文档内容
专题 17 简答题、材料阅读题
考情分析................................................................................................................................................2
考点一 简答题......................................................................................................................................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 材料阅读题..........................................................................................................................23
【真题研析·规律探寻】 ...................................................................................................................23
【核心提炼·考向探究】 ...................................................................................................................28
【题型特训·命题预测】 ...................................................................................................................29考点要求 命题预测
简答题是通常围绕某个物理现象或通过一段阅读材料背景材料，借助
问题的形式，要 求考生书面简述的一种题型。包括解释物理现象、物理
知识的应用、阐述说明物理现象产生的原因、叙述机械设备工作原理
等、对物理方法与实验方案的分析论证、推理归纳等。侧重考查学生运
简答题 用物理规律和科学方法分析实际问题的能力、推理能力以及文字组织与
表达能力等。
简答题是一些地区中考必考题，在中考题中，常会出现1-2道简答
题，一般在4-10分左右，考查形式有填空型、问答型等。题目主要来源
于考生身边较为熟悉的物理现象和物理相关问题。
阅读材料题是近年来各地中考的一种热点题型，涉及的内容多以科技
或生活问题为情景或信息，贴近学生生活，符合学生的认知规律，易于
激活学生的学习兴趣，提高分析能力，这类题目主要考查学生的阅读理
材料
解、捕捉信息、分析推理、观察判断、归纳概括和探究等多种能力。
阅读题
在各地中考中，这类题的数量不同，分值也不同，以广东中考为例，
综合能力题每年的分值为18-19分，从考查特点上可分为信息阅读型、
实验拓展型、应用分析型等3种类型。考点一 简答题
1. （2022·上海·中考真题）同学发现冬天水管会“爆裂”，他通过查阅资料获得以下信息：
（1）物体膨胀时如果遇到障碍，会产生很大的力；
（2）金属会热胀冷缩；
（3）水和冰在不同温度下的密度如表所示：
形态 水 冰
温度（℃） 4 3 2 1 0 0
密度（千克/米3） 0.9998 0.9996 0.9994 0.9991 0.9990 0.9101
①根据表格中温度和密度的数据，得出结论：在1个标准大气压下，当温度在0 ~ 4 ℃时，
；
② 请你指出水管“爆裂”的原因，并写出分析过程 。
【答案】水的密度从0℃-4℃会随着温度的升高而增大，发生反常变化；见解析
【详解】①根据表格中温度和密度的数据，在标准大气压下，在 0~4℃时，水的温度慢慢升高，
而水的密度在慢慢增大，故得出结论：1 个标准大气压下的水在 0~4℃时，物质的密度会随着温度的
变化而变化，水的密度从 0℃-4℃会随着温度的升高而增大，发生反常变化。
②冬天水管里面的水由于温度降低而变成冰，冰的密度又小于水的密度，所以冰相对水的体积增
大，发生膨胀，水管由于外界温度降低而收缩，阻碍了这种膨胀，故产生了很大的力，造成水管“爆
裂”。
2.（2022·山东济宁·中考真题）在校园科技节活动中，小明观看了“隔着玻璃吹蜡烛”的魔术。表
演者介绍如图中的道具后旋转平台，使玻璃板一侧正对观众，分两步完成了表演：①用两个打火机同
时“点燃”两支蜡烛；②在玻璃板正对观众的一侧吹A蜡烛。观众看到两支蜡烛同时被“吹灭”。小
明利用道具，和同学们一起探究其中的奥秘：
（1）用两个打火机同时点燃两支蜡烛，然后模仿表演者吹A蜡烛，结果只吹灭了A蜡烛。和同学
讨论后，一致认为：表演者在表演中只点燃了A蜡烛，B蜡烛并未被点燃。随后，小明通过实验验证
了他们的猜想，最终明白了其中的道理：B蜡烛并未被点燃，观众看到的是A蜡烛烛焰通过玻璃板所
成的 ；
（2）小明经过进一步探究，发现了确保表演成功的两个关键点：
①两支蜡烛的大小应符合的要求是： ；
②玻璃板两侧的蜡烛，在放置的位置上应满足的条件是： 。【答案】 虚像 大小相同 到玻璃板的距离相等，且连线垂直于玻璃板
【详解】（1）魔术中的玻璃板相当于平面镜，平面镜成像是虚像；观众看到的是A蜡烛烛焰通过
玻璃板所成的虚像。
（2）平面镜成像时，像与物体的大小相等，因此两支蜡烛的大小应相同；平面镜成像时，像与物
体的连线垂直于镜面，且它们到镜面的距离相等，因此玻璃板两侧的蜡烛，在放置的位置上应满足的
条件是到玻璃板的距离相等，且连线垂直于玻璃板。
3. （2023·辽宁鞍山·中考真题）从古至今中华民族一直对天空充满憧憬，从“嫦娥奔月”的想象，
到今天国产大飞机C919首次商业飞行圆满成功，我们从未停止对天空的探索。同样对天空充满向往的
同学们在老师的指导下，用一个稍大的薄塑料袋，袋口用细铜丝框成一个圆口，开口朝下，下方系上
了一块酒精棉加热袋内空气，放手后，塑料袋便冉冉上升，制成了一个简易的“孔明灯”。结合所学，
回答下列问题：
（1）几十吨的飞机为什么能够飞上天空？
（2）“孔明灯”为什么能飞上天空？
【答案】（1）见解析；（2）见解析。
【详解】（1）飞机的机翼上表面较下表面突出，所以在飞机前进的过程中，通过机翼上表面的空
气流速较下表面的大，根据流体压强与流速的关系可知，飞机上表面受到的压强小于下表面受到的压
强，所以飞机会受到一个向上的压强差，这个压强差产生一个向上的升力，使几十吨的飞机能够飞上
天空。
（2）“孔明灯”内部空气温度高，密度小，导致其平均密度低于空气的密度，排开空气的重力大
于自身重力，即浮力大于自身重力，物体将上浮，所以可以升空。
4. （2021·辽宁鞍山·中考真题）小明家新买了一台豆浆机，请你用物理知识回答下列问题：
（1）豆浆机中电动机的工作原理是什么？
（2）在煮豆浆的过程中，随着加热时间的增加，小明闻到豆香味越来越浓，为什么？
【答案】见解析
【详解】（1）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
（2）散发豆香味分子不停地做无规则的运动，运动到空气中被人们闻到了香味，这种现象叫扩散
现象。温度越高，分子运动越快，随着加热时间的增加，豆浆的温度越来越高，所以香味散发得越来
越快，闻起来也就越来越浓。
5．（2022·辽宁本溪·中考真题）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱进入大气层后下落
（如图所示）。接近地面时反推发动机点火，最终返回舱在东风着陆场预定区内实现软着陆。（1）返回舱刚进入大气层下落时，机械能大小如何变化，为什么？
（2）反推发动机属于喷气式发动机，反推发动机是否属于热机？
【答案】（1）见解析（2）是。
【详解】（1）机械能减小。原因是返回舱刚进入大气层后，降落伞相继打开，临近地面时，反推
发动机启动向下喷气，给气体一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，气体给返回舱一个向上
的力，迫使返回舱减速“刹车”，由于速度减小，故动能减小；返回舱下落过程中高度减小，故重力
势能减小；由于返回舱与大气摩擦，机械能转化为内能，故机械能减小。
（2）热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机都属于热机。
6.（2022·山东烟台·中考真题）阅读短文，回答问题。
冰壶赛场的奥秘
冰壶比赛是一项集技巧与智慧于一体的体育运动，被誉为冰上的“国际象棋”。
与速度滑冰、花样滑冰不同，冰壶赛道冰面非常奇特，并不是平整光滑的表面，而是还有一层薄
薄的冰粒，如同细小的“鹅卵石”或“小疙瘩”。原来制冰师每次在制冰时，会在光滑如镜的冰面上
喷洒水珠，这些水珠遇冷迅速凝固成冰粒，此过程被称之为“打点”。这些冰粒的作用是使冰壶在运
行的时候底座不会与冰面完全接触，如果冰面做成光滑的平面，整个冰壶会如同吸盘一样“吸”在冰
面上。所以“打点”是为了减小摩擦，使冰壶运动得更顺畅。
冰壶比赛中的擦地，实际叫做“刷冰”，是冰壶比赛的重要技术之一。刷冰的主目的在于，通过
冰刷的摩擦，使冰面温度升高，造成冰面熔化，在冰表面形成一层水膜，减小冰壶受到的摩擦力，这
样可以改变冰壶前进的方向、迷度和距离。刷冰的强弱程度决定冰壶停留在什么位置。
（1）运动员将冰壶掷出后，冰壶会继续沿着水平赛道向前滑行的原因是什么？
（2）制冰师在制冰时“打点”的目的是什么？
（3）冰壶比赛中刷冰是通过什么方式改变冰面的内能，使冰面温度升高？
【答案】见解析
【详解】（1）运动员将冰壶掷出后，冰壶会继续沿着水平赛道向前滑行是因为冰壶具有惯性，具
有保持原来运动状态的性质，故可以沿着员赛道继续滑行。
（2）“打点”的目的是使冰壶在运行的时候底座不会与冰面完全接触，通过使两接触面彼此分开
的方式减小摩擦。（3）“刷冰”是通过摩擦做功的方式来增大冰面的内能，使冰面熔化。
7.（2023·内蒙古包头·中考真题）微波炉是生活中常用的用电器，电功率大、热效率高、清洁卫生、
使用方便。商场中，一位顾客和售货员在微波炉的使用上出现了不同意见。售货员说，微波炉很省电，
用它加热食品花不了多少电费；顾客说，微波炉很费电，他家的微波炉常常“烧保险”。请你从物理
学角度分析并加以说明。
（1）顾客所说“烧保险”的原因。
（2）售货员所说“花不了多少电费”的理由。
（3）如何更安全地使用微波炉，请谈谈你的看法。
【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析
【详解】（1）微波炉电功率大，使用时电流大，若达到或超过保险丝的熔断电流，就会出现“烧
保险”现象。
（2）微波炉热效率高，食品获取相同的热量，消耗的电能少，可以节约电能，所花的电费少。
（3）使用微波炉时，同时使用的用电器不能太多，避免总功率过大。
8.（2022·内蒙古呼和浩特·中考真题）为了探究沙漠中与大海边昼夜温差的变化问题。小于同学取
了两个完全相同的、比较大的玻璃器皿。分别装入质量、初温都相同的沙子和水。在阳光充足，温暖
的地方进行暴晒。经过相同时间，发现两个玻璃器皿中的沙子和水，温度都发生了明显变化。你认为，
沙子和水，谁的温度变化大？请用学过的物理知识说明原因。并回答开始探究的问题。
【答案】沙子的温度变化的比较大；水的比热容比沙子的比热容大，在阳光充足、温暖的地方进
行暴晒，经过相同时间，吸收或放出相同热量，水的温度变化比沙小，沙子的温度变化比较大。
【详解】比热容的大物体升温慢，降温也慢，比热容小的物体升温快，降温也快，沙子的比热容
