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2023年中考题分类---综合题（计算）
1、（2023年山东潍坊）在物理项目化学习活动中，某科技小组的同学设计了如图甲所示的船只升降实验模型。模型中的船厢A和所盛水的总重为5N，圆柱形浮筒B底面积为，重为18N。电路中电源电压恒定，为定值电阻，压敏电阻（表面绝缘，厚度不计）固定于容器C底部，上表面积为，阻值随所受水的压力变化关系如图乙所示。关闭排水阀，向C中注入适量水后关闭进水阀，装置静止时，测得C中水深为20cm，B浸入水中的深度为7cm（未浸没），闭合开关S，此时电流表示数；再次打开进水阀，向C中缓慢注入一定质量的水，浮筒B上升，使A下降30cm，稳定后电流表示数。若不计绳重和摩擦，水的密度，g取10N/kg，求：
（1）B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力；
（2）动滑轮的重力；
（3）C中水深为20cm时阻值；
（4）电路中电源电压值。
2、 （2023年辽宁营口）某款带保温功能的电水壶，其简化电路图如图所示，S为总开关， S1为自动控制开关， R1和R2为阻值不变的发热电阻，R2=840Ω， 加热功率为 1210W，电水壶将质量1kg、初温20℃的水烧开，加热效率为84%。[c 水=4.2×103J/(kg ℃)，标准大气压]求：
（1）水吸收的热量；
（2） 把水烧开需要多长时间（结果保留整数）；
（3）电水壶的保温功率。
3、（2023年辽宁营口）某型号航拍无人机，由于体积小、操控方便、拍摄效果好， 深受摄影爱好者喜欢。下表是它的部分技术参数， 某次航拍的过程中，在正常工作电压下，无人机以8m/s的速度匀速竖直上升（g=10N/kg，不计空气阻力及能量损耗）。求：
总质量 1200g 四个脚与地面的接触面积 6cm2
最大上升速度 9m/s
最大水平飞行速度 18m/s 正常工作电压 15V
（1）无人机静止在水平地面时， 对地面的压强；
（2）无人机上升过程中的功率和电池的工作电流。
4、（2023年黑龙江龙东） 图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如乙图所示，R1和R2是电热丝，通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换，低温挡功率为440W，高温挡功率为880W，已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg·℃)。求：
（1）当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）若不考虑能量损失，正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间；
（4）若实际正常使用高温挡加热的时间为800s，该电饭锅的加热效率。
5、（2023年黑龙江齐齐哈尔）如图甲所示是一款小型电火锅，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能。图乙是它的简化电路图，R1、R2、R3均为加热电阻（阻值保持不变）。已知R1的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如下表所示。求：
额定电压 220V
低温挡功率
中温挡功率 440W
高温挡功率 1100W
（1）R2的阻值是多少？
（2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？
（3）某次使用时，用高温挡将1kg水从20℃加热到100℃用时5.6min，该电火锅的实际功率是多少？（不计热损失）
6、（2023年甘肃金昌）实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置，示意图如图甲，厢体放置在水平承重板上，承重板的上表面装有压力传感器，装置由电动机提供动力。该装置设计有超载限制系统，如图乙，限制系统中的控制电路电源电压恒为12V，定值电阻R0阻值为200Ω，压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F压变化的部分数据如下表所示。当控制电路的电流大于0.03A时，电磁铁将衔铁吸下，B、C两个触点断开，电动机停止工作。已知厢体重150N，承重板和滑轮共重100N，忽略绳重、摩擦和电磁铁线圈电阻。
F压/N … 400 600 800 900 1000 …
RF/Ω … 800 500 300 200 100 …
（1）空厢匀速竖直上升时，求绳拉力F的大小；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，求拉力F做功的功率；
