2019-2021年山西省中考物理试题分类汇编-作图及计算题

2019-2021年山西省物理中考题分类汇编——作图及计算题一、作图题(2021·山西省·历年真题)中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图是用切刀将黄芪切片的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图及其力臂L。

(2020·山西省·历年真题)苹果受充足的阳光照射才会变红，有此部位阳光照射不到，因此苹果通常不是全红。小亮在苹果树下铺设一层银色地膜，如图甲所示。利用光的反射使苹果能接受更多的光照，大部分苹果会整个变红，甜度也会增加，这样的苹果市场价格变高，易于销售。这项小创意使他家苹果收益大幅提升。请你在图乙中画出一束太阳光经银色地膜反射至苹果的光路图。(2019·山西省·历年真题)如图甲所示，家用小轿车的前挡风玻璃都是斜的，这样可以保证夜间行车时，车内景物通过挡风玻璃所成的像，成在司机前面斜上方避免干扰司机视线，保证驾驶安全。请你在图乙中画出司机眼睛（B点）通过挡风玻璃MN看到车内装饰物（A点）的像的光路图。

二、计算题(2021·山西省·历年真题)2021年5月15日，“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。发射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200N，其速度v与时间t的关系图象如图乙所示。火星车的质量为240kg，车轮与地面接触的总面积约为0.2m2。（空气阻力忽略不计，g取10N/kg）求：

（1）火星车静止时，对水平地面的压强。

（2）火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功。

(2021·山西省·历年真题)小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如表。饮水机正常加热7min，可将质量为1kg的水从20℃加热到沸腾（标准大气压），然后转入保温状态。请你结合小伟的调查研究，解决下列问题：

（1）在图中虚线框内画出导线、电阻R1和电阻R2三个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整。（旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通）

（2）加热过程中，饮水机的加热效率。[水的比热容4.2×103J/（kg•℃）]额定电压U/V220加热功率P1/W1000保温功率P2/W100电阻R1/Ω435.6电阻R2/Ω48.4

(2020·山西省·历年真题)在这次新冠肺炎抗疫战中，中医药为诊疗发挥了积极作用，成为抗疫“中国方法”的重要组成部分。小明对家里的电中药壶进行观察，并用水替代中药进行了相关研究。收集和记录数据如下表。请你结合他的调查研究，完成下列问题。观察对象观察记录研究记录电中药壶成分：紫砂

电源：220V/50Hz

容积：2L

档位：高温（1100W）

低温①水的质量m=2kg，水的初温t=20℃

②用高温档加热5min，水的末温t=50℃

③壶内加热体由两个相同的发热电阻组成

④c水=4.2×103J/（kg•℃）（1）请在虚线框内画出电中药壶内部的电路图；

（2）求电中药壶内部一个发热电阻的阻值；

（3）求高温加热时，电中药壶的加热效率。

(2020·山西省·历年真题)2020年初，一场罕见的大雪袭击了加拿大。厚达2m的积雪，给市民出行带来了极大不便。若积雪的密度约为0.2×103kg/m3，g取10N/kg。

（1）请计算2m厚的积雪对水平地面的压强；

（2）若2m厚的积雪，压在面积为5m2的汽车顶部，请计算汽车顶部所受的压力。

(2019·山西省·历年真题)“创新”小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图是加热电路原理图，电源电压100V，加热电阻R1与R2阻值均为100Ω，电路低温挡除雾，高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试，开启除霜模式加热后视镜1min，用温度传感器测得其温度升高了6℃．求：

（1）除霜模式下，电路中的电流；

（2）除霜模式下，电路的加热效率。[查资料得：视镜玻璃质量约0.5kg，玻璃的比热容约0.8×103/（kg•℃）]

