郑州外国语学校物理中考模拟试卷检测题含答案

郑州外国语学校物理中考模拟试卷检测题含答案
一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）
1．地秤可用来称量较重的物体，它有一个较大的长方形的称量面ABB'A'，如图所示，BB'的右侧是一个范围足够大的斜坡。

称量面与左侧水平地面和右侧斜坡顶部相平，称量面与它们的衔接处可近似看成无缝相接。

把地面和称量面都看成光滑的，AA'线与BB'线相距2m 。

有一根粗细均匀、横截面为正方形的实心直钢材，体积为0.02m 3，长度为2m 。

让钢材以某一速度v 匀速地从AA'线的左边沿垂直于边AA'线的方向向右运动。

当钢材的右端经过AA'线时开始计时，此后钢材对称量面的压力F 逐渐增大，t =5s 时压力恰好增至最大。

已知钢的密度ρ=7.9×103kg/m 3，g 取10N/kg ，则
(1)钢材的质量m =______kg ，钢材匀速运动的速度v =______m/s ； (2)t =2s 时，钢材对地秤的称量面压力F =______N ；
(3)t =6s 时，钢材对地秤的称量面的压强为多少帕______?并请推导出6s≤t <7.5s 的过程中，钢材对地秤称量面的压强p 与时间t 的关系式______。

【答案】158 0.4 632 1.975×105 5
7.910
10p t
⨯=
- 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]钢材的质量为
3337.910kg/m 0.02158kg m m V ρ==⨯=⨯
重量为
10N/kg 1580158kg N G mg ==⨯=
[2]钢材匀速运动，长度为2m 全部进入地秤时压力恰好增至最大，此时钢材匀速运动的速度为
0.4m/s 5s
2m s v t =
== (2)[3]t =2s 时，钢材进入地秤的称量面的长度为
0.4m/s 20.8s m s vt ''==⨯=
则钢材对地秤的称量面压力等于进入地秤段钢材的重力，即
0.8m N 632N 21580m
s F G L ''=
==⨯ (3)[4]t =6s 时，钢材进入地秤的称量面的长度为
11()0.4m/s (6s 5s 2m 1.6m )s L v t t =--=-⨯-=
钢材对地秤的称量面压力等于自身重力，钢材对地秤的称量面的接触面积为
113
321.6m 0.02m 810m 2m 2m
s V S L L -=⨯=⨯=⋅
钢材对地秤的称量面的压强为
513211580N
1.97510Pa 810m
G p S -=
==⨯⨯ [5]在6s≤t <7.5s 的过程中，钢材进入地秤的称量面的长度为
202m ()0.4m/s (5s)s L v t t t =--=-⨯-
钢材对地秤的称量面的接触面积为
3
222m 0.02m 0.012m 20.4m/s (5s)0.002(5m
)s V t S t L L -⨯-=⋅==-⨯-⨯
钢材对地秤的称量面的压强表达示为
5
21580N 7.910Pa 0.010.002(5)10G p S t t
⨯===-⨯--
2．在水平桌面上放有一柱形容器，底面积为 500cm 2，里面装有深度为 20cm 的水；一个重力为 2.4N 的开口玻璃杯A ，其底部与一个体积为50cm 3，重力为 4N 的实心铁块 B 用细线相连（细线的质量体积忽略不计），然后放入水中，但在放入过程中由于不小心，容器中有少量的水流入了玻璃杯中，最后A 、B 两物体在水中处于静止，如图所示，此时玻璃杯A 排开水的体积为 640cm 3。

则没有放入玻璃杯和铁块时水对容器底部的压强为_______Pa ；若细线突然断开，A 、B 两物体再一次静止后（这个过程中玻璃杯A 开口始终向上），水对容器底部的压强为_____Pa 。

