抢分10 综合应用题（电学综合）（抢分专练）（湖北专用）2026年中考物理终极冲刺讲练测

抢分10 综合应用题（力学综合）（湖北专用） 参考答案 题型一 电功与电能的计算、电功率的综合计算 1．【解析】（1）由表中信息可知，电饭锅的额定功率为880W，根据可知，电饭锅正常工作时加热电阻的阻值。 （2）由题意知，插线板允许通过的最大电流为10A，则允许使用的最大功率为P大＝UI大＝220V×10A＝2200W 则电风扇、电饭锅已在正常工作，插线板还允许使用的最大功率为P允许＝2200W﹣880W﹣100W＝1220W 由表中信息可知，还可以接入一个电饼铛，此时通过插线板的总电流 。 答：（1）电饭锅正常工作时加热电阻的阻值为55Ω； （2）通过插线板的总电流为9A。 2．【解析】（1）由图乙可知，当开关S、S1都闭合时，R1与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，在电压U一定时，电路中的总功率最大，孵化器处于加热挡；当S闭合、S1断开时，只有R2工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，孵化器处于保温挡。 （2）当S闭合、S1断开时，只有R2工作，孵化器处于保温挡，P保＝P2＝22W， 当开关S、S1都闭合时，R1与R2并联，孵化器处于加热挡，因为孵化器处于加热挡时的总功率等于各电阻消耗电功率之和，且两种状态下R2消耗的功率不变，所以孵化器处于加热挡时R1的电功率为 P1＝P加﹣P2＝P加﹣P保＝80W﹣22W＝58W； （3）根据可知，孵化初期该孵化器每天需要消耗的电能： 。 答：（1）S； （2）加热挡正常工作时，电阻R1的功率是58W； （3）该孵化器在孵化初期每天需要消耗的电能是3.5712×106J。 3．【解析】（1）电池储存的是化学能，供电时，化学能转化为电能； （2）水吸收的热量为：Q＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣12℃）＝1.848×105J； 12min电水壶消耗的电能W＝UIt＝220V×1.4A×12×60s＝2.2176×105J 烧水效率为：η100%100%≈83.3%。 （2）根据并联电路的特点知，干路中的电流为I＝1A+1.4A＝2.4A，供电的电流2.5A，因而可以接入其他用电器电流为0.1A，故电功率P＝UI＝220V×0.1A＝22W。 答：（1）化学；电； （2）该烧水壶的加热效率83.3%。 （3）在图乙中，最多还能接入电功率为22W的用电器。 4．【解析】（1）由图乙可知，洗碗机加热时的功率为1000W，工作的时间为700s，消耗的电能：W加热＝P加热t加热＝1000W×700s＝7×105J； （2）由P＝UI和I可得，发热电阻R的阻值：R48.4Ω； （3）由图乙可知，洗碗机烘干的功率为180W，暖风烘干机工作2min， 由P得消耗的电能：W烘干＝P烘干t＝180W×120s＝21600J＝21600kW•h＝0.006kW•h， 电能表指示灯闪烁次数n＝0.006kW•h×3000imp/（kW•h）＝18imp。 答：（1）该洗碗机正常洗一次碗，给水箱加热过程中消耗的电能7×105J； （2）不计水的电阻，发热电阻R的阻值为48.4Ω； （3）清洗结束后，暖风烘干机工作2min，会使如图丙所示的电能表指示灯闪烁18次。 5．【解析】（1）小灯泡正常发光时的电阻为：； （2）当S闭合、S1接到b位置且R0的滑片P在最左端时，电阻R2与变阻器R0的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压，电路中的电流I′为0.4A，电压表的示数为12V，则滑动变阻器的最大阻值为：； （3）当S闭合、S1接到a位置且R0的滑片P在某一位置时，电阻R1与变阻器R0串联，此时电路中的电流I为0.5A，电压表的示数为5V。设电源电压为U，则电源电压为：U＝IR1+U滑＝0.5A×R1+5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； 当S闭合、S1接到b位置且R0的滑片P在最左端时，电阻R2与变阻器R0的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压，此时电路中的电流I′为0.4A，电压表的示数为12V，则电源电压为U＝I'R2+U滑′＝0.4A×R2+12V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②R1的电功率，R2的电功率，则；解得：③ 由①②③解得：U＝20V，R1＝30Ω，R2＝20Ω。即电源电压为20V。 （4）当S闭合、S1接到c位置时，灯泡和变阻器R0串联，要使电路中的功率最大，则总电阻最小，变阻器接入电路的阻值最小时，滑动变阻器两端电压也最小，灯泡两端电压最大12V。由电源电压为20V，串联分压可得，滑动变阻器两端电压为8V。从乙图找到坐标（12V，0.5A），即小灯泡的电压为12V，电流为0.5A，根据欧姆定律可计算得滑动变阻器阻值为：， 则此时电路中的电功率最大为P大＝UI大＝20V×0.5A＝10W。 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻24Ω； （2）滑动变阻器的最大阻值是30Ω； （3）电源电压是20V； （4）电路中的最大电功率是10W；滑动变阻器的阻值是16Ω。 题型二 电学档位问题 1．【解析】（1）由丁图知，加热时间为t＝12min＝720s，消耗电能为W＝0.2kW•h＝7.2×105J， 实际加热功率为：P1000W； （2）由乙图分析得，开关S接a时，只有电阻R1接入电路，养生壶处于加热挡，R140Ω， 开关S接b时，电阻R1与R2串联，养生壶处于保温挡，额定保温功率为242W，则R2R140Ω＝160Ω； （3）1kg的茶水吸收的热量为Q＝cmΔt＝4×103J/（kg•℃）×1kg×（90℃﹣10℃）＝3.2×105J， 养生壶正常工作t′＝300s，消耗的电能为W′＝P加热t′t′300s＝3.63×105J， 加热效率为：η100%100%≈88%； 答：（1）养生壶的实际加热功率为1000W； （2）电阻R2的阻值为160Ω； （3）养生壶的加热效率为88%。 2.【解析】（1）由P＝UI可知，电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流：I2A； （2）当开关接触电1时，R1与R2串联，根据串联电阻规律可知，此时总电阻较大，由P可知，电路中的电功率较小，电热饭盒处于低温挡； 由图乙可知，开关接触电2时，只有R2工作，此时电阻较小，电功率较大，电热饭盒处于高温挡； 由P可知，R2的阻值：R2110Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻：R＝R1+R2＝110Ω+374Ω＝484Ω， 则低温挡的功率：P低100W； （3）由P可知，高温挡工作5min消耗的电能：Q1＝W1＝P高t1＝440W×5×60s＝1.32×105J， 低温挡工作3min消耗的电能：Q2＝W2＝P低t2＝100W×3×60s＝1.8×104J， 消耗的总电能：Q＝W＝W1+W2＝1.32×105J+1.8×104J＝1.5×105J。 答：（1）电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流是2A； （2）低温挡的功率是100W； （3）高温挡工作5分钟，低温挡工作3分钟放出的总热量是1.5×105J。 3．【解析】（1）风扇功率P风扇＝100W，内置风扇的工作电流是：； （2）根据P可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小；当S2接2、3时，发热电阻R1和R2串联，再与风扇并联，电路中的电阻最大，电功率最小，保温挡；当S2接3、4时，R2被短路，发热电阻R1与风扇并联，电路中的电阻最小，电功率最大，加热挡； ①电阻R1的电功率为：P1＝P加热﹣P风扇＝2100W﹣100W＝2000W， 电阻R1的阻值：； ②保温挡电热丝的功率为：P电热丝400W； 保温挡的电功率为：P保温＝P电热丝+P风扇＝400W+100W＝500W； （3）保温状态下工作5min，电热丝产生的热量是：Q＝W＝P电热丝t＝400W×5×60s＝1.2×105J。 答：（1）内置风扇的工作电流是0.45A； （2）电阻R1的阻值为24.2Ω；保温挡的功率500W； （3）保温状态下工作5min，电热丝产生的热量是1.2×105J。 4．【解析】（1）由图乙可知，当开关S1、S2闭合，S3接b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P可知，电路的总功率最大，电加热眼罩处于高温挡； 当开关S1闭合、S2断开，S3接a时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P可知，电路的总功率最小，电加热眼罩处于低温挡； 当开关S1、S2闭合，S3接a时，只有R1工作，电加热眼罩处于中温挡； 根据串联电路的电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻：R＝R1+R2＝8Ω+12Ω＝20Ω，低温挡的功率： P低1.8W； （2）电池充满电储存的能量：W＝UIt＝6V×1000×10﹣3A×1×3600s＝21600J， 高温挡的电功率：P7.5W， 由P可知，充满电，最多能在高温挡正常工作的时间：t'2880s＝0.8h； （3）当该款眼罩还剩20%的电量时，充满电需要的电能： W＝（1﹣20%）W＝80%×21600J＝17280J， 由W＝UIt可知，将电池充满电需要的时间： t''7200s＝2h。 答：（1）低温挡的功率1.8W； （2）充满电，最多能在高温挡正常工作0.8h； （3）将电池充满至少需要2h。 5．【解析】由P可知当开关S1断开，S2接A时，此时电路为串联电路，电路中的总电阻为两个电阻之和，总阻值最大，此时功率最小，为低温挡；当开关S1闭合，S2接A时，此时R2被短路，电路中只有R1一个电阻，此时为中温挡；当开关S1闭合，S2接B时，此时电路为并联电路，根据并联电路电阻规律可知，此时电路总电阻最小，功率最大，为高温挡。 （1）由P＝UI可得，电煮锅处于中温挡工作时，电路中的电流大小：I中5A； （2）由题可得R1的阻值：R144Ω， 当开关S1断开，S2接A时，此时电路为串联电路，电路中的总电阻为两个电阻之和，总阻值最大，此时功率最小，为低温挡； 此时电路的总电阻：R总88Ω， 根据串联电路电阻规律可知：R2＝R总﹣R1＝88Ω﹣44Ω＝44Ω， 由R2＝R1＝44Ω可知，高温挡的功率：P高＝P1+P2＝1100W+1100W＝2200W； （3）电煮锅在中温挡工作15min消耗的电能：W1＝P中t＝1100W×15×60s＝0.99×106J， 剩余的电能：W2＝W﹣W1＝2.2×3.6×106J﹣0.99×106J＝6.93×106J， 由W＝Pt可得，在低温挡工作的时间：t12600s。 答：（1）电煮锅处于中温挡工作时电路中的电流为5A； （2）高温挡的功率为2200W； （3）这个充满电的户外电源能够使电煮锅在中温挡工作15min把水烧开后，还能继续在低温挡工作12600s。 6．【解析】（1）接2触点时两电阻串联，接3触点时只有R1接入电 路；根据串联总电阻比任何一个电阻大，由可知，电源电压一定，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。由表格数据知，高挡功率P高＝440W，由可知，R1的阻值；由题知R2＝3R1＝3×110Ω＝330Ω；则低挡的发热功率； （2）由图乙知，工作21min时，其中高挡工作时间为7min，低挡工作时间为14min，高挡功率P高＝440W，则在高挡正常工作时消耗的电能； （3）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为 ； 如果此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，即； 由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温度。 答：（1）求电热加湿器处于“低挡”位置时的发热功率是110W。 （2）在高挡正常工作时消耗的电能是1.848×105J。 （3）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22℃。 7．【解析】（1）当S1断开，S2触B时，电饭锅处于低温挡，此时电阻R1和R2串联。电路的总电阻为，根据串联电路电阻特点，R2＝R总﹣R1＝250Ω﹣50Ω＝200Ω； （2）当S1闭合，S2触B时，电阻R2被短路，只有电阻R1工作，电路总电阻为R1＝50Ω；当S1闭合，S2触A时，电阻R1和R2并联，电路总电阻最小，根据可知，只有R1工作时为中温挡；电阻R1和R2并联，功率最大，为高温挡；中温挡的额定功率为， 高温挡的额定功率为； （3）电能表脉冲指示灯闪烁16次，电饭锅消耗的电能为，电饭锅此时的实际功率为。 答：（1）电阻R2的阻值是200Ω； （2）中温挡、高温挡的额定功率各为968W，1210W； （3）该电饭锅此时的实际功率是1000W。 8．【解析】由图乙知高温挡的功率为880W，中温挡的功率为440W，低温挡的功率为220W； （1）根据P＝UI知电火锅中温挡工作时电路中的电流大小为： I2A； （2）由图甲知当S1断开，S2接a时，两电阻串联，总电阻最大，根据P＝UI知总功率最小，电火锅为低温挡；当S1闭合，S2接b时，两电阻并联电路，总电阻最小，根据P＝UI知总功率最大，电火锅为高温挡；当S1断开，S2接b时，电路为R2的简单电路，电火锅为中温挡； 根据P＝UI知电热丝R1和R2的总电阻为： R220Ω， 电热丝R2的电阻为： R2110Ω； 由串联电路电阻的规律知电热丝R1的电阻为： R1＝R﹣R2＝220Ω﹣110Ω＝110Ω： （3）在标准大气压下，水的沸点为100℃， 水吸收的热量为： Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣56℃）＝2.772×105 J； 电火锅高温挡工作6min做的功为： W＝P高t＝880W×6×60 s＝3.168×105 J， 则电火锅的加热效率为： η100%100%＝87.5%。 答：（1）电火锅中温挡工作时，电路中的电流大小为2A； （2）电热丝R1的电阻值为110Ω； （3）若在标准大气压下，电火锅中加入1.5kg初温为56℃的温水，高温挡正常工作6min将水烧开，则该电火锅的加热效率为87.5%。 题型三 电热的综合计算 1．【解析】（1）当开关S1闭合，S2与触点a接通，R1单独工作，此时为加热状态， 此时通过R1的电流为：I5A， 电压力锅加热10min消耗的电能为：W＝UIt＝220V×5A×10×60s＝6.6×105J； （2）由表可知，当锅内气体压强为121kPa时，水的沸点是105℃， 锅内的水从25℃到烧开需要吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（105℃﹣25℃）＝1.008×106J。 答：（1）电压力锅加热10min消耗的电能为6.6×105J； （2）水烧开过程吸收的热量是1.008×106J。 2．【解析】（1）低温挡加热时的电流：； （2）低温挡加热时电功率：P低温＝UI低＝220V×0.5A＝110W；R2工作时的电功率：P2＝P高温﹣P低温＝700W﹣110W＝590W； （3）水吸收的热量为：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（40℃﹣20℃）＝2.1×105J，不计热量损失，加热器消耗的电能：W＝Q吸＝2.1×105J， 由可知，加热器的加热时间：5min。 答：（1）低温挡加热时的电流为0.5A； （2）电热丝R2工作时的电功率为590W； （3）将2.5kg的水从20℃加热到40℃，需要的时间为5min。 3．【解析】（1）塑料丝吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝2×103J/（kg•℃）×4×10﹣3kg×（260℃﹣20℃）＝1920J； （2）由图乙可知，当开关S接1、2时，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大，由P可知，电路的总功率最小，打印笔处于慢挡打印； 当开关S接触头2、3时，只有R2工作，电路的总电阻最小，总功率最大，打印笔处于快挡打印； 快挡打印30s，电能表指示灯闪烁2次，则打印笔消耗的电能：， 由Wt可知，R2的阻值：R2t30s＝605Ω， 由可知，R1、R2的串联总电阻：， 则R1＝R总﹣R2＝2420Ω﹣605Ω＝1815Ω； （3）3D打印笔在快挡时消耗的电能转化为塑料丝的内能的效率：η100%100%＝80%。 