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  • 2021-05-13 发布

中考物理电学综合题专训2

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电学计算 综合计算题综合多种物理过程,有的联系生活实际,常常立意于全新的物理情境.解题过程运用多个物理概念及规律,分析多个研究对象,该类题型有:能量效率问题、电热结合、力热结合、电力结合等;要求学生在解题技巧上,仔细审题,对题目进行认真分析,划分为子问题,划分步骤,逐层深入;要求学生关注生活中的物理,学会思考,学会知识迁移和建模,尝试用物理知识解决各类问题,逐步提高综合能力。‎ 1、 小强利用压敏电阻R′、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件,设计了一个为家里太阳能热水器储水箱自动供水的装置,如图1所示.当继电器线圈中电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合,电动机M所在电路接通,水泵给水箱补水.压敏电阻的阻值R′随受到的拉力F的变化图象如图2.压敏电阻通过细线悬挂一根长度略小于储水箱高度的圆柱形物体,其下端与储水箱底部刚好不接触.储水箱高度为40cm,圆柱体横截面积为15.0cm2,质量为0.8kg,控制电路的电源电压U=15V,g=10N/kg. (1)储水箱中水位下降的过程中,电磁铁产生的磁场______;(填“增强”、“减弱”或“不变”),电磁铁的上端是______极;(填“N”或“S”) (2)若要保证给储水箱补水时,水不会从溢水口流出,可调电阻R接入电路的阻值应满足的条件是什么?‎ ‎2、随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭。小林的爸爸最近也购买了一辆轿车。‎ ‎(1)图甲是汽车的启动原理图,请在图中用笔画线代替导线将电路连接完整。 说明:当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动(相当于闭合开关),电动机工作,启动轿车;电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压。‎ ‎(2)通过查看说明书得知轿车车身质量为1.7吨,当车上载有300 kg的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为4.0×10 -2 m2,试求轿车对地面的压强。(g取10N/kg)‎ ‎(3)若轿车以50kW的恒定功率,在一段平直的路段上行驶了5km,汽车速度计的指针一直停在如图乙所示的位置.请计算汽车在这段时间内做的功和汽车的牵引力。 ‎ ‎(4)汽车在行驶中,由于路况和车速的不同,发动机的实际功率也不同,通常行驶时,实际功率要小于它的最大功率.某型号轿车的有关数据如表:‎ 发动机最大功率 ‎60kW 百公里耗油 ‎(100km/h匀速行驶)‎ ‎6.0L(某标号汽油)‎ 最大车速 ‎170km/h ‎(某标号汽油的热值约为4.6×107J/kg,密度约为0.7×103kg/m3) 求:A、若轿车以100km/h的速度匀速行驶1h,则轿车消耗了的汽油质量。 B、若轿车发动机的效率是30%,当轿车以100km/h的速度匀速行驶时,发动机的实际功率是多少?燃烧1kg的汽油,轿车匀速行驶的路程为多少千米?‎ ‎(5)通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如下表所示:‎ 根据表中数据所反映的规律可知,当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是______ m。‎ ‎3、无人机作为空中平台,以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、激光扫描仪等设备获取信息,用计算机对图象信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图象.无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点.下表是某小型无人机的部分参数:‎ 参数名称 最大飞行 半径/km 最大巡航速度/km•h-l 电池电压/V 电池容量/mAh 电动机额定功率/W 拍摄速度/帧•秒-1‎ 第 4 页 共 4 页 数据 ‎5‎ ‎50‎ ‎24‎ ‎2500‎ ‎20‎ ‎11000‎ ‎(电池容量=放电电流×放电时间,例如,1mAh是指以1mA的电流能连续工作1h.