精品试题20届中考物理压轴培优练专题20电力综合解析版.docx
《精品试题20届中考物理压轴培优练专题20电力综合解析版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品试题20届中考物理压轴培优练专题20电力综合解析版.docx（54页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
精品试题20届中考物理压轴培优练专题20电力综合解析版
压轴专题20电力综合
.计算题（共12小题）
（2018?
南京）在综合实践活动中，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置，如图甲所示，电源电压恒为16V,R0为定值电阻，L为额定电压是2.5V的小灯泡，其I-U关系的部分数据如图乙所示，AB为长14cg阻值60◎粗细均匀的电阻丝（电阻丝的阻值与长度成正比），OW质量、电阻均不计的金
属细杆，下端连接一个重2N的圆球P.闭合开关S,无风时，OP下垂并与A端接触，此时电流表示数为0.2A;有风时，OP绕悬挂点O转动，风对球的作用力F方向始终水平向右，已知OA为10cm,OP始终与AB接触良好且无摩擦；求：
（1）电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为5Q;
（2）无风时R0消耗的电功率。
（3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力。
甲乙
【答案】：
（1）5;
（2）无风时R）消耗的电功率为0.6W。
（3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力为1.4N。
【解析】：
（1）由图可知，灯泡、定值电阻R和电阻丝串联；
因串联电路电流处处相等，所以，当电流表示数为0.2A时，通过灯泡的电流为0.2A,
由图乙可知此时灯泡两端的电压为1V,
_U_UL_IV_
则根据IR可得,灯泡的电阻：
RL/°,245Q;
（2）无风时，OP下垂并与A端接触，电阻丝接入阻值最大为60Q,
U
根据IR可得,电阻丝两端的电压：
Ua-IRaa0.2AX60Q=12V,
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得，R两端的电压：
U0=u-UL-UAb=16V-1V-12V=3V,
则此时R）消耗的电功率：
P0=U0I=3VX0.2A=0.6W;
_U_yo_3V_
（3）根据IR可得R0的阻值：
舟『82415Q；
由于灯泡的额定电压为2.5V,则电路中最大电流等于灯泡正常工作时的电流，由图乙可知最大电流为I'
=0.3A,此时风对球的压力最大，OP绕。
转动的角度最大，设此时OP与AB的接触点为C,
则根据欧姆定律可得，R）两端的电压：
U0'=I'R=0.3AX15Q=4.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以RBc两端的电压：
UBc=UI-U额—U0'=16V-2.5V—4.5V=9V,
_u
根据IR可得此时电阻丝连入电路的电阻：
_ubc^9y_
RBcr03430q；
BC_^BC
由于电阻丝的电阻与电阻丝的长度成正比，则：
AB%,
_Rrc3011
—■XV
--X
所以，BC•二，AB：
〕,，*14cm=7cm,贝UAC=AB-BC=14cm-7cm=7cm,
如右图，把OPffl为一根杠杆，F的力臂为ODG的力臂等于PD根据杠杆平衡条件可得：
FX。
氏GXPD,
FPD则：
G0D.
由于△OASAODF?
根据相似三角形的知识可得：
PDACOD~OA
FAC所以，GOA
AC7cm
=xC=x
则：
F10cm2N=1.4N。
2.（2019?