比水小，沙子的温度变化的比较大；水的比热容比沙子的比热容大，在阳光充足、温暖的地方进行暴
晒，经过相同时间，吸收或放出相同热量，水的温度变化比沙小，沙子的温度变化比较大。
项目 核心提炼（1）知识应用型
这类考题要求学生能将学过的物理知识运用于生活、生产、科技
中，并要运用这些知识解决实际生活中的一些简单问题。重在考查学
生运用知识解决实际问题的能力。
（2）科学探究型
这类题目重在将物理规律蕴藏于学生常见的生活现象中，要求学生
透过这些生活现象挖掘其规律，揭示出现象背后的物理实质，主要考
常见题目 查学生分析、归纳问题的能力和语言表述能力。
类型 （3）实验操作型
这类简答题主要考查学生的动手实验和实际操作能力，要求学生能
设计一定的实验方案，解决题目中的实际问题。也就是要求学生在试
卷上完成实验中的一些主要步骤，得到一定的实验结论，对学生实验
能力要求较高。
（4）学科渗透型
学科渗透已经是中考的一大趋势。它要求学生将学习的物理知识应
用于实际生活和科技中，经常联系一些社会热点问题，具有应用性
强、时代性强、开放性强的特点。
解答简答题一定记住三点
（1）理解题目情景。首先要明确题目所涉及的物理现象和过程，
弄清题目中提供的条件和要求得到的结论。
解题技巧
（2）找出物理原理与规律。要寻找到题目中的关键词及与之相关
的物理原理和规律，然后组识好语言把这些词镶嵌到答案中。
（3）结论明确。语言一定要规范、准确、尽量用物理的书面语
言。必要时可以采用实验、数学、图表等方法描述结论。
1．（2023·湖南常德·中考真题）为加强消防安全，在学校楼道内必须配备消防设备，其中常见的
有干冰灭火器。当发生火灾险情时，我们可打开灭火器阀门对准火源根部灭火。请利用所学物理知识
解释干冰能快速灭火的原理（字数不超过100字）。【答案】见解析
【详解】当发生火灾险情时，我们打开干冰灭火器阀门对准火源根部，干冰迅速升华，升华从周
围吸收大量的热，使温度降低到可燃物着火点以下，起到灭火的作用。
第1题图 第2题图
2．（2022·吉林·中考真题）医护人员为每个人进行核酸检测之前，都需要用以酒精为主要成分的
消毒液进行手部消毒。工作一段时间后，医护人员会感觉手很凉。请解释产生这种现象的原因。
【答案】见详解。
【详解】酒精非常容易蒸发，工作一段时间后，酒精蒸发会吸收手的热量，手的温度降低，导致
医护人员会感觉手很凉。
3. 把正在熔化的冰拿到温度为0℃的房间里，冰能不能继续熔化，为什么？
【答案】见解析
【详解】冰不能熔化；因为冰熔化要吸收热量，而0℃的房间与正在熔化的冰的温度相同，不能发
生热传递，冰无法吸热也就不会熔化。
4．小明同学与小亮同学讨论：光学中有关放大镜的问题，小明同学说：“通过放大镜用眼睛观察
物体，总是比实际物体大，所以叫放大镜”；小亮同学说：“物理学是条件学，如果条件合适，通过
放大镜用眼睛观察物体，还可以看到比实际物体小，或等大的物体”用光学知识，做出正确的解释。
【答案】见解析
【详解】放大镜是凸透镜，看近处的物体时，此时物距小于一倍焦距，做为放大镜使用，此时成
正立、放大的虚像。当看远处的物体时，物距大于2倍焦距，此时物体成倒立缩小的实像。如果物距
等于2倍焦距时，看到倒立等大的实像。如果物距大于一倍焦距小于二倍焦距，此时物体成倒立放大
的实像。
5. 如图所示的水壶，壶盖上有个小孔，壶内装一些水。盖紧壶盖，用手堵住小孔，将壶里的水向
外倒，水流出小孔一点后就不再流出。已知“温度不变的密闭气体，体积越大，压强越小”。请结合
该信息分析说明水不再流出的原因。【答案】见解析
【详解】倒水前，壶内气体压强p气等于大气压强p，向外倒水时，壶身处水位高于壶嘴处水位，
0
壶嘴处向外的压强
故水向外流出；流水过程中h减小由p=ρgh可知，p 减小；同时壶内气体体积变大，由“温度不
水
变的密闭气体，体积越大，压强越小”可知，壶内气体压强p 减小，因此p 不断减小。当p 减小
气 壶嘴 壶嘴
到p 时，由于不存在压强差，水就不流出了。
0
6. 如图所示是医用笔形手电筒的小灯泡，它的玻璃泡前部中央厚，边缘薄，请你解释这样做的物
理道理： 。
【答案】见解析。
【详解】中央厚边缘薄构成了一个玻璃凸透镜，灯丝位于该凸透镜的焦点上，发出的发散光线经
过凸透镜汇聚后平行于主光轴射出，能够射得远，光线集中、强度大。
7. 行车安全无大小交通法规记心间。请指出，图中存在的安全隐患并所学的物理知识进行解释，
写出两条即可。
【答案】见解析
【详解】（1）在行驶时，遮阳棚上表面气体流速大于下表面气体流速，会产生向上的压强差，从
而产生向上的压力差，导致电动车对地面的抓地力减小，电动车的行驶会不稳定。
（2）在行驶过程中，遮阳棚尖锐部分易致人受伤，是因为在压力一定时，通过减小受力面积来增
大压强使人易受伤。
8. 匀速行驶的洒水车，向路面洒水的过程中动能不断减小。请从能量的角度说明原因。
【答案】见解析
【详解】动能的影响因素是质量和速度。匀速行驶的洒水车，向路面洒水的过程中质量不断减小，
因此其动能不断减小。
9. 2023年5月28日12时31分，由C919大型客机执飞的东方航空MU9191航班，从上海虹桥机场飞抵北京首都国际机场。请描述飞机如何获得升力？（图乙是机翼横切面图）
【答案】见解析
【详解】当飞机起飞时，机翼上方流速大压强小，机翼下方流速小压强大，产生一个向上的压力
差（压强差），从而让飞机获得一个向上的升力。
10. 如图，小华利用家中物品做实验，他将玻璃杯放在桌布上，然后猛地将桌布从桌面抽出时，玻
璃杯几乎不随桌布运动，请用物理知识说明玻璃杯不随桌布运动的理由。
【答案】见解析。
【详解】玻璃杯与桌布原来处于静止状态，桌布受力被抽出，玻璃杯由于惯性，仍保持原来的静
止状态，所以玻璃杯几乎不随桌布运动。
11. （2023·贵州·中考真题）半潜船是专门从事运输舰船、石油钻井平台等大型设备的海运船舶。
如图所示是我国最大的半潜船“新光华”号，装载货物前，海水进入船内的压载水舱，甲板逐渐下潜
至海面以下，但船楼建筑仍露出海面；把货物拖拽至甲板上方时，从压载水舱向外排出海水，半潜船
逐渐上浮并托起货物直至甲板浮出海面一定高度，这样就完成了货物装载。请回答以下问题：
（1）半潜船装载货物时处于哪种浮沉情况？
（2）若装载质量更大的货物，在保持甲板浮出海面高度相同的情况下，需要从压载水舱排出更多
海水，请用浮力知识解释从压载水舱多排海水的原因。
【答案】（1）见解析（2）见解析
【详解】（1）由题意可知，当半潜船装载货物时，船楼建筑仍露出海面，根据物体的浮沉状态可
知，半潜船装载货物时处于漂浮状态。
（2）半潜船在海中受到浮力、自身重力和货物的重力作用，因保持甲板浮出海面高度相同，即V
相同，根据阿基米德原理可知，半潜船受到的浮力不变，若装载质更大的货物，由物体的平衡条件可
排
知，需要减轻自身的重力，故需要从压载水舱排出更多海水。
12. 小明计划制作一个简易弹簧测力计，要求：
①测量范围为0~30N；②分度值为1N；③用木板M做刻度板；④相邻两刻度线之间的距离相等且
适当大一些。
为了满足上述要求，小明对已有的四根弹簧做了如下测试：如图1，把弹簧挂在竖直木板M上，测出弹簧原长l，如图2，把30N的重物挂在弹簧下端，测出
0
弹簧总长l。测试结果如下表。请你帮小明选择一根最合适的弹簧，并说明不选其他三根的理由。
弹簧代号 甲 乙 丙 丁
l/cm 2.00 4.00 4.00 8.00
0
l/cm 20.00 22.00 6.10 35.00
取走重物后弹簧能否恢复原状 不能 能 能 能
【答案】见解析
【详解】应选用乙弹簧制作一个简易弹簧测力计。不选用其他三根弹簧的理由是：
（1）弹簧测力计在取走重物后需恢复形变，即发生退行性变，而甲测力计不能，所以不能选甲。
（2）丙弹簧原长4.00cm，把30N的重物挂在弹簧下端后，弹簧总长l=6.10cm，形变量太小，不能
满足邻两刻度线之间的距离适当大一些的要求。
（3）丁弹簧最终长度为35cm，大于木板长度30cm，所以丁不可以。
13.“选种”是提高农作物产量的重要措施之一。在实际生产中有一种利用浮力选择谷种的方法：
将备选的谷种浸在浓度适宜的盐水中，一些谷种会漂浮在盐水表面，一些谷种会沉在盐水底部，从而
可选出好谷种。请判断盐水中哪些谷种是好谷种，并说明理由。
【答案】见解析
【详解】将种子放入盐水中后，由于干瘪、虫蛀的种子质量较小，故受到的浮力大于重力而使种
子上浮，直至浮力等于重力时漂浮于液面上；而饱满的种子，本身质量较大，故重力大于所受浮力，
故种子会下沉，所以沉在盐水底部的是好谷种。
14．2022年2月14日，鞍山籍自由式滑雪运动员徐梦桃在北京冬奥会上获得冠军。如图所示是她
比赛中的部分运动轨迹。
（1）徐梦桃比赛时穿的滑雪板为什么设计得又宽又大？
（2）她能从B点继续向上运动到C点的原因是什么？ 此运动过程中能量是怎样转化的？
（不计空气阻力）
【答案】 在压力一定时，通过增大受力面积，减小压强 见详解 动能转化为重力势能
【详解】（1）徐梦桃比赛时穿的滑雪板设计得又宽又大是为了在压力一定时，通过增大受力面积，减小压强。
（2）她能从A点运动到B点，将重力势能转化为动能，速度不断增大，到达B点后由于惯性，仍
然要保持原来的运动状态继续向前运动，所以能从B点继续向上运动到C点。
从B点继续向上运动到C点，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，所以
是动能转化为重力势能。
15. 为了纪念在湘鄂川黔革命根据地创立和建设时期牺牲的红二、六军团战士，1981年11月在湘
西永顺县塔卧镇修建了革命烈士纪念碑，如图所示。如果纪念碑的碑身很重，则塔基一般要修得较宽，
这是为什么？
【答案】见解析
【详解】纪念碑的碑身很重，重力比较大，对地面的压力也比较大，根据p=F/S可知，把塔基修
得较宽，在压力一定时，可以通过增大受力面积来减小压强，以防止压强过大导致地面下陷严重。
16．（2022·辽宁锦州·中考真题）同学们在电视上观看了神舟十三号载人飞船返回舱的着陆过程。
返回舱以极大的速度进入大气层时，温度急剧升高，此时它表面的高分子固体材料发生物态变化使其
降温；返回舱在距离地表10km时，打开降落伞减速，最后安全着陆。请你回答：
（1）电视机屏幕的彩色画面是由哪三种色光混合成的？
（2）高分子固体材料发生了什么物态变化？（写出一种即可）
（3）返回舱打开降落伞后，机械能如何变化？
【答案】（1）红、绿、蓝；（2）升华；（3）减小
【详解】（1）彩色电视丰富多彩的画面都是由红、绿、蓝三种色光按一定比例混合而成的。
（2）飞船与空气摩擦做功，将机械能转化为飞船的内能，温度升高，其表面材料因为吸收大量的
热量，所以可能发生熔化、汽化和升华的物态变化。
（3）返回舱打开降落伞减速，它的质量不变，速度减小，故动能减小；同时质量不变，高度减小，
重力势能减小，所以机械能减小。
17．（2022·辽宁营口·中考真题）北京冬奥会中国代表团获得9枚金牌，创造冬奥征战史最佳战绩。
跳台滑雪运动员由高处急速滑下，到达赛道底部顺势跃向空中，向前滑翔，最终稳稳地落在地面。请
用所学的物理知识回答下列问题：
（1）冲出跳台的运动员为什么能在空中继续飞行？
（2）运动员在下降过程中动能和重力势能是怎样转化的？
（3）滑雪板为什么又宽又长？
【答案】（1）运动员具有惯性；（2）重力势能转化为动能；（3）压力一定，增大受力面积减小
压强。【详解】（1）一切物体都具有惯性，惯性是指物体保持原来的运动状态不变的性质。运动员冲出
跳台后，继续保持原来的运动状态不变，所以运动员冲出跳台后还能在空中继续运动是因为运动员具
有惯性。
（2）运动员在下降过程中，高度逐渐降低，所以重力势能逐渐减小，运动员的速度越来越快，所
以动能逐渐增大。所以运动员的重力势能转化为动能。
