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專題06綜合(壓軸題)隨著教育改革的深入和科技的發(fā)展,2024年中考物理的“綜合(壓軸題)”命題趨勢(shì)將呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn):一、強(qiáng)化實(shí)踐應(yīng)用能力物理作為一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),實(shí)踐應(yīng)用能力是考察的重要內(nèi)容。未來的中考物理壓軸題將更加注重考察學(xué)生在實(shí)際情境中運(yùn)用物理知識(shí)解決問題的能力。例如,可能會(huì)給出一些實(shí)際生活中的物理現(xiàn)象或問題,要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行分析和解決。二、注重跨學(xué)科融合隨著跨學(xué)科學(xué)習(xí)的興起,未來的中考物理壓軸題將更加注重與其他學(xué)科的融合??赡軙?huì)出現(xiàn)一些涉及物理、化學(xué)、生物等多個(gè)學(xué)科的綜合性題目,要求學(xué)生能夠綜合運(yùn)用多個(gè)學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行解答。三、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新思維和科學(xué)探究能力未來的中考物理壓軸題將更加注重考察學(xué)生的創(chuàng)新思維和科學(xué)探究能力。可能會(huì)出現(xiàn)一些開放性的題目,要求學(xué)生根據(jù)給定的條件或情境,進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、分析和解釋。這樣的題目將更加注重學(xué)生的思考和探究過程,而非僅僅是結(jié)果。四、關(guān)注科技前沿和社會(huì)發(fā)展隨著科技的快速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步,未來的中考物理壓軸題將更加關(guān)注科技前沿和社會(huì)發(fā)展??赡軙?huì)出現(xiàn)一些涉及新能源、環(huán)保、人工智能等領(lǐng)域的題目,要求學(xué)生了解并關(guān)注這些領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài),并運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行分析和解答。2024年中考物理“綜合(壓軸題)”命題趨勢(shì)將更加注重實(shí)踐應(yīng)用能力、跨學(xué)科融合、創(chuàng)新思維和科學(xué)探究能力以及科技前沿和社會(huì)發(fā)展。因此,學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中應(yīng)注重這些方面的訓(xùn)練和積累,以便更好地應(yīng)對(duì)未來的中考挑戰(zhàn)。(限時(shí):20分鐘)1.洗碗機(jī)是自動(dòng)清洗碗筷等餐具的機(jī)器。某型號(hào)洗碗機(jī)工作程序?yàn)椋航o水箱注水,當(dāng)水注滿時(shí)停止注水并自動(dòng)加熱,水溫上升到50℃即停止加熱,洗滌程序啟動(dòng),水從噴管噴出對(duì)餐具清洗、噴淋,直到洗滌過程結(jié)束,排水系統(tǒng)啟動(dòng),將水箱中全部的水排出。圖甲為等效的加熱電路圖,R為發(fā)熱電阻。圖乙為該洗碗機(jī)某次正常工作時(shí)的P﹣t圖像。[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃);水箱中水的初溫為20℃](1)生活用水是(選填“導(dǎo)體”、“絕緣體”);(2)洗碗機(jī)的加熱功能是利用了電流的;(3)A、B是位于水箱上部的兩個(gè)導(dǎo)電塊,組成一個(gè)開關(guān)。此開關(guān)具有注滿水自動(dòng)加熱功能,若加熱過程中意外排水或排水閥沒有關(guān)好,還具有的功能;(4)發(fā)熱電阻R的阻值是Ω;(不計(jì)水的電阻)(5)清洗噴淋過程洗碗機(jī)消耗的電能是J;(6)加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量有90%被水吸收。某家庭每天洗碗2次,若人工洗碗一次用水9kg,則改用該洗碗機(jī)洗碗,該家庭一年(按300天)可節(jié)水kg。【答案】導(dǎo)體熱效應(yīng)自動(dòng)停止加熱48.44.8×1052400【解析】(1)[1]生活用水是導(dǎo)體,容易導(dǎo)電。(2)[2]洗碗機(jī)的加熱功能將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是利用了電流的熱效應(yīng)。(3)[3]由等效的加熱電路圖可知,洗碗機(jī)位于水箱上部的兩個(gè)導(dǎo)電塊A、B組成一個(gè)開關(guān)。此開關(guān)除了具有注滿水自動(dòng)加熱功能(一般的水是導(dǎo)體)外,還具有當(dāng)加熱過程中意外排水或排水閥沒有關(guān)好時(shí),開關(guān)自動(dòng)斷開,即還具有自動(dòng)停止加熱的功能。(4)[4]加熱功率為1000W,由可得,發(fā)熱電阻R的阻值(5)[5]清洗噴淋功率為120W,工作時(shí)間由得,清洗噴淋過程洗碗機(jī)消耗的電能(6)[6]由可得,加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量已知加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量有90%被水吸收,即由可得,洗碗機(jī)一次洗碗用水的質(zhì)量人工洗碗一次用水9kg,改用該選碗機(jī)洗碗一次用水5kg,則該家庭一年(按300天)可節(jié)約水的質(zhì)量2.圖甲是一家用電暖器,有“低溫”、“中溫”、“高溫”三擋,銘牌見下表(“高溫”擋功率模糊不清),圖乙為其簡(jiǎn)化的電路原理圖,S是自我保護(hù)開關(guān),電暖器跌倒時(shí),S自動(dòng)斷開,切斷電源,保證安全。已知電阻R1<R2,請(qǐng)解答下列問題:xx牌電暖器額定電壓220V額定功率低溫?fù)?50W中溫?fù)?100W高溫?fù)躅l率50Hz(1)試分析當(dāng)只有電阻R1工作時(shí)對(duì)應(yīng)的是溫?fù)跷唬挥须娮鑂2工作時(shí)對(duì)應(yīng)的是溫?fù)跷?,并求出“中溫?fù)酢睍r(shí)的額定電流。()(2)R2的阻值是多少?()(3)“高溫”擋正常工作時(shí)的總電流是多少?()(4)若某房間內(nèi)空氣質(zhì)量為60kg,空氣溫度為10℃,空氣的比熱容為1.1×103J/(kg?℃)且保持不變,用該電暖器的“高溫”擋正常工作20min,放出熱量的50%被房間內(nèi)的空氣吸收,求可使此房間空氣的溫度升高到多少℃?()
【答案】中低5A88Ω7.5A25℃【解析】解:(1)[1][2]只閉合S1、S,只有R1單獨(dú)接入電路;只閉合S2、S,只有R2單獨(dú)接入電路,S1、S2同時(shí)閉合,R1、R2并聯(lián),已知電阻R1<R2,由知只閉合S1、S時(shí)為中溫?fù)?,只閉合S2、S時(shí)為低溫?fù)?,S、S1、S2同時(shí)閉合為高溫?fù)?。[3]根據(jù)P=UI知“中溫?fù)酢睍r(shí)的額定電流為(2)由知R2的阻值為(3)高溫?fù)醯墓β蕿镻高=P低+P中=550W+1100W=1650W由P=UI可得,高溫?fù)鯐r(shí)正常工作的電流(4)電暖器的“高溫”擋正常工作20分鐘,放出的熱量Q=W=P高溫t=1650W×20×60s=1.98×106J空氣吸收的熱量Q吸=ηQ=50%×1.98×106J=9.9×105J由Q吸=cmΔt可得,房間的空氣溫度升高空氣升高到的溫度為t′=t0+Δt=10℃+15℃=25℃答:(1)試分析當(dāng)只有電阻R1工作時(shí)對(duì)應(yīng)的是中溫?fù)跷唬挥须娮鑂2工作時(shí)對(duì)應(yīng)的是低溫?fù)跷?,“中溫?fù)酢睍r(shí)的額定電流為5A;(2)R2的阻值是88Ω;(3)“高溫”擋正常工作時(shí)的總電流是7.5A;(4)可使此房間空氣的溫度升高到25℃。3.在課外活動(dòng)中,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)“汽車超載報(bào)警器”原理如圖甲所示。其中ABO是質(zhì)量不計(jì)的杠桿組件,B為汽車模型重力承壓點(diǎn),A點(diǎn)通過壓桿作用于壓敏電阻R,AB∶BO=3∶1。在測(cè)量電路中R的阻值隨壓力變化的關(guān)系如表所示。無車時(shí)電路中的電流I=150mA;小燈泡兩端的電壓U≥2.5V是超載的報(bào)警點(diǎn)(超載時(shí)發(fā)紅光,不超載時(shí)發(fā)綠光)。小燈泡的I﹣U圖像如圖乙所示。電源電壓為6V保持不變。求:壓力F/N51015202530…壓敏電阻R/Ω272421181512…(1)無車時(shí),小燈泡的功率是多大?()(2)汽車模型的重力達(dá)到多少時(shí)報(bào)警器開始報(bào)警?()(3)電路中的電池使用一段時(shí)間后,電源電壓會(huì)降低。為保證報(bào)警器仍在原設(shè)定的汽車最大重力時(shí)報(bào)警,B點(diǎn)應(yīng)向(選填“左”或“右”)移動(dòng),簡(jiǎn)要說明理由。【答案】0.225W83.2N左【解析】(1)[1]無車時(shí)電路中的電流I=150mA=0.15A從圖乙可知此時(shí)燈泡的電壓為1.5V,小燈泡的功率是PL=ULIL=1.5V×0.15A=0.225W(2)[2]由圖甲可知,燈泡與壓敏電阻串聯(lián)。當(dāng)電路報(bào)警時(shí),小燈泡兩端的最低電壓U′=2.5V,由圖像乙得此時(shí)燈泡通過的電流I′=0.2A,則此時(shí)壓敏電阻的阻值為由表格數(shù)據(jù)可得,壓力F與壓敏電阻R有如下數(shù)量關(guān)系當(dāng)R=17.5Ω時(shí),代入上式解得F≈20.8N;由杠桿平衡條件F1L1=F2L2,即F1LOA=F2LOB,由題意知AB∶BO=3∶1得OA∶OB=4∶1,代入數(shù)據(jù)得F2=4F1=4×20.8N=83.2N則汽車模型的重力G=83.2N。(3)[3]一段時(shí)間后電源電壓會(huì)降低,L兩端分得的電壓減小,為保證報(bào)警器仍在原設(shè)定的汽車最大重力時(shí)報(bào)警,則應(yīng)增加燈泡兩端的電壓,由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,此時(shí)就應(yīng)該減小壓敏電阻的阻值,因壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小,所以應(yīng)該增大壓桿對(duì)壓敏電阻的壓力。由杠桿平衡條件F壓×OA=G×OB可知,OA不變,G不變,則F壓和OB成正比,要增大壓桿對(duì)壓敏電阻的壓力,應(yīng)增大OB,即把承壓點(diǎn)B向左移動(dòng)。4.如圖所示是某家用電熱水器的簡(jiǎn)化電路圖,溫控開關(guān)S2可根據(jù)水溫自動(dòng)切換加熱和保溫兩種狀態(tài),R1、R2是發(fā)熱電阻,熱水器主要參數(shù)如表?!舅谋葻崛轂?.2×103J/(kg?