物理中考模拟测试卷训练(Word版 含解析)含答案

物理中考模拟测试卷训练（Word 版 含解析）含答案

一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）

1．图1是密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R F 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/m 3，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R F 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R F 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】400 减小 350N 2.125m 50Ω≤R ≤90Ω 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]由密度计算公式，可知浮块的质量为

333510kg/m (0.2m)kg 40m V ρ??===

由重力与质量关系可知浮块的重力为

40kg 10N/kg 400N G mg ==?=

[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R F 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

6V 300Ω0.02A

F U R R I +=

== 则R F 的电阻为

300Ω75Ω225ΩF R =-=

由图可知，R F 的阻值与支架所施加压力F 的数值关系为

50F R F =+

此时支架对R F 的压力为

F B =175N

根据杠杆平衡条件

A B F OA F OB ?=?

代入数据得A 端绳拉力为

2m

175N 350N 1m

A B OB F F OA ?

?=== [4]在A 端根据平衡条件

F A +F 浮=G

代入数据得

F 浮=400N-350N=50N

根据浮力公式

F gV ρ=浮水排

代入数据可得

3333

50N 510m 10kg/m 10N/kg

F V g ρ-=

==??浮排水 则浮块浸入水中的深度为

33

2

510m 0.125m (0.2m)V h S -?===排

浸

则池内水面距池底的高度为

2m 0.125m 2.125m H =+=

(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

33310N/10kg/m (0.2m)80N kg F gV ρ==??='浮水

此时A 端绳的拉力为

400N 80N 320N A F G F =-'=='-浮

根据杠杆平衡条件

A B F OA F OB ?=?

代入数据得B 端压力为

1m

320N 160N 2m

B A OA F F OB ?

?=== 此时R F 的阻值达到最小，为210Ω，则电阻箱R 接入电路阻值最大为

max 300Ω210Ω90ΩR =-=

当浮块不受水浮力时，代入数据得B 端压力为200N ，此时R F 的阻值达到最大，为250Ω，则电阻箱R 接入电路阻值最小为

min 300Ω250Ω50ΩR =-=

故电阻箱R接入电路的阻值应满足的条件是50Ω≤R≤90Ω。

2．小明同学发现生活中的桌椅板凳是各式各样的，他对此进行了思考和探究。

(1)他发现坐在有椅垫的椅子上更舒服一些，人落座时，通过增大_______的方法减小了

_______。

(2)如图甲是常见的有靠背的四脚座椅，所负载的重量通过四个脚落在地上，只要不超过椅子的容许荷载，就不会对椅子产生破坏。那么，椅子的荷载能力与哪些因素有关呢？小明认为与制作椅子的材料和四个脚落地围成的面积大小有关。你认为椅子的荷载能力还可能与_______有关（填写一种合理猜想即可）。

(3)为了探究椅子的容许荷载与其四个脚落地围成的面积大小的关系，小明和同学在课外进行了模拟实验。他们按照如图乙所示的设计模型，裁剪硬纸板并用图钉钉成椅子的形状，不断改变四个脚的落地位置，然后在硬纸板椅子上放置物理课本检测其荷载能力，记录实验数据如下：

四脚围成的面积/m20.10.1440.2250.3240.4

椅子的荷载能力/本371062

分析表中数据可得：在其他条件相同时，椅子的容许荷载随椅子的四个脚落地围成的面积的增大而_______。

(4)如果要增大椅子的容许荷载，你打算_______。

(5)如图丙是一种装有滚轮的椅子，能够减小移动时的_______，方便移动。而且所用的支架、坐垫和靠背等材料具有更好的_______（填写一种材料的物理属性即可）。

(6)通过以上活动，结合实际，说说你对改进座椅的一条设想是_______。

【答案】受力面积压强四脚的横截面积（答案合理即可）先增大后减小增大四脚的横截面积（答案合理即可）摩擦力弹性选用弹性较好的材料做座椅（答案合理即可）

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]坐在有椅垫的椅子上舒服一些，因为椅垫增大了受力面积，而压力不变，由

