挑戰(zhàn)24 綜合能力與科普閱讀題（綜合32題）（原卷版）

2023年中考物理真題《壓軸挑戰(zhàn)》分類匯編（原卷版）挑戰(zhàn)24綜合能力與科普閱讀題（綜合32題）TOC\o"1-3"\h\u一．密度的計算與公式的應用（共1小題）二．固體的密度測量實驗（共1小題）三．速度的計算和公式的應用（共1小題）四．壓強的計算（共4小題）五．探究浮力大小與哪些因素有關（共1小題）六．浮力大小的計算（共1小題）七．物體的浮沉條件及其應用（共2小題）八．探究凸透鏡成像的規(guī)律（共1小題）九．電磁繼電器的組成、原理和應用（共1小題）一十．電磁波的傳播與應用（共1小題）一十一．燃料的熱值及其計算（共2小題）一十二．探究電流與電壓、電阻的關系（共1小題）一十三．歐姆定律的應用（共2小題）一十四．電功與電能的計算（共1小題）一十五．電能表（共1小題）一十六．電功率的計算（共3小題）一十七．焦耳定律的計算及其應用（共1小題）一十八．電功與電熱的綜合計算（共5小題）一十九．能源及其分類（共2小題）一．密度的計算與公式的應用（共1小題）1．（2023?淮安）閱讀短文，回答問題。能量密度2022年，一款新的動力電池在中國問世，其能量密度達到0.255kW?h/kg，可實現(xiàn)整車1000km續(xù)航，中國汽車產(chǎn)業(yè)“換道超車”的愿望正走向現(xiàn)實。什么是能量密度呢？能量密度是單位質(zhì)量物體中儲存的能量，即能量密度＝，其中E表示物體中儲存的能量，m表示物體的質(zhì)量。能量密度包含多種形式，有食物能量密度、燃料能量密度（即燃料的熱值）、電池能量密度等。為測量食物能量密度，可以將一定質(zhì)量的食物放入測熱器的燃燒室中完全燃燒，釋放的能量用一定質(zhì)量的水全部吸收，可以認為水吸收的能量等于食物儲存的能量，再通過相關計算獲得能量密度。目前提高電池能量密度是電動汽車面臨的最大問題之一，在未來的發(fā)展中，我們?nèi)匀恍枰剿餍碌碾姵丶夹g，實現(xiàn)電動汽車的真正普及。（1）薯片是一種高能量食品，質(zhì)量為20g的薯片完全燃燒所放出的熱量全部被水吸收，可以使10kg的水溫度升高10℃，則上述薯片儲存的能量為J，能量密度為J/kg。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（2）某品牌純電動汽車鋰電池的能量密度為0.2kW?h/kg。該電動汽車的能耗為每100km消耗15kW?h電能，其理論續(xù)航里程為600km，則該汽車鋰電池的質(zhì)量為kg。（3）生活中常見的電動自行車使用的是鉛酸電池，其能量密度約為0.04kW?h/kg。已知（2）中該品牌系列純電動汽車的質(zhì)量約為1.6～2.1t，若續(xù)航里程和能耗相同，（2）中的電動汽車換用鉛酸電池是否合理？請寫出計算、推理過程和結(jié)論：。二．固體的密度測量實驗（共1小題）2．（2023?大連）2023年是中國農(nóng)歷兔年，媽媽買了一個兔子形狀的純金吊墜，小明想判斷這個吊墜是空心還是實心的。他利用實驗箱里的天平和量筒進行測量。（1）在調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時，將游碼放在標尺左端的零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的右側(cè)，則應將平衡螺母向調(diào)節(jié)。（2）用調(diào)好的天平測量吊墜的質(zhì)量，測量結(jié)果如圖甲所示。則吊墜的質(zhì)量是g。（3）將吊墜放入裝有30mL水的量筒內(nèi)，量筒中的水面如圖乙示。則吊墜的密度是kg/m3。已知金的密度是19.3×103kg/m3，則該吊墜是心的。（4）小明發(fā)現(xiàn)了實驗箱里面還有圖丙所示的彈簧測力計，他想用這個彈簧測力計和水（ρ水＝1.0×103kg/m3）測量吊墜的體積。你認為小明是否能測出吊墜的體積？若能，請寫出實驗方法和吊墜體積的表達式；若不能，請寫出理由。。