内容正文:
九年级物理学科试卷
第二部分 物理卷
一、选择题(共7题,每题2分,共14分。每题4个选项中,只有一项符合题意)
主题一 物理与日常生活
1. 公共场所禁止吸烟,吸烟会导致“一人吸烟、多人受害”,涉及的物理原理主要是( )
A. 分子之间存在间隙 B. 分子在不停地做无规则运动
C. 分子之间存在斥力 D. 分子之间存在引力
2. 糖炒板栗是我国的一种传统美食,翻炒时需往锅中放入一些细小的砂石,如图。下列说法正确的是( )
A. 板栗温度越高,含有的热量越多
B. 炒制过程中,砂石向板栗传递了温度
C. 炒制过程中,主要是通过做功的方式增大了板栗的内能
D. 用木炭作为燃料,木炭燃烧时将化学能转化为内能
3. 汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳,影响发动机性能。在发动机维护保养后,汽油燃烧会更加充分,其热值( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
4. 如图为自制简易验电器,某同学用带负电的橡胶棒接触金属球后,金属箔张开,下列说法正确的是( )
A. 金属箔最终都带上了正电 B. 金属箔张开是因为异种电荷相互排斥
C. 自由电子从橡胶棒转移到金属箔上 D. 自由电子从金属箔转移到橡胶棒上
5. 为了保护视力,需设计一盏能连续调节亮度的台灯,下列电路图符合要求的是( )
A. B. C. D.
6. 下列家用电器工作时主要利用电流热效应的是( )
A. 电风扇 B. 吸尘器 C. 电热水壶 D. 电冰箱
7. 如图为某科技小组设计的体重计电路原理图,其中为压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,是定值电阻,电源电压保持不变。闭合开关,当平板受到的压力增大时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数减小
B. 电压表示数减小
C. 电压表示数与电流表示数的乘积不变
D. 电压表示数与电流表示数的比值不变
四、非选择题(共10题,共56分)
主题二 物理与社会发展
8. 我国古人曾发明一种点火器,以牛角为套筒,把艾绒粘在木质推杆前端,其结构如图所示。取火时一只手握住套筒,另一只手向内猛推推杆,推杆前端的艾绒就会被点燃,拔出推杆后,吹艾绒就有火苗产生。向内猛推时通过______方式增大内能,这一过程与四冲程内燃机的______冲程相似。
9. 2025年1月,中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能,但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有____性;在能量转化和转移的过程中,能量的总量保持____。
10. 电动汽车具有环保、经济、驾驶体验优越等优点,是我国交通的重要组成部分。汽车充电时,蓄电池的作用相当于电路中的__________;车在行驶时,蓄电池的作用相当于电路中的__________。
11. 随着生活水平的提高,越来越多的家庭使用了电动升降晾衣架。如图所示,有一款晾衣架兼有升降(用电动机实现)和照明功能,升降和照明均可独立操作。请在方框内为这款晾衣架设计符合要求的电路图。
主题三 物理与科学探究
12. 在“探究串联电路电流特点”的实验中,设计电路图如图甲所示:
(1)连接电路时开关应__________。在测量A处的电流时,电流表应__________联在电路中。
数据序号
A点电流
B点电流
C点电流
1
0.30
0.30
2
0.28
0.28
0.28
3
0.22
0.22
0.22
(2)正确连接电路后,闭合开关,A处的电流示数如图乙所示,为__________A,继续测量、两点的电流,填入表中。
(3)换用不同规格的灯泡,再测两组实验数据,并填在表中。请指出表格设计的不足之处:__________。
(4)完善表格后,分析实验数据,得出结论:在串联电路中__________。
13. 兴趣小组在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,设计电路图如图甲,电源电压恒为,阻值为、、、的定值电阻各一个。
(1)探究“电流与电压的关系”:
①实验时小华连接了图乙所示的实物图。若闭合开关,图乙中__________无示数(选填“电流表”或“电压表”),这是因为图乙中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并画出正确的连线__________;
②正确连接电路后,继续实验,得到如表所示的实验数据,请根据表中的数据在丙图的坐标系中描点__________。描点后可以看出序号为__________的数据明显是错误的,分析数据时应当将它剔除;
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流
0.10
0.20
0.30
0.32
0.50
0.60
③剔除错误数据后,在图丙中作出电阻一定时电流随电压变化的图像;
④分析数据或图像得出了“电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比”的结论,判断成正比的依据是:__________。
(2)兴趣小组利用上述电路和器材继续探究“电流与电阻的关系”,并控制导体两端电压为不变。
⑤实验中需多次改变的阻值,将、、、四个电阻分别接入电路中均能完成实验,选取的滑动变阻器最大阻值应不小于__________Ω;
⑥当使用电阻时,滑动变阻器滑片P位于中点附近,若用的电阻替换接入后,需将滑片往__________(选填“C”或“D”)端移动,依据是__________。
主题四 物理与工程实践
14. 小明用一个电流表和一个阻值为10Ω的电阻器来测量未知电阻器的阻值,设计电路图如图。开关闭合、断开时,电流表的示数为,再把闭合后,电流表的示数变为1.0A。
(1)开关闭合、断开时,电阻器两端的电压是多少?