【答案】3210⨯； 667.9。

【解析】 【详解】
[1]没有放入玻璃杯和铁块时水对容器底部的压强：
333
11g =1.010kg m 10N kg 0.2m=210Pa P h ρ=⨯⨯⨯⨯；
[2]B 受到的浮力：
33-63B =g =g =1.010kg m 10N kg 5010m =0.5N F V V ρρ⨯⨯⨯⨯浮排；
=3.9N-0.5N=3.4N F G F =-浮拉；
容器内水的体积：
-4231=50010m 0.2m=0.01m V Sh =⨯⨯水；
玻璃杯A 受到的浮力：
33-63=1.010kg m 10N kg 64010m =6.4N F gV ρ''=⨯⨯⨯⨯浮
排； 设进入玻璃杯中水的重力为G 则：
A B ==6.4N+0.5N-2.4N-4N=0.5N G F F G G '+--浮浮
进水； 根据==G mg Vg ρ得：
33
-53
0.5=
=
=110kg m 10N kg
510m G N V g
ρ⨯⨯⨯进水
进水； 杯外水的体积:
3-53-33=0.01m -510m =9.9510m V V V '=-⨯⨯水
水进水； 玻璃杯A 最终漂浮，此时的浮力：
A 2=2.4N+0.5N=2.9N F G G =+浮进水；
设此时A 排开水的体积为3V 排，由浮力公式有：
33233==1.010kg m 10N kg =2.9N F gV V ρ⨯⨯⨯浮排排；
解得-4
3
3=2.910m V ⨯排
绳断后，两物体A 、B 再一次静止时水深：
334363
B 3242
9.9510m 2.910m 5010m =0.06679m 50010m
V V V h S ----'++⨯+⨯+⨯=
=⨯水
排 则水对容器底部的压强：
3322==1.010kg m 10N kg 0.06679m=667.9Pa P gh ρ⨯⨯⨯。

3．阅读短文，回答问题。

可燃冰
可燃冰是一种新型能源，主要成份是甲烷和水，分布在深海沉积物里或酷域的永久冻土中，如图所示，可燃冰形似冰块却能燃烧，燃烧后几乎不产生任何残渣，1m 3的可燃冰分解后可释放出约0.8m 3的水和164m 3的天然气，天然气中甲烷的含量占80%~99.9%。

可燃冰的生成有三个基本条件：首先要求低温，可燃冰在0~10℃时生成，超过20℃便会分解，海底温度一般保持在2~4℃在右；其次是高压，可燃冰在0℃时，只需海水产生29个标准大气压即可生成，而以海洋的深度，此高压容易保证；最后是充足的气源，海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源，在温度、压强、气源三者都具备的条件下，可燃冰就会生成。

请回答下列问题：[1个标准大气压取1×105Pa ，海水的密度取1×103kg/m 3，g 取10N/kg ，c
水
=4.2×103J/(kg·℃)，甲烷的热值取4.2×107J/m 3]
(1)可燃冰的主要成分是_________和__________。

(2)若要在0℃的海底生成可燃冰，海水的深度至少要_______m 。

(3)如图所示，海底上有一块体积为100m 3且底部与海底紧密相连的可燃冰A ，其受到海水
的浮力为_______N 。

(4)0.5m 3的可燃冰分解后，其中的甲烷完全燃烧放出的热量是______J ，在标准大气压下，这些热量全部被水吸收，至少可以将质量为____kg 温度为20℃的水加热至沸腾。

【答案】甲烷 水 290 0 2.7552×109 8.2×103 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2]由文中信息可知，可燃冰的主要成分是甲烷和水。

(2)[3]当可燃冰在0℃时，只需海水产生29个标准大气压即可生成，则可燃冰形成的气压为
56110Pa 2.910Pa 29p ⨯=⨯=⨯
根据p gh ρ=可得，海水的深度
6332.910Pa 110m kg/m 10N 2kg
9/0p h g ρ===⨯⨯⨯
(3)[4]浮力产生的原因是上下表面的压力差，即F F F =-浮向上向下，当可燃冰的底部与海底紧密相连时，0F =向上，其受到海水的浮力为0。