三．速度的計算和公式的應用（共1小題）3．（2023?蘇州）人眼對觀察到的景物有暫時的“記憶”，在外界景物消失后，視神經(jīng)對它的印象還會延續(xù)0.1s左右，這種特征叫視覺暫留。例如在一張白色卡片紙的正、反面分別畫上鳥籠和鳥，讓卡片紙快速旋轉(zhuǎn)，當正、反兩面交替出現(xiàn)在眼前的時間間隔在0.1s之內(nèi)時，人眼就能看到鳥在籠中的現(xiàn)象（圖甲）。一些城市地鐵行駛在某些區(qū)間時，乘客能看到窗外出現(xiàn)清晰的動態(tài)廣告，往往也是利用了視覺暫留的原理。某段地鐵內(nèi)隧道廣告的制作方法如下：在隧道側(cè)壁與車窗相同高度處，沿運行方向每經(jīng)過距離d，安裝一塊大小相同的廣告燈箱，如圖乙。燈箱采用頻閃方式實現(xiàn)亮、暗交替，且工作時各燈箱亮、暗同步變化（人的視覺暫留時間以0.1s計算）。（1）要實現(xiàn)時長15s的廣告效果，至少需要安裝塊廣告燈箱；（2）燈箱安裝好后，調(diào)節(jié)燈箱發(fā)光頻率f，控制地鐵速度v，當它們滿足下述哪種情況時，乘客能看到流暢穩(wěn)定的廣告畫面？答：；A.f＝5Hz，且v＝dfB.f＝10Hz，且v＝dfC.f＝20Hz，且v＝dfD.f＝30Hz，且v＝3df（3）座位上乘客發(fā)現(xiàn)正常顯示的廣告畫面突然向地鐵前進方向緩慢移動，可能原因是（寫出一種即可）。四．壓強的計算（共4小題）4．（2023?鄂州）如圖所示，放置在水平桌面上的柱形容器中裝有適量的水，把質(zhì)量為300g的木塊浸入水中，木塊靜止時有的體積露出水面，此時容器中水的深度為20cm。已知容器底面積為300cm2，容器重3N。求：（1）木塊受到的浮力。（2）木塊的密度。（3）容器對桌面的壓強。5．（2023?齊齊哈爾）如圖所示為我國生產(chǎn)的一款水陸兩棲觀光車，它既能在陸地上行駛，又能像船一樣在水中航行。該車的總質(zhì)量是12t，空載靜止在水平地面上時，四個車輪與地面接觸的總面積為0.2m2。求：（1）該車空載靜止在水平地面上時，它對水平地面的壓強是多少？（2）該車空載（駕駛員質(zhì)量忽略不計）在水中航行時，受到的浮力是多少？（3）該車在水中以36km/h的速度勻速直線航行5min，此時發(fā)動機輸出功率為180kW，觀光車航行過程中受到的阻力是多少？6．（2023?廣西）人工涂抹油漆難精準且氣味難聞，于是某團隊設計了“智能浸泡上漆器”，如圖所示，上漆器由柱形硬質(zhì)浮桿、力傳感器、工作臺、擋板等組成。浮桿的質(zhì)量為0.2kg，底面積為2×10﹣3m2；力傳感器固定且與浮桿接觸但無壓力；工作臺固定在上漆器底部，其上表面積為0.5m2，高為0.1m。將待上漆的質(zhì)量分布均勻的柱體A放在工作臺中央，將擋板固定在1m高處，開始注漆；當浮桿對力傳感器的壓力為14N時，停止注漆，完成對柱體A的上漆。已知柱體A的質(zhì)量為500kg，底面積為1m2，高為0.8m，油漆密度為1×103kg/m3。g取10N/kg。求：（1）當漆面上升至0.1m時，油漆對上漆器底部的壓強；（2）當漆面上升至0.4m時，柱體A對工作臺的壓強；（3）停止注漆時，柱體A被上漆的高度。7．（2023?成都）如圖所示，薄壁長方體容器A放在水平桌面上，底面積為36cm2，高為12cm，質(zhì)量為mA＝72g。容器A內(nèi)裝有144g水。均勻?qū)嵭牧⒎襟wB和C的邊長都為4cm，質(zhì)量分別為mB＝54g，mC＝72g。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。忽略實心立方體吸水、容器壁厚度等次要因素。（1）求容器A對水平桌面的壓強。（2）若將B緩慢放入容器中，請分析B平衡時的狀態(tài)，并求出B放入前后水對容器底部壓強的變化量。（3）若將C放在B上，再將它們緩慢放入容器中，平衡時C與B的接觸面水平，求C對B的壓力。五．探究浮力大小與哪些因素有關（共1小題）8．（2023?