物理中考模拟测试卷专题练习(word版含答案

物理中考模拟测试卷专题练习（word 版含答案

一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）

1．如图，重5N 的薄壁容器放在水平硬板MN 上，容器底面积为2300cm ，高度为25cm ，装有15cm 深的水。一根原长为10cm 的轻质的细弹簧EF 吊着柱形木块刚好静止，木块下表面与水的液面相平。弹簧上端E 连接着固定不动的支架上，下端F 连接在木块（不吸水）上表面的中心上，弹簧长度每改变1cm ，弹力变化量为1N ，木块的重力为5N ，底面积为250cm ；高度为20cm 。现将水平硬板MN 缓慢向上移动，木块始终保持竖直方向，弹簧均在弹性限度内。（g = 10N/kg ）。求：

(1)当木块浸入水中的深度为2cm 时，木块受到的浮力；

(2)当木块浸入水中的深度为6cm 时，水对容器底部的压强；

(3)当木块下有表面刚接触容器底部时，弹簧的长度；

(4)当硬板向上移动28cm 时，容器对硬板的压强。

【答案】(1)1N ；(2)1600Pa ；(3)6cm ；(4)2100 Pa

【解析】

【分析】 【详解】

(1)当木块浸入水中的深度为2cm 时，其所受的浮力为

33-631.010kg/m 50210m 10N/kg 1N F gV ρ==?????=浮水排

(2)容器底面积为222300cm 310m -=?，当木块浸入水中的深度为6cm 时，容器中水面增加的高度

63-2250610m 0.012m 310m

V H S -???=

==?排1容 此时容器底部受到的压强 332() 1.010kg/m 10N/kg (1510m 0.01m)1600Pa p g H H ρ-=+?=????+=

(3)当木块下表面刚接触容器底部时，水的深度（木块浸入的深度）为H 1，容器中水的体积不变，即

21()300cm 15cm S S H -=?木容

代入得

2221(300cm 50cm )300cm 15cm H -=?

解得

118cm 28cm H =<

即水未溢出。此时木块受到的浮力

''33-631.010kg/m 501810m 10N/kg 9N F gV ==?????=浮水排ρ

弹簧对木块的弹力

9N 5N 4N F F G =-=-=弹浮

弹簧的长度

'4N 10cm 6cm 1N/cm

L L L =-?=-

= (4)容器中水的重力 33-631.010kg/m 3001510m 10N/kg 45N G gV ρ==?????=水水

当硬板向上移28cm 时，弹簧的长度

''20cm 10cm 28cm 2cm L =+-=

弹簧的原长为10cm ，此时弹簧的形变量为

10cm 2cm 8cm -=

因为弹簧长度每改变1cm ，弹力变化量为1N 。所以此时弹簧对木块的弹力'

8N F =弹，弹力的方向是竖直向下，结合(3)可知，此时容器对硬板的压力

'5N 45N 5N 8N 63N F G G G F =+++=+++=水木弹容 此时容器对硬板的压强为

2263N 2100Pa 310m

F p S -===? 答：(1)当木块浸入水中的深度为2cm 时，木块受到的浮力为1N ；

(2)当木块浸入水中的深度为6cm 时，水对容器底部的压强为1600Pa ；

(3)当木块下有表面刚接触容器底部时，弹簧的长度为6cm ；

(4)当硬板向上移动28cm 时，容器对硬板的压强为2100 Pa 。

2．阅读短文，回答问题。

可燃冰

可燃冰是一种新型能源，主要成份是甲烷和水，分布在深海沉积物里或酷域的永久冻土中，如图所示，可燃冰形似冰块却能燃烧，燃烧后几乎不产生任何残渣，1m 3的可燃冰分解后可释放出约0.8m 3的水和164m 3的天然气，天然气中甲烷的含量占80%~99.9%。

可燃冰的生成有三个基本条件：首先要求低温，可燃冰在0~10℃时生成，超过20℃便会分解，海底温度一般保持在2~4℃在右；其次是高压，可燃冰在0℃时，只需海水产生29个标准大气压即可生成，而以海洋的深度，此高压容易保证；最后是充足的气源，海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源，在温度、压强、气源三者都具备的条件下，可燃冰就会生成。