℃)】額定電壓加熱功率保溫功率容積220V1100W220W5L(1)保險(xiǎn)絲電阻不計(jì),當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時(shí),熱水器進(jìn)入加熱狀態(tài),在額定電壓下,通過保險(xiǎn)絲中的電流A;(2)由題中的數(shù)據(jù)可知發(fā)熱電阻R1和R2的阻值之比是;(3)水箱中裝滿初溫為15℃的水,加熱了7min,溫度升高到35℃,水吸收多少熱量?若電熱器放出的熱量全部被水吸收,則實(shí)際加熱功率是多大?(4)小明通過計(jì)算,發(fā)現(xiàn)實(shí)際加熱功率和標(biāo)定的加熱功率不相等,他認(rèn)為可能是當(dāng)時(shí)的電壓低于額定電壓,但經(jīng)過測(cè)量發(fā)現(xiàn)電壓就是220V,則該電熱器的加熱效率是多少?【答案】54∶14.2×105J1000W90.9%【解析】解:(1)由電路圖知道,當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時(shí),熱水器進(jìn)入加熱狀態(tài),在額定電壓下,通過保險(xiǎn)絲中的電流為(2)當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時(shí),熱水器進(jìn)入加熱狀態(tài),當(dāng)只閉合開關(guān)S1閉合時(shí),只有電阻R1工作,熱水器進(jìn)入保溫狀態(tài),根據(jù)并聯(lián)電路電功率的特點(diǎn)知道,R2的電功率為發(fā)熱電阻R1和R2的阻值之比是(3)由知道,水的質(zhì)量為水吸收的熱量為若電熱器放出的熱量全部被水吸收,則實(shí)際加熱功率是(4)由知道,加熱狀態(tài)下,熱水器正常工作15min需消耗電能加熱效率為答:(1)保險(xiǎn)絲電阻不計(jì),當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時(shí),熱水器進(jìn)入加熱狀態(tài),在額定電壓下,通過保險(xiǎn)絲中的電流5A;(2)發(fā)熱電阻R1和R2的阻值之比是4∶1;(3)水箱中裝滿初溫為15℃的水,加熱了7min,溫度升高到35℃,水吸收的熱量為4.2×105J;若電熱器放出的熱量全部被水吸收,則實(shí)際加熱功率是1000W;(4)該電熱器的加熱效率是90.9%。5.在如圖所示的電路中,電源電壓為18伏且保持不變。電阻R1的阻值為20歐,滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50歐1安”字樣。閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑片P至某位置時(shí),電流表示數(shù)為0.3安。(1)求電阻R1兩端的電壓U1=;(2)求滑動(dòng)變阻器R2此時(shí)接入電路的阻值;(3)現(xiàn)將一電壓表接在R2兩端,兩電表選擇合適的量程;要求在確保電路中各元件正常工作的前提下,移動(dòng)滑片P至少能使一個(gè)電表示數(shù)達(dá)到滿刻度,且使電路中電流在移動(dòng)滑片過程中變化量最大,則=。
【答案】6V40Ω0.343A【解析】(1)[1]由歐姆定律可知,電阻R1兩端的電壓(2)[2]由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓則滑動(dòng)變阻器R2此時(shí)接入電路的阻值(3)[3]當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑到最大阻值時(shí),電路電流則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓小于15V,沒有達(dá)到滿刻度。若電壓表滿偏,則電壓表量程為0~3V,電路中最大電流最小電流該過程電流的變化量若電流表達(dá)到最大刻度,則電流表的量程為0~0.6A,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑到最大阻值時(shí),電流為0.257A,該過程電流的變化量因?yàn)?.343A>0.15A,所以為0.343A。6.小明家新裝修的房子的兩個(gè)衛(wèi)生間里分別安裝了燃?xì)鉄崴骱碗姛崴?,兩種熱水器的部分參數(shù)和相關(guān)物理量如下表所示。(1)若每次洗澡時(shí)間為10min,進(jìn)出水溫分別為20℃和40℃,用燃?xì)鉄崴骷訜?,需要消耗的天然氣為多少m3?()(2)若用電熱水器加熱,達(dá)到同樣的進(jìn)出水溫度,消耗的電能為多少?需要加熱多長(zhǎng)時(shí)間?()(3)通過進(jìn)一步計(jì)算,小明知道了平時(shí)使用熱水器洗澡更劃算。天然氣的熱值約為J/kg。(不要求寫計(jì)算過程)熱水器種類參數(shù)燃?xì)鉄崴麟姛崴鳎↙/min)55效率(%)4070電熱水器額定功率(W)3000天然氣熱值(J/m3)天然氣價(jià)格(元/m3)2.1天然氣密度(kg/m3)2.1電價(jià)(元/kW?h)0.5【答案】0.125m36×106J;33.3min燃?xì)狻窘馕觥拷猓海?)[1]每次洗澡時(shí)間為10min,用水的體積為用水的質(zhì)量為水吸收的熱量為燃料燃燒放出的熱量需要消耗的天然氣的體積(2)[2]若用電熱水器加熱,達(dá)到同樣的進(jìn)出水溫度,用熱水器加熱與用天然氣加熱水,水吸收的熱量與用天然氣加熱用的熱量相同,熱水器消耗的電能需要加熱時(shí)間為(3)[3]同等情況下,用天然氣的費(fèi)用為用電的費(fèi)用為平時(shí)使用燃?xì)鉄崴飨丛韪鼊澦?。[4]平時(shí)使用燃?xì)鉄崴飨丛韪鼊澦?;轉(zhuǎn)換為質(zhì)量,天然氣的熱值約為答:(1)若每次洗澡時(shí)間為10min,進(jìn)出水溫分別為20℃和40℃,用燃?xì)鉄崴骷訜?,需要消耗的天然氣?.125m3;(2)若用電熱水器加熱,達(dá)到同樣的進(jìn)出水溫度,消耗的電能為,需要加熱時(shí)間為33.3min;(3)平時(shí)使用燃?xì)鉄崴飨丛韪鼊澦?;天然氣的熱值約為。7.在抗擊新冠肺炎疫情期間,中醫(yī)為診療發(fā)揮了積極作用,中藥能有效治療新冠肺炎,降低輕型、普通型病例轉(zhuǎn)為重癥的比例,縮短新冠肺炎癥狀消退時(shí)間,改善輕型和普通型患者的臨床預(yù)后。如圖甲所示為小華同學(xué)家的電中藥壺,有“猛火”和“文火”兩個(gè)擋位,“猛火”擋電功率模糊不清,“文火”擋電功率110W,其電路原理圖如圖乙所示,,為兩根電熱絲,L1、L2是顏色不同的指示燈,指示燈在電路中消耗的電功率忽略不計(jì),若讓該電熱水器在“猛火”擋單獨(dú)工作3min,如圖丙所示的電能表脈沖燈閃爍88次。根據(jù)上述信息,求:(1)燈的電阻值與電熱絲R1的電阻值相比較:(選填“相差很大”、“相差很小”或“相差不大”);(2)“猛火”擋電功率和電熱絲的阻值;(3)若打算將“文火”擋的電功率提升10%,“猛火”擋的電功率保持不變,請(qǐng)通過計(jì)算具體說明改進(jìn)措施。【答案】相差很大1100W44Ω見解析【解析】(1)[1]工作時(shí),燈與電阻絲R1串聯(lián)連接,通過的電流相同。而指示燈在電路中消耗的電功率忽略不計(jì),據(jù)P=I2R知,相對(duì)R1,指示燈的電阻很小,即指示燈與R1的阻值相差很大。(2)[2]由圖丙知,電能表每消耗1kW?h電能,脈沖燈閃爍1600次,則脈沖燈閃爍88次,消耗的電能“猛火”擋的電功率[3]由電路圖知,開關(guān)S接上面接線柱時(shí),指示燈L1和R1串聯(lián)在電路中,電路電阻較小,據(jù)知,此時(shí)是猛火擋;開關(guān)接下面接線柱時(shí),指示燈L2與R2、R1串聯(lián),電路中電阻較大,據(jù)知,此時(shí)是文火擋。電熱絲(3)[4]文火擋功率提升10%,則提升后的功率此時(shí)電路中的總電阻則R2的阻值開關(guān)接下面接線柱時(shí),為文火擋,接上面接線柱時(shí),為猛火擋,所以改變R2的阻值對(duì)猛火擋無影響,則用356Ω的電阻替換R2可將文火擋的電功率提升10%。8.某中學(xué)課外研究小組使用如圖1所示電路,探究太陽能電池的功率與光照強(qiáng)度及連入電路電阻的關(guān)系,其中P是電阻箱,是阻值為的定值電阻,E是太陽能電池,是電流表(量程);(1)實(shí)驗(yàn)中若電流表的指針位置如圖2所示,則電阻箱P兩端的電壓是;(2)在某光照強(qiáng)度下,測(cè)得太陽能電池提供給電路的電壓與電阻箱P的電阻之間的關(guān)系如圖3中的曲線①所示;由該曲線可知,點(diǎn)對(duì)應(yīng)的太陽能電池提供給電路的功率是W;(3)在另一更大光照強(qiáng)度下,測(cè)得的關(guān)系如圖3中的曲線②所示;與曲線①相比,在電阻相同的情況下,曲線②中太陽能電池提供給電路的功率(選填“較小”或“較大”);在這種更大光照強(qiáng)度下,當(dāng)定值電阻消耗的功率與電阻箱P消耗功率相等時(shí),則此時(shí)電池提供給電路的功率是W?!敬鸢浮?.814.85較大21.6【解析】(1)[1]分析電路圖可知,電阻箱與定值電阻并聯(lián),R0的阻值為30Ω,圖2中電流表示數(shù)為60mA,合0.06A,由并聯(lián)電路中電壓規(guī)律可知,P電阻箱兩端的電壓(2)[2]由圖3可知,曲線①中M點(diǎn)電壓為18V,電阻箱的電阻為80Ω,R0的阻值為30Ω,則供給電路的功率(3)[3]由圖3可知,在電阻R相同的情況下,曲線②中的電壓比①中電壓大,由可知,太陽能電池提供給電路的功率較大。[4]定值電阻R0消耗的功率與電阻箱消耗功率相等時(shí),有由于電壓相同,功率也相同,所以R1=R0=30Ω由圖3可知,U1=18V,則電池提供給電路的功率9.隨著科技的進(jìn)步,純電動(dòng)汽車走進(jìn)人們的生活,如圖所示是某款純電動(dòng)汽車,其整車部分參數(shù)如表格所示。純電動(dòng)汽車使用的是鋰電池,其充電方式通常有兩種,即交流慢充和直流快充。整車質(zhì)量1235kg電池系統(tǒng)可用能量54kW·h最高時(shí)速200km/h電池-里程的轉(zhuǎn)換率135W·h/km交流慢充依次為涓流充電、恒流充電、恒壓充電和充電終止四個(gè)階段。當(dāng)電池電壓上升到一定值時(shí),恒流充電結(jié)束,開始恒壓充電階段。電流根據(jù)電芯的飽和程度,隨著充電過程的繼續(xù)充電電流由最大值慢慢減少。直流快充使用的直流充電樁,將電網(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)化為直流電充入汽車動(dòng)力電池。設(shè)電池當(dāng)前儲(chǔ)能占充滿狀態(tài)儲(chǔ)能的百分比為D,充電時(shí)充電樁的充電功率P會(huì)隨著電池D的變化而變化,同時(shí)用戶還可以通過充電樁顯示屏了解充電過程中的其他相關(guān)信息。現(xiàn)實(shí)際測(cè)試一個(gè)直流充電樁對(duì)該款電動(dòng)汽車的充電性能,假定測(cè)試中充電樁輸出的電能全部轉(zhuǎn)化為電池的儲(chǔ)能。充電前D為30%,充電樁顯示屏中充電時(shí)長(zhǎng)、充電度數(shù)、充電費(fèi)用示數(shù)均為0。開始充電后,P與D的關(guān)系如圖所示。充滿后立即停止充電。當(dāng)D達(dá)到70%時(shí)充電樁顯示屏的部分即時(shí)信息如下表所示。充電電壓(V)充電電流(A)充電時(shí)長(zhǎng)(min)充電度數(shù)(kW·h)充電費(fèi)用(元)4004224.028.80(1)電動(dòng)汽車在恒壓充電階段,電池能量E隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像是;A.
