資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
2025年中考物理題分類匯編---科學實踐題
1、(2025遼寧）中國高鐵位居世界前列，成為了中國一張亮麗的名片，具有節能、快速、高效、安全、智能和舒適等優勢。
（1）節能；動車組減速過程中，可以將機械能轉化為電能，實現節能。圖____（填“a”或“b”）與其工作原理相同。
（2）快速；復興號某動車組在高速運行時，若空氣阻力占總阻力的80%，與速度的關系為（，的單位為），當該動車組以400km/h的速度勻速直線運動時，該動車組牽引力每小時至少做功____J。（為方便計算，數據已作簡化處理）
（3）高效；列車網絡控制系統可以依托大數據優化停靠站，提高效率。優化前，一動車組以速度勻速行駛，經停某站，先減速一段時間，然后停一段時間，再加速一段時間，恰好恢復到原速度繼續勻速行駛。優化后，該動車組不停靠此站，可視為在原路線上一直以速度勻速行駛，則該動車組因不停靠此站而節省的時間為____。（該動車組加速階段、減速階段的平均速度均為，題中所給的物理量均為已知量）
（4）安全；如圖（c），受電弓安裝在高鐵車箱的頂部，受電弓的碳鋼滑板與供電線接觸。如果碳鋼滑板的同一位置與供電線持續摩擦，會縮短碳鋼滑板的使用壽命，更會影響動車組的運行安全，那么圖____（填“d”或“e”）的設計能使碳鋼滑板的磨損均勻化。
（5）智能；某小組設計了一個凍雨預警電路，如圖（f）所示。閉合S后，當環境溫度低于0℃（溫控開關閉合）且空氣濕度高于80%（濕控開關閉合）時，警示燈一直發光并出現持續的亮暗交替現象，發出預警。已知：電源電壓恒為6V，定值電阻為10，警示燈標有“6V；0.5A”。當電磁鐵線圈中的電流時，電磁鐵吸下銜鐵，使動觸點與下方靜觸點接觸。為實現預警功能，溫控開關與濕控開關應____聯，請選擇合適的接線柱，用筆畫線代替導線將電路連接完整_______。（圖中溫控開關與濕控開關之間已正確連接，電磁鐵線圈的電阻、溫控開關與濕控開關的電阻均忽略不計，只能在標有字母的接線柱上連接導線，導線不能交叉）
（6）中國高鐵的發展，彰顯了我國在科技創新領域的強大實力。請寫出你想象的中國高鐵最智慧的樣子：____。
2、 (2025廣東深圳）深圳大力推動無人機事業發展，已經將無人機用于運送急救AED裝置。
蘇華同學發現無人機搭配北斗衛星導航，有四個旋翼，每個旋翼搭配獨立的電動機驅動，相鄰旋翼之間旋轉方向相反；無人機空載總質量（含電池，不含AED）為9kg，電池能量密度為200W·h/kg，（質量能量密度是指滿電時電池能量與電池質量之比）。
俊宇同學購買了一臺無人機，無人機滿電開始測試；飛行分為前往過程和返回過程，前往和返回過程都分為豎直上升過程，水平勻速運動過程，豎直下降過程，且消耗能量相同；無人機前往過程中豎直上升和豎直下降過程消耗的總能量為3.2×104J，水平勻速移動過程飛行每秒消耗的能量為2500J，總用時160s，無人機用于驅動飛行的電能轉化效率為60%，無人機豎直下降后電池剩余總容量的50%，測試結束。
（1）璐璐同學指出：無人機的信號傳輸是通過________傳遞；
（2）粵鵬同學說ADE電擊時為什么不能碰人，因為人體________；
（3）當俊宇購買的無人機空載時勻速向下降落2m，重力做功________J；
（4）無人機螺旋槳飛行時向下，無人機向上飛，善于觀察的蘇華同學發現通過槳葉旋轉空氣提供升力，這體現了力的作用是 ________ ；
（5）順順同學經過觀察，指出無人機各電動機之間是 _____ 聯的；
（6）滿電時，無人機的電池質量占空載質量的百分比 __________ （保留一位小數）；
（7）為了更快運送急救AED裝置，請你幫助璐璐同學對無人機設計提出一條建議？_____________ ；如何去更改螺旋槳的旋轉方向？_________________ 。
3、 (2025山東威海）如圖1所示，我國部分古代建筑屋頂采用弧線型設計，“如鳥斯革，如翚斯飛”。屋頂為什么這樣設計？某興趣小組通過實驗進行探究。
根據經驗，雨水流過屋頂的時間越短，防雨效果越好，為此他們首先進行了實驗一。
實驗一：探究雨滴經過屋頂的時間與哪些因素有關
（1）猜想：影響雨滴流過屋頂（高度、寬度均相同）時間的因素可能為：雨滴在屋頂運動的初始位置、屋頂材料、屋頂形狀（雨滴與屋頂碰撞之后的速度近似為零，他們認為可不用研究雨滴初始速度這一因素）
設計實驗方案：
請寫出1個測量時間的工具：___________。
圖2所示5個實驗：用鋼珠代替雨滴，將相同鋼珠從屋頂不同位置靜止釋放，記錄鋼珠經過屋頂的時間。若研究該時間與屋頂材料的關系，應選擇實驗___________進行研究。
測量與分析：
用傳感器獲得圖2甲、乙中鋼珠從屋頂頂端滑到底端完整的路程s和時間t實驗數據，畫出s-t關系如圖3所示，其中圖像___________（選填“c”“d”）表示鋼珠運動的平均速度較大；鋼珠滑過屋頂___________（選填“甲”“乙”）的時間較短。
實驗二：探究下雨時不同屋頂對墻體的保護能力
（2）如圖3所示，甲、乙、丙是下方墻體相同、屋頂的材料相同但形狀不同的三個建筑。將代替雨滴的相同鋼珠分別在甲、乙屋頂頂端靜止滑下落到水平地面，測量落地點到墻的距離s1、s2，數據如表2所示。
表2
實驗次數 距離/cm
s1 s2
1 45 56
2 43 59
3 44 58
根據表2推測：為防止雨水落地時飛濺打濕墻體，下雨時___________對墻體保護更好（選填“甲”“乙”）。若不計一切阻力，甲圖中鋼珠落地時的動能___________乙圖中鋼珠落地時的動能（選填“<”“=”“>”）。
實驗三：探究不同屋頂對建筑采光的影響
（3）圖3甲、乙、丙三個建筑右側墻體均安裝大型窗戶，某時刻陽光方向如圖所示，陽光能夠照射到房間內距離最遠的是___________（選填“甲”“乙”“丙”）。
4、 (2025山東威海）壓電材料是一種在發生彈性形變時將機械能轉化為電能的新型材料。為探究影響壓電材料兩端電壓大小與壓力大小、材料種類的關系，科技小組利用如圖所示裝置設計了如下實驗：將質量不同的砝碼分別放在壓電材料a、b的中心，用數字電壓表測量壓電材料兩端的電壓，記錄數據如表1所示。
表1
砝碼質量m/g 50 100 150 200 …
電壓U/V 材料a 1.0 2.0 3.0 4.0 …
材料b 0.7 1.4 2.1 2.8 …
（1）分析表1中材料a的相關數據，得出的結論：___________；對比分析材料a、b的相關數據，得出的結論：___________。
（2）當砝碼質量超過200g后，發現材料a兩端的電壓不再明顯增加，原因可能是___________
（3）某類型壓電材料可為電路提供6V恒定電壓，利用此電源測量小燈泡額定功率（額定電壓3.8V） 。
①請在圖虛線框內畫出實驗電路圖___________。
②在連接電路時，當連接好最后一根導線，小燈泡立即發光，出現這種現象的原因可能是___________；排除問題后，當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖所示，則小燈泡的額定功率為___________W。
5、 (2025廣東）巡檢機器人可對高壓輸電線進行巡檢，如圖，其相關參數見表。機器人的電機可切換為電動機或發電機。水平勻速巡檢時，蓄電池減少的儲能全部用于電機產生的牽引力做功。當蓄電池儲能降至0.1E0時，停止電能輸出，巡檢終止。下坡巡檢時，電機可將重力勢能轉化為電能并為蓄電池充電，將能量儲存起來。
質量 54kg
