5.专题3 中考第23题-【加速度中考】2025年陕西中考物理精准巧练课件

2025陕西中考·物理 《精准巧练》 《练透教材》 《答案精析》 《中考进阶练》 专题3　中考第23题 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 1 1．[2024泸州]钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具，其主要由鱼钩、铅坠、浮漂(7颗相同浮子)构成，该钓具各部分参数如表所示。假如垂钓时，浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上，漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上，为浮子的理想状态(忽略鱼线弯曲造成的影响，即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用)。 力学综合题 第1题图甲 名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线 质量m/kg 4×10－4 9×10－4 4×10－4 不计 体积V/m3 8×10－7 1×10－7 不计 不计 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 1 如图乙所示，某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时，鱼饵的质量为1.5×10－3 kg，体积为1×10－6 m3，沉到水底后未与塘底紧密接触，有4颗浮子浸没在水下，有3颗浮子漂浮在水面上，且浮子处于理想状态。取ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，则： (1)浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大？ 力学综合题 第1题图乙 解：(1)浸没在水中的1颗浮子受到的浮力 F浮子＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8×10－7 m3＝0.008 N 4颗浮子受到的总浮力F浮子总＝4F浮子＝4×0.008 N＝0.032 N 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (2)当鱼饵静止在水平塘底时，鱼饵受到的支持力为多大？ 名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线 质量m/kg 4×10－4 9×10－4 4×10－4 不计 体积V/m3 8×10－7 1×10－7 不计 不计 (2)浮子、铅坠、鱼钩和鱼饵整体处于平衡状态，它们受到的浮力、重力和支持力合力为0；铅坠受到的浮力F浮铅＝ρ水gV排铅＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－7 m3＝0.001 N 鱼饵受到的浮力F浮饵＝ρ水gV排饵＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－6 m3＝0.01 N 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 根据力的平衡关系可知 F浮子总＋F浮铅＋F浮饵＋F支＝G浮子总＋G铅＋G饵＋G鱼钩＝(m浮子总＋m铅＋m饵＋m鱼钩)g 代入数据得 0.032 N＋0.001 N＋0.01 N＋F支＝(4×4×10－4 kg＋9×10－4 kg＋1.5× 10－3 kg＋4×10－4 kg)×10 N/kg 解得F支＝0.001 N 名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线 质量m/kg 4×10－4 9×10－4 4×10－4 不计 体积V/m3 8×10－7 1×10－7 不计 不计 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，浮子仍处于理想状态，水面下浸没的浮子有多少颗？ 名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线 质量m/kg 4×10－4 9×10－4 4×10－4 不计 体积V/m3 8×10－7 1×10－7 不计 不计 (3)当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，浸没在水下的浮子、铅坠和鱼钩处于悬浮状态，设浸没在水下浮子的个数为n，根据力的平衡关系可知 nF浮子＋F浮铅＝nG浮子＋G铅＋G鱼钩＝(nm浮子＋m铅＋m鱼钩)g 代入数据得n×0.008 N＋0.001 N＝(n×4×10－4 kg＋9×10－4 kg＋4× 10－4 kg)×10 N/kg 解得n＝3 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 2．[2024武汉]2024年4月19日，我国海洋油气生产平台“海基二号”总体结构完成安装，它刷新了高度、质量、作业水深和建造速度等多项亚洲纪录，“海基二号”由上部组块和水下的导管架组成。图甲是质量为6×104 t的“海洋石油229”驳船将质量为3.7×104 t的导管架运载至安装海域的情景。(海水的密度为1.0×103 kg/m3) 第2题图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 （1）如图甲所示，导管架的底部固定着4块面积非常大的钢板，这4块钢板的作用是 。“海基二号”在指定海域成功安装后，这4块钢板处于水深324 m的海底处，它们受到海水的压强是 Pa。 （2）导管架和驳船拖航的速度约为100 m/min，它们到达240 km外的安装海域所需要的时间约为 h。导管架和驳船沿直线向右匀速航行时，若以图乙中的长方形表示驳船上的导管架，请在图中画出导管架受力的示意图。 增大受力面积来减小压强 3.24×106 40 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 （3）这次海上安装采用了滑移下水的方式：工程人员将驳船船头水舱的水排出一部分，又向船尾水舱注入一部分水，使驳船小角度倾斜，最后将驳船和导管架之间的连接点切割分离，导管架就在自身重力作用下顶端朝前沿着轨道滑入海中。若驳船船头水舱排出的水和船尾水舱注入的水的体积分别为2.2×103m3和6×103m3时，导管架顶端浸入海水中的体积为200 m3，则驳船和固定在驳船上的导管架总共受到的浮力是多少？ 