内容正文:
热点03 人工智能与传感技术
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
新考向 跨学科 新情境
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
一阶·考点靶向练
考点01 智能家居中的光控与温控系统
考点02 安防系统中的烟雾与气体传感报警
考点03 智能穿戴与健康监测设备
考点04 智慧农业及自动系统
考点05 无人驾驶与机器人
二阶·素养进阶练
第三部分 真题验证 对标中考,感悟考法
风●向●速●递
【新考向】智能设备中的经典物理
1.(2025·浙江舟山·二模)随着AI人工智能时代的到来,越来越多的工作由机器完成。如图为某型号快递机器人,它能自动识别快递单号、规划运输路线,还能自动充电,在物流行业的应用越来越广泛。
(1)机器人轮胎凸凹不平,这是利用增大粗糙程度来________(填“增大”或“减小”)摩擦的;
(2)机器人在某次运送快递时,100s匀速行驶了360m,求其行驶的速度________;
(3)该机器人自重8千克,某次把2kg的快递送到10m高的楼上,请你计算此过程中机器人对快递做的功________。
【答案】(1)增大
(2)
(3)200J
【详解】(1)轮胎凹凸不平是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)机器人100s匀速行驶了360m,其行驶的速度为
(3)机器人对快递施加的力与物体的重力相等为
机器人对快递做的功为。
【新情境】新能源汽车科技应用
2.(2024·浙江杭州·一模)项目小组基于新能源汽车电池智能温度监测系统原理,研发了一款温度监测模拟装置,其核心测温电路如图甲所示。电源电压U=9V恒定,定值电阻,热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示。当温度变化时,R1的阻值改变,导致电压表示数变化。小组同学将温度示数标记在电压表上,可以完成电压和温度的转化。
(1)若环境温度升高,电压表的示数将_________。(填“变大”或“不变”或“变小”)
(2)当温度为0℃时,电压表示数为多大?
(3)当R1温度达到50℃时,系统启动散热,请计算此时电路中的电流大小为多大?
(4)小组改装的温度检测刻度盘是否均匀,请分析说明理由 。
【答案】(1)变大
(2)4.5V
(3)
(4)见解析
【详解】(1)由图乙可知,若环境温度升高,R1的阻值变大;由图甲可知电路为串联电路,根据串联分压原理可知R1两端的电压变大,电压表测R1两端的电压,则电压表示数变大。
(2)当温度为0℃时,由图乙可知R1的阻值为,电路中电流为
则R1两端的电压的为
即电压表示数为4.5V。
(3)当R1温度达到50℃时,由图乙可知电阻为,电路中的电流大小为
(4)当温度为0℃时,电压表为4.5V;当温度为50℃时,由图乙知道,此时R1接入电路的阻值60Ω,根据第(3)问知道,此时电路中电流为0.1A,电压表的示数为
当温度为100℃时,由图乙知道 ,此时R1接入电路的阻值90Ω,此时电路中电流为
则此时电压表的示数为
当温度变化量相同时,电压表的示数变化量不同,所以小组改装的温度检测刻度盘不均匀。
【跨学科】AI耗能与清洁能源综合
3.(2024·浙江杭州·模拟预测)人工智能(ArtificialIntelligence,简称AI)是一种模拟人类智能的技术和科学。人工智能的目标是让计算机具备类似于人类的智能,能够自主地思考、学习、推理和决策。人工智能的用电量相当可观,并且随着技术的发展和使用量的增加,这一数字还在不断上升。以下是一些关键的数据点:
①训练AI模型消耗大量能源:人工智能模型,尤其是大型语言模型如GPT-3,需要大量的电力来训练。例如,训练GPT-3需要消耗接近1,300兆瓦时的电力,这大约相当于130个美国家庭1年的用电量。然而,这只是模型训练的前期电力消耗,实际使用时所消耗的电力可能更高。
②AI用电量占全球用电量的比例:预计到2027年,整个人工智能行业每年将消耗850亿至1340亿千瓦时的电力,这可能占全球总用电量的0.5%。如果谷歌将生成式人工智能技术整合到每次搜索中,每年可能消耗约290亿千瓦时的电量。
③ChatGPT的耗电量:ChatGPT,作为OpenAI的热门聊天机器人,每天的耗电量已超过50万千瓦时。相比之下,美国家庭平均每天的用电量约为29千瓦时,ChatGPT的耗电量是美国家庭平均用电量的1.7万多倍。
综上所述,人工智能的用电量是一个不断增长的数字,预计未来几年内将继续增加,对全球电力供应产生重要影响。全球各国都在大力开发清洁能源,以解决能源所需。
清洁能源的准确定义应是:对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。含义有三点:第一清洁能源不是对能源的简单分类,而是指能源利用的技术体系;第二清洁能源不但强调清洁性同时也强调经济性;第三清洁能源的清洁性指的是符合一定的排放标准。请根据以上信息回答下列问题:
(1)清洁能源因其可持续性和环境友好性备受关注。请从下列选项中选择哪些属于清洁能源__________;
A.生物能(沼气) B.水力发电 C.核电 D.太阳能发电 E.风力发电 F.火力发电
(2)在环境保护研究中,废旧电池若随意丢弃,其中含有的有害重金属(如镉、汞、铅等)会随雨水冲刷渗入土壤,进而可能通过__________在生物体内积累,对生物特别是人类健康造成危害。因此,在日常生活中应当重视废旧电池的回收,并通过科学方法对其进行无害化处理;
(3)干电池内部发生化学反应,其中一个物质(如锌)失去电子成为阳离子,电子通过外部电路流向另一个物质(如二氧化锰),在这个过程中,能量如何转化?__________;
(4)假如ChatGPT每天的耗电量为50万千瓦时,以焦炭为燃料发电,按能量转化效率40%计算,需消耗__________吨焦炭?(已知焦炭的热值为3.0×107焦/千克)。
【答案】 ABCDE 食物链或食物网 化学能转化为电能 150
【详解】(1)[1]清洁能源,即产物相对比有害物质少,则因此ABCDE为清洁能源。
(2)[2]有害重金属(如镉、汞、铅等)随生活的发展在食物链或食物网中在生物体内积累。
(3)[3]干电池内部发生化学反应,即将化学能转化为电能,从而供电路使用。
(4)[4]燃料燃烧产生的能量为、
消耗的燃料为。
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 智能家居中的光控与温控系统
1.某展览厅(如图甲)为保护展品,设置了调光天窗,当外界光照较强时,能启动电动卷帘适时调整进光量;当外界光照较弱时,能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示;R0为定值电阻;R为光敏电阻,其电阻值R随光照强度的变化如图丙所示,光照强度的国际单位为勒克斯(lx);P为电磁铁,其线圈电阻Rp为20Ω,当电流达到0.04A时能吸合衔铁。图乙中的M、N,其中一处是节能灯,另一处是电动卷帘。已知电源电压 ,则:
(1)图中的M处用电器应为_______(填“节能灯”或“电动卷帘”);
(2)当外界光照强度达到150lx时,电动卷帘便开始工作,求R0的阻值_______;
(3)若要在光照强度更高时,电动卷帘才开始工作,可以如何调整控制电路?写出一种方法 。
【答案】(1)节能灯
(2)
(3)增大R0阻值
【详解】(1)当外界光照较强时,光敏电阻阻值小,控制电路电流大,电磁铁磁性较强,吸引衔铁,动触点与A接触,能启动电动卷帘适时调整进光量;当外界光照较弱时,光敏电阻阻值大,控制电路电流小,电磁铁磁性较弱,衔铁弹回,动触点与B接触,能动启动节能灯给予补光,则M处接节能灯。
(2)当外界光照强度达到150lx时,由图丙可知此时光敏电阻的阻值R=90Ω,当电动卷帘便开始工作,电磁铁能吸合衔铁的电流I=0.04A,由欧姆定律得,控制电路的总电阻
根据串联电路电阻规律可知,R0的阻值R0=R总-R-RP=300Ω-90Ω-20Ω=190Ω
(3)能将衔铁吸下的电流大小不变,电源电压不变,由可知,电路总电阻不变,光照更强时,光敏电阻的阻值减小,由电阻的串联可知,增大定值电阻的阻值来控制电流不变。
2.(2024·浙江绍兴·二模)光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用,小明用它设计了一种“智能家居照明灯”电路,如图甲所示。(电磁继电器线圈的电阻不计)
(1)导线__________(选填“A”或“B”)连接家庭电路中的火线;
(2)小明的设计要求是“智能家居照明灯”在天暗时自动点亮,天亮时自动熄灭,那么他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而__________;
(3)保持光照强度不变,闭合开关S后,滑片P由a端向b端移动过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙,计算说明滑动变阻器的最大阻值是多少欧(电源电压U₀不变)?__________
(4)为节约用电,该灯需在傍晚光照强度更弱时才亮起,可将R2滑片适当________(选填“左”或“右”)移。
【答案】 A 减小 100欧 右
【详解】(1)[1]根据图可知,开关要接在火线和灯泡之间,所以导线A连接家庭电路中的火线。
(2)[2]根据题意可知,在天暗时,光照强度减弱,衔铁在弹簧的作用下,工作电路接通,灯泡自动点亮,说明控制电路中的电流变小,则光敏电阻阻值变大,那么他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而减小。
(3)[3]如图乙,当滑动变阻器在b端时,R2接入电路中的电阻值是0,此时电压表的示数就是电源电压,即U₀=12V
