压轴题02 电学综合能力题+科普阅读题
综合能力题与科普阅读题是中考一类重要的新型特色题目，它注重学生的学科整体意识；
要求学生在不同的知识点中能够迅速地进行思维上的切换．综合能力题的背景为国内热点、新科技、新材料的应用；
要求能应用物理知识提出问题、猜想、设计方案，得出实验结论，并能将物理知识应用到实际生活中．物理方法重点考查控制变量法、转换法、等效替代法．
一、阅读类
1. 认真、耐心地阅读提供的背景材料或者提供的图形，从背景材料或者提供的图形入手，掌握题目中的中心主题和核心内容、提取物理信息．
2．综合运用所学知识、理解和判断出物理信息内容．
3．带着问题仔细阅读，从材料和图形中分析和概括出其中所蕴含的物理问题或物理规律.
二、综合类
1. 明确题目主旨，把握题干中的物理知识．
2．结合学过的有关物理知识和规律，把新旧知识联系起来．
3．抓住关键词语，准确地利用物理知识解题．
三、应用分析类
1．要注意分析题意，确定研究对象．
2．重视过程分析，从文字和图象及表格中获取、提炼有关信息．
3．进行归纳或者应用解题.
目录：
01 新能源电动汽车、电池
02 敏感电压的综合应用
03 电磁继电器的综合应用
04 制作仪器、设计方案类
05 复杂的电器结构示意图
06 阅读类
07 综合实践活动类
08 电学与其他模块综合类
01 新能源电动汽车、电池
1．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题
刀片式磷酸铁锂电池
我国新能源汽车电池技术全球领先，目前我国新能源汽车所用电池主要有磷酸铁锂电池和三元锂电池。“刀片电池”是我国新一代磷酸铁锂电池的一个名称，如图所示，刀片电池延续了磷酸铁锂的技术路线，通过改变电芯的形状优化了磷酸铁锂电池的性能。测试结果发现，这款电池在电池的空间利用率、能量密度、电池结构强度、电池轻量化、电池安全性等方面具有更优化的设计，电池的能量密度是指电池平均单位体积或质量所能储存的电能。电池的能量密度一般分质量能量密度和体积能量密度两个维度，如图所示。
电池质量能量密度；
电池体积能量密度。
多片“刀片电池”串联起来就组装成电池组，国内某车型所安装的电池组的相关数据如表所示。
电池组
满电时储存的电能 76.8kW·h
体积能量密度 442Wh/L
质量能量密度 170Wh/kg
稳定的放电电压 384V
包含“刀片电池”数量 120片
(1)该电池组在充电过程中主要将电能转化为 能。
(2)从表中数据可知，单片“刀片电池”稳定的放电电压为 V。单片“刀片电池”满电时储存的电能为 kW·h。
(3)若利用充电功能恒为100kW的充电桩对该电池组进行充电，可在0.5h内将该电池组从电量为30%充至80%，此过程中的充电效率是 。
(4)从表中数据可知，这个磷酸铁锂电池的平均密度为 ，通常情况下，三元锂电池的平均密度大约是，这就体现了磷酸铁锂电池在 （在下列选项中选填一个序号）方面比三元锂电池具有更优化的设计。
①空间利用率 ②能量密度 ③电池结构强度 ④电池轻量化 ⑤电池安全性
(5)测试人员对安装了上述电池组的车型进行测试，充满电后，测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶1h，电池组的电量减少了12.5%，已知测试过程中该汽车的能量转化效率为80%，此过程该车牵引力做功的功能是 W。
2．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题。
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池），直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电能更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为H。充电时，充电桩的充电功能P会随着电池的H的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能，H为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后（为方便计算，图象已作近似处理），充满后，立即停止充电。当H达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表所示。
充电电压U/V 充电电能I/A 充电时长t/min 充电度数/kW·h 充电费用/元
400 100 45 24 28.80
(1)充电过程中动力电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）；
(2)在H从30%增至70%的过程中，充电功能大致的变化规律 ；
(3)若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元；
(4)测试过程的最后10%，充电时长为 min；
(5)在充电过程中的BC段最容易使导线升温、老化，甚至引起火灾，请说出你的理由 。假设充电过程中充电电压保持不变；
(6)电动汽车“油门”示意图如图丙所示，脚往下踩“油门”踏板时，滑片可以绕O点在电压圈上逆时针转动。通过控制流经电动机电能的大小来控制汽车速度。电动汽车速度与电能大小的关系如图丁所示。当脚踩“油门”踏板时汽车速度加快，请你在图丙中将电路连接完整 。
3．（2025·全国·中考专题）随着我国科技蓬勃发展， 人民的生活水平逐步提高， 汽车已经进入平常百姓家庭， 它给我们的生活提供了便利， 促进了社会经济的发展； 家用小汽车有燃油车、纯电车、油电混动型三种。这三种汽车应用了许多物理知识， 刘小平和小组同学展开了“燃油车、纯电车”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：
【项目一】了解燃油汽车能量转化
(1)汽油机是燃油汽车的“心脏”， 汽油机工作时做功冲程将内能转化为机械能， 一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/ min， 此汽油机每秒钟做功 次
【项目二】了解汽车转向灯
(2)汽车转向灯电路要求：左转弯时，只出现前后左转向灯亮；右转弯时，只出现前后右转向灯亮。且前转向灯丝断了不影响后转向灯工作，刘小平设计了如图所示四种电路，其中最合理的是________
A．
B．
C．
D．
【项目三】电车充电系统
(3)某品牌电动汽车说明书上标有“驱动电机峰值功能：145KW 驱动电池系统额定电压：361V额定容量：200Ah 最小允许总质量：2385kg 乘坐人数：5人 ”这辆汽车充满一次存储的电能为 度。
【项目四】安全驾驶
(4)酒后驾车特别是醉酒驾车是造成的交通事故的首要原因。法律规定，通过吹气测试，若酒精含量大于或等于20毫克每100毫升，小于80毫克每100毫升，即被视为酒驾；大于或等于80毫克每100毫升，即被视为醉驾。新《道路交通安全法》对酒后驾车和醉酒驾车的处罚力度加大。便携式酒精测试仪是交警查酒（醉） 驾的利器。图甲是其原理图， 电源电压恒定为3V，Rp是酒精气体传感器， 其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图乙所示， R0是报警器，其阻值恒定为50Ω。当气体中酒精浓度为0时，电路中的电能是 A； 在对某司机的检测中， 电压表的示数为1.5V， 请根据计算和法律规定，判定该司机是 （选填“非酒驾”、“酒驾”、“醉驾”）。
02 敏感电压的综合应用
4．（2025·全国·中考专题）测温手环的应用范围越来越广泛。它不仅适用于普通人群，还可以用于公共场合如学校、机场、医院等地的体温监测，为人们健康生活提供更为科技化的保障。手环是怎样实现测温的？某小组开展了“测温手环电路设计”的研究性学习。
【学习资料】
如图甲，是一款用于体温监控的测温手环，主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。在温度传感模块中，有对温度敏感的热敏电压与导热双金属片相连。使用测温手环时，导热双金属片与人体接触，双金属片温度的变化引起热敏电压的阻值发生变化，热敏电压的阻值变化会影响电路中电能的大小。温度传感模块中的测温芯片可以根据电路中电能的大小计算出人体的温度。手环中的蓝牙模块通过无线网络将芯片中的温度数据传送给移动设备，从而实现对体温的实时监控。
【设计电路】
(1)初步思路：
为实现监测体温的目的，需要阻值随温度变化的热敏电压，热敏电压是由 （填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成的。该小组设计了如图乙所示的电路图。
(2)功能测试：测试热敏电压的阻值随温度变化的关系。
①经过讨论，小组设计了如图丙所示的电路，当热敏电压感知温度变化时，测量出热敏电压两端的电压和电路中的电能，进而计算出对应的电压值；使热敏电压感知不同的温度，重复实验，绘制出热敏电压阻值随温度t的变化关系图像，如图丁所示。
②分析图像可知，人体体温在37℃时，热敏电压的阻值为 Ω；
③下列情况会影响手环测量人体温度准确性的是 ；
A．隔着衣服佩戴
B．感冒发热时佩戴
【拓展实践】
该小组利用电源（电压为6V）、报警器（电压不计）、电压箱（既能改变连入电路中的电压大小，又能显示连入电路中的阻值）、滑动变阻器、热敏电压设计并连接了如图戊所示的模拟测温报警电路。设计要求：当所测温度达到或超过37℃时，报警器中的电能达到或超过10mA，系统自动报警。
(3)调试电路：
①电路接通前，先将滑动变阻器滑片置于b端，再将电压箱阻值调到某一值；
②将开关S向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器报警，此时滑动变阻器接入电路的电压是 Ω；
③保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S向d端闭合，报警系统即可正常使用。
(4)系统维护：
使用一段时间后由于电源电压的降低，报警温度将会变 ，这时可将滑动变阻器的阻值适当调 一些。
5．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题
超声波工业加湿器
超声波工业加湿器以体积小、静音、加湿均匀深受用户喜爱。超声波加湿器通电工作时，雾化片产生每秒170万次的高频率振动，将水抛离水面雾化成大量1 ~ 5μm的超微粒子（水雾），吹散到空气中使空气湿润，改变空气的湿度。图甲所示是某型号超声波工业加湿器，下表为其部分技术参数，其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积；加湿效率是指实际加湿量和实际输入功能的比值。
额定电压 220V 额定加湿量 15L/h
水箱容量 27L 额定输入功能 1500W
加湿效率 ≥1.2×10-2L/（h·W） 循环风量 2000m3/h
(1)超声波加湿器是利用超声波 （选填“方向性好、声能集中”）的特点制作而成的，该加湿器正常工作时，每小时通过风扇的空气质量为 kg；（空气的密度为1.29kg/m3）
(2)加湿器加满水后最多能加湿 h；
(3)下列说法中错误的是 （ ）
A．加湿器喷口外的白雾是液化形成的
B．正常工作时，加湿器的响度约为70dB
C．水雾化成超微粒子需要能量，说明分子间有引力
D．加湿器通电使雾化片振动产生超声波，电能主要转化为声能
(4)电路中仅有加湿器工作，通电20min，标有“3000imp/kW·h”的电能表指示灯闪烁了720次。此过程中加湿器消耗的电能为 J，实际加湿量至少为 L/h；
(5)利用湿敏电压可实现自动加湿。小明小组根据所学知识给蔬果超市设计了自动加湿器，由工作电路和控制电路两部分组成（如图乙）。在控制电路中，已知电源电压恒为12V，R是可调电压箱，RH为湿敏电压，其阻值随空气湿度变化的关系如图丙所示。
①当电压箱接入电路的阻值为12 时，控制电路的功能是4.5W，此时的空气湿度为 %；
②若a、b两端电压必须等于或大于9V时，控制电路才能启动加湿器进入工作状态，工作人员设定相对湿度为30%时启动加湿器工作，则电压箱的阻值至少应调到 Ω；
③为了能在较大的湿度值时开始启动加湿器进入工作状态，可采取的措施有 。（写出一条即可）
6．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题。
神舟号
神舟系列为载人航天飞船，如图甲所示是长征火箭将神舟十三号载人飞船发射升空的场景，中国载人航天技术的自主发展
载人飞船在太空中飞行时，由于处在真空环境，它的舱门必须具有良好的密封性，科研人员采用了如下的方法：将待检验的飞船舱体M置于一个集气空腔N中。先向舱体M充入压强为1.0×105Pa的空气，再把集气空腔N抽成真空，若舱门漏气，利用RM、RN两个完全相同的压敏电压来测量舱体M和集气空腔N中的压强。已知舱体M的容积为V，集气空腔N真空部分的容积为4V，飞船舱门的面积是0.6m2，不计舱体M器壁的体积，整个过程温度不变。电路中R0的阻值为20Ω，电源电压为12V，压敏电压RM、RN的阻值随气体压强变化的关系如表所示。
压敏电压受到的气压（×105Pa） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
压敏电压对应的电压值（Ω） 100 80 60 44 30 25 20 16 12 10 8
（1）图乙中，当开关S与b相连，若舱体M漏气2的示数将 （选填“变大”或“变小”）。当开关S与a相连，若电压表V2的示数为4.8V，则该时刻舱体M的气压为 Pa；
（2）实验表明，一定质量的气体在温度不变时，压强随体积的变化如图丙所示。若空气从舱体M中逸出，M、N中的压强相等，开关S接在b处0的电能是多大 ？（写出计算过程）
（3）在检验过程中的某时刻，开关接a时压敏电压RM两端电压为UM，RM的功能为PM，开关接b时压敏电压RN两端电压为UN，RN的功能为PN。若UM：UN=1：2，且PM：PN=5：4，则此时 门内外受到的压力差是多少 ？（写出计算过程）
7．（2025·全国·中考专题）如图甲所示，为了提倡环保型新能源开发，减少现有能源的消耗，长春某学校学生宿舍使用太阳能电辅热水器。天气晴朗时，则只吸收太阳能就可以使水温升至足够高（最高可达100℃）；阴雨天时，在吸收太阳能的同时还可以利用电辅助加热使水温达到我们的需求。已知无论什么天气条件下，水箱中水温不低于20℃，表中所示是学校物理兴趣小组在某个晴天获得的相关信息，其中太阳辐射功能是指1h内投射到1m2面积上的太阳能。
太阳照射时间/h 装水量/kg 吸热板面积/ 冷水温度/℃ 热水温度/℃ 太阳辐射功能/ 水的比热容/
10 10000 250 20 70
(1)在晴天时，只吸收太阳能就可以使水温升至足够高，太阳能电辅热水器将 能转化为内能；
(2)由表信息可知：在晴天时，太阳能电辅热水器10h接收的太阳能为，太阳能电辅热水器10h能使10000kg水吸收的热量为 J；晴天时该太阳能电热水器能量的转化效率为 ；
(3)在阴雨天时，太阳能吸热板吸收较弱的太阳光使水温升高，但是热水温度达不到生活需求，所以必须采取电辅加热。电辅加热装置的控制系统由一个测温电路和智能开关组成，每天17∶00时温度显示器显示水箱内水温，低于40℃时，智能开关闭合，电辅加热装置才会处于工作状态，当水温达到70℃时，智能开关断开，停止加热。图丙为测温电路的原理图，其中电源电压恒定不变为6V，为定值电压，A为温度显示器（实质是一个量程为0~50mA的毫安表），（测温探头）为热敏电压（其阻值随水温的变化而变化），热敏电压的阻值与温度的变化关系图像如图戊所示。无论晴天还是阴雨天，在保证每一个电路元件安全的情况下，求的最小阻值为多少？（写出必要文字说明和推理过程）
03 电磁继电器的综合应用
8．（2025·全国·中考专题）为了比赛的公平公正，小芸为学校短跑比赛设计了一款防抢跑装置，该装置安装在起跑线前，如图甲所示，丙图是其工作原理图：起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，K与A端相连，绿灯亮；发令枪扳机和开关S2相连动，扣动扳机，枪响同时开关S2断开；当电能表示数小于或等于30mA时，在弹簧弹力作用下，K与A端相连，绿灯亮，无人抢跑；当电能表示数大于30mA时，衔铁被吸下，K与B端相连，红灯亮同时铃声响，有人抢跑。
已知两电路电源电压均为6V，保持不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示，压板压力不计，电磁铁线圈电压不计；
（1）由图乙可知，压力传感器R的阻值随所受压力的增大而 ；
（2）起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人（压力F=0N）时，左端电路消耗的电功能为多少 ？
（3）比赛时，起跑发令枪发令前，抢跑同学踩在压板上的压力F为900N时，左端电路电能表读数为多少 ？
（4）比赛时，枪声响起后，若某同学踩在压板上的力为1500N时，要使得红灯不亮，电压R0至少为多大 ？
9．（2024·陕西·中考真题）小明为老师设计了一个电保温杯，在杯内水量不低于最低水位线的情况下，可将水温控制在45℃到55℃之间（即保温区间为45~55℃）。他用到的器材有电磁继电器、电热丝R1和R2、定值电压R0、热敏电压Rt、电源和开关等，其电路如图-1所示。控制电路中，Rt阻值随温度变化的情况如表格所示。当线圈中电能时，电磁铁将衔铁吸下，触点接触，时，电磁铁将衔铁释放，触点接触。工作电路电压为220V，其中低温挡功能为25W，高温挡功能为200W。请你分析计算：
30 35 40 45 50 55 60 65 70
195 155 120 90 65 45 30 20 15
(1)闭合开关S1、S2，当电保温杯中水的温度低于45℃时，Rt阻值较大，线圈中电能较小，触点接触，电热丝R2接入电路，此时工作电路为 （选填“高温”或“低温”）挡，R2的阻值为 。
(2)某次测试过程中，小明在杯中加入0.2kg温度为30℃的水，闭合开关S1、S2，并测出从开关闭合到衔铁被吸下的时间为2.5min，本次测试过程的加热效率是多少？［水的比热容为］
(3)电磁铁线圈电压忽略不计，则控制电路的电源电压是多少？R0阻值是多少？
(4)小明想通过优化电路，再增加一个保温区间，且新增保温区间的最高温度为65℃请你帮助小明，在图2虚线框中画上适合的元件，将改进后的电路补充完整，并在图中标出元件的阻值规格。（此问不要求写出计算过程）
10．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题：
速印机
如图甲是一台速印机。当备用纸槽上纸张较多时，不容易发生卡纸，当备用纸槽上纸张较少时，容易发生卡纸，且印刷速度较小时卡纸机率较小。为此，小明设想在备用纸张较多时高速印刷，备用纸张较少时低速印刷。
