2025年中考物理复习专题 练习★★ 计算与推导题

2025年中考物理复习专题 练习★★　计算与推导题 2025版 物理 安徽专版 (一)简单运动类相关计算 1．(2024·金寨县模拟)某公司推出的一款跑车最大速度可达402 km/h，这是该公司迄今为止最快的车型，如图所示，某次测试中，汽车在水平路面上以100 m/s的速度匀速直线行驶10 min，受到的阻力恒为2 000 N，求这次测试中： (1)汽车通过的路程； (2)牵引力做功的功率。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)汽车通过的路程： s＝vt＝100 m/s×10×60 s＝6×104 m； (2)汽车匀速运动，牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡条件得到牵引力：F＝f＝2 000 N， 牵引力做功的功率： P＝==Fv=2 000 N×100 m/s＝2×105 W。 2025版 物理 安徽专版 2．(2024·盐城)“鲲龙”国产大型水陆两栖飞机AG600，最大起飞质量为 53 500 kg，正常的巡航速度为500 km/h，一次能将12 000 kg的水在20 s内吸至4 m高处。g取10 N/kg。 (1)若火场距离最近的水源100 km，求飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间； (2)求飞机的最大起飞重力； (3)求飞机吸水的功率。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)由v＝可得，飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间： t＝＝＝0.2 h＝720 s； (2)飞机的最大起飞重力： G＝mg＝53 500 kg×10 N/kg＝5.35×105 N； (3)飞机对水做的功： W＝Gh＝m水gh＝12 000 kg×10 N/kg×4 m＝4.8×105 J， 飞机吸水的功率：P＝＝＝2.4×104 W。 2025版 物理 安徽专版 3．(2024·潜山市模拟)如图所示，将物体提到高度为h的平台上有两种方法：第一种方法是直接沿竖直方向匀速提起，此时需要施加的拉力为F1＝100 N；第二种方法是用平行于斜面的拉力F2＝25 N的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。已知斜面长s＝5 m，高h＝1 m，两次均用时25 s；请计算： (1)用斜面提升物体时，拉力F2的功率P； (2)斜面对物体摩擦力f的大小。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)用斜面提升物体时，拉力F2 所做的总功： W总＝F2s＝25 N×5 m＝125 J， 拉力F2做功的功率：P＝=＝5 W； (2)有用功：W有＝F1h＝100 N×1 m＝100 J， 额外功：W额＝W总－W有＝125 J－100 J＝25 J， 斜面对物体的摩擦力：f＝=＝5 N。 2025版 物理 安徽专版 (二)压强、浮力类相关计算 4．(2024·肥东县模拟)用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲，然后将其逐渐浸入水中，如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况，求：(g取10 N/kg) (1)圆柱体受的最大浮力； (2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强； (3)圆柱体的密度。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)由图可知，圆柱体重G＝2 N，当圆柱体浸没时，弹簧测力计的示数F′＝1.4 N，故圆柱体受到的最大浮力(全浸入时)： F浮＝G－F′＝2 N－1.4 N＝0.6 N； (2)由图知，圆柱体刚浸没时下表面所处的深度： h＝12 cm＝0.12 m， 圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强： p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m＝1 200 Pa； (3)圆柱体的质量：m＝ 根据F浮＝ρ水gV排可得，圆柱体的体积： V＝V排＝ =＝6×10－5 m3， 圆柱体的密度：ρ＝=≈3.3×103 kg/m3。 2025版 物理 安徽专版 5．(2024·安徽模拟)某同学利用家里的电子秤、玻璃杯、金属块、水、酱油、细线等器材，探究“浮力大小是否与液体密度有关”的实验。