中考物理-专题复习4-中考压轴题-(新人教版)

第 1 页 共 12 页 专题四专题四 中考压轴题中考压轴题 类型 1 力学综合计题题 1 2014 德州 如图所示是蓝鳍金枪鱼 21 型自主式水下航行器的示意图 它是一种专业水下搜寻 设备 在搜寻马航失联客机 MH370 的过程中发挥了较大的作用 航行器质量约为 750 kg 体积约为 1 m3 可潜入水下 4 500 m 深处 在配置声呐系统后能以较高的分辨率搜寻水下物体 海水密度 海水 1 03 103 kg m3 g 取 10 N kg 求 1 航行器下潜至水下 3000 m 深处时 所受海水的压强和浮力 2 航行器停留在水下 3 000 m 深处作业时 若遇故障发动机关闭 试分析判断航行器的浮沉情况 3 航行器完成水下 3 000 m 作业后返航 在它上浮 2 000 m 的过程中 海水浮力对航行器所做的功是 多少 解 1 由液体压强公式得 p 海水gh 1 03 103 kg m3 10 N kg 3 000 m 3 09 107 Pa 由阿基 米德原理 得 F浮 海水gV排 1 03 103 kg m3 10 N kg 1 m3 1 03 104 N 2 由题意知 航行器发 动机关闭后 在海水中只受浮力和重力 由重力的计算公式 得 G mg 750 kg 10 N kg 7 5 103 N 因为 F浮 G 所以航行器在海水中将上浮 3 由题意知 航行器在海水中上升距离 s 2 000 m 由功的 计算公式 得 W F浮s 1 03 104 N 2000 m 2 06 107 J 2 2014 陕西 在缺水地区 需要时刻储备生活用水 如图所示为一种具有自动蓄水功能的长方形 水池 A 是一个底面积为 100 cm2的方形塑料盒 与塑料盒连接的直杆可绕固定点 O 转动 当蓄水量达到 2 4 m3时 活塞 B 堵住进水管 注水结束 水位为 H 水的密度是 1 0 103 kg m3 g 取 10 N kg 1 注水的过程中 随着水位上升 水对水池底部的压强逐渐 变大 2 注水结束时 水池中水的质量是多少 此时塑料盒浸入水中的深度是 10 cm 塑料盒所受的浮力是 多大 3 若在塑料盒内放入质量为 0 3 kg 的物体 注水结束时水位 H 升高了多少 解 2 水池中水的质量 m V 1 0 103 kg m3 2 4 m3 2 4 103 kg 塑料盒排开水的体积 V排 第 2 页 共 12 页 Sh 100 cm2 10 cm 103 cm3 10 3 m3 塑料盒受到的浮力 F浮 水gV排 1 0 103 kg m3 10 N kg 10 3 m3 10 N 3 物体重力 G mg 0 3 kg 10 N kg 3 N 注水结束时 塑料盒受到的浮力应 增加 3 N 塑料盒排开水的体积增加值 V 3 10 4 m3 水 F浮 水g 3 N 1 0 103 kg m3 10 N kg 位 H 升高了 h 0 03 m 3 cm V S 3 10 4 m3 10 2 m2 3 2013 自贡 如图所示 滑轮组的绕绳未画出 人以 600 N 的力向下拉动绕在滑轮组上的绳子一端 10 s 使绳端向下移动了 1 5 m 重物匀速上升了 0 5 m 已知滑轮组的机械效率为 70 g 取 10 N kg 1 按题意画出滑轮组的绕绳 2 人所做功的功率多大 3 被吊起的重物质量多大 解 1 作用在动滑轮上绳子段数是 n 3 所以绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕 如 s h 1 5 m 0 5 m 图所示 2 拉力做的功为 W总 Fs 600 N 1 5 m 900 J 拉力的功率为 P 90 W W t 900 J 10 s 3 因为 所以 W有用 W总 900 J 70 630 J 因为 W有用 Gh 所以 W有用 W总 G 1 260 N 又因为 G mg 所以物体的质量为 m 1 260 N 10 N kg 126 kg W有用 h 