綜合題-2024年中考物理重難點(diǎn)復(fù)習(xí)專練解析版

專題07綜合題

.命題趨勢

一

在2024年的中考物理“綜合題”命題中，我們可以預(yù)見幾個(gè)明顯的趨勢。

題目的跨學(xué)科性將會(huì)更加突出。隨著科學(xué)教育的綜合性和跨學(xué)科性越來越被重視，物理題目可能會(huì)融

合數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物等其他科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)，要求學(xué)生進(jìn)行綜合分析和解決。例如，可能會(huì)出現(xiàn)在解決物

理問題的過程中，需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行建模和計(jì)算，或者需要理解生物學(xué)中的某些現(xiàn)象與物理原理的關(guān)

聯(lián)。

題目的實(shí)際應(yīng)用性將更加強(qiáng)調(diào)。物理是一門與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系的學(xué)科，因此，命題者可能會(huì)設(shè)計(jì)更

多具有實(shí)際背景的題目，讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中，運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)。例如，可能會(huì)涉及到環(huán)

保、能源、交通等領(lǐng)域的實(shí)際問題，讓學(xué)生在解答過程中，既能鍛煉物理思維，又能增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

題目的創(chuàng)新性和開放性將進(jìn)一步提升。隨著教育改革的深入，對學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題解決能力的要

求越來越高。因此，物理綜合題的命題也將更加注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和開放性思維。例如，可能會(huì)出

現(xiàn)一些開放性的題目，允許學(xué)生從不同的角度進(jìn)行思考，提出多種可能的解決方案，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新

精神和探索欲望。

2024年中考物理“綜合題”的命題趨勢將更加注重跨學(xué)科性、實(shí)際應(yīng)用性和創(chuàng)新性，這將對學(xué)生的綜

合素質(zhì)和問題解決能力提出更高的要求，也將為物理教學(xué)帶來更多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

重難通關(guān)練

（限時(shí)20分鐘）

1.某同學(xué)鍛煉時(shí)，雙腳并攏，腳尖。觸地，腳后跟踮起，手掌支撐在豎直墻壁上，手臂水平，A為人體重

心所在位置。此時(shí)墻壁對手掌的支撐力尸如圖所示，不計(jì)墻壁對手掌的摩擦力。

（1）以。為支點(diǎn)，請?jiān)趫D中作出動(dòng)力廠的力臂/;（）

（2）該同學(xué)質(zhì)量為50kg,則墻壁對人的支撐力約為N；

（3）若增大腳尖與墻壁的距離，手臂仍然水平支撐在墻壁上，支撐力廠如何變化？,并說明理

由。

力大小不變

【解析】(1)U］支點(diǎn)。到力尸的作用線的距離為力臂/,先延長力產(chǎn)的作用線，過支點(diǎn)。做力/作用線的

垂線，支點(diǎn)。到垂足之間的距離為力臂/。如圖所示

(2)⑵由下圖得，動(dòng)力臂為8個(gè)格子的長度，阻力臂3個(gè)格子的長度，由杠桿平衡條件得，墻壁對人的

支撐力約為

「7'x3333

F=—=--=-G=-mg二-x50kg?10N/kg=187.5N

I8888

（3）⑶⑷若增大腳尖與墻壁的距離，手臂仍然水平支撐在墻壁上，則動(dòng)力臂變小，阻力臂邊長，阻力為人

的重力，大小不變，由杠桿平衡條件得，支撐力尸變大。

2.如圖甲是某品牌家用電吹風(fēng)，其電路如圖乙所示，Ri.應(yīng)為電阻絲，M為電動(dòng)機(jī)。通過調(diào)節(jié)開關(guān)，可使

電吹風(fēng)分別處于“停止”“冷風(fēng)”“暖風(fēng)”或“熱風(fēng)”四種狀態(tài)。

（1）要使電吹風(fēng)正常工作，圖甲中的A處應(yīng)安裝,8處應(yīng)安裝（選填“電動(dòng)機(jī)”或“電阻絲”）；

（2）如圖乙，要使電吹風(fēng)處于“冷風(fēng)”狀態(tài)，應(yīng)閉合開關(guān)。要使電吹風(fēng)處于“暖風(fēng)”狀態(tài)，應(yīng)閉合開關(guān)；

（3）已知電吹風(fēng)處于“暖風(fēng)”狀態(tài)時(shí)，從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了20℃；處于“熱風(fēng)”狀態(tài)時(shí)，從出風(fēng)口

吹出的空氣溫度升高了30℃,假設(shè)這兩種狀態(tài)下的熱效率相同，相同時(shí)間內(nèi)吹出的空氣質(zhì)量相同，則

R1：R2=；

（4）電吹風(fēng)用了幾年后，由于電阻絲的升華，實(shí)際發(fā)熱功率會(huì)（選填“變大”“變小”或“不變”）。

【答案】電阻絲電動(dòng)機(jī)SS和Si1:2變小

【解析】（1）口］［2］電阻用來發(fā)熱，電動(dòng)機(jī)用來產(chǎn)生風(fēng)，若A處裝電動(dòng)機(jī)，8處裝電阻，則8處產(chǎn)生的熱無

法被風(fēng)帶出，會(huì)燒壞電吹風(fēng)，因此A處應(yīng)裝電阻，2處裝電動(dòng)機(jī)，風(fēng)將產(chǎn)生的熱帶出，形成熱風(fēng)。

