2023年科学中考真题分类汇编：简单机械、电功与电功率
一、单选题
1．（2023·丽水）如图是教室壁挂式实物展台示意图。MN为展示台，PQ为连杆拉住展示台，m为展示物。以下是展示台承裁展示物时杠杆的示意图，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2023·杭州）如图所示为多档位加热器的电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时，对电路的分析正确的是（ ）
A．R1和R2串联
B．R1两端的电压小于R2两端的电压
C．流过R1的电流大于流过R2的电流
D．如果R1断了，R2也不能工作
二、填空题
3．（2023·温州）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。
（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是 。
（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功 焦。
（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有： 。（写出一点）
三、解答题
4．（2023·杭州）如图所示为自动升降单杆晾衣架，顶盒中有牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为30N的衣服（含衣架）挂在5号孔（不计晾杆和绳的重力，不计摩擦和空气阻力）。
（1）绳甲对晾杆的拉力为F甲，绳乙对晾杆的拉力为F乙，则F甲 F乙（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多少？
（3）闭合开关，牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.2m，用时10s，此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少？
5．（2023·台州）电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车，其部分参数如下表所示。
（1）装有电动微单车的包装箱总质量为20千克，平放在水平地面上时对地面的最小压强是
多少？
（2）如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图，其中O是支点，A是动力作用点，B是阻力作用点，此时扳手相当于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（3）一定条件下，电动微单车充满电后，能以最高时速匀速行驶0.8小时，共行驶了多少千米？
6．（2023·温州）在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲，是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
闭合开关，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁和同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁和、恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。
（1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻R，的阻值 。（选填“变大”或“变小”）
（2）图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？
（3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能：
①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过；
②人离开后，坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值： 。（线圈阻值忽略不计）
7．（2023·杭州）用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电
过程中的能量损失。
充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h
普通充电桩 相同 220 30 10
快充充电桩 600 100 ▲
（1）用普通充电桩充满电，消耗的电能为多少千瓦时？
（2）用快充充电桩充满电，需要多少小时？
（3）目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。为解决此问题，除用快充充电桩充电外，再提出一种设想。
8．（2023·台州）我省实施“清凉工程”，为每个教室安装了空调。
（1）安装一台额定电压为220伏，最大功率为5500瓦的空调，需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明，应选择允许通过最大电流至少为多少的导线？
（2）某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦，若连续制冷0.5小时，消耗多少电能？
（3）为落实节能降耗，某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路，实现当气温升至30℃时，衔铁才能被电磁铁吸下，接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙。
实际使用中发现：当气温在30℃上下波动时，空调线路会频繁接通和断开，影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻R0（如图丙），实现了空调线路接通后，气温降低至26℃以下时才自动切断，回升至30℃后才重新接通。请计算R0的阻值，并说出“气温从30℃降低至26℃时，空调线路不断开”的工作原理。（电路改进前后，衔铁刚被吸下时，电磁铁线圈中的电流大小不变；线圈电阻忽略不计）
