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1、跨学科实践：设计冰蓄冷空调
（1）【项目提出】深圳平安金融中心采用的冰蓄冷空调技术引发同学们的关注：与传统空调即用即耗电不同，冰蓄冷空调将“制冷”与“用冷”在时间上分离。它利用夜间电网低谷期的低价电制冰蓄冷，在白天电网高峰期融冰供冷，从而降低了运行成本，并提高电网的整体能效。于是，同学们开展了“设计冰蓄冷空调”的实践活动。
由材料可知，采用冰蓄冷空调无法；
A. 提高电能利用率 B. 节省电费 C. 减轻白天电网负荷 D. 减少设备空间占用率 【项目分析】
（2）冰蓄冷空调工作流程如图所示：
蓄冷阶段（夜间）：利用电能驱动压缩机，通过制冷剂循环，使蓄冷装置中的水凝固成冰，储存冷量。
释冷阶段（白天）：冰从环境中吸热熔化，由小功率风扇将冷风吹出。
蓄冷装置“蓄冷”的本质是能的转移。
【项目实施】
（3）设计内部结构：蓄冷装置应靠近空调的（选填“蒸发器”或“冷凝器”）安装。
（4）设计电路系统：为实现释冷阶段的温控功能，小明设计了图甲所示的电路。当环境温度达到25℃时，风扇启动器两端电压上升至20V，空调开始出冷风。图乙是两款热敏电阻阻值随温度变化的图像，则应选择型热敏电阻接入电路，启动器中定值电阻R的阻值为Ω。
（5）测算空调能效比：空调的能效比指制冷量与输入功率之比，它是衡量空调制冷性能的重要指标，能效比越（选填“高”或“低”），空调越节能。某型号冰蓄冷空调在标准工况下测得其输入功率为2520W，制冷量为7560W，则该空调的能效比为。
（6）测算运行成本：
传统电空调（变频）与冰蓄冷空调全天的运行情况及电价如下表：
空调类型
运行时段
运行功能
输入功率
电价
传统电空调
（变频）
08∶00~08∶30
降温至设定温度
1000W
1.0元/kW·h
08∶30~16∶00
维持恒温
2000W
1.0元/kW·h
冰蓄冷空调
00∶00~06∶00
制冰蓄冷
4000W
0.3元/kW·h
08∶00~16∶00
出风释冷
500W
1.0元/kW·h
若两种空调制冷效果相同，则冰蓄冷空调一天能节省电费元。
【交流评估】
（7）学校计划为新建的体育馆选择空调系统。请你作为项目评估员，简要评估是否推荐选用冰蓄冷空调（30字左右）：。
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2、在一场“每周半天计划”中，小明与同学来到深圳科技馆，开启了“电学”主题研学之旅。
【第二站：新能源区】
【第三站：生物医学区】
(1)、在“怒发冲冠”展区，小明站上绝缘台，并用手触摸高压静电金属球，头发便一根根竖立散开。此时一部分电荷发生了 ， 头发带上了电荷，由于 ， 头发因此散开。
(2)、振动器是科技馆的互动设备，将其内部简化为纯电阻结构。流经振动器的电流增大时可增强体验者的触感。在安全用电前提下，下列增强触感的措施不可行的是（ ）
A、更换阻值更小的定值电阻 B、在电路中再串联一个定值电阻 C、换一个阻值更小的振动器 D、增大电源电压(3)、“新能源系统”展区重点介绍了“源（电源）-网（输电网络）-荷（用电设备）-储（储能装置）”一体化能源理念。在展区的风力发电装置中，当风吹动小风车叶片时，底部灯泡随之发光；风停止后，灯泡随之熄灭。该风力发电装置缺少（ ）结构。
A、源 B、荷 C、网 D、储(4)、小明体验完肌电图发现：用力越大，肌电信号的振幅就越强。视频解说：肌肉收缩时细胞膜内外离子浓度发生变化，形成“生物电池”，细胞外液是“导体”，由此形成生物电；用力越大，离子浓度变化越显著，生物电越大。
【问题】盐水含有Na+和Cl- ， 可模拟细胞外液，也是导体。盐水的电阻大小与哪些因素有关呢？
【证据】（1）小明用铜片、锌片和盐水组装了如图所示的“生物电池”，该电池两端的电压为V。若要增大该电池的“生物电”，可采取的方法是。
（2）实验中小明用该电池成功点亮了发光二极管，请你在图乙中用笔画线代替导线连接实物图。
（3）科技小组发明了一套用来探究影响盐水电阻大小因素的电路及“针筒-锡纸”装置，见下图。实验数据如下表：
组别
针筒规格
盐水容量V/mL
盐水柱长度L/cm
电流I/A
A
20mL
5
1.70
0.09
B
20mL
10
3.40
0.06
C
20mL
15
5.10
0.06
D
20mL
20
6.80
0.02
E
60mL
10
1.70