请回答下列问题：[1个标准大气压取1×105Pa ，海水的密度取1×103kg/m 3，g 取10N/kg ，c

水=4.2×103J/(kg·℃)，甲烷的热值取4.2×107J/m 3]

(1)可燃冰的主要成分是_________和__________。

(2)若要在0℃的海底生成可燃冰，海水的深度至少要_______m 。

(3)如图所示，海底上有一块体积为100m 3且底部与海底紧密相连的可燃冰A ，其受到海水的浮力为_______N 。

(4)0.5m 3的可燃冰分解后，其中的甲烷完全燃烧放出的热量是______J ，在标准大气压下，这些热量全部被水吸收，至少可以将质量为____kg 温度为20℃的水加热至沸腾。

【答案】甲烷 水 290 0 2.7552×109 8.2×103

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]由文中信息可知，可燃冰的主要成分是甲烷和水。

(2)[3]当可燃冰在0℃时，只需海水产生29个标准大气压即可生成，则可燃冰形成的气压为

56110Pa 2.910Pa 29p ?=?=?

根据p gh ρ=可得，海水的深度

6332.910Pa 110m kg/m 10N 2kg

9/0p h g ρ===??? (3)[4]浮力产生的原因是上下表面的压力差，即F F F =-浮向上向下，当可燃冰的底部与海底紧密相连时，0F =向上，其受到海水的浮力为0。

(4)[5]0.5m 3的可燃冰分解出的天然气体积为

331640.5m 82m V =?= 甲烷最少为

3380%82m 80%65.6m V V '=?=?=

甲烷完全燃烧放出的热量

3973 4.210J/m 10J 65.6m 2.7552Q V q ???'===放

水吸收的热量与甲烷完全燃烧放出的热量相等，由Q cm t =?吸可知。水的质量

()339k 2.7510J 10kg 528.2()04.210J/g 1002Q Q m c t c t ????====???-放

吸水水℃℃℃

3．阅读短文，回答问题：

核潜艇

庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行，图甲中为093改进型攻击核潜艇公开亮相并进行了战略巡航。我国某核潜艇H最大潜深350m，完全下潜到海面下后的排水量为8.24×103t．潜艇内部有水舱，通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜艇的自重，从而控制其下沉或上浮．已知海水密度ρ海为1.03×103kg/m3，江水密度ρ江为1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg，不考虑潜艇的体积变化。

(1)下列关于核潜艇的说法中，正确的是（）

A．核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成的

B．核潜艇是通过改变自身体积达到浮沉的

C．核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等

D．核潜艇由东海海面下潜行进入长江后所受的浮力变小

(2)核潜艇在海面下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水密度突然变小）时，核潜艇将会________，将给核潜艇带来安全隐患．为确保核潜艇安全，应立即采取的措施是

___________________（选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”）。

(3)该核潜艇H悬浮在海面下时，螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力，说明

_________________；核潜艇H所受的海水阻力与航速的关系如图乙，当核潜艇H航速为8m/s时，核潜艇H所受的海水阻力为_________N。

(4)该核潜艇H浮出海面处于漂浮时，露出海面的体积为1.0×103m3，此时核潜艇H的总重量是多少?（请写出计算过程）

(5)该核潜艇H在深海某区域内以某一速度匀速下降，在到达一定深度后从水舱中向外排出6t的海水，经过一段时间，核潜艇H以相同的速度匀速上升。若该区域内海水的密度保持不变，核潜艇H所受阻力仅与速度有关。则核潜艇H在匀速下降时所受阻力的大小为

_________N。

【答案】(1)D；(2)下沉；从水舱中向外排水；(3)力的作用是相互的；1.92×106；

(4)7.21×107N；(5)3×104N

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]A．由于核潜艇要下潜到水中，会受到水的压力，这压力较大，不能用硬度小的钢材制成，A错误；

B．核潜艇自身体积不能改变，它是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜艇的自重，从而控制其下沉或上浮，B错误；

