【压轴难题】九年级物理模拟考试测试卷测试题(Word版 含解析)

【压轴难题】九年级物理模拟考试测试卷测试题（Word 版 含解析）
一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）
1．图1是密水池水位自动控制模拟装置∶可绕O 点转动的轻质杠杆A 端用轻绳系正方体浮块，B 端固定一轻质三角支架，支架与固定不动的压力敏感电阻R F 保持水平接触挤压，杠杆保持水平平衡，已知∶AO 长为1m ，BO 长为2m ；浮块边长为20cm ，密度为5×103kg/m 3，下表面距池底2m ；当电磁铁线圈中的电流I ≤0.02A 时，铁K 被释放，水泵开始工作向水池注水，反之停止注水，池内达到所设定的最高水位，线圈电阻不计；电压U =6V ，电阻箱R 调至75Ω；设R F 的阻值与支架所施加压力F 的关系图线如图2所示，g 取10N/kg ｡
(1)浮块的重力为____N 。

在达到最高水位之前，随着浮块排开水的体积逐渐增大，支架对R F 的压力将____｡
(2)当池内达到所设定的最高水位时，求∶ ①轻绳对浮块的拉力____ ②池内水面距池底的高度____
(3)为使该装置能自动控制水池内的最高水位，在其他条件不变的情况下，电阻箱R 接入电路的阻值应满足的条件是____｡
【答案】400 减小 350N 2.125m 50Ω≤R ≤90Ω 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由密度计算公式，可知浮块的质量为
333510kg/m (0.2m)kg 40m V ρ⨯⨯===
由重力与质量关系可知浮块的重力为
40kg 10N/kg 400N G mg ==⨯=
[2]随着浮块排开水的体积逐渐增大，其所受竖直向上的浮力逐渐增大，根据杠杆平衡条件，可知支架对R F 的压力将逐渐减小｡
(2)[3]当池内达到所设定的最高水位时，电路中电流I =0.02A ，即
6V 300Ω0.02A
F U R R I +=
== 则R F 的电阻为
300Ω75Ω225ΩF R =-=
由图可知，R F 的阻值与支架所施加压力F 的数值关系为
50F R F =+
此时支架对R F 的压力为
F B =175N
根据杠杆平衡条件
A B F OA F OB ⨯=⨯
代入数据得A 端绳拉力为
2m
175N 350N 1m
A B OB F F OA ⨯
⨯=== [4]在A 端根据平衡条件
F A +F 浮=G
代入数据得
F 浮=400N-350N=50N
根据浮力公式
F gV ρ=浮水排
代入数据可得
3333
50N 510m 10kg/m 10N/kg
F V g ρ-=
==⨯⨯浮排水 则浮块浸入水中的深度为
33
2
510m 0.125m (0.2m)V h S -⨯===排
浸
则池内水面距池底的高度为
2m 0.125m 2.125m H =+=
(3)[5]当浮块浸没后其所受浮力达到最大且不再变化，此时浮力为
33310N/10kg/m (0.2m)80N kg F gV ρ==⨯⨯='浮水
此时A 端绳的拉力为
400N 80N 320N A F G F =-'=='-浮
根据杠杆平衡条件
A B F OA F OB ⨯=⨯
代入数据得B 端压力为
1m
320N 160N 2m
B A OA F F OB ⨯
⨯=== 此时R F 的阻值达到最小，为210Ω，则电阻箱R 接入电路阻值最大为
max 300Ω210Ω90ΩR =-=
当浮块不受水浮力时，代入数据得B 端压力为200N ，此时R F 的阻值达到最大，为250Ω，则电阻箱R 接入电路阻值最小为
min 300Ω250Ω50ΩR =-=
故电阻箱R 接入电路的阻值应满足的条件是50Ω≤R ≤90Ω。

