2023年中考物理電學應用壓軸題選

2023年中考物理復習拓展猜押試題—電學綜合計算題山東萊州姜子勝1、某玻璃廠要研發(fā)一款新型玻璃，要求每平方米能承受5×105N的撞擊力．測試時，取一小塊玻璃樣品〔質量可不計〕，平放在如圖甲所示電路中的壓力傳感器上，閉合開關S，釋放重物，經(jīng)撞擊后玻璃仍完好無損，電流表的示數(shù)隨時間變化的圖像如圖乙所示〔不考慮t0時刻之后的情況〕．壓力傳感器的阻值RN隨壓力F變化的圖像如圖丙所示；玻璃受到最大撞擊力時與重物的接觸面積S0=1×10﹣3m2；電源電壓U=36V，定值電阻R0=20Ω．那么：從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時間內，電阻R0兩端的電壓是多少？〔2〕玻璃樣品受到的最大撞擊力是多少？〔3〕請通過計算說明該樣品是否滿足設計要求？解：〔1〕由圖乙知，撞擊前，Imin=0.2A由得，電阻R0兩端電壓U0=IminR0=0.2A×20Ω=4V〔2〕由圖乙知，當樣品受到最大撞擊力時Imax=1.2A此時電阻R0兩端電壓U0′=ImaxR0=1.2A×20Ω=24V此時壓力傳感器由圖丙知，RN=10Ω時，壓力傳感器受到的最大撞擊力為600N，即樣品受到的最大撞擊力：Fmax=600N.〔3〕設計要求玻璃能承受的壓強樣品受到的最大壓強因為pmax＞p，故樣品滿足設計要求．【拓展猜押】小華同學為探究水流對不同形狀物體的沖擊力，設計了一個實驗裝置，如圖甲所示．電源電壓保持3V不變，電流表量程為0～1A，電阻不計，粗細均勻的電阻絲MN全長12cm，總電阻為9Ω，它的阻值與其接入電路的長度成正比．水平光滑桿AB上套有彈簧，彈簧彈力與其伸長量x的關系如圖乙所示，彈簧左端固定，右端連接有滑塊，滑塊與滑片P、物體Q通過硬桿相連．滑片與電阻絲始終保持良好接觸．水流沖擊力為零時，滑片P剛好與電阻絲左端相接觸，此時電流表滿偏．測量時，滑塊穩(wěn)定后，小華通過電流表示數(shù)可計算出物體受到的水流沖擊力大小.第1題圖當水流速度增大時，電流表示數(shù)(選填“變大〞、“變小〞或“不變〞)，彈簧被拉伸，這一過程中，水流的動能轉化為彈簧的．〔2〕電阻R0的阻值為多少？〔3〕當電流表讀數(shù)為0.5A時，物體所受的沖擊力大小為多少？解：〔1〕變小彈性勢能〔2〕電流表滿偏時，電流，由可得.〔3〕電流為時，電阻絲電阻：因為粗細均勻的電阻絲MN全長12cm，總電阻為9Ω,它的阻值與其接入電路的長度成正比．所以接入電路的長度為4cm,由圖乙知：那么有一種測量人的體重和身高的電子秤，其測體重局部的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由三局部構成：踏板和壓力杠桿ABO，壓力傳感器R〔電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻〕，顯示體重大小的儀表A〔實質是電流表〕．其中AO：BO=11：2，壓力傳感器R外表能承受的最大壓強為2×106Pa，且壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如下表所示．第2題圖壓力F/N050100150200250300…電阻R/Ω300270240210180150120…設踏板和杠桿組件的質量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.5V．假設把壓桿對A點的支持力看成動力，那么杠桿ABO是一個〔選填“省力〞、“費力〞或“等臂〞〕杠桿.如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20mA，此人的質量是多少？〔3〕假設壓桿與壓力傳感器之間的接觸面積是2cm2，那么該秤的最大稱量值是多少？解：〔1〕省力〔2〕當電流為20mA時，壓力傳感器的電阻為分析表中數(shù)據(jù)，壓力隨電阻的變化是線性的，那么：,根據(jù)杠桿平衡條件得：〔3〕傳感器能承受的最大壓力設踏板上能稱量的最大重力為，由杠桿平衡原理得：拓展猜押試題——電學綜合題一、根據(jù)近7年真題猜押1.如圖甲是帶烘干功能的滾桶洗衣機，工作電壓為220V.