（3）根据压强的影响因素可知，减小压强的方法是减小压力或增大受力面积，运动员的重力不变，
所以对雪地的压力不变，只能通过增大受力面积来减小压强，所以把滑雪板做的又宽又长。
18．（2022·广西·中考真题）勤洗手是良好的卫生习惯。在七步洗手法“内、外、夹、弓、大、立、
腕”字诀中，“夹”是指洗掌侧指缝时，掌心相对，双手交叉沿指缝相互揉搓，如图所示。当手指稍
用力“夹”时，清洗效果会更好；洗手后为了让手快点干，文明的做法是双手靠拢并朝着洗手池用力
甩。请用所学的物理知识分析说明上述两种做法的理由。
【答案】见解析
【详解】（1）“夹”是指洗掌侧指缝时，掌心相对，双手交叉沿指缝相互揉搓，当手指稍用力
“夹”时，增大压力从而增大摩擦力，清洗效果会更好。
（2）双手靠拢并朝着洗手池用力甩，利用水的惯性保持静止，水和手分开，而且双手靠拢，是增
大了水的质量，从而增大了水的惯性，水和手更容易分离，手更容易甩干。
19．（2022·福建·中考真题）尊老爱幼是中华民族的传统美德。为了方便老年人剪指甲，在指甲剪
的上方加装了一个小凸透镜，如图。请用物理知识说明：
（1）指甲剪上加装凸透镜的作用；
（2）磨指甲的金属磨甲片表面粗糙条纹的作用。
【答案】见解析
【详解】（1）凸透镜起到放大镜的作用。指甲到凸透镜距离小于一倍焦距，成正立放大的虚像。
（2）磨甲片表面刻有粗糙条纹，可以增大表面的粗糙程度，增大摩擦力，利于磨掉指甲边缘的棱
角。
20．某同学准备在暑期到北京去旅游，他从网上查询得到了下列信息：飞机从上海到北京的航程
约为1200km，用时大约2h5min，飞机每人每百千米消耗能量约1.05×108J；高铁从上海到北京的路程
约为1300km，用时大约4h48min，它的能量消耗为0.04(kW⋅h)/(km/座位)。如果他征求你的意
见，你会给他怎样的合理建议？说说你的理由。
【答案】见详解【详解】若他坐飞机从上海到北京，至少需要消耗的能量是
W=1.05×108J/100km×1200km=1.26×109J
若他坐高铁从上海到北京，至少需要消耗的能量是
W'=0.04(kW⋅h)/km×1300km=1.872×108J
因此，从节约能量角度来看，建议该同学坐高铁去北京；因为坐高铁去北京比坐飞机去北京要多
用2h43min，因此若从节约时间角度来看，建议该同学坐飞机去北京。
21．（2022·江苏扬州·中考真题）阅读短文，回答问题。
2022年5月15日凌晨1点26分，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考
营地顺利升空，4点40分达到9032m，超过珠峰8848.86m的高度，创造浮空艇大气科学观测世界纪录。
“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积约为 ，总质量约为2.6t，内部上层充满氦气，中间隔开，下
层是空气随着高度升高，通过排出下面部分的空气，调节整个浮空艇的压差在安全范围内。通过与地
面锚泊设备连接的系揽进行升空和驻空，通过系揽里的两根电线给整个载荷供电。通过搭载的各种探
测仪器展开垂直观测，助力揭示青藏高原环境变化机理，对推动高原可持续发展、推进国家生态文明
建设、促进全球生态环境保护产生深远影响。
（1）“极目一号”上升的平均速度 人正常行走的速度；
（2）浮空艇最外的白色层通过反射太阳光中的 （选填“红外线”或“紫外线”），避免艇
内气体温度剧烈变化；
（3）艇体材料除应具有高强度特性外还应具有怎样的特性？（写出一种即可） ；
（4）浮空艇在营地升空时所受空气浮力大小为 N；（海拔4270m处空气密度为0.80kg/m3，
g取10N/kg）
（5）浮空艇内的氦气密度 艇外空气密度，在升空过程中，浮空艇所受浮力逐渐 ；
（6）要使浮空艇下降到地面，可采取的最佳办法是 。
【答案】 小于/G ；
动
由于动滑轮上有两段绳子，则在不计摩擦的情况下，绳子拉力为
则要满足竖直向上的拉力F小于物重G，即为
解得G>G 。
动
26．（2021·甘肃武威·中考真题）机器人送餐以往只能在科幻电影中看到的场面，现在已成为现实。
如图所示，一个机器人用手托着盘子，在水平地面上匀速行走，并使盘子一直保持同一高度不变。甲
同学说机器人对盘子做了功，而乙同学却说它对盘子没有做功。请问你支持谁的观点？为什么？【答案】乙同学 作用在物体上的力与距离垂直，垂直无功
【详解】乙同学，因为在水平方向上匀速直线运动，而机器人对盘子的力是向上的，力与距离垂
直，垂直无功。
27．（2023·贵州·中考真题）温室效应加剧，全球气候变暖，北极冰层面积缩小、厚度变薄。如图
所示，聪明的北极熊害怕踩破冰面，做出“借腹滑行”的无奈之举。
（1）请用物理知识解释“借腹”为什么不易破坏冰面？
（2）面对全球气候变暖的现状，请写出一条缓解温室效应的措施。
【答案】（1）见解析；（2）见解析
【详解】答：（1）“借腹滑行”时，压力一定，增大受力面积可以减小压强，不易破坏冰面。
（2）减少二氧化碳排放，可以缓解温室效应，因而出行多乘坐公共交通工具，少开私家车，减少
碳排放。
28．（2023·山西·中考真题）如图是某地消防部门公布的2022年各场所火灾数据统计图，其中住
宅火灾占比达43%，不正确的家庭用电是形成住宅火灾的主要原因。在“安全用电”主题班会上，小
梦和小兰针对家庭电路火灾原因发表了不同见解。请你任选一个同学的观点，用所学物理知识解释家
庭电路引发电线火灾的原因：
（一）选择小梦的观点。
（二）选择小兰的观点。
【答案】见解析
【详解】（一）小梦的观点：电路发生短路时，电路中的电阻很小，而家庭电路两端的电压保持
不变，根据欧姆定律I=U/R可知，通过电线的电流很大；在电线电阻和通电时间一定时，又根据焦耳定律Q=I2Rt可得，电流通过电线产生热量很多，使电线的温度急剧升高，容易引发电线火灾。
（二）小兰的观点：用电器总功率过大时，而家庭电路两端的电压保持不变，根据P=UI可知，通
过电线的电流很大；在电线的电阻和通电时间一定时，又根据耳定律Q=I2Rt可得，电流通过电线产生
热量很多，使电线的温度急剧升高，容易引发电线火灾。
29．（2022·贵州安顺·中考真题）如图所示，将形状相同的铜管和塑料管并排竖直固定，把甲、乙
两块完全相同的磁体，从同一高度由静止同时释放，甲磁体从铜管内下落，乙磁体从塑料管内下落。
若忽略空气阻力及甲、乙两磁体间的相互作用，请判断哪块磁体先离开管道，并说明理由。（提示：
可从能量角度进行解释）
【答案】见解析
【详解】甲磁体在铜管中下落时，铜管的磁通量变化，产生电磁感应，一部分的机械能转化为电
能，机械能减小；乙磁体在绝缘体的塑料管中下落过程中不产生电磁感应，乙磁体在塑料管中做自由
落体运动，机械能守恒，因此，乙磁体在绝缘体的塑料管中速度更大，故乙磁体先离开管道。
30．（2022·内蒙呼和浩特·中考真题）为了探究沙漠中与大海边昼夜温差的变化问题。小于同学取
了两个完全相同的、比较大的玻璃器皿。分别装入质量、初温都相同的沙子和水。在阳光充足，温暖
的地方进行暴晒。经过相同时间，发现两个玻璃器皿中的沙子和水，温度都发生了明显变化。你认为，
沙子和水，谁的温度变化大？请用学过的物理知识说明原因。并回答开始探究的问题。
【答案】沙子的温度变化的比较大；水的比热容比沙子的比热容大，在阳光充足、温暖的地方进
行暴晒，经过相同时间，吸收或放出相同热量，水的温度变化比沙小，沙子的温度变化比较大。
【详解】比热容的大物体升温慢，降温也慢，比热容小的物体升温快，降温也快，沙子的比热容
比水小，沙子的温度变化的比较大；水的比热容比沙子的比热容大，在阳光充足、温暖的地方进行暴
晒，经过相同时间，吸收或放出相同热量，水的温度变化比沙小，沙子的温度变化比较大。
31．（2022·贵州六盘水·中考真题）我国在新能源汽车开发与利用方面步入世界前列，运用高科技
为绿色环保理念的实施保驾护航。有调查数据表明，部分燃油汽车油耗成本大约为1元/km，部分新能
源汽车能耗成本低至0.1元/km，为促进新能源汽车更广泛投入使用，请你站在能源可持续发展的角度
提两点合理建议。
【答案】见详解
【详解】化石能源的消耗会污染空气，伤害人们的身体健康，有毒有害气体排放破坏了大气层，
造成酸雨、温室效应，破坏了人类生存环境；新能源有利于保护环境，降低能源的损耗，使用新能源，
能节约运行成本，为了推动新能源汽车的普及，减少汽车尾气对环境的污染，可以对购买电动汽车的
用户进行购车补贴或者降低电动汽车的电池价格。
32．（2022·黑龙江牡丹江·中考真题）【动手动脑，实践体验】如图所示，小冰在课前展示了一盏
自制的“铅笔芯电灯”。他将8节1号电池串联起来做电源，用两条铝箔纸条做导线，拿一根2B自动
铅笔芯穿过铝箔纸条，架在烧杯口处。戴上绝缘隔热手套，将铝箔纸条的两端连接在电源的正负极上，
稍等一会儿，小小的铅笔芯竟然热得发光，而与它相连的铝箔纸条却不怎么热。请分析解释上述现象。【答案】见解析
【详解】电池、铝箔纸条、铅笔芯组成通路，电路中有电流通过，电流通过导体会产生热量，铅
笔芯的温度升高，导体通电时间越长产生热量越多，当铅笔芯的温度达到一定程度时，“铅笔芯电
灯”便会热得发光发光。铝箔纸条和铅笔芯串联，通过它们的电流相等，通电时间相等，铝箔纸条的
电阻小于铅笔芯的电阻，由焦耳定律Q=I2Rt可知，铝箔纸条产生的热量少，温度比铅笔芯的低，所以
不怎么热。
33．（2022·北京·中考真题）为研究热敏电阻R 的阻值与温度的关系，小京按图所示的电路进行
2
实验，其中电源两端电压U不变，R 为定值电阻。实验中，他将已做防水处理的热敏电阻R 先后浸没
1 2
在温度t、t 和t 的水中，闭合开关，分别读出对应电流表A的示数I、I 和I，发现I＜I＜I。已知t
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1
＜t＜t，请分析并说明热敏电阻R 的阻值与温度的关系。
2 3 2
【答案】见解析
【详解】电源两端电压U不变，R 为定值电阻，依据欧姆定律和串联电路特点，可得
1
在t＜t＜t 的情况下，I＜I＜I
1 2 3 1 2 3
可得出热敏电阻R 的阻值逐渐变小，所以，热敏电阻R 的阻值随温度的升高而减小。
2 2
34．（2022·广东广州·中考真题）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
【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3×108m/s。
35．（2022·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）“珍爱生命，注意用电安全”是同学们日常生活中必须具
有的安全意识。小鑫的爸爸想给放在室外的电动自行车充电，由于家中插线板（如图）的导线长度不
够，小鑫的爸爸又找来一段足够长的导线，打算把两段导线连接起来，从而增加插线板导线的长度。
当爸爸刚连接好导线，小鑫看到后告诉爸爸，导线连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引
起火灾，存在安全隐患。请你也来解释一下这是为什么？
【答案】见解析
【详解】通电时，导线连接处和别处是串联的，电流相同，根据焦耳定律Q=I2Rt，当电流和通电
时间相同时，导线相互连接的位置电阻比别处电阻大，导致此处比别处产生更多的热量，更容易发热，
加速老化，甚至引起火灾。
36．核能的合理开发和利用缓解了能源危机，但核废料处理不当会对环境造成极大污染。某国政
府不顾民众反对，决定向海洋排放核废水，请你写出此行为将对海洋生态环境造成哪些危害。（写出
两条即可）
【答案】见解析。
【详解】向海洋排放核废水，会对海洋生态环境造成严重危害，比如：①部分海洋生物死亡；②
部分海洋生物变异；③污染后的海产品不能食用；④海洋生态平衡被破坏。（其他合理答案均可）
37．如图所示为5月23日在青岛下线的时速为600km的高速磁悬浮试验车，它是目前为止陆地上
最快的一种交通工具．请结合你所学的物理知识，回答下列问题：（1）该试验车使用的电能属于一次能源还是二次能源？
（2）为避免巨大的电流产生热量烧坏电磁铁线圈，该试验车线圈应采用超导材料还是半导体材料
制成？
（3）该试验车进站时关闭动力系统后为什么还能继续前进？
【答案】见解析。
【详解】（1）电能不能从自然界直接获得，要消耗其他形式的能而获得，是二次能源；
（2）列车上的电磁铁线圈一般用超导体材料（电阻小到可以忽略）绕制，原因是线圈的电阻越小，
电流通过时产生的热量越少；
（3）验车进站时关闭动力系统后还能继续前进是因为列车具有惯性，仍要保持原来的运动状态．
38．如图所示是某研究小组精心设计的一种机械，高处的水通过左侧的管道向下流动，水流冲击
叶片，叶片的转动带动砂轮转动，就可以打磨需要的工件，同时带动右侧的抽水器将水从低处抽到高
处，继续向下流动，从而永不停歇．你认为这种机械是否能够一直工作下去，请说明原因．
【答案】不能一直工作下去，根据能量守恒定律，因摩擦等原因有部分机械能化为其他形式的能
【分析】在机械能转化的过程中，总会有一部分能量以热的形式向四周扩散，成为无用的能量，
所以抽水机的机械能会逐渐减小．
【详解】此“永动机”中，高处的水向下流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分
机械能转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原高度，根本不会“永动下去”．
考点二 材料阅读题1．（2023·湖北恩施·中考真题）阅读短文，回答问题。
科学研究的“太空实验室”
中国空间站缩写CSS，又称天宫空间站，是中华人民共和国建造的国家级太空实验室。1992年9
月21日，中国载人航天工程正式立项实施；2022年12月31日，国家主席习近平在新年贺词中郑重宣
布，“中国空间站全面建成”。经过遴选，空间站上搭载安装有包括生物学、材料科学、基础物理、
流体等类别相关的科学研究实验设施。空间站需要大规模的供电能力，需安装几对数十米长的太阳帆
板，来维持长期运行。在空间站任务中，航天员必须完成大量的空间科学实验、技术试验等工作。在
中国空间站历次“天宫课堂”中，航天员在微重力环境下，曾做了浮力消失的实验、水球光学实验、
太空抛物实验、液桥演示实验等许多项目。
请回答下列问题：
（1）如图所示，在太空授课中航天员用小棒将乒乓球缓慢推入水中，撤回小棒后，由于球处于
环境中，所受浮力“消失”，观察到球相对于水的运动状态是 的；
（2）王亚平老师在天宫实验室里，用两片塑科板让水建成了“液桥”，如图所示。水能成桥是因
为 ；
A．分子引力 B．分子斥力 C． 磁场力 D．浮力
（3）中国空间站使用的电能，主要来自于 ；
（4）如果在未来，允许中学生去天宫做物理实验。小强采用电热丝加热质量相等、初温相同的煤
油，验证影响电功大小的因素，用温度计测量煤油的温度，可通过煤油 来比较电流做功的大
小。实验中采用了控制变量法和 （选填“理想实验法”“转换法”或“类比法”）。
【答案】（1）失重，静止；（2）A；（3）太阳能；（4）温度变化量，转换法。
【详解】（1）在空间站中物体处于失重状态，浸在水中的乒乓球不会受到水的压强和压力，所以乒
乓球几乎不受浮力，撤回小棒后，所受浮力“消失”，球相对于水的位置没有发生改变，是静止的。
（2）向外拉动塑科板，水未分离，形成了“液桥”，说明水分子间存在引力。故A符合题意，
BCD不符合题意。故选A。
（3）空间站需要大规模的供电能力，需安装几对数十米长的太阳帆板，来维持长期运行，空间站
使用的电能主要来源于太阳能。
（4）实验中，电流产生的热量无法直接测量，而是利用煤油温度变化量来表示，用到转换法。
2.（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】（1）B；（2）0.12；（3）水的初温和水的比热容；（4）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t、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
0
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t。
0
（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。
3.（2023·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）阅读短文，回答问题。
化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源，但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭，
也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染，在全球范围内引起了人类对能源问题的思
考，我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国率先在75届联合国大会上提出
“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源
丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用。
如图甲是我国某风力发电基地，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。
（1）风力发电是把风能转化为电能，风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）某段风机叶片的形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面形状不同
导致叶片两面空气流速不同，从而产生 差，可以使风机叶片转动；
（3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度 （选填“大”或“小”）、硬度
大的复合材料制成；
（4）某风力发电机输出功率与风速的关系如图丙所示。由图像可知，当风速在v 到v 之间时，风
1 2
速越大，风力发电机输出功率 （选填“越大”、“不变”、“越小”）；当风速大于v 时，风
2
速增大， （选填“能”或“不能”）提高风力发电机输出功率。
【答案】 可再生 压力（压强） 小 越大 不能
【详解】（1）风能可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它属于可再生能源。
（2）由乙图可知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面
空气流速，上面压强小于下面压强，从而产生压力差，叶片受到向上的力，可以使风机叶片转动。
（3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，体积相同的物体，密度小，质量小，所以通过用密度
小、硬度大的复合材料制成。
（4）丙图可以知道，当风速在v 到v 之间时，风速越大，发电机组的电功率越大。当风速大于v
1 2 2时，随着风速的增大，风力发电机输出功率不变。
4.（2023·山西·中考真题）阅读短文，回答问题。
戈壁滩上的“向日葵”
在甘肃省敦煌市西南方向约15千米的戈壁滩上有一处充满科幻感的设施（如图甲所示），这是目
前全球装机容量第二的熔盐塔式产热电站。光热电站的镜场面积约140多万平方米，1万多面巨大的定
日镜在计算机的精确控制下，能如同向日葵一样随着太阳位置变化而变化，使太阳光时刻都能聚集到
260米高的吸热塔的吸热器上。
在北半球的正午，太阳光由南往北倾斜照射，位于吸热塔北面的定日镜，阳光的入射角极小，定
日镜的面积可以全部作为有效面积反射阳光。而位于吸热塔南面的定日镜，阳光的入射角很大，反射
阳光的有效面积大大缩小了。
在塔式太阳能热发电系统中，吸热器是最关键的核心部位，吸热器内部有多个平行排列的吸热管
组成的管屏，它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能，将能量存储在液态熔盐
中，为汽轮发电机组提供所需的热源。
（1）太阳能光热电站利用平面镜 太阳光，聚集到吸热塔上进行加热。在镜阵最外层的
大圈，定日镜呈现明显的分布不对称，吸热塔南边的定日镜比北边少，原因是 。
（2）请结合图乙完成太阳能光热发电的能量转化流程图 。
（3）熔盐储热是利用高温熔化状态下的无机盐把能量储存起来，当熔盐温度 时，便可把
储存的内能释放出来，可以实现24小时均有高温熔盐推动汽轮机工作，实现持续发电。
【答案】 反射 南面的定日镜，阳光的入射角大，有效反射面积小
降低（或下降）
【详解】（1）由短文中“在北半球的正午，太阳光由南往北倾斜照射，位于吸热塔北面的定日镜，
阳光的入射角极小，定日镜的面积可以全部作为有效面积反射阳光。”说明太阳能光热电站利用平面
镜反射太阳光。
在镜阵最外层的大圈，定日镜呈现明显的分布不对称，吸热塔南边的定日镜比北边少是因为吸热
塔南面的定日镜，阳光的入射角很大，反射阳光的有效面积缩小了。
（2）吸热器内部有多个平行排列的吸热管组成的管屏，它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为
可以高效利用的内能，即吸热管把太阳能转化为内能存储在液态熔盐中，又转化为汽轮发电机组的机
械能推动汽轮发电机组转动，发电机组又把机械能转化为电能，故太阳能光热发电的能量转化流程图
是太阳能→内能→机械能→电能。
（3）熔盐储热是利用高温熔化状态下的无机盐把能量储存起来，要把储存的内能释放出来，即放热，故熔盐要发生凝固，凝固过程温度下降。
项目 核心提炼
（1）信息阅读型
题目主要是物理知识在技术前沿的一些应用，其中新材料的应用
是重点。
（2）实验拓展型
常见题目
对课本上的实验进行拓展延伸，侧重考查实验方法（如控制变量
类型
法、转换法等）在非常规实验中的应用。
（3）应用分析型
对物理知识在生产、生活中特别是实用新型物件的具体应用进行分
析，侧重知识综合性的考查。（1）解答信息阅读类综合能力的题目，除了要具备必备的物理知
识、掌握知识之间的关联以及常规的解题方法外，还需要一些与解答
其他类型题目不太一样的能力。如审题能力、阅读能力、挖掘隐含条
件的能力、排除干扰信息的能力等。在做此类题目时，首先要仔细阅
读短文，带着问题看信息，理解短文意思，理解文中所述产品的功
能、构造、原理及其他信息。能迅速找到关键信息，甚至有些问题的
解题技巧
答案可以直接从信息中获取。
（2）将文中所述的产品包含的知识与课本物理知识相结合，判断
出模块是属于力学、热学、光学还是电磁学。
（3）结合题目的要求再细读短文或短文的相关部分，提炼题目关
键信息，运用题中设问信息、文中关键信息结合相关物理知识与方法
对问题作出正确解答。
（4）合理利用物理术语组织语言，表达要简练，言简意赅。
1. 阅读材料，回答问题。
超声与亚声
超声波是一种频率高于20000Hz的声波，它的方向性好，穿透能力强，能够穿透玻璃、铝、不锈
钢、蓝宝石或塑料等。超声波可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、
工业、农业上有很多的应用。
频率小于20Hz的声波叫做亚声也就是人们口中的次声波。次声波不容易衰减，不易被水和空气吸
