第一章项目化学习题型综合特训-2024-2025学年浙教版八年级下册科学

八下第一章项目化学习题型综合特训 1．以下是小江项目化学习小组设计的自动折叠伞控制系统。 【项目名称】设计自动折叠伞控制系统 【项目背景】同学们很喜欢到户外的学习园地中（如图甲）讨论问题。遇到下雨时，巨大的折叠伞打开操作困难。 【项目要求】当空气相对湿度达到一定程度时，工作电路中的电动机M转动，折叠伞展开。 【项目设计】根据要求设计如图乙的电路图。 （1）【器材选择】电磁继电器（线圈电阻不计，当通过电磁继电器的电流达到0.03安时，衔铁被吸下）、控制电压为6伏、滑动变阻器规格为“1安200欧”、灵敏电流表、电动机M、湿敏电阻、开关、导线等。 要满足上述项目要求，他们应该选择的湿敏电阻是下表中　 　（选填字母）。 空气相对湿度/% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 湿敏电阻A/Ω 92 90 86 80 72 56 42 30 20 13 湿敏电阻B/Ω 13 20 30 42 56 72 80 86 90 92 （2）【项目调试】利用上述选择的器材，组装好电路后开始测试。将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处时，闭合开关S1，折叠伞不展开。若要使折叠伞在空气相对湿度达到80%时打开，则需要将滑动变阻器滑片P移至到阻值多大处？（请通过计算说明） （3）【项目评价及反思】 评价指标 合格 待改进 指标一 伞可以自动展开 伞不能自动展开 指标二 开伞时的湿度可多档调节 开伞时的湿度不可调节 根据指标二，该装置被评为合格，请你结合上述信息和所学知识解释原因。　 　 2．项目化学习小组分三个阶段开展了“永磁体磁场分布研究系列活动”。通过理论联系实践加深了对相关知识的理解，学习能力也获得了有效的提升。 （1）活动一：理论绘图—磁感线分布 根据磁极间的相互作用规律，两个条形磁铁靠近时，虚框范围内的磁感线分布正确的是　 　； 甲 乙 丙 （2）活动二：实践检验—用铁屑显示磁感线 如右图，一块光滑透明的玻璃板，在一个表面贴上白色书写纸（作为背景，便于观察），将条形磁铁放在玻璃板的下表面，然后在玻璃板上面均匀撒上铁屑，如图所示。用手轻敲玻璃板，使铁屑沿磁感线走向分布，实践结果与理论绘图一致、效果很理想。 从减小摩擦角度考虑，铁屑应撒在　 　（选填“贴有”或“未贴”）白色书写纸面的玻璃板更合理； （3）活动三：优化创新—自制磁感线模型 同学们利用熔化的蜡烛液、电熨斗（通电后靠近物体使其升温）等器材进行如下操作，制成了“固定的铁屑磁感线”模型（如右图）。请将操作补充完整： ①将一张白色书写纸放入熔化的蜡烛液中浸渍均匀后取出晾干，使纸质表面覆盖一层蜡，打磨光滑后成一张白色含蜡纸板； ②将蜡纸放在玻璃板上，再均匀撒上铁屑，条形磁铁放在玻璃板下面轻敲玻璃板使铁屑沿磁感线走向分布； ③　 　。 3．某科技小组开展设计烟感报警器的项目化学习活动。 【明确要求】当监测到烟雾达到一定浓度时，警铃响起，喷淋系统开始工作，扑灭火苗，并制 定如下验收表： 工作电压/V 工作要求 10 ①当控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮； ②当控制电路电流大于或等于250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作 【方案设计】 （1）经讨论设计如图甲电路图，但工作电路并未完成，请你补充完整。 （2）当控制电路中的电流达到250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，若不计电磁铁中线 圈的阻值，则此时烟感开关的电阻应不超过多少欧？ （3）烟感开关由光敏电阻制成，其阻值会随着光照强度（单位：勒克斯，符号Ix)的变化而变化。现有两种不同的光敏电阻a和b，其电阻变化与光照强度的关系如图乙所示，你认为选择哪种光敏电阻更合适？说明你的理由。 4．在跨学科实践课上，某小组同学开展了“空气质量检测仪”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： 【项目任务】制作一个简易空气质量检测仪。 