F

p

可知，压强减小。

S

(2)[3]椅子的荷载能力可能与四脚的横截面积有关，截面削弱的程度较整体失稳对承载力的影响小，不会发生强度破坏，若截面削弱的程度较整体失稳对承载力的影响大，则会发生强度破坏。

(3)[4]由实验表格数据可知，椅子的容许荷载随椅子的四个脚落地围成的面积的增大而先增大后减小。

(4)[5]如果要增大椅子的容许荷载，控制其他条件相同，增大四脚的横截面积。

(5)[6]相同条件下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多，所以装有滚轮的椅子，能够减小移动时的摩擦力。

[7]支架、坐垫和靠背等材料在受力时发生形变，不受力时又会自动恢复原状，所以这些材料具有弹性。

(6)[8]选用弹性较好的材料做座椅，人使用时，这些材料发生弹性形变，增大了与人的接触面积，压力一定，压强减小，人感觉舒服。

3．探究弹簧弹性势能的表达式

如图甲，在弹簧的弹性限度内拉弹簧，拉力F与弹簧伸长的长度Δl之间的关系如下表：

伸长量

0.040.080.120.16

Δl/m

拉力F/N5101520

(1) 在图乙中描点画出拉力F随伸长量Δl变化的图像；

（______）

(2) 拉力F与弹簧的伸长量Δl之间的关系式F＝__________；

(3) 弹簧的弹性势能等于拉力F所做的功，此功可类比以下方法计算：如图丙，一物体从静止开始做加速运动，在时间t0内，其通过的路程可用图像下的阴影面积来表示；

上述弹簧的弹性势能E P与伸长量Δl之间的关系式为E P＝____________。

【答案】

125Δl 62.5Δl 2

【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]在图乙中将表格中的数据描点，再用平滑的曲线连接，画出拉力F 随伸长量Δl 变化的图象，如图所示：

(2)[2]由拉力F 随伸长量Δl 变化的图象可以看出，拉力F 是关于Δl 的过原点的一次函数，设

F= k Δl

在表中选一个点(0.08,10)代入

10=k ×0.08

解得

k =125

所以拉力F 与弹簧的伸长量Δl 之间的关系式

F ＝125Δl

(3)[3]如图丙，一物体从静止开始做加速运动，在时间t 0内，其通过的路程可用图像下的阴影面积来表示

012

s vt

弹簧的弹性势能等于拉力F 所做的功，此功可类比此方法计算，如图：

上述弹簧的弹性势能E P 与伸长量Δl 之间的关系式为

211

12562.522

P E F l l l l ?=????=?＝

4．一质量为200g 的柱形容器由A 、B 两部分组成，底部通过阀门相连通，且两部分底面积之比S A :S B =1:2，在A 中有一底面积为100cm 2，高为20cm ，密度为0.4×103kg/m 3圆柱体M ，M 底部中心位置通过一条长度为10cm 的细绳与A 的底部紧密相连，最初阀门紧闭，容器两部分均装有一定量的水，如图，此时M 对容器底部的压强为200Pa ，A 中水的质量为0.6kg ，容器对水平桌面的压强为2500Pa （g 取10N/kg ）．求： (1)最初M 对容器底的压力；

(2)打开阀门，当B 中水对容器底部的压强减小300Pa 时，物体M 克服重力做功多少J ？ (3)打开阀门后，当A 、B 中水静止不流动时，细线对M 的拉力为多大？

