1. (2025·烟台中考节选)阅读短文,回答问题.
“返老还童”的锂电池
富锂锰基正极材料具有氧阴离子氧化还原的额外容量,其放电比容量高达300mAh/g,可将电池能量密度提升30%以上,但作为氧活性正极材料经过多次充放电后电池会出现老化现象,充电时注入的能量超过放电时释放的能量,导致富锂锰基电池使用寿命和效率大打折扣.
研究发现,对富锂锰基正极材料进行适当升温可以消除外力对材料结构的影响,使材料从无序状态恢复到更稳定、能量更低的有序结构.在升温的过程中,正极材料的原子排列变得更紧密,导致体积缩小,表现出“负热膨胀”的现象.然而对电池进行加热不够现实,科研人员进一步提出通过智能化浅充电的方式让老化的富锂锰基电池“返老还童”的新方法,让电池在不充满的条件下持续循环数次充电,可以修复材料的结构损伤,进而显著延长电池使用寿命.这一成果为电池技术进一步发展提供了科学依据.
(1)给锂电池充电时,锂电池相当于电路中的(填“电源”或“用电器”).
(2)文中的“负热膨胀”现象是指当温度升高时富锂锰基正极材料的体积.未来的富锂锰基电池“返老还童”可以通过方式来实现.
(3)某电动汽车的锂电池容量为90Ah,若使用上述放电比容量的富锂锰基正极材料制作,需用g.

1.(1)用电器 (2)减小 智能化浅充电 (3)300
解析:(1)给锂电池充电时,锂电池消耗电能,相当于电路中的用电器.
(2)在升温的过程中,正极材料的原子排列变得更紧密,导致体积缩小,表现出“负热膨胀”的现象.所以文中的“负热膨胀”现象是指当温度升高时富锂锰基正极材料的体积减小.对电池进行加热不够现实,科研人员进一步提出通过智能化浅充电的方式让老化的富锂锰基电池“返老还童”的新方法,让电池在不充满的条件下持续循环数次充电,可以修复材料的结构损伤,进而显著延长电池使用寿命.这一成果为电池技术进一步发展提供了科学依据.所以未来的富锂锰基电池“返老还童”可以通过智能化浅充电来实现.
(3)富锂锰基正极材料放电比容量高达$300 \mathrm{ mAh/g}$,则需要富锂锰基正极材料的质量为$m = \frac{90 \mathrm{ Ah}}{300 \mathrm{ mAh/g}} = \frac{90 000 \mathrm{ mAh}}{300 \mathrm{ mAh/g}} = 300 \mathrm{ g}$.

2. (2023·苏州中考)阅读材料,回答问题.
“海油观澜号”深远海浮式风电平台
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成,整体高度超200米,总质量达1.1×10⁷kg.平台采用“半潜式”设计,底部是一个三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱,图甲为其实物照片.浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子,柱子上方安装有机舱,机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动,生成绿色电力,年发电量将达2.2×10⁷kW·h.

(1)风能属于再生能源.
(2)根据图甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为m(保留整数).
(3)风平浪静叶片不动时,平台基础排开海水的体积达m³(海水密度取1.0×10³kg/m³,不考虑锚链对平台的作用).
(4)每年的发电量相当于kg天然气完全燃烧放出的热量(天然气的热值q取4.4×10⁷J/kg).
(5)海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式(图乙).两种方式相比较,你认为“半潜式”的一个明显优点是.

2.(1)可 (2)70(65~80间任一整数值均可) (3)$1.1 × 10^{4}$
(4)$1.8 × 10^{6}$ (5)吃水深度较浅,适用海域范围较广
解析:(1)风能可以从自然界源源不断地获得,属于可再生能源.
(2)“海油观澜号”浮式基础上方是高约83米的柱子,由图甲可知,单个叶片长度比柱子稍短些,所以单个叶片长度约70 m.
(3)根据题意可知,平台基础总质量为$1.1 × 10^{7} \mathrm{ kg}$,此时漂浮,平台基础受到的浮力$F_{\mathrm{浮}} = G_{\mathrm{总}} = m_{\mathrm{总}} g = 1.1 × 10^{7} \mathrm{ kg} × 10 \mathrm{ N/kg} = 1.1 × 10^{8} \mathrm{ N}$,由阿基米德原理可知,此时平台基础排开海水的体积$V_{\mathrm{排}} = \frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{海水}} g} = \frac{1.1 × 10^{8} \mathrm{ N}}{1.0 × 10^{3} \mathrm{ kg/m}^{3} × 10 \mathrm{ N/kg}} = 1.1 × 10^{4} \mathrm{ m}^{3}$.
(4)年发电量$W = 2.2 × 10^{7} \mathrm{ kW} · \mathrm{h} = 2.2 × 10^{7} × 3.6 × 10^{6} \mathrm{ J} = 7.92 × 10^{13} \mathrm{ J}$,由$W = Q = m q$可知,需要完全燃烧天然气的质量$m = \frac{Q}{q} = \frac{7.92 × 10^{13} \mathrm{ J}}{4.4 × 10^{7} \mathrm{ J/kg}} = 1.8 × 10^{6} \mathrm{ kg}$.
(5)半潜式底部有一个三角形浮式基础,与单柱式相比,吃水深度较浅,适用海域范围较广.