并聯(lián)在電源上的電動機和電熱絲是洗衣機中兩個重要的能量轉換部件，受電腦芯片的控制，它們在洗滌、脫水、烘干環(huán)節(jié)的電功率是不同的，其具體的工作情況如圖乙所示，其中電熱絲只在烘干環(huán)節(jié)工作.問：〔1〕烘干時電熱絲的電阻是多大？〔2〕這次洗衣過程中，洗衣機的最大工作電流是多少？〔3〕這次洗衣共消耗多少度電？〔不計其他部件耗電〕第1題圖甲乙第1題圖【答案】解：〔1〕因為烘干時的電功率為P1=1000W，所以電熱絲的電阻是：R==48.4Ω；〔2〕在烘干、烘干轉動過程中，電熱絲和電動機同時工作，此時的電流最大由P=UI可得：烘干時的電流：I1=≈4.55A，烘干轉動過程中的電流：I4=≈0.45A，所以此時的總電流I=I1+I4=4.55A+0.45A=5A；〔3〕洗滌、漂洗的功率和時間是相同的，所以洗滌、漂洗過程中消耗的電能：W2=3×P2t2=3×250W×10×60s=4.5×105J；脫水過程中消耗的電能：W3=P3t3=500W×360s=1.8×105J；烘干過程中消耗的電能：W1=P1t1=1000W×1800s=1.8×106J；烘干、轉動過程中消耗的電能：W4=P4t4=100W×2160s=2.16×105J；所以，這次洗衣共消耗電能：W=W1+W2+W3+W4=1.8×106J+4.5×105J+1.8×105J+2.16×105J=2.646×106J=0.735kW·h.2.電壓力鍋是一種新型家用電器，集高壓鍋與電飯鍋優(yōu)點于一體，既平安又環(huán)保.圖是某型號電壓力鍋工作電路簡圖，右表是其局部參數(shù).其中R1是主加熱器，R2是保壓加熱器.接通電路后，開關S自動與觸點a接通，開始加熱.當鍋內溫度到達105℃時，開關S自動與a斷開，并與觸點c接通，開始保壓，此時鍋內水溫不變，且未沸騰.現(xiàn)將3L初溫為25℃的水參加壓力鍋中，接通電路使其正常工作30min.消耗的電能有90％被有效利用，水的比熱容為4.2×103J/〔kg·℃〕.額定電壓/V220主加熱器額定功率/W800保壓加熱器額定功率/W200保壓溫度/℃105最大容積/L5第2題圖求：〔1〕電壓力鍋在加熱狀態(tài)時的電流.〔2〕電壓力鍋多少秒后開始保壓?〔3〕電壓力鍋在此30min內消耗的電能.【答案】解：〔1〕當壓力鍋處于加熱狀態(tài)時，R1、R2并聯(lián)同時工作，根據(jù)P=UI，得：加熱狀態(tài)時的電流為I==≈4.5A〔2〕3L水的質量：m水=ρV=1.0×103kg/m3×3×10-3m3=3kg水吸收的熱量為Q水吸=cm(t－t0)=4.2×103J/〔kg·℃〕×3kg×(105℃－25℃)=1.008×106J因為Q水吸=90％W總=90％P總t1所以鍋內水到達105℃所用時間為t1===1120s〔3〕保壓時間：t2=t－t1=1800s－1120s=680s保壓消耗電能為W=P2t2=200W×680s=1.36×105J加熱消耗電能為W=P總t1=1000W×1120s=1.12×106J電壓力鍋在此30min內消耗的電能為W=W1+W2=1.36×105J+1.12×106J=1.256×106J3.學校宿舍樓里的電熱水器的簡化電路如下圖，A為自動溫度開關，當水的溫度到達設定溫度時自動斷開電路，低于設定溫度時，自動接通開關.S是熱水器的功率選擇開關.可選擇高、低兩種加熱功率，R1、R2都是發(fā)熱電阻器.主要的技術指標如下表:額定電壓〔V〕220發(fā)熱電阻類型電熱管輸入功率一檔〔W〕2420輸入功率二檔〔W〕1210溫度范圍〔℃〕20~80容積〔L〕20〔1〕水加熱的過程中，內能.電熱水器工作時把電能轉化為能.〔2〕電熱水器中水的質量是多少？〔3〕當S撥至1時，熱水器正常工作時電路中的電流是多少？R1的電阻是多少？〔4〕當S撥至2時，電熱管的實際總功率只有1000W，此時的總電壓是多少？2minR2產生的熱量是多少？第3題圖【答案】解：〔1〕變大內〔2〕因為V=20L=0.02m3，所以m=ρV=1.0×103kg/m3×0.02m3=20kg，〔3〕當S撥至1時，電路中只有R1，電阻到達最小，由公式可知，此時的功率最大，位于一檔，因為U額=220V，P額=2420W，所以;.當S撥至2時，電路中R1和R2串聯(lián)，電阻到達最大，由公式可知，此時的功率最小，位于二檔，因為U額=220V，P額=1210W，所以R===40Ω，又P實=1000W，所以U2=P實R=1000W×40Ω=40000V2，故U=200V．