【项目导引】资料显示空气质量等级是按照空气质量指数K划分的，如表所示。 空气质量指数K 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 >300 空气质量等级 优 良 轻微污染 轻度污染 中度污染 重度污染 通过说明书获悉，气敏电阻R的阻值随空气质量指数K的关系如表所示： 空气质量指数K 50 100 150 200 250 300 电阻值R/Ω 100 50 30 20 15 10 【方案设计】小组同学经过一番讨论和研究，设计如图所示的空气质量检测仪的电路。控制电器中定值电阻电源电压U恒为6V不变，用电流表示数表示对应空气质量指数，电磁铁中线圈的电阻不计；闭合开关S，当电流表示数为0.15A时.电路报警.此时电磁铁把衔铁B吸下来，工作电路净化系统开始工作。 【项目实施】 （1）如图，闭合开关S，电磁继电器中电磁铁M的上端为　 　(选填“N”或“S”)极，当空气质量指数K值升高，电路中电流表的示数　 　选填“增大”、“减小”或“不变”)。 （2）计算： ①当空气质量指数K为50时，电阻R0两端的电压； ②当电路报警时对应的空气质量等级。 （3）若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K略低于“方案设计”中数值时电路就报警，请提出两条合理化建议：①　 　；②　 　。 5．研习小组参观“智能温控蔬菜种植大棚”后，尝试设计了“自动温控电路”，如图甲所示。电路分控制电路和工作电路两部分，挖制电路电源电压恒为6V，R1为20Ω的定值电阻，R2为滑动变阻器，R3为工作电路的加热电阻。 （1）控制电路电磁铁线圈上端的磁极为　 　(植“N”或“S”)。 （2）若线圈中电流为0.2A时，电磁铁就会吸引衔铁，使工作电路中R3停止加热。此时R2接入电路的有效阻值是多少欧? （3）甲电路通过移动滑动变阻器滑片，改变电流，从而来实现对工作电路工作状态的控制。为实现“自动温控”，小东用热敏电阻R3替换R2．热敏电阻阻值与温度关系有两类，如图乙。为实现目的，需选择曲线　 　(填“①”或“②”）所示的热敏电阻。该改进，可实现一定温度下的自动控制。 （4）温度过高和过低都不利于植物生长，再次改进电路，如图丙所示(La和Lb是完全相同的电磁铁），让温度低于15℃时加热系统工作，温度高于30℃时制冷系统工作。若温度高于30℃时制冷系统工作，此时热敏电阻Ra和Rb要满足怎样的大小关系?说说你的理由：　 　。 6．某科学小组展开了“电动车安全性”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助他们完成下列内容； 【项目分解】（1）设计电动车骑行时的安全警示灯（2）设计转向指示灯 （1）【项目实施】 设计一种“警示灯”，要求骑行过程中灯泡会持续交替闪烁发光，以提示过往的行人和车辆。如图1所示是“警示灯”的电路图，为定值电阻，电磁铁线圈及弹性衔铁的电阻忽略不计。当电流通过电磁铁时，电磁铁的下端是　 　极。“警示灯”能自动进行交替发光的工作原理是：闭合开关，电磁铁与灯泡都有电流经过，灯泡发光且电磁铁产生磁性，之后电磁铁将动触点吸下，与静触点分离，电路被切断，灯灭且电磁铁磁性消失，弹性衔铁形变恢复，动触点与静触点接触，电路通路，灯泡发光且电磁铁又具有磁性，如此反复，灯泡闪烁发光。 （2）设计转向示灯，转向灯警示时要具备“一亮一暗”持续闪烁的功能；雾天湿度增加，能见度低，设计优化要求：雾天时仍能闪烁，需要“一亮”时灯发光比平时更亮，“一暗”时亮度无要求，从而提高警示功能。已知湿敏电阻R的阻值随湿度的增大而减小，线圈有电阻，衔铁电阻忽略不计，衔铁具有弹性。下列能实现设计功能的一项是　 　。 【项目拓展】 为了操作方便，于是想将转向指示灯和“警示灯”整合在同一个电路中，并设计了如图2所示的电路图，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光，为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁电阻忽略不计。 ①若让左转、右转指示灯同时工作（即双跳灯开启），转向开关应与触点　 　接通（选填“1和2”“2和3”“3和4”或“4和5”） ②请根据电路图解释图2电路是如何实现指示灯会亮、暗（徹弱发光）交替闪烁发光的工作原理　 　。 7．小明参加“自动保温足浴盆”项目化学习，图甲是小明设计足浴盆的自动保温电路。 【电路简介】在工作电路中， 为外接电源， 为工作开关， 为工作指示灯，电热丝工作时能产生热量给足浴盆内的水加热。在控制电路中， 为电压6伏的电源， 为控制开关， 热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图乙， 为滑动变阻器，使用中可调节电阻。 【功能调试】将 调至中间某一位置，加入冷水后，闭合开关： 和 红灯发光，同时水温逐渐上升。当水温到达 时，红灯熄灭，绿灯亮起，随后，水温开始下降，当水温下降至 时，绿灯熄灭，红灯亮起，水温又开始上升，如此反复。 【评价改进】学习小组设计了评价量规如下表。 评价指标 功能等级 A B C 水温调节 可以单独调节最高水温或最低水温 只能同时调节最高水温和最低水温 不能调节最高水温和最低水温 （1）工作电路中的 为　 　。 (选填“红灯”或“绿灯”) （2）已知电磁铁中电流达到0.15安时就会吸引衔铁、在电流达到0.1 安时就会释放衔铁。求在【功能调试】环节中，滑动变阻器 接入电路的有效阻值。 （3）请结合评价量规表，判断该自动保温足浴盆水温调节的功能等级并写出判断依据。 8．某项目化学习小组开展“自制热水器”活动，大家一起讨论制定了如表1的项目成果评价表。 表 1 项目成果评价表 指标 优秀 良好 待改进 一 既能调节水温， 又能调节水位 能调节水位水温中的一项 都不能调节 二 水位到一定高度能自动加热 注水就开始加热 手动控制加热 【设计产品】如图甲所示为小科设计“电热水器”的原理模型，工作电路分为注水系统和加热系统。如图乙所示为“电热水器”模型，力敏电阻R1、R2位于水箱底部，热敏电阻R3和电热丝R4位于水箱内部。 两个力敏电阻R1、R2的阻值随水位h变化如下表所示。热敏电阻R3阻值随温度变化如图丙所示： h（厘米） 0 5 10 15 20 25 30 35 40 R1（欧） 3 7 11 15 20 26 33 42 50 R2（欧） 15 24 34 47 60 73 89 103 120 【工作原理】当开关S1和S2都闭合后： 电磁铁1将衔铁a上吸与触点A结合，注水系统开始工作，水位开始上升； 电磁铁2将衔铁b上吸与触点B分开，加热系统不工作。 当电磁铁2中的电流小于或等于0.04安，-衔铁b下落，加热系统开始工作，此时水位继续上升。 当电磁铁1中的电流小于或等于0.2安时，衔铁a下落，注水系统停止工作，水位保持不变。此时，电热丝继续加热。 当电磁铁2中的电流大于或等于0.05安时，衔铁b上吸，加热系统停止工作。 （1）随着水位的不断上升，电磁铁1的磁性如何变化　 　（填“变大”、“变小”、或“不变”）。 （2）调试产品：电源电压U1为4伏，请计算该热水器能达到的最高水温（写出计算过程弹簧和线圈电阻均忽略不计）。 （3）评价产品：根据指标一，该电热水器评为待改进，为使产品达到优秀指标，小科认为在电磁铁1、2所在支路个串联一个滑动变阻器。小科认为只需在电磁铁1中串联一个滑动变阻器就可以使指标1达到优秀。请阐述小科的理由　 　。 9．我国天问一号着陆器和巡视器组合体成功着陆火星，创造了中国航天史上的新里程碑，中国航天从此真正走向深空，开始探索更为广阔的宇宙，火星车在进行火星探索时，会受火星沙尘暴影响损坏太阳能电池。为此，某科研小组设计了在沙尘暴来临时能“自主休眠”的电路。如图甲，装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上，弹簧左端固定，右端与滑块连接。挡风板的挡风面积为0.2平方米，U电压为3伏，电磁铁La线圈电阻Ra为18欧，R是一段均匀电阻丝，总长度AB为10厘米，阻值为10欧。无风时，滑片P在B处，有风时，滑片移动，滑片移动距离PB与风力F的关系如图乙.风速与风力的关系如下表。当风速达到32米/秒时，La吸引弹性衔铁使Sa断开，探索车进入自主休眠模式。 