常运行时做圆周运动，方向不断改变，处于非平衡状态。
天平工作原理是等臂杠杆，在空间站内物体处于微重力状态，无论天平两边质量为多少，天平都可以平衡，故不可以用天平称量小物体的质量。
在太阳的内部，氢原子核在极高的温度和压力下聚变成氦原子核，发生聚变，并释放出巨大的能量，故空间站内主要依靠太阳能电池板发电，太阳是靠核聚变放出能量。
（2）火箭发射时向下喷出高温高压燃气，燃气对火箭产生一个向上的推力，主要利用力的作用是相互的；燃料燃烧，通过化学变化，释放内能，推动火箭向上加速运动，故将内能转化为火箭的机械能。
钢制零件的质量为
设计师为减轻火箭重力，将钢制零件改为钛钢合金零件，使其质量减少250kg，则合金的质量为
故
联立两式，该零件中钢和钛的体积比是
11. 如图所示是我国第五代战斗机“歼-20”。它融合了全球优秀战斗机的特点，配备了大功率雷达，为解决散热问题，采用了新一代液体冷却系统。
飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比；推进效率是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与获得的机械能之比。同时飞机实现隐形，隐形飞机能隐形的原因主要是通过设计和技术的应用，极大地减少了飞机对雷达波和其他电磁波的反射。飞机的部分参数如下表所示：
空战质量 25t 最大起飞质量 37t
最大巡航速度 600m/s 发动机最大巡航推力
发动机热效率 40% 发动机的推进效率
（1）飞行过程中机翼和空气摩擦使机翼的温度升高，这是通过 的方式改变机翼的内能；
（2）当飞机以400m/s的速度在水平方向匀速飞行时，所受阻力为，求此时飞机发动机推力做功的功率为多少 （g取10N/kg）
（3）已知燃油的热值。若“歼-20”以最大速度巡航0.5h，消耗燃油10t，求此过程中发动机推力做的功为多少 ？发动机的推进效率为多少
（4）飞机如何实现“隐身”的，请你说明理由 （写出一条即可）。
【答案】 做功 60% 见解析
【详解】（1）根据题意可知，机翼和空气摩擦使机翼内能增加，这种改变内能的方式是做功。
（2）当飞机以最大速度400m/s巡航时，所受阻力为，因为飞机匀速飞行，所以飞机受到的推力
推力做功的功率为
（3）燃料完全燃烧放出的热量
发动机获得的机械能
以最大速度匀速巡航0.5h过程中，飞机通过的路程为
由下表中的数据可知，发动机最大巡航推力
发动机推力所做的功
发动机的推进效率
（4）隐形飞机能隐形可能是使用特殊的隐形材料或在飞机外形设计上采用特殊的结构，极大地减少了飞机对雷达波和其他电磁波的反射，从而实现隐形。
12. 空气质量指数是确保碧水蓝天的重要指标。图甲所示是某工业园设置的监测园区空气质量指数的仪器，其电路原理简图如图乙，用电流表显示空气质量指数，警报器（电压表改装）两端电压时会发出警报声，警示空气质量指数不达标。其中电源电压为6V恒定不变，定值电阻，气敏电阻的阻值与空气质量指数的关系如图丙所示。
（1）气敏电阻的阻值随空气质量指数的增大而 ；
（2）当电路中电流为0.2A时，气敏电阻R的电功率是多大 ？
（3）空气质量指数达多少时，会触发警报器发出警报 ？
（4）若园区提高环保等级，要求空气质量指数K达100时就触发警报。为了达到这一标准，应增加一个定值电阻R1改装电路。请你在图丁中补全改装后的电路，并通过计算求解R1的阻值为多少Ω 。（若结果不能整除，保留一位小数）
【答案】 减小 1W 200 见解析
【详解】（1）由图丙图像可知，气敏电阻R的阻值随空气质量指数K的增大而减小。
（2）由图乙右知，R与R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端电压，R0两端电压
R两端电压
气敏电阻R的电功率是
（3）由题意可知，当警报器发出警报时，警报器两端电压U′0为2V，则此时电流为
R两端电压
R的阻值
由图丙可知此时空气质量指数K为200。
（4）方法一：改装后的电路图如图1，R1与R0串联。由图丙可知当空气质量指数K为100时，。而触发警报时，警报器两端电压U警=2V，则R两端电压仍为UR′=4V，电流
R1和R0的总电阻
R1的电阻
方法二：改装后的电路图如图2，R1与R并联。由图丙可知当空气质量指数K为100时，。而触发警报时，警报器两端电压U0′=2V，则通过R0的电流仍为I0=0.4A，即R1和R的总电流为
R的电流
所以，通过R1的电流
R1的电阻
13. 随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，某物理小组的同学在社会实践活动中、通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，如图所示，请你参与讨论下列有关问题。
（1）汽车刹车时，为防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片喷水，这是通过 方式改变刹车片的内能。
（2）若汽油的热值为，则完全燃烧2kg汽油释放的能量为 J。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将 （选填“升高”、“不变”或“降低”）。
（3）汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min，此汽油机每秒钟完成 个做功冲程。
（4）若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该汽车的能量转化效率为 。
【答案】 热传递 降低 15 12.5%
【详解】（1） 改变物体的内能有做功和热传递两种方式，做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移过程。防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片和轮胎喷水，利用水的比热容较大，相同情况下能吸收更多的热来降低刹车片的温度，这是通过热传递的方式改变刹车片的内能。
（2）若汽油的热值为，则完全燃烧2kg汽油释放的能量为
汽油在发动机内燃烧不充分时消耗燃料质量增加，由Q放=mq可知，消耗能量将会增加，又根据
有用功的占比下降，故热机的机械效率降低。
（3）单缸四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功。已知四冲程汽油机工作时曲轴转速是
1800r/min=30r/s
所以此汽油机每秒转30圈，可完成15个工作循环，60个冲程，对外做15次功。此汽油机每秒钟完成15个做功冲程。
（4）由题意知，汽车的能量转化效率为
14. 陕西凤县“以风引凤”，大力开发风能资源。如图所示，风力发电——即风轮机叶片不断受到风力的推动而转动，继而带动发电机工作输出电能。若风力发电机每片风叶质量为6t，长为40m。如表所示为1kg空气在不同风速下速度（v）与动能（E）的关系，（空气密度取1.2kg/m3）
动能E/J 10 20 30 40 50
风速v/（m·s-1） 2 4 6 8 10
（1）风能是一种 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，当风速为6m/s时，每千克空气具有的动能是 J；