（3）重物放在厢体内，求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率；
（4）若要将该装置的最大载重量调小，提出对控制电路的一条调整措施。
7、（2023年湖北潜江、天门、仙桃、江汉油田）如图，一台用于侦察、灭火的电动消防机器人，质量为1000kg，静止时履带与地面接触的总面积为。在某段平直公路上，机器人以3m/s的速度匀速行驶1min，其受到的阻力是机器人所受重力的0.05倍，这段路程消耗的电能中有75%用于机器人的牵引力做功。求
（1）机器人1min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的电能。
8、（2023河北）一辆四轮家庭轿车的部分数据如下表所示。一次旅行时，司机驾驶该汽车沿一平直公路持续行驶至A市的过程中，先后通过如图所示的甲、乙、丙三个标志牌，牌上的地址和数字表示从该标志牌处沿这一公路到达牌上地址的路程。途经甲时开始计时，到达乙时恰好用时25min，从乙运动到丙的过程中，仪表盘显示汽车一直以108km/h的速度匀速行驶。g取10N/kg。
旅行中汽车部分数据表
汽车（包括人员及物品）总质量/kg 2000
停放时每个轮胎与地面的接触面积/cm2 250
汽油的热值/ 3.6107
汽油机效率 25%
甲
A市47km
乙
A市11km
丙
A市2km
（1）求这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强；
（2）求汽车从标志牌甲运动到丙这一过程中的平均速度；
（3）通过仪表盘显示的数据可知，从标志牌乙到丙的过程中，汽车消耗0.7L汽油，求这一过程中牵引力做功的功率。
9、（2023年湖北宜昌）如图所示，我国的“奋斗者”号载人潜水器是目前人类下潜深度最大，也是国际上唯一能同时携带3人多次往返全海深作业的载人深潜装备。2020年11月10日，“奋斗者”号成功坐底马里亚纳海沟，下潜深度达10909米，前部的两个机械手从海底抓取了一块质量为8.4kg，体积为3dm3的深海岩石，固定在采样篮上带出了水面。问：
（1）“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船，这种信息传递是通过___________（选填“超声波”或“电磁波”）实现的；
（2）“奋斗者”坐底时受到的海水压强是多少？（海水密度近似为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）___________
（3）带回岩石密度是多少kg/m3___________？将它从海底匀速提升至水面，不计水的阻力，采样篮对它做的功是多少J？___________
10、（2023年湖北宜昌）近些年来，国家大力提倡开发各种绿色可再生能源，助力实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。如图所示是宜昌某风电场，总装机容量5×104kW，年发电量9000万度。问：
（1）该风电场年发电时间可达多少小时？
（2）如果火电站的发电效率为40%，要得到相同的电能，每年需要多少吨煤？（煤的热值为3.0×107J/kg）
11、（2023年山东烟台） 在实践活动中，物理小组计划制作一个水位显示仪，用电流表或电压表来显示蓄水池水位的高低。小组选用了电压恒为的电源、最大阻值为的均匀弧形电阻片、多个定值电阻、量程为的电流表、量程为的电压表以及滑杆、细杆、浮子等器材。设计要求是：电流表或电压表示数越大，表示水位越高。当滑片滑动到电阻片的一端时，电流表或电压表示数要恰好达到满偏量程的最大值，指针位置表示蓄水池规定的最高水位；当滑片滑动到电阻片的另一端时，电流表或电压表指针所指位置表示规定的最低水位。小明利用电流表设计了一个符合要求的装置，其中滑片与滑杆连接，滑杆可绕固定轴转动，另一端通过轻质细杆连接一个浮子，如图甲所示。求：
当水位最高时，滑片应该滑到端还是端？小明选用的定值电阻的阻值为多少？
当水位最低时，电流表的示数为多少？此时电路中消耗的功率为多少？
另一个同学想用电压表显示水位高低，他拆下装置中的电流表，将电压表连接到电路中，如图乙所示。请分析说明他的设计是否符合要求？如果符合，说明理由；如果不符合，提出能够达到设计要求的具体改进方法。
12、（2023年陕西）重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。
（1）风能属于____________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少________？
（3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少_________？
（4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是多少_________？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信________？（已知系统提升重物的效率为90%）