630 J 0 5 m G g 4 2014 黄冈 2014 年 4 月 14 日 为寻找失联的 MH370 航班 启用了 蓝鳍金枪鱼 21 简称 金枪鱼 自主水下航行器进行深海搜寻 其外形与潜艇相似 如图甲所示 相关标准参数为 体积 1 m3 质量 750 kg 最大潜水深度 4500 m 最大航速 7 4 km h 不考虑海水密度变化 密度 取 1 0 103 kg m3 g 取 10 N kg 第 3 页 共 12 页 甲 乙 1 假设 金枪鱼 上有面积为 20 cm2的探测窗口 当它由海水中 2 000 m 处下潜至最大潜水深度处 问该探测窗口承受海水的压力增加了多少 2 金枪鱼 搜寻任务完成后 变为自重时恰能静止漂浮在海面上 此时露出海面体积为多大 3 若上述漂浮在海面的 金枪鱼 由起重装置将其匀速竖直吊离海面 起重装置拉力的功率随时间 变化的图象如图乙所示 图中 P3 3P1 求 t1时刻起重装置对 金枪鱼 的拉力 不考虑水的阻力 解 1 海面下 2 000 m 处的压强 p1 gh1 1 0 103 kg m3 10 N kg 2 000 m 2 107 Pa 下潜至 最大潜水深度处压强 p2 gh2 1 0 103 kg m3 10 N kg 4500 m 4 5 107 Pa 增加的压强 p p2 p1 4 5 107 Pa 2 107 Pa 2 5 107 Pa 由 F pS 得探测窗口承受海水的压力增加 F pS 2 5 107 Pa 20 10 4 m2 5 104 N 2 由于 金枪鱼 搜寻任务完成后 静止漂浮在海面上 所以有 F浮 G 又由 F浮 gV排 G mg 得 gV排 mg V排 0 75 m3 露出海面体积为 V露 V V排 1 m 750 kg 1 0 103 kg m3 m3 0 75 m3 0 25 m3 3 由于起重装置吊起 金枪鱼 是匀速竖直离开海面 所以速度保持不变 即 v1 v3 由 P Fv 得 P1 F1v1 P3 F3v3 又 P3 3P1 所以有 F3 3F1 F1 在 t3时刻 金枪鱼 离开水面 由图象 F3 3 分析知 此时起重装置对 金枪鱼 的拉力等于 金枪鱼 的重力 即 F3 mg 所以 t1时刻起重装置对 金枪鱼 的拉力 F1 2 500 N mg 3 750 kg 10 N kg 3 类型 2 电学综合计算题 5 2014 抚州 如图所示电路中 电源电压恒定不变 R 为定值电阻 小灯泡 L 上标有 6 V 3 W 字 样 不考虑小灯泡阻值的变化 1 当 S1 S3闭合 S2断开时 小灯泡 L 正常发光 电流表示数为 0 6 A 求电源电压和电阻 R 的阻 值 第 4 页 共 12 页 2 当 S2闭合 S1 S3断开时 求小灯泡 L 工作 1 min 所消耗的电能 解 1 U总 U灯额 6 V I灯额 0 5 A R 60 P灯额 U灯额 3 W 6 V U总 IR 6 V 0 6 A 0 5 A 2 R灯 12 R总 R R灯 12 60 72 I灯 I总 U灯额2 P灯额 6 V 2 3 W W I灯2R灯t 1 12 A 2 12 60 s 5 J U总 R总 6 V 72 1 12 A 6 2014 盐城 新型电饭锅采用 聪明火 技术 智能化地控制食物在不同时间段的温度 以得到 最佳的营养和口感 其简化电路如图甲所示 R1和 R2均为电热丝 S1是自动控制开关 煮饭时 把电饭 锅接入 220 V 电路中 在电饭锅工作的 30 min 内 电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示 求 1 S 和 S1都闭合时电饭锅的电功率 2 电热丝 R2的阻值 3 这 30 min 内电饭锅产生的热量 解 1 S 和 S1都闭合时 R1和 R2并联 由图象可知 I 3 A 所以电饭锅的功率为 P UI 220 V 3 A 660 W 2 S 闭合 S1断开时 只有 R1工作 由图象可知 I1 2 A 所以 R1的功率为 