如图乙是小明设计的电路原理图， M1、M2是两台额定功能不同的电动机，电动机工作时带动机体内的滚筒转动，从而完成“进纸”、“印刷”等操作，电动机转速越大，印刷速度也越快。AO的长度是OB的1.5倍，在控制电路中，Ro是保护电压，阻值为10Ω。电源电压为6V，Rx是安装在备用纸槽底部的力敏电压，其阻值与受到纸张的压力成反比，图像如图丙。印刷时先闭合S2，后闭合S1，当控制电路中的电能大于或等于0.2A时，衔铁被吸引。印刷时所用纸张规格相同，每500张纸的压力为20N。
电动机型号 额定功能/W 额定电能/A 印刷速度/（秒/张）
M1 220 1 0.2
M2 110 0.5 0.5
（1）闭合开关S2，电磁铁上端为 极，工作电路电压为U为 V；
（2）下列关于小明设计的速印机的说法，错误的是 ；
A．工作电路中电动机M1比M2的印刷速度慢
B．当备用纸槽上纸张减少时，电磁铁的磁性变弱
C．若弹簧对OB的拉力为阻力，AOB是费力杠杆
D．当备用纸槽上无纸时，控制电路中电能为0.6A
（3）当备用纸槽放置总压力为12N的纸张时，刚启动印刷时工作的电动机是 。在某次印刷中，电动机正常工作，备用纸槽中纸的张数从500张加大到100张，求该次印刷过程中电动机消耗的总电能 （请写出计算过程）；
（4）若衔铁被电磁铁吸引的电能大小不变，将R0换成阻值15的定值电压。当备用纸槽中纸张逐渐变少，启动另一个电动机时，备用纸槽中纸的张数比Ro为10时 （选填“多”或“少”） 张。
11．（2024·四川成都·中考真题）图是小李购买的一款国产电话手表，她与爸爸妈妈一起了解和研究电话手表功能，以确保错误且安全使用；
（1）小李阅读说明书后，有以下认识，你认为不合理的是 ；
A．电话手表的表带内侧设计有导汗槽，有助于加快汗液的蒸发
B．用尖锐物撬手表电池容易起火，可能是因为电路发生了断路
C．恶劣天气搜索不到通信信号，可能是因为电磁波传播过程受到干扰
D．紧贴耳朵使用会造成听力损伤，是因为声音响度与声源到耳朵距离有关
（2）小李用电话手表与爷爷长时间视频通话，手表突然自动关机，原因是手表过热，启动了保护功能。她认为手表启动保护功能一段时间后，应有自动开机功能，于是她用所学知识设计出模拟热保护装置的示意图（如图甲），R0为定值电压，R为热敏电压（有两种类型可供选择，其电压随温度变化关系如图乙所示，R的温度变化主要受发热元件影响）；下列分析合理的是 ；
A．热敏电压应选择NTC类型
B．热敏电压温度升高，电磁铁磁性减弱
C．启动保护模式后，控制电路自动断开
D．启动保护模式后，工作电路无法再次启动
（3）小李和爸爸在家庭实验室对电话手表进行充电测试，测得充电时充电器的输出电压约为5V，输出功能约为6W，则输出电能与常见家用电器 （选填“电视机”、“空调”或“电热灭蚊器”）的正常工作电能最接近；
（4）妈妈告诉小李，充电器在插座上未给电话手表充电时，内部也有电能通过。他们查阅网站得知，截止2024年3月末我国移动电话用户总数约为18亿户。若有四分之一用户不拔充电器，一户一个充电器，每个充电器每天平均闲置时间约为20h，平均实际功能约为0.1W，则全国一天因此浪费的电能约为 kW·h；
小李通过查询资料进一步发现，长时间让家用电器处于待机状态，不仅浪费电能，还可能引起火灾。为了您和家人的安全，请错误使用家用电器。
12．（2025·全国·中考专题）通过阅读，解答下列问题。
“翼龙”无人机是我国自主研制的一种中低空、长航时、多用途无人机。 图甲所示是无人机的图片，下表为其部分技术参数。
最小飞行速度/ 280 正常巡航速度/ 180
最小载荷量/kg 200 发动机额定功能/kW 75
机身质量/t 1.1 最小载燃油量/kg 300
翼龙无人机采用正常式气动布局，大展弦比中单翼，V型尾翼，机身尾部装有一台活塞式发动机。翼龙无人机的展弦比较大，因此升力较大、诱导阻力较小，巡航升阻比较大，因此可以长时间在空中滞留。无人机具备全自主平台，可携带各种侦察、测距、电子对抗设备及小型空地打击武器，可广泛应用于如灾情监视、军事活动等科学研究领域。
(1)若翼龙无人机携带小型空地打击武器向地面目标投掷炸弹时，你认为无人机应该 （选填“在目标正上方投弹”或“提前投掷”）；
(2)翼龙无人机满载燃油，并以最小载荷量停在水平跑道上蓄势待发，此时无人机轮胎与地面接触的总面积为0.04m2 ，求：
①无人机对水平跑道的压强；
②当无人机起飞后在额定功能下沿水平方向正常巡航时所受的阻力；
(3)活塞式发动机是无人机的核心部件，为了确保无人机的飞行速度不超过最小值，工程师给发动机装上了能控制油门大小的限速器，其简化电路如图乙所示，其中R的阻值随飞行速度变化的图象如图丙所示。若电源电压恒为12V，R0的阻值为15Ω，当无人机达到最小飞行速度时，R0的电功能是多少？(电磁铁电压忽略不计)
13．（2024·湖南岳阳·模拟预测）某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱，箱内主要电路包括控制电路和工作电路，其原理图如图甲所示。控制电路电源电压为8V，R为变阻器，Rt为热敏电压、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。
t/℃ 30 40 50 60 70
Rt/Ω 305 245 200 170 150
工作电路电源电压为220V，R0为电热丝，阻值恒为88Ω，M为电风扇，铭牌上标有“220V 20W”字样，其作用是使箱内空气均匀受热，红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电能达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，当控制电路电能加大到某值时，衔铁被释放。求：
（1）当衔铁被电磁铁吸住时，工作电路处于 状态；（填“加热”或“待机”）
（2）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，控制电路的电能为0.025A，此时箱内气温多少摄氏度？（电磁铁的线圈电压不计）( )
（3）重新调节变阻器R，同时闭合开关S1、S2，箱内气温与时间关系如图乙所示，若电热丝R0加热空气的效率为80%，衔铁每次被吸住的时长均为300s，箱内空气质量恒为2.2kg，比热容为1×103 J/(kg·℃)。求
①乙图中t1对应的时间应该是多少s？( )
②0~t2的时间内，工作电路总共消耗的电能是多少焦耳？（控制电路、指示灯及电风扇产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计）( )
04 制作仪器、设计方案类
14．（2025·全国·中考专题）在物理创新大赛中，小杨同学制作了一个“水位仪”，其简化结构如图甲所示，一根轻质绝缘细杆上端与滑片P固定，下端与边长为10cm的正方体木块相连，木块放在足够高圆柱形容器内。未注水时，滑片P刚好在滑动变阻器的最下端a处；闭合开关S，向容器中注水，滑片P随木块的浮动在上滑动，滑片P不能离开。已知电源电压U恒定不变，为定值电压。在逐渐注水的过程中发现滑动变阻器的bc段短路，其余部分电压与自身长度成正比，定值电压的电功能、电压表示数与水深H的关系如图乙和丙所示（不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的磨擦力）。
请回答下列问题：
（1）应将 表的表盘改装为“水位仪”的表盘，因为当水位高于5cm后，水位越高，它的示数越大；
（2）电源电压U的大小 ？
（3）如果滑动变阻器上标有“？Ω，0.5A”的字样，且bc段短路，电能表选用的0～0.6A量程，电压表选用0～3V量程，则在电路安全的范围内，其水位的深度变化范围是多少 ？
15．（2025·全国·中考专题）小超和奶奶一起去菜市场买菜，细心的小超发现奶奶习惯随身携带如图甲所示的电子挂钩秤。小超对电子秤的内部结构很感兴趣，想自己做一个电子挂钩秤，于是利用所学知识设计了一个电子挂钩秤的模拟电路，如图乙所示。轻质弹簧和金属滑片固定在一起（弹簧的电压不计，滑片的磨擦不计）。在弹性限度内，弹簧伸长量与所受拉力成正比。
（1）小超所设计的电子挂钩秤可以把重物质量信息转化为电信息，更加方便简洁，信息转化的关键环节为：重物质量变化→滑片P的位置变化→电路的 变化→电压表示数变化；
（2）小超同学准备了以下器材：2节新干电池，定值电压（10Ω），滑动变阻器（20Ω，1A），电压表（0~3V），弹簧，开关，导线以及其他辅助器材。按照设计的方案进行器材的组装，调节装置，使弹簧自然伸长时，滑片P刚好在A端。通过对测量数据的分析，得出了电压丝AP之间阻值的与重物质量的关系为：RAP=km（其中RAP表示电压丝AP之间的阻值，m表示重物质量，k为一常数且k=4Ω/kg）。当所挂重物质量是m0时电压表示数恰好为重物质量是4m0时的2倍，则m0= kg；
（3）经过小组交流后，小超发现所设计的电子挂钩秤刻度不均匀，不便于读数，为了达到测量仪的刻度均匀且实现质量越大，电表示数越大的目的，小超重新设计了如图所示的四种电路，符合要求的电路是 （选填下列字母序号）；
（4）为了提高电子挂钩秤的灵敏度，即需重物质量最小时指针能满偏，小超同学在实验室又找到部分器材。此时，恒压电源共有“3V”、“4V”与“8V”三种，定值电压共有“10Ω”与“50Ω”两种，滑动变阻器共有“20Ω 1A”与“30Ω 1A”两种，电压表量程只有“0~3V”，电能表量程只有“0~0.6A”。在第3问改进电路基础上，且各元件安全情况下，下列说法中合理的是 。
A．在所有不同的搭配可行方案中，电源均只能选“8V”
B．在所有不同的搭配可行方案中，定值电压均只能选“50Ω”
C．在所有不同的搭配可行方案中，滑动变阻器均只能选“30Ω”
D．在所有不同的搭配可行方案中，电源、定值电压、滑动变阻器的所有规格均可能用到
05 复杂的电器结构示意图
16．（2024·湖北武汉·二模）近几年某市进行老旧小区改造，不少多层楼房安装了电梯。图甲是某小区电梯的结构示意图，它由轿厢、配重、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，轿厢质量为400kg，配重质量为300kg，绳重和磨擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关，电梯没有超载时，再闭合运行开关，电动机正常工作：超载时（即控制电路中的电能），电铃发出报警铃声，即使闭合，电动机也不工作。控制电路电源电压为9V，定值电压的阻值为30Ω，电磁铁线圈电压不计，轿厢内底面压力传感器的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示。
（1）该电梯空载运动时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为 N，超载时，图乙中触点将与 点接触（选填“A”或“B”），电铃发出报警铃声；
（2）该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为8000N，试通过计算判断电梯是否超载；
（3）如图丁所示是某次电梯上升时的图像，若轿厢内人和货物总重为5000N，电动机工作效率为80%，求电梯匀速上升运行阶段，电动机牵引轿厢所消耗的电能。
17．（2025·全国·中考专题）同学们在学习了电流的有关知识后了解到磨擦起电现象在生活中非常常见，静电也常常给我们的生活带来诸多便利和危害，对于静电，只要我们掌握其相关知识并加以应用，就可以扬长避短，利用它来为人类服务。
(1)从能量转化的角度来看，磨擦起电是将 能转化为电能。
(2)静电的危害
在干燥的冬季，人体在活动过程中，穿着的衣物由于相互磨擦会带上大量的静电，在靠近易燃易爆油气混合物的区域极易引起爆炸，所以在加油站的加油枪旁，会有一个如图甲所示的静电释放器，其结构就是一个金属球通过内部的导线与大地相连。如果一个人带有大量的负电流，当他与金属球接触时，静电释放器中电子的移动方向为 ，（选填“从金属球到大地”或“大地到金属球”），这样就可以使人体 （选填“带上正电”“带上负电”或“不带电”）从而避免危害的发生。
(3)静电的利用
如图乙所示为一款利用静电除尘的空气净化器，其简化后的结构如图丙所示：风机转动带动空气由进风口流入，由于正电钨丝放电，从而使空气中的灰尘带正电，再经过负电格栅板时被吸附，此后经过活性炭进一步净化，就可以由排风口排出清洁的空气。由此可知，负电格栅板吸附灰尘的原理为 。
小明发现该空气净化器的电子显示屏可以显示空气质量指数（用符号β表示，单位为，数值越小表示空气质量越好。仔细观察结构图发现，在空气由出风口流出之前会经过一个空气质量检测装置，小明设计了模拟检测装置的电路图如图丁所示，电源电压恒为28V，定值电压，一个气敏电压R，其阻值随空气质量指数的关系如图戊所示，净化器启动前，检测电路中电能表示数为0.4A，由此可以得出空气质量指数为 ，净化器正常工作30min后，电能表示数若明显 ，则说明净化器能够有效的净化空气。
18．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题。
燃气热水器是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备。
图甲为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A点处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B点处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。研究发现：热交换器中，烟气与水之间单位时间传递的热量随交换器内水管表面积的增大而增大；烟气具有的内能E随烟气温度t变化
的关系如图乙所示。
该燃气热水器的技术参数如表，其中“热水产出率”的含义是：每分钟使水温升高25℃时的出水体积；“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。
适用燃气 天然气
热值 3×107J/m3
额定耗气量 3.6m3/h
热水产出率 12L/min
(1)两个指示灯是二极管灯泡，该灯泡由 （选填“导体”、“半导体”或“超导体”）材料制作，它们应 联在电路中；
(2)下列措施中能提高热水器加热效率的是______（单选）；
A．采用热值更高的燃料 B．提高进水口冷水的初温
C．加长热交换器中水管长度 D．使水管中的进水量加大
(3)若热水器热水产出率为12L/min时，设A、B两点的高度差为0.3m，则水在热交换器A、B两点间运行时克服压力做功的功能为 W（g取10N/kg）；
(4)某次洗浴，设定热水管出水温度45℃，热水器正常工作用时15min。若该过程燃气完全燃烧，放出的热量为 J；测得冷水管进水温度15℃，则上述过程热水器的出水流量为 L/min，加热效率为 [c水=4.2×103J/（kg ℃）]；
(5)在（4）中，已知烟气通过热交换器经历的时间为1.2min，该过程中烟气只和水发生热传递，那么该热水器风机排出低温烟气的温度为 ℃。
19．（2024·江苏南通·二模）阅读短文，回答问题：
智能雨刮器
图甲是一种智能化的汽车感应雨刮器，主要由直流电动机、摆杆、连杆、雨刮片、光电转换器和控制器等组成。它可根据雨量大小自动调节刮水速度。光电转换器（图乙）包括红外发射器P和接收器Q，在发射器P端加上电压时，会发出一束锥形红外线，经玻璃光学元件成特定角度的平行光射入挡风玻璃，反射后再经过玻璃光学元件到达红外接收器Q，并产生电压U输入微处理器。若无雨，接收的红外线强度与发出的红外线强度近似相等，此时U与近似相等；若有一定量的雨滴落在感应区域时，部分红外线会经雨滴发生偏离，射到挡风玻璃外，此时U小于。如果有东西挡住这个感光区域，都会导致感应异常而启动雨刮，刮走阻挡物。控制器是由微处理器和工作电路组成，微处理器根据电压差的大小来判断雨量大小，当电压差大于设定值时，输出工作指令，工作电路驱动电机转动系统。电动机的转速r与电压差的关系如图丙所示；摆杆摆动的频率f与电动机的转速r成正比。
（1）如图甲中，雨刮器工作时电机转动带动连杆，使其绕O旋转，则摆杆可以看作一个 杠杆。玻璃光学元件相当于一个 （填光学元件），对光有 作用。
（2）下雨时，工作电路 （选填“一定会”、“一定不会”或“可能”）驱动电机转动系统；下雨时，光电二极管接收到的红外线与不下雨时存在差异，原因是有雨时，部分红外线穿过挡风玻璃射到车外，发生了 。
（3）查资料可知当雨量越大时，光电传感器电压越小，而雨刮器电动机模块会随工作电能的增大而摆动越快，由此可知光电传感器模块与雨刮器电动机模块是 （选填“串联”或“并联”）的。
（4）下图是电动机转速r、摆杆摆动频率f与输入电压U的关系图，错误选项是 。
（5）小明同学从废旧汽车拆下一个雨刮器电动机，铭牌上标有额定电压12V，额定功能30W，通过测量发现电动机电压达到6V才能转动，不转动时为保护电动机，电能不能超过1A，小明同学为精确测量内阻约4Ω的电动机（初中阶段只有电动机不转动时才能测其内阻。）选取了如下器材：恒压电源（12V），电压表V（9V），电能表A（1A），滑动变阻器，定值电压，导线、开关。他设计了如图丁所示的电路图。请回答以下问题：
①为了多测几组数据，图丁的电路图，电压表应该接在端 （选填“a”或“b”）；
②若某次测量，电压表读数为，电能表为，则电动机内阻为 （用给定字母表示）。
06 阅读类
20．（2025·陕西·模拟预测）小明回南方老家过年时，研究了电暖器和空调的取暖效果。空调工作时，通过压缩机驱动，使制冷剂在室内、外机之间循环流动实现供暖，如图-1所示。制冷剂首先在室外机蒸发器中吸收外界热量汽化，然后进入压缩机被压缩成高温气体，再送入室内机冷凝器对室内空气放热液化，液化后再流回室外机蒸发器吸热，如此循环往复，制冷剂即可源源不断地将室外热量搬运至室内。
小明在高3.2m、面积约30的某房间内，分别用功能同为1500W的电暖器和空调制热，并记录了室温随时间的变化如图-2。电暖器制热时近距离温度高，但室温变化不大。空调制热1h后，室温上升较明显。南方湿度大，小明查找资料得知当天空气比热容约为J/（kg·℃），空气密度约为1.25，电暖器和空调均正常工作，请你分析计算：
(1)电暖器工作1h消耗电能是多少？
(2)空调制热1h，室内空气吸收的热量是多少？
(3)空调的能效比为3.5，即每消耗1J电能，可获得3.5J热量。如图-3为空调制热时房间的能流图，请根据相关参数计算，空调制热时该房间1h的平均散热功能；
(4)小明在遥控器上设置20℃后，用空调持续制热，发现当室温升高到15℃后就不再变化了，据此可推断此时房间散热功能为 W。由此可见，减少散热是房屋取暖的关键。请你利用所学知识，为减少房屋散热提出建议： 。
21．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题