13、（2023年山东泰安）太阳能汽车利用太阳能板将太阳能转化为电能驱动汽车前进。某品牌太阳能汽车在试验场地内进行测试，30min行驶了27km的路程，消耗的电能为。已知汽油的热值，在该测试过程中，求：
（1）太阳能汽车行驶的平均速度；
（2）消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油释放的能量。
14、（2023年山东临沂）2023年3月29日，我国自主研发的首款四座氢内燃机飞机验证机（如图）成功首飞。这架飞机翼展为13.5m，机身长度为8.2m，高压气态储氢罐可储氢4.5kg，最大起飞质量可达1260kg，飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为；在空中以180km/h的速度匀速巡航时，前置螺旋桨提供的牵引力为。已知氢气的热值为，g取10N/kg，求：
（1）达最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量；
（3）飞机以180km/h速度匀速巡航1h牵引力所做的功。
15、（2023年浙江温州）在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲，是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
闭合开关，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁和同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁和、恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。
（1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻R，的阻值__________。（选填“变大”或“变小”）
（2）图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？
（3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能：
①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过；
②人离开后，坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值：__________。（线圈阻值忽略不计）
16、（2023年江苏扬州）“芒种”前后是麦子成熟收割的时间，需要及时把麦子颗粒归仓。
（1）如图1所示是古代农人打麦的场景，把打麦工具高高举起，它的重力势能变__________；
（2）现在很多地方都用联合收割机收 麦子，某收割机的参数如下：
割幅（m） 22/2.5
履带接地总面积（m2） 3.6
喂入量（kg/s） 3/4/4.5
功率（kW） 60
发动机效率 40%
油箱容积（L） 72
满油时整机质量（kg） 2880
①满油时收割机对水平地面的压强是__________Pa；（g取10N/kg）
②如图2所示，收割过程中收割机相对于同行的装载机是__________（选填“运动”或“静止”）的；收割机功率保持60kW不变，收割过程中减慢行驶速度，是为了__________。收割一块地的麦子，耗时0.5h，该收割机做功__________J，在此过程中消耗柴油__________kg；（约为）
（3）“喂入量”是收割机在单位时间内收获的作物量，它受很多因素的影响。某次收割时作业速度与喂入量之间的关系如图3所示，当作业速度为4km/h时，喂入量是__________kg/s，出现这一结果，你认为作物的__________会对喂入量产生影响。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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2023年中考题分类---综合题（计算）
1、（2023年山东潍坊）在物理项目化学习活动中，某科技小组的同学设计了如图甲所示的船只升降实验模型。模型中的船厢A和所盛水的总重为5N，圆柱形浮筒B底面积为，重为18N。电路中电源电压恒定，为定值电阻，压敏电阻（表面绝缘，厚度不计）固定于容器C底部，上表面积为，阻值随所受水的压力变化关系如图乙所示。关闭排水阀，向C中注入适量水后关闭进水阀，装置静止时，测得C中水深为20cm，B浸入水中的深度为7cm（未浸没），闭合开关S，此时电流表示数；再次打开进水阀，向C中缓慢注入一定质量的水，浮筒B上升，使A下降30cm，稳定后电流表示数。若不计绳重和摩擦，水的密度，g取10N/kg，求：