答：（1）3D打印笔在快挡时，打印30s，塑料丝吸收的热量为1920J； （2）R1的阻值为1815Ω； （3）3D打印笔在快挡时打印30s，3D打印笔消耗的电能转化为塑料丝的内能的效率为80%。 4．【解析】（1）由表格数据可得，电热防雾贴膜的额定功率为：P＝220W/m2×0.8m×0.5m＝88W， 电热防雾贴膜正常工作时通过的电流为：； （2）正常加热5min镜子吸收的热量为：Q＝cmΔt＝0.9×103J/（kg•℃）×1.0kg×22℃＝1.98×104J， 正常加热5min消耗的电能为：W＝Pt＝88W×5×60s＝2.64×104J， 电热防雾贴膜的加热效率为：； （3）由图乙可知，开关闭合时，调温电阻R0与防雾贴膜R串联，调温电阻的接入电阻越大，根据分压原理，R两端的电压越小，由P＝UI可知，R的功率越小； 调温电阻R0最大时，防雾贴膜R的功率为：P′＝P×25%＝88W×0.25＝22W， 防雾贴膜R的电阻为：， 调温电阻R0最大时，由P可得，电路中的电流为： ， 调温电阻R0最大时，电路中的总电阻为：， 调温电阻R0最大阻值为：R0＝R总﹣R＝1100Ω﹣550Ω＝550Ω。 答：（1）电热防雾贴膜正常工作时，通过的电流为0.4A； （2）电热防雾贴膜的加热效率为75%； （3）调温电阻R0的最大阻值为550Ω。 题型四 功、功率及机械效率 1．【解析】（1）物体5s内上升的高度h＝vt＝0.1m/s×5s＝0.5m， 物体的重力G物＝m物g＝2kg×10N/kg＝20N， 滑轮组在5s内做的有用功W有＝G物h＝20N×0.5m＝10J， （2）由题意可知，动滑轮的重力G动＝m动g＝0.5kg×10N/kg＝5N； 由图可知，动滑轮由2段绳子承担，即n＝2，不计绳与滑轮间的摩擦，可得绳子的拉力； （3）由题图可知，绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×0.5m＝1m， 总功W总＝Fs＝12.5N×1m＝12.5J， 滑轮组的机械效率； （4）由题意可知，玩具电动小车的速度， 小车做匀速直线运动，牵引力等于绳子拉力与滚动摩擦力之和，即F牵＝F+f＝12.5N+20N＝32.5N， 根据PFv得到玩具电动小车牵引力的功率P＝F牵v车＝32.5N×0.2m＝6.5W。 答：（1）滑轮组在5秒内对物体做的有用功是10J； （2）细绳的拉力是12.5N； （3）滑轮组的机械效率是80%； （4）玩具电动小车牵引力的功率是6.5W。 2．【解析】（1）1min内做的有用功为； （2）一个工作循环，吸入气缸的混合气体的体积等于发动机的排气量V，一个工作循环吸入混合气体的质量为， 由题可知，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比，即m空气：m汽油＝14：1， 混合气体的质量为汽油和空气的质量总和，则汽油的质量为； （3）该发动机为四冲程汽油机，飞轮转2圈，做功1次，已知发动机转速为5000r/min，则1min内做功的次数为2500次，1min内汽油完全燃烧放出的总热量为， 根据公式可知，该汽油机的效率为。 答：（1）1min内做的有用功是5.52×106J； （2）做功一次消耗汽油的质量是1.44×10﹣4kg； （3）该汽油机的效率是33.3%。 3．【解析】（1）空载的电动叉车静止时，对水平地面的压力 F＝G空＝7200N， 空载的电动叉车静止时，对水平地面的压强； （2）石材的重力 G石＝m石g＝1400kg×10N/kg＝14000N 叉车对石材做的功（有用功） （3）电动叉车的效率 。 答：（1）空载的电动叉车静止时对水平地面的压强是9×104Pa； （2）电动叉车匀速提升石材至最大起升高度的过程，对石材做的功是4.2×104J； （3）如果此过程电动叉车消耗了6×104J的电能，那么电动叉车的效率是70%。 4．【解析】（1）游船往返全程的平均速度 （2）游船的漂浮时，重力等于浮力，根据阿基米德可知，浮力等于排开水的重力，所以游船的重力为G＝mg＝20×103kg×10N/kg＝2×105N 游船匀速运动，所以牵引力等于阻力，由二力平衡可知 （3）单程航行时间t＝30min＝1800s 牵引力做功的功率 （4）由于游船处于漂浮状态，游船受到水的浮力等于它的重力 答：（1）游船往返全程的平均速度为4.5km/h； （2）牵引力大小为4×103N； （3）游船单程航行时牵引力做功的功率为5000W； （4）满载时游船受到水的浮力为2×105N。 5．【解析】（1）激光雷达从发射到接收激光束的时间：t1×10﹣9s； （2）①由表中信息可知，该机器人的舱室数量为2层，每层载重为10kg， 则该机器人满载配送行李时的总重力：G总＝m总g＝（48kg+2×10kg）×10N/kg＝680N， 机器人对水平地面的压力：F＝G总＝680N， 机器人对水平地面的压强：p1.7×105Pa； ②根据PFv得到机器人受到的动力：F动50N， 机器人做匀速直线运动，机器人的动力和摩擦力是平衡力，大小相等， 所以机器人受到地面的摩擦力：f＝F动＝50N； （3）充满电后电池储存的电量：W＝UIt＝48V×12A•h＝48V×12A×3600s＝2.0736×106J， 在充满电后到主动寻找充电器期间，电池消耗的电能：W′＝W×（1﹣20%）＝2.0736×106J×0.8＝1.65888×106J， 该机器人正常工作时间：t33177.6s＝9.216h。 答：（1）激光雷达从发射到接收激光束的时间是1×10﹣9s； （2）①机器人对水平地面的压强是1.7×105Pa； ②如果驱动电机对外做功的功率为50W，机器人受到地面的摩擦力是50N； （3）若机器人的电池充满电后，以额定功率工作，则一次最多可以持续正常工作9.216h。 6．【解析】（1）隧道在长江水下89m处受到的水的压强为： p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×89m＝8.9×105Pa； （2）每分钟输送泥土的质量为： m＝ρV＝1.6×103kg/m3×3m3＝4.8×103kg， 盾构机每分钟输送的泥土的重力为： G＝mg＝4.8×103kg×10N/kg＝4.8×104N； （3）2min内推力做的有用功为： W有＝Fs＝Fvt＝4×107N×1.5×10﹣3m/s×2×60s＝7.2×106J， 2min内盾构机输出的总功为： W总＝Pt＝9×104W×2×60s＝1.08×107J， 盾构机2min内推进的机械效率为： η100%≈66.7%。 答：（1）隧道在长江水下89m处受到的水的压强是8.9×105Pa； （2）盾构机每分钟输送的泥土的重力是4.8×104N； （3）盾构机2min内推进的机械效率为66.7%。 7．【解析】（1）小明对钓箱做的功为： W＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×1m＝50J； （2）钓箱对水平地面的压力等于自身的重力，即F＝G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N，则钓箱对水平地面的压强为： p2.5×104Pa； （3）遮阳伞承受风压的面积为2m2，某时刻风压为25N/m2，则风力的大小为： F1＝2m2×25N/m2＝50N； 根据杠杆平衡条件可得G0L0＝F1L1，即G0×＝50N×（120cm+40cm+5cm），解得：G0＝330N， 钓箱内放重物的质量： m′28kg。 答：（1）小明把空箱向上搬100cm后放到车上，则向上搬100cm的过程中小明对钓箱做的功为50J； （2）如图乙，若每只脚的着地面积为5cm2，空箱时，钓箱对水平地面的压强是2.5×104Pa； （3）为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放28kg的重物。 题型五 压强、浮力的综合 1．【解析】（1）满载时排开水的质量，根据阿基米德原理知，浮力； （2）水平面上的压力等于自身重力，即F＝G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N； 双脚与甲板的接触面积S＝400cm2＝0.04m2； 根据压强公式，可得对甲板的压强； （3）由题意得，舰载机巡航速度v＝1800km/h＝500m/s； 发动机推力F＝2×105N； 舰载机匀速巡航时，根据功率公式PFv，可得发动机的功率P＝Fv＝2×105N×500m/s＝1×108W。 答：（1）福建舰满载时受到的浮力是8×108N。 （2）他双脚站立时对甲板的压强是1.5×104Pa。 （3）此时歼G15系列舰载机发动机的功率是1×108W。 2．【解析】（1）钻头在4000m深的海底处受到海水的压强： p＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×4000m＝4.12×107Pa； （2）钻探船满载时受到海水的浮力： F浮＝G排＝m排g＝5×104×103kg×10N/kg＝5×108N； （3）钻探船匀速航行的速度：v＝36km/h＝36m/s＝10m/s， 由PFv可得，船受到的牵引力： F4×106N。 答：（1）钻头在4000m深的海底处受到海水的压强是4.12×107Pa； （2）该钻探船满载时受到海水的浮力是5×108N； （3）船受到的牵引力是4×106N。 3．【解析】（1）当钢板处于325米海底时，钢板受到海水的压强p＝ρ液gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×325m＝3.25×106Pa， （2）（3）工程师将“海基二号”导管架装载在驳船上，驳船静止时排开海水的体积为8×104m3； 此时浮力等于总重力，G总＝F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×104m3＝8×108N； 导管架被推入海中，驳船和导管架完全分离，驳船静止时排开海水的体积为5×104m3， 船的重力G船＝F'浮＝ρ水gV'排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×104m3＝5×108N； 导管架受到的重力G＝G总﹣G船＝8×108N﹣5×108N＝3×108N。 （3）导管架浸没的浮力F浮＝ρ水gV'排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3.2×104m3＝3.2×108N； 由于浸没浮力大于重力，故上浮而漂浮，浮力等于重力，为3×108N。 答：（1）当钢板处于325米海底时，钢板受到海水的压强是3.25×106Pa。 （2）“海基二号”导管架受到的重力大小是3×108N。 （3）“海基二号”导管架与驳船分离后，静止时所受的浮力大小是3×108N。 4．【解析】（1）当潜水艇在水面下25cm处悬停，水对潜水艇舱底的压强为： p＝ρ液gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m＝2.5×103Pa； （2）该潜水艇受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×650×10﹣6m3＝6.5N； （3）悬停浮力等于总重力，则6.5N＝（0.5kg+m）×10N/kg； 解得m＝0.15kg。 答：（1）水槽内的水对潜水艇舱底的压强是2.5×103Pa； （2）该潜水艇受到的浮力是6.5N； （3）该潜水艇水舱内水的质量是0.15kg。 5．【解析】（1）该潜水器受到的重力为：G＝mg＝35×1000kg×10N/kg＝3.5×105N； （2）潜水艇下潜时的平均速度为：v14m/s； （3）下潜到8400m的深度时，潜水器受到海水的压强为： p＝ρ海水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×8400m＝8.4×107Pa； （4）此时观测孔所受海水压力为： F＝pS＝8.4×107Pa×50×10﹣4m2＝4.2×105N。 答：（1）该潜水器受到的重力为3.5×105N； （2）该潜水艇下潜时的平均速度为14m/s； （3）下潜到8400m的深度时，潜水器受到海水的压强为8.4×107Pa； （4）此时观测孔所受海水压力为4.2×105N。 6．【解析】（1）发电机正常工作时，把机械能转化为电能； （2）“南鲲号”正常工作时底部受到水的压强为： p＝ρ水gh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m＝3×105Pa； （3）“南鲲号”受到的浮力为： F浮＝G排＝m排g＝6×106kg×10N/kg＝6×107N； 排开海水的体积： V排6×103m3； （4）“南鲲号”在满负荷工作条件下，每日发电量 煤完全燃烧放出的热量为： ， 需要燃烧煤的质量为： 。 答：（1）机械； （2）“南鲲号”正常工作时底部受到水的压强是3×105Pa； （3）“南鲲号”质量为6×106kg，其漂浮时受到的浮力是6×107N；排开海水的体积是6×103m3； （4）需要完全燃烧6.4t煤。 7．【解析】（1）根据密度公式可得制作一根质量为60t的桩腿需要钢材的体积为： V7.5m3； （2）根据题意可知网箱框架（重心）下降的高度为：h＝15m+8m＝23m； 根据W＝Gh＝mgh可得该过程框架的重力所做的功为：W＝m框gh＝150×103kg×10N/kg×23m＝3.45×107J； （3）根据重力公式可得网箱重力为：G网箱＝m网箱g＝390×103 kg×10 N/kg＝3.9×106 N； 根据重力公式可得辅助平台重力为：G平台＝2×3×103 kg×10 N/kg＝6×104 N 辅助平台漂浮时，整体处于平衡状态，竖直向上的浮力等于竖直向下的总重力和阻力之和，所以2个辅助平台受到的浮力为： F浮＝G网箱+G平台+F阻力＝3.9×106N+6×104N+2.2×106N＝6.16×106N； 单个辅助平台受到的浮力为： F浮单F浮6.16×106N＝3.08×106 N； 可得单个辅助平台排开海水的体积为： 由F浮单＝ρ海水V排g可得单个辅助平台排开海水的体积为： V排308 m3； 根据体积公式可得辅助平台的吃水深度为h2.8m。 答：（1）制作一根质量为60t的桩腿需要钢材的体积为7.5m3； （2）该过程框架的重力所做的功为3.45×107J；（3）辅助平台的吃水深度为2.8m。 8．【解析】（1）总质量为8×106kg箱体的重力为G＝mg＝8×106kg×10N/kg＝8×107N。 （2）由题意知，箱体出水前，排开水的体积等于箱体的体积，即V排＝V箱，根据阿基米德原理知，箱体出水前所受的浮力为F浮箱＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×103m3＝6×107N； 钢缆将箱体匀速提升，所以箱体受到向下的重力和向上的拉力、浮力是平衡力，即G＝F浮箱十F拉，所以钢缆的总拉力F拉＝G﹣F浮箱＝8×107N﹣6×107N＝2×107N。 （3）箱体出水前，对打捞船进行受力分析，受竖直向上的F浮船1、竖直向下的重力G和钢缆对打捞船竖直向下的拉力F拉1，F拉1＝F拉＝2×107N； V排1＝S船h＝3.3×103m2×1.5m＝4.95×103m3； F浮船1＝ρ水gV排1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4.95×103m3＝4.95×107N； 打捞船静止，所以F浮船1＝G船十F拉1，即G船＝F浮船1﹣F拉1＝4.95×107N﹣2×107N＝2.95×107N。 （4）捞船上表面阴影部分面积取3.3×103m2； 箱体部分出水后，对打捞船进行受力分析，受竖直向上的浮力F浮船2，竖直向下的重力G船和钢缆对打捞船竖直向下的拉力F拉2，打捞船静止，根据平衡条件知，F拉+G船＝F浮船＝ρ水gV排′； 出水前：2×107N+G＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3.3×103m2×1.5m； 出水后：5.3×107N+G＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3.3×103m2×h； 解得：h＝2.5m。 答：（1）箱体的重力是8×107N。 （2）箱体出水前所受的浮力是6×107N；钢缆的总拉力是2×107N。 （3）打捞船的重力为2.95×107N； （4）此时打捞船浸入水中的深度是2.5m。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 抢分10 综合应用题（湖北专用） 抢分预测 抢分秘籍 抢分特训 3年考情 抢分依据 命题预测 2025T22、2024T22 电功率、焦耳定律、热学等相结合。考查知识点多挡位电器、实际功率与额定功率。试题多取材于真实生活场景，如‌空气炸锅、扫地机器人、电热水龙头、浴霸、充电桩‌等家用电器，要求考生将实际问题转化为物理模型进行分析。 电学综合计算：近年来，湖北中考物理在全省统考背景下呈现出“‌稳中有变、难度提升、情境升级‌”的趋势。