2．如图甲为小明家新购买的足浴盆，其内部电路可分为工作电路和控制电路两都分（如图乙所示），工作电路的电源电压为220V ，控制电路的电源电压为6V ，加热功率和保温功率分别为2100W 和100W 。

控制电路中，R x 为热敏电阻，其阻值随温度变化而变化。

电磁铁线圈的电阻为100Ω，当线圈中的电流大于或等于20mA 时，控制电路中继电器的衔铁被吸合。

使用时手动闭合总开关S ，当足浴盆有水注入到一定量时压控开关S 1、S 2就会自动闭合，此时 R 1、R 2 会同时工作进入加热模式，加热至40℃时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸合，自动进入保温模式：
(1)已知该足浴盆最大装水量为5kg ，它最多能装水__________m 3；（ρ =1.0×103kg/m 3） (2)图乙的工作电路中，处于保温状态时，工作的电阻是__________（选填“R 1”“R 2”或“R x ”）；压控开关S 1 的作用是防止__________，达到保护电路的目的； (3) R x 阻值随温度变化的曲线可能为图丙中的__________； A ．甲 B ．乙 C ．丙 D ．丁 (4) R 2的阻值为__________Ω；
(5)小明在某次使用过程中，保温时间是加热时间的4倍，整个过程中消耗了7.5×105J 的电能，则保温时间为多大_____？
【答案】33510m -⨯ R 1 盆中没有水时电路也接通工作 D 24.2Ω 1200s 【解析】
【分析】 【详解】 (1)[1]水的体积为
333
3101.010k 5k 5m g/m
g
m
V ρ
-=
=
=⨯⨯ (2)[2]工作电路是R 1和R 2并联，所以保温时，只有R 1工作。

[3]当足浴盆有水注入到一定量时，压控开关才会闭合，电路才会工作；所以压控开关S 1 的作用是防止盆中没有水时电路也接通工作。

(3)[4]当水温到达40℃时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸合，自动进入保温模式，所以温度升高，R x 的阻值应该减小；
加热到40℃时衔铁被吸下，此时电流为20mA ，控制电路的总电阻为
36V 300Ω2010A
U R I -=
==⨯ 所以此时R x 的阻值为
300Ω-100Ω=200Ωx R =
综上分析，R x 的阻值随温度变化的曲线可能为图丙中的丁，故选D 。

(4)[5]由保温功率为100W ，加热功率为2100W ，可以求出R 2的功率为
22100W-100W=2000W P =
所以R 2的阻值为
()2
22220V 24.2Ω2000W
U R P === (5)[6]根据题意可知
5100421007.510J W t W t =⨯⨯+⨯
解之得
300s t =
所以保温时间为
300s 4=1200s ⨯
3．如图，重5N 的薄壁容器放在水平硬板MN 上，容器底面积为2300cm ，高度为
25cm ，装有15cm 深的水。

一根原长为10cm 的轻质的细弹簧EF 吊着柱形木块刚好静
止，木块下表面与水的液面相平。

弹簧上端E 连接着固定不动的支架上，下端F 连接在木块（不吸水）上表面的中心上，弹簧长度每改变1cm ，弹力变化量为1N ，木块的重力为5N ，底面积为250cm ；高度为20cm 。

现将水平硬板MN 缓慢向上移动，木块始终保持
竖直方向，弹簧均在弹性限度内。

（g = 10N/kg ）。

求：
(1)当木块浸入水中的深度为2cm 时，木块受到的浮力； (2)当木块浸入水中的深度为6cm 时，水对容器底部的压强； (3)当木块下有表面刚接触容器底部时，弹簧的长度； (4)当硬板向上移动28cm 时，容器对硬板的压强。