（1）B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力；
（2）动滑轮的重力；
（3）C中水深为20cm时阻值；
（4）电路中电源电压值。
答案：（1）；（2）4N；（3）100Ω；（4）4.8N
解析：解：（1）根据题意可知，当B浸入水中的深度为7cm时，B浸入水中的体积为
由可得，B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力为
（2）模型中的船厢A和所盛水的总重为5N，又根据滑轮组可知，，可知绳子对动滑轮的拉力为
浮筒B对动滑轮向下的拉力为
对动滑轮进行受力分析可知
则可得
（3）C中水深为20cm时，水对容器C底部的压强为
又C的上表面积为，则对C的底部的压力为
根据图乙可知，当压力为10N时，的阻值为
（4）在容器C中注水后，船厢A的总重力不变，滑轮组细绳的拉力不变，则浮筒B受到竖直向上的拉力不变，由可知，浮筒B受到的浮力不变，所以，浮筒B浸入水中的深度仍为7cm不变，在容器C中再注入一定质量的水，浮筒B将上升，使船厢A下降30cm，浮筒B浸入水中的深度不变，所以水面上升10cm，容器底部受到水的压强的增加量为
压敏电阻受到的压力增加量为
此时压敏电阻受到的总压力为
根据图乙可知，此时的阻值为
根据欧姆定律可得
联立解得
则电路中电源电压值为
答：（1）B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力为；
（2）动滑轮的重力为4N；
（3）C中水深为20cm时阻值为100Ω；
（4）电路中电源电压值4.8V。
2、 （2023年辽宁营口）某款带保温功能的电水壶，其简化电路图如图所示，S为总开关， S1为自动控制开关， R1和R2为阻值不变的发热电阻，R2=840Ω， 加热功率为 1210W，电水壶将质量1kg、初温20℃的水烧开，加热效率为84%。[c 水=4.2×103J/(kg ℃)，标准大气压]求：
（1）水吸收的热量；
（2） 把水烧开需要多长时间（结果保留整数）；
（3）电水壶的保温功率。
答案：（1）3.36×105J；（2）331s；（3）55W
解析：解：（1）在一个标准大气压下，将1kg、20℃的水烧开即为100℃，温度升高了80℃，则水吸收的热量为
（2）加热器加热过程中将电能转化为内能，加热器加热效率为84%，根据热平衡方程可得
即把水烧开所需时间
（3）电源电压为220V，R1和R2为阻值不变的发热电阻，当闭合开关S、S1时，只有电阻R1接入电路，此时为高温档，由公式
可得
当只闭合开关S时，R1和R2串联，电阻最大，电水壶为保温档，电路中总电阻为
R总= R1+R2=40Ω+840Ω=880Ω
保温功率为
答：（1）电水壶将质量1kg、初温20℃的水烧开，水吸收的热量3.36×105J；
（2）电热水壶把水烧开需要的时间约为331s；
（3）电水壶的保温功率为55W。
3、（2023年辽宁营口）某型号航拍无人机，由于体积小、操控方便、拍摄效果好， 深受摄影爱好者喜欢。下表是它的部分技术参数， 某次航拍的过程中，在正常工作电压下，无人机以8m/s的速度匀速竖直上升（g=10N/kg，不计空气阻力及能量损耗）。求：
总质量 1200g 四个脚与地面的接触面积 6cm2
最大上升速度 9m/s
最大水平飞行速度 18m/s 正常工作电压 15V
（1）无人机静止在水平地面时， 对地面的压强；
（2）无人机上升过程中的功率和电池的工作电流。
答案：（1）；（2），
解析：解：（1）根据可知，无人机静止在水平地面时，对地面的压力大小等于重力，则对地面的压强为
（2）根据题意可知，在正常工作电压下，无人机以8m/s的速度匀速竖直上升，可知对无人机的拉力大小等于重力大小，则有
此时输入功率为
由于输出功率等于输入功率，即有
电池的工作电流为
答：（1）无人机静止在水平地面时， 对地面的压强为；
（2）无人机上升过程中的功率为；电池的工作电流为。
4、（2023年黑龙江龙东） 图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如乙图所示，R1和R2是电热丝，通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换，低温挡功率为440W，高温挡功率为880W，已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg·℃)。求：
（1）当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）若不考虑能量损失，正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间；
（4）若实际正常使用高温挡加热的时间为800s，该电饭锅的加热效率。
答案：（1）2A；（2）；（3）600s；（4）75%