C ．核潜艇悬浮和漂浮时排开液体的体积不同，根据阿基米德原理F gV ρ=浮液排，那么所受的浮力也不相等，C 错误；

D ．核潜艇由东海海面下潜行进入长江后，液体的密度变小，根据阿基米德原理

F gV ρ=浮液排，排开液体的体积不变，所受的浮力变小，D 正确。

故选D 。

(2)[2]核潜艇在海面下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层，海水密度突然变小，根据阿基米德原理F gV ρ=浮液排，排开海水的体积不变，那么所受的浮力变小，在重力作用下，核潜艇将会下沉。

[3]为确保核潜艇安全，应立即采取的措施是从水舱中向外排水，这样核潜艇的重力变小，不会下沉。

(3)[4]螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力，螺旋桨对海水向后的力，而海水对螺旋桨向前的力，这说明力的作用是相互的。

[5]从图乙可以看到，所受的海水阻力与航速的关系可设为

2f kv =

由图乙中的数据可得到k 的大小是4310?，那么当核潜艇H 航速为8m/s 时，核潜艇H 所受的海水阻力是

()2224

62N s 3108m/s 1.9210N m f kv ?==??=? 核潜艇H 所受的海水阻力是61.9210N ?。

(4)由于完全下潜到海面下后的排水量为38.2410t ?，那么排开这些海水的体积是

633338.2410kg 810m 1.0310kg/m

m V ρ?=

==??海海海 核潜艇的体积是 33810m V V ==?海核

由于露出海面的体积为331.010m ?，那么核潜艇排开海水的体积是

333333-8.010m -1.010m 7.010m V V V ==??=?排核

这时核潜艇受到的浮力是

333371.0310kg/m 10N/kg 7.010m 7.2110N F gV ρ==????=?浮海排

处于漂浮时，受到的重力大小等于浮力，即

77.2110N G F ==?重浮

此时核潜艇H 的总重量是77.2110N ?。

(5)[6]设核潜艇H 在匀速下降时所受阻力的大小为f ，由题意可知匀速下降时

G f F =+浮

以相同的速度匀速上升时

3-610kg 10N/kg G f F ??+=浮

由上面两式解得4310N f =?，核潜艇H 在匀速下降时所受阻力的大小为4310N ?。

4．在今年抗击新冠疫情的过程中，负压式救护车发挥了重要作用。所谓负压，就是利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，这样空气在自由流动时只能由车外流向车内，并且可以利用真空泵将车内的空气通入特制的电热器内进行高温消毒后排出，在救治和转运传染病人时可以最大限度地减少交叉感染的几率。车上安装了消毒灯、中心供氧接口等，还配备了呼吸机、除颤仅等系列抢救设备，这在普通救护车上是难以实现的。

根据以上信息，请回答下列问题：

(1)相较于普通救护车，负压式救护车的好处之一是空气自由流动的方向只能由______，从而可以大大减少交叉感染的几率；

(2)在利用电热器高温消毒的过程中，能量的转化情况是______；负压救护车内的消毒灯是利用______（选填“红外线”或“紫外线”）进行消毒的；

(3)负压空间的产生主要是通过排风机向车外空间主动排风，以及舱室的密封处理实现的。若某款救护车车内气压为外界标准大气压的90%。车顶的面积大约为5m 2，求车顶受到的内外压力差（______）（标准大气压p =1.01×105Pa ）。

【答案】车外流向车内 电能转化为内能 紫外线 4N .05510?

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]能使车内的气压小于车外的气压，所以空气在自由流动时只能由车外流向车内，车内空气通过过滤消毒排到车外，在救治和转运传染病等特殊疾病时可度以最大限度地减少医务人员交叉感染的机率。

(2)[2]在利用电热器高温消毒的过程中，将电能转化为内能。 [3]紫外线具有杀菌消毒的作用，所以负压救护车内的消毒灯是利用紫外线进行消毒的。

(3)[4]救护车车内气压为外界标准大气压的90%，则车内气压为

5490% 1.0110Pa 9.0910Pa 90%p p =??=?'=

由F p S

=可得车顶受到的内外压力差 ()()54241.0110Pa 9.0910Pa 5m .0515N 0F p p S '=-=??=?-?

