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2.（2025·成都）小罗和小韩利用周末对部分交通信号灯进行了考察研究。
（1）他们讨论后有以下认识，你认为不合理的是
A. 利用光的信息特性，交通信号灯通过不同颜色灯光发出指令
B. 利用大数据信息设计红、绿灯的配时方案，可减少交通拥堵
C. 交通信号灯使用的高亮度LED光源，是用超导材料制成的
D. 交通信号灯需要有可靠的绝缘、防水措施，以确保电路安全
（2）他们发现有的路口使用移动式交通信号灯，如图
。查阅资料得知，这种交通信号灯正常工作时，电压为12 V，总功率为4 W，其总电流与常见家用电器
（3）该移动式交通信号灯由蓄电池提供电能，蓄电池充满电可使其连续正常工作6天，若蓄电池72%的电能被信号灯有效利用，蓄
电池充满电时储存的电能为
（4）他们利用已有的知识和经验，设计出模拟东、北方向红灯和绿灯指令的简易电路图，下列四个电路中符合要求的是
（1）他们讨论后有以下认识，你认为不合理的是
C
。A. 利用光的信息特性，交通信号灯通过不同颜色灯光发出指令
B. 利用大数据信息设计红、绿灯的配时方案，可减少交通拥堵
C. 交通信号灯使用的高亮度LED光源，是用超导材料制成的
D. 交通信号灯需要有可靠的绝缘、防水措施，以确保电路安全
（2）他们发现有的路口使用移动式交通信号灯，如图
。查阅资料得知，这种交通信号灯正常工作时，电压为12 V，总功率为4 W，其总电流与常见家用电器电风扇
（选填“电吹风”“电风扇”或“空调”）的额定电流最接近。（3）该移动式交通信号灯由蓄电池提供电能，蓄电池充满电可使其连续正常工作6天，若蓄电池72%的电能被信号灯有效利用，蓄
电池充满电时储存的电能为
2.88×10⁶
J。（4）他们利用已有的知识和经验，设计出模拟东、北方向红灯和绿灯指令的简易电路图，下列四个电路中符合要求的是
D
。答案
2.（1）C
（2）电风扇
（3）2.88×10⁶
（4）D
（2）电风扇
（3）2.88×10⁶
（4）D
解析
【分析】
本题是物理知识在交通信号灯应用的综合题，需结合光学、电学、材料学及电路设计的相关知识，逐一分析每个小问的选项或进行计算，从而得出正确答案。
【解析】
（1）逐一分析选项：A选项，交通信号灯通过不同颜色灯光传递指令，利用了光的信息特性，合理；B选项，大数据设计红绿灯配时方案，可优化通行效率，减少拥堵，合理；C选项，LED光源是由半导体材料制成，而非超导材料（超导材料电阻为零，LED是半导体发光），不合理；D选项，交通信号灯需绝缘、防水，保障电路安全，合理。故答案为C。
（2）根据电功率公式$P=UI$，可得移动式信号灯的额定电流$I=\frac{P}{U}=\frac{4W}{12V}\approx0.33A$。常见家用电器中，电吹风额定电流约4.5A，电风扇额定电流约0.27A，空调额定电流约4.5A，因此最接近电风扇的额定电流，填“电风扇”。
（3）信号灯连续正常工作6天的总时间$t=6×24×3600s=518400s$，信号灯消耗的有效电能$W_{有用}=Pt=4W×518400s=2.0736×10^6J$。已知电能有效利用率为72%，则蓄电池储存的总电能$W_{总}=\frac{W_{有用}}{72\%}=\frac{2.0736×10^6J}{0.72}=2.88×10^6J$。
（4）模拟东、北方向红灯和绿灯指令，要求各方向的红、绿灯独立控制，符合电路设计逻辑，选项D满足要求。
【答案】（1）C；（2）电风扇；（3）$2.88×10^6$；（4）D
【知识点】电功率计算、材料特性、电路设计
【点评】本题以生活中的交通信号灯为载体，考查多个物理知识点的实际应用，注重理论联系实际，难度适中，能有效考查学生的知识应用能力。
【难度系数】0.6
本题是物理知识在交通信号灯应用的综合题，需结合光学、电学、材料学及电路设计的相关知识，逐一分析每个小问的选项或进行计算，从而得出正确答案。
【解析】
（1）逐一分析选项：A选项，交通信号灯通过不同颜色灯光传递指令，利用了光的信息特性，合理；B选项，大数据设计红绿灯配时方案，可优化通行效率，减少拥堵，合理；C选项，LED光源是由半导体材料制成，而非超导材料（超导材料电阻为零，LED是半导体发光），不合理；D选项，交通信号灯需绝缘、防水，保障电路安全，合理。故答案为C。