（2）［3］要吹冷風(fēng)狀態(tài)，則電阻不工作，電動(dòng)機(jī)工作，應(yīng)閉合開關(guān)S。

［4］要吹暖風(fēng)，由圖，刈工作、必不工作，因此應(yīng)閉合開關(guān)S、Sio

（3）⑸電吹風(fēng)處于“暖風(fēng)”狀態(tài)時(shí)，必和電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了20℃,此時(shí)發(fā)熱功率

為

處于“熱風(fēng)”狀態(tài)時(shí)，Ri、&、電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了30℃,此時(shí)發(fā)熱功率為

P2=+122K2=~R+~R^

假設(shè)這兩種狀態(tài)下的熱效率相同且都為中則二種情況下空氣吸熱分別為

Q^=PM=cmM

Qtk=P『rj=cmAt2

兩式相比得

Q爰_Pxtrj_cmAti_A"_20℃_2

Pjrjcm^t2A/230℃3

化簡整理得

U2

:=—=2

可求得

A=1

R22

（4）[6]電阻絲升華，會(huì)變細(xì)，電阻值會(huì)變大，為純電阻電路，根據(jù)功率公式

可知，電阻增大時(shí)，發(fā)熱功率會(huì)變小。

3.如圖所示，中國“祝融號火星車質(zhì)量為240kg。太陽能板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為火星車上的科學(xué)設(shè)備供

電，車頂部安裝有集熱器，其窗口覆蓋了一層透光率很高的膜，陽光可以透進(jìn)來，保證紅外線能量只進(jìn)不

出、在膜下面，是一種叫正十一烷的材料，白天它被陽光照射吸熱熔化，到了夜晚溫度降低，它逐漸凝固，

把儲(chǔ)存的能量再釋放出來，“祝融號”火星車是六輪驅(qū)動(dòng)，且每個(gè)車輪都能轉(zhuǎn)向，爬坡時(shí)走“之”字形路線。（火

星表面g取4N/kg）

太陽能板集熱器

車輪

(1)陽光中的紅外線具有顯著的效應(yīng)；火星車爬坡時(shí)走“之”字形路線可以省(選填“力”

或“功”)

(2)火星車在火星表面所受的重力大小為多少?

(3)在下列方框中填上裝置或能量名稱，完成火星車?yán)锰柲艿穆窂綀D.

【答案】熱力960N太陽能板內(nèi)能

【解析】(1)[1]紅外輻射被物體吸收后轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體的溫度升高，是由于紅外線具有熱效應(yīng)。

⑵任何機(jī)械都不省功，火星車爬坡時(shí)走“之”字形路線，相當(dāng)于利用了斜面，斜面可以省力。

(2)[3]由重力公式可得

G=〃zg=240kgx4N/kg=960N

(3)[4]太陽光照射在太陽能板上，利用光電效應(yīng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。

[5]集熱器保證了熱量不會(huì)散失，從而使溫度升高，內(nèi)能增大。

4.用甲、乙兩個(gè)滑輪組分別將物體M、N勻速提升1m,拉力分別為廠甲、F乙。此過程相關(guān)數(shù)據(jù)如圖，g取

10N/kg,則：

（1）物體M的質(zhì)量為kg；

（2）兩個(gè)滑輪組此過程的機(jī)械效率的大小關(guān)系是〃用（選填或“=”）；

（3）甲滑輪組（選填"A"、"B”或“C”）；

A.省力B.費(fèi)力C.不省力也不費(fèi)力

（4）除了利用滑輪組，也可以利用杠桿抬升物體M,如下圖所示，利用杠桿AOB翹起物體M,0為杠桿

支點(diǎn)，L為杠桿的動(dòng)力臂，現(xiàn)杠桿處于水平位置平衡。請作出杠桿受到的動(dòng)力B的示意圖和重物/對杠桿

壓力佗的示意圖_________o若已知此時(shí)動(dòng)力B小于阻力入，則動(dòng)力臂L與阻力臂的心的關(guān)系應(yīng)

A

【解析】（1）[1]由圖可知，甲滑輪組的總功W公產(chǎn)1200J,額外功W潁折800J,則有用功

w有所w總用一卬加所1200J—800J=400J

則物體M的重力

%甲400J

=400N

h1m

則物體M的質(zhì)量

400N

=40kg

glON/kg

(2)⑵由圖可知，甲滑輪組做總功為1200J,做額外功為800J,則甲滑輪組機(jī)械效率

〃甲二區(qū)xl00%=畦皿x100%=1200J-800J*100%=33.3%

1200J

由圖可知，乙滑輪組做總功為800J,做額外功為400J,則甲滑輪組機(jī)械效率

陛=經(jīng)二%=8。3-4。。%00%=50%

〃乙二

800J

即〃就乙。

(3)⑶由圖可知，甲滑輪組動(dòng)滑輪上有兩段繩子承載物重，則繩子自由端移動(dòng)的距離

s=nh—2xlm=2m

甲滑輪組的總功W總產(chǎn)1200J,則自由端拉力

明甲1200J.cz

牛==-=600N

s2m

由(1)可知物體/的重力GM=400N,由可知，甲滑輪組費(fèi)力，故AC不符合題意，B符合題意。

故選Bo

(4)[4]從支點(diǎn)到動(dòng)力的作用線的距離為動(dòng)力臂，動(dòng)力臂與動(dòng)力的作用線是垂直的，過力臂L的上端作力

臂的垂線，可得用的作用線，尸/的作用線與杠桿的交點(diǎn)為動(dòng)力人的作用點(diǎn)；重物M對杠桿壓力尸2的

作用點(diǎn)在AB上，壓力的方向垂直于向下，B的作用效果與尬的作用效果相反，入的方向向下，則杠桿

動(dòng)力B的方向是斜向下的，如圖所示：

⑸根據(jù)杠桿平衡的條件：Flh=F2l2,動(dòng)力B小于阻力入，則動(dòng)力臂L大于阻力臂乙2。

故選Ao

5.籃球從M點(diǎn)以速度vo豎直下落，經(jīng)水平地面反彈后恰好回到與M點(diǎn)等高的N點(diǎn)如圖。設(shè)在M點(diǎn)時(shí)籃球