濱州）“且夫水之積也不厚，則其負大舟也無力。覆杯水于坳堂之上，則芥為之舟；置杯焉則膠，水淺而舟大也?！背鲎詰?zhàn)國莊子的《逍遙游》。從文中大舟與水的關系，我們可以得到這樣的啟示：求大學問，干大事業(yè)，必須打下堅實、深厚的基礎。但從物理的角度，“水之積也不厚，則其負大舟也無力?！笔侵杆纳疃冗€是水的質(zhì)量呢？即物體能否在水中漂?。ㄋ芨×Φ拇笮。?，究竟與水的深度有關還是與水的質(zhì)量有關呢？為了探究這一問題，某興趣小組用燒杯、水、圓柱形木塊、刻度尺等器材，進行了如下探究，如圖所示。將兩個完全相同的底面積為8cm2，高為10cm的圓柱形木塊，分別放入底面積為10cm2和12cm2的甲、乙兩個容器中。分別向兩個容器中加水，觀察和記錄每個容器每次加水的深度和木塊的狀態(tài)，實驗數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄如下表。實驗中，容器足夠高，無水溢出，不考慮木塊吸水，ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg。根據(jù)實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)，求：實驗次數(shù)容器中水深（h/cm）和木塊的狀態(tài)甲容器甲容器中木塊乙容器乙容器中木塊14cm不能浮起4cm不能浮起25cm不能浮起5cm不能浮起36cm剛好浮起6cm剛好浮起47cm浮起7cm浮起（1）甲容器中木塊剛好浮起時，水對容器底部的壓強。（2）木塊的密度。（3）木塊剛好浮起時，甲、乙容器分別加入水的質(zhì)量。并由計算結(jié)果和實驗現(xiàn)象判斷：木塊能否浮起，取決于容器中水的深度還是水的質(zhì)量？（4）實驗完成，把木塊從甲容器拿出，甲容器對桌面壓強的變化量。六．浮力大小的計算（共1小題）9．（2023?赤峰）小亮同學在測量浮力時發(fā)現(xiàn)：金屬塊浸沒在密度不同的液體中，測力計示數(shù)不同。于是，他用測力計和重為4N、體積為1×10﹣4m3的金屬塊，組裝成密度計，將金屬塊浸沒在不同液體中靜止，來探究液體密度與測力計示數(shù)的對應關系。（1）如圖所示，金屬塊浸沒在水中靜止，受到的浮力是多少？（2）若將此時測力計指針所指刻度標為1.0×103kg/m3，這條刻度線的刻度值是多少N？（3）該液體密度計的0kg/m3刻度標在N處。這個液體密度計所能測量的液體密度值不能超過kg/m3。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）七．物體的浮沉條件及其應用（共2小題）10．（2023?湘潭）“曹沖稱象”是家喻戶曉的典故，興趣小組受此啟發(fā)，找來一個上端開口的空透明圓筒，底部用細線系一塊質(zhì)量適當?shù)蔫F塊，然后將其靜止放置在水中，如圖1所示，此時圓筒浸入水中的深度為5cm，水面與圓筒A點相平。利用此裝置標上刻度后放入水中，可以方便地測量出物體的質(zhì)量。在圓筒內(nèi)放上一個物體后，如圖2所示，圓筒浸入水中的深度為10cm，水面與圓筒B點相平。已知圓筒底面積為10cm2，圓筒和鐵塊總重為0.6N，裝置始終處于漂浮狀態(tài)，圓筒始終豎直。則：（1）圖1中圓筒和鐵塊受到的總浮力是N，它們浸入水中的總體積是m3，鐵塊所受到的浮力為N。（2）圖2中圓筒底部受到水的壓強是Pa，受到水的壓力為N。（3）為方便測量，圓筒A點應標上kg刻度線。（4）利用此裝置測量時，圓筒B點的刻度線對應的質(zhì)量應為多少？11．（2023?鹽城）閱讀短文，回答問題。銅壺滴漏銅壺滴漏是我國古代的一種計時工具，據(jù)專家推測，張衡時代制造的多級銅壺滴漏在24h內(nèi)產(chǎn)生的誤差不大于40s。如圖甲所示，早期的銅壺滴漏由一只播水壺和一只受水壺組成，受水壺上固定一把銅尺，銅尺上刻有十二時辰，受水壺里放置一個浮舟，浮舟上裝一支浮箭。當水從播水壺滴入受水壺后，受水壺中的水位升高，浮箭被慢慢托起，古人根據(jù)浮箭上端在銅尺上對應的刻度就知道當時的時間了。由于播水壺水位下降會導致滴水速度發(fā)生變化，后人對銅壺滴漏進行了改良，將播水壺由原先的一只增加到三只（如圖乙所示），分別稱為日壺、月壺和星壺，自上而下依次放置在階梯式座架上。使用時，定時給日壺補水，確保星壺始終處于滿水狀態(tài)，一晝夜恰好能將受水壺滴滿。據(jù)了解，銅壺滴漏中的每個壺都有蓋，下面三個壺蓋中還有圈孔承接上壺嘴滴漏的每一滴水。（1）銅壺滴漏工作時，中午與傍晚浮舟受到的浮力大小。（2）銅壺滴漏每個壺都加蓋的用途是防止壺中的水因而減少。（3）以下為早期銅壺滴漏的銅尺標度，關于“子”“丑”“寅”三個時辰刻度的大概位置正確的是圖。（4）據(jù)查，現(xiàn)在廣州博物館保存的銅壺滴漏受水壺容積為49L，如果從星壺底部流出的1滴水體積約為1.1×10﹣7m3，則從星壺底部每秒鐘大約流出滴水（保留整數(shù)）。（5）為確保星壺始終處于滿水狀態(tài)，在銅壺滴漏設計和使用時應該注意哪些問題？寫出一條即可。八．探究凸透鏡成像的規(guī)律（共1小題）12．（2023?大連）某小組同學在“探究凸透鏡成像規(guī)律”時，實驗室中可供選擇的器材有：由發(fā)光二極管組成的“F”和“T”形光源、凸透鏡、光具座、光屏等。（1）他們選擇了“F”形光源進行實驗，與“T”形光源相比，“F”形光源的好處是：。（2）將光源、凸透鏡和光屏安裝在光具座上，點亮光源，移動光屏，光屏上承接到不完整的像，如圖所示。這是因為他們遺漏了一個實驗步驟，這一步驟是：。（3）在探究物距大于二倍焦距的成像特點時，改變物距做了三次實驗。與做一次實驗相比較，做三次實驗的好處是：。（4）完成實驗后，同學們發(fā)現(xiàn)實驗室中還有一個焦距不同的凸透鏡，以及凹透鏡、硬紙片各一個。他們想利用其中一個器材，采取增加或更換器材的方式對原實驗進行拓展。請仿照示例寫出兩個不同的拓展實驗。示例：將凹透鏡放在凸透鏡與光源之間，研究近視眼的矯正原理。①；②。九．電磁繼電器的組成、原理和應用（共1小題）13．（2023?湘潭）變頻空調(diào)的變頻壓縮機可以根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)整工作時間和功率。某變頻空調(diào)電路原理示意圖如圖1所示，其中控制電路的電源電壓U1＝12V，Rs為調(diào)控電阻，可通過遙控調(diào)節(jié)其阻值大小，Rt為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖像如圖2所示，L為磁控開關，當熱敏電阻Rt的阻值發(fā)生變化時，磁控開關線圈的電流隨之發(fā)生變化，當電流大于或等于0.02A時，L的兩個磁性彈片相互吸合，工作電路的變頻壓縮機開始工作。電壓U2＝220V，R0為保護電阻，磁控開關L的線圈電阻不計。問：（1）壓縮機工作過程中內(nèi)部的電動機主要把電能轉(zhuǎn)化成能；當S接通，電流大于或等于0.02A時，L的兩個磁性彈片的前端為名磁極。（2）由圖2可知，熱敏電阻Rt的阻值隨著溫度t的升高而變減；若房間內(nèi)部的溫度為22.5℃，此時熱敏電阻Rt的阻值為Ω。（3）用遙控將Rs的阻值調(diào)小時，設定溫度變；家用空調(diào)最高設定溫度通常為30℃，則調(diào)控電阻Rs的阻值不能超過Ω。（4）由于變頻作用，某段時間內(nèi)工作電路的總功率變化如圖3所示，已知保護電阻R0＝2Ω，則10min內(nèi)R0消耗的電能是多少？一十．電磁波的傳播與應用（共1小題）14．（2023?煙臺）閱讀短文，回答問題。中國空間站2023年4月24日是我國第八個“中國航天日”，中央廣播電視總臺聯(lián)合中國載人航天工程辦公室共同推出了中國空間站首次慢直播節(jié)目“天宮之鏡”。目前中國空間站呈現(xiàn)“T”字構(gòu)型，如圖所示，兩個尺寸、質(zhì)量大體一致的實驗艙形成“T”字的一橫，天和核心艙作為“T”字的一豎。中國空間站為什么選用“T”字構(gòu)型？“T”字構(gòu)型結(jié)構(gòu)對稱，從姿態(tài)控制、組合實驗艙體管理上都較為穩(wěn)定，有利于組合體的飛行；太陽翼“T”字構(gòu)型使各部分受到的地球引力、大氣擾動等影響較為均衡，這樣空間站姿態(tài)控制時消耗的推進劑和其它資源較少；不管空間站以何種姿勢飛行，兩對大型太陽翼都能接受到陽光的照射，獲得高效的發(fā)電效果；兩個實驗艙的氣閘艙分別位于實驗艙的端頭，正常工作泄壓或異常隔離時均不會對其密封艙造成影響，保持了空間站運行的安全性。我國航天事業(yè)不斷刷新紀錄，航天科技實現(xiàn)跨越式發(fā)展，航天發(fā)射能力顯著提升，航天強國建設邁出了堅實步伐。（1）在中國空間站首次慢直播節(jié)目中，信息的傳遞主要依靠（選填“電磁波”或“超聲波”）；（2）中國空間站呈現(xiàn)“T”字構(gòu)型后，夢天實驗艙相對于核心艙是（選填“靜止”或“運動”）的；（3）我國空間站為什么要采用“T”字構(gòu)型？（請用簡潔的語言總結(jié)出兩條原因）。一十一．燃料的熱值及其計算（共2小題）15．（2023?貴州）隨著汽車科技的不斷進步，混合動力汽車（簡稱：混動汽車）逐漸受到人們的青睞，目前廣泛使用的混動汽車主要部件有：汽油機、蓄電池、電動機等，它們單獨或組合向汽車提供動力?；靹悠囉写?lián)式和并聯(lián)式等種類。串聯(lián)式混動汽車的工作流程如圖1甲所示，蓄電池可單獨向電動機提供電能驅(qū)動汽車；汽油機僅帶動發(fā)電機發(fā)電，產(chǎn)生的電能一部分輸入電動機驅(qū)動汽車，另一部分還能通過發(fā)電機向蓄電池充電。并聯(lián)式混動汽車的工作流程如圖1乙所示，汽油機和電動機分屬兩套獨立的工作系統(tǒng)，蓄電池通過電動機能單獨驅(qū)動汽車，汽油機也能直接給汽車提供動力，兩套系統(tǒng)還能同時工作驅(qū)動汽車。（1）若某混動汽車勻速行駛10km用時0.2h，則其速度是多少km/h？（2）若汽油機完全燃燒2kg汽油，釋放的熱量是多少J？（q汽油＝4.6×107J/kg）（3）如圖2所示是并聯(lián)式混動汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)透視圖。若系統(tǒng)提供的動力一定，油箱油量或蓄電池電量是否會影響汽車行駛路程的長短？請結(jié)合乙圖的工作流程，以其中一套工作系統(tǒng)為例，從能量轉(zhuǎn)化的角度結(jié)合功的相關知識分析說明。（4）若兩種方式混動汽車的質(zhì)量相同，相同部件能量轉(zhuǎn)化的效率相同，油電系統(tǒng)同時工作，蓄電池僅處于放電狀態(tài)且放電情況相同。請對比甲、乙兩圖的工作流程分析，在汽車整體輸出能量相同的情況下，哪種方式混動汽車的效率低？為什么？16．（2023?廣東）閱讀材料，回答問題。風力發(fā)電風能是一種清潔的可再生能源，利用風力發(fā)電將助力我國實現(xiàn)碳中和目標。風力發(fā)電機組主要由葉片、齒輪箱、發(fā)電機等組成，其簡化結(jié)構(gòu)如圖甲所示。葉片橫截面的設計原理如圖乙所示，一面較平，另一面較彎曲。葉片在風的作用下旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過齒輪箱增速后，發(fā)電機轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)發(fā)電。某風力發(fā)電機組利用齒輪箱可實現(xiàn)葉片轉(zhuǎn)1圈，發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)20圈。風力發(fā)電機組輸出功率P與風速v的關系如圖丙所示。在5m/s≤v≤10m/s的范圍內(nèi)，P與v的三次方成正比。風力發(fā)電機組所在風場某段時間內(nèi)的風速v與時間t的關系如圖丁所示。（為方便計算，圖丙和圖丁數(shù)據(jù)已作簡化處理。）（1）完成圖戊風力發(fā)電的主要能量轉(zhuǎn)化流程圖；①；②。（2）當風正面垂直吹向靜止葉片時，如圖乙所示，從正面看，葉片A會（選填“順時針”或“逆時針”）轉(zhuǎn)動。（3）當風速為12m/s時，風力發(fā)電機組工作1h輸出的電能相當于kg的煤完全燃燒放出的熱量。（q煤＝3.0×107J/kg）（4）當風速為13m/s時，發(fā)電機轉(zhuǎn)子1min轉(zhuǎn)400圈。若發(fā)電機輸出電能1kW?h，葉片需要轉(zhuǎn)動圈。（5）若14：00—15：00和15：00—16：00兩段時間內(nèi)輸出電能之比為1：3，則14：00—20：00的時間段內(nèi)風力發(fā)電機組的輸出電能為kW?h。一十二．探究電流與電壓、電阻的關系（共1小題）17．（2023?大連）在“探究導體中的電流與電壓的關系”的實驗中，所用的器材有：定值電阻、滑動變阻器、電流表、電壓表、干電池、開關、導線等。（1）甲小組同學連接的電路如圖所示。閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移至（選填“a”或“b”）端，并檢查電流表、電壓表的指針是否。（2）他們設計的實驗表格如表：電阻R＝10Ω實驗次數(shù)123456電壓U0.40.81.21.62.02.4電流I請指出表格設計的不規(guī)范之處：。（3）乙小組同學不用滑動變阻器，通過改變干電池節(jié)數(shù)來改變電阻兩端電壓（每節(jié)干電池的電壓為1.5V），他們選用的電阻上標有“5Ω1.5A”字樣。當串聯(lián)六節(jié)干電池進行實驗時，竟聞到焦糊味，發(fā)現(xiàn)是電阻溫度過高了。請你用初中物理知識分析說明電阻溫度過高的原因。。一十三．歐姆定律的應用（共2小題）18．（2023?濱州）某科研小組用如圖甲所示的電路，對由多種半導體材料混合制成的一種新材料電阻R3（標有2.5V字樣）進行了測量。電源電壓恒定不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V。當閉合S和S1、斷開S2，將滑動變阻器R2的滑片P從一端移至另一端，測得電流表示數(shù)隨電壓表示數(shù)變化情況如圖乙中的圖象A所示。當把電壓表并聯(lián)在R3兩端，閉合S和S2、斷開S1，移動滑動變阻器R2的滑片P，測得新材料電阻R3電流隨電壓變化情況如圖乙中的圖象B所示。求：（1）新材料電阻R3正常工作時的電功率。（2）滑動變阻器R2的最大阻值。（3）電源電壓。（4）在圖甲電路中，電壓表并聯(lián)在R2兩端，當閉合S和S2、斷開S1時，為保證電路安全，滑動變阻器R2連入電路的阻值范圍。19．（2023?南通）閱讀短文，回答問題。綜合實踐活動——研究制作風速儀【提出問題】風速是氣象觀測中的重要參數(shù)，常用風速儀測量。風速儀工作原理是什么？怎樣設計制作簡易風速儀呢？【實地學習】同學們來到氣象館，了解了杯式風速儀的工作原理。如圖甲所示，質(zhì)量較小的風杯可在360°任意方向的風力帶動下繞軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動時傳感器將風速轉(zhuǎn)換成輸出電流信號，再經(jīng)系統(tǒng)處理后顯示出風速值。在測量范圍內(nèi)電流隨風速增大而均勻增大。杯式風速儀工作參數(shù)量程0.4～50m/s輸出電流信號范圍4～20mA啟動風速0.4m/s電功率≤0.48W【設計制作】受到杯式風速儀工作原理的啟發(fā)，同學們設計并制作了簡易風速儀，其原理如圖乙所示。電源為恒流源，能始終提供大小恒定的電流，電流表量程為0～0.6A，R0為10Ω的定值電阻，R1為壓力傳感器，無風時R1受到的壓力為零，有風時迎風板受到的壓力能大小不變地傳遞給R1，R1的阻值隨壓力F大小變化的關系如圖丙所示。讀出電表示數(shù)，即可知此時的風速。同學們通過查閱資料，知道了風壓是指單位面積上垂直于氣流方向的平面上所受風的壓力，風壓與風速的關系如下表。