中考物理压轴真题分类汇编（解析版）
挑战23 综合能力题（初中物理综合58题）
一．浮力与压强综合（共10小题）
二．功和机械能综合（共2小题）
三．简单机械综合（共8小题）
四．内能及其利用综合（共6小题）
五．电流和电路综合（共2小题）
六．欧姆定律综合（共5小题）
七．电功率综合（共13小题）
八．电与磁综合（共8小题）
九．信息、能源与可存续发展综合（共4小题）
一．浮力与压强综合（共10小题）
1．（2024·湖北武汉·中考真题）2024年4月19日，我国海洋油气生产平台“海基二号”总体结构完成安装，它刷新了高度、质量、作业水深和建造速度等多项亚洲纪录，“海基二号”由上部组块和水下的导管架组成。图甲是质量为的“海洋石油229”驳船将质量为的导管架运载至安装海域的情景。
（1）如图甲所示，导管架的底部固定着4块面积非常大的钢板，这4块钢板的作用是 。“海基二号”在指定海域成功安装后，这4块钢板处于水深324m的海底处，它们受到海水的压强是 Pa；
（2）导管架和驳船拖航的速度约为100m/min，它们到达240km外的安装海域所需要的时间约为 h。导管架和驳船沿直线向右匀速航行时，若以图乙中的长方形表示驳船上的导管架，请在图中画出导管架受力的示意图；( )
（3）这次海上安装采用了滑移下水方式：工程人员将驳船船头水舱的水排出一部分，又向船尾水舱注入一部分水，使驳船小角度倾斜，最后将驳船和导管架之间的连接点切割分离，导管架就在自身重力作用下顶端朝前沿着轨道滑入海中。若驳船船头水舱排出的水和船尾水舱注入的水的体积分别为和时，导管架顶端浸入海水中的体积为，则驳船和固定在驳船上的导管架总共受到的浮力是多少N？( )
2．（2024·湖南·中考真题）小静想知道家中一个实心金属小摆件是否为纯铜制成。她找来一个厚薄与质量分布都均匀的方形空盒A和一个方形透明水槽B，它们的底面积分别为SA、SB，且SA︰SB=1︰2。如图甲所示，装有摆件的空盒在水槽中水平稳定漂浮后，测出H1和h1；再将摆件从空盒中拿出，轻轻放入水中沉底静止后，空盒水平稳定漂浮，如图乙所示，测出H2和h2。整个过程中，不考虑摆件和空盒吸水，且水槽里的水质量不变，数据记录如下。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
水槽水位H1（m） 空盒浸入水中深度h1（m） 水槽水位H2（m） 空盒浸入水中深度h2（m）
0.2500 0.1000 0.2150 0.0200
（1）摆件放入水中前后，摆件所受重力的大小变化情况是 ；图甲中水对水槽底部的压强为p1，图乙中水对水槽底部的压强为p2，p2的大小比p1要 ；
（2）如图甲、乙所示，请结合表中数据，求出摆件静止在空盒A中到全部浸入水槽B中时，水槽底部所受水的压力变化量（结果可用SB表示）；
（3）小静用一把尺子就粗略得到该摆件的密度，请你也尝试用题中提供的数据算出该摆件的密度。
3．（2023·江苏南京·中考真题）图甲所示为公交车上的安全锤，具体形状如图乙所示。利用它在紧急情况下可以敲碎玻璃帮助乘客逃生。
（1）透过车窗可以清楚地看到窗外的景物，说明玻璃具有较好的 度；
（2）已知安全锤的质量为400g，求安全锤的重力（g取10N/kg） ；
（3）若敲击处玻璃能承受的最大压强为1.5×107Pa，锤尖的面积为2mm2，求至少要用多大的压力才能敲碎玻璃 。
4．（2023·湖南岳阳·中考真题）甲图中是一个高尔夫球、小聪发现它的表面不光滑而是布满凹坑，这是为什么呢？通过查阅资料，她了解到球在空气中高速运动时的情况如图乙、球前端与空气剧烈冲撞，产生巨大气压，而球后方的空气被排挤开，后方气压减小，于是产生方向向后的压力差，这种压力差就是压差阻力，高尔夫球表面凹坑的作用就是将表层空气紧紧贴合在球面，使得空气与球的分离点更靠后，从而减小压差阻力。
（1）其它条件相同时，布满凹坑的高尔夫球比光滑的高尔夫球飞得更 （选填“近”或“远”）；
（2）图乙中 球（选填“A”或“B”）是布满凹坑的高尔夫球。
5．（2023·江苏淮安·中考真题）小明同学用吸管制作了一个简易的密度计。
（1）他取来一根长度为的吸管并将底端密封，将一定数量的小钢珠放入吸管内作为配重，使其能够竖直漂浮在水中，如图甲所示。在吸管上标出水面的位置，测出该位置到吸管底端的距离为；
（2）吸管横截面积为，在水中漂浮时它所受重力与浮力相等，所以；若漂浮在其他液体中，则浸入的深度为，此时，由以上两式可得：。
（3）根据上式的数量关系，补全表格中的数据。（结果保留两位小数，
液体密度 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入深度 12.50 11.11 10.00 9.09
（4）根据表中的数据，小明在吸管上标出对应的刻度线，刻度线分布 （选填“是”或“不是”）均匀的，此密度计所能标注的最小密度值为 ；
（5）为了检验小明制作的密度计是否准确，小华将密度计放在密度为的煤油中，为了用更少的煤油完成实验，小华应该选择图乙四种圆柱形容器（已知和容器的深度为10cm，和容器的深度为22cm。容器的横截面积均满足测量需求）中的 容器。在密度计逐渐浸入煤油的过程中，密度计底端所受压强越来越 ；
（6）利用多种液体检验后，小华认为小明制作的密度计比较准确，于是用另一根长度相同且较细的吸管制作了等质量的密度计。小华直接将小明的数据标在自己制作的密度计上，若用小华的密度计来测量液体密度，测量值将 （选填“大于”“等于”或“小于”）液体密度的真实值。
6．（2023·山东威海·中考真题）某大学科研团队研制了一款无人潜航器，如图甲所示，其体积可通过从内部油舱向外部油囊压入油量的多少来改变，从而实现浮沉。（，，）请分析解答下列问题：
（1）当用缆绳吊起潜航器A点处挂钩时，潜航器总保持水平静止，B点处于潜航器中间位置。请判断潜航器重心在 点位置附近（选填“A”或“B”）；
（2）将潜航器从空中缓慢下放至水下，缆绳的拉力F随下降的高度h变化规律如图乙所示。求潜航器的体积是多少 ？（油囊没有充油，不计水的阻力）
（3）解开缆绳后潜航器下潜至海底，此时A点距海平面，A点受到海水的压强是多少 ？若想使潜航器上浮，至少向油囊压入多少的煤油 ？（忽略煤油因水压导致的体积变化）
7．（2023·湖南湘潭·中考真题）“曹冲称象”是家喻户晓的典故，兴趣小组受此启发，找来一个上端开口的空透明圆筒，底部用细线系一块质量适当的铁块，然后将其静止放置在水中，如图甲所示，此时圆筒浸入水中的深度为 5cm，水面与圆筒 A 点相平。利用此装置标上刻度后放入水中，可以方便地测量出物体的质量。在圆筒内放上一个物体后，如图乙所示， 圆筒浸入水中的深度为 10cm，水面与圆筒 B点相平。已知圆筒底面积为 10cm2，圆筒和铁块总重为0.6N，装置始终处于漂浮状态，圆筒始终竖直。则：
（1）甲图中圆筒和铁块受到的总浮力是 N， 它们浸入水中的总体积是 m3，铁块所受到的浮力为 N；
（2）乙图中圆筒底部受到水的压强是 Pa，受到水的压力为 N；
（3）为方便测量，圆筒A点应标上 kg 刻度线；
（4）利用此装置测量时，圆筒 B点的刻度线对应的质量应为多少？
8．（2023·江苏泰州·中考真题）2022年6月17日，我国第三艘国产航空母舰“福建号”成功下水，其满载排水量为88000t，如图所示。该航母满载时，受到的浮力为 N，当舰载机飞离航母后，航母所受浮力变 ，舱底所受海水压强变 ，此时航母排开的海水体积改变了26m3，则该舰载机的质量是 kg。（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
9．（2023·广东广州·中考真题）小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图1，当该液体温度为19℃时，质量为的小球b悬浮，b标记“19℃”；另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”，当小球悬浮时，它标记的温度与液体温度相等。图1、图2、图3中小球a、b、c均静止，忽略小球体积变化，g取10N/kg。
（1）图1中b悬浮。
①在方框中画出b的受力示意图（用“·”表示b）；
②求此时b受到的浮力；
③此时液体密度为，求b排开液体的体积。
（2）图2中b漂浮。
①此时b所受浮力 图1中b所受浮力（选填“大于”“等于”“小于”）；
②此时液体温度 19℃（选填“高于”“等于”“低于”）；
③小球c对应标记 （选填“15℃”“23℃”）。
（3）图3中液体温度的范围可能是 。
A．14℃以下 B．16℃~18℃ C．20℃~22℃ D．24℃以上
（4）液体温度在15℃~23℃范围内，b在液体中静止时所受浮力与液体温度关系的图像可能正确的是（b不接触其他小球） 。
10．（2023·江苏连云港·中考真题）“铜壶滴漏”是中国古代的计时工具，距今700多年。如图所示，它上面有三个壶，分别是日壶、月壶和星壶，也叫送水壶，最下面的寿壶也叫受水壶。日、月、星壶侧面底部都有一个龙头形滴水口，壶盖上开有一个进水孔，小水滴从日壶滴进月壶，再从月壶滴进星壶，最后进入受水壶。受水壶装有两个重要部件：一个是竖立在壶盖正中的铜尺，上有时辰刻度，从下到上分别为：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时，其中子时代表23:00~1:00，丑时代表1:00~3: 00……以此类推；另一个是浮箭，由小木块上连接一把木尺组成，随着受水壶里水量的增加，浮箭自然同步上升。观看浮箭顶端指示的铜尺刻度，就可以知晓当时、当地的时间了。请根据以上信息并结合所学知识，回答下面问题：
（1）如图是14∶00浮箭顶端指示的部分铜尺位置的示意图，其中正确的是 。
（2）若浮箭的重力为G，在受水壶中所受的浮力为，则G （选填“>”“=”或“<”）。随着受水壶水位的升高，浮箭下部小木块浸没在水中的深度 ，受水壶壶底受到水的压强 。若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功，还需要测量 。
二．功和机械能综合（共2小题）
11．（2024·陕西·中考真题）如图，是我国自主研发的“南鲲号”漂浮式波浪能发电装置，因其灵活机动，被称为海上移动充电宝。（g取10N/kg，海水密度取）
（1）“南鲲号”通过向水箱注水使自身下沉，以抵御超强台风，在下沉过程中，其底部受到海水的压强 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）“南鲲号”质量为，其漂浮时受到的浮力是多少？ 排开海水的体积是多少？
（3）若拖船将“南鲲号”匀速直线拖移至54km外的某岛礁，用时3h，其移动速度是多少？ 若拖船对“南鲲号”的牵引力恒为，则牵引力做功的功率是多少？
12．（2024·新疆·中考真题）位于博格达峰北坡山腰的新疆天池，碧水似镜，雪峰倒映，风光如画。
（1）某游客乘船游览天池时，其说话的声音在空气中传播的速度与在水中传播的速度大小 （填“相等”或“不等”）。远处雪峰在水中的倒影，是光在水面上 （填“反射”或“折射”）形成的，游船逐渐靠近雪峰时，雪峰的倒影的大小 （填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）天池湖面的海拔约为1900m，则天池湖面上的气压 （填“大于”或“小于”）1个标准大气压。某游客乘坐匀速上行的缆车沿途观光，缆车的起点和终点的海拔高度差为500m，已知该游客的质量为60kg，则整个上行过程中，缆车对该游客做的功为 J。若缆车从起点到终点用时5min，则缆车对该游客做功的功率为 W。
三．简单机械综合（共8小题）
13．（2024·广东广州·中考真题）如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为；
（1）支腿做成“”形而非“”形的作用是： ；
（2）求钢丝绳自由端的移动速度；
（3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。