解：(3)驳船小角度倾斜前，驳船和导管架的总重力 G总＝(m驳＋m架)g＝(6×104×103 kg＋3.7×104×103 kg)×10 N/kg＝9.7×108 N 驳船小角度倾斜时，水舱中水增加的重力 ΔG＝Δmg＝ρ海水gΔV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(6×103 m3－2.2×103 m3)＝3.8×107 N 驳船小角度倾斜时处于漂浮状态，总浮力等于总重力，即 F浮总＝G总＋ΔG＝9.7×108 N＋3.8×107 N＝1.008×109 N 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 2 1．[2024湖北]小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关。将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0 A；当温度升到130 ℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02 A，当温度降到100 ℃时，S又回到位置“1”。 多挡位家用电器类综合题 第1题图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (1)求R1的阻值。 解:(1)当S在位置“1”时,R1接入电路,电路中的电流为5.0 A,由 I= 可得,R1的阻值R1===44 Ω (2)求挂烫机待机状态的功率。 (2)当S在位置“2”时，R2接入电路，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02 A，则挂烫机待机状态的功率P待机＝UI2＝220 V×0.02 A＝4.4 W 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)熨烫过程中，电路的电流随时间变化图象如图丙，求挂烫机0～150 s消耗的电能。 (3)挂烫机加热状态时的功率P加热＝UI1＝220 V×5.0 A＝1 100 W 由图丙得，挂烫机在0～150 s内，加热时间t加热＝30 s＋(120 s－50 s)＝100 s 待机时间t待机＝(50 s－30 s)＋(150 s－120 s)＝50 s 则挂烫机0～150 s消耗的电能 W＝P加热t加热＋P待机t待机＝1 100 W×100 s＋4.4 W×50 s＝110 220 J 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (4)请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语(合理即可)。 (4)从使用安全或节能的角度，设计的提示语可以为：①通电即加热，请注意防烫；②使用完请及时拔掉插头；③高温蒸汽，请勿对人；④切勿用手触碰电热板；⑤使用时请勿离人；⑥使用时请勿覆盖等。 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 2．[2024重庆B]如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中R1的阻值为48.4 Ω，R1和R2均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温挡，正常工作时，保温挡功率为110 W。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 第2题图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (1)求饮水机在保温挡正常工作时的电流。 (2)当只有饮水机工作时，将3 kg水从10 ℃加热到100 ℃，加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率η。 解:(1)保温挡功率P保温=110 W,由P=UI得,饮水机在保温挡正常工作时的电流 I保温===0.5 A (2)水吸收的热量 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×3 kg×(100 ℃-10 ℃)= 1.134×106 J 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 饮水机消耗的电能 W=1 862.59 kW·h-1 862.24 kW·h=0.35 kW·h=0.35×3.6× 106 J=1.26×106 J 则饮水机的加热效率 η=×100%=×100%=90% 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天1 m2太阳能电池一天能发电0.4 kW·h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3 h，保温时间计为8 h，求至少要安装多大面积的太阳能电池。 (3)S 1闭合时为加热挡,加热挡的功率 P加热===1 000 W=1 kW 每天加热3 h消耗的电能 W加热=P加热t加热=1 kW×3 h=3 kW·h 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 保温挡功率 P保温=110 W=0.11 kW 每天保温8 h消耗的电能 W保温=P保温t保温=0.11 kW×8 h=0.88 kW·h 则饮水机每天需消耗的电能 W=W加热+W保温=3.88 kW·h 3天需消耗的电能 W总=3.88 kW·h×3=11.64 kW·h 则至少需要太阳能电池的面积 S==29.1 m2 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 3.[2024陕师大附中二模]小峰家新买了一款电烤箱,共有三个挡位,其简化电路如图甲所示,R1、R2均为加热电阻,可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换。电烤箱的相关参数如表所示,求: 第3题图 额定电压 220 V 高温挡功率   中温挡功率 605 W 低温挡功率 302.5 W 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (1)电烤箱在低温挡正常工作时的电流。 