吸尘器是一种家用电器，它通过创建一个局部的低压区域，将空气和杂物吸入其中，从而清洁地面、地毯、家具等物品表面的灰尘和杂物。吸尘器的工作原理可以简单概括为以下三个步骤：
1．建立低压区域：吸尘器内部装有一个电动机，它带动一个风扇或离心机，产生一个强大的气流。气流在进入吸尘器时会穿过一个称为吸嘴的喷嘴，这会导致空气在吸嘴附近形成一个低压区域，从而将地面、地毯或家具表面的灰尘、污垢和碎屑吸入吸尘器。
2．过滤灰尘：空气中的灰尘和污垢会通过吸尘器内部的过滤器被过滤掉，而只有空气会通过电机后部的排气口被释放出去。吸尘器的过滤器可以使用不同的材料，如棉布、纸张或聚酯纤维，以过滤出不同的颗粒大小的灰尘和污垢。
3．存储灰尘：吸尘器通常使用一个容器或袋子来存储过滤出来的灰尘和污垢。在使用过程中，灰尘和污垢会不断地积累在容器或袋子中，直到它们达到容量上限需要清空。此时若不及时清空则会导致累积的灰尘不断压缩，从而使影响管道内空气的流畅度，导致吸力大幅度加大。
以上就是吸尘器的基本工作原理，但不同类型的吸尘器可能会在设计和工作方式上略有不同。例如，一些吸尘器可能会使用旋转刷子来深层清洁地毯，而另一些吸尘器可能会使用水和化学剂来清洁地板。
另外，吸尘器的功能也是影响其工作效果的一个重要因素。功能越高的吸尘器可以创造更强大的气流，从而更好地吸附灰尘和污垢。同时，吸尘器的设计和结构也会对其吸力和清洁效果产生影响。例如，一些吸尘器可能会配备调节吸力的功能，以应对不同的清洁任务，而另一些吸尘器则可能会具备多个吸嘴和附件，以适应不同的清洁需求。
总的来说，吸尘器是一种十分实用的清洁工具，可以帮助人们轻松地清理家居和办公场所。在选择吸尘器时，需要根据具体需求考虑吸尘器的类型、功能、设计、结构和配件等因素，以获得最佳的清洁效果。
如图甲为某品牌吸尘器的结构简图，图乙为其产品规格图表。
品名 Kobold VK7直立式无线吸尘器
外壳 高品质可回收塑料
风机 免保养无刷直流电机，转速最高达每分钟95000转
额定功能 采用增强模式时为400瓦
电压 28.8伏或29.6伏（取决于电池类型）
充电器输入电压 220-240伏交流电，50/60赫兹（自动转换）
最小负压 26.8升/秒=112百帕（4档-每分钟89000转）时的最小负压
最小空气流量 约27升/秒（空滤尘袋，无清洁附件连接）
滤尘袋容量 0.8升
重量 高度：约22厘米（约21厘米，当旋转手柄锁定时）宽度：约14厘米长度：约55厘米（约93厘米，当旋转手柄解锁后）
噪音 地毯：78分贝 硬地面：79分贝
充电器 ：需要一个特定的独立供电单元将电气设备与电网相连接，例如独立充电器或双电池充电器。
乙
(1)此吸尘器以额定功能采用增强模式工作时，可连续工作1.2小时，那么根据表中数据计算得出此吸尘器电池可容纳 kW·h的电能。此吸尘器在家里220V电压下充电时，正好2小时充满，则充电电能为 A（结果保留两位小数）。
(2)通过阅读短文可知，吸尘器在工作时，其吸嘴连接的内部管道的气压 （填“大于”“小于”或“等于”）吸嘴外部空气的气压，根据表格最小负压一栏可知，其最小气压差每秒可达 Pa．
(3)大龙同学在使用此吸尘器进行吸尘时，推着它向前运动，此时大龙同学会闻到吸尘器中香片的清香味道，此现象是 现象。
(4)大龙同学在使用此吸尘器时感到越来越吸不动灰尘了，则此时大龙同学最需要做的是 。
07 综合实践活动类
22．（2024·江苏南通·中考真题）阅读短文，回答问题。
综合实践活动—设计蔬菜温室
【任务与要求】为了在冬天能品尝到夏季的蔬菜，同学们为学校的劳动基地设计一个蔬菜温室，要求温度控制在20~30℃之间。
【设计与实施】
任务一：设计温室结构。温室设计为玻璃顶的长方体结构，体积为。由立柱和横梁支撑，墙体四周装有保温层。查阅资料获知，立柱的承重比指立柱能承受的最小质量与其质量的比值，能反映承重效率，立柱横截面的形状是影响承重比的重要因素之一，为研究它们之间的关系，利用塑料立柱模型进行实验，发现在其他条件均相同时，横截面为正三角形、正四边形、正五边形、正六边形模型的承重比关系是：。
任务二：设计温控系统。温控系统原理如图甲，控制电路的电源电压为6V，电压箱的阻值调为90Ω，热敏电压的阻值随温度的变化图像如图乙。当控制电路中的电能达到30mA时，衔铁被吸下：当电能降低到25mA时，衔铁被弹回。已知工作电路中电热丝R的电压为22Ω，浴霸灯L标有“220V，275W”字样。
【交流与评价】如表所示是任务二的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。
等级 优秀 良好 合格 不合格
评价 指标能自动控制室温在规定范围内波动，且降温较平缓 能自动控制室温升降，且降温较平缓 不能控制室温升降，降温较平缓 不能控制室温升降，也不能平缓降温
(1)关于设计蔬菜温室的实践活动，下列说法不错误的是___________。
A．屋顶选用绿色玻璃不利于蔬菜生长 B．墙体选用隔热性能好的材料
C．图甲浴霸灯是为了降温时能平缓些 D．图甲中通电线圈上端是S极
(2)由模型实验可知，搭建温室选用 （选填“三角形”“方形”或“圆形”）立柱的承重比大；已知模型的承重比为，质量为m，受力面积为S，则其上表面所能承受的最小压强 。
(3)电热丝通电5min产生的热量使温室气温升高5.5℃，则空气吸收的热量为 J，电热丝对温室的加热效率为 %；电磁铁线圈的电压忽略不计，电热丝刚停止工作时，室温为 ℃。[取，取]
(4)根据评价表中的指标对任务二进行评价，你的评价等级为 ，依据是 ；进一步给出优化建议： 。
23．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题。
综合实践活动——研究半导体冰箱和家用冰箱的区别
【任务与要求】研究两种冰箱的制冷原理，了解相关的应用。
【设计与实施】
任务一：研究家用冰箱的制冷原理，同学们发现家用冰箱通过制冷剂在冰箱内汽化吸热，再通过冰箱外的压缩机使其液化放热，实现持续循环工作。
任务二：了解半导体冰箱的制冷原理。如图甲，直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点A、B产生吸热或放热的现象，称为帕尔贴效应。研究表明，电能方向决定了热量传输方向，单位时间的发热量或制冷量Q的多少与电能I的大小成正比，即，其中称为“帕尔贴系数”，吸热时为正值，放热时为负值。这一现象在半导体发现后才得以广泛使用，工程师设计出如图乙的传热装置，将P型、N型半导体与铜片及铜导线连成一个回路，通电后，连接P型和N型半导体上端铜片变冷，下端变热；为了取得更好的制冷或制热效果，实际制冷或制热设备是把多对PN型半导体按图丙连接起来。
【交流与评价】两种制冷设备的比较
设备 制冷原理 制冷范围 冰箱容积 电源类型
家用冰箱 汽化吸热 可达到20℃ 200-400L 交流
半导体冰箱 帕尔贴效应 最多低于环境20℃ <100L 直流
(1)将食物放在电冰箱内，通过 的方式使其内能 ；
(2)图甲中，电能以图示方向流动时结点A为冷端，电能反向流动时则为热端。若提供电能周期性变化的电源，如图丁所示，则结点B处的图像符合的是______。
A．B．
C．D．
(3)半导体冰箱的原理如图乙，为增加制冷或制热的效果，实际应用中采用的是图丙所示的多对PN型半导体，其连接方式是 ；生产时应将 （选填“冷端”或“热端”）的绝缘层置于冰箱内；若做成一个制热的温箱，实现的方法是 ；
(4)图丙电路中，直流电源的电压为12V，工作电压为4Ω时，在热端每秒释放出18J的热量，则帕尔贴系数的绝对值大小为 ，其单位为 ；
(5)根据你的分析，你认为半导体制冷可能存在的缺点是 。
08 电学与其他模块综合类
24．（2025·全国·中考专题）科普阅读题：
混合动力汽车
图甲是某款混合动力汽车，内部装有汽油机和电动机，启动时汽油机不工作，由蓄电池为电动机供电，在此纯电模式下，只有电动机为汽车提供动力，在蓄电池电力耗尽后，再由汽油机提供动力．蓄电池的放电效率为（即的电能转化为汽车的机械能），当汽车需要高速行驶或电池电量过低时，改由汽油机工作，为汽车提供动力，同时能通过电机给蓄电池充电。
某些混合动力汽车还可以采用并联式工作流程，如图乙所示，汽油机和电动机分属两套独立的工作系统，蓄电池通过电动机能单独驱动汽车，汽油机也能直接给汽车提供动力，两套系统还能同时工作驱动汽车，（已知）
(1)图甲所示的混合动力汽车高速行驶时，动力系统与图中________（选填字母）的工作原理相似；
A． B．
(2)如图所示是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图，图中油量表是由 （选填“电压表”或“电能表”）改装的；
(3)如图为充电桩给蓄电池充电时充电功能P随充电时间t的变化图像。若充电时充电电压升至，充电过程的前充电电能不变，则电能为 ；若充电至的时间内，充电电压保持不变，则该过程中充电电能逐渐 （选填“变大”或“变小”）；
(4)混合动力车在快充充电桩充电时，每秒消耗电能。快充时间t，蓄电池由无电状态变为充满电，在纯电模式下可为该车提供的机械能，该车蓄电池在快充时的充电效率为，则t为 s；
(5)若混合动力汽车采用并联式工作流程，输出了的功，消耗汽油，已知汽油机的效率为，电动机的效率为，则蓄电池需提供电能 。
25．（2024·福建·模拟预测）阅读短文，回答问题。
温热饮水机
如图甲，是学校饮水间安装的某款温热饮水机。该饮水机既能提供温度为100℃的开水，也能提供温度可直接饮用的温开水。该饮水机的相关参数见表。
温热饮水机型号 ×××
贮水箱容量 24L
功能 3kW
电源 380V50HZ
该饮水机内部结构如图乙所示。首次使用时，经紫外线灯照射的20℃冷水，从冷水进口A处流入，经热交换器进入贮水箱。水箱加满水开始加热，加热至100℃。此后正常使用时，打开开水出口阀门，冷水阀门自动打开，当20℃冷水进入贮水箱后，电热丝通电可加热至100℃；打开温水出口阀门，通过加压使贮水箱中的开水进入热交换器内，此时冷水由进口阀门先进入热交换器，通过热交换器后水温升至85℃，进入贮水箱继续加热至100℃。这时，温水出口流出的就是35℃的温开水。如此正常工作，就可不断得到开水和温开水。
（1）在热交换器中冷水内能改变的方式是 ，饮水机的脚柱底面上有很多花纹是为了 。
（2）下列关于该饮水机的说法，错误的是
A．正常使用时，图乙B位置的水温是35℃
B．用紫外线灯照射冷水是为了杀菌消毒
C．冬天放开水时的“白气”是空气中的水蒸气液化成的
D．水箱水位控制可以通过感知液体压强大小变化来实现
（3）首次使用，图乙中D位置的水温是 ℃，需要经过 min可以喝到开水。在用电高峰时，饮水机的实际工作电压只有342V，（忽略温度对电压的影响），饮水机的实际电功能为 kW。
（4）若某学校学生1h所需的开水和温开水的质量之比是1：4，若不计热损失，饮水机正常工作1h最多供应开水 L。（结果取整数）
（5）如图丙所示为饮水机温控装置原理图，控制水箱中加热丝，R为热敏电压，R'为可调电压，当线圈的电能大于或等于某一值时，继电器的衔铁被吸下。图丁为热敏电压R﹣t图像。
①应该把贮水箱内的电热丝接在 （选填“A、B间”或“C、D间”）。
②使用久了，为线圈供电的电源电压会加大，如果要使贮水箱内的温度保持100℃，可调电压R'的阻值应 （选填“调大”、“不变”或“调小”）。
26．（2024·辽宁锦州·三模）阅读材料，回答问题。
“空中的士”
2024年2月，被称为“空中的士”的eVTOL航空器从深圳到珠海仅仅用时20min，标志着全球跨海电动航空器的首次飞行成功。
某型eVTOL飞行器的相关参数如图甲。相对于传统的民航飞机，eVTOL飞行器可以实现垂直起降，其典型任务包括起飞、巡航、悬停、降落。
eVTOL飞行器以锂离子电池组为能源，锂离子电池充放电原理如图乙。功能密度是指电池组输出的功能与整个电池组质量的比值，一般使用最小功能密度（W/kg）描述电池输出功能的能力。
(1)在水平匀速巡航阶段，空气对eVTOL飞行器的作用力 （选填“大于”、“等于”或“小于”）飞行器的压力。民航飞机在该阶段获得升力的原理是 （选填“流体压强与流速的关系”或“相互作用力”）；
(2)单块锂离子电池充满电储存的电能为 kW·h。在锂离子电池放电工作时，将 能转化为电能；
(3)电池组电压和电能在不同飞行时间下的具体数值如图所示，飞机在起飞后第480秒到510秒都处于悬停阶段，悬停时输出功能近似不变。飞行器悬停阶段，电路中总电压随时间不断 （选填“增大”或“加大”）；
(4)飞行器垂直起飞用时84s，此阶段平均功能密度是悬停阶段功能密度的1.2倍。请问该飞行器垂起阶段消耗的电能，能使 个这样的电热水壶（如图）把水烧开，已知电热水壶均装满初温壶均装满初温是20°C的水，环境在一个标准大气压下，。
一、综合题+科普阅读题
1．（2024·新疆乌鲁木齐·一模）我国首座深远海浮式风电平台“海油观海澜号”成功并入文昌油田群电网，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。
(1)风力发电机的风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度 （选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；当风正面垂直吹向运动的叶片时，如图甲所示，从正面看，叶片A会 （选填“顺”或“逆”）时针转动；从水平位置转至竖直位置的过程中，叶片A受到的压力的力臂 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
(2)“海油观海澜号”平台总质量达。风平浪静叶片不动时，平台排开海水的体积达 。风力发电机组输出功能P与风速v的关系如图乙所示，当风速为时，风力发电机组工作输出的电能相当于 kg煤完全燃烧放出的热量。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。在此风速下，发电机转子转400圈，若发电机输出的电能为，叶片需要转动 圈。（海水密度，煤的热值）
2．（2024·山东枣庄·二模）小强家新买了一台全自动洗碗机如图甲所示，它的外壳是金属材质。该洗碗机工作程序为：首先给水箱注水，当水注满时停止注水并自动开始加热，水温上升到50℃即停止加热；洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水泵启动，将水箱中的废水排出。
(1)为了安全，该洗碗机应选用图乙中 （选填“上”或“下”）插座；图丙为等效的加热电路图，R为发热电压，其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关。此开关除了具有注满水时，自动开始加热的功能（一般的水是导体）外，还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时，自动停止加热的功能；
(2)图丁为该洗碗机某次正常工作时的图像，R的阻值为 Ω（不计水的电压）；
(3)该款洗碗机一次正常工作后，碗总是湿漉漉的，很长时间干不了，很容易滋生细菌。针对这一缺陷，请你写出一条能在较短时间内将碗烘干的措施： 。
3．（2024·山东菏泽·中考真题）植物生长需要适宜的环境湿度。某中学劳动实践小组为大棚内的植物“多肉”（适宜的环境湿度为30%~40%）设计了一个自动加湿装置，当环境湿度降至30%，加湿器恰好开始加湿，当环境湿度升至40%，加湿器恰好停止加湿，其电路如图所示。控制电路的电源电压U恒为6V，定值电压为20Ω，湿敏电压R的阻值随环境湿度的升高而加大，它的阻值与部分环境湿度对应关系如表所示。请完成下列问题（线圈电压不计）：
（1）闭合开关，电磁铁的上端是 极；通过电磁铁的电能越大，磁性越 ；
（2）闭合开关、，求衔铁恰好被吸下时控制电路的总功能；( )
（3）若大棚内的植物换成牡丹（适宜的环境湿度为50%~70%），小明提出该加湿装置只更换电压就能实现“当环境湿度降至50%，加湿器恰好开始加湿，当环境湿度升至70%，加湿器恰好停止加湿”，求更换后的阻值。( )
环境湿度 湿敏电压R/Ω
70% 10
50% 20
40% 30
30% 40
4．（2024·江苏无锡·中考真题）某款家用储水式电热水器额定电压为220V，额定功能为3000W，额定容量为60L，图甲是其电路原理图。插上插头，电热水器储满水后，闭合开关S，温控器开关K接触点1，对水进行加热，当加热温度达到设定温度时，K跳转接触点2，保温指示灯L亮起，停止加热；当水温下降，低于设定温度时，K再次接触点1进行加热。、、为加热电压，其中。该电热水器的加热模式有四个挡位，选择“一挡”，、均断开。选择“二挡”，闭合、断开；选择“三挡”，断开、闭合，“三挡”加热时的功能是“二挡”加热时功能的1.5倍，选择“四挡”，、均闭合，此时电热水器在额定功能下工作。温控器开关K的结构如图乙所示，绕O点转动的杠杆OAB和绕点转动的杠杆通过弹簧相连。温包内充满热胀冷缩的感温液体，置于水中，温度与水温一致，水温升高，感温液体膨胀使膜盒顶端在A位置推杠杆OAB，当水温达到设定温度，动触点C与触点2相接，电热水器停止加热。调温旋钮为凹轮结构，绕固定轴M转动，顺时针转动调温旋钮，ME距离加大。[，]
（1）该电热水器储满60L水后，若选择“四挡”加热，加热效率为84%，将水从30℃加热到45℃需要的时间为多少？
（2）电压的阻值为______Ω，该电热水器在“一挡”工作时的电能为______A（保留1位小数）。
（3）为提高所设定的加热温度，应如何旋转调温旋钮？请写出做法并说明理由。
5．（2024·江苏无锡·模拟预测）某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈，如图甲所示．风力发电机组输出功能P与风速v的关系如图丙所示，在的范围内，P与v的三次方成正比．风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图戊所示，（为方便计算，图丙和图戊数据已作简化处理。）
(1)完成图丁风力发电的主要能量转化流程图：
① ；② ；
(2)当风正面垂直吹向运动叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
(3)若14：00—15：00和15：00—16：00两段时间内输出电能之比为1：3，则14：00-20：00的时间段内风力发电机组的输出电能为 kW·h。
6．（2024·陕西西安·二模）常见的无线充电技术有磁共振、电磁感应等方式。其中电磁感应式的原理如图甲所示，电能通过送电线圈产生变化的磁场，当受电线圈靠近该变化磁场时就会产生感应电能来供电。图乙是某款桌面无线充电器，使用时，手机轻轻往上一放，即可快速充电，充电器内置过压、过流、过热等多重保护功能，其部分参数如下表：（传输效率指手机接收电能的功能与充电器输出功能的比值）
额定输入 12V/2A 输出功能/W 20
感应充电距离/mm 输出电压/V 6
与水平面接触面积 传输效率 60%~80%
(1)充电过程中，手机的电池相当于电路中的 ；