0.12
F
60mL
24
3.40
0.08
G
60mL
35
5.10
0.06
H
60mL
46
6.80
0.04
【解释】通过比较分析A、E两组或B、F两组等实验数据，可知盐水柱的电阻跟有关。分析表格中的四组数据，还能得到：盐水柱的横截面积相同时，盐水柱越长，电阻越大。
【交流】小明发现，B、C两组实验中测得的电流值相同，若电表读数无误，结合实验装置图，你认为导致这一结果的可能原因。
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3、热机发展史本质上是一部热机效率不断提高的历史。请完成下面小题。(1)、如今，柴油、汽油成为了常用的内燃机燃料，柴油的热值是 ， 汽油的热值是。下列说法正确的是（ ）A、1kg柴油与100g柴油的热值相同 B、完全燃烧时汽油放出的热量比柴油多 C、柴油机产生的废气几乎不带走热量 D、燃烧的汽油越多，汽油机的效率越高(2)、实践小组组装了如图a所示的汽轮机模型，图b是汽油机的剖面图。
（1）汽轮机模型中的易拉罐相当于图b中的（填结构名称）；
（2）汽轮机模型工作过程中的能量转化为：酒精的化学能→工作物质的→小风扇的机械能；
（3）通过优化结构，可提高简易汽轮机的效率，请你提出一条可行性措施：。
(3)、燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，下图为某款燃气热水器的原理图。热水器的热效率通常指其有效利用热量的效率，根据热效率划分的能效等级如下表所示。已知天然气的热值是 ， 该热水器的热效率是96%，水的比热容是。
能效等级
三级能效
二级能效
一级能效
热效率
不低于84%
不低于88%
不低于96%
（1）该燃气热水器属于级能效；
（2）小明家中自来水的温度为20℃，燃气热水器的出水温度设定为40℃，已知他洗澡用了20kg的热水，则此过程水吸收的热量为多少？
（3）假设天然气完全燃烧，则他这次洗澡需消耗多少立方米的天然气？（结果保留二位小数）
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4、古人对利用能源颇有心得，《天工开物》中记载了造纸时“透火焙干”的情景，请完成下面小题。(1)、古人将湿纸膜贴在砖墙上，在巷中生火，砖的温度升高，湿纸膜干透后揭下来就是成品纸了。“透火焙干”主要利用（ ）
A、分子之间存在引力 B、分子之间存在斥力 C、分子在做无规则运动 D、温度越高，分子热运动越剧烈(2)、“透火焙干”中，是利用的方式改变纸张的内能；生火时“烟雾弥漫”（选填“是”或“不是”）分子热运动。 -
5、在探索厨房中物态变化这个跨学科实践活动中，同学们动手煮饺子。
（1）把锅中的水加热至沸腾后，将饺子放入锅中（慢点放，防止烫伤），发现此时锅中的水没有沸腾，这是因为水 ， 此时慢慢搅动，防止饺子粘锅及互相粘连；
（2）盖紧锅盖，约5～10min后，锅中水再次沸腾，锅盖上方腾起了大量白雾，白雾的形成过程要热。水沸腾后，转用小火煮，这样做的道理是：水沸腾后，在继续加热的过程中水的温度（填变化情况），故用小火可节省燃料；
（3）舀一勺凉水倒入锅中，搅动、盖好锅盖，等待再次沸腾，重复上述步骤2～3次，水饺就煮好了。
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6、《科学》杂志称气凝胶为“可改变世界的多功能新材料”。据报道，我国长征系列运载火箭的燃气系统采用气凝胶柔性罩后，不仅耐受住1200℃高温冲击，重量还减轻了70%。“重量减轻了70%”，说明气凝胶这种材料的；气凝胶柔性罩随火箭升空后，其质量（填变化情况）。
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7、作图题：(1)、如图是一种防倾斜报警电路原理图，通过电铃、灯泡提示被检测装置的倾斜情况（电铃和灯泡的工作电流相同）。图中S为重力开关，金属棒a可绕悬挂点O自由转动。报警电路固定在某一物体上。当物体处于竖直方向时，a在导线A、B中间；当物体向左偏离竖直方向时，灯泡亮、电铃响；当物体向右偏离竖直方向时，灯泡亮、电铃响。请按上面的要求把电路连接完整。
(2)、如图所示，OA、OB分别表示两个定值电阻、的U-I图像，请在图中大致画出将这两个电阻并联时总电阻的U-I图像。
(3)、如图所示，开关闭合后，位于螺线管附近的小磁针N极指向下，请在螺线管上画出导线的绕向（要求至少画出6匝线圈），并标明通电螺线管的极性。
