模块四 应用 专题45 科普类阅读理解-（2025中考全国通用）2024年中考物理真题分类汇编

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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
【答案】（1）汽化 磁悬浮列车 （2）液氮 （3）B
【解析】（1）由题意可知，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”，因此“气垫”的形成是液体汽化形成的。
“气垫”是使液滴与高温物体相分离来减小摩擦的。磁悬浮列车是使接触面相分离来减小摩擦的，轮滑鞋是变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦的，因此与“气垫”减小液滴与高温物体之间摩擦的方式相同的是磁悬浮列车。
（2）将手伸入-196℃的液氮中停留数秒不会冻伤，液氮的沸点低于手的温度，因此汽化形成的气垫层保护了手。
（3）由上述题意可知，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，因此应当先烧热铁锅再打入鸡蛋，从而鸡蛋才能不粘锅。
故选B。
2. （2024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）。
【答案】（1）铅垂线 （2）见解析 （3）冬至 （4）
【解析】（1）由阅读材料可知，“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”，所以我国古代天文学家用铅垂线来校正表使其竖直。
（2）由阅读材料可知，“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”，所以郭守敬提高测量精度的措施有：增加圭表的高度、在圭表顶端添加横梁、发明了景符、利用小孔成像原理确定梁影中心的位置。
（3）由图丙可知，一年中，学校的旗杆正午杆影最长的是二十四节气中的冬至。
（4）在相同时间内，太阳光释放的能量是相同的，当太阳光垂直照射水面，单位面积里照到的光多，水吸收的热量多；当太阳光与水平方向成60°斜照射水面时，单位面积里照到的光少，水吸收的热量少。太阳光垂直照射水面的有效面积是，太阳光与水平方向成60°斜照射水面的有效面积是，两种方式水池中的水吸收的热量与有效面积成正比，所以垂直照射水面吸收的热量与斜照射水面吸收的热量之比为
水池中水的质量和比热容是相同的，根据比热容变形公式可得，升高的温度与吸收的热量成正比，所以太阳光垂直照射水面使水升高的温度与太阳光水平方向成60°照射水面使水升高的温度为之比为
3. （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：______。
【答案】 （1） C （2）并 （3） C （4）300 1.5 （5）更换具有更高减速比（或更高转速的电动机）
【解析】（1）考虑道闸横杆需要具备的特性，包括强度高、耐腐蚀和重量轻。在这四个选项中：铁质材料虽然强度高，但重量较大，且耐腐蚀性能不如铝合金；泡沫材料显然强度不够，不适用于此场景；铝合金材料强度高、耐腐蚀，并且重量相对较轻，符合所有要求；玻璃材料虽然耐腐蚀，但强度不够，且容易碎裂，不适合做横杆。
故选C
（2）在闸机中，遥控接收器用于接收遥控信号，而电动机用于驱动横杆起落。遥控器和识别系统都能控制电动机，这样他们就不能串联，只能并联。
（3）为了确保车辆进入时不会被横杆砸伤，地感线圈应该安装在车辆能够触发但横杆还未落下的位置。这意味着地感线圈应该安装在车辆通过道闸但还未完全离开道闸的区域内。考虑到这一点，最合适的位置是道闸里面5m处，这样车辆在进入地感线圈区域时，横杆仍然处于抬起状态。
故选C。
（4）首先，计算第一次减速比。由于蜗杆A的齿数为1，蜗轮B的齿数为240，所以第一次减速比为
接着，计算第二次减速比，齿轮C的齿数为40，齿轮D的齿数为50，所以第二次减速比为
整个系统的减速比是两次减速比的乘积，即
电动机的转速为3000r/min，即每秒转50r。经过300倍的减速，横杆每秒转
道闸横杆起杆（从水平位置转动到竖直位置）需要转动，那么所需时间就是
（5）针对道闸起杆时间过长的问题，一个合理的改进措施是更换具有更高减速比或更高转速的电动机。这样可以在保证横杆平稳起落的同时，减少起杆所需的时间。
4. 阅读材料，回答问题。
探索太空
2024年4月，神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”空间站，此次太空之旅的“闭环水生生态系统实验”和“太空漫步”两个项目研究十分引人注目。
“闭环水生生态系统实验”项目研究中，航天员把斑马鱼放在封闭的太空鱼缸里，用“金鱼藻”水生植物给鱼呼吸提供氧气，鱼呼吸产生的二氧化碳和LED灯的光照为水生植物进行光合作用提供条件。
在太空漫步可不象在地面上行走那么容易，航天员要穿上舱外航天服，穿航天服前还要穿上一个带有很多管子的“通风液冷服”，以便带走舱外行走时产生的大量热，它一般用水做输运能量的介质。即便如此，航天员在太空漫步还是会面临许多阻碍，需要他们想办法克服。
此次的项目研究，或将开启人类太空长期生存的新纪元。
（1）航天员在空间站通过___________（填“电磁波”或“超声波”）与地面联系。
（2）为“金鱼藻”进行光合作用提供光照的LED灯是一种发光二极管，它是用___________（填“导体”“绝缘体”或“半导体”）材料制成的。
（3）舱外航天服内的“通风液冷服”通常用水做输运能量的介质，是利用了水的___________的特性。
【答案】 （1）电磁波 （2）半导体 （3） 比热容大
【解析】（1）电磁波可以在真空中传播，所以航天员在空间站通过电磁波与地面联系。
