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5. 跨学科实践 社会发展 「2026安徽岳西期中，★★☆」如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流向图，某次该汽车行驶过程中消耗了0.1 kg汽油，汽油的热值取$4.6×10^7$ J/kg，下列说法正确的是（
A.该汽油机的效率为35%
B.该汽车行驶过程输出的有用功为$1.38×10^5$ J
C.减少废气带走的热量可以提高热机效率
D.随着技术的进步，汽油机的效率能达到100%
C
）A.该汽油机的效率为35%
B.该汽车行驶过程输出的有用功为$1.38×10^5$ J
C.减少废气带走的热量可以提高热机效率
D.随着技术的进步，汽油机的效率能达到100%
答案
5.C 由图可知，输出有用功的占比η=100%-33%-30%-7%=30%，即该汽油机的效率为30%，故A错误；0.1 kg汽油完全燃烧放出的热量$Q=mq=0.1 kg×4.6×10^7 J/kg=4.6×10^6 J$，输出的有用功W有$=ηQ=30%×4.6×10^6 J=1.38×10^6 J$，故B错误；减少废气带走的热量，可以减小额外损失的能量，从而提高热机效率，故C正确；汽油机在使用过程中不可避免地存在能量损失，其效率不可能达到100%，故D错误。
解析
【分析】
要解决这道题，需结合能量流向图理解热机效率的定义，先计算汽油机的效率，再根据热值公式计算燃料完全燃烧放出的热量，进而算出有用功，最后逐一分析各选项：首先，热机效率是有用功的能量与燃料完全燃烧释放总能量的比值，总能量占比为100%，减去废气、冷却水、摩擦与辐射的能量占比，即可得到有用功的占比（即汽油机效率）；其次，利用热值公式计算汽油完全燃烧放出的总热量，再结合效率算出有用功；最后根据热机效率的特点判断各选项的正误。
【解析】
1. 计算汽油机的效率：由能量流向图可知，汽油机的效率$\eta=100\% - 33\% - 30\% -7\% =30\%$，因此选项A中“效率为35%”的说法错误。
2. 计算汽油完全燃烧放出的热量：根据热值公式$Q_{放}=mq$，0.1 kg汽油完全燃烧放出的热量$Q_{放}=0.1\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.6×10^6\ \mathrm{J}$。
3. 计算输出的有用功：有用功$W_{有}=\eta Q_{放}=30\%×4.6×10^6\ \mathrm{J}=1.38×10^6\ \mathrm{J}$，因此选项B中“有用功为$1.38×10^5\ \mathrm{J}$”的说法错误。
4. 分析选项C：减少废气带走的热量，可减少能量损失，从而提高热机效率，该说法正确。
5. 分析选项D：汽油机工作时不可避免存在能量损失，其效率不可能达到100%，该说法错误。
【答案】
C
【知识点】
热机效率、热值计算
【点评】
本题结合汽车汽油机的能量流向图，考查热机效率的计算与理解，以及热值的相关应用，需要学生掌握热机效率的定义、能量损失的途径，明确热机效率无法达到100%的原因，属于中等难度的跨学科实践题目。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合能量流向图理解热机效率的定义，先计算汽油机的效率，再根据热值公式计算燃料完全燃烧放出的热量，进而算出有用功，最后逐一分析各选项：首先，热机效率是有用功的能量与燃料完全燃烧释放总能量的比值，总能量占比为100%，减去废气、冷却水、摩擦与辐射的能量占比，即可得到有用功的占比（即汽油机效率）；其次，利用热值公式计算汽油完全燃烧放出的总热量，再结合效率算出有用功；最后根据热机效率的特点判断各选项的正误。
【解析】
1. 计算汽油机的效率：由能量流向图可知，汽油机的效率$\eta=100\% - 33\% - 30\% -7\% =30\%$，因此选项A中“效率为35%”的说法错误。
