2026年中考物理冲刺二十四【力和电综合压轴题】精选题(冲刺30天)(含解析)

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2026年中考物理冲刺二十四【力和电综合压轴题】精选题(冲刺30天)(含解析)

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2026年中考物理【力和电综合压轴题】精选题(冲刺30天)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、计算题
1.南昌舰是我国自主研制的055型万吨级驱逐舰首舰。于2020年1月12日正式入列服役,舰艇排水量约为12000吨,吃水深度8m(水面至舰底部的距离)、配备四台燃气轮机,可提供最大为前进的动力,后甲板可搭载质量为10t的“直-20F”反潜直升机,海水密度约为,g取10N/kg,求:
(1)该舰满载静止时,舰底部受到海水的压强;
(2)质量为10t的舰载直升机升空后,它排开海水体积的变化量(保留小数点后一位);
(3)若该舰的输出功率为,其以最大前进动力直线行驶1小时的距离。
2.我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射航母福建舰,排水量约为,舰体吃水深度为11m。其电磁弹射器可在3s内将一架质量为30t的舰载机从静止加速至,弹射距离约为90m,电磁弹射器对舰载机的水平牵引力约为。海水密度取,取。
(1)弹射过程中,舰载机在水平方向上受到的阻力约为,则舰载机在水平方向上所受合力大小为_________N,方向是_________;
(2)求航母满载时所受浮力;
(3)求航母满载时海水对舰体底部的压强;
(4)求电磁弹射器对舰载机做功的功率。
3.放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器,底面积为,容器质量为,内装的水,将一体积为的木块放入水中静止时,有五分之一体积露出水面,如图甲所示;用一根质量和体积都不计的细线把容器底和木块底部的中心连接起来,如图乙所示,求:
(1)木块的重力;
(2)木块浸没在水中静止后细线对木块的拉力;
(3)最终容器对水平桌面的压强。
4.如图所示,水平地面上有底面积为300cm2,重力为3N的薄壁盛水柱形容器A,边长为10cm的正方体物块B,通过一根10cm的细线与容器底部相连,此时水面距容器底30cm,剪断绳子后,物块B静止时,有的体积露出水面(不考虑物块吸收),求:
(1)物块B的重力
(2)剪断绳子前,画出物块B的受力情况,求绳子所受的拉力;
(3)剪断绳子后,物块B静止时相对于容器上升的高度;
(4)现给容器加个阀门放水,当放出多少的水时,细线刚好拉直。
5.如图所示,是某项目研究小组设计的一自动加水装置,容器底面积,将一重为18N,底面积的圆柱体放在水箱底部。从进水口注入水,随着水面升高,圆柱体竖直上浮。当水面刚好上升到传感器底端P时,由传感器控制进水口开关停止注水,此时传感器底端P对圆柱体有22N的竖直向下的压力,注水体积为m3。g取10N/kg,。求:
(1)水箱内无水时,圆柱体对水箱底部的压强。
(2)圆柱体刚好浮起时浸入水中的体积。
(3)停止注水时,圆柱体受到的浮力。
(4)停止注水时,容器底所受水的压强。
6.如图甲所示,A、B为不同材料制成的体积相同的实心正方体,浸没在水中。现在沿竖直方向匀速向上拉动绳子,开始时刻,A的上表面刚好与水面相平,A、B之间的绳子绷直,B在容器底部(未与容器底部接触),A上端绳子的拉力是F,F随A上升的距离h变化的图像如图乙所示。整个过程中,水的液面高度变化忽略不计,绳的质量和体积忽略不计。已知A的密度。求:
(1)正方体A的体积;
(2)水对容器底部的压强;
(3)正方体B的密度。
7.如图所示,盛有水的圆柱形容器,容器内水深0.6m,侧壁上固定了一块水平薄挡板,挡板的体积忽略不计。将一体积为的乒乓球放入容器中,乒乓球漂浮在水面上,如图甲所示,此时乒乓球浸入液面以下的体积为;然后将乒乓球放在挡板下方,如图乙所示。求:(,g取10N/kg)
(1)乒乓球的质量;
(2)图乙状态时,挡板对乒乓球的压力;
(3)图甲到图乙状态,水对容器底增加的压力。
8.如图所示、实验小组同学用上端开口的圆柱形厚底空玻璃瓶和盛水的圆柱形水槽制作浮力秤、用于测量质量。空玻璃瓶质量为,底面积为,瓶身没入水中的最大深度为,浮力秤空载和最大称量时,水槽内水面的高度差为。使用过程中水不溢出、玻璃瓶始终竖直漂浮。已知水的密度为,不考虑玻璃瓶侧壁的厚度。求:
(1)空载时玻璃瓶受到的浮力;
(2)浮力秤的最大称量值;
(3)水槽的底面积。
