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1、跨学科实践：制作简易调光台灯
【项目提出】
台灯是生活中最常见的家用电器之一。生活中为了保护视力，在不同使用场景（例如书写文字和使用电脑）时，对光亮度有着不同的需求，因此很多台灯都有可调亮度的功能。同学们学习了电学知识后也想制作一个简易调光台灯。
【项目分析】
要制作一个简易调光台灯，需要完成以下任务。
（1）了解简易调光台灯的工作原理。
（2）设计一台简易调光台灯。
（3）选择元件，完成制作。
【项目实施】
（4）小李同学选择用实验室中的电阻设计了一个电路，如图甲所示，此电路中（填“能”或“不能”）改变灯泡的亮度。
（5）小马同学选择用滑动变阻器来调节灯泡亮度，他设计的电路图如乙所示。但在实验中他发现，只移动滑动变阻器的滑片，并不能让小灯泡熄灭。于是他再次改进电路设计（如下图所示），在确保电路安全的前提下，下列能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是（各元件规格完全相同）。
（6）由于滑动变阻器体积较大，他们又找来电位器来代替图乙中的滑动变阻器，电位器的结构图如丙所示，A、B、C为电位器的三个接线柱，转动旋钮可以改变接入电路的电阻，它的原理是通过改变电位器接入电路中电阻丝的（选填“长度”或“横截面积”）从而改变接入电路中的电阻。为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮，则应该选择（选填“AB”、“AC”或“BC”）接线柱接入电路。
【展示交流】
（7）同学们展示了自己利用电位器制作的调光台灯，闭合控制开关，旋转电位器的旋钮，小灯泡可以改变亮度，当旋钮旋转到一端时，发现小灯泡不发光。小组同学思考既然可以通过旋转旋钮调节小灯泡从发光到熄灭，就可以去掉电路中的控制开关，不必断电。
请从节能的角度评价一下他们的做法：。
（8）为了实现“控制灯泡由亮到灭”，小明设想在电位器的电阻片某一端加上一层绝缘层，使得只要旋转电位器的旋钮就能保证灯泡可以调到熄灭，则绝缘层应靠近图中（选填“A”或“C”）端。
（9）小伟同学查阅资料发现，很多夜间照明系统会配有声控感应器。其作用相当于一个开关，当遇到声音（如人走路发出的声音）时会闭合，否则断开。某区域的夜晚照明系统的简化图如图所示，其中S为声控感应器。下列有关说法正确的是
A．人经过时，L1和L2都会亮 B．人经过时，L1和L2都不会亮
C．人离开后安静时，L1重新亮起 D．人离开后安静时，L2重新亮起
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2、混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时、内燃机启动将内能转化为汽车所需的机械能和电能。这样既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。在某次测试中混合动力汽车始终处于电能过低状态，由内燃机提供能量，汽车匀速直线行驶了10km所受阻力为6000N。若所用燃料的热值为 ， 测试过程中消耗了5kg燃料。求：(1)、该测试过程中，燃料完全燃烧放出的总热量是多少？(2)、若这些燃料完全燃烧放出的总热量，有10%被质量为100kg、初温为80℃的水（1个标准大气压）吸收，能使水温升高多少℃？【已知：】(3)、在测试中，混合动力汽车内燃机的热机效率是30%，则本次测试过程中内燃机为混合动力汽车提供的电能是多少焦耳？
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3、小郭同学在某次实验时，设计了如图所示的电路。已知电源电压保持3V不变。只闭合开关S，电流表示数为0.3A；同时闭合开关S、S1 ， 电流表A的示数为0.5A。求：
(1)、同时闭合开关S、S1时，L1两端的电压；(2)、同时闭合开关S、S1时，流过L2的电流；(3)、闭合开关S、断开S1时，电流表A的示数。 -
4、如图是小强在探究“串联电路电压规律”实验的电路图：
(1)、小强按该电路图连接实物图，在连接过程中开关应处于状态；(2)、实验中，应选择规格（选填“相同”或“不同”）的两个小灯泡；(3)、小强按该电路图测量L1两端的电压时，闭合开关后两个灯泡都不发光，此时电压表有示数，则故障原因可能是________（填选项）；A、灯L1短路 B、灯L2短路 C、灯L1断路 D、灯L2断路(4)、排除故障后，继续测量L2两端的电压时，为了节省时间，小强采用以下方法：电压表所接的b点不动，只断开a点，并改接到c点上。用此方法（选填“能”或“不能”）正确测出L2两端的电压；(5)、同学们接下来改变电源电压，多次实验，记录数据如下表：ac两点间电压U/V
ab两点间电压
bc两点电压
1
4.5
2.0
2.5
2
6.0
3.0
3.0
3
3.0
1.0
2.0
分析表中数据，得到的初步结论：（写出关系式即可）。多次实验的目的是（填字母序号）。
A．减小误差 B．得到普遍规律
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5、在汽车发动机的冷却系统中，冷却液在发动机水套和散热器（俗称“水箱”）之间循环流动。工程师在选择冷却液时，除了考虑防冻、防沸、防腐蚀等性能外，其“比热容”是一个至关重要的物理参数。某物理兴趣小组为了探究不同液体的冷却效果，进行了“比较不同物质吸热情况”实验。
【实验装置】如图甲所示。
【实验方案】