（2）如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×105J的电能，那么1000台这样的风力发电机，一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克煤产生的能量；（一年工作时间按3000h计算，煤的热值为3×107J/kg）
（3）当风速为10m/s时，若风力发电机风轮正面迎风，这台发电机每秒能对外提供3.8×105J的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少。
【答案】 可再生 30 4.32×107kg 12.6%
【详解】（1）化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源。所以风能属于可再生能源。
由表格读出，风速为6m/s时每千克空气具有的动能为30J。
（2）一年1000台这样的风力发电机所产生的能量为
结合题意可得，煤燃烧产生的热量为Q=E=1.296×1015J
相当完全燃烧的煤质量为
（3）设风扇的叶片旋转面积为S，风速为v；单位时间t内，通过风扇的空气流量为
那么这些空气的质量为
风扇的叶片长为40m，则
则每秒通过风力发电机风轮正面的空气质量为
根据表可知产生能量为E风=50J/kg×60288kg=3.0144×106J
这台风力发电机的风能转化为电能的效率为
15. 华为Mate60Pro手机搭载了我国自主研发芯片，电池容量为5000的锂离子聚合物电池，最大支持88W（20V，4.4A）有线超级快充技术，支持50W无线超级快充，支持20W无线反向充电，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示；
电池名称 锂离子电池
电压 3.7V
容量 5000
（1）人们在超市购物付款时只要打开手机扫一扫，就能快速付款，扫二维码时镜头相当于照相机，此时镜头到二维码的距离应满足 两倍焦距（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）表格中的电池“容量”，是电流和 （填具体物理量名称）进行乘法运算的结果。给锂电池一次充满电储存的电能为 J；
（3）给锂电池充电的过程是电能转化为 能的过程；利用无线反向充电技术，用华为Mate60Pro手机给小米手机充电时，华为Mate60Pro手机相当于 （选填“电源”或“用电器”）；
（4）部分手机使用的是电阻触摸屏，以水平方向为例，水平方向上触摸屏相当于一根电阻丝，当手指触摸屏时，触摸点P相当于手指将电阻丝分为左右两部分。设左部分的电阻为R1，右部分电阻为R2，其结构可等效为如图甲所示电路，电源电压保持不变。当触摸点在水平方向向右移动时，触摸点P到屏幕右边缘的距离减小，则R1 ，流过R1的电流 ；（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
（5）如图乙所示的两个充电器，一个标注“输出5V600mA”，另一个标注“输出20V4.4A”，其中有一个是有线超级快速充电器。假设充电效率为74%，选用有线超级快速充电器给华为Mate60Pro手机电池从零充满电需要 s。（结果保留整数）
【答案】 大于 时间 6.66×104 化学 电源 增大 不变 1023
【详解】（1）照相机的应用原理是物体在二倍焦距以外成倒立缩小的实像。人们在超市购物付款时只要打开手机扫一扫，就能快速付款，扫二维码时镜头相当于照相机，所以此时镜头到二维码的距离应满足大于两倍焦距。
（2）表格中的电池“容量”的单位为即电流和时间的导出单位，所以是电流和时间（填具体物理量名称）进行乘法运算的结果。
该电池的工作电压为3.7V，容量为5000，则该电池一次充满电储存的电能为
（3）锂电池对外供电时，将储存的化学能转化为电能；该电池被充电时，该电池要消耗电能，此时电池在电路中相当于用电器；给电池充电的过程是电能转化为化学能的过程。所以利用无线反向充电技术，用华为Mate60Pro手机给小米手机充电时，华为Mate60Pro手机相当于用电器。
（4）手机使用的是电阻触摸屏，水平方向上触摸屏相当于一根电阻丝，当手指触摸屏时，触摸点P相当于手指将电阻丝分为左右两部分。设左部分的电阻为R1，右部分电阻为R2，其结构可等效为如图甲所示电路，左部分的电阻为R1和右部分电阻为R2串联，当触摸点在水平方向向右移动时，触摸点P到屏幕右边缘的距离减小，R1的长度变长，根据电阻的影响因素知，则R1增大。
左部分的电阻为R1和右部分电阻为R2串联，当触摸点在水平方向向右移动时，触摸点P到屏幕右边缘的距离减小，R2的长度变小，R1的长度变长，总长度不变，总电阻不变，总电压不变，根据欧姆定律和串联电路电流特点知，流过R1的电流不变。
（5）由（2）解析知电池充满储存的电能为W=6.66×104J，充电效率为η=74%，充电器消耗的电能为
选用“输出20V4.4A”快速充电器时，根据W=UIt可知电池从零充满需要的时间为专题23 跨学科实践
考情分析 2
考点一 物理学与日常生活 3
【真题研析·规律探寻】 3
【核心提炼·考向探究】 5
【题型特训·命题预测】 6
考点二 物理学与工程实践 12
【真题研析·规律探寻】 12
【核心提炼·考向探究】 14
【题型特训·命题预测】 15
考点三 物理学与社会发展 20
【真题研析·规律探寻】 20
【核心提炼·考向探究】 22
【题型特训·命题预测】 23
考点 要求 课标要求 命题预测
物理学与日常生活 5.1.1能发现日常生活中与物理学有关的问题，提出解决方案。 5.1.2能运用所学知识分析日常生活中的安全问题，提出解决方案，践行安全与健康生活。 5.1.3能运用所学知识指导和规范个人行为，践行低碳生活，具有节能环保意识。 （1）调查日常生活用品使用中的问题，并提出改进建议，能运用所学的知识论证自己所提建议的合理性。 （2）调查生活中（如用电、乘车、住高楼等）存在的安全隐患，提出安全与健康生活的建议。 （3）了解当地空气质量状况，并调查相关原因。对个人节能环保行为提出具体要求。
物理学与工程实践 5.2.1了解我国古代的技术应用案例，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用。 5.2.2调查査物理学应用于工程技术的案例，体会物理学对工程技术发展的促进作用。 5.2.3了解物理学在信息技术中的应用。 （1）了解我国古代一些科技成果的工作原理。 （2）了解物理学在工程技术发展的应用案例，体会物理学对发展的促进作用。 （3）了解物理学在信息记录或传播中的应用。
物理学与社会发展 5.3.1结合实例，尝试分析能源的开发与利用对社会发展的影响。 5.3.2结合实例，了解一些新材料的特点及其应用。了解新材料的研发与应用对社会发展的影响。 5.3.3了解我国科技发展的成就，增强科技强国的责任感和便命感。 （1）了解能源利用对环境的影响，结合对当地能源利用现状的调查，提出改进建议。 （2）了解半导体、超导体的主要特点，展望超导体应用对社会发展的影响。了解纳米材料等新型材料的主要特点，以及这些新材料技术的应用对社会发展的影响。
考点一 物理学与日常生活
