第2部分 3.专题三 中考第23题（学用版）-【加速度中考】2025年陕西中考物理精准巧练

专题3中考第23题 类型1力学综合题 1.解：(1)浸没在水中的1颗浮子受到的浮力 F浮子=PkgV排=1.0X103kg/m3×10N/kg×8X 10-7m3=0.008N 4颗浮子受到的总浮力 F浮子总=4F浮子=4×0.008N=0.032N (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=P冰gV#铅=1.0×103kg/m3×10N/kg×1× 10-7m3=0.001N 鱼饵受到的浮力 F浮4=p味gV排r=1.0×103kg/m3X10N/kg×1× 10-5m3=0.01N 根据力的平衡关系可知 F浮子总十F浮铅十F浮m十F支=G浮子总十G铅十G4十G鱼，三 （加每子总十n铅十mr十1鱼钩）g 代入数据得 0.032N+0.001N+0.01N+F支=(4X4×10-4kg+ 9×10-1kg+1.5×103kg+4X101kg)×10N/kg 解得F支=0.001N (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，根据力的平衡关系可知 nF管子十F浮铅=G停子十G错十G鱼幽=（n浮子十m铅十 171鱼钩)g 代入数据得n×0.008N+0.001N=(n×4×104kg+ 9×10-4kg+4×104kg)×10N/kg 解得n=3 2.解：(1)增大受力面积来减小压强3.24×10 (2)40 如答图所示 导管架 驳船 G 第2题答图 (3)驳船小角度倾斜前，驳船和导管架的总重力 Ga=(m驳+架)g=(6×10×103kg十3.7×10× 103kg)×10N/kg=9.7×108N 驳船小角度倾斜时，水舱中水增加的重力 △G=△mg=P海水g△V=1.0×103kg/m×10N/kgX (6×103m3-2.2×103m3)=3.8×102N 19 驳船小角度倾斜时处于漂浮状态，总浮力等于总重 3.解：由图甲可知，旋转开关连接1时，R、R串联，总 力，即 电阻最大，此时电功率最小，处于低温挡；旋转开关 F浮总=GB+△G=9.7×10N+3.8×10N=1.008× 连接2时，电路只连接R,此时电功率较大，为中温 10°N 挡；旋转开关连接3时，R1、R2并联，总电阻最小，此 类型2多挡位家用电器类综合题 时电功率最大，为高温挡。 1.解：(1)当S在位置“1”时，R接入电路，电路中的电 (1)由P=U1可得，电烤箱在低温挡正常工作时的 流为5.0A,由1-是可得，R的阻值 电流 I低温 卫=302.5W-=1.375A V_220V U 220V R= 5.0A442 (2)中温挡时，电路中电阻 (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0.02A,则挂烫机待机状 R=R一P U .=(220V)2 =802 605W 态的功率 低温挡时的电阻 2(220V)2 P待机=U12=220V×0.02A=4.4W (3)挂烫机加热状态时的功率 Ra=R+R,-PS02.5W-1600 则R2=R低温一R1=1602一802=802 P枷热=U11=220V×5.0A=1100W (3)电烤箱高温挡时的功率 由图丙得，挂烫机在0~150s内，加热时间 Pa=R+P是发 (220V) +(220V)2 t加热=30s十(120s-50s)=100s 80m 802 待机时间 1210W t特机=(50s-30s)+(150s-120s)=50s (4)2Oo0r/(kW·h)表示的是电路中每消耗1kW·h 则挂烫机0~150s消耗的电能 的电能，电能表表盘转了2000r,当t=3min=180s, W=P加热t加热十P待机t特机=1100W×100s十4.4W入 电能表表盘转100圈时，电烤箱消耗的电能 50s=110220J 100 (4)从使用安全或节能的角度，设计的提示语可以 W实一2000 kW·h=0.05kW·h=0.05×3.6× 为：①通电即加热，请注意防烫；②使用完请及时拔 10J=1.8×10J 掉插头；③高温蒸汽，请勿对人；④切勿用手触碰电 电烤箱的实际功率 热板；⑤使用时请勿离人；⑥使用时请勿覆盖等。 P Wg_1.8×10』J 2.解：(1)保温挡功率P保温=110W,由P=UI得，饮 180s =1000W 水机在保温挡正常工作时的电流 2U生 gm-P盟=110w 由PR U+度且R=R2得，P实= R ,则实际 U220V =0.5A 电压 (2)水吸收的热量 P室R U一N2 1000WX802 Q鳗=c本m(t-t)=4.2×103J/(kg·℃)×3kg× =200V 2 (100℃-10℃)=1.134×10°J 类型3电磁继电器类家用电器综合题 饮水机消耗的电能 1.