【答案】(1)2N ；(2)0.4J ；(3)8N ． 【解析】 【分析】

(1)根据固体压强公式F

p S

=

的变形公式求解；

(2)通过对最初状态的圆柱体M 受力分析，求解出其受到的浮力，应用阿基米德原理解出此时水的深度，接着运用密度及体积公式求出容器A 、B 的底面积；然后将B 中减少的水转换到A 中，求出此时A 中水的体积（此处判断细绳是否处于绷直状态），根据M 的漂浮状态求出其液面以下的高度，将圆柱体M 等效成等质量的水，进而求出A 中所有水（包含等效水）的深度，则可求出圆柱体M 上升的高度，根据W Gh =最终求出克服重力做的功； (3)根据F

p S

=

先求解容器、圆柱体M 以及水的总重，进而求出所有水的质量、体积；将水分成圆柱体M 底面以下部分和以上部分，根据几何关系解出此时圆柱体M 液面以下的高度，应用阿基米德原理求出此时M 的浮力，通过对圆柱体M 受力分析最后求出细线对M 的拉力． 【详解】

(1)根据固体压强公式F

p S

=

可得，最初M 对容器底的压力：

-421200Pa 10010m 2N F pS ==??=压；

(2)圆柱体M 的质量：

334221111110.410kg/m 10010m 2010m 0.8kg m V S h ρρ--===?????=，

最初M 受到的浮力：

111=0.8kg 10N/kg 2N 6N F G F m g F =--=?-=浮压支，

根据F gV ρ=浮液排可知，最初M 排开水的体积：

43333

6N 610m 600cm 1.010kg/m 10N/kg

F V g ρ-===?=??浮1排1水 则最初A 容器中水的深度为：

3A 2

1600cm 6cm 100cm V h S ===排1水

， 最初A 容器中水的体积为：

433

A A 33

0.6kg 610m 600cm 1.010kg/m m V ρ-=

=

=?=?水

水水

，

则A 容器的底面积为：

3

22A A 1A 600cm 100cm 200cm 6cm

V S S h =

+=+=水水

，

B 容器的底面积为：

22B A 22200cm 400cm S S ==?=，

当B 中水对容器底部的压强减小300Pa 时，根据p gh ρ=可知，B 中水的减少量为：

-42B 300Pa 40010m 12N G F pS ?=?=?=??=水，

此时A 中水的总质量为：

A

A 12N

0.6kg 1.8kg 10N/kg

G m m g

?'=+=+

=水水水，

则A 中水的总体积为：

-333

A

A

33

1.8kg 1.810m 1800cm 1.010kg/m m V ρ''==

=?=?水水水

，

假设细绳处于绷直状态，则至少需要水的体积为：

23A A

200cm 10cm 2000cm V S h V '==?=>绳水水， 所以细绳未达到绷直状态，此时M 处于漂浮状态，其重力与浮力平衡，则有

112=0.8kg 10N/kg 8N F G m g ==?=浮，

根据F gV ρ=浮液排可知排开水的体积为：

43333

8N

810m 800cm 1.010kg/m 10N/kg

F V g ρ-===?=??浮2排2

水， 则此时M 浸入液面以下的高度为：

3

2

2

1800cm 8cm 100cm

V h S ===排2

浸， 则此时A 中水的深度为：

33A

2A 22

A

1800cm +800cm 13cm 200cm

V V h S '+=

==水排水， 所以M 上升的高度为：

2A 213cm 8cm=5cm h h h ?=-=-浸水，

物体M 克服重力做功为：

21110.8kg 10N/kg 510m 0.4J W G h m g h -=?=?=???=；

(3)根据F

p S

=

可知，容器、圆柱体M 以及水的总重为： ()()-42A B 2500Pa 20040010m 150N G F p S S ==+=?+?=总总压总，

则容器中所有水的质量为：

1150N

0.8kg 0.2kg 14kg 10N/kg

G m m m g =

--=--=总水容器， 水的总体积为：

3333

14kg

0.014m 14000cm 1.010kg/m

m V ρ=

=

==?水

水水

， 细绳处于拉伸状态时，圆柱体M 底面以下部分的水的体积为：

()()223A B 200cm 400cm 10cm 6000cm V S S l =+=+?=水下绳，

则上部剩余水的体积为：

33314000cm 6000cm 8000cm V V V =-=-=水上水水下，

此时圆柱体M 浸入水中的高度为：

3

222