最大巡檢速度 4
蓄電池滿電時儲能 0.2kW·h
電動機最大輸出功率 100W
（1）下坡時，發電機利用________原理發電；
（2）請完成以下能量轉化流程圖________：
（3）若充滿電的機器人保持、水平巡檢1.2h，則巡檢路程為________km，牽引力為________N，蓄電池儲能剩余________kW·h；
（4）如圖巡檢線路，當機器人到達A點時，蓄電池儲能為0.95。隨后機器人先下坡巡檢（電機切換為發電機），后水平巡檢（電機切換為電動機），巡檢全程速度大小保持不變AB段重力勢能減少量為J。充電過程中，重力勢能每減少1J，轉化為電能并儲存在蓄電池中的能量為0.45J。水平階段機器人所受阻力大小是重力的0.15倍，則水平階段勻速巡檢的最大路程為________m。（g＝10N/kg）
6、 (2025廣東）橋梁設計需考慮材料受熱膨脹。小明設計實驗，探究形狀和大小相同、材料不同的圓柱體金屬棒A、B受熱伸長量與溫度變化量的關系。
（1）初始時金屬棒A、B的長度和橫截面積均________；
（2）如圖所示裝置可用來測量金屬棒受熱時微小的伸長量。激光筆固定在杠桿右端，杠桿可在豎直平面內轉動；標尺豎直放置，通過激光點在標尺上移動的距離來反映金屬棒的伸長量。
①開始時，將金屬棒上端固定并保持豎直，下端輕觸杠桿，杠桿和激光束在同一水平直線上，光點在標尺“0”刻度處。
②加熱金屬棒，光點會在標尺上向________（選填“上”或“下”）移動。用A、B棒進行實驗，實驗數據見表。其中，、分別表示A、B棒在不同溫度t時，光點在標尺上的刻度值。
實驗序號 1 2 3 4 5
t/℃ 25.0 40.0 55.0 70.0 85.0
/cm 0 1.10 2.15 3.26 4.31
/cm 0 1.73 344 5.18 6.89
③分析數據可知：同一根金屬棒溫度升高越多，伸長量越________；溫度升高相同時，金屬棒（選填“A”或“B”）________的伸長量更大。
（3）金屬棒伸長使杠桿轉動過程中，阻力臂________（選填“變大”“變小”或“不變”）；同一根金屬棒伸長量一定時，為使光點移動距離更大，可采取的做法是________（寫1種即可）。
7、 (2025貴州）一些容易傾倒的廣告牌成為城市的安全隱患，如圖甲所示。這一問題引發了小明、小羽的思考：這類廣告牌之所以容易傾倒，是否與它們的結構特點有關？通過觀察，他們繪制了這類廣告牌的結構圖（如圖乙所示），并猜想：在廣告牌展板相同、底座長度相同的情況下，底座寬度越窄的越容易傾倒。
為驗證猜想，他們制定了如下探究方案：制作兩個展板相同、底座長度相同但寬度不同的模型，底座質量不計，如圖丙所示。用懸掛于鐵架臺上的鐵球撞擊展板，模擬外界對展板的作用，記錄觀察到的現象并進行分析。
接下來請參與他們的探究并回答以下問題：
（1）如圖丁所示，他們讓鐵球靜止時與展板接觸但不擠壓。拉起鐵球，松手后鐵球由靜止向下擺動，鐵球的重力勢能轉化為___________能，使鐵球具有撞擊展板的能量。
（2）小明先后兩次釋放鐵球，分別撞擊兩塊展板最上端。為使兩次的撞擊作用相同，擺線被拉開的角度α應該___________。撞擊后發現：兩塊展板都未傾倒。由此，小明得出“廣告牌是否容易傾倒與底座寬度無關”的結論。你認為他能否根據實驗現象得到這一結論？ ___________。（無需說明理由）
（3）小羽對小明的結論提出了質疑。她選用了一個質量更大的鐵球，重復上述操作后發現：兩塊展板都被撞倒。這似乎證明了小明的結論是正確的。你認為當撞擊作用相同時，需觀察到什么現象，才可對比出哪塊展板更容易傾倒？___________。
（4）在不改變實驗裝置的前提下，如何驗證“在廣告牌展板相同、底座長度相同的情況下，底座寬度越窄的越容易傾倒”，請寫出你的操作方法。
8、 (2025廣西壯族自治區)為了解家用電器耗能情況，某小組進行了如下研究。圖甲是2，圖乙是其工作原理簡圖，為熱敏電阻，其電阻值隨溫度變化的部分曲線如圖丙所示。將蚊香片裝入蚊香器，通電后蚊香器的熱敏電阻發熱，加熱蚊香片可以達到驅蚊功效，最后自動保持在一個特定溫度（如圖丙中的）。
（1）蚊香器工作一會兒，人就能聞到蚊香片氣味，這是氣體分子在空氣中的___________現象。
（2）若蚊香器正常工作的電功率為，則電路電阻值的大小為多少_________？工作消耗電能為多少_________？
（3）家用電器待機時也消耗電能，某些電視機機頂盒待機的功率可達蚊香器正常工作功率的3倍，我們在日常生活用電時該如何有效節能？請寫出一條有效措施_________。
（4）請從能量轉化和轉移角度并結合熱敏電阻的電阻值變化特點，解釋蚊香器通電后溫度升高，并能自動保持一定溫度的原因_________。
9、 (2025山西）跨學科實踐
制作簡易汽輪機模型
熱機對人類文明發展起著重要的推動作用。同學們成立了制作簡易汽輪機模型的項目團隊，制定了“項目提出——項目分析——項目實施——展示交流”的學習流程，研究了熱機原理，收集材料組裝了如圖所示的汽輪機模型。
實驗時向易拉罐內部注入大約半罐水，將去掉筆芯和尾塞的中性筆的尾端插入易拉罐內，用膠將罐的開口處密封。將易拉罐放置在支架上，筆的尖端對準小風扇的扇葉。點燃易拉罐下面的酒精燈，當有蒸汽噴出時，扇葉就轉動起來。
（1）汽輪機模型工作過程的能量轉化情況為：化學能__________________；
（2）某團隊的同學們在測試過程中，發現扇葉不轉動，出現這種現象的原因可能_________________；（答出一條即可）
（3）熱機發展史也是一部熱機效率提高史，在展示交流環節，對如何提高簡易汽輪機效率，同學們進行了激烈討論。請你依照“結構決定功能”的觀念，從結構的角度思考，幫助他們提出一個可行性措施：_________________。
10、 (2025山西）電線桿是常見的市政設施，傳統電線桿多為實心圓柱結構，而現代電線桿多采用空心圓柱結構。它們的抗彎強度一樣嗎？實踐小組的同學們設計實驗，探究桿的抗彎強度與桿的空心程度的關系。
實驗思路：選擇材料、長度和質量相同但空心程度不同的桿，在桿的相同位置施加相同的拉力，通過測量桿的形變量，比較桿的抗彎強度。
實驗過程：如圖所示，將桿的一端水平固定在鐵架臺上，在桿的另一端掛一定數量的鉤碼，用刻度尺測量桿的下彎距離。換用不同的空心桿，重復上述操作，記錄數據如下表。
次數 桿長Ucm 桿的質量 桿的空心程度 鉤碼質量 桿的下彎距離
1 15 10 100 9
2 15 10 100 6
3 15 10 100 3
4 15 10 100 1
實驗結論：
（1）通過分析實驗數據可初步得出：材料、長度和質量都相同的桿，空心程度越大，抗彎強度___________（選填“越大”“不變”或“越小”）。
應用拓展：
（2）結合以上信息，請你寫出生產生活中采用空心結構的一個實例：___________。桿的抗彎強度還可能與哪些因素有關呢？請你提出一個可探究的科學問題：___________。
11、(2025湖南）某興趣小組了解到人長時間過度低頭易對頸椎肌肉造成傷害，為研究頸椎肌肉產生的拉力大小與人低頭角度變化之間的規律，設計并組裝了一套如圖甲所示的裝置。印有頭頸部照片的內盤與有刻度的固定外盤圓心均在O點，內盤可繞O點轉動，以O點為支點，將整個頭頸部簡化為杠桿模型。表示人低頭的角度，在A點通過細線懸掛一個重為2N的物體模擬頭顱重力，用細線垂直OB對B點施加的拉力模擬頸椎肌肉產生的拉力，細線對A點的拉力大小為。實驗中通過拉力傳感器測出內盤上的頭頸部在不同位置平衡時的大小，實驗數據如下表所示。
物體的重力/N 2