14．（2024·山西·中考真题）小明在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。
错题记录 错题改正
站立地面踏脚跟是中国传统文化“八段锦”的第八式。如图为踏脚跟时右脚的一些相关数据，当脚跟抬离地面时，请你计算小腿肌肉拉力F1的大小。 解：如图将右脚看作杠杆，抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2。根据杠杆平衡条件得小腿肌肉拉力 错误之处： 错因分析： 正确解答：
15．（2024·江苏扬州·中考真题）如图所示，小明坐在座椅上，伸小腿时，小腿绕膝关节上固定点O转动，股四头肌群收缩提供动力。
（1）请在图中画出动力臂。
（2）小腿从图示位置缓慢伸至水平位置，阻力臂的变化情况是 ，动力的变化情况是 。
16．（2023·江苏镇江·中考真题）图1是我国古代劳动人民搬运巨木时的场景，简化装置如图2所示：O为轻质杠杆AB的转轴，OA∶OB=1∶3，物块用轻质细绳系在A端，工人在B端施加竖直向下的拉力F，此时杠杆水平平衡、物块重1200N，底面积为0.25m2，不计转轴摩擦。
（1）图1中，横杆属于 杠杆，垫上石块的目的是为了减小 ；
（2）为将图2中物块恰好拉离地面，求工人所用的拉力；
（3）剪断图2中A端细绳，求物块静止时对水平地面的压强。
17．（2023·四川绵阳·中考真题）请解答“人体和体育锻炼中的杠杆”项目式学习中的问题。
（1）构建杠杆概念：用手提起重物，从生物学的视角，可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动，如图1所示；从物理学的视角来看，桡骨可以简化为杠杆。请问：该杠杆的支点在哪里（用图1上标出的名称回答）？ 在提起重物的过程中，重物通过绳索对手掌的拉力是动力还是阻力？
（2）探究杠杆平衡条件：用如图2所示的装置探究杠杆平衡条件，需要测量并记录哪些物理量？ （用图2上标出的物理量符号回答）
（3）应用和拓展：引体向上，能充分训练肱二头肌。如图3是某同学做引体向上的情境，他双手握单杠，前臂与竖直方向成30°角，上臂与前臂成30°角，身体静止，上臂中肱骨可抽象成如图4所示的杠杆OB，A点是双手握单杠的点，O点是肘关节，B点是肩关节，认为B点是体重对肱骨竖直拉力的作用点，肱二头肌沿BC方向拉肱骨。已知该同学体重为600N，肱骨OB长约30cm，OC距离约4cm，由于C点距O点很近，认为BC与前臂AO的夹角也约为30°。两只手臂用力情况相同。求此时每只上臂的肱二头肌拉力的大小。
18．（2023·广东·中考真题）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。题图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 点。
（2）设大轮与小轮的半径比为3:1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N。（不计井绳的粗细和自重）
（3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 （选填“①”或“②”）。
19．（2023·广东广州·中考真题）图1中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图2中杠杆AB，移动支架，可使支点O在AB间移动。杆水平静止，忽略杆重；
（1）人对杆的压力为F1，绳对杆的拉力为F2，F1、F2竖直向下；①在图2中画出F1的力臂l1；②F2的力臂l2 （用F1、F2、l1表示）；
（2）同一石头仍悬挂在杆B端，人对杆A端的压力方向不变，只通过移动支点O使该压力变小，杆仍保持水平静止，支点O应向 （选填“A”“B”）端移动。
20．（2023·宁夏·中考真题）10月16日，为世界脊柱日如图人的脊柱起着支撑头部的作用，颈部肌肉连接颈部和头部，并控制着头部的运动。长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤，人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆。分析问题：
（1）请在图中画出人体头部所受重力的示意图；
（2）人在低头过程中，头部的重力的力臂 （选填增大或减小）颈部肌肉群对后颅向下的拉力 （填增大或减小）若将拉力看作动力，这是一个 杠杆，头部向下弯曲度增大颈椎所受的 增大；
（3）结合以上分析，给出一条保护颈椎健康的合理建议。
21．（2024·山东青岛·中考真题）自然界的运动形式多种多样，运动和相互作用存在紧密的联系．下面请和小明一起走进运动和力的世界。
(1)常见的运动形式有：①机械运动②分子热运动③振动……小明打开香皂的包装就闻到香味，这种运动形式属于 （填写序号）。
(2)将正在响铃的闹钟放入玻璃罩内，逐渐抽出罩内的空气，听到声音逐渐减小，这说明 。
(3)2024年4月23日，是人民海军诞生75周年纪念日．在参加青岛市海军成立纪念日舰艇开放活动时，小明了解到，在水下时潜艇的“耳朵”是声呐设备，“眼睛”是潜望镜，声呐系统是利用声传递 来工作的，潜望镜是利用光的 来工作的。
(4)小明在学习运动和力的知识时，整理了如下笔记：
①如图甲，木块在水平桌面上静止，水平方向不受力，合力为零；
②如图乙，木块在水平桌面上静止，和Ff是一对 力，合力为零；
③如图丙，木块水平向右做匀速直线运动，则 Ff，合力为零；
总结：当物体处于 状态时，所受合力为零。
④如图丁，小球上系一细线，细线右端固定，小球静止在水中时细线恰好水平，请作出小球所受力的示意图 。
22．（2024·陕西·中考真题）某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！”
同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为，水的密度为]
集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失）
（1）同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热的原因之一是：藏区海拔高，大气压强 （选填“大”或“小”），空气密度小，蓄水箱对流散热慢；
（2）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60％，则集热板中的水获得的内能是多少？ 这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？
（3）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数）
23．（2024·山东德州·中考真题）近年来我国大力提倡风力发电，如图为某小型风力发电机，已知该发电机1s内获得的风能E为8×104J，风能转化为电能的效率为25%，当地平均风速v为10m/s，发电机一天工作时间按5h计算。
(1)若发电机在1s内获得的风能E与风速v的定量关系为E=kv3，则常数k= J·（m/s）-3；
(2)发电机1天内产生的电能相当于完全燃烧多少千克煤放出的热量；（q煤=3.0×107J/kg）
(3)若发电机1天产生的电能全部用于给电动汽车提供动力，可供牵引力为1.2×103N的电动汽车以100km/h的速度匀速直线行驶多少小时。
24．（2024·海南·中考真题）科技助“荔”打造智慧果园。海南荔枝农利用植保无人机巡逻、喷药、施肥，百苗荔枝施肥只需三小时。作业前，装满药剂和汽油的无人机停在水平地面上，对水平地面的压强为，支架与水平地面的总接触面积为。作业时，该无人机先匀速直线上升3m，接着水平匀速飞行喷洒药剂。无人机上升时空气阻力和汽油消耗忽略不计。请完成下列问题。（，，取）
(1)无人机匀速上升时升力与总重力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力。
(2)满载时无人机的总质量为多少kg？
(3)上升过程升力做了多少功？
(4)若无人机的热机效率是40%，无人机消耗200mL汽油所做的有用功是多少？
25．（2024·山东枣庄·中考真题）在节能减排的今天，油电混合动力汽车（以下称“油电汽车”）已走进普通百姓家庭，油电汽车安装了一台内燃机和一台电机，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电。该油电汽车空车质量1120kg，电池容量44kW·h，汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1，g取10N/kg。
（1）当该油电汽车需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，给汽车提供动力，并通过“电机”给蓄电池充电，从能量转化的角度来看，该“电机”是将 能转化为 能；
（2）该油电汽车空车静止在水平地面上时，车胎与地面总接触面积约为1000cm2，则汽车对地面的压强是多少？
（3）小明爸爸的体重为80kg，小明爸爸独自驾驶该油电汽车匀速行驶时，汽车受到的牵引力是多少？
（4）小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶，其的速度随时间的变化图像如图所示，则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功及功率各是多少？
26．（2024·广东·中考真题）阅读短文，回答问题。
载人飞艇
2024年3月30日，我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功：推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功；辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。
当飞艇低速水平直线飞行时，其受到的空气阻力与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数见表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
空载质量（不含氦气） 3750kg 气囊总容积
发动机额定输出功率 辅助功的功率
发动机效率 36% 最大速度 70km/h
（1）气囊采用轻质材料制作是为了减小 ；
（2）飞艇的发电机利用 的原理发电；
（3）将气囊充满氦气，此时飞艇受到的浮力为 N，飞艇最多可载 位乘客升空；（每位乘客质量，，，）
（4）飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为和，则 ；
（5）飞艇低速水平匀速直线飞行时，若消耗10kg燃油，可飞行的最大距离为 km。（燃油热值）
五．电流和电路综合（共2小题）
27．（2024·湖北·中考真题）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为 能；
（2）当储氢瓶内气体压强为时，求瓶内壁的面积上受到的压力；
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度；
②求卡车所受牵引力；
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取）
28．（2024·河南·中考真题）诗句“蜂儿不食人间仓，玉露为酒花为粮。作蜜不忙采蜜忙，蜜成犹带百花香”，赞美了勤劳、无私的蜜蜂。对蜜蜂感兴趣的小华进行了以下专题研究。
（1）神奇功能
蜜蜂能根据气味找到蜜源，这是由于分子在不停地 。蜜蜂飞行时与空气摩擦带正电，而花粉带负电。花粉能吸到蜜蜂身上，是由于异种电荷 。
（2）飞行时间
