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1.(方案设计)实验室中有一块蓄电池，它的正负极的字样已经看不出来了，几名同学想通过实验来判断蓄电池的正负极，其中不可行的是哪种方案(
A
)答案
1.A 【点拨】图A,闭合开关后灯泡发光,但不能确定电路中的电流方向,不能确定蓄电池正负极,故A符合题意。图B,闭合开关后,若电压表的指针向右偏转,说明靠近电压表正接线柱的是蓄电池的正极,若电压表的指针向左偏转,则靠近电压表负接线柱的是蓄电池的正极,故B不符合题意。图C,闭合开关后,若电流表的指针向右偏转,说明靠近电流表正接线柱的是蓄电池的正极,若电流表的指针向左偏转,则靠近电流表负接线柱的是蓄电池的正极,故C不符合题意。图D,发光二极管具有单向导电性,闭合开关后,根据二极管是否发光就可以确定蓄电池的正负极,故D不符合题意。故选A。
解析
【分析】要判断蓄电池的正负极，需借助能反映电流方向的电学元件：灯泡发光与电流方向无关，无法判断；电压表、电流表的指针偏转方向与电流方向有关，可判断；发光二极管具有单向导电性，也可判断电流方向。逐一分析各选项，找出无法判断正负极的方案。
【解析】
1. 图A：电路中仅接入灯泡，闭合开关后灯泡发光，无论电流方向如何，灯泡都会发光，无法确定电流的方向，因此不能判断蓄电池的正负极，符合题意；
2. 图B：电压表使用时，电流需从正接线柱流入、负接线柱流出。闭合开关后，若电压表指针正向偏转，说明靠近电压表正接线柱的是蓄电池的正极；若指针反向偏转，则靠近电压表负接线柱的是蓄电池的正极，可判断蓄电池正负极，不符合题意；
3. 图C：电流表使用时，电流需从正接线柱流入、负接线柱流出。闭合开关后，若电流表指针正向偏转，说明靠近电流表正接线柱的是蓄电池的正极；若指针反向偏转，则靠近电流表负接线柱的是蓄电池的正极，可判断蓄电池正负极，不符合题意；
4. 图D：发光二极管具有单向导电性，只有电流从其正极流入、负极流出时才会发光。闭合开关后，根据二极管是否发光，可判断电流方向，进而确定蓄电池的正负极，不符合题意。
综上，不可行的方案是A。
【答案】A
【知识点】电流表的使用、电压表的使用、二极管的单向导电性
【点评】本题考查利用电学元件特性判断电源正负极的方法，需掌握各电学元件的工作特点，属于基础应用题型，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 图A：电路中仅接入灯泡，闭合开关后灯泡发光，无论电流方向如何，灯泡都会发光，无法确定电流的方向，因此不能判断蓄电池的正负极，符合题意；
2. 图B：电压表使用时，电流需从正接线柱流入、负接线柱流出。闭合开关后，若电压表指针正向偏转，说明靠近电压表正接线柱的是蓄电池的正极；若指针反向偏转，则靠近电压表负接线柱的是蓄电池的正极，可判断蓄电池正负极，不符合题意；
3. 图C：电流表使用时，电流需从正接线柱流入、负接线柱流出。闭合开关后，若电流表指针正向偏转，说明靠近电流表正接线柱的是蓄电池的正极；若指针反向偏转，则靠近电流表负接线柱的是蓄电池的正极，可判断蓄电池正负极，不符合题意；
4. 图D：发光二极管具有单向导电性，只有电流从其正极流入、负极流出时才会发光。闭合开关后，根据二极管是否发光，可判断电流方向，进而确定蓄电池的正负极，不符合题意。
综上，不可行的方案是A。
【答案】A
【知识点】电流表的使用、电压表的使用、二极管的单向导电性
【点评】本题考查利用电学元件特性判断电源正负极的方法，需掌握各电学元件的工作特点，属于基础应用题型，难度适中。