解：(1)磁效应 W=1862.59kW·h-1862.24kW·h=0.35kW·h 由P=U1可得，水泵正常工作时通过的电流 0.35×3.6×10J=1.26×10°J P440W 则饮水机的加热效率 1= J.220V =2A 0×10%- ×100%=90% (2)长方体的体积 V=Sh=0.02m2×1m=0.02m3 (3)S闭合时为加热挡，加热挡的功率 长方体浸没在水中，其排开水的体积 P名-g-10w=1kw V排=V=0.02m 则长方体受到的浮力 每天加热3h消耗的电能 F浮=P*gV排=1.0×103kg/m3×10N/kgX Wa热=P加热t加热=1kWX3h=3kW·h 0.02m3=200N 保温挡功率 此时压敏电阻受到的压力 P保温=110W=0.11kW Fm=F浮-G=200N-5N=195N 每天保温8h消耗的电能 由表可知，R压=142，控制电路总电阻 W保温=P保温t保温=0.11kW×8h=0.88kW·h 则饮水机每天需消耗的电能 R:-9-X-24n W=W加热十W保温=3.88kW·h 则定值电阻R,的阻值 3天需消耗的电能 R=R总-Rs=242-142=102 Wa=3.88kW·h×3=11.64kW·h 则至少需要太阳能电池的面积 (3)根据ρ一晋可得，当空水箱注满水时，水的质量 S=11.64kw·h m水=pP水(V箱-V)=1.0×103kg/m3×(0.8m3 0.4kW.h/m2 =29.1m 0.02m3)=780kg 20上 在从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，把整箱水 机器人浸没在水中所受浮力 看作整体，水的重心下降高度是水箱高度的二分之 F浮机=p体gV排机=P体gV机=1X103kg/m3X10N/kg× 一，则水的重力所做的功 1.2×102m3=120N W-Gx hxh ×780kg×10N/kg× 机器人悬停时，F推十F浮机=G水十G机，则 F推=G机十G水一F浮机=95N+40N-120N=15N 1m=3900J (3)物体重力 类型4方案改进、设计、评估类综合题 G物=物g=p物V物g=2.5X103kg/mX4X103mX 1.解：(1)定值电阻R在电路中的作用：①与R串联 10N/kg=100N 分压，使电压表的示数随滑片位置改变而改变： 物体受到的浮力 ②保护电路 F浮物=P张gV排物=p水gV物=1X103kg/m3X 滑片在b端时的电流 10N/kg×4×10-3m3=40N 1装-品 =0.15A 能把物体打捞上来，机器人的最小拉力 R两端电压 F最小=G物一F浮物=100N-40N=60N U。=U-UR=24V-15V=9V 为确保打捞顺利进行，机器人下水前水舱内先充满 R的阻值 水，打捞时放干净水，F推最大=30N,另外安装n个 浮块，一个浮块的重力 R-4-=03A=600 9V G块=m块g=0.4kg×10N/kg=4N (2)滑片在b端，电路电阻最大，电功率最小，电路 一个浮块受到的浮力 的电功率 F浮块=P味gV排浮块=p水gV块=1×103kg/m3 P。=U1=24V×0.15A=3.6W 10N/kg×1×10-3m3=10N 滑片在α端，电路电阻最小，电功率最大，电路的电 给物体提供的拉力 功率 F拉=F最小=F浮机十F推最大十nF浮块一G一1G浮块=60N (24V2=9.6W 代入数据得 P.=R00 120N+30N+n×10N-95N-n×4N=60N 则整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6~9.6W 解得n≈1，即在F推调到30N的情况下，还可以将 (3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时，滑动变阻 水舱里水全部排出，再安装一个浮块，即可让机器 器的阻值R'=专×1000=500 人抓住物体上浮。 3解：(1)低 此时电路总电阻 (2)根据表中电池的额定充电电压和容量，给电池 R总=R+R'=602+502=1102 充满电后储存的电能 在串联电路中尽景，此时电压表示数 W=U1t=4V×2000×10-3A×1×3600s=2.88× 10J U.-R-24VX50010.9V 当S、S闭合，S接b时，R、R2并联，电路中的总电 Ra 1102 滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成 阻最小，根据P及可知，电路中的总功率最大，电 正比，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端，最 加热眼罩处于高温挡，高温挡的功率 大称量质量为2kg,所以，滑片移到中点时对应的 物体质量为1kg。 P6=+4V)4V) =6W 4 8Ω (4)如答图所示 由W=Pt可知，电加热眼罩充满电时，最多能在高 h 温挡正常工作的时间 W=2.88X10 6 W =4800s=80min (3)消耗总电能的10%为 弹是 W'=10%W=2.88×10J×10%=2.88×103J 第1题答图 水吸收的热量 与图甲相比，该电路电流最小且保持不变，比图甲 Q吸=7W=70%×2.88×103J=2.016×103J 电路更节能。 由Q吸=cm△t可知，水升高的温度 2.解：(1)150m深处水的压强 Q吸 2.016×103J p=Pkgh=1X103kg/m3×10N/kg×150m= m42X10J7(kg·C)X0.1kg=48℃ 1.5×105Pa (4)若电源电压变为6V,且高温挡的功率不变，则 (2)机器人未充水时重力 此时电路中的电流 G机=n机g=9.5kg×10N/kg=95N 水舱充满水 1号-88-1A Gk=m咏g=p*V容g=1×103kg/m3×4×103m× 假设两电热丝的阻值不变，则通过两电热丝的电流 10N/kg=40N 分别为 21 1辰-01.5N 试题实战练 1.