九年级物理模拟考试精选测试卷综合测试(Word版 含答案)含答案

九年级物理模拟考试精选测试卷综合测试（Word版含答案）含答案
一、中考物理力学问题易错压轴题提优（难）
1．探究弹簧弹性势能的表达式
如图甲，在弹簧的弹性限度内拉弹簧，拉力F与弹簧伸长的长度Δl之间的关系如下表：
伸长量
0.040.080.120.16
Δl/m
拉力F/N5101520
(1) 在图乙中描点画出拉力F随伸长量Δl变化的图像；
（______）
(2) 拉力F与弹簧的伸长量Δl之间的关系式F＝__________；
(3) 弹簧的弹性势能等于拉力F所做的功，此功可类比以下方法计算：如图丙，一物体从静止开始做加速运动，在时间t0内，其通过的路程可用图像下的阴影面积来表示；
上述弹簧的弹性势能E P与伸长量Δl之间的关系式为E P＝____________。

【答案】125Δl62.5Δl2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在图乙中将表格中的数据描点，再用平滑的曲线连接，画出拉力F随伸长量Δl变化的图象，如图所示：
(2)[2]由拉力F 随伸长量Δl 变化的图象可以看出，拉力F 是关于Δl 的过原点的一次函数，设
F= k Δl
在表中选一个点(0.08,10)代入
10=k ×0.08
解得
k =125
所以拉力F 与弹簧的伸长量Δl 之间的关系式
F ＝125Δl
(3)[3]如图丙，一物体从静止开始做加速运动，在时间t 0内，其通过的路程可用图像下的阴影面积来表示
012
s vt =
弹簧的弹性势能等于拉力F 所做的功，此功可类比此方法计算，如图：
上述弹簧的弹性势能E P 与伸长量Δl 之间的关系式为
211
12562.522
P E F l l l l ∆=⨯∆⨯∆=∆＝
2．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
733
33410N 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。

3．小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量。

如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量。

小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX 直列四缸发动机，排量为2.0L ；从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。

（已知所使用汽油的热值为4.6×107J/kg ，密度为0.72×103kg/m 3）
(1)根据如图分析，在发动机转速为1000~5000r/min 范围内，它的输出功率与转速大致成_____比。

(2)当发动机转速为3000r/min 时，则发动机每个工作循环所需要的时间为_____s ；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p 0，发动机排量为V 排，每个活塞的受力面积为S ，活塞移动距离为L ，则发动机转速为n 时，该轿车的输出功率P 与发动机排量为V 排的关系式为_____ A ．
02
np V 排
B ．np 0V 排
C ．2np 0V 排
D ．4np 0V 排
【答案】正 0.04 A 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为1000~500r/min 范围内，它的输出功率与转速大致成正比关系。

(2)[2]四缸发动机是每转0.5圈对外做功1次，转速是3000r/min ，则1min 对外做功
3000
2
＝1500次 也就是完成1500个工作循环，所以发动机转速为3000r/min 时，每个工作循环所需要的时间为
60
s 0.04s 1500
t =
= [3]设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p 0，发动机排量为V 排，则一个活塞的排气量
1
4V 排
，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力：F ＝p 0S ，每个做功冲程燃气对一个活塞做的功
0001
4
W FL p SL p V ===
排 发动机转速为n 时，燃气对活塞做功的功率
001
242
np V W P n p V t =
==⨯排排 故选A 。

4．某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究（如图所示）．该装置主要由水箱、浮球B 、盖板C 和一个可以绕O 点自由转动的硬杆OB 构成，AC 为连接硬杆与盖板的细绳随着水位的上升，盖板C 所受的压力和浮球B 所受的浮力均逐渐增加，当浮球B 刚好浸没到水中时，硬杆OB 处于水平状态，盖板C 恰好被打开，水箱中的水通过排水管排出。

