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第1页(共1页)2025年中考物理复习之小题狂练300题(解答题):电和磁(10题)一.解答题(共10小题)1.(2024•龙亭区校级一模)某电热水器有加热和保温两种状态,其内部简化电路如图所示,它由控制电路和工作电路两部分组成,当开关S0和S都闭合时,电热水器开始工作;(已知R1=435.6Ω,R2=48.4Ω)(1)电磁铁的下端为(选填“S”或“N”)极,Rx为热敏电阻,其阻值随温度的升高而降低,当水的温度升高到80℃时,电磁铁把衔铁吸下,使B、C两个触点接通,此时电热水器处于状态;(选填“加热”或“保温”)(2)电热水器处于加热状态时的电功率为多少?若通电加热时电热水器的加热效率为84%,电热水器将2L的水从25℃加热到55℃需要多长时间?[已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)](3)若燃烧天然气加热这些水(不计热量损失),则需要完全燃烧多少立方米的天然气?(天然气的热值q=3.6×107J/m3)2.(2024•佳县模拟)科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱,箱内主要电路包括控制电路和工作电路,其原理图如图甲所示。控制电路电源电压为6V,R为变阻器,RT为热敏电阻,RT阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V,R0为电热丝,阻值恒为60.5Ω,M为电风扇,铭牌上标有“220V2,0W”字样,其作用是使箱内空气均匀受热,红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时,衔铁被电磁铁吸住,当控制电路电流减小到某值时,衔铁被释放。求:(电磁铁的线圈电阻不计)T/℃30506070RT/Ω305200170150(1)闭合S1,电磁铁的上端为极;增大变阻器R的阻值,箱内能达到的最高温度将(选填“升高”或“降低”)。(2)若将变阻器R的阻值调为40Ω时,箱内能达到的最高气温为多少℃?(3)重新调节变阻器R,同时闭合开关S1、S2,箱内气温与时间关系如图乙所示,若电热丝R0加热空气的效率为80%,衔铁每次被吸住的时长均为300s,箱内空气质量恒为2.4kg,比热容为1×103J/(kg•℃)。求:①乙图中t1对应的时间应该是多少s?②0~t2的时间内,工作电路总共消耗的电能是多少焦耳?(控制电路、指示灯及电风扇产生的电热均不计,指示灯消耗的电能不计)3.(2024•郸城县二模)妈妈为了在旅游期间节省体力,购买了某电动行李箱,其部分参数如下表。质量为50kg的妈妈和20kg的小明一起坐在装有10kg行李的行李箱上(如图),以最大速度在候车厅匀速直线骑行30秒,骑行时所受的阻力为总重的0.04倍。(g取10N/kg)部分参数最大速度3m/s空箱质量10kg轮子与地面的总接触面积30cm2(1)电动行李箱的核心是电动机,它的工作原理是。(2)她们在30秒内骑行的路程为多少米?(3)求她们骑行时行李箱对水平地面的压强;(4)求骑行过程中电动行李箱牵引力做功的功率。4.(2024•垦利区二模)4月20日,2024年垦利区“运育未来强国有我”中小学田径运动会在区实验中学举行。田径运动场上,运动员在各项比赛中激烈角逐,以高昂的斗志和顽强的精神诠释着“更快、更高、更强”的体育精神。同时田径场上也蕴含了很多物理现象,请你利用所学知识回答下列问题。(1)图甲中运动员穿着钉鞋参加短跑比赛,钉鞋最大的特点为鞋底有合金钉,请你利用所学知识解释为什么钉鞋可以提高运动员跑步速度;(2)图乙中摄影师正在记录田径场上的美好瞬间,照相机的镜头是(选填“凸”或“凹”)透镜,物体在照相机中成的像是(选填“实”或“虚”)像;(3)图乙中裁判员使用大喇叭播报比赛进程,大喇叭播放声音时的工作原理与电动机工作原理类似,其工作原理为;(4)图丙为教师组一分钟集体跳绳比赛瞬间,请你写出一条其中蕴含的物理知识。例:运动员跳离地面后还能继续向上运动是因为运动员具有惯性。5.(2024•滑县三模)小明爸爸驾驶4轮电动汽车沿一平直公路从A地出发20min行驶30km到某站点B,再从B开始以108km/h的速度沿直线行驶9km到另一站点C,沿直线匀速行驶时阻力为总重力的0.1倍。电动汽车停放在水平路面上时,每个轮胎与地面的接触面积为250cm2。汽车及爸爸的总质量为2000kg,g取10N/kg,则:(1)电动机的工作原理为;(2)求电动汽车从站点A运动到站点B的平均速度;(3)求电动汽车停放在水平路面上时,车对水平路面的压强;(4)求从站点B运动到站点C的过程中,电动汽车牵引力做功的功率。6.(2024•麦积区三模)如图甲所示是一种智能电热中药壶,内部简化电路如图乙所示,它有“高温”和“低温”两个挡位,其中R0为热敏电阻,当壶内温度达到一定时,电磁铁将衔铁吸下。(1)开关S0和S都闭合,随着壶内温度的升高,热敏电阻R0的阻值变小,电磁铁磁性将,达到一定温度时,电磁铁将衔铁吸下,此时中药壶处于挡;(2)若仅将电热中药壶接入家庭电路,壶内装满2.5kg、20℃的水,通电10min后水温为80℃。求水吸收的热量;[水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)](3)在上述加热过程中观察到电能表的转盘转了240转,电能表转盘上标有1200r/kW•h字样,求电热中药壶的加热效率;(4)此过程中,求电热中药壶的加热功率。7.(2024•高州市二模)如图1所示,中国人民解放军海军福建舰(舷号:18),是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,舰长约为320米,最大宽度为78米,满载排水量8万吨。g取10N/kg。(1)福建舰满载时所受浮力为N;(2)当战机飞离航母后航母舰底受到海水的压强(变大/变小/不变);(3)福建舰的弹射为最先进的电磁弹射,其原理与图2的原理相同;(4)福建舰的引擎是燃烧重油的柴油机组,图3为该柴油机组中一个汽缸的冲程;若福建舰的重油柴油机组的效率为40%,当柴油机组完全燃烧2t的重油能够获得J的能量,输出的有用功为J。(重油的热值为4.5×107J/kg)8.(2024•淮滨县三模)如图为一机器人穿着雪撬滑雪的情境。已知机器人和雪撬的总质量为20kg,雪撬与地面的接触面积为4×10﹣2m2,取g=10N/kg。(1)机器人是靠电动机来提供动力的,其工作原理是;机器人穿上雪撬可以减小对雪地的;(2)当机器人静止站立在水平面上时,求雪撬对地面的压强;(3)机器人蓄电池充满电的电量为1.5kW•h,充满电后,其电能的80%提供给电动机克服阻力做功。机器人以36km/h的速度在水平面上匀速滑行时所受阻力为100N,求该机器人可匀速滑行的时间及电动机做功的功率。9.(2024•陇县模拟)如图﹣1所示是小文设计的家庭燃气报警器电路示意图,其中电源电压保持恒定,R1是由气敏材料制成的传感器,其阻值与燃气(主要成分为甲烷)浓度的关系如下表。R2为滑动变阻器,通过移动滑片P的位置来设定燃气报警值。两个小灯泡的额定功率均为6W均能正常工作。测试时,该报警器初始设置在某一燃气浓度报警,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从一端移到另一端,测得电压表示数与电流表示数的关系如图﹣2所示,电流表的读数为0.3A时,电磁铁恰好能将衔铁吸下(电磁铁线圈阻值忽略不计),报警器开始报警。燃气浓度01%2%3%4%R1的阻值/Ω5038333025(1)报警器报警时,灯泡(选填“L1”或“L2”)亮。(2)测试时,该报警器初始设置的报警燃气浓度为多少?(3)测试时,该报警器在待机状态下(燃气浓度为0)消耗的总功率为多?10.(2024•尉氏县模拟)某科技小组为交通管理部门设计的“超载报警器”原理图如图甲所示,OAB为轻质杠杆,O为支点,OA=5cm,AB=20cm。控制电路中电源电压为6V保持不变,定值电阻R0=40Ω,R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化的关系如图乙所示。电磁继电器线圈电阻不计,当通过线圈的电流大于或等于0.1A时,电磁继电器的衔铁被吸下。试问:(1)当开关S闭合时,电磁铁的上端为极;车辆超载时,由于作用在压敏电阻R上的压力增大,通过电磁继电器的电流(选填“变大”“变小”或“不变”);此时工作电路中的灯亮、照相机拍照,报警并记录违法行为。(2)当无车辆通过时,通过电磁继电器的电流是多少?(3)当超载报警器刚好报警时,通过的车辆的总重是多少?(4)某些主干道抗压能力较好,允许通过质量更大的车辆,在不改变电源电压的情况下,若要允许通过质量更大的车辆,请写出一种简便可行的方法。