(2)电阻器的电阻值是多少?
15. 如图是一种电热水壶工作电路的示意图,其中电阻为和的电阻器都是用来加热的,是总开关,是挡位开关。当闭合、接1时,电热水壶处于加热状态,电功率为;当闭合、接2时,电热水壶处于保温状态,电路消耗的总功率为。
(1)加热状态下通过电阻的电流是多少?
(2)电阻是多少?
(3)电热水壶在保温状态下工作,消耗了多少电能?
16. 十字路口的红绿灯指挥车辆有序通行,某兴趣小组尝试设计简单交通信号灯系统模型。
(1)下列电路可以模拟行车信号灯交替工作的是__________(填字母序号)。
(2)有同学指出,十字路口各方向的行车信号灯需配合使用。比如南北走向的行车灯为绿灯亮时,东西走向的行车灯应控制为__________灯亮。
(3)他们利用已有的知识和经验,选用单刀双掷开关,设计出模拟东、北方向红灯和绿灯指令的简易电路图,下列电路中符合要求的是__________,该电路S接1时,北方向是__________灯亮。
(4)有红绿色盲的人可能分辨不出红绿灯颜色,针对这个问题你有什么更好的交通灯设计建议:__________。
17. 某学习小组开展“为家庭节约用电提建议”的跨学科实践活动。
任务一:调查家中的用电情况
(1)登录“南网在线”查看小明家近一年用电情况,如图1所示(抄表日期:2025.12.01)。小明家11月的用电量是__________kW·h,从图1用电情况中你有什么发现:__________。
(2)深圳制定阶梯电价、分时电价等计费方式,大大提高市民节约用电的意识。每年5~10月深圳的阶梯电价标准为“夏季模式”,其余月份为“非夏季模式”,具体方案如表1,则小明家11月份应付电费__________元。
表1
用电分类
阶梯电价(元/kW·h)
第一档(夏季0~260度、非夏季0~200度)
第二档(夏季261~600度、非夏季201~400度)
第三档(夏季600度以上、非夏季400度以上)
0.66
0.71
0.96
任务二:了解用电器的耗电情况
同学们调查某一天家用电器的工作情况,记录在表2中。
表2
家用电器
电饭锅
电水壶
LED
空调
洗衣机
电冰箱
电视机
额定功率/W
1300
1200
30
2440
160
200
100
数量
1
1
3
2
1
1
1
每日工作时长/h
1
0.5
5
8
1
24
2
(3)用电器的工作时段和时长都不同,可以推断它们之间是__________联连接的。
(4)同学们找来一款电力监测仪,其测试性能指标明确了各物理量的测量范围,如图2所示,不能用它测量表2“家用电器”中__________的电功率。
(5)根据表2数据估算电冰箱一天的用电量与图3所示的能效标识上显示的“综合耗电量”相差较大,可能原因是:__________。
(6)用电力监测仪测量电视机用电情况,发现电视机在待机状态时的功率为,该电视机待机消耗的电能为__________。
(7)电力监测仪调零后,监测到电热水壶把水从28℃加热到100℃,此时仪表盘示数如图4所示,该过程消耗的电能为__________J。壶中水升温的过程需要吸收的热量为__________J,该过程电热水壶的工作效率为__________。【】
(8)小组同学查阅资料发现,选用变频空调能大大减少电能消耗。某变频空调铭牌上的部分技术参数如表3所示,制冷功率是指空调制冷时每秒从房间吸收的热量。学习小组把制冷功率和空调输入电功率的比值规定为。则该变频空调的值是__________。
表3
制冷功率
输入电功率
D
额定电压
6000W
1500W
?