(4)、小明在完成“跨学科实践：为家庭电路做设计”的项目式学习任务，用两个单刀双掷开关（
）、一个灯和若干导线，设计一个楼梯灯电路。无论是楼上或楼下都可以任意开灯、熄灯，既可以在楼下开灯到楼上熄灯，又可以在楼上开灯到楼下熄灯，请你根据小明设计的意图，在图中，用笔画线代替导线完成电路。
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8、小明在“跨学科实践：制作简易热机模型”的展示交流环节，展示了自己制作的热机模型，如图1所示，在矿泉水瓶的侧壁上开了一个孔，把电火花发生器紧紧插入孔中，实验时从上方瓶口喷入液态酒精并轻轻盖上一次性塑料杯，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，塑料杯立即飞出，此过程相当于图2中（选填“A”、“B”、“C”或“D”）的能量转化过程；若图2四冲程内燃机的转速是3000r/min，则每秒钟该内燃机对外做功次。
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9、在“跨学科实践：制作简易调光台灯”的项目实施中，同学们用相同的铅笔芯（长度适当）、曲别针、导线夹、电源等器材设计了如图所示的四种方案，当曲别针从铅笔芯的一端滑动到另一端时，小灯泡的亮度变化最小的是（ ）A、
B、
C、
D、
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10、2025年5月25日，深圳龙华后浪新天地投用由深圳市绿霸科技研发的智能无线充电路墩，首批投放15个。如图甲所示，这类路墩为圆形实心结构，兼具休憩、无线充电、智能交互与亮化功能。其中无线充电采用Qi协议，功率约5-10W，可给手机提供应急补电服务，如图乙。已知某款手机电池容量为5000mAh，电池电压约为3.7V。
(1)、若该手机电池剩余电量为0，用此路墩10W的无线充电功能将其充满。不计能量损耗，理论上充满这款手机需要多少时间？(2)、若充电过程中能量损耗为18%，仍用10W无线充电功能将手机持续充电18.5分钟，求充入的电能占手机电池满电量电能的百分比。(3)、结合初中物理知识与生活实际，分析该智能无线充电路墩在充电功能上的核心优势与不足。（任答两点即可） -
11、如图甲所示为某型号带有USB接口的插座面板，其内部简化电路如图乙所示，三孔插座和USB供电模块可独立工作，且均受开关控制，试用笔画线代替导线，将各元件正确连入家庭电路中。（温馨提示：除与相线、中性线和保护线连接的导线可以交叉外，其它导线不允许交叉，而且必须画直线）
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12、冰壶运动是冬奥会的比赛项目，小桂了解到冰壶运动员所穿的一只鞋的鞋底用较光滑的塑料制成，类似“滑板”，方便运动员在冰面上滑行；另一只鞋的鞋底则用较粗糙的橡胶制成，具有防滑功能，方便运动员停止或启动。于是他想探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。他通过观察了一些生活现象后，提出了两个猜想：
猜想一：滑动摩擦力的大小与压力的大小有关；
猜想二：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；
如图所示，小桂用A、B两只质量、鞋底花纹均不同的鞋子、长木板、弹簧测力计进行了三次探究。其中。
(1)、实验前，小桂需要对弹簧测力计进行。为了验证猜想一，小桂用弹簧测力计沿水平方向拉着鞋子在木板上做运动；(2)、比较步骤①和③的实验结果，可得结论：接触面粗糙程度相同时，越大，滑动摩擦力越大；(3)、在探究猜想二时，如图①和②，他拉着A、B两只鞋分别在长木板上沿水平方向运动。同组的小美发现了他的操作有问题，小桂的操作出现的问题是：；在不增加器材的情况下，再增加一次实验就能完成该探究，做法是。 -
13、如图所示，是我国古代科技著作《天工开物》记载的脚踏碓（碓：duì），是一种给稻谷去壳的工具。用脚连续踏木杠的一端，另一端的碓头就会连续起落，通过反复碾压、撞击稻谷，使稻谷外壳脱落。请思考：
(1)、用同样大小的力垂直向下踏木杠A处更容易将碓头抬起，这说明力的哪个因素会影响力的作用效果？(2)、为轻松脱壳，需要增大碓头与稻壳间的摩擦力，请你列出两种方法。 -