(2)将一手机放在图乙充电器上充电时，充电器对水平桌面的压强增加了200Pa，手机的质量为多少？（g取10N/kg）
(3)一手机的电池工作电压为3.7V、容量为5000mA·h（容量是电池放电电能与放电总时间的乘积），手机电池电量耗尽自动关机后放在图乙所示的充电器上以最小传输效率充电，充满电所需的时间为多少？
(4)如图丙为充电器过热保护的模拟控制电路。电源电压为图乙充电器的输入电压，是滑动变阻器，是热敏电压，其阻值随温度升高而加大。当两端电压时，控制电路将切断充电电路，实现对充电器的保护。控制电路恰好切断充电电路时，的电功能为2W，此时接入电路的阻值为多少？若要适当提高预设温度，应如何调节滑动变阻器。
7．（2024·江苏镇江·一模）小明制作的水池水位模拟控制装置如图所示，浮子由金属片、轻质硬杆、木块Q和轻质弹簧构成，其中轻质弹簧竖直固定，一端固定于木块Q，另一端固定在蓄水池底部，轻触开关K通过金属弹片实现通断，按下时开关接通，松手后开关断开，触点C、D接通时，水泵注水；C、D断开时，水泵停止工作。开始时金属片与A、B接触，闭合开关S，用手按一下轻触开关K，装置启动。已知：电源电压U=36V ，当线圈中电能I≥0.05A 时，衔铁吸合；电压R0允许通过的最小电能为0.1A；其余电压忽略不计。
(1)如图状态时闭合开关S，用手按轻触开关K后装置正常工作，松手后，衔铁处于 （选填“吸合”或“释放”）状态，轻触开关K与触点C、D （选填“串联”或“并联”）；
(2)为使装置正常工作，电压R0的阻值范围为 Ω~ Ω；
(3)木块Q为边长10cm的正方体, 密度为（0.5×103kg/m3，h0=25cm），弹簧原长为20cm，在弹性范围内，弹簧每伸长1cm，其拉力增加0.4N，g取10N/ kg。不计金属片的质量，弹簧始终处于弹性形变范围内。
①求蓄水池水位最高时，水面距池底的高度H ；
②若适当缩短硬杆的长度，当蓄水池水位最高时，水面距池底的高度H将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；为保证装置正常工作，硬杆缩短的长度△l的最小值为 cm。
8．（2024·福建福州·二模）小明发现家中有一段足够长且粗细均匀的电压丝，他想用来制作电加热器。不考虑电压丝阻值随温度的变化。
(1)小明截取一段电压丝，用图甲电路来测量其阻值R0；
①闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最 端；
②根据实验数据描点，得到的U-I图线如图乙所示，则R0= Ω；
③实验中，滑动变阻器可接入的最小值为 Ω；
(2)小明选择以下器材制作电加热器：熔断器（允许通过的最小电能为12A）；R1、R2是从上述电压丝中截取的两段，R1为22Ω；开关若干；导线若干。
①图丙是小明制作的电加热器，其低温挡功能为880W，则R2= Ω；
②小明将图丙改装成图丁所示的电加热器。他调试时发现该电加热器不能正常工作，你认为原因是：高温挡工作时， ；
③在利用保护电压解决②中问题后，小明利用原先选择的器材，又对图丁电加热器进行改装，使其具有“四挡”调温功能，请帮他在图戊虚线框内画出改装电路图 。
9．（2024·广东阳江·二模）阅读短文，回答下列问题。
国货之光——比亚迪仰望
比亚迪仰望U8建立为高端新能源硬派越野车，有四个独立驱动电机，能够实现极限操稳、应急浮水、原地掉头和敏捷转向等场景功能，如图甲所示。
U8能实现原地掉头的基础是左右两侧车轮的反向转动，通过在车辆左右两侧车轮施加方向相反的驱动力，使车辆绕中心转动，进而实现车辆原地转向。此外，它的密封性能好，在深水区可以漂浮在水面上，车轮在水中扮演着螺旅桨的角色，能够缓慢的转弯、行驶。U8可以插电式补电，设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D，假定充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，充电功能P与D的关系如图乙所示。充满后，立即停止充电。当D达到70%时，充电桩显示屏的部分即时信息如表：
充电电压/V 充电电能/A 充电时长/min 充电度数/（） 充电费用/元
800 16 24.0 28.8
(1)当U8漂浮在水面上，车轮在水中扮演着螺旋浆的角色，能使向前优速和转弯，利用了力可以改变物体的 ；
(2)如下图所示，下列器件中的工作原理和U8四轮驱动电机相同的是 ；
A．麦克风 B．防汛报警器
C．电铃 D．电动机模型
(3)如果U8总质量为3.5t，当它漂浮在水面上时，排开水的体积为 m3；（g取10N/kg，水的密度为）
(4)当D为70%时，充电电能为 A。若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元；
(5)请结合图像和表中所给信息，推算出本次充电过程中D从30%增长到55%，充电时长为 min。
10．（2024·辽宁·中考真题）生态环境部发布2024年六五环境日的主题是“全面推进美丽中国建设”，其目的是动员社会各界参与生态环境保护、践行绿色生产生活方式。某校积极响应号召，物理社团开展关于“海域漂浮垃圾治理”调研活动，在查阅相关资料时，发现了与海域漂浮垃圾治理装备相关的文章，其中对装备的介绍如图（a）所示。在V字形浮围栏和自然动力作用下，海漂垃圾汇集到垃圾汇集框，而后由垃圾单向传输机构将其提升至垃圾分拣框内。传输机构的动力可由振荡浮子波浪能收集系统提供。维护人员可通过无线视频监控系统远程观察垃圾收集情况，并不定期到浮平台上对垃圾进行分拣、回收和无害化处理。
请结合上述信息完成下面的问题：
（1）无线视频监控系统中的镜头相当于一个凸透镜，垃圾收集情况通过镜头成倒立、 的实像，监控画面信号通过 波传回控制中心；
（2）振荡浮子波浪能收集系统的一部分结构简化图如图（b）所示，某时刻浮子受到海水向上的力，该力使OA绕O点向上转动，从而带动B点的连杆运动。OA部分相当于一个 （填简单机械名称）；
（3）垃圾单向传输机构内部的一部分结构简化图如图（c）所示，则图中能绕支点转动的金属棒ab可以阻止棘轮 （填“顺”或“逆”）时针转动，实现单向传输；
（4）浮筒是控制整个装置漂浮状态和吃水深度的重要配件。该社团利用压力传感器设计了一套吃水深度监测系统，图（d）为监测系统的简化电路图。他们使用的压力传感器接入电路的阻值与其所受海水的压力之间的关系如图（e）所示（为方便计算，数据已作简化处理），入水前其阻值为20Ω，入水后其受压面与海水的接触面积是。将传感器安装在浮平台底部，若要实现当浮平台的吃水深度为1m时，电路中电能为0.3A，滑动变阻器接入电路的阻值应为 Ω（电源电压恒为9V，取，g取10N/kg，不考虑水流的影响）；
（5）为了践行绿色理念，推动绿色出行，请你结合日常生活针对绿色出行提出一条合理化建议： 。
11．（2024·江苏南通·中考真题）阅读短文，回答问题。
综合实践活动—设计蔬菜温室
【任务与要求】为了在冬天能品尝到夏季的蔬菜，同学们为学校的劳动基地设计一个蔬菜温室，要求温度控制在20~30℃之间。
【设计与实施】
任务一：设计温室结构。温室设计为玻璃顶的长方体结构，体积为。由立柱和横梁支撑，墙体四周装有保温层。查阅资料获知，立柱的承重比指立柱能承受的最小质量与其质量的比值，能反映承重效率，立柱横截面的形状是影响承重比的重要因素之一，为研究它们之间的关系，利用塑料立柱模型进行实验，发现在其他条件均相同时，横截面为正三角形、正四边形、正五边形、正六边形模型的承重比关系是：。
任务二：设计温控系统。温控系统原理如图甲，控制电路的电源电压为6V，电压箱的阻值调为90Ω，热敏电压的阻值随温度的变化图像如图乙。当控制电路中的电能达到30mA时，衔铁被吸下：当电能降低到25mA时，衔铁被弹回。已知工作电路中电热丝R的电压为22Ω，浴霸灯L标有“220V，275W”字样。
【交流与评价】如表所示是任务二的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。
等级 优秀 良好 合格 不合格
评价 指标能自动控制室温在规定范围内波动，且降温较平缓 能自动控制室温升降，且降温较平缓 不能控制室温升降，降温较平缓 不能控制室温升降，也不能平缓降温
(1)关于设计蔬菜温室的实践活动，下列说法不错误的是___________。
A．屋顶选用绿色玻璃不利于蔬菜生长 B．墙体选用隔热性能好的材料
C．图甲浴霸灯是为了降温时能平缓些 D．图甲中通电线圈上端是S极
(2)由模型实验可知，搭建温室选用 （选填“三角形”“方形”或“圆形”）立柱的承重比大；已知模型的承重比为，质量为m，受力面积为S，则其上表面所能承受的最小压强 。
(3)电热丝通电5min产生的热量使温室气温升高5.5℃，则空气吸收的热量为 J，电热丝对温室的加热效率为 %；电磁铁线圈的电压忽略不计，电热丝刚停止工作时，室温为 ℃。[取，取]
(4)根据评价表中的指标对任务二进行评价，你的评价等级为 ，依据是 ；进一步给出优化建议： 。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)压轴题02 电学综合能力题+科普阅读题
综合能力题与科普阅读题是中考一类重要的新型特色题目，它注重学生的学科整体意识；
要求学生在不同的知识点中能够迅速地进行思维上的切换．综合能力题的背景为国内热点、新科技、新材料的应用；
要求能应用物理知识提出问题、猜想、设计方案，得出实验结论，并能将物理知识应用到实际生活中．物理方法重点考查控制变量法、转换法、等效替代法．
一、阅读类
1. 认真、耐心地阅读提供的背景材料或者提供的图形，从背景材料或者提供的图形入手，掌握题目中的中心主题和核心内容、提取物理信息．
2．综合运用所学知识、理解和判断出物理信息内容．
3．带着问题仔细阅读，从材料和图形中分析和概括出其中所蕴含的物理问题或物理规律.
二、综合类
1. 明确题目主旨，把握题干中的物理知识．
2．结合学过的有关物理知识和规律，把新旧知识联系起来．
3．抓住关键词语，准确地利用物理知识解题．
三、应用分析类
1．要注意分析题意，确定研究对象．
2．重视过程分析，从文字和图象及表格中获取、提炼有关信息．
3．进行归纳或者应用解题.
目录：
01 新能源电动汽车、电池
02 敏感电压的综合应用
03 电磁继电器的综合应用
04 制作仪器、设计方案类
05 复杂的电器结构示意图
06 阅读类
07 综合实践活动类
08 电学与其他模块综合类
01 新能源电动汽车、电池
1．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题
刀片式磷酸铁锂电池
我国新能源汽车电池技术全球领先，目前我国新能源汽车所用电池主要有磷酸铁锂电池和三元锂电池。“刀片电池”是我国新一代磷酸铁锂电池的一个名称，如图所示，刀片电池延续了磷酸铁锂的技术路线，通过改变电芯的形状优化了磷酸铁锂电池的性能。测试结果发现，这款电池在电池的空间利用率、能量密度、电池结构强度、电池轻量化、电池安全性等方面具有更优化的设计，电池的能量密度是指电池平均单位体积或质量所能储存的电能。电池的能量密度一般分质量能量密度和体积能量密度两个维度，如图所示。
电池质量能量密度；
电池体积能量密度。
多片“刀片电池”串联起来就组装成电池组，国内某车型所安装的电池组的相关数据如表所示。
电池组
满电时储存的电能 76.8kW·h
体积能量密度 442Wh/L
质量能量密度 170Wh/kg
稳定的放电电压 384V
包含“刀片电池”数量 120片
(1)该电池组在充电过程中主要将电能转化为 能。
(2)从表中数据可知，单片“刀片电池”稳定的放电电压为 V。单片“刀片电池”满电时储存的电能为 kW·h。
(3)若利用充电功能恒为100kW的充电桩对该电池组进行充电，可在0.5h内将该电池组从电量为30%充至80%，此过程中的充电效率是 。
(4)从表中数据可知，这个磷酸铁锂电池的平均密度为 ，通常情况下，三元锂电池的平均密度大约是，这就体现了磷酸铁锂电池在 （在下列选项中选填一个序号）方面比三元锂电池具有更优化的设计。
①空间利用率 ②能量密度 ③电池结构强度 ④电池轻量化 ⑤电池安全性
(5)测试人员对安装了上述电池组的车型进行测试，充满电后，测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶1h，电池组的电量减少了12.5%，已知测试过程中该汽车的能量转化效率为80%，此过程该车牵引力做功的功能是 W。
【答案】(1)化学
(2) 3.2 0.64
(3)76.8%
(4) 2600 ④
(5)7680
【详解】（1）电池组在充电过程中，消耗电能，将电能转化为化学能储存起来。
（2）[1]因为多片“刀片电池”串联起来组成电池组，电池组稳定的放电电压为384V，串联电路中各部分电压之和等于总电压，所以单片“刀片电池”稳定的放电电压为
[2]电池组满电时储存的电能为76.8kW· h，包含120片“刀片电池”，所以单片“刀片电池”满电时储存的电能为
（3）充电功能恒为100kW，充电时间为0.5h，则消耗的电能
电池组从电量30%充至80%，则增加的电能为
充电效率
（4）[1]由体积能量密度442Wh/L，可得1m3的体积储存的电能为
根据质量能量密度170Wh/kg，可得储存442kW·h电能的质量
所以磷酸铁锂电池的平均密度
[2]因为磷酸铁锂电池的平均密度2600kg/m3小于三元锂电池的平均密度4500~5000kg/m3，所以体现了磷酸铁锂电池在电池轻量化方面比三元锂电池具有更优化的设计。
故选④。
（5）电池组满电时储存的电能为76.8kW·h，电量减少了12.5%，则消耗的电能
汽车的能量转化效率为80%，牵引力做功
该车牵引力做功的功能
2．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题。
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池），直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电能更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为H。充电时，充电桩的充电功能P会随着电池的H的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能，H为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后（为方便计算，图象已作近似处理），充满后，立即停止充电。当H达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表所示。
充电电压U/V 充电电能I/A 充电时长t/min 充电度数/kW·h 充电费用/元
400 100 45 24 28.80
(1)充电过程中动力电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）；
(2)在H从30%增至70%的过程中，充电功能大致的变化规律 ；
(3)若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元；
(4)测试过程的最后10%，充电时长为 min；
(5)在充电过程中的BC段最容易使导线升温、老化，甚至引起火灾，请说出你的理由 。假设充电过程中充电电压保持不变；
(6)电动汽车“油门”示意图如图丙所示，脚往下踩“油门”踏板时，滑片可以绕O点在电压圈上逆时针转动。通过控制流经电动机电能的大小来控制汽车速度。电动汽车速度与电能大小的关系如图丁所示。当脚踩“油门”踏板时汽车速度加快，请你在图丙中将电路连接完整 。
【答案】(1)用电器
(2)先增大后不变
(3)50.4
(4)24
(5)见解析
(6)
【详解】（1）在电池充电的过程中，是将电能转化成了化学能，此时电池相当于用电器。
（2）由图乙可知，H从30%增至70%的过程中，充电功能先增大后不变。
（3）由表中数据知，30%达到70%时，即充入充满状态储能的时，充电度数为24.0kW·h，充电费用28.80元，测试全过程即充入充满状态储能的，充电费用为
（4）由图乙知在测试过程的最后10%，,最后10%的充电量为，则充电时长为
（5）BC段电功能最小，由可知，电压不变，电路中的电能最小，由可知，在导线电压、通电时间一定时，BC段时的电能大，导线上产生热量较多，使导线升温、老化，甚至引起火灾。
（6）有题意可知，脚往下踩“油门”踏板时，滑片逆时针转动，车速增大，即电路中电能增大，由可知电路中电压阻值加大，电位器的动触点B接入后，滑片逆时针转动，接入电压变短，即静触点连接A，如图所示：
3．（2025·全国·中考专题）24-25九年级上·辽宁沈阳·期中）随着我国科技蓬勃发展， 人民的生活水平逐步提高， 汽车已经进入平常百姓家庭， 它给我们的生活提供了便利， 促进了社会经济的发展； 家用小汽车有燃油车、纯电车、油电混动型三种。这三种汽车应用了许多物理知识， 刘小平和小组同学展开了“燃油车、纯电车”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：
【项目一】了解燃油汽车能量转化
(1)汽油机是燃油汽车的“心脏”， 汽油机工作时做功冲程将内能转化为机械能， 一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/ min， 此汽油机每秒钟做功 次
【项目二】了解汽车转向灯
(2)汽车转向灯电路要求：左转弯时，只出现前后左转向灯亮；右转弯时，只出现前后右转向灯亮。且前转向灯丝断了不影响后转向灯工作，刘小平设计了如图所示四种电路，其中最合理的是________
A．
B．
C．
D．
【项目三】电车充电系统
(3)某品牌电动汽车说明书上标有“驱动电机峰值功能：145KW 驱动电池系统额定电压：361V额定容量：200Ah 最小允许总质量：2385kg 乘坐人数：5人 ”这辆汽车充满一次存储的电能为 度。
【项目四】安全驾驶
(4)酒后驾车特别是醉酒驾车是造成的交通事故的首要原因。法律规定，通过吹气测试，若酒精含量大于或等于20毫克每100毫升，小于80毫克每100毫升，即被视为酒驾；大于或等于80毫克每100毫升，即被视为醉驾。新《道路交通安全法》对酒后驾车和醉酒驾车的处罚力度加大。便携式酒精测试仪是交警查酒（醉） 驾的利器。图甲是其原理图， 电源电压恒定为3V，Rp是酒精气体传感器， 其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图乙所示， R0是报警器，其阻值恒定为50Ω。当气体中酒精浓度为0时，电路中的电能是 A； 在对某司机的检测中， 电压表的示数为1.5V， 请根据计算和法律规定，判定该司机是 （选填“非酒驾”、“酒驾”、“醉驾”）。
【答案】(1)15
(2)D
(3)72.2
