专题19 计算题里的作图问题----2025年中考物理三轮复习查缺补漏77个亮点特色微专题集中专项练习
2025-04-17
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | - |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 力学,电磁学,热学,光学,声学 |
| 使用场景 | 中考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.97 MB |
| 发布时间 | 2025-04-17 |
| 更新时间 | 2025-04-21 |
| 作者 | 物理核心素养知识学堂 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51653592.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025年中考三轮复习查缺补漏77个亮点特色微专题集中练
专题19 计算题里的作图问题
1. 如图甲所示,我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机,拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点,是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t,最大起升高度为400m。
(1)请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。
(2)若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功是多少?
(3)若塔机在(2)过程中所用时间为200s,拉力做功的功率是多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)物体沿竖直方向匀速上升,物体处于平衡状态,受到的竖直向上的拉力与竖直向下的重力大小相等,受力示意图如下图所示
(2)100t的物体的重力为
塔机匀速提起货物,拉力与物体重力大小相等,即
塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功为
(3)塔机在(2)过程中所用时间为200s,则拉力做功的功率为
答:(1)物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图见解析;
(2)塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功为;
(3)拉力做功的功率。
2. 在项目化学习中,科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器,如图所示,可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻()、一个电动机()和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W,且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题:
(1)在虚线框内画出烘干器内部电路图;
(2)使用时发现温度过高,存在安全隐患,想要把发热电阻的功率减小到原来的一半,需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
【答案】(1)(2)220Ω
【解析】(1)由题意知,内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路,且发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象,因此发热电阻与电动机并联,一个开关在干路控制整个电路,另一个开关与发热电阻串联,控制发热电阻,如图所示:
(2)将发热电阻的功率减小到原来的一半,则更换后发热功率为220W,根据可知,此时发热电阻的阻值为
答:(1)烘干器内部电路图,如图所示:
(2)需要购买一个220Ω电阻替换原发热电阻。
3.某跳伞运动员从飞机上跳下,沿竖直方向降落,一段时间后打开降落伞,最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛,跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
(1)图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是______;
(2)图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图,其中与图甲曲线中CD阶段对应的是______;
(3)计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功______。
【答案】 (1) 运动员和跳伞设备的总重力大于空气阻力 (2) ③ (3) 7×105J
【解析】(1)由图甲可知,跳伞运动员在AB段处于加速降落过程中,此时运动员和跳伞设备受到重力大于空气阻力。
(2)①图中降落伞打开,运动员受到的阻力大于重力,运动员处于减速降落过程,应该是图甲曲线中BC段,故①不符合题意;
②图中运动员已经着陆,运动员的速度为0,与图甲曲线中CD段不符,故②不符合题意;
③图中降落伞打开,运动员受到的阻力等于重力,运动员处于匀速降落过程,且运动员的速度较小,是图甲曲线中CD段,故③符合题意;
④图中降落伞未打开,运动员受到的阻力等于重力,运动员处于匀速降落过程,且运动员的速度较大,应该是图甲曲线中AB段,故④不符合题意。
故选③。
(3)由图甲可知,运动员在AB段的速度为v=50m/s,时间为t=40s-20s=20s,
则运动员在AB段下降的高度为h=s=vt=50m/s×20s=1000m
则运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功为
W=Gs=700N×1000m=7×105J
4.运用知识解决问题:
(1)活塞式抽水机工作原理如图所示,提起活塞时,阀门关闭,管外的水在的作用下进入圆筒。
(2)请画出木块在斜面上匀速下滑时的受力示意图。
(3)如图,轻质杠杆的OA:OB=3:2,物体M的重力为300N,小雨的重力为600N,双脚与地面的接触面积为0.04m2。小雨在A端施加竖直向上的力使杠杆水平平衡,求小雨对地面的压强是多少?请写出解题过程,并画出与解题过程相应的受力分析示意图。
【答案】(1)A;大气压;(2)见解析;(3)见解析.
【解析】(1)读图可知,如图1,当提起活塞时,阀门A关闭,大气压迫使水推开阀门B,进入圆筒;
(2)A受重力、支持力和摩擦力的作用,重力方向竖直向下,支持力垂直于物体的下表面指向物体,摩擦力方向沿斜面向上,如图所示:
;
则小雨对地面的压力即地面对小明的支持力为:F'=600N+200N=800N;
则小雨对地面的压强是:.