9．（2023·舟山）科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动，过程如下：
[明确问题]科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准：
①工作电压：220V；煮饭模式功率：880W ；保温模式功率：88W；
②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。
（1）[方案设计]根据标准，小组讨论后，初步设计了如图甲的方案，图中开关S1，S2都闭合时，电饭煲处于煮饭模式，功率为880W，则发热电阻R1，应选择的阻值为多少欧？
（2）[方案优化]有同学认为甲方案不能实现自动切换功能，于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻，设计了如图乙的方案。
①工作电路中的发热电阻R，应设计在 ▲ 处(选填“a"或“b")。
②为确保安全，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，工作电路自动切换到保温模式，其中热敏电阻R的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为24V，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，工作电路自动切换到保温模式。那么，选用的定值电阻R0阻值应为多少欧？(电磁铁线圈阻值不计)
四、实验探究题
10．（2023·舟山）投石器是古代的攻城利器，科学小组同学想进一步了解投石器，开展了以下项目化学习研究：
[项目制作]经讨论后，利用配重、小石块、木杆、细绳、网兜等器材，制成投石器，如图。
[项目研究]
①松开系绳，配重下降，装有石块的一端快速上升，木杆停止后，石块被投出，记录石块投射的距离。
②调整系绳的长度，改变投射角度θ，记录投射距离，重复实验，数据如表。
投石器测试(m石块=50克)
投射角度θ 15° 30° 45° 60° 75°
投射距离(米) 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8
（1）小组同学探究的问题是 。
（2）根据表中数据，可得出的结论是 。
[项目迭代]为使投石器能将石块投得更远，请你写出一种方法 。
11．（2023·温州）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路，和是阻值都为20欧的电热丝，放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下：
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度。
②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。
③将开关S拨至“2”，使工作50秒，断开开关S，测量并记录__________。
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、的数据如图丙。
（1）将步骤③补充完整。
（2）在答题纸图丙中画出与的关系图像。
（3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持不变，将更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由： 。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】杠杆的五要素，分为支点，动力臂，动力，阻力臂和阻力。
【解答】若去掉连杆pQ，此时MN展台会逆时针绕着N点转动，故支点在最右侧的N点；PQ的作用效果是拉住展台，避免其展台沿着逆时针方向转动，故其拉力方向为斜向上。
故答案为：A
2．【答案】C
【知识点】基本电路与电路图；电功率计算公式的应用；电功率
【解析】【分析】如图所示电路中，当开关S1和S2均闭合时，电热丝R1和R2为并联关系，此时电路中的总电阻最大，相同时间内产生的热量最多。
【解答】A.由图可知R1和R2为并联关系；
B.R1和R2为并联关系，故两端电压相等；
C.电压相同时，电阻越大，电流越小，故其正确；
D.并联电路两条支路不会相互影响。
故答案为：C
3．【答案】（1）改变力的作用方向
（2）15
（3）调小排水口
【知识点】功的计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据定滑轮的特点解答；
（2）根据W=Gh计算克服井盖重力做的功；
（3）根据井盖被抬起的原理分析。
【解答】（1）定滑轮的作用是不省力不费力，但能改变力的作用方向；
（2）克服井盖重力做功：W=Gh=150N×0.1m=15J；
（3）根据乙图可知，当外面的雨水流入水槽后，水槽的重力增大，两个定滑轮上绳子产生的拉力增大，于是对井盖向上的支持力增大，于是井盖被顶起来。当降水量较小时，水槽的重力偏小，井盖受到的支持力偏小，井盖不易抬起。此时可以减小排水口，从而减小水槽里水的排水量，增大雨水在里面的停留时间，从而增大水槽重力，进而抬起井盖。
4．【答案】（1）小于
（2）设两孔之间距离为l
根据杠杆平衡条件：F甲l甲=Gl乙
答：绳子甲对晾杆的拉力F甲为10N。
（3）
答：根据题设，装置牵引钢丝绳做功的功率等于装置拉衣服的功率是3.6W。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）将5号孔看做杠杆的支点，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2比较两个拉力大小；
（2）将乙看做支点O，此时阻力臂为2L，动力臂为6L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可；
（3）根据W=Gh计算出克服衣服重力做功，再根据计算钢丝绳做功的功率。
