物理中考二模试卷测试卷中考真题汇编[解析版]易错题培优

物理中考二模试卷测试卷中考真题汇编[解析版]易错题培优

一、中考物理力学问题易错压轴题提优（难）

1．阅读短文，回答问题

“负压病房”

新冠疫情期间，火神山和雷神山的医院负压病房在救治重症患者及保护医护人员起了非常大的作用，它是指在特殊的装置之下，病房内的气压低于病房外的气压，这样的话，从空气的流通来讲，就只能是外面的新鲜空气可以流进病房，病房内被患者污染过的空气就不会泄露出去，而是通过专门的通道及时排放到固定的地方。这样病房外的地方就不会被污染，从而减少了医务人员被大量感染的机会，这种病房最适合抢救类似非典、新冠这样的呼吸道传染性疾病病人。

传染病负压隔离病房的功能主要有两点，一是利用负压原理隔离病原微生物，同时将室内被患者污染的空气经特殊处理后排放，不会污染环境；二是通过通风换气及合理的气流组织，稀释病房内的病原微生物浓度，并使医护人员处于有利的风向段，保护医护人员工作安全。传染病负压隔离病房一般由病室、缓冲间、卫生间三部分组成。

(1)负压病房的病房内气体压强_______（选填“大于”或“小于”或“等于”）室外的大气压，空气从_____流向 ______（选填“室内”或“室外”）；

(2)为了防止医护人员在病房内给病人护理时被感染，同时考虑到患者的呼吸问题，你认为病房内的气压和缓冲间气压的差值最接近的是______，经过治疗后转为轻症的病人呼吸基本不受影响的气压是_____；

A．20pa B．1000pa C．20000pa D．100000pa

(3)在抢救重症患者的时候，给病人插管的医生需要穿上专门的密封防护服，为保护医生，防护服内气压 ________（选填“大于”或“小于”或“等于”）病房内的气压；

(4)下列现象中有可能处于“负压”状态的是（______）

A．正在熬制中药的高压锅内

B．高空中飞行的飞机机舱内

C．充满气后的氧气罐内

D．人吸气时肺的内部

【答案】小于室外室内 A D 大于 D

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2][3]负压病房内气体压强小于室外的大气压，空气从室外流向室内。

(2)[4]负压病房的病室与外界气压差值约为30Pa，缓冲间与外界气压差值为15Pa，所以病房内的气压与缓冲间气压的差值最接近的是20Pa，所以A选项正确。

[5]新冠病人转为轻症后，呼吸基本不受影响的气压应接近常压，即100000Pa。

(3)[6]医生所穿的防护服内的气压应大于病房内的气压，因为负压病房内的气压小于常压，而人体内的气压跟大气压相似所以D选项正确。

(4)[7]正在熬制中药的高压锅内，其气压大于正常大气压；高空飞行的飞机机舱内气压要大于机舱内的气压，因为高空的空气稀薄，气压较小，而机舱内的气压接近正常大气压；充满气后的氧气罐内，其气压较大，才能对外送气，所以ABC三个选项都不是负压状态。而人吸气时肺内部的气压要小于人体外气压，空气才能压入肺内，所以D选项正确。

2．阅读短文，回答问题。

2018 年 12 月 9 日，“复兴号”中国标准动车组项目获第五届中国工业大奖。“复兴号”是由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权并达到了世界先进水平的中国标准动车组。它全面采用了自动化设计，其车头（“飞龙”）被设计成修长的流线型，可谓颜值爆表，试验速度可达时速 400 公里以上。

“复兴号”轨道采用无砟轨道（砟：是岩石、煤等碎片的意思），普通铁路上常见的枕木被混凝土取代，枕木下的小石头也不见了，而是直接将铁轨铺在一个高强度的混凝土板上。对于有砟轨道，当列车运行时速达到 250 公里时，那些碎石子就会被掀起来，给列车造成极大的危险。

(1)“复兴号”采用了流线型车头，不仅美观还可以_______；高速行驶时车头对地面的压力_______ ，摩擦力_______；（后两空均选填“增大”或“减小”）

(2)将铁轨铺在枕木上，是为了增大路基的_______，从而减小对路基的_______；

(3)请你用所学物理知识分析，列车快速行驶过有砟轨道时，那些碎石子会被掀起来的原因：______。

【答案】减小阻力减小减小受力面积压强列车快速行驶过有砟轨道时，路基石子上方的空气流速变大，压强变小，使石子上方的压强小于下方的压强，因此石子会被掀起【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]“复兴号”采用了流线型车头，可以减小空气阻力。

[2][3]高速行驶时车头表面的气体流速比车头底部的气体流速大，压强较小，车头底部的压强较大，会产生一个向上的力，根据受力平衡可知，地面对车头的支持力会变小，力的作用是相互的，那么车头对地面的压力会变小，这个压力变小，那么摩擦力也会变小。