解：(1)水箱中水的体积 6晨-g器8西N V=16L=16×108m 水的质量 要求只改变其中一个电热丝的阻值，且I2<I'<I, m=p*V=1.0X103kg/m3X16×10-3m3=16kg 所以应改变电热丝R的阻值，因并联电路中干路 此过程中水箱中的水吸收的热量 电流等于各支路电流之和，故通过改变后电热丝 Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)×16kgX R的电流 20℃=1.344×105J I1'=I'-I2=1A-0.75A=0.25A (2)此过程中天然气完全燃烧放出的热量 则该电热丝改变后的阻值 Q做=V气q=0.04m3×4.2×102J/m3=1.68×105J 6 V R1'=10.25A240 (3)朵朵家天然气热水器的热效率 故应将R换为24Ω的电热丝 9X10%=.344×10J×100%=80% 1.68×105J 类型5能量转化及效率计算类综合题 (4)安全使用天然气的建议有：不用天然气时关闭 能力点突破 阀门：保持室内通风；定期检查等。 能力点1 2.解：(1)由汽车在平直的公路上匀速行驶可知，汽车 1.解：因为空调制冷“能效比”是指空调制冷量与制冷 受力平衡，即汽车的牵引力大小等于汽车受到的阻 时消耗的电功率之比，所以能效比为3.2的空调制 力，汽车的牵引力F=f=600N,汽车牵引力做 冷消耗的电功率 的功 P=P脸：=3200W W1=Fs=600N×10×103m=6×10J =1000W 3.2 3.2 (2)汽车消耗的电能 2.解：燃气炉功率[单位：瓦(W)]与耗气量[单位：克 W2=(25%-20%)W电=5%X40kW·h=2kW·h= 时(g/h)]之比的数值为15，即 2×3.6×105J=7.2×105J 4500W=15 汽车的电驱综合效率 n气 X100%-72X10×10%≈83% W 6×105J 解得气=300g/h,表示燃气炉每小时消耗300g 0= 的燃气 (3)完全燃烧汽油放出的热量 由题意可知，燃气炉每小时放出的热量 w2=7.2×10J=1.8×102J Q做=Pt'=4500W×1×3600s=1.62×107J Q 40% 由Q微=mq可知，该燃气炉所使用燃料的热值 需要完全燃烧汽油的体积 g-9=1.62X10-5.4X10J/kg V-Q-,18X10】=0.5L m300X103kg g3.6×10J/1 3.m2s (4)若用“增程模式”完成测试，所需要的费用为 解：电池板面积为1.6m,光电转换效率为10%， 0.51×8.7元/1=4.35元 所以太阳能电池板输出电能的实际功率 若用“纯电模式”完成测试，所需要的费用为 P实=2500J/(s·m)×1.6m×10%=400W 2kW·h×0.8元/kW·h=1.6元 能力点2 则在汽车行驶路程相同的情况下，“纯电模式”所需 1.①消耗0.16m3天然气放出的能量②40L水由 要的费用比“增程模式”所需要的费用少，更省钱。 15℃升高到40℃吸收的能量 3.解：(1)电 F 解：当热水器向洗衣机注入的热水达到40L,水的 (2)根据p一5可知，当储氢瓶内气体压强为3.5× 质量 107Pa时，瓶内壁1cm的面积上受到的压力 m水=P*V水=1.0×103kg/m3×40×103m3= F=S=3.5×102Pa×1×10-4m2=3.5×103N 40 kg (3)①卡车的行驶速度 则水吸收的热量 Q最=c*m*(t-6)=4.2X103J/(kg·℃)×40kg× =s-72 km-72 km/h=20 m/s 1h (40℃-15℃)=4.2×105J ②卡车牵引力所做的功 0.16m3的天然气完全燃烧放出的热量 W=Pt=172×103W×3600s=6.192×103J Q=9跃然气V=3.2X10J/m2X0.16m2=5.12X10J 根据W=Fs可知，卡车所受牵引力 该天然气热水器的热效率 F=W-6.192X10J=8.6X10N ×100%=4210 ×100%≈82.0% 72×103m 1Q放 5.12×10J 能力点3 ③根据刀Q ×10%可知，燃料完全燃烧放出的 1.k 热量 22 Qw=W-6.192X10」=1.72X10°J W有用'=W卷'·7=100kW·h×75%=75kW·h= 36% 2.7×108J 消耗燃油的质量 在这种路况下行驶时，汽车的牵引力不变，则汽车 m=Q篮=1.72X10°J 最多行驶的路程 4.3×10J/kg =40kg ' W有用= 则减排二氧化碳的质量 F举 2.7×10J=5×103m=500km 540N m=3.3m=3.3×40kg=132kg 6.解：(1)可再生 30 4.解：(1)小 (2)一年1000台这样的风力发电机所产生的能量 (2)集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 E=Pat=nP。t=1000×1.2X105J/s×3000× 为3×10J,集热板的光热转化效率为60%，则集热 3600s=1.296×1015J 板中的水获得的内能 由题意得，燃烧煤产生的热量 Q=7PS=60%×3×105J/(h·m2)×4×10m× Q=E=1.296×1015J 10h=7.2×10J 由g=Q得，相当于完全燃烧煤的质量 蓄水箱内水吸收的热量 m Q=QE=7.2×101J-1.74×10J=5.46×10J Q_1.296×105J 3×10J/kg =4.32×107kg 由Q=cm△1得，水箱内水的质量 (3)设风扇的叶片旋转面积为S,风速为v,单位时 Q 5.46×10J 442X10J/(kg·C)×10℃=1.3X10kg 间t内，通过风扇的空气流量V=SL=St,那么这 些空气的质量m'=V=St,风扇的叶片长为 水箱容积至少为 V=m=1.3X10'kg 40m,则风扇的叶片旋转面积 p1.0×103kg/m =1.3×10m S=πr2=3.14×(40m)2=5024m (3)水箱中水降低温度可以放出的热量 1、内通过风扇的空气质量 m'=oSut=1.2kg/m3×5024m×10m/s×1s= Q'=cm△t'=4.2×103J/(kg·℃)×1.3×10kg× 60288kg (48℃-40℃)=4.368×101J 根据表可知产生能量 可以供暖的天数n=4,368×10☐ 1.74×10J ≈2.5，不能满足 Em=50J/kg×60288kg=3.0144×105J 则这台风力发电机的风能转化为电能的效率 持续供暖3天的要求。 