2025年中考专项训练五 综合题组

综合题组1 专项五 综合题组 1. [2024 北京， 4 分] 如图所示是某款两挡电热器的简化电路，R1、R2 为阻值一定的电热丝，R1=550 Ω， R2= 44 Ω，该电热器接入电压为220 V 的电路中。求： (1)低温挡时电路中的电流。 解：根据P=可知，当S1 闭合、S2 断开时，电路中只有R1 工作，电热器处于低温挡；当S1 和S2 都闭合时，R1 和R2 并联，电热器处于高温挡。 (1)低温挡时电路中的电流 I1 = = =0.4 A (2)高温挡时电热器的电功率。 解：高温挡时通过R2 的电流 I2 = = =5 A 高温挡时电热器的电功率 P=UI=U×(I1＋I2)=220 V×(0.4 A＋5 A)=1188 W 2. [2024 德阳， 7分] 小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图甲所示，她查阅相关资料后，画出与塔吊连接方式相同的滑轮组如图乙所示。在不计绳重和摩擦的 情况下，塔吊将底面积为2 m2、重 为8×103 N 的长方体建筑材料沿竖 直方向匀速提高20 m， 绳子自由端 的拉力为5×103 N。求： (1)长方体建筑材料放在水平地面静止时，对地面的压强。 解：长方体建筑材料放在水平地面静止时，对地面的压力大小等于长方体建筑材料的重力大小，即F 压=G=8×103 N 则长方体建筑材料对地面的压强p = = =4×103Pa (2) 该过程克服长方体建筑材料重力所做的功。 解：该过程克服长方体建筑材料重力所做的功 W 有用=Gh=8×103 N×20 m=1.6×105 J (3)塔吊机械部分(如图乙)的机械效率。 解：由图乙可知，n=2，该滑轮组即塔吊机械部分的机械效率η = == = =80% 3. [2024重庆， 8分] 如图甲所示，我国自主建造重为3.7×108 N 的导管架“海基二号”需要用驳船运输到指定位置，安装在超过300 m 深的海域搭建石油开采平台。 而亚洲最大驳船的最大载重只有3×108N， 该驳船可看作长200 m、 宽50 m、 高 14 m 的规则长方体，其最大吃水深度 为7 m。 “文冲修造厂”通过加宽驳船解决了超重难题，如图乙所示是驳船加宽后的示意图，加宽后驳船的最大吃水深度不变。(ρ 海水取1.0×103 kg/m3， g 取10 N/ kg) (1)求水深300 m 处的压强。 解：水深300 m 处的压强 p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×300 m=3×106 Pa (2)求加宽前，驳船空载时排开水的体积。 解：加宽前，吃水深度最大时 V 排=200 m×50 m×7 m=7×104 m3 F 浮=ρ海水gV 排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7×104 m3=7×108 N 最大载重G 货=3×108 N 所以，船体自重G 船=F 浮-G 货=7×108 N -3×108 N = 4×108 N 空载时F 空浮=G 船=4×108 N 驳船空载时排开水的体积V空排= ==4×104 m3 (3)若驳船体积每增加1m3，自重增加2.5×103 N，为了安全装载“海基二号”， 驳船总宽度至少应增加多少？请你另外设计一种改装驳船的方法(只说方法，不计算)。 解：为了安全装载“海基二号”，船体所受的重力与浮力 的差至少须增大ΔF=3.7×108 N-3×108 N=7×107 N 加宽后驳船的最大吃水深度不变，设增加的体积为V，则 1×103 kg/m3×10 N/kg×V-2.5×103 N/m3×V ≥ 7×107 N 解得V ≥ 2.8×104 m3 所以，增加的宽度L≥ =10 m，即驳船总宽度至少应增加10 m 增加宽度可以增大V 排，增大浮力，同理，增加船的长度或在船体周围加浮筒，也可以增大V 排，增大浮力。所以另外一种改装方法是增加船的长度或在船体周围加浮筒 4. [2024广西， 8 分] 公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图，主要由踏板(重力不计)、 压力传感器R、 显示质量的仪表(实质为电流表，量程0～0.6 A)等组成， R 的阻值与所受压力F 大小的关系如图乙所示。电源电压恒为12 V， 定值电阻R0 的阻值为5 Ω。