B.C.
D.(2)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)如圖甲所示的電動(dòng)汽車的最大行駛里程為千米;(3)若充電過程中充電電費(fèi)單價(jià)不變,則測(cè)試全過程的充電費(fèi)用為元;(4)設(shè)D從70%增至80%所需時(shí)間為t1,從80%增至90%所需時(shí)間為t2,且t1︰t2=2︰3,則測(cè)試全過程的充電總時(shí)長(zhǎng)為分鐘?!敬鸢浮緿40050.4106【解析】(1)[1]恒壓充電階段,電流根據(jù)電芯的飽和程度,隨著充電過程的繼續(xù)充電電流由最大值慢慢減少,根據(jù)W=UIt可知,電池能量的增加的越來越慢,故ABC不符合題意,D符合題意。故選D。(2)[2]由第一個(gè)表格可知(3)[3]D從30%到70%消耗的電能為24.0kW·h,則充滿需要消耗電能為電費(fèi)為(4)[4]D從80%到90%所需時(shí)間為D從90%到100%與從80%到90%的功率相等,故時(shí)間也相等。又因?yàn)閠1︰t2=2︰3,代入數(shù)據(jù)得t1︰24min=2︰3解得t1=16min,故測(cè)試全過程的充電總時(shí)長(zhǎng)為t=42min+16min+24min+24min=106min10.某科技社團(tuán)在實(shí)踐活動(dòng)中,將一支實(shí)驗(yàn)室常用彈簧測(cè)力計(jì)改裝為電子測(cè)力計(jì),其原理圖如圖甲所示,電源電壓為24V,R1是定值電阻,電壓表量程為0~15V,電流表量程為0~3A,R2是一根最大阻值為30Ω,長(zhǎng)6cm,粗細(xì)均勻的電阻絲。測(cè)力計(jì)所測(cè)力為零時(shí),滑片P剛好在R2的最上端,測(cè)力計(jì)彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉力關(guān)系如圖乙所示(測(cè)力計(jì)中彈簧重力可忽略不計(jì))。(1)若改裝后的測(cè)力計(jì)示數(shù)隨著所測(cè)力的增大而增大,則應(yīng)用(選填“電流表”或“電壓表”)來顯示所測(cè)力的大??;(2)若改裝后測(cè)力計(jì)所測(cè)拉力為15N時(shí),電流表的示數(shù)為0.8A,則定值電阻R1的阻值為多少?()(3)在第(2)問的基礎(chǔ)上,若改裝后的測(cè)力計(jì)某次測(cè)量時(shí),電壓表的示數(shù)為15V,此時(shí)所測(cè)力的大小為多少?()(4)若要增大該測(cè)力計(jì)的測(cè)量范圍,可以適當(dāng)(選填“增大”或“減小”)電源電壓?!敬鸢浮侩妷罕?5Ω25N減小【解析】(1)[1]由圖甲知,兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中,電壓表測(cè)R2兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,由題意知,被測(cè)拉力增大時(shí),連入電路的電阻變大,的電阻不變,根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理知,兩端電壓變大,即電壓表示數(shù)變大;由可知,電路中的電流變小,即電流表示數(shù)變小,故應(yīng)用電壓表來顯示所測(cè)力的大小。(2)[2]當(dāng)被測(cè)拉力為15N時(shí),由乙圖知,彈簧伸長(zhǎng),滑動(dòng)變阻器連入電阻絲的長(zhǎng)度也是3cm,則此時(shí)電路的總電阻據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)有,R1的阻值(3)[3]當(dāng)電壓表示數(shù)為15V時(shí),兩端電壓U1=U-U2=24V-15V=9V根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理得即解得,連入電阻絲的長(zhǎng)度為即彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度由乙圖可知,被測(cè)拉力大小為25N。(4)[4]由第(3)可知,當(dāng)電壓表示數(shù)最大為15V時(shí),彈簧伸長(zhǎng)5cm,滑動(dòng)變阻器連入電阻為,此時(shí)被測(cè)拉力最大為25N;若要繼續(xù)增大被測(cè)拉力,則滑動(dòng)變阻器連入電阻變大,根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理知電壓表會(huì)變大,同時(shí)超量程而損壞,所以若要增大該測(cè)力計(jì)的測(cè)量范圍,應(yīng)減小電源電壓?!军c(diǎn)睛】本題考查了歐姆定律、串聯(lián)電路電阻的規(guī)律、電流的規(guī)律,電壓的規(guī)律以及串聯(lián)電路分壓原理的實(shí)際生活中應(yīng)用,解題關(guān)鍵是弄清改裝后測(cè)力計(jì)的原理。11.2022年2月,第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)在“一起向未來”的愿景里取得圓滿成功。
(1)北京冬奧會(huì)采用二十四節(jié)氣進(jìn)行倒計(jì)時(shí),配合著古詩文、諺語或俗語,華夏大地的魅力風(fēng)光和冰雪健兒的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景交相輝映。“霜降”節(jié)氣,霜的形成是現(xiàn)象,該過程(填“吸收”或“放出”)熱量;(2)如圖甲所示,冬奧會(huì)開幕式上驚艷的一幕,一重3t的奧運(yùn)五環(huán)“破冰而出”。經(jīng)過43s,奧運(yùn)五環(huán)被勻速升至13m高,則拉力對(duì)奧運(yùn)五環(huán)所做的功是,奧運(yùn)五環(huán)上升過程中機(jī)械能的增加量(填“小于”、“等于”或“大于”)重力勢(shì)能的增加量;(3)在開幕式上,如圖乙所示,孩子們用絢爛喜人的雪花花燈與大雪花互動(dòng),浪漫純美。用雙手提花燈時(shí),右手握住桿的A端,左手握住桿的B端,如圖丙所示,此時(shí),燈籠桿相當(dāng)于一個(gè)(填“省力”、“等臂”或“費(fèi)力”)杠桿,當(dāng)右手從A點(diǎn)向燈籠桿前端方向移動(dòng)一段距離時(shí),動(dòng)力臂(填“變小”“不變”或“變大”)。通過冰面可以看到孩子們的像,這個(gè)像是由光的(填“直線傳播”、“反射”或“折射”)形成的,孩子們所成的像(填“能”或“不能”)用照相機(jī)拍攝下來;(4)月19日,北京2022年冬奧會(huì)花樣滑冰雙人自由滑比賽在首都體育館舉行,中國(guó)組合隋文靜、韓聰精彩演出。接觸面粗糙程度一定時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小成正比。韓聰和冰刀的總重約為600N,單只冰刀與冰的接觸面積為,韓聰單獨(dú)雙腳在冰面上滑行時(shí),冰刀所受摩擦力為3N,當(dāng)韓聰托著總重約為400N的隋文靜在冰面雙腳滑行時(shí),冰刀所受摩擦力為N,此時(shí)他對(duì)地面的壓強(qiáng)相當(dāng)于(填“5m”、“50m”或“500m”)高水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。以韓聰為參照物,隋文靜是(填“靜止”或“運(yùn)動(dòng)”)的,當(dāng)韓聰把隋文靜放下后,他對(duì)冰面的壓強(qiáng)將(填“變大”、“變小”或“不變”);(5)冰壺運(yùn)動(dòng)是冬奧會(huì)比賽項(xiàng)目之一。冰壺被運(yùn)動(dòng)員擲出后,在冰面上減速滑行到停下的過程中,冰壺的平均速度與其被擲出時(shí)的速度成正比,冰壺的滑行時(shí)間也與其被擲出時(shí)的速度成正比。若冰壺以1.5m/s的速度被擲出時(shí),在冰面上可滑行6m,則冰壺在冰面上滑行的距離為24m時(shí),其擲出速度為m/s。【答案】凝華放出等于費(fèi)力變大反射能550m靜止變小3【解析】(1)[1][2]“霜降”節(jié)氣,霜的形成是空氣中的水蒸氣遇冷形成固態(tài)的凝華現(xiàn)象,該過程放出熱量。(2)[3]奧運(yùn)五環(huán)重力為拉力對(duì)奧運(yùn)五環(huán)所做的功是[4]奧運(yùn)五環(huán)上升過程中質(zhì)量不變,速度不變,故動(dòng)能不變,高度增加,故重力勢(shì)能增加,動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱機(jī)械能,因此機(jī)械能的增加量等于重力勢(shì)能的增加量。(3)[5][6]用雙手提花燈時(shí),右手握住桿的A端,左手握住桿的B端,如圖丙所示,此時(shí),燈籠桿支點(diǎn)在B端,動(dòng)力臂小于阻力臂,相當(dāng)于一個(gè)費(fèi)力杠桿,當(dāng)右手從A點(diǎn)向燈籠桿前端方向移動(dòng)一段距離時(shí),即動(dòng)力的作用點(diǎn)遠(yuǎn)離支點(diǎn),則動(dòng)力臂變大。[7][8]通過冰面可以看到孩子們的像,這是平面鏡成像,這個(gè)像是由光的反射形成的,冰面反射的光能夠進(jìn)入照相機(jī),因此孩子們所成的像能用照相機(jī)拍攝下來。(4)[9]接觸面粗糙程度一定時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小成正比。因此f=kF壓韓聰和冰刀的總重約為600N,單獨(dú)雙腳在冰面上滑行時(shí),冰刀所受摩擦力為3N,代入f=kF壓中,解得:k=0.005N。因此f=0.005F壓①當(dāng)韓聰托著總重約為400N的隋文靜在冰面雙腳滑行時(shí),韓聰和隋文靜對(duì)冰面總壓力為F壓=600N+400N=1000N代入①式中得f=0.005F壓=0.005×1000N=5N[10]在冰面雙腳滑行時(shí)與冰的接觸面積為此時(shí)韓聰對(duì)地面的壓強(qiáng)為產(chǎn)生的壓強(qiáng)的水柱高度為[11]以韓聰為參照物,隋文靜的位置沒有發(fā)生變化,是靜止的。[12]當(dāng)韓聰把隋文靜放下后,他對(duì)冰面的壓力減小,根據(jù)壓強(qiáng)公式可知,受力面積不變,壓力減小,壓強(qiáng)將變小。(5)[13]冰壺被運(yùn)動(dòng)員擲出后,在冰面上減速滑行到停下的過程中,冰壺的平均速度與其被擲出時(shí)的速度成正比,故v均=av擲②冰壺的滑行時(shí)間也與其被擲出時(shí)的速度成正比,故③由②③式得s=abv擲2④若冰壺以1.5m/s的速度被擲出時(shí),在冰面上可滑行6m,將數(shù)據(jù)代入③得解得:;代入④得等式將冰壺在冰面上滑行的距離24m代入得解得:v擲1=3m/s?!军c(diǎn)睛】此題考查了升華的定義與特點(diǎn)、功的計(jì)算和公式的應(yīng)用、機(jī)械能的概念、杠桿的分類、光的反射、速度的計(jì)算和公式的應(yīng)用、摩擦力的計(jì)算、固體壓強(qiáng)計(jì)算、液體壓強(qiáng)公式及其計(jì)算,涉及知識(shí)面較寬,有一定難度。12.如圖所示是某建筑公司新購(gòu)入的電動(dòng)高空作業(yè)平臺(tái)。高空作業(yè)平臺(tái)的升降臺(tái)起升后有較高的穩(wěn)定性,其寬大的平臺(tái)和較高的承載能力使高空作業(yè)范圍更大,工作效率更高。產(chǎn)品說明書上標(biāo)注該高空作業(yè)平臺(tái)的電動(dòng)機(jī)額定功率為,最大承重為,若升降臺(tái)在最大承重時(shí)勻速上升的速度為,現(xiàn)有重的貨物需要運(yùn)送至10m高的平臺(tái)上,試問:(1)電動(dòng)機(jī)是高空作業(yè)平臺(tái)的核心部件,電動(dòng)機(jī)的工作原理是;(2)運(yùn)送完這些貨物需要多長(zhǎng)時(shí)間?(3)電動(dòng)機(jī)將電能化為機(jī)械能的效率是多少?(4)若該高空作業(yè)平臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電能由柴油燃燒釋放的能量來提供,假設(shè)柴油燃燒釋放的能量有25%可以轉(zhuǎn)化為電能,則完成這項(xiàng)工作需要的柴油質(zhì)量是多少?(柴油熱值為;計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))
