專題20 創(chuàng)新類型（含作圖填空解答情境等要求）的綜合計算問題--2025年中考物理二輪復(fù)習(xí)【情境】重難點計算專題必練（原卷+解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1. （2024廣西）一個不吸水的實心圓柱體Q，底面積為0.01m2，高為0.3m，密度為0.5×103kg/m3。如圖甲所示，現(xiàn)將 Q 放在容器中，緩慢往容器中注水（水的密度為1×103kg/m3，g取10N/kg），求：
（1）圓柱體Q的質(zhì)量；
（2）當注入水的深度為0.1m時（此時Q未漂浮），Q受到的浮力；
（3）廣西夏季雨水充沛，每逢暴雨，河水水位快速上漲，為了監(jiān)測河水水位，某項目小組設(shè)計了“智能水位報警器”，如圖乙所示。其由A、B兩部分組成，A模擬控制器，B模擬河道。其中A 內(nèi)部高度為0.7m，頂部固定著壓力傳感器，當壓力達到某一數(shù)值時，報警器會自動報警。在某次注水測試中，當注水到某一深度時，Q開始漂浮，隨著注入水的深度增加，Q 最終會與傳感器接觸，當Q 露出水面長度為0.1m時，報警器恰好開始報警。請通過計算，分析從開始注水到報警器報警的過程，并在丙圖中作出此過程Q底部受到水的壓強p隨注入水的深度h變化的關(guān)系圖線。
2. （2024牡丹江）如圖甲所示，我國自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重機，擁有性能超強、技術(shù)先進、專利眾多等特點，是塔機制造史上一次重要的突破。該塔機最大起重量為720t，最大起升高度為400m。
（1）請在圖乙中畫出物體沿豎直方向勻速上升過程中受力的示意圖。
（2）若塔機一次將100t的物體沿豎直方向勻速提升100m，拉力做的功是多少？
（3）若塔機在（2）過程中所用時間為200s，拉力做功的功率是多少？
3. （2024武漢市）2024年4月19日，我國海洋油氣生產(chǎn)平臺“海基二號”總體結(jié)構(gòu)完成安裝，它刷新了高度、質(zhì)量、作業(yè)水深和建造速度等多項亞洲紀錄，“?；枴庇缮喜拷M塊和水下的導(dǎo)管架組成。圖甲是質(zhì)量為的“海洋石油229”駁船將質(zhì)量為的導(dǎo)管架運載至安裝海域的情景。
（1）如圖甲所示，導(dǎo)管架的底部固定著4塊面積非常大的鋼板，這4塊鋼板的作用是______?！昂；枴痹谥付êＳ虺晒Π惭b后，這4塊鋼板處于水深324m的海底處，它們受到海水的壓強是______Pa；
（2）導(dǎo)管架和駁船拖航的速度約為100m/min，它們到達240km外的安裝海域所需要的時間約為______h。導(dǎo)管架和駁船沿直線向右勻速航行時，若以圖乙中的長方形表示駁船上的導(dǎo)管架，請在圖中畫出導(dǎo)管架受力的示意圖；（）
（3）這次海上安裝采用了滑移下水方式：工程人員將駁船船頭水艙的水排出一部分，又向船尾水艙注入一部分水，使駁船小角度傾斜，最后將駁船和導(dǎo)管架之間的連接點切割分離，導(dǎo)管架就在自身重力作用下頂端朝前沿著軌道滑入海中。若駁船船頭水艙排出的水和船尾水艙注入的水的體積分別為和時，導(dǎo)管架頂端浸入海水中的體積為，則駁船和固定在駁船上的導(dǎo)管架總共受到的浮力是多少N？（）