5.在车站广场上,常常看见人们将旅行包B平放在拉杆箱A上,如图甲所示。假设作用在箱子上的水平推力,F推=20N,A、B一起做匀速直线运动。
(1)将旅行包B看成一个有质量的点,如图乙所示。请在图乙中画出运动过程中B的受力示意图;
(2)若10s内箱子运动的距离为8m ,求力F推做功的功率。
【答案】(1)
(2)16W
【解析】(1) A、B一起做匀速直线运动,即旅行包B静止在拉杆箱A上,只受到本身竖直向下的重力和拉杆箱对它竖直向上的支持力的作用,如图所示
(2)推力做的功W=Fs=160J
推力做功的功率
6. 小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重,不计绳重、摩擦和水的阻力。请画出与解题过程相应的受力分析示意图。
(1)物体A的质量为50kg,求物体A的重力是多少?
(2)如图甲所示,小雨对绳子自由端的拉力为150N时,地面对物体A的支持力是100N。为了提起物体A,他增加了滑轮个数,组装了如图乙所示的滑轮组,并利用它将物体A在空气 中匀速提升了2m,求小雨做的功是多少?
(3)小雨用图乙所示的滑轮组,将另一密度为1.5×103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中,拉力F随时间t变化的图象如图丙所示。已知F2与F1之差为50N,在空气中提升B时滑轮组的机械效率为 75%。求液体密度是多少?
【答案】(1)物体A的重力是500N;(2)小雨做的功是1200J;(3 )液体密度是1×103kg/m3.
【解析】(1)物体A的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N;
(2)如图甲,由题意可知,小雨没有把重物A提起来,
对A进行受力分析如下图1,由力的平衡条件可得G=F拉+F支,
滑轮组对A的拉力:F拉=G-F支=500N-100N=400N,
根据力的作用是相互的,A对滑轮组的拉力等于滑轮组对A的拉力,
由图甲可知,n=3,对甲滑轮组的动滑轮进行受力分析,如图2所示,
由力的平衡条件可得3F=F拉+G动,
所以动滑轮的重力:G动=3F-F拉=3×150N-400N=50N,
为了提起物体A,他增加了滑轮个数,组装了如图乙所示的滑轮组,对乙图的动滑轮和A物体进行受力分析,如图3:
此时绳端的拉力,
由图乙可知,n′=4,
绳子移动的距离:s=4h=4×2m=8m,
小雨做的功:W=F′s=150N×8m=1200J;
B物体浸没在水中时,以B物体和2个动滑轮为研究对象,其受力情况如图4,
由力的平衡条件可得4F1+F浮B=GB+2G动,
则B在水中受到的浮力:F浮B=GB+2G动-4F1=300N+2×50N-4×50N=200N;
由F浮B=ρ液gV可得,液体的密度:
.
7. 如图是某多功能电饭锅,具有加热和保温两挡功能(为总开关,为温控开关),其内部有两个加热电阻丝和(的电阻是198Ω,的电阻是44Ω)。某次将2kg初温为20°C的米和水加热到100°C,然后自动转入保温状态。下表是电饭锅铭牌上的部分参数,求解下列问题。[米和水混合物的比热容为]
容量/kg
3.0
额定电压/V
220
加热功率/W
1100
保温功率/W
200
(1)加热过程中,米和水吸收的热量;
(2)正常加热时,通过电路的电流;
(3)请你在虚线框内画出电饭锅的电路图,并结合所画的电路图说明开关是何种状态时电饭锅处于加热状态。
【答案】(1);(2);(3) ,加热状态
【解析】(1)加热过程中,米和水吸收的热量
(2)由得,正常加热时,通过电路的电流
(3)由题意知,是总开关,同时控制两个电阻,是温控开关,闭合时,电饭锅处于加热状态,据知,此时电路中的电阻较小,所以此时只有工作,断开时,处于保温状态,电路中的电阻较大,两个电阻同时工作。作图如下:
由图示知,当开关、都闭合时,电路中只有工作,电饭锅处于加热状态。
8. 图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆,若动力F1为200N,动力臂l1为1.2m(图中未画出),阻力臂l2为0.06m,不计道钉撬自身重力。
(1)在图中画出动力臂l1;
(2)求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。
【答案】(1) ;(2)4×103N
【解析】(1)由力臂的定义可知,力臂为支点到力的作用线的垂线段,故过O点作力F1的作用线的垂线段,即为对应的动力臂l1,如下图所示
(2)杠杆平衡时,由杠杆的平衡条件可得
F1×l1=F2×l2
解得道钉对道钉撬的阻力F2的大小为