电学部分作为占比约30%的主力板块，重点考查学生对‌欧姆定律、电功率、动态电路、多挡位电路及安全用电‌等知识的综合应用能力。综合计算题不再设置复杂的复合大题，而是采用“‌分步设问、层层递进‌”的设计思路，降低整体难度但强调规范表达和逻辑严谨性。 2025T23 2024T23 ‌力学综合计算是湖北中考物理的核心考查内容‌，占比较大且难度逐年提升，主要依据《课程标准（2022版）》命题，强调基础、能力与实际应用的结合。在力学综合题中，突出“‌真实情境+多知识点融合‌”的命题风格，如结合航母、沉管隧道、半潜船等科技工程背景出题。考查重点：浮力、压强、杠杆、滑轮、功与功率、机械效率的综合应用 浮力与压强、简单机械与机械效率、功、功率与能量转化、受力分析与动态建模：综合计算题为压轴题，分值高（8-10分），结构稳定。多取材于现实生活与科技热点，如福建舰、港珠澳大桥沉管、神舟飞船等。强调受力分析、公式推导、单位换算、数据处理和规范作答。 【考向一】电学综合 1．欧姆定律的计算 （1）有关欧姆定律的分析计算：①求电流，公式：I；②求电压，公式：U＝IR； ③求电阻，公式：R。 只要知道I、U、R中的任意两个量就可以利用欧姆定律计算出第三个量。 （2）相关知识链接： ①电流规律：串联：I＝I1＝I2．串联电路电流处处相等。 并联：I＝I1+I2．并联电路干路电流等于各支路电流之和。 ②电压规律：串联：U＝U1+U2．串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。 并联：U＝U1＝U2．并联电路各支路两端电压相等，等于总电压。 ③电阻规律：串联：R＝R1+R2．串联电路总电阻等于分电阻之和。 并联：．并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。 ④比例规律：串联：．串联电路中电压与电阻成正比。 并联：I1R1＝I2R2．并联电路中电流与电阻成反比。 ⑤欧姆定律：I．导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。 2．电能表的计算 （1）表盘上标有Nr/（kW•h）字样，转盘转n圈，耗电。 （2）最大功率＝电能表使用的电压×最大电流。 （3）电能W＝Pt。 3．电功率P＝W/t的简单计算 （1）电功率的计算：W，表示电功率等于电功与时间之比。P表示电流做功的功率，单位是W；W表示电流做的功，单位是J；t表示电流做功所用的时间，单位是s。 （2）计算式：P＝UI。推导：将W＝UIt代入公式P＝W/t中，可得P＝UI。 4．电功率多档位问题 多档位的实质是利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对档位的控制。 高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻R高最小； 中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻R中高于高温档； 低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻R低最大。 5．焦耳定律的简单计算 （1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫焦耳定律。 （2）公式：Q＝I2Rt，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）。 6．电热的综合计算 （1）焦耳定律定义式：Q＝I2RT。 有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式Q＝I2Rtt均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。 （2）串并联电路电功特点： ①在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和； ②串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比， ③并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比。 7．比热容的计算公式 比热容的计算公式：c。（c是比热容，t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，Q表示吸收或放出的热量） 8．利用比热容的公式计算热量 物体的温度升高时吸收热量为：Q吸＝cm（t﹣t0） 物体的温度降低时放出的热量为：Q放＝cm（t0﹣t） 式中的c为物体的比热容，m为物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度．若用Δt表示物体变化的温度（升高或降低的温度），那么，物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q＝cm△t。 【考向二】运动与力 1．液体压强的公式及计算 （1）计算液体压强的公式是p＝ρgh。确定深度时要注意是指液体与大气（不是与容器）的接触面向下到某处的竖直距离，不是指从容器底部向上的距离（那叫“高度”）。 （2）液体压强中隐含“密度不同”的有关计算： 由液体的压强公式p＝ρgh可知，液体的压强大小取决于液体的密度和深度，深度的不同比较直观，而密度不同需引起注意，有时直接给出物质不同，密度不同，有时则隐含着密度不同。 （3）液体对容器底的压强、压力与容器对支持面的压强、压力的计算方法： 液体对容器底的压强和压力与容器对支持面的压强和压力不是一同事。 液体内部压强是由液体的重力产生的，但液体对容器底的压力并不一定等于液体的重力，而等于底面积所受的压强乘以受力面积，因此，处理液体内部问题时，先求压强再算压力。 容器对支持面的压力和压强，可视为固体问题 处理，先分析压力大小，再根据p计算压强大小。 2．利用阿基米德原理进行简单计算 （1）F浮＝G排＝ρ液gV排，式中ρ液表示液体的密度，V排是被物体排开的液体的体积，g取9.8N/kg。 （2）阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。 3．利用物体的浮沉条件求浮力的大小 （1）漂浮、悬浮时，浮力等于物体自身的重力或排开水的重力，F＝mg＝ρVg。 （2）沉浮时，浮力等于物体的体积乘以水的密度F浮＝ρ液gV物 4．功的简单计算 （1）公式法：对于恒力的功，通常利用功的定义式W＝FS进行计算． （2）功率法：功跟完成这些功所需时间的比值，叫做功率．对于一段时间内外力的功，有时可以直接利用W＝Pt求出功。 5．功率的计算 （1）功率：在物理学中，功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。 （2）功率的公式：P（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）。 （3）计算功率的另一个公式：P＝Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做功的功率可表示为Fv．（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）。 a．推导：由P，联立W＝Fs，得PFv。 由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。 b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。 6．杠杆的平衡条件的计算 （1）杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即 （2）公式的表达式为：F1×l1＝F2×l2，即：。 7．滑轮组绳子上的拉力 使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的n分之一（忽略绳重及各处的摩擦力） ①不考虑滑轮重力有F；②考虑滑轮的重力，则有F； 8．机械效率的计算 机械效率的计算公式是：η，其中η代表机械效率，‌W有用是有用功，‌W总是总功。‌这个公式用于计算任何类型的机械系统，‌无论是滑轮组、‌斜面、‌杠杆还是其他类型的机械装置。‌ 滑轮组：①η； ②不计绳重、摩擦，η； 斜面：η。 题型一 电功与电能的计算、电功率的综合计算 1．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北荆州一模）某家庭厨房中用电器的相关信息如表中所示，它们用如图所示的插线板供电。插线板允许通过的最大电流为10A。已知家庭电路的电压为220V。 名称 数量 额定功率/W 电饭锅 1 880 电磁炉 1 1800 电风扇 1 100 电饼铛 1 1000 （1）求电饭锅正常工作时加热电阻的阻值。 （2）电风扇、电饭锅已在正常工作，在保证插线板安全使用的条件下，还可以再接入一个用电器，求这三个用电器同时正常工作时，通过插线板的总电流。 【解析】（1）由表中信息可知，电饭锅的额定功率为880W，根据可知，电饭锅正常工作时加热电阻的阻值。 （2）由题意知，插线板允许通过的最大电流为10A，则允许使用的最大功率为P大＝UI大＝220V×10A＝2200W 则电风扇、电饭锅已在正常工作，插线板还允许使用的最大功率为P允许＝2200W﹣880W﹣100W＝1220W 由表中信息可知，还可以接入一个电饼铛，此时通过插线板的总电流 。 答：（1）电饭锅正常工作时加热电阻的阻值为55Ω； （2）通过插线板的总电流为9A。 2．（2026•湖北孝感一模）图甲是小明购买的某款鸡蛋孵化器，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，孵化器相关参数如丙表所示。 额定电压 220V 额定功率 加热挡 80W 保温挡 22W （1）当闭合开关　 　 （选填“S”“S1”或“S和S1”）时，孵化器在保温挡正常工作。 （2）加热挡正常工作时，电阻R1的功率是多少？ （3）小明在查询相关资料后得知，鸡蛋孵化需要约21天，划分为三个阶段，每个阶段七天。在第一阶段的孵化初期，该鸡蛋孵化器每天用加热挡正常工作8小时，剩余时间均保持保温挡正常工作，则该孵化器在孵化初期每天需要消耗的电能是多少？ 【解析】（1）由图乙可知，当开关S、S1都闭合时，R1与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，在电压U一定时，电路中的总功率最大，孵化器处于加热挡；当S闭合、S1断开时，只有R2工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，孵化器处于保温挡。 （2）当S闭合、S1断开时，只有R2工作，孵化器处于保温挡，P保＝P2＝22W， 当开关S、S1都闭合时，R1与R2并联，孵化器处于加热挡，因为孵化器处于加热挡时的总功率等于各电阻消耗电功率之和，且两种状态下R2消耗的功率不变，所以孵化器处于加热挡时R1的电功率为 P1＝P加﹣P2＝P加﹣P保＝80W﹣22W＝58W； （3）根据可知，孵化初期该孵化器每天需要消耗的电能： 。 答：（1）S； （2）加热挡正常工作时，电阻R1的功率是58W； （3）该孵化器在孵化初期每天需要消耗的电能是3.5712×106J。 3．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北黄石一模）如图甲所示为梯度回收电池后制作的家用储能柜，已知储能柜输出电压为220V，最大输出电流为5A。小泽家外出野炊时使用储能柜的场景如图乙所示，电饭锅和烧水壶通过插线板与储能柜的连接方式如图丙所示，电饭锅和烧水壶均正常工作。 （1）电池供电时，主要涉及的能量转化是　 　 能转化为　 　 能。 （2）在1标准大气压下，利用烧水壶将0.5L初温是12℃的水烧开需要12min，求该烧水壶的加热效率（结果保留至0.1%）。 （3）求在图乙中，最多还能接入电功率为多少的用电器。 【解析】（1）电池储存的是化学能，供电时，化学能转化为电能； （2）水吸收的热量为：Q＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣12℃）＝1.848×105J； 12min电水壶消耗的电能W＝UIt＝220V×1.4A×12×60s＝2.2176×105J 烧水效率为：η100%100%≈83.3%。 （2）根据并联电路的特点知，干路中的电流为I＝1A+1.4A＝2.4A，供电的电流2.5A，因而可以接入其他用电器电流为0.1A，故电功率P＝UI＝220V×0.1A＝22W。 答：（1）化学；电； （2）该烧水壶的加热效率83.3%。 （3）在图乙中，最多还能接入电功率为22W的用电器。 4．（2026•湖北随州模拟）图甲为小明家洗碗机的等效加热电路图，R为发热电阻，图乙为该洗碗机某次正常工作时的P﹣t图象，工作程序为：其给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水系统启动，将水箱中全部的水排出，清洗完成后，暖风烘干机自动开启将餐具烘干[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求： （1）该洗碗机正常洗一次碗，给水箱加热过程中消耗的电能； （2）不计水的电阻，发热电阻R的阻值； （3）清洗结束后，暖风烘干机工作2min，会使如图丙所示的电能表指示灯闪烁多少次？ 【解析】（1）由图乙可知，洗碗机加热时的功率为1000W，工作的时间为700s，消耗的电能：W加热＝P加热t加热＝1000W×700s＝7×105J； （2）由P＝UI和I可得，发热电阻R的阻值：R48.4Ω； （3）由图乙可知，洗碗机烘干的功率为180W，暖风烘干机工作2min， 由P得消耗的电能：W烘干＝P烘干t＝180W×120s＝21600J＝21600kW•h＝0.006kW•h， 电能表指示灯闪烁次数n＝0.006kW•h×3000imp/（kW•h）＝18imp。 答：（1）该洗碗机正常洗一次碗，给水箱加热过程中消耗的电能7×105J； （2）不计水的电阻，发热电阻R的阻值为48.4Ω； （3）清洗结束后，暖风烘干机工作2min，会使如图丙所示的电能表指示灯闪烁18次。 5．（2026•湖北当阳市模拟）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，电流表“0﹣0.6A”，电压表“0﹣15V”小灯泡上标有“12V、6W”字样，小灯泡的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。当S闭合、S1接到a位置且R0的滑片P在某一位置时，电路中的电流I为0.5A电压表的示数为5V，R1的电功率为P1；当S闭合、S1接到b位置且R0的滑片P在最左端时；电路中的电流I'为0.4A，电压表的示数为12V，R2的电功率为P'1，P1：P'1＝75：32。 （1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）电源电压大小； （4）当S闭合、S1接到c位置时，在保证电路元件安全情况下，求电路中的最大电功率，及对应滑动变阻器的阻值。 【解析】（1）小灯泡正常发光时的电阻为：； （2）当S闭合、S1接到b位置且R0的滑片P在最左端时，电阻R2与变阻器R0的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压，电路中的电流I′为0.4A，电压表的示数为12V，则滑动变阻器的最大阻值为：； （3）当S闭合、S1接到a位置且R0的滑片P在某一位置时，电阻R1与变阻器R0串联，此时电路中的电流I为0.5A，电压表的示数为5V。设电源电压为U，则电源电压为：U＝IR1+U滑＝0.5A×R1+5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； 当S闭合、S1接到b位置且R0的滑片P在最左端时，电阻R2与变阻器R0的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压，此时电路中的电流I′为0.4A，电压表的示数为12V，则电源电压为U＝I'R2+U滑′＝0.4A×R2+12V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②R1的电功率，R2的电功率，则；解得：③ 由①②③解得：U＝20V，R1＝30Ω，R2＝20Ω。即电源电压为20V。 （4）当S闭合、S1接到c位置时，灯泡和变阻器R0串联，要使电路中的功率最大，则总电阻最小，变阻器接入电路的阻值最小时，滑动变阻器两端电压也最小，灯泡两端电压最大12V。由电源电压为20V，串联分压可得，滑动变阻器两端电压为8V。从乙图找到坐标（12V，0.5A），即小灯泡的电压为12V，电流为0.5A，根据欧姆定律可计算得滑动变阻器阻值为：， 则此时电路中的电功率最大为P大＝UI大＝20V×0.5A＝10W。 