(水的密度为1.0×103 kg/m3)他们利用调好的电子秤进行了以下操作：①烧杯中装适量水，用电子秤称出烧杯和水的质量，如图甲所示为250 g；②将金属块悬挂在细线上，让其浸没在水中，电子秤示数如图乙所示为350 g；③烧杯中装适量酱油，用电子秤称出烧杯和酱油的质量，如图丙所示为260 g；④将金属块悬挂在细线上，让其浸没在酱油中，电子秤示数如图丁所示为375 g；求： 2025版 物理 安徽专版 (1)金属块在浸没在水中所受浮力； (2)金属块的体积； (3)酱油的密度。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)图乙中，金属块悬挂在细绳上，金属块受到水竖直向上的浮力，物体间力的作用是相互的，金属块给水一个竖直向下的压力，作用在容器的底部，导致电子秤的示数增加，对比图甲，增加的压力和浮力大小相等，所以在水中金属块受到的浮力： F浮水＝(m乙－m甲)g＝(0.35 kg－0.25 kg)×10 N/kg＝1 N； (2)图乙中金属块浸没在水中，所以金属块的体积等于它排开水的体积，即 V＝V排＝ =＝1×10－4 m3； 2025版 物理 安徽专版 (3)金属块浸没在酱油中受到的浮力： F浮酱油＝(m丁－m丙)g＝(0.375 kg－0.26 kg)×10 N/kg＝1.15 N， 金属块在水和酱油中浸没时V排不变，由阿基米德原理可得， ρ酱油＝==1.15×103 kg/m3。 2025版 物理 安徽专版 6．(2024·安庆模拟)“曹冲称象”是家喻户晓的故事。某兴趣小组模仿故事里的描述，制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中，如图所示。已知玻璃杯的质量为0.2 kg，底面积为2×10－3 m2，高度为0.25 m。 (1)将杯子开口向上竖直放入水中时(水未进入杯内)，求杯子受到的浮力； (2)求此时杯子浸入水中的深度(该“浮力秤”的零刻度位置)； (3)求此“浮力秤”的最大称量。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)杯子所受的重力： G＝mg＝0.2 kg×10 N/kg＝2 N， 因为杯子漂浮在水面上，所以F浮＝G＝2 N； (2)此时杯子排开水的体积： V排＝==2×10-4 m3, 此时杯子浸入水中的深度： h＝=＝0.1 m； (3)当杯子下沉的深度为0.25 m时，杯子受到的最大浮力： F′浮＝ρ水gV排′＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×10－3 m2×0.25 m＝5 N， 则此“浮力秤”的最大称量： F＝F′浮－G＝5 N－2 N＝3 N。 2025版 物理 安徽专版 7．(2024·庐江县模拟)如图所示，用一根细线(质量和体积均不计)将A、B两个实心物体相连接并轻轻地放入水中，当两物体保持静止时，正方体A的上表面恰好与水面平齐。已知正方体A的边长为10 cm、重量为8 N；球形物体B的重量为7 N(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3)。求： (1)A物体下表面受到水的压力； (2)细线对物体A的拉力； (3)物体B的密度。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)由于当两物体保持静止时，正方体A的上表面恰好与水面平齐，则A下表面所处的深度： h＝LA＝10 cm＝0.1 m， A下表面所受水的压强： p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1×103 Pa， A下底面的面积： SA＝L2A＝(10 cm)2＝100 cm2＝1×10－2 m2， 根据p＝可得，A下底面受到水的压力： FA＝pSA＝1×103 Pa×1×10－2 m2＝10 N； 2025版 物理 安徽专版 (2)A的体积： VA＝L3A＝(10 cm)3＝1 000 cm2＝1×10－3 m3， 则A受到的浮力： F浮A＝ρ水VAg＝1.0×103 kg/m3×1×10－3 m3×10 N/kg＝10 N， 细线对A的拉力： TA＝F浮A－GA＝10 N－8 N＝2 N； 2025版 物理 安徽专版 (3)因为A、B恰好悬浮，所以B受力平衡，即F浮B＋TA＝GB，则 F浮B＝GB－TA＝7 N－2 N＝5 N， 根据F浮＝ρ水V排g可得，物体B的体积： VB＝VB排＝=5×10-4 m3， B的质量：mB＝==0.7 kg， B的密度：ρB＝==1.4×103 kg/m3。 2025版 物理 安徽专版 8．(2024·安徽模拟)如图所示，底面积为100 cm2的圆柱形容器里盛满水，将一个底部粗糙的金属碗轻轻地放在容器中的水面上，水溢出一部分。将金属碗取出，水面下降了10 cm；再将金属碗沉入水中，静止在容器底部，液面又上升了2 cm。