2025年中考物理复习之小题狂练300题(解答题):电和磁(10题)参考答案与试题解析一.解答题(共10小题)1.(2024•龙亭区校级一模)某电热水器有加热和保温两种状态,其内部简化电路如图所示,它由控制电路和工作电路两部分组成,当开关S0和S都闭合时,电热水器开始工作;(已知R1=435.6Ω,R2=48.4Ω)(1)电磁铁的下端为S(选填“S”或“N”)极,Rx为热敏电阻,其阻值随温度的升高而降低,当水的温度升高到80℃时,电磁铁把衔铁吸下,使B、C两个触点接通,此时电热水器处于保温状态;(选填“加热”或“保温”)(2)电热水器处于加热状态时的电功率为多少?若通电加热时电热水器的加热效率为84%,电热水器将2L的水从25℃加热到55℃需要多长时间?[已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)](3)若燃烧天然气加热这些水(不计热量损失),则需要完全燃烧多少立方米的天然气?(天然气的热值q=3.6×107J/m3)【考点】利用安培定则判断磁极;电热的综合计算;安培定则.【专题】电和热综合题;应用能力.【答案】(1)S;保温;(2)电热水器处于加热状态时的电功率为1000W;电热水器将2L的水从25℃加热到55℃需要300s;(3)需要完全燃烧7×10﹣3m3的天然气。【分析】(1)由图得,电流从电磁铁的下端流入,上端流出,由右手螺旋定则得电磁铁的上端极性;当BA接通时,定值电阻R2工作,电路电阻较小,由得电路电功率较大,为加热挡;当BC接通时,定值电阻R1、R2串联,电路电阻较大,由得电路电功率较小,为保温挡;(2)由P=可得电热水器处于加热状态时的电功率,由得被加热的水的质量,由Q吸=cmΔt可得水吸收的热量,由效率公式可得热水器加热水消耗的电能,由得水被加热的时间;(3)依题意得天然气完全燃烧释放的热量,由Q放=Vq得天然气完全燃烧的体积。【解答】解:(1)由图得,电流从电磁铁的下端流入,上端流出,由右手螺旋定则得,电磁铁的上端为N极,电磁铁的下端为S极。当BA接通时,定值电阻R2工作,电路电阻较小,由得,电路电功率较大,为加热挡;当BC接通时,定值电阻R1、R2串联,电路电阻较大,由得,电路电功率较小,为保温挡。(2)电热水器处于加热状态时的电功率为,由得,被加热的水的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg,水吸收的热量为,热水器加热水消耗的电能为,由得,水被加热的时间为;(3)依题意得,天然气完全燃烧释放的热量为,由Q放=Vq得,天然气完全燃烧的体积为。故答案为:(1)S;保温;(2)电热水器处于加热状态时的电功率为1000W;电热水器将2L的水从25℃加热到55℃需要300s;(3)需要完全燃烧7×10﹣3m3的天然气。【点评】本题是一道综合题目,重点在于根据文字描述和图像获得有用信息,再结合欧姆定律、电功率、比热容吸热计算、继电器的基础知识进行推导计算,有一定的难度,但是跟实际生活密切结合,能够引起学生探索的兴趣。2.(2024•佳县模拟)科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱,箱内主要电路包括控制电路和工作电路,其原理图如图甲所示。控制电路电源电压为6V,R为变阻器,RT为热敏电阻,RT阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V,R0为电热丝,阻值恒为60.5Ω,M为电风扇,铭牌上标有“220V2,0W”字样,其作用是使箱内空气均匀受热,红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时,衔铁被电磁铁吸住,当控制电路电流减小到某值时,衔铁被释放。求:(电磁铁的线圈电阻不计)T/℃30506070RT/Ω305200170150(1)闭合S1,电磁铁的上端为S极;增大变阻器R的阻值,箱内能达到的最高温度将升高(选填“升高”或“降低”)。(2)若将变阻器R的阻值调为40Ω时,箱内能达到的最高气温为多少℃?(3)重新调节变阻器R,同时闭合开关S1、S2,箱内气温与时间关系如图乙所示,若电热丝R0加热空气的效率为80%,衔铁每次被吸住的时长均为300s,箱内空气质量恒为2.4kg,比热容为1×103J/(kg•℃)。求:①乙图中t1对应的时间应该是多少s?②0~t2的时间内,工作电路总共消耗的电能是多少焦耳?(控制电路、指示灯及电风扇产生的电热均不计,指示灯消耗的电能不计)【考点】利用安培定则判断磁极;电热的综合计算;安培定则.【专题】电能和电功率;分析、综合能力.【答案】(1)S;升高;(2)箱内能达到的最高气温为50℃;(3)0~t2的时间内,工作电路总共消耗的电能是1.107×105J。【分析】(1)根据安培定则判断磁极,根据吸合时的电流不变,分析电阻和热敏电阻的变化确定温度变化;(2)根据欧姆定律计算总电阻,根据变阻器的电阻计算热敏电阻的阻值,得出对应的温度;(3)根据Q=cmΔt计算空气吸收的热量,根据加热效率计算电能,根据P=计算工作电路的加热功率,根据P=计算加热时间,根据工作时间计算电热丝和电风扇消耗的电能。【解答】解:(1)根据安培定则知,电流从上方流入,下方为N极;上端为S极;当控制电路的电流达到0.025A时,衔铁被电磁铁吸住,吸合的电流不变,控制电路的总电阻不变,当增大变阻器R的阻值,热敏电阻会减小,根据表格数据知,温度升高;(2)闭合开关S1,变阻器和热敏电阻串联接入电路,当控制电路的电流达到0.025A时,此时箱内气温最高。由欧姆定律可得该电路总电阻;根据串联电流的特点知,此时热敏电阻的阻值RT=R总﹣R=240Ω﹣40Ω=200Ω,由表中数据可知此时箱内气温最高可达50℃;(3)①由图乙可知,0~t1的时间内,空气温度由24℃上升到60℃,Δt=60℃﹣24℃=36℃;空气吸收的热量为;电热丝R0放出的热量为;电热丝R0的功率为;第一次的加热时间t1对应的时间为:;②由图可知t1~t2的时间内,温度逐渐降低,说明衔铁被吸住,工作电路停止加热,所以0~t2的时间内只有0~t1的时间内用电器在工作,因控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计,指示灯消耗的电能不计,所以工作电路总共消耗的电能是。答:(1)S;升高;(2)箱内能达到的最高气温为50℃;(3)0~t2的时间内,工作电路总共消耗的电能是1.107×105J。【点评】本题考查安培定则与电功率和电能的计算,属于中档题。3.(2024•郸城县二模)妈妈为了在旅游期间节省体力,购买了某电动行李箱,其部分参数如下表。质量为50kg的妈妈和20kg的小明一起坐在装有10kg行李的行李箱上(如图),以最大速度在候车厅匀速直线骑行30秒,骑行时所受的阻力为总重的0.04倍。(g取10N/kg)部分参数最大速度3m/s空箱质量10kg轮子与地面的总接触面积30cm2(1)电动行李箱的核心是电动机,它的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。(2)她们在30秒内骑行的路程为多少米?(3)求她们骑行时行李箱对水平地面的压强;(4)求骑行过程中电动行李箱牵引力做功的功率。【考点】电动机工作原理;速度推导公式求解路程和时间;压强的公式的应用;功率的计算.【专题】电动机、磁生电;长度、时间、速度;压强、液体的压强;功、功率、机械效率;应用能力.【答案】答:(1)通电导体在磁场中受力运动;(2)她们在30秒内骑行的路程为90m;(3)她们骑行时行李箱对水平地面的压强3×105Pa;(4)骑行过程中电动行李箱牵引力做功的功率108W。【分析】(1)电动机的原理:通电导体在磁场中受力运动;(2)由s=vt求出她们在30秒内骑行的路程;(3)她们骑行时行李箱对水平地面的压力大小等于人、货物、行李箱的总重力大小,根据p=求出她们骑行时行李箱对水平地面的压强;(4)根据P==Fv求出骑行过程中电动行李箱牵引力做功的功率。【解答】解:(1)电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的。(2)在30秒内骑行的路程:s=vt=3m/s×30s=90m;(3)她们骑行时行李箱对水平地面的压力F压=G=m总g=(50kg+20kg+10kg+10kg)×10N/kg=900N对水平地面的压强(4)匀速直线行驶时,牵引力F牵=f=0.04G=0.04×900N=36N牵引力做功功率:P==F牵v=36N×3m/s=108W。答:(1)通电导体在磁场中受力运动;(2)她们在30秒内骑行的路程为90m;(3)她们骑行时行李箱对水平地面的压强3×105Pa;(4)骑行过程中电动行李箱牵引力做功的功率108W。【点评】本题考查了电动机的原理,速度、压强、功率的有关计算,综合性较强。4.(2024•垦利区二模)4月20日,2024年垦利区“运育未来强国有我”中小学田径运动会在区实验中学举行。田径运动场上,运动员在各项比赛中激烈角逐,以高昂的斗志和顽强的精神诠释着“更快、更高、更强”的体育精神。同时田径场上也蕴含了很多物理现象,请你利用所学知识回答下列问题。(1)图甲中运动员穿着钉鞋参加短跑比赛,钉鞋最大的特点为鞋底有合金钉,请你利用所学知识解释为什么钉鞋可以提高运动员跑步速度增大鞋底的粗糙程度,增大摩擦力;(2)图乙中摄影师正在记录田径场上的美好瞬间,照相机的镜头是凸(选填“凸”或“凹”)透镜,物体在照相机中成的像是实(选填“实”或“虚”)像;(3)图乙中裁判员使用大喇叭播报比赛进程,大喇叭播放声音时的工作原理与电动机工作原理类似,其工作原理为通电导体在磁场中受到力的作用;(4)图丙为教师组一分钟集体跳绳比赛瞬间,请你写出一条其中蕴含的物理知识。例:运动员跳离地面后还能继续向上运动是因为运动员具有惯性。【考点】电动机工作原理;惯性的概念;增大有益摩擦的方法;凸透镜成像规律的应用.【专题】其他综合题;应用能力.【答案】(1)增大鞋底的粗糙程度,增大摩擦力;(2)凸;实;(3)通电导体在磁场中受到力的作用;(4)运动员在上升过程中,动能主要转化为重力势能。【分析】(1)增大摩擦力的方法是增大压力或者增大接触面的粗糙程度;(2)照相机的镜头相当于一个凸透镜,成倒立、缩小的实像;(3)电动机工作原理为通电导体在磁场中受力。【解答】解:(1)图甲中运动员穿着钉鞋参加短跑比赛,钉鞋最大的特点为鞋底有合金钉,是可以增大鞋底的粗糙程度,增大摩擦力,可以提高运动员跑步速度。(2)照相机的镜头相对于凸透镜,当物体大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像。(3)电动机工作原理是通电导体在磁场中受力而运动,大喇叭播放声音时的工作原理与电动机类似,所以电动机工作原理为通电导体在磁场中受力。(4)运动员在上升过程中,动能主要转化为重力势能。故答案为:(1)增大鞋底的粗糙程度,增大摩擦力;(2)凸;实;(3)通电导体在磁场中受到力的作用;(4)运动员在上升过程中,动能主要转化为重力势能。【点评】本题考查了增大摩擦的方法,照相机的原理和电动机的工作原理,属于基础题。5.(2024•滑县三模)小明爸爸驾驶4轮电动汽车沿一平直公路从A地出发20min行驶30km到某站点B,再从B开始以108km/h的速度沿直线行驶9km到另一站点C,沿直线匀速行驶时阻力为总重力的0.1倍。电动汽车停放在水平路面上时,每个轮胎与地面的接触面积为250cm2。汽车及爸爸的总质量为2000kg,g取10N/kg,则:(1)电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动;(2)求电动汽车从站点A运动到站点B的平均速度;(3)求电动汽车停放在水平路面上时,车对水平路面的压强;(4)求从站点B运动到站点C的过程中,电动汽车牵引力做功的功率。【考点】电动机工作原理;平均速度;压强的公式的应用;功率的计算.【专题】磁现象、电生磁;功、功率、机械效率;分析、综合能力.【答案】(1)通电导体在磁场中受力运动;(2)电动汽车从站点A运动到站点B的平均速度为25m/s;(3)车对水平路面的压强为2×105Pa;(3)电动汽车牵引力做功的功率为6×104W。【分析】(1)电动机工作时将电能转换为机械能,是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制作的。(2)利用速度计算公式求得平均速度。(3)汽车对地面的压力是F=G=mg,利用p=求得车对水平路面的压强。(4)沿直线匀速行驶时,阻力与牵引力是一对平衡力,阻力为总重力的0.1倍,据此求得汽车的牵引力,利用求得电动汽车牵引力做功的功率。【解答】解:(1)电动机工作时将电能转换为机械能,是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制作的。(2)电动汽车沿一平直公路从A地出发20min行驶30km到某站点B,平均速度是(3)汽车及爸爸的总质量为2000kg,对地面的压力是F=G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N车对水平路面的压强是(4)沿直线匀速行驶时阻力为总重力的0.1倍,则汽车的牵引力为F牵=f=0.1G=2×103N电动汽车牵引力做功的功率答:(1)通电导体在磁场中受力运动;(2)电动汽车从站点A运动到站点B的平均速度为25m/s;(3)车对水平路面的压强为2×105Pa;(3)电动汽车牵引力做功的功率为6×104W。【点评】此题考查了电动机的原理、压强、功率计算公式及二力平衡条件的应用,难度适中。6.(2024•麦积区三模)如图甲所示是一种智能电热中药壶,内部简化电路如图乙所示,它有“高温”和“低温”两个挡位,其中R0为热敏电阻,当壶内温度达到一定时,电磁铁将衔铁吸下。(1)开关S0和S都闭合,随着壶内温度的升高,热敏电阻R0的阻值变小,电磁铁磁性将增强,达到一定温度时,电磁铁将衔铁吸下,此时中药壶处于低温挡;(2)若仅将电热中药壶接入家庭电路,壶内装满2.5kg、20℃的水,通电10min后水温为80℃。求水吸收的热量;[水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)](3)在上述加热过程中观察到电能表的转盘转了240转,电能表转盘上标有1200r/kW•h字样,求电热中药壶的加热效率;(4)此过程中,求电热中药壶的加热功率。【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素;利用比热容的公式计算热量;电能表的计算;电功率的综合计算.【专题】电和热综合题;分析、综合能力.【答案】(1)增强;保温;(2)水吸收的热量为6.3×105J;(3)电热中药壶的加热效率87.5%;(4)电热中药壶的加热功率为1200W。【分析】(1)开关S0和S都闭合,随着壶内温度的升高,热敏电阻R0的阻值变小,由欧姆定律可知,电路中的电流增大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,动触点与静触点C接触,根据P=分析中药壶的挡位;(2)知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t﹣t0)计算出水吸收的热量;(3)1200r/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的转盘转过1200r,据此可求出电能表的转盘转了240转,电热中药壶消耗的电能;利用效率公式计算出电热中药壶加热效率;(4)根据P=求出电热中药壶的加热功率。【解答】解:(1)开关S0和S都闭合,随着壶内温度的升高,热敏电阻R0的阻值变小,由欧姆定律可知,电路中的电流增大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,动触点与静触点C接触,工作中电阻R1、R2串联,由串联电路的电阻特点可知,此时工作电路中的电阻最大,由P=可知,电路的电功率最小,因此此时中药壶处于低温挡;(2)水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×(80℃﹣20℃)=6.3×105J;(3)1200r/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的转盘转过1200r,电能表的转盘转了240转,电热中药壶消耗的电能:W==0.2kW•h=7.2×105J;电热中药壶的加热效率:η===87.5%;(4)电热中药壶的加热功率:P===1200W。答:(1)增强;保温;(2)水吸收的热量为6.3×105J;(3)电热中药壶的加热效率87.5%;(4)电热中药壶的加热功率为1200W。【点评】本题是有关电磁继电器的使用,考查了水吸收热量的计算、对电能表参数的理解、效率公式、功率公式的应用,掌握电磁继电器的工作原理、明白电能表参数的含义是解题的关键。7.(2024•高州市二模)如图1所示,中国人民解放军海军福建舰(舷号:18),是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,舰长约为320米,最大宽度为78米,满载排水量8万吨。