A B 18000cm 16cm 0.16m 200cm 400cm 100cm

V h S S S ====+-+-水上

浸， 圆柱体M 受到的浮力为：

33-421 1.010kg/m 10N/kg 10010m 0.16m 16N F gV gS h ρρ===?????=浸浮水水排，

对圆柱体M 进行受力分析可知，细线对M 的拉力为：

116N 8N 8N F F G =-=-=拉浮．

答：(1)最初M 对容器底的压力为2N ；(2)打开阀门，当B 中水对容器底部的压强减小300Pa 时，物体M 克服重力做功0.4J ；(3)打开阀门后，当A 、B 中水静止不流动时，细线对M 的拉力为8N ． 【点睛】

本题具有很强的综合性，难度也很大，考查知识涉及到密度公式、重力公式、浮力公式、体积公式、压强公式、功的公式、阿基米德原理以及物体的沉浮应用，其中穿插着数学里的体积相关求解思想，要求学生熟练掌握以上所有知识点外，还要有较高的空间想象能力

和立体几何计算能力．

5．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

66

W =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

6．小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量。小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX 直列四缸发动机，排量为2.0L ；从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。（已知所使用汽油的热值为4.6×107J/kg ，密度为0.72×103kg/m 3）

(1)根据如图分析，在发动机转速为1000~5000r/min 范围内，它的输出功率与转速大致成_____比。

(2)当发动机转速为3000r/min 时，则发动机每个工作循环所需要的时间为_____s ；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p 0，发动机排量为V 排，每个活塞的受力面积为S ，活塞移动距离为L ，则发动机转速为n 时，该轿车的输出功率P 与发动机排量为V 排的关系式为_____

A ．

02

np V 排

B ．np 0V 排

C ．2np 0V 排

D ．4np 0V 排

【答案】正 0.04 A 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为1000~500r/min 范围内，它的输出功率与转速大致成正比关系。

(2)[2]四缸发动机是每转0.5圈对外做功1次，转速是3000r/min ，则1min 对外做功

3000

2

＝1500次 也就是完成1500个工作循环，所以发动机转速为3000r/min 时，每个工作循环所需要的时间为

60

s 0.04s 1500

t =

= [3]设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p 0，发动机排量为V 排，则一个活塞的排气量

1

4V 排，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力：F ＝p 0S ，每个做功冲程燃气对一个活塞做的功

0001

4

W FL p SL p V ===

排 发动机转速为n 时，燃气对活塞做功的功率

001

242

np V W P n p V t ===?排排

故选A 。

7．创新小组自制简易“浸没式液体密度计”，过程为： ①将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方，示数如图甲所示； ②将小球浸没在水中，弹簧测力计示数如图乙所示；

③将小球浸没在某未知液体中，弹簧测力计示数如图丙所示； 已知ρ水＝1×103kg/m 3，取10N/kg ，问： (1)该小球的密度有多大______？ (2)未知液体的密度有多大______？ (3)该密度计的最大测量值是______kg/m 3；

(4)在测量范围内，某待测液体的密度ρ与弹簧测力计示数F 的关系式为______，则该“浸没式液体密度计”的刻度值分布______（均匀/不均匀）。

【答案】5×103kg/m 3 2×103kg/m 3 5×103 435N 110m 10N /kg

F

ρ--?=?待测液体 均匀

【解析】 【分析】

(1)由图甲读出弹簧测力计的示数，即为小球的重力，然后求出小球的质量；由图乙读出弹簧测力计的示数，然后利用称重法计算金属球在水中受到的浮力；根据F 浮＝ρ液gV 排求出小球的体积；根据 m