9.科创小组的同学设计了如图甲所示的力学综合实验装置。力传感器A上端固定在水平杆上,下端通过细线与物体E相连。水平升降台上放有溢水杯C和力传感器B,小桶D放在力传感器B上,小桶D的自重为5N。溢水杯C中的水面刚好与溢水口齐平,此时溢水杯中水的重力为30N。当时,正方体E刚好接触水面,水平升降台匀速上升,排开的水全部流入小桶D中,力传感器A、B的示数FA、FB随时间t变化的关系如图乙、丙所示。求:
(1)分析丙图,当时,物体所受的浮力;
(2)正方体E的密度;
(3)若溢水杯C重10N、底面积为200cm2,当时,溢水杯C对升降台的压强。
10.如图所示,A、B两个薄壁圆柱形容器下半部用细管(体积不计)水平连通后放在水平地面上,将一个底面积为100cm2的长方体冰块C放入A容器中,在冰块的上方放一个边长为10cm的正方体木块D,木块重力为6N。将水经A容器缓慢地注入整个装置,直到冰块刚好浸没,停止注水,如图甲所示。整个过程,水对A容器底部的压强p与注入的水的质量m的关系如图乙所示(注水过程中冰未熔化)。已知冰的密度为,求:
(1)当加水1kg时,A容器中水的深度;
(2)冰块刚浸没时,冰块对容器底部的压强(冰未熔化);
(3)经过一段时间,冰块完全熔化后,水对容器底部的压强。
11.水平升降台上有一个足够深、底面积为300cm2的柱形容器,容器中水深20cm,现将底面积为100cm2、高20cm的圆柱体A悬挂在固定的弹簧测力计下端,使A浸入水中,稳定后A的下表面距水面3cm,此时物体受到的浮力为F浮,弹簧测力计的示数F为19N,(已知弹簧受到的拉力每减小1N,弹簧的长度就缩短1cm,g取10N/kg)求:
(1)此时A受到的浮力F浮;
(2)物体A的密度;
(3)若在A的下表面距水面3cm时,使升降台上升5cm,再次稳定后,测力计的示数。
12.如图甲所示,足够高的长方体薄壁容器C置于水平地面,不吸水的A、B两物体叠放置于容器内,A为正方体,B为长方体,A、B的高度均为0.1m,缓慢向容器中加水,直到容器中水的深度为0.12m时停止加水,所加水的质量与容器中水的深度关系如图乙所示。停止加水后,将物体A取走,水面下降了3cm(设物体上、下表面始终与水面平行)。求:
(1)刚加完水时,水对容器底部的压强;
(2)容器C的底面积;
(3)A受到的重力。
13.图甲为一自动注水装置的结构简图。杠杆AOB始终保持水平位置平衡,BO=3OA,A、B两端分别固定两根竖直细杆a、b,其中细杆a的下端连接固定在地面上的力传感器(显示a对其压力或拉力大小),细杆b的下端与长方体物块C固定。当水箱排干水,关闭排水口后,打开注水口,向水箱中缓慢注水,水深为10cm时,注入的水的质量为m1,此时水面与物块C的下表面恰好相平;继续注水,水深为30cm时,该阶段注入的水的质量为m2,且m1=m2;水深为40cm时,停止注水。图乙是力传感器示数F随圆柱形水箱中水的深度变化的图像。(不计杠杆、细杆的重力和细杆的体积,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)水深为10cm时,水箱底部受到水的压强;
(2)当力传感器示数为0N时,物块C排开水的体积;
(3)水箱底部受到的最大压力。
14.如图甲所示,一不吸水的正方体物块A(边长为0.1m)静止在水平桌面上,现将物块A与一轻质细杆(质量、体积均不计)连接后,将细杆的另一端固定在一容器底部,如图乙所示。容器放在水平桌面上,现向容器内缓慢地加水,物块A对细杆的力与容器内水的深度的关系如图丙所示。()
(1)由图丙可知,当容器中水的深度在之间时,物块A所受水的浮力随水的深度的增大而______。
(2)求物块A浸没时受到水的浮力和物块A静止在水平桌面上时对水平桌面的压强。
(3)求物块A对细杆的力为2N时,水对物块A下表面的压强。
15.如图甲左侧为底面积、高的平底圆柱形容器,图甲右侧为密度小于水、不吸水的均匀圆柱体B,其质量、底面积。某科创小组设计了一套水位自动监测与泄洪预警装置模型,其核心结构如图乙所示,A为压力传感器,与模型底部距离,圆柱体B能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当水面上涨至警戒水位时,圆柱体B对传感器A的压力,触发报警装置,开启泄洪阀门。(,)
(1)当图甲左侧容器内盛有深的水时,将圆柱体B竖直放入容器,B下表面与容器底部接触,上表面露出液面高度(无水溢出)。
①求放入圆柱体B前,水对容器底部的压强;
②求此时B受到的浮力。
(2)求圆柱体B的密度。
(3)求触发报警时,水对模型底部的压强。
16.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的示数分别为0.9A和0.4A。
(1)求电源电压U;
(2)求通过电阻R2的电流I2;
(3)现用电阻R0替换R1、R2中的一个,替换后只有一个电流表示数发生变化,且电路总功率变化了2.4W。求电阻R0的阻值。
17.图甲是一电热饮水机,通过机内温控开关S进行自动控制,实现加热和保温两种功能,电路原理图如图乙所示,电源电压恒为额定电压220V,当开关S接a时,电路中的电流为5A;当开关S接b时,电路消耗的电功率为88W,求:
(1)的阻值;
(2)开关S接b时,电路中的电流;
(3)该饮水机在保温状态下工作,产生的热量。
18.如图甲所示的电路中,电源电压可调,为定值电阻,为滑动变阻器,电流表的测量范围为。将电源电压调为某一定值时,滑片P从滑动变阻器的一端移动到另一端,移动过程中电压表和电流表示数变化情况如图乙所示。
(1)求滑动变阻器的最大阻值;
(2)求电源电压;
(3)不改变电流表的测量范围,拆除电压表,若使滑动变阻器的滑片P可任意滑动且电流表示数不低于满偏刻度的三分之一,求满足上述要求的电源电压的取值范围。
19.某款小型电火锅具有高、中、低三挡控温功能,如图是它的简化电路图。开关S2可接触点1或2,R1、R2为加热电阻且R1= R2(阻值不随温度的变化而变化)。
(1)请你分析说明当开关和处于什么状态时,电路处于中温挡;
(2)请你求出低温挡和高温挡的功率之比;
(3)如果,请你求出电路在高温挡正常工作所消耗的电能。
20.如图甲是某额定电压为220V的电饭煲,其简化电路如图乙,通过旋钮开关有“快煮”、“慢煮”、“保温”三种模式。三个电阻都是发热电阻,阻值不随温度变化而变化,且。已知:的阻值为40Ω,“保温”模式的额定功率为484W。求:
(1)电饭煲在“快煮”模式正常工作时的功率;
(2)电饭煲“慢煮”模式的额定功率;
(3)用电高峰,小李发现家里电饭煲煮饭偏慢,于是进行了相关研究,在没有开启电饭煲的情况下,如图丙所示的电能表3分钟内闪了20次,其他用电器不变情况下,开启电饭煲快煮模式,电能表3分钟闪了70次,求此时电路中的实际电压。
21.如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇,其内部简化电路如图乙所示,R1、R2均为发热电阻,R1的阻值为110Ω,M是电动机。开关S1闭合后,当S2接1、2时吹冷风;当S2接2、3时吹温风;当S2接3、4时吹热风,此时空调扇的总功率为1100W。已知:电源电压为220V,。求:
(1)吹冷风时,在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低,若冰袋内冰的质量为1kg,温度从-16℃升高到-6℃时,冰从周围吸收的热量是多少?
(2)吹冷风时,电动机正常工作1h消耗的电能为,此时通过电动机的电流是多少?
(3)吹热风时,R2的电阻是多少?
22.小华家新买了一台储水式电热淋浴器,如图甲所示。已知该电热淋浴器水箱的容量为40L,额定电压为220V,额定加热功率为2000W。电热淋浴器水箱装满水时加热10min能让水温升高5℃。(ρ水=1.0×103kg/m3,C水=4.2×103J/(kg·℃))求:
(1)电热淋浴器加热10min消耗的电能;
(2)水箱装满水时加热10min水吸收的热量;
(3)这台电热淋浴器的加热效率;
(4)待工人师傅安装完成后,小华的妈妈急忙将电热淋浴器充满水就要插到电路中使用,小华发现后及时制止,接着他先看了电热淋浴器的铭牌和家中的电能表(如图丙所示),然后又观察家中此时正在工作的用电器有800W电水壶一个、150W电冰箱一台、300W洗衣机一台,请你帮他计算在上述电器正常工作的情况下,能否将这台电热淋浴器连接到电路中同时使用?
23.某安全设备厂研发了一种新型抗压材料,要求对该材料能承受的撞击力进行测试。如图甲所示,材料样品的质量不计,闭合开关,将重物从样品正上方h=0.4m处静止释放,并最终静止在样品上的过程中,电流表的示数I随时间变化的图像如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。已知电源电压U=12V,定值电阻R0=10Ω ,重物下落时空气阻力忽略不计,g取10N/kg 。求:
(1)0~t1时间内,压力传感器的电阻;
(2)t1~t3时间内,样品受到的最大撞击力;
(3)撞击后重物静止在样品上,定值电阻R0的功率;
(4)重物从静止释放到撞击样品的过程中,重力做的功。
24.小明家购买了一个新电水壶如图1所示,有加热和保温功能,其内部电路如图2所示,其中、为电热丝,S是电源开关,是温控开关(水温达到会自动断开,由加热状态切换为保温状态),该电水壶的部分重要参数如表所示。已知电源电压为220V。求:
(1)保温状态下,通过电热水壶的电流是多少A?
(2)装满一壶水,从加热到,水吸收的热量是多少J?【水的比热容为】
(3)若电水壶的加热效率为80%,则加热这壶水需要多少时间?
××牌电水壶
额定电压 220V
最大装水量 2kg
加热功率 1750W
保温功率 44W
25.某型号家用电饭锅有高温蒸煮和保温焖饭两个挡位,图甲所示为其内部电路原理图,图乙是该电饭锅工作时电功率与时间的关系图像,求:
(1)电饭锅高温蒸煮时的电流。
(2)请通过计算说明的阻值为多大?
(3)电饭锅工作20min消耗的电能为多少J?
26.小柑同学尝试自己设计电热水壶。他找来两根电热丝及其他元件,设计了甲、乙(如图)两个电路,其中,通过控制开关可实现水壶的加热和保温功能,求:
(1)甲、乙两个电路中加热功率更高的是______;
(2)小柑发现常用电器工作时,电能表(图丙)在1min转了110圈,求常用电器的总功率;
(3)为确保电路安全,小柑查阅了入户处保险装置的参数(图丁),通过计算分析小柑能否在常用电器工作的同时,再将(1)中加热功率更高的电热水壶以加热状态接入家庭电路。
27.某物理兴趣小组设计了一简易燃气报警器,图甲是模拟燃气泄漏检测原理图,电源电压恒为,为气敏电阻,其阻值随燃气浓度的升高而减小,为可调试变阻器,气敏电阻的阻值与天然气浓度间的关系如图乙所示,当天然气浓度达到,电路中的电流为,燃气报警器报警。求:
(1)燃气报警器报警时,两端的电压是多少
(2)调试中,应将可调试变阻器的阻值调至多少适合
(3)报警整个电路消耗的电能是多少
(4)若要适当提高燃气报警器的灵敏度,请你提出一种改进建议。
28.当今,许多家庭在坐便器上也安装了有加热、冲洗等功能的智能电热马桶盖,如图甲所示。其简化电路如图乙所示,定值电阻R1和R2是两个电热丝,其中,开关S2可接a或b,当它接入家庭电路中正常工作时,有高温、中温、低温三挡可调节,其额定电压为220V。
(1)当S1断开,S2接b端时,此时该电路应处于___________挡位(选填“高温”“中温”或“低温”)。
(2)当S1闭合,S2接a端,电路正常工作时,电路中总功率为99W,请计算出R1的电阻值。
(3)请计算此智能电热马桶盖处于低温挡时,正常工作3min产生的热量大小。
29.如图甲所示,电路中电源电压为18V且恒定不变,滑动变阻器的规格为“ 1A”,电流表接量程,两个电压表均接量程,图乙是小灯泡L的图像。闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为6V时,小灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)电路消耗的最小功率;
(3)用定值电阻替换小灯泡,闭合开关,调节变阻器的滑片,在电路安全的情况下,可使其中一个电压表的最大值是另一个电压表最小值的2倍,求满足条件的电阻的阻值。
30.如图甲所示,是小明家新购买的电热开水瓶,有加热挡和保温挡,铭牌部分参数如表所示,其简化电路图如图乙所示,其中R1和R2均为加热电阻,且阻值不随温度而变化。[, ]
额定电压/V 220
加热挡额定功率/W 1210
保温挡额定功率/W 44
(1)闭合开关S1和S2,电热开水瓶处于___________(选填“加热”或“保温”)挡。
(2)电热开水瓶在加热挡正常工作10 min,可将体积为4 L、初温为15℃的水加热至55℃,则 电热开水瓶的加热效率是多少?(结果精确至1%)
(3)用电高峰期,小明关闭家里其他所有用电器,只让电热开水瓶以加热挡工作,发现在60s内 家中如图丙所示的电能表的指示灯闪了25次,此时家庭电路的实际电压是多少?
试卷第1页,共3页
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《2026年 中考物理【力电压轴题】必刷题(冲刺30天)》参考答案
1.(1)
(2)
(3)
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【难度】0.85
【详解】(1)舰底部受到海水的压强为
(2)直升机质量
舰艇始终漂浮,浮力减少量等于直升机的重力,即
根据阿基米德原理可得,它排开海水体积的变化量
(3)由题意得,行驶时间
输出的机械功为
以最大前进动力直线行驶1小时的距离
2.(1) 与舰载机运动方向相同
(2)
(3)
(4)
【难度】0.88
【详解】(1)由题意可知,舰载机水平方向受牵引力和阻力,两个力方向相反,舰载机受到的合力
合力方向与较大的牵引力方向一致,即水平向前,与舰载机运动方向相同。
(2)航母满载时漂浮在海面,根据物体漂浮条件和阿基米德原理,浮力等于排开海水的总重力。由题意得,排开海水的质量
排开海水的重力
因此满载浮力
(3)舰底受到的压强
(4)牵引力做的功
电磁弹射器对舰载机做功的功率
3.(1)1.6N
(2)0.4N
(3)
【难度】0.8
【详解】(1)甲图中木块漂浮,静止时受力平衡,重力等于浮力。木块排开水的体积
根据阿基米德原理,木块受到的浮力
木块漂浮,故
(2)木块浸没在水中时,排开水的体积等于木块体积,即
此时木块受到的浮力
木块静止受力平衡,浮力等于重力与拉力之和,即
因此拉力
(3)将容器、水、木块看作整体,容器对桌面的压力等于总重力,即
根据压强公式,代入得
4.(1)4N
(2)6N
(3)14cm