【答案】通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的作用8000s50%【解析】(1)[1]由研究發(fā)現(xiàn),電動(dòng)機(jī)的工作原理是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的作用。(2)[2]由于最大承重為,貨物的重為,則需要運(yùn)送趟才能運(yùn)完。由得,運(yùn)送完這些貨物需要時(shí)間為(3)[3]由得,電動(dòng)機(jī)運(yùn)送貨物消耗的電能貨物增加的機(jī)械能為電動(dòng)機(jī)將電能化為機(jī)械能的效率是(4)[4]若該高空作業(yè)平臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電能由柴油燃燒釋放的能量來提供,假設(shè)柴油燃燒釋放的能量有25%可以轉(zhuǎn)化為電能,由得,完成這項(xiàng)工作需要的柴油完全燃燒釋放的熱量為由得,柴油質(zhì)量是13.“綠色辦奧”是北京冬奧會(huì)的辦奧理念之一,綠色低碳辦賽離不開科技助力。(1)奧運(yùn)期間,氫能大巴為延慶賽區(qū)核心區(qū)提供接駁服務(wù)。大巴司機(jī)在近零下30度,為保障冬奧會(huì)交通接駁服務(wù),攝氏度的嚴(yán)寒中接駁,說明液態(tài)氫的氫能大巴司機(jī)每天出車時(shí)間平均為22小時(shí)/車,但司機(jī)們依然精神飽滿,雙手緊握方向盤,懷揣一顆為國(guó)爭(zhēng)光,為冬奧服好務(wù)的中國(guó)心。大巴司機(jī)手握的方向盤屬于簡(jiǎn)單機(jī)械的,腳踩的剎車屬于杠桿。(2)比賽期間所有冬奧場(chǎng)館全部使用的“綠電”,(“綠電”是指在發(fā)電過程中,二氧化碳排放量為零或趨近于零,對(duì)環(huán)境的影響大幅度減?。?。這是奧運(yùn)史上首次實(shí)現(xiàn)全部場(chǎng)館100%綠色電能供應(yīng),預(yù)計(jì)消耗“綠電”約4×108kW?h,減排二氧化碳3.2×108kg,如果這些電能,由熱效率為40%的火力發(fā)電廠提供,相當(dāng)于節(jié)約kg標(biāo)準(zhǔn)煤(標(biāo)準(zhǔn)煤熱值為2.9×107kg)?!熬G電”來源于張家口開發(fā)的風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電等,風(fēng)力發(fā)電將能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機(jī)的原理是。(3)氫能大巴用我國(guó)自主打造的“氫騰”系列燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。這些大巴車每輛行駛100公里,可減少70公斤的二氧化碳排放,相當(dāng)于14棵普通樹木一天的吸收量。燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)是一種將氫氣和氧氣通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能源,直接轉(zhuǎn)化為能的發(fā)電裝置,代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)為客車提供動(dòng)力,氫能大巴平均功率可達(dá)80kW,時(shí)速100km/h,該車的牽引力是N。
【答案】輪軸費(fèi)力1.24×108風(fēng)電磁感應(yīng)電2880【解析】(1)[1]汽車方向盤的輪和軸可以繞著中心的同一個(gè)點(diǎn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),屬于輪軸,它的動(dòng)力臂大于阻力臂,屬于省力機(jī)械。[2]腳踩剎車時(shí)動(dòng)力臂小于阻力臂,為費(fèi)力杠桿,省距離。(2)[3][4]預(yù)計(jì)消耗“綠電”約為由得,火力發(fā)電燒煤產(chǎn)生的熱量為由得需要煤的質(zhì)量[5]風(fēng)力發(fā)電將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機(jī)的原理是電磁感應(yīng)。(3)[6]燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)是一種將氫氣和氧氣通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能源,直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。[7]已知?dú)淠艽蟀推骄β士蛇_(dá),時(shí)速,由可得該車的牽引力是14.如圖是蘋果自動(dòng)篩選裝置。原理是:傳送帶上蘋果經(jīng)過壓力檢測(cè)點(diǎn)時(shí),使壓敏電阻R的阻值發(fā)生變化,AB間的電壓也隨之發(fā)生改變,當(dāng)質(zhì)量小于一定值的蘋果經(jīng)過壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn),使R0兩端電壓小于5V時(shí),推出機(jī)械啟動(dòng),將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的蘋果推出傳送帶(推出機(jī)械圖中未畫出),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選。已知電源電壓恒為15V,R0=30Ω,壓敏電阻R的阻值隨壓力F的變化關(guān)系如表所示,g取10N/kg,問:壓力F/N012345阻值R/Ω1208060454038(1)當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒有蘋果時(shí),1min內(nèi)整個(gè)電路消耗的電能多大?(2)被推出機(jī)械推出的蘋果質(zhì)量不超過多大?(3)為了使該裝置能夠滿足對(duì)不同質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的蘋果進(jìn)行篩選的要求,小紅設(shè)計(jì)了兩種方案,用以提高篩選出的蘋果的質(zhì)量:方案一:改變機(jī)械裝置啟動(dòng)的電壓,使其(變大/變小);方案二:保持機(jī)械裝置啟動(dòng)的電壓不變,將R0換成阻值(更大/更小)的定值電阻。
【答案】90J0.2kg變大更小【解析】(1)[1]當(dāng)F=0時(shí),由表得R=120Ω,因?yàn)镽、R0串聯(lián),所以電路總電阻為1min內(nèi)整個(gè)電路消耗的電能(2)[2]當(dāng)UAB=5V時(shí),電路的電流為R兩端的電壓為R的阻值為由表得,當(dāng)R=60Ω時(shí),F(xiàn)=2N,蘋果的重力蘋果的質(zhì)量為(3)[3]由表中數(shù)據(jù)可知,此時(shí)對(duì)應(yīng)的壓力為2N,故可知該篩選裝置可將重為2N以下的蘋果推出傳送帶。要提高蘋果質(zhì)量篩選的標(biāo)準(zhǔn),即應(yīng)將推出傳送帶的蘋果的重力提升到2N以上,此時(shí)R的阻值會(huì)變小,電路中的電流會(huì)變大,R0的阻值不變,由可知,A、B間的電壓會(huì)增大,故要改變啟動(dòng)電壓,使其變大。[4]若啟動(dòng)電壓不變,當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)壓力增大時(shí),R的阻值變小,電流變大時(shí),若不變,由歐姆定律可知,要減小定值電阻的阻值,故不變時(shí),應(yīng)將換成阻值更小的定值電阻。(限時(shí)25分鐘)1.一天,小偉乘坐爸爸開的車遇到警察檢查“酒駕”,一人向一個(gè)儀器的氣管吹氣便可檢測(cè)人體是否攝入酒精及攝入酒精多少程度。這是什么原理呢?小偉對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了探究:他上網(wǎng)查詢,找到了一款“半導(dǎo)體呼氣式酒精測(cè)試儀”,如圖甲所示,其簡(jiǎn)化電路如圖乙,圖中R1為定值電阻,R2為酒精傳感器。傳感器采用氧化錫半導(dǎo)體材料制成,當(dāng)傳感器中的氧化物暴露在空氣中時(shí),由于氧氣的吸附,使其內(nèi)部的電子數(shù)量減少,電阻增大。如果空氣中存在某種特定的還原性氣體(如酒精氣體),與吸附的氧氣反應(yīng),導(dǎo)致氧化物電阻減小,從而引起檢測(cè)儀表示數(shù)發(fā)生變化。測(cè)試儀工作時(shí),酒精傳感器R2的阻值與周圍氣體中酒精濃度C1的關(guān)系如下表所示,檢測(cè)儀將R1兩端電壓轉(zhuǎn)換為呼出氣體中酒精濃度C1顯示在屏幕上。濃度C1/()0.060.090.100.150.210.300.360.400.45R/Ω2001601501159069605653通常,人體呼氣酒精濃度C1與血液酒精濃度C2的關(guān)系為:C2=2000C1,國(guó)家規(guī)定,當(dāng)時(shí)屬于飲酒駕車,當(dāng)時(shí)屬于醉酒駕車。請(qǐng)根據(jù)以上信息,回答下列問題:
(1)酒精檢測(cè)儀可以把氣體濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換為信號(hào)輸出;(2)若長(zhǎng)時(shí)間使用后電池電壓下降,會(huì)導(dǎo)致所測(cè)酒精濃度讀數(shù)比實(shí)際的(“偏大”或“偏小”);(3)如果圖乙中電源電壓U=3V,R1=100Ω,某次檢測(cè)時(shí),警察判定某司機(jī)屬于飲酒駕駛,則R1兩端的電壓可能是;A.1V
B.1.5V
C.2V
D.2.5V(4)結(jié)合表中數(shù)據(jù)及題中相關(guān)參數(shù)分析,R1兩端電壓U1與酒精氣體濃度的關(guān)系圖像如圖,合理的是。A.B.C.D.