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻24Ω； （2）滑动变阻器的最大阻值是30Ω； （3）电源电压是20V； （4）电路中的最大电功率是10W；滑动变阻器的阻值是16Ω。 题型二 电学档位问题 1．（新情境—生活中的物理）（2026•黄石一模）如图甲所示是一款养生壶，其原理图如图乙所示。已知养生壶的额定电压为220V，R1和R2都是用于对茶水加热的电热丝，该壶有加热挡和保温挡，其中额定保温功率为242W。如图丙所示是一种具有电压和电能计量的新型插座。将养生壶单独插在该插座上，用加热挡加热一段时间后，插座屏幕上显示用电前、后示数如图丁所示。[已知电热丝电阻不变；养生壶在使用时其两端电压恒定；茶水的比热容c茶＝4×103J/（kg•℃）]则： （1）养生壶的实际加热功率； （2）电阻R2的阻值； （3）养生壶正常工作，用加热挡将1kg的茶水从10℃加热至90℃时，用时300s，求养生壶的加热效率（结果百分数保留整数）。 【解析】（1）由丁图知，加热时间为t＝12min＝720s，消耗电能为W＝0.2kW•h＝7.2×105J， 实际加热功率为：P1000W； （2）由乙图分析得，开关S接a时，只有电阻R1接入电路，养生壶处于加热挡，R140Ω， 开关S接b时，电阻R1与R2串联，养生壶处于保温挡，额定保温功率为242W，则R2R140Ω＝160Ω； （3）1kg的茶水吸收的热量为Q＝cmΔt＝4×103J/（kg•℃）×1kg×（90℃﹣10℃）＝3.2×105J， 养生壶正常工作t′＝300s，消耗的电能为W′＝P加热t′t′300s＝3.63×105J， 加热效率为：η100%100%≈88%； 答：（1）养生壶的实际加热功率为1000W； （2）电阻R2的阻值为160Ω； （3）养生壶的加热效率为88%。 2（新情境—生活中的物理）（2026•湖北十堰模拟）为满足人们对健康饮食的追求，某品牌推出了一款新型电热饭盒如图甲，图乙虚线内是电热饭盒内部的简化电路图，R1和R2均为电热丝，R1＝374Ω（阻值不随温度变化，部分参数如表所示）。求： 额定电压 220V 额定功率 低温挡 高温挡 440W （1）电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流； （2）电阻R2的阻值及低温挡的功率； （3）高温挡工作5分钟，低温挡工作3分钟放出的总热量是多少？ 【解析】（1）由P＝UI可知，电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流：I2A； （2）当开关接触电1时，R1与R2串联，根据串联电阻规律可知，此时总电阻较大，由P可知，电路中的电功率较小，电热饭盒处于低温挡； 由图乙可知，开关接触电2时，只有R2工作，此时电阻较小，电功率较大，电热饭盒处于高温挡； 由P可知，R2的阻值：R2110Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻：R＝R1+R2＝110Ω+374Ω＝484Ω， 则低温挡的功率：P低100W； （3）由P可知，高温挡工作5min消耗的电能：Q1＝W1＝P高t1＝440W×5×60s＝1.32×105J， 低温挡工作3min消耗的电能：Q2＝W2＝P低t2＝100W×3×60s＝1.8×104J， 消耗的总电能：Q＝W＝W1+W2＝1.32×105J+1.8×104J＝1.5×105J。 答：（1）电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流是2A； （2）低温挡的功率是100W； （3）高温挡工作5分钟，低温挡工作3分钟放出的总热量是1.5×105J。 3．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北荆州模拟）如图甲所示是有保温、加热功能的暖菜板，简化电路如图乙所示，其中M为风扇，R1和R2均为电热丝，R2＝96.8Ω，旋转开关S2可以让暖菜板处于加热挡或保温挡。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清，暖菜板正常工作时。求： （1）内置风扇的工作电流是多少？（保留两位小数） （2）电阻R1的阻值及保温挡的功率； （3）保温状态下工作5min，电热丝产生的热量是多少？ 型号 805D 电路总功率 加热 2100W 电压 220V 保温 XX 用途 暖菜、温奶 风扇功率 100W 【解析】（1）风扇功率P风扇＝100W，内置风扇的工作电流是：； （2）根据P可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小；当S2接2、3时，发热电阻R1和R2串联，再与风扇并联，电路中的电阻最大，电功率最小，保温挡；当S2接3、4时，R2被短路，发热电阻R1与风扇并联，电路中的电阻最小，电功率最大，加热挡； ①电阻R1的电功率为：P1＝P加热﹣P风扇＝2100W﹣100W＝2000W， 电阻R1的阻值：； ②保温挡电热丝的功率为：P电热丝400W； 保温挡的电功率为：P保温＝P电热丝+P风扇＝400W+100W＝500W； （3）保温状态下工作5min，电热丝产生的热量是：Q＝W＝P电热丝t＝400W×5×60s＝1.2×105J。 答：（1）内置风扇的工作电流是0.45A； （2）电阻R1的阻值为24.2Ω；保温挡的功率500W； （3）保温状态下工作5min，电热丝产生的热量是1.2×105J。 4．（2026•湖北当阳市模拟）如图甲所示是一款电加热眼罩，对缓解眼疲劳有一定的效果。它的额定充电（放电）电压为6V，电池容量为1000mA•h，充电电流为400mA。图乙是手动调节高、中、低三挡加热的简化原理图。已知电热丝R1的阻值为8Ω，电热丝R2的阻值为12Ω。求： （1）低温挡功率是多少？ （2）充满电，最多能在高温挡正常工作多久？ （3）当该款眼罩还剩20%的电量时，在额定电压下，将电池充满至少需多久？ 【解析】（1）由图乙可知，当开关S1、S2闭合，S3接b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P可知，电路的总功率最大，电加热眼罩处于高温挡； 当开关S1闭合、S2断开，S3接a时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P可知，电路的总功率最小，电加热眼罩处于低温挡； 当开关S1、S2闭合，S3接a时，只有R1工作，电加热眼罩处于中温挡； 根据串联电路的电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻：R＝R1+R2＝8Ω+12Ω＝20Ω，低温挡的功率： P低1.8W； （2）电池充满电储存的能量：W＝UIt＝6V×1000×10﹣3A×1×3600s＝21600J， 高温挡的电功率：P7.5W， 由P可知，充满电，最多能在高温挡正常工作的时间：t'2880s＝0.8h； （3）当该款眼罩还剩20%的电量时，充满电需要的电能： W＝（1﹣20%）W＝80%×21600J＝17280J， 由W＝UIt可知，将电池充满电需要的时间： t''7200s＝2h。 答：（1）低温挡的功率1.8W； （2）充满电，最多能在高温挡正常工作0.8h； （3）将电池充满至少需要2h。 5．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北孝感一模）图甲是一款多功能电煮锅，图乙为该电煮锅简化电路图，其中开关S2可以断开、接A或接B，R1和R2都是用于加热的纯电阻，电煮锅的部分参数如下表所示。（R1和R2的电阻值不随温度变化而变化） 项目 额定电压（V） 低温挡功率（W） 中温挡功率（W） 高温挡功率 参数 220 550 1100 P高 （1）电煮锅处于中温挡正常工作时，求电路中的电流大小？ （2）高温挡的功率P高是多少？ （3）为了在户外露营时能使用电煮锅来烫火锅，可以采用能够存储2.2kW•h的移动电源对其进行供电，使用充满电的移动电源使电煮锅在中温挡正常工作15min把水烧开后，若调至低温挡进行保温，还可以正常工作多长时间？ 【解析】由P可知当开关S1断开，S2接A时，此时电路为串联电路，电路中的总电阻为两个电阻之和，总阻值最大，此时功率最小，为低温挡；当开关S1闭合，S2接A时，此时R2被短路，电路中只有R1一个电阻，此时为中温挡；当开关S1闭合，S2接B时，此时电路为并联电路，根据并联电路电阻规律可知，此时电路总电阻最小，功率最大，为高温挡。 （1）由P＝UI可得，电煮锅处于中温挡工作时，电路中的电流大小：I中5A； （2）由题可得R1的阻值：R144Ω， 当开关S1断开，S2接A时，此时电路为串联电路，电路中的总电阻为两个电阻之和，总阻值最大，此时功率最小，为低温挡； 此时电路的总电阻：R总88Ω， 根据串联电路电阻规律可知：R2＝R总﹣R1＝88Ω﹣44Ω＝44Ω， 由R2＝R1＝44Ω可知，高温挡的功率：P高＝P1+P2＝1100W+1100W＝2200W； （3）电煮锅在中温挡工作15min消耗的电能：W1＝P中t＝1100W×15×60s＝0.99×106J， 剩余的电能：W2＝W﹣W1＝2.2×3.6×106J﹣0.99×106J＝6.93×106J， 由W＝Pt可得，在低温挡工作的时间：t12600s。 答：（1）电煮锅处于中温挡工作时电路中的电流为5A； （2）高温挡的功率为2200W； （3）这个充满电的户外电源能够使电煮锅在中温挡工作15min把水烧开后，还能继续在低温挡工作12600s。 6．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北黄石模拟）琪琪家某型号电热加湿器部分技术参数如表所示，图甲为其简易电路图。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。 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 （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21min的P﹣t图像，求在高挡正常工作时消耗的电能。 （3）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℃？ 【解析】（1）接2触点时两电阻串联，接3触点时只有R1接入电 路；根据串联总电阻比任何一个电阻大，由可知，电源电压一定，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。由表格数据知，高挡功率P高＝440W，由可知，R1的阻值；由题知R2＝3R1＝3×110Ω＝330Ω；则低挡的发热功率； （2）由图乙知，工作21min时，其中高挡工作时间为7min，低挡工作时间为14min，高挡功率P高＝440W，则在高挡正常工作时消耗的电能； （3）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为 ； 如果此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，即； 由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温度。 答：（1）求电热加湿器处于“低挡”位置时的发热功率是110W。 （2）在高挡正常工作时消耗的电能是1.848×105J。 （3）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22℃。 7．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北宜都市模拟）如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。小聪同学了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，电饭锅的额定电压为220V，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。当S1断开，S2触B时，处于低温挡，低温挡额定功率为193.6W，R1＝50Ω。不考虑电阻与温度的关系，求： （1）电阻R2的阻值； （2）中温挡、高温挡的额定功率各为多少？ （3）如图丙电能表上“3200imp/kW•h”表示该电能表测量电路每消耗1kW•h的电能，脉冲指示灯闪烁3200次。将该电饭锅单独接入该电路中，用高温挡加热，数出指示灯在18s内闪了16次，计算该电饭锅此时的实际功率。 【解析】（1）当S1断开，S2触B时，电饭锅处于低温挡，此时电阻R1和R2串联。电路的总电阻为，根据串联电路电阻特点，R2＝R总﹣R1＝250Ω﹣50Ω＝200Ω； （2）当S1闭合，S2触B时，电阻R2被短路，只有电阻R1工作，电路总电阻为R1＝50Ω；当S1闭合，S2触A时，电阻R1和R2并联，电路总电阻最小，根据可知，只有R1工作时为中温挡；电阻R1和R2并联，功率最大，为高温挡；中温挡的额定功率为， 高温挡的额定功率为； （3）电能表脉冲指示灯闪烁16次，电饭锅消耗的电能为，电饭锅此时的实际功率为。 答：（1）电阻R2的阻值是200Ω； （2）中温挡、高温挡的额定功率各为968W，1210W； （3）该电饭锅此时的实际功率是1000W。 8．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北襄阳樊城区一模）小文家新买的电火锅内部电路如图所示，其主要由保险装置和加热装置组成（不计保险装置的电阻），加热装置由电阻丝R1和R2组成，通过控制开关S1和S2的状态，可实现高、中、低三挡的调节，图乙是电火锅正常工作一次的“P﹣t”图像，其工作时先用高温挡将水烧开，再用中温挡煮熟食物，最后用低温挡保温，求： （1）电火锅中温挡工作时，电路中的电流大小； （2）电热丝R1的电阻值； （3）若在标准大气压下，电火锅中加入1.5kg初温为56℃的温水，高温挡正常工作6min将水烧开，则该电火锅的加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【解析】由图乙知高温挡的功率为880W，中温挡的功率为440W，低温挡的功率为220W； （1）根据P＝UI知电火锅中温挡工作时电路中的电流大小为： I2A； （2）由图甲知当S1断开，S2接a时，两电阻串联，总电阻最大，根据P＝UI知总功率最小，电火锅为低温挡；当S1闭合，S2接b时，两电阻并联电路，总电阻最小，根据P＝UI知总功率最大，电火锅为高温挡；当S1断开，S2接b时，电路为R2的简单电路，电火锅为中温挡； 根据P＝UI知电热丝R1和R2的总电阻为： R220Ω， 电热丝R2的电阻为： R2110Ω； 由串联电路电阻的规律知电热丝R1的电阻为： R1＝R﹣R2＝220Ω﹣110Ω＝110Ω： （3）在标准大气压下，水的沸点为100℃， 水吸收的热量为： Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣56℃）＝2.772×105 J； 电火锅高温挡工作6min做的功为： W＝P高t＝880W×6×60 s＝3.168×105 J， 则电火锅的加热效率为： η100%100%＝87.5%。 答：（1）电火锅中温挡工作时，电路中的电流大小为2A； （2）电热丝R1的电阻值为110Ω； （3）若在标准大气压下，电火锅中加入1.5kg初温为56℃的温水，高温挡正常工作6min将水烧开，则该电火锅的加热效率为87.5%。 题型三 电热的综合计算 1．（2026•湖北鄂州一模）如图是一种电压力锅的简易原理图，A为密闭锅体，R1为加热电阻，其阻值为44Ω，L为指示灯，R2为保温电阻，S1为电源开关，S2为压力开关。闭合S1后，电流通过R1对电压力锅加热，当锅内气体压强达到设定值121kPa时，水开始沸腾，锅底向下移动，压力开关S2与触点a断开，并与b点接通，起到控压控温的目的，此保温电路的功率为100W。 t/℃ 100 105 110 112 114 116 118 120 p/kPa 101 121 143 154 163 175 187 199 （1）电压力锅处于加热状态时通过R1的电流是多少？电压力锅加热10min，消耗的电能是多少？ （2）已知锅内水的质量为3kg，初温为25℃，水烧开过程吸收的热量是多少？【水的比热容：4.2×103J/（kg•℃），水的沸点t与气体压强p的关系如表】 【解析】（1）当开关S1闭合，S2与触点a接通，R1单独工作，此时为加热状态， 此时通过R1的电流为：I5A， 电压力锅加热10min消耗的电能为：W＝UIt＝220V×5A×10×60s＝6.6×105J； （2）由表可知，当锅内气体压强为121kPa时，水的沸点是105℃， 锅内的水从25℃到烧开需要吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（105℃﹣25℃）＝1.008×106J。 