(g取10 N/ kg) (1)当R 的阻值为35 Ω 时，求电路中的电流。 解：由图甲可知，压力传感器R 和定值电阻R0 串联， 电流表测量电路中的电流，当R 的阻值为35 Ω 时，电路 中的电流 I = = =0.3 A (2)当通过电路的电流为0.4 A 时，求地磅的测量值。 解：当通过电路的电流为I′=0.4 A 时，电路的总电阻 R总= ==30 Ω R 的阻值R′=R 总-R0=30 Ω-5 Ω=25 Ω 由图乙可知，此时压力F=1×104 N，则地磅的测量值 m = = = =1 000 kg (3) 为了增加地磅的最大测量值，请你写出一种可行的方案，并列出关系式进行说明。 解：电流表的示数最大为0.6 A，电源电压不变，电路的总电阻R总′ = = = 20 Ω = R 最小＋R0 增加地磅的最大测量值，则最大压力增大，R 的最小阻值 减小，而电路的最小总电阻不变，由电阻的串联规律可 知，需要增大R0 的阻值 $$综合题组2 专项五 综合题组 1. 航天科技[ 2024 广东， 7 分] 20 2 4 年4 月30 日，神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示。若返回舱质量为3×103 kg， 在着陆过程中，从距地面1 m 高处竖直向下落地，用时0.4 s。(g 取10 N/ kg) (1)求返回舱在这段时间内的：① 平均速度；②重力做的功。 解：①返回舱运动时间t=0.4 s，返回舱的运动速度 v = = =2.5 m/s ②返回舱的总重力G=mg=3×103 kg×10 N/kg = 3×104 N 重力所做的功W = Gh = 3×104 N×1 m = 3×104 J (2)若返回舱静止时与水平地面的接触面积为1m2，求它对水平地面的压强。 解：返回舱静止时，对水平地面的压力大小等于重力大 小，即F=G，返回舱对水平地面的压强 p = = =3×104 Pa 2. 新科技[2024 陕西， 7 分] 如图所示是我国自主研发的“南鲲号”漂浮式波浪能发电装置，因其灵活机动，被称为海上移动充电宝。(g 取10 N/ kg， 海水密度取1.0×103 kg/m3) (1)“ 南鲲号”通过向水箱注水使自身下沉，以抵御超强台风，在下沉过程中，其底部受到海水的压强______(填“变大”“变小”或“不变”)。 变大 (2)“ 南鲲号”的质量为6×106 kg， 其漂浮时受到的浮力是多少？排开海水的体积是多少？ 解：因为漂浮在海面上，所以“南鲲号”受到的浮力 F 浮= G = mg = 6×106 kg×10 N/kg = 6×107 N 由F 浮=ρ 海水gV 排得，排开海水的体积 V排= ==6×103 m3 (3) 若拖船将“南鲲号”匀速直线拖移至54 km外的某岛礁，用时3 h， 其移动速度是多少？若拖船对“南鲲号”的牵引力恒为6×105 N，则牵引力做功的功率是多少？ 解：移动速度 v = = = 18 km/h =5 m/s 牵引力做功的功率 P = = = Fv = 6×105 N×5 m/s =3×106 W 3. [2024 扬州， 6 分] 如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400 N 的窗玻璃，所用的竖直拉力为250 N， 窗玻璃上升的高度为10 m， 用时50 s。求： (1)工人所做的有用功W 有用。 解：由题意可知，克服窗玻璃的重力做的功为有用功 W 有用 = G 物h = 400 N×10 m = 4 000 J (2)工人所用拉力的功率P。 解：由图可知，该动滑轮有2 段绳子承担物重，所以绳子自由端移动的距离s=10 m×2=20 m 所以工人所用拉力做的功W 总=Fs=250 N×20 m=5 000 J 拉力的功率 P = ==100 W (3)动滑轮的机械效率η。 解：由机械效率公式可得动滑轮的机械效率 η = ×100% = ×100% =80% 4. [2024 临夏州， 8 分] 某品牌电热水壶铭牌如表所示，该电热水壶内部简化电路如图所示。该电热水壶正常工作时，将1.5 L 初温为20 ℃的水加热至沸腾，用时6 min， 已知外界大气压为标准大气压，c 水= 4.2×103 J/(kg · ℃)， ρ 水=1.0×103 kg/m3。 (1)只闭合S1 时，该电热水壶处于 ________(填“保温”或“加热”)状态。 (2)求电阻R2 的阻值。 