2024年中考物理综合题（含答案）

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专题07综合题

在2024年的中考物理“综合题”命题中，我们可以预见几个明显的趋势。

题目的跨学科性将会更加突出。随着科学教育的综合性和跨学科性越来越被重视，物理题目可能会融

合数学、化学、生物等其他科学领域的知识，要求学生进行综合分析和解决。例如，可能会出现在解决物

理问题的过程中，需要运用数学知识进行建模和计算，或者需要理解生物学中的某些现象与物理原理的关

联。

题目的实际应用性将更加强调。物理是一门与现实生活紧密联系的学科，因此，命题者可能会设计更

多具有实际背景的题目，让学生在解决实际问题的过程中，运用所学的物理知识。例如，可能会涉及到环

保、能源、交通等领域的实际问题，让学生在解答过程中，既能锻炼物理思维，又能增强社会责任感。

题目的创新性和开放性将进一步提升。随着教育改革的深入，对学生的创新思维和问题解决能力的要

求越来越高。因此，物理综合题的命题也将更加注重培养学生的创新思维和开放性思维。例如，可能会出

现一些开放性的题目，允许学生从不同的角度进行思考，提出多种可能的解决方案，从而激发学生的创新

精神和探索欲望。

2024年中考物理“综合题”的命题趋势将更加注重跨学科性、实际应用性和创新性，这将对学生的综

合素质和问题解决能力提出更高的要求，也将为物理教学带来更多的挑战和机遇。

（限时20分钟）

1.某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖。触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，/为人体重

心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力尸如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。

（1）以。为支点，请在图中作出动力厂的力臂/；（）

（2）该同学质量为50kg,则墙壁对人的支撑力约为N；

（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力尸如何变化？，并说明理由。

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187.5支撑力尸变大动力臂变小，阻力臂边长，阻力大小不变

【解析】（1）[1]支点。到力尸的作用线的距离为力臂/，先延长力尸的作用线，过支点O做力厂作用线

的垂线，支点。到垂足之间的距离为力臂如图所示

（2）[2]由下图得，动力臂为8个格子的长度，阻力臂3个格子的长度，由杠杆平衡条件得，墙壁对人的

支撑力约为

（3）[3][4]若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，则动力臂变小，阻力臂边长，阻力为人

的重力，大小不变，由杠杆平衡条件得，支撑力尸变大。

2.如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，4、&为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使

电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。

（1）要使电吹风正常工作，图甲中的N处应安装，8处应安装（选填“电动机”或“电阻丝”）；

（2）如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关。要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关；

（3）已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了2（TC；处于“热风”状态时，从出风口

吹出的空气温度升高了3（TC,假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则

即处=;

（4）电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会（选填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】电阻丝电动机SS和Si1:2变小

【解析】（1）电阻用来发热，电动机用来产生风，若4处装电动机，8处装电阻，则8处产生的热无

法被风带出，会烧坏电吹风，因此N处应装电阻，8处装电动机，风将产生的热带出，形成热风。

（2）[3]要吹冷风状态，则电阻不工作，电动机工作，应闭合开关S。

[4]要吹暖风，由图，&工作、心不工作，因此应闭合开关S、Sio

（3）[5]电吹风处于“暖风”状态时，必和电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了20。口此时发热功

率为

处于“热风”状态时，氏、R2＞电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了30℃,此时发热功率为

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假设这两种状态下的热效率相同且都为Q,则二种情况下空气吸热分别为

两式相比得

化简整理得

可求得

（4）［6］电阻丝升华，会变细，电阻值会变大，为纯电阻电路，根据功率公式

可知，电阻增大时，发热功率会变小。

3.如图所示，中国“祝融号火星车质量为240kg。太阳能板将太阳能转化为电能，为火星车上的科学设备供

电，车顶部安装有集热器，其窗口覆盖了一层透光率很高的膜，阳光可以透进来，保证红外线能量只进不

出、在膜下面，是一种叫正十一烷的材料，白天它被阳光照射吸热熔化，到了夜晚温度降低，它逐渐凝固,

把储存的能量再释放出来，“祝融号”火星车是六轮驱动，且每个车轮都能转向，爬坡时走“之”字形路线。

（火星表面g取4N/kg）

（1）阳光中的红外线具有显著的效应；火星车爬坡时走“之”字形路线可以省（选填“力”或“功”）

（2）火星车在火星表面所受的重力大小为多少？

（3）在下列方框中填上装置或能量名称，完成火星车利用太阳能的路径图，

【答案】热力960N太阳能板内能

【解析】（1）［1］红外辐射被物体吸收后转化为内能，使物体的温度升高，是由于红外线具有热效应。

［2］任何机械都不省功，火星车爬坡时走“之”字形路线，相当于利用了斜面，斜面可以省力。

（2）［3］由重力公式可得

G=mg=240kgx4N/kg=960N

（3）［4］太阳光照射在太阳能板上，利用光电效应，将太阳能转化为电能。

［5］集热器保证了热量不会散失，从而使温度升高，内能增大。

4.用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m,拉力分别为尸甲、F乙。此过程相关数据如图，g

取10N/kg,则:

（1）物体M的质量为kg；

（2）两个滑轮组此过程的机械效率的大小关系是z（选填“>”、“<”或“="）;

（3）甲滑轮组（选填“A”、"B”或“C”）；

A.省力B.费力C.不省力也不费力

（4）除了利用滑轮组，也可以利用杠杆抬升物体M,如下图所示，利用杠杆翘起物体M,。为杠杆

支点，为杠杆的动力臂，现杠杆处于水平位置平衡。请作出杠杆受到的动力B的示意图和重物M对杠杆

压力B的示意图。若已知此时动力尸/小于阻力B，则动力臂L与阻力臂的％的关系应为。

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A

【解析】(1)[1]由图可知，甲滑轮组的总功少点产1200J,额外功臣麟叶800J,则有用功

W育甲=W总甲一W^1200J-800J=400J

则物体M的重力

则物体M的质量

(2)[2]由图可知，甲滑轮组做总功为1200J,做额外功为800J,则甲滑轮组机械效率

由图可知，乙滑轮组做总功为800J,做额外功为400J,则甲滑轮组机械效率

即〃*Z。

(3)[3]由图可知，甲滑轮组动滑轮上有两段绳子承载物重，则绳子自由端移动的距离

甲滑轮组的总功沙总Q1200J,则自由端拉力

由(1)可知物体"的重力GM=400N,由尸户G”可知，甲滑轮组费力，故AC不符合题意，B符合题意。

故选B。

(4)[4]从支点到动力的作用线的距离为动力臂，动力臂与动力的作用线是垂直的，过力臂工/的上端作力

臂的垂线，可得用的作用线，B的作用线与杠杆N3的交点为动力用的作用点；重物M对杠杆压力巳的

作用点在上，压力的方向垂直于48向下，尸/的作用效果与巳的作用效果相反，B的方向向下，则杠

杆动力B的方向是斜向下的，如图所示：

[5]根据杠杆平衡的条件：FiHb，动力已小于阻力B，则动力臂右大于阻力臂心。

故选Ao

5.篮球从M点以速度为竖直下落，经水平地面反弹后恰好回到与〃点等高的N点如图。设在M点时篮球

的机械能为E,动能为Eu，重力势能为Epi；回弹到N点时篮球的重力势能为Ep2；

(1)请比较：EPlEp2(选填“>"，"="，“<”)；

(2)从水平地面回弹到N点过程中，篮球动能(选填“减小”，“不变”，“增大”)；

(3)M到N过程中减少的机械能£行(选填“E-感广，“E-Ekj')；

(4)最后篮球静止在水平地面上，对地压力为6N,压强为2xl03pa,请根据公式计算出此时地面的受力面

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积为。

F

【答案】=减小£-EpN=—3xlO-3m3

P

【解析】（1）口]由于河点与N点等高，所以M点和N的重力势能相等，故Ep产Ep2。

（2）[2]从水平地面回弹到N点过程中，篮球的质量不变，篮球的速度越来越小，所以篮球动能减小。

（3）[3]篮球在放点具有的机械能

由于篮球在N点的动能为0,所以篮球在N点具有的机械能E=Ep2,故”到N过程中减少的机械能

F

（4）[4][5]已知篮球对地面的压力尸=6N,压强p=2xl03pa,由压强公式式p=三得

6.“碳中和”是指生产生活中通过各种方式来抵消自身产生的CO2（二氧化碳）排放量，达到CO?的相对‘零

排放”，是当今共同应对气候变暖问题的全球行动。2022年北京冬奥会是全球第一个实现了“碳中和”的冬奥

会。冬奥会使用了氢燃料电池大巴，行驶时只排放水而无其它任何有害物质。大巴使用的氢燃料电池相当

于发电机，电池工作原理如图甲所示。把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散并与电解质发

生反应后，放出的电子通过外部工作电路到达阴极，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃

料电池阴极板。

（1）氢燃料电池工作时将燃料的能转化为电能；

（2）图甲是氢燃料电池工作原理图，则电池正常工作时电池内部电流的方向为（选填“向左”或“向右”）；

（3）如图乙，驾驶位有通风和加热两种功能，且能独立控制，以下简化电路可达到此要求的是（填字

母）；

（4）氢燃料电池大巴可实现CO?的零排放，而柴油动力大巴每燃烧1kg柴油排放的CO2约3kg。某柴油动

力大巴行驶100km耗油25L,这25L柴油完全燃烧可释放热量J；如改用氢燃料电池大巴行驶100km可减

337

少约kg的CO2排放；（p^=0.8xl0kg/m,qw=4.3xlOJ/kg）

（5）请你为“低碳生活”给出一条合理的出行建议：。