9. 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23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,她的身体与地面平行,可抽象成如图23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750N,OA长为1m,OB长为1.5m。
(1)图23乙中,地面对手的力F1与身体垂直,求F1的大小;
(2)图24所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境,此时她的身体姿态与图23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。
【答案】(1)500N;(2)<
【解析】(1)如图1所示,O为支点,重力的力臂为lA,F1的力臂为lB
根据杠杆平衡条件F1lB=GlA
可得
(2)小京手扶栏杆时抽象成的杠杆模型如图2所示,O为支点,重力的力臂为lA′,F2的力臂为lB
根据杠杆平衡条件F2lB′=GlA′
可得
由图可知lA′<lA,lB′=lB
所以F2<F1
10. 小明将废旧电热器上规格为“220V 968W”的完好电热丝R0拆下,用于科技小组制作电烘箱,设计电路如图1所示。经过多次试验,当选用的电阻R1的阻值为5Ω时,刚好满足箱体内烘干功率要求。(不考虑温度对电阻的影响)
(1)电热丝R0的阻值是多少?
(2)整个电路工作时的电流是多少?整个电路工作1h产生的热量是多少?
(3)图1电路工作时存在着电能没有被充分利用的不足。在保证箱体内烘功率及R0不变的情况下,请你针对电路中的不足进行改进,在图2中将改进的电路图补充完整,并在图中标出相关电阻的阻值(此问不要求写出计算过程)
【答案】(1)50Ω;(2)3.168×106J;(3)见解析
【解析】(1)规格为“220V 968W”的完好电热丝R0,根据P=,
电阻丝的阻值为:R0===50Ω;
(2)图1中,两电阻串联,由电阻的串联规律,R=50Ω+5Ω=55Ω,
由欧姆定律,整个电路工作时的电流是:I===4A,
整个电路工作1h产生的热量是:Q=W=UIt=220V×4A×1×3600s=3.168×106J;
(3)在图1中,电阻箱的电功率为P01=I2R0=(4A)2×50Ω=800W;
R2串===60.5Ω,
由串联电阻的规律,故应串联的电阻:R2=60.5Ω﹣50Ω=10.5Ω,即将R2=10.5Ω的电阻与R0=50Ω串联后作为电烘箱体的加热丝即可,
如下左所示:或将R1=5Ω与R0=50Ω串联再与R2串联(R2=60.5Ω﹣5Ω﹣50Ω=5.5Ω),如下右所示:
11. 我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者"号载人潜水器的海试现场。
(1)潜水器的前边固定着一个采样篮,里面放着海底沉积物采样器等工具,采样器是一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂,其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示,它由金属杆AB、OC和可以伸缩的液压杆AC组成,C点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时,会带动金属杆AB绕着O点转动,金属杆B端就会向上提或向下压采样器;
①请在图乙中画出水平金属杆的B端竖直向下压采样器时,采样器对金属杆AB的力的示意图;
②若OA、OC和AC的长分别是18cm、24cm和30cm,OB的长是72cm,这只机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力是200N,玻璃管水平的圆环形管口和海底沉积物的接触面积是2cm2时,则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是多少Pa?(不考虑金属杆AB和采样器它们受到的重力和浮力)
(2)总质量是36t且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后,会抛卸吸附在舱外的压载铁再上浮。为了确保舱内作业人员的安全,科学家们在设计“奋斗者”号时,可以让潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断臂求生”,即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是1.8t。体积是0.3m3的两只机械手臂和采样篮等物体,则此时潜水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?