（1）取相同（选填“质量”或“体积”）的两种物质，吸收相等的热量，温度变化（选填“大”或“小”）的比热容大。
【实验过程及数据分析】
（2）实验中吸热多少是通过观察（选填“温度计的示数”或“加热时间”）。
（3）根据实验数据，小明绘制了两种液体的温度随时间变化的图象如图乙所示。
【实验结论】
（4）由图象可知：吸热能力较强的是（选填“A”或“B”），更适合作为汽车冷却液。
【拓展迁移】
（5）已知实验中B液体为水【比热容为】，请在图丙中画出A液体的比热容随时间的变化图像（实验时间共6min）。
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6、如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置，甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，且甲渗透膜只能让带负电的氯离子通过，乙渗透膜只能让带正电的钠离子通过，容器就变成了电池，使灯泡发光，请在图中小灯泡的上方
内用“→”或“←”标出“通过灯泡的电流方向”。
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7、取口香糖锡纸，中间剪掉一些（如图甲所示），将锡纸条带锡的两端分别按在电池的正、负极上，很快发现锡纸条开始冒烟、着火，如图乙所示，实验中的锡纸是（选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”），锡纸条上ab、bc、cd长度相等，则（选填“ab”、“bc”或“cd”）段的电阻最大，此时锡纸条上电流。（选填“”“”或“”）
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8、小华用一个柠檬制作了水果电池。如图甲，当闭合开关S后，发现发光二极管发光，电压表示数如图乙，则柠檬两端的电压为V；图甲中，A为水果电池的极；将发光二极管左右接线脚对调。闭合开关后二极管（选填“发光”或“不发光”）；实验结束后，断开开关，二极管不发光，A、B两金属片之间电压（选填“有”或“没有”）。
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9、汽车刹车时，能量从机械能转化为内能，内能通过（选填“热传递”或“做功”）的方式散失到空气中，此过程中所有的能量总和（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
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10、如图是某沿海城市和某内陆城市一年内气温随月份变化的图象，发现两地区温差差别较大。由图象可知，实线表示的是（选填“内陆”或“沿海”）城市的气温变化规律。
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11、如图所示，下列有关电现象的四幅图的说法，正确的是（ ）
A、图甲自由电子向右移动的方向即为电流的方向 B、图乙可以利用此装置探究导体电阻的大小和材料的关系 C、图丙验电器的工作原理是异种电荷相互排斥 D、图丁油罐车尾部总装有一条拖在地上的铁链，主要是为了将产生的静电转移到大地 -
12、汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（ ）
A、由乙图可知该汽油机的效率是30％ B、汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 C、甲图中热机飞轮转速是1800r/min，则该热机1s中对外做功30次 D、甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 -
13、如图所示是曾侯乙墓曾出土过一种铜制冰鉴，这种冰鉴有内外两层，外为一方鉴，内装一方壶，盛夏之时方鉴盛冰，方壶就能保存食物或酒水。下列说法中正确的是（ ）
A、方鉴中的冰温度很低，含有的热量少 B、冰块熔化成水的过程中，内能增大 C、壶内的食物将温度传递给方鉴中的冰块 D、冰块能够制冷是因为冰块的比热容较大 -
14、端午假期，小华同学在家打扫卫生和做饭后，他对观察到的现象解释如下，你认为其中合理的是（ ）A、水可以流动，表明水分子间不存在作用力 B、扫地时尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动 C、厨房内，粽叶飘香说明分子在永不停息地做无规则运动 D、清洗海绵时，手捏海绵，海绵的体积变小，说明分子间存在间隙
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15、阅读短文，回答问题：
我国混合动力汽车正处于快速增长时期。如图甲是某款混合动力汽车，它可采用并联式工作流程，如图乙所示，内部装有汽油机和电动机，汽油机和电动机分属两套独立的工作系统，电池电量充足时，蓄电池通过电动机单独驱动汽车，为纯电模式。当汽车需要高速行驶或电池电量过低时，改由汽油机为汽车提供动力，同时能通过电机给蓄电池充电，两套系统还能同时工作驱动汽车。
为节约能源，该混合动力汽车还采用再生制动器，开启时能把刹车制动时消耗的一部分动能转化为电能储存在蓄电池中，同时产生制动力，有效减少汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。