的大小/° 0 15 30 45 60
拉力傳感器的示數/N 0 3.22 6.22 8.80 10.78
（1）請畫出圖乙中的力臂L（保留作圖痕跡）；
（2）分析表格中的數據可知，頸椎肌肉產生的拉力隨人低頭的角度增大而___________，對頸椎肌肉的影響就越大；
（3）若某中學生頭顱的重力為50N，請根據表格中的數據，計算該學生低頭角度為45°時，頸椎肌肉產生的拉力大小是___________N；
（4）請你結合以上分析，從保護頸椎肌肉的角度提出一條合理建議：___________。
12、（2025江蘇蘇州）某科技小組要設計冬季植物大棚控溫系統。
【任務與要求】當環境溫度，加熱設備開啟工作；溫度，停止工作，大棚內的溫度維持在一定范圍。
【設計與實施】①器材有：電壓為的電源、定值電阻、可控加熱設備、熱敏電阻（阻值隨溫度變化的關系如圖甲）等；②設計的電路如圖乙，加熱設備是否工作由其兩端的電壓來控制，當時，加熱設備開啟工作，當時，加熱設備不工作。（不考慮加熱設備對電路的影響）
【分析與思考】
（1）電路中的______是熱敏電阻；
（2）定值電阻的阻值為______；
（3）______V；
（4）長時間使用后，電源電壓降低，系統控制的最高溫度將______。
13、（2025四川成都）小羅和小韓利用周末對部分交通信號燈進行了考察研究。
（1）他們討論后有以下認識，你認為不合理的是（　　）
A. 利用光的信息特性，交通信號燈通過不同顏色燈光發出指令
B. 利用大數據信息設計紅、綠燈的配時方案，可減少交通擁堵
C. 交通信號燈使用的高亮度LED光源，是用超導材料制成的
D. 交通信號燈需要有可靠的絕緣、防水措施，以確保電路安全
（2）他們發現有的路口使用移動式交通信號燈，如圖。查閱資料得知，這種交通信號燈正常工作時，電壓為12V，總功率為4W，其總電流與常見家用電器______（選填“電吹風”“電風扇”“空調”）的額定電流最接近。
（3）該移動式交通信號燈由蓄電池提供電能，蓄電池充滿電可使其連續正常工作6天，若蓄電池72%的電能被信號燈有效利用，蓄電池充滿電時儲存的電能為_____J。
（4）他們利用已有的知識和經驗，設計出模擬東、北方向紅燈和綠燈指令的簡易電路圖，下列四個電路中符合要求的是（　　）
A. B.
C. D.
14、 (2025江蘇連云港）加濕器可以增加室內空氣濕度，如圖甲是某蒸發型加濕器。它是采用蒸發原理加濕的，其內部結構如圖乙所示。加濕器上部有一個小型風扇，還有電源、時間、風速、濕度設定等按鍵。加濕器下部有三部分裝置，分別是加濕濾網、濾網架（含浮筒）和水箱。加濕濾網安裝在濾網架上，加濕濾網呈蜂窩狀，放入水箱后，水會布滿整個濾網。
當感知水箱中的水量不足時，蒸發型加濕器風扇停止轉動。起控制作用的是利用浮力原理設計的自動開關，如圖丙所示。浮筒是一個輕質塑料件，質量是，由兩部分組成，下半部分是底面積為、高度為的圓柱體，上半部分是底面積為、高度為的圓柱體。水箱底部到觸點開關的高度是（忽略觸點開關上下觸點間的距離）。當水量充足時浮筒接通觸點開關，風扇通電轉動，液體表面空氣流速增大，蒸發加快；當水量不足時，浮筒下降，觸點開關斷開，風扇斷電停止轉動。（g取）
（1）蒸發型加濕器的加濕濾網是通過___________的方式加快水的蒸發的；
（2）該蒸發型加濕器通電后主要把電能轉化為___________；
（3）當觸點開關剛斷開時，浮筒排開水的體積是___________，水箱中水的深度是___________，浮筒的浮沉狀態是___________。
15、 (2025江蘇連云港）污水中的懸浮物質，可在重力的作用下沉淀去除。根據懸浮物質的性質、濃度及絮凝性能（懸浮于液體中的微小顆粒聚集形成較大顆粒的能力），沉淀可分為四類，如圖甲所示。
第一類為自由沉淀，當懸浮物質濃度不高時，在沉淀的過程中，顆粒之間互不碰撞，呈單顆粒狀態，顆粒近似為球形，以沉速大小（表示顆粒的密度，表示液體的密度，d表示顆粒的直徑，表示液體的黏滯度）完成自由沉淀過程。
第二類為絮凝沉淀，當懸浮物質濃度約為時，在沉淀過程中，顆粒與顆粒之間可能互相碰撞產生絮凝作用，使顆粒的直徑與質量逐漸加大，沉淀速度不斷加快。實際沉速很難用理論公式計算，主要靠實驗測定。
第三類為成層沉淀，當懸浮物質濃度大于時，在沉淀過程中，相鄰顆粒之間相互妨礙、干擾，各自保持相對位置不變，在聚合力的作用下，顆粒群結合成一個整體向下沉淀。
第四類為壓縮，成層沉淀的繼續，即形成壓縮。顆粒間互相支撐，上層顆粒在重力作用下，擠出下層顆粒間隙的水，使污泥得到濃縮。
污水中的顆粒在自由沉淀時，某深度處的懸浮物質濃度則相應下降，懸浮物質濃度的改變量與原濃度的百分比叫去除率，圖乙是某次自由沉淀實驗繪制的去除率與沉淀時間的關系曲線。
（1）在自由沉淀時，若，則顆粒在水中的運動狀態是___________；
（2）在自由沉淀時，對顆粒的沉速影響較大的因素是___________；
（3）當懸浮物質濃度約為時，下列說法正確的是___________；
A. 質量相同的顆粒，直徑大的沉速大 B. 直徑相同的顆粒，質量大的沉速大
C. 直徑相同顆粒，質量大的沉速小 D. 各顆粒的沉速相同，與質量、直徑無關
（4）污水中的顆粒在自由沉淀時，某深度處懸浮物質濃度下降快慢隨沉淀時間變化的情況是___________。
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1、(2025遼寧）中國高鐵位居世界前列，成為了中國一張亮麗的名片，具有節能、快速、高效、安全、智能和舒適等優勢。
（1）節能；動車組減速過程中，可以將機械能轉化為電能，實現節能。圖____（填“a”或“b”）與其工作原理相同。
（2）快速；復興號某動車組在高速運行時，若空氣阻力占總阻力的80%，與速度的關系為（，的單位為），當該動車組以400km/h的速度勻速直線運動時，該動車組牽引力每小時至少做功____J。（為方便計算，數據已作簡化處理）
（3）高效；列車網絡控制系統可以依托大數據優化停靠站，提高效率。優化前，一動車組以速度勻速行駛，經停某站，先減速一段時間，然后停一段時間，再加速一段時間，恰好恢復到原速度繼續勻速行駛。優化后，該動車組不停靠此站，可視為在原路線上一直以速度勻速行駛，則該動車組因不停靠此站而節省的時間為____。（該動車組加速階段、減速階段的平均速度均為，題中所給的物理量均為已知量）
（4）安全；如圖（c），受電弓安裝在高鐵車箱的頂部，受電弓的碳鋼滑板與供電線接觸。如果碳鋼滑板的同一位置與供電線持續摩擦，會縮短碳鋼滑板的使用壽命，更會影響動車組的運行安全，那么圖____（填“d”或“e”）的設計能使碳鋼滑板的磨損均勻化。
（5）智能；某小組設計了一個凍雨預警電路，如圖（f）所示。閉合S后，當環境溫度低于0℃（溫控開關閉合）且空氣濕度高于80%（濕控開關閉合）時，警示燈一直發光并出現持續的亮暗交替現象，發出預警。已知：電源電壓恒為6V，定值電阻為10，警示燈標有“6V；0.5A”。當電磁鐵線圈中的電流時，電磁鐵吸下銜鐵，使動觸點與下方靜觸點接觸。為實現預警功能，溫控開關與濕控開關應____聯，請選擇合適的接線柱，用筆畫線代替導線將電路連接完整_______。（圖中溫控開關與濕控開關之間已正確連接，電磁鐵線圈的電阻、溫控開關與濕控開關的電阻均忽略不計，只能在標有字母的接線柱上連接導線，導線不能交叉）
（6）中國高鐵的發展，彰顯了我國在科技創新領域的強大實力。請寫出你想象的中國高鐵最智慧的樣子：____。
【答案】（1）b （2）
（3）
（4）e （5） ①. 串 ②.