【答案】(1)①,②2×105Pa;(2)3.57×105N,1.5×104N
【解析】(1)①水平金属杆的B端竖直向下压采样器时,根据力的作用是相互的,采样器对杠杆有一个竖直向上的力,其大小为F,故如图所示:
(2)②根据勾股定理可知
该三角形是直角三角形,AC为斜边,根据三角形的面积公式可知,液压杆AC对水平金属杆A端拉力的力臂
金属杆B端对采样器的压力
圆环形管口对海底沉积物产生的压强
(3)潜水器处于悬浮状态,总浮力为
潜水器抛掉机械手臂等物体后,减小的浮力
减小的重力
潜水器剩下的重力
抛掉机械手臂等物体后潜水器受到的浮力
抛掉机械手臂等物体后浮力比重力大
12. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R上标有“20Ω1A”的字样,电压表的量程为0~3V,灯泡和上分别标有“2V,0.8W”和“2.5V,1.25W”的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S、,调节滑动变阻器R的滑片P,当电压表的示数为2V时,灯泡恰好正常发光。
(1)请根据实物图画出开关S、断开状态下的电路图;
(2)求电源电压:
(3)当开关S、闭合时,在确保电路安全的情况下,求滑动变阻器R接入电路的阻值范围;
(4)只闭合开关S时,计算电路在1min内最多消耗的电能。
【答案】(1) (2)4.5V;(3)4Ω~10Ω;(4)108J
【解析】(1)开关S、 S1断开时,L1、L2与R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电路图如下:
(2)闭合开关S、S1 时,L2与R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,当电压表的示数为2V时,则UR=2V,此时灯泡 L2 恰好正常发光,则U2=2.5V,电源电压
(3)当L2正常发光时,滑动变阻器接入的电阻最小,此时电路中的电流最大
滑动变阻器接入的最小电阻
电压表的量程为0~3V,则滑动变阻器两端的最大电压为Umax=3V,灯泡L2的电阻
灯泡两端的电压
电路中的电流最小
则滑动变阻器接入的最大电阻
滑动变阻器R接入电路的阻值范围为4Ω~10Ω。
(4)只闭合开关S时,L1、L2与R串联,当电路中电流最大时,单位时间内消耗的电能最多,灯泡 L1正常发光的电流
由于I1<I2,则电路的最大电流为I=0.4A,则电路在1min内最多消耗的电能
13.小京利用图甲所示电路获取了额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电流,并利用所测的数据绘制出电流I随其两端电压U变化的图像,如图乙所示。
(1)画出实物电路所对应的电路图;
(2)求小灯泡两端电压为1.0V时的电阻;
(3)求小灯泡正常发光时的电功率。
【答案】(1) ;(2);(3)
【解析】(1)由实物图可知,灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻滑片向右移动时,接入电路的阻值变小,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中,电路图如下图所示:
(2)由图像可知小灯泡两端电压U=1.0V时,通过小灯泡的电流I=0.2A,此时小灯泡的电阻
(3)小灯泡正常发光时,两端电压,由图像可知此时通过小灯泡的电流,小灯泡正常发光时的电功率
14. 某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为170g,水的密度为1.0g/cm3,g取10N/kg。
(1)画出图中浮力秤的受力示意图。
(2)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。
(3)求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。
【答案】(1)见解析;(2)1.7N;(3)100g
【解析】(1)浮力秤静止时漂浮,浮力秤所受的重力等于所受的浮力,浮力秤受力示意图见图:
(2)浮力秤漂浮,依据平衡条件可知
(3)浮力秤浸到2cm刻度线漂浮时,秤内被测物的质量为m测,依据平衡条件不放入被测物时F浮=G排
放入被测物时
可知
依据阿基米德原理
可知
15.图甲为一种汽车前大灯的外形,下端三个金属片为灯的三脚插头,可连接电源;图乙为灯管内部结构,三根导电支架分别与三个金属片相连,支架间接有两组灯丝,夜间行车时,可根据需要进行切换。已如两组灯丝L1和L2的额定电压均为12V,额定功率分别为100W和80W。
甲 乙 丙
(1)两灯正常工作时,通过L2的电流为______A(结果保留两位小数),比通过L1的电流______(选填“大”或“小”)。
(2)图丙中的A、B、C分别代表与图乙中左、中、右三个支架相连的三个金属片。根据图乙,在图丙中画出灯管内的电路图;______
(3)灯丝L1阻值是_____Ω。若将电源的两端分别连接金属片B、C,为保证电路安全,电源电压不能超过多少伏?(不考虑灯丝以外的电阻,忽略温度对电阻的影响。)______