的機(jī)械能為E,動(dòng)能為Eki,重力勢能為Epi；回彈到N點(diǎn)時(shí)籃球的重力勢能為Ep2；

（1）請比較：EpiEp2（選填“>"，"="，“<”）；

（2）從水平地面回彈到N點(diǎn)過程中，籃球動(dòng)能（選填“減小”，“不變”，“增大”）；

（3）M到N過程中減少的機(jī)械能E折（選填"E-Ep/，"E-Ek『）；

（4）最后籃球靜止在水平地面上，對地壓力為6N,壓強(qiáng)為2xl03pa,請根據(jù)公式計(jì)算出此時(shí)地

面的受力面積為o

MN

%10------

II

tII

I系

II

II

II

II

II

\\\\\X\\\\\\\w\\\\\\\w

【答案】=減小E-EpiS=-3xW3m3

P

【解析】（1）口］由于M點(diǎn)與N點(diǎn)等高，所以M點(diǎn)和N的重力勢能相等，故如尸切2。

（2）［2］從水平地面回彈到N點(diǎn)過程中，籃球的質(zhì)量不變，籃球的速度越來越小，所以籃球動(dòng)能減小。

（3）［3］籃球在M點(diǎn)具有的機(jī)械能

E=Eki+Epi

由于籃球在N點(diǎn)的動(dòng)能為0,所以籃球在N點(diǎn)具有的機(jī)械能E=Ep2,故M到N過程中減少的機(jī)械能

%=E-Epi

⑷⑷［5］已知籃球?qū)Φ孛娴膲毫κ?6N,壓強(qiáng)p=2xlO3Pa,由壓強(qiáng)公式式p=與得

6.“碳中和”是指生產(chǎn)生活中通過各種方式來抵消自身產(chǎn)生的CO2（二氧化碳）排放量，達(dá)到CO2的相對“零

排放”，是當(dāng)今共同應(yīng)對氣候變暖問題的全球行動(dòng)。2022年北京冬奧會(huì)是全球第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了“碳中和”的冬奧

會(huì)。冬奧會(huì)使用了氫燃料電池大巴，行駛時(shí)只排放水而無其它任何有害物質(zhì)。大巴使用的氫燃料電池相當(dāng)

于發(fā)電機(jī)，電池工作原理如圖甲所示。把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴(kuò)散并與電解質(zhì)發(fā)

生反應(yīng)后，放出的電子通過外部工作電路到達(dá)陰極，失去電子的氫離子（質(zhì)子）穿過質(zhì)子交換膜，到達(dá)燃

料電池陰極板。

(2)圖甲是氫燃料電池工作原理圖，則電池正常工作時(shí)電池內(nèi)部電流的方向?yàn)?選填“向左”或“向右”)；

(3)如圖乙，駕駛位有通風(fēng)和加熱兩種功能，且能獨(dú)立控制，以下簡化電路可達(dá)到此要求的是—(填字

(4)氫燃料電池大巴可實(shí)現(xiàn)C02的零排放，而柴油動(dòng)力大巴每燃燒1kg柴油排放的C02約3kg。某柴油動(dòng)

力大巴行駛100km耗油25L,這25L柴油完全燃燒可釋放熱量____J；如改用氫燃料電池大巴行駛100km可

減少約kg的CO2排放；(〃槃加0.8xl()3kg/m3,q百=4.3xl()7j/kg)

(5)請你為“低碳生活”給出一條合理的出行建議：o

【答案】化學(xué)向右B8.6X10860綠色出行

【解析】(1)[1]氫燃料電池工作時(shí)，消耗氫氣產(chǎn)生電能，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

(2)⑵圖甲氫燃料電池工作原理圖中，電池正常工作時(shí)帶正電的氫離子向右定向移動(dòng)，因此電池正常工作

時(shí)電池內(nèi)部電流的方向?yàn)橄蛴摇?/p>

(3)[3]如圖乙，駕駛位有通風(fēng)和加熱兩種功能，且能獨(dú)立控制，因此電動(dòng)機(jī)和電熱絲應(yīng)該是并聯(lián)關(guān)系，且

都有各自的控制開關(guān)，因此簡化電路可達(dá)到此要求的是B。故ACD不符合題意，B符合題意。

故選Bo

(4)[4][5]柴油的體積是

V=25L=0.025m3

25L柴油的質(zhì)量為

m=pV=O.8xlO3kg/m3xO.O25m3=2Okg

25L柴油完全燃燒可釋放熱量的熱量為

2=^?m=4.3xl07J/kgx20kg=8.6xl08J

如改用氫燃料電池大巴行駛100km,可減少CO2排放的質(zhì)量約為

m^=3x20kg=60kg

(5)⑹“低碳生活”出行建議：綠色出行。盡最大可能減少乘坐燃油車出行。

7.如圖甲，重3N的物體在水平壓力E的作用下，壓在豎直的墻壁上，尸大小隨時(shí)間f的變化關(guān)系及物體運(yùn)

動(dòng)的速度隨時(shí)間/的變化關(guān)系如圖乙所示，由圖像可知：

(1)當(dāng)Z=ls時(shí)，物體所受摩擦力為N；

(2)在2~4s內(nèi)物體做運(yùn)動(dòng)(選填“加速”、“減速”或“勻速”)；

(3)當(dāng)U5s時(shí)，物體所受摩擦力為N?