当滑动变阻器在a端时,R2接入电路中的电阻值最大,根据电源电压U₀不变可知U₀=0.1AR2+2V
联立两式,解得R2=100Ω
(4)[4]为节约用电,该灯需在傍晚光照强度更弱时才亮起,可减小R2接入电路中的阻值,将R2滑片适当右移,整个电路的电流变大,光照强度要更弱时,衔铁才会在弹簧的作用下,工作电路接通,灯泡才亮起。
3.(2024·浙江嘉兴·二模)小禾家安装了一款无接触式热风干手器,手伸向出风口时可吹出温度为35℃~45℃的热风。干手器内部电路由控制电路和工作电路两部分构成,简化电路如图所示。控制电路中 R为光敏电阻,加热电阻丝阻值为88欧,加热丝和电动机额定电压均为220伏。
(1)闭合开关S,当手伸向出风口时,R的阻值会___________(选填“增大”、“不变”或“减小”),衔铁被吸下,工作电路开始工作;
(2)时间长了,因控制电路的电源电压减小,导致干手器反应灵敏度下降。下列措施中能提高杠杆它的灵敏度的是___________;
A.增加线圈匝数 B.将杠杆支点右移 C.减小弹簧弹性
(3)小禾为了测算干手器内电动机的功率,将家里的其他用电器全部关闭,只让干手器工作,观察到经过2分钟家里标有“3000r/kW•h”字样的电能表转盘恰好转过90转,则电动机的功率为多少瓦?___________
【答案】 减小 AC 350W
【详解】(1)[1]根据题意,当手伸向出风口时,衔铁被吸下,说明螺线管的磁性增强,则R的阻值会变小。
(2)[2]要提高杠杆的灵敏度,即杠杆右侧的力增加,因此可以增加电磁铁的磁性,即增加线圈的匝数,减小弹簧测力计的弹力,或将杠杆支点向左移动,故AC符合题意,BD不符合题意。
故选AC。
(3)[3]电动机中电阻丝产生的热量为
电动机消耗的电能为
电动机转化的机械能为
电动机的功率为。
考点02 安防系统中的烟雾与气体传感报警
4.(2023·浙江·一模)某小组利用已学的电学知识开展了项目化学习活动。
【项目名称】制作烟雾报警器
【项目任务】当环境中烟雾浓度升高,使控制电路中的电流≥250mA时,电铃发声报警。
【方案设计】烟雾报警器由“控制电路”和“工作电路”组成,其中“控制电路”由恒压电源(伏)、光敏电阻、电磁继电器(忽略线圈的电阻)、滑动变阻器、开关等组成;“工作电路”由电源、电铃、导线等组成。电路如图所示。
【器材选择】按上述方案,要想实现烟雾报警器的功能,光敏电阻阻值与光照强度的关系是______。(提示:烟雾越浓,光照强度越弱)
A. B. C.
【项目调试】该组同学组装好电路后开始测试,闭合开关、,发现当通过线圈的电流为200毫安时,此时滑动变阻器的阻值欧。在光照强度不变的情况下,为了实现报警电流≥250毫安,应如何调节滑动变阻器?(写出计算过程)____
【项目评价与反思】为了提高该烟雾报警器的灵敏度,他们提出以下几种方法,其中正确的是______。
①在控制电路中串联一个电阻 ②增加线圈匝数 ③增大线圈和衔铁之间的距离
【答案】 A 见解析 ②
【详解】[1]由于烟雾越浓,光照强度越弱,所以,当烟雾增大时,衔铁被吸下来,接通报警器所在的电路而报警。此时电磁铁的磁场增强,电流增大,说明总电阻减小,也就是光敏电阻的阻值减小,由此可知,随着光照强度的减弱,光敏电阻的阻值越小,随着光照强度的增强,光敏电阻阻值越大。故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
[2]根据欧姆定律知道,R的阻值为
光敏电阻的阻值为R光=R-R2=30Ω-15Ω=15Ω
当通过线圈的电流为250mA时,电路中的总电阻为
此时RP=R'-R光=24Ω-15Ω=9Ω
ΔR=30Ω-24Ω=6Ω
故应向下调节滑动变阻器到接入电路的阻值为9欧或者向下调节滑动变阻器减少6Ω。
[3]当烟雾较小时,光照强度增强,光敏电阻的阻值增大,为了提高灵敏度,使衔铁更易被吸合。
①根据串联电路总电阻等于各分电阻之和知道,在控制电路中串联一个电阻,总阻值变大,电流减小,衔铁更不能被吸合,故无法提高报警器灵敏度。故①错误;
②总电阻增大时,通过电磁铁的电流减小,为了增大电磁铁的磁场强度,可以换用线圈匝数更多的电磁铁,衔铁更易被吸合,提高报警器的灵敏度。故②正确;
③增大线圈和衔铁之间的距离时,衔铁处的磁性会减弱,衔铁更不易被吸合,故无法提高报警器灵敏度。故③错误。
故选②。
5.(2024·浙江台州·二模)有些城市常会因为降水量大而出现道路积水,车辆行驶中由于排气管进水会导致发动机故障,危及驾乘人员人身安全。某同学为此设计了一款机动车防浸水模拟报警器,可以让司机在行驶过程中对道路积水做出正确的判断。报警器工作原理如图甲所示,排气管中装有一可以自由上下浮动的圆柱体空心金属浮子,当道路积水达到一定深度时,浮子和排气管末端处的固定触点A、B接触,报警电路工作,蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警声,其声音的强弱随其两端的电压增大而增强。
(1)汽车排气管进水会导致发动机故障,原因是水堵住排气管后,发动机无法正常将废气排出,图乙中属于汽油机排气冲程的是___________。
(2)圆柱体浮子底面积为,高度为3cm,密度为。排气管深度,求道路积水上升至排气管中多大高度时报警电路开始工作。___________
(3)报警电路的电源电压恒为6V,蜂鸣器R可看做一个定值电阻,线圈等其它部分阻值忽略不计,图丙是报警电路工作时蜂鸣器消耗的电功率随时间变化的图像,求电阻的阻值___________并简述蜂鸣器发出忽强忽弱的报警声的工作过程。___________
【答案】 b 8.8cm 见解析
【详解】(1)[1]乙图中b满足进气门关闭,排气门打开,且活塞向上运动,为排气冲程。
(2)[2]浮子的质量为
因为浮子漂浮,则
排开液体的体积为
露出液面的高度为
道路积水上升至排气管中的高度为
(3)[3]高温档工作的电阻为
低温档工作时的电压为
则
电阻R0的阻值为
[4]浮子与触点A、B接触,报警电路接通,与R串联,蜂鸣器处于低功率状态,报警声弱;同时电磁铁产生磁性,吸引衔铁,动静触点接触,只剩R工作,蜂鸣器处于高功率状态,报警声强;
同时电磁铁被短路,无磁性,动静触点分离,循环上述过程。
6.如图甲是非接触式红外线测温枪,它是通过接收人体辐射的红外线来显示被测人的体温。
(1)图乙是它的工作原理图,R是滑动变阻器,R0是热敏电阻,当人体温度升高时,电压表示数将变小;
①则其所用的热敏电阻阻值随温度变化的特点是图丙中的___________曲线;
②为随着环境温度的升高,测温设备常会在无人通过时报警,为防止误报,应将滑动变阻器的滑片向___________滑动;
(2)若上题中热敏电阻R0在检测到体温达到37.3℃的人体而报警时,其阻值为150Ω,报警电压为1.5V,电源电压恒定为5V,则此时滑动变阻器R接入电路的阻值为___________。
【答案】 A 左 350Ω
【详解】(1)①[1]由图乙可知,滑动变阻器R和热敏电阻R0串联接入电路,电压表测量热敏电阻R0两端的电压,当人体温度升高时,电压表示数将减小,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器R两端的电压增大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流增大,即电路中的电流增大,根据欧姆定律可知,当电源电压一定时,电路中的总电阻减小,根据串联电路电阻规律可知,热敏电阻的阻值将减小,即人体温度升高时热敏电阻的阻值减小,故图丙中表示热敏电阻R0的阻值随温度变化的特点是A曲线。
②[2]随着环境温度的升高,测量设备常会在无人通过时报警,由此①可知,温度升高,电压表示数减小,防止无人通过时报警,即要增大热敏电阻两端的电压,根据串联电路分压规律可知,滑动变阻器两端的电压减小,由此可知滑动变阻器接入电路的阻值减小,即滑动变阻器的滑片P向左移动。
(2)[3]热敏电阻R0在检测到体温达到37.3℃的人体而报警时,通过热敏电阻R0的电流
通过滑动变阻器R的电流也为0.01A,此时滑动变阻器R两端的电压
滑动变阻器R接入电路的阻值。
考点03 智能穿戴与健康监测设备
7.有一种测量人体重的电子秤,其原理图如图所示,它主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表A(实质是电流表),踏板的质量可忽略不计,已知电流表的量程为3A,电源电压为12V,R0阻值为2Ω,电阻R(压力传感器)随压力变化的数学表达式为(F和R的单位分别是N和Ω)。则以下说法正确是( )
A.该秤能测量的最大体重是1300N
B.体重为1300N应标在电流表刻度盘2A刻度处
C.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表A刻度盘0刻度处
D.该秤零刻线应标在电流表A刻度盘的最大刻度处
【答案】B
【详解】A.由图可知,压力传感器和电阻R0串联,已知电流表的量程为3A,由欧姆定律可知,当电流表的示数为3A时,电路的总电阻最小,由电阻的串联可知压力传感器的电阻最小,压力传感器受到的压力最大,即称量的体重最大,电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,压敏电阻的阻值
由可得,该秤能测量的最大体重
故A错误;
B.体重为1300N时,压敏电阻的阻值
则电流表的示数
即体重为1300N应标在电流表刻度盘2A刻度处,故B正确;
CD.踏板空载时,压力为零,压敏电阻的阻值
则电流表的示数
即该秤零刻线应标在电流表A刻度盘的0.375A处,故CD错误。
故选B。
8.(2026·浙江绍兴·模拟预测)“智能手环”是一种穿戴式智能设备,具有计步统计、测心率和血氧饱和度等功能,已成为许多运动人士的必备用品。小科同学跑步10分钟后,智能手环显示步数是1500步(一步距离约为1米),此时的心率为130次/分钟。