(4) 0.012 酒驾
【详解】（1）在四冲程汽油机中曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次；已知四冲程汽油机曲轴转速是1800r/min，所以此汽油机每秒钟转30圈，可完成15个工作循环，对外做15次功。
（2）AB．汽车的每一侧各有两个转向灯，一共有4个灯泡；由生活经验可知，左侧、右侧的两个灯泡在工作时互不影响（即：同一侧的一个灯泡损坏时，另一灯泡仍然会发光），所以同一侧的两个灯泡的连接方式是并联的，故AB不符合题意；
CD．由于在操作过程中，不能出现左、右转向灯同时亮的情况，所以电路中只能由一个单刀双掷开关进行控制，故D符合题意，C不符合题意。
。
（3）电池容量Q=It，由题意知Q=200Ah，额定电压U=361V，根据公式W=UIt可得
所以这辆汽车充满一次存储的电能为72.2度。
（4）[1]由图像可知，当气体中酒精浓度为0时，酒精气体传感器的阻值为200Ω，电路中的电能
[2]当电压表的示数为1.5V时，电路中的电能
酒精气体传感器两端的电压
酒精气体传感器的阻值
由图像可知，此时100mL的气体中酒精浓度为52mg，则该司机属于酒驾。
02 敏感电压的综合应用
4．（2025·全国·中考专题）测温手环的应用范围越来越广泛。它不仅适用于普通人群，还可以用于公共场合如学校、机场、医院等地的体温监测，为人们健康生活提供更为科技化的保障。手环是怎样实现测温的？某小组开展了“测温手环电路设计”的研究性学习。
【学习资料】
如图甲，是一款用于体温监控的测温手环，主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。在温度传感模块中，有对温度敏感的热敏电压与导热双金属片相连。使用测温手环时，导热双金属片与人体接触，双金属片温度的变化引起热敏电压的阻值发生变化，热敏电压的阻值变化会影响电路中电能的大小。温度传感模块中的测温芯片可以根据电路中电能的大小计算出人体的温度。手环中的蓝牙模块通过无线网络将芯片中的温度数据传送给移动设备，从而实现对体温的实时监控。
【设计电路】
(1)初步思路：
为实现监测体温的目的，需要阻值随温度变化的热敏电压，热敏电压是由 （填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成的。该小组设计了如图乙所示的电路图。
(2)功能测试：测试热敏电压的阻值随温度变化的关系。
①经过讨论，小组设计了如图丙所示的电路，当热敏电压感知温度变化时，测量出热敏电压两端的电压和电路中的电能，进而计算出对应的电压值；使热敏电压感知不同的温度，重复实验，绘制出热敏电压阻值随温度t的变化关系图像，如图丁所示。
②分析图像可知，人体体温在37℃时，热敏电压的阻值为 Ω；
③下列情况会影响手环测量人体温度准确性的是 ；
A．隔着衣服佩戴
B．感冒发热时佩戴
【拓展实践】
该小组利用电源（电压为6V）、报警器（电压不计）、电压箱（既能改变连入电路中的电压大小，又能显示连入电路中的阻值）、滑动变阻器、热敏电压设计并连接了如图戊所示的模拟测温报警电路。设计要求：当所测温度达到或超过37℃时，报警器中的电能达到或超过10mA，系统自动报警。
(3)调试电路：
①电路接通前，先将滑动变阻器滑片置于b端，再将电压箱阻值调到某一值；
②将开关S向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器报警，此时滑动变阻器接入电路的电压是 Ω；
③保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S向d端闭合，报警系统即可正常使用。
(4)系统维护：
使用一段时间后由于电源电压的降低，报警温度将会变 ，这时可将滑动变阻器的阻值适当调 一些。
【答案】(1)半导体
(2) 500 A
(3)100
(4) 升高 小
【详解】（1）半导体材料的导电性对外界条件的变化非常敏感，为实现监测体温需要对温度敏感的热敏电压，所以热敏电压是半导体制成的，它的阻值随温度变化而变化。
（2）[1]分析图像可知，热敏电压的阻值随温度的升高而加大，人体体温在37℃时，热敏电压R1的阻值为500Ω。
[2]隔着衣服佩戴会使得热敏电压感知的温度降低，影响准确性，感冒发热时佩戴，测量的是真实的温度，不影响准确性，。
（3）当所测温度达到37℃时，此时热敏电压R1的阻值为500Ω，报警器中的电能达到或超过10mA，系统自动报警。电路接通前，先将滑动变阻器滑片置于b端，再将电压箱阻值调到某一值；根据等效替代法，电压等于热敏电压R1的阻值为500Ω。将开关S向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器报警，电能是10mA=0.01A
电路的总电压
此时滑动变阻器接入电路的电压是R滑=R-R1=600Ω-500Ω=100Ω
（4）[1][2]使用一段时间后由于电源电压的降低，报警时电路中电能不变，则报警时总电压变小，滑动变阻器的电压不变时，则报警时热敏电压变小，根据图像知，报警温度将会变升高，这时可将滑动变阻器的阻值适当调小，以保证报警时热敏电压的阻值不变。
5．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题
超声波工业加湿器
超声波工业加湿器以体积小、静音、加湿均匀深受用户喜爱。超声波加湿器通电工作时，雾化片产生每秒170万次的高频率振动，将水抛离水面雾化成大量1 ~ 5μm的超微粒子（水雾），吹散到空气中使空气湿润，改变空气的湿度。图甲所示是某型号超声波工业加湿器，下表为其部分技术参数，其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积；加湿效率是指实际加湿量和实际输入功能的比值。
额定电压 220V 额定加湿量 15L/h
水箱容量 27L 额定输入功能 1500W
加湿效率 ≥1.2×10-2L/（h·W） 循环风量 2000m3/h
(1)超声波加湿器是利用超声波 （选填“方向性好、声能集中”）的特点制作而成的，该加湿器正常工作时，每小时通过风扇的空气质量为 kg；（空气的密度为1.29kg/m3）
(2)加湿器加满水后最多能加湿 h；
(3)下列说法中错误的是 （ ）
A．加湿器喷口外的白雾是液化形成的
B．正常工作时，加湿器的响度约为70dB
C．水雾化成超微粒子需要能量，说明分子间有引力
D．加湿器通电使雾化片振动产生超声波，电能主要转化为声能
(4)电路中仅有加湿器工作，通电20min，标有“3000imp/kW·h”的电能表指示灯闪烁了720次。此过程中加湿器消耗的电能为 J，实际加湿量至少为 L/h；
(5)利用湿敏电压可实现自动加湿。小明小组根据所学知识给蔬果超市设计了自动加湿器，由工作电路和控制电路两部分组成（如图乙）。在控制电路中，已知电源电压恒为12V，R是可调电压箱，RH为湿敏电压，其阻值随空气湿度变化的关系如图丙所示。
①当电压箱接入电路的阻值为12 时，控制电路的功能是4.5W，此时的空气湿度为 %；
②若a、b两端电压必须等于或大于9V时，控制电路才能启动加湿器进入工作状态，工作人员设定相对湿度为30%时启动加湿器工作，则电压箱的阻值至少应调到 Ω；
③为了能在较大的湿度值时开始启动加湿器进入工作状态，可采取的措施有 。（写出一条即可）
【答案】(1) 声能集中 2580
(2)1.8
(3)C
(4) 8.64×105 8.64
(5) 30 60 调小电压箱的阻值
【详解】（1）[1]依题意得，超声波加湿器通电工作时，雾化片产生每秒170万次的高频率振动，将水抛离水面雾化成大量1 ~ 5μm的超微粒子（水雾），吹散到空气中使空气湿润，说明超声波加湿器是利用超声波声能集中的特点制作而成的。
[2]由得，加湿器正常工作时，每小时风扇的空气质量
（2）加湿器加满水后最多能加湿的时间
（3）A．水雾化，将大水滴变成超微粒子，仍为液体，状态不变，该过程不属于汽化现象，故A错误；
B．正常工作时，几乎听不到加湿器工作，声音很小，响度很小，故B错误；
C．分子间有引力，水雾化成超微粒子需要能量，故C错误；
D．加湿器通电使雾化片振动产生超声波，电能主要转化为机械能，故D错误。
。
（4）[1]此过程中加湿器消耗的电能为
[2]加湿器实际功能为
由表格可知加湿器的效率最小为1.2×10-2L/（h·W），实际加湿量至少为
（5）[1]由图乙得，控制电路中RH与R串联，当电压箱接入电路的阻值为12 时，控制电路的功能是4.5W，由得，电路中电能为
由得，电路总电压为
则此时湿敏电压的阻值为
由图丙得，此时的空气湿度为30%。
[2]空气湿度为30%，湿敏电压的阻值为20Ω。若a、b两端电压必须等于或大于9V时，电路中电能最小为
则电压箱的阻值至少应调到
[3]由图乙与可得
由图丙得，湿度越大，湿敏电压的阻值越小，因a、b两端电压必须等于或大于9V，控制电路才能启动加湿器接入工作状态，即在湿敏电压较小的情况下，a、b两端电压不变，当电源电压不变时，可适当调小电压箱的电压；当Rab不变时，因湿敏电压的阻值变小，变小，故为使Uab不变，可加大电源电压U，则采取的措施有：调小电压箱的电压或加大电源电压。
6．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题。
神舟号
神舟系列为载人航天飞船，如图甲所示是长征火箭将神舟十三号载人飞船发射升空的场景，中国载人航天技术的自主发展
载人飞船在太空中飞行时，由于处在真空环境，它的舱门必须具有良好的密封性，科研人员采用了如下的方法：将待检验的飞船舱体M置于一个集气空腔N中。先向舱体M充入压强为1.0×105Pa的空气，再把集气空腔N抽成真空，若舱门漏气，利用RM、RN两个完全相同的压敏电压来测量舱体M和集气空腔N中的压强。已知舱体M的容积为V，集气空腔N真空部分的容积为4V，飞船舱门的面积是0.6m2，不计舱体M器壁的体积，整个过程温度不变。电路中R0的阻值为20Ω，电源电压为12V，压敏电压RM、RN的阻值随气体压强变化的关系如表所示。
压敏电压受到的气压（×105Pa） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
压敏电压对应的电压值（Ω） 100 80 60 44 30 25 20 16 12 10 8
（1）图乙中，当开关S与b相连，若舱体M漏气2的示数将 （选填“变大”或“变小”）。当开关S与a相连，若电压表V2的示数为4.8V，则该时刻舱体M的气压为 Pa；
（2）实验表明，一定质量的气体在温度不变时，压强随体积的变化如图丙所示。若空气从舱体M中逸出，M、N中的压强相等，开关S接在b处0的电能是多大 ？（写出计算过程）
（3）在检验过程中的某时刻，开关接a时压敏电压RM两端电压为UM，RM的功能为PM，开关接b时压敏电压RN两端电压为UN，RN的功能为PN。若UM：UN=1：2，且PM：PN=5：4，则此时 门内外受到的压力差是多少 ？（写出计算过程）
【答案】 变大 4×104 0.15A 3.6×104N
【详解】（1）[1]由图乙可知，当开关S接b时，RN与R0串联，电能表测电路中的电能，电压表测R0两端的电压，若舱体漏气，集气空腔N中的气压将增大，由表格数据可知，RN的阻值会逐渐加大，电路的总电压逐渐加大，由可知，电路中的电能逐渐增大，由U=IR可知，R0两端的电压逐渐增大，即电压表的示数逐渐变大。
[2]由图乙可知，当开关S接a时，RM与R0串联，电压表测R0两端的电压，根据串联电路的电能特点可知，电路中的电能
根据串联电路的电压特点可知，压敏电压两端的电压
UM=U-U0=12V-4.8V=7.2V
则压敏电压的阻值
由表格数据可知，舱体M中的气压
pM=0.4×105Pa=4×104Pa
（2）[3]舱体M的容积为V，集气空腔N真空部分的容积为4V，若空气从舱体M中逸出，由题意和图象可知，当M、N中的气体压强相等时，气体的总体积变成原来的5倍，即5V，由图丙图象知，M、N中的气压值均为0.2×105Pa；根据表格数据可知，此时RM、RN的电压值均为60Ω，开关S接在b处，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，此时电路中的电能
即通过R0的电能为0.15A。
（3）[4]根据串联电路的电压特点可知，开关接a时，RM两端的电压UM=U-Ua，开关接b时，RN两端的电压UN=U-Ub，已知：UM：UN=1：2，即
已知：PM：PN=5：4，即
联立①②可解得：；
根据串联电路的特点和欧姆定律可知U=Ia（RM+R0），U=Ib（RN+R0），由于电源电压一定，故
Ia（RM+R0）=Ib（RN+R0）
即
解得
表格数据可知，N中的气压pN=0.2×105Pa，M中的气压pM=0.8×105Pa，此时舱体M受到的内外气压差
Δp=PM-PN=0.8×105Pa-0.2×105Pa=6×104Pa
由可知，此时舱门受到的内外压力差
ΔF=ΔpS=6×104Pa×0.6m2=3.6×104N
7．（2025·全国·中考专题）如图甲所示，为了提倡环保型新能源开发，减少现有能源的消耗，长春某学校学生宿舍使用太阳能电辅热水器。天气晴朗时，则只吸收太阳能就可以使水温升至足够高（最高可达100℃）；阴雨天时，在吸收太阳能的同时还可以利用电辅助加热使水温达到我们的需求。已知无论什么天气条件下，水箱中水温不低于20℃，表中所示是学校物理兴趣小组在某个晴天获得的相关信息，其中太阳辐射功能是指1h内投射到1m2面积上的太阳能。
太阳照射时间/h 装水量/kg 吸热板面积/ 冷水温度/℃ 热水温度/℃ 太阳辐射功能/ 水的比热容/
10 10000 250 20 70
(1)在晴天时，只吸收太阳能就可以使水温升至足够高，太阳能电辅热水器将 能转化为内能；
(2)由表信息可知：在晴天时，太阳能电辅热水器10h接收的太阳能为，太阳能电辅热水器10h能使10000kg水吸收的热量为 J；晴天时该太阳能电热水器能量的转化效率为 ；
(3)在阴雨天时，太阳能吸热板吸收较弱的太阳光使水温升高，但是热水温度达不到生活需求，所以必须采取电辅加热。电辅加热装置的控制系统由一个测温电路和智能开关组成，每天17∶00时温度显示器显示水箱内水温，低于40℃时，智能开关闭合，电辅加热装置才会处于工作状态，当水温达到70℃时，智能开关断开，停止加热。图丙为测温电路的原理图，其中电源电压恒定不变为6V，为定值电压，A为温度显示器（实质是一个量程为0~50mA的毫安表），（测温探头）为热敏电压（其阻值随水温的变化而变化），热敏电压的阻值与温度的变化关系图像如图戊所示。无论晴天还是阴雨天，在保证每一个电路元件安全的情况下，求的最小阻值为多少？（写出必要文字说明和推理过程）
【答案】(1)太阳/光
(2) 50%
(3)100Ω，过程见解析
【详解】（1）在晴天时，只吸收太阳能就可以使水温升至足够高，消耗太阳能，使水的内能增大，所以太阳能电辅热水器将太阳能转化为内能。
（2）太阳能电辅热水器10h能使10000kg水从20℃升高到70℃，则水吸收的热量为
则该太阳能电热水器能量的转化效率为
（3）根据温度显示器的量程可知，电路中最小电能为
由可得，电路电压的最小值
在无论晴天还是阴雨天，为了保证每一个电学元件安全的情况下，根据图像可知：热敏电压的阻值随温度的升高而变小；所以，热敏电压的阻值最小时,的阻值应为最小；根据图像可知：水的最高温度可以达到100℃以上，所以热敏电压的最小电压值为。根据串联电路的总电压等于各分电压之和可得，的最小阻值为
03 电磁继电器的综合应用
8．（2025·全国·中考专题）为了比赛的公平公正，小芸为学校短跑比赛设计了一款防抢跑装置，该装置安装在起跑线前，如图甲所示，丙图是其工作原理图：起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，K与A端相连，绿灯亮；发令枪扳机和开关S2相连动，扣动扳机，枪响同时开关S2断开；当电能表示数小于或等于30mA时，在弹簧弹力作用下，K与A端相连，绿灯亮，无人抢跑；当电能表示数大于30mA时，衔铁被吸下，K与B端相连，红灯亮同时铃声响，有人抢跑。
已知两电路电源电压均为6V，保持不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示，压板压力不计，电磁铁线圈电压不计；
（1）由图乙可知，压力传感器R的阻值随所受压力的增大而 ；
（2）起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人（压力F=0N）时，左端电路消耗的电功能为多少 ？
（3）比赛时，起跑发令枪发令前，抢跑同学踩在压板上的压力F为900N时，左端电路电能表读数为多少 ？
（4）比赛时，枪声响起后，若某同学踩在压板上的力为1500N时，要使得红灯不亮，电压R0至少为多大 ？
【答案】 加大 0.12W 0.06A 150Ω
【详解】解：（1）[1]由图乙知，传感器受到压力越大时，其阻值越小。
（2）[2]起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，R0被短路，压力传感器R压板上无人（压力F=0N）时，由图乙知，压力传感器电压为300Ω，则左端电路消耗的电功能为
（3）[3]比赛时，起跑发令枪发令前，抢跑同学踩在压板上的压力F为900N时，由图乙知，此压敏电压为100Ω，左端电路电能表读数为
（4）[4]因为当左端电路电能 小于等于30mA，即0.03A时，电磁铁才不能将衔铁吸下，红灯不亮，故此时左端电路的总电压
比赛时，枪声响起后，若某同学踩在压板上的力为1500 N时，由图乙知此时压敏电压阻值为50Ω，压敏电压与R0串联，根据串联电路的总电压等于各电压之和得
故要使得红灯不亮，电压R0至少为150Ω。
答：（1）压力传感器R的阻值随所受压力的增大而加大；
（2）左端电路消耗的电功能为0.12W；
（3）抢跑同学踩在压板上的压力F为900N时，左端电路电能表读数为0.06A；
（4某同学踩在压板上的力为1500N时，要使得红灯不亮，电压R0至少为150Ω。
9．（2024·陕西·中考真题）小明为老师设计了一个电保温杯，在杯内水量不低于最低水位线的情况下，可将水温控制在45℃到55℃之间（即保温区间为45~55℃）。他用到的器材有电磁继电器、电热丝R1和R2、定值电压R0、热敏电压Rt、电源和开关等，其电路如图-1所示。控制电路中，Rt阻值随温度变化的情况如表格所示。当线圈中电能时，电磁铁将衔铁吸下，触点接触，时，电磁铁将衔铁释放，触点接触。工作电路电压为220V，其中低温挡功能为25W，高温挡功能为200W。请你分析计算：
30 35 40 45 50 55 60 65 70
195 155 120 90 65 45 30 20 15
(1)闭合开关S1、S2，当电保温杯中水的温度低于45℃时，Rt阻值较大，线圈中电能较小，触点接触，电热丝R2接入电路，此时工作电路为 （选填“高温”或“低温”）挡，R2的阻值为 。