(2019·山西省·历年真题)汽车超载是当前发生交通事故的重要原因之一。全国各地设置了许多超载监测站加强监管。如图所示，一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重。先让货车前轮单独开上电子地磅秤，其读数为8t；前轮驶离电子地磅秤，再让后轮单独开上电子地磅秤，其读数为9t。国家规定两轴货车限载车货总重18t，请你通过计算分析该货车是否超载。

参考答案1.【答案】解：由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；

图中支点在O点，要求在A点用力，连接OA，则OA就是最长的动力臂L；由题意可知，要在A点用最小的力F将黄芪切片时，杠杆应按顺时针转动，则动力应垂直于力臂L向下，据此可画出最小动力F的示意图。如图所示：

【解析】（1）力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离；

（2）杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F1L1=F2L2），在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。

本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小的结论。

2.【答案】解：过地膜面作出其中一个苹果的对称点A′，即为苹果A在地膜中的像，连接A′与太阳上的某一点P，与地膜面的交点O为入射点，连接PO得到入射光线，OA为反射光线，

如下图所示：

【解析】为了使一束太阳光经银色地膜反射至苹果，则可以根据平面镜成像的原理和特点完成光路图；由物与像关于地膜对称，作出苹果的像点后，连接像点与太阳，与地膜的交点为入射点，再完成光路图。

此题考查了根据平面镜成像的特点作光的反射光路图，注意不能随意作出一束太阳光，否则经银色地膜反射后不一定照射到苹果。

3.【答案】解：作出车内装饰物（A点）关于平面镜的对称点A′，即为像点，连接A′B交平面镜于点O，连接AO画出入射光线，沿OB画出反射光线，如图所示：

【解析】利用平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，作出车内装饰物（A点）的像点A′，根据反射光线反向延长通过像点，可以由像点和B点确定反射点，最后由发光点和反射点画出入射光线和反射光线，从而完成光路。

本题考查的是光的反射定律与平面镜成像特点相结合的作图题，要清楚点光源、像点、入射光线、反射光线之间的关系，才能准确作出这一类作图题。

4.【答案】解：（1）火星车静止时，对水平地面的压力：

F=G=mg=240kg×10N/kg=2400N，

对水平地面的压强：

p=FS=2400N0.2m2=1.2×104Pa；

（2）因火星车做匀速直线运动时处于平衡状态，牵引力和受到的摩擦力是一对平衡力，

所以，牵引力F′=f=200N，

由图乙可知，火星车做匀速直线运动时的速度v=20cm/s=0.2m/s，运动的时间t=40s-10s=30s，

由v=st可得，火星车匀速直线运动的距离：

s=vt=0.2m/s×30s=6m，

牵引力做的功：

W=F′s=200N×6m=1.2×103J。

答：（1）火星车静止时，对水平地面的压强为1.2×104Pa；

（2）火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功为【解析】（1）火星车静止时，对水平地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，利用p=FS求出对水平地面的压强；

（2）火星车做匀速直线运动时处于平衡状态，牵引力和受到的摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，据此求出牵引力，根据图乙读出火星车做匀速直线运动时的速度和时间，根据s=vt求出火星车匀速直线运动的距离，利用W=Fs求出牵引力做的功。

本题考查了重力公式和压强公式、速度公式、做功公式以及二力平衡条件的应用，从图像中获取有用的信息和知道物体对水平面的压力等于自身的重力是关键。5.【答案】解：（1）饮水机只有加热和保温两个挡位，由信息表可知：

饮水机加热时接入电路的电阻：R加热=U2P加热=(220V)21000W=48.4Ω=R2，

饮水机保温时接入电路的电阻：R保温=U2P保温=(220V)2100W=484Ω=R1+R2，

观察图可知：左边的虚线框始终连入电路，所以应为电阻R2，另一个挡位应该是与右边的其中一个虚线框里的电阻R1与左边电阻R2串联后为保温挡位，如图所示，左图：aa为断开；bb为加热；cc为保温。右图：aa为断开；bb为保温；cc为加热。