4. （2024江蘇無錫市）如圖是《天工開物》中記載我國古代的提水工具“轆轤”，在兩個支架上擺放一根直的硬棒，支點為、，A端系一石塊，B端裝有輪軸，輪軸能繞著硬棒轉(zhuǎn)動，懸吊空桶的繩索另一端繞過輪軸后系緊在輪軸上，若空桶質(zhì)量為10kg，輪軸質(zhì)量為10kg，空桶和輪軸對硬棒的作用力視作施加在B位置。長為0.6m，長為1m，長為0.8m，硬棒及繩索質(zhì)量忽略不計。（g?。?br>（1）人對轆轤不施加力。桶中未裝水，為保證硬棒不會翻轉(zhuǎn)，石塊質(zhì)量最多為______kg；若A點系上質(zhì)量為40kg的石塊，提水時為保證硬棒不翻轉(zhuǎn)，桶中最多可裝______kg的水；
（2）若桶內(nèi)水的質(zhì)量為40kg，人用時20s將桶勻速提升3m，此時轆轤提水的機械效率為50%，則桶對水做的功為______J，人做功的功率為______W。
5. （2024江蘇無錫市）某款家用儲水式電熱水器額定電壓為220V，額定功率為3000W，額定容量為60L，圖甲是其電路原理圖。插上插頭，電熱水器儲滿水后，閉合開關(guān)S，溫控器開關(guān)K接觸點1，對水進行加熱，當加熱溫度達到設(shè)定溫度時，K跳轉(zhuǎn)接觸點2，保溫指示燈L亮起，停止加熱；當水溫下降，低于設(shè)定溫度時，K再次接觸點1進行加熱。、、為加熱電阻，其中。該電熱水器的加熱模式有四個擋位，選擇“一擋”，、均斷開。選擇“二擋”，閉合、斷開；選擇“三擋”，斷開、閉合，“三擋”加熱時的功率是“二擋”加熱時功率的1.5倍，選擇“四擋”，、均閉合，此時電熱水器在額定功率下工作。溫控器開關(guān)K的結(jié)構(gòu)如圖乙所示，繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿OAB和繞點轉(zhuǎn)動的杠桿通過彈簧相連。溫包內(nèi)充滿熱脹冷縮的感溫液體，置于水中，溫度與水溫一致，水溫升高，感溫液體膨脹使膜盒頂端在A位置推杠桿OAB，當水溫達到設(shè)定溫度，動觸點C與觸點2相接，電熱水器停止加熱。調(diào)溫旋鈕為凹輪結(jié)構(gòu)，繞固定軸M轉(zhuǎn)動，順時針轉(zhuǎn)動調(diào)溫旋鈕，ME距離減小。[，]
（1）該電熱水器儲滿60L水后，若選擇“四擋”加熱，加熱效率為84%，將水從30℃加熱到45℃需要的時間為多少？
（2）電阻的阻值為______Ω，該電熱水器在“一擋”工作時的電流為______A（保留1位小數(shù)）。
（3）為提高所設(shè)定的加熱溫度，應(yīng)如何旋轉(zhuǎn)調(diào)溫旋鈕？請寫出做法并說明理由。
6. （2024內(nèi)蒙古赤峰）電動汽車因具有零排放、低噪音、節(jié)能等優(yōu)點，得到了快速發(fā)展，但仍然存在一些制約其發(fā)展的因素，目前主要應(yīng)用于城市內(nèi)部交通。某智能出行平臺出租的電動汽車部分參數(shù)如下表。
（1）①如果用120kW的“快充”充電樁給該車充電，汽車電池最低電量不得低于電池容量的20%，則給該車從最低電量到充滿電需多長時間；
②就解決電動汽車充電時間長的問題提出一條合理建議。
（2）電池容量是決定電動汽車續(xù)航里程的主要因素，若此電動汽車的能量利用率是75%，計算該車的續(xù)航里程（按汽車電池電量不得低于電池容量的20%來計算）
（3）同樣條件下，電動汽車比燃油汽車能耗小很多。某燃油汽車百公里消耗汽油10L，則電動汽車和燃油汽車百公里消耗的能量分別是多少焦耳。
（汽油的密度，汽油的熱值）
7. 電動垂直起降航空器，又稱“空中出租車”，是一種能夠垂直起降并依靠電力驅(qū)動的飛行器。某品牌“空中出租車”如圖所示，最大起飛質(zhì)量2t，5座設(shè)計，最大巡航速度200km/h，核心模組100%國產(chǎn)化。