【答案】化学向右B8.6*10860绿色出行

【解析】（1）[1]氢燃料电池工作时，消耗氢气产生电能，将燃料的化学能转化为电能。

（2）⑵图甲氢燃料电池工作原理图中，电池正常工作时带正电的氢离子向右定向移动，因此电池正常工作

时电池内部电流的方向为向右。

（3）[3]如图乙，驾驶位有通风和加热两种功能，且能独立控制，因此电动机和电热丝应该是并联关系，且

都有各自的控制开关，因此简化电路可达到此要求的是B。故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

（4）[4][5]柴油的体积是

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^25L=0.025m3

25L柴油的质量为

m=p的J^0.8x103kg/m3x0.025m3=20kg

25L柴油完全燃烧可释放热量的热量为

78

Q=q^^»?=4.3xl0J/kgx20kg=8.6><10J

如改用氢燃料电池大巴行驶100km,可减少CO2排放的质量约为

m^=3x20kg=60kg

(5)[6]“低碳生活”出行建议：绿色出行。尽最大可能减少乘坐燃油车出行。

7.如图甲，重3N的物体在水平压力尸的作用下，压在竖直的墙壁上，尸大小随时间/的变化关系及物体

运动的速度随时间/的变化关系如图乙所示，由图像可知：

(1)当片1s时，物体所受摩擦力为N；

(2)在2〜4s内物体做运动(选填“加速”、“减速”或“匀速”)；

(3)当Q5s时，物体所受摩擦力为N。

【答案】3加速3

【解析】(1)口]由图乙7图象可知，在0〜2s内，物体速度为零，物体静止，处于平衡状态，由平衡条件

可得，此时物体受到的摩擦力和物体的重力是一对平衡力，大小相等，所以物体受到的摩擦力

(2)⑵由图乙中的M图象可知，在2〜4s内物体的速度越来越大，物体做加速运动。

(3)[3]由图乙中的v“图象可知，在4〜6s内物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可得，物体

受到的摩擦力和物体的重力是一对平衡力，大小相等，所以物体受到的摩擦力

8.即热式饮水机工作原理如图1所示，水箱中的水被水泵抽出后，流经电阻丝时被加热，实现边加热边出

热水的即热功能，电阻丝最大加热功率为2000W。用户可根据需要调节出水温度和出水量。小军对该饮水

机进行了探究。

表一

加热功率

实验次数出水温度/℃出水时间/s

/W

14016.00

24516.051374

35015.951712

46018.902000

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58532.041999

69537.291999

(1)小军探究过程如下(设电阻丝产生的热量全部被流经的水吸收且无热量损失)：

①将出水量设置为250mL,出水质量为kg；

②用温度计测出水箱内水的初温如图2所示，示数为。C；

③保持水的初温和出水量不变，改变出水温度，测量出水时间并记录在表1中；

④根据表1数据计算出加热功率，第1次实验时的加热功率为W；

(2)小军采用的实验方法是，小军由表1数据得出结论：饮水机可根据出水温度自动选择不同的控制方式,

当出水温度低于85。(2时，仅通过改变来调节出水温度，若上述实验中将出水温度设定为88。(2,可估算出水

时间约为s；

(3)小军对实验进行了反思：上述结论在冬季还适用吗？为得到精准的结论，小军将表1设计优化如下并

重新实验，你认为①、②处应分别填写的是和。

加热功率

实验次数①出水温度/℃②出水时间/s

/W

1

OOOOOO

【答案】0.25241050控制变量法加热功率33.6水的初温/七水升高的

温度/℃

【解析】(1)①[1]将出水量设置为

V=250mL=250cm3

出水质量

m=pV=1g/cm3x250cm3=250g

②[2]由图2知温度计的分度值为1℃,则温度计的示数为24℃=

④[3]第1次实验，水吸收的热量

e^c^mA/=4.2xlO3J/(kg«℃)x0.25kgx(40℃-24℃)=1.68xlO4J

由于无热量损失，所以加热器产生的热量

衿。赤L68xlO4j

加热器的功率

(2)[4]实验中保持水的初温和出水量不变，改变出水温度，用到了控制变量法。

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［5］由表1数据知当出水温度低于85。（2时，仅通过改变加热功率来调节出水温度。