【答案】電偏小BD【解析】解:(1)[1]酒精檢測(cè)儀將氣體濃度對(duì)電阻的影響轉(zhuǎn)換為電壓表示數(shù)顯示,故是把氣體濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。(2)[2]根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,當(dāng)R2減小時(shí),酒精濃度在增加,又R2減小時(shí),其兩端分得的電壓減小,根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知,R1兩端分得的電壓增大,則R1兩端電壓增加,即電壓表示數(shù)增大時(shí),表明酒精濃度在增加;故當(dāng)電池電壓下降時(shí),并且R1不變,由可知,電路中的電流變小,R1兩端的電壓減小,電壓表示數(shù)顯示減小,因此所測(cè)量的酒精濃度偏小。(3)[3]根據(jù)題意,國(guó)家規(guī)定,當(dāng)20mg/100mL≤C2<80mg/100mL時(shí)屬于飲酒駕車;當(dāng)時(shí),因?yàn)椋梭w呼氣酒精濃度根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,當(dāng)時(shí),,又,則此時(shí)電壓表示數(shù)為當(dāng)時(shí),因?yàn)?,人體呼氣酒精濃度根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,當(dāng)時(shí),,又,,則此時(shí)電壓表示數(shù)為所以電壓表的示數(shù)范圍為之間,故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。(4)[4]ABD.根據(jù)題意C1增大時(shí),R2減小的幅度變慢,總電阻增加得變慢,則電路中的電流增加得變慢,R1不變,根據(jù)歐姆定律可知,電壓表示數(shù)增加得也變慢,故AB不符合題意,D符合題意。C.當(dāng)C1為0時(shí),電壓表測(cè)R1兩端的電壓不會(huì)為0,故C不符合題意。故選D。2.小致在乘坐飛機(jī)時(shí)了解到,經(jīng)濟(jì)艙乘客的免費(fèi)托運(yùn)行李限重200N,而商務(wù)艙的乘客允許攜帶更重的免費(fèi)托運(yùn)行李。如圖所示,是小致設(shè)計(jì)的一套模擬行李超重報(bào)警裝置,杠桿OP始終處于水平位置,電源電壓恒為12V,R0是定值電阻,Rx是力敏電阻,它的阻值隨壓力變化的規(guī)律如表所示,當(dāng)電壓表的示數(shù)U0大于或等于3V時(shí),電路外的檢測(cè)裝置會(huì)自動(dòng)報(bào)警(杠桿、支架及托盤的質(zhì)量均忽略不計(jì),g取10N/kg)。壓力F/N050100150200阻值Rx/Ω3025201510(1)經(jīng)濟(jì)艙乘客可以攜帶免費(fèi)托運(yùn)行李的最大質(zhì)量為kg;(2)當(dāng)托盤上放置的行李質(zhì)量增大時(shí),電流表的示數(shù);(3)如圖所示的杠桿上有兩個(gè)托盤,O為支點(diǎn),A、B是杠桿上的兩個(gè)承重點(diǎn),已知AP=OB=0.2m,OP=0.5m。小致閉合開關(guān),將200N重的經(jīng)濟(jì)艙的模擬行李放在某一托盤上時(shí),電路外的檢測(cè)裝置恰好報(bào)警,取下模擬行李,當(dāng)他將商務(wù)艙的模擬行李放在另一托盤上時(shí),檢測(cè)裝置也恰好報(bào)警;商務(wù)艙乘客的行李限重為N;(4)商務(wù)艙免費(fèi)托運(yùn)行李的限重不變,僅將經(jīng)濟(jì)艙免費(fèi)托運(yùn)行李的限重增大為250N,在承重點(diǎn)A位置不變的情況下,需同時(shí)改變承重點(diǎn)B的位置及定值電阻R0的阻值,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。則與調(diào)整前相比,定值電阻R0的阻值變化量為()(寫出必要的文字說明、表達(dá)式及最后的結(jié)果)?!敬鸢浮?0變大3001Ω【解析】(1)[1]經(jīng)濟(jì)艙乘客的免費(fèi)托運(yùn)行李限重200N,則免費(fèi)托運(yùn)行李的最大質(zhì)量(2)[2]由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)托盤上放置的行李質(zhì)量增大時(shí),Rx的阻值減小,則電路中總電阻減小,由歐姆定律可知,電路中電流變大,故電流表的示數(shù)變大。(3)[3]由于杠桿上有兩個(gè)托盤,由杠桿平衡條件可知,行李重力相同時(shí),托盤距離支點(diǎn)越遠(yuǎn),則Rx受到的壓力越大,Rx的阻值越小,由串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知,電壓表示數(shù)越大,檢測(cè)裝置會(huì)自動(dòng)報(bào)警,所以A點(diǎn)為經(jīng)濟(jì)艙的行李托盤,由杠桿平衡條件可得,Rx受到的壓力由于Rx受到的壓力不變,B點(diǎn)為商務(wù)艙的行李托盤,則由杠桿平衡條件可得,B點(diǎn)行李的重力(4)[4]由表中數(shù)據(jù)可知,Rx與F滿足數(shù)學(xué)關(guān)系當(dāng)F壓=120N時(shí),Rx=18Ω,因檢測(cè)裝置恰好報(bào)警,即電壓表的示數(shù)U0=3V,由串聯(lián)電路電壓規(guī)律和分壓原理可得即解得R0=6Ω將經(jīng)濟(jì)艙免費(fèi)托運(yùn)行李的限重增大為250N,承重點(diǎn)A位置不變,由杠桿平衡條件可得FP'×OP=GA'×(OP-AP)即FP'×0.5m=250N×(0.5m-0.2m)解得FP'=150N由表中數(shù)據(jù)可知Rx=15Ω因檢測(cè)裝置恰好報(bào)警,即電壓表的示數(shù)U0=3V,由串聯(lián)電路電壓規(guī)律和分壓原理可知即解得R0'=5Ω故與調(diào)整前相比,定值電阻R0的阻值變化量ΔR=R0-R0'=6Ω-5Ω=1Ω3.當(dāng)前社會(huì),機(jī)器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,正極大改變著人們的生活方式,我國(guó)某品牌智能洗掃拖一體機(jī)器人,如圖甲所示。這款掃地機(jī)器人具有主動(dòng)躲避障礙物、自動(dòng)吸塵、自動(dòng)返回充電座充電等功能。機(jī)器人通過電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高速氣流,將灰塵、雜物吸入集塵盒,前端裝有感應(yīng)器,通過發(fā)射、接收超聲波或紅外線來偵測(cè)障礙物。掃地機(jī)器人前行時(shí)如遇正向撞擊力過大,就會(huì)自動(dòng)調(diào)整方向,簡(jiǎn)化原理圖如乙圖。機(jī)器人的電池容量為4000mA·h,R0為定值電阻,R為力敏電阻,阻值與所受正向撞擊力F的大小關(guān)系為R=10Ω-F×0.4Ω/N。當(dāng)檢測(cè)到電池容量低至10%時(shí)會(huì)自動(dòng)返回充電,返回過程中需要剩余電池容量的5%用于克服阻力做功。當(dāng)F=0時(shí)電路電流0.75A;當(dāng)自動(dòng)調(diào)整方向時(shí),力敏電阻受到的正向撞擊力為15N,電流為1.2A。(電源電壓恒定不變)(1)機(jī)器人工作時(shí)發(fā)出的聲音小于50(填上合適的單位),不會(huì)影響人們正常的休息;(2)掃地機(jī)器人通過電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高速氣流,使盒內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小,在作用下將灰塵、雜物吸入集塵盒;(3)若機(jī)器人返回時(shí)受到地面阻力為12N,為確保該機(jī)器人能順利返回充電。請(qǐng)求出返回充電座的最大路程。()(寫出必要的文字說明、表達(dá)式以及最后結(jié)果)
【答案】分貝大氣壓72m【解析】(1)[1]聲音強(qiáng)弱大小用響度表示,響度的單位是分貝。(2)[2]因?yàn)楹袃?nèi)氣體壓強(qiáng)變小,相對(duì)于盒內(nèi)而言,盒外的氣壓就很大,在大氣壓的作用下將灰塵、雜物吸入集塵盒。(3)[3]當(dāng)檢測(cè)到電池容量低至10%時(shí)會(huì)自動(dòng)返回充電,此時(shí)剩余電容量為如電路圖所示,當(dāng)F=0時(shí)電路電流0.75A,力敏電阻為10Ω,根據(jù)歐姆定律得①當(dāng)自動(dòng)調(diào)整方向時(shí),力敏電阻受到的正向撞擊力為15N,電流為1.2A。此時(shí)力敏電阻為根據(jù)歐姆定律得②聯(lián)立①②解得電源電壓:。則用于克服阻力做功為若機(jī)器人返回時(shí)受到地面阻力為12N,請(qǐng)求出返回充電座的最大路程為4.如圖所示,爸爸送給小紅兩個(gè)外形完全相同的雪容融,小紅拿在手里掂量一下,感覺它們的材質(zhì)并不相同,于是她從廚房拿出一薄壁平底的柱形玻璃杯,放在水平桌面上,隨后在杯中倒入了適量的水(ρ水=1.0×103kg/m3),然后她將A、B兩個(gè)雪容融分別輕輕放入杯中靜止時(shí)(水足夠多且無溢出),水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p水和杯子對(duì)地面的壓強(qiáng)p杯如表所示,g取10N/kg。則:壓強(qiáng)只放入A時(shí)只放入B時(shí)p水/Pa11001200p杯/Pa21002300(1)請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上畫出雪容融A所受重力的示意圖;(2)放入B后容器中水的深度為cm;(3)A在水中靜止時(shí)處于狀態(tài);(4)若玻璃杯與杯中水的質(zhì)量相等,則雪容融A的密度為kg/m3。