V

ρ=

求出小球的密度； (2)由图丙读出弹簧测力计的示数，然后利用称重法计算金属球在液体中受到的浮力；根据F 浮＝ρ液gV 排求出液体的密度；

(3)根据F 浮＝ρ液gV 排可知当测力计的示数为零时，所测的液体密度最大，据此即可根据F 浮＝ρ液gV 排求出液体的最大密度；

(4)在测量范围内，根据F 浮＝G ﹣F 和F 浮＝ρ液gV 排求出液体的密度表达式；然后分析判断即可。 【详解】

(1)[1]由图甲可知：金属球的重力G ＝5N ，则小球的质量

5N 0.5kg 10N /kg

G m g =

== 由图乙可知：弹簧测力计的示数为F 1＝4N ，根据称重法可知小球在水中受到的浮力

F 浮1＝

G ﹣F 1＝5N ﹣4N ＝1N

由于小球处于浸没状态，则根据F 浮＝ρ液gV 排可得：小球的体积

43

1331N 110m 110kg /m 10N /kg

F V V g ρ-==

==???浮1排水 小球的密度

33

43

0.5kg 510kg /m 110m m V ρ-=

==?? (2)[2]由图丙可知：弹簧测力计的示数为F 2＝3N ，根据称重法可知小球在液体中受到的浮力 F 浮2＝G ﹣F 2＝5N ﹣3N ＝2N

由于小球处于浸没状态，则根据F 浮＝ρ液gV 排可得：液体的密度

3343

2N

210kg /m 110m 10N /kg

F Vg ρ-=

==???浮2液 (3)[3]当测力计的示数为零时，所测的液体密度最大，则小球在密度最大的液体中受到的浮力

F 浮最大＝

G ﹣0＝5N ﹣0N ＝5N ；

则根据F 浮＝ρ液gV 排可得液体的最大密度

3343

5N 510kg /m 110m 10N /kg

F Vg ρ

-===???液最大

浮最大 (4)[4][5]在测量范围内，根据F 浮＝G ﹣F 和F 浮＝ρ液gV 排可得液体的密度表达式

435N 110m 10N/kg

F G F F Vg Vg ρ---===??浮待测液体

因ρ待测液体与F 成一次函数，所以该“浸没式液体密度计”的刻度值分布均匀。 答：(1)该小球的密度为5×103kg/m 3； (2)未知液体的密度为2×103kg/m 3； (3)该密度计的最大测量值是5×103kg/m 3；

(4) 待测液体的密度ρ与弹簧测力计示数F 的关系式为435N 110m 10N /kg

F

ρ--?=?待测液体；

该“浸没式液体密度计”的刻度值分布均匀。 【点睛】

此题考查密度的测量、阿基米德原理、弹簧测力计的使用与读数等知识点，是一道综合性较强的题目，通过阿基米德原理来测算物体的体积，是一种很重要的方法，应该熟练掌握。

8．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5m 2，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 .05510? 【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

5490% 1.0110Pa 9.0910Pa 90%p p =??=?'=

由F

p S

=

可得车顶受到的内外压力差 ()()54241.0110Pa 9.0910Pa 5m .0515N 0F p p S '=-=??=?-?

9．珠海有“发明大王”之称的宋有洲通过上千次实验之后，于2008年底研制出的“空中绿化存车亭”获得国内和国际专利。此亭集绿化、停车、防盗、户外广告于一体，存车时只需40秒就可以把车子“锁上天”。下图是“空中绿化存车亭”的工作原理图，其中A 为存车架，O 为杆OB 的转动轴，杆的B 端固定悬挂泊车装置，BC 为牵引OB 杆转动的钢丝绳，M 为牵引钢丝绳的电动机。存车时，汽车开到存车架上，电动机通过钢丝绳BC 将杆OB 拉到一定高度固定；取车时，将OB 杆放下使存车架落回地面，现场还配有电动车充电柱。请根据以上信息回答下列问题（忽略OB 的重和机械各部分的摩擦力）：