【难度系数】0.5
2.（模型建构）中国科学院北京纳米能源与系统研究所团队发明了摩擦纳米发电机(TENG)技术，其原理是利用纳米材料之间的摩擦起电来实现微小的机械能向电能的转化。如图所示，让两种不同材质的摩擦层a、b相互摩擦带上电荷并形成电压(相当于电源)，从而在外部电路中形成电流，使电流表正常偏转。下列分析正确的是 (
A.摩擦层a、b相互摩擦的过程中创造了电荷
B.摩擦层a、b相互摩擦后分别带上同种电荷
C.电源内部，摩擦层a、b相互摩擦的过程中负电荷从摩擦层b向a转移
D.导线中的自由电子从摩擦层b经电流表向a定向移动
D
)A.摩擦层a、b相互摩擦的过程中创造了电荷
B.摩擦层a、b相互摩擦后分别带上同种电荷
C.电源内部，摩擦层a、b相互摩擦的过程中负电荷从摩擦层b向a转移
D.导线中的自由电子从摩擦层b经电流表向a定向移动
答案
2.D 【点拨】摩擦起电的过程只是电荷发生了转移,并没创造电荷,故A错误。两摩擦层摩擦后带上的是等量异种电荷,故B错误。在电源内部,电流从摩擦层b流向摩擦层a,所以负电荷从摩擦层a向b转移,故C错误。电源外部,电流由a流向b,电流方向与自由电子定向移动方向相反,则导线中的自由电子从摩擦层b经电流表向a定向移动,故D正确。
解析
【分析】本题结合摩擦纳米发电机模型，考查摩擦起电的本质、电荷的性质以及电流方向与自由电子定向移动方向的关系。解题时需依据摩擦起电的规律和电流方向的规定，逐一分析每个选项的正误。
【解析】
选项A：摩擦起电的本质是电荷的转移，并非创造了电荷，因此A错误。
选项B：摩擦层a、b相互摩擦后，会带上等量的异种电荷，而非同种电荷，因此B错误。
选项C：电源内部电流方向是从负极流向正极，结合电路可知电源内部电流从摩擦层a流向b，而负电荷定向移动方向与电流方向相反，所以负电荷应从摩擦层b向a转移，故C错误。
选项D：电源外部电流方向是从正极流向负极，即电流从摩擦层a经电路流向b；由于电流方向与自由电子定向移动方向相反，因此导线中的自由电子从摩擦层b经电流表向a定向移动，故D正确。
【答案】D
【知识点】摩擦起电、电流方向
【点评】本题结合实际模型考查基础电学知识，需准确掌握摩擦起电的本质和电流方向的规定，属于中等难度的题目。
【难度系数】0.5
【解析】
选项A：摩擦起电的本质是电荷的转移，并非创造了电荷，因此A错误。
选项B：摩擦层a、b相互摩擦后，会带上等量的异种电荷，而非同种电荷，因此B错误。
选项C：电源内部电流方向是从负极流向正极，结合电路可知电源内部电流从摩擦层a流向b，而负电荷定向移动方向与电流方向相反，所以负电荷应从摩擦层b向a转移，故C错误。
选项D：电源外部电流方向是从正极流向负极，即电流从摩擦层a经电路流向b；由于电流方向与自由电子定向移动方向相反，因此导线中的自由电子从摩擦层b经电流表向a定向移动，故D正确。
【答案】D
【知识点】摩擦起电、电流方向
【点评】本题结合实际模型考查基础电学知识，需准确掌握摩擦起电的本质和电流方向的规定，属于中等难度的题目。
【难度系数】0.5
3. (真实情境) 某款热销的仿真猫咪玩具，猫咪的头部和尾部可以自由旋转，这种功能是由两个电动机带动的。如图所示的是该仿真猫咪的简化电路图。目前该玩具某一处出现了故障:通电后玩具猫咪只有尾部能旋转，而头部不能旋转。某同学利用一只电压表来判断故障的位置，将电压表一端接在d点不动，另一端依次接在a点、b点和c点，在a点、b点时，电压表都有示数，然后改接到c点，发现电压表仍然有示数，且$U_{ad}=U_{bd}=U_{cd}$，出现该现象的原因可能是（