（6）智能節能系統，實現綠色低碳運營
【解析】
【小問1詳解】
動車組減速過程中，可以將機械能轉化為電能，屬于電磁感應現象，圖b為電磁感應現象，圖a為通電導體在磁場中受力的作用，故圖b與其工作原理相同。
【小問2詳解】
空氣的阻力為
總阻力為
該動車組勻速直線運動，牽引力和阻力二力平衡，大小相等，牽引力大小為
該動車組牽引力每小時運動的路程為
該動車組牽引力每小時至少做功
【小問3詳解】
由題意可知，經停某站運動的路程為
經停某站的總時間
勻速運動通過的時間
該動車組因不停靠此站而節省的時間為
【小問4詳解】
如果碳鋼滑板的同一位置與供電線持續摩擦，會縮短碳鋼滑板的使用壽命，更會影響動車組的運行安全，需要盡量每個位置都能摩擦，故圖e的設計能使碳鋼滑板的磨損均勻化。
【小問5詳解】
[1]閉合S后，當環境溫度低于0℃（溫控開關閉合）且空氣濕度高于80%（濕控開關閉合）時，警示燈一直發光并出現持續的亮暗交替現象，發出預警。說明兩個開關同時閉合，燈泡才亮，發出預警，故溫控開關與濕控開關應串聯。
[2]根據題意可知，開關閉合，溫控開關與濕控開關閉合，燈泡一直亮，通過定值電阻和電磁鐵的短路與否來改變電路中的總電阻，改變電路中的電流，從而改變燈泡的亮暗。閉合開關，環境溫度低于0℃（溫控開關閉合）且空氣濕度高于80%（濕控開關閉合）時，燈泡與電阻串聯，燈泡發光，由于電源電壓為，燈泡分得的電壓小于額定電壓，燈泡發光較暗，燈泡電阻為
總電阻為
電流為
電流，銜鐵被吸下，定值電阻與電磁鐵被短路，此時電路為燈泡的簡單電路，燈泡兩端電壓等于電源電壓，達到額定電壓，發光較亮，此時由于電磁鐵被短路，沒有電流流過電磁鐵，電磁鐵磁性消失，銜鐵被松開，重復以上現象，燈泡會亮暗交替，故如下圖所示：
【小問6詳解】
我想象的中國高鐵最智慧的樣子是智能節能系統，實現綠色低碳運營。
2、 (2025廣東深圳）深圳大力推動無人機事業發展，已經將無人機用于運送急救AED裝置。
蘇華同學發現無人機搭配北斗衛星導航，有四個旋翼，每個旋翼搭配獨立的電動機驅動，相鄰旋翼之間旋轉方向相反；無人機空載總質量（含電池，不含AED）為9kg，電池能量密度為200W·h/kg，（質量能量密度是指滿電時電池能量與電池質量之比）。
俊宇同學購買了一臺無人機，無人機滿電開始測試；飛行分為前往過程和返回過程，前往和返回過程都分為豎直上升過程，水平勻速運動過程，豎直下降過程，且消耗能量相同；無人機前往過程中豎直上升和豎直下降過程消耗的總能量為3.2×104J，水平勻速移動過程飛行每秒消耗的能量為2500J，總用時160s，無人機用于驅動飛行的電能轉化效率為60%，無人機豎直下降后電池剩余總容量的50%，測試結束。
（1）璐璐同學指出：無人機的信號傳輸是通過________傳遞；
（2）粵鵬同學說ADE電擊時為什么不能碰人，因為人體________；
（3）當俊宇購買的無人機空載時勻速向下降落2m，重力做功________J；
（4）無人機螺旋槳飛行時向下，無人機向上飛，善于觀察的蘇華同學發現通過槳葉旋轉空氣提供升力，這體現了力的作用是 ________ ；
（5）順順同學經過觀察，指出無人機各電動機之間是 _____ 聯的；
（6）滿電時，無人機的電池質量占空載質量的百分比 __________ （保留一位小數）；
（7）為了更快運送急救AED裝置，請你幫助璐璐同學對無人機設計提出一條建議？_____________ ；如何去更改螺旋槳的旋轉方向？_________________ 。
【答案】（1）電磁波 （2）是導體
（3）180 （4）相互的
（5）并 （6）22.2%
（7） ①. 增大電動機的功率 ②. 改變通過電動機的電流方向
【解析】
【小問1詳解】
無人機的信號傳輸是通過電磁波傳遞的，因為電磁波可以在空氣中傳播，且傳播速度快，能實現遠距離的信息傳輸。
【小問2詳解】
人體是導體，容易導電；當AED電擊時，電流會通過人體，可能會對人體造成傷害。
【小問3詳解】
無人機空載總質量（含電池，不含AED）為9kg，空載時勻速向下降落2m，重力做功W＝Gh＝mgh＝9kg×10N/kg×2m＝180J
【小問4詳解】
無人機螺旋槳飛行時向下，無人機向上飛，這是因為槳葉旋轉時對空氣施加向下的力，同時空氣對槳葉施加向上的反作用力，使無人機向上飛，這體現了力的作用是相互的。
【小問5詳解】
因為每個旋翼搭配獨立的電動機驅動，且相鄰旋翼之間旋轉方向相反，各電動機之間互不影響，所以無人機各電動機之間是并聯的。
小問6詳解】
無人機前往過程中豎直上升和豎直下降過程消耗的總能量為3.2×104J，水平勻速移動過程飛行每秒消耗的能量為2500J，總用時160s，無人機用于驅動飛行的電能轉化效率為60%，則飛行消耗的電能是
此時此過程消耗了1-50%＝50%的電能，說明原來儲存了400W·h電能；故電池的質量
故無人機的電池質量占空載質量的百分比為
【小問7詳解】
[1]為了更快運送急救AED裝置，需要縮短做功的時間，而做功多少不變，根據功率可知，增大電動機的功率可縮短運送時間，使急救AED裝置能更快運送到指定地點。
[2]電動機的轉動方向與電流方向有關，改變電流方向，電動機的轉動方向就會改變。因此可以通過改變電動機的電流方向來更改螺旋槳的旋轉方向。
3、 (2025山東威海）如圖1所示，我國部分古代建筑屋頂采用弧線型設計，“如鳥斯革，如翚斯飛”。屋頂為什么這樣設計？某興趣小組通過實驗進行探究。
根據經驗，雨水流過屋頂的時間越短，防雨效果越好，為此他們首先進行了實驗一。
實驗一：探究雨滴經過屋頂的時間與哪些因素有關
（1）猜想：影響雨滴流過屋頂（高度、寬度均相同）時間的因素可能為：雨滴在屋頂運動的初始位置、屋頂材料、屋頂形狀（雨滴與屋頂碰撞之后的速度近似為零，他們認為可不用研究雨滴初始速度這一因素）
設計實驗方案：
請寫出1個測量時間的工具：___________。
圖2所示5個實驗：用鋼珠代替雨滴，將相同鋼珠從屋頂不同位置靜止釋放，記錄鋼珠經過屋頂的時間。若研究該時間與屋頂材料的關系，應選擇實驗___________進行研究。
測量與分析：
用傳感器獲得圖2甲、乙中鋼珠從屋頂頂端滑到底端完整的路程s和時間t實驗數據，畫出s-t關系如圖3所示，其中圖像___________（選填“c”“d”）表示鋼珠運動的平均速度較大；鋼珠滑過屋頂___________（選填“甲”“乙”）的時間較短。
實驗二：探究下雨時不同屋頂對墻體的保護能力
（2）如圖3所示，甲、乙、丙是下方墻體相同、屋頂的材料相同但形狀不同的三個建筑。將代替雨滴的相同鋼珠分別在甲、乙屋頂頂端靜止滑下落到水平地面，測量落地點到墻的距離s1、s2，數據如表2所示。
表2
實驗次數 距離/cm
s1 s2
1 45 56
2 43 59
3 44 58
根據表2推測：為防止雨水落地時飛濺打濕墻體，下雨時___________對墻體保護更好（選填“甲”“乙”）。若不計一切阻力，甲圖中鋼珠落地時的動能___________乙圖中鋼珠落地時的動能（選填“<”“=”“>”）。
