2024年广东省中考物理

2024年广东省初中学业

物理

本试卷共 8页，23小题，满分 100分。考试用时 80分钟。

注意事项：1.答题前，考生务必用黑色字迹的签字笔或钢笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。用 2B铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位号。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。

2.作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。

3.非选择题必须用黑色字迹的签字笔或钢笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。

4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本大题共 7小题，每小题 3分，共 21分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 如图为珠江两岸景观图。下列相对广州塔静止的是（ ）

A. 飞行的客机 B. 两岸的高楼 C. 行驶的游船 D. 流动的江水

【解析】

【详解】判断一个物体是运动的还是静止的，要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化。若位置有变化，则物体相对于参照物是运动的；若位置没有变化，则物体相对于参照物是静止的。A．飞行的客机与广州塔之间的位置不断发生变化，是运动的，故A 不符合题意；B．两岸的高楼与广州塔之间的位置没有发生变化，是静止的，故B 符合题意；C．行驶的游船与广州塔之间的位置不断发生变化，是运动的，故C 不符合题意；D．流动的江水与广州塔之间的位置不断发生变化，是运动的，故D 不符合题意。

C. 变为原来的2 倍 D. 变为原来的4 倍

【答案】B

【解析】

【详解】质量是物体的一种属性，它不随物体的形状、状态、位置和温度的改变而改变；月壤样品从月球到地球，位置发生变化，但物质多少没有变化，所以质量不变。故 ACD 不符合题意，B 符合题意。故选B。

【答案】A

【解析】

【详解】该剪刀属于杠杆，支点是O点，动力作用在A点，阻力作用在手柄处，使用时动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆。故C 符合题意，ABD 不符合题意。故选C。

4. 在如图所示的原子模型中，a是（ ）

A. 原子核 B. 质子 C. 中子 D. 电子

【解析】

【详解】原子是由原子核和核外电子组成的，原子核又是由质子和中子组成的，由原子结构示意图可知，a 位于最外层，是电子，故ABC 不符合题意，D 符合题意。故选D。

【答案】C

【解析】

【详解】我们要明确题目中描述的物理现象：“金属在炉中从固态变为液态的过程，属于熔化”。A．汽化：这是物质从液态变为气态的过程，故A不符合题意。B．液化：这是物质从气态变为液态的过程，故B不符合题意。C．熔化：这是物质从固态变为液态的过程，故C符合题意。D．凝固：这是物质从液态变为固态的过程，故D不符合题意。故选C。

【详解】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。点灯后，水在升温的过程中，水吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式改变水的内能。故A 符合题意，BCD 不符合题意。故选A。

7. 小明设计了一盏能调节亮度的台灯。下列符合要求的电路图是（ ）

A.

B.

C.

D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．由A图可知是只有台灯一个用电器的简单电路，台灯不能调节亮度，故A不符合题意；B．由B图可知台灯与定值电阻并联在电路在，并联电路的用电器工作时互不影响，故B不符合题意；C．由C图可知台灯与滑动变阻器串联在电路中，调节滑动变阻器可以调节台灯的亮度，故C符合题意；

D．由D图可知台灯与滑动变阻器并联在电路中，并联电路的用电器工作时互不影响，调节滑动变阻器不可以调节台灯的亮度，故D不符合题意。

二、填空题：本大题共 7小题，每空 1分，共 21分。

8. 【科技改善生活】广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等，航空器通过旋转旋翼对空气施加向下的力，从而获得升力，这说明了力的作用是 的。航空器升空过程中，重力势能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。航空器靠 （选填“超声波”或“电磁波”）与控制中心联系。

【答案】 ①. 相互的 ②. 增大 ③. 电磁波

【解析】

【详解】[1]航空器通过旋转旋翼对空气施加向下的力，空气对航空器施加向上的力，从而获得升力，这说明了力的作用是相互的。

[2]航空器升空过程中，质量不变，高度增大，所以重力势能增大。

[3]电磁波可以在真空中传播，且传播速度最快，这使得它成为航天和航空通信的理想选择，航空器与控制中心是通过电磁波联系的。

9. 广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等，航空器的摄像头相当于 透镜，远处的物体通过摄像头成倒立缩小的 （选填“实”或“虚”）像。在摄像头远离物体的过程中，像的大小将变【答案】 ①. 凸 ②. 实 ③. 小