2. 计算汽油完全燃烧放出的热量：根据热值公式$Q_{放}=mq$，0.1 kg汽油完全燃烧放出的热量$Q_{放}=0.1\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.6×10^6\ \mathrm{J}$。
3. 计算输出的有用功：有用功$W_{有}=\eta Q_{放}=30\%×4.6×10^6\ \mathrm{J}=1.38×10^6\ \mathrm{J}$，因此选项B中“有用功为$1.38×10^5\ \mathrm{J}$”的说法错误。
4. 分析选项C：减少废气带走的热量，可减少能量损失，从而提高热机效率，该说法正确。
5. 分析选项D：汽油机工作时不可避免存在能量损失，其效率不可能达到100%，该说法错误。
【答案】
C
【知识点】
热机效率、热值计算
【点评】
本题结合汽车汽油机的能量流向图，考查热机效率的计算与理解，以及热值的相关应用，需要学生掌握热机效率的定义、能量损失的途径，明确热机效率无法达到100%的原因，属于中等难度的跨学科实践题目。
【难度系数】
0.6
6. 跨学科实践 日常生活「2025江苏宿迁中考，★★☆」跨学科实践活动中，学习小组为某居民小区设计“图书自动借阅机”，通过刷卡（相当于闭合开关$\mathrm{S}_1$）或人脸识别（相当于闭合开关$\mathrm{S}_2$）都可以使电动机工作，完成借阅服务；当天黑时，光控开关$\mathrm{S}_3$闭合还可以提供照明。下列电路符合设计要求的是（
A
）答案
6.A 由题意可知，借阅时既可以通过刷卡(相当于闭合开关S₁)，也可以通过人脸识别(相当于闭合开关S₂)来使电动机工作，说明两个开关是并联的，然后与电动机串联；当天黑时光控开关S₃会自动闭合，接通灯泡提供照明，这说明灯泡可以独立工作，由S₃控制且与电动机是并联的，故A符合题意。
解析
【分析】
首先拆解题目要求的电路功能：①刷卡（$\mathrm{S}_1$）或人脸识别（$\mathrm{S}_2$）任意一个开关闭合，电动机都能工作，说明$\mathrm{S}_1$和$\mathrm{S}_2$需并联，再与电动机串联；②天黑时光控开关$\mathrm{S}_3$闭合时灯泡提供照明，且照明功能与电动机工作互不影响，说明灯泡与电动机并联，$\mathrm{S}_3$单独控制灯泡支路。解题时需逐一验证选项是否满足上述两个条件。
【解析】
根据题意，$\mathrm{S}_1$与$\mathrm{S}_2$并联，可实现任意一个开关闭合都能接通电动机电路；灯泡与电动机并联，$\mathrm{S}_3$单独控制灯泡支路，保证照明功能独立工作。选项A完全符合上述要求，故正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
电路的串并联、开关的作用
【点评】
本题结合生活实际的跨学科实践场景，考查电路设计的基本逻辑，需准确理解各元件的控制关系，属于中考中等难度的基础应用题型，能有效考查学生对电路连接的掌握情况。
【难度系数】
0.5
首先拆解题目要求的电路功能：①刷卡（$\mathrm{S}_1$）或人脸识别（$\mathrm{S}_2$）任意一个开关闭合，电动机都能工作，说明$\mathrm{S}_1$和$\mathrm{S}_2$需并联，再与电动机串联；②天黑时光控开关$\mathrm{S}_3$闭合时灯泡提供照明，且照明功能与电动机工作互不影响，说明灯泡与电动机并联，$\mathrm{S}_3$单独控制灯泡支路。解题时需逐一验证选项是否满足上述两个条件。
【解析】
根据题意，$\mathrm{S}_1$与$\mathrm{S}_2$并联，可实现任意一个开关闭合都能接通电动机电路；灯泡与电动机并联，$\mathrm{S}_3$单独控制灯泡支路，保证照明功能独立工作。选项A完全符合上述要求，故正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
电路的串并联、开关的作用
【点评】
本题结合生活实际的跨学科实践场景，考查电路设计的基本逻辑，需准确理解各元件的控制关系，属于中考中等难度的基础应用题型，能有效考查学生对电路连接的掌握情况。
【难度系数】
0.5