【答案】
12漂浮0.5×103【解析】(1)[1]雪容融A所受重力的方向豎直向下,作用點(diǎn)在它的幾何中心上,如下圖所示:
(2)[2]只放入B時(shí),水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為1200Pa,由液體壓強(qiáng)公式可得,放入B后容器中水的深度(3)[3]只放入A時(shí),水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為1100Pa,由液體壓強(qiáng)公式可得,放入A后容器中水的深度由于只放入B時(shí),水的深度為12cm,只放入A時(shí),水的深度為11cm,由于兩個(gè)外形完全相同的雪容融的體積相等,所以只放入A時(shí)排開水的體積比只放入B時(shí)排開水的體積小,所以A在水中靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài)。(4)[4]設(shè)容器底面積為S,只放入A時(shí),杯子對(duì)地面的壓強(qiáng)為2100Pa,則杯子、水和A的重力G杯+G水+GA=p底AS=2100PaS①只放入B時(shí),杯子對(duì)地面的壓強(qiáng)為2300Pa,則杯子、水和B的重力G杯+G水+GB=p底BS=2300PaS②由①②得GB-GA=200PaS只放入A時(shí),A漂浮在水面,A排開水的重力等于A的重力,則水和A的重力G水+GA=G水+G排=p水AS=1100PaS③由于玻璃杯與杯中水的質(zhì)量相等,則杯子的重力等于水的重力,由①③可得G水=G杯=1000PaS④由③④可得GA=100PaS所以GB=GA+200PaS=300PaS由于只放入A時(shí),水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增大100Pa,只放入B時(shí),水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增大200Pa,所以B排開水的重力小于B的重力,故B在水中處于下沉狀態(tài),則A的體積等于B的體積則雪容融A的密度5.如圖甲所示,某款國(guó)產(chǎn)水陸兩用挖掘機(jī)的機(jī)械臂可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),這輛挖掘機(jī)有兩條履帶,每條履帶內(nèi)均有1個(gè)由合金材料制成的空心浮箱,每個(gè)浮箱(可視為長(zhǎng)方體)寬為1.5m,高為2m,合金密度為8.0×103kg/m3.開始時(shí)機(jī)械臂伸直且靜止,機(jī)械臂和斗鏟整體的總質(zhì)量為3t,重心在A點(diǎn),O、A、B三點(diǎn)在同一直線上,OA=8m。(1)某次工作時(shí),機(jī)械臂控制斗鏟裝取質(zhì)量為1t的沙石后,機(jī)械臂、斗鏟和伸縮桿緩慢運(yùn)動(dòng)到如圖甲所示的位置靜止,這時(shí)機(jī)械臂、斗鏟和沙石整體的重心在B點(diǎn),若伸縮桿先后兩次對(duì)機(jī)械臂的支持力(支持力垂直于機(jī)械臂)之比為2∶3①請(qǐng)?jiān)趫D乙中作出縮桿對(duì)機(jī)械臂支持力的示意圖以及重心在A點(diǎn)時(shí)的重力力臂。②求AB間的距離為多少?(2)已知制作每個(gè)浮箱時(shí)所用合金的體積V與浮箱長(zhǎng)度L的關(guān)系如圖丙所示,不計(jì)履帶排開水的體積和駕駛員的質(zhì)量,除2個(gè)完全相同的浮箱外,挖掘機(jī)其余部分的質(zhì)量為32t。①若單個(gè)浮箱的長(zhǎng)度為5m時(shí),求單個(gè)浮箱的質(zhì)量為多少?②若挖掘機(jī)的2個(gè)浮箱恰好完全浸沒水中,則每個(gè)浮箱的長(zhǎng)度是多少?
【答案】(1)①
②1m;(2)①5.6×103kg;②7.3m【解析】解:(1)①圖乙中,縮桿對(duì)機(jī)械臂支持力的作用點(diǎn)在機(jī)械臂上,方向垂直機(jī)械臂向上,重心在A點(diǎn)時(shí)的重力力臂為,從支點(diǎn)到重力的作用線的距離L,如圖所示:
②可將機(jī)械臂看成杠桿,O為支點(diǎn),當(dāng)斗鏟不裝取沙石,機(jī)械臂和斗鏟整體的重心在A點(diǎn),其重力當(dāng)成動(dòng)力(質(zhì)量為m總),設(shè)機(jī)械臂與水平線夾角為θ,其力臂為,伸縮桿對(duì)機(jī)械臂的支持力看成阻力,其力臂為,根據(jù)杠桿的平衡條件有:,因?yàn)樗浴佼?dāng)機(jī)械臂控制斗鏟裝取質(zhì)量為1t的沙石后,機(jī)械臂、斗鏟和沙石整體的重心在B點(diǎn)時(shí),由得……②所以,所以AB間的距離為(2)①由每個(gè)浮箱時(shí)所用合金的體積V與浮箱長(zhǎng)度L的關(guān)系圖像丙可知,V與L是一次函數(shù)關(guān)系,則有:當(dāng)L=0時(shí)當(dāng)L=1時(shí)解得:所以若單個(gè)浮箱的長(zhǎng)度為5m時(shí),單個(gè)浮箱的體積為單個(gè)浮箱的質(zhì)量為②若挖掘機(jī)的2個(gè)浮箱恰好完全浸沒水中,且整體漂浮,則有即:每個(gè)浮箱的體積為每個(gè)浮箱的長(zhǎng)度為答:(1)①縮桿對(duì)機(jī)械臂支持力的示意圖以及重心在A點(diǎn)時(shí)的重力力臂如圖所示:
②AB間的距離為1m;(2)①單個(gè)浮箱的質(zhì)量為5.6×103kg;②若挖掘機(jī)的2個(gè)浮箱恰好完全浸沒水中,則每個(gè)浮箱的長(zhǎng)度是7.3m。6.圖甲是建造大橋時(shí)所用的起吊裝置示意圖,使用電動(dòng)機(jī)和滑輪組(圖中未畫出)將實(shí)心長(zhǎng)方體A從江底沿豎直方向勻速吊起,圖乙是鋼纜繩對(duì)A的拉力隨時(shí)間t變化的圖像。A完全離開水面后,電動(dòng)機(jī)對(duì)繩的拉力F大小為,滑輪組的機(jī)械效率為75%,已知A的重力為,A上升的速度始終為。不計(jì)鋼纜繩與滑輪間的摩擦及繩重,不考慮風(fēng)浪、水流等因素的影響。(,g?。?)長(zhǎng)方體A未露出水面時(shí)受到的浮力為N;利用滑輪組提升物體能(選填“省力”或“省功”);(2)求長(zhǎng)方體A的體積和密度;(3)將長(zhǎng)方體A放在水平地面上(如圖丙所示),求它對(duì)地面的壓強(qiáng);(4)求滑輪組中動(dòng)滑輪的總重力。
【答案】省力【解析】(1)[1]由乙圖可知,長(zhǎng)方體A未露出水面時(shí)受到的拉力為,已知A的重力為,則長(zhǎng)方體A未露出水面時(shí)受到的浮力[2]由于使用任何機(jī)械都不能省功,動(dòng)滑輪相當(dāng)于省力杠桿,所以利用滑輪組提升物體能省力。(2)[3]由得因?yàn)锳浸沒在水中,所以A的體積A的質(zhì)量A的密度(3)[4]依題意知,A的高度A的橫截面積A對(duì)地面的壓強(qiáng)(4)[5]滑輪組的機(jī)械效率即滑輪組繩子段數(shù)則動(dòng)滑輪的總重力7.如圖所示,焦距為10cm凸透鏡,心為(位于15cm處),在透鏡左側(cè)有一發(fā)光體SL,S'是S點(diǎn)經(jīng)過凸透鏡所成的像,光線a、b、c是S點(diǎn)發(fā)出的三束經(jīng)過凸透鏡后的折射光線,其中光線c平行于主光軸;凸透鏡右側(cè)放置一塊平面鏡。(1)請(qǐng)畫出光線a、b、c的入射光線;(2)發(fā)光體SL經(jīng)過凸透鏡所成的是(選填“倒立”或“正立”)、(選填“放大”、“等大”或“縮小”)、(選填“實(shí)像”或“虛像”);(3)若在40cm處放置一塊垂直于主光軸的光屏,要在光屏處成清晰的像,則物體應(yīng)向移動(dòng)(選填“左”或“右”);(4)以E點(diǎn)表示眼睛,請(qǐng)畫出人眼經(jīng)過平面鏡看見S'的光路圖?!敬鸢浮?/p>
倒立等大實(shí)像右
【解析】(1)[1]光線b為過光心的光線,方向不發(fā)生改變,光線c是平行于主光軸的光線,其入射光線過焦點(diǎn),光線a的入射光線來自發(fā)光體SL,如圖
(2)[2][3][4]發(fā)光體SL經(jīng)過凸透鏡所成的像正好在二倍焦距處,是實(shí)際光線會(huì)聚而成的,像是倒立、等大的實(shí)像,發(fā)光體SL在二倍焦距處。(3)[5]若在40cm處放置一塊垂直于主光軸的光屏,此時(shí)像距大于二倍焦距,要在光屏處成清晰的像,物體應(yīng)在一倍焦距和二倍焦距之間,則物體應(yīng)從原來的二倍焦距處向右移動(dòng),直到光屏上出現(xiàn)清晰的像。(4)[6]做出S'關(guān)于鏡面的對(duì)稱點(diǎn),連接和鏡面交于O點(diǎn),連接為鏡子的入射光線,OE為反射光線,如圖
8.如圖所示為某中學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)的身高測(cè)量?jī)x的工作電路圖。電源電壓U不變,R1為豎直固定放置的滑動(dòng)變阻器(長(zhǎng)度為L(zhǎng)),其滑片P可豎直上下移動(dòng),接入電路的阻值與接入電路的長(zhǎng)度成正比;電壓表量程為0~15V,電流表量程為0~0.6A,定值電阻R2的阻值為20Ω。(1)閉合開關(guān)S,身高140cm的小紅站上踏板時(shí),電流表示數(shù)為0.45A,此時(shí)滑片P剛好在距R1下端的位置;(2)閉合開關(guān)S,身高180cm的小明站上踏板時(shí),電壓表示數(shù)將,若此時(shí)電流表示數(shù)為0.3A,滑片P剛好在距R1下端的位置,則電源電壓U為V;(3)在保證電路安全的前提下,該身高測(cè)量?jī)x的身高測(cè)量范圍為。
