物理中考模拟测试卷综合测试卷(word含答案)含答案

物理中考模拟测试卷综合测试卷（word 含答案）含答案

一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）

1．入夏以来，我国部分地区发生洪涝灾害。实践小组为了减轻巡堤人员的工作量，设计了水位自动监测装置，其原理如图所示。电源电压恒定，0R 是压敏电阻，所受压力每增加10N ，电阻减小5Ω。R 是长1m 、电阻100Ω的电阻丝，其连入电路的电阻与长度成正比。电流表量程为00.6A ，其示数反映水位变化。0R 下方固定一个轻质绝缘“⊥”形硬杆。轻质金属滑杆PQ 可以在金属棒EF 上自由滑动，PQ 下方通过轻质绝缘杆与重100N 、高4m 的圆柱体M 固定在一起。当水位上升时，PQ 随圆柱体M 向上移动且保持水平。（整个装置接触良好且无摩擦，PQ 和EF 的电阻不计，33

1.0310kg /m ρ=?河水，g 取10N/kg ）

(1)闭合开关，当PQ 恰好位于R 最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A 。此时M 漂

浮，有14

体积浸在水中，M 所受的浮力为______N ； (2)当水位上升，PQ 向上移动过程中，R 连入电路的电阻______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。PQ 上升到R 的最上端，刚好与“⊥”形杆接触且对杆无压力时，为三级预警；

(3)水位继续上升，PQ 开始通过“⊥”形杆对0R 产生压力。当达到二级预警时，电流表示数为0.15A ；水位再上升0.4m 达到一级预警时，电流表示数为0.20A 。电源电压为______V ；

(4)在保证电路安全的情况下，此装置能测量的最高水位高于警戒水位______m ；

(5)若将水位相对警戒线上升的高度标记在电流表对应的刻度上，即把电流表改装成水位计，水位计的刻度是______（选填“均匀”或“不均匀”）的。

【答案】100 变小 12 2.6 不均匀

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]物体M 漂浮时，其受到的浮力和重力为一对平衡力，大小相等

M 100N F G ==浮

(2)[2]PQ 向上移动过程中，R 连入电路中的长路变短，故其接入电路中的电阻变小。

(3)[3]由题意可知，达到“三级预警”时PQ 上升到R 的最上端，此时R 接入电路中的电阻为0。达到“二级预警”时，电流表示数为0.15A ，此时电源电压即为0R 两端电压

000.15A U IR R =?=总①

假设物体M 总体积为V ，由于其高度为4m ，若水位再上升0.4m 达到一级预警，此时它排开水的体积会增大110

V ，此时“⊥”形硬杆受到的压力增大，其增大的压力等于物体M 所受浮力的增大值。根据“阿基米德”原理可知，物体受到的浮力和排开液体的体积成正比，可得

1210154

V F F V ?==浮浮 将上式整理可得物体M 所受浮力的增大值

22100N=40N 55

F F ?==?浮浮 “一级预警”相对于“二级预警”来说，“⊥”形硬杆受到的压力增大了40N ，由于0R 是压敏电阻，所受压力每增加10N ，电阻减小5Ω，所以0R 在“一级预警”时对应的阻值为

'00040N 5Ω20Ω10N

R R R =-

?=- 此时电路中的电流为0.2A ，故电源电压 ''000.2A (20Ω)U I R R =-?=总②

由①②两式联立可得

12V U =总

080ΩR =

即电源电压为12V ，“二级预警”时0R 对应的电阻为80Ω。

(4)[4]当PQ 恰好位于R 最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A ，此时压敏电阻0R 不受压力且和R 的最大阻值串联，电路中的总电阻

0.06A

12200ΩU V R I =

==总总总 故压敏电阻0R 不受压力时的阻值为

0200Ω100Ω100ΩR R R =-=-=初总大

由题意可知，当电流表指针满偏，此时为水位最大值。此时压敏电阻0R 的阻值最小

012V 20Ω0.6A

U R I ===小总大 假设此时“⊥”形硬杆受到的压力为F ，由题意可得 00100Ω20Ω10N 10N=160N 5Ω5ΩR R F --=?=

?小

初 “⊥”形硬杆受到的压力值等于物体M 增大的浮力值，由此可知相对于“三级预警”时，物体M 受到的浮力增大了

'160N F F ?==浮

由题意可知，物体M 被浸没1m 其所受浮力为100N ，以此类推相对于“三级预警”时，物体M 被浸没的深度又增加了1.6m ，所以此装置能测量的最高水位高于警戒水位