(4)[5]0.5m 3的可燃冰分解出的天然气体积为
331640.5m 82m V =⨯=
甲烷最少为
3380%82m 80%65.6m V V '=⨯=⨯=
甲烷完全燃烧放出的热量
3973 4.210J/m 10J 65.6m 2.7552Q V q ⨯⨯⨯'===放
水吸收的热量与甲烷完全燃烧放出的热量相等，由Q cm t =∆吸可知。

水的质量
()
3
3
9k 2.7510J 10kg 528.2()04.210J/g 1002Q Q m c t c t ⨯⨯⨯⋅====∆∆⨯-放
吸水水℃℃℃
4．港珠澳大桥海底隧道是世界上最长的公路沉管隧道，全长5.6km ，由33节沉管和一个“最终接头”组成。

如图所示，是吊装机吊着“最终接头”人海前的情景，当吊装起重机吊着“最终接头”完全浸没海水后，吊装起重机的吊钩拉力为2×107N ，如果“最终接头”的质量为6×106kg ，吊入海底后，“最终接头”上表面离海面28m ，求：
(1)“最终接头”完全浸没海水后。

随着吊入深度增加，“最终接头”受到浮力将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
(2) “最终接头”吊入海底后上表面受到海水的压强？（海水密度取1.0×103kg/m 3）；（________）
(3)若“最终接头”的内空体积以1600m 3计算，则“最终接头”混泥土的平均密度？（________）
【答案】不变 2.8×105Pa 2.5×103kg/m 3 【解析】 【分析】
【详解】
(1)[1]“最终接头”完全浸没海水后，随着吊入深度增加，排开水的体积不变，水的密度不变，由F 浮=ρ水V 排g 可知“最终接头”受到的浮力不变。

(2)[2]“最终接头”吊入海底后上表面的深度h =28m ，则“海斗一号”上表面受到的海水压强
p =ρ水gh =1.0×103kg/m 3×10N/kg×28m=2.8×105Pa
(3)[3]“最终接头”的重力
G =mg =6×106kg×10N/kg=6×107N
则受到的浮力
F 浮=
G -F =6×107N-2×107N=4×107N
由于“最终接头”处于浸没状态，由F 浮=ρ水V 排g 可得
73333
410N
410m 1.010kg/m 10N/kg
g F V V ρ====⨯⨯⨯⨯浮总水 “最终接头”实心部分体积
V 实=V 总-V 空=4×103m 3-1.6×103m 3=2.4×103m 3
则混泥土的密度
633
33
610kg 2.510kg/m 2.410m m V ρ⨯===⨯⨯实
答：(1)不变。

(2)“最终接头”吊入海底后上表面受到海水的压强为2.8×105Pa ； (3)“最终接头”混泥土的平均密度为2.5×103kg/m 3。

5．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
3
33200N 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
24
4400N 810Pa 5010m
F p S -=
==⨯⨯ 脚掌对脚踏板的压强是4810Pa ⨯。

6．如图所示是“擦窗机器人”，它的质量为2kg ，它的“腹部”有吸盘。

当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上：（g 取 10N/kg ）
(1)机器人竖直吸在玻璃上进行擦窗工作时，其主机内部的气压________（选填“大于”、
“小于”或“等于”）大气压而产生“吸力”；
(2)当擦窗机器人在玻璃板上静止时，其受到的摩擦力与________力为一对平衡力；若用真空泵继续向外抽气，则擦窗机器人受到的摩擦力____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
(3)若该“擦窗机器人”在重力作用下以 0.2m/s 的速度匀速向下擦窗时，摩擦力f 与吸盘在此面积上对玻璃的压力F 的关系是f =0.1F ，已知吸盘与玻璃的接触面积为20cm 2，则“擦窗机器人”对玻璃的压强是多少_______？擦窗1.5s 重力做了多少功 ________？ 【答案】小于 重力 不变 1×105Pa 6J 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，主机内部的气压减小，小于外界大气压，产生压力差，所以它能牢牢地吸在竖直玻璃上。

(2)[2]当擦窗机器人在玻璃板上静止时，处于平衡状态，在竖直方向上受到的摩擦力与重力是一对大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上的平衡力； [3]若用真空泵继续向外抽气，擦窗机器人仍处于平衡状态，受到的摩擦力依然与其自身重力是一对平衡力，大小不变。