【答案】變大18120~200cm【解析】(2)[1]由圖可知,R1、R2串聯(lián),電壓表測(cè)R1兩端的電壓,電流表A測(cè)該電路中的電流,身高180cm的小明站上踏板時(shí)與身高140cm的小紅站上踏板時(shí)相比,由圖可知,變阻器接入電路的電阻變大,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知R1兩端的電壓變大,即電壓表示數(shù)變大。[2]身高140cm的小紅站上踏板時(shí),電流表A2示數(shù)為0.45A,滑片距R1下端25L的位置,則變阻器接入電路的電阻為,由串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可得電源電壓U=I125R1+R2=0.45A×25R1+20Ω①身高180cm的小明站上踏板時(shí),電流表A2示數(shù)為0.3A,滑片距R1下端45L的位置,則變阻器接入電路的電阻為,同理可得該電路的電源電壓U=I245R1+R2=0.3A×45R1+20Ω②由①②解得U=18V,R1=50Ω(3)[3]由已知條件(兩次測(cè)量的結(jié)果)可知身高增加40cm時(shí),變阻器電阻絲接入電路的長(zhǎng)度增加,變阻器接入電路的阻值增大,則身高每增加20cm,變阻器接入電路的阻值增大,保證電路安全的前提下,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑到頂端時(shí),該身高測(cè)量?jī)x測(cè)量的是最高身高,此時(shí)對(duì)應(yīng)的R1的電阻為50Ω,根據(jù)接入電路的阻值與接入電路的長(zhǎng)度成正比可知,滑片在最頂端時(shí)對(duì)應(yīng)的最高身高h(yuǎn)1=180cm+20cm=200cm當(dāng)滑片在最頂端時(shí)對(duì)應(yīng)的最高身高為200cm,此時(shí)電壓表兩端的電壓12.9V不超過電壓表的最大量程,因此電路安全;根據(jù)電流表A的量程為0~0.6A可知,電路中最大電流為0.6A,此時(shí)對(duì)應(yīng)的R1的連入電路的電阻最小,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)可得,R1的連入電路的電阻此時(shí)變阻器接入電路的長(zhǎng)度已知所測(cè)身高為140cm時(shí),滑片距R1下端的位置,根據(jù)接入電路的阻值與接入電路的長(zhǎng)度成正比可知,能測(cè)量的最小身高h(yuǎn)2=140cm-20cm=120cm所以在保證電路安全的前提下,該身高測(cè)量?jī)x的身高測(cè)量范圍為120~200cm。9.如圖甲所示,一個(gè)足夠高的薄壁柱形容器放在水平桌面上,容器底面積為,容器中立放著一個(gè)底面積為、高為的均勻圓柱體物塊A,A的底部與容器底部用一根細(xì)繩連在一起?,F(xiàn)緩慢向容器中注水,每分鐘注入水的質(zhì)量為300g,當(dāng)向容器中注水6min時(shí),物塊A對(duì)容器底部的壓力恰好為0(如圖乙),此時(shí)容器中水的深度為。已知細(xì)繩長(zhǎng)度為,能承受的最大拉力為6N,,g取10N/kg,物塊A不吸水,忽略細(xì)繩的體積、液體擾動(dòng)等其他次要因素。(1)求物塊A對(duì)容器底部的壓力恰好為0時(shí)所受的浮力大小。(2)在圖乙的情況下繼續(xù)緩慢向容器中注水,直至細(xì)繩斷開,停止加水,細(xì)繩斷開前瞬間(如圖丙)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為,當(dāng)物塊A靜止后水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為。求從到的壓強(qiáng)變化量。(3)在圖甲的情況下開始緩慢向容器中注水,求此過程中容器底部所受水的壓強(qiáng)p與注水時(shí)間(單位:min)的函數(shù)關(guān)系式()。
【答案】(1)9N;(2);(3)見解析【解析】解:(1)由圖乙知道,物塊A排開水的體積此時(shí)物塊A受到的浮力因此時(shí)物塊A對(duì)容器底部的壓力恰好為0,說明物體A處于漂浮狀態(tài),故GA=F浮=9N(2)細(xì)繩斷開前瞬間,物體A受到重力、細(xì)繩對(duì)物體A的拉力和浮力的作用,根據(jù)力的平衡條件知道F浮1=GA+T=9N+6N=15N由(1)知道,當(dāng)細(xì)繩斷開后,物塊A靜止時(shí)漂浮在水面上,根據(jù)漂浮條件知道,此時(shí)物體A受到的浮力F浮2=GA=9N細(xì)繩斷開前后,物體A受到浮力變化量為ΔF浮=F浮1-F浮2=15N-9N=6N則物體A排開水體積的變化量為水面的變化量為則水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化量(3)①當(dāng)向容器中注水6min時(shí),物塊A對(duì)容器底部的壓力恰好為0(如圖乙),此時(shí)容器中水的深度為h1=9cm注入水的質(zhì)量為m水1=300g/min×6min=1800g水的體積為解得S1=300cm2則注水時(shí)間段為:0≤tx<6min,tx時(shí)間水面升高的高度為容器底部所受液體壓強(qiáng)②當(dāng)水面上升至細(xì)繩原長(zhǎng)時(shí),注入水的的體積為V水2=S1L=300cm2×8cm=2400cm3水的質(zhì)量為m水2=ρ水V水2=1.0g/cm3×2400cm3=2400g注水時(shí)間由于物體A始終處于漂浮狀態(tài),其深度不變,為h1,則注水時(shí)間段為:6min≤tx<14min,tx時(shí)間水面升高的高度為容器底部所受液體壓強(qiáng)③由(2)可知,當(dāng)水面由細(xì)繩原長(zhǎng)直至細(xì)繩斷開的過程中,水面高度變化量為Δh=0.06m=6cm,注入水的體積注入水的質(zhì)量注入水的時(shí)間則注水時(shí)間段為:14min≤tx<18min,tx時(shí)間水面升高的高度為容器底部所受液體壓強(qiáng)④細(xì)繩斷開后,由(2)知道,水面會(huì)下降Δh=6cm,物體A處于漂浮狀態(tài);容器內(nèi)水的深度為則注水時(shí)間段為:tx≥18min,tx時(shí)間水面升高的高度為容器底部所受液體壓強(qiáng)答:(1)物塊A對(duì)容器底部的壓力恰好為0時(shí),水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為900Pa;(2)從p1到p2的壓強(qiáng)變化量為600Pa;(3)容器底部所受液體壓強(qiáng)p與注水時(shí)間tx秒鐘的函數(shù)關(guān)系式為:當(dāng)0≤tx<6min時(shí),p1=150tx(Pa);當(dāng)6min≤tx<14min時(shí),p2=900+100tx(Pa);當(dāng)14min≤tx<18min時(shí),p3=1700+150tx(Pa);當(dāng)tx≥18min時(shí),p4=1100+100tx(Pa)。10.如圖甲是一款儲(chǔ)水式電熱水器的圖片,其部分銘牌信息如表所示,工作的簡(jiǎn)化電路如圖丙所示,R1、R2為電熱絲,電源電壓恒為220V。求:x××牌電熱水器額定電壓:220V高溫?fù)豕β剩?090W最高水溫:75℃電源頻率:50Hz中溫?fù)豕β剩?210W額定內(nèi)壓:0.8MPa整膽儲(chǔ)水量:55kg低溫?fù)豕β剩?80W防水等級(jí):1P×4(1)當(dāng)S1閉合,S2接b時(shí),熱水器處于(選填“高溫”“中溫”或“低溫”)擋,此時(shí)電路中的電流是多大?(2)電阻R2的阻值?(3)整膽儲(chǔ)熱時(shí),從進(jìn)水口進(jìn)入熱水器的水是25℃,采用高溫?fù)跫訜嵊脮r(shí)100分鐘使整膽水溫到達(dá)63℃,不計(jì)熱損失,求該熱水器的加熱效率?[水的比熱容為]
【答案】中溫5.5A15Ω70%【解析】(1)[1][2]當(dāng)S1閉合,S2撥到a時(shí),R1、R2并聯(lián),當(dāng)S1斷開,S2撥到b時(shí),R1、R2,串聯(lián),當(dāng)S1閉合,S2撥到b時(shí),R2被短路,電路為R1的簡(jiǎn)單電路;因?yàn)椴⒙?lián)電路的總電阻小于各支路的電阻,串聯(lián)電路中的總電阻大于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻,由可知,R1、R2并聯(lián)時(shí),電路中的電阻最小,電功率最大,電熱水器為高溫?fù)?;R1、R2串聯(lián)時(shí),電路中的電阻最大,電功率最小,電熱水器為低溫?fù)酰浑娐窞镽1的簡(jiǎn)單電路時(shí),電路為電熱水器為中溫?fù)酰灰虼水?dāng)R1的簡(jiǎn)單電路時(shí),S1閉合,S2接b時(shí),熱水器處于中溫?fù)?;由可知,此時(shí)電路中的電流(2)[3]電阻R1的阻值低溫?fù)鯐r(shí),R1、R2串聯(lián),低溫檔時(shí)電路的總電阻由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,R2的阻值(3)[4]熱水器高溫?fù)跫訜嵯牡碾娔芩盏臒崃?該熱水器的加熱效率為11.圖甲是小明設(shè)計(jì)的身高測(cè)量?jī)x原理圖,電源電壓恒定,電壓表量程為0~15V,電流表量程為0~0.6A,定值電阻R0=10Ω,電阻絲R阻值為100Ω,其阻值與長(zhǎng)度成正比,滑片P隨身高的變化豎直上下移動(dòng)且接觸良好,閉合開關(guān)S后,身高h(yuǎn)1=160cm的小華站在踏板上時(shí)電壓表示數(shù)為3V,滑片P恰好在R的中點(diǎn);身高h(yuǎn)2=184cm的小明站在踏板上時(shí)電流表示數(shù)為0.5A。(1)求電源電壓;(2)求該測(cè)量?jī)x能夠測(cè)量的最大身高;(3)為使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確,應(yīng)在表的表盤上標(biāo)注身高刻度。(4)為使測(cè)量?jī)x的量程達(dá)到最大,小明利用原有器材,保持電表量程不變,僅將定值電阻R0換為電阻箱,設(shè)計(jì)了圖乙中a、b兩種方案(僅電表未畫出)。a中電阻箱阻值R1=20Ω,b中電阻箱阻值R2=30Ω,改進(jìn)后的裝置能使電表示數(shù)隨身高的增加而增大,且滑片P位于某端時(shí)電表正好滿偏,請(qǐng)將乙圖中兩種方案的電路圖補(bǔ)畫完整?!敬鸢浮?8V190cm電流表