1m 1.6m 2.6m h =+=高

(5)[5]由题意可知，从“警戒水位”到“三级预警”时，水位上升了1m ，电路总电阻减小了100Ω；而从“三级预警”到“最高警戒”水位时，水位上升了1.6m ，但电路总电阻减小了80Ω。综上所述，电路中总电阻的变化量并不和水位的上涨量成正比，由此可推断若把电流表改装成水位计，因电路中电流的变化和水位的变化并不成正比，所以改装而成的水位计其刻度是不均匀的。

2．水平升降台面上有一个足够深、底面积为 40cm 2的柱形容器，容器中水深 20cm 则水对容器底部的压强为_____Pa ，现将底面积为 10cm 2、高 20cm 的圆柱体 A 悬挂在用绳固定的轻质弹簧测力计下端，使 A 浸入水中，稳定后，A 的下表面距水面 4cm ，弹簧测力计的示数为0.8N ，则物块的密度为_____kg/m 3，如图所示，然后使升降台上升 7cm ，再次稳定后，A 所受的浮力为_____N （已知弹簧受到的拉力每减小1N ，弹簧的长度就缩短1cm ）（取 g =10N/kg ，ρ水=1×103kg/m 3）

【答案】2000 30.610? 1.2

【解析】

【分析】

【详解】

[1]水对容器底部的压强：

33=1.010kg m 10N kg 0.2m=2000Pa p gh ρ=???水；

[2]物体A 下表面距水面4cm 时受到的浮力：

33-63=1.010kg m 10N kg 41010m =0.4N F gV ρ=?????浮水排；

根据力的平衡，物体的重力：

=0.4N+0.8N=1.2N G F F =+浮弹；

物体的质量：

1.2N =0.12kg=120g 10N kg

G m g =

=； 物体的密度： 3333120g 0.6g cm =0.610kg m 1020cm

m V ρ===??； [3]如图所示，然后使升降台上升7cm ，再次稳定后，可等效为将容器下部切去7cm ，将切去的7cm 水再倒入，则加入水的体积：

V 加＝7cm ×40cm 2＝280cm 3；

而V 加＝△h 弹S 容+△h 浸（S 容﹣S 柱）；（△h 浸为圆柱体在水中增加的深度，弹簧缩短的量为△h 弹）

代入已知量：280cm 3＝△h 弹×40cm 2+△h 浸×（40cm 2﹣10cm 2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 因浮力的变化量等于弹簧弹力的变化量，△F 浮＝△F 弹，即

ρ水g △h 浸S 物＝k △h 弹

代入已知量：

1.0×103kg/m 3×10N/kg ×△h 浸×10×10﹣4 m 2＝100×△h 弹

△h 浸＝10△h 弹﹣﹣﹣﹣﹣②

由①②得：

△h 弹≈0.82cm ，已知弹簧受到的拉力每减小1N ，弹簧的长度就缩短1cm ，故增加的浮力为0.82N ，

原来弹簧测力计的示数为0.8N ，弹簧伸长0.8cm ；

因0.82cm ＞0.8cm ；故物体漂浮，

故F ′浮＝G ＝1.2N 。

3．阅读短文，回答问题

电动自行车因为具有轻便、快捷和环保箸优点备受大家喜爱。这些电动自疔车是以蓄电池作为能量来，为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，作了放电余留2即停止电能输出的电路设计。电动机为核心部件，通过控制器调节电流大小来改变速度的交通工具，近日相关部门出台文件要求骑行电动自行车要佩戴头盔，提醒大家要遵守交通规则，做到文明出行，安全骑行。下表是某型号电动自行车的一些参数：

整车质量40kg

最高车速10m/s

效率75%

容量0.5kW?h

(1)电动自行车的车座扁而平，这是为了_________，骑行过程中刹车时，则是通过

_________的方法增大摩擦的；

(2)电动自行车中改变车速的控制器类似于实验室中_________（填物理实验器材名称），它和电动机应该_________联在一起使用；

(3)电动自行车的核心部件电动机的工作原理是____________；

(4)电动自行车的电能消耗后需要在集中停放点进行充电，充电时是将_________能转换为_________能；充电后最多能输出的机械能为_________J；

(5)小明骑着该电动自行车，最大规定速度在水平路而匀速行驶时，且该电动自行车行驶过程中所受到的摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图象如图乙所示，则该过程中电动自行车克服摩擦力做功的功率为225W，则小明的质量是_________kg。（g取10N/kg）【答案】增大受力面积，减小压强增大压力滑动变阻器串磁场对电流的作用（通电线圈在磁场中受力转动或通电导体在磁场中受力运动）电化学 1.35×106 50 【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]电动自行车的车座扁而平，人对车座的压力一定，由压强公式