1.（2023·湖北鄂州·中考真题）电在给人们的生活带来便利的同时，也带来了安全隐患，如图所示的做法中，符合安全用电要求的是（ ）
A B C D
A． 冰箱没有接地线 B． 用试电笔检测插座是否有电
C． 用湿手拨动开关 D． 多个大功率用电器同时使用一个插座
2. （2023·北京·中考真题）如图所示的实例，目的是为了减小摩擦的是（ ）
A B C D
A．轮滑鞋装有滚轮 B．运动鞋底有凹凸的花纹
C．脚蹬面做得凹凸不平 D．守门员戴着防滑手套
3. （2023·宁夏·中考真题）10月16日，为世界脊柱日如图人的脊柱起着支撑头部的作用，颈部肌肉连接颈部和头部，并控制着头部的运动。长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤，人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆。分析问题：
（1）请在图中画出人体头部所受重力的示意图；
（2）人在低头过程中，头部的重力的力臂 （选填“增大”或“减小”）颈部肌肉群对后颅向下的拉力 （填增大或减小）若将拉力看作动力，这是一个 杠杆，头部向下弯曲度增大颈椎所受的 增大；
（3）结合以上分析，给出一条保护颈椎健康的合理建议。
4.（2022·四川成都·中考真题）在一次实践活动中，小军对家中常用的电热水壶（如图甲）进行了探究。这种水壶使用方便，能较快将水烧开。
（1）使用电热水壶，安全至关重要。小军首先认真阅读了使用说明书，并对一些重要的注意事项作出了如下分析，你认为他的分析不合理的是
A．电热水壶不能放在燃气灶旁，是为了防止损坏绝缘材料
B．电热水壶的插头必须接三孔插座，是为了防止短路
C．水量不超过最大限位，可以防止水烧开后溢出
D．必须保持插头和电源线干燥，是为了防止漏电造成事故
（2）小军观察电热水壶铭牌（如图乙）后，开始实际操作。他测出，电热水壶正常工作烧开2L水，用时8min。若电费单价为0.5元/kW·h，则烧开这壶水所花的电费为 元；
（3）利用铭牌参数和小军测得的数据，若要测出电热水壶的加热效率，除了要知道水的密度、水的末温外，还需知道的两个物理量是 ；
（4）小军继续对电热水壶的设计和使用说明进行探究，他提出了下列猜想，你认为不合理的是
A．观察到加热元件安装在壶身底部而不是其他位置，可能是为了增强加热效果
B．原理图中指示灯与加热元件是并联而不是串联，可能是因为两者的额定电流相差很大
C．要求长时间使用后要清除水垢，可能是因为水垢增多，导致加热电阻变大，功率变小
5.（2023·山东日照·中考真题）为了节约能源，我市一些公共场所改用光控开关控制照明系统，光控开关可用光敏电阻控制，某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线如图甲所示。光的照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为勒克斯（lx）。
某学校科学探究小组的同学设计了图乙所示的电路，利用图甲特性的光敏电阻RG测量光的照度。图乙中定值电阻R0=20kΩ。
（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最 （选填“左”或“右”）端；
（2）开关闭合后，读取电压表V1、V2的示数分别为3.0V、4.2V。求：
①定值电阻R0的电功率( )；
②光敏电阻RG中的电流( )；
（3）该科学探究小组的同学通过共同研究，利用该光敏电阻RG进一步设计了图丙所示的照明系统控制电路，电源电压为12V。当天色渐暗，照度降低至1.0（lx）时控制开关会自动启动照明系统，此时光敏电阻RG两端的电压等于2V。
①请分析此控制电路中电流与光的照度的变化关系；( )
②求电路中定值电阻R的阻值。( )
考点 核心知识提炼
物理学与日常生活 物理原理在我们日常生活中无处不在，从简单的杠杆原理到复杂的电子设备，从光学、力学、热学到电磁学，都体现了物理学的应用和魅力。理解和掌握这些原理，有助于我们更好地利用物理知识，提高生活质量，解决实际问题。 （1）关注日常生活用品（如家用电器、交通工具等），了解主要结构、工作原理、使用问题、提出改进建议。例如，观察和体验人在活动或劳动过程中的杠杆模型，从具体事例分析省力杠杆和省距离杠杆，尝试综合运用多学科知识解释生活现象。 （2）调查生活中（如体育运动、用电、乘车、住高楼等）存在的安全隐患，提出安全与健康生活的建议。 （3）了解能源与环境的关系，对个人节能环保行为提出具体要求。了解太阳能、地热能、风能等能源。
1. （2023·湖北随州·中考真题）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．肩膀应该靠近“轻的一头”
B．肩膀应该靠近“重的一头”
C．肩膀应该居于扁担正中间
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个框子向上运动同时另一个框子向下运动
2．电在给人们的生活带来便利的同时，也带来了安全隐患。“安全用电，珍爱生命”是每个公民应有的意识，如图所示的各种做法中，符合安全用电原则的是（ ）
A B C D
A．雷雨天在大树下避雨 B．用电暖器烘烤湿毛巾
C．电热水壶用三孔插座 D．把手机充电器一直插在插座上
3．我们生活中的许多工具，用到了物理知识。下列生活工具与所用物理原理对应关系的描述，错误的是（ ）
A B C D
A．电饭锅——电流的热效应
B．筷子——省力杠杆
C．重垂线——重力的方向竖直向下
D．自制喷雾器——利用流体压强与流速的关系
4．如图是小明在科技活动周上展示的自制“电磁秋千”：铜线圈制成的秋千下方放有一块永磁体，线圈通电后，就能不停地摆动。下列有关叙述错误的是（ ）
A．该电磁秋千的工作原理和电动机原理相同
B．该电磁秋千是利用电磁感应原理工作的
C．电磁秋千摆动过程中电能转化为机械能
D．增加电池的节数可以使电磁秋千摆动得更高
5．北方进入冬季，天气寒冷，在跨学科实践活动中，小明所在某小组开展了“设计制作发热垫”的项目化学习活动，下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目分解】
（1）设计发热垫； （2）制作发热垫。
【项目实施】
（1）设计发热垫：休息日，小组同学们陪小明一起去看望爷爷，在爷爷家他们发现了一个闲置的旧电炉如图甲所示，铭牌上标有“220V；484W”字样，电炉只有一根电阻丝，这根电阻丝可以整体使用，也可以截成两部分使用。他们想利用这根电阻丝给爷爷制作一个可调温的发热坐垫。小组同学纷纷动笔设计电路。请你帮助同学们把设计的电路画出来 ；
（2）制作发热垫：在爷爷的帮助下，小组同学们拆下整根电阻丝并分成两段，将其中一段制作为阻值可调的电阻丝。小明发现爷爷家有一个10V蓄电池可供使用，利用电炉子原有开关和现有蓄电池及电阻丝，组成电路。将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中，在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下，若想使坐垫的最大功率为27W，则两段电炉丝的连接方式是 联，这两段电阻丝的阻值分别是 Ω和 Ω。于是小明和同学们动手制作了发热坐垫；