帧•秒-1是指每秒拍摄的画面数)‎ ‎(1)人们是利用遥控器通过电磁波传输信息操控无人机的,其有效操控距离至少为多远? (2)小轿车在高速公路上限速120km/h.如图甲所示,交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测.一辆小轿车在通行0.5m的过程中,高速摄像机拍摄帧数为110帧,据此判断小轿车是否超速?‎ ‎(3)如图乙,是无人机竖直向上运动的v-t图象,由图象可知,在0~5s内,无人机受到的升力与重力存在什么关系? (4)电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备,当它正常工作时,12s内消耗的电能是多少焦耳?已知电动机消耗的功率是电源总功率的50%,则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过多长时间? (5)为增大小型无人机的巡航时间,请从研制方面,提出一条合理化建议。‎ 甲 乙 4、 在课外活动中,同学们设计了一种物品自动筛选器,可将质量小于一定标准的物品自动剔除,其原理如图所示:放在水平轻质传送带上的物品,经过装有压敏电阻R的检测区时,使R的阻值发生变化,其阻值随压力,变化的关系如图所示。已知电源电压为12V,R0为定值电阻,当电路中电压表示数小于2.4V时,机械装置启动,将质量不达标的物品推出传送带,实现自动筛选功能。g取l0N/kg。试问:‎ ‎(1)当物品随传送带匀速运动时,物品 (选填“受”或“不受”)摩擦力。‎ ‎(2)当检测区上没有物品时,电压表的示数为2V,R0的阻值为多少?‎ ‎(3)当压敏电阻的电功率最大时,电路中的电流为多少?此时在检测区上物品的质量是多少?‎ ‎(4)电路中的电池使用一段时间后,电源电压会降低,能通过检测区物品的最小质量将 (选填“增大”或“减小”)。‎ ‎5、某汽车在平直路面上以75km/h的速度匀速行驶1h的过程中,消耗了5kg汽油,汽油燃烧释放能量的40%随废气通过热电转换装置,如图所示,汽油热值近似取q=5×107J/kg,设汽油在气缸内完全燃烧。‎ (1) 图示时刻,四冲程汽油机处于 冲程;若该汽油机每分钟完成7200个冲程,则它每秒钟完 成 个工作循环。 (2)若上述过程中汽油燃烧释放能量的30%用来驱动汽车行驶,求汽车所受的阻力f; (3)研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%,据此计算,上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能?这些电能可供车内总功率为1000W的用电器持续工作多长时间?‎ 6、 图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船,该船长30米,宽15米,排水量60吨,船的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为1.6×105W,若接收的太阳能只用来驱动船前进.在一次航行中,从某一时刻开始,太阳能船收到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2甲所示,船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示.(g取10N/kg)求: (1)满载时太阳能船受到的浮力; (2)第50s到第100s内牵引力做的功; (3)第50s到第100s的运动过程中,太阳能船的效率。‎ 第 4 页 共 4 页 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎7、某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点.其简化等效电路如图所示,此时处于空档位置.闭合开关S,旋钮绕P转动,实现档位转换,旋至1档时R1、R2同时工作,洗衣机处于加热状态;旋至2档时R2和电动机同时工作,洗衣机处于保温洗涤状态.R1和R2均为电热丝,其阻值不受温度影响,R1=22Ω,主要参数如下表。(c水=4.2×103J/(kg•℃))‎ ‎(1)洗衣机内注入10kg的水,在额定电压下连续加热1050秒,水温由20℃上升到50℃,此过程中的加热效率是多少? (2)R2阻值是多少? (3)洗衣机处于保温洗涤状态时,干路电流是多少? (4)防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势.防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全.