A.头部开关开路
B.头部定时器开路
C.头部电动机开路
D.e点处开路
C
）A.头部开关开路
B.头部定时器开路
C.头部电动机开路
D.e点处开路
答案
3.C
解析
【分析】
首先明确电路结构：尾部电动机M₁与头部电动机M₂所在支路为并联关系，尾部开关控制M₁支路，头部开关、头部定时器与M₂串联构成另一支路。故障现象为尾部能旋转（说明M₁支路正常、电源正常），头部不能旋转（说明M₂支路故障）。利用电压表检测时，一端固定在电源负极的d点，另一端接a、b、c均有示数且U_ad=U_bd=U_cd，说明各检测点到电源正极（e点）均通路，故障出在M₂支路内部，结合电压等于电源电压的特点，可判断故障位置。
【解析】
1. 电路梳理：电源6V，M₁支路（尾部开关+M₁）与M₂支路（头部开关+头部定时器+M₂）并联，两支路独立工作。
2. 故障初步判断：尾部能旋转→M₁支路通路，电源无故障；头部不能旋转→M₂支路存在开路故障。
3. 电压表检测分析：d为电源负极，接a、b、c均有示数，说明a→e（正极）、b→e、c→e均通路；U_ad=U_bd=U_cd，说明电压表测量的是电源电压，故障点在c与d之间（M₂处）：若M₂开路，c点通过定时器、开关连接到正极，电压表测c-d间电压等于电源电压，符合检测现象。
4. 选项排除：A.头部开关开路→a到正极不通，电压表接a-d无示数，排除；B.头部定时器开路→b到正极不通，电压表接b-d无示数，排除；C.头部电动机开路→符合检测现象，且头部不转，正确；D.e点开路→所有检测点电压为0，排除。
【答案】
C
【知识点】
电路故障分析、并联电路
【点评】
本题结合仿真猫咪玩具的真实情境，考查并联电路的故障检测，需结合电压表示数判断通路与开路位置，逻辑推理要求较高，是电路故障分析的典型题型。
【难度系数】
0.4
首先明确电路结构：尾部电动机M₁与头部电动机M₂所在支路为并联关系，尾部开关控制M₁支路，头部开关、头部定时器与M₂串联构成另一支路。故障现象为尾部能旋转（说明M₁支路正常、电源正常），头部不能旋转（说明M₂支路故障）。利用电压表检测时，一端固定在电源负极的d点，另一端接a、b、c均有示数且U_ad=U_bd=U_cd，说明各检测点到电源正极（e点）均通路，故障出在M₂支路内部，结合电压等于电源电压的特点，可判断故障位置。
【解析】
1. 电路梳理：电源6V，M₁支路（尾部开关+M₁）与M₂支路（头部开关+头部定时器+M₂）并联，两支路独立工作。
2. 故障初步判断：尾部能旋转→M₁支路通路，电源无故障；头部不能旋转→M₂支路存在开路故障。
3. 电压表检测分析：d为电源负极，接a、b、c均有示数，说明a→e（正极）、b→e、c→e均通路；U_ad=U_bd=U_cd，说明电压表测量的是电源电压，故障点在c与d之间（M₂处）：若M₂开路，c点通过定时器、开关连接到正极，电压表测c-d间电压等于电源电压，符合检测现象。
4. 选项排除：A.头部开关开路→a到正极不通，电压表接a-d无示数，排除；B.头部定时器开路→b到正极不通，电压表接b-d无示数，排除；C.头部电动机开路→符合检测现象，且头部不转，正确；D.e点开路→所有检测点电压为0，排除。
【答案】
C
【知识点】
电路故障分析、并联电路
【点评】
本题结合仿真猫咪玩具的真实情境，考查并联电路的故障检测，需结合电压表示数判断通路与开路位置，逻辑推理要求较高，是电路故障分析的典型题型。
【难度系数】
0.4