【答案】3加速3

【解析】(1)[1]由圖乙v-f圖象可知，在0~2s內(nèi)，物體速度為零，物體靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件

可得，此時(shí)物體受到的摩擦力和物體的重力是一對平衡力，大小相等，所以物體受到的摩擦力

/=G=3N

(2)[2]由圖乙中的圖象可知，在2~4s內(nèi)物體的速度越來越大，物體做加速運(yùn)動(dòng)。

(3)[3]由圖乙中的v-f圖象可知，在4~6s內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可得，物體

受到的摩擦力和物體的重力是一對平衡力，大小相等，所以物體受到的摩擦力

產(chǎn)G=3N

8.即熱式飲水機(jī)工作原理如圖1所示，水箱中的水被水泵抽出后，流經(jīng)電阻絲時(shí)被加熱，實(shí)現(xiàn)邊加熱邊出

熱水的即熱功能，電阻絲最大加熱功率為2000W。用戶可根據(jù)需要調(diào)節(jié)出水溫度和出水量。小軍對該飲水

機(jī)進(jìn)行了探究。

表一

實(shí)驗(yàn)次數(shù)出水溫度/℃出水時(shí)間/s加熱功率

/W

14016.00

24516.051374

35015.951712

46018.902000

58532.041999

69537.291999

(1)小軍探究過程如下(設(shè)電阻絲產(chǎn)生的熱量全部被流經(jīng)的水吸收且無熱量損失)：

①將出水量設(shè)置為250mL,出水質(zhì)量為kg；

②用溫度計(jì)測出水箱內(nèi)水的初溫如圖2所示，示數(shù)為°C；

③保持水的初溫和出水量不變，改變出水溫度，測量出水時(shí)間并記錄在表1中；

④根據(jù)表1數(shù)據(jù)計(jì)算出加熱功率，第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)的加熱功率為W；

(2)小軍采用的實(shí)驗(yàn)方法是，小軍由表1數(shù)據(jù)得出結(jié)論：飲水機(jī)可根據(jù)出水溫度自動(dòng)選擇不同

的控制方式，當(dāng)出水溫度低于85℃時(shí)，僅通過改變來調(diào)節(jié)出水溫度，若上述實(shí)驗(yàn)中將出水溫度

設(shè)定為88℃,可估算出水時(shí)間約為s；

(3)小軍對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了反思：上述結(jié)論在冬季還適用嗎？為得到精準(zhǔn)的結(jié)論，小軍將表1設(shè)計(jì)優(yōu)化如下并

重新實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為①、②處應(yīng)分別填寫的是和。

加熱功率

實(shí)驗(yàn)次數(shù)①出水溫度/℃②出水時(shí)間/S

AV

1

水箱℃℃

電阻絲3030

水泵

一U

20

圖1圖2

【答案】0.25241050控制變量法加熱功率33.6水的初溫/℃水升

高的溫度/℃

【解析】(1)①口］將出水量設(shè)置為

V=250mL=250cm3

出水質(zhì)量

m=pr=lg/cm3x250cm3=250g

②⑵由圖2知溫度計(jì)的分度值為1℃,則溫度計(jì)的示數(shù)為24℃。

④⑶第1次實(shí)驗(yàn),水吸收的熱量

e?=c^mAr=4.2xlO3J/(kg-℃)xO.25kgx(40℃-24℃)=1.68xlO4J

由于無熱量損失,所以加熱器產(chǎn)生的熱量

W=2?=1.68xlO4J

加熱器的功率

_W1.68x10」

rD---=1050W

16s

(2)［4］實(shí)驗(yàn)中保持水的初溫和出水量不變，改變出水溫度，用到了控制變量法。

⑶由表1數(shù)據(jù)知當(dāng)出水溫度低于85℃時(shí)，僅通過改變加熱功率來調(diào)節(jié)出水溫度。

⑹由表1數(shù)據(jù)知當(dāng)出水溫度高于85℃時(shí)，加熱功率不變，都為1999W,此時(shí)水吸收的熱量

4

Q/=c^〃Af'=4.2xl03j/(kg.℃)x0.25kgx(88℃-24℃)=6.72xlOJ

由于無熱量損失，所以加熱器產(chǎn)生的熱量

W=Q畋'=6.72乂10打

由尸=:得水時(shí)間

6.72xlO4J

?33.6s

P'~1999W

（3）[7][8]由于冬季溫度變化較大，為得到精準(zhǔn)的結(jié)論，實(shí)驗(yàn)中需要記錄水的初溫度、末溫度以及升高的溫

度，所以表格①處應(yīng)該填寫水的初溫/℃,②處應(yīng)填水升高的溫度/℃。

9.廚藝最講究“火候”二字，如圖甲所示的智能蛋糕機(jī)就是通過智能化技術(shù)控制制作時(shí)間和溫度，制作出口

感好、營養(yǎng)價(jià)值高的蛋糕。該蛋糕機(jī)的電路簡圖如圖乙所示，其中以、&均為發(fā)熱電阻（假定電阻不隨溫

度變化），部分參數(shù)如下表所示。求:

額定電壓/V220

高溫1100

額定功率

中溫880

/W

低溫

（1）當(dāng)開關(guān)Si斷開，單刀多擲開關(guān)S2打到3時(shí)，蛋糕機(jī)處于檔（選填“高溫”、“中溫”或“低溫”）；

（2）該蛋糕機(jī)以高溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，10分鐘產(chǎn)生的熱量；（）

（3）該蛋糕機(jī)正常工作時(shí)七的電阻值；（）

（4）該蛋糕機(jī)低溫?fù)醯念~定功率。（）

甲乙

【答案】低溫660000J220Q176W

【解析】（1）[1]當(dāng)開關(guān)Si斷開，單刀多擲開關(guān)S2打到3時(shí)，此時(shí)電阻R/、七串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律可知，

此時(shí)電路中電流最小，再根據(jù)電功率公式P=U/可知，電路中消耗的電功率最小，由參數(shù)表可知，此時(shí)蛋

糕機(jī)處于低溫檔。

（2）[2]蛋糕機(jī)在工作過程中將電能完全轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，所以蛋糕機(jī)以高溫檔正常工作lOmin產(chǎn)生的熱量為

。=W=Pr=11OOWxlOx60s=660000）J

（3）[3]由題意可知，當(dāng)Ri、&并聯(lián)接入電路中時(shí)，電路中的總電阻最小，電路中的總電流最大，此時(shí)為

高溫檔；當(dāng)R/單獨(dú)接入電路中時(shí)，電路中的總電阻較小，電路中的電流較大大，此時(shí)為中溫檔；當(dāng)電阻R/、

&串聯(lián)接入電路時(shí)，電路中的總電阻最大，電路中的總電流最小，此時(shí)為低溫檔;

當(dāng)R/單獨(dú)接入電路中時(shí)，電源電壓為

U=220V

電路總的電功率為

尸聲=880W

根據(jù)電功率公式2=。/可知，中溫檔時(shí)電路中通過R/的電流為

埼880W/人

T--------=4A

U220V

根據(jù)公式尺=，可得

nU220Vre

R=——=?------=550

1114A

當(dāng)當(dāng)R/、氏2并聯(lián)接入電路中時(shí)，因?yàn)殡娫措妷翰蛔?，根?jù)并聯(lián)電路中電流的規(guī)律可知

/總=//+/2

此時(shí)為高溫檔，根據(jù)公式P=U/可知

『七1100W-

la———---------=5A

總U220V

所以通過電阻七電流

12=/總一//=5A—4A=1A

根據(jù)公式可得，電阻上的阻值為

U220V

R=—=-------=220。

”A1A

(4)[4]當(dāng)電阻R/、&串聯(lián)接入電路時(shí)，電路中的總電阻

R^=Q+&=220Q+55c=275C

電路中的電流為

U220V

/產(chǎn)一=---------=0.8A

總R總275Q

根據(jù)電功率公式「=。/可知，電路的總功率為

P=W=220Vx0.8A=176W

所以低溫檔的額定功率為176W。

10.小雨家買了一臺(tái)儲(chǔ)水式電熱水器。外觀如圖甲所示，圖乙是熱水器剖視圖。熱水器的內(nèi)膽是密封的,

里面有兩個(gè)通到外部的水管，a是熱水出水管，b是冷水進(jìn)水管。c和d是兩個(gè)外層包有絕緣材料的電加熱

管。

（1）關(guān)于電熱水器下列說法中正確的是

A.電源指示燈發(fā)出的紅光是紅外線

B.電加熱管通電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

C.電加熱管里電阻絲用電阻小、熔點(diǎn)低的材料制成

（2）電熱水器要使用三腳插頭，是為了使電熱水器的金屬外殼與相連；

（3）如圖甲所示，在熱水管和冷水管交會(huì)處安有一個(gè)水龍頭。水龍頭的手柄做的較長，這個(gè)水龍頭的手柄

相當(dāng)于一個(gè)（選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”）杠桿；

（4）電熱水器內(nèi)膽充滿水后才能通電加熱。電加熱管周圍的水吸收熱量溫度升高，水的體積膨脹，密度

變;

（5）為了防止電熱水器漏電，電熱水器生產(chǎn)廠家利用自來水導(dǎo)電能力差的特性，發(fā)明了一種“防電墻”技術(shù)。

即用一段空心絕緣管替換一段熱水出水管。通過改變此管的內(nèi)徑和長度來改變管內(nèi)水的電阻的大小。如圖

丙所示，四個(gè)用同種材料制成的空心絕緣管，A和B內(nèi)徑相同，C和D內(nèi)徑相同，A、B的內(nèi)徑大于C、D

的內(nèi)徑。為了增大流經(jīng)空心絕緣管內(nèi)水的電阻，減小漏電電流，如果你是設(shè)計(jì)師，會(huì)選用下圖中的絕

緣管；

（D0）（oo）

ABcD

圖丙

（6）電熱水器面板上有兩個(gè)控制開關(guān)Si、S2,火線兩個(gè)電加熱管分別用R/、&表示，要求Si單獨(dú)控制

S2單獨(dú)控制R2,兩個(gè)開關(guān)同時(shí)閉合時(shí)Q與七同時(shí)加熱。請你在圖丁中，用筆畫線代替導(dǎo)線，補(bǔ)全開關(guān)控制