F

p

S

可知，受力面积

越大，压强越小，所以车座扁而平是增大受力面积，减小压强。

[2]骑行过程中刹车时，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦的。

(2)[3]电路中的电流大小可通过滑动变阻器来改变，电流变化了，电动机转动的速度就会改变，因此，电动车中改变车速的控制器相当于是实验室中的滑动变阻器。

[4]因为接入滑动变阻的作用是为了改变电路电流，是影响整个电路的，所以在连接时，应将滑动变阻器与电动机串联在电路中。

(3)[5]电动自行车的核心部件电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。

(4)[6][7]电动自行车充电时，自行车蓄电池相当于用电器，消耗电能，充电时是将电能转化

为化学能。 [8]蓄电池的最大容量

660.5kW h 0.5 3.610J 1.810J W =?=??=?电

电能转化为的机械能

66W =W 75%=1.810J 75% 1.3510J ???=?电机械能

(5)[9]已知最大功率225W P =，由

W Fs P Fv fv t t

=

=== 可得 225W 22.5N 10m /s P F f v ==

== 已知摩擦力f 随车辆和人的总质量M 的变化关系图象为正比例图象，由图象可知，当5N f =，车辆和人的总质量'20kg M =，则阻力为1N f =时，车辆和人的总质量为4kg ， 则当22.5N f =时，车辆和人的总质量

22.5N 4kg /N 90kg M =?=

则小明的质量

90kg 40kg 50kg m M m =-=-=小明车

4．阅读《桔槔和辘轳》，回答问题。

桔槔和辘轳

中国古代五大农书之首《齐民要术》中清楚的记载着：“井深用辘轳，井浅用桔槔。”桔槔是人类最早发明的简单汲水工具，如图甲所示，在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，横杆的一端用一根绳与汲器相连，另一端绑上或悬上一块重石头。这个石头不能太重，也不能太轻，太重落桶时费力，太轻提水时费力。石头到底多重呢？假设落桶与提水时人施加在绳上的力的大小均为F ，只不过落桶时F 方向向下，提水时F 方向向上，不计桶本身重力，利用杠杆平衡条件，我们可以计算出对于等臂的桔槔，石头重12G G =

石水

，也就是石头的重力是所汲水重的一半。

桔槔只能在浅水中汲水，无法满足深井汲水的需求，极大限制了农业发展。辘轳的出现，

弥补了桔槔的功能缺陷，既省力，又便于深井汲水，满足了人们农业生产和日常生活方面对水资源的进一步需求（如图乙所示）。辘轳是典型的轮轴，其结构如图丙所示，半径较大的是轮，半径较小的是轴，轮轴是能够连续转动的杠杆，支点就在转轴线上。R 为轮半径，r 为轴半径，1F 为作用在轮上的力，2F 为作用在轴上的力，当轮轴匀速转动时，有12F R F r =，且R r >，所以12F F <，因而辘轳能够省力，同时可以根据井深确定绳子的长度。

根据上述材料，回答下列问题。

(1)与桔槔相比，辘轳的优势是______（写出一条即可）；

(2)用桔槔汲水时，不计桶本身重力，设所提水重为G 水，石头重为G 石，动力臂为1l ，阻力臂为2l ，提水时人施加在绳上的力F 方向向上，如果桔槔匀速转动，根据杠杆平衡条件，下列关系式符合提水情景的是______；（选填选项前的字母）

A ．12l l G G =石水

B ．()12G F l G l -=石水

C ．()

12G F l G l +=石水

(3)使用辘轳时，若想更加省力，可以进行改进，请你列举出一条_______。

【答案】便于深井汲水 B 使轮的半径更大些或轴的半径更小些

【解析】

【分析】

(1)根据题中信息分析解答；

(2)根据杠杆的平衡条件分析解答；

(3)根据12F R F r =分析解答。

【详解】

(1)[1]桔槔只能在浅水中汲水，无法满足深井汲水的需求，辘轳既省力，又便于深井汲水，满足了人们农业生产和日常生活方面对水资源的进一步需求；

(2)[2]由题意知拉力F 使杠杆逆时针转动，石头对杠杆的拉力也是使杠杆逆时针转动，水对杠杆的拉力使杠杆顺时针转动，

根据杠杆平衡条件得 121G l G l Fl =+石水

整理得

()12G

F l

G l -=石水

故B 正确； (3)[3]根据12F R F r =知，要想更加省力，可以使轮半径更大些或轴半径更小些。

【点睛】

本题考查杠杆平衡条件的应用、轮轴的应用等知识，还考查了学生的分析解答能力，是一道综合题，难度不是很大。

5．自动驾驶汽车是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车，正不断走进我们的生活。 （1）驾驶员进入汽车后，电脑系统会对驾驶员的脸部特征进行识别。从生物学角度看，人

的脸部特征是由_____决定的；

（2）2019年8月，红旗EV自动驾驶汽车在湖南长沙开展测试。汽车从长沙出发，历时3小时20分钟到达武汉，行驶距离286千米。测试过程中红旗EV汽车的平均速度是多少千米/时_____；