【答案】(1)1N ；(2)1600Pa ；(3)6cm ；(4)2100 Pa 【解析】 【分析】 【详解】
(1)当木块浸入水中的深度为2cm 时，其所受的浮力为
33-631.010kg/m 50210m 10N/kg 1N F gV ρ==⨯⨯⨯⨯⨯=浮水排
(2)容器底面积为222300cm 310m -=⨯，当木块浸入水中的深度为6cm 时，容器中水面增加的高度
63-22
50610m 0.012m 310m V H S -⨯⨯∆=
==⨯排1容
此时容器底部受到的压强
332() 1.010kg/m 10N/kg (1510m 0.01m)1600Pa p g H H ρ-=+∆=⨯⨯⨯⨯+=
(3)当木块下表面刚接触容器底部时，水的深度（木块浸入的深度）为H 1，容器中水的体积不变，即
21()300cm 15cm S S H -=⨯木容
代入得
2221(300cm 50cm )300cm 15cm H -=⨯
解得
118cm 28cm H =<
即水未溢出。

此时木块受到的浮力
''33-631.010kg/m 501810m 10N/kg 9N F gV ==⨯⨯⨯⨯⨯=浮水排ρ
弹簧对木块的弹力
9N 5N 4N F F G =-=-=弹浮
弹簧的长度
'4N
10cm 6cm 1N/cm
L L L =-∆=-
= (4)容器中水的重力
33-631.010kg/m 3001510m 10N/kg 45N G gV ρ==⨯⨯⨯⨯⨯=水水
当硬板向上移28cm 时，弹簧的长度
''20cm 10cm 28cm 2cm L =+-=
弹簧的原长为10cm ，此时弹簧的形变量为
10cm 2cm 8cm -=
因为弹簧长度每改变1cm ，弹力变化量为1N 。

所以此时弹簧对木块的弹力'
8N F =弹，弹力的方向是竖直向下，结合(3)可知，此时容器对硬板的压力
'
5N 45N 5N 8N 63N F G G G F =+++=+++=水木弹容
此时容器对硬板的压强为
2263N
2100Pa 310m
F p S -=
==⨯ 答：(1)当木块浸入水中的深度为2cm 时，木块受到的浮力为1N ； (2)当木块浸入水中的深度为6cm 时，水对容器底部的压强为1600Pa ； (3)当木块下有表面刚接触容器底部时，弹簧的长度为6cm ； (4)当硬板向上移动28cm 时，容器对硬板的压强为2100 Pa 。

4．新西兰企业家GuyHoward-Willis 设计推出一款名为Manta5的踏板式水翼自行车，图甲是在水面骑行的情形。

该车底部有两个提供升力的碳纤维水翼（如图乙所示），用于提供前进动力的螺旋桨由骑手踩脚踏板驱动，骑手可以根据自己的情况来调整运动的速度，该车部分参数如表格所示。

请完成以下问题：（ρ水=1.0×103kg/m 3，g =10N/kg ） 自身质量/kg 20 最快速度/(m ·s -1) 5 适合骑手质量/kg
50~70
(1)水翼自行车车座设计成较宽的“马鞍形”是通过增大人体与车座的接触面积，从而减小______；停止蹬车后，水翼自行车会由于______，继续向前运动一段距离；用于提供升力的水翼，其横截面应如______图形所示；
(2)该车没有船体形状的结构，但它搭载了浮力模块。

则它空载静止漂浮在水面上时，受到的浮力为多少______，浸入水中的体积是多少______?
(3)一质量为50kg 的人坐在车上骑行时，车没在水中的体积跟空载时一样，则水翼提供的升力是多少______?
(4)骑行中，若脚掌对脚踏板的压力为400N ，接触面积为50cm 2，则脚掌对脚踏板的压强是多少______？
【答案】压强 惯性 C 200N 0.02m 3 500N 4810Pa ⨯ 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]根据F
p S
=可知，在压力一定时，即人体对车座的压力一定时，增大接触面积，从而减小压强。