【答案】 (1)6.67 小 (2)见解析 (3) 1.44 21.6
【解析】(1)灯正常工作时,通过L2的电流
通过L1的电流
通过L2的电流小于通过L1的电流。
(2)由图乙可知,两灯并联,如图所示:
(3)灯丝L1的阻值
将电源的两端分别连接金属片B、C,分析电路可知,两灯串联,则电路中的电流相等,此时电路中的电流为L2正常发光时的电流,电路中的电阻
此时电源电压
16. 课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱,其电路如图所示。已知电源电压恒为220V,是阻值为55Ω的电热丝,温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(1)闭合开关S后,求电路中的电流;
(2)求通电100s电热丝产生的热量;
(3)老师提醒,电热箱内温度太高,无法孵化鸡蛋,应使电热箱内的电功率降至,小组成员想出了两种方法改进电路:
方法一:在图中A点处串联接入一根电热丝RA
方法二:在图中B点处串联接入一根电热丝RB
老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为,小组成员在这两种改进电路中,用电压表测量新接入的电热丝两端的电压,测量结果为和,,,但由于粗心没有记录和分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能,并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
【答案】(1)4A;(2);(3)方法一,825Ω
【解析】(1)S闭合后。电路中的电流
(2)通电100s电热丝产生的热量
(3)方法一更节能。两种方法的电路简图如下:
在方法一中的电热箱的功率为
在方法二中的电热箱的功率为
因为两次电热箱内的电功率相等,即
得
由W=UIt可得,方法一更节能。R0两次电压
因为电源电压保持不变,则RA和RB两端的电压,则
UB=U2=165V
R0两端的电压
电热箱内电功率
在方法一中
R0两端的电压
电热丝RA的阻值
答:(1)闭合开关S后,求电路中的电流是4A;
(2)求通电100s电热丝 R0 产生的热量8.8×104J;
(3)方法一更节能,电热丝A的阻值为825Ω。
17. 如图所示电路,电源电压为5V,四个定值电阻的阻值均为5Ω。请完成下列任务:
(1)画出开关均断开时的等效电路图(只画出电路中工作电阻的连接方式);
(2)当开关均闭合时,求电流表的示数。
【答案】(1) ;(2)2A
【解析】(1)由图可知,开关均断开时,电阻只有R1与R2串联接入电路中,电流表也接入串联电路,所以此时等效电路图为:
(2) 当开关均闭合时,R2与R4被短路了,R1与R3并联接入电路中,电流表在干路上,所以经过R1的电流为
经过R3的电流为
所以电流表的示数为
答:(1)等效电路图为:
(2)电流表的示数为2A。
18.如图所示,一个正方体重力为640N,放在水平地面上,一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提起来。(不计摩擦及绳重;机械系统和绳子强度足够大,不会断裂)求:
(1)要想使人所用的拉力最小,请在图上画出滑轮组上绳子的绕法;
(2)用(1)的绕法,此人匀速提起640N的正方体时,人对绳子的实际拉力为220N,若人的体重为600N,那么他用此滑轮组提升物体的重力最大为多少N?
【答案】(1)(2)1780N
【解析】(1)要想使人所用的拉力最小,动滑轮绕三段绳,从动滑轮的上挂钩开始向上绕起,依次绕过下面的定滑轮、下面的动滑轮、上面的定滑轮,如图所示:
(2)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,不计摩擦及绳重,动滑轮的重力
G动=nF-G=3×220N-640N=20N
因人施加的拉力不大于自身的重力,所以,人拉绳的最大拉力
F大=G人=600N
此时提升物体重力最大,则
G大=nF大-G动=3×600N-20N=1780N
答:(1)见解析;
(2)用此滑轮组提升物体的重力最大为1780N。
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2025年中考三轮复习查缺补漏77个亮点特色微专题集中练
专题19 计算题里的作图问题
1. 如图甲所示,我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机,拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点,是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t,最大起升高度为400m。
(1)请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。
(2)若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功是多少?
