1 . 请阅读《云中探秘问苍穹》并回答题。

云中探秘问苍穹

苍茫云海、万里层云中蕴藏着丰富的水资源，水的降落滋润着地球万物。降水量的多少和降水在时间与空间的分布极大地影响着人们的生活。在一定时段内，从云中降落到地面上的液态或固态降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，称为该地该时段内的降水量，单位为毫米（mm）。
如何预测某个区域的降水量呢？如果能获得该区域正上方云层所含降水粒子（云中的小水滴或小冰晶）所能形成的水的总体积，再结合其他信息估测能够降落到地面的降水粒子占总降水粒子的比例，利用体积和该区域面积之间的关系，就可以得到降水量了。
精准预报降水是一个世界难题，我国在轨气象卫星家族中的新成员——风云三号G星（如图所示）的出现，向解决这一难题迈出了一大步。风云三号G星搭载了我国首套“空中雨量计”——星载KU、KA双频主动降水测量雷达，通过向大气发射无线电磁波信号，接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号，获取竖直方向不同高度层的降水结构信息；同时，利用雷达跨轨方向的扫描，实现对水平方向的降水探测。这就如同对大气降水进行“CT”扫描，最终使风云三号G星自上而下地获取云层的三维结构信息，如云层厚度、云层中不同位置降水粒子的数密度（即单位体积内降水粒子的数量）以及各种降水粒子的直径大小等。

   

风云三号G星云中探秘、叩问苍穹，助力我国在探索浩瀚宇宙的征程上，跑出加速度。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）风云三号G星搭载了我国首套________，即星载KU、KA双频主动降水测量雷达。
（2）降水粒子的数密度越大，则1m³内降水粒子的________越大。
A．质量　　B．体积　　C．数量
（3）假设探测到某云层的平均厚度为1000m，内部的降水粒子（可视为小水滴）分布均匀，数密度为6.25×10⁹个/m³，每个降水粒子的体积均为4×10^-15m³。若在12小时内，该云层中有80%的降水粒子以雨滴形式竖直降落到地面上。该云层对应区域的平均降水量为____mm。根据我国气象部门规定的各类雨的降水量标准（见表），可知此次降雨的种类为____。
表各类雨的降水量标准

种类	12小时降水量（mm）
小雨	小于5.0
中雨	5.0~14.9
大雨	15.0~29.9
暴雨	30.0~69.9
大暴雨	70.0~139.9
特大暴雨	140.0以上

3 . 请根据上述材料，回答下列问题：

物体电阻与温度的关系

当温度不断升高，物体的电阻是否会不断变大，最终变成无限大呢？其实，不同材料的物体情况各有不同。

金属导体，如铁、铜等，其电阻率（电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量）随温度的升高而变大。这是因为温度升高，金属材料中自由电子运动的阻力会增大，电阻就会不断变大。到了一定温度，物态开始发生变化，例如：从固体变成液体，再从液体变成气体。在物态变化时，由于原子的排列变得更为混乱、分散，电阻率还会出现跳跃式的上升。

半导体，由于其特殊的晶体结构，所以具有特殊的性质。如硅、锗等元素，它们原子核的最外层有4个电子，既不容易挣脱束缚，也没有被原子核紧紧束缚，所以半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。但温度升高，半导体原子最外层的电子获得能量，挣脱原子核的束缚成为自由电子，可供其他电子移动的空穴增多，所以导电性能增加，电阻率下降。掺有杂质的半导体变化较为复杂，当温度从绝对零度上升，半导体的电阻率先是减小，到了绝大部分的带电粒子离开他们的载体后，电阻率会因带电粒子的活动力下降而稍微上升。当温度升得更高，半导体会产生新的载体（和未掺杂质的半导体一样），于是电阻率会再度下降。

绝缘体和电解质，它们的电阻率与温度的关系一般不成比例。

还有一些物体，如锰铜合金和镍铬合金，其电阻率随温度变化极小，可以利用它们的这种性质来制作标准电阻。

当温度极高时，物质就会进入新的状态，成为等离子体。此时，原子被电离，电子溢出，原子核组合成离子团，因此即使原本物质是绝缘体，成为等离子体后也可导电。

如果温度更高会是什么情况？据报道，美国能源部布鲁克海文国家实验室下属的研究小组，利用相对论重离子对撞机成功地制造出有史以来最高温度，该极端状态产生的物质成为新的夸克胶子混合态，其温度约为四万亿摄氏度，是太阳核心温度的25万倍。这种物质存在的时间极短（大约只有），所以它的电性质尚不明确。