蜜蜂有时要到很远的地方采蜜。若一只蜜蜂从蜂巢出发，飞行5km到达某采蜜点，采蜜后再原路返回蜂巢，一天如此采蜜15次，飞行速度为。则该蜜蜂一天飞行时间为多少？( )
（3）蜂蜜密度
蜂蜜的品质与密度有关。为测量蜂蜜的密度，先测出一个空瓶的质量；再将瓶子装满水，测出总质量；然后倒出瓶中的水，擦干后装满蜂蜜，测出总质量。请根据所测的物理量和水的密度，推导出蜂蜜密度的表达式。
六．欧姆定律综合（共5小题）
29．（2024·海南·中考真题）小海对压敏电阻的特性很感兴趣，他在老师的协助下制作了一个简易电子秤，图甲为设计原理图。电源电压保持不变，为定值电阻，为压敏电阻，重量指示表由一只量程为0~0.6A的电流表改装而成，放在上的是轻质绝缘托盘，的阻值与压力的关系如图乙所示。请完成下列问题。
(1)由图乙可知，压敏电阻的阻值随着压力F的增大而 ；
(2)闭合开关S后，在托盘中放置重为2N的物体时，电流表示数为0.24A；放置重为4N的物体时，电流表示数为0.6A。定值电阻为多大？
(3)在托盘中放置一个苹果，电流表指针指在满刻度的位置，此苹果的重力为多大？
(4)在调试过程中，发现此电子秤的量程较小，想要增大电子秤的量程，请你用学运的物理知识，在不改变原电路及元件的基础上，设计一个增大量程的简要方案。（可用简要文字、表达式、示意图进行说明）
30．（2024·江苏镇江·中考真题）某水位报警模拟装置如图1所示：浮子Q由圆柱体和硬杆构成，圆柱体的底面积，高，密度，硬杆的质量和体积均不计。Q只能沿图中竖直虚线运动。当向水池内缓慢注水使水位达到某处时，衔铁K被释放，电铃开始报警。已知：电源电压，为电阻箱，压敏电阻的阻值与硬杆对其压力F的关系图线如图2所示；当电磁铁线圈中的电流时，衔铁K被吸住，当时，衔铁K才会被释放；不计线圈电阻，g取。
(1)Q的质量为 。当水位不断上升时，池底所受水的压强将变 ；
(2)当Q刚开始向上运动时，求其浸在水中的体积；
(3)在报警装置能正常报警的情况下：
①求电阻箱接入电路的阻值范围；
②为降低刚开始报警时的水位，下列措施可行的有 。
（有多个选项正确，全部选对得2分，漏选得1分，不选或错选得0分）
A．仅适当增大硬杆的长度 B．仅适当增大圆柱体的高度
C．仅适当增大电源电压U D．仅适当增大接入电路的阻值
31．（2024·湖南·中考真题）超载存在安全隐患，交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小枫设计的模拟地磅原理的简化电路图，电源电压恒为3V，定值电阻R0规格可选，电压表（选0~3V量程），力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板，检测时将货车模型静置于其上。（g取10N/kg）
（1）若货车模型总质量为1.5kg，则其所受重力为 N；
（2）如果用图甲所示电路检测，当定值电阻R0一定时，静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大，电压表示数越 ；
（3）小枫将电压表改接到定值电阻R0两端后，如图丙所示，且将电压表2V刻度线处设置为货车模型总质量最大值，超过此刻度线代表超载。如果设定检测的货车模型总质量不超过2kg，则R0阻值应为 Ω。
32．（2024·四川成都·中考真题）小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置，其示意图如图甲，物体放在有弹簧支撑的托盘上，弹簧底部固定，该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP。与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V，定值电阻R0为30Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，变阻器标有“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S，当电流表示数I=0.4A时，求物体的重力G。
（2）在保证电路各元件安全的情况下，求RP的变化范围。
33．（2024·吉林长春·中考真题）“遥遥”生物小组培育的植株的生长环境温度不能超过30℃，并且在20~30℃之间需满足一定的湿度要求。“领先”科创小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图甲所示。电源为特制的可调恒流电源（使所在电路中的电流恒等于“预先设定的电流”），完全相同的防水热敏电阻、的阻值随温度的变化规律如图乙所示。
（1）小组将“预先设定的电流”设置为后进行报警触发设置。
温度报警触发设置：30℃时两端电压为，将该电压设为温度报警触发值U，当两端实际电压时，触发温度报警。
湿度报警触发设置：用一端浸在水中的湿纱布敷在上。由于湿纱布中的水 ，使温度降低，导致两端电压与两端电压产生电压差。环境越干燥，与的温差越大，也越大，因此可用表示湿度状况。当时需要湿度报警，将时的电压差设为湿度报警触发值，记为。请计算 （写出必要的文字说明、表达式及最后结果）；
（2）现根据实际需要改变“预先设定的电流”，使装置在且湿度报警触发值比增大时触发湿度报警。重新调节后的温度报警触发值U为 。
34．（2024·山东东营·中考真题）2023年12月，中央经济工作会议将低空经济列为战略性新兴产业之一。飞行汽车作为一种颠覆性的交通方式，将为人们带来更多体验感。图甲为某款低空飞行汽车，在地面时相当于四轮轿车；飞行时可伸出两支折叠螺旋桨成为飞行器。该车质量为2×103kg，静止时每个轮子与地面接触面积为250cm2；其配备的电加热座椅内部简化电路如图乙所示。（g取10N/kg）
(1)飞行汽车空中悬停时，螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力 （选填“大于”“小于”或“等于”）飞行汽车所受的重力；
(2)飞行汽车沿直线试飞时，仪表显示它在10min内飞行的距离为30km，求它的平均速度 ；
(3)静止在水平地面上时，求它对地面的压强 ；
(4)该车座椅电加热系统使用12V电源供电，有高温、低温两个挡位，其高温挡的功率为72W，R2的阻值为4，求低温挡的功率以及电阻R2两端的电压 。
35．（2024·山东淄博·中考真题）商场有甲、乙两种价格相同的电热水壶，额定电压均为220V，额定功率分别为800W和1500W。请通过计算解决下列问题。
(1)家庭电路电压是220V，室内插座的额定电流是5A，用该插座给电热水壶供电，从安全用电的角度考虑，应选购哪种电热水壶？
(2)经测试发现，乙种电热水壶正常工作时，将质量为1kg的水从25℃烧开用时250s（标准大气压下）。若甲种电热水壶的加热效率为80%，从节能的角度考虑，应选购哪种电热水壶？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
七．电功率综合（共13小题）
36．（2024·四川巴中·中考真题）中医是中国医学文化的宝贵遗产。为了更好的控制煎药时的火候，某厂家生产了如图甲的一款全自动电煎药壶，它有“加热”和“保温”两个档位，简化电路图如图乙，其中S2是一个温控开关，温度过高时自动断开。
(1)如图乙当S1和S2闭合时，电煎药壶处于 （选填“加热”或“保温”）档。
(2)如图丙电能表的示数为 kw·h。
(3)用该电煎药壶将1kg水从20℃加热到70℃时，水吸收的热量为 J。
(4)某次煎药时关闭家里其他用电器，测出加热1min电能表表盘转过40圈，则电煎药壶实际功率为 W。
37．（2024·广东广州·中考真题）某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，、、为加热电阻，其中、的阻值均为，通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中。
（1）旋转开关转至 （选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”）时，电热敷腰带处于高温挡工作，理由是： ；
（2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为，求通电消耗的电能；
（3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为，求电路的总电流；
（4）旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率。
38．（2024·甘肃临夏·中考真题）某品牌电热水壶铭牌如图甲所示，该电热水壶内部简化电路图如图乙所示。该电热水壶正常工作时，将初温为20℃的水加热至沸腾，用时。已知：外界大气压为1标准大气压，，。
（1）只闭合时，该电热水壶处于 （选填“保温”或“加热”）状态；
（2）求电阻的阻值；( )
（3）求在上述过程中电热水壶烧水的效率。( )
39．（2024·湖南·中考真题）小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型，如图所示。电源电压恒为6V，地灯L1标有“6V 3W”字样，床灯L2标有“6V 6W”字样。
（1）闭合开关S1，断开开关S2，灯 发光；
（2）求L2正常工作时的电阻R2；
（3）闭合开关S1、S2，求整个电路工作1min消耗的电能。
40．（2024·江苏无锡·中考真题）某款家用储水式电热水器额定电压为220V，额定功率为3000W，额定容量为60L，图甲是其电路原理图。插上插头，电热水器储满水后，闭合开关S，温控器开关K接触点1，对水进行加热，当加热温度达到设定温度时，K跳转接触点2，保温指示灯L亮起，停止加热；当水温下降，低于设定温度时，K再次接触点1进行加热。、、为加热电阻，其中。该电热水器的加热模式有四个挡位，选择“一挡”，、均断开。选择“二挡”，闭合、断开；选择“三挡”，断开、闭合，“三挡”加热时的功率是“二挡”加热时功率的1.5倍，选择“四挡”，、均闭合，此时电热水器在额定功率下工作。温控器开关K的结构如图乙所示，绕O点转动的杠杆OAB和绕点转动的杠杆通过弹簧相连。温包内充满热胀冷缩的感温液体，置于水中，温度与水温一致，水温升高，感温液体膨胀使膜盒顶端在A位置推杠杆OAB，当水温达到设定温度，动触点C与触点2相接，电热水器停止加热。调温旋钮为凹轮结构，绕固定轴M转动，顺时针转动调温旋钮，ME距离减小。[，]
（1）该电热水器储满60L水后，若选择“四挡”加热，加热效率为84%，将水从30℃加热到45℃需要的时间为多少？
（2）电阻的阻值为______Ω，该电热水器在“一挡”工作时的电流为______A（保留1位小数）。
（3）为提高所设定的加热温度，应如何旋转调温旋钮？请写出做法并说明理由。
41．（2024·山西·中考真题）在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题：
（1）在虚线框内画出烘干器内部电路图；
（2）使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
42．（2024·江苏扬州·中考真题）温差发电技术是绿色环保的发电技术，利用热电转换材料和两块金属板可制成简易的温差发电装置。如图所示，将发电装置的一块金属板放在冷水中，用火焰加热另一块金属板，观察到与热电转换材料连接的LED小灯珠发光。
（1）小明想利用此装置探究发电的电压与温度的关系，对此装置做了适当的改进：将LED小灯珠拆下，换成数字电压表接入电路；撤去蜡烛，将上端金属板A浸入热水中，用温度计每隔一段时间测量冷、热水的温度。测得数据如下：
热水温度/℃ 84.7 74.8 73.0 70.8 69.5 68.4
冷热水温差/℃ 64.1 54.2 52.4 50.2 48.9 47.8
电压U/V 5.39 5.27 4.57 4.25 4.16 3.90
①改变热源的目的是 ；
②分析表格数据，当时室温是 ℃；
③要提高发电电压可采取的办法是 、 ；（针对不同影响因素各写1条）
