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2020年中考物理一輪考點練習48《力、熱、電綜合計算》
考點 力、熱、電綜合計算
1．(2019·玉林)某物理研究小組設計了一個壓力報警裝置，工作原理如圖甲所示。OBA為水平杠桿，OA長100cm，O為支點，OB︰BA=1︰4；已知報警器R0的阻值恒為10Ω，壓力傳感器R固定放置，壓力傳感器受到的壓力F與R的阻值變化的關系如圖乙所示。當托盤空載時，閉合開關S，電壓表的示數為1V；當托盤所受的壓力增大，電壓表的示數達到2V時，報警器R0開始發出報警信號。托盤、壓桿和杠桿的質量均忽略不計，電壓表的量程為0～3V．求：

（1）電源電壓；
（2）當報警器開始報警時，壓力傳感器受到的壓力；
（3）當托盤受到的壓力為120N時，報警器是否報警；
（4）當電路輸出的電功率與電路在安全狀態下輸出的最大電功率的比值為5︰6時，托盤受到的壓力。
2．(2019·巴彥淖爾)如圖所示是某溫控裝置的簡化電路圖，工作電路由電壓為220V的電源和阻值R＝88Ω的電熱絲組成；控制電路由電源、電磁鐵（線圈電阻R0＝20Ω）、開關、滑動變阻器R2（取值范圍0～80Ω）和熱敏電阻R1組成；R1阻值隨溫度變化的關系如下表所示，當控制電路電流I≥50mA時，銜鐵被吸合切斷工作電路；當控制電路電流I≤40mA時，銜鐵被釋放接通工作電路。
溫度/℃ 90 80 66 60 50 46 40 36 35 34
R1/Ω 10 20 40 50 70 80 100 120 130 150
（1）工作電路正常工作時，R在1min內產生的熱量是多少？
（2）當溫度為60℃，滑動變阻器R2＝50Ω時，銜鐵恰好被吸合，控制電路的電源電壓是多少？
（3）若控制電路電源電壓不變，此裝置可控制的溫度最大范圍是多少？
（4）要想要該裝置所控制的最高溫度降低一些，請分析說明如何改變R2的阻值。

3．(2019·重慶A)圖甲的儲水容器底有質量0.5kg，底面積100cm2的長方體浮桶，桶上端通過輕質彈簧與緊貼力敏電阻的輕質絕緣片A相連，距容器底0.4m處的側壁有排水雙控閥門。控制電路如圖乙所示，其電源電壓U＝12V，R0＝10Ω，當電流表示數為0.6A，且桶底升至閥門所處高度時，閥門才感應排水。力敏電阻R與它所受壓力F的對應關系如下表所示（彈簧均在彈性限度內）。求：
壓力F/N 2 4 …… 12 15
電阻R/Ω 110 70 …… 16 10
（1）浮桶的重力是多少N？
（2）未加水時，力敏電阻所受壓力為2N，電流表的示數是多少安？
（3）當容器內的水深達到多少米時，雙控閥門才打開排水？