風速v/（m?s﹣1）24610121624風壓p/Pa2.51022.562.590160360【進行實驗】迎風板是一塊面積為0.15m2的輕質(zhì)薄板，測量時風始終垂直吹在迎風板上，記錄電表示數(shù)，發(fā)現(xiàn)風速增大，電流表示數(shù)隨著增大?！窘涣髟u價】同學們從實驗制作、實驗效果等方面進行交流評價。（1）關于文中杯式風速儀，下列說法不正確的是。A.風吹動風杯說明風具有能量B.轉(zhuǎn)軸中使用軸承可減小摩擦C.風杯用密度小的材料制成D.能在60m/s風速下正常工作（2）杯式風速儀正常工作20min，最多消耗J的電能；某次杯式風速儀顯示風速為31.4m/s，則輸出的電流信號為mA。（3）實驗中，讀出簡易風速儀中電流表示數(shù)為0.4A，電壓表示數(shù)為8V。①R1＝Ω，所測的風速＝m/s；②恒流源提供A的恒定電流；③若用此簡易風速儀測量16m/s的風速，則迎風板的面積至少需要（選填“增大”或“減小”）m2。（4）對比文中杯式風速儀，簡易風速儀存在的不足之處有：（寫出一點即可）。一十四．電功與電能的計算（共1小題）20．（2023?鄂州）如圖甲所示，空氣炸鍋利用熱空氣流高效快速烹制食物，以烹制食物的外酥里嫩、味美可口而廣受大眾的認可和歡迎。如圖乙所示是某品牌空氣炸鍋加熱部分的簡化電路圖，其額定電壓為220V，定值電阻R1和R2為發(fā)熱體，其中R2＝44Ω。通過開關S1的通斷和單刀雙擲開關S2在A、B間的連接轉(zhuǎn)換可實現(xiàn)高、中、低三個擋位的調(diào)節(jié)。已知中溫擋的額定功率為440W。求：（1）當開關S1（選填“斷開”或“閉合”）、S2（選填“接A”或“接B”）時，空氣炸鍋為低溫擋。（2）R1的阻值。（3）當空氣炸鍋處于高溫擋時，正常工作10min消耗的電能。一十五．電能表（共1小題）21．（2023?黃岡）圖甲是一款可調(diào)節(jié)功率的老式電熱器簡化電路圖。電源電壓為220V，定值電阻R1是加熱部分，R2是最大阻值為176Ω的滑動變阻器。開關S接1時，電熱器處于加熱擋，通過調(diào)節(jié)R2接入電路的阻值來改變R1的加熱功率，其最大加熱功率為1100W。當電熱器達到設定溫度或加熱到設定時間，開關S自動接2，電熱器處于保溫擋。（1）求以最大功率工作時電路中電流大??；（2）如圖乙，電能表上參數(shù)“R/（kW?h）”前面數(shù)值不清。讓電熱器以最大加熱功率單獨工作72s，與之相連的該電能表鋁盤轉(zhuǎn)過66圈。請求出該數(shù)值大??；（3）求電熱器處于保溫擋時，電路中電能的利用率。請從節(jié)能的角度對電熱器提出改進建議。一十六．電功率的計算（共3小題）22．（2023?包頭）某電熱水器內(nèi)部簡化電路如圖甲所示，由控制電路和加熱電路組成。控制電路中電源電壓恒為12V，R0為定值電阻，Rt為熱敏電阻，其阻值隨水溫的變化關系如圖乙所示，電流鑒別器相當于電流表；加熱電路中電源電壓為220V，加熱電阻R1阻值為48.4Ω。當熱水器中水溫降到40℃時，鑒別器中電流減小到30mA，開關S2閉合，加熱電路開始加熱；當水溫升至某溫度時，鑒別器中電流增大到40mA，開關S2斷開，加熱電路停止加熱。（1）開關S2閉合，求加熱電路的電功率；（2）求定值電阻R0的阻值；（3）求加熱電路停止加熱時水的溫度。23．（2023?廣西）實踐基地芒果獲豐收，為篩選優(yōu)質(zhì)大果，設計自動篩選裝置如圖甲，檢測裝置電路圖如圖乙，電源電壓恒為12V，電阻R0為20Ω，R為壓敏電阻，其阻值隨壓力變化關系如圖丙。當電路電流小于0.15A時，不達標的芒果將被推離傳送帶，達標芒果繼續(xù)被傳送到指定位置，實現(xiàn)自動篩選。求：（1）若R與R0阻值相等，R消耗的電功率；（2）此裝置能篩選出重力至少為多大的芒果；（3）若想篩選出重力至少為2N的芒果，有同學建議：僅適當增加R0的阻值即可。你認為他的建議可行嗎？請通過計算做出判斷。24．