05鎮(zhèn)江3年中考物理壓軸題解析

鎮(zhèn)江市3年中考物理壓軸題解析（解析版）2020年第27題.“超級(jí)電容”電動(dòng)公交車?yán)贸?jí)電容替代電池儲(chǔ)存電能，僅需在起始站和終點(diǎn)站充電數(shù)分鐘就能完成一次運(yùn)營(yíng)。在平直公路上，某次運(yùn)營(yíng)過程簡(jiǎn)化為圖示三個(gè)階段∶階段一∶公交車充滿電后，從起始站加速運(yùn)動(dòng)至A處時(shí)速度達(dá)到54km/h，此階段電容釋放的電能為E1=1.5×106J，其中80%轉(zhuǎn)化為車的動(dòng)能。階段二∶公交車從A處開始以54km/h的速度勻速行駛100s后到達(dá)B處，此階段電容釋放電能的90%用于維持公交車勻速行駛，公交車勻速行駛時(shí)所受阻力為3000N。階段三∶公交車從B處開始剎車，最后停在終點(diǎn)站?(1)求公交車運(yùn)動(dòng)至A處時(shí)的動(dòng)能E2(2)在公交車勻速行駛的過程中，求電容釋放的電能E3(3)在進(jìn)站剎車過程中，若公交車可將動(dòng)能減少量的75%回收為電能儲(chǔ)存在電容中?①求進(jìn)站剎車過程中回收的電能E4②到達(dá)終點(diǎn)站后，要將電容充滿電，求需要充入的電能E5【答案】(1)1.2×106J；(2)5×106J；(3)①9×105J，②5.6×106J【解析】(1)根據(jù)題意知道，公交車運(yùn)動(dòng)至A處時(shí)的動(dòng)能(2)54km/h=15m/s，公交車勻速行駛時(shí)克服阻力所做的功電容釋放的電能(3)①根據(jù)題意知道，進(jìn)站剎車過程中回收的電能E4②到達(dá)終點(diǎn)站后，需要充入的電能答：(1)公交車運(yùn)動(dòng)至A處時(shí)的動(dòng)能E2是1.2×106J；(2)在公交車勻速行駛的過程中，電容釋放的電能E3是5×106J；(3)①進(jìn)站車過程中回收的電能E4是9×105J；②到達(dá)終點(diǎn)站后，要將電容充滿電，需要充入的電能E5是5.6×106J。2020年第28題.圖1是蓄水池水位自動(dòng)控制模擬裝置∶可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿A端用輕繩系正方體浮塊，B端固定一輕質(zhì)三角支架，支架與固定不動(dòng)的壓力敏感電阻RF保持水平接觸擠壓，杠桿保持水平平衡，已知∶AO長(zhǎng)為1m，BO長(zhǎng)為2m；浮塊邊長(zhǎng)為20cm，密度為5×103kg/m3，下表面距池底2m；當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≤0.02A時(shí)，鐵K被釋放，水泵開始工作向水池注水，反之停止注水，池內(nèi)達(dá)到所設(shè)定的最高水位，線圈電阻不計(jì)；電壓U=6V，電阻箱R調(diào)至75Ω；設(shè)RF的阻值與支架所施加壓力F的關(guān)系圖線如圖2所示，g取10N/kg?(1)浮塊的重力為____N。在達(dá)到最高水位之前，隨著浮塊排開水的體積逐漸增大，支架對(duì)RF的壓力將____?(2)當(dāng)池內(nèi)達(dá)到所設(shè)定的最高水位時(shí)，求∶①輕繩對(duì)浮塊的拉力____②池內(nèi)水面距池底的高度____(3)為使該裝置能自動(dòng)控制水池內(nèi)的最高水位，在其他條件不變的情況下，電阻箱R接入電路的阻值應(yīng)滿足的條件是____?【答案】(1).400(2).減小(3).350N(4).2.125m(5).50Ω≤R≤90Ω【解析】(1)[1]由密度計(jì)算公式，可知浮塊的質(zhì)量為由重力與質(zhì)量關(guān)系可知浮塊的重力為[2]隨著浮塊排開水的體積逐漸增大，其所受豎直向上的浮力逐漸增大，根據(jù)杠桿平衡條件，可知支架對(duì)RF的壓力將逐漸減小?(2)[3]當(dāng)池內(nèi)達(dá)到所設(shè)定的最高水位時(shí)，電路中電流I=0.02A，即則RF的電阻為由圖可知，RF的阻值與支架所施加壓力F的數(shù)值關(guān)系為此時(shí)支架對(duì)RF的壓力為FB=175N根據(jù)杠桿平衡條件代入數(shù)據(jù)得A端繩拉力為[4]在A端根據(jù)平衡條件FA+F浮=G代入數(shù)據(jù)得F浮=400N350N=50N根據(jù)浮力公式代入數(shù)據(jù)可得則浮塊浸入水中的深度為則池內(nèi)水面距池底的高度為(3)[5]當(dāng)浮塊浸沒后其所受浮力達(dá)到最大且不再變化，此時(shí)浮力為此時(shí)A端繩的拉力為根據(jù)杠桿平衡條件代入數(shù)據(jù)得B端壓力為此時(shí)RF的阻值達(dá)到最小，為210Ω，則電阻箱R接入電路阻值最大為當(dāng)浮塊不受水浮力時(shí)，代入數(shù)據(jù)得B端壓力為200N，此時(shí)RF的阻值達(dá)到最大，為250Ω，則電阻箱R接入電路阻值最小為故電阻箱R接入電路的阻值應(yīng)滿足的條件是50Ω≤R≤90Ω。

2019中考第28題．某電熱加濕器具有防干燒功能，可在水量不足時(shí)自動(dòng)停止工作，其工作原理如圖所示：水箱中的加熱器具有高、低兩檔功率調(diào)節(jié)功能，其內(nèi)部電路（未畫出）由開關(guān)S和阻值分別為121Ω和48.4Ω的電阻絲R1、R2組成。輕彈簧的下端固定在水箱底部，上端與一立方體浮塊相連，浮塊內(nèi)有水平放置的磁鐵。該加濕器為防干燒已設(shè)定：僅當(dāng)浮塊處于圖中虛線位置時(shí)，固定在水箱側(cè)壁處的磁控開關(guān)方能閉合而接通電路。（1）當(dāng)處于高功率檔時(shí)，加熱器工作2.5min所產(chǎn)生的熱量全部被1kg的水吸收后，水溫升高了50℃。已知加熱器處于低功率檔時(shí)的功率為400W，電壓U=220V，水的比熱容c水=4.2×103J/（kg?℃）。①求加熱器處于高功率檔時(shí)的功率；②請(qǐng)畫出加熱器內(nèi)部電路。（2）當(dāng)向水箱內(nèi)緩慢加水使浮塊上升至圖中虛線位置時(shí)，浮塊下表面距水箱底部的高度為20cm，彈簧對(duì)浮塊的彈力大小為6N。浮塊（含磁鐵）的質(zhì)量為0.4kg,g取10N/kg。①求浮塊上升至虛線位置時(shí)排開水的體積；②該加濕器所設(shè)定的防干燒最低水面距水箱底部的高度為cm，理由是?！敬鸢浮?8.(1)①1400W②如圖所示(2)①1X103m3②30當(dāng)水箱中水量增加到使浮塊位于圖中虛線位置時(shí)，浮塊必須恰好完全浸沒,由于浮塊邊長(zhǎng)為10cm.故設(shè)定的防干燒最低水面距水箱底部的高度為30cm.【解析】(1)①水吸收的熱量Q吸=cm?t=4.2X103J(kg.0C)X1kgX500C=2.1X105J,加熱器消耗的電能W=Q吸=2.1X105J高溫?fù)醯墓β蔖1=U2②電阻絲R2單獨(dú)工作消耗的電功率P2=U2電阻絲R1、R2并聯(lián)同時(shí)工作消耗的總功率P總=P1+P2=400W+1000W=1400w.所以電阻絲R1、R2應(yīng)并聯(lián)，且開關(guān)控制R2，開關(guān)斷開時(shí)，電路中只有R1單獨(dú)工作，電熱加濕器處于低功率擋;開關(guān)閉合時(shí),R1、R2并聯(lián)，電熱加濕器處于高功率擋。(2)①浮塊受到的重力G=mg=0.4kgX10N/kg=4N,浮塊受到的浮力F浮=G+F彈=4N+6N=10N,浮塊排開水的體積V排=F浮/ρ水g=10N/(1.0X103kg/m3X10N/kg)=1X103②為使加濕器既能防止水量低時(shí)干燒，又能防止水量多時(shí)反而不工作，因此當(dāng)水箱中水量增加到浮塊位于圖中虛線位置時(shí),浮塊必須恰好處于完全浸沒狀態(tài)，由于浮塊邊長(zhǎng)A=3V排=0.1m=10cm,浮塊下表面距水箱底部的高度為為20cm,所以該加濕器設(shè)定的防干燒最低水面距水箱底2018中考第28題、（8分）國(guó)家規(guī)定燃?xì)庠铐毎惭b熄火自動(dòng)保護(hù)裝置，在意外熄火(如湯水溢出)時(shí)，裝置能自動(dòng)關(guān)閉氣路。圖1為小華設(shè)計(jì)的模擬裝置示意圖：電源電壓U=6V；當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≤0.02A時(shí)，銜鐵K被釋放從而關(guān)閉氣路(未畫出)啟動(dòng)保護(hù)，反之打開氣路；線圈電阻不計(jì)；熱敏電阻Rt的阻值與溫度的關(guān)系如圖2中圖線①所示。

(1)停止加熱(意外熄火)后，隨著Rt溫度降低，線圈中電流將變______；

(2)在調(diào)試裝置時(shí)，需滿足以下兩個(gè)條件：

①裝置啟動(dòng)保護(hù)時(shí)Rt的溫度不高于80℃；

②為防止意外熄火后燃?xì)庑孤┑臅r(shí)間過長(zhǎng)，裝置啟動(dòng)保護(hù)時(shí)Rt的電功率應(yīng)不超過0.06W；為滿足上述條件，求電阻箱R接入電路阻值的范圍；

(3)調(diào)試完成后，若僅將Rt更換為圖線②所示的熱敏電阻(【答案】??；隨著熄火后Rt溫度降低，圖線②所對(duì)應(yīng)的熱敏電阻要比圖線①【解析】(1)停止加熱(意外熄火)后，隨著Rt溫度降低，由圖2中圖線①知，Rt的阻值增大，根據(jù)I=UR知，線圈中電流將變?。?/p>

(2)裝置啟動(dòng)保護(hù)功能時(shí)，由題知此時(shí)電路中的電流I=0.02A，設(shè)此時(shí)電阻箱接入電路的阻值為R1，Rt的溫度為80℃，由圖2中圖線①可知，熱敏電阻的阻值Rt=100Ω，

此時(shí)電路的總電阻為：

R總=UI=6V0.02A=300Ω；

由電阻的串聯(lián)可得，R1的電阻為：

R1=R總-Rt=300Ω-100Ω