河南）某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15V,定值电阻R0=10Q,
R为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm,阻彳1为20◎,其接入电路的阻值与对应棒长成正比。
弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与Ri接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。
圆柱体M通过无伸缩
的轻绳挂在弹簧下端，重80N,高60cm,底面积为100cm2.当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面。
已知弹簧所受拉
力F与其伸长量△L的关系如图乙所示。
闭合开关S,试问：
（1）当水位下降时，金属棒接入电路的长度减小，电压表示数减小。
（两空均选填“增大”或
“减小”）
（2）当水位处于位置A时，电压表的示数为多少？
（3）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？
电压表的示数变化了多少？
（已知P水=1.0xI03kg/m3,g取10N/kg）
（2）当水位处于位置A时，电压表的示数为10V;
30cm；电压表的示数变化了
（3）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了
（1）当水位下降时，M所受的浮力减小，弹簧的拉力增大，弹簧的伸长量增大，滑片P向下移动，金属
棒接入电路的长度减小;
则Ri接入电路的阻值减小，根据串联分压特点可知，Ri两端的电压减小，即电压表示数减小。
（2）当水位处于位置A时，滑片P在Ri最上端，此时Ri=20Q,
根据串联电路的电阻特点可知，电路的总电阻:
R=FO+Ri=10Q+20Q=30Q,
电路中的电流：
I口0.5A,
U
由IE得，Ri两端的电压：
u=|Ri=0.5AX20Q=10V,即电压表示数为10V。
（3）当水位处于位置A时，M刚好浸没，排开水的体积：
V排=V=Sh=i00cn2x60cm=6000cm3=6x103mi,
则M受到的浮力：
F浮=p水gV排=1.0X103kg/m3x10N/kgX6X103n3=60N;
则弹簧受到的拉力：
F1=G-F浮=80N-60N=20N,
由图乙可知，当Fi=20N时，弹簧的伸长量△Li=10cm；
当水位降至位置B时，M的下表面刚好离开水面，所受浮力为零，
则此时弹簧受到的拉力：
F2=G=80N,
由图乙可知，当F2=80N时，弹簧的伸长量△L2=40cm；
所以，水位由位置A降至B这一过程中，弹簧的长度增加量：
△L=AL2-AL1=40cm-10cm=30cni
当水位降至位置B时，R接入电路的长度：
L=L总-△L=40cm-30cm=10cm,
片,L=_
因为R接入电路的阻值与对应的棒长成正比，即：
&%
Ly10cm
—X=*
所以，此时R接入电路的阻值：
Ri''总R40cm20Q=5Q,
_U_15V_
ra.d'lOfi+511
此时电路中的电流：
「011A,
_u
由IR得,此时Ri两端的电压：
U'=1'R'=1AX5Q=5V,即此时电压表示数为5V,
所以，电压表的示数变化量：
△U=U-U'=10V-5V=5V。
2.
3.（2019?
重庆）图甲的储水容器底有质量0.5kg,底面积100cm的长万体浮桶，桶上端通过轻质弹簧与紧
贴力敏电阻的轻质绝缘片A相连，距容器底0.4m处的侧壁有排水双控阀门。
控制电路如图乙所示，其电
源电压Ul=12V,R=10Q,当电流表示数为0.6A,且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水。
力敏
电阻R与它所受压力F的对应关系如下表所示（弹簧均在弹性限度内）。
求：
压力F/N
2
4
12
15
电阻R/Q
110
70
16
10
（1）浮桶的重力是多少N?
（2）未加水时，力敏电阻所受压力为2N,电流表的示数是多少安?
（3）当容器内的水深达到多少米时，双控阀门才打开排水?
【答案】：
（1）浮桶的重力为5N。
（2）未加水时，力敏电阻所受压力为2N,电流表的示数是0.1A。
（3）当容器内的水深达到0.6米时，双控阀门才打开排水。
【解析】：
（1）浮桶的重力：
G=mg=0.5kgxi0N/kg=5N。
（2）由表格数据知，力敏电阻所受压力为2N时，力敏电阻的阻值为110Q,
电路的总电阻：
R总=R+R=10Q+110Q=120Q,
_U_12V_R2120（1电流表的示数：
I总0.1A;
（3）当电流表示数为0.6A,且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水，
_U_12V_
此时电路中的总电阻：
R总'r°，6420Q,
此时力敏电阻的阻值：
R'=R总'一品=20Q-10Q=10Q,
由表格数据知，此时力敏电阻所受压力为15N,根据物体间力的作用是相互的，所以弹簧给浮桶向下的
压力也是15NI,
浮桶受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力，这三个力平衡，
则此时浮桶受到的浮力：
F浮=G+F=5N+15N=20NI,
浮桶排开水的体积：
产浮—20/V_
v排°水°I*1°%0/m"x2x103m3=2000cm3,
V排2000cm3
则浮桶浸入水中的深度为：
hi、八""，；？
20cm=0.2m,
当电流表示数为0.6A,且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水，
所以此时容器内水的深度：
h=hi+h2=0.2m+0.4m=0.6m。
4.（2016?
桂林）随着高层建筑的大量兴建，人们经常要与电梯打交道，如图甲所示是某种升降电梯的简
化模型，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成，其中轿厢的质量为780kg。
电梯某次
搭载一位质量为70kg的乘客上楼，轿厢启动上升的路程与时间关系（s-t）如图乙所示，电动机的输出
80%不计钢丝绳的重力和一切摩擦，求:
功率与时间关系（P-t）如图丙所示，电动机的工作效率为
（1）当该乘客站立在静止的轿厢内时，双脚的受力面积为
（2）电动机的电梯启动上升12s内，消耗的电能是多少焦?