(1)手环测量血氧饱和度是通过发出红光和红外光照射手腕皮肤,测量反射光的强度来计算。下列手腕处的血管中,含氧血红蛋白比例最高的是 。
A.动脉 B.静脉 C.毛细血管 D.三者一致
(2)智能手环是根据手腕处桡动脉的跳动情况来测心率的,图中a、b、c、d表示循环系统中心脏的四个腔,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示与心脏相连的不同血管,则桡动脉与图中 _________ (选填“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”)血管直接相连。
【答案】(1)A
(2)Ⅳ
(3)氧气和营养物质
【分析】(1)手指测血氧饱和度,是通过皮肤表面血管传送的系统,测定的结果是动脉的血氧饱和度。
(2)图中,a右心房、b左心房、c右心室、d左心室;Ⅰ肺动脉、Ⅱ上、下腔静脉、Ⅲ肺静脉、Ⅳ主动脉。
【详解】(1)血氧仪需要测量的指标:为血氧饱和度,血氧饱和度本身是反映动脉血液含氧量的指标(血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比),指测的血氧饱和度,正常人一般都是在95%以上,这符合动脉的血氧饱和度。如果是静脉的血氧饱和度,非常低,不可能达到90%以上的血氧的饱和度,A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(2)体循环的路线是:左心室→主动脉→各级动脉→身体各部分的毛细血管网→各级静脉→上、下腔静脉→右心房,血液由含氧丰富的动脉血变成含氧少的静脉血。智能手环可以根据手腕处桡动脉的跳动情况来检测心率,桡动脉是主动脉的分支,因此桡动脉血管与Ⅳ主动脉直接相连。
(3)心率上升会加快血液循环,血液循环的主要功能是运输营养物质,肌肉组织在运动时需要更多的能量,而能量的产生有赖于氧气参与的呼吸运动,同时叶需要营养物质提供原料,因此心率加快是为了满足肌肉组织对氧气和营养物质的需求。
9.(2024·浙江温州·二模)游泳是青少年喜爱的运动项目之一,为防止初学者溺水事故的发生,研究人员研发出了如图所示的救生手环,并在游泳池进行了性能测试。当测试者戴上该手环下潜到水面下5米处,打开手环开关,手环瞬间弹出一个气囊,随后测试者浮出水面。
(1)已知测试者的质量为63千克,密度是千克/米。请计算:要实现上浮,气囊打开后的体积至少要多大________?(不考虑手环的质量和体积)
(2)温馨提示:饭后不可马上入水游泳,激烈运动可能影响消化系统功能,即打破身体中的稳态,会对身体造成伤害。以下事例中体现科学中“稳定与变化”观念的有______。(可多选)
A.鱼类身体流线型适合水中游
B.人体进餐后胰岛素含量上升
C.健康人水喝的多时尿量增加
D.气温下降人体皮肤血管收缩
【答案】 BCD
【详解】(1)[1]测试者的质量为63千克,密度是千克/米,由知道,测试者的体积
由浮沉条件知道,要实现上浮,则需
解得
气囊打开后的体积至少
(2)[2]胰岛素具有降低血糖的作用,饭后胰岛素分泌量增加,可以使血糖降低并维持在相对稳定的量;排尿是人体主要的排泄方式,通过排尿可以排出人体中多余的水分,维持人体水盐平衡;体温下降时,通过血管的收缩,减缓血流速度进而减少热量的散失,有利于维持体温,故BCD符合题意,A不符合题意。
故选BCD。
考点04 智慧农业及自动系统
10.(2025·浙江宁波·二模)“智慧农业”依托传感器、移动互联网、云计算等技术,实现农业生产的智能化管理。
【资料1】:某地建设智能监控的生态养鸡场,同时将养鸡与苹果种植相结合,形成“借林育草,草为鸡食,借鸡灭虫,鸡粪肥田”的生态模式。
【资料2】:大棚种植黄瓜。智能管理前,棚内二氧化碳供应不足(如图1),黄瓜产量较低。科技工作者应用传感器监控棚内二氧化碳浓度、温度、水分等,及时补充适量的二氧化碳,并保持昼夜温差在左右,有效提高黄瓜产量。
(1)写出资料1生态系统中的一条食物链 。
(2)智能管理前,9时至14时大棚内二氧化碳浓度逐渐下降,原因是光合作用吸收的二氧化碳________(填“多于”“少于”或“等于”)呼吸作用产生的二氧化碳,有机物逐渐积累。
(3)分析图2,应监控大棚内二氧化碳浓度保持“适量”,原因是
。
【答案】(1)草→虫→鸡/草→鸡
(2)多于
(3)适量二氧化碳能提高光合作用强度,提高黄瓜产量;二氧化碳浓度超过一定量(或B点),光合作用强度不再提高,对提高产量没有意义
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物(如淀粉),并且释放出氧气的过程。
【详解】(1)在生态系统中,生产者与消费者、消费者与消费者之间由于吃与被吃的关系而形成的链状结构叫食物链。在资料1的生态系统中,“借林育草,草为鸡食,借鸡灭虫,鸡粪肥田”的生态模式,形成的食物链为:草→鸡(或草→虫→鸡)。
(2)智能管理前,9时至14时,由于光照增强,植物光合作用吸收的二氧化碳多于呼吸作用产生的二氧化碳,导致大棚内二氧化碳浓度逐渐下降,有机物逐渐积累。
(3)分析图2可知,当二氧化碳浓度低于B点时,光合作用强度随二氧化碳浓度的增长而增强,当二氧化碳浓度高于B点时,光合作用强度不再增强,所以应监控大棚内二氧化碳浓度保持“适量”,原因是:适量二氧化碳能提高光合作用强度,提高黄瓜产量;二氧化碳浓度超过一定量(或B点),光合作用强度不再提高,对提高产量没有意义。
11.项目化学习小组想通过电磁继电器设计一款自动浇花器。
【项目要求】当土壤相对湿度达到一定程度时,使工作电路中的电动机转动,自动浇花器自动浇水。
【项目设计】根据要求设计如图所示。
【器材选择】电磁继电器(工作电流≥0.05安,线圈电阻不计)、电源电压U1(6伏)、滑动变阻器R1规格为“1安200欧”、灵敏电流表、电动机M1、湿敏电阻R2、开关、导线等。要满足上述项目要求,小联应该选择的湿敏电阻是如表中______(选填字母“A”或“B”);
土壤湿度%
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
湿敏电阻A(Ω)
13
20
30
42
56
72
80
86
90
92
湿敏电阻B(Ω)
92
90
86
80
72
56
42
30
20
13
【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,自动浇花器不浇水。将滑片P恰好移至中点时,自动浇花器浇水。通过计算说明,该款自动浇花器在土壤湿度达到多少时,会自动浇水?______;
【项目改进】小联查阅资料发现,吊兰在土壤湿度为30%时浇水最适宜,因此小联通过调节滑动变阻器实现土壤湿度在30%左右时自动浇水,请写出他的操作 。
【答案】 B 90% 滑片P自中点的位置向左移动原电阻丝连入长度的
【详解】[1]当空气相对湿度达到一定程度时,使工作电路中的电动机M转动,自动浇花器浇水,湿度增大使得电流变大,磁性增强,将衔铁吸引,使得S2闭合,说明湿敏电阻随着湿度增大,电阻变小,电流变大,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
[2]控制电路电压6V,工作电流0.05安,由欧姆定律,此时电路的总电阻
滑片P恰好移至中点时,阻值是100Ω,则湿敏电阻的阻值
对照表格,相对湿度为90%。
[3]在空气相对湿度在30%左右时,对应的湿敏电阻约为86Ω,电动机工作时,控制电路的电阻为120Ω,故当变阻器连入电路的电阻约为
时,即变阻器连入电路的电阻减小100Ω-34Ω=66Ω
可以通过滑片P自中点的位置向左移动原电阻丝连入长度的的,即可实现土壤湿度在30%左右时自动浇水。
12.盆栽的花卉生长需要一定的土壤湿度。某项目化小组设计了一个自动控湿电路(如图甲):控制电路电源电压U=9伏,R0为定值电阻,Rₓ为湿敏电阻(其阻值与土壤湿度的关系如图乙)。当土壤湿度升高至60%时,线圈中的电流增大至I1,衔铁恰好被吸下,土壤加湿器停止工作;当土壤湿度下降至40%时,线圈中的电流减少至 I2,衔铁恰好被释放,加湿器开始工作。如此循环,最终使得土壤湿度控制在40%到60%之间。线圈电阻忽略不计。
(1)在图甲的线圈中插入铁棒的目的是 。
(2)求衔铁恰好被吸下时,控制电路中的电流 I1。
(3)若要使土壤的湿度控制在30%到60%之间,对电路进行以下调整,其中正确的是____。
A.增大电源电压 B.减小R0的电阻 C.增加线圈的匝数
【答案】(1)增强电磁铁的磁性
(2)0.45A
(3)B
【详解】(1)在通电螺线管中插入铁棒,铁棒会被磁化,从而使电磁铁的磁性大大增强。所以在图甲的线圈中插入铁棒的目的是增强电磁铁的磁性。
(2)当湿度升至为60%时,控制电路只有Rₓ工作,由乙图可知,此时Rₓ=20Ω; 控制电路中的电流
(3)从40%-60%改为30%-60%,即降低土壤湿度,由图乙可知,土壤湿度降低,湿敏电阻的阻值将增大。
A.电源电压增大,可能会导致电路中电流增大,在未达到60%时就将衔铁吸下,加湿器停止工作,故A错误;
B.定值电阻的阻值减小,总电阻减小,相同湿度下电流将增大,可知将在湿度更低使吸引衔铁,同时满足60%的上限不变,故B正确;
C.增加匝数,磁性变强,可能在湿度未达60%就将衔铁吸下,故C错误。
故选B。
考点05 无人驾驶与机器人
13.(2024·浙江舟山·模拟)在如图甲所示的某条道路上用某种测速仪来测量汽车的速度。该测速仪的测速原理如下:测速仪前后两次发出并接收超声波信号,再根据信号的时间差,测出被测车辆的速度。如果某次测量作匀速直线运动的汽车的车速时,第一次从发出至接收到超声波信号用了0.6s,第二次从发出至接收到超声波信号用了0.4s,两次信号发出时间间隔是1.8s(假设超声波的速度为340m/s,且保持不变)。
(1)第一次、第二次发出的超声波与被测汽车相遇时,汽车距测速仪的距离分别为多少米?