总之，物体电阻与温度之间的关系非常复杂，温度升高到一定程度时，物体的电阻并不一定会变得无限大，使得电流完全无法通过。

请根据上述材料，回答下列问题：
（1）绝缘体成为等离子体后__________导电；（选填“能够”或“不能”）
（2）本文的第二自然段，研究的科学问题的自变量是温度，因变量是__________；
（3）一般情况下，随着温度的升高，下列说法正确的是__________。
A．金属导体的导电性会增强
B．半导体材料的电阻率可能会减小
C．用镍铬合金制成的滑动变阻器的最大阻值变小

4 . 请阅读《热敏电阻》并回答题。

热敏电阻

导体的导电能力，除了与导体的材料、长度和横截面积有关之外，还与导体的温度等因素有关。传统金属材料的导电能力通常随温度的升高而减弱，而有些半导体材料在温度升高时导电能力会增强，有些半导体材料在温度升高时导电能力也会减弱。可以利用这样的半导体材料制作热敏电阻，从而将温度这一热学量转换为电阻这一电学量。热敏电阻包含两类：负温度系数热敏电阻（NTC）和正温度系数热敏电阻（PTC）。NTC热敏电阻大多是以锰、钴、镍和铜等金属的氧化物为主要成分经过煅烧而制成的半导体元件，具有寿命长、灵敏度高等特性，NTC热敏电阻在温度越高时电阻值越小。PTC热敏电阻是一种以钛酸钡为主要成分的高技术半导体功能陶瓷元件，它的电阻值能够在很小的温度范围内急剧增大，如图所示。虽然这一变化不是线性的，但是这些材料对于制造“过电流保护装置”来说非常有用。当电路正常工作时，PTC热敏电阻的温度与室温相近，电阻很小，而当电路因故障出现电流过大时，PTC热敏电阻迅速发热导致温度升高，当温度超过某一临界温度时，PTC热敏电阻阻值会瞬间急剧增大，于是电路中的电流迅速减小到安全值，达到保护电路的目的，同时因为电流减小，热敏电阻单位时间内产生的热量也随之减少，温度会迅速降下来。

根据以上材料，回答下列问题：
（1）利用半导体材料制作热敏电阻，可以将温度这一热学量转换为_____这一电学量，实现物理量的转换测量；
（2）对于一个NTC热敏电阻，当该热敏电阻的温度降低时，其电阻值将__________；
（3）图中分别画出了NTC热敏电阻和由传统金属材料制成的电阻阻值与温度的关系，其中图线_______（选填“1”或“2”）所代表的电阻是由传统金属材料制成的；

（4）根据PTC热敏电阻的特性，请设计一种PTC热敏电阻在生活或生产中可能的应用________。

5 . 阅读材料，回答问题。

电动机的能量电动机利用通电线圈在磁场里转动的原理，把电能转化为机械能。若电动机输入端的电压为U，且电动机不加任何负载，那么在电动机接通瞬间，线圈没有转动，因而此时电流可以计算为：，这个是欧姆定律得出的结论。但当电动机的线圈在磁场里转动时，线圈导线切割磁感线，所以在线圈中必然要产生感应电压，我们把它称作感应电动势E，因其方向跟外加电压的方向相反，通常把这个感应电动势称作反电动势。记做。线圈的两条侧边都会切割磁感线，同时产生感应电动势，如图所示，其大小分别为和，反电动势，这样加在线圈上的实际电压不再是U了，而变成了。

从能量上看，由于存在着反电动势，有一部分电能转化为机械能，电功并不等于电热，此时电路供给电动机的功率（输入功率）UI，转化为机械能的功率（输出功率）E_反I，以及线圈上的热功率I²R两部分。

（1）如果用E_反表示反电动势，U表示外加电压，R表示线圈电阻，那么电动机工作时通过线圈的电流强度等于___________ （用字母表示）；
（2）若一台额定电压为3V的小直流电动机正常工作时，正常转动时反电动势为2.4V，线圈的电阻为2Ω，该电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为___________ %。