经
测量浮球B 的体积为1×10﹣3m 3，盖板的横截面积为6×10﹣
3m 2，O 点到浮球球心的距离为O
点到A 点距离的3倍。

不计硬杆、盖板以及浮球所受的重力以及盖板的厚度。

求：（g =10N/kg ）
(1)水箱内所能注入水的最大深度；
(2)在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力，如果考虑它们的重力，你认为设计时应采取哪些措拖可保证自动冲水装置正常工作？（写出一种措施即可）
【答案】(1) 0.5m ；(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，保证自动冲水装置正常工作可以增大浮球体积增大浮力的大小（或“使杠杆的OB 段比OA 段更长一些”） 【解析】 【分析】 【详解】
(1)当浮球B 刚好浸没到水中时，排开水的体积和自身的体积相等，则浮球B 受到的浮力
F 浮=ρgV 排=ρgV B =1.0×103kg/m 3×10N/kg×1×10﹣3m 3=10N
此时硬杆OB 处于水平状态，由杠杆的平衡条件可得
A F OA F O
B =⨯⨯浮
则盖板受到绳子的拉力
310N 30N A OA
F B
F O =⨯==
⨯浮 盖板C 恰好被打开时，处于平衡状态，受到绳子的拉力和液体对盖板的压力是一对平衡力，所以，水对盖板的压力
F 压=F A =30N
由F
p S
=
可得，盖板受到水的压强 3230N 5000Pa 610m
A F p S -=
==⨯ 由p =ρgh 可得，水箱内所能注入水的最大深度
33
5000Pa 0.5m g 1.010kg /m 10N /kg
p h ρ=
==⨯⨯ (2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，绳子对盖板的拉力减小，根据杠杆的平衡条件可知，要使盖板被打开，应增大绳子的拉力，可以增大浮球体积增大浮力的大小（或“使杠杆的OB 段比OA 段更长一些”）。

答：(1)水箱内所能注入水的最大深度为0.5m ；
(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，保证自动冲水装置正常工作可以增大浮球体积增大浮力的大小（或“使杠杆的OB 段比OA 段更长一些”）。

5．如图所示，将两根相同的轻质弹簧固定在水平地面，甲、乙两钢球（m 甲>m 乙）正对弹簧从同一高度h 同时自由下落，两球接触弹簧并向下压缩弹簧。

请回答下列问题： （1）当各自速度达到最大值的位置时，哪个球使弹簧形变程度更大______？
（2）若两球各自再继续向下运动相同的距离时，它们所受的合力分别为F 甲和F 乙，请判断F 甲和F 乙的大小关系，并说明理由______。

（整个过程均在弹簧的弹性限度内，不计空气阻力）
【答案】甲 F 甲=F 乙；理由见解析 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由于m 甲>m 乙，所以G 甲>G 乙，球在下落过程中，球的速度达到最大值时，球受到的重力等于受到的弹力，甲的重力大于乙的重力，所以甲受到的弹力大于乙受到的弹力，甲弹簧发生的弹性形变大于乙弹簧发生的弹性形变。

(2)[2]球的速度达到最大值时，球受到的重力等于受到的弹力，在速度最大处再向下运动相同的距离，由于在弹性限度内弹簧的压缩量跟受到的压力成正比，所以甲弹簧和乙弹簧再次发生的弹性形变相同，再次产生的弹力相同，这个再次产生的弹力即合力，所以甲乙所受的合力相等，即F 甲=F 乙。

6．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 ⨯。

7．港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥，总长约55公里。

图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A 从江底竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A 的拉力F 1随时间t 变化的图像。

A 完全离开水面后，电动机对绳的拉力F 大小为6.25×103N ，滑轮组的机械效率为80%，已知上升的速度始终为0.1m/s 。

（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响，g =10N/kg ），求：
(1)长方体A 的重力是_______N ；未露出水面时受到的浮力是_______N 。

(2)长方体A 的密度是多少？在如图虚线框中的滑轮组通过动滑轮吊起物体，动滑轮上的绳子段数是多少？______
(3)把长方体A 放在岸边的水平地面上，它对地面的压强是多少？______ (4)长方体A 完全离开水面后，在上升过程电动机对绳的拉力F 的功率。