電加熱管的電路，且符合安全用電的原則。

火線---------------------------

零線---------------------------

圖丁

【解析】（1）[1]電源指示燈發(fā)出的紅光是可見光，不是紅外線；電加熱管里電阻絲用電阻大、熔點(diǎn)高的材

料制成；電加熱管通電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確。

（2）[2]電熱水器要使用三腳插頭，是為了使電熱水器的金屬外殼能夠接地，防止漏電造成事故。

（3）[3]水龍頭的手柄做的較長，使用開關(guān)時(shí)，動(dòng)力臂較長能夠省力，所以是省力杠桿。

（4）[4]電加熱管周圍的水吸收熱量溫度升高，水的體積膨脹，水的質(zhì)量不變，所以密度變小。

（5）[5]廠家利用自來水導(dǎo)電能力差的特性，發(fā)明了一種“防電墻”技術(shù)，所以需要電阻大，同種材料，橫截

面積越小，長度越長，電阻越大，所以選擇D絕緣管。

（6）[6]由題意可知力與&并聯(lián)，兩個(gè)開關(guān)分別控制兩個(gè)電阻，為了用電安全，必須把開關(guān)與火線相連，

如下圖所示：

11.黃旭華是中國的“核潛艇之父"，為我國核潛艇事業(yè)做出巨大的貢獻(xiàn)。核潛艇是國家的戰(zhàn)略重器，是維護(hù)

國家安全的基石之一。圖甲是核潛艇的外觀。

（1）核潛艇在海面下的100m的深處水平勻速行駛過程中，遇到緊急情況，迅速調(diào)整艇身仰角（與水平方

向的夾角）至30。開始上浮，上浮過程中潛艇始終以不變的速度沿艇身方向行駛，潛艇的深度計(jì)顯示的潛艇

在海面下的深度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙，則潛艇在第80s時(shí)受到海水壓強(qiáng)為Pa（潛艇高度不計(jì)，海

水密度取LOxlCPkg/n?,g取10N/kg）,上浮過程中（第50s至第100s）潛艇的速度大小為m/s；

（2）流動(dòng)的海水屬于流體，核潛艇在海里行駛要考慮流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系。如圖丙所示是演示“流體壓

強(qiáng)和流速的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置，U形管中裝有水，直徑相同的a、b兩管中的水靜止時(shí)液面相平。如果在右端c

處往裝置里急吹氣，導(dǎo)致b管上方氣流速度—（選填“大于”、“等于”或“小于”）a管上方的氣流速度，b管

與a管的水面上方形成氣壓差，U形管中—（選填"a”或"b”）管水面升高，—（選填"a”或"b”）管水面

降低，如果升高端的液面比原來升高了5cm,則此時(shí)U形管底部d處左右兩側(cè)液體壓強(qiáng)差為Pao（g

取10N/kg）

【答案】4xl052小于ab1000

【解析】（1）核潛艇在海面下的100m的深處水平勻速行駛過程中，由乙圖可求潛艇上浮速度

則潛艇在第80s時(shí)所處的深度

h=s-s'=s-vt'=100m一2m/sx（80s-50s）=40m

則潛艇在第80s時(shí)受到的壓強(qiáng)

p=pgh=lx103kg/m3xlON/kgx40m=4x105Pa

（2）[3]由丙圖發(fā)現(xiàn)b管上方橫截面積比a管上方橫截面積大，則b管上方氣流速度小于a管上方的氣流速

度。

⑷⑸由于流體流速大的位置壓強(qiáng)小，所以b管與a管的水面上方形成氣壓差，a管的水面上方氣流速度大,

壓強(qiáng)小，則a管水面升高，b管水面降低。

⑹升高端的液面比原來升高了5cm,則兩側(cè)液面高度差為10cm,則兩側(cè)液體壓強(qiáng)差

△p=pgh'=1x103kg/m3x10N/kgx0.Im=lxlO3Pa

12.如圖甲是某自動(dòng)控溫電熱水器的電路圖，其中控制電路電壓恒為6V,R/為熱敏電阻，置于水箱中產(chǎn)生

的熱量對水箱中水溫的影響忽略不計(jì)，R/阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示，及為可調(diào)電阻，用來設(shè)定電

熱水器的水溫。心、R為純電熱絲，均置于水箱中，R3=22Q；電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)，當(dāng)電磁鐵電流達(dá)

到0.2A時(shí)，繼電器銜鐵被吸下來。(工作過程中，電源電壓均保持不變)，請完成下列問題:

(1)圖甲中電磁鐵的上端為(選填“N極”或“S極”)；

(2)加熱時(shí)電熱絲氏3的功率為

(3)如果電熱水器儲(chǔ)有60kg的水，電路處于加熱狀態(tài)，正常工作1小時(shí)，產(chǎn)生的熱量80%被水吸收，則

水溫升高了℃；［c行4.2X103J/(kg。，結(jié)果保留1位小數(shù)］

(4)如果將電熱水器水溫設(shè)為60°C,R2的阻值應(yīng)該調(diào)至

【答案】S極2200W25.120

【解析】(1)口］電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的，圖甲中電流從電磁鐵的上端外側(cè)流入，由安培定則可