（1）它的動力裝置主要是電動機，下圖能夠反映它工作原理的是___________。（填序號）
A. B.
（2）某同學(xué)乘坐汽車從銀川到中衛(wèi)旅游，用時約2.5h。若乘坐此“空中出租車”以最大巡航速度從銀川到中衛(wèi)，兩地航線距離約150km，相比乘坐汽車縮短多長時間？
（3）若該“空中出租車”以最大起飛質(zhì)量從100m的高度豎直降落到地面，重力做功是多少？（g取10N/kg）
（4）它靜止時與水平地面的總接觸面積為，以最大起飛質(zhì)量靜止在水平地面，對地面的最大壓強是多少？
8. 植物生長需要適宜的環(huán)境濕度。某中學(xué)勞動實踐小組為大棚內(nèi)的植物“多肉”（適宜的環(huán)境濕度為30%~40%）設(shè)計了一個自動加濕裝置，當環(huán)境濕度降至30%，加濕器恰好開始加濕，當環(huán)境濕度升至40%，加濕器恰好停止加濕，其電路如圖所示。控制電路的電源電壓U恒為6V，定值電阻為20Ω，濕敏電阻R的阻值隨環(huán)境濕度的升高而減小，它的阻值與部分環(huán)境濕度對應(yīng)關(guān)系如表所示。請完成下列問題（線圈電阻不計）：
（1）閉合開關(guān)，電磁鐵的上端是______極；通過電磁鐵的電流越大，磁性越______；
（2）閉合開關(guān)、，求銜鐵恰好被吸下時控制電路的總功率；（）
（3）若大棚內(nèi)的植物換成牡丹（適宜的環(huán)境濕度為50%~70%），小明提出該加濕裝置只更換電阻就能實現(xiàn)“當環(huán)境濕度降至50%，加濕器恰好開始加濕，當環(huán)境濕度升至70%，加濕器恰好停止加濕”，求更換后的阻值。（）
9. （2024山東煙臺）為了方便學(xué)生就餐，某學(xué)校餐廳使用了一款智慧餐盤，該系統(tǒng)可以自動識別餐盤中食品的種類和質(zhì)量，并在顯示屏上顯示出價錢，通過人臉識別系統(tǒng)自動扣費。某實踐小組在了解智慧餐盤的工作原理后，他們利用電壓恒為24V的電源、量程為0~15V的電壓表、定值電阻、滑動變阻器R（最大阻值為100Ω）等器材設(shè)計了一款自動稱量裝置，使用時，物體的質(zhì)量可以從標注質(zhì)量后的電壓表表盤上直接讀出。當餐盤不放物體時，滑片P恰好位于滑動變阻器的a端，如圖甲所示。閉合開關(guān)S，滑片P從滑動變阻器的a端移動到b端的過程中，電壓表的示數(shù)由0逐漸增大到15V，此過程的最大稱量質(zhì)量為2kg。實踐探究過程中同學(xué)們還發(fā)現(xiàn)，滑片下移的距離與餐盤中所放物體質(zhì)量的大小成正比，滑動變阻器a端與滑片P所在位置之間的阻值和aP之間的距離成正比。求：
（1）定值電阻在電路中的作用是什么？阻值為多少？
（2）整個電路消耗的電功率的變化范圍是多少？
（3）當滑片P位于滑動變阻器的中點時，電壓表的示數(shù)為多少（結(jié)果保留一位小數(shù)）？此時對應(yīng)的物體質(zhì)量為多少？
（4）實踐小組在對電壓表表盤進行質(zhì)量標注的過程中發(fā)現(xiàn)，表盤上原刻度的每一小格對應(yīng)的質(zhì)量值是不同的，即質(zhì)量刻度不均勻，如圖乙所示。請設(shè)計一個可以實現(xiàn)質(zhì)量刻度均勻的電路，在圖丙方框內(nèi)畫出，并從節(jié)能的角度對甲、丙兩個電路作出評價。