【解答】（1）将5号孔看做杠杆的支点，则动力甲的力臂为4L，动力乙的力臂为2L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F甲×4L=F乙×2L，解得：F甲：F乙=1：2，那么F甲5．【答案】（1）解：G=mg=20千克×10牛/千克=200牛
F=G=200牛
s=1米×0.8米=0.8米2
p=F/s=200牛/0.8米2=250帕
答：包装箱对地面的最小压强是250帕。
（2）省力
（3）解：s=vt=25千米/时×0.8时=20千米
答：共行驶了20千米的路程。
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）压强=压力/受力面积；
（2）杠杆平衡条件为：动力x动力臂=阻力x阻力臂；
（3）路程=速度x时间。
【解答】（2）动力臂大于阻力臂，故为省力杠杆；
（3） 解：s=vt=25千米/时×0.8时=20千米
答：共行驶了20千米的路程。
6．【答案】（1）减小
（2）解：工作电路处于低功率状态时， 和 串联
欧
焦
工作电路处于高功率状态时， 和 并联
焦
消耗的总电能为 焦
答：测试中电热丝消耗的总电能为 焦。
（3）选用 与 并联，500牛压力下坐垫的最高温度值为
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据表格数据分析热敏电阻的阻值随温度的变化规律；
（2）根据甲图可知，当电路处于低功率状态时，两个电阻串联，根据R总=R1+R2计算出此时的总电阻，再根据 计算消耗的总电能。
当电路处于高功率状态时，两个电阻并联。根据分别计算出两个电阻丝消耗的电能，然后相加即可。
（3）①当电磁铁的电流达到0.05A时，转为低功率模式，此时温度达到最高。根据计算出此时控制电路的总电阻，然后根据表格确定45℃时热敏电阻的阻值，二者进行比较，根据串并联电路的电阻特点确定连接方式，并计算出加入的阻值。根据图像判断压力减小时45℃是否为最高温度，最终确定加入的力敏电阻即可。
②根据乙图确定500N时加入力敏电阻的阻值，然后根据并联电路的电阻规律计算出此时热敏电阻Ra的阻值，最后根据表格确定对应的最高温度即可。
【解答】（3）①当电磁铁的电流达到0.05A时，转为低功率模式，此时温度达到最高。
此时电路的总电阻为：；
根据表格可知，当温度为45℃时，热敏电阻Ra=180Ω；
则此时的总电阻小于热敏电阻，
根据并联电路总电阻小于任何一个组成电阻的规律可知，力敏电阻与热敏电阻并联。
根据得到：；
解得：R=360Ω；
即压力为1000N时，力敏电阻的阻值为360Ω；
则可能为Rc或Rd；
对于Rc来说，当压力减小时它的阻值增大，
根据并联电路电阻的特点可知，当总电阻不变时，热敏电阻的阻值要减小，
则此时温度会高于45℃；
因此只能选择Rd与Ra并联；
②当压力为500N时，Rd的阻值为300Ω；
根据得到：；
解得：Ra=200Ω；
根据表格可知，此时最高温度为43℃。
7．【答案】（1）
答：用普通充电桩充满电，消耗的电能为66kW·h。
（2）
答：用快充充电桩充满电，需要1.1h。
（3）增加快充充电桩数量
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据P=UI计算出普通充电桩的充电功率，再根据W=Pt计算消耗的电能；
（2）首先根据P=UI计算出快充充电桩的充电功率，再根据计算快充的时间；
（3）可从快充充电桩的数量的角度分析解答。
8．【答案】（1）解：
答：应选择允许通过最大电流至少为25安的导线
（2）解：
答：消耗电能1.17千瓦时。
（3）解：根据图乙可知，当温度为30℃时，Rt=20欧。根据图甲可知衔铁刚被吸下时线
圈的电流
当温度降为26℃时，Rt′=30欧
此时流过Rt的电流
工作原理：气温升至30℃时，衔铁被吸下，Rt和R0并联工作。气温从30℃下降到26℃，由于R0的作用，线圈的电流一直大于等于0.15安，衔铁一直被吸引，空调线路不断开。
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁铁的其他应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电功率最大时电流为最大值；
（2）电能=电功率x时间；
（3）自动控制模拟电路原理为：当气温升高时，电阻R1的阻值变小，控制电路中的电流增大，磁性增强，上方的衔铁被吸合，空调线路接通，空调工作；当空调工作，温度降低时，电阻R1升高，电流变小，衔铁向上运动，空调断路。
9．【答案】（1）解：发热电阻R1应选择的阻值为：R1= =55Ω
答：发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
（2）a；解：通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，热敏电阻的阻值为：600Ω；
控制电路中的电流达到0.03A时，电路的总电阻为：R总=q= =800Ω，
选用的定值电阻R0阻值为：R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω
答：选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；电器的电功率
【解析】【分析】电磁继电器是电磁铁应用，可以利用低电压、弱电流控制高电压和强电流；功率是指电流在单位时间内所做的功，表示做功的快慢；P=I2R=U2/R=UI
【解答】（1）已知加热功率P=880W；R1===55Ω；答：发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
（2）①从图中可以看出控制电路中的热敏电阻随着温度的升高而降低，所以当温度升高是时，控制电路中电阻变小，电流变大，磁性变强，吸引衔铁，所以发热电阻不工作，所以①工作电路中的发热电阻R，应设计在a处。
②解：通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，热敏电阻的阻值为：600Ω；控制电路中的电流达到0.03A时，电路的总电阻为：R总=q= =800Ω，选用的定值电阻R0阻值为：R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω；
故答案为：（1） 解：发热电阻R1应选择的阻值为：R1= =55Ω
