1 . 如图甲所示，科技小组利用热敏电阻设计了一个自动加热装置。当环境温度低于温度值t₀时，加热电阻R₁工作；当环境温度高于t₀时，继电器的衔铁被吸下，保温电阻R₂工作。已知U₁=1.4V，继电器线圈电阻不计，R是热敏电阻，其电阻随温度变化的关系如图乙所示。当线圈中的电流大于等于20mA时，继电器的衔铁被吸下。下列说法正确的（　　）

A．当环境温度降低时，控制电路中电流增大

B．温度值t0=30℃

C．欲使加热电阻R1工作时升温更快，可适当增大R1的电阻

D．若工作电路中相同时间内加热状态产生的热量是保温状态的3倍，则R1：R2=1：3

2 . 石墨烯——改变世界的神奇新材料

石墨烯（Graphene）是碳的同素异形体，堆叠在一起的石墨烯层（大于10层）即形成石墨，层间通过分子间的作用力保持在一起，晶面间距0.335纳米。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
最常见的石墨烯取暖壁画就是石墨烯的应用，其原理很简单，将近乎透明的石墨烯发热膜加入其中，通电后能使壁画表面温度快速达到90℃，使所在空间迅速温暖起来，且加热无死角。具有使用寿命长、保温持久等优势并且安全系数高，具有独特防爆免烫和温控保护装置（温度达到设定温度可自动切断电源或保温）。
(1)从材料的导电性能说，这种石墨烯属于 ______；
(2)石墨烯取暖壁画在工作的过程中，将电能转化为 ______；
(3)石墨烯取暖壁画中的温控保护装置，在电路中的作用相当于电路中的一个 ______。我们学过的知识中就有一个元件，能根据不同的物理条件来回自动切换电路的工作，这个元件是 ______；
(4)石墨烯取暖壁画使所在空间暖和起来，是通过 ______方式增加空气内能的；
(5)石墨烯取暖壁画相比传统采暖方式更节能、环保，除此之外，请在文中再找出一个它的优势：______。

3 . 电磁继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（输入回路）和被控制系统（输出回路），通常应用于自动控制电路中。它实际上是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。仔细观察如图所示的水位自动报警装置。

(1)当水位______时（选填“上升”或“下降”），小灯会发光报警；
(2)该装置运用到的主要物理知识有：______（至少2点）。

4 . 在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型无人下潜系统”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目分解】
（1）制作小型无人潜器
（2）优化小型无人下潜系统
【项目实施】
（1）制作小型无人下潜器
经过课堂学习，我们了解到鱼（软壳）和潜水艇（硬壳）都是利用物体的浮沉条件实现上浮和下潜的。潜水艇可以通过水舱排水或充水来改变__________，从而实现浮沉。小组同学觉得也可以模仿鱼类，设计如图的软皮下潜器。甲是气球，模拟鱼类软壳；乙是配重。软皮下潜器在水里想上浮，可以向甲中充入一部分气体或乙中去掉一部分配重，使下潜器的浮力__________重力；

（2）优化小型仿鱼类下潜系统
我们在设计的过程中考虑到用压缩气体充气时，压缩机的质量和体积过大，使软皮下潜器的结构设计过于复杂。于是考虑用化学药品，通过化学反应产生气体来充气。根据下潜系统的实际要求，设计了一个控制电路，如图乙所示，A为化学反应充气装置，B为放气装置，、为遥控开关，若想充气则需闭合开关__________；当电磁铁有磁性时，电磁铁的上端是__________（填“N”或“S”）极；

【项目拓展】
经查阅资料，大型潜水艇（硬壳）活动的海水深度一般不超过500m，仿鱼类下潜系统（软壳）比潜水艇（硬壳）下潜的更深一些，这是因为液体深度越深，液体压强__________，硬壳容易被压碎。配备的水声通信系统通过超声波可以在海底将语音传输到海面，这是利用了声音可以传递__________。

5 . 浙江某地的县城为了防止火灾，在充电处全安装了电动自行车起火自动灭火消防装置，如图甲所示：如图乙所示为工作原理图，充电时手机扫描后两开关闭合；在电动自行车起火，温度升高到设定值时，灭火器电动装置工作并喷干粉灭火。下列说法正确的是（       ）