4．（2019·大慶）善于奇思妙想的小強及其興趣小組在實驗室（溫度為20℃）進行綜合實驗。

（1）該小組想研究“密度計的工作原理”。圖甲所示是密度計的簡化模型，在一根粗細均勻的玻璃管內放一些小鉛粒使其能豎直漂浮在液體中，設玻璃管浸入液體的深度為h液，該液體密度為ρ液，密度計漂浮在水中時浸入水中的深度為h水，水的密度為ρ水，則浸入液體的深度h液＝　 　（用給出的物理量表示），由此可知，此密度計漂浮在煤油（密度為0.8×103kg/m3）中時浸入深度h煤油＝　 　h水（填數值），密度計刻度特點是　 　（選填選項前序號①上小下大 ②上大下小 ③均勻 ④上疏下密 ⑤上密下疏）。
（2）該小組想繼續探究“某液體的密度和溫度的關系”，設計了如圖乙所示裝置，長為0.6m的絕緣輕質杠桿ab懸掛在高處，可繞O點轉動。杠桿a端的輕質細線懸掛一體積為1×10﹣3m3的實心合金塊，浸沒在燒杯內的液體中。b端輕質細線懸掛的銅柱在上下移動時能帶動滑片P移動。滑片P重力和摩擦不計。
①若電源電壓為3V，滑動變阻器標有“100Ω 1A”字樣。在電路中串聯一個量程為0～15mA的電流表，為保證電路安全，定值電阻R的最小阻值是　 　Ω。
②小強在給該液體加熱過程中發現，電流表示數減小，則可得出該液體的密度隨溫度升高而　 　（選填“增大”、“減小”或“不變”）（除燒杯內的液體外，裝置中其他物體的熱脹冷縮忽略不計，合金塊始終浸沒）。
（3）該小組還想利用此裝置繼續測量該合金塊的密度。已知該燒杯中液體在溫度為20℃時的密度為1.1×103kg/m3。杠桿水平平衡時，銅柱質量為2kg，點O距杠桿b端0.2m，則合金塊的密度是　 　kg/m3。（g取10N/kg）
5．（2019·畢節）某同學設計了一個利用如圖1所示的電路來測量海水的深度，其中R1＝2Ω是一個定值電阻，R2是一個壓敏電阻，它的阻值隨所受液體壓力F的變化關系如圖2所示，電源電壓保持6V不變，將此壓敏電阻用絕緣薄膜包好后放在一個硬質凹形絕緣盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一個面積為0.02m2的面承受海水壓力。（設海水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）當電流表示數為0.2A時，求壓敏電阻R2的阻值；
（2）如圖乙所示，當壓敏電阻R2的阻值為20Ω時，求此時壓敏電阻R2所在深度處的海水壓強；
（3）若電流的最大測量值為0.6A，則使用此方法能測出海水的最大深度是多少？

6．（2019·河南）某款水位自動測控儀的測量原理如圖甲所示，電源電壓U恒為15V，定值電阻R0=10Ω，R1為一豎直固定光滑金屬棒，總長40cm，阻值為20Ω，其接入電路的阻值與對應棒長成正比。彈簧上端固定，滑片P固定在彈簧下端且與R1接觸良好，滑片及彈簧的阻值、重力均不計。圓柱體M通過無伸縮的輕繩掛在彈簧下端，重80N，高60cm，底面積為100cm2。當水位處于最高位置A時，M剛好浸沒在水中，此時滑片P恰在R1最上端；當水位降至最低位置B時，M的下表面剛好離開水面。已知彈簧所受拉力F與其伸長量△L的關系如圖乙所示。閉合開關S，試問：
(1)當水位下降時，金屬棒接入電路的長度 ，電壓表示數 。(兩空均選填“增大”或“減小”)
(2)當水位處于位置A時，電壓表的示數為多少?
(3)水位由位置A降至B這一過程，彈簧的長度增加了多少?電壓表的示數變化了多少?(已知ρ水=1.0×10kg/m3，g=10N/kg)

7．(2019·陜西)如圖甲為某校物理小組設計的具有加熱和保溫功能的電熱器內部簡化電路。Rt為熱敏電阻，阻值隨溫度升高而減小。R1、R2、R3均為電熱絲，且R1=R2=400Ω。閉合開關S1、S2，電熱器開始加熱。
（1）控制電路中，電磁鐵的上端是 極。
（2）加熱時，動觸點a與上方靜觸點b，c接通，工作電路的總功率是多少？
（3）電磁鐵對銜鐵的吸引力F與控制電路中電流I的關系如圖乙所示。當電磁鐵對銜鐵的吸引力為1N時，動觸點a與下方靜觸點d接通，進入保溫狀態，此時熱敏電阻Rt的阻值是多少？
（4）保溫狀態下，R1的功率為64W，則工作電路30s消耗的電能是多少？

8. (2019·煙臺)某家用電熱水器，其工作模式和相關參數如下表。如圖為電熱水器的原理圖，包括工作電路和控制電路兩部分，通過電磁繼電器自動控制電熱水器實現加熱狀態和保溫狀態的檔位變換。R0、R1為電熱絲，R2為滑動變阻器，R為熱敏電阻（置于電熱水器內），其阻值隨溫度的升高而減小。紅燈、綠燈是電熱水器工作時的指示燈，忽略指示燈對電路的影響。
（1）分析說明當綠燈亮時，電熱水器處于保溫狀態還是加熱狀態？
（2）工作時，若要提高電熱水器的保溫溫度，如何調節保護電阻R2的滑片？
（3）R1工作時的電阻是多大？
（4）電熱水器處于加熱狀態時，工作4.2min，可使1L水的溫度升高40℃。則該電熱水器的效率是多少？[c水=4.2×103J/（kg?℃）,計算結果保留一位小數]
型號 LWI.Z20-19
電源 AD220V 50Hz
加熱功率 800W
保溫功率 40W
水容量 1.0L