220V
(9)该变频空调在某房间内工作时,空调的输入电功率随时间变化图像如图5所示:先使用电功率将房间温度从36℃降至26℃,再使用电功率维持室温在26℃,1小时消耗总电能为,则降温过程的时间为_____h。若值不变,且不考虑降温过程房间墙壁、门窗与外界的热交换,请估算该空调工作的房间面积为__________。【空气密度取,空气比热容取,房间高度取】
任务三:提出节约用电的建议
(10)根据以上研究,请提出一条节约用电的建议__________。
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九年级物理学科试卷
第二部分 物理卷
一、选择题(共7题,每题2分,共14分。每题4个选项中,只有一项符合题意)
主题一 物理与日常生活
1. 公共场所禁止吸烟,吸烟会导致“一人吸烟、多人受害”,涉及的物理原理主要是( )
A. 分子之间存在间隙 B. 分子在不停地做无规则运动
C. 分子之间存在斥力 D. 分子之间存在引力
【答案】B
【解析】
【详解】一人吸烟多人受害,是因为吸烟者吐出的烟雾中的烟分子会在空气中扩散,使得周围的人也能接触到烟味。而扩散现象的本质就是分子在不停地做无规则运动。分子之间存在间隙主要体现在混合物质体积变化等方面;分子间的斥力和引力主要体现在固体、液体的一些特性上,比如固体很难被拉伸(体现引力)、固体和液体很难被压缩(体现斥力)等,这些都与一人吸烟多人受害的现象无关。所以“一人吸烟、多人受害”涉及的物理原理主要是分子在不停地做无规则运动。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2. 糖炒板栗是我国的一种传统美食,翻炒时需往锅中放入一些细小的砂石,如图。下列说法正确的是( )
A. 板栗温度越高,含有的热量越多
B. 炒制过程中,砂石向板栗传递了温度
C. 炒制过程中,主要是通过做功的方式增大了板栗的内能
D. 用木炭作为燃料,木炭燃烧时将化学能转化为内能
【答案】D
【解析】
【详解】A.热量是一个过程量,不能说物体含有或具有多少热量,故A错误;
B.砂石比热容小,升温快,它的温度比板栗的温度高,砂石向板栗传递了热量,故B错误;
C.炒制过程中,主要是通过热传递的方式增大板栗的内能,故C错误;
D.木炭本身存在化学能,它的燃烧过程是与氧气反应,把化学能转化成内能的过程,故D正确。
故选D。
3. 汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳,影响发动机性能。在发动机维护保养后,汽油燃烧会更加充分,其热值( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】热值是燃料的特性,与燃料的种类有关,与是否完全燃烧无关。维护后燃烧更充分,说明相同质量的汽油燃烧,释放的热量更多,但热值不变。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4. 如图为自制简易验电器,某同学用带负电的橡胶棒接触金属球后,金属箔张开,下列说法正确的是( )
A. 金属箔最终都带上了正电 B. 金属箔张开是因为异种电荷相互排斥
C. 自由电子从橡胶棒转移到金属箔上 D. 自由电子从金属箔转移到橡胶棒上
【答案】C
【解析】
【详解】ACD.用带负电的橡胶棒接触金属球,橡胶棒有多余的电子。接触时,自由电子会从橡胶棒转移到金属箔上,使金属箔带上负电,故AD错误,C正确;
B.验电器的原理是同种电荷相互排斥,金属箔张开是因为带上了同种电荷,而不是异种电荷相互排斥,故B错误。
故选C。
5. 为了保护视力,需设计一盏能连续调节亮度的台灯,下列电路图符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.当开关闭合后,灯与定值电阻串联,电路不变化,电流也不变化,所以灯的亮度也不会变化,故A不符合题意;
B.滑动变阻器能改变与之串联的用电器两端的电压和电路中的电流,当开关闭合后,灯与滑动变阻器串联,灯的亮度能逐渐变化,所以能连续调节亮度,故B符合题意;
C.当开关闭合后,灯与定值电阻并联,电路不变化,灯的电流也不变化,所以灯的亮度也不会变化,故C不符合题意;
D.当开关闭合后,台灯与滑动变阻器并联,并联电路互相不影响,所以滑片滑动时,灯的亮度不变 ,故D不符合题意。
故选B。
6. 下列家用电器工作时主要利用电流热效应的是( )
A. 电风扇 B. 吸尘器 C. 电热水壶 D. 电冰箱
【答案】C
【解析】
【详解】电流的热效应是指电流通过导体时会产生热量的现象。 电热水壶正是利用电流热效应,将电能转化为内能来加热水。 电风扇、吸尘器、电冰箱的主要工作原理是将电能转化为机械能,不是利用电流热效应。故ABD不符合题意;C符合题意。