（3）质量为1.8吨的红旗EV自动驾驶汽车，在水平公路上匀速直线行驶时，受到的阻力为车重的0.2倍，此时汽车受到的牵引力为多少牛_____？

【答案】基因 85.8km/h 3.6×103N

【解析】

【分析】

(1)人的脸部特征由人的遗传基因决定。

(2)已知汽车行驶的路程和时间，根据速度公式求出汽车的平均速度。

(3)知道汽车质量，根据G=mg求出重力，根据车受到的阻力是车重的0.2倍求出阻力，由于汽车匀速直线运动，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等。

【详解】

(1)从生物学角度看，人的脸部特征是由基因决定的。

(2)汽车行驶的时间

t=3h20min=

10

3

h

汽车的平均速度为

286km

85.8km/h

10

h

3

s

v

t

===

(3)汽车受到的阻力为

f=0.2G=0.2mg=0.2×1.8×103kg×10N/kg=3.6×103N

因为汽车匀速直线行驶，汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，

所以汽车受到的牵引力为

F=f=3.6×103N

【点睛】

本题考查了速度公式、重力公式、二力平衡条件的应用等，属于综合性题目。

6．小明在践行青岛市中小学生全面发展“十个一”活动中，进行了一次远行研学。他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F，旅行箱静止。请完成下列问题：

(1)画出拉力F的力臂L（______）。

(2)要使作用在A点的拉力减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是______（选填所有符合要求的选项序号）。

①缩短拉杆的长度

②使拉力方向顺时针改变30°

③使拉力方向逆时针改变60°

④将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B'

【答案】③④

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]过支点O做拉力F作用线的反向延长线的垂直距离为力臂L，如图所示

(2)[2]①拉杆箱的重力、重力的力臂不变；缩短拉杆的长度，则拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知拉力变大，故该方法不可行；

②拉杆箱的重力、重力的力臂不变；使拉力方向顺时针改变30°，此时拉力的力臂为0，不省力，即不能使作用在A点的拉力减小，故该方法不可行；

③拉杆箱的重力、重力的力臂不变；使拉力方向逆时针改变60°，此时拉力的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知拉力变小，故该方法可行；

④拉杆箱的重力不变，将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B'，重力的力臂变短；拉力方向不变，拉力的力臂不变；根据杠杆的平衡条件可知拉力变小，故该方法可行。

所以③④能使作用在A点的拉力减小。

7．阅读短文，回答文后问题

失重现象

在一次太空知识讲座中，老师让同学们做一个实验∶用弹簧测力计竖直悬挂一个重物，分别使重物处于静止和匀速下降，再让其加速下降。同学们发现，重物在静止和匀速下降时，弹黃测力计的示数相同-就等于物体所受的重力；而加速下降时，却看到弹簧测力计的示数明显减小，好像物体的重力突然间减小了。

老师解释说∶“这在物理学上称为失重现象，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时，人对电梯地面压力就小于人受到的重力”小勇在老师指导下到电梯内做失重实验，如图甲，他将一个体重秤放在电梯水平地面上，然后站上秤台。如图乙所示，在电梯向下运动的过程中，他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间，描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示（已知小勇的实际质量为60kg，g取10N/kg）

课后小勇和同学们查资料还了解到∶当电梯更快向下加速时，体重秤的示数为零，即说明他对体重秤的压力为零，我们称这种现象为完全失重现象。

(1)电梯静止时，小勇的重力是____ N；

(2)根据图丙分析，小勇在_____段时间内处于失重状态；

(3)物体处于完全失重状态，是指物体的_____（选填∶A质量为零 B重力为零 C受到的支持力或拉力为零）；

(4)我国宇航员王亚平利用小球在中太空中做了两次实验，第一次实验时，将小球偏离竖直位置后放手，第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力，下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况，其中符合实际的是

（_____）

A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．乙、丁

【答案】600 0---t1 C B

【解析】

【分析】

可得小勇的重力。

(1)电梯静止时，根据G mg

(2)根据已知小勇的实际质量为60kg，结合图象可知在哪段时间内处于失重状态。

(3)根据“失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。”可得出结论。

(4)牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到任何力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。惯性：物体总有保持原有运动状态不变的性质，这种性质叫做惯性。一切物体都有惯性。是改变物体运动状态的原因。