解析：解：（1）当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流
（2）由图乙可知，当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电饭锅处于高温挡；当只闭合S1时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，电饭锅处于低温挡；R2的电功率
R2的阻值
（3）粥吸收的热量
不考虑热量损失，电饭锅消耗的电能
电饭锅工作的时间
（4）电饭锅实际消耗的电能
该电饭锅的加热效率
答：（1）当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流为2A；
（2）电热丝R2的阻值为110Ω；
（3）若不考虑能量损失，正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间为600s；
（4）若实际正常使用高温挡加热的时间为800s,该电饭锅的加热效率为75%。
5、（2023年黑龙江齐齐哈尔）如图甲所示是一款小型电火锅，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能。图乙是它的简化电路图，R1、R2、R3均为加热电阻（阻值保持不变）。已知R1的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如下表所示。求：
额定电压 220V
低温挡功率
中温挡功率 440W
高温挡功率 1100W
（1）R2的阻值是多少？
（2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？
（3）某次使用时，用高温挡将1kg水从20℃加热到100℃用时5.6min，该电火锅的实际功率是多少？（不计热损失）
答案：（1）66Ω；（2）220W；（3）1000W
解析：解：（1）从表格中可以看到，高温挡的功率为1100W，再观察图乙，高温挡时，根据电流的流法可知道，只有电阻R3接入电路，电源电压为220V，根据电功率推导式可知，R3的阻值大小为
R3的阻值大小为44Ω；从表格中还可以看到，中温挡的功率为440W，再观察图乙，中温挡时，根据电流的流法可知道，电阻R2和R3串联接入电路，电源电压为220V，根据电功率推导式可知
最后解得。
（2）电火锅在低温挡工作时，从图乙可以看到，电阻R1和R3串联接入电路，电源电压为220V，R1阻值为176Ω，由（1）解析可知，R3的阻值大小为44Ω，根据电功率推导式可知，电火锅在低温挡工作时的功率为
低温挡工作时的功率为220W。
（3）由题意可知，用高温挡将1kg水从20℃加热到100℃，水吸收的热量为
水吸收的热量为3.36×105J，由于不计热损失，消耗的电能完全转化为水的内能，所以
用时5.6min=336s，根据电功率公式可知，该电火锅的实际功率为
该电火锅的实际功率为1000W。
答：（1）R2的阻值是66Ω；
（2）电火锅在低温挡工作时的功率是220W；
（3）某次使用时，用高温挡将1kg水从20℃加热到100℃用时5.6min，该电火锅的实际功率是1000W。6、（2023年甘肃金昌）实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置，示意图如图甲，厢体放置在水平承重板上，承重板的上表面装有压力传感器，装置由电动机提供动力。该装置设计有超载限制系统，如图乙，限制系统中的控制电路电源电压恒为12V，定值电阻R0阻值为200Ω，压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F压变化的部分数据如下表所示。当控制电路的电流大于0.03A时，电磁铁将衔铁吸下，B、C两个触点断开，电动机停止工作。已知厢体重150N，承重板和滑轮共重100N，忽略绳重、摩擦和电磁铁线圈电阻。
F压/N … 400 600 800 900 1000 …
RF/Ω … 800 500 300 200 100 …
（1）空厢匀速竖直上升时，求绳拉力F的大小；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，求拉力F做功的功率；
（3）重物放在厢体内，求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率；
（4）若要将该装置的最大载重量调小，提出对控制电路的一条调整措施。
答案：（1）125N；（2）125W；（3）75%；（4）减小R0
解析：解：（1）忽略绳重、摩擦，空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小
（2）绳端移动距离
绳拉力F做的功
绳拉力F的功率
（3）控制电路的最大电流时，载重量最大，控制电路最小总电阻
力敏电阻的阻值
由表中数据可知，当，压力，即最大载重
装置的最大机械效率