［6］由表1数据知当出水温度高于85。（2时，加热功率不变，都为1999W,此时水吸收的热量

4

0/=c次机Af'=4.2xl03j/（kg.℃）xo.25kgx（88℃-24℃）=6.72x10J

由于无热量损失，所以加热器产生的热量

次=。1=6.72x10。

由户=［得水时间

（3）［7］网由于冬季温度变化较大，为得到精准的结论，实验中需要记录水的初温度、末温度以及升高的温

度，所以表格①处应该填写水的初温/。。②处应填水升高的温度-C。

9.厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口

感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中以、心均为发热电阻（假定电阻不随温

度变化），部分参数如下表所示。求：

额定电压/V220

高温1100

额定功率

中温880

/W

低温

（1）当开关Si断开，单刀多掷开关S2打到3时，蛋糕机处于档（选填“高温”、“中温”或“低温”）；

（2）该蛋糕机以高温挡正常工作时，10分钟产生的热量；（）

（3）该蛋糕机正常工作时治的电阻值；（）

（4）该蛋糕机低温挡的额定功率。（）

【答案】低温660000J220c176W

【解析】（1）口］当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，此时电阻处、心串联，根据欧姆定律可知,

此时电路中电流最小，再根据电功率公式尸="可知，电路中消耗的电功率最小，由参数表可知，此时蛋

糕机处于低温档。

（2）［2］蛋糕机在工作过程中将电能完全转化为了内能，所以蛋糕机以高温档正常工作lOmin产生的热量为

0=JT=R=llOOWxlOx60s=660000）J

（3）［3］由题意可知，当必、&并联接入电路中时，电路中的总电阻最小，电路中的总电流最大，此时为

高温档；当处单独接入电路中时，电路中的总电阻较小，电路中的电流较大大，此时为中温档；当电阻

必、心串联接入电路时，电路中的总电阻最大，电路中的总电流最小，此时为低温档；

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当以单独接入电路中时，电源电压为

U=220V

电路总的电功率为

尸声=880W

根据电功率公式？=〃可知，中温档时电路中通过必的电流为

根据公式尺=，可得

当当此、心并联接入电路中时，因为电源电压不变，根据并联电路中电流的规律可知

/总=//+，2

此时为高温档，根据公式夕=s可知

所以通过电阻2电流

12=/总一//=5A—4A=1A

根据公式五=半可得，电阻a的阻值为

（4）[4]当电阻处、心串联接入电路时，电路中的总电阻

R.#/?y+7?2=220Q+55Q=275Q

电路中的电流为

根据电功率公式P=S可知，电路的总功率为

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

所以低温档的额定功率为176W。

10.小雨家买了一台储水式电热水器。外观如图甲所示，图乙是热水器剖视图。热水器的内胆是密封的，

里面有两个通到外部的水管，a是热水出水管，b是冷水进水管。c和d是两个外层包有绝缘材料的电加热

管。

（1）关于电热水器下列说法中正确的是；

A.电源指示灯发出的红光是红外线

B.电加热管通电时电能转化为内能

C.电加热管里电阻丝用电阻小、熔点低的材料制成

（2）电热水器要使用三脚插头，是为了使电热水器的金属外壳与相连；

（3）如图甲所示，在热水管和冷水管交会处安有一个水龙头。水龙头的手柄做的较长，这个水龙头的手柄

相当于一个（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；

（4）电热水器内胆充满水后才能通电加热。电加热管周围的水吸收热量温度升高，水的体积膨胀，密度变;

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（5）为了防止电热水器漏电，电热水器生产厂家利用自来水导电能力差的特性，发明了一种“防电墙”技术。

即用一段空心绝缘管替换一段热水出水管。通过改变此管的内径和长度来改变管内水的电阻的大小。如图

丙所示，四个用同种材料制成的空心绝缘管，A和B内径相同，C和D内径相同，A、B的内径大于C、D

的内径。为了增大流经空心绝缘管内水的电阻，减小漏电电流，如果你是设计师，会选用下图中的绝缘管；

（6）电热水器面板上有两个控制开关Si、S2,火线两个电加热管分别用R八2表示，要求Si单独控制R”

