专题20 压轴题：力学与电学综合-2024年中考物理二轮热点题型归纳与变式演练（全国通用）

专题20 压轴题：力学与电学的综合计算 01题型突破 1 题型突破一：拉力、推力类力电综合计算 1 题型突破二：压力类力电综合计算 3 题型突破三：浮力类力电综合计算 5 题型突破四：杠杆类力电综合计算 7 02素养提升 9 03中考练场 17 题型突破一：弹簧类力电综合计算 【典例1】（2023·内蒙古兴安盟·中考真题）“坐位体前屈”是学生体质健康测试项目之一。图甲是某女生测试示意图。图乙是学习小组设计的测试仪电路原理图，电源电压恒为，电压表量程为，定值电阻，滑动变阻器由长为、粗细均匀的电阻棒改装而成，规格为，允许通过的最大电流为。为保护电路安全，滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点处。测试时，通过推动塑料挡板带动滑片P从起始位置A向右移动，并通过电压表的示数反映学生的测试结果。下表是初三女生测试等级与滑片P移动距离L的关系。 初三女生测试等级标准 不合格 合格 良好 优秀 滑片移动距离 （1）滑片P在起始位置A点时，闭合开关S，通过的电流为，请计算此时两端电压大小； （2）请推导出电压表示数与滑片移动距离L之间的关系式；为保护电路安全，说明滑片移动的范围； （3）该测试仪不能测出表中所有的等级，在保证电路各元件安全的情况下，通过替换来实现最大程度增加测试范围，请计算替换电阻的最小值。 【变式】综合实践活动中，同学们设计了一种测量液体密度大小的装置，主要结构如图甲所示，从电流表指针所指的刻度就可以知道液体密度的大小。AB为长18cm阻值的36Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比。托盘上的小桶中无液体时，滑片P恰好位于电阻丝最上端A处；每次测量时，在小桶内倒入体积恒为20cm3的待测液体后，弹簧增加的弹力F与滑片P向下移动的距离x的关系如图乙所示。电源电压恒为6V，R0标有“4Ω 0.5A”，电流表量程为0~0.6A。不计一切摩擦。 （1）闭合开关，滑片P在A端时，电流表示数为多少？ （2）若利用电压表（量程0~3V）示数来显示液体密度大小，其它条件不变，要求液体密度越大，电压表示数也越大，在图丙中接入电压表； （3）某次测量时，电流表示数为0.3A，所测液体受到的重力为多少？ 题型突破二：压力类力电综合计算 【典例2】（2021·湖北荆门·中考真题）如图甲所示是公路上的超载检测装置的简化原理图。滑动变阻器RAB的滑片P与称重平台固定在一起，和称重平台一同升降，用电流表的示数显示货车对称重平台的压力F。滑片P从A端下滑距离L与压力F的关系如图乙所示。当滑片P位于A端时为空载，当滑片P位于B端时为超载临界点，此时电流表的示数为2A，称重平台锁止不再下降。已知电源的电压为4V，RAB阻值均匀，每厘米长的电阻为1Ω，总长为8cm。求： （1）R0的阻值； （2）空载时RAB消耗的功率； （3）当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A，此时F的大小是多少。 【变式】物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪，如图甲所示，它主要是由探头A和控制盒B构成，其电路连接如图乙所示，电源电压恒为6V，为定值电阻。A、B之间连接导线带绝缘皮，足够长，不计电阻和质量。探头A是一个底面积为、重2.5N的圆柱体。其底部有压敏电阻，与水接触的表面涂有绝缘漆，工作时底部始终与水平面相平，其阻值随下表面受到的水的压力变化的部分参数见下表。求： 8 15 16 10 48 5 112 3 （1）探头A全部浸入水中静止时受到0.5N的浮力，则导线对探头A的拉力是多大？ （2）当压敏电阻下表面受到水的压力为8N时，电压表示数为1.5V，定值电阻阻值是多少？ （3）压敏电阻下表面能承受水的最大压力为112N，电压表量程为0~3V，则此测量仪可测的最大水深是多少？若要增加该测量仪的最大可探测深度，请写出一种可以采取的措施。    题型突破三：浮力类力电综合计算 【典例3】（2023·福建莆田·模拟预测）如图所示是某同学设计的一台浮力电子秤，其结构由浮力秤和电路两部分组成。小筒底面积为10cm2，大筒底面积为50cm2，装有适量水，金属滑片P固定在托盘下面并随托盘一起自由滑动（滑片质量和滑片受到导线的拉力均忽略不计），定值电阻R0=8Ω，AB是一根长为20cm的均匀电阻丝，其阻值为20Ω，电源电压为6V且保持不变。当托盘中不放物体时，P位于A端，小筒浸入水中5cm，（称量过程中大筒内的水未溢出）。求： （1）托盘和小筒的总质量； （2）当开关S闭合且在托盘中放入质量为100g的物体时，R0消耗的功率。    【变式】（2023·湖北恩施·模拟预测）我省不少农村楼房项上装有如图甲所示的水箱，注满时，水箱内的水面离地面平均高度为10m。图乙是这种水箱的结构及工作示意图，其中A、B是由密度