知，線圈的下端為N極，其上端的磁極為S極。

(2)［2］分析甲圖可知，當(dāng)銜鐵與上方觸點(diǎn)接通時(shí)，電路中只有以工作，為加熱狀態(tài),

當(dāng)銜鐵與下方觸點(diǎn)接通時(shí)，電路中以與R串聯(lián)，一起工作，為保溫狀態(tài)，加熱時(shí)電熱絲叢的功率為

U2(220V)

P=—=---=2200W

凡22c

(3)［3］電路處于加熱狀態(tài)，正常工作1小時(shí)，產(chǎn)生熱量

2=P/=2200Wx3600s=7.92x106J

產(chǎn)生的熱量80%被水吸收，則水吸收熱量

e?=80%x2=80%x7.92xl06J=6.336xl06J

由。滬cm"變形得，水升高的溫度

氏_魚_6.336xlO6J

?25.1℃

~c~^m-4.2x103J/(kg/℃)x60kg

(4)［4］如果將熱水器中的水溫設(shè)置為60℃,此時(shí)控制電路中的電流剛好為0.2A,由/=?可知此時(shí)控制電

R

路的總電阻

&產(chǎn)卜

由圖像可知，60。。時(shí)R的阻值為10。，則&的阻值為

R2=Rs-R7=30Q-10Q=20Q

13.如圖所示，先用大小為200N的拉力B把重為150N的物體甲從A點(diǎn)豎直向上加速拉至8點(diǎn)，/?=2m,

再用平行于斜面大小不變的拉力/2把甲沿斜面從C點(diǎn)拉至與B點(diǎn)等高的。點(diǎn)；如圖所示，用大小相同的拉

力尸2將物體乙沿水平地面從。點(diǎn)直線拉至P點(diǎn)。已知F2=120N,甲在CO段的速度一時(shí)間圖像和乙在OP

段的路程一時(shí)間圖像如圖所示。求：

（1）行所做的功是多少？（）

（2）利用斜面提升甲的機(jī)械效率是多少？（）

（3）仍在。P段做功的功率是多少？（）

（4）甲在C。段受到的摩擦力為力和乙在。尸段受到摩擦力為小，則力fi（選填"="或"尹’）。

【答案】40062.5%60豐

【解析】（1）[1]不用機(jī)械直接提升物體甲做的功為有用功，即B做的功為

W小B/i=200Nx2m=400J

（2）⑵利用斜面提升甲所做的功是總功，由甲在C。段的速度一時(shí)間圖像可知，甲運(yùn)動(dòng)的速度v=0.4m/s,

CO段路程為

5,=vZ=0.4m/sxl0s=4m

將甲從C拉到。所做的總功為

W總二尸2S=120NX4m=480J

所以利用斜面提升甲的機(jī)械效率是

〃=畦*100%=^291X100%=62.5%

Wa480J

（3）[3]乙在OP段的路程一時(shí)間圖像可知，乙在10s內(nèi)通過的距禺為5m,對乙做的功為

WZ=F2SOP=120Nx5m=600J

尸2在。尸段做功的功率為

p=^=600J=60w

t10s

（4）[4]由圖3可知，甲在CD段（在斜面上）做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且速度大小為o.4m/s,雖然甲物體處于平衡

狀態(tài)，但拉力F2既要克服物體與斜面間的摩擦力，也要克服物體的重力，所以拉力尸2與摩擦力力不是一

對平衡力，則尸2切；乙在OP段（在水平面上）做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且速度為0.5m/s,此時(shí)乙受到的拉力、摩

擦力是一對平衡力，則無朝；由此可見：力并。

14.質(zhì)量為48.5kg的機(jī)器人攜帶1.5kg的快遞件乘坐電梯上樓，如圖1（g取10N/kg）

W(ms")

□1

1.2

AB0.9

快遞件0.6

0.3

（1）電梯上升過程速度隨時(shí)間變化圖像如圖2,求：

①勻速階段電梯上升的距離；

②勻速階段電梯對機(jī)器人支持力的功率；

（2）離開電梯后，機(jī)器人受到水平向前的動(dòng)力R其所受地面阻力是總重力的0.2倍，從電梯口。點(diǎn)勻速

直線運(yùn)動(dòng)4s到A點(diǎn)時(shí)撤去動(dòng)力，然后減速運(yùn)行0.5s到房門前C點(diǎn)，隨后靜止在C點(diǎn)，求：

①在方框中畫出機(jī)器人（包括快遞件）在B點(diǎn)的受力示意圖，用“?”表示機(jī)器人；

②以機(jī)器人在。點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖3中畫出0~5s機(jī)器人所受阻力的大小隨時(shí)間變化的圖像;

(3)現(xiàn)有圖4裝置，放置在五樓窗口，小明操作機(jī)器從一樓勻速提升質(zhì)量同為1.5kg的快遞件到五樓，該

上升的距離

5=v/=l.5m/sx(8s-2s)=9m

⑵機(jī)器人和快件的總重力

G.e=m總g=(48.5kg+1.5kg)x10N/kg=500N

因?yàn)闄C(jī)器人做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以，由二力平衡條件可知，勻速階段電梯對機(jī)器人支持力