[2]任何物体都有惯性，停止蹬车后，水翼自行车会由于惯性，继续向前运动一段距离。

[3]水翼会提供升力，那么从四个图中可看到，C 图水翼上方流速大、压强小，下方流速小、压强大，上下压强差会产生一个向上的升力，这样符合要求，其他三个不符合要求。

故选C 。

(2)[4]踏板式水翼自行车的重力为
20kg 10N/kg 200N G mg ==⨯=
由于自行车漂浮在水面上，故
200N F G ==浮
受到的浮力是200N 。

[5]由阿基米德原理F gV ρ=浮液排可以求出排开液体的体积即物体浸在液体中的体积为
333
200N
0.02m 1.010kg/m 10N/kg
F V V g ρ==
==⨯⨯浮浸排水 浸入水中的体积是0.02m 3。

(3)将人和车看作一个整体，受到的总重力为
()20kg+50kg 10N/kg 700N G m g ==⨯=总总
人骑行在车上，其浸在水中的体积跟空载时一样，所以受到的浮力和空载时一样，即
200N F =浮；在竖直方向上人和车处于静止状态，所以在竖直方向上人和车受力平衡，此
时人和车受向下的重力和向上的浮力以及升力，且向上的力等于向下的力，即
G F F =+总浮升
故
-700N -200N 500N F G F ===升总浮
水翼提供的升力是500N 。

(4)脚掌对脚踏板的压强
2
4
4
400N 810Pa 5010m F p S -=
==⨯⨯ 脚掌对脚踏板的压强是4810Pa ⨯。

5．小明在践行青岛市中小学生全面发展“十个一”活动中，进行了一次远行研学。

他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。

装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O 为支点，B 为重心，A 为拉杆的端点。

在A 点沿图示方向施加拉力F ，旅行箱静止。

请完成下列问题：
(1)画出拉力F 的力臂L （______）。

(2)要使作用在A 点的拉力减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是______（选填所有符合要求的选项序号）。

①缩短拉杆的长度 ②使拉力方向顺时针改变30° ③使拉力方向逆时针改变60°
④将箱内较重的物品靠近O 点摆放，重心由B 变至B '
【答案】 ③④
【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]过支点O 做拉力F 作用线的反向延长线的垂直距离为力臂L ，如图所示
(2)[2]①拉杆箱的重力、重力的力臂不变；缩短拉杆的长度，则拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知拉力变大，故该方法不可行；
②拉杆箱的重力、重力的力臂不变；使拉力方向顺时针改变30°，此时拉力的力臂为0，不省力，即不能使作用在A点的拉力减小，故该方法不可行；
③拉杆箱的重力、重力的力臂不变；使拉力方向逆时针改变60°，此时拉力的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知拉力变小，故该方法可行；
④拉杆箱的重力不变，将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B ，重力的力臂变短；拉力方向不变，拉力的力臂不变；根据杠杆的平衡条件可知拉力变小，故该方法可行。

所以③④能使作用在A点的拉力减小。

6．“中国梦，科技梦”，中国民用无人机世界闻名。

无人机在航拍、救灾等多个领域发挥重要作用。

下表是小明同学查找的某款无人机的相关数据。

(1)它的螺旋桨形状跟机翼相似，螺旋桨高速旋转，给无人机提供向上的动力，所利用的物理原理是_____，在图中画出无人机在空中盘旋时所受这个力的示意图。

（________）
(2)在某次航拍过程中无人机以最大速度上升至 300m 高空，工作电流为6A，则该过程工作效率是多少_____？
(3)电池所储存的电能供无人机上升至300m 高空后改为水平飞行，假设飞机竖直上升和水平飞行时受到的空气阻力大小与速度成正比，若不计能量损失，无人机在整个航拍过程中能以最大水平飞行速度多长时间______？
技术参数
飞行器质量（含电池及桨）1380g 最大上升速度5m/s 最大水平飞行速度15m/s
智能飞行电池容量4480mAh
正常工作电压 15.2V 能量
Wh 相机
镜头焦距
20mm
【答案】在气体中流速越大的位置压强越小 75.7% 1200s
【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2]在气体中流速越大的位置压强越小，如图所示：。