额定电压 220 V 高温挡功率   中温挡功率 605 W 低温挡功率 302.5 W 解：由图甲可知，旋转开关连接1时，R1、R2串联，总电阻最大，此时电功率最小，处于低温挡；旋转开关连接2时，电路只连接R1，此时电功率较大，为中温挡；旋转开关连接3时，R1、R2并联，总电阻最小，此时电功率最大，为高温挡。 (1)由P＝UI可得，电烤箱在低温挡正常工作时的电流 I低温===1.375 A 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (2)电烤箱中R2的阻值。 额定电压 220 V 高温挡功率   中温挡功率 605 W 低温挡功率 302.5 W (2)中温挡时,电路中电阻 R中温=R1===80 Ω 低温挡时的电阻 R低温=R1+R2===160 Ω 则R2=R低温-R1=160 Ω-80 Ω=80 Ω 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)电烤箱的额定高温挡功率。 额定电压 220 V 高温挡功率   中温挡功率 605 W 低温挡功率 302.5 W (3)电烤箱高温挡时的功率 P高温=P1+P2=+=+=1 210 W 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (4)在用电高峰期，家庭电路中的实际电压会有所改变。某次用电高峰期，单独让电烤箱在高温挡工作3 min，图乙中的电能表表盘转了100圈，求用电器两端的实际电压。 额定电压 220 V 高温挡功率   中温挡功率 605 W 低温挡功率 302.5 W (4)2 000 r/(kW·h)表示的是电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表表盘转了 2 000 r,当t=3 min=180 s,电能表表盘转100圈时,电烤箱消耗的电能 W实= kW·h=0.05 kW·h=0.05×3.6×106 J=1.8×105 J 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 电烤箱的实际功率 P实===1 000 W 由P实=+且R1=R2得,P实=,则实际电压 U实===200 V 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 3 1.[2024铁一中六模]小帅为农场的储水箱设计了一个自动注水控制装置。如图,水箱高为1 m,容积为0.8 m3,在其底部竖直放置一重5 N的长方体,长方体高为1 m、底面积为0.02 m2,上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触,此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小,部分数据如表。 电磁继电器类家用电器综合题 压力F/N 180 185 190 195 200 压敏电阻R/Ω 18 17 16 14 12 第1题图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 控制电路电源电压U=12 V,定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5 A时,电磁铁将衔铁吸合,工作电路断开,水泵停止给储水箱注水。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。 (1)实现自动控制的电磁继电器的主要原件有电磁铁,其工作原理是利用了电流的__________;若水泵的额定功率为440 W,正常工作时通过的电流是多少?  磁效应 解:(1)由P=UI可得,水泵正常工作时通过的电流I1===2 A 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (2)要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作,R0应为多少? (2)长方体的体积V=Sh=0.02 m2×1 m=0.02 m3 长方体浸没在水中,其排开水的体积V排=V=0.02 m3 则长方体受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m3=200 N 此时压敏电阻受到的压力F压=F浮-G=200 N-5 N=195 N 由表可知,R压=14 Ω,控制电路总电阻R总===24 Ω 则定值电阻R0的阻值 R0=R总-R压=24 Ω-14 Ω=10 Ω 压力F/N 180 185 190 195 200 压敏电阻R/Ω 18 17 16 14 12 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)如图,从水箱顶部给空水箱注满水的过程中,水的重力所做的功是多少? (3)根据ρ=可得,当空水箱注满水时,水的质量 m水=ρ水(V箱-V)=1.0×103 kg/m3×(0.8 m3-0.02 m3)=780 kg 在从水箱顶部给空水箱注满水的过程中,把整箱水看作整体,水的重心下降高度是水箱高度的二分之一,则水的重力所做的功 W=G水h水=m水gh=×780 kg×10 N/kg×1 m=3 900 J 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 4 1.[2024烟台]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24 V的电源、量程为0~15 V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 方案改进、设计、评估类综合题 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 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所在位置之间的阻值和a、P之间的距离成正比。求: 第1题图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (1)定值电阻R0在电路中的作用是什么,阻值为多少。 解:(1)定值电阻R0在电路中的作用:①与R串联分压,使电压表的示数随滑片位置改变而改变;②保护电路 滑片在b端时的电流 I===0.15 A R0两端电压U0=U-UR=24 V-15 V=9 V R0的阻值R0===60 Ω 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (2)整个电路消耗的电功率的变化范围是多少。 (2)滑片在b端,电路电阻最大,电功率最小,电路的电功率 Pb=UI=24 V×0.15 A=3.6 W 滑片在a端,电路电阻最小,电功率最大,电路的电功率Pa===9.6 W 则整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6~9.6 W。 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (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。 (3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,滑动变 阻器的阻值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=,此时电压表示数U'R==≈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。 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (4)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。 (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,在图丙方框内画出,并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。 如答图所示 第1题答图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 2.[2024重庆B]如图所示,是某型号水下机器人。该机器人可以通过三种方式控制浮沉, 第一种是机器人内部水舱充放水,水舱的容积为4×10-3 m3;第二种是利用推进器提供竖直向上的推力F推, F推可以在0~30 N之间调节;第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块,每个浮块质量均为0.4 kg, 体积均为1×10-3 m3。已知该机器人水舱未充水时的质量为9.5 kg, 未装浮块时, 机器人的总体积为1.2×10-2 m3(体积不变,含机械臂), ρ水=1×103 kg/m3, g取10 N/kg。 (1)求150 m深处水的压强。 解:(1)150 m深处水的压强 p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×150 m=1.5×106 Pa 第2题图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (2)求当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时,F推的大小。 (2)机器人未充水时重力 G机=m机g=9.5 kg×10 N/kg=95 N 水舱充满水 G水＝m水g＝ρ水V容g＝1×103 kg/m3×4×10－3 m3×10 N/kg＝40 N 机器人浸没在水中所受浮力 F浮机＝ρ水gV排机＝ρ水gV机＝1×103 kg/m3×10 N/kg×1.2×10－2 m3＝120 N 机器人悬停时，F推＋F浮机＝G水＋G机，则 F推＝G机＋G水－F浮机＝95 N＋40 N－120 N＝15 N 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)水底深处有一物体(未与水底紧密接触),其密度均匀且为2.5×103 kg/m3,体积为4×10-3 m3,需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来,为确保打捞顺利进行,机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案,在F推调到30 N的情况下,还需如何利用另外两种方式实现上浮,请通过计算给出一种合理方案。 (3)物体重力 G物＝m物g＝ρ物V物g＝2.5×103 kg/m3×4×10－3 m3×10 N/kg＝100 N 物体受到的浮力 F浮物＝ρ水gV排物＝ρ水gV物＝1×103 kg/m3×10 N/kg×4×10－3 m3＝40 N 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 能把物体打捞上来，机器人的最小拉力 F最小＝G物－F浮物＝100 N－40 N＝60 N 为确保打捞顺利进行，机器人下水前水舱内先充满水，打捞时放干净水，F推最大＝30 N，另外安装n个浮块，一个浮块的重力 G浮块＝m浮块g＝0.4 kg×10 N/kg＝4 N 一个浮块受到的浮力 F浮块＝ρ水gV排浮块＝ρ水gV浮块＝1×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N 给物体提供的拉力 F拉＝F最小＝F浮机＋F推最大＋nF浮块－G机－nG浮块＝60 N 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 代入数据得 120 N＋30 N＋n×10 N－95 N－n×4 N＝60 N 解得n≈1，即在F推调到30 N的情况下，还可以将水舱里水全部排出，再安装一个浮块，即可让机器人抓住物体上浮。 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 3．[2024陕师大附中四模]眼睛是心灵的窗户，中考在即，请大家科学用眼。如图甲所示是一款电加热眼罩，具有高、中、低三挡加热功能，眼罩中加入水袋，让佩戴更加舒适，有效缓解眼睛疲劳。其相关参数如表，图乙是电加热眼罩简化电路图，已知电源电压U为4 V，电热丝R1阻值为4 Ω，电热丝R2阻值为8 Ω，开关S3只接a或b。 [c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 额定充(放)电电压 4 V 充电电流 800 mA 电池容量 2 000 mA·h 水袋最大装水量 100 g 第3题图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (1)电加热眼罩电路中S1闭合、S2断开、S3接a时，加热电路为______(选填“高”“中”或“低”)温挡。 (2)充满电时，最多能在高温挡正常工作多少分钟？ 