【详解】

(1)[1] 电梯静止时，小勇的重力是

G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N

(2)[2]已知小勇的实际质量为60kg。由图象可知，在0～t1阶段，小勇的质量为45kg，此时处于失重状态。

(3)[3]由失重现象定义可知，物体处于完全失重状态，是指物体（的）受到的支持力或拉力为零。

(4)[4]飞船内部物体在失重（相当于物体不受重力）情况，第一次实验时，将小球偏离竖直位置后放手，小球不受任何外力，根据牛顿第一运动定律，小球处于静止状态，故甲图正确；第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力，由于惯性，小球继续保持匀速直线运动状态，又因为受到细线的拉力作用，所以小球做匀速圆周运动，故丁图正确。故选B。

【点睛】

此题考查了压力及重力与压力的区别以及在失重状态下，物体的运动状态，难度不大，关键要理解惯性的含义，能够利用牛顿第一定律分析。

8．小明和小华端午节假期游玩时捡到了一些鹅卵石，他们想知道这些鹅卵石的密度，便各自选取了一块鹅卵石，分别进行了如下实验：

(1)小明利用天平和量筒等实验器材进行了实验：

①他把天平放在水平桌面上，发现指针偏向分度盘中线的右侧，此时应将平衡螺母向

______（选填“左”或“右”）旋动，使天平横梁平衡；

②小明将鹅卵石放在天平左盘中，横梁恢复平衡时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示，则鹅卵石的质量为________g；

③用细线拴好鹅卵石，把它放入盛有30mL水的量筒中，水面到达的位置如图乙所示，则鹅卵石的密度为_____kg/m3。若将鹅卵石放入量筒中时不小心溅了些水出来，这样使得鹅

卵石的实际密度_____测量值（选填“大于”“小于”“等于”）；

(2)小华利用形状规则底面积为200cm 2且透明的水槽、细线、刻度尺、一个边长为10cm 不吸水的正方体物块和足量的水等器材同样测出了鹅卵石的密度，其测量方法如下： A 、如图丙所示，小华将物块放入水平桌面上的水槽中，静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为6cm ；

B 、如图丁所示，将鹅卵石放在物块上，静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为

2.4cm ；

C 、如图戊所示，用细线将鹅卵石系在物块下方，然后放入水中，静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为3.6cm ；

①鹅卵石的质量m =___________g ；

②鹅卵石的体积V =___________cm 3；

③鹅卵石的密度ρ=____________kg/m 3。

④图戊与图丙相比，水对容器底部压强的变化量Δp =___________Pa 。

【答案】左 27.4 2.74×103kg/m 3 偏大 360g 120cm 3 3×103kg/m 3 180Pa

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]把天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，发现指针指在分度盘中央刻度线的右侧，应将平衡螺母向左调节，使天平横梁平衡。

[2]天平平衡时，左盘物体的质量等于右盘砝码的质量和游码质量的和，即

20g 5g 2.4g 27.4g m =++=

[3][4]鹅卵石的体积为

350mL 40mL 10mL=30cm V =-=

鹅卵石的密度为

333327.4g 2.74g /cm 2.7410kg /m 10cm

=m V ρ===? 将鹅卵石放入量筒中时不小心溅了些水出来，导致后来读数偏小，所测鹅卵石的体积偏小，计算出来的鹅卵石密度偏大。

(2)[5]如图丙，木块漂浮在水面上

1 G F gV gSh ρρ===水木浮水排①

如图丁，鹅卵石放在木块上，木块还是漂浮在水面上

2 =G G F gV gSh ρρ''+===木浮水水鹅卵石排

210cm 2.4cm 7.6cm h =-=

2 G G gSh ρ+=木水鹅卵石②

②-①得鹅卵石得重力

()21 G gS h h ρ=-水鹅卵石

鹅卵石的质量

()32 2

1 1.0g /cm 100cm (7.6cm 4cm)360g G m S h h g ρ==-=??-=鹅卵石水鹅卵石

[6]如图戊，鹅卵石吊在木块下端，鹅卵石和木块漂浮在水面上

310cm 3.6cm 6.4cm h =-=

()3 G G F gV g Sh V ρρ''''+===+浮水水鹅卵石木块排鹅卵石③

由②③得

()23 gSh g Sh V ρρ=+水水鹅卵石

所以，鹅卵石的体积

()2323 100cm (7.6cm 6.4cm)120cm V S h h =-=?-=鹅卵石

[7]鹅卵石的密度

333

3

360g 3g /cm 310kg /m 120cm m V ρ====?鹅卵石鹅卵石 [8] 图戊与图丙相比，图戊比图丙多了鹅卵石的质量

m 鹅卵石=360g=0.36kg 容器底面积为

S =200cm 2=2×10-2m 2

根据公式F p S

=得 22a 0.36kg 10N/kg 2=1810m

0P G m g F p S S S -??=

==?=?鹅卵石鹅卵石 9．小明家卫生间新装一种智能抽水马桶，该马桶有坐垫自动加热和冲水功能：

①坐垫加热原理如图甲：R 1和 R 2是表示电热丝的定值电阻，单刀双掷开关 S 2可接a 或b ，通过开关 S 1和 S 2的不同接法组合，实现“高、中、低”三档加热功能，其中低温档和中温档功率分别为20W 和40W ；

