1 . 请阅读《会发电的玻璃》并回答问题。

会发电的玻璃

2023年7月，世界大学生夏季运动会场馆外的引导灯箱成为了亮点，这些灯箱外壳上找不到一条连接电源的线路，也能点亮灯箱里面的LED灯，为来自世界各地的运动员提供全天候的指引服务。那它们靠什么发电呢？答案就是灯箱背面的黑色玻璃。

这块玻璃，其实是一块碲化镉薄膜太阳能电池。它的结构好比“三明治”，在两块超白高透的玻璃之间，均匀沉积一层4微米厚的碲化镉薄膜，当太阳光照射到薄膜层后，薄膜层中会产生电子运动，“变身”可发电的半导体。
相比其他同类型材料，碲化镉材料发电量更大。碲化镉的光谱响应和太阳光谱非常匹配，光吸收率高，约能吸收95%的阳光，适合于光电能量转换。一块面积约2m²的发电玻璃，每年发电量约270度。一个普通家庭若安装3块这种玻璃，就能满足一家人全年的用电需求；它的通光性很好，与普通玻璃无异。它的吸光层很薄，一般晶体硅太阳能电池是它吸光层的近百倍。它的强度很高，用45kg的大铅球对其进行撞击实验，它不仅完好无损，而且还能保持稳定的发电性能。如果利用这种发电玻璃替代我国目前建筑物上普通玻璃的10%，一年的发电量就相当于几个三峡水电站，因此，它被誉为“挂在墙上的油田”。
碲化镉材料碳排放量很低，每生产1度电，碲化镉所排放的二氧化碳仅有11克，碲化镉发电玻璃反射率低、没有光污染，不仅可应用于大型太阳能地面电站，还可完全替代传统建筑材料应用于各种建筑物上，用太阳能发电为建筑物提供清洁能源，达到节能减排的效果。
对于碲化镉薄膜发电玻璃，中国拥有完全自主知识产权，而且已实现了中国制造。这为中国从建材玻璃大国提升为电子玻璃强国、半导体材料强国奠定了技术和材料基础。
（1）碲化镉薄膜发电玻璃发电时将______能最终转化为电能；
（2）请你列举出采用碲化镉薄膜发电玻璃发电的优势______；
（3）一块面积约1m²的碲化镉薄膜发电玻璃一年的发电量可供一台“220V 2000W”的空调正常工作______h，发电一年排放的二氧化碳总质量为______g。

2 . 请阅读《漏刻》并回答。

漏刻

漏刻是我国古代的一种计时工具，漏，指漏壶；刻，指箭刻，放置在漏壶内以标记时间。我国古代劳动人民从陶器中小孔漏水的现象，发现水的流失与时间的流逝有一定的关系，受到启发发明了早期的漏刻。历史上的漏刻主要有泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏。
泄水型沉箭漏如图甲所示，它只有一个漏水壶，在靠近漏水壶底部的一侧有一个出水孔，壶中有一只插有直立漏箭的浮舟，浮舟漂浮在水面上。使用时，壶中的水由小孔流至壶外，漏箭随之逐渐下降，由漏箭上位于壶盖处的刻度可知当时的时间。这种漏刻使用过程中，随着漏水壶中液面的下降，滴水速度也会下降，导致计时存在较大误差。
受水型浮箭漏的发明晚于泄水型沉箭漏。早期的受水型浮箭漏如图乙所示，它主要包括一只供水的播水壶和一只受水壶，受水壶上固定一把铜尺，铜尺上刻有十二时辰，受水壶里有一只插有直立浮箭的浮舟，浮舟漂浮在水面上。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，根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。同样由于播水壶中液面的下降，滴水速度也会下降，计时准确度并未得到大幅提高。
实践发现可以通过增加播水壶的个数来提高计时准确度。图丙所示的是国家博物馆展示的漏刻展品，有三只播水壶，分别称为日壶、月壶和星壶。使用时，定时给日壶补水，确保星壶始终处于满水状态，保证星壶流入受水壶的滴水速度稳定，从而大大提高了测量的准确性。