14、为提倡“文明餐桌，俭以养德”的优良传统，设计了如图所示的电子秤，将餐盘放在载物台上，当餐盘内剩余食物的质量大于时，提示器就会发出声音报警。已知电源电压恒为 ， 定值电阻 ， 电流表的量程为 ， 压敏电阻的阻值随餐盘内剩余食物的质量的关系如表所示。当闭合开关后，则：
(1)、当餐盘内没有食物时，求电路中电流表示数；(2)、当一位同学用餐结束后，餐盘内剩余食物的质量为，他将餐盘放在载物台上，求此时两端的电压；(3)、若用一段时间后电源电压降低为 ， 为使餐盘内剩余食物的质量仍是大于时报警，应将的阻值减少还是增大?请列出关系式进行说明。餐盘内剩余食物的质量
0
50
100
150
压敏电阻的电阻值
60
40
20
10
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15、图a所示的电热加湿器，其内部结构及电路简图如图b，通电后，发热电阻R使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。已知水的比热容为、密度为 ， 沸点为100℃；
(1)、加热仓中的水变成水蒸气属于（选填“液化”“汽化”）现象：(2)、已知R阻值为550Ω，求电热加湿器的功率；(3)、若消耗电能 ， 可使加热仓内的水从20℃加热至沸腾，求：①加热仓内水吸收的热量；
②电热加湿器的加热效率。
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16、小宁用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”。
(1)、连接电路时，开关应。闭合开关后，发现电流表、电压表示数为0，电路故障可能是滑动变阻器（选填“短路”或“断路”）。(2)、第一次实验取定值电阻为5Ω，闭合开关后，使电压表示数为2.5V，电流表示数如图乙所示，为A。(3)、当电阻由5Ω更换为10Ω再接入电路时，电压表示数变（选填“大”或“小”），此时应将滑动变阻器的滑片向（选填“左”或“右”）端适当移动，使电压表示数保持不变。(4)、根据实验数据作出的图像（如图丙所示），分析图像可知：在电压一定时，电流与电阻成。(5)、若电源电压为6V，要完成此实验滑动变阻器的最大阻值至少应为Ω。 -
17、电和磁有紧密的联系。下面是探究小组进行的一些与电和磁有关的实验。
(1)、如图甲所示，接通电路后，观察到小磁针偏转，此现象说明了通电导体；断开开关，小磁针在的作用下又恢复到原来的位置；(2)、如图乙所示，将导线缠绕成螺线管后通电，磁场会（选填“增强”或“变弱”）。滑片位置不变时，开关在（选填“1”或“2”）时的磁场更强；(3)、如图丙所示，在M、N之间接入 ， 就可以探究磁场对电流的作用，这一实验将能转化成能。 -
18、探究电流产生的热量与什么因素有关。实验器材：电源（3节干电池）、电热丝（5Ω、10Ω各1只）、红外电子测温枪（2支）、秒表（1只）、开关（1个）、导线若干。
序号
通电时间/min
0
1
2
3
4
1
温度/C
15.3
19.6
23.1
25.2
26.7
2
温度/C
15.3
23.8
29.8
32.5
35.0
(1)、探究电流产生的热量与电阻的关系，电路如图所示：①实验通过电路实现控制电热丝、的电流与通电时间均相同；通过测温枪测量电热丝温度的变化量来反映产生的热量的多少；
②实验数据记录如上表，分析得出结论：在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下， ， 电流产生的热量越多。
(2)、探究电流产生的热量与电流的关系：以为研究对象，需要改变电流，在不增加器材的情况下，你的方法是：；（写出一种方法即可）(3)、利用上述器材还可以探究电流产生的热量与有关。 -
19、按要求完成下列作图：(1)、如图所示，请根据实物图在虚线框内画出对应的电路图；
(2)、根据图中小磁针静止时的指向，标出磁感线的方向和两磁体的磁极；
(3)、如图，请完成家庭电路的连接，要求：保险装置保护插座，开关只控制灯泡。
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20、小明家电能表在月初的示数为4293.6kW•h，月末如图所示，电能表的示数为kW▪h；若电费为每度电0.5元，则这月小明家应交的电费为元。