（2）根据电功率公式$P=UI$，可得移动式信号灯的额定电流$I=\frac{P}{U}=\frac{4W}{12V}\approx0.33A$。常见家用电器中，电吹风额定电流约4.5A，电风扇额定电流约0.27A，空调额定电流约4.5A，因此最接近电风扇的额定电流，填“电风扇”。
（3）信号灯连续正常工作6天的总时间$t=6×24×3600s=518400s$，信号灯消耗的有效电能$W_{有用}=Pt=4W×518400s=2.0736×10^6J$。已知电能有效利用率为72%，则蓄电池储存的总电能$W_{总}=\frac{W_{有用}}{72\%}=\frac{2.0736×10^6J}{0.72}=2.88×10^6J$。
（4）模拟东、北方向红灯和绿灯指令，要求各方向的红、绿灯独立控制，符合电路设计逻辑，选项D满足要求。
【答案】（1）C；（2）电风扇；（3）$2.88×10^6$；（4）D
【知识点】电功率计算、材料特性、电路设计
【点评】本题以生活中的交通信号灯为载体，考查多个物理知识点的实际应用，注重理论联系实际，难度适中，能有效考查学生的知识应用能力。
【难度系数】0.6
3. (2025·济南)某学习小组采用“伏安法”探究某热敏电阻(阻值约为几十欧姆)的阻值随温度变化的规律,并利用其制作成一个简易的高温报警装置。主要实验器材如下:
学生电源(电压为6 V)、热敏电阻$R_1$、滑动变阻器$R_2$、电阻箱$R_3$、温控装置、警报器、电压表、电流表、开关,导线若干。
测量热敏电阻阻值的实验电路图如图甲所示。
主要实验步骤如下:
(1)按照如图甲所示的电路连接实物。请用笔画线代替导线,在相应位置将实物图正确连接。
(2)设定温控装置内的温度为$20° \mathrm{C}$,闭合开关后发现电压表的示数过小;应将图乙中滑动变阻器的滑片向
(3)依次升高温控装置内的温度,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,根据电流表和电压表的示数,依次计算出热敏电阻的阻值,作出热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图丁所示,由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是
(4)学习小组利用热敏电阻$R_1$设计的高温报警装置的电路图如图戊所示,已知图中电源电压为6 V,警报器两端的电压超过4 V就发出声音报警。要想让该高温报警装置在温度超过$30° \mathrm{C}$时报警,须将警报器并联到图戊中
学生电源(电压为6 V)、热敏电阻$R_1$、滑动变阻器$R_2$、电阻箱$R_3$、温控装置、警报器、电压表、电流表、开关,导线若干。
测量热敏电阻阻值的实验电路图如图甲所示。
主要实验步骤如下:
(1)按照如图甲所示的电路连接实物。请用笔画线代替导线,在相应位置将实物图正确连接。
(2)设定温控装置内的温度为$20° \mathrm{C}$,闭合开关后发现电压表的示数过小;应将图乙中滑动变阻器的滑片向
右
移动,移动后电压表的指针位置如图丙所示,则电压表的示数为1.7
V,根据电压表和电流表的示数计算出此温度下热敏电阻的阻值。(3)依次升高温控装置内的温度,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,根据电流表和电压表的示数,依次计算出热敏电阻的阻值,作出热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图丁所示,由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是
随温度的升高而减小
。(4)学习小组利用热敏电阻$R_1$设计的高温报警装置的电路图如图戊所示,已知图中电源电压为6 V,警报器两端的电压超过4 V就发出声音报警。要想让该高温报警装置在温度超过$30° \mathrm{C}$时报警,须将警报器并联到图戊中
BC
(选填“AB” “BC”或“AC”)两端,并设置电阻箱$R_3$接入电路的阻值为50
$\Omega$。答案
3.（1）如图所示
（2）右 1.7
（3）随温度的升高而减小
（4）BC 50
解析
【分析】
本题围绕热敏电阻的探究实验展开，分四个小问逐步分析：
1. 第(1)问是实物电路连接，需遵循伏安法测电阻的电路要求：滑动变阻器“一上一下”接入，电压表并联在待测热敏电阻两端，电流表串联在电路中，确保电路完整。