（2）我国科学家成功利用人体和环境的温差做出了温差电池。若该电池在1℃的温差下产生的电压，输出功率为，则输出电流为 A。
43．（2024·甘肃白银·中考真题）小明家买了一个既可烤肉、又可以吃火锅的多档位电火锅，其内部电路原理如图所示，部分参数如表所示，均为发热电阻，的阻值为。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同档位的转换；
物理量 参数
额定电压
中温档功率
低温档功率
（1）使用中温档时旋转开关应该旋转到跟 触点接触的位置，简单说明理由 ；
（2）电加热器电路中的阻值各为 、 ；
（3）在高温档模式下，向锅内装温度为的水，高温档连续正常工作，水温升高到，这时电火锅的加热效率是 。[电热丝的电阻不随温度变化，，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率]
44．（2024·云南·中考真题）我国制造的新型材料PTC、NTC可制成热敏电阻，现已打破国外技术垄断，被广泛应用于新能源汽车、电热器等多种电子产品。如图甲所示为PTC、NTC热敏电阻阻值随温度变化关系的图像。如图乙所示的电路，电源电压恒为6V，电压表量程，滑动变阻器Rp的阻值范围为，Rx的位置可接入PTC或NTC热敏电阻。
（1）由图甲可知，在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是 ；
（2）NTC热敏电阻温度为240℃时阻值为56Ω，将其接入图乙中的Rx位置，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.8V，求通过NTC热敏电阻的电流和通电10s它所消耗的电能；( ) ( )
（3）现有PTC和NTC热敏电阻各一个，请任选其一接入图乙中的Rx位置，在热敏电阻温度为152℃时移动滑片，使电压表示数为2.5V，然后保持滑片位置不变。为保证电路安全，求所选热敏电阻允许降到的最低温度。( )（计算过程中若有近似，请用分数代入计算）
45．（2024·天津·中考真题）生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。
【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为的电源上（如图所示），加热功率为，该电热丝的电阻 。（不考虑温度对电阻的影响）
【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为的电源上，可以得到另外两个加热功率和，且。请你在图甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出与之比。说明：电热丝上只有三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。
【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关，通过开关的通断和在1、2触点间的切换，实现加热垫和三档功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优化要求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。
46．（2024·河南·中考真题）小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。
额定电压 220V
高温挡功率 2000W
低温挡功率 800W
（1）如图，电暖器的插头是三脚插头，插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的 线相连，可防止漏电时对人造成伤害。电暖器工作时房间温度升高，这是通过 的方式增大空气内能的；
（2）小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10A，请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用；
（3）若该电暖器一天正常工作6h，其中高温挡2h，低温挡4h，则它一天耗电多少千瓦时？( )
（4）小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说：“应先把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。
八．电与磁综合（共8小题）
47．（2024·江苏淮安·中考真题）某款恒温箱的简化电路如图甲所示，控制电路中电源电压为且保持不变，电磁铁线圈电阻为，R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示；工作电路中的加热器（图中未画出）正常工作时的电阻为。求：
(1)加热器应接在图甲中 （填“ab”或“cd”）之间，控制电路中电磁铁的上端为 极；
(2)加热器正常工作产生的热量是多少？
(3)控制电路的电流减小到，衔铁会被释放。则当调节时，恒温箱内设定的最低温度为多少摄氏度？
(4)若使恒温箱内设定的最低温度提高一些，可将的滑片向 滑动一点。
48．（2024·山东菏泽·中考真题）植物生长需要适宜的环境湿度。某中学劳动实践小组为大棚内的植物“多肉”（适宜的环境湿度为30%~40%）设计了一个自动加湿装置，当环境湿度降至30%，加湿器恰好开始加湿，当环境湿度升至40%，加湿器恰好停止加湿，其电路如图所示。控制电路的电源电压U恒为6V，定值电阻为20Ω，湿敏电阻R的阻值随环境湿度的升高而减小，它的阻值与部分环境湿度对应关系如表所示。请完成下列问题（线圈电阻不计）：
（1）闭合开关，电磁铁的上端是 极；通过电磁铁的电流越大，磁性越 ；
（2）闭合开关、，求衔铁恰好被吸下时控制电路的总功率；( )
（3）若大棚内的植物换成牡丹（适宜的环境湿度为50%~70%），小明提出该加湿装置只更换电阻就能实现“当环境湿度降至50%，加湿器恰好开始加湿，当环境湿度升至70%，加湿器恰好停止加湿”，求更换后的阻值。( )
环境湿度 湿敏电阻R/Ω
70% 10
50% 20
40% 30
30% 40
49．（2024·黑龙江大庆·中考真题）小娜同学在物理实践活动中，设计了如图甲所示的电子质量测量仪。其中，电源电压恒定为，为粗细均匀的导体棒，阻值随长度均匀变化，总阻值为，总长度为。R是电阻箱，电压表量程为，电流表量程为。金属弹簧上端固定并通过导线与电压表连接，下端通过金属指针与导体棒始终保持良好接触。已知，电路中所用弹簧的弹力F与其伸长量L之间的关系如图乙所示。实验中弹簧的形变始终不超弹性限度，弹簧及指针质量不计，取。现闭合开关S，调节，请回答以下问题：
（1）不挂重物时，指针恰好指在的最上端。此时电压表示数为 V，电流表示数为 A；
（2）悬挂重物后，电流表的示数 （填“变大”“不变”或“变小”）。当弹簧下端悬挂某待测物体时，指针向下移动，则待测物体质量 ，电压表示数为 V；
（3）在保证电路安全的情况下，该电子质量测量仪所能测得物体的最大质量为 。通过调节电阻箱R的阻值，可以调节该测量仪的量程。如果要增大量程，应该将电阻箱R的阻值 （填“调大”“保持不变”或“调小”）。
50．（2024·宁夏·中考真题）电动垂直起降航空器，又称“空中出租车”，是一种能够垂直起降并依靠电力驱动的飞行器。某品牌“空中出租车”如图所示，最大起飞质量2t，5座设计，最大巡航速度200km/h，核心模组100%国产化。
（1）它的动力装置主要是电动机，下图能够反映它工作原理的是 。（填序号）
A． B．
（2）某同学乘坐汽车从银川到中卫旅游，用时约2.5h。若乘坐此“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，两地航线距离约150km，相比乘坐汽车缩短多长时间？
（3）若该“空中出租车”以最大起飞质量从100m的高度竖直降落到地面，重力做功是多少？（g取10N/kg）
（4）它静止时与水平地面的总接触面积为，以最大起飞质量静止在水平地面，对地面的最大压强是多少？
51．（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）【阅读材料，回答问题】
超级高铁
2023年我国超级高铁技术研究迎来重大突破，已经实现了低真空环境运行，空气阻力比传统高铁的空气阻力低3%，再加上磁悬浮技术，真正实现了贴地“飞行”。
磁悬浮技术是一种利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上的技术，可以消除轮轨间的摩擦力，降低噪声和能耗，真空管道是一种将管道内的空气抽走，形成真空状态的装置，这样可以减少空气阻力，提高列车的运行效率。
预计在2035年，上海一杭州线路将作为中国第一条超级高铁列车线路投入运营。在这条长150km的真空隧道运行，超级高铁时速可达到1000km，全程在真空管道中离地“飞行”。
（1）超级高铁主要是通过 的方法消除轮轨间的摩擦力；
A．增大压力 B．减小接触面粗糙程度 C．使接触面分离 D．变滑动为滚动
利用的原理是 。
（2）若超级高铁以600km/h的平均速度运行，从上海到杭州只需 min；
（3）超级高铁采用电力驱动，为方便控制磁场的变化，使用的磁体大多是 （选填“电磁铁”或“永磁体”）；
（4）相比传统高铁，超级高铁的优势有 （写出一条）。
52．（2024·广东·中考真题）我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜，潜水器内氧气浓度过低会影响内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。某科创小组设计了氧气浓度报警装置，其简化电路（未连接完整）如图甲所示。气敏箱可等效为一个电阻，其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙所示。闭合开关，当氧气浓度时，绿灯正常发光；当时，红灯正常发光。已知电源电压及两灯的额定电压均为4.8V，电磁铁线圈的电阻忽略不计。
（1）“奋斗者”号下潜过程中，受到海水的压强变 ；
（2）电解水制备氧气的过程中，电能主要转化为 能；
（3）图甲中的A灯为 （选填“红”或“绿”）灯；
（4）闭合开关S，当时，通过电磁铁线圈的电流为 A；
（5）请根据文中信息，用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整，要求导线不能相交（为接线柱）。
53．（2024·陕西·中考真题）小明为老师设计了一个电保温杯，在杯内水量不低于最低水位线的情况下，可将水温控制在45℃到55℃之间（即保温区间为45~55℃）。他用到的器材有电磁继电器、电热丝R1和R2、定值电阻R0、热敏电阻Rt、电源和开关等，其电路如图-1所示。控制电路中，Rt阻值随温度变化的情况如表格所示。当线圈中电流时，电磁铁将衔铁吸下，触点接触，时，电磁铁将衔铁释放，触点接触。工作电路电压为220V，其中低温挡功率为25W，高温挡功率为200W。请你分析计算：
30 35 40 45 50 55 60 65 70
195 155 120 90 65 45 30 20 15
(1)闭合开关S1、S2，当电保温杯中水的温度低于45℃时，Rt阻值较大，线圈中电流较小，触点接触，电热丝R2接入电路，此时工作电路为 （选填“高温”或“低温”）挡，R2的阻值为 。
(2)某次测试过程中，小明在杯中加入0.2kg温度为30℃的水，闭合开关S1、S2，并测出从开关闭合到衔铁被吸下的时间为2.5min，本次测试过程的加热效率是多少？［水的比热容为］
(3)电磁铁线圈电阻忽略不计，则控制电路的电源电压是多少？R0阻值是多少？
(4)小明想通过优化电路，再增加一个保温区间，且新增保温区间的最高温度为65℃请你帮助小明，在图2虚线框中画上适合的元件，将改进后的电路补充完整，并在图中标出元件的阻值规格。（此问不要求写出计算过程）