图象与时间轴所围成的阴影部分面积大小）
（3）电梯配重的质量为多少千克?
【答案】：
（1）乘客对轿厢的压强为14000Pa；
（2）消耗的电能是58750J;
（3）电梯配重的质量为650kg。
【解析】：
（1）乘客对轿厢的压力F=G=mgr70kgx10N/kg=700N,_F_700/V_
乘客对轿厢的压强p'X1°14000Pa;
1
二一X
（2）前2s做的功W22sx7000W=7000J,
后10s做的功W=Pt=4000W<10s=40000J,
12s内做的总功WW+W=7000J+40000J=47000J,
_W_47000/_
消耗的电能W80%80%58750J；
s20m
（3）后10s的速度vI。
、2m/s,
_w_Fs_
由P；FFv得：
电动机对轿厢的拉力：
P400QW_
F拉廿2m/S2000NI,
轿厢和乘客的总重力：
6总=m总,g=（780kg+70kg）x10N/kg=8500N,
配重的重力：
6配=G总—F拉=8500N—2000N=6500N,
配重的质量：
_G配—6500/V_
m配9ION/kg650kg。
5.（2017?
包头）物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量装置，它主要由探头A和控制盒B构成，它们
之间用有绝缘皮的细导线形成回路，如图甲所示，其中探头A是一个高为0.1m,重为5N的圆柱体，它
的底部是一个压敏电阻R（与水的接触面涂有绝缘漆），工作时，底部始终与水平面相平，压敏电阻R的
阻值随表面所受压力F的大小变化如图乙所示，A与B间的电路连接关系如图丙所示，其中电源电压恒
为4.5V，小组同学将该装置带到游泳池，进行相关的测量研究。
（导线重力与体积均不计，g取10N/kg）
求：
（1）当把探头A刚好全部浸没到池水中时，探头A底部受到的压力为1N,探头A的底面积为多少?
此时电流表的示数为
且导线处于完全松弛
1N,探头A的底面积为
且导线处于完全松弛
（2）用手拉住导线，将探头A缓慢下降到池水中某一深度（探头A不接触池底）
0.3A,探头A底部所在处水的深度h为多少？
（3）用手拉住导线，将探头A下降到水深为2.6m的水平池底（但不与池底密合）状态，此时电流表的示数是多少？
【答案】：
（1）当把探头A刚好全部浸没到池水中时，探头A底部受到的压力为
1.0x103m2；
（2）电流表的示数为0.3A,探头A底部所在处水的深度为1.5米；
（3）用手拉住导线，将探头A下降到水深为2.6m的水平池底（但不与池底密合）
状态，此时电流表的示数是0.45A。
【解析】：
（1）探头A高为0.1m,当把探头A刚好全部浸没到池水中时，则h=0.1m,探头A底部受到水的压强：
p=p水gh=1x103kg/m3x10N/kgx0.1m=1000Pa；
_F
因探头A底部受到的压力为1N,根据p$可得，探头A的底面积：
_F_1,0/V_
SP1000PQ1.0X103m2.
U
（2）由IR可得,此时压敏电阻的阻值：
_[/_4.5r_
R'15Q,
由图可知，此时压敏电阻受到的压力为F'=15N,
则此时探头底部受到水的压强：
_F'_15N_
p,S1X101.5x104Pa,
由p=pgh可得，探头A底部所在处水的深度：
_pf_L5x1O，Pq_
1.5m;
P液。
1.0x103kg/m3xIQN/kg
（3）将探头A下降到水深为2.6m的水平池底，A底部受到水的压强:
p〃=p水gh〃=ixi03kg/m3x10N/kgx2.6m=2.6x104Pa,
A底部受到水产生的压力：
F水压=p"S=2.6X104PaX1.0x103m2=26NI,
根据阿基米德原理可得，探头A受到的浮力：
F浮=P水gV排=p水gSh=1x103kg/m3x10N/kgx1.0x103n2x0.1m=1NI,
因探头A处于静止状态（且绳子拉力为0）,受到平衡力的作用，则F支持+F浮=Q,
所以，池底部对A的支持力：
F支持=G\—F浮=5N—1N=4N,
则压敏电阻底部受到的压力：
F=F支持+F水压=4N+26N=30N,由图乙知，此时压敏电阻的阻值为10Q,
由欧姆定律可得，电流表示数:
U4.5V
I'&IOC0.45A。
6.（2018?