實驗三：探究不同屋頂對建筑采光的影響
（3）圖3甲、乙、丙三個建筑右側墻體均安裝大型窗戶，某時刻陽光方向如圖所示，陽光能夠照射到房間內距離最遠的是___________（選填“甲”“乙”“丙”）。
【答案】（1） ①. 秒表 ②. 甲、丁 ③. c ④. 甲
（2） ①. 乙 ②. =
（3）丙
【解析】
【小問1詳解】
[1]本實驗中需要測量時間，測量時間的工具是秒表。
[2]研究該時間與屋頂材料的關系，需要控制應選擇實驗初始位置、屋頂形狀相同，屋頂材料不同，由圖2可知應選甲和丁進行研究。
[3][4]用傳感器獲得圖2甲、乙中鋼珠從屋頂頂端滑到底端完整的路程s和時間t實驗數據，畫出s-t關系如圖3；由圖3可知，相同時間c的路程大，則c圖像的平均速度較大；由圖可知鋼珠通過甲屋頂的路程小于乙屋頂的路程，則鋼珠滑過屋頂甲的時間較短。
【小問2詳解】
[1]根據表格數據可知鋼珠從乙屋頂頂端靜止滑下落到水平地面，落地點到墻的距離角遠，所以為防止雨水落地時飛濺打濕墻體，下雨時乙對墻體保護更好。
[2]不計空氣阻力，機械能守恒，鋼珠開始的重力勢能相同，落地過程中重力勢能轉化動能，則甲、乙鋼珠落地時的動能也相同。
【小問3詳解】
由于光沿直線傳播，根據圖中屋頂的形狀，甲、乙被屋頂擋住的光線較多，丙的屋檐上翹，擋住的光線較少，則丙中陽光能夠照射到房間內距離最遠。
4、 (2025山東威海）壓電材料是一種在發生彈性形變時將機械能轉化為電能的新型材料。為探究影響壓電材料兩端電壓大小與壓力大小、材料種類的關系，科技小組利用如圖所示裝置設計了如下實驗：將質量不同的砝碼分別放在壓電材料a、b的中心，用數字電壓表測量壓電材料兩端的電壓，記錄數據如表1所示。
表1
砝碼質量m/g 50 100 150 200 …
電壓U/V 材料a 1.0 2.0 3.0 4.0 …
材料b 0.7 1.4 2.1 2.8 …
（1）分析表1中材料a的相關數據，得出的結論：___________；對比分析材料a、b的相關數據，得出的結論：___________。
（2）當砝碼質量超過200g后，發現材料a兩端的電壓不再明顯增加，原因可能是___________
（3）某類型壓電材料可為電路提供6V恒定電壓，利用此電源測量小燈泡額定功率（額定電壓3.8V） 。
①請在圖虛線框內畫出實驗電路圖___________。
②在連接電路時，當連接好最后一根導線，小燈泡立即發光，出現這種現象的原因可能是___________；排除問題后，當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖所示，則小燈泡的額定功率為___________W。
【答案】（1） ①. 材料相同時，壓力越大，產生的電壓越高 ②. 壓力相同時，材料不同，產生的電壓不同 （2）見解析
（3） ①. ②. 開關沒有斷開 ③.
【解析】
【小問1詳解】
[1]分析表1中材料a的相關數據，材料a所受壓力越大，電壓越高，可得出的結論：材料相同時，壓力越大，產生的電壓越高。
[2]對比分析材料a、b的相關數據，相同壓力，兩種材料產生的電壓不同，可得出的結論：壓力相同時，材料不同，產生的電壓不同。
【小問2詳解】
砝碼質量超過200g后，材料a兩端的電壓不再明顯增加，說明該材料在壓力的作用下，電壓只能增加到一定的程度，超過這個電壓值就不再有明顯的增加。
【小問3詳解】
[1]測量小燈泡額定功率需要電流表、滑動變阻器、小燈泡串聯接入電路，電壓表并聯在小燈泡兩端，如下圖所示：
[2]連接電路時，連接好最后一根導線，小燈泡立即發光，此時電路為通路，說明連接電路時開關沒有斷開。
[3]由圖可知電流表接小量程，分度值為0.02A，示數為0.3A，小燈泡的額定功率為
5、 (2025廣東）巡檢機器人可對高壓輸電線進行巡檢，如圖，其相關參數見表。機器人的電機可切換為電動機或發電機。水平勻速巡檢時，蓄電池減少的儲能全部用于電機產生的牽引力做功。當蓄電池儲能降至0.1E0時，停止電能輸出，巡檢終止。下坡巡檢時，電機可將重力勢能轉化為電能并為蓄電池充電，將能量儲存起來。
質量 54kg
最大巡檢速度 4
蓄電池滿電時儲能 0.2kW·h
電動機最大輸出功率 100W
（1）下坡時，發電機利用________原理發電；
（2）請完成以下能量轉化流程圖________：
（3）若充滿電的機器人保持、水平巡檢1.2h，則巡檢路程為________km，牽引力為________N，蓄電池儲能剩余________kW·h；
（4）如圖巡檢線路，當機器人到達A點時，蓄電池儲能為0.95。隨后機器人先下坡巡檢（電機切換為發電機），后水平巡檢（電機切換為電動機），巡檢全程速度大小保持不變AB段重力勢能減少量為J。充電過程中，重力勢能每減少1J，轉化為電能并儲存在蓄電池中的能量為0.45J。水平階段機器人所受阻力大小是重力的0.15倍，則水平階段勻速巡檢的最大路程為________m。（g＝10N/kg）
【答案】（1）電磁感應
（2）化學 （3） ①. 4.8 ②. 90 ③. 0.08
（4）8000
【解析】
【小問1詳解】
閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中會產生感應電流，這種現象叫電磁感應，發電機是利用電磁感應來工作的。
【小問2詳解】
由材料可知，下坡巡檢時，電機可將重力勢能轉化為電能并為蓄電池充電，將能量儲存起來，蓄電池的充電過程，消耗電能轉化為化學能，并將化學能儲存在蓄電池內。
【小問3詳解】
[1]巡檢路程為s=v0t=4km/h×1.2h=4.8km
[2]機器人的速度
由得到牽引力為
[3]消耗的電能W消=P0t=0.1kW×1.2h=0.12kW·h
蓄電池儲能剩余W剩=W-W消=0.2kW·h-0.12kW·h=0.08kW·h
【小問4詳解】
充電能量
0.95×0.2kW·h+1.25×10-2kW·h=0.2025kW·h>0.2kW·h
蓄電池能充滿電，儲存能量為0.2kW·h。
蓄電池可用的能量0.2kW·h-0.1×0.2kW·h=0.18kW·h=6.48×105J
水平階段機器人所受阻力大小f=0.15G=0.15m0g=0.15×54kg×10N/kg=81N
水平階段勻速巡檢的最大路程為
6、 (2025廣東）橋梁設計需考慮材料受熱膨脹。小明設計實驗，探究形狀和大小相同、材料不同的圓柱體金屬棒A、B受熱伸長量與溫度變化量的關系。
（1）初始時金屬棒A、B的長度和橫截面積均________；
（2）如圖所示裝置可用來測量金屬棒受熱時微小的伸長量。激光筆固定在杠桿右端，杠桿可在豎直平面內轉動；標尺豎直放置，通過激光點在標尺上移動的距離來反映金屬棒的伸長量。
①開始時，將金屬棒上端固定并保持豎直，下端輕觸杠桿，杠桿和激光束在同一水平直線上，光點在標尺“0”刻度處。
②加熱金屬棒，光點會在標尺上向________（選填“上”或“下”）移動。用A、B棒進行實驗，實驗數據見表。其中，、分別表示A、B棒在不同溫度t時，光點在標尺上的刻度值。