3. (2025·深圳中考)深圳大力推动无人机事业发展,已经将无人机用于运送急救AED装置.苏华同学发现无人机搭配北斗卫星导航,有四个旋翼,每个旋翼搭配独立的电动机驱动,相邻旋翼之间旋转方向相反;无人机空载总质量(含电池,不含AED)为9kg,电池能量密度为200W·h/kg(能量密度是指满电时电池能量与电池质量之比).
俊宇同学购买了一台无人机,无人机满电开始测试;飞行分为前往过程和返回过程,前往和返回过程都分为竖直上升过程、水平匀速运动过程、竖直下降过程,且消耗能量相同;无人机前往过程中竖直上升和竖直下降过程消耗的总能量为3.2×10⁴J,水平匀速移动过程飞行每秒消耗的能量为2500J,总用时160s,无人机用于驱动飞行的电能转化效率为60%,无人机竖直下降后电池剩余总容量的50%,测试结束.
(1)璐璐同学指出:无人机的信号传输是通过传递.
(2)粤鹏同学说AED电击时为什么不能碰人,因为人体.
(3)当俊宇购买的无人机空载时匀速向下降落2m,重力做功J.(g取10N/kg)
(4)无人机螺旋桨飞行时向下,无人机向上飞,善于观察的苏华同学发现通过桨叶旋转空气提供升力,这体现了力的作用是.
(5)顺顺同学经过观察,指出无人机各电动机之间是联的.
(6)满电时,无人机的电池质量占空载质量的百分比是(保留一位小数).
(7)为了更快运送急救AED装置,请你帮助璐璐同学对无人机设计提出一条建议?;如何去更改螺旋桨的旋转方向?.

3.(1)电磁波 (2)是导体 (3)180 (4)相互的 (5)并 (6)22.2% (7)增大电动机的功率 改变通过电动机的电流方向
解析:(1)无人机的信号传输是通过电磁波传递的,因为电磁波可以在真空中传播,且传播速度快,能实现远距离的信息传输.
(2)人体是导体,容易导电;当AED电击时,电流会通过人体,可能会对人体造成伤害.
(3)无人机空载总质量(含电池,不含AED)为9 kg,空载时匀速向下降落2 m,重力做功$W = G h = m g h = 9 \mathrm{ kg} × 10 \mathrm{ N/kg} × 2 \mathrm{ m} = 180 \mathrm{ J}$.
(4)无人机螺旋桨飞行时向下,无人机向上飞,这是因为桨叶旋转时对空气施加向下的力,同时空气对桨叶施加向上的反作用力,使无人机向上飞,这体现了力的作用是相互的.
(5)因为每个旋翼搭配独立的电动机驱动,且相邻旋翼之间旋转方向相反,各电动机之间互不影响,所以无人机各电动机之间是并联的.
(6)无人机前往过程中竖直上升和竖直下降过程消耗的总能量为$3.2 × 10^{4} \mathrm{ J}$,水平匀速移动过程飞行每秒消耗的能量为2 500 J,总用时160 s,无人机用于驱动飞行的电能转化效率为60%,则飞行消耗的电能是$W = \frac{P_{\mathrm{水平}} t + W_{\mathrm{上下}}}{\eta} = \frac{2 500 \mathrm{ J/s} × 160 \mathrm{ s} + 3.2 × 10^{4} \mathrm{ J}}{60\%} = 7.2 × 10^{5} \mathrm{ J} = 200 \mathrm{ W} · \mathrm{h}$,此时过程消耗了$1 - 50\% = 50\%$的电能,说明原来储存了$400 \mathrm{ W} · \mathrm{h}$电能;故电池的质量$m = \frac{400 \mathrm{ W} · \mathrm{h}}{200 \mathrm{ W} · \mathrm{h/kg}} = 2 \mathrm{ kg}$,故无人机的电池质量占空载质量的百分比为$\frac{2 \mathrm{ kg}}{9 \mathrm{ kg}} × 100\% \approx 22.2\%$.
(7)为了更快运送急救AED装置,需要缩短做功的时间,而做功多少不变,根据功率$P = \frac{W}{t}$可知,增大电动机的功率可缩短运送时间,使急救AED装置能更快运送到指定地点.电动机的转动方向与电流方向有关,改变电流方向,电动机的转动方向就会改变.因此可以通过改变电动机的电流方向来更改螺旋桨的旋转方向.