g取10N/kg。(1)福建舰满载时所受浮力为8×108N;(2)当战机飞离航母后航母舰底受到海水的压强变小(变大/变小/不变);(3)福建舰的弹射为最先进的电磁弹射,其原理与图2C的原理相同;(4)福建舰的引擎是燃烧重油的柴油机组,图3为该柴油机组中一个汽缸的做功冲程;若福建舰的重油柴油机组的效率为40%,当柴油机组完全燃烧2t的重油能够获得9×1010J的能量,输出的有用功为3.6×1010J。(重油的热值为4.5×107J/kg)【考点】电动机工作原理;液体压强与深度的关系;利用阿基米德原理进行简单计算;四冲程的判断;热机的效率公式与计算.【专题】比热容、热机、热值;电动机、磁生电;浮力;浮沉的应用;分析、综合能力.【答案】(1)8×108;(2)变小;(3)C;(4)做功;9×1010;3.6×1010。【分析】(1)根据阿基米德原理可知福建舰满载时所受浮力等于其排开液体的重力;(2)当战机飞离航母后,航母的总重力减小,结合阿基米德原理可知航母将上浮一些,此时航母舰底所处深度变小,根据p=ρgh可知航母舰底受到海水的压强变化情况;(3)通电导体在磁场中会受到力的作用;(4)根据气门的状态和活塞的运行方向确定哪个冲程。利用Q放=mq求得柴油机组完全燃烧2t的重油能够获得的能量,结合热机效率的计算公式求得输出的有用功。【解答】解:(1)根据阿基米德原理可知,福建舰满载时所受浮力等于其排开液体的重力,即(2)当战机飞离航母后,航母的总重力减小,结合阿基米德原理可知航母将上浮一些,此时航母舰底所处深度变小,根据p=ρgh可知,航母舰底受到海水的压强变小。(3)福建舰的弹射为最先进的电磁弹射,其原理是通电导体在磁场中会受到力的作用,其原理与图2中的C图原理相同,A图的原理为电流的磁效应,B图的原理为电磁感应现象。(4)由图3可知,此时进气门和排气门关闭,活塞向下运动,为做功冲程。当柴油机组完全燃烧2t的重油能够获得的能量为输出的有用功为故答案为:(1)8×108;(2)变小;(3)C;(4)做功;9×1010;3.6×1010。【点评】此题考查了热量完全燃烧放出的热量、热机效率计算公式及浮沉条件、阿基米德原理的应用,难度适中。8.(2024•淮滨县三模)如图为一机器人穿着雪撬滑雪的情境。已知机器人和雪撬的总质量为20kg,雪撬与地面的接触面积为4×10﹣2m2,取g=10N/kg。(1)机器人是靠电动机来提供动力的,其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动;机器人穿上雪撬可以减小对雪地的压强;(2)当机器人静止站立在水平面上时,求雪撬对地面的压强;(3)机器人蓄电池充满电的电量为1.5kW•h,充满电后,其电能的80%提供给电动机克服阻力做功。机器人以36km/h的速度在水平面上匀速滑行时所受阻力为100N,求该机器人可匀速滑行的时间4320s及电动机做功的功率。【考点】电动机工作原理;速度推导公式求解路程和时间;压强的公式的应用;减小压强;功率的计算.【专题】磁现象、电生磁;功、功率、机械效率;分析、综合能力.【答案】(1)通电线圈在磁场中受力转动;压强;(2)雪撬对地面的压强为5×103Pa;(3)4320s;电动机做功的功率为1000W。【分析】(1)通电线圈在磁场中受力转动,将电能转化为机械能,电动机就是利用该原理制成的。减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。(2)机器人静止在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出它对地面的压力;又知道机器人与地面的接触面积即受力面积,根据p=求出它对地面的压强;(3)先确定电动机做的功,根据W=fs求出机器人行驶的路程,最后利用v=求出机器人最多能滑行的时间;利用P=求得电动机做功的功率。【解答】解:(1)电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的;机器人穿上雪撬可以增大受力面积,从而减小对雪地的压强。(2)机器人静止站立在水平面上时,对地面的压力F=G=mg=20kg×10N/kg=200N,雪撬对地面的压强。(3)电动机做的功W=80%×1.5kW•h=80%×1.5×3.6×106J=4.32×106J,机器人可匀速滑行的距离,该机器人可匀速滑行的时间,电动机做功的功率。答:(1)通电线圈在磁场中受力转动;压强;(2)雪撬对地面的压强为5×103Pa;(3)4320s;电动机做功的功率为1000W。【点评】本题以机器人为载体考查了重力和压强大小的计算、功、功率和速度的计算,涉及的知识点较多,但总体难度不大。9.(2024•陇县模拟)如图﹣1所示是小文设计的家庭燃气报警器电路示意图,其中电源电压保持恒定,R1是由气敏材料制成的传感器,其阻值与燃气(主要成分为甲烷)浓度的关系如下表。R2为滑动变阻器,通过移动滑片P的位置来设定燃气报警值。两个小灯泡的额定功率均为6W均能正常工作。测试时,该报警器初始设置在某一燃气浓度报警,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从一端移到另一端,测得电压表示数与电流表示数的关系如图﹣2所示,电流表的读数为0.3A时,电磁铁恰好能将衔铁吸下(电磁铁线圈阻值忽略不计),报警器开始报警。燃气浓度01%2%3%4%R1的阻值/Ω5038333025(1)报警器报警时,灯泡L1(选填“L1”或“L2”)亮。(2)测试时,该报警器初始设置的报警燃气浓度为多少?(3)测试时,该报警器在待机状态下(燃气浓度为0)消耗的总功率为多?【考点】电磁继电器在实际生活中的应用;欧姆定律的应用;电功率P=UI的简单计算.【专题】应用题;欧姆定律;电能和电功率;磁现象、电生磁;分析、综合能力.【答案】(1)L1;(2)测试时,该报警器初始设置的报警燃气浓度为3%;(3)测试时,该报警器在待机状态下(燃气浓度为0)消耗的总功率为8.4W。【分析】(1)报警器报警时,电磁铁A恰好能将衔铁B吸下,由图甲可知发光的灯泡;(2)由甲电路图可知,控制电路中R1、R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,当R2接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,根据图乙读出电路中的电流,根据欧姆定律表示出电源的电压;电路中电流为0.3A时,电压表的示数为3V,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,然后联立等式即可求出电源的电压和R1的阻值,据此确定该报警器初始设置的报警燃气浓度;(3)由表格数据可知,该报警器在待机时,气敏电阻的阻值,根据电阻的串联和P=UI求出控制电路消耗的总功率,然后加上L2的电功率即为总功率。【解答】解:(1)根据表格可知,当燃气浓度增大时,气敏电阻的阻值减小,电路电流增大,电磁铁的磁性增强,将衔铁吸下来,接通灯泡L1所在的电路,因此报警器报警时,应该L1发光;(2)由图﹣1可知,控制电路中R1、R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,由图﹣2可知,当R2接入电路中的电阻为零时,电路中电流I大=0.4A,电源电压为:U=I大R1=0.4×R1……①,电路中电流为0.3A时,电压表的示数为3V,滑动变阻器接入电路中的电阻为:,电源电压为:U=I2(R1+R2)=0.3A×(R1+10Ω)……②,由①②可得,U=12V,R1=30Ω,由表可知,当R1=30Ω,该报警器报警,此时报警燃气浓度为3%,即该报警器初始设置的报警燃气浓度为3%;(3)由表可知,该报警器在待机时,即燃气浓度为0时,R1′=50Ω,电路中的电流为:,消耗的总功率为:P=P控+P2=UI0+P2=12V×0.2A+6W=8.4W。答:(1)L1;(2)测试时,该报警器初始设置的报警燃气浓度为3%;(3)测试时,该报警器在待机状态下(燃气浓度为0)消耗的总功率为8.4W。【点评】本题考查了电磁继电器的使用和串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用,从表格和图象中获取有用的信息以及明白报警器的工作特点是解答本题的关键。10.(2024•尉氏县模拟)某科技小组为交通管理部门设计的“超载报警器”原理图如图甲所示,OAB为轻质杠杆,O为支点,OA=5cm,AB=20cm。控制电路中电源电压为6V保持不变,定值电阻R0=40Ω,R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化的关系如图乙所示。