专项训练11 考查多知识体系综合计算能力素养问题-2026年中考物理三轮复习热点亮点难点专项训练
2026-04-16
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.59 MB |
| 发布时间 | 2026-04-16 |
| 更新时间 | 2026-04-17 |
| 作者 | 物理核心素养知识学堂 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57369964.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2026年中考物理三轮复习热点亮点难点专项训练
专项训练11 考查多知识体系综合计算能力素养问题
1. (力热综合)为改善城市空气质量,很多城市用雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车,车内水箱底部出水口面积为50cm2。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,柴油的热值取4.0×107J/kg)求:
(1)洒水前水箱中水深1m,出水口所受压力;
(2)洒水前雾炮车以10m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动,发动机的功率为80kW,此时雾炮车受到的阻力;
(3)雾炮车以80kW的功率匀速行驶20min,若柴油机效率为40%,需要消耗柴油的质量。
【答案】(1)50N;(2)8000N;(3)6kg
【解析】(1)出水口面积为
压强为
则受到的压力为
(2)发动机的功率为80kW=80000W
牵引力为
汽车做匀速直线运动,受到的阻力等于牵引力为8000N。
(3)行驶的时间为20min=1200s
发动机做功为
W=Pt=80000W×1200s=9.6×107J
则柴油产生的热量为
需要柴油的质量为
答:(1)出水口所受压力为50N;
(2)雾炮车受到的阻力为8000N;
(3)需要消耗汽油6kg。
2. (力热综合)一辆5G无人环卫车,质量为460kg,车与地面的总接触面积为200cm2,在水平路面上匀速直线行驶过程中阻力为车所受重力的,g取10N/kg。
(1)该车静止时对水平路面的压强是多大?
(2)该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时,牵引力做了多少功?若功率相同的燃油汽车以相同的速度行驶相同的路程,消耗的汽油为0.6kg,此燃油汽车的效率是多少?(q汽=4.6×107J/kg)
【答案】(1);(2);25%
【解析】(1)由 知道,环卫车的重力
对水平地面的压力
F=G=4600N
环卫车对水平地面的压强
(2)环卫车匀速行驶受到的阻力
由于环卫车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,则牵引力
F牵=f=2300N
由知道,该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时,牵引力做功
由知道,燃烧燃油释放的能量
由 知道,此燃油汽车的效率是
答:(1)该车静止时对水平路面的压强是;
(2)该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时,牵引力做功;此燃油汽车的效率是25%。
3.(力热综合)我国自主研发的首款四座氢内燃机飞机验证机(如图)成功首飞。这架飞机翼展为13.5m,机身长度为8.2m,高压气态储氢罐可储氢4.5kg,最大起飞质量可达1260kg,飞机静止在水平地面上时,轮胎与地面的总接触面积为;在空中以180km/h的速度匀速巡航时,前置螺旋桨提供的牵引力为。已知氢气的热值为,g取10N/kg,求:
(1)达最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强;
(2)高压储氢罐内4.5kg氢气完全燃烧放出的热量;
(3)飞机以180km/h的速度匀速巡航1h牵引力所做的功。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)飞机起飞前对地面的压力等于其重力,即
飞机对地面的压强为
(2)氢气完全燃烧放出的热量为
(3)飞机匀速巡航1h行驶的距离为