5.解：(1)连续匀速行驶0.1h通过的路程 ×100%= E 3.8×10J 3.0144X10X100%≈12.6% s=ut=100 km/hX0.1 h=10 km 7.解：(1)P 由表格数据可知，电动汽车在平直公路上匀速行驶 (2)由表格参数可知，吹风机最大总功率为1600W,则 时，每公里消耗电能0.2kW·h,则它消耗的电能 此时加热电阻的电功率 W=0.2kW·h/km×10km=2kW·h P=P总一P电机=1600W一60W=1540W (2)电能的CO排放系数为1.00kg/(kW·h),则汽 由P一U1可知，吹风机以最大总功率工作时，通过 车在上述运动过程中消耗的电能相当于排放C), 定值加热电阻的电流 的质量 mo=2kW·h×1.00kg/(kW·h)=2kg 0"=1N (3)这种电动汽车的推重比是0.5，能提供的最大推 (3)由表格数据知，电机吸入最大气流为14L/s,即 力为5400N,则汽车总重 以最大气流工作时每秒吸入的空气体积V=14L G-是-549N-103×1oN 0.5 14×103m,由p=得可知，以最大气流工作时每 在平直高速路面所受的阻力为车总重的0.05倍， 秒吸入的空气质量 所以汽车受到的阻力 m=oV=1.3kg/m3×14×103m3=0.0182kg f=0.05G=0.05×1.08×10N=540N 每秒吸入的空气需要吸收的热量 因汽车匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡 Q=cm△1=1.0×103J/(kg·℃)×0.0182kg× 力，所以牵引力F牵1=∫=540N,汽车做的有用功 (90℃-20℃)=1.274×103J W有=F1s=540N×10×103m=5.4×10J Q×100%可知，每秒消耗的电能 由供一 该电动汽车的效率 5.4×10J w电=Q_1.274X10」=1,4X10J W×100%三2×3,6x10X100%=75% 刀热 91% 则加热电阻R支路上的平均功率 (4)电池可以充入的最大电能 W总'=0.25kW·h/kg×(0.05kg/节×8000节)= P约= w鱼=1.4X10J-1400W 100kW·h 加热电阻R支路上的控制开关S的占空比至少为 在效率不变的情况下，汽车行驶时发动机所做的有 用功 X1m%-0×109a91% PR 23专题3中考第23题 类型1力学综合题 1.[2024泸州门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)。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× 10-3kg,体积为1×10-6m3,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p水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则： oox.. 名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线 浮漂 浮子 永面6 0浮子 质量m/kg 4×10-4 9×10-4 4×10-4 不计 铅坠 I铅坠 体积V/m3 8×10-7 1×10-7 不计 不计 鱼钩 ⑤鱼饵塘底 第1题图 (1)浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大？ (2)当鱼饵静止在水平塘底时，鱼饵受到的支持力为多大？ (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？ 加速度碧 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6×101t的“海洋石油229”驳船将质量为3.7×104t的导管架运载至安装海域的情景。（海水 的密度为1.0×103kg/m3) -127 (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324m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100m/min,它们到达240km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。 (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200m3,则驳船和固定在驳船上的 导管架总共受到的浮力是多少？ 导管架 驳船 甲 第2题图 一类型2多挡位家用电器类综合题 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，R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5.0A;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0.02A,当温度降到100℃时，S又回到位置“1”。 (1)求R的阻值。 (2)求挂烫机待机状态的功率 (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0~150s消耗的电能。 (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）。 电热板一 I/A 5.0 0.02 0 3050 120150/s 第1题图 128- 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,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110W。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)] (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3kg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)。 (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太 阳能电池一天能发电0.4kW·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3h,保温时间计为8h,求至少要安装多大面积的太阳能电池。 01862加热前 S220V 001s63加热后 丙 第2题图 速度碧 -129 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： (1)电烤箱在低温挡正常工作时的电流。 (2)电烤箱中R2的阻值。 (3)电烤箱的额定高温挡功率。 (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3min,图乙中的电能表表盘转了100圈，求用电器两端的实际电压。 RR:R 05287 额定电压 220V 220V1020)A50H 高温挡功率 2000r/kW·h) o220V 中温挡功率 605W 低温挡功率 302.5W 第3题图 加速度碧 130- 一类型3电磁继电器类家用电器综合题 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1m,容积为 0.8m3,在其底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m,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。控制电路电源电压U=12V,定值电阻R为保护电阻。当控制电路的电流 >0.5A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p*=1.0×103kg/m3,g取 10N/kg。 压力F/N 180 185 190 195 200 压敏电阻R/218 17 16 14 12 (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440W,正常工作时通过的电流是多少？ (2)要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R应为多少？ (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？ R。 水泵220 控制D压敏电阻R 工作 电 电路 轻杆 衔铁县 第1题图 加速度碧 -131 一类型4方案改进、设计、评估类综合题 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100Ω)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α端，如图甲所示。闭合开 关S,滑片P从滑动变阻器的α端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程 的最大称量质量为2kg。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α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： 0.4 0.81. 10 162.0kg) 山L 绝线 15(V)） 横 绝缘体 乙 丙 第1题图 (1)定值电阻R在电路中的作用是什么，阻值为多少。 (2)整个电路消耗的电功率的变化范围是多少 (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。 (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。 速度 132- 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4×10-3m3;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0~30N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0.4kg,体 积均为1×10-3m。