(4)4200
【难度】0.5
【详解】(1)物块B的边长为10cm,其体积
剪断绳子后物块漂浮,排开水的体积为
根据漂浮平衡条件,浮力等于物体重力,则物块B的重力
(2)剪断绳子前,物块B保持静止,受竖直向上的浮力、竖直向下的重力以及竖直向下的绳子拉力。
此时物块完全浸没,排开水的体积
物块B所受浮力
根据力的平衡方程,可得拉力
(3)剪断后排开水的体积的减少量
容器内液面下降的高度
物块漂浮时的浸入深度
剪断前物块底部距容器底,剪断后水深
物块底部距容器底
物块相对于容器上升的高度
(4)细线刚好拉直时,拉力为0,物块刚好漂浮,浸入深度仍为4cm,此时水深
初始状态容器中水的体积
放水后容器中水的体积
放出水的体积
5.(1)900Pa
(2)
(3)40N
(4)5000Pa
【难度】0.7
【详解】(1)由题意得,水箱内无水时,圆柱体对水箱底部的压力等于自身重力,即
圆柱体对水箱底部的压强为
(2)圆柱体刚好浮起时,根据浮沉条件,受到的浮力等于自身重力
根据阿基米德原理,浸入水中的体积等于排开水的体积为
(3)停止注水时,圆柱体受力平衡,向上的浮力等于向下的重力与传感器压力之和,即
(4)根据阿基米德原理,计算停止注水时圆柱体排开水的体积
水面下总体积等于注入水的体积与圆柱体排开水的体积之和,即
水面下总体积等于容器底面积乘以水的深度,因此水的深度为
容器底所受水的压强
6.(1)
(2)
(3)
【难度】0.65
【详解】(1)根据图像可得:拉力的增加量即物体A受到的浮力大小,即
浸没时,正方体A的体积等于排开液体的体积,即
(2)正方体A、B的边长为
根据图像可得:水的深度
水对容器底的压强
(3)正方体A的重力
A、B体积相同,所以受到的浮力都为10N
对物体进行整体受力分析:
代入数据
解得,正方体B的密度
7.(1)2.8g
(2)0.302N
(3)0.302N
【难度】0.72
【详解】(1)漂浮时乒乓球受到的浮力
所以乒乓球所受重力
乒乓球的质量
(2)在挡板下乒乓球浸没,此时受到的浮力
此时乒乓球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力的作用,且处于静止状态,由力的平衡条件可知,挡板对乒乓球的压力
(3)水对容器底的压力变化
8.(1)3N
(2)1.2kg
(3)0.02m2
【难度】0.4
【分析】因为最大称量时玻璃瓶仍漂浮,所以先根据阿基米德原理计算此时玻璃瓶受到的最大浮力,再结合漂浮条件,用最大浮力减去空瓶重力得到最大称量物体的重力,最后换算为质量。 因为玻璃瓶空载和最大称量时排开水的体积差可通过瓶身浸入深度差和瓶底面积计算,又因为排开水的体积差等于水槽中水面高度差对应的水槽内水的体积变化量,所以利用体积关系。
【详解】(1)空玻璃瓶重力为
由于漂浮,空载时玻璃瓶受到的浮力为
(2)浮力秤最大称量时,浮力秤排开水的体积为
此时玻璃瓶受到的浮力为
此时所载物体的重力为
浮力秤的最大称量值为
(3)浮力秤空载时和最大称量时玻璃瓶浸入水中前后浮力之差为
浮力秤空载时和最大称量时玻璃瓶浸入水中的体积变化量为
水槽的底面积为
9.(1)
10N
(2)
(3)
2000Pa
【难度】0.49
【分析】根据A、B图像分析,A的变化量是因为E受到的浮力引起,B的变化量是由排开液体的重力引起的,然后根据阿基米德原理、压强公式等进行分析解题。
【详解】(1)由丙图可知, 时力传感器B的示数。排开水的重力
根据阿基米德原理可知物体E受到的浮力
(2)由丙图可知,后保持不变,说明时E刚好完全浸没,完全浸没时总浮力。根据阿基米德原理可得,E的体积
完全浸没时E受力平衡,得
E的质量
E的密度
(3)时E完全浸没,剩余水重力
根据力的作用是相互的,E对水有向下的压力,大小等于浮力,即 。溢水杯对升降台的压力等于向下的总力
溢水杯底面积,溢水杯C对升降台的压强
10.(1)0.05m
(2)400Pa
(3)2080Pa
【难度】0.32
【分析】根据液体压强公式和受力分析,结合图像数据,先求对应水深、容器底面积,再分析冰块重力、浮力,最后计算冰熔化后水的总体积与压强。
【详解】(1)由图乙可知,加水1kg时,水对A底部压强,A容器中水的深度
(2)冰块刚浸没时,由图乙得压强,此时水的深度即冰块高度
冰块底面积
冰的重力
冰块受到的浮力
冰块对容器底部的压力
冰块对底部的压强
(3)0~1kg加水过程,水只在A中,体积
由得
加水过程,压强不变深度不变,水流入B,增加水的体积

总横截面积
冰熔化后质量不变,冰的质量,熔化后水的体积
注入水总质量8kg,总水体积
木块密度小于水,漂浮,,木块排开水体积
最终水面深度
水对容器底部压强
11.(1)3N
(2)
(3)16N
【难度】0.4
【详解】(1)初始排开水的体积
根据阿基米德原理