R總為40Ω，電路中R1與R2串聯(lián)，所以R2=R總－R1=40Ω－20Ω=20Ω，此時R2兩端的電壓為100V，所以產生的熱量Q=W===6×104J.二、根據(jù)2023題型例如猜押【題型例如第64題】如圖甲所示是某同學家的水族箱，箱內盛水40L，為了讓熱帶魚有一個舒適的生活環(huán)境，箱內裝有一個“220V200W〞的電加熱棒給水加熱，當水溫升到設定值時加熱棒便自動停止工作，待水溫自然冷卻到一定溫度后再次加熱，使箱內水溫穩(wěn)定在一定范圍之內，水溫隨時間變化圖像如圖乙所示.[c水=4.2×103J/〔kg·℃〕]求：甲乙〔1〕水族箱內水的質量.〔2〕正常工作時，通過電加熱棒的電流〔保存一位小數(shù)〕.〔3〕電加熱棒給水加熱時的效率.【答案】解：〔1〕水的體積V=40L=0.04m3，由可得水族箱內水的質量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.04m3=40kg〔2〕由P=UI可得，正常工作時，通過電加熱棒的電流〔3〕由圖可知，加熱過程中溫度由22℃加熱到28℃，加熱時間為100min水吸收的熱量Q吸=cm〔t-t0〕=4.2×103J/〔kg·℃〕×40kg×〔28℃-22℃〕=1.008×106J由可得，消耗的電能W=Pt=200W×100×60s=1.2×106J電加熱棒給水加熱時的效率1.如圖是商店里銷售的一款“迷你型〞自動上水電熱水器.上面標示的銘牌如下表所示.假設熱水壺內裝滿水，在額定電壓下工作〔外界大氣壓強為1個標準大氣壓〕.求：第1題圖〔1〕加滿水時電熱水器中水的質量是多少,水在標準大氣壓下的沸點是℃.

〔2〕保溫時電熱水器的電阻多大？

〔3〕假設瓶內20℃的水加熱8min正好燒開，那么加熱時電熱水瓶的熱效率是多少？解：〔1〕瓶內水的質量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3＝1.5kg水在標準大氣壓下的沸點是100℃;〔2〕由得，保溫時電熱水器的電阻＝＝1210Ω；〔3〕瓶內水吸熱Q＝cm(t-t0)＝4.2×103kg/m3×1.5kg×〔100℃-20℃〕＝5.04×105J消耗的電能W＝P2t＝1200W×8×60s＝5.76×105J熱水瓶效率η＝×100%＝×100%＝87.5%2.如下圖為某品牌蒸汽掛燙機，為了便于移動，它底部裝有四個輪子．其工作原理是：底部的儲水箱注滿水后，水通過進水閥門流到發(fā)熱體迅速沸騰，并變成灼熱的水蒸氣，不斷噴向衣物，軟化衣物纖維.下表是這種蒸汽掛燙機的局部參數(shù)．[c水=4.2×103J/〔kg·℃〕，取〕]發(fā)熱功率880W額定電壓220V儲水箱注滿水量2kg掛燙機凈重4kg輪子與地面接觸的總面積12cm2第2題圖〔1〕儲水箱注滿水后掛燙機對水平地面的壓強是多少？〔2〕該蒸汽掛燙機正常工作時通過發(fā)熱體的電流是多少？〔3〕如果發(fā)熱體每分鐘能把25ｇ水由20℃加熱至100℃，在這一過程中水吸收了多少熱量？發(fā)熱體產生多少熱量？【題型例如第67題】某玻璃廠要研發(fā)一款新型玻璃，要求每平方米能承受5×105N的撞擊力．測試時，取一小塊玻璃樣品〔質量可不計〕，平放在如圖甲所示電路中的壓力傳感器上，閉合開關S，釋放重物，經(jīng)撞擊后玻璃仍完好無損，電流表的示數(shù)隨時間變化的圖像如圖乙所示〔不考慮t0時刻之后的情況〕．壓力傳感器的阻值RN隨壓力F變化的圖像如圖丙所示；玻璃受到最大撞擊力時與重物的接觸面積S0=1×10﹣3m2；電源電壓U=36V，定值電阻R0=20Ω．那么：甲乙丙〔1〕從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時間內，電阻R0兩端的電壓是多少？〔2〕玻璃樣品受到的最大撞擊力是多少？〔3〕請通過計算說明該樣品是否滿足設計要求？【答案】解：〔1〕由圖乙知，撞擊前，Imin=0.2A由得，電阻R0兩端電壓U0=IminR0=0.2A×20Ω=4V〔2〕由圖乙知，當樣品受到最大撞擊力時Imax=1.2A此時電阻R0兩端電壓U0′=ImaxR0=1.2A×20Ω=24V此時壓力傳感器由圖