（2）水吸收的热量：

Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J；

由P=Wt可得，消耗电能：

W=P加热t=1000W×7×60s=4.2×105J，

饮水机的加热效率：

η=QW×100%=3.36×105J4.2×105J×100%=80%。

答：（1）如图所示，左图：aa为断开；【解析】（1）根据题干可知饮水机只有加热和保温两个挡位，观察图可知：左边的虚线框始终连入电路，所以应为一个电阻，另一个挡位应该是与右边的其中一个虚线框里的电阻电阻串联即可，据此即可完成电路图；

（2）根据Q=cm△t求出水吸收的热量；根据W=Pt求出电流做的功，利用η=QW×100%求出饮水机的加热效率。

此题考查电路设计和电功、吸收热量、效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。6.【答案】解：（1）根据并联电阻小于其中任一电阻，而P=U2R，故两电阻并联时（两开关都闭合），功率大，为高温档；

只闭合Sa时，只有R2电阻连入电路中，为低温档，如下所示：

（2）高温档时，两电阻并联，P=U2R，R并=U2P高=(220V)21100W=44Ω，

由等值电阻的并联规律，R并=R12，故R1=R2=88Ω；

（3）用高温档加热5min，将水加热到50℃，水吸收的热量：

Q=cm△t=4.2×103kg/m3×2kg×（50℃-20℃）=2.52×105J。

用高温档加热5min消耗的电能：

W=P高t=1100W×5×60s=3.3×105J，

高温加热时，电中药壶的加热效率：

η=QW=2.52×105J3.3×105J×100%≈75.4%。

（其它方法合理即可）。【解析】（1）根据并联电阻的规律结合P=U2R可知故两电阻并联为高温档，只有一个电阻连入电路时为低温档，据此画出电路图；

（2）高温档时，两电阻并联，根据P=U2R得出R并，

由等值电阻的并联规律求出其中一个电阻大小；

（3）根据Q=cm△t求出将水加热到50℃水吸收的热量；根据W=P高t得出用高温档加热5min消耗的电能；根据η=QW7.【答案】解：（1）积雪对水平面的压力等于重力，即F=G=mg=ρVg=ρSgℎ，

积雪对水平面的压强为：p=FS=ρSℎgS=ρgℎ=0.2×103kg/m3×10N/kg×2m=4×103Pa；

（2）根据p=FS可知，汽车顶部所受的压力为：F=pS=4×103Pa×5m2=2×104N。

【解析】本题考查了学生对压强公式的掌握和运用，注意在水平面上F=G。

（1）积雪对水平面的压力等于重力，即​​​​​​​F=G=mg=ρVg=ρSgℎ，

根据P=FS=ρSgℎS=ρgℎ算出积雪对水平面的压强；

（28.【答案】解：

（1）由图知，只闭合开关S时，两电阻串联；当开关S、S1都闭合时，R2被短路，只有R1工作，此时电阻最小，根据P=U2R可知此时电路的功率最大，处于高温除霜模式，

除霜模式下，电路中的电流：

I=UR1=100V100Ω=1A；

（2）除霜模式下1min消耗的电能：

W=UIt=100V×1A×60s=6000J，

后视镜玻璃吸收的热量：

Q=cm△t=0.8×103/（kg•℃）×0.5kg×6℃=2400J，

除霜模式下，电路的加热效率：

η=QW×100%=2400J6000J×100%=40%。

答：（1）除霜模式下，电路中的电流为1A；【解析】（1）由图知，只闭合开关S时，两电阻串联；当开关S、S1都闭合时，R2被短路，只有R1工作，根据P=U2R判断档位模式；根据欧姆定律求出电流；

（2）根据W=UIt求出除霜模式下1min消耗的电能，根据Q=cm△t求出后视镜玻璃吸收的热量，再根据η=QW求出加热效率。9.【答案】解：以汽车前轮为支点建立杠杆模型，示意图如图甲，

根据杠杆平衡条件得