(2)[3]克服重力做的功
1.38kg 10N/kg 300m=4140J W Gh mgh ===⨯⨯有
无人机上升的时间
300m =60s 5m/s
h t V =
=上上 上升消耗的电能
=15.2V 4.48A 60s=5472J W UIt =⨯⨯上上
该过程工作效率
4140J
100%100%75.7%5472J
W W η=
⨯=
⨯≈有上
(3)[4]上升时的额外功
5472J-4140J=1332J W W W =-=额上有
上升的阻力
1332J =4.44N 300m
W f h =
=额上 水平飞行的阻力 33 4.44N=13.32N f f ==⨯水平上
水平飞行消耗的电能
15.2V 4.48A 3600s-5472J=239673.6J W W W =-=⨯⨯水平总上
以最大速度水平飞行的时间
239673.6J 1200s 13.32N 15m/s
W t f V =
=≈⨯水平水平水平水平
7．阅读短文，回答问题。

流体的阻力
液体和气体统称为流体。

物体在流体中运动时，会受到阻力的作用，该阻力叫做流体阻力，流体阻力的大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体的受到的阻力较小。

物体从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。

某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见下表(g 取10N/kg)。

(1)关于流体的阻力，下列说法正确的是_________；
A ．飞机为了减小阻力，应做成头尖尾圆的形
B ．一张纸揉成纸团从空中下落较快，是因为纸团受到的阻力小
C ．人游泳时身体应尽可能保持流线型，可增大水对人体的作用力
D ．海豚等海洋动物能在水中高速前行，是因为它们的横截面积较小，阻力较小
(2)分析实验数据，对于从高空由静止下落的球形物体，空气阻力大小与球的半径和速度的关系，下列说法不正确的是_________；
A ．1号小球受到空气阻力最大时，小球的速度为16m/s
B ．2号小球以收尾速度运动时，受到的阻力为50N
C ．3号小球的速度为30m/s 时，空气阻力小于重力
D ．半径相同的小球，质量大的小球收尾速度大
(3)现有一个质量为15g ，半径为10×10-3m 的小球从空中由静止落下，预计其收尾速度为__________m/s ；
(4)若3号小球从足够高的高度由静止下落，它的速度随时间变化的大致图象是
___________。

A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】B B 30 C
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] A ．流体阻力的大小跟跟物体的形状有关，头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体的受到的阻力较小，故A 错误；
B ．流体阻力的大小跟物体的横截面积有关，横截面越大，阻力越大；一张纸揉成纸团，它的横截面积减小，所受的阻力减小，故从空中下落较快，故B 正确；
C ．人游泳时身体应尽可能保持流线型，可以减小阻力，不能增加水对人的作用力，故C 错误；
D ．海豚等海洋动物能在水中高速前行，是因为它们的身体呈流线型，阻力较小，故D 错误。

故选B 。

(2)[2] A ．1号小球受到空气阻力最大时，处于平衡状态，以收尾速度运动，故A 正确，不符合题意；
B ．2号小球以收尾速度运动时，处于平衡状态，受平衡力作用，所受的阻力等于重力，即
3510kg 10N kg 0.05N f G mg -===⨯⨯=
故错误，符合题意；
C ．3号小球的速度为30m/s 时，速度小于收尾速度，处于非平衡状态，所受的阻力小于重力，故C 正确，不符合题意；
D ．由1号、2号小球实验数据知：半径相同的小球，质量大的小球收尾速度大，故D 正确，不符合题意。