保温 解：当开关S1、S2 闭合时，电路为电阻R1 的简单电路，此时功率较大，该电热水壶处于加热状态 由P = 可得，R1 的电阻R1 = = =24.2Ω 开关S1 闭合、S2 断开时，两电阻串联，总电阻 R = = =1210Ω 根据串联电路的电阻特点知 R2 = R－R1 =1 210 Ω - 24.2 Ω = 1 185.8 Ω (3)求在上述过程中电热水壶加热水的效率。 解：将1.5 L 初温为20 ℃ 的水加热到100 ℃ (标准大气压下水的沸点)，水的质量 m=ρ 水V=1.0×103 kg/m3×1.5×10-3 m3=1.5 kg 水吸收的热量Q 吸=c 水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)× 1.5 kg×(100 ℃-20 ℃)=5.04×105 J 电热水壶消耗的电能 W=P加t=2 000 W×6×60 s=7.2×105 J 加热水时电热水壶的效率 η = ×100% ==×100%=70% $$综合题组3 专项五 综合题组 1. [2024 新疆， 5 分] 如图所示的电路，定值电阻R1 的阻值为10 Ω， 定值电阻R2 的阻值为20 Ω，闭合开关S 后，电流表A 的示数为0.10 A。求： (1)电阻R1 两端的电压。 解：电阻R1 两端的电压U1=IR1=0.10 A×10 Ω=1 V (2)电源电压。 解：由图可知，R1、R2 串联，则电源电压 U=I×(R1+R2)= 0.10 A×(10 Ω+20 Ω)=3 V (3)整个电路在1 min 内产生的热量。 解：整个电路在1 min 内产生的热量 Q=W=UIt=3 V×0.10 A×60 s=18 J 2. [2024 甘肃， 6 分] 如图所示，电动独轮平衡车深受年轻人的青睐。爸爸给小东也买了一辆平衡车作礼物，这辆平衡车的一些参数如表格所示。小东在广场上的水平路面上以最高速度匀速直线骑行了3 min。若小东的质量为45 kg， 求： 平衡车参数 净重 10 kg(含电池组) 最高车速 18 km/ h 轮胎接地面积 5 cm2 (1)小东3 min 骑行的距离。 解：由参数表可知最高车速v=18 km/h=5 m/s 小东3 min 骑行的距离s=vt=5 m/s×3×60 s=900 m (2)小东在水平路面上骑行时，车对地面的压强。(g 取10 N/ kg， 车对地面的压力大小等于人和车受到的总重力大小) 解：小东在水平路面上骑行时，车对地面的压力 F=G=mg=(45 kg+10 kg)×10 N/kg=550 N 轮胎接地面积，即地面的受力面积S=5 cm2=5×10-4 m2 车对地面的压强 p === 1.1×106 Pa (3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0. 1 倍，则小东在水平路面上以最高速度匀速直线骑行时，平衡车的功率。 解：车匀速直线行驶时，车的牵引力与所受阻力二力平 衡，大小相等，即F 牵=f=0.1G=0.1×550 N=55 N 小东在水平路面上以最高速度匀速骑行时，平衡车的功 率P=F 牵v=55 N×5 m/s=275 W 3. [2024 赤峰， 6 分] 大国重器奋斗者号，在一次深潜作业中，成功从万米海底取回水下取样器，堪称“海底捞针”。(海水密度近似取1×103 kg/m3， g 取10 N/ kg)请回答： (1)①深潜器在一万米深处受到海水的压强是多少？ 解：深潜器在一万米深处受到的海水压强 p=ρ海水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×10 000 m=1×108 Pa ② 若其载人舱舱盖面积为0.3 m2，在此深度舱盖受到海水的压力是多少？ 解：由p = 可得，若其载人舱舱盖面积为0.3 m2，在此深度舱盖受到海水的压力F=pS=1×108 Pa×0.3 m2=3×107 N (2) 在海水的高压下，深潜器上浮或下潜的原理与潜水艇不同，它通过电磁铁吸附大铁块及控制容器内铁砂质量实现下潜。若某次控制深潜器总质量为20 t 时恰好能悬停于某一深度作业。 ①求此时它受到的浮力。 解：深潜器在一万米深处受到的海水压强 p=ρ海水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×10 000 m=1×108 Pa ②奋斗者号需要上浮时，可通过什么方式使电磁铁抛掉吸附的铁块？ 