【解析】

【详解】[1][2]航空器的摄像头相当于凸透镜，其成像原理与照相机相同，即物体在二倍焦距以外成倒立、缩小的实像。

[3]在摄像头远离物体的过程中，物距增大，像距减小，像变小。

10. 《本草纲目》记载：“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦，“以布拭热”是通过____ _（选填“做功”或“热传递”）的方式改变琥珀的内能。“吸得芥子”是由于琥珀因摩擦带而_ _轻小的芥子。

【答案】 ①. 做功 ②. 电 ③. 吸引

【解析】

【详解】[1]改变物体内能的方法有热传递和做功。“以布拭热”是通过做功的方式改变了琥珀的内能。[2][3]由于不同物质 原子核束缚电子的本领不同，琥珀和布摩擦时，因得失电子，二者都带上了电，由于带电体具有吸引轻小物体的性质，琥珀就把轻小的芥子吸起来。

11. 声音是由物体的 产生的。乘客听到列车即将进站的广播声，广播声通过 _传播到人耳。由于空气流速越大的位置压强越 _，如图所示，乘客候车时不应越过安全线。

列车

安全线

【答案】 ①. 振动 ②. 空气 ③. 小

【解析】

【详解】[1]声音是由物体的振动产生的，停止振动发声就会马上停止。

[2]声音的传播需要介质，乘客听到列车即将进站的广播声，广播声是通过空气传播到人的耳中的。

[3]当火车驶过车站时，安全线以内的地方空气流速增大压强减小。人外侧受到的压强大于内侧受到的压强，人被压向列车，发生交通事故，所以乘客候车时需站在安全线以外。

12. 在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 （选填“聚变”或“裂变”），释放出巨大的核能。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。请写出太阳能的1个优点：【答案】 ①. 聚变 ②. 可再生 ③. 环保/安全/经济

【解析】

【详解】[1]在太阳内部，太能之所以能发光发热，实质相当于无数个的氢弹爆炸而造成的，即氢原子核在超高温下发生聚变释放核能。

[2]太阳能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源。

[3]太阳能的优点是：清洁无污染，环保，安全，经济。（或环保；节能；取之不尽，用之不竭等）

13. 将自制的电动机接入电路，如图所示，其中支架A是 （选填“导体”或“绝缘体”）。闭合开关，线圈开始转动，磁场对线圈 （选填“有”或“无”）作用力。仅调换磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向 。

【答案】 ①. 导体 ②. 有 ③. 相反

【解析】

【详解】[1]支架A 是铜或者铁这些金属制成的，容易导电，是导体。

[2]闭合开关，线圈开始转动，说明磁场对线圈有力的作用，使线圈运动状态发生改变。

[3]当仅仅调换磁体的磁极时，磁场方向改变，使线圈受力方向改变，所以线圈转动方向与原转动方向相反。

14. 如图所示，闭合开关，导线夹 M在铅笔芯上向右移动，电流表的示数变 。若要测量铅笔芯的电阻，需补充的仪表是 _。实验时铅笔芯发烫的现象，属于电流的 _效应。

【答案】 ①. 小 ②. 电压表 ③. 热
【解析】

【详解】[1]闭合开关，导线夹 M在铅笔芯上向右移动时，铅笔芯接入电路的长度变长，电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小。

[2]若要测量铅笔芯的电阻，需补充的仪表是电压表，用电压表测出铅笔芯两端的电压，用电流表测出通过铅笔芯的电流，由 $R = { \frac { U } { I } }$ 求出电阻。