低 解:(2)根据表中电池的额定充电电压和容量,给电池充满电后储存的电能 W=UIt=4 V×2 000×10-3 A×1×3 600 s=2.88×104 J 额定充(放)电电压 4 V 充电电流 800 mA 电池容量 2 000 mA·h 水袋最大装水量 100 g 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 当S1、S2闭合,S3接b时,R1、R2并联,电路中的总电阻最小,根据P=可知,电路中的总功率最大,电加热眼罩处于高温挡,高温挡的功率P高=+=+=6 W 由W=Pt可知,电加热眼罩充满电时,最多能在高温挡正常工作的时间 t===4 800 s=80 min 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)若眼罩的高温挡加热效率为70%，充满电后用高温挡对注满水的水袋加热，消耗总电能的10%可使水温升高多少？ (3)消耗总电能的10%为W'=10%W=2.88×104 J×10%=2.88×103 J 水吸收的热量Q吸=ηW'=70%×2.88×103 J=2.016×103 J 由Q吸=cmΔt可知,水升高的温度Δt===4.8 ℃ 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (4)使用一段时间后发现眼罩不工作了，检查发现是电池坏了，小华找到一个额定充(放)电电压为6 V的电池将原来的电池替换掉。若要使换电源后的高温挡的功率不变，要求只改变其中一个电热丝的阻值，请你通过计算分析，需要改变哪个电热丝的阻值？该电热丝改变后的阻值应为多少？应该如何对电路进行改装？ (4)若电源电压变为6 V,且高温挡的功率不变,则此时电路中的电流 I'===1 A 假设两电热丝的阻值不变,则通过两电热丝的电 流分别为 I1===1.5 A　　I2===0.75 A 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 要求只改变其中一个电热丝的阻值,且I2<I'<I1,所以应改变电热丝R1的阻值,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,故通过改变后电热丝R1的电流I1'=I'-I2=1 A-0.75 A=0.25 A 则该电热丝改变后的阻值R1'===24 Ω 故应将R1换为24 Ω的电热丝。 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 5 能力点突破 能力点1:新物理概念的理解及转化 1.空调的“能效比”是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比。小明家需要一台制冷量为3 200 W的空调,若选“能效比”为3.2的空调,则该空调制冷时消耗的电功率是多少? 能量转化及效率计算类综合题 关键信息:“能效比”是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比。 信息解读:“能效比”为3.2的空调,即=3.2,则该空调制冷时消耗的电功率P=。 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 温馨提示:由“制冷量为3 200 W”单位可知制冷量可用符号P表示。 解:因为空调制冷“能效比”是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比,所以能效比为3.2的空调制冷消耗的电功率P===1 000 W 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 2.小明家购买了户外分体式燃气炉,准备去户外野炊。该燃气炉的功率为4 500 W,是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4 500 J的热量。他注意到炉头上标有参数15字样,查阅说明书得知,该参数表示:燃气炉功率[单位:瓦(W)]与耗气量[单位:克/时(g/h)]之比的数值为15,计算该燃气炉所使用燃料的热值是多少。 关键信息:燃气炉功率[单位:瓦(W)]与耗气量[单位:克/时(g/h)]之比的数值为15。 信息解读:=15,则耗气量=g/h。 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 温馨提示:①可由耗气量求出单位时间内消耗燃气的质量;②由燃气炉功率求出单位时间内放出的热量(Q=W=Pt)。 解:燃气炉功率[单位:瓦(W)]与耗气量[单位:克/时(g/h)]之比的数值为15,即=15 解得m气=300 g/h,表示燃气炉每小时消耗300 g的燃气 由题意可知,燃气炉每小时放出的热量 Q放=Pt'=4 500 W×1×3 600 s=1.62×107 J 由Q放=mq可知,该燃气炉所使用燃料的热值q===5.4× 107 J/kg 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 3.为落实中国对世界承诺的节能减排目标,加强政策扶持新能源经济战略,国家相关部委推出太阳能屋顶计划。太阳能电池板的参数如下表所示,其中光电转换效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。若中午时分,太阳能电池板单位面积上单位时间接收到的光能为2 500 J,则此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是多少? 太阳能电池板 平均输出功率 200 W 电池板面积 1.6 m2 光电转换效率 10% 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 关键信息:太阳能电池板单位面积上单位时间接收到的光能为2 500 J。 信息解读:①单点解读:“单位面积”即 ,“单位时间”即 ;②整体解读为:。  温馨提示:1 W=。 解:电池板面积为1.6 m2,光电转换效率为10%, 所以太阳能电池板输出电能的实际功率 P实=2 500 J/(s·m2)×1.6 m2×10%=400 W m2 s 太阳能电池板 平均输出功率 200 W 电池板面积 1.6 m2 光电转换效率 10% 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 能力点2:效率相关计算 1.小华发现,当热水器向洗衣机注入的热水达到40 L时。洗衣机自动停止注水。若自来水的温度是15 ℃,注入洗衣机的热水的温度为40 ℃。在注水过程中热水器共消耗天然气0.16 m3。该天然气热水器的热效率约为多少。