答：（1）电压力锅加热10min消耗的电能为6.6×105J； （2）水烧开过程吸收的热量是1.008×106J。 2．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北当阳市模拟）图甲是一种自助餐保温炉。水盆中水温在40～60℃可使食物适合食用。图乙是加热器的简化电路图，R1和R2是电热丝，R1的阻值为440Ω，S1和S2是温控开关。当水温低于40℃时，S1和S2均闭合，高温挡加热，总功率为700W。当水温在40℃～60℃之间时，只有S1闭合，低温挡加热；水温高于60℃时，S1断开，停止加热。（不考虑能量损失）[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）低温挡加热时的电流； （2）电热丝R2工作时的电功率； （3）将2.5kg的水从20℃加热到40℃，需要的时间。 【解析】（1）低温挡加热时的电流：； （2）低温挡加热时电功率：P低温＝UI低＝220V×0.5A＝110W；R2工作时的电功率：P2＝P高温﹣P低温＝700W﹣110W＝590W； （3）水吸收的热量为：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（40℃﹣20℃）＝2.1×105J，不计热量损失，加热器消耗的电能：W＝Q吸＝2.1×105J， 由可知，加热器的加热时间：5min。 答：（1）低温挡加热时的电流为0.5A； （2）电热丝R2工作时的电功率为590W； （3）将2.5kg的水从20℃加热到40℃，需要的时间为5min。 3．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北荆州模拟）小明购买了一支如图甲所示的3D打印笔，这是一支能在空气中书写的笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的PLA塑料丝，塑料丝在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状。此3D打印笔有快、慢两个挡位，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中快挡打印30s，电能表指示灯闪烁2次，刚好将4g的塑料丝从20℃加热到260℃，已知该3D打印笔慢挡打印功率为20W，R1、R2是用于发热的定值电阻，塑料丝的比热容为2×103J/（kg•℃）。 求： （1）3D打印笔在快挡时，打印30s，塑料丝吸收的热量； （2）R1的阻值； （3）3D打印笔在快挡时打印30s，3D打印笔消耗的电能转化为塑料丝的内能的效率。 【解析】（1）塑料丝吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝2×103J/（kg•℃）×4×10﹣3kg×（260℃﹣20℃）＝1920J； （2）由图乙可知，当开关S接1、2时，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大，由P可知，电路的总功率最小，打印笔处于慢挡打印； 当开关S接触头2、3时，只有R2工作，电路的总电阻最小，总功率最大，打印笔处于快挡打印； 快挡打印30s，电能表指示灯闪烁2次，则打印笔消耗的电能：， 由Wt可知，R2的阻值：R2t30s＝605Ω， 由可知，R1、R2的串联总电阻：， 则R1＝R总﹣R2＝2420Ω﹣605Ω＝1815Ω； （3）3D打印笔在快挡时消耗的电能转化为塑料丝的内能的效率：η100%100%＝80%。 答：（1）3D打印笔在快挡时，打印30s，塑料丝吸收的热量为1920J； （2）R1的阻值为1815Ω； （3）3D打印笔在快挡时打印30s，3D打印笔消耗的电能转化为塑料丝的内能的效率为80%。 4．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北荆门模拟）如图甲是一种PET电热防雾贴膜，将它贴在玻璃镜子背面，通电后贴膜给镜子加热，即可达到防雾目的。小阳买了一块这种防雾贴膜对家里浴室的镜子进行改装，防雾贴膜的参数如下表。 额定电压 220V 额定功率 220W/m2 规格 80cm×50cm 厚度 0.4mm 耐热温度 200℃ （1）电热防雾贴膜正常工作时，通过的电流多大？ （2）已知小阳家玻璃镜子的质量为1kg，正常加热5min后镜子的温度上升了22℃，若玻璃的比热容为0.9×103J/（kg•℃），求电热防雾贴膜的加热效率； （3）为适应更多温度环境，小阳在防雾贴膜工作电路上串联了一个调温电阻R0，如图乙。闭合开关S，移动滑片P，防雾贴膜R的功率可在原功率的25%～100%之间变化，求调温电阻R0的最大阻值。（设防雾贴膜R的电阻不随温度变化） 【解析】（1）由表格数据可得，电热防雾贴膜的额定功率为：P＝220W/m2×0.8m×0.5m＝88W， 电热防雾贴膜正常工作时通过的电流为：； （2）正常加热5min镜子吸收的热量为：Q＝cmΔt＝0.9×103J/（kg•℃）×1.0kg×22℃＝1.98×104J， 正常加热5min消耗的电能为：W＝Pt＝88W×5×60s＝2.64×104J， 电热防雾贴膜的加热效率为：； （3）由图乙可知，开关闭合时，调温电阻R0与防雾贴膜R串联，调温电阻的接入电阻越大，根据分压原理，R两端的电压越小，由P＝UI可知，R的功率越小； 调温电阻R0最大时，防雾贴膜R的功率为：P′＝P×25%＝88W×0.25＝22W， 防雾贴膜R的电阻为：， 调温电阻R0最大时，由P可得，电路中的电流为： ， 调温电阻R0最大时，电路中的总电阻为：， 调温电阻R0最大阻值为：R0＝R总﹣R＝1100Ω﹣550Ω＝550Ω。 答：（1）电热防雾贴膜正常工作时，通过的电流为0.4A； （2）电热防雾贴膜的加热效率为75%； （3）调温电阻R0的最大阻值为550Ω。 题型四 功、功率及机械效率 1．（2026•湖北十堰一模）为了进一步理解所学知识，某物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滚动摩擦力为20N，一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点，两滑轮质量都为0.5kg。当小车向右运动，借助细绳、滑轮带动质量为2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑轮之间的摩擦，不考虑空气阻力，求： （1）滑轮组在5秒内对物体做的有用功。 （2）细绳的拉力F。 （3）滑轮组的机械效率。 （4）玩具电动小车牵引力的功率P。 【解析】（1）物体5s内上升的高度h＝vt＝0.1m/s×5s＝0.5m， 物体的重力G物＝m物g＝2kg×10N/kg＝20N， 滑轮组在5s内做的有用功W有＝G物h＝20N×0.5m＝10J， （2）由题意可知，动滑轮的重力G动＝m动g＝0.5kg×10N/kg＝5N； 由图可知，动滑轮由2段绳子承担，即n＝2，不计绳与滑轮间的摩擦，可得绳子的拉力； （3）由题图可知，绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×0.5m＝1m， 总功W总＝Fs＝12.5N×1m＝12.5J， 滑轮组的机械效率； （4）由题意可知，玩具电动小车的速度， 小车做匀速直线运动，牵引力等于绳子拉力与滚动摩擦力之和，即F牵＝F+f＝12.5N+20N＝32.5N， 根据PFv得到玩具电动小车牵引力的功率P＝F牵v车＝32.5N×0.2m＝6.5W。 答：（1）滑轮组在5秒内对物体做的有用功是10J； （2）细绳的拉力是12.5N； （3）滑轮组的机械效率是80%； （4）玩具电动小车牵引力的功率是6.5W。 2．（2026•湖北宜都市模拟）如图所示为某品牌小轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大；空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。当该发动机以最大功率工作时，在每一个工作循环中，汽缸内汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3，转速为5000r/min。请计算： 车型 某品牌轿车 排气量 1.6L 最大功率 92KW 空燃比 14：1 汽油的热值 4.6×107J/kg （1）1min内做的有用功； （2）做功一次消耗汽油的质量； （3）该汽油机的效率。（结果百分数保留到小数点后一位） 【解析】（1）1min内做的有用功为； （2）一个工作循环，吸入气缸的混合气体的体积等于发动机的排气量V，一个工作循环吸入混合气体的质量为， 由题可知，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比，即m空气：m汽油＝14：1， 混合气体的质量为汽油和空气的质量总和，则汽油的质量为； （3）该发动机为四冲程汽油机，飞轮转2圈，做功1次，已知发动机转速为5000r/min，则1min内做功的次数为2500次，1min内汽油完全燃烧放出的总热量为， 根据公式可知，该汽油机的效率为。 答：（1）1min内做的有用功是5.52×106J； （2）做功一次消耗汽油的质量是1.44×10﹣4kg； （3）该汽油机的效率是33.3%。 3．（2026•湖北丹江口市模拟）如图所示是某电动叉车抬升石材的情景。叉车的项目参数如下表。某次电动叉车将1400kg的石材匀速提升至最大起升高度，用时30s。g取10N/kg，则： 项目 参数 额定载重/kg 1500 最大起升高度/m 3 空载行驶速度/（km/h） 5 空载重力/N 7200 空载轮胎接地总面积/cm2 800 （1）空载的电动叉车静止时对水平地面的压强是多少？ （2）电动叉车匀速提升石材至最大起升高度的过程，对石材做的功是多少？ （3）如果此过程电动叉车消耗了6×104J的电能，那么电动叉车的效率是多少？ 【解析】（1）空载的电动叉车静止时，对水平地面的压力 F＝G空＝7200N， 空载的电动叉车静止时，对水平地面的压强； （2）石材的重力 G石＝m石g＝1400kg×10N/kg＝14000N 叉车对石材做的功（有用功） （3）电动叉车的效率 。 答：（1）空载的电动叉车静止时对水平地面的压强是9×104Pa； （2）电动叉车匀速提升石材至最大起升高度的过程，对石材做的功是4.2×104J； （3）如果此过程电动叉车消耗了6×104J的电能，那么电动叉车的效率是70%。 4．（2026•湖北孝感二模）湖北孝感号称“董永故里”，有着董永和七仙女相会槐荫树下的动人传说。2025年4月26日，孝感槐荫河畔上演了一场名为《槐荫船说》的大型沉浸式水上演出，这场演出融合了千年传说与现代科技，为观众带来了一场视觉与情感的盛宴。《槐荫船说》游船采用电瓶驱动，往返于槐荫河滚子河二桥至槐荫公园段，单程航线长2.25km，往返总航程4.5km，单程航行时间约30分钟。已知某游船满载时排水量为20t，航行时受水阻力为船重的0.02倍。（g＝10N/kg，） （1）求游船往返全程的平均速度； （2）若游船匀速直线航行，求牵引力大小； （3）求游船单程航行时牵引力做功的功率； （4）求满载时游船受到水的浮力。 【解析】（1）游船往返全程的平均速度 （2）游船的漂浮时，重力等于浮力，根据阿基米德可知，浮力等于排开水的重力，所以游船的重力为G＝mg＝20×103kg×10N/kg＝2×105N 游船匀速运动，所以牵引力等于阻力，由二力平衡可知 （3）单程航行时间t＝30min＝1800s 牵引力做功的功率 （4）由于游船处于漂浮状态，游船受到水的浮力等于它的重力 答：（1）游船往返全程的平均速度为4.5km/h； （2）牵引力大小为4×103N； （3）游船单程航行时牵引力做功的功率为5000W； （4）满载时游船受到水的浮力为2×105N。 5．（2026•湖北当阳市模拟）智能机器人广泛应用于餐饮、酒店、工厂、商超等多重场景。如图所示是上海“××智能”公司设计生产的配送机器人，主要用于酒店为入住客人配送行李，代替传统服务员，减少酒店成本。机器人有关参数如表所示。 型号：××自研T﹣box 产品尺寸：450mm*550mm*1080mm 产品净重：48kg 额定功率：50W 电梯控制：自主呼叫进出厢式电梯 舱室数量：2层 舱室载重：10kg/层 充电时长：6.5h 最大行走速度：1m/s 运行寿命：20000h 电池容量：DC48V12Ah 六个轮子与地面总接触面积：40cm2 （1）机器人SLAM同步定位与地图构建系统，可以自动按扫描的地图路径、根据主人指令到达指定房间。机器人四周装有4个激光扫描探头（激光雷达），当障碍物距离机器人15cm时，机器人快速作出反应，进行语言提示“主人请让开，我正在工作”或直接避开障碍物。求激光雷达从发射到接收激光束的时间。（光速为3×108m/s） （2）某次该机器人满载配送行李在水平地面上以最大行驶速度做匀速直线运动。 ①求机器人对水平地面的压强。（g取10N/kg） ②如果驱动电机对外做功的功率为50W，求机器人受到地面的摩擦力。 （3）当电量低于20%时，机器人不能正常工作，会自动回到充电桩充电。若机器人的电池充满电后，以额定功率工作，则一次最多可以持续正常工作多少小时？ 【解析】（1）激光雷达从发射到接收激光束的时间：t1×10﹣9s； （2）①由表中信息可知，该机器人的舱室数量为2层，每层载重为10kg， 则该机器人满载配送行李时的总重力：G总＝m总g＝（48kg+2×10kg）×10N/kg＝680N， 机器人对水平地面的压力：F＝G总＝680N， 机器人对水平地面的压强：p1.7×105Pa； ②根据PFv得到机器人受到的动力：F动50N， 机器人做匀速直线运动，机器人的动力和摩擦力是平衡力，大小相等， 所以机器人受到地面的摩擦力：f＝F动＝50N； （3）充满电后电池储存的电量：W＝UIt＝48V×12A•h＝48V×12A×3600s＝2.0736×106J， 在充满电后到主动寻找充电器期间，电池消耗的电能：W′＝W×（1﹣20%）＝2.0736×106J×0.8＝1.65888×106J， 该机器人正常工作时间：t33177.6s＝9.216h。 答：（1）激光雷达从发射到接收激光束的时间是1×10﹣9s； （2）①机器人对水平地面的压强是1.7×105Pa； ②如果驱动电机对外做功的功率为50W，机器人受到地面的摩擦力是50N； （3）若机器人的电池充满电后，以额定功率工作，则一次最多可以持续正常工作9.216h。 6．（2025•湖北黄冈模拟）2025年3月17日，深入长江水下89m的沪渝蓉高铁崇太长江隧道的掘进工作取得重要进展，国产高铁盾构机“领航号”掘进突破5000m。该盾构机长148m，总质量约4000t，其刀盘直径15.4m，是目前世界上直径最大的高铁盾构机。图甲是“领航号”大型盾构机的展示图，图乙是其部分结构示意图。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）隧道在长江水下89m处受到的水的压强是多少？ （2）某次掘进途中“领航号”盾构机每分钟输送泥土的体积是3m3，当地泥土的密度是1.6×103kg/m3，则盾构机每分钟输送的泥土的重力是多少？ （3）如果“领航号”盾构机以4×107N的推力稳定工作，前进的速度为1.5mm/s，盾构机整个系统的总功率是9×104W，求盾构机2min内推进的机械效率。（结果保留至0.1%） 【解析】（1）隧道在长江水下89m处受到的水的压强为： p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×89m＝8.9×105Pa； （2）每分钟输送泥土的质量为： m＝ρV＝1.6×103kg/m3×3m3＝4.8×103kg， 盾构机每分钟输送的泥土的重力为： G＝mg＝4.8×103kg×10N/kg＝4.8×104N； （3）2min内推力做的有用功为： W有＝Fs＝Fvt＝4×107N×1.5×10﹣3m/s×2×60s＝7.2×106J， 2min内盾构机输出的总功为： W总＝Pt＝9×104W×2×60s＝1.08×107J， 盾构机2min内推进的机械效率为： η100%≈66.7%。 答：（1）隧道在长江水下89m处受到的水的压强是8.9×105Pa； （2）盾构机每分钟输送的泥土的重力是4.8×104N； （3）盾构机2min内推进的机械效率为66.7%。 7．（2026•湖北襄阳一模）钓鱼是目前最受欢迎的户外休闲活动之一。如图甲是人坐在钓箱上垂钓时的情景，该钓箱长50cm，宽20cm，高40cm，容量大、功能齐全，带有四只可升降脚，每只脚的高度都可以独立调节，使箱体上表面呈水平状态，方便人坐，空箱时，整箱质量仅5kg，轻便易携，还可以安装遮阳伞等配件。 （1）小明把空箱向上搬100cm后放到车上，则向上搬100cm的过程中小明对钓箱做了多少功？ （2）如图乙，若每只脚的着地面积为5cm2，空箱时，钓箱对水平地面的压强是多少？ （3）在有风的天气，安装遮阳伞后，钓箱容易发生翻倒，图甲中，若风从左往右，整个装置的简图如图丙（无人坐），除遮阳伞外，钓箱（包括箱内的物品）重心可近似看作在钓箱的几何中心，遮阳伞（包括伞杆）的质量为4kg，重心在M点下方25cm处，已知遮阳伞承受风压的面积为2m2，某时刻风压为25N/m2，风压作用点可视为M点，当人离开钓箱后，为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放多少kg的重物？（空气对遮阳伞的升力忽略不计） 【解析】（1）小明对钓箱做的功为： W＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×1m＝50J； （2）钓箱对水平地面的压力等于自身的重力，即F＝G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N，则钓箱对水平地面的压强为： p2.5×104Pa； （3）遮阳伞承受风压的面积为2m2，某时刻风压为25N/m2，则风力的大小为： F1＝2m2×25N/m2＝50N； 根据杠杆平衡条件可得G0L0＝F1L1，即G0×＝50N×（120cm+40cm+5cm），解得：G0＝330N， 钓箱内放重物的质量： m′28kg。 答：（1）小明把空箱向上搬100cm后放到车上，则向上搬100cm的过程中小明对钓箱做的功为50J； （2）如图乙，若每只脚的着地面积为5cm2，空箱时，钓箱对水平地面的压强是2.5×104Pa； （3）为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放28kg的重物。 题型五 压强、浮力的综合 1．（2026•湖北黄石一模）中国人民解放军海军福建舰是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置。 （1）福建舰设计排水量约为8×104t，求福建舰满载时受到的浮力。 （2）一位体重为60kg的歼G15系列舰载机飞行员，双脚与水平甲板的接触面积是400cm2，求他双脚站立时对甲板的压强。 （3）若飞行员驾驶歼G15系列舰载机以1800km/h的巡航速度飞越渤海海峡时，发动机的推力为2×105N，求此时歼G15系列舰载机发动机的功率。 【解析】（1）满载时排开水的质量，根据阿基米德原理知，浮力； （2）水平面上的压力等于自身重力，即F＝G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N； 双脚与甲板的接触面积S＝400cm2＝0.04m2； 根据压强公式，可得对甲板的压强； （3）由题意得，舰载机巡航速度v＝1800km/h＝500m/s； 发动机推力F＝2×105N； 舰载机匀速巡航时，根据功率公式PFv，可得发动机的功率P＝Fv＝2×105N×500m/s＝1×108W。 答：（1）福建舰满载时受到的浮力是8×108N。 （2）他双脚站立时对甲板的压强是1.5×104Pa。 （3）此时歼G15系列舰载机发动机的功率是1×108W。 2．（2026•湖北广水市模拟）海洋科学钻探船被称为海洋科学领域的“航空母舰”。如图所示为一艘满载时排水量为5×104t的海洋科学钻探船，甲板上装有很高的钻塔，可以安装并控制钻杆进行拉升作业使钻头和钻杆最深可在4000m深的海底向下钻取岩芯进行研究。（ρ海水＝1.03×103kg/m3，g取10N/kg） （1）钻头在4000m深的海底处受到海水的压强是多少？ （2）该钻探船满载时受到海水的浮力是多少？ （3）该钻探船以36km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为4×107W，则船受到的牵引力是多少？ 【解析】（1）钻头在4000m深的海底处受到海水的压强： p＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×4000m＝4.12×107Pa； （2）钻探船满载时受到海水的浮力： F浮＝G排＝m排g＝5×104×103kg×10N/kg＝5×108N； （3）钻探船匀速航行的速度：v＝36km/h＝36m/s＝10m/s， 由PFv可得，船受到的牵引力： F4×106N。 答：（1）钻头在4000m深的海底处受到海水的压强是4.12×107Pa； （2）该钻探船满载时受到海水的浮力是5×108N； （3）船受到的牵引力是4×106N。 3．（2026•湖北当阳市模拟）我国首个深水油田二次开发项目在珠江口盆地海域正式投产。据了解：为实施流花11﹣1油田二次开发，中国工程师需要将“海基二号”导管架平台从陆地工厂运到海洋指定位置并移滑至水中，为后继安装做准备。“海基二号”导管架其总高度达338m，应用于水深为325m的海域。工程师将“海基二号”导管架装载在驳船上，驳船静止时排开海水的体积为8×104m3；驳船将导管架运至海洋指定位置后，导管架被推入海中，驳船和导管架完全分离，驳船静止时排开海水的体积为5×104m3，已知导管架的体积为3.2×104m3。求： （1）“海基二号”导管架的底部固定着面积非常大的钢板，当钢板处于325米海底时，钢板受到海水的压强。 （2）“海基二号”导管架受到的重力大小。 （3）“海基二号”导管架与驳船分离后，静止时所受的浮力大小。 【解析】（1）当钢板处于325米海底时，钢板受到海水的压强p＝ρ液gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×325m＝3.25×106Pa， （2）（3）工程师将“海基二号”导管架装载在驳船上，驳船静止时排开海水的体积为8×104m3； 此时浮力等于总重力，G总＝F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×104m3＝8×108N； 导管架被推入海中，驳船和导管架完全分离，驳船静止时排开海水的体积为5×104m3， 船的重力G船＝F'浮＝ρ水gV'排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×104m3＝5×108N； 导管架受到的重力G＝G总﹣G船＝8×108N﹣5×108N＝3×108N。 （3）导管架浸没的浮力F浮＝ρ水gV'排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3.2×104m3＝3.2×108N； 由于浸没浮力大于重力，故上浮而漂浮，浮力等于重力，为3×108N。 答：（1）当钢板处于325米海底时，钢板受到海水的压强是3.25×106Pa。 （2）“海基二号”导管架受到的重力大小是3×108N。 （3）“海基二号”导管架与驳船分离后，静止时所受的浮力大小是3×108N。 4．（2026•湖北黄石模拟）如图甲所示，潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是650cm3，所用材料的总质量是0.5kg。如图乙所示，当水舱内没水时，该潜水艇漂浮在水槽的水面上；在水舱内注入适量的水，该潜水艇会在水面下悬停。g取10N/kg。当潜水艇在水面下25cm处悬停时，通过计算回答： （1）水槽内的水对潜水艇舱底的压强是多少？ （2）该潜水艇受到的浮力是多少？ （3）该潜水艇水舱内水的质量是多少？ 【解析】（1）当潜水艇在水面下25cm处悬停，水对潜水艇舱底的压强为： p＝ρ液gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m＝2.5×103Pa； （2）该潜水艇受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×650×10﹣6m3＝6.5N； （3）悬停浮力等于总重力，则6.5N＝（0.5kg+m）×10N/kg； 解得m＝0.15kg。 答：（1）水槽内的水对潜水艇舱底的压强是2.5×103Pa； （2）该潜水艇受到的浮力是6.5N； （3）该潜水艇水舱内水的质量是0.15kg。 5．（2026•湖北宜城市模拟）如图所示，“海斗号”是我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器，其总质量为35t，体积为60m3。它某次在10min内从水面下潜到8400m的深度处作业。，g取10N/kg） （1）求该潜水器受到的重力； （2）求该潜水器下潜时的平均速度； （3）求下潜到8400m的深度时，潜水器受到海水的压强； （4）该潜水艇下潜到8400m后打开探照灯，摄像头通过观测孔了解8400m处深海的秘密，假设观测孔的面积为50cm2，求此时观测孔所受海水压力的大小。 【解析】（1）该潜水器受到的重力为：G＝mg＝35×1000kg×10N/kg＝3.5×105N； （2）潜水艇下潜时的平均速度为：v14m/s； （3）下潜到8400m的深度时，潜水器受到海水的压强为： p＝ρ海水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×8400m＝8.4×107Pa； （4）此时观测孔所受海水压力为： F＝pS＝8.4×107Pa×50×10﹣4m2＝4.2×105N。 答：（1）该潜水器受到的重力为3.5×105N； （2）该潜水艇下潜时的平均速度为14m/s； （3）下潜到8400m的深度时，潜水器受到海水的压强为8.4×107Pa； （4）此时观测孔所受海水压力为4.2×105N。 6．（2026湖北荆州模拟）我国自主研发的全球首台兆瓦级波浪能发电装置“南鲲号”投入运行，成功将波浪的能量转化为清洁、可靠的电能，解决了海岛能源供应问题。如图，“南鲲号”通过其独特的三角形设计和半港式船体结构，能够接收来自各个方向的海浪冲击，最大化地利用波浪的能量。“南鲲号”正常工作时浸入水中深度为30m，在满负荷工作条件下，日发电量可达2.4万度，相当于3500户家庭一天的用电量。（，g取10N/kg，） （1）“南鲲号”发电是将波浪的　机械　 能转化为电能。 （2）“南鲲号”正常工作时底部受到水的压强是多少？ （3）“南鲲号”质量为6×106kg，其漂浮时受到的浮力是多少？排开海水的体积是多少？ （4）如果“南鲲号”满负荷工作一天所发的电量由效率为45%的火力发电站提供，则需要燃烧多少吨煤？ 【解析】（1）发电机正常工作时，把机械能转化为电能； （2）“南鲲号”正常工作时底部受到水的压强为： p＝ρ水gh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m＝3×105Pa； （3）“南鲲号”受到的浮力为： F浮＝G排＝m排g＝6×106kg×10N/kg＝6×107N； 排开海水的体积： V排6×103m3； （4）“南鲲号”在满负荷工作条件下，每日发电量 煤完全燃烧放出的热量为： ， 需要燃烧煤的质量为： 。 答：（1）机械； （2）“南鲲号”正常工作时底部受到水的压强是3×105Pa； （3）“南鲲号”质量为6×106kg，其漂浮时受到的浮力是6×107N；排开海水的体积是6×103m3； （4）需要完全燃烧6.4t煤。 7．（2026湖北•鄂州一模）为了大力发展深远海养殖产业，某公司研发了如图所示的升降式养殖网箱，可养殖多种鱼类。该网箱由长方体网箱框架、4个桩腿（空心钢管）、升降系统组成。网箱总质量390吨，内部养殖箱尺寸为27m×27m×15m，每根桩腿高45米。网箱建造完成后，它在2个完全相同的多功能辅助平台（柱形空心浮箱）的托举下，被拖轮托运至预定位置安装。安装时，首先利用重力将桩腿固定到海床上，然后辅助平台脱离网箱，桩腿稳稳站立海上足以抵抗16级台风侵袭，为深远海养殖构建起全天候的安全屏障。 （1）若制作桩腿所用钢材的密度是8×103kg/m3，则制作一根质量为60t的桩腿需要多少立方米的钢材？ （2）根据养殖需要，升降系统将质量为150t的网箱框架从框架底部刚接触水面，下降至框架顶部位于水下8m，该过程框架的重力做了多少焦耳的功？ （3）现要将网箱拔桩移动，先是利用升降系统将网箱框架升上水面；然后将2个辅助平台移到网箱框架下方；再利用升降系统下降网箱框架，将辅助平台缓慢压入水下，利用辅助平台受到的巨大浮力将桩腿拉离海床。已知拉离的瞬间4个桩腿受到的向下阻力为2.2×106N，每个辅助平台质量为3t，高2.9m，底面积为110m2。则辅助平台的吃水深度需要达到多少m才能将桩腿拉离海床？（忽略该过程中升降系统对网箱的影响） 【解析】（1）根据密度公式可得制作一根质量为60t的桩腿需要钢材的体积为： V7.5m3； （2）根据题意可知网箱框架（重心）下降的高度为：h＝15m+8m＝23m； 根据W＝Gh＝mgh可得该过程框架的重力所做的功为：W＝m框gh＝150×103kg×10N/kg×23m＝3.45×107J； （3）根据重力公式可得网箱重力为：G网箱＝m网箱g＝390×103 kg×10 N/kg＝3.9×106 N； 根据重力公式可得辅助平台重力为：G平台＝2×3×103 kg×10 N/kg＝6×104 N 辅助平台漂浮时，整体处于平衡状态，竖直向上的浮力等于竖直向下的总重力和阻力之和，所以2个辅助平台受到的浮力为： F浮＝G网箱+G平台+F阻力＝3.9×106N+6×104N+2.2×106N＝6.16×106N； 单个辅助平台受到的浮力为： F浮单F浮6.16×106N＝3.08×106 N； 可得单个辅助平台排开海水的体积为： 由F浮单＝ρ海水V排g可得单个辅助平台排开海水的体积为： V排308 m3； 根据体积公式可得辅助平台的吃水深度为h2.8m。 答：（1）制作一根质量为60t的桩腿需要钢材的体积为7.5m3； （2）该过程框架的重力所做的功为3.45×107J；（3）辅助平台的吃水深度为2.8m。 8．（2026•湖北黄冈模拟）长江口二号古船是用整体打捞技术提取的宝贵水下文化遗产。如图甲所示，打捞船可看作中间开着方井的长方体，俯瞰为型结构，型打捞船上表面阴影部分面积取3.3×103m2。如图乙所示，将古船及周围泥沙封闭成总质量为8×106kg、体积为6×103m3的箱体，打捞船甲板上的机械通过钢缆将箱体匀速提升至方井中。（g＝10N/kg，，不计水的阻力和钢缆质量） （1）求箱体的重力。 （2）求箱体出水前所受的浮力和钢缆的总拉力。 （3）箱体出水前，打捞船浸入水中的深度为1.5m，如图丙所示。求打捞船的重力。 （4）箱体部分出水后在方井中静止时，钢缆总拉力为5.3×107N，求此时打捞船浸入水中的深度。 【解析】（1）总质量为8×106kg箱体的重力为G＝mg＝8×106kg×10N/kg＝8×107N。 （2）由题意知，箱体出水前，排开水的体积等于箱体的体积，即V排＝V箱，根据阿基米德原理知，箱体出水前所受的浮力为F浮箱＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×103m3＝6×107N； 钢缆将箱体匀速提升，所以箱体受到向下的重力和向上的拉力、浮力是平衡力，即G＝F浮箱十F拉，所以钢缆的总拉力F拉＝G﹣F浮箱＝8×107N﹣6×107N＝2×107N。 （3）箱体出水前，对打捞船进行受力分析，受竖直向上的F浮船1、竖直向下的重力G和钢缆对打捞船竖直向下的拉力F拉1，F拉1＝F拉＝2×107N； V排1＝S船h＝3.3×103m2×1.5m＝4.95×103m3； F浮船1＝ρ水gV排1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4.95×103m3＝4.95×107N； 打捞船静止，所以F浮船1＝G船十F拉1，即G船＝F浮船1﹣F拉1＝4.95×107N﹣2×107N＝2.95×107N。 （4）捞船上表面阴影部分面积取3.3×103m2； 箱体部分出水后，对打捞船进行受力分析，受竖直向上的浮力F浮船2，竖直向下的重力G船和钢缆对打捞船竖直向下的拉力F拉2，打捞船静止，根据平衡条件知，F拉+G船＝F浮船＝ρ水gV排′； 出水前：2×107N+G＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3.3×103m2×1.5m； 出水后：5.3×107N+G＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3.3×103m2×h； 解得：h＝2.5m。 答：（1）箱体的重力是8×107N。 （2）箱体出水前所受的浮力是6×107N；钢缆的总拉力是2×107N。 （3）打捞船的重力为2.95×107N； （4）此时打捞船浸入水中的深度是2.5m。 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 抢分10 综合应用题（湖北专用） 抢分预测 抢分秘籍 抢分特训 3年考情 抢分依据 命题预测 2025T22、2024T22 电功率、焦耳定律、热学等相结合。考查知识点多挡位电器、实际功率与额定功率。试题多取材于真实生活场景，如‌空气炸锅、扫地机器人、电热水龙头、浴霸、充电桩‌等家用电器，要求考生将实际问题转化为物理模型进行分析。 电学综合计算：近年来，湖北中考物理在全省统考背景下呈现出“‌稳中有变、难度提升、情境升级‌”的趋势。电学部分作为占比约30%的主力板块，重点考查学生对‌欧姆定律、电功率、动态电路、多挡位电路及安全用电‌等知识的综合应用能力。综合计算题不再设置复杂的复合大题，而是采用“‌分步设问、层层递进‌”的设计思路，降低整体难度但强调规范表达和逻辑严谨性。 