54．（2024·广东深圳·中考真题）已知某品牌混动飞行汽车电池容量20kW·h。当汽车功率为20kW时，以100km/h 的速度行驶； 当汽车功率为10kW时，以70km/h速度行驶。A 为车耗电与电池总容量之比。当A为80%时，车将采取“强制保电”措施关闭纯电模式，不再由纯电驱动。已知：s3：（s2+s4）=5：3
A 0~10% 10~50% 50~55% 55~75% 75~80%
s 16km s1 s2 s3 s4
（1）亮亮发现：飞行汽车匀速上升时动能 ，机械能 ；（均填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）当用电柱给飞行汽车充电时，蓄电池作为 （选填“开关”、“用电器”或“电源”）。下面哪个图与电动机的原理相同？ ；
（3）帮助亮亮同学思考飞行汽车在现实生活中可以应用的场景 ；
（4）下图是内燃机的 冲程；
（5）若此次测试后充电，电费为1.1元/度，从测试结束的电量充电，充满电需要的电费为 元；
（6）求帮助亮亮算出此次“纯电制动”时距离为 km。
九．信息、能源与可存续发展综合（共4小题）
55．（2024·山东青岛·中考真题）自然界的一切活动都需要能量，能量是由不同能源提供的，各种能源的广泛使用，极大地促进了人类文明的进步，下面请和小明一起走进能量的世界。
(1)“钻木取火”在人类利用能量的历史上非常重要，钻木取火通过 方式来改变内能；
(2)蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑，蒸汽机工作时将内能转化为机械能，这与四冲程汽油机的 冲程能量转化相同；
(3)电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。
①如图所示是小明家的部分电路，开关S控制灯泡L1和L2，请用笔画线代替导线，将图中的两盏灯泡、开关和插座接入电路中 ；
②小明家有一个铭牌模糊的电饭煲．他将电饭煲接在三孔插座上，关闭其它用电器，电饭煲正常工作3min，电能表的转盘转了30转，该电饭煲的额定功率为 kW；
(4)核反应堆的发明拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕，核能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源；
(5)能源危机已成为国际性问题，为了人类的未来，我们必须节约能源。节约能源的主要方式之一是开发新能源，下列不是利用新能源获得电能的是（ ）。
A． A．拦坝式潮汐能发电B．地热蒸汽发电C．硅太阳能电池D．煤炭火力发电
56．（2024·江苏无锡·中考真题）我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖。其工作流程如图所示，核燃料反应堆内有低浓度的铀-235，发生核反应后产生大量的热，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯，二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为、热量为，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%。（标准煤的热值取）
（1）核燃料反应堆中的铀-235是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生 （填物态变化名称）吸收热量；
（2）在下列方框中补充完整核能发电的能量转化过程 ；
（3）若给居民供热，相当于完全燃烧多少千克标准煤产生的热量？
（4）单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为 J。
57．（2024·贵州·中考真题）神舟系列飞船完成载人飞行任务后，航天员如何安全返回地球？且看科技含量十足的返回舱如何带航天员安全“回家”，如图1所示。
返回舱从进入大气层开始，经历了三个重要阶段。
第一阶段：返回舱与大气层剧烈摩擦，速度从7.9千米每秒逐渐降至几百米每秒，实现“超级减速”。
第二阶段：当返回舱距离10km左右时，降落伞打开，使返回舱速度从200m/s降至约7m/s。
第三阶段：返回舱降至距地面1m时，底部的反推发动机接收指令点火，产生向上的推力，使返回舱速度降至1~2m/s实现“温柔”着地。
请根据上述介绍，回答下列问题：
（1）要实现航天员安全“回家”，返回舱降低高度的三个阶段共同的核心任务是 ；
（2）返回舱在某阶段需通过舱内测距装置向地面发射信号，当返回舱接收到地面反射信号，即可测出此时其所在高度。若信号采用电磁波，接收到反射信号时的位置如图2所示；若信号采用超声波，请在答题卡的虚线框内画出返回舱接收到反射信号时的大致位置 。由此判断，返回舱实时测距装置发射的是 波；
（3）返回舱表面涂有防热材料，通过烧蚀带走因与大气剧烈摩擦产生的大量热量，但仍有部分热量传至舱内使其温度升高。你认为在返回舱的设计上如何保持舱内温度适宜？（写出两条设计办法即可）( )
（4）第一阶段的“超级减速”过程中，请比较内能增加量E1和返回舱重力势能减少量E2的大小关系，并说明理由。（忽略返回舱质量的变化）( )
58．（2024·四川成都·中考真题）图是小李购买的一款国产电话手表，她与爸爸妈妈一起了解和研究电话手表功能，以确保正确且安全使用；
（1）小李阅读说明书后，有以下认识，你认为不合理的是 ；
A．电话手表的表带内侧设计有导汗槽，有助于加快汗液的蒸发
B．用尖锐物撬手表电池容易起火，可能是因为电路发生了断路
C．恶劣天气搜索不到通信信号，可能是因为电磁波传播过程受到干扰
D．紧贴耳朵使用会造成听力损伤，是因为声音响度与声源到耳朵距离有关
（2）小李用电话手表与爷爷长时间视频通话，手表突然自动关机，原因是手表过热，启动了保护功能。她认为手表启动保护功能一段时间后，应有自动开机功能，于是她用所学知识设计出模拟热保护装置的示意图（如图甲），R0为定值电阻，R为热敏电阻（有两种类型可供选择，其电阻随温度变化关系如图乙所示，R的温度变化主要受发热元件影响）；下列分析合理的是 ；
A．热敏电阻应选择NTC类型
B．热敏电阻温度升高，电磁铁磁性减弱
C．启动保护模式后，控制电路自动断开
D．启动保护模式后，工作电路无法再次启动
（3）小李和爸爸在家庭实验室对电话手表进行充电测试，测得充电时充电器的输出电压约为5V，输出功率约为6W，则输出电流与常见家用电器 （选填“电视机”、“空调”或“电热灭蚊器”）的正常工作电流最接近；
（4）妈妈告诉小李，充电器在插座上未给电话手表充电时，内部也有电流通过。他们查阅网站得知，截止2024年3月末我国移动电话用户总数约为18亿户。若有四分之一用户不拔充电器，一户一个充电器，每个充电器每天平均闲置时间约为20h，平均实际功率约为0.1W，则全国一天因此浪费的电能约为 kW·h；
小李通过查询资料进一步发现，长时间让家用电器处于待机状态，不仅浪费电能，还可能引起火灾。为了您和家人的安全，请正确使用家用电器。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)中考物理压轴真题分类汇编（解析版）
挑战23 综合能力题（初中物理综合58题）
一．浮力与压强综合（共10小题）
二．功和机械能综合（共2小题）
三．简单机械综合（共8小题）
四．内能及其利用综合（共6小题）
五．电流和电路综合（共2小题）
六．欧姆定律综合（共5小题）
七．电功率综合（共13小题）
八．电与磁综合（共8小题）
九．信息、能源与可存续发展综合（共4小题）
一．浮力与压强综合（共10小题）
1．（2024·湖北武汉·中考真题）2024年4月19日，我国海洋油气生产平台“海基二号”总体结构完成安装，它刷新了高度、质量、作业水深和建造速度等多项亚洲纪录，“海基二号”由上部组块和水下的导管架组成。图甲是质量为的“海洋石油229”驳船将质量为的导管架运载至安装海域的情景。
（1）如图甲所示，导管架的底部固定着4块面积非常大的钢板，这4块钢板的作用是 。“海基二号”在指定海域成功安装后，这4块钢板处于水深324m的海底处，它们受到海水的压强是 Pa；
（2）导管架和驳船拖航的速度约为100m/min，它们到达240km外的安装海域所需要的时间约为 h。导管架和驳船沿直线向右匀速航行时，若以图乙中的长方形表示驳船上的导管架，请在图中画出导管架受力的示意图；( )
（3）这次海上安装采用了滑移下水方式：工程人员将驳船船头水舱的水排出一部分，又向船尾水舱注入一部分水，使驳船小角度倾斜，最后将驳船和导管架之间的连接点切割分离，导管架就在自身重力作用下顶端朝前沿着轨道滑入海中。若驳船船头水舱排出的水和船尾水舱注入的水的体积分别为和时，导管架顶端浸入海水中的体积为，则驳船和固定在驳船上的导管架总共受到的浮力是多少N？( )
【答案】 增大受力面积，减小压强 40
【详解】（1）[1]如图甲所示，导管架的底部固定着4块面积非常大的钢板，作用是通过增大受力面积来减小压强。
[2]钢板处于水深324m的海底处，受到的压强
（2）[3]导管架和驳船拖航的速度约为100m/min，它们到达240km外的安装海域所需要的时间约为
[4]导管架和驳船沿直线向右匀速航行时，导管架受到竖直向下的重力与反方向的支持力，大小相等，导管架受力的示意图如下：
（3）[5]驳船小角度倾斜前，驳船和导管架的总重力
驳船小角度倾斜时，水舱中水增加的重力
驳船小角度倾斜时处于漂浮状态，总浮力等于总重力，即
2．（2024·湖南·中考真题）小静想知道家中一个实心金属小摆件是否为纯铜制成。她找来一个厚薄与质量分布都均匀的方形空盒A和一个方形透明水槽B，它们的底面积分别为SA、SB，且SA︰SB=1︰2。如图甲所示，装有摆件的空盒在水槽中水平稳定漂浮后，测出H1和h1；再将摆件从空盒中拿出，轻轻放入水中沉底静止后，空盒水平稳定漂浮，如图乙所示，测出H2和h2。整个过程中，不考虑摆件和空盒吸水，且水槽里的水质量不变，数据记录如下。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
水槽水位H1（m） 空盒浸入水中深度h1（m） 水槽水位H2（m） 空盒浸入水中深度h2（m）
0.2500 0.1000 0.2150 0.0200
（1）摆件放入水中前后，摆件所受重力的大小变化情况是 ；图甲中水对水槽底部的压强为p1，图乙中水对水槽底部的压强为p2，p2的大小比p1要 ；
（2）如图甲、乙所示，请结合表中数据，求出摆件静止在空盒A中到全部浸入水槽B中时，水槽底部所受水的压力变化量（结果可用SB表示）；
（3）小静用一把尺子就粗略得到该摆件的密度，请你也尝试用题中提供的数据算出该摆件的密度。
【答案】 不变 小 350Pa×SB 8×103kg/m3
【详解】解：（1）[1]摆件放入水中前后质量不变，根据G=mg可知，摆件所受重力不变。
[2]由表中数据可知，图甲中水的深度H1=0.2500m，图乙中水的深度H2=0.2150m，根据p=ρgh可知，图甲中水对水槽底部的压强为p1大于图乙中水对水槽底部的压强为p2，所以p2的大小比p1要小。
（2）[3]由题意可知，图甲中水对水槽底部的压强为
p1=ρgH1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2500m=2500Pa
则图甲中水对水槽底部的压力为
F1=p1SB=2500Pa×SB
图乙中水对水槽底部的压强为
p2=ρgH2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2150m=2150Pa
则图甲中水对水槽底部的压力为
F2=p2SB=2150Pa×SB
因此水槽底部所受水的压力变化量
ΔF=F1-F2=2500Pa×SB-2150Pa×SB=350Pa×SB
（3）[4]假设空盒面积为S，则水槽面积为2S；根据图甲整体漂浮，得到整体质量等于整体排开液体的质量，即