(2)[4][5]将铁轨铺在枕木上，是为了增大路基的受力面积，根据F p S

=

可知，在压力一定时，路基受到的压强会变小。

(3)[6]流体流速大，压强小。列车快速行驶过有砟轨道时，路基石子上方的空气流速变大，压强变小，使石子上方的压强小于下方的压强，会产生一个向上的升力，因此石子会被掀起。

3．如图，重5N 的薄壁容器放在水平硬板MN 上，容器底面积为2300cm ，高度为25cm ，装有15cm 深的水。一根原长为10cm 的轻质的细弹簧EF 吊着柱形木块刚好静止，木块下表面与水的液面相平。弹簧上端E 连接着固定不动的支架上，下端F 连接在木块（不吸水）上表面的中心上，弹簧长度每改变1cm ，弹力变化量为1N ，木块的重力为5N ，底面积为250cm ；高度为20cm 。现将水平硬板MN 缓慢向上移动，木块始终保持竖直方向，弹簧均在弹性限度内。（g = 10N/kg ）。求：

(1)当木块浸入水中的深度为2cm 时，木块受到的浮力；

(2)当木块浸入水中的深度为6cm 时，水对容器底部的压强；

(3)当木块下有表面刚接触容器底部时，弹簧的长度；

(4)当硬板向上移动28cm 时，容器对硬板的压强。

【答案】(1)1N ；(2)1600Pa ；(3)6cm ；(4)2100 Pa

【解析】

【分析】

【详解】

(1)当木块浸入水中的深度为2cm 时，其所受的浮力为

33-631.010kg/m 50210m 10N/kg 1N F gV ρ==?????=浮水排

(2)容器底面积为222300cm 310m -=?，当木块浸入水中的深度为6cm 时，容器中水面增加的高度

63-22

50610m 0.012m 310m V H S -???=

==?排1容 此时容器底部受到的压强 332() 1.010kg/m 10N/kg (1510m 0.01m)1600Pa p g H H ρ-=+?=????+=

(3)当木块下表面刚接触容器底部时，水的深度（木块浸入的深度）为H 1，容器中水的体积不变，即

21()300cm 15cm S S H -=?木容

代入得

2221(300cm 50cm )300cm 15cm H -=?

解得

118cm 28cm H =<

即水未溢出。此时木块受到的浮力

''33-631.010kg/m 501810m 10N/kg 9N F gV ==?????=浮水排ρ

弹簧对木块的弹力

9N 5N 4N F F G =-=-=弹浮

弹簧的长度

'4N 10cm 6cm 1N/cm

L L L =-?=-

= (4)容器中水的重力 33-631.010kg/m 3001510m 10N/kg 45N G gV ρ==?????=水水

当硬板向上移28cm 时，弹簧的长度

''20cm 10cm 28cm 2cm L =+-=

弹簧的原长为10cm ，此时弹簧的形变量为

10cm 2cm 8cm -=

因为弹簧长度每改变1cm ，弹力变化量为1N 。所以此时弹簧对木块的弹力'

8N F =弹，弹力的方向是竖直向下，结合(3)可知，此时容器对硬板的压力

'5N 45N 5N 8N 63N F G G G F =+++=+++=水木弹容 此时容器对硬板的压强为

22

63N 2100Pa 310m F p S -===? 答：(1)当木块浸入水中的深度为2cm 时，木块受到的浮力为1N ；

(2)当木块浸入水中的深度为6cm 时，水对容器底部的压强为1600Pa ；

(3)当木块下有表面刚接触容器底部时，弹簧的长度为6cm ；

(4)当硬板向上移动28cm 时，容器对硬板的压强为2100 Pa 。

4．阅读短文，回答问题

电动自行车因为具有轻便、快捷和环保箸优点备受大家喜爱。这些电动自疔车是以蓄电池作为能量来，为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，作了放电余留2即停止电能输出的电路设计。电动机为核心部件，通过控制器调节电流大小来改变速度的交通工具，近日相关部门出台文件要求骑行电动自行车要佩戴头盔，提醒大家要遵守交通规则，做到文明出行，安全骑行。下表是某型号电动自行车的一些参数：

整车质量40kg

最高车速10m/s

效率75%

容量0.5kW?h

(1)电动自行车的车座扁而平，这是为了_________，骑行过程中刹车时，则是通过

_________的方法增大摩擦的；

(2)电动自行车中改变车速的控制器类似于实验室中_________（填物理实验器材名称），它和电动机应该_________联在一起使用；

(3)电动自行车的核心部件电动机的工作原理是____________；

(4)电动自行车的电能消耗后需要在集中停放点进行充电，充电时是将_________能转换为_________能；充电后最多能输出的机械能为_________J；

(5)小明骑着该电动自行车，最大规定速度在水平路而匀速行驶时，且该电动自行车行驶过程中所受到的摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图象如图乙所示，则该过程中电动自行车克服摩擦力做功的功率为225W，则小明的质量是_________kg。（g取10N/kg）【答案】增大受力面积，减小压强增大压力滑动变阻器串磁场对电流的作用（通电线圈在磁场中受力转动或通电导体在磁场中受力运动）电化学 1.35×106 50 【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]电动自行车的车座扁而平，人对车座的压力一定，由压强公式