5．从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰（如图甲）或人下蹲弯曲膝盖（如图乙）把它搬起来，哪种方法好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示，

脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变，搬箱子拉力F2作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F1方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。

(1)在图丙中画出F2力臂L2______；

(2)当α角增大时，L2______（选填“变大”、“不变”或“变小”），F1______（选填“变大”、“不变”或“变小”），你判断F1如何变化的依据是：______；

(3)对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由以上分析得，______（选填“甲”或“乙”）图中的姿势比较正确。

【答案】变小变小根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，当α角增

大时，动力臂L1不变，阻力F2=G不变，但阻力臂L2变小了，故动力F1变小乙

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]先延长阻力F2的作用线，然后过支点O做F2的作用线的垂线，O点到垂足的线段即为阻力臂L2，如图所示：

(2)[2][3][4]当α角增大时，由图分析可知，L2变小，F1变小，判断F1如何变化的依据是：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，当α角增大时，动力臂L1不变，阻力F2=G不变，但阻力臂L2变小了，故动力F1变小。

(3)[5]对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由以上分析得，乙图中的姿势比较正确。

6．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 适用水压

0.2—0.5MPa 水箱容积 1.8L

(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/m 3×10N/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

F 1=p 水S =5×105Pa×24×10?6m 2=12N

由杠杆平衡条件可得：F 1×OA =F B ×OB ，则

F B =F 1×OA OB =12N×()332510m 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=332.3N 110kg /m 10N /kg

??=2.3?10-4m 3=230cm 3 空心铜球的体积为230cm 3。

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230cm 3。

7．小册设计了一个能反映水平风力大小的装置。如图所示，AB 和OP 均为质量不计的细杆，AB =48cm ，OP =60cm ，下端连接一个圆球P ，圆球的重力G =2N ，无风时，OP 下垂并与A 端接触，A 点标注的风力是0；有风时，OP 绕悬挂点O 转动，风对圆球的作用力F 方向始终水平向右，已知OA ＝12cm ，不计摩擦。

(1)如图所示，有风时，OP 和AB 的接触点为C ，细杆OP 和圆球P 处于静止状态，在这种情况下杠杆平衡的条件是：_____；（用字母表示）

(2)当F =4N 时，OP 和AB 的接触点为C ，C 点标注的风力是4N ，AC =_____cm ；

(3)此装置可以标注的最大风力是_____N ；

(4)细杆AB 上标注好风力值后，细杆上的刻度是_____（选填“均匀的”或“不均匀的”）

【答案】G ·

DP =F ·OD 24 8 均匀的 【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由图可知，重力G 的力臂为DP ，风对球的作用力F 的力臂为OD ，细杆OP 和球P 处

于静止状态在这种情况下杠杆平衡的条件是G ·

DP =F ·OD 。 (2)[2]由杠杆平衡的条件G ·DP =F ·OD 得到

DP F OD G

=① 由相似三角形的性质可得

AC DP OA OD

=② 由①②可得

F AC G

OA

当F =4N 时，则 4N =2N 12cm

AC AC =24cm

(3)[3]当OP 和AB 的接触点为B 时，此装置所测的风力最大，则有

F AB

G OA =大 48cm =2N 12cm

F 大 F 大=8N (4)[4]由

F AC G

OA

得到

F =

G OA

·AC 由G 和OA 不变可知，F 与AC 成正比，则细杆上的刻度是均匀的。

8．在课外活动中，同学们设计了一种物品自动筛选器，可将质量小于一定标准的物品自动剔除，其原理如图甲所示：放在水平轻质传送带上的物品，经过装有压敏电阻R 的检测区时，使R 的阻值发生变化，其阻值随压力变化的关系如图乙所示。已知电源电压为12V ，R 0为定值电阻，当电路中电压表示数小于2.4V 时，机械装置启动，将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能。g 取10N/kg 。试问：

(1)当物品随传送带匀速运动时，物品_____（选填“受”或“不受”）摩擦力；

(2)当检测区上没有物品时，电压表的示数为2V ，R 0的阻值为_____Ω；

(3)该装置能够剔除物品的最小质量是_____kg ； (4)电路中的电池使用一段时间后，电源电压会降低，能通过检测区物品的最小质量将_____（选填“增大”或“减小”）。 【答案】不受 20 1 增大