(2)对A进行受力分析,A静止受力平衡,
由可得A的质量
A的体积
A的密度
(3)容器中水的总体积
初始状态下,A的下表面距水面3cm,为h2,总体积等于容器中水的体积与物体浸入水中体积之和,可得,即
解得,所以A下表面距离容器底
在圆柱体A的下表面距水面3cm时,使升降台上升5cm,静止时,设圆柱体A的下表面距水面的距离为h3cm,此时圆柱体A受到的浮力为
此时浮力变化了(h3-3)N,弹簧受到的拉力减小了(h3-3)N,弹簧的长度就缩短了(h3-3)cm。圆柱体A的下表面距容器底的距离为
则有
解得h3=6cm,此时容器中的水深为6cm+10cm+6cm=22cm
则此时受到的浮力大小为6N,弹簧测力计的示数为
12.(1)
(2)
(3)
【难度】0.4
【分析】第一问根据可计算水对容器底部的压强;第二问浮力的知识和图像乙可发现加水的深度小于B的高度时,加水质量发生变化,说明此时两个物体整体漂浮,根据密度与质量和体积的关系及圆柱体体积公式可进行求解;第三问根据水面下降的高度及浮沉条件和阿基米德原理进行求解。
【详解】(1)根据液体压强公式,刚加完水时水对容器底部的压强
(2)由图乙可知,水深度时,加水质量;水深度时,加水质量,由题意可知,水深度超过0.08m后,A、B漂浮在水面上,新增水的横截面积等于容器底面积;增加水的质量
增加水的深度
增加水的体积
容器底面积
(3)原状态A、B整体漂浮,总浮力等于A、B总重力;取走A后,水面下降
水的深度为
说明此时A、B整体仍然漂浮在水面上,浮力的减小量等于A的重力,即
则A受到的重力
13.(1)
(2)
(3)
【难度】0.4
【分析】(1)计算液体压强时,需将水深的单位统一为米后再代入公式。
(2)分析杠杆受力时,要明确A端力传感器的示数与杠杆A端受力的对应关系。
(3)利用推导面积关系时,要注意两次注水的有效体积的计算逻辑。
【详解】(1)已知水深
水箱底部受到水的压强
(2)当水深为10cm时,水面与C下表面相平,C不受浮力,此时力传感器示数 。杠杆以O为支点平衡,根据杠杆平衡条件 ,已知 ,代入得
解得。当力传感器示数为0时,杠杆平衡,B端合力为0,因此物块C受到的浮力
根据阿基米德原理 ,变形得
(3)当水深为30cm时,力传感器示数不变,说明C完全浸没,浮力不变,此时力传感器示数 。根据杠杆平衡条件
代入得
解得。C完全浸没,因此C的体积
由题意 ,根据 得注入水的体积 。设水箱底面积为,则0~10cm注入水的体积 ,10~30cm注入水的体积
因此
解得
停止注水时水深最大
则最大压强
所以最大压力
14.(1)增大
(2)10N,
(3)或
【难度】0.4
【分析】对图丙进行分析并结合阿基米德原理可知物块受到的浮力大小情况;阿基米德原理、压强公式以及液体压强公式的应用可解答后两问的问题。
【详解】(1)由图丙可知,当容器中水的深度在之间时,物块未浸入水中,此过程中,物块对细杆的力等于物块的重力;当水深在之间时,随着水深增加,物块A排开水的体积逐渐增大,根据阿基米德原理,物块所受浮力随水深增大而增大;当水深等于14cm时,此时物块刚好浸没在水中。
(2)物块A浸没时,排开水的体积
物块A浸没时,受到水的浮力
由图丙可知,未加水时,物块A对细杆的力为7N,则物块A的重为7N。物块A静止在水平桌面上时,对水平桌面的压强
(3)根据题意可知,分两种情况:第一种情况,当物块A受到的重力大于受到的浮力时,物块A对细杆的力为压力,即细杆对物块的力表现为支持力,此时物块A受到的浮力
物块A浸入水中的体积
物块A浸入水中的深度
物块A下表面受到水的压强
第二种情况,当物块A受到的重力小于受到的浮力时,物块A对细杆的力为拉力,即细杆对物块的力表现为拉力,物块A受到的浮力
物块A浸入水中的体积
物块A浸入水中的深度
物块A下表面受到水的压强
15.(1),
(2)
(3)
【难度】0.4
【详解】(1)①放入圆柱体B前,水对容器底部的压强
②放入圆柱体B前,容器内水的体积
放入圆柱体B后,容器内水的深度变为
所以此时圆柱体B浸没了10cm,所以其
所以它受到的浮力
(2)圆柱体B的高度
那么其体积
所以圆柱体B的密度
(3)求触发报警时,圆柱体B受到的浮力
此时
所以圆柱体B浸没的部分
圆柱体B此时露出的高度
所以此时水的深度
因此水对模型底部的压强
16.(1)8V
(2)0.5A
(3)10Ω或40Ω
【难度】0.55
【详解】(1)由图可知,这是一个并联电路,电流表A测干路电流,A1测R1电流,根据并联电路电流的特点可知,电流表A的示数为0.9A,A1示数为0.4A,电源电压
(2)根据并联电路电流特点可知,通过电阻R2的电流