【项目拓展】
发热坐垫做好后，小明尝试坐在上面5min感觉挺温暖，那么当这个发热坐垫在最小功率状态下工作5min产生的热量是 J。
6．小明在厨房中发现：壶里的水烧开以后，壶嘴上方冒出“白气”，如图甲所示。
（1）这“白气”实质上是些 （选填“水蒸气”或“小水滴”）；
（2）小明仔细观察又发现：“白气”从喷出到消失要经历三个物理过程：
①靠近壶嘴的地方，我们什么也看不见。这是因为壶内水沸腾时产生了大量的水蒸气，在壶嘴附近由于温度比较 （选填“高”或“低”），仍然保持 （选填“固”“液”或“气”）态；
②水蒸气离开壶嘴一段距离以后，发生 （填物态变化名称）现象，形成“白气”；
③“白气”进一步上升，分散到干燥的空气中，发生 （填物态变化名称）现象，我们又什么也看不见了。
（3）小明从日常生活中还发现：有时壶嘴上方的“白气”比较多，有时比较少。如图乙所示，可以判断出 （选填“A”或“B”）房间的气温比较高；
（4）生活中常把碗放在锅里的水中蒸食物，如图丙所示，当锅里的水沸腾以后，碗中的水 （选填“会”或“不会”）沸腾，原因是 。
7．小明爸爸驾车带小明从西流湖公园到省图书馆，导航给出了“推荐”、“备选二”、“备选三”三个路线方案，如图所示。三种方案的数据如表所示。
方案 推荐 备选二 备选三
路程 6.6km 7km 12km
预估用时 20min 19min
（1）在乘车过程中，小明看到路旁的禁止鸣笛标志，这是从 控制噪声；
（2）小明爸爸选择了“推荐”方案，到达目的地所用时间与导航上的预估用时一致，求汽车的平均速度是多少km/h？_______
（3）假如小明爸爸以12m/s的平均速度，按“备选三”方案的路径行驶，则需要多少时间到达目的地？比推荐路线用时快了多少秒？______
8．小阳买了一个茶壶（如图），他想知道制作这样一个茶壶所用泥土材料的体积。于是他用家中的电子秤测出茶壶盖的质量为28g，再把壶盖放入装满水的溢水杯中浸没，测得溢出水的质量为10g，他又测得整个空茶壶的总质量（含壶盖）为154g。请完成以下问题：
（1）放在电子秤上的茶壶对秤台的压力是 （选填“茶壶”或“秤台”）发生形变而产生的；因为光在壶身上发生了 ，所以能从不同角度看到它；
（2）壶盖的体积是多少 ；
（3）这种泥土材料的密度是多少 ；
（4）制作整个茶壶所用泥土材料的总体积是多少 ？
9. 我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。
（1）如图1，质量忽略不计的杆秤水平静止，O 为支点，则被测物体的质量为 kg。若被测物体质量增大，应该调节秤砣悬挂点向 （选填“左”“右”）移动才能使杆秤再次平衡；
（2）小星想自制一个杆秤，设计图为图2，要求：①测量范围为0~300g； ②分度值为20g； ③在筷子上做刻度，相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些。现有一根总长18cm的轻质一次性筷子、纸盘、细绳，以及钩码 50g、80g、400g各一。小星通过计算得出，若纸盘放上300g的物体，当杆秤水平静止时，钩码质量m与图中l1的关系如表格：
m/g 50 80 400
l1/cm 18.00 11.25 2.25
请你帮小星选一个最合适的钩码作为秤砣，并说明不选择其他钩码的理由。
10．某省曾经发生过一起重大爆炸事故，烧毁房屋52间，死亡13人，受伤34人，经济损失达481万元。这起事故是由于县供销社生产资料门市部内电线严重老化，通电时产生火花，引起库存火药爆炸造成的。本来由橡胶或塑料制成的导线的线皮是用来绝缘的，但时间长了，线皮会老化变质，绝缘性能变差，甚至龟裂，线芯露出，通电时，电线之间会产生火花，酿成火灾。
阅读上面的报道后，请回答下列问题：
（1） 造成这起重大爆炸事故的原因是 ；
（2） 电线老化的具体物理含义是 ；
（3）你家中电能表正常工作电流是 ，请分析一下你家电能表是否适用 ？
11．沈阳大量共享单车投放街头，解决了短途出行难题，形成沈城一道绿色的风景线。共享单车是一种的新型交通方式，依靠手机APP完成注册扫码、解锁骑行。随取随骑，简单便捷。（g取10N/kg）
图1 图2
（1）如图1所示，市民在使用单车时，手机信号是通过 传输给平台的。
（2）下列有关自行车结构及使用的说法中正确的是 。
A．增大座垫面积能减小对人的压强
B．自行车转弯时受到平衡力的作用
C．下坡时自行车速度越来越大是由于惯性越来越大
D．车把手上花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力
（3）如图2，若小红骑着共享单车在平直的水平路面上以5m/s的速度匀速骑行回家。小红质量为50kg，自行车质量为10kg，前后轮胎和地面总接触面积为20cm2，以小红为参照物，自行车是 （选填“运动”或“静止”）的。若骑行回家的路程是6km，需要 min才能到家，小红骑行过程中，自行车对水平路面的压强是 Pa。
12．小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用题图的装置进行实验：在甲、乙两个相同的瓶子中装入等体积的热水，用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶（内层紧贴，外层相对宽松），用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶，用数显温度计测量瓶中热水的温度，测得有关数据如题表所示。
题表
室温：25.0℃
时间/min 0 20 40 60 80
甲瓶水温/℃ 61.0 56.6 62.5 50.9 48.5
乙瓶水温/℃ 61.0 55.6 52.3 49.0 45.7
（1）题表中有一个温度值记录错误，该错误的温度值是 ℃。水温会先降到41.0℃的是 瓶。已知瓶中水的体积是350mL，该瓶中水的温度降至41.0℃时，其放出的热量是 J。[，]
（2）如果把瓶中的热水换成冰块， 瓶中的冰块熔化较慢。分析实验结果，可猜想“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是两件薄衣服中间有 。
（3）请写出一个生活中与你的猜想相符合的例子： 。
考点二 物理学与工程实践
1．（2023·江苏无锡·中考真题）如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A．向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆
B．向下拉绳放下空桶时拉力为20N
C．向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆
D．向上拉绳提起装满水的桶时拉力为40N
2.（2023·江苏泰州·中考真题）如图所示，是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是（ ）
A．夹起食物的筷子 B．拔钉子的羊角锤
C．剪铁丝的钢丝钳 D．起瓶盖的开瓶扳手
3. （2023·辽宁本溪·中考真题）如图是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，当把谷物倒入扇车时，谷物在 力的作用下落入扇车，气流使枯瘪谷物从出风口飞出，说明力可以改变物体的 。扇车的摇柄是 （填简单机械名称）。