答：发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
（2） a；解：通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，热敏电阻的阻值为：600Ω；控制电路中的电流达到0.03A时，电路的总电阻为：R总=q= =800Ω，选用的定值电阻R0阻值为：R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω
答：选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。
10．【答案】（1）石块投射的距离与投射角度的关系
（2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)
【知识点】观察结果的记录与分析；科学探究的基本环节；杠杆的应用
【解析】【分析】 科学探究的六个步骤：提出问题-建立猜想和假设-制定实验方案-收集事实与证据-检验与评价-合作与交流。
【解答】（1）从题目的表格设计中可以看出本实验探究的问题是石块投射的距离与投射角度的关系
（2）分析表格数据可以得出的结论是石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；
此原理是一个杠杆，支点在中间，所以为了使投石器能将石块投得更远，就是让投石器受到的力更大，可以增大配重的质量或者增加木杆的长度都可以；
故答案为：（1） 石块投射的距离与投射角度的关系 （2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)
11．【答案】（1）煤油的温度
（2）如图：
（3）不合理。当调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，通过30欧电热丝的电流不是设定值
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）煤油的质量相等，根据Q=cm△t可知，煤油的温度升高的越多，则说明电流产生的热量越多，即根据煤油温度的变化可以判断产生热量的多少；
（2）根据描点法画出图像的方法解答；
（3）根据乙图可知，R1和R2的阻值相等，电源电压相等。当开关分别与1和2闭合时，它们分别与变阻器串联，此时通过电流表的电流相等，这样可以避免调整过程产生热量对实验的影响。如果将R2换成30Ω的，那么通过电流表的示数就会发生变化，不是预定值，从而无法进行研究。
【解答】（1）实验中，要用煤油升高的温度反映产生热量的多少，因此步骤③的内容为：将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录煤油的温度。
（2）方格纸上已经存在描点，只需在各个描点附近画一条平滑的线将相临的点连接起来即可，如下图所示：
（3）滑动变阻器的阻值不变，如果两个电阻的阻值不同，那么电流表的示数会发生改变，则他的做法不合理，理由是：当调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，通过30欧电热丝的电流不是设定值。
1 / 12023年科学中考真题分类汇编：简单机械、电功与电功率
一、单选题
1．（2023·丽水）如图是教室壁挂式实物展台示意图。MN为展示台，PQ为连杆拉住展示台，m为展示物。以下是展示台承裁展示物时杠杆的示意图，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】杠杆的五要素，分为支点，动力臂，动力，阻力臂和阻力。
【解答】若去掉连杆pQ，此时MN展台会逆时针绕着N点转动，故支点在最右侧的N点；PQ的作用效果是拉住展台，避免其展台沿着逆时针方向转动，故其拉力方向为斜向上。
故答案为：A
2．（2023·杭州）如图所示为多档位加热器的电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时，对电路的分析正确的是（ ）
A．R1和R2串联
B．R1两端的电压小于R2两端的电压
C．流过R1的电流大于流过R2的电流
D．如果R1断了，R2也不能工作
【答案】C
【知识点】基本电路与电路图；电功率计算公式的应用；电功率
【解析】【分析】如图所示电路中，当开关S1和S2均闭合时，电热丝R1和R2为并联关系，此时电路中的总电阻最大，相同时间内产生的热量最多。
【解答】A.由图可知R1和R2为并联关系；
B.R1和R2为并联关系，故两端电压相等；
C.电压相同时，电阻越大，电流越小，故其正确；
D.并联电路两条支路不会相互影响。
故答案为：C
二、填空题
3．（2023·温州）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。
（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是 。
（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功 焦。
（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有： 。（写出一点）
【答案】（1）改变力的作用方向
（2）15
（3）调小排水口
【知识点】功的计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据定滑轮的特点解答；
（2）根据W=Gh计算克服井盖重力做的功；
（3）根据井盖被抬起的原理分析。
【解答】（1）定滑轮的作用是不省力不费力，但能改变力的作用方向；
（2）克服井盖重力做功：W=Gh=150N×0.1m=15J；
（3）根据乙图可知，当外面的雨水流入水槽后，水槽的重力增大，两个定滑轮上绳子产生的拉力增大，于是对井盖向上的支持力增大，于是井盖被顶起来。当降水量较小时，水槽的重力偏小，井盖受到的支持力偏小，井盖不易抬起。此时可以减小排水口，从而减小水槽里水的排水量，增大雨水在里面的停留时间，从而增大水槽重力，进而抬起井盖。
三、解答题
4．（2023·杭州）如图所示为自动升降单杆晾衣架，顶盒中有牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为30N的衣服（含衣架）挂在5号孔（不计晾杆和绳的重力，不计摩擦和空气阻力）。