6 . 阅读《“奋斗者”号》并回答题。

“奋斗者”号

深遂的海底世界充满了神秘与未知，驱动着人类孜孜不倦地探索。2012年6月24日，“蛟龙”号载人深潜器下潜7020米新纪录诞生。在此后的八年时间中，我国科研团队攻坚克难，不断探索，终于在2020年11月10日，“奋斗者”号载人深潜器（如图所示）成功下潜10909m，刷新了我国载人深潜的新纪录。

      

“奋斗者”号的载人舱设计为球形，如图所示。球形结构可以将深海的压力向四周分散开来，从而可以承受更大的压力。“奋斗者”号最引人注目的是中国科学院金属研究所钛合金团队采用自主发明的Ti62A钛合金新材料，为“奋斗者”号建造了世界最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳，它比“蛟龙”号更抗压，实现了下潜更大的深度。载人舱的研制极大推动了我国材料力学和结构力学的发展。“奋斗者”号还采用了新型固体浮力材料保障潜水器安全返回水面。浮力材料要求密度小，还要抗很大的水压。“奋斗者”号使用的固体浮力材料的关键部分是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠，这个玻璃微珠中间是空心的，密度只有水的30%。固体浮力材料的研制突破了我国浮力材料研究的关键技术。
某次执行任务时，在“奋斗者”号的外部挂好2t的压载铁，注水下潜，当下潜至预定深度时，“奋斗者”号通过适时抛掉0.8t的压载铁实现悬停。当完成工作后，潜航员再抛掉剩余的压载铁，实现上浮。可见，无论是下潜、悬停、还是上浮，压载铁的作用都是巨大的。
目前，中国成为世界上万米下潜次数和人数最多的国家。“奋斗者”号为我国探索海洋科学奥秘，保护和合理利用海洋资源提供了强大支撑。让我们保持奋斗的状态，继续向深海进发！
（已知铁的密度，海水的密度，。）
请根据上述材料回答下列问题：
（1）“奋斗者”号的载人舱设计为球形结构，其目的是___________；
（2）“奋斗者”号采用密度较小的钛合金新材料和新型固体浮力材料，其目的是___________；
A．增大浮力       B．减小重力       C．更加抗压
（3）请你利用公式分析说明“奋斗者”号在执行该次任务时，实现上浮的原因_______。

7 . 阅读材料，回答问题。

输液中的物理知识

密封的瓶式输液装置如图1所示。首先将药液瓶A倒挂在输液架上，然后将进气管B插入瓶塞，与药液连通。输液过程中，药液通过输液管C从瓶中流出，会使得瓶内液面降低，于是气体从进气管B进入瓶内，从而维持瓶内的气压稳定。进气管的这种气压调节作用，使药液能够稳定的从输液管C流出。
输液管C下方的装置D有什么作用呢？输液过程中，瓶内液面会持续降低，以及病人身体的一些突发情况，都会影响药液进入血管的速度。为此，在输液管C的下方会设置一个滴壶装置D。该装置能够帮助医生直观观察药液滴入的快慢，从而帮助医生通过输液管上的控制器等调整输液的速度。此外，应对紧急情况时，也可以将新的药液直接注入滴壶装置D，从而对病情起到迅速的缓解作用。
封闭瓶式输液，由于药液通过进气管B与大气直接接触，容易产生污染，有一定的机率导致医疗事故，因此目前医院大多采用塑料袋式包装输液装置，由于塑料袋可以变形，袋内气压始终与环境气压相同，就不需要再使用进气管了。
人体内血液的流动是连续的，如图2所示为大动脉、小动脉、毛细血管、静脉的血管总截面积和血液流速的关系图，毛细血管总截面积最大，流速最慢。由于静脉总截面积比毛细血管小，因此血液流速度较大，而且静脉血直接流回心脏，因此选择静脉输液，药液可以及时随血液流走，输液速度可以较快。此外，由于血液具有粘滞性，以及综合血液流速的关系，整个循环过程中，从大动脉、小动脉、毛细血管、静脉，血压是逐渐降低的，静脉血压小，有利于药液顺利流入血管，有利于针眼的愈合，这些也是我们选择静脉输液的原因。
输液时，假设药液密度为ρ，药瓶的位置比人体输液扎针位置高h，那么扎针位置药液的液体压强为，该压强值需要高于静脉血压，才能使药液顺利进入静脉血管。若药瓶的位置过低，可能会使得扎针位置药液的压强低于静脉血压，导致出现血液倒流入输液瓶的现象。