[3]在实验中，当电流通过铅笔芯时，由于铅笔芯的电阻作用，电能转化为内能，使铅笔芯的温度升高，从而出现了发烫的现象。这就是电流的热效应在铅笔芯上的体现。

三、作图题：本题 7 分。

15. 如图所示，乒乓球漂浮在水面，请在O点画出乒乓球受到的重力G和浮力 $F _ { \mathfrak { f } \sharp }$

【答案】

【解析】

【详解】乒乓球漂浮在水面上，受到的浮力等于重力，重力方向竖直向下，浮力方向竖直向上，作用点都画在O点，故作图如下：

16. 如图所示，一束光从空气斜射入水中，请画出光在水中 折射光线。

【答案】

【解析】

【详解】过入射点垂直界面作出法线，根据折射光线与入射光线分居法线两侧，折射光线向法线偏折，在水中法线的另一侧作出折射光线，如图所示：

17. 图甲为某款三孔插座。在符合安全用电原则下，请在图乙中用笔画线代替导线将该插座接入家庭电路中。

甲

乙

乙
【解析】

【详解】开关在干路上，指示灯与三孔插座并联，为了保护电路，开关需要接在火线上，三孔插座遵循左零右火中接地的原则连接，故如图所示：

乙

四、实验题：本大题共 3小题，第 16小题7分，第 17小题 6分，第 18小题 7分，共 20分。

18. 测量地图上A、B两点间的距离，如图所示，读数为 _cm。

【答案】2.35

【解析】

【详解】如图所示，分度值为

0.1cm，刻度尺需要估读，故读数为2.35cm。

19. 如图所示，在水平面上，用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块受到的滑动摩擦力为_N。

【答案】2.4

【解析】

【详解】由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为

2.4N，即弹簧测力计对木块的拉力为

2.4N。用弹簧测力计水平拉动木块沿水平方向做匀速直线运动，木块受到的弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等

$$ f = F =

2. 4 \mathrm{N}

$$

20. 自制液体温度计利用了液体_____ 的性质。为提高温度计的精确度，应选择内径更______的玻璃管。【答案】 ①. 热胀冷缩 ②. 细

【解析】

【详解】[1]液体具有遇热体积膨胀、遇冷体积收缩的性质，液体温度计就是利用这一性质制成的。

[2]玻璃泡内的液体膨胀或收缩一定的体积时，玻璃管内径越细，液体升高或下降的高度越大，温度计的精确度就越高。

21. 探究平面镜成像特点的实验，如图所示。

①点燃蜡烛 A，眼睛应在图中______（选填“a”或“b”）处观察 A在玻璃板后的像；移动与 A外形相同的蜡烛 B，发现B与A的像重合，说明平面镜所成像与物的大小__

②得到平面镜成像规律后，若换用面积较大的玻璃板进行实验，蜡烛A的像的大小______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】 ①. a ②. 相等 ③. 不变

【解析】

【详解】①[1]平面镜成像原理是光的反射，所成的像是反射光线反向延长线会聚成的虚像，所以眼睛应在图中a处观察A在玻璃板后的像。

[2]选用两只等大的蜡烛，是为了研究像与物的大小关系。与A外形相同的蜡烛B与A的像重合，说明平面镜所成像与物的大小相等。

②[3]平面镜所成像的大小与物体大小有关，与物体到平面镜的距离无关、与平面镜的大小无关，所以换用面积较大的玻璃板进行实验，蜡烛A的像的大小不变。

22. 探究串联电路中电压的规律；

乙

丙
（1）根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整；

（2）连接电路时，开关应处于 状态，正确连接电路后，闭合开关，若灯 $\mathrm { L } _ { 2 }$ 断路，则 $\mathrm { L } _ { 1 }$ 两端（选填“有”或“无”）电压；

（3）用电压表分别测出电压 $U _ { _ { A B } , \ } \ U _ { _ { B C } }$ 和 $U _ { A C }$ 。其中测 $U _ { A B }$ 时，电压表的示数如图丙所示，示数为V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验，数据记录见表；

①分析表中数据，得到初步结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压②为使结论更具普遍性，小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外，还可以 C

②. 断开 ③. 无 ④.

1.20 ⑤. 之和 ⑥.