收，次声波还具有很强的穿透能力。次声波频率低但波长却很长，传播距离也很远。它比一般的声波、
光波和无线电波都要传得远。例如，频率低于1Hz的次声波，可以传到几千以至上万千米以外的地方。
某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近，容易和人体器官产生共振，对人体有很强的伤害
性，可致人死亡。
（1）超声波是指频率高于 Hz的声波， （选填“能”或“不能”）在月球上使用；
（2）超声波能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料，这些材料中属于导体的是 ；
（3）超声波和亚声除了可以传递能量外，还可以传递 ；
（4）在海洋中，次声波比超声波能够传播的更 （填“远”或“近”）；（5）下列不同频率的声波能与亚声产生共振的是 ；
A．8Hz B．800Hz C．8000Hz D．80000Hz
【答案】 20000 不能 铝、不锈钢 信息 远 A
【详解】（1）由短文可知，超声波是一种频率高于20000Hz的声波。
超声波也是声，声的传播需要介质，不能在真空中传播，故不能在月球上使用。
（2）容易导电的物质叫做导体，常见的导体有各种金属、人体和大地等，铝、不锈钢属于导体。
（3）声可以传播信息和能量，超声波和亚声除了可以传递能量外，还可以传递信息。
（4）由短文可知次声波频率低但波长却很长，传播距离也很远，故在海洋中，次声波比超声波能
够传播的更远。
（5）亚声是频率小于20Hz的声波，振动频率相近时容易产生共振，故A符合题意，BCD不符合
题意。故选A。
2．阅读短文，回答下列问题。
水循环与水资源
如图所示，是大自然中水循环现象的示意图。当地表、海洋的水吸收太阳的热变成水蒸气升入高
空时，水蒸气的温度降低凝成小水滴或小冰品，这就是云，在一定条件下，云中的小水滴和小冰品越
来越大，就会下落，在下落过程中，小冰晶又变成小水滴，与原来的水滴一起落到地面，这就形成了
雨。
水是重要的自然资源，水资源不足，将严重影响人类的生存。
水资源紧缺程度 轻度缺水 中度缺水 重度缺水 极度缺水
人均水量M/m3·a-1（a为年的符号） 1700~3000 1000~1700 500~1000 <500
（1）自然界中的水循环是通过水的物态变化实现的，大海、湖泊、河流、土壤和植物中的水
（填物态变化名称）后，在高空遇到冷空气 （填“吸收”或“放出”）热量，液化成小水滴或
（填物态变化名称）成小冰晶，大量的小水滴和小冰晶集中悬浮在高空，就形成了云；
（2）云中的小冰晶在下落过程中 成小水滴，与原来的水滴一起落到地面，这就形成了雨；
（3）我国人均水量约为2300m3·a-1，居世界第八十几位，水资源紧缺程度为 ；
（4）我国是缺水的国家，节约用水应从我做起。请你写出日常生活中的一项节水措施 。
【答案】 汽化 放出 凝华 熔化 轻度缺水 洗菜的水可以浇花
【详解】（1）大海、湖泊、河流、土壤和植物中的水不断吸收热量，汽化变成水蒸气；当含有很
多水蒸气的空气升入高空时，水蒸气的温度降低放出热量液化成小水滴，有的水蒸气凝华成小冰晶，大量的小水滴和小冰晶集中悬浮在高空，就形成了云。
（2）云中的小冰晶在下落过程中，吸热熔化成小水滴，与原来的水滴一起落到地面，形成了雨。
（3）我国人均水量约为2300m3·a-1，根据表格中数据可知，人均水量为1700~3000 m3·a-1为轻度缺
水，所以我国水资源紧缺程度为轻度缺水。
（4）我国是缺水的国家，我们应该做到随手关水龙头，洗菜的水可以浇花等。
3. 科普阅读题
智能汽车
汽车是我们生活中的代步工具，随着科学技术的发展，汽车也越来越智能化。冬天，前挡风玻璃
上出现白雾时，汽车能自动启动除雾功能。汽车抬头显示系统（如图甲），简称HUD。HUD利用平面
镜成像原理（如图乙），将显示器上的重要行车数据投射在挡风玻璃正前方，驾驶员，能够在看到前
方道路的同时，不必低头就可以看到如车速、油耗、导航等车辆行驶信息，确保驾驶舒适安全。阅读
后回答：
（1）冬天行车时，汽车挡风玻璃的 （选填“内”或“外”）侧容易出现一层白雾，这是
（填写物态变化的名称）现象；
（2）已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风
玻璃与水平面夹角为 度；某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高，不便于观察，这时就需要将显
示器沿水平方向 （选填“远离”或“靠近”）挡风玻璃。
挡风玻璃
【答案】 内 液化 45 靠近
【详解】（1）车内温度高，水蒸气遇到冷的玻璃液化成小水珠。白雾的实质是空气中的水蒸气液
化成的小水滴。
（2）根据平面镜成像的特点可知，平面镜所在直线是物体和像的对称轴，像与物体相互垂直，则
平面镜与物体（水平面）的夹角应为45°。
根据平面镜成像特点可知，像物关于平面镜对称，像太高应使像的位置向下移动，如图可知，此
时物体应该靠近挡风玻璃。
4. 阅读以下材料，回答问题。
眼睛
人的眼睛很像一架照相机。我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶
状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像。当睫状体放松时，晶
状体比较薄对光的偏折能力变小，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上；当睫状体收缩时，晶状体变
厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上。若沉溺于上网或长时间近距离看书写字、
看电视，容易使眼球的前后径过长，致使远处物体折射所形成的物像落到前方，形成近视。透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小，焦距越短，折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做
透镜的焦度，用φ表示，即φ=，如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就φ= ，而平时说的眼镜片的度
数就是镜片的透镜焦度乘100的值，例如，400度远视镜片的透镜焦度是，4m⁻1，它的焦距是0.25m。
通常远视镜片的度数是正数，而近视镜片的度数是负数。
眼睛瞳孔的作用能改变大小以控制进入眼睛的光线量。在弱光条件下开大，允许更多的光线进入，
以便视物清楚。在强光条件下缩小，防止强光损伤视网膜，起到保护视网膜作用。
（1）眼睛很像一架照相机，眼球内的晶状体和角膜相当于一个 ，视网膜相当于 。
（2）与照相机不同的是人眼是一个真正的变焦系统，当人眼看近处物体时，焦距较
（大/小）。
（3）图2是小明的眼睛看物体时的成像情况，则小明的眼睛需要佩戴图3中的 （填字母）
透镜。
（4）刚走进电影院时几乎什么也看不见，片刻后才可看见周围的人，这种变化是由于眼球中的瞳
孔 （变大/不变/变小）。
【答案】 凸透镜 光屏 小 A 变大
【详解】（1）眼睛相当于一架照相机，晶状体相当于照相机的凸透镜，视网膜相当于光屏，人眼
看到的像是倒立的缩小实像。
（2）人眼晶状体的曲度可以调节，当看远处物体时，睫状体放松，晶状体变薄，折光能力变弱，
使像成在视网膜上；当看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变厚，折光能力变强，即焦距变小，也
能使像成在视网膜上。
（3）近视眼看远处的物体时，将像成在视网膜的前面，为了使像正好成在视网膜上，应使光线推
迟会聚，使所成的像相对于晶状体后移，所以应佩戴发散透镜即凹透镜，即矫正时佩戴的眼镜镜片应
选用A。
（4）瞳孔能调节进入眼内的光量，看强光时瞳孔缩小，看弱光时瞳孔扩大，强光下瞳孔缩小，减
少进入眼内的光量，以保护视网膜不受过强的刺激；弱光下瞳孔扩大，增加进入眼内的光量，使视网
膜得到足够光的刺激。外界光线强，电影院里光线很暗，瞳孔要扩大才能看清物体，因此，刚走进电
影院时几乎什么也看不见，片刻后才可看见周围的人，这种变化是由于眼球中的瞳孔变大了。
5．阅读短文，回答下列问题：
空气的动力
空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。当我们快速地松开鼓起
来的气球时，气球会“嗖”的一下飞出去了，这时气球获得了气动力。
经过长时间探索，人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力，推动叶片或者活塞运动的发动
机，即叶片式、活塞式空气发动机。如图是某新型的以空气发动机为动力的汽车。它共有4个压缩空气缸，总容量为90L，可储存标准大气压下90m³的空气，其设计最高速度可达154km/h，平均每加一
次气能行驶200km或10h。
由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零排
放”的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点，在科学界引起不小的争议，但这项技术仍然具有广
阔的发展空间。
根据上述材料，回答下列问题：
（1）压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是 （选填“内燃机”“电动机”或“蒸汽
机”）；
（2）空气发动机是利用 能做功的，空气发动机获得动力时与四冲程汽油机的 冲程工
作过程相似；
（3）分析上文，下面说法正确的有 ；
A．松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为物体受到惯性的作用
B．空气动力汽车工作时将内能转化为机械能
C．以空气发动机为动力的汽车，靠汽缸内空气燃烧产生能量
D．空气动力汽车工作时不会有能量的损失
（4）资料表明，空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，对于产生此现象的原因，请你
提出一条合理的解释： 。
【答案】 电动机 内 做功 B 气体对外做功，内能减小，温度降低
【详解】（1）从节能和环保的角度分析，电动机工作时不会产生废气，而且能量利用率较高，因
此压缩空气动力汽车最理想的加气工具应是电动机。
（2）热机的做功冲程是利用燃料燃烧产生的高温高压的燃气推动活塞做功，空气发动机使用压缩
空气为动力，与内燃机的做功冲程能量转化相同，都是将内能转化为机械能，即空气发动机是利用内
能做功的。
（3）A．松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为气球向外喷气时，自身也获得一个反作用
力，因此说明物体间力的作用是相互的，故A错误；
B．空气动力汽车工作时压缩的气体对外做功，将内能转化为机械能，故B正确；
C．以空气发动机为动力的汽车，靠汽缸内空气膨胀对外做功，不是燃烧产生能量，故C错误；
D．空气动力汽车工作时能量会有一定的损失，因此能量不可能完全被利用，故D错误。
故选B。
（4）空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，这主要是因为气体对外做功，内能减小，
温度降低。
6. 阅读短文，回答问题
2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发
射中心成功发射，景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员顺利进入太空（如图）。在轨期间，3名航天员在与地面科技人员密切配合下，稳步推进空间应用项目，共开展了70项空间实（试）验和8项人因工