(2)在时间坐标轴上用t1、t2、t3、t4分别表示超声波第一次发射、第一次与汽车相遇、第二次发射、第二次与汽车相遇的时刻,在图乙中t1、t2、t3已标出,请你用小黑点标出t4,并求出超声波第一次与被测汽车相遇后,经过多少时间与第二次发出的超声波相遇?
(3)被测汽车速度是多少?
【答案】(1)102m和68m;(2)见解析,1.7s;(3)20m/s
【详解】解:(1)第一次发出的超声波与被测汽车相遇时的时间
汽车距测速仪的距离s1=v声t1=340m/s×0.3s=102m
第二次发出的超声波与被测汽车相遇时的时间
汽车距测速仪的距离s2=v声t2=340m/s×0.2s=68m
(2)图中t1和t2分别表示超声波第一次发射和第一次与汽车相遇,第一次发出的超声波与被测汽车相遇时的时间是0.3s,坐标轴上一格表示的时间为
第二次发出的超声波与被测汽车相遇时的时间是0.2s,所以t3和t4之间是两格,如图所示:
超声波第一次与被被测汽车相遇后,与第二次发出的超声波相遇的时间t=t4-t2=2.0s-0.3s=1.7s
(3)汽车在两次信号的间隔过程中,行驶的距离s=s1-s2=102m-68m=34m
汽车的车速为
答:(1)第一次、第二次发出的超声波与被测汽车相遇时,汽车距测速仪的距离分别为102m和68m;
(2)见解析,超声波第一次与被测汽车相遇后,经过1.7s与第二次发出的超声波相遇;
(3)被测汽车速度是20m/s。
14.(2024·浙江·三模)2023年10月26日,神舟十七号载人飞船发射成功,并与空间站成功对接,一起在轨运行。飞船运行过程中,通过______(选填“电磁波”或“超声波”)与地面遥控中心进行信息传递。当空间站组合体从近地点向远地点运行时,它的重力势能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 电磁波 增大
【详解】[1]真空不能传声,因此飞船运行过程中,通过电磁波与地面遥控中心进行信息传递。
[2]当空间站组合体从近地点向远地点运行时,高度增加,则重力势能变大。
15.(2026·浙江·一模)智能化生活扫地机器人(如图甲)的工作原理可简化成图乙。R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减弱,线圈的阻值忽略不计。
(1)接通电源,当地面灰尘增多时,使照射到光敏电阻上的光照强度变小,控制电路中的电流将 ________ (选填“变大”“变小”或“不变”),电磁铁的磁性减弱,此时电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒,据此分析电动机所在的支路为 ______ (选填“A”或“B”);
(2)为使扫地机器人在地面的灰尘更少时就开始工作,请你写出一条对控制电路的改进措施:
。
【答案】(1) 变小 A
(2)电源电压一定,增大定值电阻R0的阻值
【详解】(1)[1][2]由题可知,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减弱。当光敏电阻上的光照强度变小,光敏电阻阻值将变大,此时电路中的电流变小,电磁铁的磁性减小,弹簧将衔铁拉起来,启动电动机工作,所以电动机在支路A。
(2)电动机工作时电磁铁最大磁性强弱一定,线圈匝数不变时,电路中电流不变;若想让家里的地面灰尘更少,则空气的透光程度增强,照射到光敏电阻上的光照强度增强,则R的阻值减小,要使机器人开始工作时控制电路的总电阻不变,若电源电压一定,根据串联电路电阻规律可知应增大定值电阻R0的阻值;若定值电阻R0的阻值不变,总电阻变小,根据欧姆定律,可知应减小电源电压。
二阶·素养进阶练
1.(2024·浙江杭州·二模)生态鱼缸需要足够的光照,为了补偿光照,小滨设计了如图所示的智能补光电路,光暗时灯L自动补光,自然光较亮时灯 L自动熄灭,R1为定值电阻,R2为光敏电阻。已知灯L无法照射到电阻R2,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,电磁铁上端为S极
B.自然光照强度降低时,电磁铁的磁性减弱
C.R2的阻值随自然光照强度的减弱而增大
D.当自然光照强度增大时,电压表示数变大
【答案】D
【详解】A.由图知道,闭合开关S,电流沿线圈由上向下,由安培定则知道,电磁铁上端为N极,故A错误;
BC.由题意知道,天暗时灯L自动补光,即光敏电阻R2的阻值较大,电磁铁的磁性较弱,衔铁没有被吸下,受控电路工作,灯L发光,故BC错误;
D.由于R2的阻值随光照强度的增大而减小,所以,当光照强度减弱时,R2的阻值增大,根据串联分压的规律知道,R2两端的电压增大,即电压表示数变大,故D正确。
故选D。
2.(2025·浙江杭州·一模)杭州宇树科技携旗下人形机器人登上春晚舞台,献上了结合传统文化与机器人技术的创意舞蹈。如图为某款人工智能机器人内部的温度控制系统。温度控制模块与大量神经元相连,通过处理输入信息进而控制电加热管,实现机器人体温恒定。则电加热管相当于反射弧中的( )
A.感受器
B.传入神经
C.神经中枢
D.效应器
【答案】D
【分析】反射弧是指完成反射的神经结构,反射的结构基础是反射弧。反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分。
【详解】神经中枢能接受传入神经传来的信号后,产生神经冲动并传给传出神经;效应器由传出神经末梢和它控制的肌肉或腺体组成,接受传出神经传来的神经冲动,引起肌肉或腺体活动。所以温度控制模块与大量人工神经元相连,通过不断处理输入信息进而控制电加热管,来实现机器人体温恒定,这个控制模块相当于反射弧中的神经中枢,C正确,ABD错误。
故选C。
3.(2025·浙江·模拟)某款AI(人工智能)机器人,其温度控制模块通过大量人工神经元(如图为一个人工神经元示意图)连接在一起,并不断变换输入数据来处理信息,该图中的B模拟的是人脑神经元中的______。机器人的智能摄像头主要通过感知技术和计算机视觉技术来实现信息接收,智能摄像头模拟人类反射弧中______。
【答案】 细胞体 感受器
【分析】(1)神经元又叫神经细胞,是神经系统结构和功能的基本单位;观图可知:A模拟突起,B模拟细胞体。
(2)反射弧是指完成反射的神经结构,反射的结构基础是反射弧。反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分。
【详解】神经元的功能是神经元受到刺激后能产生兴奋,并能把兴奋传导到其它的神经元。观图可知:感神经元的基本结构包括细胞体和突起两部分,突起包括轴突和树突两种。图中A模拟突起,B模拟细胞体。反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分。感受器由传入神经末梢组成,能接受刺激产生兴奋。所以,机器人的智能摄像头主要通过感知技术和计算机视觉技术来实现,智能摄像头模拟人类反射弧中的感受器。
4.(2023·浙江·一模)人工智能的发展极大地方便了人们的生活。如图甲所示为某酒店的智能机器人,它能完成送餐、回收等一系列工作。下表是图甲智能机器人的部分参数:
参数名称
工作电压
质量
一次最大送餐量
移动速度
最大功率
数据
56V
50kg
15kg
0.3~0.6 m/s
100W
(1)为了防止机器人在工作时倾倒,底盘材料应选择____(选填“金属铁”或“塑料”);
(2)该机器人装有语音采集器,能与顾客之间进行简单的语音交互。语音采集器类似于人体反射弧中的____;
(3)如果该机器人以最大功率、最大移动速度送餐到30m远的顾客处,则它所做的功为( );
(4)如图乙所示为该机器人送餐负重过载保护电路原理图,电源电压为56V,图中R为压力传感器,阻值随所受压力变化情况如图丙所示,触发器的电阻忽略不计,通过的电流超过0.4A时就触发电动机停止工作,放弃执行送餐的指令,以免机器人损伤。为保护机器人,电阻箱的阻值至少为( )。
【答案】 塑料 感受器 5000J 120Ω
【详解】(1)[1]为了防止机器人在工作时倾倒,应增大摩擦力,由于塑料表面的粗糙程度大于金属铁,能增大摩擦力,所以底盘材料应选择塑料。
(2)[2]人体反射弧分为感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分,语音采集器是收集信息部分,所以类似于人体反射弧中的感受器。
(3)[3]由表中数据可知,最大功率为100W,最大速度为0.6m/s,该机器人以最大功率、最大移动速度送餐到30m远的顾客处,则它所做的功
(4)[4]由于电源电压为56V,电流不能超过0.4A,则电路中最大电阻
由表中数据可知,一次最大送餐量为15kg,重力G=mg=15kg×10N/kg=150N
由丙图可知,当压力为150N时,压力传感器的阻值R1=20Ω
则电阻箱的阻值至少为R0=R-R1=140Ω-20Ω=120Ω
5.(2024·浙江金华·三模)为吸引顾客,商场前的广场上经常会出现巨大的充气城堡,深受小朋友的喜爱。学校兴趣小组的同学认为充气城堡需要持续充气会浪费很多电,设计了一个如图甲所示的电路来实现智能充气。请回答下列问题:
(1)为达到智能充气的目的,需要在A处添加一个阻值随气压变化的电阻,使得气压较低时充气,气压较高时停止充气。根据要求接入电路中的电阻应选择图乙中的__________(选填“R1”或“R2”);
(2)结合图甲电路,说明闭合开关后如何实现智能充气
;
(3)当充气城堡的气压低至p0时开始充气,达到1.8p0时停止充气,如图丙所示,若充气机的功率为200瓦,请计算该充气城堡运行一天(按24小时算)消耗的电能__________。
【答案】 R1 当气压较低时,电阻变小,由欧姆定律,电路的电流变大,电磁铁对衔铁的吸引变大,动静触头连接,电动机连入电路中,开始充电。当气压增大时,电阻增大,由欧姆定律可知,电路的电流变小,电磁铁对衔铁的吸引变小,在弹簧弹力的作用下,动静触头分离,充气停止
【详解】(1)[1]在A处添加一个阻值随气压变化的电阻,使得气压较低时充气,即应将电动机连入电路中,此时电磁铁对衔铁的吸引力变大,动触头与静触头连接,要求气压大时停止充气,即动触头和静触头分离,电动机没有连入电路中;说明电磁铁的磁性减弱,即通过电磁铁的电流减小,由欧姆定律可知,气敏电阻的阻值应变大,所以应选择图丙中的R1。
(2)[2]当气压较低时,气敏电阻阻值变小,由欧姆定律可知,电路的电流变大,电磁铁对衔铁的吸引力变大,动触头被吸下,动触头与静触头连接,电动机连入电路中,开始充气;当气压增大时,气敏电阻阻值增大,电路的电流变小,电磁铁对衔铁的吸引力变小,在弹簧弹力的作用下,静触头与动触头分离,充气停止。
(3)[3]由图丙知,15min充气机充气5min,故1h内充气机充气20min,若充气机的功率为200W,1天内充气机消耗的电能。
真●题●验●证
1.(2025·浙江·中考真题)小科设计了一款智能照明灯,其电路的原理图如图所示。光线较暗时灯泡自动发光,光线较亮时灯泡自动熄灭。控制电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小。下列说法正确的是( )
A.电磁铁的上端为S极
B.当光照强度增强,控制电路中的电流将变小
C.当光照强度减弱,电磁铁的磁性增强
D.灯泡应设计在A和B两接线柱之间
【答案】D
【详解】A.由图可知,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,故A错误;
B.当光照强度增强,光敏电阻的阻值减小,总电阻减小,根据欧姆定律可知,控制电路的电流变大,故B错误;
C.当光照强度减弱时,光敏电阻的阻值变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,控制电路的电流变小,电磁铁磁性大小与电流大小、线圈匝数有关,电流减小,则磁性变弱,故C错误;
D.光线较暗时,光敏电阻的阻值大,则控制电路中的电流小,电磁铁的磁性弱,衔铁在弹簧的作用下被拉起,灯泡自动发光,说明灯泡在和两接线柱之间,故D正确。
故选D。
2.(2023·浙江金华·中考真题)人员密集的室内场所,容易造成二氧化碳含量偏高,对人体产生不利的影响。研究小组设计了如图所示的电路。为气敏电阻,其阻值随气体浓度的增大而减小,当室内气体含量升高到一定浓度时,工作电路中的排风扇开始工作,把室内气体排出。回答下列问题:
(1)在设计电路时要实现自动换气功能,排风扇应连接在工作电路中的_________位置;
(2)要使排风扇在二氧化碳浓度更低时就能开始工作,以下几种改进方法正确的是__________。
A.增加电磁铁线圈匝数 B.控制电路中再串联一个电阻 C.把滑动变阻器的滑片向上移
【答案】 AB或AD AC
【详解】(1)[1]在设计电路时要实现自动换气功能,控制电路控制排风扇的通断,故排风扇应串联连接在工作电路中,故排风扇应连接在工作电路中的AB或AD位置。
(2)[2]要使排风扇在二氧化碳浓度更低时就能开始工作,可以增大电磁铁的磁性或者相同电流的情况下,减小滑动变阻器的阻值,故增加电磁铁线圈匝数,或者把滑动变阻器R1的滑片向上移一些,故AC符合题意,B不符合题意。
故选AC。
3.(2023·浙江杭州·中考真题)如图甲所示为家用扫地机器人,其底部安装有滚刷,内置集尘器。机器人在除尘时先“脱灰”(滚刷将灰尘从地面上脱离附着),后“吸灰”(将脱附的灰尘转移进集尘器)。
小金对影响滚刷在地毯上“脱灰”效果的因素开展探究;
小金认为:在“吸灰”效果一定时,“脱灰”效果可以用“除尘能力C”来表示,其测量和表达如下:
第一步:选取长、宽一定的干净地毯,均匀撒上质量为m的灰;
第二步:测出干净集尘器的质量,将被测机器人放在地毯上直线运行清扫10次,完成后测出集尘器质量;
用表示除尘能力;
小金提出:滚刷在地毯上的“脱灰”效果与滚刷的滚速、刷毛的粗细和刷毛与地毯的间距三个因素有关;
小金在保持“吸灰”效果一定的情况下,对滚刷的滚速这个因素进行了实验,得到如图乙所示的结果;
(1)除尘能力C的数值越大,表示除尘能力越___________(选填“强”或“弱”);
(2)在研究滚刷“脱灰”效果与滚刷的滚速关系时,实验中需要控制刷毛的粗细和___________保持不变,改变滚刷的滚速,测定除尘能力C;
(3)根据图乙得出的结论是: 。
【答案】 强 刷毛与地毯的间距 当刷毛的粗细和刷毛与地毯的间距相同时,滚刷的滚速越大,除尘能力越强
【详解】(1)[1]测出干净集尘器的质量,将被测机器人放在地毯上直线运行清扫10次,完成后测出集尘器质量,当的值越大,即清理的灰尘质量越大,由除尘能力计算的C的数值越大,所以C的数值越大,表示除尘能力越强。
(2)[2]由题意猜测,滚刷在地毯上的“脱灰”效果与滚刷的滚速、刷毛的粗细和刷毛与地毯的间距三个因素有关,由控制变量法可得,研究滚刷“脱灰”效果与滚刷的滚速关系时,需要控制刷毛的粗细和刷毛与地毯的间距保持不变,改变滚刷的滚速。
(3)[3]观察图乙发现,除尘能力C随滚刷的滚速增大而增大,所以可得结论:当刷毛的粗细和刷毛与地毯的间距相同时,滚刷的滚速越大,除尘能力越强。
4.(2025·浙江·中考真题)智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图,其中光敏电阻R的阻值随照度变化的关系如图乙所示(照度表示物体被照明的程度,单位是lx)。请你回答下列问题:
(1)电磁继电器是利用电流_______效应工作的,当光照强度增强时,光敏电阻的阻值将_______,控制电路中的电流将变大。长时间使用后,控制电路中的电流将降低。
(2)当开关S闭合,光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时,警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22V,电磁继电器的线圈电阻为10,此时控制电路中的电流是_______A。
【答案】(1) 磁 变小
(2)0.44
【详解】(1)[1][2]电磁继电器是利用电流磁效应工作的,当光照强度增强时,由图乙知,光敏电阻将变小,根据电阻的串联,总电阻变小,由欧姆定律可知,控制电路中的电流将变大。
(2)当照度等于0.4lx时,由图知,光敏电阻的阻值R=40Ω, 根据欧姆定律和电阻的串联可得,此时控制电路中的电流为
5.(2023·浙江温州·中考真题)在献爱心活动中,小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫,能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲,是安装在坐垫内的热敏电阻,其阻值随温度的变化如表所示;
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/
20
25
30
35
39
40
41
42
43
44
45
50
55
60
65
阻值/欧
600
480
390
300
240
230
220
210
200
190
180
150
120
100
85
闭合开关,电热坐垫启动高功率工作模式,当通过电磁铁的电流达到0.05安时,衔铁和同时被吸引,转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时,电磁铁无法吸住衔铁和、恢复原位,又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换,使其温度维持在一定范围;
(1)分析表中数据,当温度升高时,热敏电阻R的阻值__________;(选填“变大”或“变小”)
(2)图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中,电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟,则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦?________
(3)小明想在控制电路中增加一个力敏电阻,以实现两个功能:
①1000N压力以下,坐垫最高温度不超过;
②人离开后,坐垫始终低功率工作;
现有三种力敏电阻,其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻________以及在控制电路中的连接方式________,并写出500牛压力下坐垫的最高温度值:__________。(线圈阻值忽略不计)
【答案】 减小 与 并联
【详解】(1)[1]分析表中数据,随着温度升高,热敏电阻R的阻值逐渐减小。
(2)[2]工作电路处于低功率状态时,和串联
工作电路处于高功率状态时,和并联
消耗的总电能为
测试中电热丝消耗的总电能为焦。
(3)[3]由图像知道,这样随着压力减小,电阻减小,人离开后,电阻最小,500牛压力下力敏电阻是300Ω。
[4][5]应选用与并联, 电路处于低功率状态,500牛压力下坐垫的最高温度值为。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究! 8
学科网(北京)股份有限公司
$
热点03 人工智能与传感技术
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
新考向 跨学科 新情境
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
一阶·考点靶向练
考点01 智能家居中的光控与温控系统
考点02 安防系统中的烟雾与气体传感报警
考点03 智能穿戴与健康监测设备
考点04 智慧农业及自动系统
考点05 无人驾驶与机器人
二阶·素养进阶练
第三部分 真题验证 对标中考,感悟考法
风●向●速●递
【新考向】智能设备中的经典物理
1.(2025·浙江舟山·二模)随着AI人工智能时代的到来,越来越多的工作由机器完成。如图为某型号快递机器人,它能自动识别快递单号、规划运输路线,还能自动充电,在物流行业的应用越来越广泛。
(1)机器人轮胎凸凹不平,这是利用增大粗糙程度来________(填“增大”或“减小”)摩擦的;
(2)机器人在某次运送快递时,100s匀速行驶了360m,求其行驶的速度________;
(3)该机器人自重8千克,某次把2kg的快递送到10m高的楼上,请你计算此过程中机器人对快递做的功________。
【新情境】新能源汽车科技应用
2.(2024·浙江杭州·一模)项目小组基于新能源汽车电池智能温度监测系统原理,研发了一款温度监测模拟装置,其核心测温电路如图甲所示。电源电压U=9V恒定,定值电阻,热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示。当温度变化时,R1的阻值改变,导致电压表示数变化。小组同学将温度示数标记在电压表上,可以完成电压和温度的转化。
(1)若环境温度升高,电压表的示数将_________。(填“变大”或“不变”或“变小”)
(2)当温度为0℃时,电压表示数为多大?
(3)当R1温度达到50℃时,系统启动散热,请计算此时电路中的电流大小为多大?
(4)小组改装的温度检测刻度盘是否均匀,请分析说明理由 。
【跨学科】AI耗能与清洁能源综合
3.(2024·浙江杭州·模拟预测)人工智能(ArtificialIntelligence,简称AI)是一种模拟人类智能的技术和科学。人工智能的目标是让计算机具备类似于人类的智能,能够自主地思考、学习、推理和决策。人工智能的用电量相当可观,并且随着技术的发展和使用量的增加,这一数字还在不断上升。以下是一些关键的数据点:
①训练AI模型消耗大量能源:人工智能模型,尤其是大型语言模型如GPT-3,需要大量的电力来训练。例如,训练GPT-3需要消耗接近1,300兆瓦时的电力,这大约相当于130个美国家庭1年的用电量。然而,这只是模型训练的前期电力消耗,实际使用时所消耗的电力可能更高。
②AI用电量占全球用电量的比例:预计到2027年,整个人工智能行业每年将消耗850亿至1340亿千瓦时的电力,这可能占全球总用电量的0.5%。如果谷歌将生成式人工智能技术整合到每次搜索中,每年可能消耗约290亿千瓦时的电量。
③ChatGPT的耗电量:ChatGPT,作为OpenAI的热门聊天机器人,每天的耗电量已超过50万千瓦时。相比之下,美国家庭平均每天的用电量约为29千瓦时,ChatGPT的耗电量是美国家庭平均用电量的1.7万多倍。
综上所述,人工智能的用电量是一个不断增长的数字,预计未来几年内将继续增加,对全球电力供应产生重要影响。全球各国都在大力开发清洁能源,以解决能源所需。
清洁能源的准确定义应是:对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。含义有三点:第一清洁能源不是对能源的简单分类,而是指能源利用的技术体系;第二清洁能源不但强调清洁性同时也强调经济性;第三清洁能源的清洁性指的是符合一定的排放标准。请根据以上信息回答下列问题:
(1)清洁能源因其可持续性和环境友好性备受关注。请从下列选项中选择哪些属于清洁能源__________;
A.生物能(沼气) B.水力发电 C.核电 D.太阳能发电 E.风力发电 F.火力发电
(2)在环境保护研究中,废旧电池若随意丢弃,其中含有的有害重金属(如镉、汞、铅等)会随雨水冲刷渗入土壤,进而可能通过__________在生物体内积累,对生物特别是人类健康造成危害。因此,在日常生活中应当重视废旧电池的回收,并通过科学方法对其进行无害化处理;
(3)干电池内部发生化学反应,其中一个物质(如锌)失去电子成为阳离子,电子通过外部电路流向另一个物质(如二氧化锰),在这个过程中,能量如何转化?__________;
(4)假如ChatGPT每天的耗电量为50万千瓦时,以焦炭为燃料发电,按能量转化效率40%计算,需消耗__________吨焦炭?(已知焦炭的热值为3.0×107焦/千克)。
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 智能家居中的光控与温控系统
1.某展览厅(如图甲)为保护展品,设置了调光天窗,当外界光照较强时,能启动电动卷帘适时调整进光量;当外界光照较弱时,能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示;R0为定值电阻;R为光敏电阻,其电阻值R随光照强度的变化如图丙所示,光照强度的国际单位为勒克斯(lx);P为电磁铁,其线圈电阻Rp为20Ω,当电流达到0.04A时能吸合衔铁。图乙中的M、N,其中一处是节能灯,另一处是电动卷帘。已知电源电压 ,则:
(1)图中的M处用电器应为_______(填“节能灯”或“电动卷帘”);
(2)当外界光照强度达到150lx时,电动卷帘便开始工作,求R0的阻值_______;
(3)若要在光照强度更高时,电动卷帘才开始工作,可以如何调整控制电路?写出一种方法 。
2.(2024·浙江绍兴·二模)光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用,小明用它设计了一种“智能家居照明灯”电路,如图甲所示。(电磁继电器线圈的电阻不计)
(1)导线__________(选填“A”或“B”)连接家庭电路中的火线;
(2)小明的设计要求是“智能家居照明灯”在天暗时自动点亮,天亮时自动熄灭,那么他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而__________;
(3)保持光照强度不变,闭合开关S后,滑片P由a端向b端移动过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙,计算说明滑动变阻器的最大阻值是多少欧(电源电压U₀不变)?__________
(4)为节约用电,该灯需在傍晚光照强度更弱时才亮起,可将R2滑片适当________(选填“左”或“右”)移。
3.(2024·浙江嘉兴·二模)小禾家安装了一款无接触式热风干手器,手伸向出风口时可吹出温度为35℃~45℃的热风。干手器内部电路由控制电路和工作电路两部分构成,简化电路如图所示。控制电路中 R为光敏电阻,加热电阻丝阻值为88欧,加热丝和电动机额定电压均为220伏。
(1)闭合开关S,当手伸向出风口时,R的阻值会___________(选填“增大”、“不变”或“减小”),衔铁被吸下,工作电路开始工作;
(2)时间长了,因控制电路的电源电压减小,导致干手器反应灵敏度下降。下列措施中能提高杠杆它的灵敏度的是___________;
A.增加线圈匝数 B.将杠杆支点右移 C.减小弹簧弹性
(3)小禾为了测算干手器内电动机的功率,将家里的其他用电器全部关闭,只让干手器工作,观察到经过2分钟家里标有“3000r/kW•h”字样的电能表转盘恰好转过90转,则电动机的功率为多少瓦?___________
考点02 安防系统中的烟雾与气体传感报警
4.(2023·浙江·一模)某小组利用已学的电学知识开展了项目化学习活动。
【项目名称】制作烟雾报警器
【项目任务】当环境中烟雾浓度升高,使控制电路中的电流≥250mA时,电铃发声报警。
【方案设计】烟雾报警器由“控制电路”和“工作电路”组成,其中“控制电路”由恒压电源(伏)、光敏电阻、电磁继电器(忽略线圈的电阻)、滑动变阻器、开关等组成;“工作电路”由电源、电铃、导线等组成。电路如图所示。
【器材选择】按上述方案,要想实现烟雾报警器的功能,光敏电阻阻值与光照强度的关系是______。(提示:烟雾越浓,光照强度越弱)