(3)若塔机在(2)过程中所用时间为200s,拉力做功的功率是多少?
2. 在项目化学习中,科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器,如图所示,可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻()、一个电动机()和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W,且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题:
(1)在虚线框内画出烘干器内部电路图;
(2)使用时发现温度过高,存在安全隐患,想要把发热电阻的功率减小到原来的一半,需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
3.某跳伞运动员从飞机上跳下,沿竖直方向降落,一段时间后打开降落伞,最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛,跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
(1)图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是______;
(2)图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图,其中与图甲曲线中CD阶段对应的是______;
(3)计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功______。
4.运用知识解决问题:
(1)活塞式抽水机工作原理如图所示,提起活塞时,阀门关闭,管外的水在的作用下进入圆筒。
(2)请画出木块在斜面上匀速下滑时的受力示意图。
(3)如图,轻质杠杆的OA:OB=3:2,物体M的重力为300N,小雨的重力为600N,双脚与地面的接触面积为0.04m2。小雨在A端施加竖直向上的力使杠杆水平平衡,求小雨对地面的压强是多少?请写出解题过程,并画出与解题过程相应的受力分析示意图。
5.在车站广场上,常常看见人们将旅行包B平放在拉杆箱A上,如图甲所示。假设作用在箱子上的水平推力,F推=20N,A、B一起做匀速直线运动。
(1)将旅行包B看成一个有质量的点,如图乙所示。请在图乙中画出运动过程中B的受力示意图;
(2)若10s内箱子运动的距离为8m ,求力F推做功的功率。
6. 小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重,不计绳重、摩擦和水的阻力。请画出与解题过程相应的受力分析示意图。
(1)物体A的质量为50kg,求物体A的重力是多少?
(2)如图甲所示,小雨对绳子自由端的拉力为150N时,地面对物体A的支持力是100N。为了提起物体A,他增加了滑轮个数,组装了如图乙所示的滑轮组,并利用它将物体A在空气 中匀速提升了2m,求小雨做的功是多少?
(3)小雨用图乙所示的滑轮组,将另一密度为1.5×103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中,拉力F随时间t变化的图象如图丙所示。已知F2与F1之差为50N,在空气中提升B时滑轮组的机械效率为 75%。求液体密度是多少?
7. 如图是某多功能电饭锅,具有加热和保温两挡功能(为总开关,为温控开关),其内部有两个加热电阻丝和(的电阻是198Ω,的电阻是44Ω)。某次将2kg初温为20°C的米和水加热到100°C,然后自动转入保温状态。下表是电饭锅铭牌上的部分参数,求解下列问题。[米和水混合物的比热容为]
容量/kg
3.0
额定电压/V
220
加热功率/W
1100
保温功率/W
200
(1)加热过程中,米和水吸收的热量;
(2)正常加热时,通过电路的电流;
(3)请你在虚线框内画出电饭锅的电路图,并结合所画的电路图说明开关是何种状态时电饭锅处于加热状态。
8. 图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆,若动力F1为200N,动力臂l1为1.2m(图中未画出),阻力臂l2为0.06m,不计道钉撬自身重力。
(1)在图中画出动力臂l1;
(2)求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。
9. 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23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,她的身体与地面平行,可抽象成如图23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750N,OA长为1m,OB长为1.5m。
(1)图23乙中,地面对手的力F1与身体垂直,求F1的大小;
(2)图24所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境,此时她的身体姿态与图23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。
10. 小明将废旧电热器上规格为“220V 968W”的完好电热丝R0拆下,用于科技小组制作电烘箱,设计电路如图1所示。经过多次试验,当选用的电阻R1的阻值为5Ω时,刚好满足箱体内烘干功率要求。(不考虑温度对电阻的影响)
(1)电热丝R0的阻值是多少?
(2)整个电路工作时的电流是多少?整个电路工作1h产生的热量是多少?