S2单独控制Q，两个开关同时闭合时应与必同时加热。请你在图丁中，用笔画线代替导线，补全开关控

制电加热管的电路，且符合安全用电的原则。

【答案】B大地省力小D

【解析】（1）[1]电源指示灯发出的红光是可见光，不是红外线；电加热管里电阻丝用电阻大、熔点高的材

料制成；电加热管通电时电能转化为内能，故B正确。

（2）[2]电热水器要使用三脚插头，是为了使电热水器的金属外壳能够接地，防止漏电造成事故。

（3）[3]水龙头的手柄做的较长，使用开关时，动力臂较长能够省力，所以是省力杠杆。

（4）[4]电加热管周围的水吸收热量温度升高，水的体积膨胀，水的质量不变，所以密度变小。

（5）[5]厂家利用自来水导电能力差的特性，发明了一种“防电墙”技术，所以需要电阻大，同种材料，横截

面积越小，长度越长，电阻越大，所以选择D绝缘管。

（6）[6]由题意可知及/与心并联，两个开关分别控制两个电阻，为了用电安全，必须把开关与火线相连，

如下图所示：

11.黄旭华是中国的“核潜艇之父"，为我国核潜艇事业做出巨大的贡献。核潜艇是国家的战略重器，是维护

国家安全的基石之一。图甲是核潜艇的外观。

（1）核潜艇在海面下的100m的深处水平匀速行驶过程中，遇到紧急情况，迅速调整艇身仰角（与水平方

向的夹角）至30。开始上浮，上浮过程中潜艇始终以不变的速度沿艇身方向行驶，潜艇的深度计显示的潜艇

在海面下的深度随时间变化的关系如图乙，则潜艇在第80s时受到海水压强为Pa（潜艇高度不计，海水密

度取1.0><103kg/m3,g取10N/kg）,上浮过程中（第50s至第100s）潜艇的速度大小为m/s；

（2）流动的海水属于流体，核潜艇在海里行驶要考虑流体压强和流速的关系。如图丙所示是演示“流体压

强和流速的关系”实验装置，U形管中装有水，直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。如果在右端c

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处往装置里急吹气，导致b管上方气流速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）a管上方的气流速度，b管与a

管的水面上方形成气压差，U形管中（选填"a”或"b”）管水面升高，（选填“a”或"b”）管水面降低，如果升

高端的液面比原来升高了5cm,则此时U形管底部d处左右两侧液体压强差为Pa。（g取10N/kg）

【答案】4x1052小于ab1000

【解析】（1）口][2]核潜艇在海面下的100m的深处水平匀速行驶过程中，由乙图可求潜艇上浮速度

则潜艇在第80s时所处的深度

则潜艇在第80s时受到的压强

（2）[3]由丙图发现b管上方横截面积比a管上方横截面积大，则b管上方气流速度小于a管上方的气流速

度。

[4][5]由于流体流速大的位置压强小，所以b管与a管的水面上方形成气压差，a管的水面上方气流速度大,

压强小，则a管水面升高，b管水面降低。

⑹升高端的液面比原来升高了5cm,则两侧液面高度差为10cm,则两侧液体压强差

12.如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V,4为热敏电阻，置于水箱中产生

的热量对水箱中水温的影响忽略不计，匕阻值随温度变化的关系如图乙所示，心为可调电阻，用来设定电

热水器的水温。尺3、均为纯电热丝，均置于水箱中，尺3=22。；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达

到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变），请完成下列问题：

（1）图甲中电磁铁的上端为（选填“N极”或“S极”）；

（2）加热时电热丝丛的功率为；

（3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量80%被水吸收，则

水温升高了。C；[CQ4.2X103J/（kg.℃）,结果保留1位小数]

