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专题19 科普阅读文、开放性试题
考点 1 科普阅读文
1．（2024·山西）阅读短文，回答问题。
莱顿弗罗斯特效应
1756年，德国医生菜顿弗罗斯特在一把烧红的铁勺上滴了一滴水珠，水珠竟然悬浮起来并
能持续30s，人们把这一现象称为莱顿弗罗斯特效应。
研究发现把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，
液体沸腾时，会有气体不断产生，在液体和高温物体表面之间会瞬间形成一个“气垫”。
如图甲所示。由于蒸气具有良好的隔热效果，“气垫”很快将沸腾抑制住。液滴悬浮在
“气垫”上，在液滴重力的作用下，“气垫”中的气体从四周无规则逸出，“气垫”就会
拖着液滴在高温物体表面几乎没有摩擦的情况下四处滑动。
（1）如图甲所示，“气垫”的形成是 （填物态变化名称）现象。“气垫”减
小液滴与高温物体之间摩擦的方式与 （选填“磁悬浮列车”或“轮滑鞋”）相
同；
（2）如图乙所示，将手伸入-196℃的液氮中停留数秒不会冻伤，是利用 （选填
“液氮”或“汗液”）发生物态变化形成的气垫层保护了手；
（3）用普通铁锅不放油煎鸡蛋，若要鸡蛋不粘锅，以下两种做法合理的是 。
A．先打入鸡蛋再烧热铁锅 B．先烧热铁锅再打入鸡蛋
2．（2024·江苏苏州）阅读材料，回答问题圭表与二十四节气
如图甲中的圭表是我国古代的重大发明。表是垂直立于地面的标杆，圭是正南正北方向水
平放置的尺。用它测量正午时表影的长度，从而确定一年的时间和季节。
战国时已经采用水面来校正圭使其水平，用铅垂线来校正表使其与圭垂直。由于光的散射
和漫反射等的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响测量表影长度的精度。元代天文
学家郭守敬对圭表进行改进与创新，他将表的高度增加到原来的五倍，且在表顶加一根架
空的横梁，他还发明了景符，用小孔成像原理可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像，把确
定表端影的位置变为确定梁影中心的位置，较大提高了测量的精度，如图乙所示。
通过测量正午时表影长短的变化，推算出一回归年为365.25天，按照季节变化将一年划分
为二十四节气（如图丙），用以指导生活和农业生产。2016年11月30日，联合国教科文
组织批准“二十四节气”列入人类非物质文化遗产代表作名录。以圭表为代表的我国古代
的科技成果，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。
（1）我国古代天文学家用 使表竖直；
（2）郭守敬提高测量精度的措施有 ；
（3）一年中，学校的旗杆正午杆影最长的是二十四节气中的 ；
（4）地面上深10cm，面积为 的水池装满水，在相同时间内，太阳光垂直照射水面使
水升高的温度为 ，与水平方向成60°照射水面使水升高的温度为 ，则
（忽略其它因素的影响）。
3．（2024·江苏扬州）阅读短文，回答问题。
2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一
个里程碑。
该项目工作原理如下图所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压
缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释
放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。
每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约
，减少二氧化碳排放约 。可连续放电6小时，使用期长达40年。
（1）该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为 能，再通过空
气压缩机转化为 能；
（2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处
热；
（3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放 J的能量；（标准煤热值为
）
（4）该项目的能量转换效率为 %。该项目每年发电6亿度，则消耗
亿度用电低谷时段电网的多余电能；（计算结果保留1位小数）
（5）从工程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议： 。4．（2024·江苏盐城）阅读短文，回答问题。
智能道闸——助力汽车进出管理
如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸，它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分组
成。道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。
当车辆靠近道闸时，摄像头采集到车辆信息，与系统内已有信息进行比对，给闸机的电动
机发出是否放行指令。或由管理员通过遥控器控制是否放行。车辆放行后，进入地感线圈
区域时，路面下的线圈中电流发生变化，这个变化信号通过检测器传给闸机，横杆不会落
下。
为让横杆平稳起落，需给电动机进行减速，减速系统内部结构如图乙所示。首先电动机通