9．(2019·泰安)某電熱水器具有加熱和保溫功能，其工作原理如圖甲所示。其中控制電路中的電磁鐵線圈電阻不計，R為熱敏電阻，熱敏電阻中允許通過的最大電流I0=15mA，其電阻R隨溫度變化的規律圖像如圖乙所示，電源電壓U1恒為6V。當電磁鐵線圈中的電流I＞8mA時，電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點a、b接觸，加熱電路接通；當電磁鐵線圈中的電流I≤8mA時，繼電器上方觸點和觸點c接觸，保溫電路接通。熱敏電阻R和工作電路中的三只電阻絲R1、R2、R3均置于儲水箱中，U2＝220V，加熱時的功率P加熱＝2200W，保溫時的功率P保溫＝110W，加熱效率η＝90%，R2＝2R1，水箱內最低溫度為0℃，水的比熱容c水=4.2×103J/（kg·℃）。

（1）為使控制電路正常工作，保護電阻R0的阻值至少為多大？若R0為該值，試求熱水器剛開始保溫時水的溫度。
（2）電阻絲R1、R2、R3的阻值分別為多少歐姆？
（3）該熱水器在加熱狀態下，將44 kg、20℃的水加熱到50℃需要多少時間？
10．(2019·臺州)電冰箱是通過溫度控制器控制壓縮機的開或停來控制溫度的。某冰箱的溫控制冷和照明電路，如圖甲。冰箱內溫度控制器工作原理如圖乙，硬桿OAB可繞固定點O轉動，感溫包內充有感溫劑氣體，膜盒會因感溫包內氣體壓強的變化而改變對A點推力大小。

（1）請將答題紙圖甲中的a、b、c三個接線頭連入家庭電路。
（2）溫度控制器接通電路的工作過程是：當感溫劑氣體溫度上升時，____________，動觸點和固定觸點接通，壓縮機開始工作。
（3）某同學模擬冰箱溫控制冷電路，制作了一個恒溫箱，如圖丙。恒溫箱中溫度控制器的輕質硬桿OA長為5厘米，OB長為12厘米，注射器的最大刻度為30毫升，刻度部分長為10厘米。
m/g 80 160 240
l/cm 12.8 13.6 14.4


查閱資料得知，在彈性限度內，彈簧的 長度L與所掛鉤碼質量m的關系遵循函數y=km+b(k和b為常數)。為了確定該彈簧k和b的值，在彈簧上掛鉤碼測得三組數據如上表。當設定的溫度為40℃時，彈簧長14厘米，觸點C和D恰好接通。請計算此時注射器內氣體的壓強。（已知當時大氣壓為1×105帕）
（4）丙圖中，溫度控制器硬桿上的連結點O、B、E、F均固定，調溫旋鈕轉軸及觸點D也固定，調溫旋鈕已調到最低溫度，在不更換元件的情況下，如何將恒溫箱設定溫度調節得更低？
11．(2019·寧夏)無人駕駛飛機簡稱“無人機”。中國近年來在無人機制造方面進展神速。無人機的飛行控制系統簡稱“飛控”。無人機懸停還是飛行、向哪個方向飛行、上升還是下降等飛行指令都由“飛控"下達。“飛控”主要由感知飛行姿態的陀蜾儀（控制飛行姿態）GPS定位模塊（與地面傳遞信息）、超聲波傳感器（探測障礙物）、氣壓傳感器（獲取氣壓獲知高度）等各種功能的傳感器及控制電路組成。如圖12是我國制造的“冀龍”多用途無人機，該機表而采用的復合材料受力不易形變，飛機外形采用流線型設計，可攜帶各種偵察、測距、電子對抗設備及小型空對地打擊武器，廣泛應用于如災情監視、軍亊活動等領域。

