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相关试卷

  • 1、小明家预购置一部新能源汽车。他了解到，某品牌汽车将搭载先进的“刀2”技术，有望帮助纯电车型的续航顺利突破1000km。于是小明查阅了关于第二代刀片电池的相关信息：

    “刀片电池是一种新型的磷酸铁锂电池，第二代刀片电池在技术上进行了多项优化和升级。采用了新型风液混合均温散热系统，以更好地控制电池包的温度，降低发热概率。能量密度从第一代的140Wh/kg增至第二代的190Wh/kg，提升幅度高达35%. 这一提升有望显著提高纯电动车的续航水平……”什么是电池能量密度?它的提升对汽车续航有多大影响?小明展开了项目式学习。

    【项目任务】提高电池能量密度对续航的影响

    【子任务一】了解电池能量密度

    “电池能量密度是衡量电池性能的一个重要指标，指电池充满电时储存的电能与其质量的比值。高质量能量密度的电池在相同重量下能提供更多的电能。

    不同类型的电池具有不同的能量密度。电池能量密度还受到其材料体系的影响。此外，材料压实密度、碳含量和活性物质百分比、电解液、电池制造工艺、温度和压力等环境因素，都会影响电池能量密度。”

    (1)、阅读上文， 写出电池能量密度的文字表达式。
    (2)、小明联想到，寒假时，家里的电动汽车在北方老家时的续航里程比在深圳时低，请你据此提出一个影响电池能量密度大小的猜想：。
    (3)、【子项目二】比较电池的能量密度

    小明发现他的遥控车有两种不同的充电电池：镍氢电池(充满电时电压为1.2V)和离子电池(充满电的电压为3.7V)，他设计了以下方案比较两者的能盘密度：

    ①将两种电池充满电，分别与相同规格的小灯泡、开关、导线连接，如图甲所示；

    ②用秒表记录小灯泡能工作的时间t1；

    ③根据 W=UIt，可知小灯泡工作的时间t与消耗的电能W成正比，求出时间t和电池质量m之比，即可比较几种电池密度。

    小明有额定电压为2.5V 和 3.8V 这两个规格的小灯泡，他应选择P=的小灯泡做实验。

    (4)、请你写出小明的实验方案存在的不合理之处：。
    (5)、小红在此基础上，添加了电压表和电流表。实验中收集到的数据如下：

    电池种类

    电压表示数

    电流表示数

    灯泡工作时间

    电池总质量

    锂离子电池

    3.7V

    0.3A

    200min

    38g

    镍氢电池

    2.4V

    0.24A

    500min

    50g

    通过计算，能量密度较大的是。小红认为小明的实验需要耗时太长，请你写出一个减少耗时的有效措施：.

    (6)、【子任务三】电池能量密度的提升对续航的影响

    小明查阅到一款电车   空气阻力和汽车车速关系相关参数见右表，还了解到汽车在行驶时，除了受到地面的摩擦力，还会受空气阻力，该款汽车在常温常压下， 在车速≥5m/s时，空气阻力的大小与汽车行驶速度的平方成正比，如图丙所示。请结合以上信息，计算在满电状态下，该汽车用第二代刀片电池比起第一代刀片电池，在水平沥青道路(摩擦力约为总重力的0.015)上，以最高时速匀速行驶，理论上最多能增加续航km.(保留一位小数，不计零件之间的摩擦)

    总质量

    1.5t

    电池能密度

    140W-b/kg

    电池质量

    300kg

    最高续航

    600km

    最大功率

    160kW

    最大时速

    160kmh

    (7)、实际上，汽车在满电状态下，也达不到预期续航公里数。请你提出--条除了提高电池能量密度以外的提升续航的策略        .