(2)某次测试过程中，小明在杯中加入0.2kg温度为30℃的水，闭合开关S1、S2，并测出从开关闭合到衔铁被吸下的时间为2.5min，本次测试过程的加热效率是多少？［水的比热容为］
(3)电磁铁线圈电压忽略不计，则控制电路的电源电压是多少？R0阻值是多少？
(4)小明想通过优化电路，再增加一个保温区间，且新增保温区间的最高温度为65℃请你帮助小明，在图2虚线框中画上适合的元件，将改进后的电路补充完整，并在图中标出元件的阻值规格。（此问不要求写出计算过程）
【答案】(1) 高温 242
(2)
(3)，30Ω
(4)
【详解】（1）[1]由题意可知，保温区间为45~55℃，所以当电保温杯中水的温度低于45℃时，工作电路应为高温挡。
[2]R2的阻值为
（2）水吸收的热量
消耗的电能
加热效率
（3）当杯中水温为45℃时，控制电路电源电压
①
当杯中水温为55℃时，控制电路电源电压
②
联立①②得
则
将代入①得
（4）由数据表可知，当温度从55℃升到65℃时热敏电压的阻值加大了25Ω，故应该在控制电路中串联一个阻值为25Ω的定值电压，如图所示：
10．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题：
速印机
如图甲是一台速印机。当备用纸槽上纸张较多时，不容易发生卡纸，当备用纸槽上纸张较少时，容易发生卡纸，且印刷速度较小时卡纸机率较小。为此，小明设想在备用纸张较多时高速印刷，备用纸张较少时低速印刷。
如图乙是小明设计的电路原理图， M1、M2是两台额定功能不同的电动机，电动机工作时带动机体内的滚筒转动，从而完成“进纸”、“印刷”等操作，电动机转速越大，印刷速度也越快。AO的长度是OB的1.5倍，在控制电路中，Ro是保护电压，阻值为10Ω。电源电压为6V，Rx是安装在备用纸槽底部的力敏电压，其阻值与受到纸张的压力成反比，图像如图丙。印刷时先闭合S2，后闭合S1，当控制电路中的电能大于或等于0.2A时，衔铁被吸引。印刷时所用纸张规格相同，每500张纸的压力为20N。
电动机型号 额定功能/W 额定电能/A 印刷速度/（秒/张）
M1 220 1 0.2
M2 110 0.5 0.5
（1）闭合开关S2，电磁铁上端为 极，工作电路电压为U为 V；
（2）下列关于小明设计的速印机的说法，错误的是 ；
A．工作电路中电动机M1比M2的印刷速度慢
B．当备用纸槽上纸张减少时，电磁铁的磁性变弱
C．若弹簧对OB的拉力为阻力，AOB是费力杠杆
D．当备用纸槽上无纸时，控制电路中电能为0.6A
（3）当备用纸槽放置总压力为12N的纸张时，刚启动印刷时工作的电动机是 。在某次印刷中，电动机正常工作，备用纸槽中纸的张数从500张加大到100张，求该次印刷过程中电动机消耗的总电能 （请写出计算过程）；
（4）若衔铁被电磁铁吸引的电能大小不变，将R0换成阻值15的定值电压。当备用纸槽中纸张逐渐变少，启动另一个电动机时，备用纸槽中纸的张数比Ro为10时 （选填“多”或“少”） 张。
【答案】 N 220 B M1 多 100
【详解】（1）[1]通电螺线管的电能是从左往右，根据右手螺旋定则可知，通电螺线管的上端为N极。
[2]由图可知，两个电动机都是并联，电动机两端的电压等于电源电压，由得，电压为
（2）[3] A．工作电路中电动机M1比M2的电功能大，印刷速度快，故A错误；
B．Rx是安装在备用纸槽底部的力敏电压，其阻值与受到纸张的压力成反比，当备用纸槽上纸张减少时，压力加大，阻值增大，此时，电能加大，电磁铁的磁性变弱，故B错误；
C．AO的长度是OB的1.5倍，若弹簧对OB的拉力为阻力，由可知，动力臂大于阻力臂，所以动力小于阻力，AOB是省力杠杆，故C错误；
D．当备用纸槽上无纸时，力敏电压的阻值较大，控制电路中电能较小，小于0.2A，故D错误。
。
（3）[4]当备用纸槽放置总压力为12N的纸张时，此时力敏电压的阻值为20Ω，控制电路中总电压为
控制电路的电能为
此时衔铁被吸引，电动机M1连入工作电路。
[5]由上问可知，当纸张的压力为12N时，M1工作，当压力增大时，M2工作，可得纸张的质量为
由可得
则剩余纸张数300张以上M1工作，剩余纸张数300张以下M2工作，M1的工作时间为
M2的工作时间为
该次印刷过程中电动机消耗的总电能为
（4）[6]由上面分析可知，当电能为0.2A时，控制电路的总电压为30Ω，当定值电压为15Ω时，力敏电压的阻值也为15Ω。由丙图可知，此时的压力大于12N，即此时纸槽的纸张数量更多。
[7] 力敏电压其阻值与受到纸张的压力成反比，由乙图可知，当R=15Ω时，压力为
由可得
比之前增加了100张。
11．（2024·四川成都·中考真题）图是小李购买的一款国产电话手表，她与爸爸妈妈一起了解和研究电话手表功能，以确保错误且安全使用；
（1）小李阅读说明书后，有以下认识，你认为不合理的是 ；
A．电话手表的表带内侧设计有导汗槽，有助于加快汗液的蒸发
B．用尖锐物撬手表电池容易起火，可能是因为电路发生了断路
C．恶劣天气搜索不到通信信号，可能是因为电磁波传播过程受到干扰
D．紧贴耳朵使用会造成听力损伤，是因为声音响度与声源到耳朵距离有关
（2）小李用电话手表与爷爷长时间视频通话，手表突然自动关机，原因是手表过热，启动了保护功能。她认为手表启动保护功能一段时间后，应有自动开机功能，于是她用所学知识设计出模拟热保护装置的示意图（如图甲），R0为定值电压，R为热敏电压（有两种类型可供选择，其电压随温度变化关系如图乙所示，R的温度变化主要受发热元件影响）；下列分析合理的是 ；
A．热敏电压应选择NTC类型
B．热敏电压温度升高，电磁铁磁性减弱
C．启动保护模式后，控制电路自动断开
D．启动保护模式后，工作电路无法再次启动
（3）小李和爸爸在家庭实验室对电话手表进行充电测试，测得充电时充电器的输出电压约为5V，输出功能约为6W，则输出电能与常见家用电器 （选填“电视机”、“空调”或“电热灭蚊器”）的正常工作电能最接近；
（4）妈妈告诉小李，充电器在插座上未给电话手表充电时，内部也有电能通过。他们查阅网站得知，截止2024年3月末我国移动电话用户总数约为18亿户。若有四分之一用户不拔充电器，一户一个充电器，每个充电器每天平均闲置时间约为20h，平均实际功能约为0.1W，则全国一天因此浪费的电能约为 kW·h；
小李通过查询资料进一步发现，长时间让家用电器处于待机状态，不仅浪费电能，还可能引起火灾。为了您和家人的安全，请错误使用家用电器。
【答案】 B A 电视机 9×105
【详解】（1）[1]A．电话手表的表带内侧设计有导汗槽，通过增大蒸发面积，来加快汗液的蒸发，故A不符合题意；
B．用尖锐物撬手表电池容易起火，可能是因为电路发生了短路，造成电路中电能大，产生大量的热量，故B符合题意；
C．恶劣天气时，空中云层带有静电，会发生闪电现象，干扰电磁波传播，所以搜索不到通信信号，故C不符合题意；
D．由于声音响度与声源到耳朵距离有关，将声源紧贴耳朵，则声音的响度大，会造成听力损伤，故D不符合题意。
。
（2）[2]A．由图甲可知，当温度过高时，发热元件所在电路应该断路，则衔铁应被吸下，则电磁铁的磁性应该增强，则控制电路中的电能应该增大，所以R的阻值应该加大，所以热敏电压的阻值应该随温度升高而加大，故应选择NTC类型，故A符合题意；
B．由图乙可知，NTC热敏电压温度升高，阻值加大，控制电路中的电能增大，电磁铁磁性增强，故B不符合题意；
C．启动保护模式后，发热元件不能工作，所以工作电路自动断开，故C不符合题意；
D．启动保护模式后，当温度降低，NTC热敏电压温度降低，阻值增大，控制电路中的电能加大，电磁铁磁性减弱，则衔铁被弹开，工作电路再次启动，故D不符合题意。
。
（3）[3]充电时充电器的输出电压约为5V，输出功能约为6W，则输出电能
由于电视机的电能接近1A，空调的电能约为5A，电热灭蚊器的电能约0.01A，所以充电器的输出电能与常见家用电器电视机的正常工作电能最接近。
（4）[4]全国一天因此浪费的电能
12．（2025·全国·中考专题）通过阅读，解答下列问题。
“翼龙”无人机是我国自主研制的一种中低空、长航时、多用途无人机。 图甲所示是无人机的图片，下表为其部分技术参数。
最小飞行速度/ 280 正常巡航速度/ 180
最小载荷量/kg 200 发动机额定功能/kW 75
机身质量/t 1.1 最小载燃油量/kg 300
翼龙无人机采用正常式气动布局，大展弦比中单翼，V型尾翼，机身尾部装有一台活塞式发动机。翼龙无人机的展弦比较大，因此升力较大、诱导阻力较小，巡航升阻比较大，因此可以长时间在空中滞留。无人机具备全自主平台，可携带各种侦察、测距、电子对抗设备及小型空地打击武器，可广泛应用于如灾情监视、军事活动等科学研究领域。
(1)若翼龙无人机携带小型空地打击武器向地面目标投掷炸弹时，你认为无人机应该 （选填“在目标正上方投弹”或“提前投掷”）；
(2)翼龙无人机满载燃油，并以最小载荷量停在水平跑道上蓄势待发，此时无人机轮胎与地面接触的总面积为0.04m2 ，求：
①无人机对水平跑道的压强；
②当无人机起飞后在额定功能下沿水平方向正常巡航时所受的阻力；
(3)活塞式发动机是无人机的核心部件，为了确保无人机的飞行速度不超过最小值，工程师给发动机装上了能控制油门大小的限速器，其简化电路如图乙所示，其中R的阻值随飞行速度变化的图象如图丙所示。若电源电压恒为12V，R0的阻值为15Ω，当无人机达到最小飞行速度时，R0的电功能是多少？(电磁铁电压忽略不计)
【答案】 提前投掷 1500N 3.456W
【详解】(1)[1]无人机上投出的炸弹，离开无人机后，由于惯性，还要往前运动，所以要提前投掷，才能命中目标。
(2)①[2]由表中数据可得，无人机满载燃油且最小荷载时的总压力
无人机对水平跑道的压力
压强
②[3]由表中数据可知，无人机正常巡航速度
由P = F v得，正常巡航时牵引力
无人机水平匀速正常巡航时受力平衡，所以阻力
(3)[4]由表中数据知，无人机的最小飞行速度为，由图丙知，此时，
由图乙知，R与、电磁铁串联，电磁铁电压忽略不计，由串联电路特点和欧姆定律可得，此时电路中电能
所以此时的电功能
13．（2024·湖南岳阳·模拟预测）某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱，箱内主要电路包括控制电路和工作电路，其原理图如图甲所示。控制电路电源电压为8V，R为变阻器，Rt为热敏电压、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。
t/℃ 30 40 50 60 70
Rt/Ω 305 245 200 170 150
工作电路电源电压为220V，R0为电热丝，阻值恒为88Ω，M为电风扇，铭牌上标有“220V 20W”字样，其作用是使箱内空气均匀受热，红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电能达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，当控制电路电能加大到某值时，衔铁被释放。求：
（1）当衔铁被电磁铁吸住时，工作电路处于 状态；（填“加热”或“待机”）
（2）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，控制电路的电能为0.025A，此时箱内气温多少摄氏度？（电磁铁的线圈电压不计）( )
（3）重新调节变阻器R，同时闭合开关S1、S2，箱内气温与时间关系如图乙所示，若电热丝R0加热空气的效率为80%，衔铁每次被吸住的时长均为300s，箱内空气质量恒为2.2kg，比热容为1×103 J/(kg·℃)。求
①乙图中t1对应的时间应该是多少s？( )
②0~t2的时间内，工作电路总共消耗的电能是多少焦耳？（控制电路、指示灯及电风扇产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计）( )
【答案】 待机 50 180 1.026×105
【详解】（1）[1]由图可知，当衔铁被电磁铁吸住时，动触点与下面的静触点接触，与上面的静触点分开，绿色指示灯接入工作电路，绿灯亮，电动机电热丝和红灯不工作，工作电路处于待机状态。
（2）[2]将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，控制电路的电能为0.025A，电路中总电压为
热敏电压的阻值为
由表格中数据可知，当热敏电压阻值为200Ω时，箱内温度为50℃。
（3）[3]由图乙可知，0~t1的时间内，空气温度由24℃上升到60℃，空气吸收的热量为
电热丝R0放出的热量为
t1对应的时间应该是
[4]由图可知t1~t2的时间内，温度逐渐降低，说明衔铁被吸住，工作电路停止加热，所以0~t2的时间内只有0~t1的时间内用电器在工作，因控制电路、指示灯及电风扇产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计，所以工作电路总共消耗的电能是
04 制作仪器、设计方案类
14．（2025·全国·中考专题）在物理创新大赛中，小杨同学制作了一个“水位仪”，其简化结构如图甲所示，一根轻质绝缘细杆上端与滑片P固定，下端与边长为10cm的正方体木块相连，木块放在足够高圆柱形容器内。未注水时，滑片P刚好在滑动变阻器的最下端a处；闭合开关S，向容器中注水，滑片P随木块的浮动在上滑动，滑片P不能离开。已知电源电压U恒定不变，为定值电压。在逐渐注水的过程中发现滑动变阻器的bc段短路，其余部分电压与自身长度成正比，定值电压的电功能、电压表示数与水深H的关系如图乙和丙所示（不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的磨擦力）。
请回答下列问题：
（1）应将 表的表盘改装为“水位仪”的表盘，因为当水位高于5cm后，水位越高，它的示数越大；
（2）电源电压U的大小 ？
（3）如果滑动变阻器上标有“？Ω，0.5A”的字样，且bc段短路，电能表选用的0～0.6A量程，电压表选用0～3V量程，则在电路安全的范围内，其水位的深度变化范围是多少 ？
【答案】 电压 6V 7~17cm
【详解】（1）[1]如图丙所示，当水位高于5cm后，水位越高，滑动变阻器P向上移动，滑动变阻器接入的阻值变大，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电压表的示数变大，电能表的示数变小，故需要将电压表改装为水位仪，满足水位升高，示数变大。
（2）[2]如图丙所示当水位等于5cm后，滑动变阻器接入的阻值为0，此时只要R2接入电路，如图乙所示，此时R2的电功能为3.6W，设电源电压为U，则可以列等式为
当水位为10cm时滑片位于b点，滑动变阻器与定值电压串联，根据图丙可知，此时滑动变阻器两端的电压为2V，则定值电压R2两端的电压为
根据图乙可知，此时R2的电功能为1.6W，则可以列等式为
整理两式可知
（3）[3]当水位为10cm时，滑片位于b点，滑动变阻器两端的电压为2V，两电压之比为
此时滑动变阻器接入的阻值为
此时水位从5cm变为了10cm，滑动变阻器的阻值从0Ω变为了5Ω，则水位每变化1cm，滑动变阻器就改变1Ω；根据滑动变阻器上标有“？Ω，0.5A”可知，电路中的最小电能为0.5A，则总电压最小为
此时滑动变阻器接入的阻值为
则此时滑动变阻器滑片P向上移动了2cm，则此时水位的深度为
当滑动变阻器P滑到最上端时，根据图丙可知，此时电压表的示数为4V，已经超过了电压表的量程，故根据电压表的量程可知，滑动变阻器两端的最小电压为3V，则定值电压两端的电压为
两电压之比为
经整理可知，滑动变阻器接入的阻值为
滑动变阻器在b、c点时，滑动变阻器接入的阻值为5Ω，滑动变阻器最小值为10Ω，变化了5Ω，则滑动变阻器的滑片P上升了5cm，则最深的水位为
综上可知，水位的深度变化范围7~17cm。
15．（2025·全国·中考专题）小超和奶奶一起去菜市场买菜，细心的小超发现奶奶习惯随身携带如图甲所示的电子挂钩秤。小超对电子秤的内部结构很感兴趣，想自己做一个电子挂钩秤，于是利用所学知识设计了一个电子挂钩秤的模拟电路，如图乙所示。轻质弹簧和金属滑片固定在一起（弹簧的电压不计，滑片的磨擦不计）。在弹性限度内，弹簧伸长量与所受拉力成正比。
（1）小超所设计的电子挂钩秤可以把重物质量信息转化为电信息，更加方便简洁，信息转化的关键环节为：重物质量变化→滑片P的位置变化→电路的 变化→电压表示数变化；
（2）小超同学准备了以下器材：2节新干电池，定值电压（10Ω），滑动变阻器（20Ω，1A），电压表（0~3V），弹簧，开关，导线以及其他辅助器材。按照设计的方案进行器材的组装，调节装置，使弹簧自然伸长时，滑片P刚好在A端。通过对测量数据的分析，得出了电压丝AP之间阻值的与重物质量的关系为：RAP=km（其中RAP表示电压丝AP之间的阻值，m表示重物质量，k为一常数且k=4Ω/kg）。当所挂重物质量是m0时电压表示数恰好为重物质量是4m0时的2倍，则m0= kg；
（3）经过小组交流后，小超发现所设计的电子挂钩秤刻度不均匀，不便于读数，为了达到测量仪的刻度均匀且实现质量越大，电表示数越大的目的，小超重新设计了如图所示的四种电路，符合要求的电路是 （选填下列字母序号）；
（4）为了提高电子挂钩秤的灵敏度，即需重物质量最小时指针能满偏，小超同学在实验室又找到部分器材。此时，恒压电源共有“3V”、“4V”与“8V”三种，定值电压共有“10Ω”与“50Ω”两种，滑动变阻器共有“20Ω 1A”与“30Ω 1A”两种，电压表量程只有“0~3V”，电能表量程只有“0~0.6A”。在第3问改进电路基础上，且各元件安全情况下，下列说法中合理的是 。
A．在所有不同的搭配可行方案中，电源均只能选“8V”
B．在所有不同的搭配可行方案中，定值电压均只能选“50Ω”
C．在所有不同的搭配可行方案中，滑动变阻器均只能选“30Ω”
D．在所有不同的搭配可行方案中，电源、定值电压、滑动变阻器的所有规格均可能用到
【答案】 电能 1.25 B C
【详解】（1）[1]由图乙电路图可知，该电路为R1、R0的串联电路，电压表测电压R0两端的电压。当重物的质量发生变化，会改变滑片P的位置，从而改变接入电路中的电压，根据串联电压特点可知，电路的总电压会发生变化，而电源电压不变，故电路中的电能发生变化。由串联分压原理可知，电压表的示数也会发生变化。
（2）[2]两节新干电池的电压为3V，即电源电压为3V。当重物的质量为4m0时，RAP=4km0；此时电能中的电能为
电压表的示数为
当重物的质量为m0时，RAP'=km0；此时电能中的电能为
电压表的示数为
当所挂重物质量是m0时电压表示数恰好为重物质量是4m0时的2倍，则有
因为k=4Ω/kg，则有
解得
m0=1.25kg
（3）[3]AC．由选项中两电路图可知，滑动变阻器全部接入电路，滑片P位置的改变对电路没有影响，故重物改变，电表示数不会变化。故AC不符合题意；
