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4. 跨学科实践 日常生活「2025山东滨州中考，★★☆」在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中，小滨无法做到关闭某些家用电器只让电热水器单独工作，于是他进行如下操作：首先让电热水器在高温挡和这些用电器同时工作1 min，记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80 imp；然后关闭电热水器，让这些用电器继续工作1 min，记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为16 imp。电能表如图甲所示，电热水器简化电路图如图乙所示，已知电阻$R_1 = R_2$，则下列说法正确的是（
A.该电能表此时示数为20 256 kW·h
B.1 600 imp/(kW·h)的含义是电能表消耗1 kW·h的电能时，脉冲灯闪烁的次数为1 600
C.该电热水器的实际功率为2 400 W
D.电阻$R_1$的阻值等于20.2 Ω
C
）A.该电能表此时示数为20 256 kW·h
B.1 600 imp/(kW·h)的含义是电能表消耗1 kW·h的电能时，脉冲灯闪烁的次数为1 600
C.该电热水器的实际功率为2 400 W
D.电阻$R_1$的阻值等于20.2 Ω
答案
4.C 由图甲可知,电能表的示数为2 025.6 kW·h,故A错误;“$1\ 600\ \mathrm{imp}/(\mathrm{kW}·\mathrm{h})$”表示的是家庭电路中的用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表的脉冲灯会闪烁1 600次,故B错误;由题意可知,电热水器单独工作1 min消耗的电能$ W=\frac{80-16}{1\ 600}\ \mathrm{kW}·\mathrm{h}=0.04\ \mathrm{kW}·\mathrm{h} $,则该电热水器的实际功率$ P=\frac{W}{t}=\frac{0.04\ \mathrm{kW}·\mathrm{h}}{\frac{1}{60}\ \mathrm{h}}=2.4\ \mathrm{kW}=2\ 400\ \mathrm{W} $,故C正确;当电热水器处于高温挡时,$ R_1 $、$ R_2 $并联接入电路,电路的总电阻$ R=\frac{U^2}{P}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{2\ 400\ \mathrm{W}}=\frac{121}{6}\ \Omega $;由于$ R_1=R_2 $,则$ R_1=2R=\frac{121}{3}\ \Omega\approx40.3\ \Omega $,故D错误。
解析
【分析】
本题是电能表与电功率结合的综合题，需逐个分析选项：先明确电能表读数规则、参数含义，再通过脉冲闪烁次数计算电热水器消耗的电能，进而求功率，最后结合并联电路电阻规律判断电阻阻值。解题时要注意电能表最后一位是小数位，以及“imp”参数的实际意义，计算时统一单位。
【解析】
选项A：电能表的读数为2025.6 kW·h（最后一位是小数位），不是20256 kW·h，故A错误。
选项B：“1600 imp/(kW·h)”表示家庭电路中的用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表的脉冲灯闪烁1600次，并非电能表消耗电能，故B错误。
选项C：电热水器单独工作1 min消耗的电能为两次闪烁次数差对应的电能：$W=\frac{80-16}{1600}\ \mathrm{kW·h}=0.04\ \mathrm{kW·h}$，时间$t=1\ \mathrm{min}=\frac{1}{60}\ \mathrm{h}$，则电热水器的实际功率$P=\frac{W}{t}=\frac{0.04\ \mathrm{kW·h}}{\frac{1}{60}\ \mathrm{h}}=2.4\ \mathrm{kW}=2400\ \mathrm{W}$，故C正确。
选项D：电热水器高温挡时$R_1$、$R_2$并联，总功率为2400 W，由$P=\frac{U^2}{R}$得总电阻$R=\frac{U^2}{P}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{2400\ \mathrm{W}}=\frac{121}{6}\ \Omega$；因$R_1=R_2$，并联总电阻$R=\frac{R_1}{2}$，故$R_1=2R=\frac{121}{3}\ \Omega\approx40.3\ \Omega$，不是20.2 Ω，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
电能表、电功率计算、并联电路电阻
【点评】
本题结合跨学科实践场景，考查电能表参数理解、电功率计算及并联电路规律，需准确把握电能表读数规则和参数含义，计算时注意单位换算，属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.5
本题是电能表与电功率结合的综合题，需逐个分析选项：先明确电能表读数规则、参数含义，再通过脉冲闪烁次数计算电热水器消耗的电能，进而求功率，最后结合并联电路电阻规律判断电阻阻值。解题时要注意电能表最后一位是小数位，以及“imp”参数的实际意义，计算时统一单位。
【解析】