(1)图中使用了_________滑轮；它是______（选填“省力”、“费力”、“既不省力也不

费力”）的机械；

(2)在图中画出杠杆OB的动力臂____。若汽车的质量为0.9t，存车架框的质量为100kg，杆OB的长度为5m；求出此时绳CB的拉力_____；

(3)专家建议遮阳蓬上加装太阳能光电板，给蓄电池充电，再由蓄电池给电动机供电，蓄电池给电动机供电效率为80%，电动机再把电能转化为机械能的效率为60％，每次存车，车被提升的高度为2.4m，每提升一辆车总共需要消耗的电能多少______J？

(4)每个充电桩对新能源小汽车的充电功率为 8000W，充电1 h可使总质量为1t、额定输出功率为12kW的新能源小汽车匀速直线行驶36km。设汽车行驶过程中受到的阻力是车重的0.06倍，g取10N/ kg。该小汽车以额定输出功率，在平直公路上匀速行驶时速度为多少

m/s_____？此电动汽车的电机效率是多少______？

【答案】定既不省力也不费力 8000N 5×104J 20m/s 75%

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]如左图中的滑轮轮轴都是固定的，轴不随物体运动，所以都是定滑轮。

[2]根据定滑轮的特点，使用定滑轮既不省力也不费力，但可以改变力的方向。

(2)[3]

[4]由题意，汽车受到的重力

30.910kg 10N/kg=9000N G m g ==??车车

存车框架受到的重力

100kg 10N/kg=1000N G m g ==?架架

汽车和存车框架的总重

49000N+1000N=10N G G G =+=总车架

杠杆OB 的动力臂为杆OB 长，即

5m l =动

由图可知阻力臂长4m ，即

4m l =阻

若杠杆此时平衡，可求此时绳CB 的拉力CB F ，根据杠杆平衡条件

CB F l G l ?=?阻动总

则

44m 10N=8000N 5m

CB l F G l =?=?阻总动

(3)[5]蓄电池给电动机供电效率为180%η=，电动机把电能转化为机械能的效率为

260η=％；

每提升一辆车需要做的有用功

4410N 2.4m=2.410J W G h ==??有总

每提升一辆车电动机消耗的电能，由机械效率W W η=有

电动机

可得

442 2.410J

=410J 60%W W η?==?有电动机

每提升一辆车总共需要消耗的电能

441

410J

=510J 80%

W W η?=

=?电动机

总

(4)[6]因小汽车匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，小车的牵引力

40.060.06110N=600N F f G ===??新车

由

W Fs P Fv t t

=

== 可得，该小汽车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度

31210W

=20m/s 600N

P v F ?==输出

[7]汽车牵引力做的功

37600N 3610m=2.1610J W Fs ==???

由W

P t

=

可得，消耗的电能 7

8000W 3600s=2.8810J W P t ==??电充电

该小汽车将电能转化为机械能的效率

772.1610J 100%100%=75%2.8810J

W W η?=?=??电

10．阅读短文，回答文后的问题.

无人机

无人驾驶飞机简称“无人机”（“UAV ”），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，由于无人驾驶飞机对未来空战有着重要的意义，世界各主要军事国家都在加紧无人驾驶飞机的研制工作，目前，我国在此领域处于领先地位，如图所示的无人机质量为3kg ，具有4个旋翼，可通过无线电进行操控。无人驾驶飞机在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。（g =10N/kg ）

（1）无人机上的旋翼电动机与相机根据需要可以独自工作，从电路设计的角度上看，旋翼电动机和相机是______联的；

（2）若该无人机在30s 内匀速竖直上升120m 进行空中拍摄，则此过程中动能_____。（选填“变大”、“变小”或“不变”）无人机克服自身重力做功的功率是____W 。 （3）该无人机电池提供最大的电能为52.510?J ，若电能的90%用于飞行，飞行时的功率