______ 【答案】2×104 104 2×103kg/m 3，4 股 4×104Pa 2.5×103W 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由图象乙可知，长方体A 完全露出水面时受到钢缆绳的拉力4
1N =210F ⨯，因为长方
体A 做匀速直线运动，所以长方体A 处于平衡状态，受平衡力，长方体A 受到的重力A G 与受到的拉力1F 是一对平衡力，根据平衡力条件，则
4A 1210N G F ==⨯
[2]由图象乙可知，长方体A 浸没在水中时，受到钢缆绳的拉力4
11=110N F ⨯，因为长方体
A 做匀速直线运动，所以长方体A 处于平衡状态，受平衡力，长方体A 受到的重力A G 与受到的拉力11F 和浮力F 浮三个力平衡，根据平衡力条件，则
444A 11-=210N-110N=110N F G F =⨯⨯⨯浮
(2)[3]长方体A 浸没时，可求长方体A 的体积A V ，根据阿基米德原理，则
43
A 33110N =1m 1.010kg/m 10N/kg
F V V g ρ⨯===⨯⨯浮排水
长方体A 的质量，由G mg =得
43A A 210N =210kg 10N/kg
G m g ⨯==⨯
则长方体A 的密度
333A A 3
A 210kg
=210kg/m 1m
m V ρ⨯==⨯ 设绳子股数为n ，A 完全离开水面后，滑轮组的机械效率为80%，则
W Gs G
W F s nF η=
=
=有用物物总
电绳电
则
43
210N 48 6.2510N
0%G n F η⨯===⨯⨯物电 (3)[4]由图象乙可知，长方体A 上表面刚好到达水面处至下表面刚好离开水面所用时间是20s ，上升的速度始终为0.1m/s ，则长方体A 的长度
A A A 0.1m/s 20s=2m h v t ==⨯
则长方体A 的横截面积
3
2 A
A
A
1m
=0.5m
2m
V
S
h
==
则长方体A对水平地面的压强
4
4
A A
A2
A A
210N
=410Pa
0.5m
F G
p
S S
⨯
===⨯
(4)[5]绳子自由端移动的速度
40.1m/s=0.4m/s
v nv
==⨯
自物
长方体A完全离开水面后，绳子自由端拉力的功率
33
=0.4m
6.2510N 2.5W
/s×10
=
F s
W
P F v
t t
===⨯
⨯
电自
总
电自
8．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20cm2，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
2kg10N/kg20N
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 ==⨯=
9．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
3
27.4g 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
3
33 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 22a 0.36kg 10N/kg
2=1810m
0P G m g F p S S S -∆∆=
==⨯=⨯鹅卵石鹅卵石
10．小明家卫生间新装一种智能抽水马桶，该马桶有坐垫自动加热和冲水功能：
①坐垫加热原理如图甲：R 1和 R 2是表示电热丝的定值电阻，单刀双掷开关 S 2可接a 或b ，通过开关 S 1和 S 2的不同接法组合，实现“高、中、低”三档加热功能，其中低温档和中温档功率分别为20W 和40W ；
②冲水原理如图乙：手动打开出水阀，水箱中的水减少，空心铜球在重力作用下，随着水位下降而向下运动，通过金属杆 AB 绕 O 点转动，向上拉动进水管阀门，使水能通过进水管进入水箱；当出水阀关闭，随着不断进水，水箱中的水位逐渐上升，空心铜球也随之向上运动，进水管阀门则向下运动，当金属杆处于水平位置时，进水管阀门将进水口堵住，不再进水。

下表为马桶的相关参数： 项目 内容 适用水压 0.2—0.5MPa 水箱容积
1.8L
(1)坐垫加热高温档功率为_________W ；
(2)小明家的马桶比设在一楼的配水房高 25m ，若要使家里的马桶能正常工作，则一 楼配水房提供的水压应不低于多少_____Pa ？
(3)已知空心铜球的质量为 80g ， AB 长 225mm ，AO 长 25mm ，进水管阀门的受力面积是24mm 2，当它承受水的压强是5×105Pa 时停止进水，且空心铜球恰好浸没。

若不计金属杆的质量与形变，重力和浮力认为作用在铜球重心C 点，则空心铜球的体积是多少
_______cm 3？
【答案】80 2.5⨯105 230 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由图乙可知，当断开S 1，S 2接a 时，R 1与R 2串联接入，电路总电阻最大，由P =
2
U R
可知，此时处于低温档；即
20W=
()2
12
220V R R +−−−−−−−−−−①
由图可知，当闭合S 1，S 2接a 时，电路中只有R 1接入，由P =2
U R
可知，此时处于中温档；
即
40W=
()2
1
220V R −−−−−−−−−−②
由①②可得
R 1=1210Ω，R 2=1210Ω
当闭合S 1，S 2接b 时，R 1与R 2并联接入，此时电路总电阻最小，由P =2
U R
可知，此时处
于高温档；由电阻的并联可得
1R 并 =11R +21R =21210Ω
解得R 并=605Ω，则高温档的功率
P 高=2U R 并
=()2220V 605Ω
=80W
高温档的功率为80W 。

(2)[2] 配水房需要提供的水压
p 最小=ρgh =1×103kg/m 3×10N/kg ×25m=2.5×105Pa
配水房需要提供的水压应不低于多少2.5×105Pa 。