过转轴末端的单头蜗杆A（相当于齿数为1的齿轮）带动蜗轮B实现第一次减速；接着与
蜗轮同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D，实现第二次减速，横杆通过连杆实现起降。
减速比是描述减速程度的重要参数，可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计
算。该闸机的第一次减速比应该为蜗轮B的齿数与1的比值，若数值为 ，即表示蜗杆
A转n转，蜗轮B转1转。整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得到。
为了提高横杆的转动效果，通常还在闸机箱体内连杆末端一侧，安装弹簧辅助电动机工
作。
（1）以下的材料中最适合用作道闸横杆的是( )
A．铁质材料 B．泡沫材料
C．铝合金材料 D．玻璃材料
（2）闸机中的遥控接收器和电动机是 （串/并）联的。
（3）车辆进入时，为了避免被横杆砸伤，地感线圈安装的大致位置是 。
A．横杆下方区域 B．道闸外面5m处 C．道闸里面5m处
（4）若某智能道闸电动机的转速为3000r/min，蜗轮B的齿数为240，齿轮C的齿数为
40，齿轮D的齿数为50，则该道闸整个系统的减速比是 ，道闸横杆起杆（从水平位
置转动到竖直位置）时间约为 s。
（5）道闸起杆时间过长，请你针对此现象提出合理的改进措施： 。5．（2024·山东烟台）阅读下文，回答下列问题：
探索月球背面的秘密
2024年5月3日，嫦娥六号月球探测器英勇出征，开启世界首次月球背面采样之旅，将人
类探月推向前所未有的高度。
为了让嫦娥六号落地准、抓好“土”，科学家研制出冲击电机、加载电机和整形电机，在
电机体重变轻的同时，大幅增加力矩，助力推动钻头前进，为“挖土”提供动力。月球背
面的环境条件十分恶劣，温差大、辐射强等因素给任务执行带来极大的困难。支撑探测器
工作的主要能源来自太阳能，因此太阳电池阵的稳定性能至关重要。
由于月球始终有一面背对地球，当月球探测器降落在月球背面后，因为它的信号沿直线传
播，不能拐弯，只能向着远离地球的方向传输，所以无法直接实现与地球的测控通信和数
据传输，地面指挥和实时通信面临巨大困难。2024年3月20日发射的鹊桥二号中继星为解
决这一难题提供了“信息桥梁”。鹊桥二号携带了一个口径4.2米的天线——星载大型可
展开天线。这个天线像一把大伞，发射时收起，入轨后展开。伞面十分精巧，是用直径不
到发丝四分之一的钼丝织就而成。镀了金的钼丝使“大伞”看上去金光灿灿的，这样做能
增强天线的通信性能，降低能耗。延长卫星的使用寿命。它一边接收、传输来自地球的信
号，一边接收、传输来自月球背面的信号。为月球背面的探测器和地球之间架起通信天
桥。
（1）如图，搭载鹊桥二号中继星的长征八号运载火箭发射升空过程中，火箭获得的动力来
自于( )（选填“A”或“B”）A．向下喷出的高温高压燃气 B．火箭下方的空气
（2）嫦娥六号探测器在“挖土”中主要涉及到的能量转化是太阳能→化学能→ →
（3）鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到了什么作用？
6．（2024·云南）20世纪初，科学家发现汞在温度降低至-269℃时，电阻值就变成了零，
这种现象叫“超导现象”，具有这种特性的物质叫“超导体”。
低温为什么能发生超导呢?基于初中知识，我们建立一个简易模型进行理解，将导体的原子
核与核外受到约束的电子（能量较低而不能自由运动〉组成“原子实”，可类比成小球。
原子实做着热运动，穿行其间的自由电子会与它发生碰撞，表现为导体对自由电子传导的
阻碍，即电阻。导体温度降至极低时，它们的热运动都趋于消失，通电时自由电子就可以
不受阻碍地定向通过导体，宏观上就发生了低温超导现象。
高压也能让材料发生超导。理论上，某种导体在相当于260万倍标准大气压的高压环境
下，15℃的“高温”（相对极低温）也能发生超导现象。在这样极高的压力下，原子实排
列成紧密的堆垛形式，如图所示，原子实仅能在很小的范围内做热运动，几乎没有空间表
现热运动，就像热运动消失了一般。此时原子实堆垛间的间隙就成为了稳定的自由电子通
道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍地定向移动，宏观上就显示出超导现象。
常见输电过程中，约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料，就可大大减
少由于电阻引发的电能损耗。2021年12月，世界首条35千伏公里级液氮超导输电线工程
在上海投运，实现了我国在“高温”超导输电领域的领先。
（1）实现超导现象的方式有低温和 。
（2）极低温度下，原子实与自由电子的 都趋于消失，通电时自由电子在导体中通行无阻，发生低温超导现象。
（3）超高的压力限制了 的热运动，通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所
受到的阻碍为零，发生高压超导现象。
（4）超导技术的一大应用前景是制作输电线缆，这样可以减少电能由于 引发的
电能损耗。
考点 2 开放性试题
7．（2024·江苏扬州）如图所示，做“观察水的沸腾”实验时，实验小组发现水沸腾时温
度计示数高于100℃，于是对此进行探究。
（1）小华猜想：可能是实验室中气压高于1个标准大气压导致的。她应该选用
（填测量工具）进行测量验证；
（2）小丽猜想：可能是因为盖了硬纸板，增大了水面上方气压，提高了水的