（2）LED是一种发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝、直接能够发光，即把电能直接转化成光能；LED灯主要由半导体材料制成。
（3）舱外航天服内的通风液冷服''通常用水做输运能量的介质，是因为水的比热容大，在相同情况下，水可以吸收更多的热量。
5. （2024齐齐哈尔市）阅读短文，回答问题。
喷气发动机
喷气发动机分为火箭喷气发动机和空气喷气发动机。2023年，我国的长征四号丙运载火箭，成功将一颗卫星送入预定轨道。该运载火箭靠火箭喷气发动机获得推进力。
火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，其燃料有固体的和液体的。如图甲所示是液体火箭喷气发动机的工作原理示意图，燃料和氧化剂分别装在两个箱子里，由输送系统按时按量地把燃料和氧化剂喷入燃烧室，用电火花点燃，燃烧产生的气体以很高的速度从尾部喷出，对火箭产生强大的反冲推力使它前进。
空气喷气发动机本身只携带燃料，需要从外界空气中获得足够的氧来助燃。空气喷气发动机的种类很多，如图乙所示为空气涡轮喷气发动机结构图。工作过程中，机身在空气中高速前进，空气从进气口进入，被压缩机压缩后进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出，冲击燃气轮机叶轮转动，最后气体以极大的速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反冲推力向前飞行。
（1）地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收______进行通信的；
（2）火箭喷气发动机工作过程中，先将燃料的化学能转化为______能，然后再将其转化为火箭的______能；
（3）______（选填“火箭”或“空气”）喷气发动机不能在大气层外工作；
（4）如图乙所示的空气涡轮喷气发动机工作过程中，气体温度是不断变化的。下列图像中，能大致反映气体的温度随时间变化的是______。
A. B.
C. D.
【答案】 （1） 电磁波 （2）内 机械 （3） 空气 （4） C
【解析】（1）地面控制中心与卫星之间是通过发射和接收电磁波进行通信的，因为电磁波可以在真空中传播，而卫星处于大气层外，无法使用其他介质进行通信。
（2）火箭喷气发动机在工作过程中，首先通过燃烧将燃料的化学能转化为内能，然后利用这些内能来推动火箭运动，从而将内能转化为火箭的动能和势能，即机械能。
（3）空气喷气发动机需要空气中的氧气来助燃，因此不能在大气层外工作。而火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，因此可以在大气层外工作。
（4）在空气涡轮喷气发动机工作过程中，气体首先被压缩，温度会升高，然后燃料和空气混合燃烧，温度会再次升高，最后气体被喷出，温度会降低。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6. （2024广东省）阅读短文，回答问题。
载人飞艇
2024年3月30日，我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功：推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功；辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。
当飞艇低速水平直线飞行时，其受到的空气阻力与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数见表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
（1）气囊采用轻质材料制作是为了减小________；
（2）飞艇的发电机利用___________的原理发电；
（3）将气囊充满氦气，此时飞艇受到的浮力为_______N，飞艇最多可载_______位乘客升空；（每位乘客质量，，，）
（4）飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为和，则________；
（5）飞艇低速水平匀速直线飞行时，若消耗10kg燃油，可飞行的最大距离为________km。（燃油热值）
【答案】 （1）重力 （2）电磁感应 （3） 5.04×104 7 （4）1∶4 （5）16.2
【解析】（1）气囊采用轻质材料制作，因为轻质材料密度小，根据可知，体积一定时是为了减小飞艇的质量，从而减小重力。
（2）飞艇的发电机利用电磁感应现象的原理发电，将机械能转化为电能。
（3）飞艇受到的浮力
飞艇最多可载乘客升空时，飞艇的重力等于受到的浮力，即
G=F浮​=5.04×104N
则飞艇的总质量
气囊总容积4200m3，氦气的质量是
飞艇最多可载乘客的质量
m人​=m−m飞艇​−m氦气=5.04×103kg−3750kg−840kg=450kg
飞艇最多可载乘客的位数
（位）
取整数，即飞艇最多可载7位乘客升空。
（4）由图乙可知，飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力分别为1.5×103N、3×103N，因
W=Fs=fvt
所以，推动功之比
故。
（5）燃油完全燃烧释放的热量
由​可得，发动机做的功
由图乙可知，f=500v。由
W=W推+W辅
可得
1.62×108J=500vs+5×104W×t
由可得
①
当
时，v=10m/s。此时①式中的分母有最小值，s有最大值，最大值为
空载质量（不含氦气）
3750kg
气囊总容积
发动机额定输出功率
辅助功的功率
发动机效率
36%
最大速度
70km/h