05镇江3年中考物理压轴题解析

镇江市3年中考物理压轴题解析（解析版）2020年第27题.“超级电容”电动公交车利用超级电容替代电池储存电能，仅需在起始站和终点站充电数分钟就能完成一次运营。在平直公路上，某次运营过程简化为图示三个阶段∶阶段一∶公交车充满电后，从起始站加速运动至A处时速度达到54km/h，此阶段电容释放的电能为E1=1.5×106J，其中80%转化为车的动能。阶段二∶公交车从A处开始以54km/h的速度匀速行驶100s后到达B处，此阶段电容释放电能的90%用于维持公交车匀速行驶，公交车匀速行驶时所受阻力为3000N。阶段三∶公交车从B处开始刹车，最后停在终点站｡(1)求公交车运动至A处时的动能E2(2)在公交车匀速行驶的过程中，求电容释放的电能E3(3)在进站刹车过程中，若公交车可将动能减少量的75%回收为电能储存在电容中｡①求进站刹车过程中回收的电能E4②到达终点站后，要将电容充满电，求需要充入的电能E5【答案】(1)1.2×106J；(2)5×106J；(3)①9×105J，②5.6×106J【解析】(1)根据题意知道，公交车运动至A处时的动能(2)54km/h=15m/s，公交车匀速行驶时克服阻力所做的功电容释放的电能(3)①根据题意知道，进站刹车过程中回收的电能E4②到达终点站后，需要充入的电能答：(1)公交车运动至A处时的动能E2是1.2×106J；(2)在公交车匀速行驶的过程中，电容释放的电能E3是5×106J；(3)①进站车过程中回收的电能E4是9×105J；②到达终点站后，要将电容充满电，需要充入的电能E5是5.6×106J。2020年第28题.图1是蓄水池水位自动控制模拟装置∶可绕O点转动的轻质杠杆A端用轻绳系正方体浮块，B端固定一轻质三角支架，支架与固定不动的压力敏感电阻RF保持水平接触挤压，杠杆保持水平平衡，已知∶AO长为1m，BO长为2m；浮块边长为20cm，密度为5×103kg/m3，下表面距池底2m；当电磁铁线圈中的电流I≤0.02A时，铁K被释放，水泵开始工作向水池注水，反之停止注水，池内达到所设定的最高水位，线圈电阻不计；电压U=6V，电阻箱R调至75Ω；设RF的阻值与支架所施加压力F的关系图线如图2所示，g取10N/kg｡(1)浮块的重力为____N。在达到最高水位之前，随着浮块排开水的体积逐渐增大，支架对RF的压力将____｡(2)当池内达到所设定的最高水位时，求∶①轻绳对浮块的拉力____②池内水面距池底的高度____(3)为使该装置能自动控制水池内的最高水位，在其他条件不变的情况下，电阻箱R接入电路的阻值应满足的条件是____｡【答案】(1).400(2).减小(3).350N(4).2.125m(5).50Ω≤R≤90Ω【解析】(1)[1]由密度计算公式，可知浮块的质量为由重力与质量关系可知浮块的重力为[2]随着浮块排开水的体积逐渐增大，其所受竖直向上的浮力逐渐增大，根据杠杆平衡条件，可知支架对RF的压力将逐渐减小｡(2)[3]当池内达到所设定的最高水位时，电路中电流I=0.02A，即则RF的电阻为由图可知，RF的阻值与支架所施加压力F的数值关系为此时支架对RF的压力为FB=175N根据杠杆平衡条件代入数据得A端绳拉力为[4]在A端根据平衡条件FA+F浮=G代入数据得F浮=400N350N=50N根据浮力公式代入数据可得则浮块浸入水中的深度为则池内水面距池底的高度为(3)[5]当浮块浸没后其所受浮力达到最大且不再变化，此时浮力为此时A端绳的拉力为根据杠杆平衡条件代入数据得B端压力为此时RF的阻值达到最小，为210Ω，则电阻箱R接入电路阻值最大为当浮块不受水浮力时，代入数据得B端压力为200N，此时RF的阻值达到最大，为250Ω，则电阻箱R接入电路阻值最小为故电阻箱R接入电路的阻值应满足的条件是50Ω≤R≤90Ω。