飞机以180km/h的速度匀速巡航1h牵引力所做的功为
答:(1)达最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强为;
(2)高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量为;
(3)飞机以180km/h的速度匀速巡航1h牵引力所做的功为。
4. 【热力综合】2025年5月28日,总质量约为的“棋子湾”轮从海口新海港缓缓驶出,经过13h航行到达广西防城港,总航程约286km,成功开辟了桂琼陆岛客货滚装运输第二通道,助力海南自由贸易港建设。(g取)
(1)轮船内燃机工作时,___________(选填“压缩”或“做功”)冲程对外做功;
(2)求该航程轮船的平均速度约为多少;
(3)质量为的汽车静止在水平甲板上,汽车对甲板的压强约为。求轮胎与甲板的总接触面积约为多少;
(4)若轮船所受阻力为重力的0.02倍,求该航程轮船克服阻力所做的功;实际航行时,驱动内燃机所消耗的燃油能量总比克服阻力做的功多,请从物理学角度简要分析原因(写出一条即可)。
【答案】(1)做功 (2)22 (3)0.08 (4) ,见解析
【解析】(1)内燃机的四个冲程中,做功冲程将内能转化为机械能,对外做功。
(2)轮船的平均速度
(3)汽车静止在甲板上,对甲板的压力等于其重力,即
根据压强公式 得轮胎与甲板的总接触面积
(4)轮船总重力
阻力
轮船匀速航行时,牵引力等于阻力(),行驶距离
克服阻力做功
内燃机工作时,能量会通过散热、废气带走能量、机械摩擦消耗能量等方式损失,因此燃料燃烧释放的能量除了克服阻力做功,还有一部分用于这些能量损失,导致消耗的燃油能量总比克服阻力做的功多。
5. 【热力综合】如图,我国某舰艇圆满完成首次航行试验任务,为我国海军建设和发展注入新动力。该舰艇在平静的海面上静止时,舰艇底最低点到水面的竖直距离为。若某段航行过程中,该舰艇在平静的海面上平稳的匀速直线航行了,发动机做的有用功为。已知:海水的密度,该舰艇所用燃料的热值。求:
(1)该舰艇在平静的海面上静止时,海水对舰艇底最低点的压强是多少Pa?
(2)该段航行过程中,发动机提供的前进的动力是多少N?
(3)若该舰艇发动机的效率为,则该段航行过程中,消耗燃料的质量是多少?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)海水对舰艇底最低点的压强
(2)该段航行过程中,发动机提供的前进的动力
(3)该段航行燃料完全燃烧放出的热量
则消耗燃料的质量
6.【热力综合】如图为汽油机做功冲程的示意图,若某型号单缸四冲程汽油机的活塞冲程长度为,某种工作状态下做功冲程燃气的平均压力为,活塞以1200次/分钟做往复运动,汽油机往复运动两次,对外做功一次,求:
(1)汽油机在此工作状态下,对外做的一次功的大小;
(2)汽油机在此工作状态下,1min内做功的功率;
(3)如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油,那么汽油机把内能转化为机械能的效率为多少。(,不计摩擦,结果保留两位有效数字)
【答案】(1)360J;(2)3600W;(3)23%
【解析】(1)做功冲程燃气的平均压力为,活塞冲程长度为,则对外做的一次功的大小
(2)活塞以1200次/分钟做往复运动,由于活塞往复运动2次,对外做一次功,则1min对外做功600次,所以1min内做功的功率
(3)每分钟消耗20g汽油,完全燃烧放出热量
汽油机把内能转化为机械能的效率
7. 【热电综合】中医药是中华优秀传统文化的瑰宝,在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅,图乙是其工作电路简化的等效电路图,通过开关和的不同状态组合,可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻,其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知:。求:
额定电压/V
220
额定功率/W
高温挡880
中温挡440
低温挡220
(1)当闭合开关,将开关接时,电中药锅使用的是______(选填“低温”“中温”或“高温”)挡;
(2)将药液从加热到的过程中,药液吸收的热量是多少?
(3)使用该电中药锅的中温挡正常工作,加热,消耗的电能是多少?
(4)的阻值是多少?