（4）如果将电热水器水温设为6（FC,2的阻值应该调至

【答案】S极2200W25.120

【解析】（1）[1]电磁铁是根据电流的磁效应制成的，图甲中电流从电磁铁的上端外侧流入，由安培定则可

知，线圈的下端为N极，其上端的磁极为S极。

（2）[2]分析甲图可知，当衔铁与上方触点接通时，电路中只有舄工作，为加热状态，

当衔铁与下方触点接通时，电路中必与&串联，一起工作，为保温状态，加热时电热丝丛的功率为

（3）[3]电路处于加热状态，正常工作1小时，产生热量

2=Pz=2200Wx3600s=7.92x106J

产生的热量80%被水吸收，则水吸收热量

Q^80%X2=80%X7.92X106J=6.336X106J

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由。贮cm加变形得，水升高的温度

（4）[4]如果将热水器中的水温设置为60。（2,此时控制电路中的电流刚好为0.2A,由/==可知此时控制

电路的总电阻

由图像可知，60。（2时处的阻值为10C,则&的阻值为

R2=R怎-R/=300-10Q=20。

13.如图所示，先用大小为200N的拉力B把重为150N的物体甲从/点竖直向上加速拉至2点，h=2m,

再用平行于斜面大小不变的拉力B把甲沿斜面从C点拉至与8点等高的。点；如图所示，用大小相同的拉

力巳将物体乙沿水平地面从。点直线拉至P点。已知尸2=120N,甲在CD段的速度一时间图像和乙在OP

段的路程一时间图像如图所示。求：

（1）B所做的功是多少？（）

（2）利用斜面提升甲的机械效率是多少？（）

（3）2在。P段做功的功率是多少？（）

（4）甲在CD段受到的摩擦力为力和乙在。尸段受到摩擦力为力，则%（选填“=''或¥"）。

【答案】40062.5%60#

【解析】（1）[1]不用机械直接提升物体甲做的功为有用功，即B做的功为

W尸B〃=200Nx2m=400J

（2）[2]利用斜面提升甲所做的功是总功，由甲在。段的速度一时间图像可知，甲运动的速度v=0.4m/s,

CD段路程为

s=vZ=0.4m/sxl0s=4m

将甲从C拉到D所做的总功为

W,g=F25=120Nx4m=480J

所以利用斜面提升甲的机械效率是

（3）[3]乙在。尸段的路程一时间图像可知，乙在10s内通过的距离为5m,对乙做的功为

W2SOP=120Nx5m=600J

死在。尸段做功的功率为

（4）[4]由图3可知，甲在CD段（在斜面上）做匀速直线运动，且速度大小为0.4m/s,虽然甲物体处于平衡

状态，但拉力F2既要克服物体与斜面间的摩擦力，也要克服物体的重力，所以拉力巳与摩擦力力不是一

对平衡力，则尸2步；乙在OP段（在水平面上）做匀速直线运动，且速度为0.5m/s,此时乙受到的拉力、摩

擦力是一对平衡力，则入⑦；由此可见：用2。

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14.质量为48.5kg的机器人携带1.5kg的快递件乘坐电梯上楼，如图1(g取10N/kg)

(1)电梯上升过程速度随时间变化图像如图2,求：

①匀速阶段电梯上升的距离；

②匀速阶段电梯对机器人支持力的功率；

(2)离开电梯后，机器人受到水平向前的动力尸，其所受地面阻力是总重力的0.2倍，从电梯口。点匀速

直线运动4s到4点时撤去动力，然后减速运行0.5s到房门前C点，随后静止在C点，求：

①在方框中画出机器人(包括快递件)在2点的受力示意图，用“•”表示机器人；

②以机器人在。点为计时起点，在图3中画出0〜5s机器人所受阻力的大小随时间变化的图像；

(3)现有图4装置，放置在五楼窗口，小明操作机器从一楼匀速提升质量同为1.5kg的快递件到五楼，该

过程此装置的机械效率为50%,

【答案】9m750W15

【解析】(1)[1]由图2可知电梯在2〜8s内匀速上升，此时的速度为l.5m/s,由v可知，匀速阶段电梯

上升的距离

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

⑵机器人和快件的总重力

G/=7〃£g=(48.5kg+1.5kg)x10N/kg=500N

因为机器人做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，匀速阶段电梯对机器人支持力

F^G.g=500N

则支持力做功的功率

(2)[3]由题意可知，机器人在8点不再受到水平向前的动力尸，由题意可知，机器人受到地面的阻力大小

为

>0.2G,3=0.2x500N=100N

此时机器人相对于地面向右运动，因此机器人受到的阻力方向水平向左，由于机器人在水平方向上运动，

此时机器人在竖直方向上受力平衡，即机器人受到地面的支持力与机器人的重力是一对平衡力，故机器人

(包括快递件)在8点的受力示意图，如图所示：

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[4]由于0〜4.5s内机器人对地面的压力和接触面的粗糙程度都没有发生变化，因此0〜4.5s内机器人所受阻力

的大小不变，仍为100N,4.5s〜5s内，机器人静止，不受阻力，因此0〜5s机器人所受阻力的大小随时间变

化的图像如图所示：

（3）⑸快递件的重力

G=mg=1.5kgx10N/kg=15N

由图4可知，承担动滑轮绳子的股数片2,由

可知，牵拉绳子的力

15.2020年11月10日，中国万米载人深潜器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，深度达10909m。图甲