(3)[4]该“擦窗机器人”在重力作用下匀速向下擦窗时，受到的摩擦力等于自身重力，大小为
2kg 10N/kg 20N f G mg ===⨯=
摩擦力f 与吸盘在此面积上对玻璃的压力F 的关系是f =0.1F ，则玻璃受到的压力为
20N 200N 0.10.1
f F =
== 则“擦窗机器人”对玻璃的压强
5
232200N 200N 110Pa 20cm 210m
F p S -=
===⨯⨯ [5]该“擦窗机器人”在重力作用下以 0.2m/s 的速度匀速向下擦窗，运动了1.5s ，由s
v t
=可得下降的距离
0.2m/s 1.5s 0.3m h vt ==⨯=
重力做功
20N 0.3m 6J W Gh ==⨯=
7．物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究，在一个重为4N ，底面积为200cm 2的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放一个边长为10cm 的正方体物块，然后逐渐向容器中加水（始终未溢出）如图甲所示。

通过测量容器中水的深度h ，分别计算出该物块所受到的浮力F
浮
，并绘制了如图所示的乙图象。

请你解答下列问题。

(1)分析图象可知，水的深度由0逐渐增加到8cm 的过程中，物块受到的浮力越来越________，继续往容器中加水，随着水的深度增加，水对容器底部的压强________。

当水
深增至8cm 后，继续加至12cm 时，物块处于________（选填：漂浮、悬浮或下沉）状态；
(2)物块的重力是多少____？物块的密度是多少____？ (3)将物块取出后，此时容器对水平桌面的压强是多少_____？
【答案】大 增大 漂浮 8N 0.8×103kg/m 3 1000Pa 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由图像得，水的深度由0逐渐增加到8cm 的过程中，物块受到的浮力越来越大。

[2]根据p gh ρ=，随着水的深度增加，水对容器底部的压强增大。

[3]木块的体积
33
33310cm 1000cm 110m V L -====⨯物（）
若木块浸没则受到的浮力为
33331.010kg m 10N kg 110m 10N F gV ρ-''==⨯⨯⨯⨯=浮
水排 根据图像可知，水深增至8cm 后，浮力8N 不再增大，所以物体没有完全浸入，物体漂浮在液体中，继续加至12cm 时，物块仍处于漂浮状态。

(2)[4]由图像知道，木块漂浮时
8N G F 物浮＝＝
[5]物块的密度
33
33
0.810kg/m 10N/kg 1108=m N m G V V g ρ-⨯=
==⨯⨯物物物物物 (3)[6]木块漂浮时，排开水的体积为
433
338N 810m 800cm 1.010kg m 10N kg
F V g ρ-=
==⨯=⨯⨯浮排液 容器中注入水的体积为
23333==200cm 12cm 800cm 1600cm 1.610m V Sh V --⨯-==⨯水排
则注入水的重力为
3333= 1.010kg m 1.610m 10N kg 16N G m g V g ρ-==⨯⨯⨯⨯=水水水水
将物块取出后，此时容器对水平桌面的压强为
42
4N+16N =1000Pa 20010m G G F p S S -+===⨯容水
8．小明和小华端午节假期游玩时捡到了一些鹅卵石，他们想知道这些鹅卵石的密度，便各自选取了一块鹅卵石，分别进行了如下实验：
(1)小明利用天平和量筒等实验器材进行了实验：
①他把天平放在水平桌面上，发现指针偏向分度盘中线的右侧，此时应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）旋动，使天平横梁平衡；
②小明将鹅卵石放在天平左盘中，横梁恢复平衡时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示，则鹅卵石的质量为________g ；
③用细线拴好鹅卵石，把它放入盛有30mL 水的量筒中，水面到达的位置如图乙所示，则鹅卵石的密度为_____kg/m 3。