【答案】(1)高温 (2) (3) (4)
【解析】(1)当闭合开关,将开关接时,定值电阻并联,此时总电阻最小,根据,总功率最大,为高温挡;当断开开关,将开关接时,串联,此时总电阻最大,根据,总功率最小,为低温挡;则当闭合开关,将开关接时,单独工作,为中温挡。
(2)药液吸收的热量
(3)加热,消耗的电能为
(4)低温挡时,总电阻为
则的阻值
8. 【热电综合】某品牌电热水壶铭牌如图甲所示,该电热水壶内部简化电路图如图乙所示。该电热水壶正常工作时,将初温为20℃的水加热至沸腾,用时。已知:外界大气压为1标准大气压,,。
(1)只闭合时,该电热水壶处于______(选填“保温”或“加热”)状态;
(2)求电阻的阻值;
(3)求在上述过程中电热水壶烧水的效率。
【答案】 (1) 保温 (2) (3)
【解析】(1)分析电路可知,只闭合时,、串联,此时电路总电阻最大,根据可知总功率最小,为保温状态;、均闭合时,单独工作,此时电路总电阻较小,根据可知总功率最大,为加热状态。
(2)加热状态时,单独工作,则阻值为
保温状态时,、串联,则总电阻为
则电阻的阻值为
(3)水的质量为
水吸收的热量为
消耗电能为
则电热水壶烧水的效率为
9.【热电综合】小君家中有一个电热壶,这个电热壶的参数如下表所示。他想知道此电热壶的热效率,他将温度为20℃、1.8L的水倒入壶中,测量出水加热到100℃所需的时间为6min。请根据题中的信息计算:
额定容量
1.8L
额定电压
220V
额定功率
1850W
频率
50Hz
(1)电热壶中水质量。
(2)壶中水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
(3)电热壶的热效率。
【答案】(1)1.8kg (2)6.048×105J (3)90.8%
【解析】(1)水的体积,由可得,水的质量
(2)水吸收的热量
电水壶正常工作时的功率为1850W,6min消耗的电能
(3)该电水壶的效率
10. 【热电综合】如图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如乙图所示,R1和R2是电热丝,通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换,低温挡功率为440W,高温挡功率为880W,已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg·℃)。求:
(1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)若不考虑能量损失,正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间;
(4)若实际正常使用高温挡加热的时间为800s,该电饭锅的加热效率。
【答案】(1)2A;(2);(3)600s;(4)75%
【解析】(1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流
(2)由图乙可知,当S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电饭锅处于高温挡;当只闭合S1时,只有R1工作,电路中的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,电饭锅处于低温挡;R2的电功率
R2的阻值
(3)粥吸收的热量
不考虑热量损失,电饭锅消耗的电能
电饭锅工作的时间
(4)电饭锅实际消耗的电能
该电饭锅的加热效率
11. 【热电综合】一款小型电火锅如图甲所示,通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能;图乙是它的简化电路图,均为加热电阻(阻值保持不变)。已知的阻值为176Ω,电火锅的部分参数如下表所示。求:
(1)的阻值是多少?
额定电压
220V
低温挡功率
中温挡功率
440W
高温挡功率
1100W
(2)电火锅在低温挡工作时的功率是多少?
(3)某次使用时,在标准大气压下,用中温挡将1kg水从20℃加热到沸腾,用时14min,不计热量损失,该电火锅中温挡的实际功率是多少?
【答案】(1)66Ω;(2)220W;(3)400W
【解析】(1)从表格中可知,高温档的功率为1100W,再由图乙可知,当高温档时,只R3连入电路,电源电压为220V,由得,R3的电阻值为
从表中还可知道,中温档的功率为400W,再由图乙,中温档时,只有R2和R3串联接入电路,电源电压220V,根据电功率推导式得
解得,即R2的阻值是。
(2)低温档时,R1,R3串联,由(1)得电火锅在低温挡工作时的功率为
(3)水吸收的内能为
不计热损失,高温档时,消耗的电能为
该电火锅的实际功率为
答:(1)的阻值是66Ω;
(2)电火锅在低温挡工作时的功率是220W;
(3)该电火锅中温档的实际功率是400W。
12. 【热电综合】如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机,它的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热档位,其内部简化电路如图乙所示,当双触点开关S接触1和2时为关机状态。、是两个阻值不变的电热丝,。求:
(1)挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为多少?
(2)若某次使用时,用高温档位正常工作,将0.2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是多少?
(3)若(2)问中用高温档位正常工作,加热过程共用时80s,则此次加热过程,该挂烫机的加热效率是多少?