更换电压不同的电源多次实验

【解析】

【详解】（1）[1]如图所示，电流从电池的正极出发，经过开关、灯泡L₁、灯泡L₂、回到负极，故用一个导线将灯泡 $\mathrm { L } _ { 2 }$ 的右端接线柱和灯泡 $\mathrm { L } _ { 1 }$ 左端接线柱相连，故电路图如图所示：

乙

（2）[2][3]为了保护电路，开关需要断开；闭合开关，若灯 $\mathrm { L } _ { 2 }$ 断路，则没有电流灯泡 L₁，则 $\mathrm { L } _ { 1 }$ 两端无电压。

（3）[4]电压表的示数如图丙所示，选择小量程，分度值为

0.1V，故读数为1.20V。①[5]分析表格中的数据可知，

$$ U _ {\mathrm{AB}} = U _ {\mathrm{AB}} + U _ {\mathrm{BC}} =

1. 2 \mathrm{V} +

2. 7 \mathrm{V} =

3. 9 \mathrm{V} =

4. 3 \mathrm{V} +

5. 6 \mathrm{V} =

6. 1 \mathrm{V} +

7. 8 \mathrm{V}

$$

故结论为串联电路两端 总电压等于各部分电路两端电压之和。

②[6]为使结论更具普遍性，小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外，还可以更换电压不同的电源多次实验，避免偶然性。

23. 小明摘来李子，用天平、量筒和水测量李子的密度。

（1）调节天平时，应先将游码移至标尺的 处，然后调节平衡螺母，使天平平衡。

（2）用天平测量李子的质量，当天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图所示，李子的质量为g；用量筒和水测得李子的体积为 $4 0 \mathrm { c m } ^ { 3 }$ ，则李子的密度为 $\mathrm { . g / c m } ^ { 3 }$

（3）完成上述实验后，在不用量筒的情况下，小明利用天平、烧杯和该李子测量凉茶的密度，实验步骤如下：

①在烧杯中加入适量的凉茶，如图甲所示，并在烧杯上标记此时液面的位置 $M _ { 1 }$ ，测得凉茶和烧杯的总质量为 $2 4 0 \mathrm { g }$ 。

②将李子放入凉茶中，李子沉底，如图乙所示，在烧杯上标记此时液面的位置 $M _ { 2 }$

甲

乙

③取出李子，然后向烧杯中加凉茶，使液面上升至位置 ，测得此时凉茶和烧杯的总质量为 $2 8 2 \mathrm { g }$ 根据实验数据，可得凉茶的密度为 $\mathrm { . g / c m } ^ { 3 }$ 。从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶，这对凉茶密度的测量结果 （选填“有”或“无”）影响，原因是 0【答案】 ①. 零刻度线处 ②. 44 ③.

1.1 ④. $M _ { 2 }$ ⑤.

1.05 ⑥. 无 ⑦. 取出李子后向烧杯中加凉茶使液面上升至位置 M2时已经将被带走的凉茶补齐 $\vec { \mathsf { J } }$

【解析】

【详解】（1）[1]在调节天平平衡时，应先将游码移至标尺的左端零刻度线处，这是天平使用前的必要步骤，以确保测量的准确性。然后，通过调节平衡螺母，使天平的横梁在水平位置平衡，为后续的测量做好准备。

（2）[2]根据图示的天平读数，我们可以知道右盘中的砝码总质量为

$$ 2 0 \mathrm{g} + 2 0 \mathrm{g} = 4 0 \mathrm{g} $$

标尺上游码的示数为 $4 g .$ 。因此，李子的质量m 为砝码总质量与游码示数之和，即

$$ m = 4 0 \mathrm{g} + 4 \mathrm{g} = 4 4 \mathrm{g} $$

[3]已知李子的体积 $V { = } 4 0 \mathrm { c m } ^ { 3 }$ ，根据密度公式 $\rho = \frac { m } { V }$ ，我们可以计算出李子的密度为

$$ \rho = \frac {m}{V} = \frac {4 4 \mathrm{g}}{4 0 c m ^ {3}} =

1. 1 \mathrm{g} / c m ^ {3}

$$

（3）[4][5]在测量凉茶密度 实验中，我们需要确保在取出李子后加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置 $M _ { 2 } .$ 。这样，我们就可以通过比较加入凉茶前后的质量差来计算出被李子排开的凉茶的质量，进而利用李子的体积（即被排开凉茶的体积）来求出凉茶的密度。