4. （2023·黑龙江牡丹江·中考真题）【阅读材料，回答问题】
铸钱是中国古代持续时间最长、实践量最大的铸造活动，其中蕴含了许多重大的技术发明和技术创新。
据《天工开物》记载：把铜铸造成钱币，是为了便于民间贸易的流通和使用。铸造十斤铜钱需要用六七斤红铜和三四斤锌，这是粗略的比例。冶炼时，先把铜放进熔铜坩埚中加热至液态，然后再加入锌，鼓风使他们熔合。铸钱时，铸工用鹰嘴钳把熔铜坩埚从炉子里提出来，另一个人用钳托着坩埚的底部，共同把坩埚内的液体注入模子中、冷却之后，打开框模。这时，只见密密麻麻的成百个铜钱就像累累的果实结在树枝上一样呈现出来。再将铜钱逐个摘下，便于磨锉加工。磨锉时，用竹条或木条穿上几百个铜钱一起锉，先锉铜钱的边缘，然后逐个锉平铜钱表面上不规整的地方。
钱币的成色高低，是以含锌量的多少来区分的。将钱投掷在石阶上，发出像木头或石头落地的声响，表明成色低。成色高质量好的铜钱，会发出铿锵的金属声。
甲：铸钱图 ①鹰嘴钳 ②入铜孔 ③母钱印模 乙：锉钱
（1）铜钱的铸造过程涉及的物态变化有 （写出一种）。
（2）铸工使用的鹰嘴钳是 ，
A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆
原因是 。
（3）对铜钱磨锉加工，铜钱的质量 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）判断铜钱的成色是利用声传递 。
5. （2022·贵州六盘水·中考真题）世界最长跨海大桥——港珠澳大桥，横跨伶仃洋，将香港、澳门和珠海三地连为一体，被誉为现代世界新七大奇迹之一，如图甲所示。港珠澳大桥由桥、人工岛、海底隧道三部分组成。其中6.7公里的海底隧道距离海面40多米，由33节沉管对接而成。港珠澳大桥施工海域恰好穿过中华白海豚自然保护区，这种珍稀动物是香港回归祖国的吉祥物。开工前工程师们立下了誓言，大桥通车白海豚不搬家。监测结果表明至大桥竣工，依然有近两千头中华白海豚欢快地栖息在港珠澳大桥周边海域。请回答下列问题：
（1）如图乙所示，以人工岛为参照物，正在海中游动的白海豚是 （选填“运动”或“静止”）的；
（2）港珠澳大桥全长55km，设计通行时速100km/h。若一辆具备通行车牌的汽车按大桥设计时速行驶，至少需要多长时间才能通过大桥？______
（3）铺设海底隧道的沉管，每节质量约为7.4×107kg，则每节沉管所受重力为多少N？___（取g=10N/kg）
（4）两端密封后的沉管，每节最大排水量约8万吨，由于其整体密度稍小于海水密度，所以沉管浮在海面，需用拖轮浮运至既定位置再沉放安装。若你是大桥的工程师，你如何将沉管沉放到海底安装，请运用所学浮力知识进行说明。
考点 核心知识提炼
物理学与工程实践 （1）了解我国古代的科技发明与应用，知道其工作原理、结构、材料等，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用。 （2）了解物理学应用于工程技术的案例，体会物理学对工程技术发展的促进作用。 （3）了解物理学在信息记录或传播中的应用。
1．（2023·湖北·中考真题）如图是我国古代劳动人民运送巨木的情景。他们通过横杆、支架、悬绳、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，将其移到其他地方。下列说法正确的是（ ）
A．横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆，可以省距离
B．缩短横杆上悬绳与支架之间的距离，更有利于将巨木抬起
C．支架下端垫有底面积较大的石块是为了增大对地面的压力
D．巨木下垫上圆木是通过改变接触面的粗糙程度来增大摩擦
2．郑和下西洋是我国航海史上浓墨重彩的一笔，其船队采用的是水罗盘定向。水罗盘是把磁针放在一个中间盛水、边上标有方向的盘子里，磁针浮在水面上自由旋转，静止时磁针针尖将指向南方，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．针尖相当于磁针的N极
B．磁针针尖指的是地磁南极
C．水罗盘周围存在磁感线
D．水罗盘利用了异名磁极相互吸引
3．如图展示了几种我国古代劳动人民的智慧成果，都涉及到一定的物理知识。下列说法中正确的是（ ）
A．图甲：“土火箭”点火后在大气压作用下升空
B．图乙：杆秤测量物体质量利用杠杆原理
C．图丙：孔明灯升空时只受到空气浮力作用
D．图丁：司南能够指示南北是因为受到重力作用
4．某同学用比较坚韧的薄纸做成了一盏孔明灯，如图所示，用棉花团蘸上酒精放在孔明灯底部的燃料盒内，点燃棉花团，过了一会儿，孔明灯凌空而起。为了揭秘其中的原因，该同学查阅资料后得知：（a）在空气中，物体受到的浮力大于重力时，物体会升空；（b）孔明灯点燃后，自身的体积不变；（c）空气受热会膨胀，密度变小。
①孔明灯从地面凌空而起，受到的浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”），理由是 ；
②根据上述信息并结合相关知识，分析点燃后孔明灯从地面凌空而起的原因。 。
5.（2022·辽宁大连·中考真题）明代学者宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部记录农业和手工业生产技术的百科全书。下图是书中记载的古人用脚踏碓（dui）将稻米去皮的情景。该脚踏是用柱子架起一根木杠，杠的前端装有椭圆形碓头，脚连续踏踩杠的后端，木杠可绕O点上、下运动，碓头就不断砸打稻米。
（1）该脚踏碓属于费力杠杆，请分析其属于费力杠杆的原因； （注：可在图上画出力臂示意图以辅助说明）
（2）碓头砸打稻米时动能越大，稻米越容易去皮。请分析这种杠杆使稻米容易去皮的原因。
6．请根据上述材料，回答下列问题。
福船
福船，福建沿海一带尖底古海船的统称，上阔下窄，首尖尾宽两头翘，复原横型图如图所示。其甲板平坦，龙骨厚实，结构坚固；吃水深，容量多，善于装载，稳定性好，抗风力强，适于远洋。
与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”，是中国对世界航海发展史产生深远影响的另一项伟大发明，2010年11月15日，《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质文化遗产名录”。所谓“水密隔舱”，就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断，分隔成互不透水的一个一个舱区。在航行过程中，如果有一个或两个舱外破损，海水进不到其他舱中，从船整体看，仍然保持有足够的实力，不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性，另外隔舱板与船壳板紧密连接，使船体结构也更加坚固，分别隔舱，还便利货物存放管理，水密隔舱福船制造技术，对于远洋航海史研究有着不可替代的重要学术价值。