10. （2024四川遂寧）遂寧大英的卓筒井被譽為“世界近代石油鉆井之父”，是手工制鹽的活化石。從井中提取鹽鹵水是制鹽過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其裝置如甲圖所示。某科創(chuàng)小組制作了一個模型來模擬提取過程，如乙圖所示，圖中的竹制汲鹵筒頂端開口，底部裝有硬質(zhì)單向閥門；竹條具有韌性，對汲鹵筒可以產(chǎn)生壓力或拉力。汲鹵筒在鹽鹵水中下降時單向閥門繞O點轉(zhuǎn)動打開，鹽鹵水進入筒中；當汲鹵筒上升時，單向閥門繞O點轉(zhuǎn)動關(guān)閉。已知汲鹵筒的高2m，質(zhì)量2.4kg，密度，鹽鹵水的密度（汲鹵筒底和閥門厚度及質(zhì)量不計；g?。Ｇ螅?br>（1）汲鹵筒實心部分的體積；
（2）汲鹵筒浸沒在鹽鹵水中時受到的浮力大小；
（3）汲鹵筒浸沒在鹽鹵水中靜止時，竹條對它所施加力的大小和方向；
（4）取出裝滿鹽鹵水的汲鹵筒后，在豎直狀態(tài)下，要將閥門剛好頂開至少需用多大的力（筒的取水口與單向閥門均看作面積為的圓形；鹽鹵水對閥門壓力的作用點等效在閥門圓心處）。
11. 圖甲是某小區(qū)電梯的結(jié)構(gòu)示意圖，它是由轎廂（500kg）、配重（400kg）、滑輪、纜繩、鋼絲繩和電動機組成，繩重和摩擦忽略不計。為了安全，電梯設(shè)置了超載自動報警系統(tǒng)，如圖乙。閉合控制開關(guān)，電梯沒有超載時，觸點與B接觸，再閉合運行開關(guān)S2，電動機正常工作：超載時（即控制電路中的電流），觸點與A接觸，電鈴發(fā)出報警鈴聲，即使閉合S2，電動機也不工作。控制電路電源電壓為12V，電磁鐵線圈電阻不計，轎廂內(nèi)底而壓力傳感器的阻值與它所受壓力F的關(guān)系如圖丙所示，當受到2000N壓力時，與定值電阻的功率之比為。
（1）該電梯空載靜止時，與轎廂相連的纜繩對轎廂的拉力為_______N。
（2）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的電動機和電鈴連入電路。（導(dǎo)線不能交叉）
（3）該電梯的最大載重量（轎廂內(nèi)人和貨物的總重）為多少N？
（4）若每層樓高度3m，平均每人重600N，該電梯將8人從一樓運送到六樓，求電機牽引轎廂的鋼絲繩做的功（此過程作勻速直線運動處理）。
12. （2024湖北武漢二模）我國萬米深潛作業(yè)次數(shù)和下潛人數(shù)位居世界首位。圖甲所示為我國“奮斗者"號載人潛水器的海試現(xiàn)場。
（1）潛水器的前邊固定著一個采樣籃，里面放著海底沉積物采樣器等工具，采樣器是一個下端開口的圓柱形玻璃管。潛水器兩側(cè)各連著一只機械手臂，其中一只機械手臂的簡化示意圖如圖乙所示，它由金屬桿AB、OC和可以伸縮的液壓桿AC組成，C點為機械手臂和潛水器的連接點。當液壓桿伸長或縮短時，會帶動金屬桿AB繞著O點轉(zhuǎn)動，金屬桿B端就會向上提或向下壓采樣器；
①請在圖乙中畫出水平金屬桿的B端豎直向下壓采樣器時，采樣器對金屬桿AB的力的示意圖；
②若OA、OC和AC的長分別是18cm、24cm和30cm，OB的長是72cm，這只機械手臂的液壓桿AC對水平金屬桿A端的拉力是200N，玻璃管水平的圓環(huán)形管口和海底沉積物的接觸面積是2cm2時，則豎直狀態(tài)下的玻璃管的圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強是多少Pa?（不考慮金屬桿AB和采樣器它們受到的重力和浮力）