若将鹅卵石放入量筒中时不小心溅了些水出来，这样使得鹅卵石的实际密度_____测量值（选填“大于”“小于”“等于”）；
(2)小华利用形状规则底面积为200cm 2且透明的水槽、细线、刻度尺、一个边长为10cm 不吸水的正方体物块和足量的水等器材同样测出了鹅卵石的密度，其测量方法如下： A 、如图丙所示，小华将物块放入水平桌面上的水槽中，静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为6cm ；
B 、如图丁所示，将鹅卵石放在物块上，静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为2.4cm ；
C 、如图戊所示，用细线将鹅卵石系在物块下方，然后放入水中，静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为3.6cm ； ①鹅卵石的质量m =___________g ； ②鹅卵石的体积V =___________cm 3； ③鹅卵石的密度ρ=____________kg/m 3。

④图戊与图丙相比，水对容器底部压强的变化量Δp =___________Pa 。

【答案】左 27.4 2.74×103kg/m 3 偏大 360g 120cm 3 3×103kg/m 3 180Pa 【解析】
【分析】 【详解】
(1)[1]把天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，发现指针指在分度盘中央刻度线的右侧，应将平衡螺母向左调节，使天平横梁平衡。

[2]天平平衡时，左盘物体的质量等于右盘砝码的质量和游码质量的和，即
20g 5g 2.4g 27.4g m =++=
[3][4]鹅卵石的体积为
350mL 40mL 10mL=30cm V =-=
鹅卵石的密度为
333
327.4g 2.74g /cm 2.7410kg /m 10cm
=m V ρ=
==⨯ 将鹅卵石放入量筒中时不小心溅了些水出来，导致后来读数偏小，所测鹅卵石的体积偏小，计算出来的鹅卵石密度偏大。

(2)[5]如图丙，木块漂浮在水面上
1 G F gV gSh ρρ===水木浮水排①
如图丁，鹅卵石放在木块上，木块还是漂浮在水面上
2
=G G F gV gSh ρρ''
+===木浮水水鹅卵石排 210cm 2.4cm 7.6cm h =-= 2 G G gSh ρ+=木水鹅卵石②
②-①得鹅卵石得重力
()21 G gS h h ρ=-水鹅卵石
鹅卵石的质量
()32
21 1.0g /cm 100cm (7.6cm 4cm)360g G m S h h g
ρ=
=-=⨯⨯-=鹅卵石水鹅卵石
[6]如图戊，鹅卵石吊在木块下端，鹅卵石和木块漂浮在水面上
310cm 3.6cm 6.4cm h =-=
()3 G G F gV g Sh V ρρ''''
+===+浮水水鹅卵石木块排鹅卵石③
由②③得
()23 gSh g Sh V ρρ=+水水鹅卵石
所以，鹅卵石的体积
()2323 100cm (7.6cm 6.4cm)120cm V S h h =-=⨯-=鹅卵石
[7]鹅卵石的密度
333 3
360g
3g /cm 310kg /m 120cm
m V ρ=
=
==⨯鹅卵石鹅卵石 [8] 图戊与图丙相比，图戊比图丙多了鹅卵石的质量
m 鹅卵石=360g=0.36kg
容器底面积为
S =200cm 2=2×10-2m 2
根据公式F p S
=
得 22
a 0.36kg 10N/kg 2=1810m 0P G m g F p S S S -∆∆===⨯=⨯鹅卵石鹅卵石
9．阅读下列短文，回答问题。

负压式救护车
2020 年 2 月 5 日下午，经过 11 天加班赶产的 20 辆负压救护车，在安徽芜湖全部完工并顺利交付。

这批负压救护车将由安徽省经信厅统一调配，发往疫情形势严重地区，用于感染者的安全隔离与转运，后经国内汽车厂家的合作，“负压救护车”的产能进一步提升。

截至 2 月 15 日，累计 360 辆负压救护车交付湖北抗疫一线使用。

那么，什么是负压式救护车？这种救护车较常见的救护车又有何区别呢？其实，这种车最大的特点是负压。

所谓负压，就是利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，这样空气在自由流动时只能由车外流向车内，并且可以利用真空泵将车内的空气通入特制的电热丝容器内进行高温消毒后排出，在救治和转运传染病人时可以最大限度地减少交叉感染的几率。