2019中考第28题．某电热加湿器具有防干烧功能，可在水量不足时自动停止工作，其工作原理如图所示：水箱中的加热器具有高、低两档功率调节功能，其内部电路（未画出）由开关S和阻值分别为121Ω和48.4Ω的电阻丝R1、R2组成。轻弹簧的下端固定在水箱底部，上端与一立方体浮块相连，浮块内有水平放置的磁铁。该加湿器为防干烧已设定：仅当浮块处于图中虚线位置时，固定在水箱侧壁处的磁控开关方能闭合而接通电路。（1）当处于高功率档时，加热器工作2.5min所产生的热量全部被1kg的水吸收后，水温升高了50℃。已知加热器处于低功率档时的功率为400W，电压U=220V，水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）。①求加热器处于高功率档时的功率；②请画出加热器内部电路。（2）当向水箱内缓慢加水使浮块上升至图中虚线位置时，浮块下表面距水箱底部的高度为20cm，弹簧对浮块的弹力大小为6N。浮块（含磁铁）的质量为0.4kg,g取10N/kg。①求浮块上升至虚线位置时排开水的体积；②该加湿器所设定的防干烧最低水面距水箱底部的高度为cm，理由是。【答案】28.(1)①1400W②如图所示(2)①1X103m3②30当水箱中水量增加到使浮块位于图中虚线位置时，浮块必须恰好完全浸没,由于浮块边长为10cm.故设定的防干烧最低水面距水箱底部的高度为30cm.【解析】(1)①水吸收的热量Q吸=cm∆t=4.2X103J(kg.0C)X1kgX500C=2.1X105J,加热器消耗的电能W=Q吸=2.1X105J高温挡的功率P1=U2②电阻丝R2单独工作消耗的电功率P2=U2电阻丝R1、R2并联同时工作消耗的总功率P总=P1+P2=400W+1000W=1400w.所以电阻丝R1、R2应并联，且开关控制R2，开关断开时，电路中只有R1单独工作，电热加湿器处于低功率挡;开关闭合时,R1、R2并联，电热加湿器处于高功率挡。(2)①浮块受到的重力G=mg=0.4kgX10N/kg=4N,浮块受到的浮力F浮=G+F弹=4N+6N=10N,浮块排开水的体积V排=F浮/ρ水g=10N/(1.0X103kg/m3X10N/kg)=1X103②为使加湿器既能防止水量低时干烧，又能防止水量多时反而不工作，因此当水箱中水量增加到浮块位于图中虚线位置时,浮块必须恰好处于完全浸没状态，由于浮块边长A=3V排=0.1m=10cm,浮块下表面距水箱底部的高度为为20cm,所以该加湿器设定的防干烧最低水面距水箱底2018中考第28题、（8分）国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置，在意外熄火(如汤水溢出)时，装置能自动关闭气路。图1为小华设计的模拟装置示意图：电源电压U=6V；当电磁铁线圈中的电流I≤0.02A时，衔铁K被释放从而关闭气路(未画出)启动保护，反之打开气路；线圈电阻不计；热敏电阻Rt的阻值与温度的关系如图2中图线①所示。

(1)停止加热(意外熄火)后，随着Rt温度降低，线圈中电流将变______；

(2)在调试装置时，需满足以下两个条件：

①装置启动保护时Rt的温度不高于80℃；

②为防止意外熄火后燃气泄漏的时间过长，装置启动保护时Rt的电功率应不超过0.06W；为满足上述条件，求电阻箱R接入电路阻值的范围；

(3)调试完成后，若仅将Rt更换为图线②所示的热敏电阻(【答案】小；随着熄火后Rt温度降低，图线②所对应的热敏电阻要比图线①【解析】(1)停止加热(意外熄火)后，随着Rt温度降低，由图2中图线①知，Rt的阻值增大，根据I=UR知，线圈中电流将变小；

(2)装置启动保护功能时，由题知此时电路中的电流I=0.02A，设此时电阻箱接入电路的阻值为R1，Rt的温度为80℃，由图2中图线①可知，热敏电阻的阻值Rt=100Ω，

此时电路的总电阻为：

R总=UI=6V0.02A=300Ω；

由电阻的串联可得，R1的电阻为：

R1=R总-Rt=300Ω-100Ω