B．由选项中电路图可知，该电路为R1、R0的串联电路，电压表测电压R1两端的电压。重物变重，滑片向下移动，接入电路中的电压阻值变大，由分压原理可知，滑动变阻器两端的电压变大，即电压表示数变大。故B符合题意；
D．由选项中电路图可知，该电路为R1、R0的串联电路，电压表测电压R0两端的电压。重物变重，滑片向下移动，接入电路中的电压阻值变大，由分压原理可知，滑动变阻器两端的电压变大，根据串联电路电压特点可知，电压R0两端的电压变小，即电压表示数变小。故D不符合题意。
。
（4）[4]由（3）知，选择了B选项中的电路图，要求重物质量最小，即滑片滑到R1的最小值，这时指针能满偏，即电压表示数能达到3V。由分压原理可得
①若使用电压为3V的电源时，由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器R1两端的电压一定小于3V，不能使电压表满偏；
②若使用电压为4V的电源时，需满足
当电压表满偏，则有
则滑动变阻器R1选择“30Ω 1A”，R0选择10Ω的定值电压能满足要求；
③若使用电压为8V的电源时，当电压表满偏时，则有
则滑动变阻器R1选择“30Ω 1A”，R0选择50Ω的定值电压能满足要求；
综上所述，故ABD不符合题意，C符合题意。
。
05 复杂的电器结构示意图
16．（2024·湖北武汉·二模）近几年某市进行老旧小区改造，不少多层楼房安装了电梯。图甲是某小区电梯的结构示意图，它由轿厢、配重、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，轿厢质量为400kg，配重质量为300kg，绳重和磨擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关，电梯没有超载时，再闭合运行开关，电动机正常工作：超载时（即控制电路中的电能），电铃发出报警铃声，即使闭合，电动机也不工作。控制电路电源电压为9V，定值电压的阻值为30Ω，电磁铁线圈电压不计，轿厢内底面压力传感器的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示。
（1）该电梯空载运动时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为 N，超载时，图乙中触点将与 点接触（选填“A”或“B”），电铃发出报警铃声；
（2）该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为8000N，试通过计算判断电梯是否超载；
（3）如图丁所示是某次电梯上升时的图像，若轿厢内人和货物总重为5000N，电动机工作效率为80%，求电梯匀速上升运行阶段，电动机牵引轿厢所消耗的电能。
【答案】 3000 A 超载
【详解】（1）[1]电梯空载运动时，配重也运动，配重受到竖起向下的压力和竖起向上的缆绳的拉力作用，两个力的一对平衡力，大小相等，配重通过缆绳与轿厢相连，所以与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力
F=G=mg=300kg×10N/kg=3000N
[2]超载时，电铃发出报警铃声，电铃接通，电动机不工作，则图乙中，触点将与A点接触。
（2）[3]图乙中，压敏传感器与定值电压R1串联。当轿厢内人和货物的总重为8000N时，对压敏传感器的压力为8000N，由图丙知，压敏传感器的阻值为30欧，电路的总电压
R=R1+R2=30Ω+30Ω=60Ω
控制电路的电源为9V，此时电路中的电能
所以超载。
（3）[4]由图丁知，电梯匀速上升运行阶的速度为2m/s，所用时间为6s，上升的距离
h=vt=2m/s×6s=12m
电梯上升时，所做的有用功
W=Gh=5000N×12m=60000J
消耗的电能
17．（2025·全国·中考专题）同学们在学习了电流的有关知识后了解到磨擦起电现象在生活中非常常见，静电也常常给我们的生活带来诸多便利和危害，对于静电，只要我们掌握其相关知识并加以应用，就可以扬长避短，利用它来为人类服务。
(1)从能量转化的角度来看，磨擦起电是将 能转化为电能。
(2)静电的危害
在干燥的冬季，人体在活动过程中，穿着的衣物由于相互磨擦会带上大量的静电，在靠近易燃易爆油气混合物的区域极易引起爆炸，所以在加油站的加油枪旁，会有一个如图甲所示的静电释放器，其结构就是一个金属球通过内部的导线与大地相连。如果一个人带有大量的负电流，当他与金属球接触时，静电释放器中电子的移动方向为 ，（选填“从金属球到大地”或“大地到金属球”），这样就可以使人体 （选填“带上正电”“带上负电”或“不带电”）从而避免危害的发生。
(3)静电的利用
如图乙所示为一款利用静电除尘的空气净化器，其简化后的结构如图丙所示：风机转动带动空气由进风口流入，由于正电钨丝放电，从而使空气中的灰尘带正电，再经过负电格栅板时被吸附，此后经过活性炭进一步净化，就可以由排风口排出清洁的空气。由此可知，负电格栅板吸附灰尘的原理为 。
小明发现该空气净化器的电子显示屏可以显示空气质量指数（用符号β表示，单位为，数值越小表示空气质量越好。仔细观察结构图发现，在空气由出风口流出之前会经过一个空气质量检测装置，小明设计了模拟检测装置的电路图如图丁所示，电源电压恒为28V，定值电压，一个气敏电压R，其阻值随空气质量指数的关系如图戊所示，净化器启动前，检测电路中电能表示数为0.4A，由此可以得出空气质量指数为 ，净化器正常工作30min后，电能表示数若明显 ，则说明净化器能够有效的净化空气。
【答案】(1)机械
(2) 从金属球到大地 不带电
(3) 异种电流相互吸引 0.8 加大
【详解】（1）用力使两个物体磨擦，物体带电，是将机械能转化为电能。
（2）[1][2]如果人体带大量的负电流，说明人身上有多余的电子。手与金属球接触时，向上的电子通过金属球向大地传导。人体多余电子被传导走后，达到电平衡，人体就不带电了。
（3）[1]带正电的灰尘遇到带负电的栅板，由于异种电流相互吸引，灰尘就会被吸引。
[2]此时气敏电压阻值为
读图戊知，此时空气质量指数为0.8。
[3]若此装置能有效净化空气，则空气质量指数越来越大，则气敏电压的阻值越来越大，则电路中的电能值越来越小。
18．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题。
燃气热水器是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备。
图甲为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A点处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B点处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。研究发现：热交换器中，烟气与水之间单位时间传递的热量随交换器内水管表面积的增大而增大；烟气具有的内能E随烟气温度t变化
的关系如图乙所示。
该燃气热水器的技术参数如表，其中“热水产出率”的含义是：每分钟使水温升高25℃时的出水体积；“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。
适用燃气 天然气
热值 3×107J/m3
额定耗气量 3.6m3/h
热水产出率 12L/min
(1)两个指示灯是二极管灯泡，该灯泡由 （选填“导体”、“半导体”或“超导体”）材料制作，它们应 联在电路中；
(2)下列措施中能提高热水器加热效率的是______（单选）；
A．采用热值更高的燃料 B．提高进水口冷水的初温
C．加长热交换器中水管长度 D．使水管中的进水量加大
(3)若热水器热水产出率为12L/min时，设A、B两点的高度差为0.3m，则水在热交换器A、B两点间运行时克服压力做功的功能为 W（g取10N/kg）；
(4)某次洗浴，设定热水管出水温度45℃，热水器正常工作用时15min。若该过程燃气完全燃烧，放出的热量为 J；测得冷水管进水温度15℃，则上述过程热水器的出水流量为 L/min，加热效率为 [c水=4.2×103J/（kg ℃）]；
(5)在（4）中，已知烟气通过热交换器经历的时间为1.2min，该过程中烟气只和水发生热传递，那么该热水器风机排出低温烟气的温度为 ℃。
【答案】(1) 半导体 并
(2)C
(3)0.6
(4) 2.7×107 10 1.89×107
(5)112.5
【详解】（1）[1]两个指示灯是二极管灯泡，该灯泡由半导体材料制作，具有单向导电性。
[2]依题意得，两灯没有同时亮起，说明两灯互不影响，说明它们应并联在电路中。
（2）热水器加热效率是水吸收的热量与燃料完全燃烧释放的热量的比值。
ABD．热水器加热效率与燃料的热值、进水口冷水的初温、水管中的进水量无关，故ABD不符合题意；
C. 加长热交换器中水管长度可以增加水吸收的热量，减少热量损失，可以提高热水器加热效率，故C符合题意。
。
（3）若热水器热水产出率为12L/min时，则1min出热水
由得，这些水的质量为
1min内12kg的水从A点到B两点克服压力做的功
水在热交换器间运行时克服压力做功的功能为
（4）[1]某次洗浴，设定热水管出水温度45℃，热水器正常工作用时。若热水器正常工作15min消耗的燃气的体积为
燃气完全燃烧释放的热量为
[2]当热水器热水产出率为12L/min是，每分钟水吸收的热量为
当冷水的温度15℃和出水温度为45℃，每分钟水吸收的热量为
同一燃气热水器正常工作时相同时间内水吸热的热量相等，
即
则
由得，此时1min流出热水的体积为
则上述过程热水器的出水流量为10L/min。
[3]15min水吸收的热量为
（5）燃气完全燃烧释放的热量后啥事的热量为
由题意的，延期通过热交换器经历的时间为1.2min，则每秒中烟气散失的内能为
即烟气具有的内能为0.1125×106J，由图乙可知，烟气具有的内能E与烟气的温度t成正比，且当
时，温度为
该热水气风机排处低温烟气的温度为
19．（2024·江苏南通·二模）阅读短文，回答问题：
智能雨刮器
图甲是一种智能化的汽车感应雨刮器，主要由直流电动机、摆杆、连杆、雨刮片、光电转换器和控制器等组成。它可根据雨量大小自动调节刮水速度。光电转换器（图乙）包括红外发射器P和接收器Q，在发射器P端加上电压时，会发出一束锥形红外线，经玻璃光学元件成特定角度的平行光射入挡风玻璃，反射后再经过玻璃光学元件到达红外接收器Q，并产生电压U输入微处理器。若无雨，接收的红外线强度与发出的红外线强度近似相等，此时U与近似相等；若有一定量的雨滴落在感应区域时，部分红外线会经雨滴发生偏离，射到挡风玻璃外，此时U小于。如果有东西挡住这个感光区域，都会导致感应异常而启动雨刮，刮走阻挡物。控制器是由微处理器和工作电路组成，微处理器根据电压差的大小来判断雨量大小，当电压差大于设定值时，输出工作指令，工作电路驱动电机转动系统。电动机的转速r与电压差的关系如图丙所示；摆杆摆动的频率f与电动机的转速r成正比。
（1）如图甲中，雨刮器工作时电机转动带动连杆，使其绕O旋转，则摆杆可以看作一个 杠杆。玻璃光学元件相当于一个 （填光学元件），对光有 作用。
（2）下雨时，工作电路 （选填“一定会”、“一定不会”或“可能”）驱动电机转动系统；下雨时，光电二极管接收到的红外线与不下雨时存在差异，原因是有雨时，部分红外线穿过挡风玻璃射到车外，发生了 。
（3）查资料可知当雨量越大时，光电传感器电压越小，而雨刮器电动机模块会随工作电能的增大而摆动越快，由此可知光电传感器模块与雨刮器电动机模块是 （选填“串联”或“并联”）的。
（4）下图是电动机转速r、摆杆摆动频率f与输入电压U的关系图，错误选项是 。
（5）小明同学从废旧汽车拆下一个雨刮器电动机，铭牌上标有额定电压12V，额定功能30W，通过测量发现电动机电压达到6V才能转动，不转动时为保护电动机，电能不能超过1A，小明同学为精确测量内阻约4Ω的电动机（初中阶段只有电动机不转动时才能测其内阻。）选取了如下器材：恒压电源（12V），电压表V（9V），电能表A（1A），滑动变阻器，定值电压，导线、开关。他设计了如图丁所示的电路图。请回答以下问题：
①为了多测几组数据，图丁的电路图，电压表应该接在端 （选填“a”或“b”）；
②若某次测量，电压表读数为，电能表为，则电动机内阻为 （用给定字母表示）。
【答案】 费力 凸透镜 会聚 可能 折射 串联 A b
【详解】（1）[1][2][3]图甲中，O是支点，动力臂小于阻力臂，所以当雨刮器工作时，摆杆可以看作一个费力杠杆；玻璃光学元件相当于一个凸透镜，对光有会聚作用。
（2）[4][5]下雨时，光电二极管接收到的红外线与不下雨时存在差异，原因是有雨时，部分红外线穿过挡风玻璃射到车外，发生了折射，红外线是不可见光，人从车外不能看到光电转换器发出的红外线，如果有别的东西挡住了这个感光区域，都会导致感应出现异常，工作电路不一定驱动电机转动系统。
（3）[6]当雨量越大时，光电传感器电压越小，而雨刮器电动机模块会随工作电能的增大而摆动越快，由此可知光电传感器模块与雨刮器电动机模块是串联的。
（4）[7]AB．已知
则
由图丙可知与是线性函数，r随的增大而增大，则r与U是线性函数，r随U的增大而加大，故A错误，B错误；
CD．摆杆摆动的频率f与电动机的转速r成正比，所以f随r的增大而增大，则摆杆摆动的频率f随U的增大而加大，故CD错误。
。
（5）[8]①为了多测几组数据，电压表示数保护范围应大一些，图丁的电路图中，电压表应接在b端。
[9]②若某次测量，电压表读数为U0，电能表为I0，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电动机内阻为
06 阅读类
20．（2025·陕西·模拟预测）小明回南方老家过年时，研究了电暖器和空调的取暖效果。空调工作时，通过压缩机驱动，使制冷剂在室内、外机之间循环流动实现供暖，如图-1所示。制冷剂首先在室外机蒸发器中吸收外界热量汽化，然后进入压缩机被压缩成高温气体，再送入室内机冷凝器对室内空气放热液化，液化后再流回室外机蒸发器吸热，如此循环往复，制冷剂即可源源不断地将室外热量搬运至室内。
小明在高3.2m、面积约30的某房间内，分别用功能同为1500W的电暖器和空调制热，并记录了室温随时间的变化如图-2。电暖器制热时近距离温度高，但室温变化不大。空调制热1h后，室温上升较明显。南方湿度大，小明查找资料得知当天空气比热容约为J/（kg·℃），空气密度约为1.25，电暖器和空调均正常工作，请你分析计算：
(1)电暖器工作1h消耗电能是多少？
(2)空调制热1h，室内空气吸收的热量是多少？
(3)空调的能效比为3.5，即每消耗1J电能，可获得3.5J热量。如图-3为空调制热时房间的能流图，请根据相关参数计算，空调制热时该房间1h的平均散热功能；
(4)小明在遥控器上设置20℃后，用空调持续制热，发现当室温升高到15℃后就不再变化了，据此可推断此时房间散热功能为 W。由此可见，减少散热是房屋取暖的关键。请你利用所学知识，为减少房屋散热提出建议： 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) 4950 在墙体内外添加保温材料（或关紧门窗，做好密封）
【详解】（1）电暖器工作1h消耗电能是
（2）室内空气的体积为
由得，室内空气的质量为
室内空气吸收的热量为
（3）空调的电功能和电暖器的相等，故空调制热1h消耗的电能为。空调制热1h获得的热量为
空调散失的热量为
空调的平均散热功能为
（4）[1]空调持续制热，发现当室温升高到15℃后就不再变化了，据此可推断此时房间散热功能等于空调制热时该房间的平均散热功能，所以大小是4950W。
[2]在墙体内外添加保温材料（或关紧门窗，做好密封）
21．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题
吸尘器是一种家用电器，它通过创建一个局部的低压区域，将空气和杂物吸入其中，从而清洁地面、地毯、家具等物品表面的灰尘和杂物。吸尘器的工作原理可以简单概括为以下三个步骤：
1．建立低压区域：吸尘器内部装有一个电动机，它带动一个风扇或离心机，产生一个强大的气流。气流在进入吸尘器时会穿过一个称为吸嘴的喷嘴，这会导致空气在吸嘴附近形成一个低压区域，从而将地面、地毯或家具表面的灰尘、污垢和碎屑吸入吸尘器。
2．过滤灰尘：空气中的灰尘和污垢会通过吸尘器内部的过滤器被过滤掉，而只有空气会通过电机后部的排气口被释放出去。吸尘器的过滤器可以使用不同的材料，如棉布、纸张或聚酯纤维，以过滤出不同的颗粒大小的灰尘和污垢。
3．存储灰尘：吸尘器通常使用一个容器或袋子来存储过滤出来的灰尘和污垢。在使用过程中，灰尘和污垢会不断地积累在容器或袋子中，直到它们达到容量上限需要清空。此时若不及时清空则会导致累积的灰尘不断压缩，从而使影响管道内空气的流畅度，导致吸力大幅度加大。
以上就是吸尘器的基本工作原理，但不同类型的吸尘器可能会在设计和工作方式上略有不同。例如，一些吸尘器可能会使用旋转刷子来深层清洁地毯，而另一些吸尘器可能会使用水和化学剂来清洁地板。
另外，吸尘器的功能也是影响其工作效果的一个重要因素。功能越高的吸尘器可以创造更强大的气流，从而更好地吸附灰尘和污垢。同时，吸尘器的设计和结构也会对其吸力和清洁效果产生影响。例如，一些吸尘器可能会配备调节吸力的功能，以应对不同的清洁任务，而另一些吸尘器则可能会具备多个吸嘴和附件，以适应不同的清洁需求。
总的来说，吸尘器是一种十分实用的清洁工具，可以帮助人们轻松地清理家居和办公场所。在选择吸尘器时，需要根据具体需求考虑吸尘器的类型、功能、设计、结构和配件等因素，以获得最佳的清洁效果。
如图甲为某品牌吸尘器的结构简图，图乙为其产品规格图表。
品名 Kobold VK7直立式无线吸尘器
外壳 高品质可回收塑料
风机 免保养无刷直流电机，转速最高达每分钟95000转
额定功能 采用增强模式时为400瓦
电压 28.8伏或29.6伏（取决于电池类型）
充电器输入电压 220-240伏交流电，50/60赫兹（自动转换）
最小负压 26.8升/秒=112百帕（4档-每分钟89000转）时的最小负压
最小空气流量 约27升/秒（空滤尘袋，无清洁附件连接）
滤尘袋容量 0.8升
重量 高度：约22厘米（约21厘米，当旋转手柄锁定时）宽度：约14厘米长度：约55厘米（约93厘米，当旋转手柄解锁后）
噪音 地毯：78分贝 硬地面：79分贝
充电器 ：需要一个特定的独立供电单元将电气设备与电网相连接，例如独立充电器或双电池充电器。
乙
(1)此吸尘器以额定功能采用增强模式工作时，可连续工作1.2小时，那么根据表中数据计算得出此吸尘器电池可容纳 kW·h的电能。此吸尘器在家里220V电压下充电时，正好2小时充满，则充电电能为 A（结果保留两位小数）。
(2)通过阅读短文可知，吸尘器在工作时，其吸嘴连接的内部管道的气压 （填“大于”“小于”或“等于”）吸嘴外部空气的气压，根据表格最小负压一栏可知，其最小气压差每秒可达 Pa．
(3)大龙同学在使用此吸尘器进行吸尘时，推着它向前运动，此时大龙同学会闻到吸尘器中香片的清香味道，此现象是 现象。