……①
根据图乙空盒漂浮，得到空盒质量等于空盒排开液体的质量，即
……②
①-②得到摆件的质量为
因为水槽面积是空盒的2倍，故若在图甲中若将整体移除（即水槽中只有水），水面应下降，即水的总高度为；图乙水位上升到，故整体排开液体体积为
……③
图乙中，空杯子排开液体体积为
……④
③-④得到物体排开液体体积为
故摆件的密度为
答：（1）摆件放入水中前后，摆件所受重力的大小变化情况是不变；图甲中水对水槽底部的压强为p1，图乙中水对水槽底部的压强为p2，p2的大小比p1要小；
（2）水槽底部所受水的压力变化量为；
（3）小该摆件的密度为。
3．（2023·江苏南京·中考真题）图甲所示为公交车上的安全锤，具体形状如图乙所示。利用它在紧急情况下可以敲碎玻璃帮助乘客逃生。
（1）透过车窗可以清楚地看到窗外的景物，说明玻璃具有较好的 度；
（2）已知安全锤的质量为400g，求安全锤的重力（g取10N/kg） ；
（3）若敲击处玻璃能承受的最大压强为1.5×107Pa，锤尖的面积为2mm2，求至少要用多大的压力才能敲碎玻璃 。
【答案】 透光 4N
【详解】（1）[1]能够通过车窗清楚地看到窗外的景物，说明玻璃具有较好的透光性。
（2）[2] 安全锤的重力为
（3）[3]需要的压力为
4．（2023·湖南岳阳·中考真题）甲图中是一个高尔夫球、小聪发现它的表面不光滑而是布满凹坑，这是为什么呢？通过查阅资料，她了解到球在空气中高速运动时的情况如图乙、球前端与空气剧烈冲撞，产生巨大气压，而球后方的空气被排挤开，后方气压减小，于是产生方向向后的压力差，这种压力差就是压差阻力，高尔夫球表面凹坑的作用就是将表层空气紧紧贴合在球面，使得空气与球的分离点更靠后，从而减小压差阻力。
（1）其它条件相同时，布满凹坑的高尔夫球比光滑的高尔夫球飞得更 （选填“近”或“远”）；
（2）图乙中 球（选填“A”或“B”）是布满凹坑的高尔夫球。
【答案】 远
B
【详解】（1）[1]根据题意“高尔夫球表面凹坑的作用就是将表层空气紧紧贴合在球面，使得空气与球的分离点更靠后，从而减小压差阻力”可知，表面带凹坑的高尔夫球，压差阻力小，高尔夫球由于惯性，会运动的更远。
（2）[2]题意中，带凹坑的高尔夫球，前后的压差阻力小，所以B图符合题意。
5．（2023·江苏淮安·中考真题）小明同学用吸管制作了一个简易的密度计。
（1）他取来一根长度为的吸管并将底端密封，将一定数量的小钢珠放入吸管内作为配重，使其能够竖直漂浮在水中，如图甲所示。在吸管上标出水面的位置，测出该位置到吸管底端的距离为；
（2）吸管横截面积为，在水中漂浮时它所受重力与浮力相等，所以；若漂浮在其他液体中，则浸入的深度为，此时，由以上两式可得：。
（3）根据上式的数量关系，补全表格中的数据。（结果保留两位小数，
液体密度 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入深度 12.50 11.11 10.00 9.09
（4）根据表中的数据，小明在吸管上标出对应的刻度线，刻度线分布 （选填“是”或“不是”）均匀的，此密度计所能标注的最小密度值为 ；
（5）为了检验小明制作的密度计是否准确，小华将密度计放在密度为的煤油中，为了用更少的煤油完成实验，小华应该选择图乙四种圆柱形容器（已知和容器的深度为10cm，和容器的深度为22cm。容器的横截面积均满足测量需求）中的 容器。在密度计逐渐浸入煤油的过程中，密度计底端所受压强越来越 ；
（6）利用多种液体检验后，小华认为小明制作的密度计比较准确，于是用另一根长度相同且较细的吸管制作了等质量的密度计。小华直接将小明的数据标在自己制作的密度计上，若用小华的密度计来测量液体密度，测量值将 （选填“大于”“等于”或“小于”）液体密度的真实值。
【答案】 8.33 不是 0.5 D 大 小于
【详解】（3）[1]根据
得当液体的密度为时，浸入液体的深度为
（4）[2][3]根据
得
可知：和是反比例函数，所以，刻度分布不是均匀的；当液体密度最小时吸管全部浸没，吸管处于悬浮状态，浮力等于重力，即
液体的最小密度为
（5）[4]由表格数据知，密度计在煤油中时，浸没的深度为，所以应选择高度大于，所以A、B容器不合适；为了用更少的煤油完成实验，根据
知需要横截面积小的容器，故D容器最符合题意。
故选D。
[5]在密度计逐渐浸入煤油的过程中，深度变大，由知密度计底端所受压强越来越大。
（6）[6]等质量较细的密度计，横截面积小，漂浮在液体中受到的浮力不变，排开液体的体积不变，浸入的深度变大，若按照较粗密度计的刻度值标注，所测密度值偏小。
6．（2023·山东威海·中考真题）某大学科研团队研制了一款无人潜航器，如图甲所示，其体积可通过从内部油舱向外部油囊压入油量的多少来改变，从而实现浮沉。（，，）请分析解答下列问题：
（1）当用缆绳吊起潜航器A点处挂钩时，潜航器总保持水平静止，B点处于潜航器中间位置。请判断潜航器重心在 点位置附近（选填“A”或“B”）；
（2）将潜航器从空中缓慢下放至水下，缆绳的拉力F随下降的高度h变化规律如图乙所示。求潜航器的体积是多少 ？（油囊没有充油，不计水的阻力）
（3）解开缆绳后潜航器下潜至海底，此时A点距海平面，A点受到海水的压强是多少 ？若想使潜航器上浮，至少向油囊压入多少的煤油 ？（忽略煤油因水压导致的体积变化）
【答案】 A 0.45m3 3×107Pa 40kg
【详解】（1）[1] 用缆绳吊起潜航器A点处挂钩时，潜航器总保持水平静止,说明A点前后重量分布相等，则重心就在A点附近。
（2）[2]由图像可知，，浸没后,则根据称重法得浸没时浮力为
所以潜航器的体积即排开水的体积为
（3）[3]A点受到海水的压强为
[4]若想使潜航器上浮，浮力至少等于重力，所以需要增加的浮力为
所以增加的排水体积为
即向油囊压入煤油的体积为0.05m3,所以向油囊压入煤油的质量为
7．（2023·湖南湘潭·中考真题）“曹冲称象”是家喻户晓的典故，兴趣小组受此启发，找来一个上端开口的空透明圆筒，底部用细线系一块质量适当的铁块，然后将其静止放置在水中，如图甲所示，此时圆筒浸入水中的深度为 5cm，水面与圆筒 A 点相平。利用此装置标上刻度后放入水中，可以方便地测量出物体的质量。在圆筒内放上一个物体后，如图乙所示， 圆筒浸入水中的深度为 10cm，水面与圆筒 B点相平。已知圆筒底面积为 10cm2，圆筒和铁块总重为0.6N，装置始终处于漂浮状态，圆筒始终竖直。则：
（1）甲图中圆筒和铁块受到的总浮力是 N， 它们浸入水中的总体积是 m3，铁块所受到的浮力为 N；
（2）乙图中圆筒底部受到水的压强是 Pa，受到水的压力为 N；
（3）为方便测量，圆筒A点应标上 kg 刻度线；
（4）利用此装置测量时，圆筒 B点的刻度线对应的质量应为多少？
【答案】 0.6 0.1 1000 1 0 0.05kg
【详解】（1）[1]由题意可知，装置始终处于漂浮状态，则圆筒和铁块受到的总浮力等于自身总重力，即0.6N。
[2]把圆筒和铁块看做一个整体，则由可得
[3]不放物体时，圆筒进入水中的深度为5cm，圆筒的底面积为10cm2，则圆筒浸入水中的体积为
铁块的体积
铁块受到的浮力为
（2）[4]在圆筒内放上一个物体后，如图所示， 圆筒浸入水中的深度为 10cm，圆筒底部受到水的压强是
[5]受到水的压力为
（3）[6]不放物体时，圆筒处于漂浮状态，A点应标上0kg刻度线。
（4）[7]放入物体时，圆筒下沉了5cm，排开水的体积增加了
放入的物体的重力等于增加的浮力，即
物体的质量
故利用此装置测量时，圆筒 B点的刻度线对应的质量应为0.05kg。
8．（2023·江苏泰州·中考真题）2022年6月17日，我国第三艘国产航空母舰“福建号”成功下水，其满载排水量为88000t，如图所示。该航母满载时，受到的浮力为 N，当舰载机飞离航母后，航母所受浮力变 ，舱底所受海水压强变 ，此时航母排开的海水体积改变了26m3，则该舰载机的质量是 kg。（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
【答案】 8.8×108 小 小 2.6×104
【详解】[1]满载时受到的浮力为
F浮=G排=m排g=88000×103kg×10N/kg=8.8×108N
[2]满载时航母漂浮，处于平衡状态，所受浮力和航母的总重是一对平衡力，舰载机飞离航母后，航母总重力变小，航母仍漂浮，根据F浮=G可知航母所受浮力会变小。
[3]航母将会上浮一些，舱底到海面的深度h会变小，根据p=ρ液gh可知舰底所受海水的压强变小。
[4]因为航母漂浮在水面上，则F浮=G，舰载机飞离该航母后，则F浮′=G′，由于舰载机飞离该航母后，舰载机的重力G机=G﹣G′，则
ΔF浮=F浮﹣F浮′=G﹣G′=G机
根据F浮=ρ海gV排和G=mg可得，舰载机的质量
9．（2023·广东广州·中考真题）小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图1，当该液体温度为19℃时，质量为的小球b悬浮，b标记“19℃”；另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”，当小球悬浮时，它标记的温度与液体温度相等。图1、图2、图3中小球a、b、c均静止，忽略小球体积变化，g取10N/kg。
（1）图1中b悬浮。
①在方框中画出b的受力示意图（用“·”表示b）；
②求此时b受到的浮力；
③此时液体密度为，求b排开液体的体积。
（2）图2中b漂浮。
①此时b所受浮力 图1中b所受浮力（选填“大于”“等于”“小于”）；
②此时液体温度 19℃（选填“高于”“等于”“低于”）；
③小球c对应标记 （选填“15℃”“23℃”）。
（3）图3中液体温度的范围可能是 。
A．14℃以下 B．16℃~18℃ C．20℃~22℃ D．24℃以上
（4）液体温度在15℃~23℃范围内，b在液体中静止时所受浮力与液体温度关系的图像可能正确的是（b不接触其他小球） 。
【答案】 0.04N 等于 低于 15℃ D C
【详解】（1）①②[1][2]已知图1中b悬浮，处于静止状态，竖直方向受到的重力和浮力是一对平衡力，大小相等，方向相反，即
受力示意图如图所示：
③[3]由阿基米德原理可知，b排开液体的体积为
（2）①[4]图2中b漂浮，处于静止状态，竖直方向受到的重力与浮力是一对平衡力，大小相等，即
则此时b所受浮力等于图1中b所受浮力。
②[5]图2中b漂浮，图1中b悬浮，则图2中b排开液体的体积比图1中小，由于浮力相同，由可知，图2中液体密度比图1中大，由于液体密度随温度升高而变小，图1中液体温度为19℃时，所以此时液体温度低于19℃。
③[6]由上述分析可知，图2中温度低于19℃，所以小球c标记的温度为15℃。
（3）[7]图3中小球a、b、c都沉底，其中温度最高的小球标有23℃，当此小球悬浮时，此时液体温度为23℃，由于此小球沉底，浮力与悬浮时相比要小，由可知，此时液体密度比悬浮时的小，由于液体密度随温度升高而变小，所以此时液体温度大于23℃，ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（4）[8]当物体b漂浮时，此时浮力等于物体b重力，液体密度大于物体b密度，此时液体温度最低为15℃，当物体b悬浮时，此时浮力等于物体b重力，液体密度等于物体b密度，此时液体温度为19℃，当物体b沉底时，浮力小于物体b重力，液体密度小于物体b密度，此时液体温度最高，为23℃，所以浮力先不变后变小，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
10．（2023·江苏连云港·中考真题）“铜壶滴漏”是中国古代的计时工具，距今700多年。如图所示，它上面有三个壶，分别是日壶、月壶和星壶，也叫送水壶，最下面的寿壶也叫受水壶。日、月、星壶侧面底部都有一个龙头形滴水口，壶盖上开有一个进水孔，小水滴从日壶滴进月壶，再从月壶滴进星壶，最后进入受水壶。受水壶装有两个重要部件：一个是竖立在壶盖正中的铜尺，上有时辰刻度，从下到上分别为：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时，其中子时代表23:00~1:00，丑时代表1:00~3: 00……以此类推；另一个是浮箭，由小木块上连接一把木尺组成，随着受水壶里水量的增加，浮箭自然同步上升。观看浮箭顶端指示的铜尺刻度，就可以知晓当时、当地的时间了。请根据以上信息并结合所学知识，回答下面问题：