程技术研究，获取了大量的实验数据。
神十六乘组还为广大青少年带来一场精彩的太空科普课，新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂
海潮开讲的“天宫课堂”第四课，是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。约48分钟的授课中，
“太空教师”介绍并展示了空间站梦天实验舱工作生活场景，演示了球形火焰实验、奇妙“乒乓球”
实验、动量守恒实验以及又见陀螺实验，并生动讲解了实验背后的科学原理。
2023年10月31日7时21分，神舟十六号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离，在中国空间站出差
5个月的航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮，辞别浩瀚星河，路上回家之路。
（1）长征二号F遥十六运载火箭使用偏二甲肼作燃料，是因为偏二甲肼具有较大的 （选
填“比热容”、“热值”或“密度”）；
（2）如果把动量守恒实验用到的钢球放进高温材料科学实验柜里加热，钢球的内能 （选填
“增加”、“不变”或“减少”），这是通过 的方式来改变钢球的内能；
（3）球形火焰实验中蜡烛燃烧时将 能转化为内能和光能。
【答案】 热值 增加 热传递 化学
【详解】（1）火箭使用一种叫做偏二甲肼的液体燃料，主要的原因是它具有较大的热值，完全燃
烧相同质量的该液体燃料时，可以 释放出更多的热量。
（2）钢球放进高温材料科学实验柜里加热，把高温材料的热量传递给钢球，温度升高，内能增加，
是通过热传递的方式改变钢球内能。
（3）蜡烛燃烧时，产生热量，以及发光，所以是化学能转化为内能和光能。
7. 阅读《半导体》并回答题。
半导体
导体导电性能好，绝缘体导电性能比较差。有一些材料，例如锗、硅，导电性能介于导体和绝缘
体之间，常常称做半导体。温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响。利用半导
体材料可以制作二极管、三极管。如果把很多二极管、三极管和电阻、电容等元件直接做在硅单晶片
上（俗称芯片），就成了集成电路，如图所示。集成电路是20世纪最重要的发明之一，现代的收音机、
电视机、电话机、计算机，以及打电话用的IC卡、算账用的计算器，里面都有集成电路。没有半导体
就没有我们今天的现代化生活。
硅片也称硅晶圆（如图所示），是最主要的半导体材料，硅晶圆的直径越大，在每个硅片上经过
一次工艺循环可制作的集成电路芯片数就越多，每个芯片的成本也就越低，但硅片尺寸越大，对微电
子工艺设备、材料和技术的要求也越高。我国的半导体事业起步较晚，集成电路的设计、封装、测试和晶圆制备等领域还有很大的发展空间，
我国一大批优秀的科技工作者们正在夜以继日地努力工作，不断打破在集成电路领域的技术壁垒。
（1）温度、 和杂质等外界因素对半导体导电性会产生很大影响；
（2）大尺寸硅晶圆对芯片制作的意义是 ；
（3）如图所示为二极管在电路中的符号，把它接入电路中测量通过它的电流和它两端电压的关系
时，规定二极管的正极与电源的正极相连时二极管两端的电压为正向电压，二极管的正极与电源的负
极相连时二极管两端的电压为负向电压。实验中测得某晶体二极管中的电流随它两端电压变化的规律
如图所示。
①请你根据图所示的曲线，描述通过二极管的电流与二极管两端电压的关系具有怎样的特点 ；
②请你根据二极管的特点说说它在电路中可能有哪些作用 。
【答案】 光照 降低芯片制作成本 见解析 见解析
【详解】（1）导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称做半导体。由材料可知，温度、光照、杂
质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响。
（2）硅晶圆的直径越大，在每个硅片上经过一次工艺循环可制作的集成电路芯片数就越多，每个
芯片的成本也就越低，大尺寸硅晶圆可以降低芯片制作成本。
（3）由图可知，正向电压很小时（小于0.5V）二极管中几乎没有电流通过，正向电压达到0.5V
时二极管中的电流随电压的增大快速增大；反向电压达到某个很大值（30V）前，二极管中几乎没有电
流通过，反向电压达到某个很大的值（30V）后，二极管中的电流随电压的增大而快速增大。
（4）利用二极管的特点可以制成开关，控制电路的通和断，可以判断电路中的电流方向。
8. 请阅读《极光》并回答题。
极光
2023年12月，我国黑龙江、内蒙古、北京等北方地区出现了罕见的极光现象。如图甲所示，极光
是一种瞬息万变，绚丽多彩的大气光学现象，它因经常出现在地球两极地区的上空而得名。在高纬度
地区看到极光的机会比较多，但在中低纬度地区偶尔也能看到，不过亮度要弱得多。早在两千多年前，
我国就有关于极光的观测记载，是研究历史上太阳活动和地磁变化情况的宝贵史料。
现代科学家一般认为极光的形成与太阳的活动、地球磁场以及高空大气等诸多因素有关系。太阳
的内部一直在发生复杂的核聚变反应，在核反应过程中，除了会产生大量的光和热，还会产生高能带
电粒子流。当其中的一部分射向地球时，这些高能带电粒子会在地球磁场中受到力的作用发生偏转，
运动到地球的高纬度地区，并高速进入大气层，如图乙所示。当这些高能带电粒子与地球大气中的气
体分子或原子碰撞时，气体原子的核外电子从中获取能量，跃迁至能量更高的能级（能量状态）。因为这种状态是极不稳定的，所以电子很容易跃迁回较低的能级，并将此前获得的能量以光的形式重新
释放出来，从而形成极光。
极光的颜色是由高空气体成分和高能粒子的能量等因素决定的。氧原子碰撞后通常发出频率约为
538 THz的绿光和频率约为476 THz的红光，氮分子通常发出频率约为767THz的紫光和频率约
638THz的蓝光。大气中气体成分复杂，不同成分的气体元素在高能带电粒子的碰撞下，发光的颜色也
各不相同，因而极光显得绚丽多彩，变化无穷。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）太阳内部发生的核反应是 （选填“核聚变”或“核裂变”）反应；
（2）极光多发生在高纬度地区是因为高能带电粒子 ；
（3）当核外电子从 （选填“高能级向低能级”或“低能级向高能级”）跃迁时会释放能量
产生极光；
（4）可见光是一定频率范围的电磁波，其波速与波的频率、波长的关系是：波速=波长×频率。由
此可知，在波速相同时，红色光的波长 （选填“大于”或“小于”）紫色光的波长。
【答案】 核聚变 会在地球磁场中受到力的作用发生偏转，运动到地球的高纬度地
高能级向低能级 大于
【详解】（1）从题文可知，太阳的内部一直在发生复杂的核聚变反应。
（2）从题文可知，当其中的一部分射向地球时，这些高能带电粒子会在地球磁场中受到力的作用
发生偏转，运动到地球的高纬度地。
（3）碰撞时，气体原子的核外电子从中获取能量，跃迁至能量更高的能级（能量状态）。因为这
种状态是极不稳定的，电子很容易跃迁回较低的能级，并将此前获得的能量以光的形式重新释放出来，
从而形成极光。
（4）红光的频率约为476 THz，紫光的频率为767THz，根据公式波速=波长×频率，在波速相同
时，红光的频率低，故红光的波长大于紫光的波长。
9．阅读材料，回答问题。
感应灯
声控灯主要是由声控开关和光控开关以及外围控制电路组成它是通过咪头（麦克风的麦俗称咪
头）收集声音信号，然后经过后端电路处理，实现夜晚有声音时灯才亮起，人体感应灯主要是通过一
个热释电传感器加菲尼尔透镜以及外围控制电路组成。其工作原理为热释电传感器可以感应人体温释
放的热幅射，菲尼尔透镜则可以收集和聚焦人体释放红外线。当有人出现在感应范围内时，人体热量
释放出来的红外线辐射聚焦到热释电传感器上，再由热释电传感器输出一个信号来控制电路，实现灯
的亮灭控制。雷达感应灯通过微波感应器监测物体的移动来触发灯具，当只要有物体移动时灯才亮起，
其灵敏度比红外灯具高，监测范围也大，通常我们还会在以上电路基础上加一个延时电路，以实现灯
持续点亮一小段时间后才自动关闭。（1）根据以上材料，最适合安装雷达感应灯的地方是 ；
A．卫生间 B．楼道间 C．道路旁 D．地下车库
（2）人体感应灯主要是利用人体释放出来的红外线，将光信号转化为 信号，请说出红外线
在生活中的另一个应用 ；
（3）为了节约用电，居民楼的楼道灯通常由一智能开关控制，智能开关实质由一“光控开关”和
一“声控开关”连接而成，只有当周围光线较暗（光控开关闭合）且有声音时（声控开关闭合）灯才
会亮，请在图甲中连成上述效果的电路；
（4）小明受楼道灯电路的启发，在自己的卧室里也设计了这样一个“聪明”的电路，不过遇到晚
上有雷雨，雷声使灯不断被点亮，影响休息。另外，小明睡觉前需要这盏灯一直被点亮。为了解决烦
恼，小明在原电路中再添加了两个开关S、S，完成对这个“聪明”电路的改装，如图乙所示，以便
1 2
能方便地实施自动功能的启用和取消。①若晚上睡觉时恰逢打雷，要求灯一直不发光，只要将开关
断开即可取消电路的自动功能；②若小明睡觉前需要灯一直发光时，开关S、S 的断开、闭合情况是
1 2
。
【答案】 B 电 见解析 见解析 S S、S 都闭合
2 1 2
【详解】（1）由题知，雷达感应灯通过微波感应器监测物体的移动来触发灯具，当只要有物体移
动时灯才亮起，其灵敏度比红外灯具高，监测范围也大；通常我们还会在以上电路基础上加一个延时
电路，以实现灯持续点亮一小段时间后才自动关闭；卫生间的空间较小，人不一定移动，则不宜使用
雷达感应灯；道路旁路灯要始终亮，不宜使用雷达感应灯；地下车库为了安全，一般长时间亮灯，不
宜使用雷达感应灯；只有楼道间有人经过亮灯，无人时熄灭，适合安装雷达感应灯，故选B。
（2）由材料可知，人体感应灯主要是利用人体释放出来的红外线，将光信号转化为电信号；红外
线在生活中有红外线测温仪、电视机的遥控板、红外线浴霸取暖等。
（3）光控开关和声控开关同时控制一盏灯，当光线暗到一定程度，而且有一定的声音时电灯才发
光，因此两个开关串联后共同控制灯泡，如图所示：
（4）由图乙可知，当开关S 断开时，整个电路断开，灯会一直不发光，能取消智能开关的控制作
2
用；由图乙可知，当开关S、S 都闭合时，智能开关被短路，对灯泡不起控制作用，且灯与电源构成
1 2
闭合回路，灯会一直发光。
10. 阅读短文，回答问题。
在学校科技创新大赛中，同学们根据所学的物理知识设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”如图甲所示，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情境。它的工作原理是：当光控开关接
收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车压力，它的阻值变化引起电流变化到一定值
时，电磁继电器衔铁就被吸下，工作电路中电控照相机工作，拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光
照射自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光。
（1）根据工作原理，将电路连接完整；
（2）由图乙可知，控制电路中的电流随压敏电阻受到压力的增大而 ；
（3）假设控制电路电压为6V，继电器线圈电阻为10Ω，当控制电路中电流≥0.06A时，衔铁被吸
引。结合图乙计算可知，只有质量达到 kg的车辆违规时才会被拍照记录，g=10N/kg；