异常漏电情况下,电流依次经防电墙和人体流入大地,若人体的最大电阻为1×105Ω,人体的安全电压不高于36V,通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全。‎ ‎**牌智能滚筒洗衣机 额定电压 ‎220V 加热功率 ‎2400W 设定温度范围 ‎30℃~90℃‎ 电动机功率 ‎240W 防电墙电阻 ‎1×106Ω ‎8、硫化镉(CdS)是一种光敏材料,其电阻值R随光照强度E(E越大表示光照越强,其国际单位为cd)的变化如图2所示。某展览厅(如图1所示)为保护展品。采用这种材料设置了调光天窗。当外界光照较强时,启动电动卷帘适时调整进光量;当外界光照较弱时,自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图3所示,R0为定值电阻,R为CdS电阻,P为电磁铁,其线圈电阻RP为10Ω,当电流达到0.06A时能吸合衔铁。已知电源电压U1=12V,U2=220V,则:‎ (1) 图2中R随光照强度E变大而 选填“增大”或“减小”)。‎ (2) 图3中的L代表的是并联安装在展厅内的10盏“220V 10W”节能灯,这些节能灯同时正常工作4小时,共消耗电能   kW•h。‎ (3) 若要缩短节能灯点亮的时间,可换用阻值 较   (选填“大”或“小”)的R0。‎ ‎(4)当外界光照强度达到1cd时,电动卷帘便开始工作,求R0的阻值。‎ 第 4 页 共 4 页 ‎9、某兴趣小组设计了一种智能化的电热水器,如图所示,它主要由工作电路和控制电路两部分组成,工作电路可以在保温和加热两挡之间切换,当磁控开关L线圈中的电流等于或大于20mA时,磁控开关L的簧片吸合(簧片与线圏电阻不计),当线圈中的电流小于20mA时簧片断开,光敏电阻R随光照强度E(表示光照射强弱的物理量,单位是坎德拉,符号cd)变化的关系如下表所示,当开关S闭合时:‎ ‎【水的比热容C水=4.2×103J/(kg·℃)】‎ 光照强度E/cd ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ 光敏电阻R/Ω ‎18‎ ‎9‎ ‎6‎ ‎4.5‎ ‎3‎ ‎(1)若控制电路中R0=82Ω,U2=2V,当光强E达到多少时,磁控开关的簧片恰好吸合?‎ ‎(2)当线圈中的电流等于20mA时,工作电路处于何种档位?将质量为2kg的水由50℃加热至100℃需吸收多少热量?‎ ‎(3)若工作电路在加热和保温两种状态时R1的功率之比为25:9,求R1与R2的比值。‎ ‎10、用如甲中所示的滑轮组提升浸没在水中的实心圆柱形物体,己知物体的高度为1m,底面积为0.12m2,质量为200kg.物体始终以0.5m/s的速度匀速上升,物体浸没在水中匀速上升时,作用在绳端的拉力F所做的功随时间的变化关系如图乙所示.(不计绳重、摩擦及水的阻力.ρ=1.0×103kg/m3;g=10N/kg)求:‎ ‎(1)当物体的上表面刚好与水面相平时,其底部受到水的压强;‎ ‎(2)物体浸没在水中时受到的浮力;‎ ‎(3)物体浸没在水中匀速上升时绳端受到的拉力;‎ ‎(4)物体浸没在水中匀速上升时,滑轮组的机械效率:‎ ‎(5)物体出水后绳端拉力的功率。‎ ‎11、某商厦每层楼高3 m,小明看到工作人员将360 kg的货物在一楼放入载货电梯内,闭合开关,仅用25 s的时间,便将货物运到六楼,小明对载货电梯产生了浓厚的兴趣,他通过查阅资料了解到该载货电梯的结构及电路如图所示,电梯是通过电动机带动钢丝绳提升货物的,电动机线圈电阻为2.4 Ω,电梯厢(含动滑轮)的质量140 kg,提升上述货物时电流表的示数为20 A,不计钢丝绳的重力和一切摩擦,请解答下列问题(g取10 N/kg):‎ ‎ ‎ ‎(1)匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大?‎ ‎(2)电梯工作时消耗的总电能是多少?‎ ‎(3)电动机工作时的效率多大?‎ ‎12、当前城镇化建设进程中,在一些场馆和楼房建设工地上,常见一种“塔吊”的起重设备,其主要组成为电动机和机械两部分,如图所示.假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有:额定电压380 V,额定功率38 kW,线圈电阻0.5 Ω.在一次起吊中,该“塔吊”电动机正常工作25 s,把质量为3 t的重物吊起22 m(g取10 N/kg).求:‎ ‎(1)电动机吊起重物的过程中消耗的电能。‎ ‎(2)电动机正常工作过程中线圈产生的热量。‎ ‎(3)该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率。‎ 第 4 页 共 4 页