(3)用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,若替换R1则电流表A1和A的示数都要变,若替换R2,由于R2与R1并联,互不影响,故A1示数不变,A示数变化,因此R0只能替换R2;替换前,电路中的总功率
替换后总功率变化了2.4W,有可能增大了2.4W,也有可能减小了2.4W。若增大2.4W,则总功率为
此时电路中的电流
则通过R0的电流
R0的阻值
若替换后总功率减小了2.4W,则替换后总功率
此时电路中的电流
则通过R0的电流
R0的阻值
综上可知,R0的阻值为10Ω或40Ω。
17.(1)44Ω
(2)0.4A
(3)8096J
【难度】0.65
【详解】(1)由图可知,当开关S接a时,电路中只有R1接入电路,根据可知,此时电功率最大,饮水机处于加热状态;由欧姆定律可得,的阻值为
(2)开关S接b时,R1与R2串联,由电功率公式可得,电路中的电流
(3)开关S接b时,电路的总电阻最大,根据可知,此时电功率最小,饮水机处于保温状态,此时电路的总电阻为
的阻值为
则产生的热量为
18.(1)30Ω
(2)10V
(3)10V~12V
【难度】0.59
【详解】(1)由图甲可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电压表测R两端电压,电流表测电路电流。当滑动变阻器接入阻值最大时,电路总电阻最大,电流最小,由图乙可知,最小电流,此时R两端电压。根据欧姆定律,滑动变阻器的最大阻值为
(2)滑动变阻器阻值最大时,电源电压
滑动变阻器阻值为0时,R两端电压为0,对应电流,电源电压
联立解得,。
(3)电流表满偏电流为0.6A,由题意得,电路最小允许电流为
① 当滑动变阻器接入阻值为0时,电路电流最大,不能超过电流表允许最大电流0.6A,此时对应最大电源电压
② 当滑动变阻器接入最大阻值时,电路电流最小,不能低于允许的最小电流0.2A,此时对应最小电源电压,电路总电阻
最小电源电压
因此满足要求的电源电压取值范围为10V~12V。
19.(1)S1闭合、S2接触点1
(2)
(3)
【难度】0.65
【详解】(1)根据可知,电路总电阻越大,总功率越小,挡位温度越低。当断开、接1时,与串联,总电阻最大,总功率最小,为低温挡;当闭合、接1时,被短路,电路只有接入,总电阻居中,总功率居中,因此此时为中温挡;当闭合、接2时,与并联,总电阻最小,总功率最大,为高温挡。因此电路处于中温挡的开关状态为:闭合,接触点1。
(2)设,电源电压为,低温挡串联总电阻为
低温挡功率
高温挡并联总电阻
高温挡功率
所以低温挡和高温挡的功率之比为
(3)若,高温挡功率为
高温挡工作消耗的电能为
20.(1)
1210W
(2)
968W
(3)
200V
【难度】0.54
【详解】(1)由图可知,旋钮接1时,与串联,电路总电阻最大,电功率最小,为保温挡;旋钮接2时,为的简单电路,电路总电阻中等,电功率中等,为慢煮挡;旋钮接3时,为的简单电路,电路总电阻最小,电功率最大,为快煮挡;电饭煲在“快煮”模式正常工作时的功率
(2) 保温模式总电阻
已知,因此
电饭煲“慢煮”模式的额定功率
(3)电能表参数为,其他用电器不变,因此快煮3分钟消耗电能对应的脉冲数为
快煮消耗的电能
时间
快煮实际功率
电阻不变时,功率与电压平方成正比
代入数据
解得
21.(1)
(2)
(3)
【难度】0.65
【详解】(1)由题意得,冰的温度变化量
冰从周围吸收的热量
(2)电动机的电功率
通过电动机的电流
(3)吹热风时,电动机、、并联,并联电路各支路电压等于电源电压,的功率
电动机功率不变,的功率
的阻值
22.(1)
(2)
(3)70%
(4)可以将这台电热淋浴器连接到电路中同时使用
【难度】0.77
【分析】根据题意选择电功率、比热容、热效率公式求解。
【详解】(1)由题意得,加热时间,电热淋浴器消耗的电能
(2)水箱容积,根据密度公式,得水的质量
根据吸热公式,水箱装满水时加热10min水吸收的热量
(3)由加热效率公式为可得,这台电热淋浴器的加热效率
(4)由电能表铭牌可知,电能表允许通过的最大电流,电路允许的最大总功率
所有用电器同时工作的总功率
因为,所以能将这台电热淋浴器连接到电路中同时使用。
23.(1)110Ω
(2)400N
(3)0.4W
(4)40J
【难度】0.67
【分析】利用欧姆定律计算出电阻,通过电阻与压力的关系图像进行分析;压力等于重力,利用功的公式进行计算。
【详解】(1)由图乙可知,时间内重物未撞击样品,电路电流。根据欧姆定律,电路总电阻
压力传感器与定值电阻串联,根据串联电路电阻规律,压力传感器的电阻
(2)样品受到的撞击力最大时,压力最大,压力传感器电阻最小,电路电流最大。由图乙可知,电路最大电流。根据欧姆定律,此时电路总电阻
根据串联电路电阻规律,此时压力传感器的电阻
由图丙可知,对应压力为,即样品受到的最大撞击力。
