1 . 20世纪初，科学家发现汞在温度降低至-269℃时，电阻值就变成了零，这种现象叫“超导现象”，具有这种特性的物质叫“超导体”。
低温为什么能发生超导呢?基于初中知识，我们建立一个简易模型进行理解，将导体的原子核与核外受到约束的电子（能量较低而不能自由运动〉组成“原子实”，可类比成小球。原子实做着热运动，穿行其间的自由电子会与它发生碰撞，表现为导体对自由电子传导的阻碍，即电阻。导体温度降至极低时，它们的热运动都趋于消失，通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体，宏观上就发生了低温超导现象。
高压也能让材料发生超导。理论上，某种导体在相当于260万倍标准大气压的高压环境下，15℃的“高温”（相对极低温）也能发生超导现象。在这样极高的压力下，原子实排列成紧密的堆垛形式，如图所示，原子实仅能在很小的范围内做热运动，几乎没有空间表现热运动，就像热运动消失了一般。此时原子实堆垛间的间隙就成为了稳定的自由电子通道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍地定向移动，宏观上就显示出超导现象。

常见输电过程中，约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料，就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。2021年12月，世界首条35千伏公里级液氮超导输电线工程在上海投运，实现了我国在“高温”超导输电领域的领先。
（1）实现超导现象的方式有低温和______________。
（2）极低温度下，原子实与自由电子的__________都趋于消失，通电时自由电子在导体中通行无阻，发生低温超导现象。
（3）超高的压力限制了__________的热运动，通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻碍为零，发生高压超导现象。
（4）超导技术的一大应用前景是制作输电线缆，这样可以减少电能由于_________引发的电能损耗。

2 . 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）。

3 . 阅读短文，回答问题。
2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。
该项目工作原理如下图所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。

该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约，减少二氧化碳排放约。可连续放电6小时，使用期长达40年。
（1）该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为___________能，再通过空气压缩机转化为___________能；
（2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处___________热；
（3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放___________J的能量；（标准煤热值为）
（4）该项目的能量转换效率为___________%。该项目每年发电6亿度，则消耗___________亿度用电低谷时段电网的多余电能；（计算结果保留1位小数）
（5）从工程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议：___________。

4 . 阅读下文，回答下列问题：

探索月球背面的秘密

2024年5月3日，嫦娥六号月球探测器英勇出征，开启世界首次月球背面采样之旅，将人类探月推向前所未有的高度。
为了让嫦娥六号落地准、抓好“土”，科学家研制出冲击电机、加载电机和整形电机，在电机体重变轻的同时，大幅增加力矩，助力推动钻头前进，为“挖土”提供动力。月球背面的环境条件十分恶劣，温差大、辐射强等因素给任务执行带来极大的困难。支撑探测器工作的主要能源来自太阳能，因此太阳电池阵的稳定性能至关重要。
由于月球始终有一面背对地球，当月球探测器降落在月球背面后，因为它的信号沿直线传播，不能拐弯，只能向着远离地球的方向传输，所以无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，地面指挥和实时通信面临巨大困难。2024年3月20日发射的鹊桥二号中继星为解决这一难题提供了“信息桥梁”。鹊桥二号携带了一个口径4.2米的天线——星载大型可展开天线。这个天线像一把大伞，发射时收起，入轨后展开。伞面十分精巧，是用直径不到发丝四分之一的钼丝织就而成。镀了金的钼丝使“大伞”看上去金光灿灿的，这样做能增强天线的通信性能，降低能耗。延长卫星的使用寿命。它一边接收、传输来自地球的信号，一边接收、传输来自月球背面的信号。为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。

（1）如图，搭载鹊桥二号中继星的长征八号运载火箭发射升空过程中，火箭获得的动力来自于(      )（选填“A”或“B”）

A．向下喷出的高温高压燃气       B．火箭下方的空气
（2）嫦娥六号探测器在“挖土”中主要涉及到的能量转化是太阳能→化学能→______→______
（3）鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到了什么作用？____