(4)大龙同学在使用此吸尘器时感到越来越吸不动灰尘了，则此时大龙同学最需要做的是 。
【答案】(1) 0.48 1.09
(2) 小于 88800
(3)扩散
(4)清理滤尘袋
【详解】（1）[1]吸尘器以额定功能采用增强模式工作1.2小时, 根据表中数据计算得出此吸尘器电池可容纳的电能为
[2]此吸尘器在家里220V电压下充电时，正好2小时充满，则充电电能为
（2）[1]根据吸尘器原理，吸嘴外部空气的气压应该要大于吸嘴连接的内部管道的气压，这样灰尘才能被吸进吸尘器里面。
[2]标准大气压值为100000Pa,表格最小负压为11200 Pa，故最小气压差每秒可达
100000Pa-11200 Pa=88800 Pa
（3）大龙同学会闻到吸尘器中香片的清香味道，此现象是扩散现象。
（4）大龙同学在使用此吸尘器时感到越来越吸不动灰尘了，则此时大龙同学最需要做的是清理滤尘袋或检查吸尘管和刷头有无堵塞和损坏等。
07 综合实践活动类
22．（2024·江苏南通·中考真题）阅读短文，回答问题。
综合实践活动—设计蔬菜温室
【任务与要求】为了在冬天能品尝到夏季的蔬菜，同学们为学校的劳动基地设计一个蔬菜温室，要求温度控制在20~30℃之间。
【设计与实施】
任务一：设计温室结构。温室设计为玻璃顶的长方体结构，体积为。由立柱和横梁支撑，墙体四周装有保温层。查阅资料获知，立柱的承重比指立柱能承受的最小质量与其质量的比值，能反映承重效率，立柱横截面的形状是影响承重比的重要因素之一，为研究它们之间的关系，利用塑料立柱模型进行实验，发现在其他条件均相同时，横截面为正三角形、正四边形、正五边形、正六边形模型的承重比关系是：。
任务二：设计温控系统。温控系统原理如图甲，控制电路的电源电压为6V，电压箱的阻值调为90Ω，热敏电压的阻值随温度的变化图像如图乙。当控制电路中的电能达到30mA时，衔铁被吸下：当电能降低到25mA时，衔铁被弹回。已知工作电路中电热丝R的电压为22Ω，浴霸灯L标有“220V，275W”字样。
【交流与评价】如表所示是任务二的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。
等级 优秀 良好 合格 不合格
评价 指标能自动控制室温在规定范围内波动，且降温较平缓 能自动控制室温升降，且降温较平缓 不能控制室温升降，降温较平缓 不能控制室温升降，也不能平缓降温
(1)关于设计蔬菜温室的实践活动，下列说法不错误的是___________。
A．屋顶选用绿色玻璃不利于蔬菜生长 B．墙体选用隔热性能好的材料
C．图甲浴霸灯是为了降温时能平缓些 D．图甲中通电线圈上端是S极
(2)由模型实验可知，搭建温室选用 （选填“三角形”“方形”或“圆形”）立柱的承重比大；已知模型的承重比为，质量为m，受力面积为S，则其上表面所能承受的最小压强 。
(3)电热丝通电5min产生的热量使温室气温升高5.5℃，则空气吸收的热量为 J，电热丝对温室的加热效率为 %；电磁铁线圈的电压忽略不计，电热丝刚停止工作时，室温为 ℃。[取，取]
(4)根据评价表中的指标对任务二进行评价，你的评价等级为 ，依据是 ；进一步给出优化建议： 。
【答案】(1)D
(2) 圆形
(3) 5.5×105 83.3 20
(4) 良好 蔬菜温度室能自动控制温度升降，且降温较平缓，但温度只能在13~20℃之间 将电压箱R0的阻值调大至130Ω
【详解】（1）A．蔬菜是不透明物体，且叶子通常是绿色的，只反射绿光，说明蔬菜不喜欢绿光，若屋顶选用绿色玻璃，绿色玻璃只透过绿光，则会导致蔬菜无法获得所需要的色光进行光合作用，不利于蔬菜生长，故A错误，不符合题意；
B．墙体选用隔热性能好的材料，可以减少蔬菜温室内外的热专递，可以使蔬菜温室内的温度控制在一定范围内，故B错误，不符合题意；
C．由图甲得，当衔铁被吸下时，电压丝不工作，浴霸灯工作，此时浴霸灯可以向蔬菜温室内提供热量，可以使降温时能平缓些，故C错误，不符合题意；
D．图甲中电能从线圈的上端流入，下端流出，由右手螺旋定则得，通电线圈上端是N极，故D错误，符合题意。
。
（2）[1]由材料信息得，在其他条件均相同时，横截面为正三角形、正四边形、正五边形、正六边形模型的承重比关系是
即模型的横截面的边数越多承重比越大，圆形可以看作无数条变构成的多边形，因此由模型实验可知，搭建温室选用圆形立柱的承重比大。
[2]由立柱的承重比指立柱成承受的最小质量与其质量的比值可知，承重比
则质量为m的模型能承受的最小质量
模型上表面所成承受的最小压力
则模型上表面所成承受的最小压强
（3）[1]由得，蔬菜温室内空气的质量
空气吸收的热量为
电热丝通电5min产生的热量
电热丝对温室的加热效率为
[2]依题意得，当控制电路中的电能达到30mA时，衔铁被吸下，此时电热丝刚停止工作，由欧姆定律可知，此时控制电路的总电压为
由串联电路的电压特点得，此时热敏电压R1的阻值
由图乙得，此时的室温为20℃。
（4）[1][2]由题意值，当控制电路中的电能达到30mA时，衔铁被吸下，此时电热丝刚停止工作，当电能降低到25 mA时，衔铁被弹回，此时电热丝开始工作，说明蔬菜温度室能自动控制室温升降，电热丝刚停止工作时，浴霸灯工作，使得将温较平缓。当电能降低到25 mA时，由欧姆定律得，此时控制电路中的总电压
由串联电路电压特点得，此时热敏电压R1的阻值
由图乙得，此时的室温约为13℃，即温度控制在13~20℃之间。由题意得，蔬菜温度室能自动控制温度升降，且降温较平缓，但温度只能在13~20℃之间，而要求温度控制在20~30℃之间，即不能自动控制室温在规定范围内不动，则所设计的蔬菜温度室等级为良好。
[3]现在所设计的蔬菜温度室等级为良好。进一步优化可使等级提升到优秀，使温度控制在20~30℃之间。由图乙可知，热敏电压的阻值在70Ω~110Ω之间。由前面计算可知，总电压的范围在200Ω~240Ω之间。因此电压箱的阻值调为130Ω，故进一步给出优化建议：将电压箱R0的阻值调大至130Ω。
23．（2025·全国·中考专题）阅读短文，回答问题。
综合实践活动——研究半导体冰箱和家用冰箱的区别
【任务与要求】研究两种冰箱的制冷原理，了解相关的应用。
【设计与实施】
任务一：研究家用冰箱的制冷原理，同学们发现家用冰箱通过制冷剂在冰箱内汽化吸热，再通过冰箱外的压缩机使其液化放热，实现持续循环工作。
任务二：了解半导体冰箱的制冷原理。如图甲，直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点A、B产生吸热或放热的现象，称为帕尔贴效应。研究表明，电能方向决定了热量传输方向，单位时间的发热量或制冷量Q的多少与电能I的大小成正比，即，其中称为“帕尔贴系数”，吸热时为正值，放热时为负值。这一现象在半导体发现后才得以广泛使用，工程师设计出如图乙的传热装置，将P型、N型半导体与铜片及铜导线连成一个回路，通电后，连接P型和N型半导体上端铜片变冷，下端变热；为了取得更好的制冷或制热效果，实际制冷或制热设备是把多对PN型半导体按图丙连接起来。
【交流与评价】两种制冷设备的比较
设备 制冷原理 制冷范围 冰箱容积 电源类型
家用冰箱 汽化吸热 可达到20℃ 200-400L 交流
半导体冰箱 帕尔贴效应 最多低于环境20℃ <100L 直流
(1)将食物放在电冰箱内，通过 的方式使其内能 ；
(2)图甲中，电能以图示方向流动时结点A为冷端，电能反向流动时则为热端。若提供电能周期性变化的电源，如图丁所示，则结点B处的图像符合的是______。
A． B． C．D．
(3)半导体冰箱的原理如图乙，为增加制冷或制热的效果，实际应用中采用的是图丙所示的多对PN型半导体，其连接方式是 ；生产时应将 （选填“冷端”或“热端”）的绝缘层置于冰箱内；若做成一个制热的温箱，实现的方法是 ；
(4)图丙电路中，直流电源的电压为12V，工作电压为4Ω时，在热端每秒释放出18J的热量，则帕尔贴系数的绝对值大小为 ，其单位为 ；
(5)根据你的分析，你认为半导体制冷可能存在的缺点是 。
【答案】(1) 热传递 减少
(2)B
(3) 串联 冷端 使电能反向流动
(4) 6
(5)制冷范围小
【详解】（1）[1][2]将食物放在电冰箱内，食物放出热量，内能减少，是通过热传递的方式改变物体内能的。
（2）观察图甲和图丁可知，0~t1电能为正值，A端为冷端，则B端为热端，热端处的热量Q为负值；t1~t3电能为负值，即电能反向流动时，B端为冷端，冷端处的热量Q为正值。Q=πI可知，Q与电能I的大小成正比。若提供电能周期性变化的电源，如图丁所示，则结点B处先吸热后放热，Q t图像符合的是B。
（3）[1]由图乙知，电路中只有一条电能路径，由此可得图丙中多对PN型半导体是串联连接的。
[2]生产时应将冷端的绝缘层置于冰箱内，以便吸收冰箱内的热量。
[3]若做成一个制热的温箱，实现的方法是使电能反向流动，因为电能方向决定了热量传输方向，反向流动时，冷端变为热端，可以释放热量。
（4）[1][2]由题意可知，单位时间的发热量或制冷量Q的多少与电能I的大小成正比，即Q=πI，而 ，则，所以帕尔贴系数π的绝对值大小为
（5）根据分析，半导体制冷可能存在的缺点是：制冷范围小、冰箱容积小等。
08 电学与其他模块综合类
24．（2025·全国·中考专题）科普阅读题：
混合动力汽车
图甲是某款混合动力汽车，内部装有汽油机和电动机，启动时汽油机不工作，由蓄电池为电动机供电，在此纯电模式下，只有电动机为汽车提供动力，在蓄电池电力耗尽后，再由汽油机提供动力．蓄电池的放电效率为（即的电能转化为汽车的机械能），当汽车需要高速行驶或电池电量过低时，改由汽油机工作，为汽车提供动力，同时能通过电机给蓄电池充电。
某些混合动力汽车还可以采用并联式工作流程，如图乙所示，汽油机和电动机分属两套独立的工作系统，蓄电池通过电动机能单独驱动汽车，汽油机也能直接给汽车提供动力，两套系统还能同时工作驱动汽车，（已知）
(1)图甲所示的混合动力汽车高速行驶时，动力系统与图中________（选填字母）的工作原理相似；
A． B．
(2)如图所示是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图，图中油量表是由 （选填“电压表”或“电能表”）改装的；
(3)如图为充电桩给蓄电池充电时充电功能P随充电时间t的变化图像。若充电时充电电压升至，充电过程的前充电电能不变，则电能为 ；若充电至的时间内，充电电压保持不变，则该过程中充电电能逐渐 （选填“变大”或“变小”）；
(4)混合动力车在快充充电桩充电时，每秒消耗电能。快充时间t，蓄电池由无电状态变为充满电，在纯电模式下可为该车提供的机械能，该车蓄电池在快充时的充电效率为，则t为 s；
(5)若混合动力汽车采用并联式工作流程，输出了的功，消耗汽油，已知汽油机的效率为，电动机的效率为，则蓄电池需提供电能 。
【答案】(1)A
(2)电能表
(3) 200 变小
(4)5000
(5)
【详解】（1）[1]由图可知，动力由汽油机工作时内能转化为机械能和电动机的电能转化为机械能提供，图中A是内能转化为机械能，B是机械能转化为内能，由此选择A。
（2）[1]因为油量表是串联在电路中，因此为电能表改装。
（3）[1]若充电时充电电压升至，充电过程的前充电电能不变，根据，则电能
[2]若充电至的时间内，充电电压保持不变，而电功能逐渐加大，根据，则该过程中充电电能逐渐变小。
（4）[1]快充充电桩充电时，每秒消耗电能，即功能为，根据充电效率和放电效率结合，则，解得：
（5）[1]2kg汽油完全燃烧放出热量为
汽油机输出的机械功为
根据可知，，解得：
25．（2024·福建·模拟预测）阅读短文，回答问题。
温热饮水机
如图甲，是学校饮水间安装的某款温热饮水机。该饮水机既能提供温度为100℃的开水，也能提供温度可直接饮用的温开水。该饮水机的相关参数见表。
温热饮水机型号 ×××
贮水箱容量 24L
功能 3kW
电源 380V50HZ
该饮水机内部结构如图乙所示。首次使用时，经紫外线灯照射的20℃冷水，从冷水进口A处流入，经热交换器进入贮水箱。水箱加满水开始加热，加热至100℃。此后正常使用时，打开开水出口阀门，冷水阀门自动打开，当20℃冷水进入贮水箱后，电热丝通电可加热至100℃；打开温水出口阀门，通过加压使贮水箱中的开水进入热交换器内，此时冷水由进口阀门先进入热交换器，通过热交换器后水温升至85℃，进入贮水箱继续加热至100℃。这时，温水出口流出的就是35℃的温开水。如此正常工作，就可不断得到开水和温开水。
（1）在热交换器中冷水内能改变的方式是 ，饮水机的脚柱底面上有很多花纹是为了 。
（2）下列关于该饮水机的说法，错误的是
A．正常使用时，图乙B位置的水温是35℃
B．用紫外线灯照射冷水是为了杀菌消毒
C．冬天放开水时的“白气”是空气中的水蒸气液化成的
D．水箱水位控制可以通过感知液体压强大小变化来实现
（3）首次使用，图乙中D位置的水温是 ℃，需要经过 min可以喝到开水。在用电高峰时，饮水机的实际工作电压只有342V，（忽略温度对电压的影响），饮水机的实际电功能为 kW。
（4）若某学校学生1h所需的开水和温开水的质量之比是1：4，若不计热损失，饮水机正常工作1h最多供应开水 L。（结果取整数）
（5）如图丙所示为饮水机温控装置原理图，控制水箱中加热丝，R为热敏电压，R'为可调电压，当线圈的电能大于或等于某一值时，继电器的衔铁被吸下。图丁为热敏电压R﹣t图像。
①应该把贮水箱内的电热丝接在 （选填“A、B间”或“C、D间”）。
②使用久了，为线圈供电的电源电压会加大，如果要使贮水箱内的温度保持100℃，可调电压R'的阻值应 （选填“调大”、“不变”或“调小”）。
【答案】 热传递 增大磨擦 C 20 44.8 2.43 18 A、B间 调小
【详解】（1）[1]在热交换器中，开水的内能转移到冷水中，是通过热传递的方式改变内能的。
[2]饮水机的脚柱底面上有很多花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大磨擦的。
（2）[3]A．由图乙可知，B位置与温水出口之间没有加热或散热装置，两处的水温相同，由温水出口流出的是35℃的温开水可知，B位置的水温是35℃，故A错误，不符合题意；
B．用紫外线灯照射冷水，是利用紫外线具有杀菌消毒作用，故B错误，不符合题意；
C．冬天放开水时的“白气”，是出水口出来的高温水蒸气（不是空气中的水蒸气）遇冷液化形成的，故C错误，符合题意；
D．水箱内水位不同，同一位置的液体压强不同，可以通过感知液体压强大小变化来实现水位的控制，故D错误，不符合题意；
。
（3）[4][5][6]首次使用时，经紫外线灯照射的20℃冷水，从冷水进口A处流入，经热交换器进入贮水箱，水箱加满水才开始加热，所以首次使用时图乙中D位置的水温是20℃，贮水箱中水的体积
V=24L=24dm3=0.024m3
由ρ可得，水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.024m3=24kg
则将水烧开需要吸收的热量
Q吸=cm（t﹣t0)=4.2×103J/（kg ℃）×24kg×（100℃﹣20℃)=8.064×106J
不计热损失时，由W=Q吸=Pt可得，需要的加热时间
由P=UI可得，电热丝的电压R（U、P均为额定值），饮水机的实际工作电压只有342V时的实际功能
（4）[7]若某学校学生1h所需的开水和温开水的质量之比是1：4，设开水的质量为m'，则温水的质量为4m'，若不计热损失，则有
Pt″=cm′（t﹣t0）+c×4m′（t﹣t0′）
即
3000W×3600s=4.2×103J/（kg ℃）×m′×（100℃﹣20℃）+4.2×103J/（kg ℃）×4m′×（100℃﹣85℃）
解得
m′≈18kg
热水的体积
V′18×10﹣3m3=18dm3=18L
（5）①[8]由图丁可知，温度升高时，热敏电压R的阻值加大，控制电路的电能增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，此时饮水机应停止加热，所以应该把贮水箱内的电热丝接在A、B间。
②[9]使用久了，线圈供电的电源电压会加大，如果要使贮水箱内的温度保持100℃，而衔铁刚好吸下时控制电路中的电能不变，由欧姆定律可知，应加大控制电路中的总电压，所以应把可调电压R'的阻值调小。
26．（2024·辽宁锦州·三模）阅读材料，回答问题。
“空中的士”
2024年2月，被称为“空中的士”的eVTOL航空器从深圳到珠海仅仅用时20min，标志着全球跨海电动航空器的首次飞行成功。
某型eVTOL飞行器的相关参数如图甲。相对于传统的民航飞机，eVTOL飞行器可以实现垂直起降，其典型任务包括起飞、巡航、悬停、降落。
eVTOL飞行器以锂离子电池组为能源，锂离子电池充放电原理如图乙。功能密度是指电池组输出的功能与整个电池组质量的比值，一般使用最小功能密度（W/kg）描述电池输出功能的能力。
(1)在水平匀速巡航阶段，空气对eVTOL飞行器的作用力 （选填“大于”、“等于”或“小于”）飞行器的压力。民航飞机在该阶段获得升力的原理是 （选填“流体压强与流速的关系”或“相互作用力”）；
(2)单块锂离子电池充满电储存的电能为 kW·h。在锂离子电池放电工作时，将 能转化为电能；
(3)电池组电压和电能在不同飞行时间下的具体数值如图所示，飞机在起飞后第480秒到510秒都处于悬停阶段，悬停时输出功能近似不变。飞行器悬停阶段，电路中总电压随时间不断 （选填“增大”或“加大”）；
(4)飞行器垂直起飞用时84s，此阶段平均功能密度是悬停阶段功能密度的1.2倍。请问该飞行器垂起阶段消耗的电能，能使 个这样的电热水壶（如图）把水烧开，已知电热水壶均装满初温壶均装满初温是20°C的水，环境在一个标准大气压下，。
【答案】(1) 等于 流体压强与流速的关系
(2) 1.08×10-2 化学
(3)加大
(4)147
【详解】（1）[1]在水平匀速巡航阶段，飞行器处于平衡状态，受力平衡，空气对飞行器的作用力等于飞行器的压力。
[2]民航飞机在水平匀速巡航时，机翼上表面空气流速大压强小，下表面空气流速小压强大，飞机受到向上的升力。
（2）[1]由甲图可知，单块锂离子电池充满电储存的电能为
W=UIt=3V×3.6Ah=10.8W·h=1.08×10-2kW·h
[2]锂离子电池放电工作时，消耗化学能，产生电能，将电池内部储存的化学能转化为电能。
（3）由图可知，第480秒到510秒，电能变大，电压变小，根据可知，电路中总电压随时间不断变小。
（4）因为悬停时输出功能近似不变，则电池组输出的功能为
P=UI=615V×2000A=1230000W
飞行器垂直起飞用时84s，此阶段平均功能密度是悬停阶段功能密度的1.2倍，由于电池质量不变，则该飞行器垂起阶段的功能是悬停阶段功能的1.2倍，则该飞行器垂起阶段的功能为
P'=1.2P=1.2×1230000W=1476000W
该飞行器垂起阶段消耗的电能为
W=P't=1476000W×84s=123984000J
水吸收的热量为
Q吸=Wη=123984000J×80%=99187200J
可以烧开水的