A. B. C.
【项目调试】该组同学组装好电路后开始测试,闭合开关、,发现当通过线圈的电流为200毫安时,此时滑动变阻器的阻值欧。在光照强度不变的情况下,为了实现报警电流≥250毫安,应如何调节滑动变阻器?(写出计算过程)____
【项目评价与反思】为了提高该烟雾报警器的灵敏度,他们提出以下几种方法,其中正确的是______。
①在控制电路中串联一个电阻 ②增加线圈匝数 ③增大线圈和衔铁之间的距离
5.(2024·浙江台州·二模)有些城市常会因为降水量大而出现道路积水,车辆行驶中由于排气管进水会导致发动机故障,危及驾乘人员人身安全。某同学为此设计了一款机动车防浸水模拟报警器,可以让司机在行驶过程中对道路积水做出正确的判断。报警器工作原理如图甲所示,排气管中装有一可以自由上下浮动的圆柱体空心金属浮子,当道路积水达到一定深度时,浮子和排气管末端处的固定触点A、B接触,报警电路工作,蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警声,其声音的强弱随其两端的电压增大而增强。
(1)汽车排气管进水会导致发动机故障,原因是水堵住排气管后,发动机无法正常将废气排出,图乙中属于汽油机排气冲程的是___________。
(2)圆柱体浮子底面积为,高度为3cm,密度为。排气管深度,求道路积水上升至排气管中多大高度时报警电路开始工作。___________
(3)报警电路的电源电压恒为6V,蜂鸣器R可看做一个定值电阻,线圈等其它部分阻值忽略不计,图丙是报警电路工作时蜂鸣器消耗的电功率随时间变化的图像,求电阻的阻值___________并简述蜂鸣器发出忽强忽弱的报警声的工作过程。___________
6.如图甲是非接触式红外线测温枪,它是通过接收人体辐射的红外线来显示被测人的体温。
(1)图乙是它的工作原理图,R是滑动变阻器,R0是热敏电阻,当人体温度升高时,电压表示数将变小;
①则其所用的热敏电阻阻值随温度变化的特点是图丙中的___________曲线;
②为随着环境温度的升高,测温设备常会在无人通过时报警,为防止误报,应将滑动变阻器的滑片向___________滑动;
(2)若上题中热敏电阻R0在检测到体温达到37.3℃的人体而报警时,其阻值为150Ω,报警电压为1.5V,电源电压恒定为5V,则此时滑动变阻器R接入电路的阻值为___________。
考点03 智能穿戴与健康监测设备
7.有一种测量人体重的电子秤,其原理图如图所示,它主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表A(实质是电流表),踏板的质量可忽略不计,已知电流表的量程为3A,电源电压为12V,R0阻值为2Ω,电阻R(压力传感器)随压力变化的数学表达式为(F和R的单位分别是N和Ω)。则以下说法正确是( )
A.该秤能测量的最大体重是1300N
B.体重为1300N应标在电流表刻度盘2A刻度处
C.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表A刻度盘0刻度处
D.该秤零刻线应标在电流表A刻度盘的最大刻度处
8.(2026·浙江绍兴·模拟预测)“智能手环”是一种穿戴式智能设备,具有计步统计、测心率和血氧饱和度等功能,已成为许多运动人士的必备用品。小科同学跑步10分钟后,智能手环显示步数是1500步(一步距离约为1米),此时的心率为130次/分钟。
(1)手环测量血氧饱和度是通过发出红光和红外光照射手腕皮肤,测量反射光的强度来计算。下列手腕处的血管中,含氧血红蛋白比例最高的是 。
A.动脉 B.静脉 C.毛细血管 D.三者一致
(2)智能手环是根据手腕处桡动脉的跳动情况来测心率的,图中a、b、c、d表示循环系统中心脏的四个腔,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示与心脏相连的不同血管,则桡动脉与图中 _________ (选填“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”)血管直接相连。
9.(2024·浙江温州·二模)游泳是青少年喜爱的运动项目之一,为防止初学者溺水事故的发生,研究人员研发出了如图所示的救生手环,并在游泳池进行了性能测试。当测试者戴上该手环下潜到水面下5米处,打开手环开关,手环瞬间弹出一个气囊,随后测试者浮出水面。
(1)已知测试者的质量为63千克,密度是千克/米。请计算:要实现上浮,气囊打开后的体积至少要多大________?(不考虑手环的质量和体积)
(2)温馨提示:饭后不可马上入水游泳,激烈运动可能影响消化系统功能,即打破身体中的稳态,会对身体造成伤害。以下事例中体现科学中“稳定与变化”观念的有______。(可多选)
A.鱼类身体流线型适合水中游
B.人体进餐后胰岛素含量上升
C.健康人水喝的多时尿量增加
D.气温下降人体皮肤血管收缩
考点04 智慧农业及自动系统
10.(2025·浙江宁波·二模)“智慧农业”依托传感器、移动互联网、云计算等技术,实现农业生产的智能化管理。
【资料1】:某地建设智能监控的生态养鸡场,同时将养鸡与苹果种植相结合,形成“借林育草,草为鸡食,借鸡灭虫,鸡粪肥田”的生态模式。
【资料2】:大棚种植黄瓜。智能管理前,棚内二氧化碳供应不足(如图1),黄瓜产量较低。科技工作者应用传感器监控棚内二氧化碳浓度、温度、水分等,及时补充适量的二氧化碳,并保持昼夜温差在左右,有效提高黄瓜产量。
(1)写出资料1生态系统中的一条食物链 。
(2)智能管理前,9时至14时大棚内二氧化碳浓度逐渐下降,原因是光合作用吸收的二氧化碳________(填“多于”“少于”或“等于”)呼吸作用产生的二氧化碳,有机物逐渐积累。
(3)分析图2,应监控大棚内二氧化碳浓度保持“适量”,原因是
。
11.项目化学习小组想通过电磁继电器设计一款自动浇花器。
【项目要求】当土壤相对湿度达到一定程度时,使工作电路中的电动机转动,自动浇花器自动浇水。
【项目设计】根据要求设计如图所示。
【器材选择】电磁继电器(工作电流≥0.05安,线圈电阻不计)、电源电压U1(6伏)、滑动变阻器R1规格为“1安200欧”、灵敏电流表、电动机M1、湿敏电阻R2、开关、导线等。要满足上述项目要求,小联应该选择的湿敏电阻是如表中______(选填字母“A”或“B”);
土壤湿度%
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
湿敏电阻A(Ω)
13
20
30
42
56
72
80
86
90
92
湿敏电阻B(Ω)
92
90
86
80
72
56
42
30
20
13
【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,自动浇花器不浇水。将滑片P恰好移至中点时,自动浇花器浇水。通过计算说明,该款自动浇花器在土壤湿度达到多少时,会自动浇水?______;
【项目改进】小联查阅资料发现,吊兰在土壤湿度为30%时浇水最适宜,因此小联通过调节滑动变阻器实现土壤湿度在30%左右时自动浇水,请写出他的操作 。
12.盆栽的花卉生长需要一定的土壤湿度。某项目化小组设计了一个自动控湿电路(如图甲):控制电路电源电压U=9伏,R0为定值电阻,Rₓ为湿敏电阻(其阻值与土壤湿度的关系如图乙)。当土壤湿度升高至60%时,线圈中的电流增大至I1,衔铁恰好被吸下,土壤加湿器停止工作;当土壤湿度下降至40%时,线圈中的电流减少至 I2,衔铁恰好被释放,加湿器开始工作。如此循环,最终使得土壤湿度控制在40%到60%之间。线圈电阻忽略不计。
(1)在图甲的线圈中插入铁棒的目的是 。
(2)求衔铁恰好被吸下时,控制电路中的电流 I1。
(3)若要使土壤的湿度控制在30%到60%之间,对电路进行以下调整,其中正确的是____。
A.增大电源电压 B.减小R0的电阻 C.增加线圈的匝数
考点05 无人驾驶与机器人
13.(2024·浙江舟山·模拟)在如图甲所示的某条道路上用某种测速仪来测量汽车的速度。该测速仪的测速原理如下:测速仪前后两次发出并接收超声波信号,再根据信号的时间差,测出被测车辆的速度。如果某次测量作匀速直线运动的汽车的车速时,第一次从发出至接收到超声波信号用了0.6s,第二次从发出至接收到超声波信号用了0.4s,两次信号发出时间间隔是1.8s(假设超声波的速度为340m/s,且保持不变)。
(1)第一次、第二次发出的超声波与被测汽车相遇时,汽车距测速仪的距离分别为多少米?