（1）（2分）請從短文描述中找出蘊含的物理知識。（至少二條，知識點不能重復）
舉例：超聲波傳感器可探測無人機在飛行時遇到的障礙物，這是利用聲波能夠傳遞信息。
①________________________________________________________________；
②________________________________________________________________。
（2）（3分）經査閱資料獲知，“翼龍”無人機機身質量1.1t，最大載荷質量200kg。當該機以最大載荷質量停在水平跑道上時，無人機輪胎與地面接觸的總面積為0.05m2。求此時無人機對水平跑道的壓強。（g=10N/kg）
（3）飛機利用超聲波傳感器來判斷離地髙度。若某測距傳感器的阻值R1與離地高度h的關系如圖甲所示，圖乙是檢測電路（電源電壓不變），要使髙度表（實質是電流表或電壓表）示數能隨飛行高度的增大而增大，則此高度表應該選用________（選填“電流表或電壓表”），應安裝在________（選填“1或2或3”）位置，判斷依據是：____________________。
12．（2019·天門）江漢平原，雨量充沛。甲地有一小型水電站，每分鐘有60m3的水從高處流下沖擊水輪機的葉輪，帶動發電機發電，供乙地使用，水輪機與上游水位的落差為20m。甲、乙兩地相距20km，兩地間沿直線架設了兩條輸電線，已知每條輸電線每千米的電阻為0.2Ω．為預防災情發生，工作人員用簡易無人機（只能水平或豎直飛行）進行實時監測。該機有A、B兩個電動機，它們消耗的電能都由鋰電池提供。其中A電動機帶動頂部的螺旋槳工作，提供升力；B電動機帶動尾部的螺旋槳工作，提供水平推力。無人機飛行時的阻力f與飛行速度v的關系為f＝0.2v2．該機的部分參數見表格。
質量（kg） 1.25
鋰電池的電壓（V） 29.4
鋰電池的容量（mA?h） 1.0×104
最大飛行速度（m/s） 5
A電動機消耗的最大功率（W） 80
B電動機消耗的最大功率（W） 40





（1）若水的機械能有70%轉化為電能，求水電站的發電功率。
（2）現輸電線在某處發生短路，為確定短路位置，檢修員在甲地利用如圖所示的電路進行測量。當電壓表的示數為1.5V時，電流表的示數為0.5A．短路位置離甲地的距離是多少米？
（3）當無人機保持一定高度以最大速度沿直線飛行時，B電動機消耗的功率最大。求此時B電動機的效率。（不計電動機到螺旋槳傳動過程中的能量損耗）
13.（2019·衡陽）如圖甲所示的裝置，電源電壓U＝10V保持不變，R2＝8Ω.導電性能良好的金屬彈簧和金屬指針P的電阻和重力均不計，金屬塊A的重力G1＝10N。R1是一根水平放置的粗細均勻、總長L＝1m的金屬棒，其電阻隨長度均勻變化，總電阻為8Ω，兩端都被固定在絕緣支架上，它對指針P無壓力，且接觸良好。絕緣板B重G2＝20N，當它從金屬塊A和地面間被抽出時，它的上下表面分別與A和地面之間產生的摩擦力為f1和f2，且均為接觸面間壓力的0.2倍，當P置于金屬棒左端a點時，彈簧恰好處于原長。

甲 乙
(1)當P置于金屬的左端a點時，電流表的示數I1為多少?
(2)用水平拉力F將B從A與地面之間勻速抽出，當金屬塊保持靜止時，求彈簧拉力F和水平拉力F的大小。
(3)用水平向右的拉力拉動金屬塊A，使指針P逐新從最左端a點向右移動，直至運動到b點，試求出電流表的示數和指針P移動的距離x之間的關系式，并完成1I－x的圖象。
14．(2019·云南)壓力傳感器是電子秤中的測力裝置，可視為阻值隨壓力而變化的壓敏電阻。小剛從某廢舊電子秤上拆下一個壓力傳感器，探究其阻值與所受壓力大小（不超過250N）的關系，如圖是小剛設計的實驗電路圖。電源電壓恒定，R0為定值電阻，R1為壓力傳感器。
（1）連接電路時開關應　 　，電路中R0的作用是　 　。
（2）閉合開關，發現電流表無示數，電壓表示數接近電源電壓，電路出現的故障是　 　；排除故障后，逐漸增大R1受到的壓力，閉合開關，讀出電流表和電壓表的示數，計算出對應的R1的阻值，記錄如表，第5次測深時，電壓表示數為4V．電流表示數為0.2A．此時R1的阻值為　　歐。請根據表中的數據在圖2中畫出R1隨F變化的關系圖象。
次數 1 2 3 4 5 6
F/N 0 50 100 150 200 250
R1/Ω 60 50 40 30 10
（3）通過實驗探究可歸納出，R1的阻值隨壓力F大小變化的關系式為　 　，當R的阻值為32時，R1上受到的壓力是　 　N，若此壓力為壓力傳感器在電子稱正常工作時受到的壓力，則電子秤應顯示　 　kg。
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