电磁继电器线圈电阻不计,当通过线圈的电流大于或等于0.1A时,电磁继电器的衔铁被吸下。试问:(1)当开关S闭合时,电磁铁的上端为N极;车辆超载时,由于作用在压敏电阻R上的压力增大,通过电磁继电器的电流变大(选填“变大”“变小”或“不变”);此时工作电路中的红灯亮、照相机拍照,报警并记录违法行为。(2)当无车辆通过时,通过电磁继电器的电流是多少?(3)当超载报警器刚好报警时,通过的车辆的总重是多少?(4)某些主干道抗压能力较好,允许通过质量更大的车辆,在不改变电源电压的情况下,若要允许通过质量更大的车辆,请写出一种简便可行的方法。【考点】电磁继电器的构造与原理;欧姆定律的应用;光敏、热敏、压敏等半导体电路分析;安培定则;利用安培定则判断磁极.【专题】欧姆定律;磁现象、电生磁;简单机械;分析、综合能力.【答案】(1)N;变大;红;(2)0.05A;(3)4×105N;(4)用一个阻值更大的定值电阻替换R0。【分析】(1)电磁铁的磁极利用右手螺旋定则根据电流流向来判断。车辆超载时,作用在压敏电阻上的压力增大,根据图乙判断R阻值如何变,控制电路中电流如何变,电磁铁磁性强弱随电流变化而改变。根据电磁铁磁性的强弱判断是否会吸引衔铁,确定是红灯亮还是绿灯亮。(2)当无车辆通过时,根据图乙可以知道R的值,控制电路中电源电压和R0已知的,根据欧姆定律可以计算电磁继电器中的电流大小。(3)报警器报警的时候电流等于0.1A,控制电路中电压不变,求出控制电路中的总电阻,R0已知,求出R的值,由图乙知道压敏电阻受到的压力,再根据杠杆平衡条件求出车辆的总重。(4)控制电路中电流等于0.1A时,报警器报警,电源电压不变的情况下,则控制电路中的总电阻不变。通过车辆的质量越大,压敏电阻上受到的压力越大,R的值越小。因此可以用一个阻值更大的定值电阻替换R0。【解答】解:(1)利用右手螺旋定则,根据电流流向判断电磁铁上端为N极。车辆超载时,由于作用在压敏电阻R上的压力增大,由图乙可知R的值减小,控制电路中电流增大,电磁铁磁性增强,吸引衔铁,红灯亮。(2)当无车辆通过时,根据图乙可以知道R=80Ω,R0=40Ω,则电流I===0.05A。(3)报警器报警的时候电流等于0.1A,控制电路中电压不变,控制电路中的总电阻R总===60Ω。则R=60Ω﹣40Ω=20Ω,由图乙知道压敏电阻受到的压力F=8×104N。根据杠杆平衡条件可得,A点受到的压力FA=•F=×8×104N=4×105N。车辆的总重G总=FA=4×105N。(4)控制电路中电流等于0.1A时,报警器报警,在电源电压不变的情况下,则控制电路中的总电阻不变。通过车辆的质量越大,压敏电阻上受到的压力越大,R的值越小。若要允许通过质量更大的车辆,可行的方法是用一个阻值更大的定值电阻替换R0。答:(1)N;变大;红;(2)0.05A;(3)4×105N;(4)用一个阻值更大的定值电阻替换R0。【点评】本题考查的知识有电磁继电器的原理和应用、右手螺旋定则、欧姆定律和杠杆原理,知识点多,综合性强。认真读题和看图获取相关信息,明白各个物理量之间的影响关系是关键。
考点卡片1.速度推导公式求解路程和时间【知识点的认识】速度公式:v=(s用m做单位时,t应用s做单位,得出v的单位是m/s;s用km做单位时,t应该用h做单位)公式的变形:s=vt(求路程);t=(求时间)【命题方向】考查应用题以及图像题中涉及到有关路程和时间的计算。例:汽车遇到意外情况时需要紧急刹车,这需要司机经历反应和制动两个过程,在司机的反应过程中汽车做匀速运动。在制动过程中汽车做减速运动。有一辆汽车正以36km/h的速度在平直的公路上行驶,求:(1)此车50分钟行驶的路程是多少?(2)该车突然遇到紧急情况刹车,在司机的反应过程中汽车行驶了7米,则司机的反应时间是多少秒?(3)若制动过程用了3秒,汽车在两个过程中共前进了29.6米,求从司机发现情况到汽车停下,汽车的平均速度是多少?分析:(1)已知汽车运动的速度和时间,根据v=的变形计算50min运动的路程;(2)根据v=的变形计算司机的反应时间是多少秒;(3)从司机发现情况到汽车停下,所用时间为反应时间和制动时间之和,根据v=计算汽车的平均速度。解析:解:(1)36km/h=10m/s,此车50分钟行驶的路程是:s=vt=10m/s×50×60s=3×104m;(2)在司机的反应过程中汽车行驶了7米,则司机的反应时间是:t′==0.7s;(3)从司机发现情况到汽车停下,所用时间为:t″=0.7s+3s=3.7s,汽车的平均速度是v′==8m/s。答:(1)此车50分钟行驶的路程是3×104m;(2)司机的反应时间是0.7s;(3)从司机发现情况到汽车停下,汽车的平均速度是8m/s。点评:本题考查速度公式的灵活运用,计算过程注意统一单位。【解题方法点拨】计算过程中注意单位的统一。2.平均速度【知识点认识】(1)平均速度是描述物体运动平均快慢程度的物理量;平均速度等于运动物体在一段时间内运动的路程与通过这段路程所用时间的比值;(2)平均速度:公式(v指平均速度,s是路程,t是时间)。【命题方向】平均速度的求法,平均速度不是速度的平均的区别题目是中考的命题方向.例:小明在跑百米时前50m用时7.5s,后50m用时7s,求:(1)小明前50m的平均速度。(2)小明后50m的平均速度。(3)小明全程的平均速度。分析:(1)用v1=计算前50m的平均速度。(2)用v2=计算后50m的平均速度。(3)用v总=计算全程平均速度。解析:解:(1)前50m的平均速度是:v1==≈6.67m/s;(2)后50m的平均速度是:v2==≈7.14m/s;(3)全程时间为:t总=7.5s+7s=14.5s,全程平均速度为:v总==≈6.90m/s。答:(1)前50m的平均速度是6.67m/s。(2)后50m的平均速度是7.14m/s。(3)百米全程的平均速度是6.90m/s。点评:本题考查平均速度的计算问题,难度不大。【解题方法点拨】(1)平均速度只能用来粗略地描述做变速直线运动的物体的平均快慢程度,它不能精确描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢.(2)平均速度是指某段路程或某段时间内物体运动的平均快慢,所以求平均速度时一定要指明是哪一段路程或哪一段时间内的平均速度,路程和时间要一一对应.即平均速度等于这段路程与通过这段路程所用的总时间的比值.(3)平均速度不是速度的算术平均值,全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值.这一点在计算时千万要注意.3.惯性的概念【知识点的认识】(1)惯性的定义:一切物体保持原有运动状态不变的属性叫做惯性。(2)惯性的特点①惯性是一切物体的固有属性,无论是固体、液体或气体,无论物体是运动还是静止,都具有惯性。②任何物体在任何时候都是有惯性的,它要保持原有的运动状态。【命题方向】考查惯性的概念以及惯性现象。例:两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(图甲);手握玻璃管突然向某一方向运动时,气球突然变大(图乙)。下列对该现象的判断,正确的是()A.玻璃管是突然向上运动的B.玻璃管是突然向下运动的C.该现象的产生是由于水具有惯性D.该现象的产生是由于玻璃管具有惯性分析:物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,据此分析即可解答。解析:解:由于水具有惯性,当手握玻璃管突然向上运动时,玻璃管上升,水保持静止,流入气球,使得气球突然变大。故AC正确、BD错误。故选:AC。点评:此题主要考查学生对惯性现象的理解,解释惯性现象时的步骤:①确定研究对象,阐明其原来的运动状态;②说明哪个物体或物体的哪一部分运动状态改变了;③说明哪个物体或物体的哪一部分由于惯性要保持原来的运动状态;④说明结论。【解题方法点拨】理解惯性的概念以及惯性的生活现象。4.增大有益摩擦的方法【知识点的认识】增大有益摩擦的方法:(1)增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹;(2)增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;(3)变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚;(4)变湿摩擦为干摩擦.【命题方向】怎样增大摩擦力或减小摩擦力,生活中的现象使用的是增大还是减少摩擦都是命题方向。例:自行车上应用了很多物理知识,其中属于增大摩擦力的是()A.把手上刻有花纹B.车轮做成圆形C.给链条加润滑油D.