已知该机器人水舱未充水时的质量为9.5kg,未装浮块时，机器人的总体积为 1.2×10-2m3(体积不变，含机械臂)，P*=1×103kg/m3,g取10N/kg。 (1)求150m深处水的压强。 (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。 (3)水底深处有一物体（未与水底紧密接触），其密度均匀且为2.5×10kg/m,体积为4×10-3m3,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30N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。 机械臂 第2题图 速度碧 -133 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4V,电热丝R阻值为4Ω，电热丝R2阻 值为82，开关S只接a或b。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 额定充（放）电电压 4V 充电电流 800mA 电池容量 2000mA·h 水袋最大装水量 100g (1)电加热眼罩电路中S闭合、S断开、S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？ (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？ (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 6V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？ R 甲 第3题图 加速度碧 134- 一类型5能量转化及效率计算类综合题 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3200W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？ 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。 制冷量 信息解读：“能效比”为32的空调，即制冷消耗的电功率=3,2，则该空调制冷时消耗的电功率 P=制冷量 3.2 温馨提示：由“制冷量为3200W”单位可知制冷量可用符号P表示 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4500W,是指气体燃料完全 燃烧时燃气炉每秒放出4500J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/小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)门之比的数值为15。 信息解读益绕奖-15则托气要一气护功率 15 Fg/h 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)。 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2500J,则此时一块太 阳能电池板输出电能的实际功率是多少？ 平均输出功率 200W 太阳能电池板 电池板面积 1.6m2 光电转换效率 10% 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2500J。 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：2500J s·m2。 温馨提示：1W 1J 1s9 -135 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40L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0.16m。该天然气热水 器的热效率约为多少。(p*=1.0×103kg/m,9联然气=3.2×10J/m3,结果保留到0.1%) 关镜信息：救率)箱的有×10%。 输入的总能量W总 信息解读：①输入的总能量W总： ;②输出的有用能量W有： 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∫=k(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二k子(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=k(k为常量)， 根据P_W_s_Ft=F0可知，推进的功率P=F=fU=kXu=k。 tt 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16L水，能达到15min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0.04m3,已知：咏=1.0×103kg/m,c水=4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值 近似取q=4.2×102J/m3。求： 排烟管 (1)此过程中水箱中的水吸收的热量。 (2)此过程中天然气完全燃烧放出的热量。 (3)朵朵家天然气热水器的热效率。 水 (4)请给朵朵家提出一条安全使用天然气的建议。 第1题图 136-