南京静海寺《郑和残碑》记载：“永乐三年，将领官军乘架二千料海船并八橹船……”，经学术界考证，与北京天坛齐名的二千料海船就是福船。“料”是当时流行的用来表示舟船大小的一种计量单位。二千料海船总长61.2米，最大宽13.8米，型深4.89米；满载时，水线长53米，水线宽13米，吃水深度为3.9米，帆装、给养、武器、人员、货物等及船自身质量总共可达1170吨（即最大排水量可达1170吨）。
郑和下西洋是人类海洋文明史的重要组成部分，是世界航海史上时间最早、规模最大的洲际航海活动，重启海上丝绸之路的今天。“福船”这个珍贵的文化符号成为新兴文化产业里重要的创作灵感，依然在启迪人们不断去开拓创新。
（1）福船采用的 技术大大提高了船舶的整体抗沉性；
（2）排水量是衡量造船能力的重要指标，请你根据文中提供的信息计算出二千料海船满载时受到的浮力 N，船体某点离开水面2.9米，该点受到海水的压强是 Pa；（为了计算方便，海水密度取1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
（3）当海船从淡水中驶入海水中时，船体将 （选填“上浮”或“下沉”），海船受到的浮力将 （选填“增大”“减小”或“不变”），船静止时，底部受到的海水的压力 （选填“小于”“大于”或“等于”）船受到的浮力。
7．（2022·贵州贵阳·中考真题）《天工开物》中记录了古代劳动者煮海水制盐的方法，如图甲所示。用于制盐的海水密度有严格要求，在《西溪丛语》中谈到了用莲子选定海水的方法：采用多粒莲子投入盛有海水的容器中，若所有莲子均浮，则海水含盐重；若所有莲子均沉，则这样的海水就毫无制盐价值。
后来《熬波图咏》中谈到，将莲子分别浸入不同密度等级的海水中（一等海水密度最大，二、三、四等依次次之），充分浸泡后制备成不同测定标准的“浮子”。将“浮子”放入盛有待测海水的竹管内，如图乙所示，根据浮起的“浮子”数即可判断待测海水的密度范围。
请回答下列问题：
（1）煮海水制盐过程中，水发生的物态变化是 ；
（2）若一粒浸泡后的莲子质量是3×10-3kg，其受到的重力是多少？（g取10N/kg）( )
（3）《西溪丛语》谈到：无制盐价值的海水，莲子放入后会全部沉入水底。莲子沉入水底的原因是什么？( )
（4）将四粒不同测定标准的“浮子”放入盛有待测海水的竹管内。请跟进图乙中“浮子”静止时的情况判断：2号“浮子”制备时是浸泡在哪一等级的海水中？写出你判断的理由。（设各“浮子”的体积均相同，其密度与对应等级的海水密度相等）( )
8．（2023·湖南益阳·中考真题）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。求此次取水的过程中
（1）人做的有用功为多少？
（2）辘轳的机械效率多大？
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？
9．《清明上河图》是中国十大传世名画之一，由北宋画家张择端所绘，生动记录了北宋都城汴京（现开封），展现了一艘大船通过虹桥由于偏航遇险时众人齐力抢险的场景，图乙为其简化示意图。
（1）若该船以4.2km/h的速度匀速行驶0.84km，则所用时间是多少h？
（2）船底某处位于水面下1.5m时所受水的压强是多少Pa？（水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）如图乙所示，船尾即将撞向桥座，船尾右侧的船工同时用竹竿撑桥座处的河岸。请用物理知识解释这种抢险方法是否有效；
（4）如图丙所示，船的前进方向与水流方向不在同一直线上，若未及时校正，可能导致图乙所示险情。经查阅资料得知：离岸越近水的流速越小，冲击力越小；离岸越远水的流速越大，冲击力越大。据此分析图丙中船顺流过桥还是逆流过桥更容易校正方向？为什么？
10．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于机内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，把低处的水提升到高处的机械——如图甲所示，图乙为筒车的简化图。
（1）水流因为有定的质量和速度而具有 能，水流冲击水轮转动，再利用取水筒把低处的水提升到高处，增大水的 能；
（2）若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，该筒车旋转一周提升的水的质量为 kg；对水所做的功为 J（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）；
（3）若筒车旋转一周所用时间为120s，水流冲击筒车的功率为40W，水流所做的总功为 J；筒车旋转周取水的机械效率为 。
考点三 物理学与社会发展
1．（2023·湖北荆州·中考真题）2023年5月30日，景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐神舟十六号载人飞船，成功进入中国空间站，与神舟十五号航天员乘组会师天宫，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．飞船在升空过程中，只存在动能和势能的相互转化
B．漂浮在空间站中的宇航员重力势能为零
C．空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒
D．空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行，在近地点时动能最小
2.（2023·海南·中考真题）如图为某款新型折叠屏手机，折叠屏主要部件是柔性发光二极管。制成二极管的材料是（ ）
A．超导体 B．导体 C．半导体 D．绝缘体
3.（2023·江苏泰州·中考真题）2022年6月17日，我国第三艘国产航空母舰“福建号”成功下水，其满载排水量为88000t，如图所示。该航母满载时，受到的浮力为 N，当舰载机飞离航母后，航母所受浮力变 ，舱底所受海水压强变 ，此时航母排开的海水体积改变了26m3，则该舰载机的质量是 kg。（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
4. （2023·内蒙古呼和浩特·中考真题）为响应节能减排、低碳生活，电动汽车已进入千家万户。如图甲为某国产品牌的电动汽车正在充电桩充电。充电桩充电时的电压为220V，电流为40A，充电耗时为10h，汽车电池所容纳的电能从零变为80kW·h。充电时发现线路及设备发热较为明显，可等效为如图乙的发热电阻R线串联于电路中，且认为能量损失均为发热电阻所致。求：
（1）电能属于 （选填“一次能源”或“二次能源”）；
（2）充电过程中，电流所做的功和充电效率；
（3）发热电阻R线的阻值及充电过程中汽车电池两极之间电压。
5. （2023·江苏常州·中考真题）2022年卡塔尔世界杯足球赛，球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为50%的土壤中生长。
（一）灌溉技术
（1）传统灌溉采用如图（a）所示的喷洒技术，这会导致草叶灼伤，原因是：水喷洒在草叶上，如图（b）所示，透过水珠可见叶面正立、放大的 （虚/实）像，水珠作为 透镜，对阳光有 作用；
（2）技术团队选择如图（c）所示的地下渗透灌溉新技术，该技术既可避免草叶灼伤，又可节水，节水的原因是： 。
（二）电阻测量