(ρ水=1.0×103 kg/m3,q天然气=3.2×107 J/m3,结果保留到0.1%) 关键信息:效率η=×100%。 信息解读:①输入的总能量W总: ;②输出的有用能量W有:_____________________________________。  消耗0.16 m3天然气放出的能量 40 L水由15 ℃升高到40 ℃吸收的能量 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 解:当热水器向洗衣机注入的热水达到40 L时,水的质量 m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×40×10-3 m3=40 kg 则水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃-15 ℃)=4.2×106 J 0.16 m3的天然气完全燃烧放出的热量Q放=q天然气V=3.2×107 J/m3×0.16 m3=5.12×106 J 该天然气热水器的热效率η=×100%=×100%≈82.0% 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 能力点3：关系式推导 1．船舶航行大多使用柴油发动机，若能降低柴油的消耗，则有助于减少温室气体的排放。船舶航行时受到的阻力通常和航行速度的二次方成正比，即f＝kv2(k为常量)，则理想情况下，船舶匀速航行时，推进功率P推和航行速度v的关系是P推＝_________。 关键信息:船舶航行时受到的阻力通常和航行速度的二次方成正比,即f=kv2(k为常量)。 信息解读:航行时受到的阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等,即F=f;已知f=kv2(k为常量),根据P====Fv可知,推进的功率P推=Fv=fv= kv2×v=kv3。 kv3 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 试题实战练 1．朵朵家自从安装了天然气热水器后，冬天用热水方便了很多。朵朵对天然气热水器很感兴趣。她通过多次观察和翻阅说明书了解到，热水器的水箱可以装16 L水，能达到15 min使水温升高20 ℃的速热效果。加热过程中，家里只有天然气热水器工作，且无人使用热水的情况下，朵朵发现天然气流量计显示使用天然气大约0.04 m3，已知：ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值近似取q＝4.2×107 J/m3。求： 第1题图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (1)此过程中水箱中的水吸收的热量。 解：(1)水箱中水的体积V＝16 L＝16×10－3 m3 水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×16×10－3 m3＝16 kg 此过程中水箱中的水吸收的热量 Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×16 kg×20 ℃＝1.344×106 J (2)此过程中天然气完全燃烧放出的热量。 (2)此过程中天然气完全燃烧放出的热量 Q放＝V气q＝0.04m3×4.2×107 J/m3＝1.68×106 J (3)朵朵家天然气热水器的热效率。 (3)朵朵家天然气热水器的热效率η=×100%=×100%=80% 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (4)请给朵朵家提出一条安全使用天然气的建议。 (4)安全使用天然气的建议有:不用天然气时关闭阀门;保持室内通风;定期检查等。 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 2．我国不断创新和突破新能源汽车技术，发展新质生产力。如图甲，某品牌增程式电动汽车以“纯电模式”在封闭的平直路段匀速行驶10 km完成测试，蓄电池储存的能量从25%减少至20%。当动力电池的电量降至20%时，将启动“增程模式”工作，增程器发电给蓄电池充电，增程系统综合效率为40%，其模式工作流程如图乙所示。求： 第2题图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (1)测试中，汽车受到的阻力为600 N，则牵引力所做的功是多少？ 解:(1)由汽车在平直的公路上匀速行驶可知,汽车受力平衡,即汽车的牵引力大小等于汽车受到的阻力,汽车的牵引力F=f=600 N,汽车牵引力做的功 W1=Fs=600 N×10×103 m=6×106 J (2)汽车蓄电池电池容量为40 kW·h，汽车的电驱综合效率是多少？(结果保留到1%) (2)汽车消耗的电能 W2=(25%-20%)W电=5%×40 kW·h=2 kW·h=2×3.6×106 J=7.2×106 J 汽车的电驱综合效率 η1=×100%=×100%≈83% 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)若用“增程模式”完成测试，需要消耗汽油多少？(汽油的热值为3.6×107 J/L) (3)完全燃烧汽油放出的热量 Q放===1.8×107 J 需要完全燃烧汽油的体积 V===0.5 L 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (4)在汽车行驶路程相同的情况下，选择“经济”或“效能”的视角，通过计算分析对两种模式进行评价。(已知汽油价格8.7元/L，电费为0.8元/kW·h) (4)若用“增程模式”完成测试,所需要的费用为 0.5 L×8.7元/L=4.35元 若用“纯电模式”完成测试,所需要的费用为 2 kW·h×0.8元/ kW·h=1.6元 则在汽车行驶路程相同的情况下,“纯电模式”所需要的费用比“增程模式”所需要的费用少,更省钱。 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 3.[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。 第3题图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (1)氢燃料电池将化学能直接转化为____能。  电 (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。 