为90W ，则该机最多能飞行的时间是________________s 。 【答案】并 不变 120 2500 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]无人机上的旋翼电动机与相机根据需要可以独自工作，因此它们是并联的。 (2)[2]无人机在匀速竖直上升的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变。 [3]无人机的重力

G =mg =3kg×10N/kg=30N

无人机克服重力做的功

W =Gh =30N×120m=3600J

则无人机克服自身重力做功的功率

3600J 120W 30s

W P t =

== (3)[4]由100%机械电

η=

?W W 得，用于飞行的能量

W 机械=W 电η=2.5×105J×90%=2.25×105J

由W

P t

=

得，最多能飞行的时间 52.2510J

2500s 90W

W t P ?===机械

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：

太阳能路灯

图甲是我校路道两边的太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、24V 的蓄电池组、LED 发光二极管、灯杆等元件组成．它的结构示意图如图乙，工作时能量流程图如图丙。

LED 发光二极管是一种半导体器件，它具有工作电压低（2~4V ）、耗能少、寿命长、对环

境无污染、电压改变时多色发光等优点．它与普通的白炽灯发光原理不同，可以把电直接转化为光．实验测得某种LED 发光二极管两端加不同电压时的电流，数据如下表： 电压/V 1 1.5 2.0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.6 3.7 电流/mA 0

5

10 60

160

380

690

900

1250

发光色彩

无 无 无 浅蓝 深蓝

乳白 亮白 浅黄 深黄 浅红 深红

（1）从能量转化角度，流程①中的蓄电池相当于_______（电源/用电器）。

（2）如图乙所示，晚上LED 发光二极管点亮时控制开关S 与_______（a /b /c ）触点接触。 （3）为使LED 发光二极管发出“亮白”色的光，应将_______个LED 发光二极管_______（串联/并联）才能使用。

（4）这种LED 发光二极管的电压从2.5V 变化到3.6V 时，LED 的电功率增加了_______W 。 （5）下列哪一幅图像所反映的关系符合LED 发光二极管的特征？ （____________）

A ．

B ．

C ．

D ．

【答案】用电器 c 8 串联 3.215W C 【解析】 【详解】

(1)[1]流程①中太阳能电池板给蓄电池充电，因此蓄电池相当于用电器；

(2)[2]当开关与a 点接触时，LED 灯断路，不工作；当开关与c 点接触时，LED 灯才接入电路正常工作。

(3)[3][4]由题意可知，蓄电池的电压是24V ，当二极管发出“亮白”色的光时，由表格可知，此时二极管的电压为3V ，所以需要把多个二极管串联起来才能正常使用；需要串联的二极管个数是：

24

83

=个个 (4)[5]当电压为2.5V 时，电流为10mA ，由P UI =得：

1112.50.010.025W

P U I V A

==?=当电压为3.6V时，电流为900mA，由P UI

=得：

2223.6V0.9A 3.24W

P U I

==?=增加的电功率：

213.24W0.025W 3.215W

P P P

=-=-=

(5)[6]根据表中数据可知，当电压低于2V时，通过灯泡的电流为0，在电压超过2V后，电流随电压的增大而增大，故选C。

12．向“大气污染宣战

环保局研究表明:“PM2.5”来源中,机动车的排放占33.1%.排第一位,燃煤污染排放占第二位。“减少污染排放,还我一片蓝天”成为每一个公民的责任。下面是本市有关部门针对“节能减排”采取的部分措施

第一项措施

“免费公共自行车”成为市区一道亮丽的风景线。如下图所示,公共自行车的结构和普通自行车相同,只是零件都是特制的(车轮胎是实心的)，在其他自行车上无法使用。在公共自行车的设计中,很多地方用到物理知识或原理,请写出自行车的两个部件并说明对应的物理知识(或原理)

（1）_____________________________________________

（2）_____________________________________________

第二项措施

引进太阳能路灯,分布在部分绿地和大街两旁。如下图所示