實驗序號 1 2 3 4 5
t/℃ 25.0 40.0 55.0 70.0 85.0
/cm 0 1.10 2.15 3.26 4.31
/cm 0 1.73 344 5.18 6.89
③分析數據可知：同一根金屬棒溫度升高越多，伸長量越________；溫度升高相同時，金屬棒（選填“A”或“B”）________的伸長量更大。
（3）金屬棒伸長使杠桿轉動過程中，阻力臂________（選填“變大”“變小”或“不變”）；同一根金屬棒伸長量一定時，為使光點移動距離更大，可采取的做法是________（寫1種即可）。
【答案】（1）相同 （2） ①. 上 ②. 大 ③. B
（3） ①. 變小 ②. 支點向左移動
【解析】
【小問1詳解】
由控制變量法可知，探究形狀和大小相同、材料不同的圓柱體金屬棒A、B受熱伸長量與溫度變化量的關系，初始時應控制金屬棒A、B的長度和橫截面積均相同。
【小問2詳解】
[1]由圖可知，加熱金屬棒，金屬棒伸長，杠桿逆時針轉動，光點會在標尺上向上移動。
[2]分析數據可知，對于同一根金屬棒，例如A棒，從實驗序號1到5 ，溫度逐漸升高，的值越來越大，可以得出：同一根金屬棒溫度升高越多，伸長量越大。
[3]當溫度升高相同時，比如從25.0℃升高到70.0℃，A棒的伸長量
B棒的伸長量
因此金屬棒B的伸長量更大。
【小問3詳解】
[1]由力臂的定義可知，金屬棒伸長使杠桿轉動過程中，阻力的方向始終不變，阻力臂變小。
[2]同一根金屬棒伸長量一定時，為使光點移動距離更大，由數學知識，可采取的做法是支點向左移動。
7、 (2025貴州）一些容易傾倒的廣告牌成為城市的安全隱患，如圖甲所示。這一問題引發了小明、小羽的思考：這類廣告牌之所以容易傾倒，是否與它們的結構特點有關？通過觀察，他們繪制了這類廣告牌的結構圖（如圖乙所示），并猜想：在廣告牌展板相同、底座長度相同的情況下，底座寬度越窄的越容易傾倒。
為驗證猜想，他們制定了如下探究方案：制作兩個展板相同、底座長度相同但寬度不同的模型，底座質量不計，如圖丙所示。用懸掛于鐵架臺上的鐵球撞擊展板，模擬外界對展板的作用，記錄觀察到的現象并進行分析。
接下來請參與他們的探究并回答以下問題：
（1）如圖丁所示，他們讓鐵球靜止時與展板接觸但不擠壓。拉起鐵球，松手后鐵球由靜止向下擺動，鐵球的重力勢能轉化為___________能，使鐵球具有撞擊展板的能量。
（2）小明先后兩次釋放鐵球，分別撞擊兩塊展板最上端。為使兩次的撞擊作用相同，擺線被拉開的角度α應該___________。撞擊后發現：兩塊展板都未傾倒。由此，小明得出“廣告牌是否容易傾倒與底座寬度無關”的結論。你認為他能否根據實驗現象得到這一結論？ ___________。（無需說明理由）
（3）小羽對小明的結論提出了質疑。她選用了一個質量更大的鐵球，重復上述操作后發現：兩塊展板都被撞倒。這似乎證明了小明的結論是正確的。你認為當撞擊作用相同時，需觀察到什么現象，才可對比出哪塊展板更容易傾倒？___________。
（4）在不改變實驗裝置的前提下，如何驗證“在廣告牌展板相同、底座長度相同的情況下，底座寬度越窄的越容易傾倒”，請寫出你的操作方法。
【答案】（1）動能 （2） ①. 相同 ②. 不能
（3）見詳解 （4）見詳解
【解析】
【小問1詳解】
[1]鐵球下落過程中，高度降低，速度增大，重力勢能轉化為動能。
【小問2詳解】
[1]要使兩次撞擊作用相同，必須保證鐵球撞擊展板時的速度相同，因此擺線被拉開的角度α應該相同。
[2]實驗中兩塊展板都未傾倒，說明撞擊力度未達到傾倒臨界值，無法比較不同底座寬度的抗傾倒能力，故不能得出“與底座寬度無關”的結論。
【小問3詳解】
通過兩次實驗過程可以總結：當撞擊作用相同時，需觀察到兩塊展板都未傾倒時傾斜的最大角度的不同，或都傾倒時觀察傾倒需要的時間的長短不同。
【小問4詳解】
最能得出正確實驗結論的方法是能逐漸增大實驗所用鐵球的質量，直到觀察到其中一塊傾倒而另一塊未傾倒。具體操作方法如下，方法一：保持擺線角度α相同，逐漸增加鐵球質量進行多次撞擊，記錄使不同底座寬度的展板剛好傾倒時的最小鐵球質量。比較發現使窄底座展板傾倒所需鐵球質量更小，即可驗證猜想。方法二：用同一個鐵球，不斷增大擺線角度α，但需要保證撞擊兩塊展板時，擺線角度相同，直到觀察到其中一塊傾倒而另一塊未傾倒，也可以驗證猜想，那就是在廣告牌展板相同、底座長度相同的情況下，底座寬度越窄的越容易傾倒。
8、 (2025廣西壯族自治區)為了解家用電器耗能情況，某小組進行了如下研究。圖甲是2，圖乙是其工作原理簡圖，為熱敏電阻，其電阻值隨溫度變化的部分曲線如圖丙所示。將蚊香片裝入蚊香器，通電后蚊香器的熱敏電阻發熱，加熱蚊香片可以達到驅蚊功效，最后自動保持在一個特定溫度（如圖丙中的）。
（1）蚊香器工作一會兒，人就能聞到蚊香片氣味，這是氣體分子在空氣中的___________現象。
（2）若蚊香器正常工作的電功率為，則電路電阻值的大小為多少_________？工作消耗電能為多少_________？
（3）家用電器待機時也消耗電能，某些電視機機頂盒待機的功率可達蚊香器正常工作功率的3倍，我們在日常生活用電時該如何有效節能？請寫出一條有效措施_________。
（4）請從能量轉化和轉移角度并結合熱敏電阻的電阻值變化特點，解釋蚊香器通電后溫度升高，并能自動保持一定溫度的原因_________。
【答案】（1）擴散 （2） ①. 9680Ω ②. 0.05kW·h
（3）不使用電器時拔掉插頭 （4）見詳解
【解析】
【小問1詳解】
人能聞到蚊香片氣味，是因為氣體分子在不停地做無規則運動，擴散到空氣中，這是氣體分子在空氣中的擴散現象。
【小問2詳解】
[1]根據可知，電路電阻值的大小為
[2]根據可知，工作10h消耗電能為
【小問3詳解】
日常生活中為了有效節能，可以做到隨手關閉用電器，不使用電器時拔掉插頭等。
【小問4詳解】
蚊香器通電后，電流通過熱敏電阻做功，電能轉化為內能，使熱敏電阻溫度升高。由圖丙可知，熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，根據，在電源電壓U不變時，電阻R增大，功率P減小，產生的熱量減少。當產生的熱量與向周圍環境散失的熱量相等時，溫度就自動保持在一定溫度。
9、 (2025山西）跨學科實踐
制作簡易汽輪機模型
熱機對人類文明發展起著重要的推動作用。同學們成立了制作簡易汽輪機模型的項目團隊，制定了“項目提出——項目分析——項目實施——展示交流”的學習流程，研究了熱機原理，收集材料組裝了如圖所示的汽輪機模型。
實驗時向易拉罐內部注入大約半罐水，將去掉筆芯和尾塞的中性筆的尾端插入易拉罐內，用膠將罐的開口處密封。將易拉罐放置在支架上，筆的尖端對準小風扇的扇葉。點燃易拉罐下面的酒精燈，當有蒸汽噴出時，扇葉就轉動起來。
（1）汽輪機模型工作過程的能量轉化情況為：化學能__________________；
（2）某團隊的同學們在測試過程中，發現扇葉不轉動，出現這種現象的原因可能_________________；（答出一條即可）