4. ★★(科学推理)[淮安中考改编]如图所示，盒子面板上有两个小灯泡和一个开关，电源和连接它们的导线在盒子内部，某同学采用下列方案去判断两个灯泡的连接方式:①闭合开关，两个灯泡同时亮，断开开关，两个灯泡同时灭，则两个灯泡可能并联；②拧下其中一个灯泡，另一个灯泡仍然亮，则两个灯泡并联；③用电压表分别并联在两个灯泡两端，示数均为1.5 V，则两个灯泡并联。该同学判断正确的是 (
A.①③
B.②③
C.①②
D.①②③
（第4题） （第5题）
脚感区域
C
)A.①③
B.②③
C.①②
D.①②③
（第4题） （第5题）脚感区域
答案
4.C 【点拨】闭合开关,两个灯泡同时亮,断开开关,两个灯泡同时灭,两个灯泡可能并联,开关在干路上;也可能串联,故①正确;拧下其中一个灯泡,另一个灯泡仍然亮,两个灯泡工作时互不影响,为并联,故②正确;如果两个灯泡规格一样,串联时,灯泡两端的电压相等,用电压表分别并联在两个灯泡两端,示数可以均为1.5 V,故③错误。由上述分析可知,C正确,ABD错误。故选C。
解析
【分析】要判断两灯泡的连接方式，需结合串联、并联电路的特点分析：串联电路中开关控制所有用电器，用电器互相影响；并联电路中干路开关控制所有用电器，支路开关控制所在支路，用电器互不影响。逐个分析三个说法：①闭合开关两灯同亮、断开同灭，可能是串联（开关在串联电路），也可能是并联（开关在干路），故“可能并联”成立；②拧下一个灯，另一个仍亮，说明用电器互不影响，符合并联特点；③若两灯规格相同，串联时根据分压规律，两端电压也会相等，不能确定是并联。
【解析】1. 分析①：闭合开关两灯同时亮，断开开关两灯同时灭，两灯可能是串联（开关控制整个串联电路），也可能是并联（开关在干路控制整个并联电路），因此“两个灯泡可能并联”的说法正确；
2. 分析②：拧下其中一个灯泡，另一个灯泡仍然亮，说明两灯工作时互不影响，符合并联电路的特点，因此该说法正确；
3. 分析③：若两个灯泡规格相同，串联时根据串联分压规律，它们两端的电压相等，也会出现“电压表分别并联在两个灯泡两端，示数均为1.5V”的情况，因此不能据此判断两灯是并联，该说法错误。
综上，①②正确，故选C。
【答案】C
【知识点】串联和并联电路特点、电路的判断
【点评】本题考查串联与并联电路的区分，需掌握两种电路的开关作用和用电器工作特性，注意特殊情况（如串联时规格相同的用电器电压相等），避免误判。
【难度系数】0.5
【解析】1. 分析①：闭合开关两灯同时亮，断开开关两灯同时灭，两灯可能是串联（开关控制整个串联电路），也可能是并联（开关在干路控制整个并联电路），因此“两个灯泡可能并联”的说法正确；
2. 分析②：拧下其中一个灯泡，另一个灯泡仍然亮，说明两灯工作时互不影响，符合并联电路的特点，因此该说法正确；
3. 分析③：若两个灯泡规格相同，串联时根据串联分压规律，它们两端的电压相等，也会出现“电压表分别并联在两个灯泡两端，示数均为1.5V”的情况，因此不能据此判断两灯是并联，该说法错误。
综上，①②正确，故选C。
【答案】C
【知识点】串联和并联电路特点、电路的判断
【点评】本题考查串联与并联电路的区分，需掌握两种电路的开关作用和用电器工作特性，注意特殊情况（如串联时规格相同的用电器电压相等），避免误判。
【难度系数】0.5
5. ★★★（科学思维）[德州中考]如图所示的是某款轻智能马桶，将脚置于脚感区域会触发脚感开关。使用时，第1次伸脚触发，开关$S_1$闭合马桶盖打开。若不需要坐便，第2次伸脚触发，开关$S_2$闭合坐垫抬起。使用完毕后第3次伸脚触发，开关$S_3$闭合自动冲水。若需要坐便，入座后坐垫感应开关$S_4$闭合，使用完毕起身后$S_4$仍闭合，同时开关$S_5$闭合自动冲水。冲水结束后马桶自动恢复使用前状态，下列模拟电路设计符合上述要求的是（
