2024年中考物理突破题培优专题压轴培优专题20 电学和力学综合问题（学生卷）

压轴培优专题20电学和力学综合问题2024年中考物理【高分·突破】压轴题培优专题精练一、单选题1．泸州市继续整合涉农资金，加大支持农村燃气热水器普及到户力度，如图所示是其结构原理图，微动开关K与活塞相连，活塞与水管相通，热水器进水来自楼顶自制雨水收集器。下列说法不正确的是（）A．淋浴时，打开淋浴阀，根据连通器的原理，喷头有水喷出B．打开淋浴阀后，根据流体压强与流速的关系，活塞应向左移动C．开关K闭合，电磁铁的磁力把燃气阀打开，同时电子点火，燃气进入灶头燃烧，有热水流出D．若热水器各部件完好，水压正常，打开淋浴阀后，电子点火器能点火却无火焰，原因可能是电磁铁没有磁性2．“绿水青山就是金山银山”，为保护环境，我国大力发展新能源汽车，图甲是电动车充电的场景。图乙是某电动汽车前进和倒车工作原理简单示意图，开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时汽车前进且能调速（调速是通过电子调速器改变流过电动机的电流大小来实现，图中R1相当于电子调速器），向后拉操纵杆时汽车以恒定速度后退。

结合情境中的文字和图像信息判断，下列说法正确的是（

）A．给电动汽车上的蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源B．电动机和电子调速器的连接方式是并联C．开关S1和S2同时接1可实现汽车倒车D．汽车前进和倒车是通过开关改变电动机线圈中的电流方向实现3．电动汽车是指以车载电源为动力，用电动机驱动车轮行驶的车辆，为了提高电动汽车的续航能力，在汽车中还安装有发电机，当汽车因惯性滑行或刹车时，电动机自动停止工作，车轮带动发电机发电并为蓄电池进行电能回收。如图所示是某电动汽车电路图的示意图，A、B为车载电脑控制的电路开关，则下列关于电动汽车工作过程的说法正确的是（）A．当汽车启动时，开关A闭合，B断开，此时电动机原理是电磁感应B．当汽车滑行时，发电机工作，其原理是通电导体在磁场中受到力的作用C．当开关A闭合，B断开时，电动机相当于用电器D．当开关B闭合，A断开时，发电机相当于用电器4．如图是某型充电桩（慢充）为电动车充电的情景，下表为该充电桩的部分参数。在正常电压下充电且不计充电过程中的能量损耗，下列说法正确的是（）输入电压220V输出电压220V充电功率7kW充电时间8﹣10hA．对电池充电时是将化学能转化为电能B．输入电流约为31.4AC．在1s内最多能对电动车充电7000JD．充电8小时可最多消耗电能70kW·h二、多选题5．实践活动小组的同学，在商场到了一种智能电梯，如图甲所示。当无乘客乘坐电梯时，电动机低速运转，电梯以较小的速度上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机高速度运转，电梯以较大的速度上升。他们利用所学过的知识设计了一个能实现智能电梯上述功能的模拟电路，如图乙所示。其中M为带动电梯运转的电动机，R1为定值电阻，R为阻值随所受乘客对其压力大小发生改变的压敏电阻，两个电源两端的电压均保持不变。关于这个电路，下列说法中正确的是（）A．R的阻值随压力的增大而减小B．当有乘客站在电梯上时，衔铁上的动触点与触点1接触C．当有乘客站在电梯上时，电磁铁线圈的耗电功率变大D．若适当减小R1的阻值，可减小无乘客时电动机消耗的电功率6．有一种利用重力进行发电的“重力灯”，其结构示意图如图所示。使用时，先将质量较大的重物M挂在绳端，松手后，M以缓慢的速度匀速下落，带动发电机转动，从而使LED灯发光。在M匀速下落的过程中，下列分析正确的是（）

A．M的动能保持不变B．M的机械能保持不变C．电能是由动能转化而来的D．电能是由重力势能转化而来的7．某同学设计了一个电子秤，其原理示意图如图甲所示，电源电压恒为6V，电阻R0为120Ω，电压表量程为0~3V（可显示质量大小），R1是力敏电阻，其阻值随压力变化图象如图乙所示。O点是杠杆ABO的支点，托盘固定在A点，AO︰BO=5︰1。托盘及杠杆组件的质量忽略不计，g取10N/kg。则（）