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]当物品随传送带匀速运动时，物体与传送带之间没有相对运动的趋势，所以物品不受摩擦力作用。

(2)[2]当检测区没有物品时，压力为0，由图可知，R =100Ω，R 两端的电压

U R =U ?U 0=12V?2V=10V

电路中的电流

I =R U R =10V 100Ω

=0.1A 根据串联电路电流的规律和欧姆定律的变形公式，R 0的阻值 R 0=

0U I =2V 0.1A =20Ω R 0的阻值为20Ω。

(3)[3]当电压表示数U 0′=2.4V 时，由串联电路电压的规律，压敏电阻R 两端的电压

U R ′=U ? U 0′=12V?2.4V=9.6V

由串联电路电流的规律和欧姆定律有 I ′=

'0'0U R ='R U R '

即

2.4V 20Ω =9.6V R '

解得：R ′=80Ω，由图2可知，压敏电阻受到的压力F =10N ，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，由G =mg 可得，该装置能够剔除物品的最小质量

m =G g =F g =10N 10N /kg =1kg 该装置能够剔除物品的最小质量是1kg 。

(4)[4]电源电压降低，会使电压表的示数变低，根据题目对电压表的示数要求，要使电压表的示数仍等于2.4V ，电阻R 对应的阻值会比原来更小，则所受压力更大，物体的质量增大。

9．“曹冲称象”是妇孺皆知的故事。小邦和小册仿效曹冲，制作了一台 “浮力称”，用来称量物体的质量。如图所示，浮力称由浮体和外筒构成，浮体包括秤盘和长度为L 0、底面积为S 0的圆柱体，浮体质量m 0=0.23kg ，外筒是足够高的、底面积为S 的圆柱形玻璃容器，容器器壁厚度可忽略不计。向外筒中加入适量水，将浮体竖直放入水中，浮体漂浮在水面上，被称物体放在秤盘上，测出浮体的圆柱体浸入水中的深度就可以 “称”出物体的质量。已知水的密度为ρ：

(1)当秤盘上不放物体时，浮体所受到的浮力为____________N （g =10N/kg ）；

(2)当秤盘上不放物体时，浮体的圆柱体浸入水中的深度h 0=___________（用S 0、m 0、ρ表示）；

(3)被称物体质量m 与浮体的圆柱体浸入水中深度h 之间的关系式为m =___________（用h 、S 0、m 0、ρ表示）；

(4)有同学认为，在外筒的外表面同样可以标注“浮力秤”的刻度值。这与在浮体上标注刻度值相比较，哪种方法更好？为什么？__________________。

【答案】2.3 0

0m S ρ ρS 0 h -m 0 见解析 【解析】

【分析】【详解】

(1)[1]当秤盘上不放物体时，由漂浮条件知道，此时浮体所受到的浮力

F浮 =G0 =m0g=0.23kg×10N/kg=2.3N

(2)[2]当秤盘上不放物体时，由阿基米德原理和漂浮条件知道

F浮 =ρgV排1 =G0 =m0 g

则圆柱体排开水的体积为0

1

m

V

ρ

=

排

，由于圆柱体的底面积为S0，故此时圆柱体浸入水中的深度

1

000

=

V

h

m

m

S S S

ρ

ρ

==

排

(3)[3]当被称物体质量为m时，整体处于漂浮状态，则由阿基米德原理和漂浮条件知道

F浮′=ρgV排2 =（m+m0）g

所以，被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式

m=ρS0h-m0

(4)[4]在浮体上标注刻度值更好，因为浮体上的零刻度线是固定不变的，而外筒的外表面上的零刻度线与所装水量的多少有关。

10．如图甲是我市沿海风力发电的外景，风力发电机主要由风机叶片和发电机组成。

（1）叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向_______（选填“上”或“下”）的力使风叶旋转。

