3.4 跨学科实践：电路创新设计展示【分层练】-2026-2027学年教科版物理九年级上学期

**基本信息** 聚焦电路创新设计跨学科实践，通过生活情境题→电路分析题→综合应用题的三层递进设计，巩固串联并联电路知识，培养科学思维与实践应用能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（4题）|单一开关控制电路|以汽车车门锁、表决电路等情境，考查串并联电路识别，落实物理观念| |提升层（2题）|电路连接与故障分析|通过小彩灯故障判断、立定跳远测试仪电路补充，深化科学推理与模型建构| |综合层（3题）|复杂情境电路设计|结合防倾斜报警、病房呼叫等跨学科实践，培养问题解决与社会责任|

第四节 跨学科实践：电路创新设计展示 知识点 跨学科实践：电路创新设计展示 1.现代汽车的感应式车门锁有两种解锁方式：①车钥匙靠近车辆时，触摸门把手（相当于闭合开关），电动机工作，车门解锁；②未带车钥匙时，通过手机APP发送解锁指令，经系统身份验证后（相当于闭合开关，车门同样可以解锁。下列模拟电路设计符合要求的是( ) A. B. C. D. 2.某班级对各小组提出的研学方案进行表决，由班长甲及两名副班长乙、丙作为代表进行表决，若同意某个方案则按下自己面前的开关，要求班长和至少一名副班长都按下自己面前的开关时，灯泡亮起，表示该方案通过。图中符合要求的电路是( ) A. B. C. D. 3.跨学科实践活动中，学习小组为某居民小区设计“图书自动借阅机”，通过刷卡（相当于闭合开关）或人脸识别（相当于闭合开关）都可以使电动机工作，完成借阅服务；当天黑时，光控开关闭合还可以提供照明。下列电路符合设计要求的是( ) A.B. C.D. 4.居民楼的楼道里，夜间只是偶尔有人经过，楼道灯总是亮着将造成很大浪费。科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”，它在天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”，它在有人走动发出声音时自动闭合，无人走动安静时自动断开。在如图所示各电路中，符合这种楼道灯电路设计的是( ) A. B. C. D. 5.某同学改进了小彩灯的电路，改进之后，当一个小彩灯坏了时，其他的小彩灯仍然能够正常发光。如图所示，一串规格相同的小彩灯，电路中a、b、c三处的导线未接通。问：这些小彩灯的连接方式是_________（填“串联”或“并联”）；当把电源接通后，能亮的小彩灯是________（填小彩灯的编号）；若使九个小彩灯都亮，应采取的方法是___________________________________________________。 6.立定跳远是中考项目之一，为了保证考试的公平性，有一种电子立定跳远测试仪，可以快速并准确地测试出学生成绩。某兴趣小组同学设计了一个比赛规范电路来模拟其中部分功能，该电路由电源、电铃（符号：）、保护电阻R、开关S和组成。当有同学踏上测试垫时，开关S、会自动同时闭合；当机器感应到脚尖过线，红外感应开关断开，电铃发出声音提醒考生，请根据以上要求，将图中电路补充完整。 【实践应用】7.有一种防倾斜报警电路，将该电路固定在某物体上，当物体处于竖直方向时，不报警；当物体向左或向右倾斜时，一盏灯亮、电铃响，人们可根据亮灯的颜色判断物体向哪边倾斜。其中S为重力开关，金属棒a可绕O点自由转动，则下列设计符合要求的是( ) A. B. C. D. 【实践应用】8.在综合实践活动中，某小组为医院设计病房呼叫电路，要求病人在需要护理时，闭合自己床头的开关，就能及时通知值班室里的护士。下列图中最合理的电路设计方案是( ) A. B. C. D. 【实践应用】9.