（4）要将该装置的最大载重量调小，力敏电阻RF阻值会变大，控制电路的电流不变，由可知，电源电压不变，电路的总电阻不变，可以减小R0的阻值。
答：（1）空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小是125N；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率是125W；
（3）重物放在厢体内，该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率是75%；
（4）若要将该装置的最大载重量调小，减小R0。
7、（2023年湖北潜江、天门、仙桃、江汉油田）如图，一台用于侦察、灭火的电动消防机器人，质量为1000kg，静止时履带与地面接触的总面积为。在某段平直公路上，机器人以3m/s的速度匀速行驶1min，其受到的阻力是机器人所受重力的0.05倍，这段路程消耗的电能中有75%用于机器人的牵引力做功。求
（1）机器人1min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的电能。
答案：（1）180m；（2）；（3）
解析：解：（1）机器人运动1min通过的路程
（2）滑防机器人的重力
消防机器人对水平地面的压力等于它所受的重力，即
机器人对地面产生的压强
（3）机器人在平直公路上匀速直线运动所受阻力
平直公路上匀速直线运动。机器人所受的阻力和牵引力是一对平衡力，即
机器人在平直公路上匀速直线运动1min牵引力做功
机器人在这段路程中消耗的电能
答：（1）机器人1min通过的路程为180m；
（2）机器人静止时，对水平地面产生的压强为；
（3）机器人在这段路程中消耗的电能为。
8、（2023河北）一辆四轮家庭轿车的部分数据如下表所示。一次旅行时，司机驾驶该汽车沿一平直公路持续行驶至A市的过程中，先后通过如图所示的甲、乙、丙三个标志牌，牌上的地址和数字表示从该标志牌处沿这一公路到达牌上地址的路程。途经甲时开始计时，到达乙时恰好用时25min，从乙运动到丙的过程中，仪表盘显示汽车一直以108km/h的速度匀速行驶。g取10N/kg。
旅行中汽车部分数据表
汽车（包括人员及物品）总质量/kg 2000
停放时每个轮胎与地面的接触面积/cm2 250
汽油的热值/ 3.6107
汽油机效率 25%
甲
A市47km
乙
A市11km
丙
A市2km
（1）求这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强；
（2）求汽车从标志牌甲运动到丙这一过程中的平均速度；
（3）通过仪表盘显示的数据可知，从标志牌乙到丙的过程中，汽车消耗0.7L汽油，求这一过程中牵引力做功的功率。
答案：（1）；（2）；（3）
解析：解：（1）这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压力等于汽车（包括人员及物品）总重力
F=G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N
这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强
（2）从乙运动到丙的过程中，通过的距离为
s=11km-2km=9km
仪表盘显示汽车一直以108km/h的速度匀速行驶，由速度公式从乙运动到丙所用的时间为
汽车从标志牌甲运动到丙通过的距离为
s′=47km-2km=45km
所用的时间为
这一过程中的平均速度
（3）汽油机效率
则牵引力做的功为
这一过程中牵引力做功的功率
答：（1）这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强为；
（2）汽车从标志牌甲运动到丙这一过程中的平均速度为；
（3）这一过程中牵引力做功的功率为。
9、（2023年湖北宜昌）如图所示，我国的“奋斗者”号载人潜水器是目前人类下潜深度最大，也是国际上唯一能同时携带3人多次往返全海深作业的载人深潜装备。2020年11月10日，“奋斗者”号成功坐底马里亚纳海沟，下潜深度达10909米，前部的两个机械手从海底抓取了一块质量为8.4kg，体积为3dm3的深海岩石，固定在采样篮上带出了水面。问：
（1）“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船，这种信息传递是通过___________（选填“超声波”或“电磁波”）实现的；
（2）“奋斗者”坐底时受到的海水压强是多少？（海水密度近似为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）___________
（3）带回岩石密度是多少kg/m3___________？将它从海底匀速提升至水面，不计水的阻力，采样篮对它做的功是多少J？___________
答案： ①. 超声波 ②. ③. ④.