（2）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用_______原理，使机械能转化为电能。

（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的是_____

A．只要有风，机组就能产生电能

B．风速越小，机组产生的电功率一定越小

C．风速越大，机组产生的电功率一定越大

D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变

（4）下表给出了在不同风速下某风力发电机获得的能量：

平均风速v （m/s）481216

1 s 内获得的能量E

182764

（J）

对表格进行分析，你发现该风机 1 s 内获得的能量E 与风速v 的定量关系是_____。

【答案】上电磁感应 D 风机1s获得的能量与风速增大倍数的三次方成正比

【解析】

【详解】

(1)[1]由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力；

(2)[2]风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象；

(3)[3]由丙图知，在风速小时，不能产生电能；在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率越大，风速越小，机组产生的电功率越小；风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变；

故选D；

(4)[4]由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍……，所以风机获得的能量与风速增大倍数的三次方成正比。

二、中考物理电学问题易错压轴题提优（难）

11．阅读短文，回答问题：

太阳能路灯

图甲是我校路道两边的太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED

发光二极管、灯杆等元件组成．它的结构示意图如图乙，工作时能量流程图如图丙。

LED发光二极管是一种半导体器件，它具有工作电压低（2~4V）、耗能少、寿命长、对环境无污染、电压改变时多色发光等优点．它与普通的白炽灯发光原理不同，可以把电直接转化为光．实验测得某种LED发光二极管两端加不同电压时的电流，数据如下表：

电压/V 1 1.5 2.0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.6 3.7 电流

/mA

0 0 0 5 10 60 160 380 690 900 1250 发光色

彩 无 无 无 浅蓝 深蓝 乳白 亮白 浅黄 深黄 浅红 深红

（1）从能量转化角度，流程①中的蓄电池相当于_______（电源/用电器）。

（2）如图乙所示，晚上LED 发光二极管点亮时控制开关S 与_______（a /b /c ）触点接触。 （3）为使LED 发光二极管发出“亮白”色的光，应将_______个LED 发光二极管_______（串联/并联）才能使用。

（4）这种LED 发光二极管的电压从2.5V 变化到3.6V 时，LED 的电功率增加了_______W 。 （5）下列哪一幅图像所反映的关系符合LED 发光二极管的特征？ （____________）

A ．

B ．

C ．

D ．

【答案】用电器 c 8 串联 3.215W C

【解析】

【详解】

(1)[1]流程①中太阳能电池板给蓄电池充电，因此蓄电池相当于用电器；

(2)[2]当开关与a 点接触时，LED 灯断路，不工作；当开关与c 点接触时，LED 灯才接入电路正常工作。

(3)[3][4]由题意可知，蓄电池的电压是24V ，当二极管发出“亮白”色的光时，由表格可知，此时二极管的电压为3V ，所以需要把多个二极管串联起来才能正常使用；需要串联的二极管个数是：

2483

=个个 (4)[5]当电压为2.5V 时，电流为10mA ，由P UI =得：

111 2.50.010.025W P U I V A ==?=

当电压为3.6V时，电流为900mA，由P UI

=得：

2223.6V0.9A 3.24W

P U I

==?=增加的电功率：

213.24W0.025W 3.215W

P P P

=-=-=

(5)[6]根据表中数据可知，当电压低于2V时，通过灯泡的电流为0，在电压超过2V后，电流随电压的增大而增大，故选C。

12．阅读短文，回答问题：

电磁流量计

电磁流量计是利用法拉第电磁感应原理制成的用来检测导电液体流量（液体在单位时间内通过某横截面的体积）和流速的仪表。

如图甲是用来检测血流速度和血流量的电磁流量计，又称电磁血流计。其原理如图乙所示，使用时，将血管放置于两磁极之间，金属电极A、B与血管壁接触，仪表与电极A、B 相连。血液在血管中流动时，A、B间就会有电压，电流通过仪表从而显示出血流速度和流量。

某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n（病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值）的关系。测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表：

n 1.000.900.800.750.60

v（m/s）0.1800.2000.2250.2400.300

研究表明，当血液在管内匀速流动时，受到的阻力f与血液的流速v成正比，即f=k v，k为常数，血管横截面积越小，血液流速越大，受到的阻力越大，心脏的负担就越重。

(1)利用电磁流量计_____（选填“可以”或“不可以”）测量某食用油管道中油的流量；

(2)电磁流量计上的仪表是由_____改装的（选填“电压表”或“电流表”）；电磁血流计

的工作原理与_____（选填“电动机”、“发电机”或“电磁铁”）的工作原理相同；

(3)测得某液体的流速为0.2m/s ，流量为10﹣4m 3/s ，则管子的横截面积为_____m 2；

(4)根据表中数据可知，当n =0.5时，v =_____ m/s ；

(5)心脏主动脉血管的横截面积变化时，心脏推动血液流动的功率P 随n 的变化而变化。若当n =1时，心脏推动血液流动的功率P =P 0，则当n =0.5时，心脏推动血液流动的功率P =_____P 0。

【答案】不可以 电流表 发电机 5×10-4 0.36 4

【解析】

【详解】

(1)[1]电磁流量计是将血液当作导体来进行测量的，而食用油是绝缘体，因此利用电磁流量计不可以测量某食用油管道中油的流量；

(2)[2]根据图甲可知，仪表与电阻串联，因此仪表是电流表改装而成；

[3]根据图甲可知，电路中没有电流，因此其原理是电磁感应，即与发电机原理相同；

(3)[4]已知v =0.2m/s ，血流量为10?4 m 3/s ，所以血管的横截面积：

S =v 血流量 =4310m /s 0.2m /s

=5×10?4m 2； (4)[5]根据表中数据可知，n 与v 的乘积不变，因此n 与v 成反比，即nv =0.18;当n =0.5时，

v =0.180.5

m/s=0.36m/s ； (5)[6]由f=kv 和P=Fv 可知，心脏推动血液流动的功率P =kv 2，故P 与速度的平方成正比，而n 与v 成反比，因此P 与n 的平方成反比；故n =1时，心脏推动血液流动的功率P=P 0，则当n =0.5时，心脏推动血液流动的功率：

P =21n

P 0=22P 0=4P 0。

13．阅读短文，回答问题

某种型号的电动汽车，所用的镍氢蓄电池组的部分参数如表所示，当储存的电能降到最大值的10%时，必须停止对外供电．

汽车行驶过程中受到的阻力来自于两部分，一是路面对汽车的摩擦阻力，这个阻力约为车重的0.06倍；二是空气对汽车的阻力，这个阻力与速度关系如图甲所示（g 取10N/kg ）．

小车前挡风玻璃上刮水器的控制电路如图乙所示；雨水检测金属网，放在出水口小于雨水进口的塑料容器中，接在刮水器控制电路中，雨天时塑料容器中积水越深，电动机的转速就越快，刮动的速度也就越快，没有雨水时电动机不转动，停止刮水．

（1）镍氢蓄电池组额定电流为_______A．用额定功率供电时，可供电_______h．

（2）下列说法中正确的有哪些_______；

A．雨水属于容易导电的物体

B．汽车消耗的电能最终全部转化为机械能

C．蓄电池组充电时把电能转化为化学能

D．蓄电池组工作时把电能转化为机械能

（3）塑料容器中积水越深，a、b间的电阻变化是由导体的_______（选填：“长度”、“横截面积”或“材料”）变化引起的．

（4）如图所示的刮水器控制电路，无雨水时，电动机不能转动，无法实现车窗的清洗，请你在该电路中加装一个电路元件，以解决此问题．简述你的做法：________________．（5）假设汽车电能转化为机械能的效率为90%，这辆汽车最大行驶速度________（选填：“能”或“不能"）达到90km/h．推理过程：________．