故选B 。

(3)[3]比较1、2的数据知，半径相同的小球，收尾速度之比等于质量之比，因此：小球半径相同时，收尾速度与质量成正比；与2号小球相比，若小球的质量为10g ，半径为3510m -⨯的小球从空中落下，其收尾速度为
1240m s 80m s v =⨯= ①
由①知，小球质量为45g ，半径为3510m -⨯的小球从空中落下，其收尾速度为
280m s 4.5360m v =⨯= ②
由表中3号球的数据可知，小球质量为45g ，半径为31510m -⨯，从空中落下，其收尾速度为
340m v = ③
由②③知，小球质量相等时，半径增大原来的3倍，其收尾速度减小为原来的
3
2
2
40m s11
360m s93
v
v
===
由此可得：小球质量相等时，小球的收尾速度与半径的平方成反比；
与2号小球相比，若小球质量为15g，半径为3
510m
-
⨯的小球从空中落下，其收尾速度为
4
340m s120m s
v=⨯=
根据小球质量相等时，小球的收尾速度与半径的平方成反比，可得，质量为15g，半径为3
1010m
-
⨯的小球从空中落下，预计其收尾速度为
52
1
120m s30m s
2
v=⨯=
(4)[4]3号小球从足够高的高度由静止下落，它的速度会越来越大，所受阻力也越来越大，速度的增加量逐渐变小，当阻力等于物体的重力时，物体做匀速直线运动。

故选C。

8．小明利用砝码盒、边长为0.1m的正方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品测量盐湖中盐水的密度。

实验方法如下：（g取10N/kg）
①用刻度尺测出铁皮罐一半高度位置，并作记号；
②在铁皮罐內加入适量沙石并加盖密封，使之漂浮时一半浸入水中；
③在铁皮罐上加砝码，直至铁皮罐恰好浸没在水中；
④将该铁皮罐放入盐水中，加砝码，直至铁皮罐怡好浸没在盐水中。

问：
(1)铁皮罐的体积为多少m3？
(2)铁皮罐和沙石的总重有多大？
(3)盐水的密度有多大？
(4)比较③、④步骤中铁皮罐受到的浮力的大小，写岀你的依据。

【答案】(1) 10-3m3；(2)5N；(3)1.2×103kg/m3；(4)见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由②图可知：一半浸入水中漂浮时受到的浮力
F浮1=ρ水gV排1=ρ水g×
1
2
V罐
在铁皮罐上加砝码，铁皮罐恰好浸没在水中受到的浮力
F 浮2=ρ水gV 排2=ρ水gV 罐
由于铁皮罐处于漂浮，则
F 浮1=
G 罐，F 浮2=G 罐+G 砝码1
所以
F 浮2-F 浮1=
G 砝码1
即
ρ水gV 罐-ρ水g
12V 罐=G 砝码1 则
V 罐=12G g
ρ砝码水==3325N 1.010kg /m 10N /kg ⨯⨯⨯=1×10−3m 3 (2)一半浸入水中漂浮时受到的浮力 F 浮1=ρ水gV 排1=ρ水g ×12V 罐=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×12
×1×10-3m 3=5N 由于铁皮罐漂浮在水面上，则
G 总=F 浮1=5N (3)将该铁皮罐放入盐水中，铁皮罐恰好浸没在盐水中时处于漂浮，则根据漂浮条件可得
F 浮3=
G 罐+G 砝码2
即
ρ盐水gV 罐=G 罐+G 砝码2
则盐水的密度
盐水ρ=2
G G gV +砝码罐罐=335N 5N 2N 10N /kg 110m
-++⨯⨯=1.2310⨯kg/3m (4)比较③、④步骤可知，两图排开液体的体积V 排相同，根据F 浮=ρgV 排得，当gV 排相同时，④步骤得ρ液较大，所以浮力较大。

答：(1)铁皮罐的体积为1×10-3m 3。

(2)铁皮罐和沙石的总重为5N 。

(3)盐水的密度为1.2×103kg/m 3。

(4)见上解析。

9．小册设计了一个能反映水平风力大小的装置。

如图所示，AB 和OP 均为质量不计的细杆，AB =48cm ，OP =60cm ，下端连接一个圆球P ，圆球的重力G =2N ，无风时，OP 下垂并与A 端接触，A 点标注的风力是0；有风时，OP 绕悬挂点O 转动，风对圆球的作用力F 方向始终水平向右，已知OA ＝12cm ，不计摩擦。