风速（米/秒） 8 16 24 32 40 48 风力（N） 5 10 15 20 25 30 （1）由题意推断，当风速变大时，控制电路电流大小变 　 　。 （2）为满足自主休眠要求，线圈中电流多大时，La会吸引弹性衔铁？ （3）项目组同学想在自动休眠的功能上，加入电压表反映风速大小，小明设计了图丙电路。请对小明的方案进行可行性评价。 10．项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。 评价 指标 评价等级 优秀 合格 待改进 指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风 指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出 小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。 （1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是　 　。 （2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？　 　。 （3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级为　 　。 11．研究小组同学开展“自制豆芽机”项目化学习活动，主要包括产品设计、功能调试、评价改进三个环节。 【产品设计】图甲是小组成员完成的设计草图，装置包括发育盘、淋水系统和加热装置等。豆芽机的盖上开孔，发育盘上有沥水孔，淋水系统由水泵驱动，豆芽机的水可通过内部管道和沥水孔按箭头方向流动，使用时可通过水流大小控制发育盘中的积水量。加热装置内部电路如图乙所示，其中R0是定值电阻，R1为电热丝（用于加热），Rx为热敏电阻。 【功能调试】小组成员购置了相关配件进行产品制作与调试。配件的具体参数如下：控制电路电源电压U为3伏， R0为25欧姆， R1为440欧姆， Rx的阻值与温度的关系如图丙所示。电磁铁衔铁在电流≥0.06A 时吸合，工作电路接通，电热丝 R1开始加热；在电流≤0.03A 是衔铁断开，停止加热。 【评价改进】小科设计了评价量表（部分），并以此作为豆芽机评价改进的依据。 评价指标 作品等级 优 秀 合 格 待改进 氧气提供 能够提供充足的氧气不会出现缺氧情况 能够提供充足的氧气偶尔出现缺氧情况 不能提供充足的氧气经常出现缺氧情况 温度控制 能实现自动控温并能提供适宜的温度 能实现自动控温但温度过高或过低 不能自动控温 （1）根据评价量表，该小组设计的豆芽机“氧气提供”指标被评定为优秀，结合草图写出判断的依据：　 　（列举一例）。 （2）小科查阅资料发现绿豆萌发的适宜温度范围是 20℃~26℃，结合数据对小组设计的豆芽机的“温度控制”指标进行判定。（只需写出最低温的计算过程） （3）经了解，适宜黄豆发芽的温度略高于绿豆的温度，若继续用此款豆芽机进行黄豆芽的培育，需要对加热装置进行改进，下列方法可行的有　 　。 A．增加线圈匝数 B． 增大U C． 增大 R0 D． 减小R1 12． 项目化学习小组在老师的指导下设计了一款湖面上的电动游船，图甲是电门踏板的工作 原 理 示 意 图 ， 图 中 0 、E、F 为变阻器的三个接线柱。他们制定的产品评价表如下。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一：行驶速度控制 踩下电门踏板车速变大 踩下电门踏板， 车速不变 踩下电门踏板 车速反而变小 指标二：行驶方向控制 小车能前进和后退 小车只能前进或后退 小车不能运动 他们设计如下的电路，并将电流表改装成速度表。 （1）电动机是根据怎么原理制成的? （2）旋钮变阻器接入电路的两个接线柱 为 OE， 踩下电门踏板时，电动机转速如何变化　 　。 （3）图乙是项目化小组设计的实现电动车前进的电路图，开关 S1 、S2可以分别接①和③或者②和④。结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级并说明理由　 　。 参考答案 1．（1）A （2）空气相对湿度达到80%时，湿敏电阻A的阻值达到30Ω， 衔铁被吸下时，通过电磁继电器的电流达到0.03A，，根据串联电路的特点可知 （3）通过调节滑动变阻器接入电路的阻值，可以改变开伞时对应的空气相对湿度（合理即可） 2．（1）乙 （2）未贴 （3）用电熨斗靠近纸板，使蜡烛变软后，立即移走电熨斗，待蜡液冷却凝固后粘住铁屑。 3．（1） （2）解：I=250mA=0.25A 答：此时烟感开关的电阻应不超过40欧。 （3）选择a，因为当烟雾浓度很大时，光照强度减弱，光敏电阻的阻值应该减小，控制电路的电流才能增大，从而使电磁铁的磁性增强，吸引衔铁向下，接通工作电路的警铃和喷淋系统。 4．（1）S；增大 （2）①闭合开关S，当空气质量指数值升高，气敏电阻的阻值变小，控制电路中的电流增大，即电流表的示数增大，由表可知，当空气质量指数K为50时，R=100Ω，则电路电流 则R0两端的电压U0=IR0=0.05A x20Ω=1V ②当电流表示数为0.15A时，电路报警，此时，控制电路总电阻 R=40Ω-20Ω=20Ω，从表中可知当电阻是20Ω时，空气质量指数K为200，空气质量等级属于轻度污染。 （3）减小R0；增大控制电路电压U 5．（1）N （2）10 （3）② （4）当温度低于15℃时加热系统工作，即此时电磁铁b的磁场大于a的磁场，那么通过b的电流大于通过a的电流。根据欧姆定律可知，此时Ra>Rb；同理，当温度高于30℃时制冷系统工作，即a的磁场大于b的磁场，因此通过a的电流大于通过b的电流，即Ra<Rb。 6．（1）S （2）C；3和4；当转向开关接触3、4或3和4的瞬间，灯泡较暗，电磁铁中有电流经过，产生磁性，之后将动触点A吸下，电路电流会经过衔铁、动触点A和指示灯回到负极，即电磁铁和定值电阻被R0短路，电路电阻变小，灯泡变亮；但此时电磁铁失去磁性，在弹簧的作用下，衔铁被拉起，使得动触点A与静触点B分离，即上面的电路会断开，电磁铁和定值电阻R0接入电路，电灯又变暗，且此时电磁铁会再具有磁性，从而使得动触点再次被吸下，灯泡再变亮，如此更替循环。 7．（1）红灯 （2）当控制电路中的电流为0.15A时，电路的总电阻 ； 此时对应的温度为50℃，热敏电阻R1=15Ω； 则滑动变阻器的电阻为R2=R总-R1=40Ω-15Ω=25Ω； （3）滑动变阻器的电阻变化时，由于吸合和释放的电流不变，吸合与释放时的总电阻不变，则热敏电阻最大和最小值同时发生改变，因而只能同时调节最高水温和最低水温，功能等级为B。 8．（1）变小 （2）R1=U1/I1=4V/0.2A=20Ω 此时R2=60Ω 停止加热时R2+R3=U1/I2=4V/0.05A=80Ω，则 R3=80Ω-60Ω=20Ω， t=60℃ （3）当停止注水时，水位达到最高，此时通过电磁铁1的电流为一定，R1与滑动变阻器的总电阻一定，要使最高水位改变，则R1的阻值发生改变，可通过调节滑动变阻器来实现；最高水位改变后R2在最高水位下的阻值发生改变，在最高或最低温时，通过电磁铁2的电流一定，R2和R3的总电阻一定，则R3随R2阻值的改变而改变，从而对应电热丝加热到不同的最高和最低温。 9．（1）大 （2）0.15A （3）不可行，理由：加装一个电压表后，滑动变阻器变为定值电阻，滑动滑片，电路中电流不发生改变，无法实现自主休眠。 10．（1）改变通过电动机电流的方向 （2）变慢 （3）合格 11．（1）盖上开孔，可使充足的氧气进入；发育盘上有沥水孔，使用时可调节水流大小控制发育盘的积水量，从而保证绿豆不会因水过多浸没而导致缺氧 （2）当I≥0.06A时， 电磁铁衔铁吸合，R总=U/I=3V/0.06A=50Ω ，读丙图可知对应温度为23℃ 总温度区间为20℃~26℃，与绿豆萌发的适宜温度范围相符，因此该指标为优秀 （3）A、B 12．（1）（1）通电导体在磁场中受力运动 （2）变快 （3）优秀，理由是由图乙可知，开关S1、S2分别接①和③与开关S1、S分别接②和④时，通过电动机的电流方向相反，因为通电导体在磁场中受力运动方向与电流方向有关，所以改变电流方向，电动机的转动方向发生改变，因此该电动车能够实现前进和倒退，由产品评价表可知为优秀等级。 学科网（北京）股份有限公司 $$