P1 UI1 220 V 2 A 440 W R2工作时的功率 P2 P P1 660 W 440 W 220 W R2的阻值为 R2 220 3 30 min 内电热锅产生的热量 Q Pt1 P1t2 660 W 15 60 s 440 U2 P2 220 V 2 220 W W 15 60 s 9 9 105 J 7 2014 襄阳 如图甲所示的电路中 R2为滑动变阻器 R1 R3为定值电阻 电源两端电压保持恒 定不变 改变滑片 P 的位置 两电压表的示数与电流表的示数对应关系的图象分别表示在如图乙所示的 坐标系中 则 1 当滑片移至 a 端时 对应的是图乙中的 B 点 2 当滑片移至 b 端时 电路中的电流为 1 A 3 R1的阻值为多少 第 5 页 共 12 页 4 电源的电压为多少 解 3 由图象可知 R1 1 U1和 I1分别代入 2 V 2 A 和 1 V 1 A 都可以 U1 I1 3 V 3 A 4 解法一 U U1 R3 I1 U U2 R3 I2 联合 解之得 U 12 V U 3 V R3 3 A U 9 V R3 1 A 解法二 由图象可知 R 9 由题意得 I1 R1 R3 I2 R R3 3 A 1 R3 1 U I 9 V 1 A A 9 R3 R3 3 U I1 R1 R3 3 A 1 3 12 V 8 2014 苏州 如图所示的电路中 电源电压恒为 12 V 电阻 R1的阻值为 10 电阻 R2的阻值为 30 电流表的量程取 0 0 6 A 闭合开关 S 1 求通过电路的电流 I 2 求电阻 R1消耗的功率 P1 3 现用标有 20 1 A 字样的滑动变阻器 R0替换电阻 R2 为使电路中各元件安全 求变阻器 R0 连入电路的阻值范围 解 1 电路的总电阻 R R1 R2 10 30 40 电路的电流 I 0 3 A U R 12 V 40 2 电阻 R1两端的电压 U1 IR1 0 3 A 10 3 V 电阻 R1消耗的功率 P U1I 3 V 0 3 A 0 9 W 3 电路允许通过的最大电流 I最大 0 6 A 电路总电阻的最小值 R0 最小 20 变阻 U I最大 12 V 0 6 A 器 R0的最小值 R0 最小 R最小 R1 20 10 10 变阻器 R0的最大值即为 R0 最大 20 变阻器 R0连入电路的阻值范围为 10 20 9 2014 南京 在综合实践活动课上 小明设计了模拟调光灯电路 此电路中电源电压不变 灯泡 L 标有 6 V 3 W 字样 定值电阻 R1的阻值为 6 将滑动变阻器 R2的滑片 P 置于最右端 闭合开关 电压表和电流表示数分别为 6 V 和 0 3 A 移动滑片 P 至某一位置 电压表和电流表的示数分别为 1 V 和 0 5 A 第 6 页 共 12 页 1 灯泡 L 正常发光时的电阻多大 2 滑动变阻器 R2的滑片 P 在最右端时 闭合开关 灯泡 L 的实际功率多大 3 为使灯泡安全工作 R2的滑片能自由滑动 且滑片 P 滑到某一端时灯泡能正常发光 应采取怎样 的保护措施 请具体说明 解 1 灯泡正常发光时的电阻 RL 12 UL2 PL 6 V 2 3 W 2 P 在某一位置时 U2 1 V I 0 5 A 而灯泡正常发光时的电流为 0 5 A 所以此时灯泡正常发光 UL 6 V 电阻 R1两端的电压 U1 IR1 0 5 A 6 3 V 电源电压 U UL U1 U2 6 V 3 V 1 V 10 V 当 P 在最右端时 U 2 6 V I 0 3 A 电阻 R1两端的电压 U 1 I R1 0 3 A 6 1 8 V 灯泡两端的实际电压 UL U U1 U2 10 V 1 8 V 6 V 2 2 V 灯泡 L 的实际功率 P L U LI 2 2 V 0 3 A 0 66 W 3 根据题意 滑片 P 滑至最左端时 灯泡正常发光 此时电路 中总电阻 R 20 所以 需要在电路中再串联一个定值电阻 即 R R RL R1 20 U IL 10 V 0 5 A 12 6 2 