柘城县一模）小敏看到超载车损坏公路的新闻报道，设计了一个称量车重的模拟电路，将载重
量转化成电流表示数，如图甲。
电路由电源、称重计（电流表、量程0〜0.6A）、定值电阻R,滑动变阻器R1、弹簧和开关组成。
已知电源电压8伏，滑动变阻器R长40厘米、最大阻值20欧，且电阻的大小与其接入的长度成正比，弹簧的长度与受到压力之间的关系如图乙，当没有载物时，变阻器滑片指在上
端，电流表本数是0.1A。
+上/厘米
甲乙
（1）定值电阻R多大？
（2）最大载重时，该模拟电路的电流表示数多大？
（3）小华觉得最大称量时，该模拟电路的电流表示数应该过满量程的一半，则应选择定值电阻:
欧、R=5欧和R=1欧中哪个替换R）,替换后，最大称量时，电流表示数多大？
【答案】：
（1）定值电阻R为60Q;
（2）最大载重时，该模拟电路的电流表示数为0.11A。
（3）应选择定值电阻R,,替换R）,替换后，最大称量时，电流表示数0.47A。
0.1A,
【解析】：
（1）当没有载物时，变阻器滑片指在上端，R接入电路中的电阻最大，电流表示数为
U
由IE可得，电路总电阻：
_[/_87_
R总/80Q,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，定值电阻的阻值：
R）=R总—R=80◎—200=600;
（2）由图乙可知，弹簧的最大压缩量:
△L=L—Li=40cm—24cm=16cm,
因滑动变阻器电阻的大小与其接入的长度成正比,
所以，变阻器接入电路中的电阻:
16cm
R，=R1RR=20a40cm20Q=12Q,
则该模拟电路的电流表示数:
8V
R（\+Ry*60（1+12£1
I010.11A;
（3）电流表量程为0.6A,电流要超过量程的一半，则：
I小＞0.3A,
8V
解得：
RV14.67Q,
电路最大电流I大W0.6A,则
8V<
I大“12。
”0.6A,
解得：
R>1.33Q,
综上可知，电阻应选择R;
替换后，最大称量时，电流表示数：
I+R12。
+5Q0.47A.
7.（2019?
华莹市模拟）如图甲所示，电源电压U=6V,S为单刀双掷开关（可选接a或b）,小灯泡L的电
阻为R.=8Q,忽略温度对灯丝电阻的影响，R为某种压敏电阻，其阻值R与压力F变化关系如图乙所示，
R的正上方装有一电磁铁P,其线圈电阻不计。
（1）在R上水平放置重为10N的铁制品，开关按a,通过小灯泡的电流是多大？
小灯泡两端的电压为多
少伏？
（2）在R上水平放置重量为50N的铁制品，开关接b,电压表稳定后的示数为4.8V,则此时压敏电阻的
阻值为多少欧？
电磁铁P对铁制品的吸引力为多少牛？
甲乙
【答案】：
（1）在R上水平放置重为10N的铁制品，开关按a,通过小灯泡的电流是0.43A;小灯泡两端的电压为3.43V;
（2）在R上水平放置重量为50N的铁制品，开关接b,电压表稳定后的示数为4.8V,则此时压敏电阻的阻值为2欧；电磁铁P对铁制品的吸引力为30N。
【解析】：
（1）由甲电路图可知，开关接a时，L与R串联，电压表测L两端的电压，电磁铁无磁性，由图乙可知当压敏电阻所受压力为10N时，其阻值R=6Q,
_U_6V_3
通过小灯泡的电流：
I/+R8Q+6。
4Ax0.43A,
_3
小灯泡两端电压：
Ul=IRl7Ax8Q=3.43V;
（2）由甲电路图可知，开关接b时，L与R串联，电压表测L两端的电压，电磁铁有磁性，
_4.8V_
此时电路中的电流：
I，8”0.6A,
压敏电阻的电压为U1=UI-UL=6V-4.8V=1.2V
_yi_1.2V_
压敏电阻的阻值为Ri■"2Q;
由图象可知，压力与电阻成反比，即压力与电阻的乘积为6ax10N=60NQ,
_60/vn_
当压敏电阻为2◎时，压力F乙］30N
所以：
电磁铁对此时的铁制品的吸引力为5吸=6-F=50N-30N=20N。
8.（2018?
长沙模拟）小明设计了如图所示的实验装置，通过测电流表的示数来探究不同物体在木板上所
受摩擦力的大小。
将物体放置在水平的长木板上，导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器Ri滑片
P相连（不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦；滑动变阻器长18cm,其阻值随长度均匀变化；弹簧处于
原长时，指针正好指在a端。
探究过程中，滑片P始终在a、b间，弹簧的左端固定在墙壁上。
Ro=5Q,
电源电压为3V.
qRi上.
；1“广力，，,尸j尸，/右,木版
问：
（1）当滑片移动到ab中间位置时，电流表的示数是0.15A,求此时滑动变阻器的阻值。
（2）当滑片移动到距离b端6cm处时，求R的实际功率。
（3）向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离a端15cm处，此时物体A相对长木板静止，受
到的摩擦力为90N.求当电流表的示数是0.1A时，物体受到的拉力。
【答案】：
（1）此时滑动变阻器的阻值为150。
（2）当滑片移动到距离b端6cm处时，R的实际功率为0.2W。
（3）当电流表的示数是0.1A时，物体受到的拉力为18N。
【解析】：
（1）由图1可知，R与R串联，电流表测电路中的电流，
当滑片移动到ab中间位置时，电路中的电流I=0.15A,
_u
由।R可得，电路中的总电阻：
_U_3V_
R总/0,15/120Q,
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得Ri接入电路中的电阻:
R中=R总一Ro=20Q55a=15Q;
因滑动变阻器总长18cm,其阻值随长度均匀变化,
所以，变阻器R的最大电阻：
r=2R中=2X15Q=30a;
3on
二x6cm=
（2）当滑片移动到距离b端6cm处时，则Ri接入电路中的电阻R'18cm10Q；
R总'=R+Ro=10Q+5Q=15Q,
_U_31/_
R、115Q
则此时电路中的电流I'总0.2A,
R的实际功率Po=I'2Ro=（0.2A）2X5Q=0.2W。
（3）当指针P稳定时，指在变阻器离a端15cm处，弹簧的伸长量为^xi=15cm,
因向右拉动长木板，此时物体A相对长木板静止处于平衡状态，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,
则物体受到的拉力Fi=fi=90N。
_u
当电流表的示数是0.1A时，由IR可得，电路中的总电阻:
_U_3V_
R总"30Q,
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得Ri接入电路中的电阻：
=R总”-R0=30Q-5Q=25Q;
因滑动变阻器的阻值随长度均匀变化，所以，指针P在变阻器离a端的距离为:
18cm
X=
Lz=（30Q-25Q）3°口3cm,
由于弹簧处于原长时，指针正好指在a端，所以，弹簧的伸长量为4X2=3cm,
根据弹簧在弹性限度内，拉力与弹簧的伸长量成正比可得:
△%1%
△x23cm
=X/1=
90N=18N。
…△心15cm
解得：
F2
9.（2018?
重庆）为探究平衡木受力特点，喜爱体操的小薇设计了一个平衡木模型。
整个装置如图甲所示,
AB可绕支点O无摩擦转动，C处固定一竖直硬杆，硬杆的底部安装了压敏电阻片R,R所在的电路放在了
硬杆内（整个装置除硬杆以外其它部分的重力均不计），且AB=5m,OA=BC=1m,电源电压恒为3V,硬
杆底部R阻值随地面对它的支持力F变化的关系如图乙所示，整个装置放在水平地面上，AB始终处于水
平平衡状态，当重360N的小薇站在A点时，电流表的示数为0.1A。
求：
（1）小薇在A点时，C处受到硬杆的拉力；
（2）小薇在A点时，地面对硬杆底部R的支持力；
（3）当电流表的示数为0.3A时，小薇距A点多少米？
【答案】：
（1）小薇在A点时，C处受到硬杆的拉力为120N;
（2）小薇在A点时，地面对硬杆底部R的支持力为60N;
（3）当电流表的示数为0.3A时，小薇距A点2ml
【解析】：
（1）小薇在A点时，杠杆平衡，杠杆受小薇对A点的压力和硬杆对C点的拉力，
其中OA=1m,OC=AB-OA-BC=5m—1m-1m=3m,
根据杠杆的平衡条件可得：
G人?
OA=F拉？
OC
即：
360NX1m=F拉X3m,
解得：
F拉=120N;
_u
（2）小薇在A点时，电流表的示数I=0.1A,由I氏可得，此时压敏电阻的阻值:
_U_3V
升级会员 