(3)[3]A 处受到水向上的压力
F 1=p 水S =5×105Pa×24×10−6m 2=12N
由杠杆平衡条件可得：F 1×OA =F B ×OB ，则
F B =F 1×OA
OB =12N×()
33
2510m 2252510m --⨯-⨯ =1.5N 空心铜球的重力
G =mg =0.08kg ⨯10N/kg=0.8N
浮球受三个力作用平衡，即F 浮=F B +G ，铜球完全浸没时受到的浮力
F浮=1.5N +0.8N=2.3N 空心铜球的体积
V=
F
g
浮
水
ρ=33
2.3N
110kg/m10N/kg
⨯⨯
=2.3⨯10-4m3=230cm3
空心铜球的体积为230cm3。

答：(1)坐垫加热高温档功率为80W；
(2)一楼配水房提供的水压应不低于多少2.5×105Pa；
(3)空心铜球的体积是230cm3。

二、中考物理电学问题易错压轴题提优（难）
11．如图甲所示为自动恒温箱，内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成，简化后的电路图如图乙所示。

控制电路中的电源两端电压为12V，定值电阻R1的阻值为5kΩ，R2为装在恒温箱内的热敏电阻，工作环境的温度为15℃左右．如图丙所示为R2阻值随温度变化的图像。

电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间，当热敏电阻R2的阻值发生变化时，A、B间的电压U AB随之发生变化．电压鉴别器可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开；关S的通断。

当U AB小于2V时，鉴别器将使加热电路中开关S闭合，使加热电路的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当U AB大于3V时，鉴别器将使开关S断开，停止加热．在分析电路时，可将电压鉴别器内部视为断路。

则：
（1）当恒温箱内部的温度为25℃时，通过热敏电阻R2的电流为_______A。

（2）该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围是___℃～___℃。

（3）若想使此恒温箱内的最高温度升高一些，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施：___。

【答案】4.8×10-4 20 35 减小定值电阻R1的阻值
【解析】
【详解】
(1)[1]由图乙知，R1、R2串联，由图像知，当恒温箱内部的温度为25°C时，R2=20kΩ，此时电路总电阻为：
R=R1+R2=5kΩ+20kΩ=25kΩ=2.5×104Ω，
通过热敏电阻R2的电流为：
4412V =4.810A 2.510
Ω
U I R -=
=⨯⨯； (2)[2][3]当U 1=2V 时，
U 2=U -U 1=12V-2V=10V ，
由串联电路特点和欧姆定律有：
111222U IR R U IR R ==''
， 所以：
221110V 5k Ω=25k Ω2V
U R R U '=
=⨯， 由图像可知，此时t =20°C ； 当13V U '=时，
2112V 3V 9V U U U ''=-=-=，
同理
111222U I R R
U I R R ''=='''''
'， 所以
22119V 5k Ω15k Ω3V U R R U '''==⨯='
，
由图像可知，此时t =35°C ；
即恒温箱内的温度将保持在怎样的范围是20°C ～35°C ；
(3)[4]当U AB 大于3V 时，鉴别器将使开关S 断开，停止加热，由图像可知，若想使此恒温箱内的最高温度升高一些，则R 2的电阻减小，电流变大了，所以想要升高恒温箱的最高温度，可以在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可以减小定值电阻R 1的阻值。

12．小明家新买的电煲锅如图甲所示，它有加热和保温两种功能，图乙是其简化电路图。

已知：电源电压为220V ， R 1=55Ω， 保温功率176W 。

c 米饭=4×103J/（kg• °C ）求：
（1）若电煲锅内装有1kg 米饭，从12℃加热到100℃，米饭吸收多少热量?______ （2）开关S 接b 时，电煲锅处于_____功能； 电阻R 2的阻值为多少?______
（3）若加热这些米饭需要500s，则电煲锅的效率是多少?______
【答案】3.52×105J 保温220Ω 80%
【解析】
【详解】
(1)[1]米饭吸收的热量
Q吸=c米饭m（t-t0）=4×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-12℃）=3.52×105J；
(2)[2]当S接b时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，根据P=
2
U
R
可知，电压一定时，电路的电功率最小，电煲锅处于保温状态；
[3]电路的总电阻
R=
22
(220V)
=
176W
U
P
保温
=275Ω，
电阻R2的阻值
R2=R-R1=275Ω-55Ω=220Ω；
(3)[4]若加热这些米饭需要500s，消耗的电能
W=
22
1
(220V)
55Ω
U
t
R
=×500s=4.4×105J，
电煲锅的效率
η=
5
5
3.5210J
4.410J
Q
W
⨯
=
⨯
吸=80%。