自动灌溉系统需要湿敏电阻Rx，小明把Rx放入湿度为50%的土壤内，设计如图（d）所示的电路，测量Rx的阻值。
（3）图中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并以笔画线重新连接该导线；
（4）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到 （A/B）端；
（5）闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据如表格所示。实验②的数据如图（e）所示，电压表示数为 V，电流表示数为 A。根据实验①②③的数据可得：湿度为50%的土壤内Rx的阻值为 。
实验序号 ① ② ③
电压表示数/V 1.1 2.6
电流表示数/A 0.1 0.26
（三）装置设计
（6）湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度变化的图像如图（f）所示。已知：蓄电池电压恒为6V；电磁继电器线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，小于0.2A时衔铁被弹回，线圈电阻不计；电动机的额定电压为220V。请以笔画线代替导线完成图（g）所示的电路连接，要求：闭合开关S，当土壤湿度低于50%时，电动机转动送水；当土壤湿度高于50%时，电动机不转停止送水；
（7）定值电阻R0的阻值为 ；
（8）生物学家正在培育新品黑麦草，能在湿度低于50%的土壤中生长，一旦成功，电路中的电阻R0应换用阻值更 的定值电阻。
考点 核心知识提炼
物理学与 工程实践 （1）了解分析能源的开发与利用对社会发展的影响。 （2）了解我国科技发展的成就。 （3）了解半导体、超导体的主要特点，展望超导体应用对社会发展的影响。了解纳米材料等新型材料的主要特点，以及这些新材料技术的应用对社会发展的影响。
1．（2023·四川甘孜·中考真题）2022年11月30日，神舟十五号与神舟十四号乘组首次实现“太空会师”。如图所示，在加速升空的过程中，神舟十五号载人飞船的（ ）
A．动能不变 B．重力势能减少 C．机械能减少 D．机械能增加
2．（2023·黑龙江牡丹江·中考真题）如图是中国科技馆内的超导磁悬浮列车模型和一个环形轨道。模型列车行驶过程中，车内超导体通过液氮降温，从正常态转为超导态，从而减小了导体的 。列车行进时不接触轨道，处于悬浮状态，减小列车行驶时的 。
3．石墨烯是一种新材料，具有优异的光学、电学、力学特性，石墨烯还具有很好的韧性，且可以弯曲。北京冬奥会运动场馆的最低温度可达-30℃左右，利用石墨烯制作的智能温控加热羽绒服可帮助工作人员抵御寒冷，有效提升保暖效果。可见，这种材料具有密度 （选填“较大”或“较小”）、电阻 （选填“较大”或“较小”）的特点。
4．（2024·湖南长沙·一模）2023年9月21日15时48分，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。空间站的能源主要靠太阳能电池板，其主要材料是 （选填“半导体”或“超导体”），工作时将太阳能直接转化为 能。
5．（2024·陕西西安·一模）华为麒麟9000S系列、5G芯片惊艳全球，该芯片主要用到 材料（选填“导体”、“半导体”或“超导体”）；使用该芯片的手机用户可以实现卫星通话，所连接的卫星是由火箭发射到太空，火箭助推器用的是液氢+液氧燃料，液氢燃料具有较大的 。
6. 如图所示，我国的“奋斗者”号载人潜水器是目前人类下潜深度最大，也是国际上唯一能同时携带3人多次往返全海深作业的载人深潜装备。2020年11月10日，“奋斗者”号成功坐底马里亚纳海沟，下潜深度达10909米，前部的两个机械手从海底抓取了一块质量为8.4kg，体积为3dm3的深海岩石，固定在采样篮上带出了水面。问：
（1）“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船，这种信息传递是通过 （选填“超声波”或“电磁波”）实现的；
（2）“奋斗者”坐底时受到的海水压强是多少？（海水密度近似为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）带回的岩石密度是多少kg/m3 ？将它从海底匀速提升至水面，不计水的阻力，采样篮对它做的功是多少J？
7．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。
（1）风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少 ？
（3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少 ？
（4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是多少 ？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信 ？（已知系统提升重物的效率为90%）
8．（2023·新疆·中考真题）芯片是电子设备的核心组件，光刻机是制造芯片的核心装备。
（1）某光刻机通过极紫外光照射镂空的集成电路模板，经过透镜组后在硅晶圆表面的光刻胶上刻出缩小的电路图案。该透镜组相当于一个 透镜，极紫外光在制成透镜的玻璃内沿 （填“直线”或“曲线”）传播，集成电路模板到透镜的距离 （填“大于”或“小于”）硅晶圆到透镜的距离。
（2）为防止芯片工作时温度过高，常用散热片将热量散失到环境中，这是通过 （“做功”或“热传递”）的方式改变芯片的内能。一般情况下，物体颜色越深，热辐射散热能力越强，故散热片的颜色多为 （填“黑”或“白”）色。一个指甲盖大小的芯片可能有上百亿个晶体管，晶体管的空间尺度 （填“大于”或“小于”）原子的空间尺度。
9．022年1月18日，我国金沙江白鹤滩水电站全部建成，它是世界第二大水电站。三峡水电站和白鹤滩水电站部分信息如下表：
项目 三峡水电站 白鹤滩水电站
种类 重力坝 拱坝
发电站的规模 世界最大的水力发电站，装机容量2240万千瓦，库容量393亿立方米 世界第二大水力发电站，创下六个“世界第一”最顶尖的建造技术，装机容量1600万千瓦，库容量206亿立方米
电机组单机容量 70万千瓦 100万千瓦
坝高 185米 289米
年节约标准煤 26713万吨 19680万吨
减少二氧化碳排放量 70万吨 51.6万吨
（1）白鹤滩水电站水深200米处，大坝侧壁受到水的压强为 Pa。（已知：水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（2）对比表格中两坝外观形状，发现三峡水电站大坝采用的是 结构（填“横截面形状”）、白鹤滩水电站大坝采用的是拱形结构，来提高大坝的抗压能力。大坝使上游的水位升高，提高了水的 。
（3）水能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。水力发电相比火力发电具有的优势是 ，有利于我国实现碳中和的目标。