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  • 2、冬天，小明的外婆总是手冷，他想为外婆做一个“暖宝宝”

    【驱动任务】制作一个暖宝宝

    【方案设计】小明选择了5节串联的镍氢电池(充满电时电压为1.2V，一个电阻、开关和导线等材料，并绘制了电路图，如题图甲所示。

    (1)、小明了解到，为了使暖宝宝发热温度适宜，应控制发热功率不高于12W，他应选用最小阻值R=的电阻。
    (2)、小明希望暖宝宝通电后，能较快变热，他选择水作为介质，你认为可行吗?请说明理由：。
    (3)、小圳了解到，某款暖宝宝的广告词中提到“使用天然鹅绒代替塑胶，保暖性能提升6倍”。请推测，导热性能更好的是 (选填“天鹅绒”或塑胶')。
    (4)、暖宝宝刚通电时，温度没有明显的变化，外婆以外暖宝宝坏了。但过了一段时间，暖宝宝温度有明显升高。为了让电路接通后能立即判断暖宝宝是否正常工作，请在以上电路中增加一个电学元件：。
    (5)、外婆觉得暖宝宝温度偏低，请你对产品的电路设计提出改进建议：。

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  • 3、为了提高驾乘者在的舒适度，某车企多款车型的智能座椅都配备了通风和加热功能。在炎热天气，座椅通风能有效降低座椅表面温度；在寒冷天气，座椅通风和加热结合使用，能迅速提升座椅表面温度。题图是一款智能座椅的电路简化图，其中电源电压为.12V， 通风系统功率为24W， 座椅通风和加热结合系统功率可在48W 和 120W之间连续调节，滑动变阻器R为加热电阻。

    (1)、炎热天气中使用智能座椅，开关应接 (选填“S1”或“S1和S2”)，此时电路中流过的电流为多少?
    (2)、如果你是该智能座椅的设计师，为了电路安全，又要使座椅通风和加热结合系统功率可在48W和120W之间连续调节，请你分析下该如何设置滑动变阻器R阻值大小的可调范围?

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  • 4、智能家居中，很多用电器的设计利用了电流的热效应，通过控制电流、电阻和通电时间来实现智能化管理。小明学习完焦耳定律，决定动手探究一下。

    (1)、请写出利用电流热效应工作的一款家用电器：。
    (2)、为了比较电流和电阻对电流通过导体产生的热量影响更大，小明改进了探焦耳定律的实验装置，如图所示， 已知R1=5Ω，R2=R3=10Ω。

    a. 只闭合S1 ，  通电一段时间后，小明发现其中一个U形管的液面高度差没有变化，则发生此现象的原因可能是：.

    b.故障排除后，重新通电一段时间， (选填“左侧”或“右侧”)U形管内液柱的高度差更大。

    c.闭合S1和S2 ，  左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，表明(填“电流”或“电阻”)影响更大。

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  • 5、智能电能表的计量误差在2%以内就是合格的。小明为检测他家的智能电能表(见题图)是否合格，关掉了家里其他用电器，让铭牌为“220V 1200W”的电磁炉单独工作了10min， 结果发现电能表脉冲指示灯闪烁了324次，通过计算得出电磁炉消耗的电能是kW-h， 据此可以判断他家的智能电能表是 (选填‘合格”或“不合格”)的。

    该智能电能表可以支持下列所有用电器(各1个)同时使用吗? 请回答并说出你的理由： 。

    用电器

    电冰箱

    洗衣机

    电饭煲

    空调

    电磁炉

    额定功率P

    220W

    330W

    660W

    1500W

    1200W

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  • 6、国内众多汽车企业在技术研发、产品设计等方面不断创新。下列关于新能源汽车灯光的设计，说法不正确的是（ ）
    A、从节能减排考虑，可选择发光效率高的 LED 灯作为光源 B、若要改变大灯亮度，可在大灯电路中串联一个可变电阻 C、为了夜间开车安全，车内阅读灯应选择功率较大的LED 灯 D、为实现大灯亮度自动调节，可在车上安装光敏电阻

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  • 7、小明喜欢养植物，为了帮助自己更好地照顾植物，他设计了一个智能植物浇水系统，如图甲所示。

    【项目名称】“设计智能浇水控制系统”

    【项目要求】控制电路中有一个比较器(未画出)，当电路中土壤湿度H≤40%，传感器 RH两端的电压U≤3V时，水泵启动给植物水；当电路中土壤湿度H≥70%， 传感器RH两端的电压U≥5V时，水泵关闭。

    【器材选择】电源电压7V、电流表、定值电阻R0=10Ω、土壤湿度传感器RH、开关、导线等。

    (1)、【项目制作】

    根据要求设计了如图乙所示的电路，要满足上述项目要求，应选择图丙中的湿度传感器RH  (选填“A”或“B”)；

    (2)、水泵自动启动时，土壤湿度传感器RH的阻值大小?
    (3)、【项目评价】

    小明测试该系统时发现当电流表示数为 0.14A时，水泵停止工作，请通过计算判断是否符合项目要求?请分析可能原因并提出改进建议。

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  • 8、小明在探究通过导体的电流大小与哪些因素有关时，使用了以下实验器材：电源电压恒为3V， 定值电阻六个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω)，滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干。