【答案】(1)500W;(2);(3)84%
【解析】(1)当开关接触2和3时,与串联接入电路,使用低温档位工作,与串联总电阻为
使用低温档位正常工作时的电功率
(2)水吸收的热量是
(3)当开关接触3和4时,只有工作,用高温档位加热,挂烫机高温档位的电功率
挂烫机高温档位加热消耗的电能
该挂烫机的加热效率
答:(1)挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为500W;
(2)水吸收的热量是6.72×104J;
(3)此次加热过程,该挂烫机的加热效率是84%。
13. 【热电综合】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,其中的阻值为48.4Ω,和均为阻值不变的电热丝,饮水机有加热和保温档,正常工作时,保温档功率为110W。[]
(1)求饮水机在保温档正常工作时的电流;
(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。
【答案】(1)0.5A;(2)90%;(3)29.1m2
【解析】(1)正常工作时,保温档功率为110W,则在保温档正常工作时的电流
(2)将3kg水从10℃加热到100℃,水吸收热量
由加热前后公园安装的数字式电能表示数可知,消耗电能
饮水机的加热效率
(3)由甲图可知,闭合开关S和S1,电路中只有R1工作,由可知为加热档,则加热档功率
饮水机每天正常工作加热时间计为3h,保温时间计为8h,3天消耗电能
已知晴天1m2太阳能电池一天能发电0.4kW·h,则至少要安装的太阳能电池面积
答:(1)饮水机在保温档正常工作时的电流为0.5A;
(2)饮水机的加热效率为90%;
(3)至少要安装的太阳能电池面积为29.1m2。
14. 【热电综合】如图,甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体,甲、乙中都有一段电阻丝,,。闭合开关,电流表的示数为1.2A。通电120s后,甲中温度计的示数为29℃。求:
(1)两端的电压;
(2)的电功率;
(3)电流通过产生的热量;
(4)液体的比热容(不计热量损失)。
【答案】(1)12V;(2)14.4W;(3);(4)
【解析】(1)分析电路可知,、串联,电流表测电路电流。两端的电压为
(2)的电功率为
(3)电流通过产生的热量为
(4)不计热量损失,则甲中液体吸收的热量为
根据,液体的比热容为
答:(1)两端的电压为12V;
(2)的电功率为14.4W;
(3)电流通过产生的热量为;
(4)液体的比热容为。
15.【力电综合】在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为60Ω,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点,托盘固定在A点,OA∶OC=1∶4,托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 增大托盘里被测物体的质量,电压表的示数会变小
B. 电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处
C. 若R0的阻值为120Ω,则电子秤能测量的最大质量为120kg
D. 若只将托盘的固定点从A移至B,则电子秤的量程变大
【答案】C
【解析】A.增大托盘里被测物体的质量,F2变大,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l 2可知,力臂不变的情况下,F1变大,即C端对压敏电阻的压力变大,由图乙可知,压敏电阻阻值R变小,由串联电路的分压规律可知,电压表示数U0变大,故A错误;
B.当电子秤示数为0kg时,C点对压敏电阻的压力为0,此时压敏电阻的阻值为300Ω,由串联电路的电压分配规律可得
解得U0=1V
故B错误;
C.电子秤测量最大质量时,电压表示数最大,由串联电路的分压规律可得
解得R′=120Ω,由图乙可知此时电子秤受到的压力F1=300N,由杠杆的平衡条件可得物体的重力
所以此时称量的最大质量
故C正确;
D.由杠杆的平衡条件可知,在动力和动力臂的乘积不变时,将托盘的固定点从A移至B,将增大阻力臂l2,则阻力F2将变小,即称量的物体的重力变小,由公式可知质量变小,所以电子秤的量程将变小。
故D错误。故选C。
16.【力电综合】随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理简化电路图,电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻R0=10Ω电压表量程为0~3V,RP是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图象如图丙所示,RP允许通过的最大电流为0.34A。求:
(1)深度表在水面上时,求电路中的电流;
(2)电压表示数为2.4V时,潜水员下潜的深度;
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度。
【答案】(1)0.12A;(2)40m;(3)60m
【解析】(1)由图乙可知,该电路为和的串联电路,电压表测两端的电压;深度表在水面上时,即时,由图丙可知,此时,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电路中的电流为
(2)电压表示数为2.4V时,即两端的电压为U0=2.4V,电路中的电流为
由串联电路的电压特点可知两端的电压为
则此时的阻值为
由图丙可知,此时潜水员下潜的深度为40m。
(3)由电压表量程可知两端的电压最大为3V,此时电路中电流为
所以为保护电路,电路中允许通过的最大电流为0.3A,此时电路总电阻为
由串联电路的电阻特点可知电阻的阻值为:
由图丙可知,此时下潜的深度为60m,即该深度表能浸入水中的最大深度为60m。
答:(1)深度表在水面上时,电路中的电流为0.12A;
(2)电压表示数为2.4V时,潜水员下潜的深度40m;
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度60m。
17. 【力电综合】小海对压敏电阻的特性很感兴趣,他在老师的协助下制作了一个简易电子秤,图甲为设计原理图。电源电压保持不变,为定值电阻,为压敏电阻,重量指示表由一只量程为0~0.6A的电流表改装而成,放在上的是轻质绝缘托盘,的阻值与压力的关系如图乙所示。请完成下列问题。
(1)由图乙可知,压敏电阻的阻值随着压力F的增大而___________;
(2)闭合开关S后,在托盘中放置重为2N的物体时,电流表示数为0.24A;放置重为4N的物体时,电流表示数为0.6A。定值电阻为多大?