（1）如图是14∶00浮箭顶端指示的部分铜尺位置的示意图，其中正确的是 。
（2）若浮箭的重力为G，在受水壶中所受的浮力为，则G （选填“>”“=”或“<”）。随着受水壶水位的升高，浮箭下部小木块浸没在水中的深度 ，受水壶壶底受到水的压强 。若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功，还需要测量 。
【答案】 C = 不变 变大 浮箭上升的高度
【详解】（1）[1]分析可知，14:00在13:00~15:00之间，为未时，所以浮箭指向未。故ABD错误，C正确。
故选C。
（2）[2]浮箭漂浮，处于二力平衡状态，浮箭的重力为G，在受水壶中所受的浮力为F浮，则G=F浮。
[3][4]随着受水壶水位的升高，浮箭也跟着上升，浮力不变，故浮箭下部小木块浸没在水中的深度不变，受水壶壶底受到水的压强变大。
[5]若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功，还需要测量浮箭上升的高度。
二．功和机械能综合（共2小题）
11．（2024·陕西·中考真题）如图，是我国自主研发的“南鲲号”漂浮式波浪能发电装置，因其灵活机动，被称为海上移动充电宝。（g取10N/kg，海水密度取）
（1）“南鲲号”通过向水箱注水使自身下沉，以抵御超强台风，在下沉过程中，其底部受到海水的压强 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）“南鲲号”质量为，其漂浮时受到的浮力是多少？ 排开海水的体积是多少？
（3）若拖船将“南鲲号”匀速直线拖移至54km外的某岛礁，用时3h，其移动速度是多少？ 若拖船对“南鲲号”的牵引力恒为，则牵引力做功的功率是多少？
【答案】 变大 6×107N 6×103m3 5m/s 3×106W
【详解】（1）[1]由于液体压强随深度的增大而增大，所以“南鲲号”通过向水箱注水使自身下沉，在下沉过程中，其底部在海水中的深度增大，所以其底部受到海水的压强变大。
（2）[2]“南鲲号”在海中始终处于漂浮状态，由沉浮条件可知，“南鲲号”受到的浮力等于自身重力
F浮=G=mg=6×106kg×10N/kg=6×107N
[3]由阿基米德原理可得，排开海水的体积
（3）[4]拖船将“南鲲号”匀速直线拖移至54km外的某岛礁，用时3h，其移动速度
[5]若拖船对“南鲲号”的牵引力恒为6×105N，则牵引力做功的功率
12．（2024·新疆·中考真题）位于博格达峰北坡山腰的新疆天池，碧水似镜，雪峰倒映，风光如画。
（1）某游客乘船游览天池时，其说话的声音在空气中传播的速度与在水中传播的速度大小 （填“相等”或“不等”）。远处雪峰在水中的倒影，是光在水面上 （填“反射”或“折射”）形成的，游船逐渐靠近雪峰时，雪峰的倒影的大小 （填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）天池湖面的海拔约为1900m，则天池湖面上的气压 （填“大于”或“小于”）1个标准大气压。某游客乘坐匀速上行的缆车沿途观光，缆车的起点和终点的海拔高度差为500m，已知该游客的质量为60kg，则整个上行过程中，缆车对该游客做的功为 J。若缆车从起点到终点用时5min，则缆车对该游客做功的功率为 W。
【答案】 不等 反射 不变 小于 3×105 1000
【详解】（1）[1]声音在不同介质中传播速度不同，在水中的传播速度比在空气中快。
[2]水中的倒影属于平面镜成像现象，利用了光的反射。
[3]平面镜成像中像与物大小相等，游船逐渐靠近雪峰时，雪峰的大小不变，其倒影的大小也不变。
（2）[4]大气压随高度的增加而降低，因为天池湖面的海拔约为1900m，所以天池湖面上的气压小于一标准大气压。
[5]整个上行过程中，缆车对该游客做的功等于克服游客重力做的功，即
[6]若缆车从起点到终点用时5min，则缆车对该游客做功的功率为
三．简单机械综合（共8小题）
13．（2024·广东广州·中考真题）如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为；
（1）支腿做成“”形而非“”形的作用是： ；
（2）求钢丝绳自由端的移动速度；
（3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。
【答案】 减小压强 3m/s ，60%
【详解】
（1）[1]根据知，在压力不变时，增大受力面积减小压强。所以支腿做成“”形而非“”形的作用是减小吊车对地面的压强。
（2）[2]由图知物体有3段绳子承担，n=3，钢丝绳移动的距离
钢丝绳自由端的移动速度
（3）[3][4]此时该滑轮组做的总功
拉力F的功率
使用该滑轮组做的有用功
此时该滑轮组做的机械效率
14．（2024·山西·中考真题）小明在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。
错题记录 错题改正
站立地面踏脚跟是中国传统文化“八段锦”的第八式。如图为踏脚跟时右脚的一些相关数据，当脚跟抬离地面时，请你计算小腿肌肉拉力F1的大小。 解：如图将右脚看作杠杆，抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2。根据杠杆平衡条件得小腿肌肉拉力 错误之处： 错因分析： 正确解答：
【答案】 计算所得的省力杠杆的动力大于阻力 把阻力作用点到动力所在作用线的距离当做动力臂 见解析
【详解】[1]计算所得的省力杠杆的动力大于阻力。
[2]解题时错把阻力作用点到动力所在作用线的距离当做动力臂l1了，在杠杆中，动力臂是支点到动力作用线的距离，图中动力臂的距离应为
[3]解：如图将踏脚的右脚看作省力杠杆，抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2。根据杠杆平衡条件
得小腿肌肉拉力
15．（2024·江苏扬州·中考真题）如图所示，小明坐在座椅上，伸小腿时，小腿绕膝关节上固定点O转动，股四头肌群收缩提供动力。
（1）请在图中画出动力臂。
（2）小腿从图示位置缓慢伸至水平位置，阻力臂的变化情况是 ，动力的变化情况是 。
【答案】 变大 变大
【详解】（1）[1]由支点向动力作用线作垂线，垂线段即为动力臂，故作图如下：
（2）[2]小腿的重力为阻力，小腿从图示位置缓慢伸至水平位置，阻力作用线离支点越来越远，阻力臂的变化情况是变大。
[3]阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力将变大。
16．（2023·江苏镇江·中考真题）图1是我国古代劳动人民搬运巨木时的场景，简化装置如图2所示：O为轻质杠杆AB的转轴，OA∶OB=1∶3，物块用轻质细绳系在A端，工人在B端施加竖直向下的拉力F，此时杠杆水平平衡、物块重1200N，底面积为0.25m2，不计转轴摩擦。
（1）图1中，横杆属于 杠杆，垫上石块的目的是为了减小 ；
（2）为将图2中物块恰好拉离地面，求工人所用的拉力；
（3）剪断图2中A端细绳，求物块静止时对水平地面的压强。
【答案】 省力 压强 400N
【详解】（1）[1]杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，由图可知，横杆在使用的过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。
（1）[2]支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强。
（2）[3]件根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知G×OA=F×OB，为将图2中物块恰好拉离地面，工人所用的拉力为
（3）[4]在水平面上，物体对地面的压力为
物块静止时对水平地面的压强为
17．（2023·四川绵阳·中考真题）请解答“人体和体育锻炼中的杠杆”项目式学习中的问题。
（1）构建杠杆概念：用手提起重物，从生物学的视角，可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动，如图1所示；从物理学的视角来看，桡骨可以简化为杠杆。请问：该杠杆的支点在哪里（用图1上标出的名称回答）？ 在提起重物的过程中，重物通过绳索对手掌的拉力是动力还是阻力？
（2）探究杠杆平衡条件：用如图2所示的装置探究杠杆平衡条件，需要测量并记录哪些物理量？ （用图2上标出的物理量符号回答）
（3）应用和拓展：引体向上，能充分训练肱二头肌。如图3是某同学做引体向上的情境，他双手握单杠，前臂与竖直方向成30°角，上臂与前臂成30°角，身体静止，上臂中肱骨可抽象成如图4所示的杠杆OB，A点是双手握单杠的点，O点是肘关节，B点是肩关节，认为B点是体重对肱骨竖直拉力的作用点，肱二头肌沿BC方向拉肱骨。已知该同学体重为600N，肱骨OB长约30cm，OC距离约4cm，由于C点距O点很近，认为BC与前臂AO的夹角也约为30°。两只手臂用力情况相同。求此时每只上臂的肱二头肌拉力的大小。
【答案】 该杠杆的支点在肘关节 绳索对手掌的拉力是阻力 、、、 3900N
【详解】（1）[1][2]如图，肘关节是固定不动，相当于该杠杆的支点，绳索对手掌的拉力是阻碍杠杆转动的力，即阻力。
（2）[3]探究杠杆平衡条件，需要记录动力、阻力、动力臂、阻力臂，即、、、。
（3）[4]根据题意可知，OB是杠杆，O点是支点，则动力为每只上臂的肱二头肌拉力，动力臂
阻力
阻力臂
根据杠杆平衡条件可知，每只上臂的肱二头肌拉力的大小
18．（2023·广东·中考真题）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。题图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 点。
（2）设大轮与小轮的半径比为3:1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N。（不计井绳的粗细和自重）
（3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 （选填“①”或“②”）。
【答案】 省力 B 90 30 ①
【详解】（1）[1][2]为方便提水，根据题图可知，它是按照省力杠杆来设计的；由于辅围绕B点进行旋转，可知B点为其支点。
（2）[3][4]由于大轮与小轮的半径比为3∶1，当周长为3m的大轮转动一圈，则小轮也转动一圈，且小轮转动的距离为1m，由于木桶匀速上升，则井绳对水桶做功
根据图乙所示，大轮与小轮的半径比为3∶1，当动力臂为BC时，作用在C点的力最小，根据杠杆平衡条件可知，最小的力为
因为，可得
（3）[5]为了更省力，开关应选用动力臂较大的，故开关应选用①。
19．（2023·广东广州·中考真题）图1中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图2中杠杆AB，移动支架，可使支点O在AB间移动。杆水平静止，忽略杆重；
（1）人对杆的压力为F1，绳对杆的拉力为F2，F1、F2竖直向下；①在图2中画出F1的力臂l1；②F2的力臂l2 （用F1、F2、l1表示）；
（2）同一石头仍悬挂在杆B端，人对杆A端的压力方向不变，只通过移动支点O使该压力变小，杆仍保持水平静止，支点O应向 （选填“A”“B”）端移动。
【答案】 B
【详解】（1）[1]从支点分别作F1、F2的垂线，用大括号分别扩出l1、l2即为动力臂和阻力臂，如下图
F2的力臂
（2）[2]通过移动支点O使该压力变小，因为物体的重力不变，根据