(3)撞击后重物静止,由图乙可知,此时电路电流。定值电阻的功率
(4)重物静止时,对样品的压力等于重物重力。根据欧姆定律,此时电路总电阻
此时压力传感器的电阻
由图丙可知,此时压力,即重物重力,重力做功
24.(1)0.2A
(2)
(3)480s
【难度】0.76
【详解】(1)保温状态下,通过电热水壶的电流
(2)水吸收的热量
(3)电水壶加热消耗的电能
加热时间
25.(1)5A
(2)198Ω
(3)7.8×105 J
【难度】0.68
【详解】(1)当开关与1连接时,电路中只有,此时电饭锅处于高温蒸煮状态,由图乙可知,高温蒸煮时功率为
电源电压为,根据公式可得,电饭锅高温蒸煮时的电流为
(2)当电饭锅处于高温蒸煮时,由可得,
开关与2连接时,电饭锅处于保温挡,电路中与串联,由乙图可知保温时的功率为
根据公式可得,电饭锅保温时的电流为
由可得,
(3)由图乙可知, 电饭锅高温蒸煮的时间为
电饭锅保温的时间为
由可得,电饭锅工作20min消耗的电能为
26.(1)乙
(2)
(3)不能
【难度】0.51
【详解】(1)家庭电路电压不变,根据,总电阻越小,加热功率越大。甲电路最大功率时只有接入,总电阻;乙电路加热时两电阻并联,总电阻
因此乙的加热功率更高。
(2)电能表参数表示:每消耗电能,转盘转3000圈,转盘转110圈消耗的电能
总功率
(3)乙加热状态下,、并联,电热水壶的加热功率
电路总功率
电路总电流
已知保险丝熔断电流为,,保险丝会熔断,因此不能同时接入该电热水壶。
27.(1)4V
(2)15Ω
(3)40J
(4)将调试电阻接入阻值调小
【难度】0.68
【详解】(1)由图乙可得,天然气浓度达到报警时,气敏电阻阻值,已知此时电路电流,根据欧姆定律得两端电压为
(2)由图甲可知,与串联,根据串联电路的电压规律,可得变阻器两端电压
串联电路电流处处相等,通过的电流为,由欧姆定律可得
(3)根据电能公式,计算报警整个电路消耗的电能
(4)提高灵敏度,即要求燃气浓度更低时,电路电流就能达到报警电流。燃气浓度降低时,气敏电阻阻值增大,电源电压不变,要让电流达到,需要减小电路总电阻,因此可以将可调试变阻器的接入阻值调小,也可适当降低电源电压。
28.(1)低温
(2)
(3)
【难度】0.65
【详解】(1)当断开,接b端时,、串联,当闭合,接a端时,、并联,当闭合,接b端时,只有工作,根据串并联电路的电阻特点可知,当断开,接b端时,、串联,电路中的总电阻最大,由可知,电路中的总功率最小,智能电热马桶盖处于低温挡。
(2)当闭合,接a端时,、并联,电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,智能电热马桶盖处于高温挡,的功率
的电功率为
的阻值
(3)智能电热马桶盖处于低温挡时,电路中的总电阻
低温挡时电路中的电流
正常工作3min产生的热量
29.(1)
(2)7.2W
(3)或
【难度】0.41
【详解】(1)由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器串联,测两端电压,测L两端电压,电源电压。
由题意,小灯泡正常发光时,示数即灯泡电压,从图乙的图像可得,时,电路电流,根据,代入得
(2)电源电压U不变,根据,电路电流最小时总功率最小。滑动变阻器接入电阻越大,电流越小,由于量程为0 15V,因此两端最大允许电压,此时灯泡两端电压
从图乙可得,对应电路电流,因此电路最小功率
(3)替换L后,与串联,分两种情况讨论:
情况1:的最大值是最小值的2倍。当接入最大电阻50Ω时,电压最大,电压最小,满足
由题意,联立得,
串联电路电压与电阻成正比,因此,代入数据,解得
此时,符合安全要求。
情况2:的最大值是最小值的2倍。当电路电流最大时,接入电阻最小,电压最大,电压最小,电路最大电流由滑动变阻器规格得。由题意,联立得,
根据欧姆定律
此时,符合安全要求。
因此满足条件的阻值为12Ω或25Ω。
30.(1)
加热
(2)
(3)
【难度】0.4
【分析】(1)判断挡位,闭合、时被短路,根据公式即可判断。
(2)计算效率,分别算出水吸收的热量和电热水瓶消耗的电能,代入可得。
(3)先求电热开水瓶消耗的电能,根据公式求实际加热功率,加热电阻的阻值,再根据公式得实际电压。
【详解】(1)闭合开关、时,被短路,电路总电阻为,电阻最小,电源电压不变,根据可知,电源电压不变,电阻越小功率越大,此时为加热挡。
(2)单位换算得水的体积
水的质量
水吸收的热量
加热过程消耗的电能
加热效率
(3)由电能表参数可得,指示灯闪烁25次时,电热开水瓶消耗的电能
实际加热功率
加热电阻的阻值
实际电压
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