是“奋斗者，，号模型，图乙是它的部分结构示意图。“奋斗者”号总质量为203其底部装配有质量为2t的可抛

弃压载铁，中部安装有固体浮力材料，载人舱为空心球体。除载人舱及部分电路设施外，其余部分与海水

相通。“奋斗者”号在海水中依靠改变自身重力和受到的海水浮力实现无动力下潜和上浮。不考虑海水的流动

影响，忽略深潜器部件受到海水压力后的体积变化。（海水密度取1.0xl03kg/m3,g取lON/kg）

（1）若在10909m深度处，海水产生的压强为l.lxl08pa,此处海水在载人舱外壳2xl（）-4m2的面积上产生

的压力为多少？（）

（2）若固体浮力材料质量为2400kg,密度为600kg/m3。求：

①固体浮力材料的体积为多少？（）

②固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力和自身重力之差为多少？（）

（3）“奋斗者”号完全浸没在海水中后匀速下潜，接近海沟底部时，抛掉质量为机的压载铁后悬浮在海水中，

待海底科研任务结束后，抛掉剩余的全部压载铁后匀速上浮至海面。若“奋斗者”号只在竖直方向实现下潜

和上浮，船身与水平面平行，下潜和上浮过程中所受阻力大小不变、方向与运动方向相反，压载铁的密度

为8.0xl03kg/m3,则“奋斗者”号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为N。

【答案】2.2X104N4m31.6xlO4N1,9xlO5N

【解析】（1）[1]此处海水在载人舱外壳2x10-4m2的面积上产生的压力为

故海水在载人舱外壳2x10-4m2的面积上产生的压力为2.2X1（）4N。

（2）[2][3]固体浮力材料的体积为

故固体浮力材料的体积为4m3；固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力

自身重力为

浮力与自身重力差为

则浮力与自身重力差为1.6X104N。

（3）[4]设“奋斗者”号的体积为/如由题匀速下沉时

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「水g^+2kg%=&沉=6船+6铁一/...①

压载铁全部抛完匀速上升时

2逐嗫=尸t浮=6船+了...②

两式相加可得

2。水8喂+。水g%=2G船+G铁...③

当抛掉质量为机的压载铁后，“奋斗者”号悬浮，则

。水g匕的+夕水g-t失利=6孚=G船+G铁剩...④

令③-④x2整理得

P水（Vtr2V铁剥）=P铁（V$2y铁舱

可知

/及-2/铁患『0

即

船和压载铁总质量203压载铁质量为23则船的质量为183即18000kg,则船的重力

G^18000kgxl0N/kg=1.8xl05N

则“奋斗者，，号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为

答：（1）此处海水在载人舱外壳2xl0-4m2的面积上产生的压力为2.2X1（）4N；

（2）固体浮力材料的体积为4m3；固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力和自身重力之差为

1.6xlO4N；

（3）“奋斗者”号在抛掉质量为”的压载铁后所受海水的浮力为1.9X105N。

16.小明用如图甲所示的装置来探究“弹簧的伸长跟拉力的关系”，弹簧的一端固定在木板上，他先在木板上

标上0〜7.00cm的刻度，把木板竖直放置，在弹簧下端挂钩码（每个钩码的质量为50g）,实验数据记录如

下表。（g=10N/kg）

钩码个数012345678

弹簧长度/cm2.002.503.003.504.004.505.005.506.00

伸长量/cm00.501.002.002.503.003.504.50

（1）当挂3个钩码时，指针所对刻度如图乙，此时弹簧的伸长量cm；

（2）分析表中的数据可得：在弹性限度内，；

（3）小明想用该装置设计一个直接测量液体密度的“密度秤”，他找来一个质量为50g的小桶，挂在弹簧下

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面的挂钩上，测量时，在桶中加满待测液体，根据指针指示的刻度，就能直接读出液体的密度；

①该“密度秤”的零刻度线应在cm刻度处；

②在桶中加满水指针指在3cm刻度处，如图丙，则该桶的容积是cnP；

③该“密度秤”能测量的最大的密度是g/cnP；

④小明想增大该“密度秤”的量程，在不更换弹簧的前提下，你的办法是。（写出一种即可）

【答案】1.50弹簧的伸长量和拉力成正比2.50504.5换用质量更小的小桶

（答案合理即可）

【解析】（1）[1]先判断出刻度尺的分度值，再读出弹簧原长和弹簧的伸长量，由图中刻度尺的分度值为

1mm,弹簧的原长为2.00cm,现在弹簧的长度为3.50cm,故弹簧的伸长为

（2）⑵通过横向分析表中数据可以看出，在弹性限度内，钩码个数变成原来的几倍，即拉力变为原来的几

倍，弹簧的伸长量也变为原来的几倍，所以得出：在弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力成正比。