10 2014 德州 汽车尾气是造成雾霾指数 PM2 5 升高的原因之一 某物理实验小组的同学们设计了 如图所示的有害尾气排放检测电路 在一项针对某种有害尾气浓度进行的测试中 气敏电阻的阻值随有 害尾气浓度变化的部分数据如下表所示 已知电源电压 12 V 恒定不变 R0为定值电阻 R 为气敏电阻 有害尾气 浓度 Vol 57 51012 515 R 5 23 932 52 1 测试过程中 当电压表读数为 7 V 时 电流表读数为 1 A 求电阻 R0的阻值 2 当这种有害尾气浓度增大到 15 Vol 时 求电压表的示数 结果保留一位小数 3 当电路消耗的总功率为 18 W 时 有害尾气浓度是多少 解 1 由串联电路电压关系 U UR UR0 得 UR0 U UR 12 V 7 V 5 V 由欧姆定律 I U R 第 7 页 共 12 页 得 R0 5 2 由表中数据可知 当有害尾气浓度增大到 15 Vol 时 R1 2 由串联电路 UR0 I 5 V 1 A 电阻关系 得 R总 1 R1 R0 2 5 7 由欧姆定律 得 I1 A U1 I1R1 U R总1 12 V 7 12 7 12 7 A 2 3 4 V 3 由公式 P UI 得 I 1 5 A 由欧姆定律得 R总 2 8 或 P U 18 W 12 V U I 12 V 1 5 A R总 2 8 由串联电路电阻关系 R总 2 R0 R2 得 R2 R总 2 R0 8 5 3 U2 P 12 V 2 18 W 由表格可知 有害尾气的浓度为 10 Vol 类型 3 力 电 热综合 11 2014 山西 市场上有一种电热饮水机 如图所示是饮水机的简化电路图 S 是温控开关 R1是 调节电阻 其阻值为 176 R2是供加热的电阻丝 饮水机的铭牌参数如表所示 求 1 若饮水机正常工作的加热效率为 90 现将质量为 1 5 kg 初温为 20 的水在一标准大气压下烧 开需要吸收的热量是多少 需加热多长时间 已知 c水 4 2 103 J kg 时间计算结果保留整数 2 当饮水机处于保温状态时 它的保温功率是多少 解 1 水吸收的热量 Q吸 cm t 4 2 103 J kg 1 5 kg 100 20 5 04 105 J 因为 Q吸 W W Pt 所以电热壶把水烧开所用的时间 t 509 s W P热 Q吸 P热 5 04 105 J 90 1 100 W 2 根据 P UI I 可得 P 加热电阻的阻值 R2 44 当 S 断开时 U R U2 R U2 P热 220 V 2 1 100 W R1 R2串联 电路处于保温状态 保温时电路中的电流 I保 1 A 因为 R1 U R总 U R1 R2 220 V 176 44 是调节电阻 电路保温时的功率由 R2提供 由 P UI I 可得 P I2R 电路中的保温功率 P保 I保 U R 2R2 1 A 2 44 44 W 12 2014 泰安 电动汽车以蓄电池为驱动能源 汽车运动时 蓄电池为车上的电动机供电 电动机 为汽车提供动力 某辆电动汽车的总质量 含驾驶员 为 2 5 103 kg 汽车车身长 3 5 m 当它在水平路面 以某一速度 v 匀速行驶时 电动机工作电流为 50 A 工作电压为 400 V 电动机电功率转换为汽车前进的 第 8 页 共 12 页 机械功率的效率为 75 汽车所受阻力为汽车重力的 0 03 倍 g 取 10 N kg 1 求电动汽车匀速前进的速度 v 多大 2 若汽车以 10 m s 的速度通过 9 5 m 长的桥梁 求汽车通过桥梁的时间 解 1 F阻 0 03mg 0 03 2 5 103 kg 10 N kg 750 N 因为汽车做匀速直线运动 所以 F F阻 750 N 由题意 Fv UI v 20 m s UI F 400 V 50 A 75 750 N 2 s s车 s桥 3 5 m 9 5 m 13 m t 1 3 s s v1 13 2014 福州 为反对浪费 响应 光盘行动 小明为自助餐厅的餐桌设计了 光盘仪 