（1）绳甲对晾杆的拉力为F甲，绳乙对晾杆的拉力为F乙，则F甲 F乙（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多少？
（3）闭合开关，牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.2m，用时10s，此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少？
【答案】（1）小于
（2）设两孔之间距离为l
根据杠杆平衡条件：F甲l甲=Gl乙
答：绳子甲对晾杆的拉力F甲为10N。
（3）
答：根据题设，装置牵引钢丝绳做功的功率等于装置拉衣服的功率是3.6W。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）将5号孔看做杠杆的支点，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2比较两个拉力大小；
（2）将乙看做支点O，此时阻力臂为2L，动力臂为6L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可；
（3）根据W=Gh计算出克服衣服重力做功，再根据计算钢丝绳做功的功率。
【解答】（1）将5号孔看做杠杆的支点，则动力甲的力臂为4L，动力乙的力臂为2L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F甲×4L=F乙×2L，解得：F甲：F乙=1：2，那么F甲5．（2023·台州）电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车，其部分参数如下表所示。
（1）装有电动微单车的包装箱总质量为20千克，平放在水平地面上时对地面的最小压强是
多少？
（2）如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图，其中O是支点，A是动力作用点，B是阻力作用点，此时扳手相当于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（3）一定条件下，电动微单车充满电后，能以最高时速匀速行驶0.8小时，共行驶了多少千米？
【答案】（1）解：G=mg=20千克×10牛/千克=200牛
F=G=200牛
s=1米×0.8米=0.8米2
p=F/s=200牛/0.8米2=250帕
答：包装箱对地面的最小压强是250帕。
（2）省力
（3）解：s=vt=25千米/时×0.8时=20千米
答：共行驶了20千米的路程。
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）压强=压力/受力面积；
（2）杠杆平衡条件为：动力x动力臂=阻力x阻力臂；
（3）路程=速度x时间。
【解答】（2）动力臂大于阻力臂，故为省力杠杆；
（3） 解：s=vt=25千米/时×0.8时=20千米
答：共行驶了20千米的路程。
6．（2023·温州）在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲，是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
闭合开关，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁和同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁和、恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。
（1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻R，的阻值 。（选填“变大”或“变小”）
（2）图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？
（3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能：
①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过；
②人离开后，坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值： 。（线圈阻值忽略不计）
【答案】（1）减小
（2）解：工作电路处于低功率状态时， 和 串联
欧
焦
工作电路处于高功率状态时， 和 并联
焦
消耗的总电能为 焦
答：测试中电热丝消耗的总电能为 焦。
（3）选用 与 并联，500牛压力下坐垫的最高温度值为
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据表格数据分析热敏电阻的阻值随温度的变化规律；
（2）根据甲图可知，当电路处于低功率状态时，两个电阻串联，根据R总=R1+R2计算出此时的总电阻，再根据 计算消耗的总电能。
当电路处于高功率状态时，两个电阻并联。根据分别计算出两个电阻丝消耗的电能，然后相加即可。
（3）①当电磁铁的电流达到0.05A时，转为低功率模式，此时温度达到最高。根据计算出此时控制电路的总电阻，然后根据表格确定45℃时热敏电阻的阻值，二者进行比较，根据串并联电路的电阻特点确定连接方式，并计算出加入的阻值。根据图像判断压力减小时45℃是否为最高温度，最终确定加入的力敏电阻即可。
②根据乙图确定500N时加入力敏电阻的阻值，然后根据并联电路的电阻规律计算出此时热敏电阻Ra的阻值，最后根据表格确定对应的最高温度即可。
【解答】（3）①当电磁铁的电流达到0.05A时，转为低功率模式，此时温度达到最高。
此时电路的总电阻为：；
根据表格可知，当温度为45℃时，热敏电阻Ra=180Ω；
则此时的总电阻小于热敏电阻，
根据并联电路总电阻小于任何一个组成电阻的规律可知，力敏电阻与热敏电阻并联。
根据得到：；
解得：R=360Ω；
即压力为1000N时，力敏电阻的阻值为360Ω；
则可能为Rc或Rd；
对于Rc来说，当压力减小时它的阻值增大，