选项A：电能表的读数为2025.6 kW·h（最后一位是小数位），不是20256 kW·h，故A错误。
选项B：“1600 imp/(kW·h)”表示家庭电路中的用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表的脉冲灯闪烁1600次，并非电能表消耗电能，故B错误。
选项C：电热水器单独工作1 min消耗的电能为两次闪烁次数差对应的电能：$W=\frac{80-16}{1600}\ \mathrm{kW·h}=0.04\ \mathrm{kW·h}$，时间$t=1\ \mathrm{min}=\frac{1}{60}\ \mathrm{h}$，则电热水器的实际功率$P=\frac{W}{t}=\frac{0.04\ \mathrm{kW·h}}{\frac{1}{60}\ \mathrm{h}}=2.4\ \mathrm{kW}=2400\ \mathrm{W}$，故C正确。
选项D：电热水器高温挡时$R_1$、$R_2$并联，总功率为2400 W，由$P=\frac{U^2}{R}$得总电阻$R=\frac{U^2}{P}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{2400\ \mathrm{W}}=\frac{121}{6}\ \Omega$；因$R_1=R_2$，并联总电阻$R=\frac{R_1}{2}$，故$R_1=2R=\frac{121}{3}\ \Omega\approx40.3\ \Omega$，不是20.2 Ω，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
电能表、电功率计算、并联电路电阻
【点评】
本题结合跨学科实践场景，考查电能表参数理解、电功率计算及并联电路规律，需准确把握电能表读数规则和参数含义，计算时注意单位换算，属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.5
5. 跨学科实践 工程实践「2025江苏苏州中考，★☆」如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一。水车一端浸入水中，另一端固定于岸上。使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中。下列说法正确的是 (
A.长柄摇杆越长，踩动时越费力
B.踩得越快，提水做功越多
C.提水过程中，随板片上行的水重力势能减小
D.减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大
D
)A.长柄摇杆越长，踩动时越费力
B.踩得越快，提水做功越多
C.提水过程中，随板片上行的水重力势能减小
D.减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大
答案
5.D 摇杆在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,长柄摇杆越长,踩动时越省力,故A错误;人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动,相同时间内转速越快,提水做功越多,选项中缺少时间相同这个条件,故B错误;一定质量的水被水车提升到高处,质量不变,高度增加,重力势能增大,故C错误;增大机械效率的方法有增大提升的物重、减小摩擦,因此要提高“龙骨水车”提水效率,可以增大槽内板片刮水的质量或在各部件之间加润滑油来减小摩擦,故D正确。
解析
【分析】本题结合古代提水设施“龙骨水车”，考查杠杆、功、重力势能、机械效率的相关知识。解题时需逐一分析每个选项对应的物理概念：A选项需明确杠杆的省力情况与动力臂的关系；B选项要注意功的计算需考虑时间因素；C选项根据重力势能的影响因素（质量、高度）判断；D选项掌握机械效率的影响因素（减小额外功可提高效率）。
【解析】
选项A：长柄摇杆在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。长柄摇杆越长，动力臂越大，踩动时越省力，故A错误。
选项B：提水做功的多少由力和距离（或功率和时间）决定，若没有“相同时间”这个条件，仅“踩得越快”无法确定提水做功的多少，故B错误。
选项C：重力势能与质量和高度有关，随板片上行的水，质量不变，高度增加，重力势能增大，故C错误。
选项D：机械效率是有用功与总功的比值，减小水车各部件间的摩擦，可减少额外功，在有用功不变的情况下，提水效率会增大，故D正确。
【答案】D
【知识点】杠杆、机械效率、重力势能
【点评】本题以古代工程实践为背景，将物理知识与实际应用结合，考查学生对基础物理概念的理解和应用能力，需准确区分各物理量的影响因素，避免概念混淆。
【难度系数】0.6
【解析】
选项A：长柄摇杆在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。长柄摇杆越长，动力臂越大，踩动时越省力，故A错误。
选项B：提水做功的多少由力和距离（或功率和时间）决定，若没有“相同时间”这个条件，仅“踩得越快”无法确定提水做功的多少，故B错误。
选项C：重力势能与质量和高度有关，随板片上行的水，质量不变，高度增加，重力势能增大，故C错误。
选项D：机械效率是有用功与总功的比值，减小水车各部件间的摩擦，可减少额外功，在有用功不变的情况下，提水效率会增大，故D正确。
【答案】D
【知识点】杠杆、机械效率、重力势能
【点评】本题以古代工程实践为背景，将物理知识与实际应用结合，考查学生对基础物理概念的理解和应用能力，需准确区分各物理量的影响因素，避免概念混淆。
【难度系数】0.6