漏刻作为我国古代重要的计时工具，不仅反映了我国古代劳动人民的智慧和创造力，而且对后世的计时技术产生了深远影响。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）除了漏刻，请你写出一个我国古代的计时工具______；
（2）受水型的浮箭漏工作时，浮舟随着水位升高，受到的浮力______（选填“变大”“不变”或“变小”）；
（3）科技小组分别自制了简易沉箭漏和浮箭漏，如图是沉箭漏的“漏箭”示意图，如图是浮箭漏的“铜尺”示意图。两图中均已标出上午“8：00”所在的位置，则应将上午“9：00”下标在“漏箭”的______处，标在“铜尺”的______处。（均选填“A”或“B”）

3 . 阅读请根据上述材料，回答下列问题：

《海上能源“巨无霸”——LNG船》

液化天然气运输船简称LNG船。由于天然气（主要成分是甲烷）是易燃气体，对于运输它的船舶建造技术要求极高。
常温下的天然气是气体，在0℃和1个标准大气压条件下，密度仅为。要运输气态天然气，成本会很高。要想让天然气液化，光靠压缩体积是不行的，必须要让它的温度低于，否则多大的压力也不能使其液化。在此温度下，须施加44.1兆帕的压强才能使其液化。如果LNG船装载的是的液化天然气，罐体就要做的很厚，会大大增加运输的成本。LNG船通常采用“全冷”方式，就是将天然气的温度降低到，这样在1个标准大气压下天然气就可以变成液态。所以说，LNG船就是一艘“海上超级冷库”。由于天然气易燃易爆，一旦泄露，后果不堪设想，因此它对建造“冷库”的材料要求极高。
液舱（装液化天然气的船舱）的围护系统是制造LNG船的核心技术。右图是液舱的结构图。一般的钢材在超低温环境中容易产生脆裂，建造液舱屏蔽层的材料是厚度只有0.7mm的殷瓦钢，它就像一张牛皮纸一样薄。虽然殷瓦钢很容易锈蚀（加工时不允许一滴汗水滴在上面），但它在低温环境下具有膨胀系数小、韧性好、导热性低的物理性质。这样薄的殷瓦钢，加工起来非常困难，我国也是在前些年才突破这项技术。

一艘LNG船不仅要做到高标准的密封性，而且运输时只有在的低温环境和0.2个标准大气压下才能维持液态天然气的稳定（该条件下液化天然气密度约为）。
2008年我国建造的第一艘LNG船“大鹏昊”号投入使用，它的装载量为，相当于上海市300万个家庭一个月的用气量。
液化天然气到达港口后，送到沿海的LNG接收站，并使之汽化。温度极低的液化天然气在变成气态时，会和周围的环境发生热交换，过程中转移的内能称为“冷能”。所以接收站附近经常会看到海产品加工、干冰制造等工厂。
（1）建造屏蔽层的材料要用殷瓦钢，因为它具有______的物理性质；
（2）一个标准大气压下0℃的天然气与0.2个标准大气压下的天然气在质量相等的情况下，体积之比是______。结合文中信息，可推算出上海300万个家庭一个月大约消耗______（1标准大气压下0℃）的气态天然气；
（3）某LNG接收站旁边建了一个海产品冷冻工厂，他们利用LNG“冷能”将捕捞到的海产品加工冷冻。请简述该工厂利用LNG“冷能”过程中的基本物理原理_________。

4 . 云洲智能“海豚1号”水面救生机器人，具有易操控、高效率、低风险等特点，可替代传统救生圈实施落水人员救援，也被俗称为“动力救生圈”。这种水面救生机器人，长约1.15米，重心低，航行稳，小巧便携，使用简便，能自动扶正翻转，夜间救助无障碍。可从船上、岸上等位置投掷使用，遇到险情时，只需将救生机器人抛掷水面，即可快速、精准航行至落水人员身边，将其拖拽到安全区域，全过程救援人员无须下水，只要在岸边或船上遥控施救。可广泛应用于泳池、水库、河流、海滩、游艇、轮渡等场景中的落水救援工作，成为水上救援智能化的高科技新利器。
如图为“海豚1号”的产品结构图，自重13kg，其空载最大航行速度4m/s，载人（80kg）速度1.5m/s；拖拽力大，可提供的最大浮力为220N，同时拖拽几个成年人也毫无压力，动力机采用喷水推进方式，共有两个涵道式喷水推进器，推进器具有防水草缠绕、防沙功能。最长遥控距离可达800米；电池仓内有两组高容量锂聚合物电池，锂电池独立水密封装，安全可靠。产品具有防水性，一旦碰裂进水，本体不颠覆并能够继续工作。每组锂电池的标准电压21.6V，容量12.5Ah，充电电流为2.5A。
（1）“海豚1号”喷水推进获得动力的方式用到了______的物理知识；
（2）某次实施营救工作时，海豚1号投掷点距离落水者800m，海豚1号最短需要多少时间才能到达落水者的位置______？
（3）充满电后，海豚一号能以200N的牵引力按最大空载速度航行32.4min，则海豚1号的效率是多大______？
（4）假设成年人的质量为60kg，在开展营救工作时，需保证人的整个头部露出水面，已知人的头部占整个身体的，人的密度近似水的密度，求海豚1号每次最多可以营救几个成年人______？