。要验证猜想，应 ，进行实验验证；
（3）小明猜想：可能是温度计不准确导致的。要验证猜想，请简述做法： ；
（4）小芳猜想：可能是由于水蒸气温度高于100℃导致的。她的猜想是否合理？请说明理
由： 。
8．（2024·河北）在“探究串联电路电压的特点”实验中。小明设计了图甲所示的电路。
其中R 为定值电阻，R为滑动变阻器，L为小灯泡。
0（1）根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线，将图乙所示的实物图补充完整 ；
（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，记录电流表的示数；
选择合适的量程，用电压表分别测出ab、bc、cd、ac、bd、ad间的电压。将这些数据记入
下表。改变滑动变阻器滑片的位置，在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①
时电压表的示数如图所示，示数为 V；
电
数据序号 U /V U /V U /V U /V U /V U /V
流/A ab bc cd ac bd ad
1 0.20 1.0 2.5 1.0 3.5 3.5 4.5
2 0.24 ① 1.5 1.2 ② 2.7 4.5
3 0.30 2.5 0.5 ③ 3.0 2.0 4.5
…
（3）根据数据可知R 的阻值为 Ω；
0
（4）根据第1组的实验数据可初步得出结论：串联电路中，总电压等于这部分电路中的各
用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 ；
（5）读取数据 （选填“②”或“③”）时，电压表指针没有对准刻度线；
（6）根据表中的实验数据，写出一条你还能发现的规律： ；
【拓展】灯泡L 和L 的额定功率相等，额定电流分别为0.2A和0.3A，小明利用图甲中的
1 2
灯泡L，对L 和L 的发光情况进行研究。将L、L、L 与某一可调压电源连接成如图所示
1 2 1 2
的电路，只闭合S，调节电源电压至某一值时，通过电压表判断出L 正常发光；断开S，
1 1 1闭合S，发现不用改变电源电压，L 也恰好正常发光。则L 正常发光时的电阻为
2 2 1
Ω。
9．（2024·四川广安）爱动手爱思考的小军，在做了“探究凸透镜成像规律”实验后，又
选用了焦距未知的凸透镜进行拓展探究。
（1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作为光源，移动光屏直至光屏上得到一个最小最
亮的光斑，如图甲所示，则凸透镜焦距为 cm；（要求估读）
（2）在实验过程中，当物距为5cm时所成像与生活中的 所成像的规律相同；（写
出一种即可）
（3）蜡烛随着燃烧而变短，小军发现光屏上所成的像向上移动，从而影响了实验的进行，
如图乙所示。为了解决这一问题，你认为他最合理的调整方法是 ；
A．只需将光屏适当上移 B．只需将凸透镜适当下移
C．将光屏和凸透镜都适当下移 D．以上操作均可行
（4）小军认为在实验过程中用蜡烛作为发光体除容易变短外，还存在一些不足之处，比如
。（写出合理的一条即可）
10．（2024·四川成都）在“探究并联电路中的电流特点”实验中，图甲是某小组同学设计
的电路图。
（1）图乙是该小组连接的电路，闭合开关S，电流表测通过 的电流；
（2）该小组同学换用不同规格的小灯泡进行实验，用电流表多次测A、B、C三点电流，
记录实验数据如下表。实验次
I /A I /A I /A
数 A B C
1 0.30 0.22 0.50
2 0.22 0.28 0.50
3 0.24 0.22 0.46
4 0.28 0.30 0.28
分析表中数据，以下说法不合理的是 ；
A．四次实验中电流表选用量程为0~0.6A
B．表中的数据均在误差范围内
C．此实验还可测量更多组数据
D．通过多次实验，可避免偶然性
（3）小成同学测量通过灯泡L 电流时，L 正常发光，L 忽亮忽灭，他接下来的操作应该
1 1 2
是 。（写出一条即可）
11．（2024·山东烟台）在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中，该小组利用橡皮
膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或
抽水，来改变橡皮膜凸起的程度，如图甲所示。具体操作如下：
①将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、水透镜和光屏三
者的中心在 ；
②将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所
示，记下此时光屏所在的位置；
③用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力变 ，此时屏上的像变得
模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现清晰的像，这说明近视眼所成的像在视网膜的 ；
④将光屏移回原来标记的位置，选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏
上出现清晰的像，如图丙所示，这说明矫正近视眼应配戴 透镜；
⑤从水透镜里向外抽取适量的水，再次实验，探究远视眼的成因和矫正。
⑥眼睛是心灵的窗户，我们要增强保护视力的意识，做到科学用眼，积极防控近视。请写
出一条预防近视的措施。