    实验一：

    (1)、探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，电路连接后，移动滑动变阻器的滑片，采用描点方式，绘制了图乙的I-U图像，由②到③的过程中滑动变阻器向 (选填“A”或“B”)端移动。
    (2)、分析图象乙可得出结论：。
    (3)、实验二：

    探究通过导体的电流与导体电阻的关系时，正确连接电路后，闭合开关，小明发现电压表有示数，电流表无示数，则其故障是。

    (4)、图丙是此实验中绘制的I-R图像，由图可知，电压表的示数控制为V 不变；
    (5)、当接入30Ω电阻时， 发现无论怎么移动滑片，电压表都无法达到实验中需要的电压值，为解决这一问题，可采取的办法有（写一种方法即可)

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  • 9、小明去养老院做社工，为老年人设计一个夜间感应灯电路，可实现在夜晚检测到人体活动时自动开启 LED 灯， 其中 S1为红外传感器(感应到红外线时自动闭合，否则断开)， S2为光敏传感器(光线弱时自动闭合，光线强时自动断开)。请用笔画线代替导线将电路图连接完整。

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  • 10、1731年，格雷因区分了导体与绝缘体，让人们了解了不同材料的导电性能。项目小组决定追溯科学家研究的历程，在家开展项目式学习：

    【项目提出】影响溶液导电性大小的因素有哪些?

    针简材质：

    PVC塑料当地室：25℃

    针筒

    ①

    ②

    ③

    ④

    溶液

    盐水

    盐水

    小苏打

    盐水

    温度/℃

    室温

    液柱高度/cm

    5

    8

    5

    5

    针筒直径/cm

    1.5

    1.5

    1.5

    3

    ----

    		 
    (1)、【项目设计】

    实验器材有：规格不同的针筒，不同种溶液，两个电流表等。若要探究溶液的导电性大小与液体种类的关系，请你选择两个合适针筒，并用笔画线代替导线在图2中将电路图连接完整；

    (2)、小明设计了如上实验表格，则表格中“--”处应填。
    (3)、【项目交流】

    某次实验中测得①号针筒的电流I1=0.1A， ④号针筒的电流如图丙所示。可得出初步结论：。

    (4)、结合以上实验器材，还可探究溶液的导电性能与的关系。

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  • 11、小明设计了“地磅”的电路图，如图甲所示，滑杆P可在竖直放置的电阻R上滑动，当货车质量增大时，电表示数 (选填“变大”“变小”)，但该电路有的安全隐患。优化后的电路设计方案见图乙，则方案乙除了可以解决以上安全隐，还有的优点(写一条即可)。

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  • 12、以下是小明自制“柠檬电池”的步骤。以下做法正确的是（ ）

    A、【明原理】……柠檬电池工作时将电能转化为化学能 B、【标两极】……将电压表正、负接线柱分别与A、B相连，若指针右偏，则A可标记为电池正极 C、【测电流】……可将电流表并联接在 AB测柠檬电池的电流 D、【增电压】……若要使灯泡更亮，可将多个柠檬并联

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  • 13、冬天，梳头时头发易飞起、打结。为减少此困扰，应选择（ ）
    A、塑料梳甲  B、塑料梳乙  C、牛角梳甲  D、牛角梳乙

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  • 14、为了比较燃气炉与电热水壶的加热效率，某实验小组使用燃气炉与电热水分别将500g初温为25℃的水加热到沸腾(一个标准大气压下)，相关实验数据记录如下表。燃气的热值约为q=3.5×107J/m3：

    电热水壶

    燃气炉

    加热时间

    2min30s

    加热时间

    mim

    电能表指示灯闪烁次数

    40次

    消耗燃气

    0.007m3

    电价

    0.67元/kW·h

    燃气价格

    3.6元/m3

    (1)、由表格中的数据可知： 的加热效率更高。
    (2)、小明认为：使用燃气炉加热时，需要的时间更长，所以它的加热效率更低。

    他的判断不合理，你的科学依据是.。

    (3)、请写出使用电热水壶的一个优势：。

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  • 15、从20世纪初至今，燃气灶的加热效率从30%增加到60%以上。以下做法不能提高加热效的是（ ）
    A、使用智能燃气灶根据烹饪需求实时调整火力大小 B、优化燃烧室设计，确保燃料与空气的混合更加充分 C、使用热值更小的燃料 D、回收烟气中的热量，用于预热进入燃烧室的空气