前后轮都安装在滚动轴承上分析:(1)摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度;(2)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;(3)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。解析:解:A、把手上刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A符合题意;B、车轮做成圆形,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故B不符合题意;C、给链条加润滑油,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故C不符合题意;D、前后轮都安装在滚动轴承上,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故D不符合题意。故选:A。点评:本题在考查影响滑动摩擦力大小的两个因素的同时,也考查了学生运用所学知识分析实际问题的能力,要求学生在生活中多注意观察,并学会应用。【解题方法点拨】解答此类题目时,分析操作前后的摩擦力变化即可.例如,锁生锈不好开时,将少量食用油注入锁孔就易开了,起初开锁难说明摩擦力大;操作后,开锁容易说明摩擦力减小.前后对比说明注入食油使摩擦力减小了,或者,直接分析操作符合增大或减小摩擦的哪一项,这需要我们熟练应用增大或减小摩擦的方法与途径.5.压强的公式的应用【知识点的认识】计算公式:P=,(适用范围:这是压强的定义式,适用于所有物体间的压强计算,无论气体、固体、液体)【命题方向】压强的计算,主要是运用公式及其变形解决有关问题,另外,压强的计算常常与密度公式,重力公式相联系,体现了知识的综合性,所以常成为中考的热点。例:我国研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队在附近遇控机器人。若机器人质量为500kg,履带与地面的总接触面积为400cm2。求:(1)机器人对水平冰面的压力;(2)若南极某处冰面能承受的压强为2×105Pa,该机器人能顺利通过该冰面吗?分析:(1)已知机器人的质量,利用G=mg求其重力,机器人对冰面的压力等于本身的重力;(2)知道履带与冰面的接触总面积(受力面积),利用p=求机器人对冰面的压强,与冰面能承受的最大压强比较可知能否通过该冰面。解析:解:(1)机器人的重力为:G=mg=500kg×10N/kg=5000N,机器人对冰面的压力等于机器人的重力,即F=G=5000N;(2)机器人对冰面的受压面积S=400cm2=0.04m2,则机器人对冰面的压强为:p===1.25×105Pa<2×105Pa,机器人可以顺利通过该冰面。答:(1)机器人对水平冰面的压力是5000N;(2)该机器人可以顺利通过冰面。点评:本题考查了重力公式、压强公式的应用,关键是知道物体对冰面的压力等于物体重力。【解题方法点拨】压强的计算,需要确定压力、面积.要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点.正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同.6.减小压强【知识点的认识】利用公式:p=来分析减小压强方法:(1)压力一定,增大受力面积;(2)受力面积一定,减小压力;(3)同时减小压力,增大受力面积.应用:①载重卡车装有许多的车轮;②房屋建在较大的地基上;③书包带做得较宽.【命题方向】生活中那些是增大和减小压强的现象,是命题方向。例:一名滑雪运动员穿上滑雪板后发现她在雪地上留下的痕迹变浅了。下列现象中与滑雪板的作用相同的是()A.用久的菜刀磨一磨B.同学们的书包带较宽C.压路机的碾子很重D.盲道上有凸起分析:增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。.解析:解:运动员穿上滑雪板后发现在雪地上留下的痕迹变浅了,是通过增大受力面积来减小压强。A.用久的菜刀磨一磨,是通过减小受力面积增大压强,故A不正确;B.同学们的书包带较宽,是通过增大受力面积减小压强,故B正确;C.压路机的碾子很重,是通过增大压力增大压强,故C不正确;D.盲道上的凸起,是通过减小受力面积增大压强,让盲人容易感受到,故D不正确。故选:B。点评:本题考查增大和减小压强的方法,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。【解题方法点拨】要知道压强大小的影响因素,会解释生活中有关增大和减小压强的现象7.液体压强与深度的关系【知识点的认识】(1)在同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大。(2)在同一深度,不同液体密度越大液体该处压强越大。(3)液体内部的压强只与液体的密度、液体深度有关,而与容器的形状、底面积、液体的体积、液体的总重无关。【命题方向】考查影响液体压强大小的因素。例:为什么深水潜水员必须穿行坚固耐压的潜水服?分析:由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度增加而增大;在同一深度处液体向各个方向的压强相等;不同液体的压强还跟密度有关。解析:答:处于液体内部的物体的所有表面都要受到液体的压强,压强大小与深度有关,越深处压强越大,深水潜水员在潜水时要受到比在水面上大许多倍的压强,如果不穿坚固耐压的潜水服,潜水员是承受不了那么大压强,会有生命危险,所以必须穿上高强度耐压的潜水服才行。点评:本题的解题关键是知道液体的压强随深度的增加而增大。【解题方法点拨】记忆性的知识点,要熟记.8.利用阿基米德原理进行简单计算【知识点的认识】①F浮=G排=ρ液gV排,式中ρ液表示液体的密度,V排是被物体排开的液体的体积,g取9.8N/kg。②阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。【命题方向】考查运用阿基米德原理进行计算。例:如图所示,小芳用手将重2N、体积为2.3×10﹣4m3的苹果浸没在水中,则松手后苹果最终静止时,苹果受到的浮力大小为2N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)分析:(1)根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排求出苹果所受浮力;(2)根据苹果重力与浮力的大小关系可知苹果的浮沉状态;(3)苹果静止后处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件可知苹果受到的浮力大小。解析:解:苹果浸没在水中时,排开水的体积等于苹果的体积,即:V排=V=2.3×10﹣4m3,苹果浸没时受到的浮力为:F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.3×10﹣4m3=2.3N;浸没在水中的苹果,受到的浮力F浮=2.3N,而重力G=2N,比较可知:F浮>G,故松手后苹果将上浮,最终苹果会漂浮在水面上,此时受到的浮力等于苹果的重力,即:F浮′=G=2N。故答案为:2。点评:熟练运用阿基米德原理的公式和物体的受力情况,是解答此题的关键。【解题方法点拨】根据题目所给信息,判断用称重法,压力差法,阿基米德原理法中的哪一种。9.功率的计算【知识点的认识】(1)功率:在物理学中,功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。(2)功率的公式:P=(其中P表示功率,W表示功,t表示时间)(3)计算功率的另一个公式:P=Fv,即物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做功的功率可表示为Fv.(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)a.推导:由P=,联立W=Fs,得P===Fv。由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。b.应用:当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。【命题方向】考查功率的计算题,常结合功、速度、效率等其他知识综合考查学。例:我国自主研发的5G新能源无人驾驶拖拉机,标志着我国农业自动化迈出了新的一步。