解：奋斗者号需要上浮时，可通过断开电路的方式使电磁 铁失去磁性，抛掉吸附的铁块 4. [2024 烟台， 12 分] 为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质 量，并在显示屏上显示出价钱，通过人脸识别系统自动扣 费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电 压恒为24V 的电源、量程为0～15V 的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为100 Ω)等器材设计了一款自动称量装置，使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。 当餐盘不放物体时，滑片P 恰好位于滑动变阻器的a 端，如图甲所示。闭合开关S， 滑片P 从滑动变阻器的a 端移动到b 端的过程中，电压表的示数由0 逐渐增大到15 V， 此过程的最大称量质量为2 kg。实践探究过程中同学们还发现，滑片下移的距离与餐盘中所放物体 质量的大小成正比，滑动变阻 器a 端与滑片P 所在位置之间的 电阻和a、 P 之间的距离成正比。 (1)定值电阻R0 在电路中的作用是什么？阻值为多少？ 解：定值电阻R0 在电路中的作用是：①保护电路； ② 与R 串联分压，能使电压表的示数随滑片位置的改变而改变 滑片在b 端时，电路中的电流I ===0.15 A R0 两端的电压U0=U-UR=24 V-15 V=9 V R0 的阻值R0 = == Ω (2) 整个电路的电功率变化范围是多少？ 解：滑片在b 端，电路的电功率Pb=UI=24 V×0.15 A=3.6 W 滑片在a 端，电路的电功率Pa = ==9.6 W 整个电路的电功率变化范围是3.6～9.6 W (3) 当滑片P 位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为多少(结果保留一位小数)？此时对应的物体质量为多少？ 解：当滑片P 位于滑动变阻器的中点时，滑动变阻器接入 电路的电阻R′ = =×100 Ω=50 Ω 此时电路总电阻R 总=R0+R′=60 Ω+50 Ω=110 Ω 在串联电路中I′=== ，则此时电压表示数 UR′ = = ≈10.9 V 滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑片P 从滑动变阻器的a 端移动到b 端，最大称量质量为 2 kg，所以滑片移到中点时对应的物体质量为1 kg (4) 实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现，表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的，即质量刻度不均匀，如图乙所示。 请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路，在图丙虚线框内画出，并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。 要使表盘上刻度均匀，必须保证电流不变，电压表示 数与它所测的部分的电阻成正比，电路如图： 与图甲相比，该电路电流最小且保持不变，比图甲电路更 节能 $$综合题组4 专项五 综合题组 1. [2024 江西， 7分] 如表所示是某电热水壶铭牌上的部分参数。 容量 2.3 L 额定电压 220V 额定功率 1500 W (1)该电热水壶正常工作时的电功率是多少？ 解：该电热水壶正常工作时的电功率等于其额定功率1500 W (2)该电热水壶正常工作5 min， 求电流所做的功。 解：该电热水壶正常工作5 min，电流所做的功 W=P 额t=1 500 W×5×60 s=4.5×105 J (3)在220 V 的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5 A 的接线板(插座)上使用，请通过计算判断是否安全。 解：接线板(插座)允许接入用电器的最大电功率 P 最大=UI 最大=220 V×5 A=1 100 W 因为P 额＞ P 最大，所以将该电热水壶接在额定电流为5 A的接线板(插座)上使用不安全 2. [2024 湖北， 8 分] 据统计，每燃烧1 kg 燃油约排放3.3 kg 二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源，在 我国交通领域的应用 场景不断扩大，使用 氢燃料电池的交通工 具不断丰富，其应用 流程如图所示。 (1)氢燃料电池将化学能直接转化为______能。 (2)当储氢瓶内气体压强为3.5×107 Pa 时，求瓶内壁1 cm2 的面积上受到的压力。 电 解：根据p =可知，当储氢瓶内气体压强为3.5×107 Pa 时，瓶内壁1 cm2 的面积上受到的压力F=pS=3.5×107 Pa×1× 10-4 m2=3.5×103 N (3)以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72 km用时1 h， 功率为172 kW。(燃油机的效率取36%，燃油的热值q 取4.3×107 J/ kg) ①求卡车的行驶速度。 解：卡车的行驶速度v = ==72 km/h=20 m/s ②求卡车所受牵引力。 解：卡车所做的功 W=Pt=172×103 W×3 600 s=6.192×108 J 根据W=Fs 可知，卡车所受牵引力 F牵= ==8.6×103 N ③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72 km 可减排二氧化碳的质量为多少千克？ 解：根据η =可知，燃油完全燃烧放出的热量 Q放= ==1.72×109 J 消耗燃油的质量m ===40 kg 则减排二氧化碳的质量m′=3.3m=3.3×40 kg=132 kg 3. [2024 重庆， 8 分] 如图甲所示是同学们自制的调光小台灯，图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3 V， R 是调节亮度的变阻器，最大阻值为10 Ω， 灯L 标有“2.5 V 0.5 W”字样。忽略温度对电阻的影响。求： (1)灯L 正常发光时的电阻。 解：灯L 正常发光时的电流IL ===0.2 A 灯正常发光时的电阻RL = ==12.5Ω (2)灯L 正常发光时，变阻器R 工作10 min 产生的热量。 解：由图乙可知，灯L 与变阻器R 串联，灯L 正常发光时 通过变阻器的电流等于通过灯的电流，即IR =IL=0.2 A 变阻器两端的电压UR=U-UL=3 V-2.5 V=0.5 V 变阻器R 工作10 min 产生的热量 QR=WR=URIRt=0.5 V×0.2 A×10×60 s=60 J (3)电源电压降为2.7 V后， 灯L的最小实际功率。 解：电源电压降为2.7 V 后，当变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小，此时灯的实际功率最小，电路 中的最小电流I小= ==0.12 A 灯L 的最小实际功率PL小=I小2RL=(0.12 A)2 × 12.5 Ω=0.18 W 4. [2024 菏泽， 7分] 植物生长需要适宜的环境湿度。某中学劳动实践小组为大棚内的植物 “多肉”(适宜的环境湿度为 30 %～40 %)设计了一个自动 加湿装置，当环境湿度降至 30 % 时，加湿器开始加湿， 当环境湿度升至40 % 时，加 湿器停止加湿，其电路如图所示。 控制电路的电源电压U 恒为6 V， 定值电阻R0 为20 Ω， 湿敏电阻R 的阻值随环境湿度的升高而减小，它的阻值与部分环境湿度的对应关系如表所示。请完成下列问题(线圈电阻不计) ： 环境湿度 湿敏电阻R/Ω 70 % 10 50 % 20 40 % 30 30 % 40 (1)闭合开关S1，电磁铁的上端是_____极；通过电磁铁的电流越大，磁性越_____ 。 S 强 (2)闭合开关S1、S2，求衔铁恰好被吸下时控制电路的总功率。 解：当环境湿度升至40%，加湿器停止加湿，说明衔铁被吸下时R=30 Ω，与电阻R0 串联，电路的总电阻 R'=R+R0=30 Ω+20 Ω=50 Ω 控制电路的总功率P ===0.72 W (3)若大棚内的植物换成牡丹(适宜的环境湿度为50%～70%)，小明提出该加湿装置只更换电阻R0 就能实现“当环境湿度降至50%，加湿器开始加湿，当环境湿度升至70%，加湿器停止加湿”， 求更换后R0 的阻值。 解：加湿器开始加湿和停止加湿，控制电路中的电流不 变，则控制电路中的总电阻不变，由表及题意知，环境湿度50% 与30% 相比，70% 与40% 相比，对应湿敏电阻R阻值均减小20 Ω，所以更换后R0 的阻值应比原来增大 20 Ω，则更换后R0 的阻值R0′=R0+20 Ω=20 Ω+20 Ω=40 Ω $$