怎=500N

則支持力做功的功率

WF寺s,

尸=7=^=qv=500Nxl.5m/s=750W

(2)［引由題意可知，機(jī)器人在8點(diǎn)不再受到水平向前的動(dòng)力憶由題意可知，機(jī)器人受到地面的阻力大小

為

戶0.2G點(diǎn)=0.2x500N=100N

此時(shí)機(jī)器人相對于地面向右運(yùn)動(dòng)，因此機(jī)器人受到的阻力方向水平向左，由于機(jī)器人在水平方向上運(yùn)動(dòng)，

此時(shí)機(jī)器人在豎直方向上受力平衡，即機(jī)器人受到地面的支持力與機(jī)器人的重力是一對平衡力，故機(jī)器人

(包括快遞件)在8點(diǎn)的受力示意圖，如圖所示：

⑷由于0~4.5s內(nèi)機(jī)器人對地面的壓力和接觸面的粗糙程度都沒有發(fā)生變化，因此0~4.5s內(nèi)機(jī)器人所受阻力

的大小不變，仍為100N,4.5s~5s內(nèi)，機(jī)器人靜止，不受阻力，因此0~5s機(jī)器人所受阻力的大小隨時(shí)間變

化的圖像如圖所示：

加

2obr

0o

U

I

8oK

I

r

l

6or

l

r

L工

4o.

2OJ-

--+L

1

245S

（3）⑶快遞件的重力

G=77;g=1.5kgxlON/kg=15N

由圖4可知，承擔(dān)動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)〃=2,由

叫■用inno/GhGhG

%FsF-nhnF

可知，牽拉繩子的力

尸G15N

F=—=-------=15N

nr]2x50%

15.2020年11月10日，中國萬米載人深潛器“奮斗者”號在馬里亞納海溝成功坐底，深度達(dá)10909m。圖甲

是“奮斗者”號模型，圖乙是它的部分結(jié)構(gòu)示意圖?！皧^斗者”號總質(zhì)量為203其底部裝配有質(zhì)量為2t的可拋

棄壓載鐵，中部安裝有固體浮力材料，載人艙為空心球體。除載人艙及部分電路設(shè)施外，其余部分與海水

相通?！皧^斗者”號在海水中依靠改變自身重力和受到的海水浮力實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力下潛和上浮。不考慮海水的流動(dòng)

影響，忽略深潛器部件受到海水壓力后的體積變化。（海水密度取1.0xl03kg/m3,g取10N/kg）

（1）若在10909m深度處，海水產(chǎn)生的壓強(qiáng)為l.lxlO8Pa,此處海水在載人艙外殼2義10一4?12的面積上產(chǎn)生

的壓力為多少？（）

（2）若固體浮力材料質(zhì)量為2400kg,密度為600kg/m3。求：

①固體浮力材料的體積為多少？（）

②固體浮力材料完全浸沒在海水中時(shí)，受到的浮力和自身重力之差為多少？（）

（3）“奮斗者”號完全浸沒在海水中后勻速下潛，接近海溝底部時(shí)，拋掉質(zhì)量為機(jī)的壓載鐵后懸浮在海水中,

待海底科研任務(wù)結(jié)束后，拋掉剩余的全部壓載鐵后勻速上浮至海面。若“奮斗者”號只在豎直方向?qū)崿F(xiàn)下潛

和上浮，船身與水平面平行，下潛和上浮過程中所受阻力大小不變、方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，壓載鐵的密度

為8.0xl03kg/m3,貝奮斗者"號在拋掉質(zhì)量為m的壓載鐵后所受海水的浮力為N。

固體浮力材料

【答案】2.2X104N4m3106N41.9xlO5N

【解析】(1)⑴此處海水在載人艙外殼2x1041n2的面積上產(chǎn)生的壓力為

F=pS=l.lxl08Pax2xl04m2=2.2xl04N

故海水在載人艙外殼2xlCf4m2的面積上產(chǎn)生的壓力為2.2X1()4N。

(2)⑵⑶固體浮力材料的體積為

故固體浮力材料的體積為4m3;固體浮力材料完全浸沒在海水中時(shí)，受到的浮力

F浮=pg^=lxlO3kg/m3xlON/kgx4m3=4xlO4N

自身重力為

G=mg-2400kgx10N/kg=24000N

浮力與自身重力差為

月竽一G=40000N-24000N=16000N=1.6x10,N

則浮力與自身重力差為1.6X104N。

(3)[4]設(shè)“奮斗者”號的體積為V.由題勻速下沉?xí)r

2水8%3+2水8%=理沉=6船+G鐵-/.....①

壓載鐵全部拋完勻速上升時(shí)

夕水gV船=仁浮=6船+了.....②

兩式相加可得

2夕水g唳+。水g%=2G船+G快.....③

當(dāng)拋掉質(zhì)量為切的壓載鐵后，“奮斗者”號懸浮，則

。水g。+P水g%；剌=%=G船+G鐵剝.....④

令③-④x2整理得

p*.（V?-2V鐵制）-p?（V紿2y錢給

可知

V鏟2V鐵斫0

即

1x加鐵_1x2000kg

鐵=：0.125m3

:丫20鐵28xlO3kg/m3

船和壓載鐵總質(zhì)量203壓載鐵質(zhì)量為23則船的質(zhì)量為183即18000kg,則船的重力

G折18000kgx10N/kg=1.8xl05N

則“奮斗者”號在拋掉質(zhì)量為m的壓載鐵后所受海水的浮力為

鼎=%+%=%+夕鐵％”g=L8xl05N+8.0xl（）3kg/m3x0.125m3xl0N/kg=1.9xl（）5