（3）[3]由甲、乙两图可知，当挂3个钩码，即150g时，弹簧伸长1.50cm,由

可知，伸长1cm时物体的质量为100g,故当质量为50g的小桶挂在弹簧下面的挂钩上时，弹簧伸长

0.50cm,长度变为2.50cm,即该“密度秤”的零刻度线在2.50cm处。

[4]在桶中加满水，指针指在3cm刻度处，和未装水时相比，弹簧伸长量为

故桶中水的质量为50g,根据。=万可知，桶的容积为

[5]由于木板上的刻度最大为7.00cm,所以“密度秤”能测量的最大质量为

该，，密度秤，，能测量的最大的密度为

[6]在测力计量程一定的情况下，由“密度秤”能测量的最大质量是一定的，减小桶的质量，则相同体积的桶

内可以装的液体的质量更大，由0=-p&可知，可以测的液体密度更大，可以增大该秤的称量范围。

17.（1）“HUD”是汽车应用的一种新型技术，也叫“平行显示系统”。其原理是：位于仪表台后端的显示屏

将车速、导航等信息投射到贴有透明反射膜的前挡风玻璃上，挡风玻璃将光反射给驾驶员，驾驶员就看到

显示屏的虚像，让司机在不低头、不转头时就能看到车辆行驶信息。请在图中作出人眼B通过前挡风玻璃

看到显示屏上/点的像/'的光路图；

（2）一束平行于主光轴的光经过某凸透镜后的光路图如图甲所示，凸透镜的光心在0cm处。把物体放

在凸透镜前某位置，如图乙所示；

①把图乙中N点发出的两条光线的光路补充完整；（°平行于主光轴，6过0cm处）；

②物体经凸透镜后成（选填“倒立”或“正立”）、（选填“放大”或“缩小”）的（选填“实像”或“虚像”），

（选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）就是利用该原理成像的。

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【答案】

投影仪

【解析】（1）[1]利用平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，作出/点关于挡风玻璃的对称点，即为

其像点4,根据反射光线反向延长通过像点，连接与平面镜的交点即为入射点0,即为反射光线，

为入射光线，如下所示：

（2）①[2]根据图乙可知，平行于主光轴的光线经过凸透镜后过焦点，光线。平行于主光轴，经凸透镜折射

后过另一侧的焦点；光线6经凸透镜的光心后传播方向不改变，据此作图；

②[3][4][5][6]焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，故焦距为2cm,由图乙知，物体在一倍焦距和二倍焦距之间,

此时成倒立、放大的实像，生活中投影仪就是依据此原理制成的。

18.图甲为热敏电阻的图象，图乙为用此热敏电阻火和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路（U

为恒压电源），继电器线圈的电阻为30Q,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源，当线圈中的电流大于或等

于201nA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温控。

（1）恒温箱内的加热器应接在（选填“4或“2、端；

（2）要实现对50。（2〜100。（2之间任一温度的控制，该装置恒压电源。至少为V；若恒压电源U为4V,则滑

动变阻器R的最大阻值为。。

【答案】A,C2.4120

【解析】（1）[1]由题意知，衔铁被吸合，加热器停止工作，则衔铁松开时，加热器工作。所以恒温箱的加

热器应接在/、C端。

（2）⑵衔铁被吸合时，控制电路的电流至少为20mA,继电器两端的电压

Ui=IR^0.02Ax30Q=0.6V

由图乙知，电磁铁与热敏电阻及滑动变阻器串联在控制电路中。由图甲知，热敏电阻的阻值随温度升高而

降低。据串联电路的分压特点知，热敏电阻越大，分得的电压越大，所以当温度为50摄氏度，热敏电阻阻

值为90。时，电源电压最小，此时热敏电阻两端电压

C/=Z;7?/=0.02Ax90Q=1.8V

最小电源电压

U,、=S+U=0.6V+l.8V=2.4V

高考材料

[3]电源电压恒为4V,电路的总电阻

热敏电阻的阻值越大，分压越大，变阻器两端需要分压越小，所以热敏电阻的阻值为50。时，变阻器需要

接入电路的阻值最大，滑动变阻器的最大阻值

R最行R-R^T?7=200Q-30Q-50Q=120Q

19.广东的春季，天气潮湿，需要除湿，如图1所示为某实验室的自动除湿器。除湿器内部的电路结构由

控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压U/=12V,调控电阻

治的阻值范围为0-1000Q,R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度夕（空气中含有水蒸气的百

分比，单位为：%RH）变化的图像如图3所示。L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电

路中的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互

吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电压L=220V,&为保护电阻，磁控开关L

的线电阻不计。问：

（1）当S接通时，可判断出图2中线圈上端P的磁极是极；

（2）磁性弹片可能是下列哪些材料组成；

A.钻、锌

B.铁、铝

C.钻、保

D.铁、钢

（3）开关S闭合后，磁控开关L的两个弹片就具有了磁性，其原理与以下哪个装置相同？（填写字母）；

A.电动机

B.电磁铁

C.发电机

D.话筒

（4）因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在45%RH以内，则以调控电阻的阻值不能超过Q；

（5）由图3可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而；在磁控开关L闭合条件不变的情况下，若要

早点开始除湿，则应将控制电阻&的阻值（以上两空均选填“增大”或“减小”）。

（6）小明查看了该除湿器的铭牌，其中有一参数为“除湿量L2kg/h（30℃80%RH）”，表示在30。（2、相对

湿度80%的情况下每小时的除水量，相关资料显示在该环境条件下的室内空气含水量是30g/m3。小明所在

的实验室环境温度为30。（2、相对温度80%,体积为200m3,想使用这台总功率为1100W的除