13．有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪被广泛用来检测酒驾，传感器R1的阻值随酒精气体浓度的变化如图甲所示，工作电路如图乙所示，电源电压恒为12V，定值电阻R2=30Ω．求：
（1）被检测者未喝酒时，即酒精浓度为0时，R1阻值为_____．
（2）被检测者酒精浓度越大时，电流表示数越_____，电压表示数越_____．
（3）被检测者酒精气体浓度为0.8mg/mL时，电流表的示数为_____．
（4）现在公认的酒驾标准为0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL，当电压表示数为4.8V 时，被检测司机酒精浓度是_____mg/ml．
【答案】60Ω
大小0.3A0.3
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图象可知，当被检测者未喝酒时，即酒精气体的浓度为0时，R1的电阻为60Ω；（2）被检测者酒精浓度越大时，电流表示数越大，电压表示数越小；
（3）据图甲可知，当酒精浓度为0.8mg/ml时，R1的电阻为10Ω，则
R′=R1+R2=10Ω+30Ω=40Ω；
此时电路中电流：，即电流表的示数为0.3A；
（4）当电压表的示数U1=4.8V时，根据串联电路的电压特点可知：
U2=U-U1=12V-4.8V=7.2V，
电路中的电流，
I12
27.2V
=0.24A 30Ω
U
R
==，根据欧姆定律得此时传感器R1的阻值，
R114.8V
=20Ω0.24A
U
I
==，
由甲图可知，被检测者的酒精气体浓度为0.3mg/ml.
14．阅读短文，回答问题：
主动式空气净化器。

图甲为某型号空气净化器，在不同档位工作时的参数如下表所示。

洁净空气量是指1h净化空气的体积；能效比是空气净化器洁净空气量与输入功率之比，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。

工作档位待机1档2档3档4档5档6档
功率（W）0.9234475103121148
净化空气量（m3/h）－120240360500610760
噪音（dB）/声强级－233239474955
（1）颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，这主要是因为______；
（2）下列说法错误的是______；
A．进风口流速大，气流外侧的颗粒物也被吸入净化器
B ．输入净化器中的功率越大，消耗的电能越多
C ．净化器工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D ．净化器的能效比越大，说明该净化器越节能
（3）该净化器接在家庭电路中，在5档正常工作时的电流为多少______？
（4）如果室内面积为50m 2，房间的高度为2.5m ，请你计算该空气净化器工作档位为4档时，理论上1h 可以净化房间内空气多少次______；
（5）该空气净化器工作档位为3档时，出风口的面积为0.25m 2，则风速为多少______？ （6）单独使用该净化器10min ，规格为2400imp /（kW •h ）的电能表指示灯闪烁30次，此时空气净化器在哪个档位工作，其能效比为多少______？
（7）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R 0=10Ω，电源电压恒为28V ；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。

现用此电路检测该型号净化器的净化效率，净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A ，此时空气中有害气体浓度为多少______？净化器正常使用30min 后，检测电路的电流变为0.1A ，则该空气净化器的实际净化效率为多少______？
【答案】带电体能够吸引轻小物体 B 0.55A 4次 0.4m /s 4.8m 3/（h •W ） 2.0μg /m 3 95% 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，这主要是因为带电体能够吸引轻小物体。

(2)[2]A ．由于进风口流速大、压强小，在外界大气压作用下，气流外侧的颗粒物会被压入净化器中，故A 正确；A 不符合题意；
B ．输入净化器中的功率越大，由于工作时间未知，所以根据W Pt =可知，不能判断消
耗电能的多少，故B 错误；B 符合题意；
C ．为了保护听力，一般情况下应控制噪声不超过90分贝，净化器工作时发出声音的响度最大为55分贝，不会对人的听力造成损伤，故C 正确；C 不符合题意；
D ．净化器的能效比越大，即空气净化器洁净空气量与输入功率的比值越大，消耗最小的电功率获得最大的洁净空气量，即该净化器越节能，故D 正确；D 不符合题意。

故选B 。

(3)[3]由P UI =得，在5档正常工作时的电流为
121W 0.55A 220V
I P U ===
(4)[4]房间的体积是
3250m 2.5m 125m V ==⨯房间
空气净化器工作档位为4档时，理论上1h 可以净化房间内空气的次数是
500125
4n ==次次
(5)[5]由题意可知，3档是净化空气量是360m 3/h ，空气柱的长度是。