A．被称物体的重力就是杠杆的动力B．电子秤能称量的最大质量是6kgC．托盘中放2kg物体时，电路消耗总功率是0.1WD．若托盘能移动，越靠近支点，电子秤的精确度越高8．抗疫胜利后，重新开放的湖南省博物馆需要限制每天入馆的人数。甲图是小伟帮博物馆设计的一个检测入馆人数的电路，电源电压不变，力敏电阻的阻值随压力大小的变化情况如乙图所示，当电压表的示数变小时，计数器自动计数一次。闭合开关，当力敏电阻上的压力变大时，下列说法正确的是（）A．力敏电阻的阻值变小B．电路中的电流变小C．电压表的示数变小D．电路中的总功率变小，计数器自动计数一次三、填空题9．用塑料管在干燥的头发上摩擦几下，靠近放在水平桌面上的空易拉罐，易拉罐会跟着塑料管滚动。这说明带电体具有轻小物体的性质，同时说明（选填“力可以改变物体的运动状态”或“力可以改变物体的形状”）。10．如今无人机家喻户晓，我国某款军用无人机的技术已达到世界领先水平。下表是我国某军用无人机的部分技术参数：正常巡航速度km/h180最大载荷量kg200最大载燃油量kg300机身质量t1.1发动机额定功率kW75

（1）无人机为执行某项任务需要上升至某一高度后开始定速巡航（可认为匀速直线运动，无人机满载），此刻，油量表显示为90%，则此刻机身整体获得升力为N；（2）如果无人机以正常的巡航速度飞行10km（忽略油量变化），则牵引力做的功为J；（3）无人机身表面采用的复合材料受力不易被拉伸，说明该材料分子间力较大；无人机在航拍时，看到拍摄的地面上的景物太少，想在同一画面中看到景物更多，应该让飞机（选填“远离”或“靠近”）地面，同时应该将镜头（选填“向下伸出”或“向上缩回”）；（4）无人机飞行时为保证不超过最大飞行速度，工程师给发动机装上了控制油门的限速器，图乙为简化电路图，其中R的阻值随飞行速度的变化如图丙所示。若电源电压为12V，R0的阻值为20Ω，当无人机达到最大飞行速度时，R0的电功率是W。（电磁铁电阻不计）11．如图1所示为材料重心检测装置，R1和R2为两个相同的力敏电阻，在压力为2N到3.5N范围内其阻值随压力关系图像如图3所示，装置内检测电路如图2所示，其中电源电压U恒为6V，材料重5N且正好可以水平放置在支架的AB两点上，AB=24cm。闭合S，当V1和V2示数相等时，材料的重心距离A端cm，此时R1消耗的电功率为W。当V1和V2示数差值达到1V时，材料不合格，此时其重心与B端最远相距m。