A．衔铁使用的是硬磁铁，电磁铁利用电磁感应来工作的

B．若电动自行车起火，装置下端温度达到70℃时，控制电路工作，工作电路开始喷干粉灭火

C．工作电路中没有添加滑动变阻器， 是为了使电磁铁磁性达到最强，不可能损坏电源

D．电路设计中，只要电动自行车接入电路中，两开关就应该一直保持闭合状态

6 . 在跨学科实践学习中，某学习小组开展生物学科的“自制豆芽机”项目化学习活动，主要包括产品设计、功能调试、评价改进三个环节。

【产品设计】图甲是小组成员完成的设计草图，内容包括发育盘、淋水系统和控温装置。发育盘上有沥水孔：淋水系统由水泵驱动，豆芽机中的水可通过内部管道和沥水孔按箭头方向流动，使用时可通过调节水流大小控制发育盘中的积水量。小组设计的控温装置内部电路出现两种方案，如图乙（A）（B）所示，可实现加热、保温两挡自动切换，其中R₀是定值电阻，R_X为热敏电阻，R_1、R₂为电热丝。
【功能调试】小组成员购置了相关配件进行产品制作与调试。配件的具体参数如下：控制电路电源电压U为3V，R₀为25Ω，R₁为330Ω，R_x的阻值与温度的关系如图丙所示，电磁铁衔铁在电流大于或等于60mA时吸合，此时为加热状态：当电流小于30mA时释放，此时为保温状态。
【评价改进】针对设计图纸及项目研究要求，他们认真进行了研究并确定相对应的参数，选购相应器材，并完善产品设计。
(1)针对项目产品及其设计电路，下列说法中不正确的是___________。

A．随着温度的升高，两电路图中电磁铁的磁性将变弱

B．图（A）与图（B）的设计达成的控制效果是相同的

C．图（A）与图（B）中电阻R1没有工作时的电路状态相同

D．为了提高所控制的温度，可以减小R0的阻值

(2)以图（B）设计的产品电路分析，“自制豆芽机”内部温度控制的最高温是多少？
(3)若“自制豆芽机”产品要达到“优秀”等级，需实现20℃~25℃自动控温，可将图（B）控制电路中的电源电压调至___________V。该产品保温功率和加热功率之比为1：4，则制作的电热丝电阻R₂阻值为___________。保温时从最高温经过15min后降温到最低温，若关闭电路从最高温只经过10min后到最低温，假设整个过程中热量损失功率始终相同，则从最低温加热到最高温需要的时间为___________。

7 . 如图所示是某同学设计的电子警察抓拍系统原理图，当有红光照射时，图中光敏电阻阻值几乎为零；当行人违规闯红灯时，就会接通摄像系统的电源，电磁铁的上端为__________极；绿灯时行人过马路，电磁铁__________（选填“有”或“没有”）磁性。

8 . 如图所示，是一款新型自动控温的电加热器内部电路图，该电加热器在工作时有加热和保温两个工作状态。控制电路中的R₀是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当水温达到100℃时，衔铁被吸下，和R₂是电热丝。R₂=4R₁，加热功率为1100W。

(1)控制电路中电磁铁的工作原理是 ______；
(2)R₂的阻值是多少？
(3)加热器的加热效率为90%，则在一个标准大气压下，将4kg、25℃的水加热至沸腾，需要多长时间？[，结果保留整数]
(4)若想让水温在95℃时衔铁被吸下，需要将滑动变阻器的滑片向 ______（选填“左”或”右”）移动。

9 . 某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示．当水位达到金属块A时（一般的水都不纯净，含杂质），原来发光的灯就会熄灭，同时__________（红/绿）灯亮起；动、静触点相当于受控电路中的__________（电源/用电器/开关）。若电源1左端为“-”极，那么电磁铁的上端的极性为__________（N/S）极，若将电源1的正负极对调位置，该装置的水位报警工作情况__________（不变/变化）。

10 . 2023年银川某燃气公司给家庭用户免费安装燃气自闭阀、金属波纹管、燃气报警器。小明对其中的燃气报警器特别感兴趣，阅读说明书得知，家里厨房做饭使用的燃气是天然气，天然气的主要成分是甲烷，它的密度比空气的密度小，且他家报警器出厂预设燃气浓度达到4%时报警。
(1)如下图所示是燃气报警器的安装位置示意图，为了在天然气泄漏时及时报警，图_________（选填“甲”或“乙”）的报警器安装位置较为合理；

  

(2)如下图所示是燃气报警器电路的简化示意图。其中控制电路中R为定值电阻，气敏电阻R₁的阻值随燃气浓度的增大而减小，燃气报警器的工作原理是：当天然气出现泄露时，R₁阻值减小，控制电路中电流______（选填“增大”或“减小”），电磁铁磁性________（选填“增强”或“减弱”），当燃气浓度达到4%时，工作电路中灯L_２亮且蜂鸣器报警；

  

(3)如图所示，B点是报警器某时刻衔铁所处位置，请你在下图中画出电磁铁对衔铁吸引力F₁的力臂L₁____。如果将电磁铁从B位置移到A位置，则燃气报警器的报警浓度将_____（选填“大于”、或“小于”）4%；（忽略衔铁重力）