故选C。
7. 如图为某科技小组设计的体重计电路原理图,其中为压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,是定值电阻,电源电压保持不变。闭合开关,当平板受到的压力增大时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数减小
B. 电压表示数减小
C. 电压表示数与电流表示数的乘积不变
D. 电压表示数与电流表示数的比值不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,压敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。当压力增大时,R的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,即电流表示数增大,故A错误;
B.电流增大时,根据U=IR可知,定值电阻R0两端的电压增大,即电压表示数增大,故B错误;
C.电压表示数与电流表示数的乘积是R0消耗的电功率,因为电流增大,电压表示数也增大,所以乘积变大,故C错误;
D.电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻R0的阻值,R0阻值不变,所以比值不变,故D正确。
故选D。
四、非选择题(共10题,共56分)
主题二 物理与社会发展
8. 我国古人曾发明一种点火器,以牛角为套筒,把艾绒粘在木质推杆前端,其结构如图所示。取火时一只手握住套筒,另一只手向内猛推推杆,推杆前端的艾绒就会被点燃,拔出推杆后,吹艾绒就有火苗产生。向内猛推时通过______方式增大内能,这一过程与四冲程内燃机的______冲程相似。
【答案】 ①. 做功 ②. 压缩
【解析】
【详解】[1]当向内猛推推杆时,对套筒内的空气做功,将机械能转化为空气的内能,使空气内能增大,温度升高,达到艾绒的着火点,从而使艾绒被点燃。
[2]在四冲程内燃机的压缩冲程中,活塞向上运动,压缩气缸内的气体,也是将机械能转化为内能,与这一过程的能量转化情况相同。
9. 2025年1月,中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能,但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有____性;在能量转化和转移的过程中,能量的总量保持____。
【答案】 ①. 方向 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]在核聚变中,核能可转化为内能,但内能无法自发转化为核能,这体现了能量转化具有方向性,即能量的转化和转移是有特定方向的,不能随意反向进行。
[2]根据能量守恒定律,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,在能量的转化和转移过程中,能量的总量始终保持不变。
10. 电动汽车具有环保、经济、驾驶体验优越等优点,是我国交通的重要组成部分。汽车充电时,蓄电池的作用相当于电路中的__________;车在行驶时,蓄电池的作用相当于电路中的__________。
【答案】 ①. 用电器 ②. 电源
【解析】
【详解】[1]电路中,用电器是消耗电能的元件。汽车充电时,电池需要消耗外界的电能,因此此时电池相当于电路中的用电器。
[2]车在行驶时,蓄电池给汽车的动力系统提供电能,此时蓄电池的作用相当于电路中的电源。
11. 随着生活水平的提高,越来越多的家庭使用了电动升降晾衣架。如图所示,有一款晾衣架兼有升降(用电动机实现)和照明功能,升降和照明均可独立操作。请在方框内为这款晾衣架设计符合要求的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】晾衣架升降和照明均可独立操作,说明两者可以独立工作、互不影响,故为并联电路,且电动机和灯泡都有各自的控制开关,如下图所示:
主题三 物理与科学探究
12. 在“探究串联电路电流特点”的实验中,设计电路图如图甲所示:
(1)连接电路时开关应__________。在测量A处的电流时,电流表应__________联在电路中。
数据序号
A点电流
B点电流
C点电流
1
0.30
0.30
2
0.28
0.28
0.28
3
0.22
0.22
0.22
(2)正确连接电路后,闭合开关,A处的电流示数如图乙所示,为__________A,继续测量、两点的电流,填入表中。
