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7. 高铁轨道中的螺丝会因震动而松动，检修工作非常艰苦且重要。青少年科技创新大赛的获奖作品——5G高铁轨道螺丝警报器，设计了检测螺丝松动的报警方案。其主要的物理原理是：螺丝（螺丝在电路图中用虚线框表示，其作用相当于一根导线）连接在电路中，当螺丝松动时，它会与下端的导线分离而断开，此时电灯亮起而发出警报，及时提醒工人修理。图ZT-4-7中符合要求的电路是（R的作用是保护电路）
图ZT-4-7
图ZT-4-7
答案
7. D
解析
【分析】
要解决此题，需明确题目要求：螺丝相当于导线，螺丝松动时电路断开，此时电灯亮起报警，且R为保护电路的电阻。需逐一分析各选项电路的工作状态：当螺丝完好（通路）时，灯应不亮；当螺丝松动（断路）时，灯应亮起，同时电路不能出现电源短路（R起保护作用）。
【解析】
选项A：螺丝与灯L串联，当螺丝松动断开时，整个电路断路，灯不亮，不符合“螺丝断开时灯亮”的要求，排除。
选项B：螺丝与灯L并联，无保护电阻R；当螺丝完好时，灯L被短路，灯不亮，但缺少保护电阻，不符合题目中R的作用要求，排除。
选项C：螺丝与电阻R并联，当螺丝完好时，R被短路，电路为灯L的简单电路，灯亮；螺丝断开时，电路为R与灯L串联，灯仍亮，无法区分螺丝是否松动，不符合要求，排除。
选项D：电阻R在干路起保护作用，灯L与螺丝并联。当螺丝完好（通路）时，灯L被螺丝短路，电流经R、螺丝形成回路，灯L不亮，且R避免电源短路；当螺丝松动（断路）时，电流只能经R、灯L形成回路，灯L亮起报警，完全符合题目要求。
【答案】
D
【知识点】
电路的通路与断路、短路；保护电阻的作用
【点评】
本题结合实际应用考查电路的工作原理，需准确分析各元件在通路、断路时的电路状态，理解保护电阻的作用，是对电路知识的综合应用。
【难度系数】
0.5
要解决此题，需明确题目要求：螺丝相当于导线，螺丝松动时电路断开，此时电灯亮起报警，且R为保护电路的电阻。需逐一分析各选项电路的工作状态：当螺丝完好（通路）时，灯应不亮；当螺丝松动（断路）时，灯应亮起，同时电路不能出现电源短路（R起保护作用）。
【解析】
选项A：螺丝与灯L串联，当螺丝松动断开时，整个电路断路，灯不亮，不符合“螺丝断开时灯亮”的要求，排除。
选项B：螺丝与灯L并联，无保护电阻R；当螺丝完好时，灯L被短路，灯不亮，但缺少保护电阻，不符合题目中R的作用要求，排除。
选项C：螺丝与电阻R并联，当螺丝完好时，R被短路，电路为灯L的简单电路，灯亮；螺丝断开时，电路为R与灯L串联，灯仍亮，无法区分螺丝是否松动，不符合要求，排除。
选项D：电阻R在干路起保护作用，灯L与螺丝并联。当螺丝完好（通路）时，灯L被螺丝短路，电流经R、螺丝形成回路，灯L不亮，且R避免电源短路；当螺丝松动（断路）时，电流只能经R、灯L形成回路，灯L亮起报警，完全符合题目要求。
【答案】
D
【知识点】
电路的通路与断路、短路；保护电阻的作用
【点评】
本题结合实际应用考查电路的工作原理，需准确分析各元件在通路、断路时的电路状态，理解保护电阻的作用，是对电路知识的综合应用。
【难度系数】
0.5
8. 小融同学在某酒店住宿时发现，酒店洗手间有一个镜前灯、一个吸顶灯和一个排气扇（电动机），洗手间门口的开关S₁和床头开关S₂都可以控制两盏灯和排气扇同时工作或不工作，如图ZT-4-8所示电路设计符合实际的是（
C
）答案
8. C
解析
【分析】要选出符合要求的电路，需满足两个核心条件：①两盏灯和排气扇（电动机）为并联关系（实际用电器需独立工作，不能串联）；②开关S₁和S₂都能控制所有用电器，即两个开关需在干路，可实现所有用电器同时工作或停止。逐一分析各选项：