(已知水的密度为ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) (1)求金属碗漂浮时的浮力； (2)金属碗漂浮在水面和沉入水底，求水对容器底 部的压强变化量； (3)金属碗静止在容器底部时，求容器对金属碗的支持力。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)金属碗漂浮时排开水的体积： V排＝Sh1＝100 cm2×10 cm＝1 000 cm3＝1×10－3 m3， 金属碗漂浮时受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N； (2)金属碗漂浮在水面和沉入水底时，容器内水深度下降的高度： h3＝h1－h2＝10 cm－2 cm＝8 cm＝0.08 m， 水对容器底部的压强变化量： Δp＝ρ水gh3＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m＝800 Pa； 2025版 物理 安徽专版 (3)因金属碗漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，所以，金属碗的重力 G＝F浮＝10 N，金属碗沉底时排开水的体积： V排′＝Sh2＝100 cm2×2 cm＝200 cm3＝2×10－4 m3， 金属碗静止在容器底部时，受到的浮力： F浮′＝ρ水gV排′＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×10－4 m3＝2 N， 对金属碗受力分析可知，受到竖直向上的支持力和浮力、竖直向下的重力作用，由金属碗受到的合力为零可得：F支持＋F浮′＝G， 则F支持＝G－F浮′＝10 N－2 N＝8 N。 2025版 物理 安徽专版 9．(2024·上海改编)如图甲，将盛有液体的容器A、B竖直放在水平面上。A中液体未知，B中液体为水，容器的质量和厚度都忽略不计。 (1)若A容器中液体质量为1.2 kg，受力面积为1.2×10－3 m2，求A容器对地面压强pA； (2)若B容器中水的质量为1.5 kg，求B中水的体积V水； (3)如图乙，若在B容器中再加入一定水， 则此时水的深度为0.2 m，将容器B放进 容器A中，容器A的液面比容器B的水面 高0.05 m。求此时A容器中液体的密度。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)A容器对地面的压力： FA＝GA＝mAg＝1.2 kg×10 N/kg＝12 N， A容器对地面的压强： pA＝==1×104 Pa； (2)若B容器中水的质量为1.5 kg，B中水的体积： V水＝==1.5×10-3 m3； (3)容器B在A容器中的深度： h液＝h水＋Δh＝0.2 m＋0.05 m＝0.25 m， 此时B容器底的压强：p水＝p液，ρ水gh水＝ρ液gh液， 则A容器中液体的密度： ρ液＝==0.8×103 kg/m3。 2025版 物理 安徽专版 (三)简单机械类相关计算 10．(2024·广州)如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1 s内，将重为9×103 N的建筑材料沿竖直方向匀速提升1 m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×103 N； (1)支腿做成“ ”形而非“ ”形的作用是 ； (2)求钢丝绳自由端的移动速度； (3)求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。 减小压强 2025版 物理 安徽专版 解：(2)由图知物体有3段绳子承担，n＝3，钢丝绳移动的距离： s＝nh＝3×1 m＝3 m， 钢丝绳自由端的移动速度： v＝＝＝3 m/s； (3)滑轮组做的总功： W总＝Fs＝5×103 N×3 m＝1.5×104 J， 拉力F的功率：P＝==1.5×104 W， 使用该滑轮组做的有用功： W有用＝Gh＝9×103 N×1 m＝9×103 J， 此时该滑轮组做的机械效率： η＝==60%。 2025版 物理 安徽专版 11．(2024·瑶海区模拟)俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成如图乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体重为750 N，OA长为1 m，OB长为1.5 m。 (1)图乙中，地面对手的力F1与身体垂 直，求F1的大小； (2)图丙所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)如图1所示，O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂 为lB，依据杠杆的平衡条件F1lB＝GlA可得 F1＝＝＝500 N； (2)小京手扶栏杆时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为lA′，F2的力臂为lB′，依据杠杆的平衡条件，F2lB′＝GlA′可得 F2＝，由图可知：lA′＜lA，lB′＝lB，因此F2＜F1。 