（2）總質(zhì)量是36t且處于懸浮狀態(tài)的潛水器在海底完成作業(yè)后，會拋卸吸附在艙外的壓載鐵再上浮。為了確保艙內(nèi)作業(yè)人員的安全，科學(xué)家們在設(shè)計“奮斗者”號時，可以讓潛水器在不能拋卸壓載鐵時進行“斷臂求生”，即讓潛水器在深海拋掉兩只機械手臂和采樣籃等物體后再上浮。若某次深海演練拋掉質(zhì)量是1.8t。體積是0.3m3的兩只機械手臂和采樣籃等物體，則此時潛水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?
13. （2023甘肅蘭州）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，滑動變阻器R上標有“20Ω1A”的字樣，電壓表的量程為0~3V，燈泡和上分別標有“2V，0.8W”和“2.5V，1.25W”的字樣，忽略溫度對燈絲電阻的影響。閉合開關(guān)S、，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片P，當電壓表的示數(shù)為2V時，燈泡恰好正常發(fā)光。
（1）請根據(jù)實物圖畫出開關(guān)S、斷開狀態(tài)下的電路圖；
（2）求電源電壓：
（3）當開關(guān)S、閉合時，在確保電路安全的情況下，求滑動變阻器R接入電路的阻值范圍；
（4）只閉合開關(guān)S時，計算電路在1min內(nèi)最多消耗的電能。

14. （2023廣東省）明代宋應(yīng)星在《天工開物》中記載的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)汲水裝置——轆轤，沿用至今。題圖甲是一種轆轤，由具有共同轉(zhuǎn)動軸的大輪和小輪組成。提水時，用力使大輪轉(zhuǎn)動，小輪隨之轉(zhuǎn)動并纏繞井繩，提起水桶。

（1）圖甲所示，輔可視為不等臂杠桿，為方便提水，它是按照_____（選填“省力”或“費力”）杠桿來設(shè)計的。用輔提水的某時刻示意圖如圖乙所示，它的支點是“A”“B”或“C”中的_______點。
（2）設(shè)大輪與小輪的半徑比為3:1，水桶受到的總重力為90N。使周長為3m的大輪轉(zhuǎn)動一圈，水桶勻速上升，井繩對水桶做功_______J；若要使轆轤靜止在圖乙所示位置，作用在C點最小的力應(yīng)為______N。（不計井繩的粗細和自重）
（3）圖丙所示水龍頭開關(guān)的設(shè)計也應(yīng)用了同樣的原理，為了更省力，開關(guān)應(yīng)選用_______（選填“①”或“②”）。
15. 如圖所示，我國的“奮斗者”號載人潛水器是目前人類下潛深度最大，也是國際上唯一能同時攜帶3人多次往返全海深作業(yè)的載人深潛裝備。2020年11月10日，“奮斗者”號成功坐底馬里亞納海溝，下潛深度達10909米，前部的兩個機械手從海底抓取了一塊質(zhì)量為8.4kg，體積為3dm3的深海巖石，固定在采樣籃上帶出了水面。問：
（1）“奮斗者”號配備的水聲通信系統(tǒng)可以在萬米海底將文字、語音和圖像實時傳輸給海面上的母船，這種信息傳遞是通過_______（選填“超聲波”或“電磁波”）實現(xiàn)的；
（2）“奮斗者”坐底時受到的海水壓強是多少？（海水密度近似為1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）帶回巖石密度是多少kg/m3？將它從海底勻速提升至水面，不計水的阻力，采樣籃對它做的功是多少J？

16. （2023湖南長沙）課外實踐小組設(shè)計了一個電熱孵蛋箱，其電路如圖所示。已知電源電壓恒為220V，是阻值為55Ω的電熱絲，溫度對電熱絲阻值的影響忽略不計。
（1）閉合開關(guān)S后，求電路中的電流；
（2）求通電100s電熱絲產(chǎn)生的熱量；
（3）老師提醒，電熱箱內(nèi)溫度太高，無法孵化雞蛋，應(yīng)使電熱箱內(nèi)的電功率降至，小組成員想出了兩種方法改進電路：
方法一：在圖中A點處串聯(lián)接入一根電熱絲RA
方法二：在圖中B點處串聯(lián)接入一根電熱絲RB
老師發(fā)現(xiàn)這兩種改進方法電熱箱內(nèi)的電功率都為，小組成員在這兩種改進電路中，用電壓表測量新接入的電熱絲兩端的電壓，測量結(jié)果為和，，，但由于粗心沒有記錄和分別對應(yīng)哪種方法。請根據(jù)上述信息判斷哪種方法更節(jié)能，并計算這種方法中新接入的電熱絲的阻值。

17. （2023無錫）圖甲是某型號電開水器結(jié)構(gòu)簡圖，圖乙是它的電路原理圖。控制進水口的浮球閥由不銹鋼浮球、繞O點轉(zhuǎn)動的金屬桿、連桿、活塞組成。使用時，將插頭插入家庭電路的插座中，電壓為。冷水自進水口進入冷水箱，再經(jīng)連通管進入煮水箱，當冷水箱水位達到設(shè)定高度，浮球浮起，水平，連桿水平向右推動活塞堵住進水口，停止進水，同時開關(guān)S2閉合，開關(guān)S1與觸點2接通，煮水箱中的電熱管工作，額定煮水功率為，水沸騰后經(jīng)出水管溢入貯水箱，冷水再補充入煮水箱，冷水箱中水位下降，進水口打開進水，同時S2斷開，重復(fù)上述過程，至貯水箱中注滿水后，開關(guān)S1與觸點1接通，貯水箱中的電熱管工作，進行保溫，額定保溫功率為。保溫時，S3同時接通，當電磁鐵線圈中的電流達到，銜鐵P被吸起（開關(guān)斷開）；當電磁鐵線圈中電流減小到，銜鐵P被釋放（開關(guān)重新接通），使貯水箱內(nèi)熱水溫度維持在。是定值電阻。是熱敏電阻，其溫度與貯水箱內(nèi)水溫相同，溫度每升高，電阻減小，電磁鐵線圈的電阻忽略不計。（，，g取）

（1）該電開水器正常工作時，熔斷器上通過的最大電流為______；
A． B． C． D．
（2）該電開水器煮水箱電熱管連續(xù)正常工作1小時能產(chǎn)生的開水，若冷水溫度為，開水溫度為，則煮水箱的加熱效率為_______；
（3）冷水箱中的浮球質(zhì)量為，金屬桿質(zhì)量和體積忽略不計，進水口被活塞堵住不能進水時，若浮球恰好一半體積浸在水中，連桿受到活塞對它水平向左的推力為；若浮球全部浸沒于水中，此時連桿能夠承受活塞的水平推力為，則浮球體積為______，貯水箱中保溫控制電路的電壓U是______V。
電池容量
8kWh
百公里耗電量
12kWh/100km
環(huán)境濕度
濕敏電阻R/Ω
70%
10
50%
20
40%
30
30%
40

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