请根据上述材料，回答下列问题：
（1）某次输液的时候，药瓶的位置比人体输液扎针位置高约1m，药液的密度为，那么扎针位置药液的液体压强比大气压强高约___________Pa；（）
（2）静脉血压比毛细血管血压小的原因，与下列哪一个物理现象的原理相同___________；
A. 图钉的尖做得很尖锐
B. 活塞式抽水机将水抽向高处
C. 向两张纸中间吹气纸会向中间聚拢
（3）输液的时候，一瓶药液的规格有限，如图3所示是两瓶相同的药液连续输液的情形，请根据你所学的知识判断，输液过程中，甲、乙药瓶中___________的药液液面会先降低较多？简述你判断的理由：___________。

10 . 阅读短文并回答各小题。

负离子空气净化器

负离子空气净化器是一种利用自身产生的负离子对空气进行净化、除尘、除味、灭菌的环境优化电器，其与传统的空气净化机的不同之处是以负离子作为作用因子，主动出击捕捉空气中的有害物质。
传统的空气净化机是风机抽风，利用滤网过滤粉尘来净化空气，称为被动吸附过滤式的净化原理，而负离子空气净化器则无需耗材。同时，小粒径负离子，易于透过人体血脑屏障，进入人体发挥其生物效应。
当我们在空调房内头昏脑涨的时候，来到森林或海边立感神清气爽，这就是自然界看不到摸不着无色无味的负氧离子的作用。医学研究明：对人体有医疗保健作用的是小粒径负离子。因为只有小粒径的负离子才易于透过人体的血脑障
清华大学林金明教授所著的《环境健康与负氧离子》一书中到：空气的正、负离子，按其迁移率大小可分为大、中、小离子。对人体有益的是小离子，也称为轻离子（V/m）电场作用下的移动速度称之为离子迁移率，它是分辨被测离子直径大小的一个重要参数。空气离子直径越小，离子迁移率大于0.4cm²/（Vs）为小离子，小于0.4cm²/（Vs）为大离子，那么负离子空气净化器是如何净化空气的呢？空气中烟尘、粉尘、飘尘等带正电荷的颗粒物很容易吸附空气中的负离子，净化了空气，尤其是对粒径小至0.01um的微粒和难以去除的飘尘，对过敏性花粉热、支气管哮喘、上呼吸道黏膜炎等均能起到缓解或治疗作用。
自然界中大气受紫外线、宇宙射线、放射物质、雷雨、风暴、土壤和空气放射线等因素的影响发生电离而被释放出的电子（e^﹣），经过地球吸收后再释放出来，很快又和空气中的中性分子结合，如图所示的人工负离子发生器是采用现代电子科技，通过脉冲、振荡电器将低电压升至直流负高压，利用尖端直流高压产生高电晕^﹣），而电子并无法长久存在于空气中，立刻会被空气中的氧分子（O₂）捕捉，形成负离子。

如何才能选到一台适合的负离子空气净化器呢？首先要关注迁移距离，活性高、迁移距离远的小粒径负离子净化范围更加全面，效果更佳。同时要关注负离子发生器在生成负离子的时候有没有有害衍生物的产生，例如臭氧超标的环境会对人体健康有危害。
（1）空气中烟尘、粉尘、飘尘等带___电荷的颗粒物很容易吸附空气中的负离子，其原理是___；
（2）离子直径很难被直接测量，因此人们通常通过测定离子在单位强度（V/m）电场作用下的移动速度（离子迁移率），和下面研究方法相同的是___；
A.在探究动能大小与速度的关系时，控制从斜面上滚下的小球的质量相同
B.在测量未知液体密度时，改变液体质量，多次测量取平均值后再进行记录
C.在探究影响动能大小的因素时，通过小球推动物块距离的远近来反映动能的多少
D.在探究物质的比热容实验中，通过加热时间的长短来表明吸收热量的多少
（3）空气中的中性分子捕获电子e^﹣，形成负离子的过程与以下哪几个选项的电荷转移过程相同___
A.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒
B.与硬橡胶棒摩擦过的毛皮
C.用丝绸摩擦过的玻璃棒
D.与玻璃棒摩擦过的丝绸