F

p

S

可知，受力面积

越大，压强越小，所以车座扁而平是增大受力面积，减小压强。

[2]骑行过程中刹车时，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦的。

(2)[3]电路中的电流大小可通过滑动变阻器来改变，电流变化了，电动机转动的速度就会改变，因此，电动车中改变车速的控制器相当于是实验室中的滑动变阻器。

[4]因为接入滑动变阻的作用是为了改变电路电流，是影响整个电路的，所以在连接时，应将滑动变阻器与电动机串联在电路中。

(3)[5]电动自行车的核心部件电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。

(4)[6][7]电动自行车充电时，自行车蓄电池相当于用电器，消耗电能，充电时是将电能转化为化学能。

[8]蓄电池的最大容量

660.5kW h 0.5 3.610J 1.810J W =?=??=?电

电能转化为的机械能

66W =W 75%=1.810J 75% 1.3510J ???=?电机械能

(5)[9]已知最大功率225W P =，由

W Fs P Fv fv t t

=

=== 可得 225W 22.5N 10m /s P F f v ==

== 已知摩擦力f 随车辆和人的总质量M 的变化关系图象为正比例图象，由图象可知，当5N f =，车辆和人的总质量'20kg M =，则阻力为1N f =时，车辆和人的总质量为4kg ， 则当22.5N f =时，车辆和人的总质量

22.5N 4kg /N 90kg M =?=

则小明的质量

90kg 40kg 50kg m M m =-=-=小明车

5．自动驾驶汽车是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车，正不断走进我们的生活。 （1）驾驶员进入汽车后，电脑系统会对驾驶员的脸部特征进行识别。从生物学角度看，人的脸部特征是由_____决定的；

（2）2019年8月，红旗EV 自动驾驶汽车在湖南长沙开展测试。汽车从长沙出发，历时3小时20分钟到达武汉，行驶距离286千米。测试过程中红旗EV 汽车的平均速度是多少千米/时_____；

（3）质量为1.8吨的红旗EV 自动驾驶汽车，在水平公路上匀速直线行驶时，受到的阻力为车重的0.2倍，此时汽车受到的牵引力为多少牛_____？

【答案】基因 85.8km/h 3.6×103N

【解析】

【分析】

(1)人的脸部特征由人的遗传基因决定。

(2)已知汽车行驶的路程和时间，根据速度公式求出汽车的平均速度。

(3)知道汽车质量，根据G =mg 求出重力，根据车受到的阻力是车重的0.2倍求出阻力，由

于汽车匀速直线运动，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等。

【详解】

(1)从生物学角度看，人的脸部特征是由基因决定的。

(2)汽车行驶的时间

t=3h20min=

10

3

h

汽车的平均速度为

286km

85.8km/h

10

h

3

s

v

t

===

(3)汽车受到的阻力为

f=0.2G=0.2mg=0.2×1.8×103kg×10N/kg=3.6×103N

因为汽车匀速直线行驶，汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，

所以汽车受到的牵引力为

F=f=3.6×103N

【点睛】

本题考查了速度公式、重力公式、二力平衡条件的应用等，属于综合性题目。

6．在今年抗击新冠疫情的过程中，负压式救护车发挥了重要作用。所谓负压，就是利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，这样空气在自由流动时只能由车外流向车内，并且可以利用真空泵将车内的空气通入特制的电热器内进行高温消毒后排出，在救治和转运传染病人时可以最大限度地减少交叉感染的几率。车上安装了消毒灯、中心供氧接口等，还配备了呼吸机、除颤仅等系列抢救设备，这在普通救护车上是难以实现的。

根据以上信息，请回答下列问题：

(1)相较于普通救护车，负压式救护车的好处之一是空气自由流动的方向只能由______，从而可以大大减少交叉感染的几率；

(2)在利用电热器高温消毒的过程中，能量的转化情况是______；负压救护车内的消毒灯是利用______（选填“红外线”或“紫外线”）进行消毒的；

(3)负压空间的产生主要是通过排风机向车外空间主动排风，以及舱室的密封处理实现的。若某款救护车车内气压为外界标准大气压的90%。车顶的面积大约为5m2，求车顶受到的内外压力差（______）（标准大气压p=1.01×105Pa）。

【答案】车外流向车内电能转化为内能紫外线4N

.05

510

?