2025T23 2024T23 ‌力学综合计算是湖北中考物理的核心考查内容‌，占比较大且难度逐年提升，主要依据《课程标准（2022版）》命题，强调基础、能力与实际应用的结合。在力学综合题中，突出“‌真实情境+多知识点融合‌”的命题风格，如结合航母、沉管隧道、半潜船等科技工程背景出题。考查重点：浮力、压强、杠杆、滑轮、功与功率、机械效率的综合应用 浮力与压强、简单机械与机械效率、功、功率与能量转化、受力分析与动态建模：综合计算题为压轴题，分值高（8-10分），结构稳定。多取材于现实生活与科技热点，如福建舰、港珠澳大桥沉管、神舟飞船等。强调受力分析、公式推导、单位换算、数据处理和规范作答。 【考向一】电学综合 1．欧姆定律的计算 （1）有关欧姆定律的分析计算：①求电流，公式：I；②求电压，公式：U＝IR； ③求电阻，公式：R。 只要知道I、U、R中的任意两个量就可以利用欧姆定律计算出第三个量。 （2）相关知识链接： ①电流规律：串联：I＝I1＝I2．串联电路电流处处相等。 并联：I＝I1+I2．并联电路干路电流等于各支路电流之和。 ②电压规律：串联：U＝U1+U2．串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。 并联：U＝U1＝U2．并联电路各支路两端电压相等，等于总电压。 ③电阻规律：串联：R＝R1+R2．串联电路总电阻等于分电阻之和。 并联：．并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。 ④比例规律：串联：．串联电路中电压与电阻成正比。 并联：I1R1＝I2R2．并联电路中电流与电阻成反比。 ⑤欧姆定律：I．导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。 2．电能表的计算 （1）表盘上标有Nr/（kW•h）字样，转盘转n圈，耗电。 （2）最大功率＝电能表使用的电压×最大电流。 （3）电能W＝Pt。 3．电功率P＝W/t的简单计算 （1）电功率的计算：W，表示电功率等于电功与时间之比。P表示电流做功的功率，单位是W；W表示电流做的功，单位是J；t表示电流做功所用的时间，单位是s。 （2）计算式：P＝UI。推导：将W＝UIt代入公式P＝W/t中，可得P＝UI。 4．电功率多档位问题 多档位的实质是利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对档位的控制。 高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻R高最小； 中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻R中高于高温档； 低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻R低最大。 5．焦耳定律的简单计算 （1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫焦耳定律。 （2）公式：Q＝I2Rt，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）。 6．电热的综合计算 （1）焦耳定律定义式：Q＝I2RT。 有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式Q＝I2Rtt均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。 （2）串并联电路电功特点： ①在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和； ②串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比， ③并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比。 7．比热容的计算公式 比热容的计算公式：c。（c是比热容，t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，Q表示吸收或放出的热量） 8．利用比热容的公式计算热量 物体的温度升高时吸收热量为：Q吸＝cm（t﹣t0） 物体的温度降低时放出的热量为：Q放＝cm（t0﹣t） 式中的c为物体的比热容，m为物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度．若用Δt表示物体变化的温度（升高或降低的温度），那么，物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q＝cm△t。 【考向二】运动与力 1．液体压强的公式及计算 （1）计算液体压强的公式是p＝ρgh。确定深度时要注意是指液体与大气（不是与容器）的接触面向下到某处的竖直距离，不是指从容器底部向上的距离（那叫“高度”）。 （2）液体压强中隐含“密度不同”的有关计算： 由液体的压强公式p＝ρgh可知，液体的压强大小取决于液体的密度和深度，深度的不同比较直观，而密度不同需引起注意，有时直接给出物质不同，密度不同，有时则隐含着密度不同。 （3）液体对容器底的压强、压力与容器对支持面的压强、压力的计算方法： 液体对容器底的压强和压力与容器对支持面的压强和压力不是一同事。 液体内部压强是由液体的重力产生的，但液体对容器底的压力并不一定等于液体的重力，而等于底面积所受的压强乘以受力面积，因此，处理液体内部问题时，先求压强再算压力。 容器对支持面的压力和压强，可视为固体问题 处理，先分析压力大小，再根据p计算压强大小。 2．利用阿基米德原理进行简单计算 （1）F浮＝G排＝ρ液gV排，式中ρ液表示液体的密度，V排是被物体排开的液体的体积，g取9.8N/kg。 （2）阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。 3．利用物体的浮沉条件求浮力的大小 （1）漂浮、悬浮时，浮力等于物体自身的重力或排开水的重力，F＝mg＝ρVg。 （2）沉浮时，浮力等于物体的体积乘以水的密度F浮＝ρ液gV物 4．功的简单计算 （1）公式法：对于恒力的功，通常利用功的定义式W＝FS进行计算． （2）功率法：功跟完成这些功所需时间的比值，叫做功率．对于一段时间内外力的功，有时可以直接利用W＝Pt求出功。 5．功率的计算 （1）功率：在物理学中，功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。 （2）功率的公式：P（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）。 （3）计算功率的另一个公式：P＝Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做功的功率可表示为Fv．（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）。 a．推导：由P，联立W＝Fs，得PFv。 由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。 b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。 6．杠杆的平衡条件的计算 （1）杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即 （2）公式的表达式为：F1×l1＝F2×l2，即：。 7．滑轮组绳子上的拉力 使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的n分之一（忽略绳重及各处的摩擦力） ①不考虑滑轮重力有F；②考虑滑轮的重力，则有F； 8．机械效率的计算 机械效率的计算公式是：η，其中η代表机械效率，‌W有用是有用功，‌W总是总功。‌这个公式用于计算任何类型的机械系统，‌无论是滑轮组、‌斜面、‌杠杆还是其他类型的机械装置。‌ 滑轮组：①η； ②不计绳重、摩擦，η； 斜面：η。 题型一 电功与电能的计算、电功率的综合计算 1．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北荆州一模）某家庭厨房中用电器的相关信息如表中所示，它们用如图所示的插线板供电。插线板允许通过的最大电流为10A。已知家庭电路的电压为220V。 名称 数量 额定功率/W 电饭锅 1 880 电磁炉 1 1800 电风扇 1 100 电饼铛 1 1000 （1）求电饭锅正常工作时加热电阻的阻值。 （2）电风扇、电饭锅已在正常工作，在保证插线板安全使用的条件下，还可以再接入一个用电器，求这三个用电器同时正常工作时，通过插线板的总电流。 2．（2026•湖北孝感一模）图甲是小明购买的某款鸡蛋孵化器，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，孵化器相关参数如丙表所示。 额定电压 220V 额定功率 加热挡 80W 保温挡 22W （1）当闭合开关　 　 （选填“S”“S1”或“S和S1”）时，孵化器在保温挡正常工作。 （2）加热挡正常工作时，电阻R1的功率是多少？ （3）小明在查询相关资料后得知，鸡蛋孵化需要约21天，划分为三个阶段，每个阶段七天。在第一阶段的孵化初期，该鸡蛋孵化器每天用加热挡正常工作8小时，剩余时间均保持保温挡正常工作，则该孵化器在孵化初期每天需要消耗的电能是多少？ 3．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北黄石一模）如图甲所示为梯度回收电池后制作的家用储能柜，已知储能柜输出电压为220V，最大输出电流为5A。小泽家外出野炊时使用储能柜的场景如图乙所示，电饭锅和烧水壶通过插线板与储能柜的连接方式如图丙所示，电饭锅和烧水壶均正常工作。 （1）电池供电时，主要涉及的能量转化是　 　 能转化为　 　 能。 （2）在1标准大气压下，利用烧水壶将0.5L初温是12℃的水烧开需要12min，求该烧水壶的加热效率（结果保留至0.1%）。 （3）求在图乙中，最多还能接入电功率为多少的用电器。 4．（2026•湖北随州模拟）图甲为小明家洗碗机的等效加热电路图，R为发热电阻，图乙为该洗碗机某次正常工作时的P﹣t图象，工作程序为：其给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水系统启动，将水箱中全部的水排出，清洗完成后，暖风烘干机自动开启将餐具烘干[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求： （1）该洗碗机正常洗一次碗，给水箱加热过程中消耗的电能； （2）不计水的电阻，发热电阻R的阻值； （3）清洗结束后，暖风烘干机工作2min，会使如图丙所示的电能表指示灯闪烁多少次？ 5．（2026•湖北当阳市模拟）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，电流表“0﹣0.6A”，电压表“0﹣15V”小灯泡上标有“12V、6W”字样，小灯泡的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。当S闭合、S1接到a位置且R0的滑片P在某一位置时，电路中的电流I为0.5A电压表的示数为5V，R1的电功率为P1；当S闭合、S1接到b位置且R0的滑片P在最左端时；电路中的电流I'为0.4A，电压表的示数为12V，R2的电功率为P'1，P1：P'1＝75：32。 （1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）电源电压大小； （4）当S闭合、S1接到c位置时，在保证电路元件安全情况下，求电路中的最大电功率，及对应滑动变阻器的阻值。 题型二 电学档位问题 1．（新情境—生活中的物理）（2026•黄石一模）如图甲所示是一款养生壶，其原理图如图乙所示。已知养生壶的额定电压为220V，R1和R2都是用于对茶水加热的电热丝，该壶有加热挡和保温挡，其中额定保温功率为242W。如图丙所示是一种具有电压和电能计量的新型插座。将养生壶单独插在该插座上，用加热挡加热一段时间后，插座屏幕上显示用电前、后示数如图丁所示。[已知电热丝电阻不变；养生壶在使用时其两端电压恒定；茶水的比热容c茶＝4×103J/（kg•℃）]则： （1）养生壶的实际加热功率； （2）电阻R2的阻值； （3）养生壶正常工作，用加热挡将1kg的茶水从10℃加热至90℃时，用时300s，求养生壶的加热效率（结果百分数保留整数）。 2（新情境—生活中的物理）（2026•湖北十堰模拟）为满足人们对健康饮食的追求，某品牌推出了一款新型电热饭盒如图甲，图乙虚线内是电热饭盒内部的简化电路图，R1和R2均为电热丝，R1＝374Ω（阻值不随温度变化，部分参数如表所示）。求： 额定电压 220V 额定功率 低温挡 高温挡 440W （1）电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流； （2）电阻R2的阻值及低温挡的功率； （3）高温挡工作5分钟，低温挡工作3分钟放出的总热量是多少？ 3．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北荆州模拟）如图甲所示是有保温、加热功能的暖菜板，简化电路如图乙所示，其中M为风扇，R1和R2均为电热丝，R2＝96.8Ω，旋转开关S2可以让暖菜板处于加热挡或保温挡。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清，暖菜板正常工作时。求： （1）内置风扇的工作电流是多少？（保留两位小数） （2）电阻R1的阻值及保温挡的功率； （3）保温状态下工作5min，电热丝产生的热量是多少？ 型号 805D 电路总功率 加热 2100W 电压 220V 保温 XX 用途 暖菜、温奶 风扇功率 100W 4．（2026•湖北当阳市模拟）如图甲所示是一款电加热眼罩，对缓解眼疲劳有一定的效果。它的额定充电（放电）电压为6V，电池容量为1000mA•h，充电电流为400mA。图乙是手动调节高、中、低三挡加热的简化原理图。已知电热丝R1的阻值为8Ω，电热丝R2的阻值为12Ω。求： （1）低温挡功率是多少？ （2）充满电，最多能在高温挡正常工作多久？ （3）当该款眼罩还剩20%的电量时，在额定电压下，将电池充满至少需多久？ 5．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北孝感一模）图甲是一款多功能电煮锅，图乙为该电煮锅简化电路图，其中开关S2可以断开、接A或接B，R1和R2都是用于加热的纯电阻，电煮锅的部分参数如下表所示。（R1和R2的电阻值不随温度变化而变化） 项目 额定电压（V） 低温挡功率（W） 中温挡功率（W） 高温挡功率 参数 220 550 1100 P高 （1）电煮锅处于中温挡正常工作时，求电路中的电流大小？ （2）高温挡的功率P高是多少？ （3）为了在户外露营时能使用电煮锅来烫火锅，可以采用能够存储2.2kW•h的移动电源对其进行供电，使用充满电的移动电源使电煮锅在中温挡正常工作15min把水烧开后，若调至低温挡进行保温，还可以正常工作多长时间？ 6．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北黄石模拟）琪琪家某型号电热加湿器部分技术参数如表所示，图甲为其简易电路图。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。 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 （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21min的P﹣t图像，求在高挡正常工作时消耗的电能。 （3）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℃？ 7．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北宜都市模拟）如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。小聪同学了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，电饭锅的额定电压为220V，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。当S1断开，S2触B时，处于低温挡，低温挡额定功率为193.6W，R1＝50Ω。不考虑电阻与温度的关系，求： （1）电阻R2的阻值； （2）中温挡、高温挡的额定功率各为多少？ （3）如图丙电能表上“3200imp/kW•h”表示该电能表测量电路每消耗1kW•h的电能，脉冲指示灯闪烁3200次。将该电饭锅单独接入该电路中，用高温挡加热，数出指示灯在18s内闪了16次，计算该电饭锅此时的实际功率。 