具体计算如下：首先，根据图示我们可以知道，加入凉茶后凉茶和烧杯的总质量为 $2 8 2 \mathrm { g }$ ，而最初凉茶和烧杯的总质量为 $2 4 0 \mathrm { g }$ 。因此，被李子排开的凉茶的质量为

$$ m _ {\text {排}} = 2 8 2 \mathrm{g} - 2 4 0 \mathrm{g} = 4 2 \mathrm{g} $$

由于李子沉底，所以李子的体积就等于被排开凉茶的体积，即

$$ V _ {\text {排}} = V _ {\text {李}} = 4 0 \mathrm{cm} ^ {3} $$

因此，凉茶的密度 $\rho \ast$ 可以通过公式 $\rho = \frac { m } { V }$ 计算得出，即

$$ \rho_ {\text {茶}} = \frac {m _ {\text {茶}}}{V _ {\text {排}}} = \frac {4 2 \mathrm{g}}{4 0 c m ^ {3}} =

1. 0 5 \mathrm{g/cm} ^ {3}

$$

[6][7]关于实验误差的分析，从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶，但这并不会影响凉茶密度的测量结果。因为我们在计算凉茶密度时，是通过比较加入凉茶前后的质量差来求出被排开凉茶的质量的，而这个质量差与是否带出少量凉茶无关。只要我们确保加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置 M₂，就可以准确地求出凉茶的密度。

五、计算题：本大题共 2小题，第 19小题7分，第 20小题 6分，共 13分。

24. 2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示。若返回舱质量为 $3 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g }$ ，在着陆过程中，从距地面 1m高处竖直向下落地，用时

0.4s。（ $g = 1 0 \mathrm { N / k g } \ \cdot$ ）

（1）求返回舱在这段时间内

①平均速度；

②重力做的功；

（2）若返回舱静止时与水平地面的接触面积为 $1 \mathrm m ^ { 2 }$ ，求它对水平地面的压强。

【答案】（1）①2.5m/s，② $3 \times 1 0 ^ { 4 } \mathrm { J }$ ；（2） $3 \mathrm { { x } 1 0 ^ { 4 } P a }$

【解析】

【详解】解（1）①这段时间内返回舱的平均速度

$$ v = \frac {h}{t} = \frac {1 \mathrm{m}}{0 . 4 \mathrm{s}} =

2. 5 \mathrm{m/s}

$$

②重力做功

$$ W = m g h = 3 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg} \times 1 0 \mathrm{N/kg} \times 1 \mathrm{m} = 3 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{J} $$

（2）静止在水平地面上的返回舱对地面的压力等于返回舱的重力mg，与水平地面接触面积为 $1 \mathrm { m } ^ { 2 }$ ，其对水平地面压强

$$ p = \frac {F}{S} = \frac {m g}{S} = \frac {3 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg} \times 1 0 \mathrm{N/kg}}{1 \mathrm{m} ^ {2}} = 3 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{Pa} $$

答：（1）返回舱在这段时间内①平均速度为2.5m/s；

②重力做的功为 $3 \times 1 0 ^ { 4 } \mathrm { J }$ ；

（2）若返回舱静止时与水平地面的接触面积为 $1 \mathrm m ^ { 2 }$ ，它对水平地面的压强为 $3 \mathrm { { x } 1 0 ^ { 4 } P a }$ 。

25. 某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能，其简化电路如图所示。发热电阻 $R = 1 1 0 \Omega$ ，紫外灯L规格为 $^ { 4 } 2 2 0 \mathrm { V } \quad 5 0 \mathrm { W } ^ { \prime \prime }$ 。闭合开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 和 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，消毒柜正常工作，求：