选项A：用电器串联，电流只有一条路径，各用电器相互影响，不符合实际，排除；
选项B：用电器并联，但S₁、S₂串联在干路，需两个开关同时闭合才能工作，单独一个开关无法控制，不符合要求，排除；
选项C：用电器并联，S₁、S₂串联在干路，可控制整个电路，实现所有用电器同时通断，符合要求；
选项D：S₁、S₂在一条支路，仅控制该支路，其他用电器不受影响，无法同时工作/停止，排除。
【解析】对各选项逐一分析：
1. 选项A：两盏灯与电动机串联，串联电路中用电器相互影响，若一个用电器损坏，其他用电器也无法工作，不符合实际，错误；
2. 选项B：用电器并联，但S₁、S₂串联在干路，只有两个开关同时闭合时电路才导通，单独闭合一个开关时电路断路，无法实现“两个开关都可控制”，错误；
3. 选项C：两盏灯和电动机并联，S₁、S₂串联在干路，控制整个电路的通断，可实现所有用电器同时工作或不工作，符合要求，正确；
4. 选项D：S₁、S₂在一条支路，仅控制该支路的通断，其他用电器不受影响，无法同时工作或停止，错误。
【答案】C
【知识点】电路的串并联、开关的作用
【点评】本题考查基础电路设计，需明确用电器的连接方式（并联保证独立工作）和开关的控制作用（干路开关控制所有用电器），难度适中。
【难度系数】0.5
选项A：用电器串联，电流只有一条路径，各用电器相互影响，不符合实际，排除；
选项B：用电器并联，但S₁、S₂串联在干路，需两个开关同时闭合才能工作，单独一个开关无法控制，不符合要求，排除；
选项C：用电器并联，S₁、S₂串联在干路，可控制整个电路，实现所有用电器同时通断，符合要求；
选项D：S₁、S₂在一条支路，仅控制该支路，其他用电器不受影响，无法同时工作/停止，排除。
【解析】对各选项逐一分析：
1. 选项A：两盏灯与电动机串联，串联电路中用电器相互影响，若一个用电器损坏，其他用电器也无法工作，不符合实际，错误；
2. 选项B：用电器并联，但S₁、S₂串联在干路，只有两个开关同时闭合时电路才导通，单独闭合一个开关时电路断路，无法实现“两个开关都可控制”，错误；
3. 选项C：两盏灯和电动机并联，S₁、S₂串联在干路，控制整个电路的通断，可实现所有用电器同时工作或不工作，符合要求，正确；
4. 选项D：S₁、S₂在一条支路，仅控制该支路的通断，其他用电器不受影响，无法同时工作或停止，错误。
【答案】C
【知识点】电路的串并联、开关的作用
【点评】本题考查基础电路设计，需明确用电器的连接方式（并联保证独立工作）和开关的控制作用（干路开关控制所有用电器），难度适中。
【难度系数】0.5
9. (2025 潍坊模拟)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(如图 ZT-4-9 甲所示)，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(符号：————)、开关S和S₁组成。当有同学踏上测试垫时，开关S、S₁会自动同时闭合；当机器感应到脚尖过线时，红外感应开关S₁断开，电铃发出声音提醒考生。请根据以上要求，将图乙中电路补充完整。
图 ZT-4-9
)、保护电阻R(符号：————)、开关S和S₁组成。当有同学踏上测试垫时，开关S、S₁会自动同时闭合；当机器感应到脚尖过线时，红外感应开关S₁断开，电铃发出声音提醒考生。请根据以上要求，将图乙中电路补充完整。图 ZT-4-9
答案
9. 如图所示
解析
【分析】首先明确题目要求：开关S是总开关，控制整个电路；当S₁闭合时电铃不发声，S₁断开时电铃发声，说明S₁需与电铃并联，这样S₁闭合时电铃被短路，电流不经过电铃；同时保护电阻R要串联在电路中，防止电源短路。因此电路结构为：电源、开关S、保护电阻R、（S₁与电铃并联的部分）依次串联，形成完整回路。