(1)如图所示，有风时，OP 和AB 的接触点为C ，细杆OP 和圆球P 处于静止状态，在这种情况下杠杆平衡的条件是：_____；（用字母表示）
(2)当F =4N 时，OP 和AB 的接触点为C ，C 点标注的风力是4N ，AC =_____cm ；
(3)此装置可以标注的最大风力是_____N ；
(4)细杆AB 上标注好风力值后，细杆上的刻度是_____（选填“均匀的”或“不均匀的”）
【答案】G ·
DP =F ·OD 24 8 均匀的 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图可知，重力G 的力臂为DP ，风对球的作用力F 的力臂为OD ，细杆OP 和球P 处
于静止状态在这种情况下杠杆平衡的条件是G ·
DP =F ·OD 。

(2)[2]由杠杆平衡的条件G ·DP =F ·OD 得到
DP F OD G
=① 由相似三角形的性质可得
AC DP OA OD
=② 由①②可得
F AC G
OA
当F =4N 时，则 4N =2N 12cm
AC AC =24cm
(3)[3]当OP 和AB 的接触点为B 时，此装置所测的风力最大，则有
F AB
G OA =大 48cm =2N 12cm
F 大 F 大=8N (4)[4]由
F AC G
OA 得到
F =
G OA
·AC 由G 和OA 不变可知，F 与AC 成正比，则细杆上的刻度是均匀的。

10．如图甲是我市沿海风力发电的外景，风力发电机主要由风机叶片和发电机组成。

（1）叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向_______（选填“上”或“下”）的力使风叶旋转。

（2）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用_______原理，使机械能转化为电能。

（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的是_____
A．只要有风，机组就能产生电能
B．风速越小，机组产生的电功率一定越小
C．风速越大，机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（4）下表给出了在不同风速下某风力发电机获得的能量：
平均风速v （m/s）481216
1 s 内获得的能量E
182764
（J）
对表格进行分析，你发现该风机 1 s 内获得的能量E 与风速v 的定量关系是_____。

【答案】上电磁感应 D 风机1s获得的能量与风速增大倍数的三次方成正比
【解析】
【详解】
(1)[1]由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力；
(2)[2]风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象；
(3)[3]由丙图知，在风速小时，不能产生电能；在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率越大，风速越小，机组产生的电功率越小；风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变；
故选D；
(4)[4]由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍……，所以风机获得的能量与风速增大倍数的三次方成正比。

二、中考物理电学问题易错压轴题提优（难）
11．图甲所示的豆浆机由打浆和电热两部分装置构成，中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙，开关S可切换加热和保温两种状态，R1，R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表，求：
型号额定电压打浆装置电热装置
JYD﹣PIIS220V
电动机功率加热功率
保温功
率
180W1000W242W
（1）开关s接_______（选填“a”或“b”）时电热装置处于保温状态；
（2）电阻R1、R2的阻值_______；
（3）该豆浆机同时处于打浆和加热状态时，正常工作6min消耗电能多少焦耳？_______可使标有“1000r/(kW h ）”字样的电能表转盘转多少圈？_______
【答案】b48.4Ω、151.6Ω 4.248×105J 118圈
【解析】
【详解】
(1)当开关S接a时，为R1的简单电路，S接b时，两电阻串联，因为串联总电阻大于其中任一电阻，由P＝
2
U
R
可知，当开关S接a时，电路中电阻较小，处于加热状态；当开关S 接b时，电阻R1和R2串联，电路中电阻较大，处于保温状态；
(2)由P＝
2
U
R
可得电阻R1的阻值：
R1＝
热
2
U
P
＝
2
(220V)
1000W
＝48.4Ω；
当开关S接b时，电阻R1和R2串联，为保温状态，则总电阻：
R＝
2
U
P
保温
＝
2
(220V)
242W
＝200Ω，
由电阻的串联特点可得R2的阻值：
R2＝R﹣R1＝200Ω﹣48.4Ω＝151.6Ω；
(3)“1000r/（kW h⋅）”表示每消耗kW h⋅的电能，电能表的转盘转1000r，该豆浆机同时处于打浆和加热状态时，正常工作6min消耗电能：
W＝Pt＝（P电动机+P加热）t＝（180W+1000W）×6×60s＝4.248×105J＝0.118kW h⋅，可使电能表转盘转动的圈数：
n＝1000r/（kW h⋅）×0.118kW h⋅＝118r。