(3)在托盘中放置一个苹果,电流表指针指在满刻度的位置,此苹果的重力为多大?
(4)在调试过程中,发现此电子秤量程较小,想要增大电子秤的量程,请你用学运的物理知识,在不改变原电路及元件的基础上,设计一个增大量程的简要方案。(可用简要文字、表达式、示意图进行说明)
【答案】(1)减小 (2)10Ω (3)1N (4)将电流表的量程改用大量程
【解析】(1)由图乙的信息可得,压敏电阻的阻值随着压力F的增大而减小。
(2)由图甲得,定值电阻R0、压敏电阻Rx串联,电流表测量电路电流。闭合开关S后,在托盘中放置重为2N的物体时,压敏电阻Rx受到的压力
由图乙得,压敏电阻Rx的阻值为90Ω,电流表示数为0.24A,由欧姆定律得,此时压敏电阻Rx的电压为
放置重为4N的物体时,压敏电阻Rx受到的压力
由图乙得,压敏电阻Rx的阻值为30Ω,电流表示数为0.6A,由欧姆定律得,此时压敏电阻Rx的电压为
由欧姆定律得,定值电阻为
(3)由串联电路电压特点与欧姆定律得,电源电压为
在托盘中放置一个苹果,电流表指针指在满刻度的位置,电流表的示数为
由欧姆定律得,此时电路电阻为
则此时压敏电阻Rx阻值为
由图乙得,此时压敏电阻Rx阻值为1N,则此苹果的重力为
(4)电子称的量程增大,则压敏电阻Rx受到的压力变大,压敏电阻Rx的阻值变小,则电路的总电阻变小,由欧姆定律得,电路电流变大,则应将电流表的量程改为大量程。
18. 【力电综合】科创小组设计利用电流表测量质量的装置如图。现截取适当长度的电阻片(它的阻值随长度的变化图像如图乙)作为滑动变阻器接入电路,如图甲所示。如图甲中,电源电压恒定不变,电流表量程为。当滑片在最下端时,电流表示数为。装置中托盘与圆柱形实心塑料浮筒通过硬质绝缘细杆固定连接,整体漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中,且只能竖直移动。托盘的质量为;高,底面积为,质量为;容器的底面积为,托盘通过滑杆带动滑片上下移动。托盘中未放物体时,调节水量,使滑片正好位于最上端。托盘中放入物体时,刚好浸没,滑片正好位于最下端(取、、不计滑片、滑杆、细杆的质量,忽略摩擦阻力,工作中水不溢出)。求:
(1)R0的阻值;
(2)物体A的质量;
(3)托盘中未放物体时,电流表的示数。
【答案】(1)10Ω;(2)6kg;(3)0.1A
【解析】(1)当滑片位于下端时,滑动变阻器接入的阻值为0,电流表示数为0.6A,则R0的阻值
(2)物体的体积
物体浸没时受到的浮力
由沉浮条件可知,物体M漂浮时
则物体A的重力
物体的质量
(3)没放物体时,浮筒受到的浮力
浮筒排开水的体积
浮筒浸入的深度
放入物体后增加的浮力为的重力
增加的排开水的体积
液面升高的距离
滑片移动的距离
由图乙可知,的阻值为,托盘中未放物体时,电流表的示数
答:(1)R0的阻值为10Ω;
(2)物体A的质量为6kg;
(3)托盘中未放物体时,电流表的示数为0.1A。
19. 图甲为一款测量液体密度的装置设计图。电源电压为12V,R₀为一定值电阻,MN间是足够长的轻质导线,金属棒竖直固定且粗细均匀。一弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端,与金属棒之间无摩擦且接触良好。已知金属棒接入电路的阻值R与弹簧所受拉力F的关系如图乙所示。容积为40cm³的小桶通过轻绳挂在弹簧下端,闭合开关S,桶内未装液体时,电流表示数为0.2A;测量密度时,需在桶内装满待测液体,通过读取电流表示数可得出液体密度。(不计弹簧、滑片及小桶的质量)
(1)闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中电流表的示数______(填“增大”或“减小”)。
(2)电路中定值电阻R₀的阻值为多少?