②冲水原理如图乙：手动打开出水阀，水箱中的水减少，空心铜球在重力作用下，随着水位下降而向下运动，通过金属杆 AB 绕 O 点转动，向上拉动进水管阀门，使水能通过进水管进入水箱；当出水阀关闭，随着不断进水，水箱中的水位逐渐上升，空心铜球也随之向上运动，进水管阀门则向下运动，当金属杆处于水平位置时，进水管阀门将进水口堵住，不再进水。下表为马桶的相关参数：

项目 内容

(1)坐垫加热高温档功率为_________W ；

(2)小明家的马桶比设在一楼的配水房高 25m ，若要使家里的马桶能正常工作，则一 楼配水房提供的水压应不低于多少_____Pa ？

(3)已知空心铜球的质量为 80g ， AB 长 225mm ，AO 长 25mm ，进水管阀门的受力面积是24mm 2，当它承受水的压强是5×105Pa 时停止进水，且空心铜球恰好浸没。若不计金属杆的质量与形变，重力和浮力认为作用在铜球重心C 点，则空心铜球的体积是多少_______cm 3？

【答案】80 2.5?105 230

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由图乙可知，当断开S 1，S 2接a 时，R 1与R 2串联接入，电路总电阻最大，由P =2

U R 可知，此时处于低温档；即

20W=()212220V R R +??????????①

由图可知，当闭合S 1，S 2接a 时，电路中只有R 1接入，由P =2

U R

可知，此时处于中温档；即

40W=()21

220V R ??????????②

由①②可得 R 1=1210Ω，R 2=1210Ω

当闭合S 1，S 2接b 时，R 1与R 2并联接入，此时电路总电阻最小，由P =2

U R

可知，此时处于高温档；由电阻的并联可得

1R 并 =11R +21R =21210Ω

解得R 并=605Ω，则高温档的功率

P 高=2U R 并=()2

220V 605Ω

=80W 高温档的功率为80W 。

(2)[2] 配水房需要提供的水压

p最小=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×25m=2.5×105Pa

配水房需要提供的水压应不低于多少2.5×105Pa。

(3)[3]A处受到水向上的压力

F1=p水S=5×105Pa×24×10?6m2=12N

由杠杆平衡条件可得：F1×OA=F B×OB，则

F B=F1×

OA

OB

=12N×()

3

3

2510m

2252510m

-

-

?

-?

=1.5N

空心铜球的重力

G=mg=0.08kg?10N/kg=0.8N

浮球受三个力作用平衡，即F浮=F B+G，铜球完全浸没时受到的浮力

F浮=1.5N +0.8N=2.3N

空心铜球的体积

V=

F

g

浮

水

ρ=33

2.3N

110kg/m10N/kg

??

=2.3?10-4m3=230cm3

空心铜球的体积为230cm3。

答：(1)坐垫加热高温档功率为80W；

(2)一楼配水房提供的水压应不低于多少2.5×105Pa；

(3)空心铜球的体积是230cm3。

10．阅读短文，回答问题．

电动拖盘搬运车

如图甲是超市常用的一种电动拖盘搬运车，用于运输、提升货物，常被称作“地牛”．下表是其相关参数，其电路工作原理示意图如图乙．当闭合开关S1时，进退电动机M1工作，驱动“地牛”前进或后退．当闭合开关S2时，提升电动机M2工作，将货物提升到指定高度。电源是电压为36V的蓄电池组，当电池容量低于满容量的10%时，会报警提醒，返回充电座。电机效率是指电动机获得的有用机械能与消耗电能的比值。（g取10N/kg）

型号

自身质量

最大

载货量

蓄电

池电

压

蓄电

池容

量

进退电机

额定电压

额定功率

提升电机

额定电压

额定功率

电机

效率PTE20X4×102kg2×103 kg36V80Ah36V 900W36V 800W80%

（1）下列关于电动拖盘搬运车的蓄电池的说法错误的是______

A ．蓄电池组是由若干节蓄电池串联组成的

B ．蓄电池组充电时，蓄电池相当于用电器

C ．蓄电池充电的过程中，电能转化为化学能

D ．充足电一次，消耗的电能约2.88×105J

（2）利用“地牛”将0.8×103k g 的货物放至货架，闭合开关______（选填“S 1”、“S 2”），当货物向上匀速竖直提升10s ，则货物被提升了______m ；