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]能使车内的气压小于车外的气压，所以空气在自由流动时只能由车外流向车内，车内空气通过过滤消毒排到车外，在救治和转运传染病等特殊疾病时可度以最大限度地减少医务人员交叉感染的机率。

(2)[2]在利用电热器高温消毒的过程中，将电能转化为内能。

[3]紫外线具有杀菌消毒的作用，所以负压救护车内的消毒灯是利用紫外线进行消毒的。

(3)[4]救护车车内气压为外界标准大气压的90%，则车内气压为

54

90% 1.0110Pa9.0910Pa

90%

p p=??=?

'=

由

F

p

S

=可得车顶受到的内外压力差

()()

54

2

4

1.0110Pa9.0910Pa5m.051

5N

F p p S

'

=-=??

=

?-?

7．某校物理兴趣小组改装了一个压力传感器，设计了如图甲所示的装置。轻质杠杆的支点为O，不吸水的实心圆柱体A通过轻质细线悬于杠杆左端C点，A的高度h0=50cm，上表面与容器中的水面刚好相平，下表面与置于水平桌面上的薄壁圆柱形容器底部刚好接触但无挤压。物体B通过轻质细线悬于杠杆右端D点，置于压力传感器上，压力传感器可以显示B对其支撑面压力F的大小。连接杠杆和物体A、B间的细线承受的拉力有一定限度。现对该装置进行测试，以500cm3/min的速度将圆柱形容器中的水缓缓抽出，10min恰能将水全部抽尽，压力传感器示数随时间变化的图像如图乙所示。杠杆始终静止在水平位置，不计杠杆、细线的重力，不计细线的形变，已知圆柱形容器底面积S=200cm3，杠杆

OC∶OD=1∶2。求：

(1)A的底面积。

(2)t=0min时刻A所受到的浮力和t=6min时刻圆柱形容器底受到水的压强。

(3)A和B的重力G A、G B。

【答案】(1)100cm3；(2)50N；2000Pa；(3)80N；40N

【解析】

【分析】

【详解】

(1)由图乙可知，10min将水全部抽空，则容器中水的体积为

33500c /min 10mi m m n 5000c V =?=水

而

A A 0()V V V S S h =-=-水容容

则A 的底面积为

2A 03

25000cm 200c 1005m cm c m 0V S S h =-=-=水

容 (2)由阿基米德浮力公式，可知t =0min 时刻A 所受到的浮力为

332A A A 010kg/m 10N/kg 0.010.550N m m F gV gS h ρρ===???=

t =6min 时刻，容器中水的高度为

A 022

A 3500c /min 6min 50c 20c 2m m m m c 0m 0010c V h h S S ?=-=-=--抽容 圆柱体A 所受的浮力减小量为

332A 0A A ()10kg/m 10N/kg m 0.010.30N m 3g F S h h ρ-???=?==

此时圆柱形容器底受到水的压强为

33A A 10kg/m 10N/kg 0.22000Pa m p gh ρ==??=

(3)杠杆始终静止在水平位置且杠杆OC ∶OD =1∶2，连接杠杆和物体A 间的细线承受的拉力大于杠杆和物体B 间的拉力；由图乙可知，第6分钟至10分钟继续抽水，但物体B 对压力传感器的支撑面压力不变，则说明第6分钟时连接杠杆和物体A 间的细线断开，物体B 的重力即为此后压力传感器的示数，即

B 04G F =

第6分钟细线未断之前，

A A A

B 0()()G F F O

C G F O

D -+??=-?

已知实心圆柱体A 下表面与置于水平桌面上的薄壁圆柱形容器底部刚好接触但无挤压，由杠杆平衡条件可得

A A

B 05()()2

G F OC G F OD -?=-

? 联立可得 B 0A A A A A B 0()()5()()2

G F OD G F F OC G F OC G F OD -?-+??=-?-? 即

0A A 050N 30N 5322

0N 3F G G F -+==- 则可得

A 80N G =，

B 40N G =

答：(1)A 的底面积为100cm 3；

(2)t=0min时刻A所受到的浮力为50N，t=6min时刻圆柱形容器底受到水的压强为

2000Pa；

(3)A和B的重力G A、G B分别为80N、40N。

8．阅读短文，回答问题

“鲲龙”AG600

2018 年10月20日，国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现水上起降，如左图所示。“鲲龙”AG600是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，研制的大型特种用途民用飞机，既能在陆地上起降，又能在水面上起降，是一艘会飞的船。AG600可以在20秒内一次汲水12吨，单次投水救火面积可达4000余平方米，还可以在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动，水上应急救援一次可救护50名遇险人员。“鲲龙”AG600 除了像普通飞机在陆上起降外，在任何江河湖泊，只要给它一片长1500米、宽200米、深2.5米的水域，它都能“说走就走”。最大巡航速度500公里/小时，最大航程4500公里，可从中国最北端黑龙江漠河直飞海南三亚，更可以从三亚往返中国最南端的曾母暗沙。“鲲龙”AG600作为当今世界最大一款水陆两栖飞机，AG600飞机的机身长37米、翼展达38.8米，个头儿与波音737相当，采用单船身、悬臂上单翼和前三点可收放式起落架布局，选装4台涡桨发动机。

飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，推进效率是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与获得的机械能之比。

飞机的部分参数如下表所示：

WJ6发动机数量4台M最大起飞质量

53.5t

最大巡航速度

500km/h 发动机巡航推力

4.6×104 N

发动机的热效率

40%发动机的推进效率

……

（1）如左图所示，机身下部制成“V”形，除了能减小阻力外，这样设计的目的还有

______________；机翼设计成如图所示的截面图，当飞机水平飞行时，机翼上方空气速度大，压强________；

（2）“鲲龙”AG600在水面降落的过程中，重力势能________，动能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；

（3）若“鲲龙”AG600某次执行任务时该飞机的总质量为48t ，总体积约5×103m 3。该飞机停在水平地面时，起落架的触地总面积是1.2m 2，对地面的压强_________Pa ；停在水面上时，排开水的体积是_________m 3；（g =10N/kg ，ρ水=1×103kg/ m 3）

（4）若“鲲龙”AG600空载时质量为40t ，在水面滑行测试中，“鲲龙”AG600蓄一定质量的水，发动机牵引力的实际总功率为2500kW ，飞机在水面上以36km/h 的速度匀速滑行了1min ，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍，则飞机受到的阻力为_________N ，所蓄水的质量为__________t ；

（5）“鲲龙”AG600 以最大速度满载巡航2h ，消耗燃油5000kg ，燃油完全燃烧获得的内能是_________J ，此过程中发动机的推进效率为__________。（燃油的热值

q =4.6×107J/kg ）

【答案】降低重心，更稳定 小 减小 减小 5410? 48 52.510? 10 112.310? 50%

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]机身下部制成“V ”形，除了能减小阻力外，还可以降低飞机的重心，使其落在水面使更稳定。

[2]机翼设计成如图所示的截面图，当飞机水平飞行时，在相同时间内，机翼上方空气通过的路程比下方大，则速度大，压强小。

(2)[3][4]“鲲龙”AG600在水面降落的过程中，质量不变，高度降低、速度减小，故重力势能减小，动能减小。

(3)[5]飞机停在水平地面时，对地面的压力等于本身的重力，即

454.810kg 10N/kg 4.810N F G mg ===??=?

则对地面的压强

5524.810N 410Pa 1.2m

F P S ?===? [6]停在水面上时，处于漂浮状态，受到的浮力等于本身的重力，即

54.810N F G ==?浮

根据F gV ρ=浮液排可得排开水的体积

53334.810N 48m 1.010kg/m 10N/kg

F V g ρ?===??浮排水 (4)[7][8]由题可知发动机牵引力的实际总功率为

62500kW 2.510W P ==?

飞机在水面上匀速滑行的速度

36km/h 10m/s v == 由于飞机匀速滑行，受到的阻力等于发动机牵引力，由W Fs P Fv t t

=

==可得滑行过程中所受阻力

652.510W 2.510N 10m/s

P f F v ?====?牵 又滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍，则蓄水时飞机重力为

552.510N 510N 0.50.5

f G ?'===? 则由G=m

g 可得蓄水时的总质量

54510N 510kg 50t 10N/kg

G m g '?===?=总 已知飞机空载的质量，则所蓄水的质量

50t 40t 10t m m m '=-=-=水总

(5)[9]燃油完全燃烧获得的内能

7115000kg 4.610J/kg 2.310J Q m q ==??=?油放

[10]由表格中数据可知发动机的热效率为40%，由100%E Q η=?放

可得获得的机械能 111040% 2.310J 40%=9.210J E Q =?=???放

“鲲龙”AG600 以最大速度满载巡航2h ，由s v t

=可得巡航路程 6500km/h 2h 1000km 110m s v t ==?==?最大

则发动机巡航推力做功

46104.610N 110m 4.610J W F s ==???=?推

则发动机的推进效率

10104.610J 100%100%50%9.210J

W E η?=?=?=?