【答案】3003ACD长度在该电路中加装一个开关，开关接在a、b间。有雨水时，断开开关，刮水器可工作，没有雨水时，接通开关，刮水器即可工作。能当

v=90kn/h，即v2=8100(km?h-1)2时，从图甲可知空气对汽车的阻力f1=2500N，而地面对汽车的阻力

f2=0.06G=0.06mg=0.06×950kg×10N/kg=570N

则汽车受到总阻力

f= f1+ f2=2500N+570N=3070N

那么汽车的动力至少满足

F= f=3070N

若汽车的电能转化为机械能的效率为90%，那么汽车运行时功率

P 汽车=90% P 额=90%×90kW=81kW=8.1×104W

当v =90kn/h=25m/s 时，由P =Fv 得，汽车的动力

48.110W 3240N 25m /s

P F v ?===汽车

实 因F 实>F

所以这辆汽车的最高时速可达90km/h

【解析】

【分析】

本题考查力学和电学的综合内容。主要应用功率、电能的公式来计算，还要能量的转换来解决问题。

【详解】

(1)[1]由电池组的参数表可得，电池组的输出电压U =300V ，额定功率P =90kW ，那么额定电流 39010W 300A 300V

P I U ?=== [2]电池组的最大容量300kW ?h ，但是当储存的电能降到最大值的10%时，必须停止对外供电，所以最大对外电能只有90%，即

W =90%×300kW ?h=270kW ?h

由W =Pt 得，供电时间 270kW h 3h 90kW

W t P === (2)[3]雨水是导体，而且题目中的雨水检测金属网是靠雨水导电接通电路，刮雨器才能工作的。所以A 说法正确；汽车消耗的电能一大部分转化为机械能，一部分用于克服空气阻力、地面阻力做功，电动机工作时，也有部分电能转化为内能，还有其它方面的能量散失，所以B 说法不正确；电池组充电时，是把电能转化为化学能储存起来，所以C 说法正确；蓄电池组工作时，消耗的电能最主要是转化为汽车运行的机械能，所以D 说法正确

(3)[4]a 、b 间的电阻变化是由导体的长度变化引起的，不管有无雨水，a 、b 间的导体的材料和横截面积都不会发生改变的

(4)[5]在该电路中加装一个开关，开关接在a 、b 间。有雨水时，断开开关，刮水器可工作，没有雨水时，闭合开关，刮水器即可工作。

(5)[6][7]当v =90km/h ，即v 2=8100(km ?h -1)2时，从图甲可知空气对汽车的阻力f 1=2500N ，而地面对汽车的阻力

f 2=0.06G =0.06m

g =0.06×950kg×10N/kg=570N

则汽车受到总阻力

f = f 1+ f 2=2500N+570N=3070N

那么汽车的动力至少满足

F = f =3070N

若汽车的电能转化为机械能的效率为90%，那么汽车运行时功率

P

汽车=90% P 额=90%×90kW=81kW=8.1×104W

当v =90km/h=25m/s 时，由P =Fv 得，汽车的动力

48.110W 3240N 25m /s

P F v ?===汽车

实 因F 实>F

所以这辆汽车的最高时速可达90km/h

14．如图甲是一个电子拉力计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P 固定在一起（P 与R 1间的摩擦不计）。电压表量程为0～3V ，分度值为0.1V ，ab 是一根长为6cm 的均匀电阻丝，阻值R 1＝30Ω，电源电压恒为6V 。

（1）要保证电压表能正常工作，电路中R 0至少应为_____Ω； （2）当拉环不受拉力时，滑片P 处于a 端，闭合开关后电压表的示数是_____V ； （3）已知该弹簧伸长的长度△L 与所受拉力F 间的关系如图乙所示，若R 0＝45Ω，开关S 闭合后，电流表示数为_____A ，当电压表指针指在0.8V 处，作用在拉环上水平向右的拉力为_____N ；若在此条件下将电压表改为拉力器，此拉力器所能测的最大拉力_______N ，分度值为_____N ；

（4）已知该弹簧所能承受的最大拉力为1000N 。若使拉力器所能测的最大力增加100N ，拉力器分度值不变，可采取的办法是电源电压和电压表量程不变，将电阻丝换成材料和横截面积相同、长度更长的电阻丝，同时将电阻R 0换成阻值为_____Ω的电阻。使用这根弹簧用上述这种方法设计的分度值不变的拉力器所能测的最大力_____（能/不能）达到1000N 。

【答案】30 0 0.08 200 600 25 40 不能

【解析】

【详解】

(1)[1]要保证电压表能正常工作，那么电压表的示数不能超过3V ，当电压表的示数为3V 时，R 0两端的电压是3V ，电路中的电流大小为

11R R 13V 0.1A 30Ω

U I R =

== 电路中R 0大小为 0

0R 0R 3V 30Ω0.1A

U R I ===