5 . 生活中，电梯超载时，自动报警系统的电铃响起，电梯无法起降，报警系统的工作原理如图甲所示，控制电路电源电压U=6V，电磁铁线圈电阻R₀=150Ω。电阻箱R₁的电阻设定为250Ω，R₂为压敏电阻，其阻值与压力的大小关系如图乙所示。当线圈中的电流大于或等于10mA时，衔铁被吸合，受控制电路中电动机断电，报警电铃响，实现超载停机并发出提醒。
（1）电梯的自动报警电铃应接在_______（选填“C、D”或“E、F”）之间。电磁铁通电时，上端为__________极；
（2）空载时电梯底座对R₂的压力等于电梯厢的重力为4000N，闭合开关S₁，求空载时控制电路中的电流大小_____；
（3）求该电梯限载人数_________；（设每人质量为70kg。g取10N/kg）
（4）若要求电梯限载人数减小，请对控制电路提出两种改进措施_________。

6 . 阅读短文，回答问题。

铜壶滴漏

铜壶滴漏是我国古代的一种计时工具，据专家推测，张衡时代制造的多级铜壶滴漏在24h内产生的误差不大于40s。
如图甲所示，早期的铜壶滴漏由一只播水壶和一只受水壶组成，受水壶上固定一把铜尺，铜尺上刻有十二时辰，受水壶里放置一个浮舟，浮舟上装一支浮箭。当水从播水壶滴入受水壶后，受水壶中的水位升高，浮箭被慢慢托起，古人根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。
由于播水壶水位下降会导致滴水速度发生变化，后人对铜壶滴漏进行了改良，将播水壶由原先的一只增加到三只（如图乙所示），分别称为日壶、月壶和星壶，自上而下依次放置在阶梯式座架上。使用时，定时给日壶补水，确保星壶始终处于满水状态，一昼夜恰好能将受水壶滴满。
据了解，铜壶滴漏中的每个壶都有盖，下面三个壶盖中还有圈孔承接上壶嘴滴漏的每一滴水。

（1）铜壶滴漏工作时，中午与傍晚浮舟受到的浮力大小__________；
（2）铜壶滴漏每个壶都加盖的用途是防止壶中的水因__________而减少；
（3）以下为早期铜壶滴漏的铜尺标度，关于“子”“丑”“寅”三个时辰刻度的大概位置正确的是图__________；
A．B．C．D．
（4）据查，现在广州博物馆保存的铜壶滴漏受水壶容积为49L，如果从星壶底部流出的1滴水体积约为1.1×10^﹣7m³，则从星壶底部每秒钟大约流出__________滴水（保留整数）；
（5）为确保星壶始终处于满水状态，在铜壶滴漏设计和使用时应该注意哪些问题__________？写出一条即可。

7 . 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，R₀为10Ω的定值电阻， R₁为压力传感器，无风时R₁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R₁，R₁的阻值随压力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；
①R₁=___________Ω，所测的风速v=___________m/s；
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）。

8 . 阅读短文，回答文后问题。

木梁承重

中国古建筑历史悠久、体系完整，主要的建筑材料是木材，建造时使用竖立的木柱和横架在柱上的木梁构成房屋的框架，以支撑屋顶的重量。这样的建筑模式要求木梁有较大的承重能力，否则木梁可能会过度弯曲甚至断裂。起初人们认为原始形状的原木更坚固，后来发现并非如此。宋代的建造规范《营造法式》中，对木梁的要求是“凡梁之大小，各随其广分为三分，以二分为厚”，即矩形木梁横截面的高宽比为3∶2，这个规范非常接近现代建筑学的要求。
用如图甲所示的方式可以测试木材的承重能力，在一定限度内木材的形变是弹性形变。木材发生形变时，中间位置的形变量最大，一般用中间位置的形变量x来表示整段木材的形变量。木材的形变系数为E，其计算式为，其中l为木材的长度，h和b分别为木材横截面的高和宽，F为施加在木材上的压力。现代建筑设计要求木梁的形变量不大于木梁长度的，以保障房屋的安全。

   

（1）三根用同种木材制成的木梁，长度、横截面积大小均相同，按如图乙所示的三种方式使用，其中承重能力最强的是______；
（2）为提高木梁的承重能力，可以在木梁上粘贴一层抗拉伸的材料，效果最好的粘贴位置是(        )；
A.木梁的顶面                  B.木梁的底面
C.木梁的侧面                  D.效果都一样
（3）在木材承重能力测试中，得到压力F和形变量x关系图像，如图丙所示的a、b、c三条图线中，正确的是______；
（4）一根木梁长为4m，横截面高为0.1m，宽为0.06m，所用木材的形变系数为1×10¹⁰N/m²，则该木梁的最大承重为_____N。

9 . 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，用两片塑料板让水建成了“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”）。

10 . 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