考试试卷保密至关重要，为确保试卷万无一失，存放试卷的保密室有厚厚的大门，要想开门，需要主考用钥匙闭合开关S，或者两名副主考同时使用钥匙闭合开关，使电动机工作拉开大门。为防止有小偷从窗户或排气扇处翻入，在窗户和排气扇处还分别设有自动感应开关，当小偷闯入时感应开关自动闭合，警铃报警。下列电路图符合设计要求的是( ) A B. C.D. 答案以及解析 1.答案：B 解析：现代汽车的感应式车门锁有两种解锁方式：①闭合开关，电动机工作，车门解锁；②闭合开关，电动机工作，车门解锁。这意味着开关和都能独立控制电动机M工作，所以和应该是并联关系，然后再与电动机M串联在电路中。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2.答案：C 解析：由题意可知，两个副班长对应的按钮可以单独工作，并且互不影响，而班长的按钮与副班长的按钮工作时相互影响，因此两个副班长对应的开关乙和丙并联连接后与班长对应的开关甲串联连接，故C符合题意、ABD不符合题意。 故选C。 3.答案：A 解析：A.图中开关和并联后再和电动机串联，通过刷卡（相当于闭合开关）或人脸识别（相当于闭合开关）都可以使电动机工作，开关和灯泡在另一条支路，当天黑时，光控开关闭合还可以提供照明，故A符合题意； B.图中闭合开关或闭合开关，电动机被短路，不会工作，闭合开关，灯泡和电动机串联，灯泡和电动机都工作，故B不符合题意； C.图中开关、和电动机串联，只闭合其中一个开关，电动机不工作，故C不符合题意； D.图中开关和并联后再和灯泡串联，闭合其中一个开关，灯泡发光，开关和电动机在另一条支路，闭合开关，电动机工作，故D不符合题意。 故选A。 4.答案：A 解析：根据题意可知，只有当“光控开关”和“声控开关”都闭合时，楼道灯才能亮，所以“声控开关”和“光控开关”与楼道灯串联，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 5.答案：并联；1、2、4；将a、b两处的导线接通 解析：用两根导线分别把小彩灯的两端接在一起，所以这些小彩灯的连接方式是并联。当把电源接通后，能亮的小彩灯是1、2、4。若使九个小彩灯都亮，应采取的方法是将a、b两处的导线接通。 6.答案： 解析：由题意可知，当有同学踏上测试垫时，开关S、会自动同时闭合，电铃不工作，说明电路为R的简单电路；当机器感应到脚尖过线时，红外感应开关断开，电铃发出声音提醒考生，说明电铃与R串联，且与电铃并联。如下图所示： 7.答案：C 解析：A.在此电路中，当金属棒a因向左倾斜接触触点A时，灯和并联接入电路，导致两灯同时亮起，无法通过灯的颜色区分倾斜方向；触点B未接入电路，向右倾斜时不会报警，故A不符合题意； B.在此电路中，触点A未接入电路，当金属棒a因向左倾斜接触触点A时，电路不会报警，故B不符合题意； C.在此电路中，电铃串联在干路中，金属棒a因向左倾斜接触触点A时，电铃响，发光，金属棒a因向右倾斜接触触点B时，电铃响，发光，故C符合题意； D.在此电路中，金属棒a因向右倾斜接触触点B时，电铃和两个灯泡串联，电铃响，两个灯泡都发光，无法通过灯的颜色区分倾斜方向，故D不符合题意。 故选C。 8.答案：B 解析： 9.答案：C 解析：由题意可知，闭合开关S或者同时闭合开关时，电动机工作，说明开关串联后再与开关S并联；闭合开关或时，警铃工作，说明开关和并联。 A.由电路图可知，开关S、中任意一个闭合时电动机都可以工作，故A不符合题意； B.由电路图可知，开关同时闭合时，警铃才工作，故B不符合题意； C.由电路图可知，开关S或者同时闭合开关时，电动机工作，闭合开关或时，警铃工作，故C符合题意； D.由电路图可知，开关S、都闭合时电动机才工作，开关同时闭合时警铃才工作，故D不符合题意。 故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $