綜合能力題主要體現(xiàn)在題目的綜合性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性上。這些特點(diǎn)不僅考查了學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的掌握程度,更檢驗(yàn)了學(xué)生的思維能力和解題技巧。
中考物理綜合題具有顯著的綜合性。這類題目通常涉及多個(gè)物理知識(shí)點(diǎn),需要學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題。例如,一道題目可能同時(shí)涉及力學(xué)、電學(xué)和光學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域,要求學(xué)生能夠靈活運(yùn)用各種物理公式和定律,將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)化為可解的模型。這種綜合性不僅考查了學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備,更考驗(yàn)了學(xué)生的知識(shí)整合能力和跨學(xué)科思維。
中考物理綜合題強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性。這類題目往往與實(shí)際生活或科技應(yīng)用緊密相連,要求學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合,提出切實(shí)可行的解決方案。例如,題目可能會(huì)要求學(xué)生分析某個(gè)實(shí)際物理現(xiàn)象或設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn),以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的應(yīng)用能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。
中考物理綜合題注重創(chuàng)新性。這類題目通常具有一定的開(kāi)放性和探索性,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力,提出新穎的觀點(diǎn)和解題方法。這種創(chuàng)新性不僅激發(fā)了學(xué)生的求知欲和探索精神,也為學(xué)生提供了展示自己才華的平臺(tái)。
中考物理綜合題的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在綜合性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性上。這些特點(diǎn)不僅考查了學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的掌握程度,更檢驗(yàn)了學(xué)生的思維能力和解題技巧。因此,在備考中考時(shí),學(xué)生應(yīng)加強(qiáng)對(duì)物理知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
誤區(qū)一:忽視題目背景信息
在解決綜合能力題時(shí),許多學(xué)生往往只關(guān)注題目中給出的數(shù)字和公式,而忽視了題目背景信息的重要性。其實(shí),題目背景信息往往隱藏著解題的關(guān)鍵線索。因此,在做題時(shí),我們要認(rèn)真閱讀題目,充分理解題目背景,以便更好地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。
誤區(qū)二:缺乏解題思路
面對(duì)復(fù)雜的綜合能力題,一些學(xué)生可能會(huì)感到無(wú)從下手,缺乏解題思路。這時(shí),我們可以嘗試從已知條件出發(fā),逐步推導(dǎo)未知量。同時(shí),我們還可以利用圖表、公式等方法,將題目中的信息整理成可視化的形式,以便更好地找出解題的突破口。
誤區(qū)三:忽視計(jì)算過(guò)程
在解決物理問(wèn)題時(shí),計(jì)算過(guò)程同樣重要。許多學(xué)生在解題時(shí),只關(guān)注最后的結(jié)果,而忽視了計(jì)算過(guò)程。這可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)誤差,甚至誤導(dǎo)解題思路。因此,在做題時(shí),我們要認(rèn)真計(jì)算每一個(gè)步驟,確保計(jì)算過(guò)程的準(zhǔn)確性。
誤區(qū)四:缺乏實(shí)際應(yīng)用意識(shí)
物理作為一門自然科學(xué)學(xué)科,其知識(shí)具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用性。然而,在解決綜合能力題時(shí),一些學(xué)生往往只關(guān)注理論知識(shí),而忽視了實(shí)際應(yīng)用意識(shí)。為了培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用意識(shí),我們可以多關(guān)注生活中的物理現(xiàn)象,嘗試用所學(xué)知識(shí)解釋這些現(xiàn)象,并將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合,以便更好地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。
1.(2024·廣東汕頭·二模)電梯的典型結(jié)構(gòu)包括滑輪、轎廂、鋼絲繩、配重、電動(dòng)機(jī)、安全裝置和信號(hào)操縱系統(tǒng)等。如圖甲所示,是某種升降電梯工作原理圖。電動(dòng)機(jī)和配重通過(guò)鋼絲繩分別給轎廂施加拉力,連接轎廂的兩根鋼絲繩非??拷I廂與配重的運(yùn)動(dòng)方向始終相反。電動(dòng)機(jī)通過(guò)切換轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,使轎廂升降自如。
(1)圖甲中A滑輪是 (選填“定”或“動(dòng)”)滑輪,B滑輪 (選填“能”或“不能”)省力;
(2)電梯在勻速上升過(guò)程中,轎廂的動(dòng)能 ,配重的重力勢(shì)能 (選填“增大”“減小”或“不變”);
(3)上海中心大廈內(nèi)的電梯是目前世界上最快的電梯,在載重一定的情況下,下列最能體現(xiàn)該電梯運(yùn)行特點(diǎn)的是 ;
A.做功多
B.安全可靠
C.功率大
D.機(jī)械效率高
(4)如圖乙所示是某次電梯上升時(shí)的v-t圖像,若配重的質(zhì)量為500kg,電梯勻速運(yùn)行階段,配重的重力做功為 J。
【答案】 定 不能 不變 減小 C 6×104
【解析】(1)[1][2]圖甲中A、B滑輪的軸心不隨滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng),即其軸心是固定不動(dòng)的,所以A、B都是定滑輪,定滑動(dòng)使用時(shí)不能省力,但能改變力的方向。
(2)[3][4]電梯勻速上升的過(guò)程中,轎廂的質(zhì)量不變,速度不變,所以轎廂的動(dòng)能不變;配重的質(zhì)量不變,轎廂上升時(shí)配重高度下降,所以配重的重力勢(shì)能減小。
(3)[5]上海中心大廈內(nèi)的電梯是目前世界上最快的電梯,由此可知其速度最大,在載重一定的情況下,由功率公式
可知載重一定時(shí),電梯的速度越大,功率越大,所以最能體現(xiàn)該電梯運(yùn)行特點(diǎn)的是功率,故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
(4)[6]若配重的質(zhì)量為500kg,則配重所受的重力
G=mg=500kg×10N/kg=5000N
由圖乙可知,電梯勻速運(yùn)行階段時(shí)的速度是2m/s,運(yùn)行時(shí)間是6s,則此階段上升的高度
h=vt=2m/s×6s=12m
滑輪組對(duì)配重的重力做功
W=Fs=Gh=5000N×12m=6×104J
2.(2024·遼寧·模擬預(yù)測(cè))興趣小組想設(shè)計(jì)模擬汽車油量表工作電路,通過(guò)油量變化引起滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻變化,從而引起油量表(由電流表或電壓表改裝)示數(shù)的變化。油箱加滿油時(shí),滑動(dòng)變阻器滑片處于一端,油量表的指針指在最大刻度處。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,已知電源電壓為12V,油量表是由量程為0~0.6A的電流表改裝而成,R0是保護(hù)電阻,滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為10Ω。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)圖甲電路中,加滿油時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片處于左端,油量表指針指在最大刻度處,R0的阻值是多少?
(2)圖甲電路中,加滿油時(shí),R0工作10s,電流做了多少功?
(3)興趣小組的同學(xué)僅用量程為0~3V的電壓表替換了電流表,設(shè)計(jì)了如圖乙的電路。此電路在油箱加滿油時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端,但油量表指針超出最大刻度。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算,說(shuō)出一種可行的辦法(要求只增加或更換一個(gè)元件),使加滿油時(shí)指針指在最大刻度處。

【答案】(1)20Ω;(2)72J;(3)見(jiàn)解析
【解析】解:(1)由題意可知,加滿油時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片處于左端,R0接入電路,油量表指針指在最大刻度處,即電流表指針在最大刻度處,電流為0.6A,根據(jù)歐姆定律

所以R0的阻值是20Ω。
(2)由題意可知,加滿油時(shí),R0工作10s,通過(guò)電流中的電流是0.6A,根據(jù)公式得
加滿油時(shí),R0工作10s,電流做功72J。
(3)方法一:當(dāng)滑動(dòng)變阻器位于最右端時(shí),此時(shí)電路中的電流
此時(shí)若想R1分得3V電壓,則R1最大電阻為
故可以更換一個(gè)最大阻值為的滑動(dòng)變阻器。
方法二:R0與R1串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路電流特點(diǎn)和歐姆定律可推導(dǎo)
帶入數(shù)據(jù)得
求得
故可以將R0更換為一個(gè)阻值為的定值電阻。
答:(1)加滿油時(shí),R0的阻值是20Ω。
(2)加滿油時(shí),R0工作10s,電流做功72J。
(3)見(jiàn)解析
3.(2024·云南昆明·模擬預(yù)測(cè))電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)是利用電磁感應(yīng)原理制成的、用來(lái)檢測(cè)血流速度和血流量的儀器,又稱電磁血流計(jì)。使用時(shí),將血管放置于兩磁極之間,如圖甲中圓柱體表示血管,金屬電極A、B與血管壁接觸,儀表與電極A、B相連。血液在血管中流動(dòng)時(shí),電路中產(chǎn)生電流,電流通過(guò)儀表從而顯示血流速度和流量。
某實(shí)驗(yàn)小組用電磁血流計(jì)研究血管中血流速度v與n的關(guān)系(n是病人心臟血管橫截面積與正常人心臟血管橫截面積的比值)。測(cè)得病人心臟主動(dòng)脈血管內(nèi)血液勻速流動(dòng)的速度v與n的數(shù)值如表。
研究表明,當(dāng)血液在管內(nèi)勻速流動(dòng)時(shí),血管橫截面積越小,流速越大,受到阻力越大,心臟負(fù)擔(dān)就越重。請(qǐng)結(jié)合你所學(xué)知識(shí),回答以下問(wèn)題:

(1)當(dāng)血液在血管中流動(dòng)時(shí),電路中有電流,說(shuō)明血液是 (選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”),電磁流量計(jì)上的儀表是由 (選填“電壓表”或“電流表”)改裝的;
(2)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,若某人心臟主動(dòng)脈血管的橫截面積為正常人的0.90倍時(shí),血管內(nèi)血液勻速流動(dòng)的速度應(yīng)為 m/s;
(3)電磁血流計(jì)的工作原理與圖乙原理相同的是 。
【答案】 導(dǎo)體 電流表 0.2 B
【解析】(1)[1]如圖甲所示,當(dāng)血液在血管中流動(dòng)時(shí),A、B間就會(huì)有電壓,說(shuō)明血液是導(dǎo)體。
[2]電磁流量計(jì)上的儀表串聯(lián)在電路中,是由電流表改裝的。
(2)[3]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,若某人心臟主動(dòng)脈血管的橫截面積為正常人的0.9倍時(shí),血管內(nèi)血液勻速流動(dòng)的速度應(yīng)為
(3)[4]電磁血流計(jì)的工作原理是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
A.奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明的是通電導(dǎo)線的周圍存在磁場(chǎng),故A不符合題意;
B.圖中通過(guò)閉合電路中的部分導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故B符合題意;
C.圖中通電線圈在磁場(chǎng)中受力的作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),故C不符合題意;
D.圖中是電磁鐵的利用,說(shuō)明的是通電導(dǎo)線的周圍存在磁場(chǎng),故D不符合題意。
故選B。
4.(2024·湖北·模擬預(yù)測(cè))如圖-1所示為一款涮烤一體兩用鍋,中間為涮煮區(qū),四周為燒烤區(qū),涮、烤雙區(qū)采用環(huán)形設(shè)計(jì),獨(dú)立加熱、控溫,各有高、低溫兩個(gè)擋位,如表所示為其銘牌。圖-2為其原理圖,R1、R2為涮煮區(qū)的電熱管,其中R2=121Ω,開(kāi)關(guān)S2為涮煮的擋位選擇開(kāi)關(guān),R3為燒烤區(qū)的電熱管,R0為15Ω的定值電阻,S1為其調(diào)溫開(kāi)關(guān)。
(1)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)S2旋至 時(shí)(選填“0、1”、“1、2”),涮煮鍋處于低溫?fù)酰?br>(2)當(dāng)涮煮鍋盛質(zhì)量為2kg、溫度50℃的湯,用高溫?fù)跫訜嶂练序v用時(shí)540s,求該過(guò)程中消耗的電能;( )
(3)求第(2)問(wèn)過(guò)程中的加熱效率;[湯的比熱容為4.2×103 J/(kg?℃),當(dāng)時(shí)為一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,計(jì)算結(jié)果保留到0.1%] ( )
(4)當(dāng)涮烤一體鍋在燒烤狀態(tài)時(shí),燒烤的低溫功率為多大?(結(jié)果保留整數(shù))( )
【答案】 0、1 4.86×105J 645
【解析】(1)[1]由圖-2可知,當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)S2旋至“0、1”時(shí),電熱管R1單獨(dú)工作;當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)S2旋至“1、2”時(shí),電熱管R1、R2并聯(lián),由于電阻并聯(lián)總電阻小于其中任何一個(gè)并聯(lián)電阻,根據(jù)公式可知,并聯(lián)總功率大于R1單獨(dú)工作的功率,所以開(kāi)關(guān)S2旋至“0、1”時(shí),涮煮鍋處于低溫?fù)酰婚_(kāi)關(guān)S2旋至“1、2”時(shí),涮煮鍋處于高溫?fù)酢?br>(2)[2]由表格中數(shù)據(jù)可知,涮煮鍋低溫功率為500W,即R1的功率為500W;電熱管R2的功率為
則涮煮鍋高溫?fù)豕β蕿?br>P高=500W+400W=900W
則高溫?fù)跫訜?40s消耗的電能
W=Pt=900W×540s=4.86×105J
(3)[3]湯吸收的熱量為
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃-50℃)=4.2×105J
加熱效率為
(4)[4]由圖-2可知,當(dāng)S1斷開(kāi)時(shí),R0、R3串聯(lián);當(dāng)S1閉合時(shí),R0被短路,R3工作,因?yàn)榇?lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和,根據(jù)公式可知,S1斷開(kāi)時(shí),燒烤處于低溫?fù)?;?dāng)S1閉合時(shí),燒烤處于高溫?fù)?;根?jù)公式可知,R3的阻值為
燒烤的低溫功率為
5.(2024·陜西西安·三模)人工智能讓我們的生活更加便捷,某酒店迎賓機(jī)器人能將客人從酒店門口帶至前臺(tái)。若這一過(guò)程中機(jī)器人做勻速直線運(yùn)動(dòng),通過(guò)的路程為20m,所受阻力為自身重力的0.05倍,機(jī)器人的相關(guān)參數(shù)如下表所示,取。
求:
(1)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中應(yīng)用到 (選填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”),其工作原理是 ;
(2)機(jī)器人對(duì)地面的壓強(qiáng);( )
(3)牽引力所做的功;( )
(4)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率。( )
【答案】 電動(dòng)機(jī) 見(jiàn)解析 360J 75%
【解析】(1)[1][2]機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中需要移動(dòng)距離,消耗電能,提供動(dòng)力,此處需要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī),其工作原理是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)。
(2)[3]機(jī)器人對(duì)地面的壓強(qiáng)為
(3)[4]牽引力為
牽引力所做的功為
(4)[5]機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
消耗的電能為
電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為
6.(2024·上海松江·一模)深水炸彈是一種入水后下潛到一定深度會(huì)自動(dòng)爆炸的武器,主要用于攻擊潛艇。小明模擬深水炸彈制作了一個(gè)下潛到水中一定深度會(huì)發(fā)光的玩具球。該玩具球的電路如圖所示,電源電壓保持不變,壓敏電阻R安裝在玩具的外表面上,在液體中其阻值與其表面液體壓強(qiáng)的變化如下表所示,當(dāng)電路中的電流增大到某一值時(shí),小燈就會(huì)發(fā)光。
①分析比較表中壓敏電阻的阻值與其表面液體壓強(qiáng)的變化情況,可得出的初步結(jié)論是: 。
②結(jié)合所學(xué)知識(shí)及上述信息,分析發(fā)光球下潛到水中一定深度會(huì)發(fā)光的原因 。
③若要增大該玩具球發(fā)光時(shí)需要的下潛深度,可以 電源電壓(選填“增大”或“減小”)。
【答案】 表面液體壓強(qiáng)越大,壓敏電阻的值越小 見(jiàn)解析 減小
【解析】①[1]由表中數(shù)據(jù)可知,可以發(fā)現(xiàn)其表面液體壓強(qiáng)越大時(shí),壓敏電阻的值越小。
②[2]發(fā)光球在下潛時(shí),深度增加,根據(jù)可知,受到的液體壓強(qiáng)也在增大,由表中數(shù)據(jù)可知,壓敏電阻的阻值變小,根據(jù)可知,電源電壓不變,電阻變小,電流變大,當(dāng)電路中的電流增大到某一值時(shí),小燈就會(huì)發(fā)光,所以發(fā)光球下潛到水中一定深度會(huì)發(fā)光。
③[3]因?yàn)闊襞莅l(fā)光電流不變,增大下潛深度時(shí),壓敏電阻變小,根據(jù)可以,所以可以減小電源電壓來(lái)增大該玩具球發(fā)光時(shí)需要的下潛深度。
7.(2024·新疆·一模)2024年12月27日,中國(guó)首艘超深水大洋鉆探船——“夢(mèng)想”號(hào)順利完成首次試航?!皦?mèng)想”號(hào)排水量約為33000t,可抵御16級(jí)臺(tái)風(fēng)海況,具備海域11000m的鉆探能力,標(biāo)志著我國(guó)深海探測(cè)能力建設(shè)和海洋技術(shù)裝備研發(fā)邁出關(guān)鍵一步。
(1)試航時(shí),“夢(mèng)想”號(hào)受水的浮力約為 N。隨著船上重達(dá)上千噸的鉆桿逐漸向水中下放,船身所受浮力 (填“變大”“變小”或“不變”)。大洋鉆探船最主要的功能是鉆井取芯,把海底的巖芯取上來(lái),巖芯加速上升過(guò)程中,纜繩對(duì)巖芯的力 (填“大于”“等于”或“小于”)巖芯對(duì)纜繩的力;
(2)“夢(mèng)想”號(hào)裝有深度聲吶并搭載高清攝像系統(tǒng)。聲吶利用 (填“超聲波”或“電磁波”)探測(cè)海洋深度;攝像機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè) 鏡,同一個(gè)物體距攝像機(jī)的距離相同時(shí),在水下所成的像比在空氣中所成的像更大,則鏡頭在水中的焦距比在空氣中的焦距 (填“長(zhǎng)”或“短”);
(3)臺(tái)風(fēng)天氣,鉆探船可適當(dāng) (填“提高”或“降低”)重心來(lái)抵御臺(tái)風(fēng)。風(fēng)能即一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)某截面的空氣具有的動(dòng)能,其表達(dá)式為(其中,m為通過(guò)截面空氣的質(zhì)量,v為空氣的速度),16級(jí)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速約為10級(jí)臺(tái)風(fēng)風(fēng)速的2倍,則相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同截面的16級(jí)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)能約為10級(jí)臺(tái)風(fēng)風(fēng)能的 倍。
【答案】 不變 等于 超聲波 凸透 長(zhǎng) 降低 8
【解析】(1)[1]由題意知,“夢(mèng)想”號(hào)排水量約為33000t,則其排開(kāi)水的重力為
根據(jù)阿基米德原理可得,“夢(mèng)想”號(hào)受水的浮力等于其排開(kāi)水的重力,即
[2]當(dāng)鉆桿逐漸向水中下放的過(guò)程中,由于“夢(mèng)想”號(hào)始終漂浮在海面上,其受到的浮力等于其自身受到的浮力,即浮力保持不變。
[3]巖芯加速上升運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,纜繩對(duì)巖芯的力與巖芯對(duì)纜繩的力為一對(duì)相互作用力,大小相等,方向相反,作用在不同的兩個(gè)物體上,且在同一條直線上。
(2)[4]超聲波具有方向性好,穿透能力強(qiáng),易于獲得較集中的聲能等特點(diǎn),聲吶就是利用超聲波探測(cè)海洋深度。
[5]攝像機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡,相當(dāng)于凸透鏡,它的成像原理與照相機(jī)相同。
[6]根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知,成實(shí)像時(shí),物近像遠(yuǎn)像變大。當(dāng)物距相同時(shí),攝像機(jī)在水中成的像比在空氣中的大,說(shuō)明在水中的焦距更大,相當(dāng)于物距變小,像距更大,成像更大,因此水中的焦距比空氣長(zhǎng)。
(3)[7]在臺(tái)風(fēng)天氣,為增加鉆探船的穩(wěn)定性,應(yīng)降低鉆探船的重心。
[8]由題意知,16級(jí)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速約為10級(jí)臺(tái)風(fēng)風(fēng)速的2倍,則相同時(shí)間內(nèi),16級(jí)臺(tái)風(fēng)通過(guò)相同截面的空氣質(zhì)量是10級(jí)臺(tái)風(fēng)通過(guò)相同截面的空氣質(zhì)量的2倍,由可得,相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同截面的16級(jí)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)能約為10級(jí)臺(tái)風(fēng)風(fēng)能的比值為
則相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同截面的16級(jí)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)能約為10級(jí)臺(tái)風(fēng)風(fēng)能的8倍。
8.(2024·陜西·二模)如圖所示,為“國(guó)防七子”之一的西工大研發(fā)的一款仿蝠鲼柔體潛航器,和蝠鲼游動(dòng)時(shí)的吻合度達(dá)到了90%。潛航器的重型版的質(zhì)量大約1000~5000kg,翼展大約5~8m,可以搜集各種水面和水下目標(biāo)的信息,還可以攜帶小型武器,下潛至1025m執(zhí)行任務(wù),這使得該潛水器能跟蹤目前幾乎所有的潛艇,配上吸盤可以吸附在潛艇底部而不被敵方發(fā)現(xiàn)。還可以在海底和無(wú)人艇協(xié)同作戰(zhàn)。(g取10N/kg)
(1)當(dāng)該潛航器通過(guò)吸盤吸附在敵方運(yùn)動(dòng)的潛艇底部時(shí),潛航器以敵方潛艇為參照物是 (選填“運(yùn)動(dòng)”、“靜止”)的;
(2)當(dāng)潛水器和無(wú)人艇協(xié)同作戰(zhàn)時(shí),是通過(guò) 波互通信息的;
(3)當(dāng)蝠鲼潛航器下潛至1025m時(shí),其底部所受的液體壓強(qiáng)是多少?( )
(4)當(dāng)5000kg的潛航器懸浮在水中時(shí),所受的浮力為多大?( )排開(kāi)水的體積為多大?( )
【答案】 靜止 電磁 1.025×107Pa 5×104N 5m3
【解析】解:(1)[1]當(dāng)該潛航器通過(guò)吸盤吸附在敵方運(yùn)動(dòng)的潛艇底部時(shí),潛航器以敵方潛艇為參照物,潛航器的位置沒(méi)有發(fā)生變化,潛航器是靜止的。
(2)[2]電磁波可以傳遞信息,因此當(dāng)潛水器和無(wú)人艇協(xié)同作戰(zhàn)時(shí),是通過(guò)電磁波互通信息的。
(3)[3]其底部所受的液體壓強(qiáng)
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1025m=1.025×107Pa
(4)[4]因潛航器懸浮在水中,所以,所受的浮力
F浮=G總=m總g=5000kg×10N/kg=5×104N
[5]根據(jù)F浮=ρ水gV排可得排開(kāi)水的體積
答:(1)當(dāng)該潛航器通過(guò)吸盤吸附在敵方運(yùn)動(dòng)的潛艇底部時(shí),潛航器以敵方潛艇為參照物是靜止的;
(2)當(dāng)潛水器和無(wú)人艇協(xié)同作戰(zhàn)時(shí),是通過(guò)電磁波互通信息的;
(3)當(dāng)蝠鲼潛航器下潛至1025m時(shí),其底部所受的液體壓強(qiáng)是1.025×107Pa;
(4)當(dāng)5000kg的潛航器懸浮在水中時(shí),所受的浮力為5×104N;排開(kāi)水的體積為5m3。
9.(2024·河南新鄉(xiāng)·一模)小力家的蔬菜豐收了,他利用周末來(lái)幫助爸媽運(yùn)輸蔬菜。圖是小力推著蔬菜車上坡的情景,已知坡高1.6m,坡長(zhǎng)5m,小力用大小為240 N沿坡面向上的推力,花了 25s將質(zhì)量為 60 kg的蔬菜車從坡底勻速推上了坡頂。 (g 取 10 N/kg)
(1)小力在運(yùn)輸蔬菜的過(guò)程中,若車?yán)锏囊徊糠质卟说舫鰜?lái)了,則蔬菜車對(duì)接觸面的壓強(qiáng) (選填“增大”“減小”或“不變”);小力在坡上推蔬菜車的速度為 m/s。
(2)小力將蔬菜車從坡底推上坡頂?shù)倪^(guò)程中,推力所做的功和做功的功率分別是多少?( )( )
(3)將該坡視為斜面,求此過(guò)程中斜面的機(jī)械效率。( )
【答案】 減小 0.2 1200J 48W 80%
【解析】(1)[1]由題意知,由于蔬菜在運(yùn)輸過(guò)程中,掉了出來(lái),則蔬菜車對(duì)地面的壓力減小,而接觸面積不變,由可知,蔬菜車隊(duì)地面的壓強(qiáng)將減小。
[2]由題圖可知,小力25s將蔬菜車推上坡頂,通過(guò)的距離為5m,由可得,小力在坡上推蔬菜車的速度為
(2)[3]由題可知,蔬菜車在推力的方向上運(yùn)動(dòng)的距離為5m,則推力做的功
[4]小力將蔬菜車從坡底推上坡頂所用的時(shí)間為25s,則推力做功的功率
(3)[5]由G=mg可得,該蔬菜車所受的重力
小力利用該斜面將蔬菜車推上坡頂所做的有用功
小力將蔬菜推上坡頂?shù)倪^(guò)程,推力所做的功就是總功,即

可得,此過(guò)程中斜面的機(jī)械效率為
10.(2024·陜西西安·一模)小明家新購(gòu)置了一臺(tái)變頻空調(diào),安裝在面積12m2,高2.5m的房間。空調(diào)上的“能效”等級(jí)標(biāo)為“1級(jí)”。他上網(wǎng)查詢到變頻空調(diào)的能效比EER,是指空調(diào)的制冷量Q與制冷輸入電功率P的比值,反映空調(diào)的節(jié)能水平。制冷量Q是指空調(diào)制冷時(shí),每秒從房間吸收走的熱量。依據(jù)能效比大小將能效等級(jí)劃分為5級(jí),能效比5.0以上為1級(jí)、5.0﹣4.5為2級(jí)、4.5﹣4.0為3級(jí)、4.0﹣3.5為4級(jí)、3.5﹣3.3為5級(jí)。下表是這臺(tái)新空調(diào)銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)。求:[ρ空氣取1.3kg/m3,c空氣取1.0×103J/(kg·℃)]
(1)當(dāng)制冷量和能效比為銘牌標(biāo)識(shí)值時(shí),空調(diào)的制冷輸入電功率是 ?某導(dǎo)線允許通過(guò)的最大電流為10A,計(jì)算說(shuō)明使用這種導(dǎo)線安裝該空調(diào)是否安全 ?
(2)當(dāng)室溫達(dá)到30℃,要降低到設(shè)定溫度20℃,房間內(nèi)的空氣要放出多少熱量 ?如果空氣放出的熱量只占房間放出總熱量的50%,制冷量按照2600W計(jì),需要空調(diào)制冷多長(zhǎng)時(shí)間 ?
【答案】 500W 安全 3.9×105J 300s
【解析】(1)[1]因?yàn)槟苄П仁侵缚照{(diào)的制冷量Q與制冷輸入電功率P的比值,所以能效比為5.2時(shí),空調(diào)的制冷輸入電功率
[2]某導(dǎo)線允許接的最大功率為
Pmax=UImax=220V×10A=2200W>500W
所以使用這種導(dǎo)線安裝該空調(diào)安全。
(2)[3][4]空氣的質(zhì)量為
m=ρ空氣V=ρ空氣Sh=1.3kg/m3×12m2×2.5m=39kg
空氣放出的熱量為
Q放=c空氣m(t-t0)=1.0×103J/(kg·℃)×39kg×(30℃-20℃)=3.9×105J
房間放出總熱量為
空調(diào)的制冷時(shí)間為
11.(2024·廣東惠州·一模)閱讀材料,回答問(wèn)題
超級(jí)鏡子發(fā)電站
我國(guó)用熔鹽和12萬(wàn)塊鏡子,建成亞洲第一發(fā)電站——甘肅敦煌100MW熔鹽塔式太陽(yáng)能光熱電站如圖甲所示,讀發(fā)電站通過(guò)電腦控制鏡子的反射方向,持續(xù)地將太陽(yáng)光聚集在塔頂?shù)奈鼰崞魃希訜崞渲械娜埯},使其溫度升高。高溫熔鹽向下流入溫度為565℃的高溫熔鹽罐,熱泵將它打入蒸汽發(fā)生器,與其中的冷水進(jìn)行熱交換,產(chǎn)生高溫高壓的水蒸氣,水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。經(jīng)過(guò)蒸汽發(fā)生器后的熔鹽,降溫回到低溫熔鹽罐,從而循環(huán)下去。該電站的兩個(gè)熔鹽罐中共存儲(chǔ)3萬(wàn)噸熔鹽(熔點(diǎn)為210℃),白天高溫熔鹽罐把能量?jī)?chǔ)存起來(lái),夜晚再把罐中的高溫熔鹽釋放出來(lái)發(fā)電,可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)穩(wěn)定電力輸出。
請(qǐng)回答:
(1)高溫熔鹽罐利用熔鹽儲(chǔ)存 能,高溫熔鹽進(jìn)入蒸汽發(fā)生器,通過(guò) (選填“做功”或“熱傳遞”)方式使冷水變成高溫高壓水蒸氣,推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,將汽輪機(jī)的 能轉(zhuǎn)化為電能;
(2)低溫熔鹽罐的溫度應(yīng) (選填“高于”或“低于”)210℃;
(3)該發(fā)電站正常工作24h,可發(fā)電 度;
(4)從圖乙中可以看出,鏡子大致以吸熱塔為中心依次排列,吸熱塔南面的鏡子較少,北面的較多。請(qǐng)你結(jié)合圖丙情形分析,在南面和北面同樣的鏡子a和b, 反射到吸熱塔的光能更多。
【答案】 內(nèi) 熱傳遞 電能 高于 2.4×106 b
【解析】(1)[1]根據(jù)題意知道,發(fā)電站利用鏡子將太陽(yáng)光聚集在塔頂?shù)奈鼰崞魃希訜崞渲械娜埯},使其溫度升高。高溫熔鹽向下流入溫度為565℃的高溫熔鹽罐,故高溫熔鹽罐利用熔鹽儲(chǔ)存能量。
[2][3]改變物體內(nèi)能的方法是做功和熱傳遞。高溫熔鹽向下流入溫度為565℃的高溫熔鹽罐,熱泵將它打入蒸汽發(fā)生器,與其中的冷水進(jìn)行熱交換,產(chǎn)生高溫高壓的水蒸氣,水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。故高溫熔鹽進(jìn)入蒸汽發(fā)生器,通過(guò)熱傳遞方式使冷水變成高溫高壓水蒸氣,推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能。
(2)[4]低溫熔鹽罐中的鹽要保持液態(tài),溫度應(yīng)高于熔點(diǎn),即高于210℃。
(3)[5]該發(fā)電站正常工作24h,可發(fā)電
W=Pt=100×103kW×24h=2.4×106 kW?h=2.4×106度
(4)[6]由圖乙知道,鏡子大致以吸熱塔為中心依次排列,吸熱塔南面的鏡子較少,北面的較多。太陽(yáng)光是由南向北斜射的,在南面和北面同樣的鏡子a和b,北面的鏡子b反射到吸熱塔的光能更多。
12.(2024·廣東佛山·一模)小明同學(xué)制作了一個(gè)簡(jiǎn)易火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器,其電路結(jié)構(gòu)如圖甲所示。其中熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的圖象如圖乙所示,請(qǐng)回答以下問(wèn)題:
(1)閉合開(kāi)關(guān)K1時(shí),電磁鐵e端為 極;當(dāng)無(wú)災(zāi)情時(shí),電磁鐵所在電路 (選填“有”或“無(wú)”)電流;
(2)為使溫度在達(dá)到報(bào)警溫度時(shí),報(bào)警器響起,單刀雙擲開(kāi)關(guān)c應(yīng)接 (選填“a”或“b”);當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)情,環(huán)境溫度越來(lái)越高,報(bào)警器電路的電流 (選填“越大”“越小”或“不變”);
(3)若通過(guò)電磁鐵線圈ed的電流I0≥10mA才會(huì)報(bào)警,直流電源U1為18V,欲實(shí)現(xiàn)溫度達(dá)到或超過(guò)60℃報(bào)警器響起,則滑動(dòng)變阻器最大阻值不能小于 Ω。在其它條件不變的情況下,若要報(bào)警器在50℃報(bào)警,則可將滑動(dòng)變阻器的觸片P向 (選填“左”或“右”)滑動(dòng)調(diào)節(jié)。
【答案】 N 有 a 不變 1220 右
【解析】(1)[1]閉合開(kāi)關(guān)K1時(shí),電流從d端流入,e端流出,根據(jù)安培定則可知,電磁鐵e端為N極。
[2]當(dāng)無(wú)災(zāi)情時(shí),電路處于一個(gè)完整的通路狀態(tài),因此電磁鐵所在電路有電流。
(2)[3]為使溫度在達(dá)到報(bào)警溫度時(shí),報(bào)警器響起,即應(yīng)使報(bào)警器電路處于通路狀態(tài),由于溫度升高,熱敏電阻的阻值變小,電磁鐵所在電路的電流變大,電磁鐵的磁性變大,鐵片會(huì)被吸住與a接觸,所以單刀雙擲開(kāi)關(guān)c應(yīng)接a才使得報(bào)警器電路處于通路狀態(tài)。
[4]當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)情,環(huán)境溫度越來(lái)越高,由于報(bào)警器所處的電路的總電阻不變,電源電壓不變,所以,報(bào)警器電路的電流不變。
(3)[5]由圖甲可知,變阻器與熱敏電阻串聯(lián),當(dāng)溫度達(dá)到60℃時(shí),熱敏電阻的阻值為580Ω,此時(shí)電路電流應(yīng)為I0=10mA,根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得,滑動(dòng)變阻器最大阻值為
根據(jù)題意,滑動(dòng)變阻器最大阻值不能小于1220Ω。
[6]在其它條件不變的情況下,即通過(guò)電磁鐵的電路的電流不變,根據(jù)歐姆定律可知,電路的總電阻不變,若要報(bào)警器在50℃報(bào)警,熱敏電阻的阻值變大,則使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小,所以可將滑動(dòng)變阻器的觸片P向右滑動(dòng)調(diào)節(jié)。
13.(2024·廣東佛山·一模)小明參加農(nóng)耕文化研學(xué)活動(dòng)??吹饺鐖D甲所示的風(fēng)扇車。查資料知,我國(guó)西漢時(shí)已有風(fēng)扇車,它由車架、風(fēng)扇(含搖桿)、喂料斗及出糧口等構(gòu)成,主要用于清除谷物顆粒中的雜物及空癔谷,
(1)如圖乙為風(fēng)扇示意圖,風(fēng)扇中的搖桿和扇葉組成一個(gè)輪軸,它相當(dāng)于一個(gè) 杠桿,若增大搖桿力臂L的長(zhǎng)度,則完成同樣工作將更 (前兩空均選填“省力”或“費(fèi)力”),請(qǐng)舉出生活中使用輪軸模型的一個(gè)例子如 ;
(2)風(fēng)扇車工作時(shí),空癟谷從出風(fēng)口C被吹出,絕大部分飽滿谷粒從出糧口 (選填“A”或“B”)落下,說(shuō)明 越大,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越不容易改變;
(3)如圖丙所示,變速自行車的牙盤與風(fēng)扇車的風(fēng)扇原理相似。牙盤有外牙盤甲和內(nèi)牙盤乙;相同情況下,若要更省力,則鏈條應(yīng)連在牙盤 (選填“甲”或“乙”)上。
【答案】 費(fèi)力 省力 汽車的方向盤 B 物體質(zhì)量 乙
【解析】(1)[1]風(fēng)扇中的搖桿和扇葉組成一個(gè)輪軸,輪軸在使用時(shí),動(dòng)力臂小于阻力臂,因此它相當(dāng)于一個(gè)費(fèi)力杠桿。
[2]根據(jù)杠桿平衡條件可知,在阻力與阻力臂不變時(shí),動(dòng)力臂變大,動(dòng)力變小。因此若增大搖桿力臂L的長(zhǎng)度,則完成同樣工作將更省力。
[3]根據(jù)輪軸的特點(diǎn),生活中使用輪軸模型有汽車的方向盤等。
(2)[4][5]慣性的大小與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越小,慣性越小,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變。絕大部分飽滿谷粒質(zhì)量較大,慣性大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易改變,因此從出糧口B落下,從而說(shuō)明物體質(zhì)量越大,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越不容易改變。
(3)[6]根據(jù)杠桿平衡條件可知,當(dāng)搖桿力臂即動(dòng)力臂不變時(shí),要使得省力,即動(dòng)力變小,在阻力不變的情況下,應(yīng)減小阻力臂,所以鏈條應(yīng)連在牙盤乙上。
14.(2024·廣東汕頭·一模)如圖1甲所示是2022北京冬奧會(huì)的滑雪大跳臺(tái),回答:

(1)運(yùn)動(dòng)員從起點(diǎn)下滑,過(guò)程中先后經(jīng)過(guò)M、S兩點(diǎn),她在這兩點(diǎn)的動(dòng)能和重力勢(shì)能如圖1乙所示,則運(yùn)動(dòng)員在M點(diǎn)的動(dòng)能為 J;在M、S兩點(diǎn)相比,速度 ,重力勢(shì)能 ,機(jī)械能 (均選填“M點(diǎn)大”、“S點(diǎn)大”或“一樣大”);
(2)小明制作大跳臺(tái)的模型。把跳臺(tái)滑道上段簡(jiǎn)化成如圖2甲的杠桿,O是支點(diǎn),A是這段滑道的重心,若模型支架對(duì)滑道的力F作用在B點(diǎn),沿bc線;
①畫出F和F的力臂l1 ;
②根據(jù)杠桿平衡條件可以判斷,F(xiàn) 滑道上段所受的重力(選填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)用圖2乙裝置模擬建造滑道,被勻速提升的模型部件重3N,拉力F為2.5N,此過(guò)程的機(jī)械效率為 。
【答案】 5×103 S點(diǎn)大 M點(diǎn)大 M點(diǎn)大 小于 60%
【解析】(1)[1]由圖乙可知,M點(diǎn)的動(dòng)能為0.5×104J=5×103J。
[2]由圖乙可知,M點(diǎn)比S點(diǎn)的動(dòng)能小,由于物體的質(zhì)量不變,由動(dòng)能的影響因素可知,物體的速度在S點(diǎn)大。
[3]由圖乙可知,M點(diǎn)的重力勢(shì)能比S點(diǎn)的重力勢(shì)能大。
[4]由圖乙可知,M點(diǎn)的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和比S點(diǎn)的大,由于機(jī)械能等于動(dòng)能與重力勢(shì)能的總和,因此機(jī)械能是M點(diǎn)大。
(2)①[5]根據(jù)圖2可知,F(xiàn)的方向沿cb方向斜向上,過(guò)支點(diǎn)O做F的力的作用線的垂線,該垂線段為力臂l1,如下圖所示:

②[6]重力的方向是豎直向下的,重力的力臂如下圖所示:

由圖可知,重力的力臂l2要小于F的力臂l1,根據(jù)杠桿的平衡條件有
G×l2=F×l1
則F要小于滑道上段所受的重力G。
(3)[7]由圖可知n=2,滑輪組的機(jī)械效率
15.(2024·廣東佛山·一模)閱讀材料,回答問(wèn)題
“智軌”電車
2024年9月6日,全球益列氮能源“智軌”電車(三編組)正式亮相海外,這是我國(guó)全球首創(chuàng)、自主研發(fā)的新型綠色軌道交通工具?!爸擒墶彪娷囈愿馆喨〈撦啞o(wú)需鋪設(shè)有形軌道,采用激光雷達(dá)感知技術(shù)、毫米波雷達(dá)感知技術(shù)等環(huán)境感知手段,獲得安全防護(hù)信息?!爸俏铩彪娷嚕ㄈ幗M)創(chuàng)新采用了70MPa儲(chǔ)氫系純和大功率燃料電池系統(tǒng),還配備鈦酸鋰電池,用于同股制動(dòng)能量,實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)制用。
“智軌”電車部分參數(shù)如下表:(三編組即三節(jié)車廂編組)
(1)激光雷達(dá)感知技術(shù)與毫米波感知技術(shù)都是通過(guò)信號(hào)發(fā)射端向環(huán)境發(fā)射電磁波,然后信號(hào)接收系統(tǒng)接收到來(lái)自環(huán)境 回來(lái)的信號(hào)而獲得車輛周邊環(huán)境的信息;
(2)“智軌”電車制動(dòng)時(shí),鋰電池回收制動(dòng)能量的過(guò)程是 轉(zhuǎn)化為電能,并最終轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;
(3)若“智軌”電車(三編組)滿載時(shí),每個(gè)車輪接觸地面面積為250cm2,則電車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是 Pa(g取10N/kg);
(4)已知某燃油公交車(滿載60人),平均油耗為30L/100km,汽油的二氧化碳排放量為2.5kg/L。某兩地區(qū)相距為18km,若啟用“智軌”電車(三編組)替代公交車運(yùn)送300人時(shí),可減少二氧化碳排放量為 kg;
(5)在進(jìn)行“智軌”電車?yán)m(xù)航測(cè)試實(shí)驗(yàn)時(shí),電車分別以35km/h和70km/h勻速直線行駛18km,已知電機(jī)功率P與汽車速度v的關(guān)系如圖所示,則速度35km/h和速度為70km/h行駛時(shí)的能耗之比為 (電車能耗指的是消耗的能量與里程之比)。
【答案】 反射 機(jī)械能 1.7×106 67.5 7∶6
【解析】(1)[1]激光雷達(dá)感知與毫米波感知都是通過(guò)信號(hào)發(fā)射端向環(huán)境發(fā)射電磁波,電磁波遇到障礙物被反射回來(lái),被信號(hào)接收系統(tǒng)接收,從而獲得車輛周邊環(huán)境的信息。
(2)[2]“智軌”電車制動(dòng)是通過(guò)電機(jī)反向工作實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)電車需要減速或停車時(shí),電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,通過(guò)電池回收能量,并將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)起來(lái)。
(3)[3]電車對(duì)水平地面的壓力為
受力面積為
則電車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是
(4)[4]每輛公交車行駛18km排放二氧化碳的質(zhì)量為
由于每輛公交車滿載人數(shù)為60人,則啟用“智軌”電車(三編組)替代5輛公交車運(yùn)送300人時(shí),可減少二氧化碳排放量為
(5)[5]由圖可知,當(dāng)速度為35km/h勻速行駛時(shí)電車的功率為70kW;在0~60km/h,電車的功率與速度成正比,當(dāng)速度為35km/h勻速行駛時(shí)電車的功率為
則速度35km/h和速度為70km/h行駛時(shí)的能耗之比為
16.(2024·新疆烏魯木齊·一模)現(xiàn)代新房裝修體現(xiàn)了多項(xiàng)時(shí)代特色,如圖甲衛(wèi)生間安裝智能馬桶,電路結(jié)構(gòu)如圖乙所示,圖丙為地面安裝的“水地暖”用于冬天供暖。

(1)智能馬桶具有坐墊加熱功能,坐墊加熱原理是電流的 效應(yīng);為防止人體意外觸電,應(yīng)在馬桶線路內(nèi)加裝 (選填“漏電保護(hù)器”或“保險(xiǎn)絲”);小謝想實(shí)現(xiàn)調(diào)控的溫度的恒溫馬桶,將定值電阻改裝為 (選填“絕緣體”、“超導(dǎo)體”或“半導(dǎo)體”)材料制作的熱敏電阻。
(2)當(dāng)閉合,接b時(shí),馬桶設(shè)置為 (選填“高溫檔”、“中溫檔”或“低溫檔”);若閉合、接b時(shí),通過(guò)溫控開(kāi)關(guān)的電流為4A,閉合、接a時(shí),通過(guò)溫控開(kāi)關(guān)的電流為2A,則相同時(shí)間內(nèi)高溫檔消耗的電能與低溫檔消耗的電能之比為 。
(3)圖丙“水地暖”是地面下安裝散熱管,用燃?xì)鉄崴骷訜崴诘乇砩峁苤醒h(huán)流動(dòng)向地面散熱,相同條件放熱多而達(dá)到取暖目的。一般情況下,單位時(shí)間內(nèi)高溫物體向低溫物體傳遞的熱量與兩個(gè)物體的溫差成正比。如果戶外溫度為-20℃,則房?jī)?nèi)溫度為18℃;如果房外溫度為-30℃,則房?jī)?nèi)溫度為12℃那么,房間暖氣管的溫度為 ℃;若經(jīng)燃?xì)鉄崴骷訜彷敵龅臒崴谶M(jìn)水管口的溫度為40℃,在散熱管中的流量為10kg/min,流過(guò)地表地表散熱管后到出水管口的溫度變?yōu)?6℃,再由出水管抽回到燃?xì)鉄崴餮h(huán)利用?!八嘏惫ぷ?0min 熱水放出的熱量為 J;若小明家燃?xì)鉄崴鞯男蕿?4%,則大約消耗 天然氣。(天然氣的熱值為)
【答案】 熱 漏電保護(hù)器 半導(dǎo)體 高溫檔 8∶1 75 3.6×107 0.375
【解析】(1)[1]由題意得,坐墊加熱原理是將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,是電流的熱效應(yīng)。
[2][3]漏電保護(hù)器 的作用是當(dāng)電路中漏電時(shí)自動(dòng)切斷電路,所以應(yīng)在馬桶線路內(nèi)加裝漏電保護(hù)器。熱敏電阻主要由半導(dǎo)體材料制成的。
(2)[4][5]R1和R2并聯(lián)為高溫檔,由圖乙可知,S1閉合,S2接b,R1和R2并聯(lián),馬桶處于高溫檔。當(dāng)S1閉合、S2接b時(shí),通過(guò)溫控開(kāi)關(guān)的電流即為干路電流是4A,當(dāng)S1閉合、S2接a時(shí),電路為R1的簡(jiǎn)單電路,通過(guò)溫控開(kāi)關(guān)的電流即為通過(guò)R1的電流是2A;因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路獨(dú)立工作,互不影響,所以通過(guò)R1的電流不變,根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)可計(jì)算出通過(guò)R2的電流是
由式子可知,兩電阻的大小相等。則相同時(shí)間內(nèi)高溫檔消耗的電能與低溫檔消耗的電能之比為
(3)[6]由題知,單位時(shí)間內(nèi)高溫物體向低溫物體傳遞的熱量與兩個(gè)物體的溫差成正比,即Q放=k?t,其中k為比例系數(shù),與傳遞熱 量的物質(zhì)有關(guān);設(shè)暖氣管的溫度為t。暖氣管向房?jī)?nèi)放熱時(shí)比例系數(shù)為k1,房?jī)?nèi)向房外放熱時(shí)比例系數(shù)為k2;如果房外溫度為-20℃,則房?jī)?nèi)溫度為18℃,則房間暖氣管向房?jī)?nèi)放出的熱量
Q1=k1?t1=k1(t-18℃)
房?jī)?nèi)向房外放出的熱量
Q2=k2?t2=k2[18℃-(-20℃]=k2×38℃
為了使得房?jī)?nèi)溫度恒定,則Q1=Q2,否則房?jī)?nèi)溫度要么升高、要么降低;則有
k1(t-18℃)=k2×38℃……①
如果房外溫度為-30℃,則房?jī)?nèi)溫度為12℃,則房間暖氣管向房?jī)?nèi)放出的熱量
Q3=k1?t3=k1(t-12℃)
房?jī)?nèi)向房外放出的熱量
Q4=k2?t4=k2[12℃-(-30℃]=k2×42℃
為了便得房?jī)?nèi)溫度恒定,則Q3=Q4,則有
k1(t-12℃)=k2×42℃……①
①式÷②式可解得:t=75℃。
[7][8]“水地暖”工作30min流過(guò)的水的質(zhì)量為
工作30min放出的熱量為
燃料完全燃燒放出的熱量為
消耗天然氣的體積為
17.(2024·陜西西安·一模)如圖甲所示為一款能自動(dòng)清掃地面的掃地機(jī)器人;機(jī)器人通過(guò)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高速氣流,將灰塵、雜物吸入集塵盒;底部安裝有塑料刷,用于清掃吸附在地板上的灰塵及輕小物體;前端裝有感應(yīng)器,通過(guò)發(fā)射、接收超聲波或紅外線來(lái)偵測(cè)障礙物;當(dāng)剩余電量減為電池容量的20%時(shí),機(jī)器人會(huì)主動(dòng)尋找充電器充電,表一為某掃地機(jī)器人的部分參數(shù);電池容量指放電電流與放電總時(shí)間的乘積;
表一
機(jī)器人中吸塵電機(jī)的吸入功率是衡量其優(yōu)劣的重要參數(shù),測(cè)得某吸塵電機(jī)的吸入功率與真空度、風(fēng)量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表二,真空度指主機(jī)內(nèi)部氣壓與外界的氣壓差;風(fēng)量指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)吸塵電機(jī)排出的空氣體積。吸塵電機(jī)吸入功率與輸入功率的比值叫做效率;
表二
(1)該機(jī)器人充滿電后至下一次自動(dòng)充電前,能夠連續(xù)正常工作的最長(zhǎng)時(shí)間為多少?
(2)研究表二數(shù)據(jù)的規(guī)律,當(dāng)風(fēng)量為0.015 m3/s時(shí),吸塵電機(jī)吸入功率為多少?若吸塵電機(jī)的輸入功率為25W,此時(shí)其效率為多少?
(3)光敏電阻是制作灰塵傳感器的常用元件,圖乙為某機(jī)器人中吸塵電機(jī)內(nèi)部的光敏電阻的控制電路,兩端總電壓U0恒定(U0<12V),RG為光敏電阻,其阻值隨空氣透光程度的變化而變化,R0為定值電阻,當(dāng)光敏電阻分別為6Ω和18Ω時(shí),電壓表的示數(shù)分別為4.5V和2.25V,則R0阻值為多少?
(4)若機(jī)器人1秒鐘消耗的電能中有40%用于克服摩擦力做功。已知集塵盒空置時(shí),機(jī)器人勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力為16N,查閱資料顯示摩擦力與壓力成正比,則達(dá)到最大集塵量時(shí)摩擦阻力為 N,機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的速度為 m/s。(此問(wèn)不要求寫出計(jì)算過(guò)程)
【答案】 48min 33% 6Ω 20 0.6
【解析】(1)[1]機(jī)器人充滿電的電能
當(dāng)剩余電量減為電池容量的20%時(shí),機(jī)器人會(huì)主動(dòng)尋找充電器充電,機(jī)器人連續(xù)正常工作所需要的電能
根據(jù)公式
可知,機(jī)器人連續(xù)正常工作的最長(zhǎng)時(shí)間為
(2)[2]由表二數(shù)據(jù)可知,吸入功率=真空度×風(fēng)量,當(dāng)風(fēng)量為0.015 m3/s時(shí),吸塵電機(jī)吸入功率為
此時(shí)效率為
(3)[3]由電路圖可知,光敏電阻RG與定值電阻R0串聯(lián),電壓表測(cè)定值電阻R0的電壓,當(dāng)光敏電阻RG=6Ω時(shí),電壓表示數(shù)U1=4.5V,光敏電阻RG兩端的電壓為
此時(shí)電路中的電流為

當(dāng)光敏電阻RG=18Ω時(shí),電壓表示數(shù)U2=2.25V,光敏電阻RG兩端電壓為
此時(shí)電路中的電流為

聯(lián)立①②可解得U0=9V,R0=6Ω;
(4)[4]吸塵器壓力等于其重力,由題可知,摩擦力與其壓力成正比,則集塵盒空置和達(dá)到最大集塵量時(shí)的摩擦力之比為

所以,達(dá)到最大集塵量時(shí)的摩擦力f2=20N,消耗的電能中有40%用于克服摩擦力做功,所以
[5]根據(jù)公式
可知,達(dá)到最大集塵量時(shí)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的速度為
18.(2024·上海長(zhǎng)寧·一模)小華做“用電流表、電壓表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)。他將電源(電壓為2伏的整數(shù)倍保持不變)、待測(cè)電阻、滑動(dòng)變阻器、電流表、開(kāi)關(guān)串聯(lián),然后將電壓表并聯(lián)在電路中。小華閉合開(kāi)關(guān),并將此時(shí)的部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄在表格序號(hào)1中;接著,他將滑片向另一端移動(dòng)到某位置處,得到表格序號(hào)2中的數(shù)據(jù);初步分析后,他發(fā)現(xiàn)電壓表位置連接不正確,于是斷開(kāi)開(kāi)關(guān),僅改變了電壓表的連接位置;再次閉合開(kāi)關(guān),他將滑片繼續(xù)向另一端移動(dòng)至某處時(shí),電壓表示數(shù)如圖所示。
①小華改變電壓表連接位置后,將電壓表并聯(lián)在了 兩端(選填“電源”“待測(cè)電阻”或“滑動(dòng)變阻器”)。
② 求圖中電壓表的示數(shù)及電源電源U。( )( )
【答案】 待測(cè)電阻 5伏 8伏
【解析】①②[1][2][3]移動(dòng)滑片到某位置得到序號(hào)2的數(shù)據(jù)時(shí),電壓表的示數(shù)比序號(hào)1變小,說(shuō)明電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓,小華改變電壓表連接位置后,應(yīng)將電壓表并聯(lián)在待測(cè)電阻的兩端。由序號(hào)1可知電源電壓U>6伏;改變電壓表的連接位置,移動(dòng)滑片得到序號(hào)3的數(shù)據(jù)時(shí),滑動(dòng)變阻器兩端電壓Up3<3.5伏,則
Ux3=U-U p 3>2.5伏
所以電壓表示數(shù)為5伏。又因?yàn)閁 p3<3.5伏,所以
U=U x3+U p3<8.5伏
又因?yàn)閁>6伏,并且電源電壓U是2伏的整數(shù)倍,所以U=8伏。
19.(2024·上海靜安·一模)在如圖所示的電路中,電源電壓為U0,電阻R1、R2的阻值均為R0?,F(xiàn)電路中只存在一處故障,且故障只發(fā)生在電阻R1或R2上。
(1)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電壓表V的示數(shù)可能為 ;
(2)開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)到閉合,電流表A的示數(shù)不變,請(qǐng)寫出開(kāi)關(guān)S閉合后,電流表A與電壓表V的示數(shù)及相對(duì)應(yīng)的故障 、 。
【答案】 0或U0 ,U0 R1短路
【解析】(1)[1]當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電路為電阻R1、R2的串聯(lián)電路,電壓表測(cè)量R2兩端的電壓。若R1短路時(shí),電路為只有R2的簡(jiǎn)單電路,電壓表測(cè)量電源兩端的電壓,示數(shù)為U0;若R1斷路時(shí),電路斷路,此時(shí)電壓表示數(shù)為0;若R2短路時(shí),電壓表測(cè)量被短路部分的電壓,示數(shù)為0;若R2斷路時(shí),電壓表、電流表與R1串聯(lián)接在電源兩端,電壓表測(cè)電源電壓,所以電壓表示數(shù)為U0;綜上所述,開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),電壓表的示數(shù)可能為0或U0。
(2)[2][3]開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)到閉合,電流表A的示數(shù)不變,表明電路中的電阻不變,由此可知R1短路;電壓表直接接在電源兩端,所以電壓表的示數(shù)為U0,根據(jù)歐姆定律,電路中的電流即電流表的示數(shù)為
20.(2024·上海楊浦·一模)如圖(a)所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)油量?jī)x表的簡(jiǎn)易電路圖。電源電壓為18伏,的阻值為5歐,變阻器上標(biāo)有“”字樣,下表是研究連入電路阻值與油的體積大小規(guī)律時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)。閉合開(kāi)關(guān)S,觀察到此時(shí)電壓表示數(shù)為2伏。
①求此時(shí)電路中的電流I。
②求此時(shí)的阻值。
④該同學(xué)往原油箱中注入體積為的油,重新閉合開(kāi)關(guān)S后,觀察到電壓表示數(shù)如圖(b)所示。繼續(xù)往油箱中注入體積為的油,再閉合開(kāi)關(guān)S,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)在不損壞電路元件的情況下油量已到達(dá)最大值。
(a)求注入第二次油后電壓表示數(shù)。
(b)計(jì)算比較兩次注入的油體積的大小關(guān)系。
【答案】①0.4安; ②40歐; ③(a)10伏;(b)
【解析】①由圖(a)可知,閉合開(kāi)關(guān),定值電阻R1與變阻器R2串聯(lián),電壓表測(cè)定值電阻R1兩端的電壓,當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),根據(jù)歐姆定律可得此時(shí)電路中的電流
②因串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電壓之和,則此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓
U2=U-U1=18V-2V=16V
串聯(lián)電路中各處電流相等,由歐姆定律可得此時(shí)變阻器R2接入電路的阻值
③(a)由圖(a)可知,注入油的體積增大時(shí),浮球會(huì)上浮,在杠桿的作用下變阻器的滑片會(huì)向下移動(dòng),變阻器接入電路的阻值減小,電路總電阻減小,由歐姆定律可知電路中電流增大,由U=IR可知電壓表的示數(shù)(R1兩端的電壓)增大;由題知,注入第二次油后,油量已到達(dá)最大值,說(shuō)明滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小,此時(shí)電路中的電流最大,因變阻器R2上標(biāo)有“50Ω 2A”字樣,所以此時(shí)電路中的電流為2A, 此時(shí)電壓表的示數(shù)
Uv=I大R1=2A×5Ω=10V
(b)由前面計(jì)算可知電壓表示數(shù)可達(dá)到10V,則圖(b)中電壓表的量程為0~15V,由圖(b)可知往原油箱中注入體積為V1的油時(shí)電壓表示數(shù)為6V, 根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)電路中的電流
此時(shí)電路的總電阻
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值
由表格數(shù)據(jù)可知此時(shí)油箱中油的體積(第一次注油的體積):V1=3.5L;注入第二次油后,電壓表示數(shù)為10V時(shí),電路中電流為2A,此時(shí)電路的總電阻
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值
由表格數(shù)據(jù)可知此時(shí)油的體積小于4L且大于3.75L,則第二次注油的體積
比較可知。
n
v(m/s)
1.00
0.180
0.90
0.200
0.80
0.225
0.75
0.24
0.60
0.300
額定電壓
額定功率
涮煮鍋容積
涮煮
高溫
___________
低溫
燒烤
高溫
低溫
___________
整機(jī)質(zhì)量:36kg
行進(jìn)速度:1m/s
工作電壓:24V
工作電流:1A
輪子與地面接觸總面積:
液體壓強(qiáng)(帕)
0
1
2
3
4
5
6
壓敏電阻的阻值(歐)
100
60
43
30
24
20
18
制冷量Q
制冷輸入電功率P
制冷季節(jié)能效比EER
額定電壓U
2600W
?
5.2
220V
項(xiàng)目
參數(shù)
車重(含人)
滿載
51噸
最大載客量
60kg/人
300人
儲(chǔ)氨罐
每節(jié)編組
1個(gè)
車輪
每節(jié)編組
4個(gè)
續(xù)航
滿氫滿電綜合續(xù)航
245km
鋰電續(xù)航
35km
額定電壓
12V
額定功率
30W
電池容量
2500mA·h
工作噪音
<50dB
凈重
4kg
最大集塵量
1kg
真空度(Pa)
400
450
500
550
600
風(fēng)量(m3/s)
0.025
0.02
0.017
0.015
0.013
吸入功率(W)
10
9
8.5
7.8
序號(hào)
電壓表示數(shù)(伏)
電流表示數(shù)(安)
電阻Rx(歐)
1
6.0
2
3.5
0.36
3
連入電路的阻值(歐)
50
40
30
20
15
10
5
0
油的體積(升)
1.50
2.00
2.50
3.00
3.25
3.50
3.75
4.00

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中考物理三輪沖刺提分專題13:閱讀綜合能力題(含解析)

專題04 實(shí)驗(yàn)題-中考物理重難題型滿分沖刺集訓(xùn)(全國(guó)通用)

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