（2023?陜西）如圖﹣1，是某型號電暖器。它有高溫、低溫兩個擋位，其簡化電路圖如圖﹣2所示。R1和R2均為發(fā)熱電阻，其部分參數(shù)如表所示。額定電壓220V額定功率高溫擋2200W低溫擋1100W（1）該電暖器是利用電流的效應工作的。當開關S1、S2均閉合時，電暖器處于擋。（2）該電暖器在低溫擋正常工作時，電路中的電流是多少？在高溫擋正常工作時，發(fā)熱電阻R2的阻值是多少？（3）在某次用電高峰期，小明用如圖﹣3所示的電力監(jiān)測儀，測出該電暖器在低溫擋工作時的實際電壓為210V，實際功率為900W。小明認為實際功率小于額定功率，只是因為實際電壓小于額定電壓造成的。請你通過計算，判斷小明的觀點是否正確。一十七．焦耳定律的計算及其應用（共1小題）25．（2023?牡丹江）某家用電熱毯的銘牌和工作原理的簡化電路圖如表和圖所示。當電熱毯在額定電壓下工作時：（1）通過R1的電流和R1的電阻各是多少？（2）高溫擋工作1h，電熱毯產(chǎn)生的熱量是多少？（3）寫出一條使用電熱毯的注意事項?！痢僚齐姛崽侯~定電壓220V額定功率高溫擋110W低溫擋88W一十八．電功與電熱的綜合計算（共5小題）26．（2023?湘潭）如圖為小明家的電壓力鍋，下表是它的銘牌，在鍋內(nèi)裝入2.5kg初溫為15℃的食材，加熱至95℃，已知c食材＝3.3×103J/（kg?℃），q天然氣＝4.4×107J/m3。問：（1）電壓力鍋加熱時，電流為A，電阻為Ω。（2）此過程中，食材吸熱J；這些熱量相當于完全燃燒m3天然氣放出的熱量。（3）若該壓力鍋的加熱效率為80%，此加熱過程需要多長時間？高速壓力鍋加熱功率：1100W額定容量：4.0L額定電壓：220V﹣50Hz工作壓強：105kPa型號：MY﹣HT4085PG生產(chǎn)批號：171121161927．（2023?赤峰）小明給家里買電熱水壺，他測試了價格相同的甲、乙兩款電熱水壺，它們的銘牌如表所示。均正常工作，都把質(zhì)量為1kg的水從20℃加熱到42℃，甲用時125s，乙用時120s。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（1）甲電熱水壺正常工作時電阻是多大？（2）質(zhì)量為1kg的水從20℃加熱到42℃，吸收的熱量是多少？（3）如果從甲或乙中選擇一款節(jié)能的電熱水壺，通過計算分析，他應該選擇哪一款？甲額定電壓220V額定功率880W頻率50Hz乙額定電壓220伏額定功率1000瓦頻率50赫茲28．（2023?齊齊哈爾）如圖甲所示是一款小型電火鍋，通過擋位開關實現(xiàn)高、中、低三擋控溫功能。圖乙是它的簡化電路圖，R1、R2、R3均為加熱電阻（阻值保持不變）。已知R1的阻值為176Ω，電火鍋的部分參數(shù)如下表所示。求：額定電壓220V低溫擋功率中溫擋功率440W高溫擋功率1100W（1）R2的阻值是多少？（2）電火鍋在低溫擋工作時的功率是多少？（3）某次使用時，用高溫擋將1kg水從20℃加熱到100℃用時5.6min，該電火鍋的實際功率是多少？（不計熱損失）29．（2023?岳陽）小明同學設計了一款自動控溫燒水壺，其電路原理如圖甲所示。S1為溫控開關，當溫度低于98℃時自動閉合，當溫度達到100℃時自動斷開。電源電壓恒為220V，S為總開關。R為水壺的電熱絲，其阻值是44Ω。（1）求R工作時的電流；（2）求R工作時的電功率；（3）某次燒水過程中，壺的加熱效率恒為75%，水的初溫為20℃，質(zhì)量視為不變。從開關S閉合到溫控開關S1第一次斷開，水吸收的熱量為2.64×105J，S1每次斷開的時間均為48s。將S1第一次斷開時作為計時起點，作出此后水的溫度—時間圖像如圖乙。求S1第一次斷開后220s內(nèi)電路消耗的總電能。30．（2023?懷化）甲圖是一款恒溫箱的內(nèi)部原理電路圖。工作電壓220V，電熱絲R0的阻值為44Ω；控制電路電源電壓為8V，繼電器線圈的電阻R1＝10Ω，滑動變阻器（調(diào)溫電阻）R2的最大阻值為130Ω；熱敏電阻R3的阻