（4）若某车的质量为3t，静止时轮胎与路面接触的总面积为0.2m2，则静止时该车对路面的压强
为 Pa；当该车违规闯红灯时压敏电阻的功率为 W；
（5）要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，你有什么好办法： 。
【答案】（1）见下图；（2）增大；（3）1500；（4）1.5×105，0.675；（5）增加线圈的匝数
【详解】（1）由题意知，当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车
压力，它的阻值变化引起电流变化到一定值时，电磁继电器衔铁就被吸下，工作电路中电控照相机工
作，拍摄违规车辆，因此指示灯与电控照相机并联，如图所示：
（2）由图乙可知，电阻随压力的增大而减小，根据欧姆定律可知，电流随电阻的减小而增大，因
此电流随压力的增大而增大。
（3）由题意可知，当电流大于0.06A时，电路的电阻为
根据串联电路电阻的特点可知，压敏电阻的阻值为
R =R-R =100Ω-10Ω=90Ω
压敏 线圈
由图乙可知，此时的压力为1.5×104N。此时质量为（4）某车的质量为3t，即3000kg，因此重力为
G=mg=3000kg×10N/kg=30000N
静止时该车对路面的压强为
由图乙可知，此时压敏电阻的阻值为30Ω，则电路总电阻为
R= R +R =30Ω+10Ω=40Ω
1 压敏1 线圈
控制电路电流为
压敏电阻的功率为
P=I2R =(0.15A)2×30Ω=0.675W
压敏1
（5）要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，需要则压敏电阻较大时，来增大电磁铁的磁性，因此
可以增加线圈的匝数、提高电源电压、用一定值电阻与压敏电阻并联等。
11．阅读短文回答问题
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由
叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较
平，另一面较弯曲。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。某风力
发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关
系如图丙所示。
（1）如图丁所示，完成下列风力发电的主要能量转化流程图：① ，② ；
风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）风机叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面形状不同导致叶
片两面空气流速不同，从而产生 差，可使风机叶片转动；
（3）如图丙所示，当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能为 J，相当于
kg的煤完全燃烧放出的热量。（q =3.0×107J/kg）
煤
【答案】 机械能 电能 可再生 压强 160 19.2【详解】（1）风力发电的主要流程是风力带动发电机转动，将风能转化为发电机的机械能，发电
机再将机械能转化为电能，故如图丁所示风力发电的主要能量转化流程图：①机械能，②电能。
风能取之不尽，用之不竭，是可再生能源。
（2）根据流体压强与流速的关系，风机叶片形状像飞机的机翼，空气经过上下表面时流速不同，
从而产生压强差，可使风机叶片转动。
（3）如图丙所示，当风速为12m/s时，发电功率为160kW，风力发电机组工作1h输出的电能为
相当于全燃烧煤的质量为
12．阅读短文，回答问题；
压敏电阻
压敏电阻是用半导体材料制成的电阻，其阻值随压力的变化而变化；阻值随压力增大而变小的，
称为负压力系数压敏电阻；阻值随压力增大而变大的，称为正压力系数压敏电阻；
小明同学利用压敏电阻设计了一套测量体重的装置，其工作原理如图甲所示，电源电压恒为
12V，定值电阻R 的阻值为10Ω；装置中用到的压敏电阻R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所
0
示；
（1）压敏电阻R是 （选填“正”或“负”）压力系数电阻；当压敏电阻所受的压力为
零时，压敏电阻的阻值为 Ω；当压敏电阻所受的压力变大时，电流表的示数将 （选填
“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）当体重为500n的人站在该装置压敏电阻上时，电流表的示数为 A，此时定值电阻R
0
消耗的电功率为 W；
（3）若电源使用一段时间后电压下降，如果对装置不做任何调整，利用电流表测量出的压力值将
（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】 负 70 变大 0.4 1.6 偏小
【详解】（1）由题意可知，阻值随压力增大而变小的，称为负压力系数压敏电阻；由图乙可知，
压敏电阻的阻值随压力增大而变小，所以压敏电阻R是负压力系数电阻。
由图乙可知，在不放物体时，压敏电阻受到的压力为0， 压敏电阻的阻值为70Ω。
当压敏电阻所受的压力变大时，压敏电阻的阻值减小，由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以电路中的总电阻减小，则电路中电流表的示数变大。（2）当体重为500N的人站在该装置压敏电阻上时，压敏电阻受到的压力为500N，由图乙可知，
压敏电阻的阻值为20Ω，电源电压恒为12V，定值电阻R 的阻值为10Ω，则电流表的示数
0
此时定值电阻R 消耗的电功率
0
（3）电池组使用一段时间后电压会下降，如果对装置不做任何调整，测量相同重力时，电路中的
电流偏小，利用电流表测量出的压力值将偏小。
13．阅读短文，回答问题。
光纤的奥秘
光纤电缆是本世纪最重要的发明之一。发明光纤电缆的是被誉为“光纤之父”的华人科学家、诺
贝尔奖获得者——高锟。光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传送信号。
光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃光纤，这是为什么呢？
原来，光从玻璃射入空气时，折射角大于入射角（如图甲）。当入射角增大时，折射角也增大
（如图乙），到某一角度，折射角达到90°，入射角再增大时，折射光完全消失，只剩下反射光（如图
丙），这样光就在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤（图丁），这种现象叫做全反射，它只有在
上述情况下才可能发生，上述情况下的入射角称为临界角。图戊是光从玻璃射入空气时，折射角随入
射角的变化而变化的图像。
所以，一般弯曲的光学纤维（简称光纤），只要它的玻璃芯的透明度高、均匀，并且芯与外皮层
之间的分界面光滑，就是一根好的光导管。一根头发般细小的光纤，其传输的信息量相当于一条饭桌
般粗大的铜“线”，为目前的信息高速公路奠定了基础，数以万计的光学纤维构成的光学纤维束（如
图己）不仅能传导光能，也能将图像从一端传到另一端。传光能的纤维束称传光束，同时能传图像的
纤维束称传像束。
（1）光从空气射向玻璃时， （选填“会”或“不会”）发生光的全反射现象。
（2）光发生全反射时，入射角 （选填“大于”或“小于”）临界角；若光从玻璃进入空气
时发生全发射，则入射角必须满足的条件是： 。
（3）请你写出光纤的一个具体应用： （合理即可）。
【答案】 不会 大于 入射角大于42° 光纤通信【详解】（1）光从玻璃射入空气时，折射角大于入射角。当入射角增大时，折射角也增大，到某
一角度，折射角达到90°，入射角再增大时，折射光完全消失，只剩下反射光，这样光就在玻璃中传播，
而不会“溜”出玻璃光纤，这种现象叫做全反射，所以光从空气射向玻璃时，折射角小于入射角，不
会发生光的全反射现象。
（2）光发生全反射时，入射角大于临界角；由图戊可知，若光从玻璃进入空气时发生全发射，则
入射角必须满足的条件是：入射角大于42°。
（3）请你写出光纤的一个具体应用：光纤通信（答案不唯一，合理即可）。
14．阅读短文，并回答问题
第四代电光源——LED光源
下图中，甲图展示了时下流行的LED手电筒和LED吸项灯，它们的核心部分是高亮度白色发光二
极管。这种发光二极管由硅、砷等半导体材料制成，具备光效高、寿命长、易控制、免维护、安全环
保等优点。二极管具有单向导电性，使用时必须将它的正极与电源正极相连，二极管才能处于导通状
态，否则处于截止状态。乙图则展示了LED的元件实物及其符号：
LED灯能够直接将电能转换为光能，被认为是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯之后的第四代电光
源，有着巨大的发展潜力。相比之下，传统的白炽灯是一种热辐射光源，只有2%～4%的电能转换为
眼睛能够感受到的光，我们称之为光电转换率只有2%～4%。
（1）LED灯主要由 （选填“导体”、“半导体”或“超导体”）材料制成；它的光电转
换率要比白炽灯 （选“高”或“低”），所以我们又称它为节能灯；
（2）小明同学设计了如图丙所示电路来研究发光二极管的工作特性，已知发光二极管的额定电压
为3V，电源电压恒为4.5V；闭合开关S，发现发光二极管 （选填“发光”、“不发光”），
并观察到电压表示数为 V；这是二极管的 性引起的；
（3）小明改正了错误之后，重新进行测量，得出通过发光二极管的电流和两端电压的关系如丁图
所示，根据图像可知该发光二极管的额定功率为 。
【答案】 半导体 高 不发光 4.5 单向导电 0.06W
【详解】（1）根据题意可知，LED的主要核心部分发光二极管由硅、砷等半导体材料制成，则
LED灯主要由半导体材料制成的。
根据题意可知，LED灯的光电转换率要比白炽灯高。
（2）由二极管的特性可知，图丙所示的电路图，闭合开关S，发光二极管不发光，LED灯处于断
路状态，电压表的示数为4.5V，这是由于发光二极管的单向导电性引起的。
（3）根据图丁可知，当达到发光二极管的额定电压3V时，流过二极管的电流为20mA，则该发光
二极管的额定功率为15．如图是四冲程汽油机剖面图，已知汽油热值为 4.6×107J/kg。
（1）在 冲程中，活塞对汽缸内汽油和空气的混合物做功，使之内能增大；在 冲程中，
汽缸内气体对活塞做功，汽油机对外输出机械能；
（2）2kg 的汽油完全燃烧，能放出 J的热量；
（3）如图2为某汽油机工作时的能量流向图，该汽油机的效率是 （用图2中物理量的字母
表示）；
（4）行驶中的汽车急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 的方式增加它的内能。
【答案】 压缩 做功 9.2×l07 做功
【详解】（1）四冲程汽油机在压缩冲程中，活塞对混合物做功，机械能转化为内能，使之内能增
大；在做功冲程中，气体对活塞做功，内能转化为及机械能，汽油机对外输出机械能。
（2）2kg汽油完全燃烧产生的热量
Q ＝mq＝2kg×4.6×l07J/kg＝9.2×l07J
放
（3）汽油机属于热机，从热机的效率定义可知，汽油机效率是“有用机械能”占“燃料完全燃烧
放出的热量”的比值，故
（4）行驶中的汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过做功的方式增加物体内能，这个过程
机械能转化为内能。
16．（2023·江苏南通·中考真题）阅读短文，口答问题。
综合实践活动——研究制作风速仪
【提出问题】风速是气象观测中的重要参数，常用风速仪测量。风速仪工作原理是什么？怎样设计制作简易风速仪呢？