9．小册设计了一个能反映水平风力大小的装置。如图所示，AB 和OP 均为质量不计的细杆，AB =48cm ，OP =60cm ，下端连接一个圆球P ，圆球的重力G =2N ，无风时，OP 下垂并与A 端接触，A 点标注的风力是0；有风时，OP 绕悬挂点O 转动，风对圆球的作用力F 方向始终水平向右，已知OA ＝12cm ，不计摩擦。

(1)如图所示，有风时，OP 和AB 的接触点为C ，细杆OP 和圆球P 处于静止状态，在这种情况下杠杆平衡的条件是：_____；（用字母表示）

(2)当F =4N 时，OP 和AB 的接触点为C ，C 点标注的风力是4N ，AC =_____cm ；

(3)此装置可以标注的最大风力是_____N ；

(4)细杆AB 上标注好风力值后，细杆上的刻度是_____（选填“均匀的”或“不均匀的”）

【答案】G ·

DP =F ·OD 24 8 均匀的 【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由图可知，重力G 的力臂为DP ，风对球的作用力F 的力臂为OD ，细杆OP 和球P 处

于静止状态在这种情况下杠杆平衡的条件是G ·

DP =F ·OD 。 (2)[2]由杠杆平衡的条件G ·DP =F ·OD 得到

DP F OD G

=① 由相似三角形的性质可得

AC DP OA OD

=② 由①②可得

F AC G

OA

当F =4N 时，则 4N =2N 12cm

AC AC =24cm

(3)[3]当OP 和AB 的接触点为B 时，此装置所测的风力最大，则有

F AB

G OA =大 48cm =2N 12cm

F 大 F 大=8N (4)[4]由

F AC G

OA 得到

F =

G OA

·AC 由G 和OA 不变可知，F 与AC 成正比，则细杆上的刻度是均匀的。

10．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，其原理如图甲所示：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乙所示。已知电源电压为12V ，R 0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10N/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 ，R 0的阻值为_____Ω；

(3)该装置能够剔除物品的最小质量是_____kg ；

(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”）。

【答案】不受 20 1 增大

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]当物品随传送带匀速运动时，物体与传送带之间没有相对运动的趋势，所以物品不受摩擦力作用。

(2)[2]当检测区没有物品时，压力为0，由图可知，R =100Ω，R 两端的电压

U R =U ?U 0=12V?2V=10V

电路中的电流 I =R U R =10V 100Ω

=0.1A 根据串联电路电流的规律和欧姆定律的变形公式，R 0的阻值 R 0=

0U I =2V 0.1A =20Ω R 0的阻值为20Ω。

(3)[3]当电压表示数U 0′=2.4V 时，由串联电路电压的规律，压敏电阻R 两端的电压

U R ′=U ? U 0′=12V?2.4V=9.6V

由串联电路电流的规律和欧姆定律有

I ′='0'0U R ='R U R '

即

2.4V 20Ω =9.6V R

' 解得：R ′=80Ω，由图2可知，压敏电阻受到的压力F =10N ，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，由G =mg 可得，该装置能够剔除物品的最小质量

m=G

g

=

F

g

=

10N

10N/kg

=1kg

该装置能够剔除物品的最小质量是1kg。

(4)[4]电源电压降低，会使电压表的示数变低，根据题目对电压表的示数要求，要使电压表的示数仍等于2.4V，电阻R对应的阻值会比原来更小，则所受压力更大，物体的质量增大。

二、中考物理电学问题易错压轴题提优（难）

11．阅读短文，回答问题

热电效应

1821年，德国物理学家塞贝克发现在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中会产生电流，称为“塞贝克效应”。其基本情况可用如图甲所示热电偶电路实验来描述：把1根铁丝的两端分别与2根铜丝相连接，再与一只小量程的电流表串联成闭合电路，然后把铜、铁丝的一个接点D放在盛有冰水混合物的杯中，另一个接点G用火焰加热时，发现电流表的指针会发生偏转，闭合电路中会产生电流。

1834年，法国实验科学家珀尔帖又发现了它的相反情况：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中通有直流电流时，两个接头的温度不同，一个接头温度会升高，另一个接头温度会降低，从而产生温差，称为“珀尔帖效应”。1837年，俄国物理学家愣次又发现，改变电流方向后，原来温度升高的接头变成温度降低，而温度降低的接点变成升温。

根据上述原理可以制作出一种电子制冷箱，其结构可简化为：将P型半导体与N型半导体用铜板连接，再用导线连成一个回路，铜板和导线只起导电作用，为了取得更好的效果，实际的电子制冷箱是把多对P、N型半导体连接起来的（如图乙）。在回路中接通电流后，一个接点变冷（箱内部），另一个接头散热（箱外部）。

（1）图甲中的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由_________能转化而来的；

（2）电子制冷箱是根据_________效应原理工作的，使用_______（直流/交流）电源供电；

（3）如果想利用上述电子制冷箱来制热，最简便的方法是_______；

（4）在图乙中多对P、 N型半导体对是_______ （串联/并联）连接的。

【答案】内珀尔帖直流改变电流的方向串联

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由材料可知，热电偶消耗了内能，转化成了电能，热电偶的电能是由内能转化来的；