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  • 16、燃气的特殊气味是人为添加的臭味剂所产生的，而不是燃气本身所固有的。加入臭味剂的目的是（ ）

     

    A、增大燃气的热值 B、燃气泄露时，更容易识别 C、使燃气的分子热运动更快 D、提高燃气燃烧时的加热效率

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  • 17、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80%(即80%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q汽油=4.6×107J/kg)

    (1)、图甲所示的混合动力汽车高速行驶时，动力系统与题1图中 (选填字母)的工作原理相似.
    (2)、如2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“电流表”)改装的.
    (3)、如3图为充电桩给蓄电池充电时充电功率P随充电时间t的变化图像.若充电18min时充电电压升至500V，充电过程的前 18min 充电电流不变，则电流为A：若充电18min 至 30min 的时间内， 充电电压保持500V不变，则该过程中充电电流逐渐 (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4×104J.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1.44×108J 的机械能，该车蓄电池在快充时的充电效率为90%，则t为。
    (5)、若混合动力汽车采用并联式工作流程，输出了3.2x107J的功，消耗汽油2kg，已知汽油机的效率为30%，电动机的效率为80%，则蓄电池需提供电能 J.

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  • 18、由 PTC新型半导体材料制成的陶瓷电热水壶如图甲所示，工作电路如图乙所示，R0是定值电阻，其阻值不受温度影响.R是PTC材料制成的电阻，该材料制成的电阻有一个设定温度，当它的温度低于设定温度时，其电阻值随温度升高而变小，当温度高于设定温度时，其电阻值随温度升高而变大.R的阻值与温度的关系如图丙所示.该电热水壶在设定温度工作时，电路消耗的总功率为1100W.

    (1)、陶瓷在正常情况下属于(选填“导体”“绝缘体”或“半导体”)；该电热水壶的设定温度是℃，正常工作1s时产生的热量J.
    (2)、当电热水壶高于设定温度工作时，电阻R(选填“变大”“变小”或“不变”)，总功率 (选填“变大”“变小”或“不变”)，使其温度降低，因此用 PTC材料制成的电热器具有自动调节功能.
    (3)、当R的温度为130℃时， 电路中R的实际功率为。

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  • 19、在明朝时期，万户利用火药制作了一个由47支火箭推动的装置，如图甲，进行了“飞天”尝试，成为人类飞行史的先驱.

    (1)、万户的火箭原理与现代火箭发动机相似，通过点燃火药产生的高温气体从后端喷出，从而获得前进的动力，此过程把燃料燃烧的内能转化为火箭的能，此过程类似于内燃机的冲程.
    (2)、如图乙所示是现代液体火箭喷气发动机的工作原理示意图，输送系统把燃料和氧化剂喷入燃烧室，燃烧产生的气体高速从尾部喷出，产生强大的反冲推力使火箭前进.火箭发射时选用液态氢作燃料是因为氢具有较大的 (选填“内能”“比热容”或“热值”)，火箭喷气发动机 (选填“能”或“不能”)在大气层外工作.
    (3)、在火箭发射架下方的池子里储存大量的水，原因是水的 (选填“内能”“比热容”或“热值”)比较大，汽化时能吸收较多的热量，保护火箭发射架不被高温毁坏.
    (4)、火箭在大气层内高速运动时，头部整流罩与空气剧烈摩擦，内能增加，温度升高达上千摄氏度，这是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式来改变整流罩内能的.

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  • 20、工夫茶”是潮汕地区的一种传统饮茶文化，如图甲是泡茶的电茶炉，图乙是其内部电路的简图，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换.电源电压为220V，保温功率为 44W， R1、R2均为加热电阻，忽略温度对电阻阻值的影响， R2的阻值为55Ω，求：

    (1)、处于保温状态下电路中的电流大小.
    (2)、电路处于加热状态时，电路中的电功率大小.
    (3)、电阻R1的阻值.

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