5 . 请阅读《编钟》并回答问题。

编钟

编钟是中国古代一种青铜打击乐器，规模庞大，制作复杂，科技含量高，被称为“中国古代乐器之王”。
编钟在铸造时，将青铜熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸的钟体。铸造时不仅考虑钟的美观，还要考虑它的声学特点。铸造时在铜中要加入适量的锡和铅，各种金属成分微妙的比例变化，对编钟的声学性能、机械性能有重大影响。青铜中加锡，能提高青铜的硬度。但含量过高，青铜就会变脆，不耐敲击。青铜中加铅，可降低熔点，增加青铜熔铸时的流动性。还可以减弱因加锡导致的脆性，使所铸的钟耐敲击，如果含铅量过高，钟的音色又会干涩无韵。
编钟体现了古代工匠对于音乐艺术所付出的努力和智慧，也证明了古代中国在铜器制作方面所取得的成就。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）铸造编钟钟体过程中，青铜由固态到液态再到成型的钟体，经历的物态变化是先__________后__________；
（2）铸造编钟的过程中加入适量锡和铅，可以提升编钟的___________________和机械性能；
（3）现有某一编钟钟体的1∶1仿制品一件，经测量该仿制品的质量为0.3kg，密度为1.1×10³kg/m³，编钟的质量为2.4kg，此编钟密度为_____________kg/m³。

6 . 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。

7 . 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

8 . 请阅读《探究微观世界的超级显微镜——散裂中子源》并回答题。

探究微观世界的超级显微镜——散裂中子源

物质的微观结构决定其宏观性质。为了探测更微小的物质结构，科学家利用散裂中子源，实现了更加精细化的成像效果。中子是组成原子核的微粒之一（如图所示），由于它不带电，不受物质内部电场力的作用，因此中子的穿透力非常强。当中子通过物质内部时，它能更靠近原子核。于是，中子便成为科学家探索微观世界的理想探针。

散裂中子源主要由加速器、靶站和中子谱仪三部分组成（如图所示）。加速器的作用是将质子进行加速，用高速质子去轰击靶站里金属物质的原子核，从而产生高速中子流。这些高速中子流射向待测样品，与其中的原子核发生碰撞而散射出去，这时中子流的运动轨迹、能量和动量就会发生变化。于是，科学家通过分析这些物理量的变化，就能探测出物质的微观结构。这就好比向一张看不见的网上扔很多弹珠，有的弹珠穿网而过，有的则打在网上弹向不同的方向，根据这些弹珠的运动轨迹就能描绘出这张网的形状。这种将不便于直接测量或观察的现象，用它的外显特征或产生的效应来反映的做法，是一种重要的科学研究方法。例如，在探究影响电磁铁磁性强弱 的因素时，用电磁铁吸引铁钉的多少来判断其磁场的强弱。

随着我国散裂中子源的建成和开放运行，它已经帮助我国科学家攻克了许多关键 的核心技术，未来它还会在物理、新能源、材料科学、化学化工、资源环境、生命科 学等方面发挥更多更重要的作用。
请根据以上材料，回答下列问题：
（1）原子核是由质子和_________组成的；
（2）中子之所是探索微观世界的理想探针，主要是因为____________；
（3）文中提到的这种科学研究方法，在科学探究过程中有许多应用。除文中的实例 外，请你再举出一个实例，并说明这种科学研究方法在实例中是如何应用的。__________