在某次耕作时,该拖拉机在平直公路上匀速行驶600m用时60s,匀速行驶过程中受到阻力为600N。求:(1)拖拉机的速度;(2)拖拉机牵引力做的功;(3)拖拉机做功的功率。分析:(1)根据v=得到在平直公路上行驶过程中,拖拉机的速度;(2)该拖拉机在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力和阻力是平衡力,由二力平衡条件可知牵引力的大小,根据W=Fs得到该拖拉机牵引力做的功;(3)根据P=得到拖拉机做功的功率。解析:解:(1)拖拉机的速度为:;(2)该拖拉机在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力和阻力是平衡力,牵引力的大小:F=f=600N,发动机的牵引力做功:W=Fs=600N×600m=3.6×105J;(3)拖拉机做功的功率为:P===6×103W。答:(1)拖拉机的速度为10m/s;(2)拖拉机牵引力做的功为3.6×105J;(3)拖拉机做功的功率为6×103W。点评:本题考查速度、做功、功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用。【解题方法点拨】(1)功率的定义式是指平均功率,即在t时间内的平均功率,而不是某一时刻的瞬时功率。(2)功率的定义式P=可以变形为:W=Pt和t=,可分别用于求功和时间。当P一定时,W与t成正比,则=;当W一定时,P与t成反比,则=;当t一定时,W与P成正比,则=。(3)利用公式P=Fv时要注意以下几点:a.拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变;b.计算时,v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是w;c.速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。在解决一些有关运动物体的功率问题时,应用此公式解题会更简便。10.凸透镜成像规律的应用【知识点的认识】【命题方向】考查凸透镜成像规律的应用例:酒店机器人(如图)配有摄像头,可以实现面部识别功能。下列说法正确的是()A.机器人摄像头的镜头对光具有发散作用B.机器人摄像头的成像原理与照相机相同C.机器人摄像头的镜头相当于凸透镜,可以用来矫正远视眼D.当机器人走近客人时,其摄像头所成客人的像会变小分析:AB.机器人照相机的镜头是凸透镜,相当于照相机,成倒立、缩小的实像;C.凸透镜,可以矫正远视眼;D.根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,进行分析。解析:解:A.机器人照相机的镜头是凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,故A错误;B.机器人摄像头的成像原理与照相机相同,都是利用u>2f,成倒立、缩小的实像,故B正确;C.机器人摄像头的镜头相当于凸透镜,可以矫正远视眼或老花眼,故C正确;D.当机器人走近客人时,凸透镜成实像时,物近像远像变大,故其摄像头所成客人的像会变大,故D错误。故选:BC。点评:本题探究凸透镜成像在实际生活中的应用,熟记凸透镜成像规律是解题关键。【解题方法点拨】口诀:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小,实像倒,居异侧,虚像正,居同侧,物近像远像变大,焦点以内反变化11.利用比热容的公式计算热量【知识点的认识】物体的温度升高时吸收热量为:Q吸=cm(t﹣t0)物体的温度降低时放出的热量为:Q放=cm(t0﹣t)式中的c为物体的比热容,m为物体的质量,t0表示物体原来的温度,t表示物体后来的温度.若用Δt表示物体变化的温度(升高或降低的温度),那么,物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为:Q=cm△t.【命题方向】考查利用热量的计算公式,计算热量。例:一壶质量为2千克、温度为20℃的水,加热后使其升高到70℃,这些水吸收了多少热量?[水的比热容为4.2×103焦/(千克•℃)]。分析:掌握热量公式:Q=cm△t的计算公式是解答本题的关键,题干中已知水的质量是2kg,水的初温和末温分别是20℃、70℃,把数据代入公式即可求出水吸收的热量。解析:解:由分析知水吸收的热量为:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(70℃﹣20℃)=4.2×105J答:这些水吸收了4.2×105J的热量。点评:本题主要考查学生对热量的计算公式的理解和掌握,是一道中档题。【解题方法点拨】t是末温,t0是初温,Δt表示温度的变化,注意题干中对于他们的说法是有差别的,如“升高到”,“降低到”指的是末温,而“升高了”,“降低了”表示的是温度的变化。12.四冲程的判断【知识点的认识】内燃机是热机的一种,是燃料在汽缸内燃烧的热机.内燃机分为汽油机和柴油机.(1)汽油机的工作原理:燃料在汽缸中燃烧时,将存储的化学能转变为高温高压的燃气(蒸汽)的内能,又通过燃气(蒸汽)推动活塞做功,由内能转变为机械能.(2)汽油机的工作流程:内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的,如图.①吸气冲程:进气门打开,排气门关闭.活塞由上端向下端运动,汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸.②压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,压缩汽缸内燃料混合物,温度升高.③做功冲程:在压缩冲程末尾,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气,高温高压气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功.④排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸.(3)工作过程中能量的转化:①压缩冲程:机械能→内能;②做功冲程:先是化学能→内能,再由内能→机械能.(4)柴油机是以柴油为燃料的内燃机,在工作时与汽油机工作原理相同.区别:①在吸气冲程里吸进气缸的只有空气,而汽油机吸进的是汽油和空气的混合物;②在压缩冲程里,活塞把空气的体积压缩得很小,空气的压强更大,温度更高;③点火方式:柴油机﹣压燃式;汽油机﹣点燃式.【命题方向】考查测量平均速度的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。例:如图所示的是内燃机工作循环中的一个冲程,关于该冲程的下列说法中正确的是()A.压缩冲程,将化学能转化为内能B.压缩冲程,将机械能转化为内能C.做功冲程,将内能转化为机械能D.做功冲程,将机械能转化为内能分析:汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、压缩、做功和排气冲程,各冲程的特点不同,因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定哪个冲程,同时还可参考火花塞的状态进行判断;在四冲程内燃机工作过程中有两个冲程存在能量转化:一个是压缩冲程,将机械能转化为内能;另一个是做功冲程,将内能转化为机械能。解析:解:由图可知,汽油机的两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,所以是做功冲程,该冲程中燃料燃烧产生高温高压的燃气,推动活塞做功,将内能转化为机械能,故C正确,ABD错误。故选:C。点评:此题考查了对汽油机做功冲程和压缩冲程的判断以及对能量转化情况的分析,比较简单。【解题方法点拨】根据各冲程的特点确定是哪一个冲程,一般从2个方面突破:①看进气门和排气门的开、闭.进气门开的为吸气冲程,排气门开的为排气冲程,进气门和排气门都闭合为压缩或做功冲程②看活塞的运动方向.活塞向下运动为吸气或做功冲程,活塞向上运动为压缩或排气冲程.13.热机的效率公式与计算【知识点的认识】(1)定义:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率,其表达式为:η=×100%.由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1.(2)物理意义:热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低,因此热机的效率是描述热机性能的一个重要指标。