12．向“大气污染宣战
环保局研究表明:“PM2.5”来源中,机动车的排放占33.1%.排第一位,燃煤污染排放占第二位。

“减少污染排放,还我一片蓝天”成为每一个公民的责任。

下面是本市有关部门针对“节能减排”采取的部分措施
第一项措施
“免费公共自行车”成为市区一道亮丽的风景线。

如下图所示,公共自行车的结构和普通自行车相同,只是零件都是特制的(车轮胎是实心的)，在其他自行车上无法使用。

在公共自行车的设计中,很多地方用到物理知识或原理,请写出自行车的两个部件并说明对应的物理知识(或原理)
（1）_____________________________________________
（2）_____________________________________________
第二项措施
引进太阳能路灯,分布在部分绿地和大街两旁。

如下图所示
（3）路灯用新型环保(无汞)LED节能灯,又称冷光灯,将电能直接转化为_____________，
从能的转化角度分析LED灯较白炽灯节能的原理________________________________。

（4）根据上面“路灯系统说明”可以算出太阳能电池正常工作时的电流为________A
【答案】轮胎、把套上有花纹，增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦 车把手是一个省力杠杆，使我们能更方便把握方向 光能 白炽灯发光时，电能转化为内能和光能，由于灯丝温度很高，损失的内能较多。

LED 灯发光时，电能直接转化为光能，没有内能损失 4A
【解析】
【详解】
(1)[1]轮胎、把套上有花纹，增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦；
(2)[2] 车把手是一个省力杠杆，使我们能更方便把握方向；
(3)[3]电灯是将电能转化成光能的用电器，所以填光能；
[4]白炽灯发光时电能转化为内能,内能一部分转化为光能,一部分损失,由于灯丝温度很高,所以损失很多.LED 灯发光时,电能直接转化成光能没有内能损失,所以LED 灯比白炽灯节能
(4)[5] 根据上面“路灯系统说明”计算由P UI = 得太阳能电池正常工作时的电流
48W =4A 12V
P I U ==
13．如图甲是一个电子拉力计原理图。

硬质弹簧右端和金属滑片P 固定在一起（P 与R 1间的摩擦不计）。

电压表量程为0～3V ，分度值为0.1V ，ab 是一根长为6cm 的均匀电阻丝，阻值R 1＝30Ω，电源电压恒为6V 。

（1）要保证电压表能正常工作，电路中R 0至少应为_____Ω；
（2）当拉环不受拉力时，滑片P 处于a 端，闭合开关后电压表的示数是_____V ； （3）已知该弹簧伸长的长度△L 与所受拉力F 间的关系如图乙所示，若R 0＝45Ω，开关S 闭合后，电流表示数为_____A ，当电压表指针指在0.8V 处，作用在拉环上水平向右的拉力为_____N ；若在此条件下将电压表改为拉力器，此拉力器所能测的最大拉力_______N ，分度值为_____N ；
（4）已知该弹簧所能承受的最大拉力为1000N 。

若使拉力器所能测的最大力增加100N ，拉力器分度值不变，可采取的办法是电源电压和电压表量程不变，将电阻丝换成材料和横。