【解析】(1)[1]滑片P在中點(diǎn)時(shí),電阻絲阻值,電壓表示數(shù),電壓表測(cè)兩端電壓,則電路中電流電路中總電阻電源電壓(2)[2]由題意可知當(dāng)身高為時(shí),接入電阻為,當(dāng)身高為時(shí)接入電阻身高變化,電阻變化,故身高變化1cm,電阻絲變化1Ω;當(dāng)最大電流為0.6A時(shí),R接入電路中的電阻最小,所能測(cè)量的身高最高,此時(shí)電路中總電阻因此此時(shí)電阻接入的阻值為20Ω,而當(dāng)身高為160cm時(shí),滑片P恰好在R的中點(diǎn),接入電路中的電阻為50Ω,電阻變化30Ω,所以身高變化30cm,所以在基礎(chǔ)上,需向上移動(dòng),故該測(cè)量?jī)x能夠測(cè)量的身高為。(3)[3]身高160cm的小華站在踏板上的電壓表示數(shù)為3V,電壓表的量程為0~15V,指針偏轉(zhuǎn)幅度為滿盤的;電流表示數(shù)為0.3A,電流表的量程為0~0.6A,此時(shí)指針偏轉(zhuǎn)幅度為滿盤的,所以電流表偏轉(zhuǎn)幅度較多,為使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確,應(yīng)在電流表的表盤上標(biāo)注身高刻度。(4)因電壓表量程為0~15V,變阻器的最大電阻為R=100Ω,a中電阻箱阻值,b中電阻箱阻值,根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律和歐姆定律:①在a圖中,電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器R兩端,R接入電阻最大為100Ω,電壓表的最大示數(shù)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電阻為0時(shí),電壓表示數(shù),電壓表示數(shù)的變化范圍是0~15V;在a圖中,電壓表并聯(lián)在電阻箱兩端,R接入電阻最大R=100Ω,電壓表的最小示數(shù)當(dāng)電壓表示數(shù)最大:,滑動(dòng)變阻器接入電阻為電壓表示數(shù)的變化范圍是3V~15V;在b圖中,電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器R兩端,R接入電阻最大R=100Ω,電壓表的最大示數(shù)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電阻為0時(shí),電壓表示數(shù),電壓表示數(shù)的變化范圍是0~13.8V;在b圖中,電壓表并聯(lián)在電阻箱兩端,R接入電阻最大R=100Ω,電壓表的最小示數(shù)當(dāng)電壓表示數(shù)最大,滑動(dòng)變阻器接入電阻為電壓表示數(shù)的變化范圍是4.2V~15V;②電流表串聯(lián)在a圖中時(shí),電路中最小電流:當(dāng)電流表示數(shù)為最大時(shí),變阻器接入電路的電阻電流表變化范圍是0.15A~0.6A;電流表串聯(lián)在b圖中時(shí),電路中最小電流當(dāng)電流表示數(shù)為最大時(shí),變阻器接入電路的電阻電流表變化范圍是0.14~0.6A。綜上可知,為使測(cè)量?jī)x的量程達(dá)到最大,小明利用原有器材,保持電表量程不變,電壓表應(yīng)該并聯(lián)接在a圖中變阻器R兩端,電流表應(yīng)串聯(lián)在b圖中,接法如下圖所示:
12.小明設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易電子秤,其工作電路圖如圖甲所示,R0為定值電阻,電流表的量程選用,壓力傳感器踏板受到壓力后,其阻值R隨所受壓力F的變化而改變(如圖丙所示),并導(dǎo)致電路中的電流發(fā)生改變,通過改寫電流表表盤數(shù)值后可直接讀出所稱物體的質(zhì)量。閉合開關(guān)S,小明站上踏板并最終靜止在踏板上,電流表的示數(shù)Ⅰ隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。已知電源電壓,定值電阻,g取10N/kg,踏板的質(zhì)量忽略不計(jì)。求:(1)時(shí)間內(nèi),小明尚未站上踏板,壓力傳感器的電阻是Ω。(2)圖乙中I1的大小為A。(3)時(shí)間內(nèi),壓力傳感器R受到的最大壓力是N,小明的質(zhì)量為kg。(4)電流表表盤上0.5A刻度線應(yīng)標(biāo)為kg,此時(shí)壓力傳感器R的功率是W。【答案】1100.175050803.5【解析】解:(1)[1]由圖甲可知,壓力傳感器R與定值電阻R0串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,由圖丙可知,壓力為零時(shí)壓力傳感器電阻的阻值為110Ω。(2)[2]由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,此時(shí)電路中的總電阻由歐姆定律可知,此時(shí)電路中的電流(3)[3]由圖丙可知,壓力傳感器的阻值R隨所受壓力F的變化關(guān)系為
①當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,代入①解得:,因此壓力傳感器的阻值R隨所受壓力F的變化關(guān)系為由圖乙可知電路中的最大電流為0.4A,由歐姆定律可知,此時(shí)電路中的最小電阻由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,此時(shí)壓力傳感器電阻的阻值代入壓力傳感器的阻值R隨所受壓力F的變化關(guān)系解得小明對(duì)壓力傳感器的最大壓力[4]由圖乙可知,小明靜止在踏板上的電路中的電流為0.2A,由歐姆定律可知,此時(shí)電路中的電阻由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,此時(shí)壓力傳感器電阻的阻值代入壓力傳感器的阻值R隨所受壓力F的變化關(guān)系解得,小明對(duì)壓力傳感器的壓力小明的質(zhì)量(4)[5]由歐姆定律可知,電流表表盤上0.5A時(shí)電路中的電阻由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,此時(shí)壓力傳感器電阻的阻值代入壓力傳感器的阻值R隨所受壓力F的變化關(guān)系解得此時(shí)傳感器上物體的質(zhì)量[6]此時(shí)壓力傳感器R的功率13.讀短文,回答問題:察打一體無人機(jī)無偵-10是中國(guó)研制的一款高空穩(wěn)形察打一體無人機(jī),搭載新一代渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),飛行速度可達(dá)300m/s,戰(zhàn)場(chǎng)響應(yīng)快.飛機(jī)采用以光纖傳輸信號(hào)的光傳操縱系統(tǒng).該機(jī)最大起飛重量3.2噸,主要用于電子偵察,對(duì)敵方信號(hào)進(jìn)行偵查和定位,載彈量要遜色一些,只有400kg,翼載指飛機(jī)的最大起飛質(zhì)量與機(jī)翼面積的比值;熱效率是指發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的機(jī)械能與燃料完全燃撓產(chǎn)生的內(nèi)能之比,而推進(jìn)效率則是指發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給飛機(jī)的推進(jìn)功(推力所做的功)與其獲得的機(jī)械能之比,飛機(jī)航行時(shí)所受阻力與速度的關(guān)系見表一,部分技術(shù)參數(shù)見表二,(g取10N/kg)表一:速度v/(m/s)100150200阻力f/N50011252000表二:熱效率η1推進(jìn)效率用η2航空燃油的熱值q40%60%5×107J/kg(1)飛機(jī)光傳操縱系統(tǒng)中的傳輸媒介是(選填“導(dǎo)體”“絕緣體”或“半導(dǎo)體”),飛機(jī)表面能(選填“反射”或“吸收”)對(duì)方雷達(dá)發(fā)射的電磁波從而實(shí)現(xiàn)隱身;(2)關(guān)于無人機(jī),下列說法中不正確的;A.遙控?zé)o人機(jī)是通過電磁被來傳遞信息的B.機(jī)翼做成流線型是為了減小空氣的阻力C.當(dāng)飛機(jī)順風(fēng)起飛時(shí),更有利于飛機(jī)升空D.飛機(jī)在一定高度勻速飛行投彈時(shí)機(jī)械能變?。?)當(dāng)飛機(jī)以最大速度沿水平方向飛行時(shí),推力做功的功率為W。飛機(jī)的推重比是指飛機(jī)以最大航行速度勻速飛行時(shí)的推力與最大起飛重力的比值,則無偵-10的推重比約為;(4)該飛機(jī)的翼載為500kg/m2,則機(jī)翼面積為m2。當(dāng)飛機(jī)以200m/s的速度沿水平方向正常巡航0.5h,耗油kg;表三:高度h/m150400450電阻R/?2050200(5)為保證飛行安全,當(dāng)飛機(jī)降低到一定高度時(shí)開啟警示燈,如圖乙是小明設(shè)計(jì)的模擬電路(電源電壓恒定),壓敏電阻
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