2025版 物理 安徽专版 12．(2024·包河区模拟)盘山公路是指盘绕山体修筑建造的公路，属于山路的一种类型，如图甲所示。盘山公路可以简化成如图乙所示的物理模型——斜面。一辆载重汽车的总质量为10 t，在大小恒为3×104 N的牵引力作用下，沿盘山公路行驶8 km到达高度为1.8 km的山顶(忽略载重汽车的体积大)。 (1)求在该过程中，载重汽车克服斜面摩擦力所做的额外功大小； (2)求在上述过程中，该斜面的机械效率； 2025版 物理 安徽专版 (3)如果某段盘山公路的长为s，高度为h，一辆总重为G的载重汽车以恒定的输出功率P沿着该段盘山公路匀速行驶到山顶，所用时间为t，该汽车在盘山公路行驶过程中所受的摩擦力大小恒为f(不计空气阻力)。请利用功的原理(即任何机械都不省功)推导出载重汽车在该盘山公路上行驶过程中所受的摩擦力f的表达式。[要求利用(3)中已知的物理量符号表示，不需要带物理量单位] 2025版 物理 安徽专版 解：(1)汽车的重力：G＝mg＝10×103 kg×10 N/kg＝1×105 N， 克服汽车重力做的有用功： W有用＝Gh＝1×105 N×1.8×103 m＝1.8×108 J， 牵引力做的总功： W总＝Fs＝3×104 N×8×103 m＝2.4×108 J， 克服摩擦力做的额外功： W额＝W总－W有用＝2.4×108 J－1.8×108 J＝6×107 J； (2)斜面的机械效率： η＝＝=75%; 2025版 物理 安徽专版 (3)推导：牵引力做的功为总功：W总＝Pt， 克服重力做的功为有用功：W有用＝Gh， 克服摩擦力做的额外功： W额＝W总－W有用＝Pt－Gh， 由W额＝fs得摩擦力： f＝=。 2025版 物理 安徽专版 (四)电学类相关计算 类型1：简单电路类 13．(2024·吉林)小明同学设计了车载加热垫，其简化电路图如图所示，电源电压恒为12 V，R1、R2为阻值一定的电热丝。闭合开关S1、S2，通过R1、R2的电流分别为0.6 A、0.4 A。求： (1)电热丝R1的电阻； (2)此时电路的总电功率。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I＝可得，电热丝R1的电阻： R1＝＝＝20 Ω； (2)此时并联电路的总电功率： P＝UI＝12 V×(0.6 A＋0.4 A)＝12 W。 2025版 物理 安徽专版 14．(2024·贵州)如图所示电路，电源电压U＝3 V保持不变，定值电阻R1＝5 Ω，闭合开关S，电压表示数为2 V。求： (1)定值电阻R2两端的电压U2; (2)通过定值电阻R1的电流I1； (3)通电10 s整个电路电流所做的功。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)由图可知，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，根据串联分压特点可得，定值电阻R2两端的电压： U2＝U－U1＝3 V－2 V＝1 V； (2)由欧姆定律可得，通过R1的电流： I1＝＝＝0.4 A； (3)根据串联电路电流特点可知整个电路的电流为I＝I1＝0.4 A，则整个电路电流做的功： W＝UIt＝3 V×0.4 A×10 s＝12 J。 2025版 物理 安徽专版 类型2：动态电路类 15．(2024·六安模拟)如图所示的电路中，电源电压为9 V且保持不变，闭合开关后，当滑动变阻器滑片在最右端时，电流表示数为0.3 A，滑动变阻器消耗功率为1.8 W；当滑动变阻器移至中点时，电压表示数变化了1 V，此时小灯泡恰好正常发光，求： (1)滑动变阻器的最大阻值； (2)滑片P移至中点时电流表的示数； (3)小灯泡的额定功率。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)当滑动变阻器滑片在最右端时，滑动变阻器两端电压： U1＝==6 V, 滑动变阻器的最大电阻： Rmax＝==20 Ω； (2)当滑动变阻器在中点时：U2＝U1－1 V＝5 V， 电流表的示数：I2＝==0.5 A； (3)灯泡两端电压：U3＝U－U2＝9 V－5 V＝4 V， 小灯泡的额定功率：P额＝U3I2＝4 V×0.5 A＝2 W。 2025版 物理 安徽专版 16．(2024·合肥模拟)如图所示的电路，电源电压为6 V保持不变，R2＝50 Ω，小灯泡L上标有“6 V　3.6W”字样(不考虑灯丝电阻随温度的变化)。 (1)当开关S闭合，S1、S2断开时，求电流表示数为0.2 A时R1的阻值； (2)当开关S1断开，S、S2闭合时，求通电10 s小灯泡L消耗的电能； (3)当开关S、S1、S2均闭合时，求整个电路消耗的功率。