(2)[2][3]由材料可知，电子制冷箱是根据珀尔帖效应原理工作的；在回路中接通电流后，一个接点变冷（箱内部），另一个接头散热（箱外部），说明通过电子制冷箱的电流的方向不变，使用直流电源供电；

(3)[4]如果想利用上述电子制冷箱来制热，可以改变通过用电器的电流的方向；

(4)[5]由题意可知，电路中只有一个回路，因此多对PN型半导体对是串联连接的。

12．如图甲所示为自动恒温箱，内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成，简化后的电路图如图乙所示。控制电路中的电源两端电压为12V，定值电阻R1的阻值为5kΩ，R2为装在恒温箱内的热敏电阻，工作环境的温度为15℃左右．如图丙所示为R2阻值随温度变化的图像。电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间，当热敏电阻R2的阻值发生变化时，A、B间的电压U AB随之发生变化．电压鉴别器可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开；关S的通断。当U AB小于2V时，鉴别器将使加热电路中开关S闭合，使加热电路的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当U AB大于3V时，鉴别器将使开关S断开，停止加热．在分析电路时，可将电压鉴别器内部视为断路。

则：

（1）当恒温箱内部的温度为25℃时，通过热敏电阻R2的电流为_______A。

（2）该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围是___℃～___℃。

（3）若想使此恒温箱内的最高温度升高一些，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施：___。

【答案】4.8×10-4 20 35 减小定值电阻R1的阻值

【解析】

【详解】

(1)[1]由图乙知，R1、R2串联，由图像知，当恒温箱内部的温度为25°C时，R2=20kΩ，此时电路总电阻为：

R=R1+R2=5kΩ+20kΩ=25kΩ=2.5×104Ω，

通过热敏电阻R2的电流为：

4412V =4.810A 2.510Ω

U I R -=

=??； (2)[2][3]当U 1=2V 时， U 2=U -U 1=12V-2V=10V ，

由串联电路特点和欧姆定律有：

111222U IR R U IR R ==''

， 所以：

221110V 5k Ω=25k Ω2V

U R R U '=

=?， 由图像可知，此时t =20°C ；

当13V U '=时， 2112V 3V 9V U U U ''=-=-=，

同理

111222U I R R U I R R ''=='''''

'， 所以

22119V 5k Ω15k Ω3V U R R U '''==?='

， 由图像可知，此时t =35°C ；

即恒温箱内的温度将保持在怎样的范围是20°C ～35°C ；

(3)[4]当U AB 大于3V 时，鉴别器将使开关S 断开，停止加热，由图像可知，若想使此恒温箱内的最高温度升高一些，则R 2的电阻减小，电流变大了，所以想要升高恒温箱的最高温度，可以在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可以减小定值电阻R 1的阻值。

13．请阅读《中国“天眼”》并回答32题。

中国“天眼”

2016年9月25日，被誉为“中国天眼”的有中国自主知识产权的世界最大单口径巨型射电望远镜（简称FAST ），在贵州平塘落成启动。它的接收面积达到30个标准足球场，跟被评为人类20世纪十大工程之首的美国Arecibo 300m 望远镜相比，其综合性能提高约10倍。

“中国天眼”投入使用三年来，已实现跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种观测模式。是什么支撑“中国天眼”随时随地对几亿光年外的宇宙“扫一扫”？有一样东西很重要！那就是电力！

常见的家用电器耗电较低，如：一台冰箱1秒钟要用0.000012度电，一台空调1秒钟要用0.00086度电，一台洗衣机1秒钟要用0.000018度电，一台电视机1秒钟要用0.0000065度电，一台电脑1秒钟要用0.000009度电。“中国天眼”满负荷运行启动观测1秒钟要用多

少电呢？答案是0.83度。

“中国天眼”的工作原理是把外太空的射电信号经过反射面反射聚焦到馈源舱，经过处理后再传回总控室。“中国天眼”探索外太空靠什么核心部件呢？就是“大锅”中间这个重约30吨的馈源舱，它可以说就是“中国天眼”的“瞳孔”。馈源舱是“中国天眼”发射和收集电磁信号的核心设备，里面不仅有馈源装置，还有配套的其他辅助设备和设施，这些设施关系到“瞳孔”是否看得清、看得准。所以，馈源舱对电压质量要求很高，435伏的额定电压波动不能超过正负0.5%，电压如果超过允许的波动范围，馈源舱就会启动保护程序。剧烈的电压波动可能使馈源舱存在报废风险。

“中国天眼”对电力的要求这么高，它的专用变电站是高规格的双电源供电。2015年，一条35千伏专用变电站的18.25公里输电线路接入“天眼”，第一电源开通了。2019年，总长16.2公里的“天眼”工程第二电源成功投运，“天眼”供电有了“双保险”。 FAST工程是我国科学工作者奋发图强、励志创新的具体实践。

请根据上述材料，回答下列问题：

(1)“中国天眼”所接收的电磁波信号在宇宙中的传递速度是___________m/s；

(2)“中国天眼”满负荷运行启动观测一小时需要用电__________kW?h；

(3)馈源舱对电源的要求很高，“天眼”变电站使用高规格的双电源供电的原因是：______ A．保证不断电 B．“天眼”消耗电能多 C．“天眼”体积庞大

【答案】3×108m/s 2988 A

【解析】

【详解】

(1)[1]电磁波信号在宇宙中的传递速度大约是光的速度，即3×108m/s；

(2)[2] “中国天眼”满负荷运行启动观测1秒钟要用0.83度电，那么观测一小时需要用电大小是

W=??=?