（3）熱機發展史也是一部熱機效率提高史，在展示交流環節，對如何提高簡易汽輪機效率，同學們進行了激烈討論。請你依照“結構決定功能”的觀念，從結構的角度思考，幫助他們提出一個可行性措施：_________________。
【答案】（1） ①. 內能 ②. 機械能
（2）見解析 （3）見解析
【解析】
【小問1詳解】
[1][2][3]酒精燃燒，是將酒精內部的化學能轉化為內能釋放出來，然后將內能通過熱傳遞轉移給水和易拉罐，水吸熱迅速的汽化，形成大量的水蒸氣，水蒸氣對扇葉做功，將水蒸氣的內能轉化為扇葉的機械能。
【小問2詳解】
在測試過程中，發現扇葉不轉動，可能水蒸氣的內能太小，筆尖噴出的蒸汽太少。
【小問3詳解】
在易拉罐上半部分覆蓋保溫層，可以減少熱量的損失，提高汽輪機效率。
10、 (2025山西）電線桿是常見的市政設施，傳統電線桿多為實心圓柱結構，而現代電線桿多采用空心圓柱結構。它們的抗彎強度一樣嗎？實踐小組的同學們設計實驗，探究桿的抗彎強度與桿的空心程度的關系。
實驗思路：選擇材料、長度和質量相同但空心程度不同的桿，在桿的相同位置施加相同的拉力，通過測量桿的形變量，比較桿的抗彎強度。
實驗過程：如圖所示，將桿的一端水平固定在鐵架臺上，在桿的另一端掛一定數量的鉤碼，用刻度尺測量桿的下彎距離。換用不同的空心桿，重復上述操作，記錄數據如下表。
次數 桿長Ucm 桿的質量 桿的空心程度 鉤碼質量 桿的下彎距離
1 15 10 100 9
2 15 10 100 6
3 15 10 100 3
4 15 10 100 1
實驗結論：
（1）通過分析實驗數據可初步得出：材料、長度和質量都相同的桿，空心程度越大，抗彎強度___________（選填“越大”“不變”或“越小”）。
應用拓展：
（2）結合以上信息，請你寫出生產生活中采用空心結構的一個實例：___________。桿的抗彎強度還可能與哪些因素有關呢？請你提出一個可探究的科學問題：___________。
【答案】（1）越大 （2） ①. 自行車車架 ②. 桿的抗彎強度與桿的長度有什么關系
【解析】
【小問1詳解】
觀察實驗數據，在桿的材料、長度和質量都相同，鉤碼質量也相同（即施加相同拉力）的情況下，隨著桿空心程度逐漸增大（從實心到空心程度增加 ），桿的下彎距離逐漸減小。下彎距離越小，說明桿越不容易彎曲，即抗彎強度越大。
【小問2詳解】
[1]在生產生活中，自行車車架采用空心結構，這樣在保證一定強度的同時能減輕重量；汽車的空心傳動軸等也是類似應用。
[2]探究桿的抗彎強度的影響因素，除了空心程度外，還可以從桿的材料（不同材料的硬度等屬性不同可能影響抗彎強度）、桿的長度（長度不同可能抗彎能力不同）等方面提出問題。
11、(2025湖南）某興趣小組了解到人長時間過度低頭易對頸椎肌肉造成傷害，為研究頸椎肌肉產生的拉力大小與人低頭角度變化之間的規律，設計并組裝了一套如圖甲所示的裝置。印有頭頸部照片的內盤與有刻度的固定外盤圓心均在O點，內盤可繞O點轉動，以O點為支點，將整個頭頸部簡化為杠桿模型。表示人低頭的角度，在A點通過細線懸掛一個重為2N的物體模擬頭顱重力，用細線垂直OB對B點施加的拉力模擬頸椎肌肉產生的拉力，細線對A點的拉力大小為。實驗中通過拉力傳感器測出內盤上的頭頸部在不同位置平衡時的大小，實驗數據如下表所示。
物體的重力/N 2
的大小/° 0 15 30 45 60
拉力傳感器的示數/N 0 3.22 6.22 8.80 10.78
（1）請畫出圖乙中的力臂L（保留作圖痕跡）；
（2）分析表格中的數據可知，頸椎肌肉產生的拉力隨人低頭的角度增大而___________，對頸椎肌肉的影響就越大；
（3）若某中學生頭顱的重力為50N，請根據表格中的數據，計算該學生低頭角度為45°時，頸椎肌肉產生的拉力大小是___________N；
（4）請你結合以上分析，從保護頸椎肌肉的角度提出一條合理建議：___________。
【答案】（1） （2）增大
（3）220 （4）見解析
【解析】
【小問1詳解】
在從支點O向力的作用線作垂線段，垂線段的長度為的力臂L，如圖所示：
【小問2詳解】
從表中數據可知，當低頭角度增大時，拉力傳感器的示數也隨之增大，由此可推測頸椎肌肉產生的拉力隨人低頭的角度增大而增大。
小問3詳解】
由表中數據可知，物體的重力是2N，該學生低頭角度為45°時，拉力F1的大小是8.80N，由圖乙可知，人低頭時頭頸部可視為一個杠桿，根據杠桿平衡得到
可知
中學生頭顱的重力為50N，根據杠桿平衡得到
得到。
【小問4詳解】
根據杠桿平衡條件可知，為了保護頸椎健康，不要長時間低頭，要保持眼睛和書本間的距離或端正坐姿等，盡量避免使阻力臂增大，從而導致動力增大的情況出現。
12、（2025江蘇蘇州）某科技小組要設計冬季植物大棚控溫系統。
【任務與要求】當環境溫度，加熱設備開啟工作；溫度，停止工作，大棚內的溫度維持在一定范圍。
【設計與實施】①器材有：電壓為的電源、定值電阻、可控加熱設備、熱敏電阻（阻值隨溫度變化的關系如圖甲）等；②設計的電路如圖乙，加熱設備是否工作由其兩端的電壓來控制，當時，加熱設備開啟工作，當時，加熱設備不工作。（不考慮加熱設備對電路的影響）
【分析與思考】
（1）電路中的______是熱敏電阻；
（2）定值電阻的阻值為______；
（3）______V；
（4）長時間使用后，電源電壓降低，系統控制的最高溫度將______。
【答案】（1）
（2）80 （3）3
（4）降低
【解析】
【小問1詳解】
由圖甲可知，熱敏電阻阻值隨溫度升高而減小。圖乙中，與串聯。若是熱敏電阻，溫度升高時，阻值變小，根據串聯分壓原理，電壓減小，則電壓變大，即加熱設備兩端的電壓變大，不符合題意，所以不是熱敏電阻；若是熱敏電阻，溫度升高時，阻值變小，根據串聯分壓原理，電壓減小，則加熱設備兩端的電壓減小，符合題意。所以是熱敏電阻。
【小問2詳解】
開啟工作時，加熱設備兩端的電壓，即電壓為4V，溫度為，對應熱敏電阻，根據串聯分壓原理則有
解得定值電阻。
【小問3詳解】
停止工作時，溫度為，對應熱敏電阻，根據串聯分壓原理則有
解得。
【小問4詳解】
停止加熱時，溫度最高，根據串聯分壓原理則有
則有
長時間使用后，電源電壓降低，則對應阻值變大，因為熱敏電阻阻值隨溫度升高而減小，所以系統控制的最高溫度降低。
13、（2025四川成都）小羅和小韓利用周末對部分交通信號燈進行了考察研究。
（1）他們討論后有以下認識，你認為不合理的是（　　）
A. 利用光的信息特性，交通信號燈通過不同顏色燈光發出指令
B. 利用大數據信息設計紅、綠燈的配時方案，可減少交通擁堵
C. 交通信號燈使用的高亮度LED光源，是用超導材料制成的
D. 交通信號燈需要有可靠的絕緣、防水措施，以確保電路安全
（2）他們發現有的路口使用移動式交通信號燈，如圖。查閱資料得知，這種交通信號燈正常工作時，電壓為12V，總功率為4W，其總電流與常見家用電器______（選填“電吹風”“電風扇”“空調”）的額定電流最接近。