解析：（1）[1]超声波具有方向好、在水中传播距离远等特点，“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船，这种信息传递是通过超声波实现的。
（2）[2]“奋斗者”坐底时受到的海水压强
（3）[3]岩石的密度
[4]岩石受到的浮力
岩石的重力
岩石受到的支持力
支持力做的功
10、（2023年湖北宜昌）近些年来，国家大力提倡开发各种绿色可再生能源，助力实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。如图所示是宜昌某风电场，总装机容量5×104kW，年发电量9000万度。问：
（1）该风电场年发电时间可达多少小时？
（2）如果火电站的发电效率为40%，要得到相同的电能，每年需要多少吨煤？（煤的热值为3.0×107J/kg）
答案：（1）；（2）
解析：解：（1）年发电量
W=9000万度=9×107kW h
根据题意可得该风电场年发电时间为
（2）这些电能为
如果火电站的发电效率为40%，则煤燃烧放出的热量为
则需要完全燃烧煤的质量为
答：（1）该风电场年发电时间可达；
（2）如果火电站的发电效率为40%，要得到相同的电能，每年需要吨煤。
11、（2023年山东烟台） 在实践活动中，物理小组计划制作一个水位显示仪，用电流表或电压表来显示蓄水池水位的高低。小组选用了电压恒为的电源、最大阻值为的均匀弧形电阻片、多个定值电阻、量程为的电流表、量程为的电压表以及滑杆、细杆、浮子等器材。设计要求是：电流表或电压表示数越大，表示水位越高。当滑片滑动到电阻片的一端时，电流表或电压表示数要恰好达到满偏量程的最大值，指针位置表示蓄水池规定的最高水位；当滑片滑动到电阻片的另一端时，电流表或电压表指针所指位置表示规定的最低水位。小明利用电流表设计了一个符合要求的装置，其中滑片与滑杆连接，滑杆可绕固定轴转动，另一端通过轻质细杆连接一个浮子，如图甲所示。求：
当水位最高时，滑片应该滑到端还是端？小明选用的定值电阻的阻值为多少？
当水位最低时，电流表的示数为多少？此时电路中消耗的功率为多少？
另一个同学想用电压表显示水位高低，他拆下装置中的电流表，将电压表连接到电路中，如图乙所示。请分析说明他的设计是否符合要求？如果符合，说明理由；如果不符合，提出能够达到设计要求的具体改进方法。
答案：解：图甲中，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，
通过电流表反映水位的高低，电流表示数越大，表示水位越高，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路最小阻值，所以滑片应该滑到端，此时电路为定值电阻的简单电路，
根据电流表的量程可知通过电路的最大电流为，根据欧姆定律可知定值电阻的阻值为；
当水位最低时，滑动变阻器接入电路最大阻值，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流，
此时电路中消耗的功率为；
乙图中电压表测滑动变阻器两端的电压，水位最高时，滑动变阻器接入电路的阻值为，此时滑动变阻器两端的电压为，随着水位的降低，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压原理可知电压表示数变大，故不符合要求；
根据串联电路电压规律可知水位降低时，定值电阻两端的电压变小，故可把电压表与定值电阻并联接入电路。
答：当水位最高时，滑片应该滑到端？小明选用的定值电阻的阻值为；
当水位最低时，电流表的示数为；此时电路中消耗的功率为；
图乙不符合要求，把电压表与定值电阻并联接入电路。
解析：图甲中，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，
通过电流表反映水位的高低，电流表示数越大，表示水位越高，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路最小阻值，所以据此确定滑片的位置，
根据电流表的量程确定通过电路的最大电流，根据欧姆定律计算定值电阻的阻值；
当水位最低时，滑动变阻器接入电路最大阻值，
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过电路的电流，根据计算此时电路中消耗的功率；
乙图中电压表测滑动变阻器两端的电压，水位最高时，滑动变阻器接入电路的阻值为，此时滑动变阻器两端的电压为，随着水位的降低，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压原理可知电压表示数变大，进一步判断是否符合设计要求；
根据串联电路电压规律可知水位降低时，定值电阻两端的电压变小，据此确定电压表的位置。
本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用。
12、（2023年陕西）重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。
（1）风能属于____________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少________？
（3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少_________？
（4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是多少_________？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信________？（已知系统提升重物的效率为90%）
答案： 可再生 7500km 可信
解析：（1）可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，风能属于可再生能源。
（2）单个风力发电机组发电1h产生的电能为
可供该电动汽车行驶的路程是
（3）系统对重物所做的功是
（4）重力储能系统放下重物的发电效率是
重力储能系统提升重物所需要的总能量
重力储能系统的综合效率为
因此这一数据可信。