车上还配备了呼吸机、除颤仪、心电监护仪等全套抢救设备，安装了消毒灯、中心供氧接口等，后期清创缝合手术和心肺复苏等抢救都可以在救护车上进行，这在普通救护车上是难以实现的。

(1)相比较于普通救护车，“抗击疫情”中使用负压式救护车的最大好处是_________； (2)在利用电热丝高温消毒的过程中，是将____________能转化成 ________能； (3)负压救护车内安装了消毒灯、中心供氧接口等设备，消毒灯是利用________（选填“红外线”或“紫外线”）进行消毒的；
(4)负压空间的产生主要是通过排风机向车外空间主动排风，以及舱室的密封处理实现的。

若车内气压为外界标准大气压的 90%，车顶的面积大约为 4m 2，车顶受到的内外压力差为 ________N ；（标准大气压为 1.01×105Pa ）
(5)若车载排风机每 t 时间段排出空气的体积为 V ，每立方米这样的空气的动能是E 。

若该排风机的效率为 η，则该排风机的功率的表达式为 ________。

【答案】在救治和转运传染病人时可以最大限度地减少交叉感染的几率 电能 内能 紫外线 44.0410⨯ VE t
η 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]车内气压低于外界大气压，这样空气在自由流动时只能由车外流向车内，在救治和转运传染病人时可以最大限度地减少交叉感染的几率。

(2)[2][3]通过电流做功将电能转化为内能，升高温度，从而杀灭病毒。

(3)[4]紫外线具有杀菌消毒的特点，所以是利用紫外线消毒。

(4)[5]车顶外部所受大气压力为
525==1.0110Pa 4m =4.0410N F p S ⨯⨯⨯外外
车顶内部所受气体压力为
525==90% 1.0110Pa 4m =3.63610N F p S ⨯⨯⨯⨯内
内 内外压力差为
554=4.0410N 3.63610N=4.0410N F F F ∆=-⨯-⨯⨯外内
(5)[6]则在t 时间段内排出空气的总动能为VE ，排风机做功，其有用功转化为空气的动能，所以在t 时间段内排风机的有用功为VE ，排风机的效率为η，根据效率公式可得
=
=
W VE
W W η有总
总
解得=
VE
W η
总，根据功率公式可得
W VE
P t t
η=
=总
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 ） 4 8 12 16 1 s 内获得的能量
E （J ）
1
8
27
64
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．小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成；在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K 与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作：当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，闭合开关S，电动机不工作．在控制电路中，已知电源电压U=9V，保护电阻R1=200Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计．
（1）根据电梯原理可知，在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其电磁铁的磁性________（填“增强”、“减弱”或“不变”）．
（2）若电磁铁线圈电流达到36mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声，当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载______？（g取10N/kg）【答案】增强没有超载
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强；
(2)[2]电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，即
F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N，
由图乙，当压力F=10000N，对应的压敏电阻阻值R2=100Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，控制电路中的电流：
I=
12
6V 200Ω+100Ω
U R R =
+=0.02A=20mA，
因20mA＜36mA，所以，此时电梯没有超载．
【点睛】
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的灵活应用，明白电梯超载自动报警系统的工作原理是电磁铁和知道电磁铁磁性的强弱与电流的关系是解决本题的关键．
12．电热水壶与煤气炉是家庭常用的两种加热装置，在学习了“热机效率”后，某实验小组针对电热水壶与煤气炉的加热效率与使用成本进行了实验。

实验小组使用煤气炉与电热水壶分别将500g初温为25℃的水加热到沸腾（一个标准大气压下），用燃气表测量了所消耗的煤气的体积，用电能表（如图乙）单独测量了电热水壶消耗的电能。