餐盘放 在载盘台上 若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值 人一旦离开餐桌 提示器就会发出提示音 其 原理如图所示 电源电压 3 V 不变 提示器的电阻 R0恒为 50 传感器 R1的阻值随载盘台所载质量变 化的关系如下表所示 开关 S 闭合后 问 载盘台所 载质量 m g100110120130140150160 传感器 R1 100908070605040 1 根据表中数据 当载盘所载质量是 100 g 时 R1的阻值是多少 电路中的电流是多少 2 在第 1 问的基础上 通电 5 s 电流通过 R1产生的热量是多少 3 当电路中的电流达到 0 03 A 时 提示器会发出提示音 若空餐盘质量为 100 g 此时盘内剩余食物 的质量是多少 解 1 由表可知 R1 100 R R1 R0 100 50 150 电路中的电流 I 0 02 A 2 电流通过 R1产生的热量 Q I2R1t 0 02 A 2 100 5 s 0 2 J U R 3 V 150 3 当电路中的电流达到 0 03 A 时 R 100 R 1 R R0 100 50 50 U I 3 V 0 03 A 查表可知 载盘台所载质量为 150 g 剩余食物的质量 m余 150 g 100 g 50 g 14 2014 济宁 小梦家新买了一口电饭锅 如图甲所示 通过查看说明书 发现电饭锅工作时有两 第 9 页 共 12 页 种状态 一种是锅内的水烧干以前的加热状态 另一种是水烧干后的保温状态 图乙是电饭锅的电路图 R1是电阻 R2是加热用的电热丝 1 自动开关 S 接通或断开时 电饭锅分别处于哪种状态 说明理由 2 要使 R2在保温状态下的功率是加热状态下的 R1与 R2应满足什么关系 1 25 3 母亲节 到了 小梦想为妈妈准备泡脚水 由于水温较低 小梦先从盛有 5 kg 水的桶中取出 2 kg 水倒入电饭锅中加热 4 min 后 将水倒回水桶中 经过测量桶中水温升高了 20 整个过程不计能量损 失 请计算 R2的阻值 解 1 自动开关断开时 两电阻串联 此时电饭锅的功率 P1 自动开关闭合时 电阻 R1被 U2 R1 R2 短路 电路中只有一个 R2 此时电饭锅的功率 P2 因为 P1 P2 所以自动开关断开时为保温状态 U2 R2 自动开关闭合时为加热状态 2 根据题意可知 2R2 化简得 R1 4R2 3 加热后混合水吸收的热量 U R1 R2 U2 R2 1 25 Q cm t 4 2 103 J kg 5 kg 20 4 2 105 J 加热时 电饭锅的功率 P2 W t Q t 1 750 W R2 27 7 4 2 105 J 4 60 s U2 P2 220 V 2 1 750 W 判型 4 推导题 15 2014 天津 等效替代法 是物理学中常用的一种方法 若图甲的两个电阻并联后接入电路中 的效果与图乙一个电阻接入同一电路中的效果相同 请你利用并联电路电压 电流的规律及欧姆定律推 导出 R 与 R1 R2的关系式 解 由并联电路电流关系有 I I1 I2 即 又 U U1 U2 代入上式有 或 U R U1 R1 U2 R2 1 R 1 R1 1 R2 R R1R2 R1 R2 第 10 页 共 12 页 16 2014 杭州 如图所示为发光点 S 和竖直放置的平面镜的位置情况 根据光的反射定律完成下列 两小题 1 在图中用光路图作出发光点 S 的像点 S 解 图甲 图乙均可 2 推导证明 S 点和 S 点到平面镜距离相等 解 如图甲所示 SO 为垂直于镜面的入射光线 NN 为法线 OM 为入射光线 SO 的反射光线 根据光的反射定律可得 NOM SON 又因为 S ON NOM 对顶角相等 所以 S ON SON 因为法线 NN 与镜面垂直 所以 S OO SOO 又因为 OO 为 S OO 和 SOO 的公共边 所以 Rt S OO Rt SOO 所以 S O SO 17 2013 随州 如图甲所示