0.83kW h36002988kW h

(3)[3]馈源舱对电压质量要求很高，435伏的额定电压波动不能超过正负0.5%，电压如果超过允许的波动范围，馈源舱就会启动保护程序。剧烈的电压波动可能使馈源舱存在报废风险，所以说电压不能变为零，要保证不断电，所以“天眼”变电站使用高规格的双电源供电；故选A。

14．阅读短文，回答问题．

“阳光动力2号”太阳能飞机

世界最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图甲）飞机的表面使用一种碳纤维材料，其承载能力要比一般材料更好，但质量仅与一辆小型汽车相差无几．飞机上设有的通话、网络等设备，可随时保证飞机与地面的联系．白天，飞机飞行高度达到海拔8500米，依靠两翼上安装的太阳能电池板为直流电动机提供动力，同时对锂电池充电以保证夜间或阴雨天不间断飞行．晚上，依靠储存在锂电池里的电能继续飞行．

飞机的有关技术参数如下表:

锂电池能量密度 kW·

h/kg 0.25 发动机转换效率 90% 锂电池的总质量 kg 630

（1）白天，依靠两翼上安装的太阳能电池板将_____能转化为_____能，为电动机提供动力的；晚上，锂电池是_____（选“电源”或者“用电器”），将_____能转化为电能，为电动机提供动力的。

（2）某次飞行消耗了锂电池总储存量的20%，则发动机输出的机械能为_____J ，若这些机械能改由航空燃油来提供，不计能量损失，需完全燃烧燃油_____kg ．（已知航空燃油的热值为4.25×107J/kg ）．

（3）飞机在最大功率下，以30m/s 的速度沿水平方向正常巡航，所受阻力为_____N ，若飞机沿水平方向飞行过程中所受阻力与速度的平方成正比，则当飞机以20m/s 速度沿水平方向运行时，发动机输出的功率为_____W ．

（4）飞机利用测距传感器来判断离地高度．若某测距传感器的阻值R 1与离地高度h 的关系如图乙所示，如图丙所示的检测电路采用了“稳流电源”（电源输出的电流恒定），要使高度表（实质是电流表或电压表）的示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在_____（选填“1”、“2”或“3”）位置，该高度表示数刻度_____（选填“均匀”或“不均匀”）．

【答案】太阳 电 电源 化学 81.020610? 2.4 1800 16000 3 均匀

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]白天，太阳能电池板吸收太阳能转化为电能，驱动电动机工作；

[3][4]晚上，锂电池作为电源释放电能，将化学能转化为电能为电动机提供动力；

(2)[5]根据题意可知，消耗的机械能

8630kg 0.25kW h/kg 90%20% 1.020610J W =????=?

[6]若全都由燃料燃烧来提供能量，则

871.020610J 2.4kg 4.2510J/kg

Q W m q q ?===≈? (3)[7]飞机匀速直线运动时，阻力等于其牵引力

54000W 1800N 30m/s

P F v === [8]飞机水平飞行时所受阻力与速度平方成正比，当飞机速度为20m/s 时，其阻力 ()()

22

2220m/s 1800N 800N 30m/s v F F v ''==?= 此时功率

800N 20m/s 16000W P F v '''==?=

(4)[9]由图乙可知，高度越高，电阻R 1阻值越大，电流一定时，电压越大，要使示数随飞行高度增大而增大，则高度表应在3位置，且为电压表；

[10]根据1U IR =可知，电流一定时，电压与电阻成正比，因此刻度应是均匀的。

15．许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理，如图甲为该超载记录器原理图，已知电源电压10V U =，线圈电阻05ΩR =，保护电阻110ΩR =，x R 为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电压表示数达到或超过4V 时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。试问：（g 取10N /kg ）

（1）在控制电路中，当压敏电阻x R 受到的压力增大时，电磁铁的磁性将______（选填“增强”“减弱”或“不变”）。

（2）当一辆总质量为15t 的大货车过桥时，请通过计算判断工作电路中的照相机是否工作____?

（3）若电压表量程为0~5V ，该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少_____?

【答案】增强 不工作 4

5.510kg ?

【解析】