13、（2023年山东泰安）太阳能汽车利用太阳能板将太阳能转化为电能驱动汽车前进。某品牌太阳能汽车在试验场地内进行测试，30min行驶了27km的路程，消耗的电能为。已知汽油的热值，在该测试过程中，求：
（1）太阳能汽车行驶的平均速度；
（2）消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油释放的能量。
答案：（1）40m/s；（2）0.4
解析：解：（1）太阳能汽车行驶的平均速度
（2）由得，消耗的电能相当于燃烧
的汽油释放的热量。
答：（1）太阳能汽车行驶的平均速度40m/s；
（2）消耗的电能相当于完全燃烧0.4千克的汽油释放的能量。
14、（2023年山东临沂）2023年3月29日，我国自主研发的首款四座氢内燃机飞机验证机（如图）成功首飞。这架飞机翼展为13.5m，机身长度为8.2m，高压气态储氢罐可储氢4.5kg，最大起飞质量可达1260kg，飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为；在空中以180km/h的速度匀速巡航时，前置螺旋桨提供的牵引力为。已知氢气的热值为，g取10N/kg，求：
（1）达最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量；
（3）飞机以180km/h速度匀速巡航1h牵引力所做的功。
答案：（1）；（2）；（3）
解析：解：（1）飞机起飞前对地面的压力等于其重力，即
飞机对地面的压强为
（2）氢气完全燃烧放出的热量为
（3）飞机匀速巡航1h行驶距离为
飞机以180km/h的速度匀速巡航1h牵引力所做的功为
答：（1）达最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强为；
（2）高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量为；
（3）飞机以180km/h的速度匀速巡航1h牵引力所做的功为。
15、（2023年浙江温州）在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲，是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
闭合开关，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁和同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁和、恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。
（1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻R，的阻值__________。（选填“变大”或“变小”）
（2）图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？
（3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能：
①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过；
②人离开后，坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值：__________。（线圈阻值忽略不计）
答案：（1）减小
（2）解：工作电路处于低功率状态时，和串联
欧
焦
工作电路处于高功率状态时，和并联
焦
消耗的总电能为焦
答：测试中电热丝消耗的总电能为焦。
（3）选用与并联，500牛压力下坐垫的最高温度值为
16、（2023年江苏扬州）“芒种”前后是麦子成熟收割的时间，需要及时把麦子颗粒归仓。
（1）如图1所示是古代农人打麦的场景，把打麦工具高高举起，它的重力势能变__________；
（2）现在很多地方都用联合收割机收 麦子，某收割机的参数如下：
割幅（m） 22/2.5
履带接地总面积（m2） 3.6
喂入量（kg/s） 3/4/4.5
功率（kW） 60
发动机效率 40%
油箱容积（L） 72
满油时整机质量（kg） 2880
①满油时收割机对水平地面的压强是__________Pa；（g取10N/kg）
②如图2所示，收割过程中收割机相对于同行的装载机是__________（选填“运动”或“静止”）的；收割机功率保持60kW不变，收割过程中减慢行驶速度，是为了__________。收割一块地的麦子，耗时0.5h，该收割机做功__________J，在此过程中消耗柴油__________kg；（约为）
（3）“喂入量”是收割机在单位时间内收获的作物量，它受很多因素的影响。某次收割时作业速度与喂入量之间的关系如图3所示，当作业速度为4km/h时，喂入量是__________kg/s，出现这一结果，你认为作物的__________会对喂入量产生影响。
答案： ①. 大 ②. 8000 ③. 静止 ④. 增大牵引力 ⑤. 1.08×108 ⑥. 6.75 ⑦. 2.4 ⑧. 籽粒含水率
解析：（1）[1]物体的重力势能与高度和质量有关，在质量一定时，高度越高，重力势能越大，因此把打麦工具高高举起，它的重力势能变大。
（2）①[2]满油时整机的重力为
在水平面上，收割机对水平地面的压力等于其重力，即
根据可得，满油时收割机对水平地面的压强是
②[3]由于装载机与收割机同行，则它们速度相同，因此在收割过程中，以装载机为参照物，收割机与装载机之间的位置没有发生变化，因此收割机是静止的。
[4]根据
可知，当功率一定时，减小速度可以增大牵引力。
[5]根据W=Pt可得，耗时0.5h，该收割机做的功为
[6]由于发动机的效率为40%，则柴油完全燃烧放出的热量为
故消耗柴油的质量为
（3）[7]由图3可知，当作业速度为4km/h时，喂入量是2.4kg/s。
[8]由图3可知，在喂入量不超过3.6kg/s内，作业速度随喂入量变化而变化，且成正比关系，当作业速度一定时，作物的品种、籽粒含水率等会对喂入量产生影响。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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