(3)当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,该液体的密度为多少?(g取10N/kg)
(4)电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,会导致所测液体的密度______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)增大 (2) (3) (4)偏小
【解析】(1)分析电路可知,和变阻器串联,电流表测电路中电流。闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中滑片下移,变阻器接入电路的阻值变小,则总电阻变小,根据,电流表的示数增大。
(2)桶内未装液体时,弹簧所受拉力为零,由图乙可知,此时变阻器接入电路的阻值为,总电阻为
则电路中定值电阻R₀的阻值为
(3)当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,此时总电阻为
则此时变阻器接入电路的阻值
由图乙可知,此时弹簧所受拉力为0.4N,则液体重力为,则液体的密度为多少
(4)电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,根据算出的总电阻偏大,则得到的变阻器接入电路的阻值偏大,则得到的弹簧所受拉力偏小,则测得的液体重力偏小,根据
可知,会导致所测液体的密度偏小。
20. 体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级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。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,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0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为多少;
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少。
【答案】(1)6V;(2)0.45W;(3)1200N
【解析】(1)由图甲可知,闭合开关S,定值电阻R0与压敏电阻R串联,由图乙可知当体重计空载时,R=45,I=0.12A,则电源电压为
(2)由题图乙可知,当体重计示数为600N时,压敏电阻的阻值R'=15Ω,此时电路中电流为
定值电阻R0消耗的功率为
(3)已知电流表量程为0~0.6A,当电路中的电流最大为Imax=0.6A时,体重计测量最大体重,此时压敏电阻的阻值为
由题图乙可知,所能测量的最大体重为1200N。
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1. (力热综合)为改善城市空气质量,很多城市用雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车,车内水箱底部出水口面积为50cm2。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,柴油的热值取4.0×107J/kg)求:
(1)洒水前水箱中水深1m,出水口所受压力;
(2)洒水前雾炮车以10m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动,发动机的功率为80kW,此时雾炮车受到的阻力;
(3)雾炮车以80kW的功率匀速行驶20min,若柴油机效率为40%,需要消耗柴油的质量。
2. (力热综合)一辆5G无人环卫车,质量为460kg,车与地面的总接触面积为200cm2,在水平路面上匀速直线行驶过程中阻力为车所受重力的,g取10N/kg。
(1)该车静止时对水平路面的压强是多大?
(2)该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时,牵引力做了多少功?若功率相同的燃油汽车以相同的速度行驶相同的路程,消耗的汽油为0.6kg,此燃油汽车的效率是多少?(q汽=4.6×107J/kg)
3.(力热综合)我国自主研发的首款四座氢内燃机飞机验证机(如图)成功首飞。这架飞机翼展为13.5m,机身长度为8.2m,高压气态储氢罐可储氢4.5kg,最大起飞质量可达1260kg,飞机静止在水平地面上时,轮胎与地面的总接触面积为;在空中以180km/h的速度匀速巡航时,前置螺旋桨提供的牵引力为。已知氢气的热值为,g取10N/kg,求:
(1)达最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强;
(2)高压储氢罐内4.5kg氢气完全燃烧放出的热量;
(3)飞机以180km/h的速度匀速巡航1h牵引力所做的功。
4. 【热力综合】2025年5月28日,总质量约为的“棋子湾”轮从海口新海港缓缓驶出,经过13h航行到达广西防城港,总航程约286km,成功开辟了桂琼陆岛客货滚装运输第二通道,助力海南自由贸易港建设。(g取)
(1)轮船内燃机工作时,___________(选填“压缩”或“做功”)冲程对外做功;
(2)求该航程轮船的平均速度约为多少;
(3)质量为的汽车静止在水平甲板上,汽车对甲板的压强约为。求轮胎与甲板的总接触面积约为多少;
(4)若轮船所受阻力为重力的0.02倍,求该航程轮船克服阻力所做的功;实际航行时,驱动内燃机所消耗的燃油能量总比克服阻力做的功多,请从物理学角度简要分析原因(写出一条即可)。
5. 【热力综合】如图,我国某舰艇圆满完成首次航行试验任务,为我国海军建设和发展注入新动力。该舰艇在平静的海面上静止时,舰艇底最低点到水面的竖直距离为。若某段航行过程中,该舰艇在平静的海面上平稳的匀速直线航行了,发动机做的有用功为。已知:海水的密度,该舰艇所用燃料的热值。求:
(1)该舰艇在平静的海面上静止时,海水对舰艇底最低点的压强是多少Pa?