9 . 阅读《我国的“地面空间站”》材料，回答下列问题。

我国的“地面空间站”

2024年2月27日，由哈尔滨工业大学和中国航天科技集团联合建设的空间环境地面模拟装置通过国家验收，开始正式运行。它被形象地比喻为“地面空间站”，能够综合模拟真空、高低温、带电粒子、电磁辐射、空间粉尘、等离子体、弱磁场、中性气体、微重力等九大类空间环境因素，是我国航天领域首个大科学装置。如图所示，为我国“地面空间站”中的月尘舱。
航天员可以在微重力的“地面空间站”内部体验近似失重的漂浮感，掌握在失重环境中穿戴航天服时的人体运动协调性，还能模拟完成出舱维修、运送货物等任务。此外，“地面空间站”还能进行一些大型空间结构对接和组装试验，帮助大型机构在微重力环境下开展测试，保障空间结构和组装程序的安全可靠性。比如，航天员可以在微重力环境下开展太阳电池帆板展开试验，并针对航天器飞行期间可能发生的意外，制定相应的故障排除程序等。
总之，“地面空间站”相当于将空间站和太空实验室的很多功能“搬”到地面上，以便完成许多昔日人类抵达太空才能进行的实验。依靠它，科学家开展空间实验将不再“难于登天”，航天员可以在这里提前体验和适应月球、火星等复杂陌生的环境，从而助力太空探索迈上新台阶。这一技术未来还将在脑科学、生命健康、高端仪器、辐照育种等领域收获重要成果。
空间环境地面模拟装置既是国之重器，也是科研利器。

（1）我国的“地面空间站”指的是________；
（2）在“地面空间站”模拟的微重力环境中完成下列实验，实验效果跟在教室内完成实验的效果可能相同的是(        )
A．用天平测量物体的质量                 B．用弹簧测力计测量物体的重力
C．观察气体的扩散现象                    D．探究液体内部压强的影响因素
（3）航天器在轨飞行过程中，由于没有大气层，在阳光直射下，航天器表面温度可达150摄氏度以上，所以科研人员必须在模拟环境中进行充分的真空热试验，以获得接近航天器在真实环境中的数据，通过技术改进以保障航天器和航天员的安全；
①航天器在轨飞行过程中，在阳光直射下，航天器表面温度很高，可能的原因是：__________；
②在“地面空间站”模拟的真空环境中进行的真空热试验，使航天器模型的表面温度升高，请你设计一种可行的方案_____________。

10 . 请根据以上科普文章，回答以下问题：

生物质能源的利用

生物质能源，一种来源于生物体的可再生能源，正在逐渐成为全球能源转型的重要一环。其特点在于可再生性、低碳排放以及对环境的友好性，使得生物质能源在能源领域中的地位日益凸显。
生物质能源的来源广泛，包括农作物秸秆、林业废弃物、畜禽粪便等。这些生物质资源经过一定的处理，如发酵、燃烧或气化，可以转化为内能、电能或生物燃料。例如，农作物秸秆和林业废弃物可以通过燃烧产生热量，用于供暖或发电；畜禽粪便则可以经过发酵处理，生成生物气体，作为清洁的燃料使用。
生物质能源的利用不仅有助于缓解能源紧张问题，还能促进农业和林业的可持续发展。通过合理利用生物质资源，可以减少对化石燃料的依赖，降低温室气体排放，从而实现经济、社会和环境的协调发展。
在我国，生物质能源的开发利用也取得了显著进展。政策层面，国家出台了一系列鼓励生物质能源发展的政策措施，包括财政补贴、税收优惠等。技术层面，我国生物质能源技术不断创新，生物质发电、生物质液体燃料等领域取得了重要突破。
然而，生物质能源的利用也面临一些挑战，如资源收集、运输和储存的困难，以及生物质能源转化过程中的效率问题等。未来，我们需要进一步加强技术研发，提高生物质能源的利用效率和经济效益，推动生物质能源产业的健康发展。
（1）生物质能源作为一种可再生能源，其来源不包括__________。
A．农作物秸秆　　B．石油　　C．林业废弃物　　D．畜禽粪便
（2）结合自己的生活常识，谈谈应对生物质能源开发利用所面临的挑战，能够采取哪些措施__________。（写出一条具体的应对措施即可）