(3)换用不同规格的灯泡,再测两组实验数据,并填在表中。请指出表格设计的不足之处:__________。
(4)完善表格后,分析实验数据,得出结论:在串联电路中__________。
【答案】(1) ①. 断开 ②. 串
(2)0.30 (3)物理量没有单位
(4)电流处处相等
【解析】
【小问1详解】
[1]连接电路时,为了防止电路中电流过大损坏电路元件,开关应断开,这样做的目的是保护电路。
[2]电流表是测量电路电流的仪表,使用时应与被测电路串联,所以在测量A处的电流时,电流表应串联在电路中。
【小问2详解】
电流表的测量范围为,分度值为0.02A,电流表的示数为0.30A。
【小问3详解】
表格中物理量没有单位,这使得数据的物理意义不明确,无法准确比较不同点的电流大小。
【小问4详解】
通过分析三组数据,发现A、B、C三点的电流值相等,这表明在串联电路中电流处处相等。
13. 兴趣小组在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,设计电路图如图甲,电源电压恒为,阻值为、、、的定值电阻各一个。
(1)探究“电流与电压的关系”:
①实验时小华连接了图乙所示的实物图。若闭合开关,图乙中__________无示数(选填“电流表”或“电压表”),这是因为图乙中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并画出正确的连线__________;
②正确连接电路后,继续实验,得到如表所示的实验数据,请根据表中的数据在丙图的坐标系中描点__________。描点后可以看出序号为__________的数据明显是错误的,分析数据时应当将它剔除;
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流
0.10
0.20
0.30
0.32
0.50
0.60
③剔除错误数据后,在图丙中作出电阻一定时电流随电压变化的图像;
④分析数据或图像得出了“电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比”的结论,判断成正比的依据是:__________。
(2)兴趣小组利用上述电路和器材继续探究“电流与电阻的关系”,并控制导体两端电压为不变。
⑤实验中需多次改变的阻值,将、、、四个电阻分别接入电路中均能完成实验,选取的滑动变阻器最大阻值应不小于__________Ω;
⑥当使用电阻时,滑动变阻器滑片P位于中点附近,若用的电阻替换接入后,需将滑片往__________(选填“C”或“D”)端移动,依据是__________。
【答案】(1) ①. 电流表 ②. ③. ④. 4 ⑤. 图线为过原点的直线
(2) ①. 25 ②. D ③.
要控制电阻两端电压为2V不变,需增大滑动变阻器接入电路的阻值
【解析】
【小问1详解】
[1]由图乙可知,电压表、电流表、滑动变阻器串联后与定值电阻并联。由于电压表的内阻很大,相当于断路,则电压表所在的支路没有电流,电流表示数为0。此时电压表测电源电压,因此电压表有示数,电流表无示数。
[2]在探究“电流与电压的关系”实验中,定值电阻应与滑动变阻器串联,电压表并联在定值电阻的两端,电流表串联在电路中测量通过定值电阻的电流。正确的电路连接如图所示:
[3]根据表格中的电压值和对应的电流值在坐标图中描点,如图所示:
[4]根据图中所描各点的变化规律可知,第4组数据显示当电压增大到2.0V时,电流的增加值很小。故第4组数据是错误的。
[5]剔除错误数据后,在图丙中作出电流随电压变化的图像如图所示:
由图可知,电流随电压的变化图线是一条过原点的倾斜直线,即电流与电压的比值是一个定值。故电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【小问2详解】
[1]由题意可知,在探究“电流与电阻的关系”时,应控制定值电阻两端电压为2V。由串联电路电压规律可知,当接入20Ω的定值电阻时,滑动变阻器两端电压应为
由欧姆定律及串联电路电流处处相等可得,滑动变阻器接入电路中的阻值与定值电阻阻值之比等于其两端电压之比,故可得
若四个定值电阻均能完成实验,则滑动变阻器的最大阻值应不小于
[2][3]当使用15Ω的电阻时,滑动变阻器接入电路中的阻值为
,当用20Ω电阻替换15Ω电阻时,要控制电阻两端电压为2V不变,需增大滑动变阻器接入电路的阻值,故滑片应往D端移动。
主题四 物理与工程实践
14. 小明用一个电流表和一个阻值为10Ω的电阻器来测量未知电阻器的阻值,设计电路图如图。开关闭合、断开时,电流表的示数为,再把闭合后,电流表的示数变为1.0A。
(1)开关闭合、断开时,电阻器两端的电压是多少?
(2)电阻器的电阻值是多少?