（1）通过R的电流；

（2）R的电功率；

（3）L工作100s消耗的电能。

【答案】（1）2A；（2）440W；（3）5000J

【解析】

【详解】解：（1）由题意可得，灯泡 L 和电阻 R 并联在电路中，消毒柜正常工作，所以电路中的电源电压为 220V，通过R的电流

$$ I = \frac {U}{R} = \frac {2 2 0 \mathrm{V}}{1 1 0 \Omega} = 2 \mathrm{A} $$

（2）R 的电功率为

$$ P = U I = 2 2 0 \mathrm{V} \times 2 \mathrm{A} = 4 4 0 \mathrm{W} $$

（3）紫外灯L两端的电压为 220V，正好处于额定电压工作状态，工作100s消耗的电能

$$ W = P t = 5 0 \mathrm{W} \times 1 0 0 \mathrm{s} = 5 0 0 0 \mathrm{J} $$

答：（1）通过R的电流为2A；

（2）R的电功率为440W；

（3）灯泡L工作100s消耗的电能 5000J。

六、综合能力题：本大题共 3小题，每小题 6分，共 18分。

26. 鞋子面料的透水汽性会影响脚的舒适感。透水汽性是指单位时间内透过单位面积的水蒸气质量。为比较两款鞋子面料的透水汽性，小明用如图所示的两个装置进行实验。在相同规格的容器中盛放等质量的水，用恒温装置维持水温不变，面料与容器口紧密贴合。容器口的面积为 $4 0 \mathrm { c m } ^ { 2 }$ ，装置甲中的水温为$3 7 ^ { \circ } \mathrm { C }$ ，实验室温度为 $2 3 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$

甲

乙
（1）实验中，装置乙中的水温应为 $^ \circ \mathrm { C } ;$

（2）分别测出两装置中容器、水和面料的总质量 $m _ { 1 }$ ；30min后，再次测出相应的总质量 $m _ { 2 }$ ，数据记录见表。分析数据可得：

①装置甲中透过面料1的水蒸气质量为 _g；
②面料 的透水汽性更大；
③两种面料的透水汽性之差为 mg $\left( \mathsf { c m } ^ { 2 } \cdot \mathsf { h } \right)$

（3）实验过程中，容器的 （选填“内”或“外”）表面会有小水珠形成；

（4）请举出1个生活中选用透水汽性大的材料而增强舒适感的实例： 2

【答案】 ①. 37 ②.

1.88 ③. 2 ④. 22 ⑤. 内 ⑥. 夏季的床单选用透水汽性大的材料而增强舒适感

【解析】

【详解】（1）[1]为比较两款鞋子面料的透水汽性，变量是面料，其它关键性的量，需要保持相同，故装置乙中的水温应与装置甲中水的温度相同，为 $3 7 ^ { \circ } \mathrm { C }$

（2）①[2]分析表格中的数据可知，装置甲中透过面料1的水蒸气质量为

$$ m _ {\text {甲}} = m _ {1} - m _ {2} = 2 2 5 \mathrm{g} - 2 2

3. 1 2 \mathrm{g} =

4. 8 8 \mathrm{g}

$$

②[3]装置乙中透过面料2的水蒸气质量为

$$ m _ {\text {乙}} = m _ {1} - m _ {2} = 2 3 5 \mathrm{g} - 2 3

2. 6 8 \mathrm{g} =

3. 3 2 \mathrm{g}

$$

相同的时间内，透过面料2的水蒸气的质量比较多，故面料2透水汽性更大。

③[4]两种面料的透过水蒸气的质量之差为

$$ \Delta m = m _ {\text {乙}} - m _ {\text {甲}} =

2. 3 2 \mathrm{g} -

3. 8 8 \mathrm{g} =

4. 4 4 \mathrm{g}

$$

两种面料的透水汽性之差为

$$ \frac {\Delta m}{S t} = \frac {0 . 4 4 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{mg}}{4 0 \mathrm{cm} ^ {2} \times \frac {3 0}{6 0} \mathrm{h}} = 2 2 \mathrm{mg} \left(\mathrm{cm} ^ {2} \cdot \mathrm{h}\right) $$

（3）[5]实验过程中，由于水蒸气集中在容器内，小水珠是水蒸气遇冷液化形成的，故在容器的内表面会有小水珠形成。

（4）[6]夏季的床单选用透水汽性大的材料而增强舒适感。

27. 我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜，潜水器内氧气浓度过低会影响内部人员 生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。某科创小组设计了氧气浓度报警装置，其简化电路（未连接完整）如图甲所示。气敏箱可等效为一个电阻，其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙所示。闭合开关，当氧气浓度$c > 0 . 2 8 \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ 时，绿灯正常发光；当 $c \leq 0 . 2 8 \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ 时，红灯正常发光。已知电源电压及两灯的额定电压均为