8．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北襄阳樊城区一模）小文家新买的电火锅内部电路如图所示，其主要由保险装置和加热装置组成（不计保险装置的电阻），加热装置由电阻丝R1和R2组成，通过控制开关S1和S2的状态，可实现高、中、低三挡的调节，图乙是电火锅正常工作一次的“P﹣t”图像，其工作时先用高温挡将水烧开，再用中温挡煮熟食物，最后用低温挡保温，求： （1）电火锅中温挡工作时，电路中的电流大小； （2）电热丝R1的电阻值； （3）若在标准大气压下，电火锅中加入1.5kg初温为56℃的温水，高温挡正常工作6min将水烧开，则该电火锅的加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 题型三 电热的综合计算 1．（2026•湖北鄂州一模）如图是一种电压力锅的简易原理图，A为密闭锅体，R1为加热电阻，其阻值为44Ω，L为指示灯，R2为保温电阻，S1为电源开关，S2为压力开关。闭合S1后，电流通过R1对电压力锅加热，当锅内气体压强达到设定值121kPa时，水开始沸腾，锅底向下移动，压力开关S2与触点a断开，并与b点接通，起到控压控温的目的，此保温电路的功率为100W。 t/℃ 100 105 110 112 114 116 118 120 p/kPa 101 121 143 154 163 175 187 199 （1）电压力锅处于加热状态时通过R1的电流是多少？电压力锅加热10min，消耗的电能是多少？ （2）已知锅内水的质量为3kg，初温为25℃，水烧开过程吸收的热量是多少？【水的比热容：4.2×103J/（kg•℃），水的沸点t与气体压强p的关系如表】 2．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北当阳市模拟）图甲是一种自助餐保温炉。水盆中水温在40～60℃可使食物适合食用。图乙是加热器的简化电路图，R1和R2是电热丝，R1的阻值为440Ω，S1和S2是温控开关。当水温低于40℃时，S1和S2均闭合，高温挡加热，总功率为700W。当水温在40℃～60℃之间时，只有S1闭合，低温挡加热；水温高于60℃时，S1断开，停止加热。（不考虑能量损失）[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）低温挡加热时的电流； （2）电热丝R2工作时的电功率； （3）将2.5kg的水从20℃加热到40℃，需要的时间。 3．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北荆州模拟）小明购买了一支如图甲所示的3D打印笔，这是一支能在空气中书写的笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的PLA塑料丝，塑料丝在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状。此3D打印笔有快、慢两个挡位，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中快挡打印30s，电能表指示灯闪烁2次，刚好将4g的塑料丝从20℃加热到260℃，已知该3D打印笔慢挡打印功率为20W，R1、R2是用于发热的定值电阻，塑料丝的比热容为2×103J/（kg•℃）。 求： （1）3D打印笔在快挡时，打印30s，塑料丝吸收的热量； （2）R1的阻值； （3）3D打印笔在快挡时打印30s，3D打印笔消耗的电能转化为塑料丝的内能的效率。 4．（新情境—生活中的物理）（2026•湖北荆门模拟）如图甲是一种PET电热防雾贴膜，将它贴在玻璃镜子背面，通电后贴膜给镜子加热，即可达到防雾目的。小阳买了一块这种防雾贴膜对家里浴室的镜子进行改装，防雾贴膜的参数如下表。 额定电压 220V 额定功率 220W/m2 规格 80cm×50cm 厚度 0.4mm 耐热温度 200℃ （1）电热防雾贴膜正常工作时，通过的电流多大？ （2）已知小阳家玻璃镜子的质量为1kg，正常加热5min后镜子的温度上升了22℃，若玻璃的比热容为0.9×103J/（kg•℃），求电热防雾贴膜的加热效率； （3）为适应更多温度环境，小阳在防雾贴膜工作电路上串联了一个调温电阻R0，如图乙。闭合开关S，移动滑片P，防雾贴膜R的功率可在原功率的25%～100%之间变化，求调温电阻R0的最大阻值。（设防雾贴膜R的电阻不随温度变化） 题型四 功、功率及机械效率 1．（2026•湖北十堰一模）为了进一步理解所学知识，某物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滚动摩擦力为20N，一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点，两滑轮质量都为0.5kg。当小车向右运动，借助细绳、滑轮带动质量为2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑轮之间的摩擦，不考虑空气阻力，求： （1）滑轮组在5秒内对物体做的有用功。 （2）细绳的拉力F。 （3）滑轮组的机械效率。 （4）玩具电动小车牵引力的功率P。 2．（2026•湖北宜都市模拟）如图所示为某品牌小轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大；空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。当该发动机以最大功率工作时，在每一个工作循环中，汽缸内汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3，转速为5000r/min。请计算： 车型 某品牌轿车 排气量 1.6L 最大功率 92KW 空燃比 14：1 汽油的热值 4.6×107J/kg （1）1min内做的有用功； （2）做功一次消耗汽油的质量； （3）该汽油机的效率。（结果百分数保留到小数点后一位） 3．（2026•湖北丹江口市模拟）如图所示是某电动叉车抬升石材的情景。叉车的项目参数如下表。某次电动叉车将1400kg的石材匀速提升至最大起升高度，用时30s。g取10N/kg，则： 项目 参数 额定载重/kg 1500 最大起升高度/m 3 空载行驶速度/（km/h） 5 空载重力/N 7200 空载轮胎接地总面积/cm2 800 （1）空载的电动叉车静止时对水平地面的压强是多少？ （2）电动叉车匀速提升石材至最大起升高度的过程，对石材做的功是多少？ （3）如果此过程电动叉车消耗了6×104J的电能，那么电动叉车的效率是多少？ 4．（2026•湖北孝感二模）湖北孝感号称“董永故里”，有着董永和七仙女相会槐荫树下的动人传说。2025年4月26日，孝感槐荫河畔上演了一场名为《槐荫船说》的大型沉浸式水上演出，这场演出融合了千年传说与现代科技，为观众带来了一场视觉与情感的盛宴。《槐荫船说》游船采用电瓶驱动，往返于槐荫河滚子河二桥至槐荫公园段，单程航线长2.25km，往返总航程4.5km，单程航行时间约30分钟。已知某游船满载时排水量为20t，航行时受水阻力为船重的0.02倍。（g＝10N/kg，） （1）求游船往返全程的平均速度； （2）若游船匀速直线航行，求牵引力大小； （3）求游船单程航行时牵引力做功的功率； （4）求满载时游船受到水的浮力。 5．（2026•湖北当阳市模拟）智能机器人广泛应用于餐饮、酒店、工厂、商超等多重场景。如图所示是上海“××智能”公司设计生产的配送机器人，主要用于酒店为入住客人配送行李，代替传统服务员，减少酒店成本。机器人有关参数如表所示。 型号：××自研T﹣box 产品尺寸：450mm*550mm*1080mm 产品净重：48kg 额定功率：50W 电梯控制：自主呼叫进出厢式电梯 舱室数量：2层 舱室载重：10kg/层 充电时长：6.5h 最大行走速度：1m/s 运行寿命：20000h 电池容量：DC48V12Ah 六个轮子与地面总接触面积：40cm2 （1）机器人SLAM同步定位与地图构建系统，可以自动按扫描的地图路径、根据主人指令到达指定房间。机器人四周装有4个激光扫描探头（激光雷达），当障碍物距离机器人15cm时，机器人快速作出反应，进行语言提示“主人请让开，我正在工作”或直接避开障碍物。求激光雷达从发射到接收激光束的时间。（光速为3×108m/s） （2）某次该机器人满载配送行李在水平地面上以最大行驶速度做匀速直线运动。 ①求机器人对水平地面的压强。（g取10N/kg） ②如果驱动电机对外做功的功率为50W，求机器人受到地面的摩擦力。 （3）当电量低于20%时，机器人不能正常工作，会自动回到充电桩充电。若机器人的电池充满电后，以额定功率工作，则一次最多可以持续正常工作多少小时？ 6．（2025•湖北黄冈模拟）2025年3月17日，深入长江水下89m的沪渝蓉高铁崇太长江隧道的掘进工作取得重要进展，国产高铁盾构机“领航号”掘进突破5000m。该盾构机长148m，总质量约4000t，其刀盘直径15.4m，是目前世界上直径最大的高铁盾构机。图甲是“领航号”大型盾构机的展示图，图乙是其部分结构示意图。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）隧道在长江水下89m处受到的水的压强是多少？ （2）某次掘进途中“领航号”盾构机每分钟输送泥土的体积是3m3，当地泥土的密度是1.6×103kg/m3，则盾构机每分钟输送的泥土的重力是多少？ （3）如果“领航号”盾构机以4×107N的推力稳定工作，前进的速度为1.5mm/s，盾构机整个系统的总功率是9×104W，求盾构机2min内推进的机械效率。（结果保留至0.1%） 7．（2026•湖北襄阳一模）钓鱼是目前最受欢迎的户外休闲活动之一。如图甲是人坐在钓箱上垂钓时的情景，该钓箱长50cm，宽20cm，高40cm，容量大、功能齐全，带有四只可升降脚，每只脚的高度都可以独立调节，使箱体上表面呈水平状态，方便人坐，空箱时，整箱质量仅5kg，轻便易携，还可以安装遮阳伞等配件。 （1）小明把空箱向上搬100cm后放到车上，则向上搬100cm的过程中小明对钓箱做了多少功？ （2）如图乙，若每只脚的着地面积为5cm2，空箱时，钓箱对水平地面的压强是多少？ （3）在有风的天气，安装遮阳伞后，钓箱容易发生翻倒，图甲中，若风从左往右，整个装置的简图如图丙（无人坐），除遮阳伞外，钓箱（包括箱内的物品）重心可近似看作在钓箱的几何中心，遮阳伞（包括伞杆）的质量为4kg，重心在M点下方25cm处，已知遮阳伞承受风压的面积为2m2，某时刻风压为25N/m2，风压作用点可视为M点，当人离开钓箱后，为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放多少kg的重物？（空气对遮阳伞的升力忽略不计） 题型五 压强、浮力的综合 1．（2026•湖北黄石一模）中国人民解放军海军福建舰是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置。 （1）福建舰设计排水量约为8×104t，求福建舰满载时受到的浮力。 （2）一位体重为60kg的歼G15系列舰载机飞行员，双脚与水平甲板的接触面积是400cm2，求他双脚站立时对甲板的压强。 （3）若飞行员驾驶歼G15系列舰载机以1800km/h的巡航速度飞越渤海海峡时，发动机的推力为2×105N，求此时歼G15系列舰载机发动机的功率。 2．（2026•湖北广水市模拟）海洋科学钻探船被称为海洋科学领域的“航空母舰”。如图所示为一艘满载时排水量为5×104t的海洋科学钻探船，甲板上装有很高的钻塔，可以安装并控制钻杆进行拉升作业使钻头和钻杆最深可在4000m深的海底向下钻取岩芯进行研究。（ρ海水＝1.03×103kg/m3，g取10N/kg） （1）钻头在4000m深的海底处受到海水的压强是多少？ （2）该钻探船满载时受到海水的浮力是多少？ （3）该钻探船以36km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为4×107W，则船受到的牵引力是多少？ 3．（2026•湖北当阳市模拟）我国首个深水油田二次开发项目在珠江口盆地海域正式投产。据了解：为实施流花11﹣1油田二次开发，中国工程师需要将“海基二号”导管架平台从陆地工厂运到海洋指定位置并移滑至水中，为后继安装做准备。“海基二号”导管架其总高度达338m，应用于水深为325m的海域。工程师将“海基二号”导管架装载在驳船上，驳船静止时排开海水的体积为8×104m3；驳船将导管架运至海洋指定位置后，导管架被推入海中，驳船和导管架完全分离，驳船静止时排开海水的体积为5×104m3，已知导管架的体积为3.2×104m3。求： （1）“海基二号”导管架的底部固定着面积非常大的钢板，当钢板处于325米海底时，钢板受到海水的压强。 （2）“海基二号”导管架受到的重力大小。 （3）“海基二号”导管架与驳船分离后，静止时所受的浮力大小。 4．（2026•湖北黄石模拟）如图甲所示，潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是650cm3，所用材料的总质量是0.5kg。如图乙所示，当水舱内没水时，该潜水艇漂浮在水槽的水面上；在水舱内注入适量的水，该潜水艇会在水面下悬停。g取10N/kg。当潜水艇在水面下25cm处悬停时，通过计算回答： （1）水槽内的水对潜水艇舱底的压强是多少？ （2）该潜水艇受到的浮力是多少？ （3）该潜水艇水舱内水的质量是多少？ 5．（2026•湖北宜城市模拟）如图所示，“海斗号”是我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器，其总质量为35t，体积为60m3。它某次在10min内从水面下潜到8400m的深度处作业。，g取10N/kg） （1）求该潜水器受到的重力； （2）求该潜水器下潜时的平均速度； （3）求下潜到8400m的深度时，潜水器受到海水的压强； （4）该潜水艇下潜到8400m后打开探照灯，摄像头通过观测孔了解8400m处深海的秘密，假设观测孔的面积为50cm2，求此时观测孔所受海水压力的大小。 6．（2026湖北荆州模拟）我国自主研发的全球首台兆瓦级波浪能发电装置“南鲲号”投入运行，成功将波浪的能量转化为清洁、可靠的电能，解决了海岛能源供应问题。如图，“南鲲号”通过其独特的三角形设计和半港式船体结构，能够接收来自各个方向的海浪冲击，最大化地利用波浪的能量。“南鲲号”正常工作时浸入水中深度为30m，在满负荷工作条件下，日发电量可达2.4万度，相当于3500户家庭一天的用电量。（，g取10N/kg，） （1）“南鲲号”发电是将波浪的　机械　 能转化为电能。 （2）“南鲲号”正常工作时底部受到水的压强是多少？ （3）“南鲲号”质量为6×106kg，其漂浮时受到的浮力是多少？排开海水的体积是多少？ （4）如果“南鲲号”满负荷工作一天所发的电量由效率为45%的火力发电站提供，则需要燃烧多少吨煤？ 7．（2026湖北•鄂州一模）为了大力发展深远海养殖产业，某公司研发了如图所示的升降式养殖网箱，可养殖多种鱼类。该网箱由长方体网箱框架、4个桩腿（空心钢管）、升降系统组成。网箱总质量390吨，内部养殖箱尺寸为27m×27m×15m，每根桩腿高45米。网箱建造完成后，它在2个完全相同的多功能辅助平台（柱形空心浮箱）的托举下，被拖轮托运至预定位置安装。安装时，首先利用重力将桩腿固定到海床上，然后辅助平台脱离网箱，桩腿稳稳站立海上足以抵抗16级台风侵袭，为深远海养殖构建起全天候的安全屏障。 （1）若制作桩腿所用钢材的密度是8×103kg/m3，则制作一根质量为60t的桩腿需要多少立方米的钢材？ （2）根据养殖需要，升降系统将质量为150t的网箱框架从框架底部刚接触水面，下降至框架顶部位于水下8m，该过程框架的重力做了多少焦耳的功？ （3）现要将网箱拔桩移动，先是利用升降系统将网箱框架升上水面；然后将2个辅助平台移到网箱框架下方；再利用升降系统下降网箱框架，将辅助平台缓慢压入水下，利用辅助平台受到的巨大浮力将桩腿拉离海床。已知拉离的瞬间4个桩腿受到的向下阻力为2.2×106N，每个辅助平台质量为3t，高2.9m，底面积为110m2。则辅助平台的吃水深度需要达到多少m才能将桩腿拉离海床？（忽略该过程中升降系统对网箱的影响） 8．（2026•湖北黄冈模拟）长江口二号古船是用整体打捞技术提取的宝贵水下文化遗产。如图甲所示，打捞船可看作中间开着方井的长方体，俯瞰为型结构，型打捞船上表面阴影部分面积取3.3×103m2。如图乙所示，将古船及周围泥沙封闭成总质量为8×106kg、体积为6×103m3的箱体，打捞船甲板上的机械通过钢缆将箱体匀速提升至方井中。（g＝10N/kg，，不计水的阻力和钢缆质量） （1）求箱体的重力。 （2）求箱体出水前所受的浮力和钢缆的总拉力。 （3）箱体出水前，打捞船浸入水中的深度为1.5m，如图丙所示。求打捞船的重力。 （4）箱体部分出水后在方井中静止时，钢缆总拉力为5.3×107N，求此时打捞船浸入水中的深度。 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $