1 . 速度滑冰是一种冰上滑行竞速项目，运动员滑跑时呈蹲屈姿势，借助窄而长的冰刀，通过两腿轮流蹬冰、收腿、下刀、滑进及与全身协调配合而形成的周期性动作来获得滑行的最快速度。冰刀设计得很薄，首先是为了蹬冰启动、加速时获得抓地力。毕竟刀刃是嵌入冰里的，蹬冰时可以提供一个垂直于冰刀的作用力。除此之外，还有一个重要的原因是：增大对冰面的压强从而降低冰的熔点，使接触面的冰熔化成水膜从而起到润滑作用。对于冰这种晶体来讲，熔化时体积是变小的，在压强比较大的时候，更倾向变为体积更小的液态，即其熔点会降低。这一点，可以从水的三相图中得到答案，如图乙所示。
运动员的衣服也蕴含高科技，通过实验发现，并不是越光滑的表面风阻就越小，恰恰是一种有肌理的凹坑结构面料，产生的阻力是最小的。在身体不同部位，凹坑结构的形状、大小、深度都是不同的。新款短道速滑服最大减阻率超过10%。
高尔夫球的表面布满凹坑与运动员的衣服的表面有类似的原理，球在空气中高速运动时的情况如图丙，球前端与空气剧烈冲撞，产生巨大气压，而球后方的空气被排挤开，后方气压减小，于是产生方向向后的压力差，这种压力差就是压差阻力，高尔夫球表面凹坑的作用就是将表层空气紧紧贴合在球面，使得空气与球的分离点更靠后，从而减小压差阻力。

（1）冰刀是通过______的方式，增大了对冰面的压强，从而降低了冰的熔点，使冰熔化，从而起到润滑作用，以达到______（填“增大”或“减小”）摩擦力的目的；
（2）其它条件相同时，图丙中______球（选填“A”或“B”）是布满凹坑的高尔夫球，比光滑的高尔夫球飞得更______（选填“近”或“远”）；
（3）如图丁是高尔夫球在空中的运动轨迹（不考虑空气阻力的影响），高尔夫球最终会掉下来，是因为受到______的作用。如果高尔夫球运动到最高点Q时，所受的外力全部消失，高尔夫球将______（选填“静止不动”、“沿a方向运动”、“沿b方向运动”或“沿c方向运动”）。如果改成竖直上抛高尔夫球，球到达最高点时______（选填“是”或“不是”）平衡状态。

2 . 2023年12月26日11时26分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭与远征一号上面级，成功发射第五十七颗、五十八颗北斗导航卫星。该组卫星属中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号全球卫星导航系统建成开通后发射的首组MEO卫星，入轨并完成在轨测试后，将接入北斗卫星导航系统。卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。卫星在工作轨道运行时，离地球最近的点叫近地点最远的一点叫远地点，卫星在大气层外运行，不受空气阻力。

（1）如图甲是火箭发射升空时的情景。火箭升空时喷气发动机喷出气体，根据物体间力的作用是______，使火箭获得上升的推力，该力的施力物体是______（填“空气”或“喷出的气体”）；
（2）假如在喷气升空过程中，作用在火箭上的重力消失，火箭将______（填“加速下落”或“匀速上升”、“加速上升”、“立即静止”）；
（3）当发射到预定轨道后，卫星脱离火箭，由于具有______能够继续飞行；
（4）如图卫星沿椭圆形轨道运行时，卫星受______（选填“平衡力”或“非平衡力”）；
（5）在太空中能进行的实验是________。
A．用握力棒锻炼臂力
B．用天平测质量
C．用重锤线校正物体是否竖直放置
D．测杯子对水平桌面的压力

3 . 阅读下面短文，回答问题：
据报道：顺德每天产生的污水量接近90万吨，污水处理厂会产生大量的沼气。沼气的主要成分甲烷（CH₄）是一种无色无味的气体燃料。甲烷气体浓度（甲烷气体在空气中的体积分数）在5%～15%范围内，遇到明火会发生爆炸。污水处理厂沼气报警系统的重要组成部分：气体传感器，它使用的材料是二氧化锡。二氧化锡制成的电阻阻值随空气中甲烷气体浓度的增大而减小，使用简单电路即可将电阻的变化转换为甲烷气体浓度相对应的电信号。某只二氧化锡电阻R_x的相关信息如表所示

甲烷气体浓度（%）	0	20	40	60	80	100
Rx（Ω）	25	20	15	10	7	5

（1）甲烷气体燃烧是_______能转化为_____能；
（2）林山同学利用如图所示电路图制作成甲烷气体浓度检测仪（电压为6V的电源、R₀是阻值为15Ω的定值电阻，R_x是二氧化锡电阻），电流表选择______（选填“0～0.6A”或“0～3A”）的量程。当甲烷气体浓度增大时，电流表的示数将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）如果某污水处理厂利用该甲烷气体浓度检测仪检测甲烷气体的浓度，当电流表的示数为0.2A时，此时甲烷气体浓度大约是_______，一旦遇到明火，_______（选填“会”或“不会”）发生爆炸。

4 . 阅读短文，回答问题；

压敏电阻

压敏电阻是用半导体材料制成的电阻，其阻值随压力的变化而变化；阻值随压力增大而变小的，称为负压力系数压敏电阻；阻值随压力增大而变大的，称为正压力系数压敏电阻；
小明同学利用压敏电阻设计了一套测量体重的装置，其工作原理如图甲所示，电源电压恒为，定值电阻的阻值为；装置中用到的压敏电阻R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示；

（1）压敏电阻R是_____________（选填“正”或“负”）压力系数电阻；当压敏电阻所受的压力为零时，压敏电阻的阻值为_____________；当压敏电阻所受的压力变大时，电流表的示数将_____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）当体重为的人站在该装置压敏电阻上时，电流表的示数为_____________A，此时定值电阻消耗的电功率为_____________W；
（3）若电源使用一段时间后电压下降，如果对装置不做任何调整，利用电流表测量出的压力值将_____________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

5 . 阅读下列短文，回答问题：

热敏电阻温度计

热敏电阻是用半导体材料制成的电阻，其阻值随温度的变化而变化，如图甲所示为一种铜热电阻温度传感器Cu50的实物图。阻值随温度升高而变小的，称为负温度系数热敏电阻；阻值随温度升高而变大的，称为正温度系数热敏电阻。利用热敏电阻的特性做成的温度计，叫做热敏电阻温度计。
如图乙所示为铜热电阻温度传感器Cu50的阻值随温度t变化的图像。某实验小组利用这种传感器制作一个温度计，他们准备的实验器材如下：电源（电压为1.5V）、灵敏电流表（量程为0~25mA）、滑动变阻器R₁、开关、导线若干。

（1）铜热电阻温度传感器Cu50是__________（选填“正”或“负”）温度系数热敏电阻；
（2）若将电源、开关、电流表、铜热电阻温度传感器Cu50直接串接成一个电路作为测温装置，则该电路能测的最低温度为__________℃；
（3）该实验小组为了使温度从0℃开始测量，又设计了如图丙所示的电路图，其中R为铜热电阻，R₁为滑动变阻器，并进行了如下操作：
a. 将传感器探头放入冰水混合物中（标准大气压下），足够长时间后闭合开关，调节滑动变阻器R₁，使电流表指针指在满刻度，此时R₁=__________Ω；
b. 保持滑动变阻器的阻值不变，把传感器探头放入温水中，过一段时间后闭合开关，发现灵敏电流表的读数为20mA，则温水的温度为__________；
c. 请写出此次实验过程中电流表的电流值I与温度t的关系式：__________。

6 . 阅读短文，回答问题。

光电效应

光电效应分为外光电效应和内光电效应，外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象；内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。光电效应广泛存在于光敏电阻、太阳能电池等上。
某光敏电阻因光电效应使其阻值R与所受光照的强弱E（即物理学上的物理量“光强”，国际单位为坎德拉（cd））之间的关系如表格数据所示。小明利用它设计了一个简易烟雾报警控制器，工作电路如题图所示，为定值电阻，激光发生器发出的激光强度恒定不变，当烟雾浓度增大时，光敏电阻R上的光照强度减小；当光强降为7.5cd时，R两端的电压刚好升至4V，此时，报警控制器所控制的报警器（图中没有画出）报警。已知电路中电源电压恒为6V。

光强/cd	5	7.5	10	12.5	15	20	30
R的阻值/	60	40	30	24	20	15	10

   

（1）外光电效应会从物质中激发出带______（选填“正”或“负”）电的粒子。
（2）太阳能电池是依据______（选填“内”或“外”）光电效应工作的。
（3）S闭合后，当有烟雾遮挡射向R的激光时，电压表V的示数将变______；
（4）当R两端的电压为2V时，光照强度为______cd；
（5）为了更保险，使当光强为10cd时即触发报警器，则应更换为______。

7 . 阅读材料，回答问题

风力发电

风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如题图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在的范围内5m/s≤v≤10m/s，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）

（1）完成下列风力发电的主要能量转化流程图：①___________，②___________ ；

   

（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会___________（选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于___________kg的煤完全燃烧放出的热量；（q_煤=3.0×10⁷J/kg）
（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，若发电机输出电能1kWh，叶片需要转动___________圈；
（5）若14∶00~15∶00和15∶00~16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3，则14∶00~20∶00的时间段内风力发电机组的输出电能为___________kW·h。

8 . 阅读下列短文，回答问题。
“天宫号”空间站中国空间站又称“天宫号”空间站，是继国际空间站之后的又一个空间实验室系统，分为天和号核心舱、问天号实验舱及梦天号实验舱三段空间舱，整体呈T字构型，提供三个对接口，支持载人飞船、货运飞船及其他来访航天器的对接和停靠。天和核心舱居中，既是空间站的管理和控制中心，也是航天员生活的主要场所。中国空间站轨道高度为千米，绕地的飞行速度大约，每96分钟可绕地球转一圈，“天宫空间站”使用的是目前世界上最先进的柔性砷化钾太阳能电池翼，它不仅薄如蝉翼，还不受太空恶劣环境影响，光电转化率超过，空间站的供电能力达到100kW以上。
2021年4月29日，搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭，在我国文昌航天发射场点火升空，2022年7月24日，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，并于7月25日与天和核心舱成功对接。10月，中国空间站第2个实验舱段一一梦天实验舱发射，11月1号对接成功，至此空间站“T”字基本构型在轨组装完成。
2022年12月2日晚，神舟十四号、神舟十五号航天员乘组进行在轨交接仪式，两个乘组移交了中国空间站的钥匙，6名航天员分别在确认书上签字，中国空间站正式开启长期有人驻留模式。

   

（1）“天宫空间站”从远地点运行到近地点的过程中，重力势能___________ ，动能___________ （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）北京飞控中心与“天宫空间站”之间通过___________ 传递音像信息和各种飞控指令；
（3）太阳能属于___________ （选填“可再生”或“不可再生”）能源，太阳能来自于太阳内的___________ （选填“核裂变”或“核聚变”）；
（4）空间站“T”字基本构型组装完成后，天宫号在轨飞行过程中，以天和号核心舱为参照物，问天号实验舱及梦天号实验舱的速度是___________ m/s；
（5）太阳能电池板能为天宫空间站提供电能。若太阳能电池板的总电功率为P，将光能转化为电能的效率为η，接收太阳光的面积为S，由此推测在时间t内，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能E=___________ （用P、η、S、t等已知量写出表达式）。

9 . 阅读并回答问题。

电磁阀

电磁阀是一种利用电磁装置控制流体自动化的元件，由于其反映速度快、效率高而被广泛应用在工业控制和液压机中。电磁阀的工作原理是通过电流控制内部铁芯起伏实现阀门开关，从而调节液体（如油等）流动的方向、流量和流速的大小。
如图甲所示是某兴趣小组利用电源、螺线管、铁芯、弹簧等材料制作的简易电磁阀。开关闭合时，螺线管中通过电流产生磁场，铁芯受到磁场力的作用上升，弹簧被压缩，此时电磁阀打开，液体流过导管。当开关断开后，铁芯下降，电磁阀关闭，液体不能通过导管流出。
   
（1）关于电磁阀下列说法正确的是_________。
A．电磁阀中螺线管工作原理是电磁感应现象
B．铁芯可以用密度更小的铝来替代
C．增大电源电压，螺线管的磁性将会变强
D．开关闭合后，弹簧对铁芯的弹力与铁芯受到的重力是一对平衡力
（2）闭合开关，螺线管下方是__________极（选填“N”或“S”）。
（3）如图甲所示，开关断开时，铁芯底面到液面的距离h₁为12cm，到导管底的距离h₂为0.5cm，此时铁芯底面受到液体的压强是_________Pa。小珠认为此设计存在不足，开关断开时铁芯也可能会上升，从而使液体流过导管，这是因为_________。（g取10N/kg，液体的密度ρ_液＝0.8×10³kg/m³）
（4）小珠对电磁阀进行了改造，如图丙所示，开关断开时，液体先进入上方空间，若铁芯体积为1.5cm³，此时铁芯受到液体的浮力F₁＝__________N。如图丁所示，开关闭合后，铁芯上升，液体流入导管，此时铁芯受到的浮力F₂＝__________N。（g取10N/kg，液体的密度ρ_液＝0.8×10³kg/m³）

10 . 阅读短文，回答问题。

PTC热敏陶瓷

热敏电阻陶瓷是功能陶瓷的一种，功能陶瓷的发展始于上世纪30年代，经历从电介质陶瓷→压电铁电陶瓷→半导体陶瓷→快离子导体陶瓷→高温超导陶瓷的发展过程。
热敏电阻陶瓷按阻温特性可分为三种：①正温度系数热敏电阻陶瓷，简称PTC热敏陶瓷，②负温度系数热敏电阻陶瓷，简称NTC热敏陶瓷。③临界温度热敏电阻陶瓷，简称CTR热敏陶瓷。
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，它的发热效率较高，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。PTC有一个人为设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，通过材料电阻变化而控制温度，而不是依靠任何触点控制。利用这种特性，可以自动调节电热器的温度与电功率。如图甲是利用PTC材料制造的陶瓷电热水壶，图乙是其电阻随温度的变化图像。

（1）半导体材料的导电性能要比导体________（选填“强”或“弱”）。
（2）由图乙可知，陶瓷电热水壶加热时PTC加热片的温度t₀基本保持不变，t₀最有可能是________（选填字母）。
A．100℃　　B.200℃　　C.300℃　　D.400℃
（3）当陶瓷电热水壶加热时PTC加热片的温度高于t₀时，通过加热片的电流________，加热片的电功率________（均选填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）若市场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，额定电压均为220V，额定功率分别为800W和1500W，若供电热水壶使用的插座额定电流是5A，应该选购________（选填“甲”或“乙”）电热水壶，理由是________。