【解析】根据上述分析，将开关S₁与电铃并联，再把这个并联组合与保护电阻R串联，接入电源和开关S的电路中，连接后满足：S、S₁同时闭合时，电铃被短路不工作；S₁断开时，电流经过电铃使其发声，符合题目要求。
【答案】
【知识点】电路连接，串联电路，并联电路
【点评】本题结合实际应用考查电路设计，需根据功能要求确定元件的连接方式，考查学生对串并联电路特点的理解与应用，属于基础电路设计题。
【难度系数】0.5
【解析】根据上述分析，将开关S₁与电铃并联，再把这个并联组合与保护电阻R串联，接入电源和开关S的电路中，连接后满足：S、S₁同时闭合时，电铃被短路不工作；S₁断开时，电流经过电铃使其发声，符合题目要求。
【答案】
【知识点】电路连接，串联电路，并联电路
【点评】本题结合实际应用考查电路设计，需根据功能要求确定元件的连接方式，考查学生对串并联电路特点的理解与应用，属于基础电路设计题。
【难度系数】0.5
10.（2025济南历城区二模）如图ZT-4-10甲所示是印刷厂中常用的切纸机，在刀口处安装有一激光器（可用灯泡的符号表示），只要闭合电源开关S，激光器便会打开，射出一道准直激光束以保证切割整齐；为了保障工人的安全，它设置了两个切纸开关S₁、S₂，只有将两个开关都按下时，切纸刀才会在电动机的带动下向下运动完成切割；不闭合电源开关、仅闭合切纸开关，切纸刀也不会工作。请在图乙中画出符合此设计要求的切纸机内部电路图。
图ZT-4-10
图ZT-4-10
答案
10. 如图所示
解析
【分析】
要设计符合要求的电路图，需明确各元件的工作条件：①电源开关S控制整个电路，不闭合S则所有元件都不工作，故S应在干路；②激光器（灯泡）只要闭合S就工作，说明灯泡所在支路不受S₁、S₂控制，直接并联在电路中；③电动机只有在S闭合，且S₁、S₂都闭合时才工作，因此S₁和S₂需串联后与电动机串联，形成一个支路，该支路与灯泡支路并联，再接入干路开关S。
【解析】
根据上述分析，电路图的连接方式为：电源开关S接在干路，从电源正极出发，经过S后分为两条支路：一条支路连接激光器（灯泡），直接回到电源负极；另一条支路依次串联开关S₁、S₂和电动机，再回到电源负极。这样，闭合S时灯泡工作，只有S、S₁、S₂都闭合时电动机才工作，符合设计要求。
【答案】
【知识点】
串并联电路设计
【点评】
本题结合实际切纸机的工作要求，考查串并联电路的设计，需根据各元件的工作条件判断开关和用电器的连接方式，理解干路开关和支路开关的作用，难度适中。
【难度系数】
0.5
要设计符合要求的电路图，需明确各元件的工作条件：①电源开关S控制整个电路，不闭合S则所有元件都不工作，故S应在干路；②激光器（灯泡）只要闭合S就工作，说明灯泡所在支路不受S₁、S₂控制，直接并联在电路中；③电动机只有在S闭合，且S₁、S₂都闭合时才工作，因此S₁和S₂需串联后与电动机串联，形成一个支路，该支路与灯泡支路并联，再接入干路开关S。
【解析】
根据上述分析，电路图的连接方式为：电源开关S接在干路，从电源正极出发，经过S后分为两条支路：一条支路连接激光器（灯泡），直接回到电源负极；另一条支路依次串联开关S₁、S₂和电动机，再回到电源负极。这样，闭合S时灯泡工作，只有S、S₁、S₂都闭合时电动机才工作，符合设计要求。
【答案】
【知识点】
串并联电路设计
【点评】
本题结合实际切纸机的工作要求，考查串并联电路的设计，需根据各元件的工作条件判断开关和用电器的连接方式，理解干路开关和支路开关的作用，难度适中。
【难度系数】
0.5