(1)、汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫，②轮胎发热；③刹车片发热；④冷却系统中水箱的水变热，其中通过做功改变内能的是_____；A、②④ B、①③ C、②③ D、①②③④(2)、汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，汽油的热值（选填“越大”“越小”或“不变”）；(3)、如图丙所示是该车自动测定油箱内油面高度的装置原理图，图中油量表是由某电表改装而成：当油面上升时，测量表的示数（选填“变大”、“变小”或“不变”）；(4)、如图丁所示是我国某汽车尾气检测仪器上的三盏指示灯的电路图，已知通过指示灯L1和的电流分别为和 ， 则通过指示灯L3的电流可能是；(5)、“吨百公里能耗”是新能源汽车的关键指标，指车辆消耗的能量与行驶路程（百公里）和车辆总质量乘积的比值，某混动汽车在测试中以100km/h的速度匀速行驶1小时，耗油 ， 车质量约为2吨，则该车的吨百公里能耗为（汽油热值取）；(6)、该车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能，如图戊是机械能的变化量与速度变化量的关系图像。当该车在平直轨道上制动减速时，转化的电能与内能之比为9∶16，若该车从开始减速，转化的电能为 ， 则转化的内能为。该车的速度将会减小到。 -
16、小麒发现调节车灯亮度、音乐大小都需要改变电路中的电阻大小。于是，他和同学设计了“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验，提出了以下猜想：A.可能与盐水浓度有关；B.可能与盐水的液柱长度有关；C.可能与盐水横截面积有关。
他们利用玻璃管（管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动）、电源、开关、小灯泡、导线等器材，组装成如图所示的电路进行实验。
(1)、实验中根据可以判断盐水的电阻大小，这种研究方法是；(2)、探究猜想A时，为了增加盐水的浓度，可向玻璃管中添加盐并搅拌均匀；探究猜想B时，用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水，同时向内调节活塞使玻璃管中仍充满盐水，灯泡的亮度逐渐变亮，说明：；(3)、探究猜想C时，向外调节活塞直至管内液柱的横截面积变为原来的一半，发现灯变暗，能否说明盐水的电阻大小与横截面积有关？（选填“能”或“不能”）为什么?；(4)、实验中发现，盐水电阻改变较小时，灯泡亮度无明显变化。小麒建议把灯泡更换为电流表，同学小麟认为应在原电路中串联接入电流表，改进方法更好的是同学，理由是。 -
17、小麒家的汽车前灯（L1）和雾灯（L2）采用智能调光系统。小麒根据灯的功能连接以下模拟电路，通过滑动变阻器R调节灯的亮度，通过开关的状态开启不同模式，电源电压恒为12V。
(1)、当只闭合开关S时，将滑动变阻器的滑片调至中间某一位置处，此时电压表V1的示数如图乙所示，求此时滑动变阻器R两端电压；(2)、若同时闭合开关S、S1 ， 将滑动变阻器的滑片调至a端时，两个电流表的指针指在同一位置，如图丙所示，求此时通过前灯（L1）电流。 -
18、中秋节时，小麒一家开车去外婆家，共消耗汽油1.4kg。若全程匀速直线行驶，汽车热机效率为27%，求：(1)、发动机克服阻力所做的功（汽油热值取）；(2)、若被水箱吸收的热量与发动机克服阻力做功的热量相同，且此行驶过程中流经水箱的水的总质量为 ， 水的初温是 ， 求冷却水流出水箱时的末温（已知水的比热容）。
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19、小麒在探究并联电路的电流特点时，电路连接如图1所示。
(1)、图1中，如果闭合开关，两个灯泡将（选填“不会发光”或“会被烧坏”）；(2)、小麒想拆散电路重新连接，同学小麟想了想说，只要改变1条导线的位置，就能成为正确的并联电路，请在图中需要修改的导线上打“”，并画出正确导线的位置；(3)、小麒还发现，该电路也可以变成串联电路，只需要去掉导线（选填“a”“b”“c”或“d”）；(4)、修改电路后如图2所示，开关闭合之前，小麒发现电流表的指针指在零刻度线的左侧，原因是；(5)、经过多次实验，小麒将实验数据记录在下面表格中，请你帮小麒找出下面表格设置时存在的问题： ， 还有一个错误数据是： ， 该数据错误的原因是：。从数据可得并联电路的电流规律是：（用符号表示）。实验次数
A处的电流
B处的电流
C处的电流
1
0.16
0.20
0.36
2
0.18
0.26
0.44
3
0.26
1.50
0.56
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20、小麒想用不同规格的灯泡来探究“串联电路的特点”。先连接了如图a所示的电路图。
(1)、在连接电路时应断开开关，目的是防止电路连接时电路因发生（填“短路”或“断路”）引起电流过大烧坏电路元件；(2)、闭合开关后发现：灯的亮度比灯大。下列说法中正确的是_____；A、灯中的电流较大，所以更亮 B、电流从电源正极出来先通过灯 ， 所以更亮 C、两灯中的电流相等，亮度不同是由于两灯规格不同所致(3)、小麒又接入电压表探究串联电路的电压规律，下面电路图中只通过断开或闭合开关便可分别得到两个灯泡、两端电压的是（选填序号，电源电压未知）；
(4)、后来，小麒按照图连接电路，闭合开关后两个灯泡都不发光，只有一个电压表有示数且接近电源电压，若只有一处故障且是两个灯泡中的其中一个，则故障原因可能是。