2. 第(2)问，电压表示数过小说明热敏电阻分压不足，根据串联分压原理，需减小滑动变阻器接入电阻；滑动变阻器接右下接线柱时，滑片右移电阻变小；电压表量程为0~3V，分度值0.1V，读取对应示数即可。
3. 第(3)问，观察热敏电阻阻值随温度变化的图像，直接分析温度与阻值的变化关系。
4. 第(4)问，高温报警需温度升高时警报器电压达到4V，结合热敏电阻随温度升高阻值减小的特性，判断警报器并联位置；再根据串联电路电压、电流规律，计算电阻箱的阻值。
【解析】
(1) 实物连接：滑动变阻器按“一上一下”接线，将滑动变阻器的左上接线柱与电流表的正接线柱（0.6A端）连接，电压表已并联在热敏电阻两端，形成完整串联电路，如图所示。
(2) 电压表的示数过小，说明热敏电阻两端电压小，根据串联分压规律，需减小滑动变阻器接入电路的电阻；图中滑动变阻器接右下接线柱，滑片向右移动时，接入电阻丝长度变短，电阻减小，故滑片向右移动；电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，指针示数为1.7V。
(3) 由热敏电阻阻值随温度变化的图像可知，温度升高时，热敏电阻的阻值逐渐减小，因此规律为：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
(4) 温度升高时，热敏电阻阻值减小，串联电路中电阻越小分得电压越小，要使温度升高时警报器电压增大，需将警报器并联在电阻箱两端（BC）；当温度为30℃时，热敏电阻阻值为25Ω，电源电压6V，警报器电压需为4V，故热敏电阻两端电压U₁=6V-4V=2V，串联电路电流I=U₁/R₁=2V/25Ω=0.08A，电阻箱阻值R₃=U₃/I=4V/0.08A=50Ω。
【答案】
3.（1）如图所示
（2）右；1.7
（3）随温度的升高而减小
（4）BC；50
【知识点】
伏安法测电阻、串联电路分压规律、热敏电阻特性
【点评】
本题综合考查伏安法实验操作、滑动变阻器使用、电压表读数、热敏电阻特性及串联电路应用，知识点覆盖全面，需学生掌握实验原理并具备电路分析能力，是一道中等难度的实验探究题。
【难度系数】
0.5
本题围绕热敏电阻的探究实验展开，分四个小问逐步分析：
1. 第(1)问是实物电路连接，需遵循伏安法测电阻的电路要求：滑动变阻器“一上一下”接入，电压表并联在待测热敏电阻两端，电流表串联在电路中，确保电路完整。
2. 第(2)问，电压表示数过小说明热敏电阻分压不足，根据串联分压原理，需减小滑动变阻器接入电阻；滑动变阻器接右下接线柱时，滑片右移电阻变小；电压表量程为0~3V，分度值0.1V，读取对应示数即可。
3. 第(3)问，观察热敏电阻阻值随温度变化的图像，直接分析温度与阻值的变化关系。
4. 第(4)问，高温报警需温度升高时警报器电压达到4V，结合热敏电阻随温度升高阻值减小的特性，判断警报器并联位置；再根据串联电路电压、电流规律，计算电阻箱的阻值。
【解析】
(1) 实物连接：滑动变阻器按“一上一下”接线，将滑动变阻器的左上接线柱与电流表的正接线柱（0.6A端）连接，电压表已并联在热敏电阻两端，形成完整串联电路，如图所示。
(2) 电压表的示数过小，说明热敏电阻两端电压小，根据串联分压规律，需减小滑动变阻器接入电路的电阻；图中滑动变阻器接右下接线柱，滑片向右移动时，接入电阻丝长度变短，电阻减小，故滑片向右移动；电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，指针示数为1.7V。
(3) 由热敏电阻阻值随温度变化的图像可知，温度升高时，热敏电阻的阻值逐渐减小，因此规律为：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
(4) 温度升高时，热敏电阻阻值减小，串联电路中电阻越小分得电压越小，要使温度升高时警报器电压增大，需将警报器并联在电阻箱两端（BC）；当温度为30℃时，热敏电阻阻值为25Ω，电源电压6V，警报器电压需为4V，故热敏电阻两端电压U₁=6V-4V=2V，串联电路电流I=U₁/R₁=2V/25Ω=0.08A，电阻箱阻值R₃=U₃/I=4V/0.08A=50Ω。
【答案】
3.（1）如图所示
（2）右；1.7
（3）随温度的升高而减小
（4）BC；50
【知识点】
伏安法测电阻、串联电路分压规律、热敏电阻特性
【点评】
本题综合考查伏安法实验操作、滑动变阻器使用、电压表读数、热敏电阻特性及串联电路应用，知识点覆盖全面，需学生掌握实验原理并具备电路分析能力，是一道中等难度的实验探究题。
【难度系数】
0.5