C
）答案
5.C 【点拨】由题意可知,三个电动机轮流工作,则它们是并联连接的;马桶盖电动机受开关$S_1$控制,坐垫电动机受开关$S_2$控制;冲水有两种情况,开关$S_3$能单独控制冲水电动机,$S_4$、$S_5$都闭合时,也能控制冲水电动机,所以,$S_4$、$S_5$串联后再与$S_3$并联,最后与冲水电动机串联。在图A中,$S_4$与$S_5$同时闭合会使得电源短路,故A错误。要求开关$S_3$闭合自动冲水或者$S_4$、$S_5$同时闭合自动冲水,而图BD中开关$S_3$、$S_4$位置反了,同时图D中$S_1$、$S_2$位置反了,故BD错误。由图C知,开关$S_1$在干路中,闭合后马桶盖打开,开关$S_2$闭合坐垫抬起;开关$S_3$闭合自动冲水或者$S_4$、$S_5$同时闭合自动冲水,故C正确。故选C。
解析
【分析】首先梳理题目中各开关与用电器的控制关系：马桶盖由开关$S_1$单独控制，坐垫由开关$S_2$单独控制，说明这两个用电器的支路为并联；冲水功能有两种触发方式：一是开关$S_3$单独控制，二是开关$S_4$、$S_5$同时闭合控制，因此冲水电动机的控制电路需满足“$S_3$支路”与“$S_4$、$S_5$串联的支路”并联，再与冲水电动机串联。接下来逐一分析选项，排除不符合上述逻辑的错误选项，即可得出正确答案。
【解析】根据题意，电路设计需满足：①马桶盖电动机仅由$S_1$控制，坐垫电动机仅由$S_2$控制，故$S_1$、$S_2$分别在各自支路，控制对应用电器；②冲水电动机的控制：$S_3$单独闭合可冲水，$S_4$、$S_5$同时闭合也可冲水，因此$S_3$支路与“$S_4$、$S_5$串联”的支路并联，再与冲水电动机串联。对选项分析：A选项中$S_4$、$S_5$同时闭合会造成电源短路，错误；B、D选项中$S_3$、$S_4$的位置不符合冲水的两种触发逻辑，错误；C选项中$S_1$控制马桶盖、$S_2$控制坐垫，冲水电动机由$S_3$或$S_4$、$S_5$控制，符合要求，正确。
【答案】C
【知识点】串并联电路设计、开关的作用
【点评】本题以智能马桶为载体，考查串并联电路的实际应用，要求学生准确分析各开关的控制对象与逻辑，结合电路特点排查错误，体现了物理知识与生活实际的结合，是中考常见的电路设计类题目。
【难度系数】0.5
【解析】根据题意，电路设计需满足：①马桶盖电动机仅由$S_1$控制，坐垫电动机仅由$S_2$控制，故$S_1$、$S_2$分别在各自支路，控制对应用电器；②冲水电动机的控制：$S_3$单独闭合可冲水，$S_4$、$S_5$同时闭合也可冲水，因此$S_3$支路与“$S_4$、$S_5$串联”的支路并联，再与冲水电动机串联。对选项分析：A选项中$S_4$、$S_5$同时闭合会造成电源短路，错误；B、D选项中$S_3$、$S_4$的位置不符合冲水的两种触发逻辑，错误；C选项中$S_1$控制马桶盖、$S_2$控制坐垫，冲水电动机由$S_3$或$S_4$、$S_5$控制，符合要求，正确。
【答案】C
【知识点】串并联电路设计、开关的作用
【点评】本题以智能马桶为载体，考查串并联电路的实际应用，要求学生准确分析各开关的控制对象与逻辑，结合电路特点排查错误，体现了物理知识与生活实际的结合，是中考常见的电路设计类题目。
【难度系数】0.5