(3)图1电路工作时存在着电能没有被充分利用的不足。在保证箱体内烘功率及R0不变的情况下,请你针对电路中的不足进行改进,在图2中将改进的电路图补充完整,并在图中标出相关电阻的阻值(此问不要求写出计算过程)
11. 我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者"号载人潜水器的海试现场。
(1)潜水器的前边固定着一个采样篮,里面放着海底沉积物采样器等工具,采样器是一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂,其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示,它由金属杆AB、OC和可以伸缩的液压杆AC组成,C点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时,会带动金属杆AB绕着O点转动,金属杆B端就会向上提或向下压采样器;
①请在图乙中画出水平金属杆的B端竖直向下压采样器时,采样器对金属杆AB的力的示意图;
②若OA、OC和AC的长分别是18cm、24cm和30cm,OB的长是72cm,这只机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力是200N,玻璃管水平的圆环形管口和海底沉积物的接触面积是2cm2时,则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是多少Pa?(不考虑金属杆AB和采样器它们受到的重力和浮力)
(2)总质量是36t且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后,会抛卸吸附在舱外的压载铁再上浮。为了确保舱内作业人员的安全,科学家们在设计“奋斗者”号时,可以让潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断臂求生”,即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是1.8t。体积是0.3m3的两只机械手臂和采样篮等物体,则此时潜水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?
12. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R上标有“20Ω1A”的字样,电压表的量程为0~3V,灯泡和上分别标有“2V,0.8W”和“2.5V,1.25W”的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S、,调节滑动变阻器R的滑片P,当电压表的示数为2V时,灯泡恰好正常发光。
(1)请根据实物图画出开关S、断开状态下的电路图;
(2)求电源电压:
(3)当开关S、闭合时,在确保电路安全的情况下,求滑动变阻器R接入电路的阻值范围;
(4)只闭合开关S时,计算电路在1min内最多消耗的电能。
13.小京利用图甲所示电路获取了额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电流,并利用所测的数据绘制出电流I随其两端电压U变化的图像,如图乙所示。
(1)画出实物电路所对应的电路图;
(2)求小灯泡两端电压为1.0V时的电阻;
(3)求小灯泡正常发光时的电功率。
14. 某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为170g,水的密度为1.0g/cm3,g取10N/kg。
(1)画出图中浮力秤的受力示意图。
(2)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。
(3)求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。
15.图甲为一种汽车前大灯的外形,下端三个金属片为灯的三脚插头,可连接电源;图乙为灯管内部结构,三根导电支架分别与三个金属片相连,支架间接有两组灯丝,夜间行车时,可根据需要进行切换。已如两组灯丝L1和L2的额定电压均为12V,额定功率分别为100W和80W。
甲 乙 丙
(1)两灯正常工作时,通过L2的电流为______A(结果保留两位小数),比通过L1的电流______(选填“大”或“小”)。
(2)图丙中的A、B、C分别代表与图乙中左、中、右三个支架相连的三个金属片。根据图乙,在图丙中画出灯管内的电路图;______
(3)灯丝L1阻值是_____Ω。若将电源的两端分别连接金属片B、C,为保证电路安全,电源电压不能超过多少伏?(不考虑灯丝以外的电阻,忽略温度对电阻的影响。)______
16. 课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱,其电路如图所示。已知电源电压恒为220V,是阻值为55Ω的电热丝,温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(1)闭合开关S后,求电路中的电流;
(2)求通电100s电热丝产生的热量;
(3)老师提醒,电热箱内温度太高,无法孵化鸡蛋,应使电热箱内的电功率降至,小组成员想出了两种方法改进电路:
方法一:在图中A点处串联接入一根电热丝RA
方法二:在图中B点处串联接入一根电热丝RB
老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为,小组成员在这两种改进电路中,用电压表测量新接入的电热丝两端的电压,测量结果为和,,,但由于粗心没有记录和分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能,并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
17. 如图所示电路,电源电压为5V,四个定值电阻的阻值均为5Ω。请完成下列任务:
(1)画出开关均断开时的等效电路图(只画出电路中工作电阻的连接方式);
(2)当开关均闭合时,求电流表的示数。
18.如图所示,一个正方体重力为640N,放在水平地面上,一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提起来。(不计摩擦及绳重;机械系统和绳子强度足够大,不会断裂)求:
(1)要想使人所用的拉力最小,请在图上画出滑轮组上绳子的绕法;
(2)用(1)的绕法,此人匀速提起640N的正方体时,人对绳子的实际拉力为220N,若人的体重为600N,那么他用此滑轮组提升物体的重力最大为多少N?
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