12．如图是新型武器——电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去。电磁炮的发射过程中将电能转化为能，如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆将会受到向（填“左”或“右”）的力。电磁炮的发射原理与（填“扬声器”或“麦克风”）的原理相同。13．小伟在乘飞机时了解到，经济舱乘客的免费托运行李限重20kg，而商务舱的乘客允许携带更重的免费托运行李。如图是小伟设计的模拟飞机行李超重的报警装置，杠杆OP始终处于水平位置，电源电压恒为15V，R0是阻值为6Ω的定值电阻，Rx是力敏电阻，它的阻值随压力变化的关系如下表；当电压表的示数U0大于或等于3V时，电路外的检测装置会自动报警。（取g=10N/kg）（1）经济舱的乘客可以携带免费托运行李的最大重力为N；（2）小伟把检测装置恰好报警时的电学物理量标在下图中，请帮他计算此时Rx的电阻为Ω；（3）如图杠杆上有两个行李托盘，A、B是杠杆上的两个承重点，已知AP=0.3m，OB=0.6m。小伟闭合开关，将20kg的模拟行李放在某一个托盘上时，检测装置恰好报警，当他将模拟商务舱乘客的行李放在另一个托盘上时，检测装置也恰好报警。模拟商务舱乘客的行李限重为kg。（杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计）压力F/N50100150200250300阻值Rx/Ω503024201716四、计算题14．如表格和图甲、乙所示的是某一种电热水器的铭牌、剖面结构示意图和内部简单电路图，R1、R2均为定值电阻。[g取l0N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容c水=2×103J/（kg•℃）]求：型号DZP150﹣15A电源220V﹣50Hz额定功率1100W保温功率40W允许最大容量20L（1）如图甲，装满水时出水口距离水面52cm，出水口大小忽略不计，则此时出水口受到水的压强多大？（2）电热水器中电阻R2的阻值为多大？（3）当该热水器装满20℃的水时，1标准大气压下把水加热烧开，需要吸收多少热量？该电热水器消耗的电能80%被水吸收，该过程需要消耗多少电能？15．如图甲所示，小明设计了一种自动测量汽车油箱内油量的电路，电路由工作电路和控制电路组成。控制电路中，油量表实际上是一个选用“”量程的电压表，电源电压保持不变，是阻值为的定值电阻，当长方体油箱中有50升汽油时，油量表的指针满偏，压敏电阻接入电路的电阻与油箱中汽油的体积V的关系如图乙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计；工作电路中，a、b两处接有指示灯或定值电阻，当油量大于5升时，指示灯不发光；当油箱中的油量减小到5升时，指示灯发光，开始自动报警，提醒司机尽快加油。求：（1）工作电路中，a处接有的电路元件是；（2）控制电路的电源电压；（3）当控制电路中定值电阻消耗的电功率为时，油箱中的油量。16．新冠疫情期间，新款5G智能机器人被运用到校园疫情防控中，该机器人可行进到指定地点进行红外智能测温，也可在校园内匀速行驶，携带消毒液，进行校园消毒。表为该款智能机器人的部分参数（电池满电电能指：该机器人的电池充满电后，所能提供的最大电量）（g取10N/kg）额定工作电压25V额定喷洒功率100W电池满电电能3.6×106J满电最大续航里程4320m满载质量120kg轮胎与地面总接触面积0.02m2（1）该机器人满载静止在水平地面上时，对地面的压强是多少；（2）该机器人总电量的20%用于喷洒消毒液，则该机器人可以额定功率喷洒消毒液的最长时间是多少；（3）经测算，该机器人在校园匀速行进时平均阻力为400N，充满电后电池电量的60%用于行进，且恰能行驶达最大续航里程，若该不考虑其他能量损失，该机器人行进电机的效率是多少？17．如图甲所示，是小华利用所学的物理知识设计的一个拉力传感器，并用它作为测力计完成了测量滑轮组机械效率的实验。拉力传感器的电源电压为6V，是阻值为的定值电阻，是压敏电阻，其阻值与所受压力的关系如图乙所示，压敏电阻上有一个压板与挂钩相连，将挂钩受到的拉力转化为对压敏电阻的压力，用量程为的电压表来反应挂钩处拉力大小。实验中用滑轮组提着重20N的物体匀速上升1m的过程中，电压表的示数始终保持2V不变。不计滑轮组的绳重及摩擦，则：（1）如果将电压表表盘改为拉力刻度，应该将拉力的零刻度线标在电压是多少伏的刻度线上？（2）这次实验滑轮组的机械效率是多大？（3）这个滑轮组能提起的物体最重不能超过多少牛？

18．如图甲，电源电压恒为6V，柱体A与B经细线绕过定滑轮（不计绳重及摩擦）相连，，，A置于力敏电阻上，B的上端与容器上端相平，力敏电阻阻值随压力F的变化关系如图乙，容器内无水时，电流表示数，电路的总功率为，向容器中注水至加满，此时电路的总功率为，若，求：（1）定值电阻的阻值；（2）加满水时电路的电流；（3）注水至加满后，力敏电阻的阻值；（4）注水至加满后，物体B所受浮力。

19．在工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图所示，此“塔吊”配置的电动机线圈电阻为，当两端加220V电压时，通过线圈的电流为50A。在一次工作中“塔吊”在60s内将质量为3000kg的重物先竖直匀速向上吊起15m，又沿水平方向移动15m，在此过程中，求：（1）“塔吊”对重物做的功；（2）该电动机消耗的电能；（3）这次工作中整个“塔吊”的效率。（结果保留百分号一位小数）

20．如图所示为某一智能测量系统的原理图。物体A重20N，底面积为100cm2，高20cm，放在底面积为300cm2的容器中。物体B底部正放于压敏电阻R上