(2)该段航行过程中,发动机提供的前进的动力是多少N?
(3)若该舰艇发动机的效率为,则该段航行过程中,消耗燃料的质量是多少?
6.【热力综合】如图为汽油机做功冲程的示意图,若某型号单缸四冲程汽油机的活塞冲程长度为,某种工作状态下做功冲程燃气的平均压力为,活塞以1200次/分钟做往复运动,汽油机往复运动两次,对外做功一次,求:
(1)汽油机在此工作状态下,对外做的一次功的大小;
(2)汽油机在此工作状态下,1min内做功的功率;
(3)如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油,那么汽油机把内能转化为机械能的效率为多少。(,不计摩擦,结果保留两位有效数字)
7. 【热电综合】中医药是中华优秀传统文化的瑰宝,在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅,图乙是其工作电路简化的等效电路图,通过开关和的不同状态组合,可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻,其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知:。求:
额定电压/V
220
额定功率/W
高温挡880
中温挡440
低温挡220
(1)当闭合开关,将开关接时,电中药锅使用的是______(选填“低温”“中温”或“高温”)挡;
(2)将药液从加热到的过程中,药液吸收的热量是多少?
(3)使用该电中药锅的中温挡正常工作,加热,消耗的电能是多少?
(4)的阻值是多少?
8. 【热电综合】某品牌电热水壶铭牌如图甲所示,该电热水壶内部简化电路图如图乙所示。该电热水壶正常工作时,将初温为20℃的水加热至沸腾,用时。已知:外界大气压为1标准大气压,,。
(1)只闭合时,该电热水壶处于______(选填“保温”或“加热”)状态;
(2)求电阻的阻值;
(3)求在上述过程中电热水壶烧水的效率。
9.【热电综合】小君家中有一个电热壶,这个电热壶的参数如下表所示。他想知道此电热壶的热效率,他将温度为20℃、1.8L的水倒入壶中,测量出水加热到100℃所需的时间为6min。请根据题中的信息计算:
额定容量
1.8L
额定电压
220V
额定功率
1850W
频率
50Hz
(1)电热壶中水质量。
(2)壶中水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
(3)电热壶的热效率。
10. 【热电综合】如图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如乙图所示,R1和R2是电热丝,通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换,低温挡功率为440W,高温挡功率为880W,已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg·℃)。求:
(1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)若不考虑能量损失,正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间;
(4)若实际正常使用高温挡加热的时间为800s,该电饭锅的加热效率。
11. 【热电综合】一款小型电火锅如图甲所示,通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能;图乙是它的简化电路图,均为加热电阻(阻值保持不变)。已知的阻值为176Ω,电火锅的部分参数如下表所示。求:
(1)的阻值是多少?
额定电压
220V
低温挡功率
中温挡功率
440W
高温挡功率
1100W
(2)电火锅在低温挡工作时的功率是多少?
(3)某次使用时,在标准大气压下,用中温挡将1kg水从20℃加热到沸腾,用时14min,不计热量损失,该电火锅中温挡的实际功率是多少?
12. 【热电综合】如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机,它的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热档位,其内部简化电路如图乙所示,当双触点开关S接触1和2时为关机状态。、是两个阻值不变的电热丝,。求:
(1)挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为多少?