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)根据P＝可知，小灯泡L的电阻： RL＝＝＝10 Ω， 当开关S闭合、S1、S2断开时，L与R1串联，电流表测量电路电流，且电流表示数为0.2 A，电路中的总电阻： R总＝＝＝30 Ω， R1的阻值： R1＝R总－RL＝30 Ω－10 Ω＝20 Ω； 2025版 物理 安徽专版 (2)当开关S1断开，S、S2闭合时，电路为只有小灯泡L的简单电路，通电10 s小灯泡L消耗的电能： W＝t＝×10 s＝36 J； (3)当开关S、S1、S2均闭合时，L与R2并联，电路中的总电阻最小，电路消耗的总功率： P＝＋＝＋＝4.32 W。 2025版 物理 安徽专版 (五)多挡位家用电器类相关计算 17．(2024·苏州)某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2，S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4 A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25 A。求： (1)R1的阻值； (2)电饭锅高温挡的功率； (3)保温16 min分压电阻R2产生的热量。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)R1的阻值： R1＝＝＝55 Ω； (2)高温挡功率：P高＝UI高＝220 V×4 A＝880 W； (3)R2的阻值： R2＝－R1＝－55 Ω＝825 Ω， 保温16 min R2产生的热量 ： Q＝I2保R2t＝(0.25A)2×825 Ω×16×60 s＝4.95×104 J。 2025版 物理 安徽专版 18．(2024·深圳)图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如下表所示。 (1)孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是 多少？ (2)R2的阻值是多少？ (3)孵化器在加热挡正常工作 5 min 消耗电能是 多少？小芳同学算出水在这段时间吸收热量 2.16×104 J，则孵化器对水加热的效率是多少？ 额定U 220 V 额定 功率 加热挡 80 W 保温挡 22 W 2025版 物理 安徽专版 解：(1) 由P＝UI得通过R2的电流： I＝＝＝0.1 A； (2) 由P＝UI，I＝得P＝，则R2的电阻： R2＝＝＝2 200 Ω； (3)孵化器消耗的电能： W＝P加t＝80 W×5×60 s＝2.4×104 J， 孵化器对水加热的效率： η＝＝＝90%。 2025版 物理 安徽专版 19．(2024·广州)某电热敷腰带如图甲所示，有 高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化 电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2 的阻值均为1 100 Ω，通过旋转开关可以实现挡 位切换。把电热敷腰带接入220 V的家庭电路中。 (1)旋转开关转至 (选填“ab”“bc”“cd”或“de”)时，电热敷腰带处于高温挡工作，理由: ； (2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25 A，求通电10 min消耗的电能； (3)旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为22 W，求电路的总电流； (4)旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率。 de 旋转开关转至de时，电路电阻最小，电功率最大 2025版 物理 安徽专版 解：(2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25 A，通电10 min消耗的电能： W＝UIt＝220 V×0.25 A×10×60 s＝3.3×104 J； (3)旋转开关转至bc时，电路的总电流： I1＝＝＝0.1 A； (4)旋转开关转至cd时，只有R2工作，为中温挡，电热敷腰带的功率： P中＝＝＝44 W。 2025版 物理 安徽专版 (六)力、热、电综合计算 类型1：力、热综合计算 20．(2024·湖北)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，其应用流程如下。 2025版 物理 安徽专版 (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 2025版 物理 安徽专版 (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。 ①求卡车的行驶速度； ②求卡车所受牵引力； 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？(燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107 J/kg) 2025版 物理 安徽专版 解：(2)由p＝得瓶内1 cm2表面上受到气体的压力： F＝pS＝3.5×107 Pa×1×10－4 m2＝3.5×103 N； (3)①卡车的行驶速度： v＝＝＝72 km/h＝20 m/s； ②根据W＝Pt可得卡车输出能量： W＝172 kW×1 h＝172 kW·h＝172×3.6×106 J＝6.192×108 J， 由W＝Fs可得卡车匀速行驶72 km所受牵引力： F＝＝＝8.6×103 N； 2025版 物理 安徽专版 ③由效率的定义η＝＝，可得 Q＝＝＝1.72×109 J， 由Q＝qm可得需要的燃油： m燃油＝＝＝40 kg， 减排的二氧化碳： m二氧化碳＝3.3m燃油＝132 kg。 2025版 物理 安徽专版 类型2：力、电综合计算 21．(2024·成都)小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置，其示意图如图甲，物体放在有弹簧支撑的托盘上，弹簧底部固定，该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP与被测物体重力G的关系图象。电源电压恒为24 V，定值电阻R0为 30 Ω，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～15 V， 变阻器标有“50 Ω　1 A”。 (1)闭合开关S，当电流表示数I＝0.4 A 时，求物体的重力G； (2)在保证电路各元件安全的情况下，求 R的变化范围。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)当电流表示数I＝0.4 A时，电路中的总电阻：R＝＝＝60 Ω， 此时RP大小：RP＝ R－R0＝60 Ω－30 Ω＝30 Ω， 根据图乙可知，此时物体重力为4 N； (2)因电压表的量程为0～15 V，故R0能通过的最大电流： I0＝＝＝0.5 A， 结合电流表量程、滑动变阻器允许通过的最大电流可得，电路的最大电流：Imax＝I0＝0.5 A， 此时RP的最小阻值： Rmin＝－R0＝－30Ω＝18 Ω， 当物体重力为0时，RP取最大阻值50 Ω，此时电路安全，故Rmax＝50 Ω， 所以RP的变化范围为18～50 Ω。 2025版 物理 安徽专版 22．(2024·砀山县模拟)为了动态监测学生的体重情况，科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒为6 V，定值电阻R0＝5 Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6 A，踏板重力不计。 (1)闭合开关S，当体重计空载时，求电路中的电流； (2)电流表上0.3 A刻度处应该标多大的体重值？ (3)小组成员认为，也可以用电压表改装成 体重计，现要求随着体重的增加，电压表 示数增大，试分析电压表应该并联在什么 位置？若电压表量程为0～3 V，求电压表 改装的体重计能够称量的最大体重是多少？ 2025版 物理 安徽专版 解：(1)由图乙可知，空载时压敏电阻的阻值为45 Ω，根据电阻的串联和欧姆定律可知，电路中的电流： I1＝＝＝0.12 A； (2)当电流表示数为0.3 A时，此时压敏电阻的阻值： R′＝－R0＝－5 Ω＝15 Ω， 由图乙可知，压力大小为600 N，即G＝F＝600 N，则电流表上0.3 A刻度处的体重值： m＝＝＝60 kg； 2025版 物理 安徽专版 (3)由于压敏电阻R的阻值随着所受到的压力增大而减小，且要求随着体重的增加，电压表示数增大，所以当压力越大时，压敏电阻的阻值越小，即电路总电阻越小，则电路电流越大，由U＝IR可知，定值电阻两端电压越大，因此电压表需与R0并联； 根据电压表量程可知，电压表的最大示数为3 V，即R0两端的最大电压为 3 V，则此时通过R0的最大电流：I大＝＝＝0.6 A， 根据串联电路的特点可知，通过压敏电阻R的电流I′＝I大＝0.6 A，压敏电阻R两端的电压：UR＝U－U0大＝6 V－3 V＝3 V， 根据欧姆定律可知，此时压敏电阻的阻值： R′＝＝＝5 Ω， 由图乙可知，此时压敏电阻受到的压力为1 200 N，即G大＝F大＝1 200 N，故该体重计能称量的最大体重：m大＝＝＝120 kg。 2025版 物理 安徽专版 类型3：电、热综合计算 23．(2024·自贡)图甲是琪琪家某型号电热加湿器的电路图，如表所示为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2＝3R1，S为开关，1、2、3为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换。 (1)求电热加湿器处于“低挡”位置时的发热功率； (2)某次使用电热加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。图乙是使用电热加湿器工作21 min的P－t图象，如果“高挡”加热产生的热量全部被水吸收，则此次“高挡”加热可以使注水仓中冷水的温度升高多少 ℃？[水的密度是1.0×103 kg/m3，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] 2025版 物理 安徽专版 (3)一天琪琪断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在“低挡”加热，发现家中如图丙所示计量正常的电能表的转盘在10 min 内转了60圈，则加湿器的“低挡”实际加热功率是多少？ 额定电压/V 220 高挡功率/W 440 低挡功率/W 未知 最大注水量/L 2 2025版 物理 安徽专版 解：由图甲知，开关S接1触点时，电路断路，为关；开关S接2触点时两电阻串联，开关S接3触点时只有R1接入电路；电源电压一定，由P＝可知，接2触点时电阻最大，总功率最小，为低挡；接3触点时电阻最小，总功率最大，为高挡。 (1)由表格数据知，高挡功率：P高＝440 W， 由P＝可得，R1的阻值： R1＝＝＝110 Ω， 由题知，R2的阻值：R2＝3R1＝3×110 Ω＝330 Ω， 则低挡的发热功率： P低＝＝＝110 W； 2025版 物理 安徽专版 (2)加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，此时注水仓中水的质量： m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×2×10－3 m3＝2 kg， 由图乙知，工作21 min时，其中高挡工作时间为7 min，低挡工作时间为14 min，则在高挡正常工作时消耗的电能： W高＝P高t高＝440 W×7×60 s＝1.848×105 J， 如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，即 Q吸＝W＝1.848×105 J， 由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温度：Δt＝＝＝22 ℃， (3)由题可知，加湿器在10 min内消耗的电能： W′＝＝ kW·h＝6×104 J， 加湿器在低挡加热的实际功率： P′＝＝＝100 W。 2025版 物理 安徽专版 24．(2024·福建)小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44 Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20 ℃的恒温箱中。烧制炉接入220 V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01 A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200 W。测试时，第一次调节R的阻值为1 Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为400 ℃；第二次调节R的阻值为4 Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1 000 ℃。 2025版 物理 安徽专版 (1)烧制炉处于加热状态时，求通过R1的电流； (2)烧制炉处于保温状态时，求R2的阻值； (3)温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。 2025版 物理 安徽专版 解：(1)烧制炉加热状态时，加热电路中只有R1工作，通过R1的电流： I1＝＝＝5 A； (2)烧制炉保温状态时，R1与R2串联，根据P＝可得 R总＝＝＝242 Ω， R2的阻值：R2＝R总－R1＝242 Ω－44 Ω＝198 Ω； 2025版 物理 安徽专版 (3)温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即U温差＝k(t－t0)，U温差＝I(R＋R0)，则 k(t－t0)＝I(R＋R0)，t0＝20 ℃，I＝0.01 A， 第一次测试： R′＝1 Ω，t1＝400 ℃，k(t1－t0)＝I(R′＋R0)①， 第二次测试： R″＝4 Ω，t2＝1 000 ℃，k(t2－t0)＝I(R″＋R0)②， 代入数据，联立①②解得： R0＝0.9 Ω，k＝5×10－5 V/℃， R＝(5×10－3t－1) Ω。 2025版 物理 安徽专版 $$