（3）“地牛”仪表盘上有可显示所载货物质量的仪表，其电路如图丙所示，电源电压18V ，电流表（0～0.6A ），滑动变阻器R 4（60Ω 1A ），压敏电阻R 3的阻值与所受压力F 的关系如图丁所示；压敏电阻R 3是由______（选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”）材料制成的，当压力变大时，压敏电阻R 3的阻值将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；由电流表改装的“质量表”显示盘上的刻度在最______边是最大值（选填“左”或“右”），为了确保此电路能安全工作，R 4的阻值应至少调至______Ω。

（4）“地牛”检测到电池容量低至10%时会报警提示返回充电，若返回过程中受到的阻力为车自重的0.4倍，剩余电池容量40%的能量可供“地牛”克服阻力做功，为确保“地牛”能顺利返回充电，需要充电时“地牛”离充电座不超过______m 。

【答案】D S 2 0.8 半导体 变小 右 22 259.2

【解析】

【分析】

（1）根据串联电路电压规律，电池应串联使用才能增大电压；根据电池的能量转化，充电时作为用电器，将电能转化为化学能，供电时作为电源，将化学能转化为电能；利用W UIt =求出电池的能量；

（2）由题中文段可知，提升电动机工作时开关闭合情况，先算出10s 内提升电动机消耗的电能，再根据电机效率算出有用功，最后根据W Gh =有求出提升高度h ；

（3）压敏电阻是由半导体材料制成的，根据图象分析压敏电阻的变化，根据器材的允许通过电流的限制情况，可知电路中的电流最大值，根据串联电路电阻规律求出R 4的阻值； （4）由题可知机器人返回时克服摩擦力做功40%f W W =剩，再由f W fs =计算需要充电时离充电座的最远距离。

【详解】

(1)[1]A ．根据串联电路电压规律，为了使电源电压增大，蓄电池组是由若干节蓄电池串联组成的，A 项正确，故A 项不符合题意；

B ．蓄电池组充电时，蓄电池消耗了电能，所以蓄电池相当于电路中的用电器，B 项正确，故B 项不符合题意；

C ．蓄电池在充电的过程中，消耗了电能，再以化学能的形式储存起来，所以充电过程是将电能转化为化学能，C 项正确，故C 项不符合题意；

D ．蓄电池容量80Ah ，充足电一次，消耗的电能

736V 80A 3600s 1.036810J W UIt ==??=?

D 项错误，故D 项符合题意。

(2)[2]由题意可知，当闭合开关S 2时，提升电动机M 2工作，将货物提升到指定高度；

[3]由表可知，提升电动机额定电压为36V ，额定功率为800W ，匀速竖直提升10s ，则消耗的电能

2800W 10s 8000J W P t ==?=

提升电机做的有用功

80%8000J 6400J W W η==?=有

货物的重力

330.810kg 10N/kg 810N G mg ==??=?

由W Gh =有可知，货物被提升了

36400J 0.8m 810N

W h G ===?有； (3)[4]导体不受外界因素影响，而半导体的导电性能容易受温度、光照、杂质、压力等因素的影响，所以压敏电阻R 3是由半导体材料制成的；

[5] 由图丁可知，压敏电阻R 3的阻值与所受压力F 的关系，当压力变大时，压敏电阻R 3的阻值将变小；

[6]由图丙电路图可知，压敏电阻R 3与滑动变阻器R 4串联，电流表测电路中的电流，由图丁可知，载货量越大时，托盘受到的压力越大，压敏电阻R 3的阻值越小，电路中的电流越大，由于电流表的量程为0到0.6A ，变阻器允许通过的最大电流为1A ，且串联电路中电流处处相等，则当电流表的示数最大I =0.6A 时，所载物重量达最大值，故由电流表改装的“质量表”显示盘上的刻度最大值在最右边。

[7]当达到最大载货量2×103 kg 时， 即最大载货重量为

34210kg 10N/kg 210N G mg ==??=?

此时电流最大I =0.6A ，由欧姆定律变形式得电路中的总电阻

18V 30Ω0.6A

U R I === 由丁图可知，此时压敏电阻R 3的阻值R 3=8Ω，则滑动变阻器R 4的阻值

4330Ω-8Ω22ΩR R R =-==

(4)[8]若返回过程中受到的阻力为车自重的0.4倍，由表可知自身质量m =4×102kg ，可知摩擦阻力

230.40.40.4410kg 10N/kg 1.610N f G mg ===???=?