记录相关数据如图甲所示。

（水的比热容为4.2×103J/（kg∙℃）、酒精的热值为3.0×107J/kg）
(1)该电能表所接电路的最大总功率为_____W。

(2)热水壶中的水升温过程中吸收热量为_____J。

利用电能表的相关测量结果可得到热水壶消耗电能为_____kW∙h，电热水壶的效率为_____。

(3)经过计算可以发现电热水壶的实际功率_____1400W（选填“大于”“小于”“等于”），原因可能是：_____。

(4)从使用成本上考虑，使用_____更划算。

【答案】8800 1.575×105 0.05 87.5% 小于电热水壶的实际电压低电热水壶
【解析】
【详解】
(1)[1]由图乙知，该电能表所接电路的最大总功率为：
=220V 40A=8800W P UI =⨯最大最大；
(2)[2] 水升温过程中吸收热量为：
()()()3-305=-=4.210J kg 50010kg 100-25=J 1.57510Q cm t t ⨯⋅⨯⨯⨯⨯吸℃℃℃
[3]由甲、乙两图可得到热水壶消耗电能为：
400.05kW h 800kW h
imp
W imp =
=⋅⋅；
[4] 电热水壶的效率为：
56
%J 1.57510 87J
100%==0.056.53.10Q W η=⨯⨯⨯⨯吸； (3)[5]电水壶加热时间：
2min30s=150s t =；
电水壶功率：
60.05 3.610J 1200W 150s
W P t ⨯⨯===实＜1400W ；
[6]由2
U P R
=可知，当电水壶两端电压低于额定电压时，电功率就变小，所以原因可能
是：电热水壶的实际电压低； (4)[7]烧相同质量的水时，用电费用为：
0.67kW h 0.05kW h=0.0335⋅⨯⋅元元；
用煤气费用为：
3320m 0.004m =0.08⨯元元＞0.0335元；
所以用电水壶划算。

13．有一个电学黑箱，其外形如左图所示，箱体外有A 、B 、C 、D 四个接线柱，箱体内部只有三个阻值分别为 20Ω，15Ω，10Ω的定值电阻。

为了探究其内部结构，先组装一个电路，如右图所示，电源电压为3V ，电流表量程为0-0.6A ，电阻R 的阻值为 5Ω，把这个电路的E 、F 端分别与黑箱外的A 、B 、C 、D 接线柱相连，根据电流表的示数，推测黑箱内部电阻的连接情况。

（1）把组装电路的E 、F 端与黑箱接线的A 、C 端连接时，电流表示数为0.12A ，此时，黑箱内的电阻R =____Ω，整个电路的总电功率是______W 。

（2）把组装电路的E 、F 端分别与黑箱的接线柱连接：与C 、D 端连接时，电流表示数为0.06A ；与A 、D 端连接时，电流表示数为0.1A ；与A 、D 端连接时，同时用导线把自B 、D 连接，电流表示数为 0.15A 。

①如果把E 、F 与A 、D 端相连接，通电10s 黑箱电路消耗的电能是多少J ？ ____
②请画出电阻的连接图，并在图中标出每个电阻的阻值。

（________________）
【答案】200.363J
【解析】
【详解】
(1)[1]把组装电路的E、F端与黑箱接线的A、C端连接时，电路的总电阻：
R总1=
1
3V 0.12A
U
I
==25Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，黑箱内的电阻：
R箱=R总1-R=25Ω-5Ω=20Ω，
[2]整个电路的总电功率：
P=UI1=3V×0.12A=0.36W；
(2)①[3]把E、F与A、D端相连接，通电10s黑箱电路消耗的电能：
W=UI3t=3V×0.1A×10s=3J；
②[4]把组装电路的E、F端分别与黑箱的接线柱连接：
与C、D端连接时，电路的总电阻
R总2=
2
3V 0.06A
U
I
==50Ω，箱内的电阻为
50Ω-5Ω=45Ω；
与A、D端连接时，电路的总电阻
R总3=
3
3V 0.1A
U
I
==30Ω，
箱内的电阻为
30Ω-5Ω=25Ω；
与A、D端连接时，同时用导线把B、D连接，电路的总电阻
R总4=
4
3V 0.15A
U
I
==20Ω，箱内的电阻为
20Ω-5Ω=15Ω；
综上可知，电阻的连接图如下图所示：。