4.8V，电磁铁线圈的电阻忽略不计。

（1）“奋斗者”号下潜过程中，受到海水的压强变

（2）电解水制备氧气的过程中，电能主要转化为 _能；

（3）图甲中的A灯为 （选填“红”或“绿”）灯；

（4）闭合开关S，当 $c = 0 . 2 8 \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ 时，通过电磁铁线圈的电流为 _A；

（5）请根据文中信息，用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整，要求导线不能相交（ 为接线柱）。

甲

甲

【解析】

【详解】（1）[1]根据 $p = \rho g h$ 可知，“奋斗者”号下潜过程中，深度变大，受到海水的压强变大。

（2）[2]电解水制备氧气的过程中，消耗电能，产生化学能，电能主要转化为化学能。

（3）[3]如图乙所示，可知，当氧气的浓度升高时，气敏电阻的阻值变大，电磁铁线圈的电阻忽略不计，控制电路的电源电压不变，故电路中的电流变小，磁性变弱，衔铁弹上去，则A灯接通，此时绿灯发光，故A灯为绿灯。

（4）[4]分析图乙可知，气敏电阻的阻值与氧气的浓度的比值是一个定值，该定值为

$$ k = \frac {\Delta R}{\Delta c} = \frac {6 0 \Omega - 4 0 \Omega}{0 . 4 \mathrm{kg/m} ^ {3} - 0 . 2 \mathrm{kg/m} ^ {3}} = 1 0 0 \Omega / (\mathrm{kg/m} ^ {3}) $$

闭合开关 S，当 $c = 0 . 2 8 \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ 时，浓度变化为

$$ \Delta c ^ {\prime} =

0. 2 8 \mathrm{kg} / \mathrm{m} ^ {3} -

1. 2 \mathrm{kg} / \mathrm{m} ^ {3} =

2. 0 8 \mathrm{kg} / \mathrm{cm} ^ {3}

$$

则电阻的变化量为

$$ \Delta R ^ {\prime} = k \Delta c ^ {\prime} = 1 0 0 \Omega / (\mathrm{kg} / \mathrm{m} ^ {3}) \times

0. 0 8 \mathrm{kg} / \mathrm{cm} ^ {3} = 8 \Omega

$$

气敏电阻的阻值为

$$ R _ {\text {气}} ^ {\prime} = R _ {0} + \Delta R ^ {\prime} = 4 0 \Omega + 8 \Omega = 4 8 \Omega $$

已知电源电压及两灯的额定电压均为

4.8V，电磁铁线圈的电阻忽略不计，则通过电磁铁线圈的电流为

$$ I = \frac {U}{R _ {\text {气}}} = \frac {4 . 8 \mathrm{V}}{4 8 \Omega} =

0. 1 \mathrm{A}

$$

（5）[5]电磁继电器需要两个电路，一个是控制电路，一个工作电路，根据题意可知，两个电路共用一个电源，控制电路的重要组成部件为电源、电磁铁、气敏电阻，据此可以画出控制电路，工作电路需要分为两个简单电路，衔铁弹上去时，绿灯亮，衔铁吸下来时，红灯亮，故如图所示：

甲

28. 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。

甲

当飞艇低速 $\left( \nu \leq 1 2 \mathrm { m } / \mathrm { s } \right)$ 水平直线飞行时，其受到的空气阻力 $F _ { \mathbb { H } }$ 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 $m = 6 0 \mathrm { k g }$ $\rho _ { \scriptscriptstyle { \perp } \sec } = 1 . 2 \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 } , \rho _ { \scriptscriptstyle \sec } = 0 . 2 \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 } , g = 1 0 \mathrm { N } / \mathrm { k g } \ )$

（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 $W _ { 1 }$ 和 $W _ { 2 }$ ，则 $W _ { 1 } : W _ { 2 } =$ ；

（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$q _ { \dot { \ast } \dot { \ast } } = 4 . 5 \times 1 0 ^ { 7 } \mathrm { J / k g }$ ）【答案】 ①. 重力 ②. 电磁感应 ③.

5.04×10⁷ ④. 7 ⑤. 1∶4 ⑥.