（3）該移動式交通信號燈由蓄電池提供電能，蓄電池充滿電可使其連續正常工作6天，若蓄電池72%的電能被信號燈有效利用，蓄電池充滿電時儲存的電能為_____J。
（4）他們利用已有的知識和經驗，設計出模擬東、北方向紅燈和綠燈指令的簡易電路圖，下列四個電路中符合要求的是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】（1）C （2）電風扇
（3）
（4）D
【解析】
【小問1詳解】
A．交通信號燈通過不同顏色（紅、黃、綠）傳遞指令信息，利用了光的信息特性，故A不符合題意；
B．把采集的交通態勢數據實時輸入到大模型，利用大數據推理出最佳信號配時方案，可減少交通擁堵，故B不符合題意；
C．交通信號燈使用的高亮度LED光源，是用半導體材料制成的，超導材料的電阻為零，不能制作發光元件，故C符合題意；
D．戶外設備需絕緣、防水以確保安全，所以交通信號燈需要有可靠的絕緣、防水措施，故D不符合題意。
故選C。
【小問2詳解】
其總電流為
電吹風的功率約2000W，額定電流約
電風扇的功率約60W，額定電流約
空調的功率約1000W，額定電流約
其總電流與電風扇的額定電流最接近。
【小問3詳解】
信號燈有效利用的電能W=Pt=4W×6×24×3600s=2.0736×106J
蓄電池充滿電時儲存的電能
【小問4詳解】
A．由圖可知，開關S接1時，向東方向的綠燈和紅燈亮，開關S接2時，向北和向東放出的綠燈和紅燈都亮，故A不符合題意；
B．由圖可知，開關S接1時，向北方向的綠燈亮，開關S接2時，向北和向東方向的紅燈亮，故B不符合題意；
C．由圖可知，開關S接1時，電源被短路，可能會燒壞電源，故C不符合題意；
D．由圖可知，開關S接1時，向北方向的紅燈亮，向東方向的綠燈亮，開關S接2時，向北方向的綠燈亮，向東方向的紅燈亮，故D符合題意。
故選D。
14、 (2025江蘇連云港）加濕器可以增加室內空氣濕度，如圖甲是某蒸發型加濕器。它是采用蒸發原理加濕的，其內部結構如圖乙所示。加濕器上部有一個小型風扇，還有電源、時間、風速、濕度設定等按鍵。加濕器下部有三部分裝置，分別是加濕濾網、濾網架（含浮筒）和水箱。加濕濾網安裝在濾網架上，加濕濾網呈蜂窩狀，放入水箱后，水會布滿整個濾網。
當感知水箱中的水量不足時，蒸發型加濕器風扇停止轉動。起控制作用的是利用浮力原理設計的自動開關，如圖丙所示。浮筒是一個輕質塑料件，質量是，由兩部分組成，下半部分是底面積為、高度為的圓柱體，上半部分是底面積為、高度為的圓柱體。水箱底部到觸點開關的高度是（忽略觸點開關上下觸點間的距離）。當水量充足時浮筒接通觸點開關，風扇通電轉動，液體表面空氣流速增大，蒸發加快；當水量不足時，浮筒下降，觸點開關斷開，風扇斷電停止轉動。（g取）
（1）蒸發型加濕器的加濕濾網是通過___________的方式加快水的蒸發的；
（2）該蒸發型加濕器通電后主要把電能轉化為___________；
（3）當觸點開關剛斷開時，浮筒排開水的體積是___________，水箱中水的深度是___________，浮筒的浮沉狀態是___________。
【答案】（1）增大液體表面積
（2）機械能 （3） ①. 50 ②. 3.5 ③. 漂浮
【解析】
【小問1詳解】
加濕濾網呈蜂窩狀結構，這種設計可以顯著增大水與空氣的接觸面積，從而加快水的蒸發速度。這是通過增大液體表面積的方式來促進蒸發的。
【小問2詳解】
加濕器工作時，電能主要轉化為風扇轉動的機械能，用于加快空氣流動。同時還有少量電能轉化為其他形式的能量，如聲能等，但主要能量轉化是電能轉化為機械能。
【小問3詳解】
[1]當觸點開關剛斷開時，浮筒處于臨界狀態，此時浮力等于重力。浮筒質量50g=0.05kg，易知浮力F浮=G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
根據阿基米德原理，排開水的體積
[2]浮筒下半部分浸入水中的高度
浮筒總高20cm，開關高度21cm，故浮筒底部距水箱底部L=21cm-(15cm+5cm)=1cm
水箱中水的深度為浮筒浸入水中的高度加上浮筒底部到水箱底部的距離，即h深=2.5cm+1cm=3.5cm
[3]此時浮筒受到的浮力等于重力，處于漂浮狀態。隨著水位繼續下降，浮筒將下沉斷開觸點開關。
15、 (2025江蘇連云港）污水中的懸浮物質，可在重力的作用下沉淀去除。根據懸浮物質的性質、濃度及絮凝性能（懸浮于液體中的微小顆粒聚集形成較大顆粒的能力），沉淀可分為四類，如圖甲所示。
第一類為自由沉淀，當懸浮物質濃度不高時，在沉淀的過程中，顆粒之間互不碰撞，呈單顆粒狀態，顆粒近似為球形，以沉速大小（表示顆粒的密度，表示液體的密度，d表示顆粒的直徑，表示液體的黏滯度）完成自由沉淀過程。
第二類為絮凝沉淀，當懸浮物質濃度約為時，在沉淀過程中，顆粒與顆粒之間可能互相碰撞產生絮凝作用，使顆粒的直徑與質量逐漸加大，沉淀速度不斷加快。實際沉速很難用理論公式計算，主要靠實驗測定。
第三類為成層沉淀，當懸浮物質濃度大于時，在沉淀過程中，相鄰顆粒之間相互妨礙、干擾，各自保持相對位置不變，在聚合力的作用下，顆粒群結合成一個整體向下沉淀。
第四類為壓縮，成層沉淀的繼續，即形成壓縮。顆粒間互相支撐，上層顆粒在重力作用下，擠出下層顆粒間隙的水，使污泥得到濃縮。
污水中的顆粒在自由沉淀時，某深度處的懸浮物質濃度則相應下降，懸浮物質濃度的改變量與原濃度的百分比叫去除率，圖乙是某次自由沉淀實驗繪制的去除率與沉淀時間的關系曲線。
（1）在自由沉淀時，若，則顆粒在水中的運動狀態是___________；
（2）在自由沉淀時，對顆粒的沉速影響較大的因素是___________；
（3）當懸浮物質濃度約為時，下列說法正確的是___________；
A. 質量相同的顆粒，直徑大的沉速大 B. 直徑相同的顆粒，質量大的沉速大
C. 直徑相同顆粒，質量大的沉速小 D. 各顆粒的沉速相同，與質量、直徑無關
（4）污水中的顆粒在自由沉淀時，某深度處懸浮物質濃度下降快慢隨沉淀時間變化的情況是___________。
【答案】（1）靜止 （2）顆粒的直徑
（3）D （4）逐漸變慢
【解析】
【小問1詳解】
根據沉淀速度的定義可知，若，沉速大小為0，則顆粒在水中的運動狀態是靜止。
【小問2詳解】
根據沉淀速度的定義式可知，顆粒的直徑以平方大小影響，因此對顆粒的沉速影響較大的因素是顆粒的直徑。
【小問3詳解】
根據文意當懸浮物質濃度大于時，相鄰顆粒之間相互妨礙、干擾，各自保持相對位置不變，顆粒群結合成一個整體向下沉淀，故ABC不符合題意，D符合題意。
故選D。
【小問4詳解】
根據文意，污水中的顆粒在自由沉淀時，某深度處的懸浮物質濃度則相應下降，根據沉速可知，速度逐漸變小。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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