【答案】(1)6V (2)
【解析】
【小问1详解】
当开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测量通过R1的电流I1,根据题意可知,R1=10Ω,I1=0.6A。
电阻器R1两端的电压为
【小问2详解】
当开关S1和S2都闭合后,电阻R1和R2并联,电流表测量干路总电流I总=1.0A
在并联电路中,各支路两端的电压相等,且等于电源电压,所以R2两端的电压U2等于电源电压U,
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即I总=I1+I2
因为并联电路各支路互不影响,所以通过R1的电流I1仍然为0.6A,通过电阻器R2的电流I2为
由欧姆定律可得,电阻器R2的电阻值为
15. 如图是一种电热水壶工作电路的示意图,其中电阻为和的电阻器都是用来加热的,是总开关,是挡位开关。当闭合、接1时,电热水壶处于加热状态,电功率为;当闭合、接2时,电热水壶处于保温状态,电路消耗的总功率为。
(1)加热状态下通过电阻的电流是多少?
(2)电阻是多少?
(3)电热水壶在保温状态下工作,消耗了多少电能?
【答案】(1)5A (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当S1闭合、S2接1时,电热水壶处于加热状态,此时电路为R1的简单电路。加热功率P加热=1100W,电源电压U=220V。
可得通过电阻R1的电流
【小问2详解】
在加热状态下,电源电压U=220V,加热功率P加热=1100W。
电阻R1的阻值为
【小问3详解】
当电热水壶处于保温状态时,电路消耗的总功率P保温=110W
工作时间
保温状态消耗的电能
16. 十字路口的红绿灯指挥车辆有序通行,某兴趣小组尝试设计简单交通信号灯系统模型。
(1)下列电路可以模拟行车信号灯交替工作的是__________(填字母序号)。
(2)有同学指出,十字路口各方向的行车信号灯需配合使用。比如南北走向的行车灯为绿灯亮时,东西走向的行车灯应控制为__________灯亮。
(3)他们利用已有的知识和经验,选用单刀双掷开关,设计出模拟东、北方向红灯和绿灯指令的简易电路图,下列电路中符合要求的是__________,该电路S接1时,北方向是__________灯亮。
(4)有红绿色盲的人可能分辨不出红绿灯颜色,针对这个问题你有什么更好的交通灯设计建议:__________。
【答案】(1)C (2)红
(3) ①. D ②. 红
(4)增加语音提醒功能(其他答案合理均给分)
【解析】
【小问1详解】
要使红灯、绿灯可以交替工作,互不干扰,需要并联电路;图A开关S1同时控制红、绿两个灯,是串联,故A错误;图B两个灯是串联,故B错误;图C,两个灯是并联,且各有一个开关控制,能单独工作,故C正确;图D,两个灯是串联,故D错误。
故选C。
【小问2详解】
十字路口交通规则的核心是避免不同方向车辆冲突。当南北走向行车灯为绿灯(允许南北向车辆通行)时,东西走向车辆需停止,因此东西走向行车灯应亮红灯,确保通行安全。
【小问3详解】
[1][2]选项A中灯泡连接方式导致同一方向红绿灯可能同时亮;选项B中开关切换会出现东、北方向同时亮相同颜色的灯;选项C中灯泡串联方式不合理,可能造成短路或无法发光;选项D中,单刀双掷开关S控制东、北方向的绿灯和红灯,开关接1时,东方向的绿灯通路,红灯断路,北方向红灯通路,绿灯断路,接2时,东方向红灯通路,绿灯断路,北方向的绿灯通路,红灯断路符合 “红绿灯交替”的控制逻辑。
故选D。
【小问4详解】
红绿色盲患者的核心问题是无法区分红色和绿色,但能识别声音信号,可在路口增设语音播报,同步红绿灯状态,适配视觉障碍者。
17. 某学习小组开展“为家庭节约用电提建议”的跨学科实践活动。
任务一:调查家中的用电情况
(1)登录“南网在线”查看小明家近一年用电情况,如图1所示(抄表日期:2025.12.01)。小明家11月的用电量是__________kW·h,从图1用电情况中你有什么发现:__________。
(2)深圳制定阶梯电价、分时电价等计费方式,大大提高市民节约用电的意识。每年5~10月深圳的阶梯电价标准为“夏季模式”,其余月份为“非夏季模式”,具体方案如表1,则小明家11月份应付电费__________元。