【命题方向】热机效率会以条件出现,也会考查热机效率的计算,通常在综合计算中考查。例:如图,是一台以柴油为动力的双履带消防机器人,质量为1000kg,静止时履带与地面接触总面积为0.4m2。在某段平直公路上,机器人以3m/s的速度匀速行驶3min,其受到的阻力为2000N,通过这段路程共消耗0.09kg柴油(q柴油=4.0×107J/kg;g取10N/kg)。求:(1)机器人3min通过的路程;(2)机器人静止时,对水平地面产生的压强;(3)机器人在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率。分析:(1)利用速度计算公式求得机器人3min通过的路程;(2)利用G=mg可求出机器人的重力,在水平地面上,机器人对地面的压力等于机器人的重力,根据p=得到机器人静止在水平地面时对地面产生的压强;(3)根据题意和二力平衡条件求出机器人受到的牵引力,利用W=Fs求得牵引力做功,利用Q放=mq求得柴油燃烧放出的热量,进一步求得机器人在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率。解析:解:(1)机器人3min通过的路程s=vt=3m/s×3×60s=540m(2)机器人静止时对地面的压力F=G=mg=1000kg×10N/kg=1×104N对水平地面产生的压强(3)机器人匀速行驶,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,牵引力的大小F′=f=2000N牵引力做的功W=F′s=2000N×540m=1.08×106J柴油完全燃烧释放的热量Q放=mq=0.09kg×4.0×107J/kg=3.6×106J牵引力做功的效率答:(1)机器人3min通过的路程为540m;(2)机器人静止时,对水平地面产生的压强为2.5×104Pa;(3)机器人在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率为30%。点评:本题考查了速度公式、压强公式以及功率公式,注意当机器人匀速直线运动时,牵引力与阻力是一对平衡力。【解题方法点拨】对于热机效率可与机械效率进行对比理解,热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数,要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,并且热机的效率总小于1.14.欧姆定律的应用【知识点的认识】(1)相关基础知识链接:①电流规律:串联:I=I1=I2.串联电路电流处处相等。并联:I=I1+I2.并联电路干路电流等于各支路电流之和。②电压规律:串联:U=U1+U2.串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。并联:U=U1=U2.并联电路各支路两端电压相等,等于总电压。③电阻规律:串联:R=R1+R2.串联电路总电阻等于分电阻之和。并联:=+.并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。④比例规律:串联:=.串联电路中电压与电阻成正比。并联:I1R1=I2R2.并联电路中电流与电阻成反比。⑤欧姆定律:I=.导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。【命题方向】欧姆定律的综合应用是电学部分的核心,也是最基础的内容,这一节知识是难点也是中考必考点。常结合日常生活生产中遇到的电路问题考查欧姆定律的应用,计算题多与后面的电功率计算结合在一起,作为中考的压轴题出现。训练时应足够重视。例:如图甲所示是电阻R和灯泡L的U﹣I图象。由图甲可知,电阻R的阻值为20Ω。若电源电压不变,将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电流表示数为0.6A,则电源电压为18V。分析:电阻R的U﹣I图象是正比例函数,则R为定值电阻,根据图象读出任意一组电流和电压值,根据欧姆定律求出R的阻值;将电阻R和小灯泡L串联在图乙所示的电路中时,通过它们的电流相等,根据欧姆定律求出R两端的电压,根据图象读出灯泡两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压。解析:解:由图象可知,电阻R的I﹣U图象是正比例函数,则R为定值电阻,当R两端的电压UR=2V时,通过的电流IR=0.1A,由欧姆定律可得R的阻值:R===20Ω;由图乙可知,灯泡L与电阻R串联,电流表测电路中的电流,当电流表示数为0.6A时,R两端的电压:UR′=IR=0.6A×20Ω=12V,由图象可知,灯泡两端的电压UL=6V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U=UR′+UL=12V+6V=18V。故答案为:20;18。点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,从图象中获取有用的信息是关键。【解题方法点拨】(一)比例问题解决这类问题一要掌握规则,二要弄清是哪两部分相比。①串联电路电流处处相等,即电流之比为:I1:I2=1:1;根据I=可知电压与电阻成正比,=。②并联电路各支路电压相等,即电压之比为U1:U2=1:1;根据U=IR可知电流与电阻成反比,I1R1=I2R2。(二)电表示数变化问题(1)解决这类问题最重要的是弄清电路是串联还是并联,不同的连接方式有不同的判断规则。①串联电路:电流与电阻的变化相反,即电阻变大时电流变小,电阻变小时电流变大;按电阻的正比例来分配电压。②并联电路:各支路的电压都与电源电压相等,所以电压是不变的;阻值变化的支路电流随之变化,阻值不变的支路电流也不变。③电压表与电流表示数的比值:根据导出式R=可知,电压表与电流表示数的比值代表了某个电阻的大小,只要电阻不变化,两表比值是不变的。(2)解决这类电表示数变化的问题时,注意不要在第一步判断串并联时出错。(3)滑动变阻器连入电路的是哪一部分,没有判断清楚,也是解决电表示数变化问题常出现的错误。15.光敏、热敏、压敏等半导体电路分析【知识点的认识】光敏、热敏、压敏等半导体的电路分析方法主要依赖于这些元件的特性及其在电路中的应用。通过测量和观察这些元件在不同条件下的电阻值变化,可以分析它们在电路中的作用和性能表现【命题方向】命题方向主要涉及电路的动态分析、电路故障及动态电路分析,以及半导体材料敏感电阻(如光敏、气敏、压敏、热敏电阻等)受外界因素(如光照、气体浓度、压力、温度)影响时电阻的变化对电路中电表示数的影响例:某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与可变电阻R相连。R的阻值与压力F的关系如图乙所示,闭合开关S后,试问:(1)检测板不受压力时,电压表的示数为多少?(2)该装置所能测量的最大压力为多少?分析:(1)由图甲可知,R、R0串联,电压表测定值电阻R0两端的电压;由图乙可知,当检测板所受压力增大时,压敏电阻R的阻值减小,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电路中电流的变化,根据U=IR可知R0两端的电压变化(即电压表示数的变化);由图乙可知,当检测板不受压力时压敏电阻R的阻值,根据串联电路的电阻特点求出电路中的总电阻,根据欧姆定律求出电路中的电流和R0两端的电压;(2)由电压表的量程可知R0两端的最大电压,根据欧姆定律求出电路中的最大电流,根据欧姆定律求出电路的最小总电阻,进一步求出此时压敏电阻R的阻值,由图乙可知该装置所能测量的最大压力。解析:解:(1)由图甲可知,R、R0串联,电压表测定值电阻R0两端的电压,由图乙可知,当检测板所受压力增大时,压敏电阻R的阻值减小,由串联电路的电阻特点可知电路中总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流增大,R0是定值电阻,根据U=IR0可知,R0两端的电压增大,即电压表示数增大;由图乙可知,当检测板不受压力时,压敏电阻R的阻值:R=80Ω,由串联电路的电阻特点可知,电路的总电阻:R总=R+R0=80Ω+20Ω=100Ω,此时电路中的电流:I===0.06A,由I=可知,电压表的示数(R0两端的电压):U0=IR0=0.06A×20Ω=1.2V;(2)根据电压表量程可知,R0两端的最大电压:U0大=3V,则电路中的最大电流:I大===0.1
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