【实地学习】同学们来到气象馆，了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示，质量较小的风杯
可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动，转动时传感器将风速转换成输出电流信号，再经系统处理
后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。
杯式风速仪工作参数
量程 0.4~50m/s
输出电流信号范围 4~20mA
启动风速 0.4m/s
电功率 ≤0.48W
【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发，同学们设计并制作了简易风速仪，其原理如图乙
所示。
电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，电流表量程为0~0.6A，R 为10Ω的定值电阻， R
0 1
为压力传感器，无风时R 受到的压力为零，有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R，R 的阻
1 1 1
值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数，即可知此时的风速。
同学们通过查阅资料，知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力，风压
与风速的关系如下表。
风速v/（m·s-1） 2 4 6 10 12 16 24
风压P/Pa 2.5 10 22.5 62.5 90 160 360
【进行实验】迎风板是一块面积为0.15m2的轻质薄板，测量时风始终垂直吹在迎风板上，记录电
表示数，发现风速增大，电流表示数随着增大。
【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。
（1）关于文中杯式风速仪，下列说法不正确的是 ；
A．风吹动风杯说明风具有能量 B．转轴中使用轴承可减小摩擦
C．风杯用密度小的材料制成 D．能在60m/s风速下正常工作
（2）杯式风速仪正常工作20min，最多消耗 J的电能；某次杯式风速仪显示风速为
31.4m/s，则输出的电流信号为 mA；
（3）实验中，读出简易风速仪中电流表示数为0.4A，电压表示数为8V；
①R= Ω，所测的风速v= m/s；
1
②恒流源提供 A的恒定电流；
③若用此简易风速仪测量16m/s的风速，则迎风板的面积至少需要 （选填“增大”或“减小”） m2。
（4）对比文中杯式风速仪，简易风速仪存在的不足之处有： （写出一点即可）。
【答案】 D 576 14 20 8 1.2 减小 0.025 见解析
【详解】（1）A．受风的作用，风杯转动，说明风具有能量，故A正确，不符合题意；
B．在相同条件下，滚动摩擦比滑动摩擦小的多，所以转轴中使用轴承可减小摩擦，故B正确，不
符合题意；
C．为了使风杯受到风的作用转动起来，所以用密度小的材料制成，故C正确，不符合题意；
D．由表中参数可知，杯式风速仪的量程为0.4~50m/s，所以杯式风速仪不能在60m/s风速下正常
工作，故D错误，符合题意。故选D。
（2）由表中数据可知，杯式风速仪正常工作时消耗的最大功率为0.48W，所以正常工作20min最
多消耗的电能为W=Pt=0.48W×20×60s=576J
输出电流信号范围是4~20mA，杯式风速仪的量程为0.4~50m/s，由于在测量范围内电流随风速增
大而均匀增大，风速变化量与电流变化量的比值不变，设输出的电流信号为I，则
解得I=14mA。
（3）①根据乙图可知，R 与R 并联。简易风速仪中电流表示数为0.4A，即通过R 的电流为
0 1 1
0.4A，此时电压表示数为8V时，所以R 的电阻为
1
由丙图可知，R=20Ω时对应的压力F=6N，迎风板受到的压强为
1
由风压与风速的关系分析可得风压与风速的关系为 ，代入数据有
则 ，40Pa时有
解得 。
②乙图中，R 与R 并联。电流表示数为0.4A，电压表示数为8V，通过R 的电流为
0 1 0
恒流源提供的恒定电流为I=I+I=0.8A+0.4A=1.2A
0 1
③用此简易风速仪测量16m/s的风速，由风压与风速的关系表可知，对应的风压为160Pa，若迎风
板的面积仍为0.15m2，则迎风板受到的压力
由图丙可知，此时压敏电阻的阻值为R′ =8Ω。因电源为恒流源，且由前面解析可知电路中的电流
1恒为1.2A，设此时电源电压为U'，由欧姆定律和并联电路的电流特点可得
解得 。则通过压敏电阻的电流
大于电流表的量程。因此为了保证电路的安全，测16m/s的风速时，通过压敏电阻的最大电流为
0.6A，由并联电路电流特点可知，通过R 的电流
0
因通过两支路的电流相等，则此时压敏电阻的阻值为
由图丙可知，此时迎风板受到的压力F″=20N，则此时迎风板的面积为
故面积应减小，减小值为 ΔS=S-S'=0.15m2-0.125m2=0.025m2
（4）杯式风速仪的工作时质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动，转动时传感
器将风速转换成输出电流信号，再经系统处理后显示出风速值。而制作的简易风速仪不能测量任意方
向上的风速。或在读取电表读数时存在误差，不能十分准确的测测风速大小。
17.（2023·广东·中考真题）阅读材料，回答问题
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组主要由
叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如题图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面
较平，另一面较弯曲。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。某风
力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的
关系如图丙所示。在的范围内5m/s≤v≤10m/s，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间
内的风速v与时间t的关系如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）（1）完成下列风力发电的主要能量转化流程图：① ，② ；
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会 （选填“顺时
针”或“逆时针”）转动；
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的
热量；（q =3.0×107J/kg）
煤
（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，若发电机输出电能1kWh，叶片需要转动
圈；
（5）若14∶00~15∶00和15∶00~16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3，则14∶00~20∶00的
时间段内风力发电机组的输出电能为 kW·h。
【答案】 机械能（或动能） 电能 顺时针 36 4 1084.3
【详解】（1）风吹动叶片转动，将风的风能转化为叶片的机械能（或动能），经过齿轮箱增速后，
发电机转子高速旋转，带动发电机工作，将机械能转化为电能。
（2）叶片上平下凸，当风流过叶片时，下表面的风速大，压强小，上表面的风速小，压强大，叶
片上下表面压强差的作用下顺时针转动。
W
（3）根据图丙可知，当风速为12m/s时，功率为300kW，根据P= 可得，风力发电机组工作1h
t
输出的电能为
由Q=mq可得，这些电能相当于完全燃烧煤的质量为
（4）若发电机输出电能1kW·h，当风速为13m/s时，功率为300kW，需要的时间为
由于发电机转子1min转400圈，当发电机输出电能1kW·h，发动机需要转的圈数为80圈，又风力
发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈，则叶片转4圈。
（5）根据丁图可知，15∶00-16∶00这段时间风速12~13m/s，由丙图可知，此时间段的功率为
300kW，根据W=Pt可知，此段时间产生的电能为W′=Pt=300kW×1h=300kW·h
14∶00-15∶00和15∶00-16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3，可知14∶00-15∶00这段时间
产生的电能为
由于14∶00-14∶30这时间段，风速小于3m/s，由丙图可知，输出功率为0，输出电能为0；
由于14∶00-15∶00这段时间产生的电能为100 kW·h，所以14∶30-15∶00这时间段，风速等于
10m/s，输出电能为100 kW·h；
16∶00~17∶00这段时间，风速大于12m/s，输出的电能为300 kW·h；
17∶00~17∶30这段时间，风速为10m/s，输出的电能为100 kW·h；
17∶30~18∶00这段时间，风速为7m/s，满足5m/s≤v≤10m/s，由题意可知P与v的三次方成正比，
即P=kv3，将速度v=10m/s、v=7m/s分别带入Pt= kv3t可得，W=34.3kW·h；
1 2 2
18∶00~19∶00这段时间，风速小于3m/s，由丙图可知，输出电能为0；
19∶00~19∶30这段时间，风速为10m/s，输出的电能为100 kW·h；
19∶30~20∶00这段时间，风速大于12m/s，输出的电能为
所以14∶00-20∶00的时间段内风力发电机组的输出电能为
100 kW·h+300 kW·h+300 kW·h+100 kW·h+34.3 kW·h+100 kW·h+150 kW·h=1084.3 kW·h1．
18. 某校为改善学生生活条件，给学生宿舍安装了80台速热式电热水器。该电热水器铭牌标明：
加热功率4400W，保温功率100W，水箱容积25L，内部结构如甲图所示。R、R 是水箱中加热盘内的
1
电热丝，S 为温控开关，当水温升高到40℃时，温控开关S 自动切换到保温状态。同学们为界清楚该
2 ₂
电热水器性能，做了以下探究，请你帮助完成：
₂
（1）当水温升高到40℃时，温控开关S 自动切换到 （选填“a”或“b”）处，电路
2
进入保温状态；
（2）若每台每天平均保温20h，这80台电热水器在额定电压下每天因保温消耗的电能为多少
kW·h ?
（3）求电阻R 的阻值 ；
1
（4）善于观察的张林发现，当他们寝室只有热水器工作时，将一箱冷水加热1min，热水器显示屏
显示水温由：20℃上升到22℃，同时本寝室的电能表（如图乙）指示灯闪烁了80次，则水吸收的热量
为 J，该电热水器的效率为 。已知水的密度为 1.0×103kg/m3，比热容为
4.2×103J/kg•℃，不考虑电阻随温度变化。【答案】 a 100 473Ω 2.1×105 87.5%
【详解】（1）由图甲可知，当温控开关S 接a时两电阻丝串联，总电阻大，当温控开关S 接b时，
2 2
U2
只有R 接入电路，电阻小，根据P= 可知，电阻大，功率小，为保温状态，电阻小，功率大为加热
2 R
状态，所以保温时，温控开关S 接a。
2
（2）80台电热水器保温总功率为
这80台电热水器在额定电压下每天因保温消耗的电能为
（3） R 的电阻为
2
保温时串联总电阻为
电阻R 的阻值为
1
（4）水吸收的热量为
此时消耗的电能为
该电热水器的效率为