解:(2)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 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (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)①卡车的行驶速度 v===72 km/h=20 m/s ②卡车牵引力所做的功 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===8.6×103 N 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 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) ③根据η=×100%可知,燃料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 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 4．[2024陕西，23]某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！” 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 第4题图 同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度为1.0×103 kg/m3] 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量(含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失) 3×106 J 　4×104 m2 　1.74×1011 J (1)同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热的原因之一是：藏区海拔高，大气压强______(选填“大”或“小”)，空气密度小，蓄水箱对流散热慢。 小 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (2)若这一天光照时长为10 h，集热板的光热转化效率为60%，则集热板中的水获得的内能是多少？这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10 ℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？ 解:(2)集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量为3×106 J,集热板的光热转化效率为60%,则集热板中的水获得的内能 Q=ηPSt=60%×3×106 J/(h·m2)×4×104 m2×10 h=7.2×1011 J 蓄水箱内水吸收的热量 Q'=Q-E=7.2×1011 J-1.74×1011 J=5.46×1011 J 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 由Q=cmΔt得,水箱内水的质量 m===1.3×107 kg 水箱容积至少为 V===1.3×104 m3 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)水箱中水降低温度可以放出的热量 Q″=cmΔt'=4.2×103 J/(kg·℃)×1.3×107 kg×(48 ℃-40 ℃)=4.368×1011 J 可以供暖的天数n=≈2.5,不能满足持续供暖3天的要求。 (3)假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40 ℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48 ℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？(计算结果保留一位小数) 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 5.[2024陕师大附中八模]如图为国产某新型电动汽车,其部分参数如表所示: 电池节数 8 000节 电池质量 0.05 kg/节 电池的能量密度 0.25 kW·h/kg 耗能参考值 0.2 kW·h/km 第5题图 注:电池的能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值;耗能参考值是经测试该电动汽车在平直公路上匀速行驶时每公里消耗的电能。 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (1)若该电动汽车以100 km/h的速度在平直的高速公路上连续匀速行驶0.1 h,求它消耗的电能。 解:(1)连续匀速行驶0.1 h通过的路程 s=vt=100 km/h×0.1 h=10 km 由表格数据可知,电动汽车在平直公路上匀速行驶时,每公里消耗电能0.2 kW·h,则它消耗的电能 W=0.2 kW·h/km×10 km=2 kW·h 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (2)不同能源的单位能耗的碳排放量不同,电能的CO2排放系数为1.00 kg/( kW·h),即每消耗1 kW·h的电能相当于排放1.00 kg的CO2气体。求汽车在上述运动过程中消耗的电能相当于排放多少CO2。 (2)电能的CO2排放系数为1.00 kg/(kW·h),则汽车在上述运动过程中消耗的电能相当于排放CO2的质量 =2 kW·h×1.00 kg/(kW·h)=2 kg 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)汽车动力有一项重要指标叫推重比,是指汽车的最大动力和汽车总重力之比。若这种电动汽车的推重比是0.5,能提供的最大推力为5 400 N,在平直高速路面所受的阻力为车总重的0.05倍,求该电动汽车的效率。 (3)这种电动汽车的推重比是0.5,能提供的最大推力为5 400 N,则汽车总重 G===1.08×104 N 在平直高速路面所受的阻力为车总重的0.05倍,所以汽车受到的阻力 f=0.05G=0.05×1.08×104 N=540 N 因汽车匀速行驶,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以牵引力F牵引=f=540 N,汽车做的有用功 W有=F牵引s=540 N×10×103 m=5.4×106 J 该电动汽车的效率 η=×100%=×100%=75% 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (4)若给该电动汽车的电池都充满电，在效率不变的情况下，求汽车可以在这种路况下行驶的路程。 (4)电池可以充入的最大电能 W总'=0.25 kW·h/kg×(0.05 kg/节×8 000节)=100 kW·h 在效率不变的情况下,汽车行驶时发动机所做的有用功 W有用'=W总'·η=100 kW·h×75%=75 kW·h=2.7×108 J 在这种路况下行驶时,汽车的牵引力不变,则汽车最多行驶的路程 s'===5×105 m=500 km 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 6．[2024西工大附中一模]陕西凤县“以风引凤”，大力开发风能资源。如图所示，风力发电——即风轮机叶片不断受到风力的推动而转动，继而带动发电机工作输出电能。若风力发电机每片风叶质量为6 t，长为40 m。如表所示为1 kg空气在不同风速下速度(v)与动能(E)的关系：(空气密度取1.2 kg/m3) 动能E/J 10 20 30 40 50 风速v/(m·s-1) 2 4 6 8 10 (1)风能是一种__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源，当风速为6 m/s时，每千克空气具有的动能是________J。 可再生 30 第6题图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (2)如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×105 J的电能，那么1 000台这样的风力发电机，一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克煤产生的能量？(一年工作时间按3 000 h计算，煤的热值为3×107 J/kg) 解:(2)一年1 000台这样的风力发电机所产生的能量 E=P总t=nP0t=1 000×1.2×105 J/s×3 000×3 600 s=1.296×1015 J 由题意得,燃烧煤产生的热量 Q=E=1.296×1015 J 由q=得,相当于完全燃烧煤的质量 m===4.32×107 kg 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)当风速为10 m/s时，若风力发电机风轮正面迎风，这台发电机每秒能对外提供3.8×105 J的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少？(π取3.14，保留到0.1%) (3)设风扇的叶片旋转面积为S,风速为v,单位时间t内,通过风扇的空气流量V=SL=Svt,那么这些空气的质量m'=ρV=ρSvt,风扇的叶片长为40 m,则风扇的叶片旋转面积 S=πr2=3.14×(40 m)2=5 024 m2 1 s内通过风扇的空气质量 m'=ρSvt=1.2 kg/m3×5 024 m2×10 m/s× 1 s=60 288 kg 根据表可知产生能量 E风=50 J/kg×60 288 kg=3.014 4×106 J 则这台风力发电机的风能转化为电能的效率 η=×100%=×100%≈12.6% 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 7.[2024铁一中陆港校区六模]如图甲是某品牌电吹风机，高速电机在手柄下段吸入气体，从环形出风口高速吹出，同时带动后面及周围的倍增气流向前流动，大大增强从风口吹出的气流。该电吹风等效电路如图乙所示，R为定值加热电阻，实际电路中，S2和S3是两个利用脉宽调制(PWM)方式工作的自动控制开关，开关通过“占空比”来调节各自的平 第7题图 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 均功率。“占空比”是指一定时间内通电时间和总时间之比，用η表示，原理示意如图丙所示。该电吹风机铭牌如下表所示，该吹风机以最大总功率工作时，电动机的功率为60 W。空气的比热容为1.0×103 J/(kg·℃)，空气的密度为1.3 kg/m3。 第7题图丙 规格参数 额定电压 220 V 最大总功率 1 600 W 电机吸入最大气流 14 L/s 出风口最大气流 40 L/s 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (1)平均功率P平与最大功率Pm和占空比η的关系式为P平＝________。 (2)该吹风机以最大总功率工作时，通过定值加热电阻的电流是多少？ ηPm 解:(2)由表格参数可知,吹风机最大总功率为1 600 W,则此时加热电阻的电功率 PR=P总－P电动机=1 600 W－60 W=1 540 W 由P=UI可知,吹风机以最大总功率工作时,通过定值加热电阻的电流 I===7 A 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)若室温为20 ℃，当电机以最大气流吸入空气时，需将电机吸入的空气加热到90 ℃，每秒吸入的空气需要吸收的热量是多少？若热效率为91%，加热电阻R支路上的控制开关S3的占空比至少为多少？(结果保留至0.01%) 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 (3)由表格数据知,电机吸入最大气流为14 L/s,即以最大气流工作时每秒吸入的空气体积V=14 L=14×10-3 m3,由ρ=可知,以最大气流工作时每秒吸入的空气质量 m=ρV=1.3 kg/m3×14×10-3 m3=0.018 2 kg 每秒吸入的空气需要吸收的热量 Q=cmΔt=1.0×103 J/(kg·℃)×0.018 2 kg×(90 ℃-20 ℃)=1.274×103 J 由η热=×100%可知,每秒消耗的电能W电===1.4×103 J 则加热电阻R支路上的平均功率PR平均===1 400 W 加热电阻R支路上的控制开关S3的占空比至少为 η=×100%==×100%≈90.91% 专题3　中考第23题 2025陕西中考 物理 1.《精准巧练》第一部分练基础知识，特设“主题情境训练”每一章试题中渗透各种情境试题。第二部分练最后一题，针对陕西中考第10、20、23题，突破难点。 2.《练透教材》分为【练教材考点】【练教材素材】【练教材实验】夯实基础。 3.《中考进阶练》一阶练基础题组，二阶练仿真模拟。 $$