根据并联电路电阻的特点可知，当总电阻不变时，热敏电阻的阻值要减小，
则此时温度会高于45℃；
因此只能选择Rd与Ra并联；
②当压力为500N时，Rd的阻值为300Ω；
根据得到：；
解得：Ra=200Ω；
根据表格可知，此时最高温度为43℃。
7．（2023·杭州）用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电
过程中的能量损失。
充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h
普通充电桩 相同 220 30 10
快充充电桩 600 100 ▲
（1）用普通充电桩充满电，消耗的电能为多少千瓦时？
（2）用快充充电桩充满电，需要多少小时？
（3）目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。为解决此问题，除用快充充电桩充电外，再提出一种设想。
【答案】（1）
答：用普通充电桩充满电，消耗的电能为66kW·h。
（2）
答：用快充充电桩充满电，需要1.1h。
（3）增加快充充电桩数量
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据P=UI计算出普通充电桩的充电功率，再根据W=Pt计算消耗的电能；
（2）首先根据P=UI计算出快充充电桩的充电功率，再根据计算快充的时间；
（3）可从快充充电桩的数量的角度分析解答。
8．（2023·台州）我省实施“清凉工程”，为每个教室安装了空调。
（1）安装一台额定电压为220伏，最大功率为5500瓦的空调，需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明，应选择允许通过最大电流至少为多少的导线？
（2）某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦，若连续制冷0.5小时，消耗多少电能？
（3）为落实节能降耗，某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路，实现当气温升至30℃时，衔铁才能被电磁铁吸下，接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙。
实际使用中发现：当气温在30℃上下波动时，空调线路会频繁接通和断开，影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻R0（如图丙），实现了空调线路接通后，气温降低至26℃以下时才自动切断，回升至30℃后才重新接通。请计算R0的阻值，并说出“气温从30℃降低至26℃时，空调线路不断开”的工作原理。（电路改进前后，衔铁刚被吸下时，电磁铁线圈中的电流大小不变；线圈电阻忽略不计）
【答案】（1）解：
答：应选择允许通过最大电流至少为25安的导线
（2）解：
答：消耗电能1.17千瓦时。
（3）解：根据图乙可知，当温度为30℃时，Rt=20欧。根据图甲可知衔铁刚被吸下时线
圈的电流
当温度降为26℃时，Rt′=30欧
此时流过Rt的电流
工作原理：气温升至30℃时，衔铁被吸下，Rt和R0并联工作。气温从30℃下降到26℃，由于R0的作用，线圈的电流一直大于等于0.15安，衔铁一直被吸引，空调线路不断开。
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁铁的其他应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电功率最大时电流为最大值；
（2）电能=电功率x时间；
（3）自动控制模拟电路原理为：当气温升高时，电阻R1的阻值变小，控制电路中的电流增大，磁性增强，上方的衔铁被吸合，空调线路接通，空调工作；当空调工作，温度降低时，电阻R1升高，电流变小，衔铁向上运动，空调断路。
9．（2023·舟山）科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动，过程如下：
[明确问题]科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准：
①工作电压：220V；煮饭模式功率：880W ；保温模式功率：88W；
②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。
（1）[方案设计]根据标准，小组讨论后，初步设计了如图甲的方案，图中开关S1，S2都闭合时，电饭煲处于煮饭模式，功率为880W，则发热电阻R1，应选择的阻值为多少欧？
（2）[方案优化]有同学认为甲方案不能实现自动切换功能，于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻，设计了如图乙的方案。
①工作电路中的发热电阻R，应设计在 ▲ 处(选填“a"或“b")。
②为确保安全，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，工作电路自动切换到保温模式，其中热敏电阻R的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为24V，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，工作电路自动切换到保温模式。那么，选用的定值电阻R0阻值应为多少欧？(电磁铁线圈阻值不计)
【答案】（1）解：发热电阻R1应选择的阻值为：R1= =55Ω
答：发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
（2）a；解：通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，热敏电阻的阻值为：600Ω；
控制电路中的电流达到0.03A时，电路的总电阻为：R总=q= =800Ω，
选用的定值电阻R0阻值为：R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω
答：选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；电器的电功率