电池容量低至10%时会报警提示返回充电，则剩余的电能

7610%10% 1.036810J 1.036810J W W ==??=?剩

剩余电池容量40%的能量的“地牛”克服摩擦力做功，即机器人返回时，克服摩擦力做功

6540%40% 1.036810J 4.147210J f W W ==??=?剩

根据W Fs =可得

54.147210J 259.2m 1600N f

W s f ?===。

二、中考物理电学问题 易错压轴题提优（难）

11．小明同学设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6 V ，R 0为定值电阻，指示灯规格均为“6 V 3 W ”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电压与电流的变化规律如表所示：

电压（V ） … 0.5 1.2 2.0 3.0 4.0 5.0 5.5 …

电流（A ） … 0.08 0.12 0.18 0.26 0.34 0.42 0.46 …

（1）若让左转，右转指示灯同时工作，转向开关应与触点_____接通（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）；

（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压U 灯随时间t 变化规律如图乙所示，已知当右转指示灯微弱发光时，右转指示灯的功率与定值电阻R 0的功率之比是1:4，求定值电阻R 0的阻值；_____

（3）右转指示灯交替闪烁工作15 s 时，求指示灯和R 0消耗的电能分别是多少? _____、_____

【答案】3和4; 40Ω 16.44J 5.76J

【解析】

【详解】

(1)[1]若让左转、右转指示灯同时工作，应让两灯并联后全部接入电路中，故转向开关应与触点3和4接通；

(2)[2]当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯与R 0串联接入电路中，电流相同，

右转指示灯的功率与定值电阻R 0的功率之比是1:4，根据P=UI 可知：右转指示灯的功率与定值电阻R 0的电压之比为：

U L :U 0=P L I :P 0I =P L : P 0=1:4，

在串联电路中电源电压等于各部分电压之和，

U=U L +U 0=6V ，

则：

U L =1.2V ，

U 0=4.8V ；

由表格可知，当灯泡两端电压为1.2V 时，灯泡的电流为0.12A ，由欧姆定律可知R 0的阻值为：

R 0=0U I =4.8V 0.12A

=40Ω； (3)[3]由图乙可知，右转指示灯交替闪烁工作15s 内，亮、暗发光的时间分别为t 1=5s 、t 2=10s ；

消耗的电能分别是：

W 1=Pt 1=3W ×5s=15J ；

W 2=U L It 2=1.2V ×0.12A ×10s=1.44J ；

灯消耗的总电能为：

W=W 1+W 2=15J+1.44J=16.44J ；

[4]灯泡正常发光时， R 0不工作，灯泡发光较暗时， R 0工作，故15s 内R 0工作的时间为t =10s ，则R 0消耗的电能为：

W 0=U 0It =4.8V ×0.12A ×10s=5.76J 。

12．向“大气污染宣战

环保局研究表明:“PM2.5”来源中,机动车的排放占33.1%.排第一位,燃煤污染排放占第二位。“减少污染排放,还我一片蓝天”成为每一个公民的责任。下面是本市有关部门针对“节能减排”采取的部分措施

第一项措施

“免费公共自行车”成为市区一道亮丽的风景线。如下图所示,公共自行车的结构和普通自行车相同,只是零件都是特制的(车轮胎是实心的)，在其他自行车上无法使用。在公共自行车的设计中,很多地方用到物理知识或原理,请写出自行车的两个部件并说明对应的物理知识

(或原理)

（1）_____________________________________________

（2）_____________________________________________

第二项措施

引进太阳能路灯,分布在部分绿地和大街两旁。如下图所示

（3）路灯用新型环保(无汞)LED 节能灯,又称冷光灯,将电能直接转化为_____________， 从能的转化角度分析LED 灯较白炽灯节能的原理________________________________。

（4）根据上面“路灯系统说明”可以算出太阳能电池正常工作时的电流为________A

【答案】轮胎、把套上有花纹，增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦 车把手是一个省力杠杆，使我们能更方便把握方向 光能 白炽灯发光时，电能转化为内能和光能，由于灯丝温度很高，损失的内能较多。LED 灯发光时，电能直接转化为光能，没有内能损失 4A

【解析】

【详解】

(1)[1]轮胎、把套上有花纹，增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦；

(2)[2] 车把手是一个省力杠杆，使我们能更方便把握方向；

(3)[3]电灯是将电能转化成光能的用电器，所以填光能；

[4]白炽灯发光时电能转化为内能,内能一部分转化为光能,一部分损失,由于灯丝温度很高,所以损失很多.LED 灯发光时,电能直接转化成光能没有内能损失,所以LED 灯比白炽灯节能

(4)[5] 根据上面“路灯系统说明”计算由P UI = 得太阳能电池正常工作时的电流

48W =4A 12V

P I U ==

13．阅读材料，回答问题

智能手机

材料一 初代智能手机的屏幕使用电阻式触摸屏，它可以产生屏幕偏置电压。以竖直方向为例，如图所示，电源电压保持不变，触摸屏相当于一根电阻丝，当手指在P 点施加一定的压力时，屏幕薄膜下层会接触上层，将电阻丝分成阻值为R 1、R 2 的两部分，传感器读回