表1
用电分类
阶梯电价(元/kW·h)
第一档(夏季0~260度、非夏季0~200度)
第二档(夏季261~600度、非夏季201~400度)
第三档(夏季600度以上、非夏季400度以上)
0.66
0.71
0.96
任务二:了解用电器的耗电情况
同学们调查某一天家用电器的工作情况,记录在表2中。
表2
家用电器
电饭锅
电水壶
LED
空调
洗衣机
电冰箱
电视机
额定功率/W
1300
1200
30
2440
160
200
100
数量
1
1
3
2
1
1
1
每日工作时长/h
1
0.5
5
8
1
24
2
(3)用电器的工作时段和时长都不同,可以推断它们之间是__________联连接的。
(4)同学们找来一款电力监测仪,其测试性能指标明确了各物理量的测量范围,如图2所示,不能用它测量表2“家用电器”中__________的电功率。
(5)根据表2数据估算电冰箱一天的用电量与图3所示的能效标识上显示的“综合耗电量”相差较大,可能原因是:__________。
(6)用电力监测仪测量电视机用电情况,发现电视机在待机状态时的功率为,该电视机待机消耗的电能为__________。
(7)电力监测仪调零后,监测到电热水壶把水从28℃加热到100℃,此时仪表盘示数如图4所示,该过程消耗的电能为__________J。壶中水升温的过程需要吸收的热量为__________J,该过程电热水壶的工作效率为__________。【】
(8)小组同学查阅资料发现,选用变频空调能大大减少电能消耗。某变频空调铭牌上的部分技术参数如表3所示,制冷功率是指空调制冷时每秒从房间吸收的热量。学习小组把制冷功率和空调输入电功率的比值规定为。则该变频空调的值是__________。
表3
制冷功率
输入电功率
D
额定电压
6000W
1500W
?
220V
(9)该变频空调在某房间内工作时,空调的输入电功率随时间变化图像如图5所示:先使用电功率将房间温度从36℃降至26℃,再使用电功率维持室温在26℃,1小时消耗总电能为,则降温过程的时间为_____h。若值不变,且不考虑降温过程房间墙壁、门窗与外界的热交换,请估算该空调工作的房间面积为__________。【空气密度取,空气比热容取,房间高度取】
任务三:提出节约用电的建议
(10)根据以上研究,请提出一条节约用电的建议__________。
【答案】(1) ①. 280 ②. 夏季用电比冬季多(其他答案合理均给分)
(2)188.8 (3)并
(4)空调 (5)冰箱是间歇工作(其他答案合理均给分)
(6)7.2×10⁴J(或者)
(7) ①. ②. 302400 ③. 84%
(8)4 (9) ①. 0.2 ②. 120
(10)用电器不用时断开电源,待机时间(其他答案合理均给分)
【解析】
【小问1详解】
[1]由图1可知,11月用电量为280kW·h。
[2]从折线图可发现,夏季用电量普遍较多,冬季用电量较少(或用电量有季节性变化等)。
【小问2详解】
11月为非夏季,用电量280kW·h,其中第一档200kW·h,第二档80kW·h(因为201~400度为第二档)。
小明家11月份应付电费
【小问3详解】
家庭电路中各用电器可以独立工作,互不影响,因此是并联连接。
【小问4详解】
电力监测仪的最大测量功率为2500W。表2中空调额定功率为2440W,数量为2,若同时工作总功率为4880W,超过2500W,因此不能用它测量空调的电功率。
【小问5详解】
电冰箱的压缩机是间歇工作的,并非24小时连续以额定功率运行,因此实际耗电量通常小于在额定功率下工作24小时计算的数值。
【小问6详解】
待机功率1W,时间
消耗电能
【小问7详解】
[1]由图4仪表盘示数可知,消耗电能为
[2]水吸收的热量
[3]电热水壶的工作效率
【小问8详解】
变频空调的值
【小问9详解】
[1]已知1小时消耗总电能为
输出功率
输出功率
总时间为
设降温过程的时间为t1,则维持室温过程的时间
即
解得
[2]降温过程的制冷功率为
降温时间
降温过程制冷吸收的热量
空气温度变化量
由得
房间的面积为
【小问10详解】
节约用电建议:例如,减少电器待机时间,做到人走电断;选用节能型家用电器;合理设置空调温度等。
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