【解析】【分析】电磁继电器是电磁铁应用，可以利用低电压、弱电流控制高电压和强电流；功率是指电流在单位时间内所做的功，表示做功的快慢；P=I2R=U2/R=UI
【解答】（1）已知加热功率P=880W；R1===55Ω；答：发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
（2）①从图中可以看出控制电路中的热敏电阻随着温度的升高而降低，所以当温度升高是时，控制电路中电阻变小，电流变大，磁性变强，吸引衔铁，所以发热电阻不工作，所以①工作电路中的发热电阻R，应设计在a处。
②解：通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，热敏电阻的阻值为：600Ω；控制电路中的电流达到0.03A时，电路的总电阻为：R总=q= =800Ω，选用的定值电阻R0阻值为：R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω；
故答案为：（1） 解：发热电阻R1应选择的阻值为：R1= =55Ω
答：发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
（2） a；解：通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，热敏电阻的阻值为：600Ω；控制电路中的电流达到0.03A时，电路的总电阻为：R总=q= =800Ω，选用的定值电阻R0阻值为：R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω
答：选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。
四、实验探究题
10．（2023·舟山）投石器是古代的攻城利器，科学小组同学想进一步了解投石器，开展了以下项目化学习研究：
[项目制作]经讨论后，利用配重、小石块、木杆、细绳、网兜等器材，制成投石器，如图。
[项目研究]
①松开系绳，配重下降，装有石块的一端快速上升，木杆停止后，石块被投出，记录石块投射的距离。
②调整系绳的长度，改变投射角度θ，记录投射距离，重复实验，数据如表。
投石器测试(m石块=50克)
投射角度θ 15° 30° 45° 60° 75°
投射距离(米) 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8
（1）小组同学探究的问题是 。
（2）根据表中数据，可得出的结论是 。
[项目迭代]为使投石器能将石块投得更远，请你写出一种方法 。
【答案】（1）石块投射的距离与投射角度的关系
（2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)
【知识点】观察结果的记录与分析；科学探究的基本环节；杠杆的应用
【解析】【分析】 科学探究的六个步骤：提出问题-建立猜想和假设-制定实验方案-收集事实与证据-检验与评价-合作与交流。
【解答】（1）从题目的表格设计中可以看出本实验探究的问题是石块投射的距离与投射角度的关系
（2）分析表格数据可以得出的结论是石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；
此原理是一个杠杆，支点在中间，所以为了使投石器能将石块投得更远，就是让投石器受到的力更大，可以增大配重的质量或者增加木杆的长度都可以；
故答案为：（1） 石块投射的距离与投射角度的关系 （2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)
11．（2023·温州）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路，和是阻值都为20欧的电热丝，放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下：
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度。
②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。
③将开关S拨至“2”，使工作50秒，断开开关S，测量并记录__________。
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、的数据如图丙。
（1）将步骤③补充完整。
（2）在答题纸图丙中画出与的关系图像。
（3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持不变，将更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由： 。
【答案】（1）煤油的温度
（2）如图：
（3）不合理。当调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，通过30欧电热丝的电流不是设定值
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）煤油的质量相等，根据Q=cm△t可知，煤油的温度升高的越多，则说明电流产生的热量越多，即根据煤油温度的变化可以判断产生热量的多少；
（2）根据描点法画出图像的方法解答；
（3）根据乙图可知，R1和R2的阻值相等，电源电压相等。当开关分别与1和2闭合时，它们分别与变阻器串联，此时通过电流表的电流相等，这样可以避免调整过程产生热量对实验的影响。如果将R2换成30Ω的，那么通过电流表的示数就会发生变化，不是预定值，从而无法进行研究。
【解答】（1）实验中，要用煤油升高的温度反映产生热量的多少，因此步骤③的内容为：将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录煤油的温度。
（2）方格纸上已经存在描点，只需在各个描点附近画一条平滑的线将相临的点连接起来即可，如下图所示：
（3）滑动变阻器的阻值不变，如果两个电阻的阻值不同，那么电流表的示数会发生改变，则他的做法不合理，理由是：当调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，通过30欧电热丝的电流不是设定值。
1 / 1