(2)若某次使用时,用高温档位正常工作,将0.2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是多少?
(3)若(2)问中用高温档位正常工作,加热过程共用时80s,则此次加热过程,该挂烫机的加热效率是多少?
13. 【热电综合】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,其中的阻值为48.4Ω,和均为阻值不变的电热丝,饮水机有加热和保温档,正常工作时,保温档功率为110W。[]
(1)求饮水机在保温档正常工作时的电流;
(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。
14. 【热电综合】如图,甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体,甲、乙中都有一段电阻丝,,。闭合开关,电流表的示数为1.2A。通电120s后,甲中温度计的示数为29℃。求:
(1)两端的电压;
(2)的电功率;
(3)电流通过产生的热量;
(4)液体的比热容(不计热量损失)。
15.【力电综合】在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为60Ω,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点,托盘固定在A点,OA∶OC=1∶4,托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 增大托盘里被测物体的质量,电压表的示数会变小
B. 电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处
C. 若R0的阻值为120Ω,则电子秤能测量的最大质量为120kg
D. 若只将托盘的固定点从A移至B,则电子秤的量程变大
16.【力电综合】随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理简化电路图,电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻R0=10Ω电压表量程为0~3V,RP是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图象如图丙所示,RP允许通过的最大电流为0.34A。求:
(1)深度表在水面上时,求电路中的电流;
(2)电压表示数为2.4V时,潜水员下潜的深度;
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度。
17. 【力电综合】小海对压敏电阻的特性很感兴趣,他在老师的协助下制作了一个简易电子秤,图甲为设计原理图。电源电压保持不变,为定值电阻,为压敏电阻,重量指示表由一只量程为0~0.6A的电流表改装而成,放在上的是轻质绝缘托盘,的阻值与压力的关系如图乙所示。请完成下列问题。
(1)由图乙可知,压敏电阻的阻值随着压力F的增大而___________;
(2)闭合开关S后,在托盘中放置重为2N的物体时,电流表示数为0.24A;放置重为4N的物体时,电流表示数为0.6A。定值电阻为多大?
(3)在托盘中放置一个苹果,电流表指针指在满刻度的位置,此苹果的重力为多大?
(4)在调试过程中,发现此电子秤量程较小,想要增大电子秤的量程,请你用学运的物理知识,在不改变原电路及元件的基础上,设计一个增大量程的简要方案。(可用简要文字、表达式、示意图进行说明)
18. 【力电综合】科创小组设计利用电流表测量质量的装置如图。现截取适当长度的电阻片(它的阻值随长度的变化图像如图乙)作为滑动变阻器接入电路,如图甲所示。如图甲中,电源电压恒定不变,电流表量程为。当滑片在最下端时,电流表示数为。装置中托盘与圆柱形实心塑料浮筒通过硬质绝缘细杆固定连接,整体漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中,且只能竖直移动。托盘的质量为;高,底面积为,质量为;容器的底面积为,托盘通过滑杆带动滑片上下移动。托盘中未放物体时,调节水量,使滑片正好位于最上端。托盘中放入物体时,刚好浸没,滑片正好位于最下端(取、、不计滑片、滑杆、细杆的质量,忽略摩擦阻力,工作中水不溢出)。求:
(1)R0的阻值;
(2)物体A的质量;
(3)托盘中未放物体时,电流表的示数。
19. 图甲为一款测量液体密度的装置设计图。电源电压为12V,R₀为一定值电阻,MN间是足够长的轻质导线,金属棒竖直固定且粗细均匀。一弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端,与金属棒之间无摩擦且接触良好。已知金属棒接入电路的阻值R与弹簧所受拉力F的关系如图乙所示。容积为40cm³的小桶通过轻绳挂在弹簧下端,闭合开关S,桶内未装液体时,电流表示数为0.2A;测量密度时,需在桶内装满待测液体,通过读取电流表示数可得出液体密度。(不计弹簧、滑片及小桶的质量)
(1)闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中电流表的示数______(填“增大”或“减小”)。
(2)电路中定值电阻R₀的阻值为多少?
(3)当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,该液体的密度为多少?(g取10N/kg)
(4)电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,会导致所测液体的密度______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
20. 体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级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。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,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0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为多少;
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少。
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