(2)在时间坐标轴上用t1、t2、t3、t4分别表示超声波第一次发射、第一次与汽车相遇、第二次发射、第二次与汽车相遇的时刻,在图乙中t1、t2、t3已标出,请你用小黑点标出t4,并求出超声波第一次与被测汽车相遇后,经过多少时间与第二次发出的超声波相遇?
(3)被测汽车速度是多少?
14.(2024·浙江·三模)2023年10月26日,神舟十七号载人飞船发射成功,并与空间站成功对接,一起在轨运行。飞船运行过程中,通过______(选填“电磁波”或“超声波”)与地面遥控中心进行信息传递。当空间站组合体从近地点向远地点运行时,它的重力势能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
15.(2026·浙江·一模)智能化生活扫地机器人(如图甲)的工作原理可简化成图乙。R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减弱,线圈的阻值忽略不计。
(1)接通电源,当地面灰尘增多时,使照射到光敏电阻上的光照强度变小,控制电路中的电流将 ________ (选填“变大”“变小”或“不变”),电磁铁的磁性减弱,此时电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒,据此分析电动机所在的支路为 ______ (选填“A”或“B”);
(2)为使扫地机器人在地面的灰尘更少时就开始工作,请你写出一条对控制电路的改进措施:
。
二阶·素养进阶练
1.(2024·浙江杭州·二模)生态鱼缸需要足够的光照,为了补偿光照,小滨设计了如图所示的智能补光电路,光暗时灯L自动补光,自然光较亮时灯 L自动熄灭,R1为定值电阻,R2为光敏电阻。已知灯L无法照射到电阻R2,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,电磁铁上端为S极
B.自然光照强度降低时,电磁铁的磁性减弱
C.R2的阻值随自然光照强度的减弱而增大
D.当自然光照强度增大时,电压表示数变大
2.(2025·浙江杭州·一模)杭州宇树科技携旗下人形机器人登上春晚舞台,献上了结合传统文化与机器人技术的创意舞蹈。如图为某款人工智能机器人内部的温度控制系统。温度控制模块与大量神经元相连,通过处理输入信息进而控制电加热管,实现机器人体温恒定。则电加热管相当于反射弧中的( )
A.感受器
B.传入神经
C.神经中枢
D.效应器
3.(2025·浙江·模拟)某款AI(人工智能)机器人,其温度控制模块通过大量人工神经元(如图为一个人工神经元示意图)连接在一起,并不断变换输入数据来处理信息,该图中的B模拟的是人脑神经元中的______。机器人的智能摄像头主要通过感知技术和计算机视觉技术来实现信息接收,智能摄像头模拟人类反射弧中______。
4.(2023·浙江·一模)人工智能的发展极大地方便了人们的生活。如图甲所示为某酒店的智能机器人,它能完成送餐、回收等一系列工作。下表是图甲智能机器人的部分参数:
参数名称
工作电压
质量
一次最大送餐量
移动速度
最大功率
数据
56V
50kg
15kg
0.3~0.6 m/s
100W
(1)为了防止机器人在工作时倾倒,底盘材料应选择____(选填“金属铁”或“塑料”);
(2)该机器人装有语音采集器,能与顾客之间进行简单的语音交互。语音采集器类似于人体反射弧中的____;
(3)如果该机器人以最大功率、最大移动速度送餐到30m远的顾客处,则它所做的功为( );
(4)如图乙所示为该机器人送餐负重过载保护电路原理图,电源电压为56V,图中R为压力传感器,阻值随所受压力变化情况如图丙所示,触发器的电阻忽略不计,通过的电流超过0.4A时就触发电动机停止工作,放弃执行送餐的指令,以免机器人损伤。为保护机器人,电阻箱的阻值至少为( )。
5.(2024·浙江金华·三模)为吸引顾客,商场前的广场上经常会出现巨大的充气城堡,深受小朋友的喜爱。学校兴趣小组的同学认为充气城堡需要持续充气会浪费很多电,设计了一个如图甲所示的电路来实现智能充气。请回答下列问题:
(1)为达到智能充气的目的,需要在A处添加一个阻值随气压变化的电阻,使得气压较低时充气,气压较高时停止充气。根据要求接入电路中的电阻应选择图乙中的__________(选填“R1”或“R2”);
(2)结合图甲电路,说明闭合开关后如何实现智能充气
;
(3)当充气城堡的气压低至p0时开始充气,达到1.8p0时停止充气,如图丙所示,若充气机的功率为200瓦,请计算该充气城堡运行一天(按24小时算)消耗的电能__________。
真●题●验●证
1.(2025·浙江·中考真题)小科设计了一款智能照明灯,其电路的原理图如图所示。光线较暗时灯泡自动发光,光线较亮时灯泡自动熄灭。控制电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小。下列说法正确的是( )
A.电磁铁的上端为S极
B.当光照强度增强,控制电路中的电流将变小
C.当光照强度减弱,电磁铁的磁性增强
D.灯泡应设计在A和B两接线柱之间
2.(2023·浙江金华·中考真题)人员密集的室内场所,容易造成二氧化碳含量偏高,对人体产生不利的影响。研究小组设计了如图所示的电路。为气敏电阻,其阻值随气体浓度的增大而减小,当室内气体含量升高到一定浓度时,工作电路中的排风扇开始工作,把室内气体排出。回答下列问题:
(1)在设计电路时要实现自动换气功能,排风扇应连接在工作电路中的_________位置;
(2)要使排风扇在二氧化碳浓度更低时就能开始工作,以下几种改进方法正确的是__________。
A.增加电磁铁线圈匝数 B.控制电路中再串联一个电阻 C.把滑动变阻器的滑片向上移
3.(2023·浙江杭州·中考真题)如图甲所示为家用扫地机器人,其底部安装有滚刷,内置集尘器。机器人在除尘时先“脱灰”(滚刷将灰尘从地面上脱离附着),后“吸灰”(将脱附的灰尘转移进集尘器)。
小金对影响滚刷在地毯上“脱灰”效果的因素开展探究;
小金认为:在“吸灰”效果一定时,“脱灰”效果可以用“除尘能力C”来表示,其测量和表达如下:
第一步:选取长、宽一定的干净地毯,均匀撒上质量为m的灰;
第二步:测出干净集尘器的质量,将被测机器人放在地毯上直线运行清扫10次,完成后测出集尘器质量;
用表示除尘能力;
小金提出:滚刷在地毯上的“脱灰”效果与滚刷的滚速、刷毛的粗细和刷毛与地毯的间距三个因素有关;
小金在保持“吸灰”效果一定的情况下,对滚刷的滚速这个因素进行了实验,得到如图乙所示的结果;
(1)除尘能力C的数值越大,表示除尘能力越___________(选填“强”或“弱”);
(2)在研究滚刷“脱灰”效果与滚刷的滚速关系时,实验中需要控制刷毛的粗细和___________保持不变,改变滚刷的滚速,测定除尘能力C;
(3)根据图乙得出的结论是: 。
4.(2025·浙江·中考真题)智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图,其中光敏电阻R的阻值随照度变化的关系如图乙所示(照度表示物体被照明的程度,单位是lx)。请你回答下列问题:
(1)电磁继电器是利用电流_______效应工作的,当光照强度增强时,光敏电阻的阻值将_______,控制电路中的电流将变大。长时间使用后,控制电路中的电流将降低。
(2)当开关S闭合,光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时,警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22V,电磁继电器的线圈电阻为10,此时控制电路中的电流是_______A。
5.(2023·浙江温州·中考真题)在献爱心活动中,小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫,能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲,是安装在坐垫内的热敏电阻,其阻值随温度的变化如表所示;
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/
20
25
30
35
39
40
41
42
43
44
45
50
55
60
65
阻值/欧
600
480
390
300
240
230
220
210
200
190
180
150
120
100
85
闭合开关,电热坐垫启动高功率工作模式,当通过电磁铁的电流达到0.05安时,衔铁和同时被吸引,转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时,电磁铁无法吸住衔铁和、恢复原位,又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换,使其温度维持在一定范围;
(1)分析表中数据,当温度升高时,热敏电阻R的阻值__________;(选填“变大”或“变小”)
(2)图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中,电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟,则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦?________
(3)小明想在控制电路中增加一个力敏电阻,以实现两个功能:
①1000N压力以下,坐垫最高温度不超过;
②人离开后,坐垫始终低功率工作;
现有三种力敏电阻,其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻________以及在控制电路中的连接方式________,并写出500牛压力下坐垫的最高温度值:__________。(线圈阻值忽略不计)
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究! 8
学科网(北京)股份有限公司
$