10．北京时间2022年11月29日，搭载神舟15号载人飞船的长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约577秒后，进入预定轨道，发射取得圆满成功。长二F火箭与载人飞船总质量约500吨，其中长二F火箭主要由火箭主体和四个助推器组成，利用燃料燃烧产生高温高压的燃气向下喷出，力大无穷却又身轻如燕。在神舟载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后，三位航天员进入中国空间站，与神舟14号航天员在空间站胜利会师。
（1）中国空间站在轨道上绕地球正常运行时处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，在空间站内 （选填“可以”或“不可以”）用天平称量小物体的质量；空间站内主要依靠太阳能电池板发电，太阳则是靠核 变放出能量；
（2）火箭发射时向下喷出高温高压燃气以获得向上的推力，主要利用力的作用是 的；整个过程中将燃料燃烧释放的 能转化为火箭的机械能；设计师为减轻火箭重力，将体积为0.1m3的钢制零件改为钛钢合金零件，使其质量减少250kg，则该零件中钢和钛的体积比是 。（、）
11. 如图所示是我国第五代战斗机“歼-20”。它融合了全球优秀战斗机的特点，配备了大功率雷达，为解决散热问题，采用了新一代液体冷却系统。
飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比；推进效率是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与获得的机械能之比。同时飞机实现隐形，隐形飞机能隐形的原因主要是通过设计和技术的应用，极大地减少了飞机对雷达波和其他电磁波的反射。飞机的部分参数如下表所示：
空战质量 25t 最大起飞质量 37t
最大巡航速度 600m/s 发动机最大巡航推力
发动机热效率 40% 发动机的推进效率
（1）飞行过程中机翼和空气摩擦使机翼的温度升高，这是通过 的方式改变机翼的内能；
（2）当飞机以400m/s的速度在水平方向匀速飞行时，所受阻力为，求此时飞机发动机推力做功的功率为多少 （g取10N/kg）
（3）已知燃油的热值。若“歼-20”以最大速度巡航0.5h，消耗燃油10t，求此过程中发动机推力做的功为多少 ？发动机的推进效率为多少
（4）飞机如何实现“隐身”的，请你说明理由 （写出一条即可）。
12. 空气质量指数是确保碧水蓝天的重要指标。图甲所示是某工业园设置的监测园区空气质量指数的仪器，其电路原理简图如图乙，用电流表显示空气质量指数，警报器（电压表改装）两端电压时会发出警报声，警示空气质量指数不达标。其中电源电压为6V恒定不变，定值电阻，气敏电阻的阻值与空气质量指数的关系如图丙所示。
（1）气敏电阻的阻值随空气质量指数的增大而 ；
（2）当电路中电流为0.2A时，气敏电阻R的电功率是多大 ？
（3）空气质量指数达多少时，会触发警报器发出警报 ？
（4）若园区提高环保等级，要求空气质量指数K达100时就触发警报。为了达到这一标准，应增加一个定值电阻R1改装电路。请你在图丁中补全改装后的电路，并通过计算求解R1的阻值为多少Ω 。（若结果不能整除，保留一位小数）
13. 随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，某物理小组的同学在社会实践活动中、通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，如图所示，请你参与讨论下列有关问题。
（1）汽车刹车时，为防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片喷水，这是通过 方式改变刹车片的内能。
（2）若汽油的热值为，则完全燃烧2kg汽油释放的能量为 J。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将 （选填“升高”、“不变”或“降低”）。
（3）汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min，此汽油机每秒钟完成 个做功冲程。
（4）若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该汽车的能量转化效率为 。
14. 陕西凤县“以风引凤”，大力开发风能资源。如图所示，风力发电——即风轮机叶片不断受到风力的推动而转动，继而带动发电机工作输出电能。若风力发电机每片风叶质量为6t，长为40m。如表所示为1kg空气在不同风速下速度（v）与动能（E）的关系，（空气密度取1.2kg/m3）
动能E/J 10 20 30 40 50
风速v/（m·s-1） 2 4 6 8 10
（1）风能是一种 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，当风速为6m/s时，每千克空气具有的动能是 J；
（2）如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×105J的电能，那么1000台这样的风力发电机，一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克煤产生的能量；（一年工作时间按3000h计算，煤的热值为3×107J/kg）
（3）当风速为10m/s时，若风力发电机风轮正面迎风，这台发电机每秒能对外提供3.8×105J的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少。
15. 华为Mate60Pro手机搭载了我国自主研发芯片，电池容量为5000的锂离子聚合物电池，最大支持88W（20V，4.4A）有线超级快充技术，支持50W无线超级快充，支持20W无线反向充电，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示；
电池名称 锂离子电池
电压 3.7V
容量 5000
（1）人们在超市购物付款时只要打开手机扫一扫，就能快速付款，扫二维码时镜头相当于照相机，此时镜头到二维码的距离应满足 两倍焦距（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）表格中的电池“容量”，是电流和 （填具体物理量名称）进行乘法运算的结果。给锂电池一次充满电储存的电能为 J；
（3）给锂电池充电的过程是电能转化为 能的过程；利用无线反向充电技术，用华为Mate60Pro手机给小米手机充电时，华为Mate60Pro手机相当于 （选填“电源”或“用电器”）；
（4）部分手机使用的是电阻触摸屏，以水平方向为例，水平方向上触摸屏相当于一根电阻丝，当手指触摸屏时，触摸点P相当于手指将电阻丝分为左右两部分。设左部分的电阻为R1，右部分电阻为R2，其结构可等效为如图甲所示电路，电源电压保持不变。当触摸点在水平方向向右移动时，触摸点P到屏幕右边缘的距离减小，则R1 ，流过R1的电流 ；（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
（5）如图乙所示的两个充电器，一个标注“输出5V600mA”，另一个标注“输出20V4.4A”，其中有一个是有线超级快速充电器。假设充电效率为74%，选用有线超级快速充电器给华为Mate60Pro手机电池从零充满电需要 s。（结果保留整数）