16.2【解析】

【详解】（1）[1]气囊采用轻质材料制作，因为轻质材料密度小，根据 $m = \rho V$ 可知，体积一定时是为了减小飞艇的质量，从而减小重力。

（2）[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）[3]飞艇受到的浮力

$$ F _ {\text {浮}} = \rho_ {\text {空气}} g V _ {\text {排}} =

1. 2 k g / \mathrm{m} ^ {3} \times 1 0 \mathrm{N} / k g \times 4 2 0 0 \mathrm{m} ^ {3} =

2. 0 4 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{N}

$$

[4]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 _ {\text {浮}} =

5. 0 4 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{N}

$$

则飞艇的总质量

$$ m = \frac {G}{g} = \frac {5 . 0 4 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{N}}{1 0 \mathrm{N} / k g} =

5. 0 4 \times 1 0 ^ {3} k g

$$

气囊总容积 $4 2 0 0 \mathrm { m } ^ { 3 }$ ，氦气的质量是

$$ m _ {\text {氦气}} = \rho_ {\text {氦气}} V _ {\text {氦气}} =

0. 2 k g / \mathrm{m} ^ {3} \times 4 2 0 0 \mathrm{m} ^ {3} = 8 4 0 k g

$$

飞艇最多可载乘客的质量

$$ m _ {\text {人}} = m - m _ {\text {飞艇}} - m _ {\text {氦气}} =

5. 0 4 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg} - 3 7 5 0 \mathrm{kg} - 8 4 0 \mathrm{kg} = 4 5 0 \mathrm{kg}

$$

飞艇最多可载乘客的位数

$$ n = \frac {m}{m _ {\text {人}}} = \frac {4 5 0 k g}{6 0 k g} =

7. 5 \text {(位)}

$$

取整数，即飞艇最多可载7位乘客升空。

（4）[5]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 $1 . 5 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { N }$ $3 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { N }$ ，因

$$ W = F s = f v t $$

所以，推动功之比

$$ \frac {W _ {1}}{W _ {2}} = \frac {f _ {1} v _ {1} t}{f _ {2} v _ {2} t} = \frac {f _ {1}}{f _ {2}} \times \frac {v _ {1}}{v _ {2}} = \frac {1 . 5 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{N}}{3 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{N}} \times \frac {3 \mathrm{m/s}}{6 \mathrm{m/s}} = \frac {1}{4} $$

故 ${ \cal W } _ { 1 } : { \cal W } _ { 2 } = 1 : 4$ 0

（5）[6]燃油完全燃烧释放的热量

$$ Q _ {\text {放}} = m _ {\text {油}} q _ {\text {油}} = 1 0 k g \times

4. 5 \times 1 0 ^ {7} \mathrm{J/kg} =

5. 5 \times 1 0 ^ {8} \mathrm{J}

$$

由 $\eta = \frac { W } { \mathcal { Q } _ { ☉ } }$ 可得，发动机做的功

$$ W = \eta Q _ {\text {放}} = 36% \times

4.5 \times 10^{8} \mathrm{J} =

1.62 \times 10^{8} \mathrm{J}

$$

由图乙可知，f=500v。由

$$ W = W _ {\text {推}} + W _ {\text {辅}} $$

可得

$$

1. 6 2 \times 1 0 ^ {8} \mathrm{J} = 5 0 0 \nu s + 5 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{W} \times t $$

由 $t = \frac { s } { \nu }$ 可得

$$ s = \frac {1 . 6 2 \times 1 0 ^ {8} \mathrm{J}}{5 0 0 v + 5 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{W} \times \frac {1}{v}} ① $$

当

$$ 5 0 0 \nu = 5 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{W} \times \frac {1}{\nu} $$

时， $\nu { = } 1 0 \mathrm { m / s }$ 。此时①式中的分母有最小值，s有最大值，最大值为

$$ s = \frac {1 . 6 2 \times 1 0 ^ {8}}{5 0 0 \times 1 0 + 5 \times 1 0 ^ {4} \times \frac {1}{1 0}} \mathrm{m} =

1. 6 2 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{m} = 1

2. 2 \mathrm{km}

$$