可知只要减小l2，增大l1即可，故O点应该向B端移动。
20．（2023·宁夏·中考真题）10月16日，为世界脊柱日如图人的脊柱起着支撑头部的作用，颈部肌肉连接颈部和头部，并控制着头部的运动。长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤，人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆。分析问题：
（1）请在图中画出人体头部所受重力的示意图；
（2）人在低头过程中，头部的重力的力臂 （选填增大或减小）颈部肌肉群对后颅向下的拉力 （填增大或减小）若将拉力看作动力，这是一个 杠杆，头部向下弯曲度增大颈椎所受的 增大；
（3）结合以上分析，给出一条保护颈椎健康的合理建议。
【答案】 增大 增大 费力 压力 见解析
【详解】（1）[1]重力的方向竖直向下，作用点画在重心上，如图所示：
（2）[2][3]头部模型相当于简单机械中的杠杆；支点大约颈部下端，根据杠杆平衡条件GL1= FL2，重力的方向竖直向下，当低头角度变大时，重力的力臂L1增大，L2不变，故拉力F增大。
[4][5]若将拉力看作动力，动力臂小于阻力臂，这是一个费力杠杆； 头部向下弯曲角度增大，拉力变大，相当于支点的颈椎所受的压力增大。
（3）[6]为了保护颈椎健康，不要长时间低头看手机 （或适当抬高手机屏幕，减小低头角度或低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力）。
四．内能及其利用综合（共6小题）
21．（2024·山东青岛·中考真题）自然界的运动形式多种多样，运动和相互作用存在紧密的联系．下面请和小明一起走进运动和力的世界。
(1)常见的运动形式有：①机械运动②分子热运动③振动……小明打开香皂的包装就闻到香味，这种运动形式属于 （填写序号）。
(2)将正在响铃的闹钟放入玻璃罩内，逐渐抽出罩内的空气，听到声音逐渐减小，这说明 。
(3)2024年4月23日，是人民海军诞生75周年纪念日．在参加青岛市海军成立纪念日舰艇开放活动时，小明了解到，在水下时潜艇的“耳朵”是声呐设备，“眼睛”是潜望镜，声呐系统是利用声传递 来工作的，潜望镜是利用光的 来工作的。
(4)小明在学习运动和力的知识时，整理了如下笔记：
①如图甲，木块在水平桌面上静止，水平方向不受力，合力为零；
②如图乙，木块在水平桌面上静止，和Ff是一对 力，合力为零；
③如图丙，木块水平向右做匀速直线运动，则 Ff，合力为零；
总结：当物体处于 状态时，所受合力为零。
④如图丁，小球上系一细线，细线右端固定，小球静止在水中时细线恰好水平，请作出小球所受力的示意图 。
【答案】(1)②
(2)声音的传播需要介质
(3) 信息 反射
(4) 平衡 = 静止或匀速直线运动
【详解】（1）打开香皂的包装就闻到香味，这是香皂分子运动到鼻子内，属于扩散现象，是分子在不停的做无规则运动，属于②分子热运动。
（2）将正在响铃的闹钟放入玻璃罩内，逐渐抽出罩内的空气，随着空气的减少，听到声音逐渐减小，说明声音的传播需要介质。
（3）[1]声音可以传递信息，声呐系统是通过发射和接收超声波，利用声传递信息来工作的。
[2]潜望镜的镜片是两片平面镜，是利用光的反射来工作的。
（4）②[1]如图乙，木块在水平桌面上静止，处于平衡状态，和Ff大小相等，方向相反，在同一条直线上，都作用在木块上，是一对平衡力。
③[2]如图丙，木块水平向右做匀速直线运动，处于平衡状态，木块受到的合力为零，即所有向左的力大小等于所有向右的力，即
[3]根据上述实验分析可知：当物体处于静止或匀速直线运动状态时，所受合力为零。
④[4]小球静止在水中，处于平衡状态，细线对小球没有拉力，竖直方向上小球受到竖直向下的重力，竖直向上的浮力，作用点近似在小球的重心，如下图所示：
22．（2024·陕西·中考真题）某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！”
同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为，水的密度为]
集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失）
（1）同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热的原因之一是：藏区海拔高，大气压强 （选填“大”或“小”），空气密度小，蓄水箱对流散热慢；
（2）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60％，则集热板中的水获得的内能是多少？ 这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？
（3）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数）
【答案】 小 7.2×1011J 1.3×104m3 见解析
【详解】（1）[1]因为大气压强随海拔高度的增加而减小，所以藏区海拔高，大气压强小。
（2）[2][3]集热板接收的太阳辐射能量
W=Pt=3×106J/(m2 h)×4×104m2×10h=1.2×1012J由可得，集热板中的水获得的内能
Q吸=ηW=60%×1.2×1012J=7.2×1011J通过蓄水箱对用户全天持续供暖后剩余
Q吸剩=7.2×1011J-1.74×1011J=5.46×1011J由Q吸=cmΔt可得，蓄水箱内水的质量
由可得，蓄水箱的容积
（3）[4]蓄水箱储存的内能
Q'吸 =cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×1.3×107kg×(48℃-40℃)=4.368×1011J3天需要的热量
Q'放=3×1.74×1011J=5.22×1011J因为Q'放＞Q'吸，所以蓄水箱储存的内不能为县城用户按标准持续供暖3天。
23．（2024·山东德州·中考真题）近年来我国大力提倡风力发电，如图为某小型风力发电机，已知该发电机1s内获得的风能E为8×104J，风能转化为电能的效率为25%，当地平均风速v为10m/s，发电机一天工作时间按5h计算。
(1)若发电机在1s内获得的风能E与风速v的定量关系为E=kv3，则常数k= J·（m/s）-3；
(2)发电机1天内产生的电能相当于完全燃烧多少千克煤放出的热量；（q煤=3.0×107J/kg）
(3)若发电机1天产生的电能全部用于给电动汽车提供动力，可供牵引力为1.2×103N的电动汽车以100km/h的速度匀速直线行驶多少小时。
【答案】(1)80
(2)12kg
(3)3h
【详解】（1）由题可知，该发电机内获得的风能，当地平均风速，代入，解得
（2）发电机1天内产生的电能为
煤放出的热量为
需要完全燃烧煤的质量：
（3）由得，可供电动汽车行驶的路程为
可供电动汽车行驶的时间为
24．（2024·海南·中考真题）科技助“荔”打造智慧果园。海南荔枝农利用植保无人机巡逻、喷药、施肥，百苗荔枝施肥只需三小时。作业前，装满药剂和汽油的无人机停在水平地面上，对水平地面的压强为，支架与水平地面的总接触面积为。作业时，该无人机先匀速直线上升3m，接着水平匀速飞行喷洒药剂。无人机上升时空气阻力和汽油消耗忽略不计。请完成下列问题。（，，取）
(1)无人机匀速上升时升力与总重力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力。
(2)满载时无人机的总质量为多少kg？
(3)上升过程升力做了多少功？
(4)若无人机的热机效率是40%，无人机消耗200mL汽油所做的有用功是多少？
【答案】(1)是
(2)25kg
(3)
(4)
【详解】（1）无人机匀速上升时处于平衡状态，在竖直方向上受到的升力与总重力是一对平衡力，大小相等。
（2）满载时无人机的总重力为
满载时无人机的总质量为
（3）上升过程升力大小为
上升过程升力做的功为
（4）200mL汽油的质量为
200mL汽油完全燃烧放出的热量为
无人机消耗200mL汽油所做的有用功为
25．（2024·山东枣庄·中考真题）在节能减排的今天，油电混合动力汽车（以下称“油电汽车”）已走进普通百姓家庭，油电汽车安装了一台内燃机和一台电机，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电。该油电汽车空车质量1120kg，电池容量44kW·h，汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1，g取10N/kg。
（1）当该油电汽车需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，给汽车提供动力，并通过“电机”给蓄电池充电，从能量转化的角度来看，该“电机”是将 能转化为 能；
（2）该油电汽车空车静止在水平地面上时，车胎与地面总接触面积约为1000cm2，则汽车对地面的压强是多少？
（3）小明爸爸的体重为80kg，小明爸爸独自驾驶该油电汽车匀速行驶时，汽车受到的牵引力是多少？
（4）小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶，其的速度随时间的变化图像如图所示，则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功及功率各是多少？
【答案】 机械 电 1200N ，
【详解】（1）[1][2]内燃机通过电机给蓄电池充电，该电机相当于发电机，将机械能转化为电能。
（2）[3]汽车对地面的压力
F = G = mg =1120kg×10N/kg =11200N 汽车对地面的压强为
（3）[4]汽车匀速行驶的时间
t = (40-10)×60s=1800s
汽车匀速行驶的路程
汽车受到牵引力大小
F = f = 0.1G总= 0.1m总g=0.1(m+m2)g=0.1×(1120kg+80kg)×10N/kg = 1200N
（3）[5]牵引力做的功
牵引力的功率
26．（2024·广东·中考真题）阅读短文，回答问题。
载人飞艇
2024年3月30日，我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功：推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功；辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。
当飞艇低速水平直线飞行时，其受到的空气阻力与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数见表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
空载质量（不含氦气） 3750kg 气囊总容积
发动机额定输出功率 辅助功的功率
发动机效率 36% 最大速度 70km/h
（1）气囊采用轻质材料制作是为了减小 ；
（2）飞艇的发电机利用 的原理发电；
（3）将气囊充满氦气，此时飞艇受到的浮力为 N，飞艇最多可载 位乘客升空；（每位乘客质量，，，）
（4）飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为和，则 ；
（5）飞艇低速水平匀速直线飞行时，若消耗10kg燃油，可飞行的最大距离为 km。（燃油热值）
【答案】 质量 电磁感应 5.04×104 7 1∶4 16.2
【详解】（1）[1]气囊采用轻质材料制作，因为轻质材料密度小，根据可知，体积一定时是为了减小飞艇的质量，从而减小重力。
（2）[2]飞艇的发电机利用电磁感应现象的原理发电，将机械能转化为电能。
（3）[3]飞艇受到的浮力
[4]飞艇最多可载乘客升空时，飞艇的重力等于受到的浮力，即
G=F浮 =5.04×104N
则飞艇的总质量
气囊总容积4200m3，氦气的质量是
飞艇最多可载乘客的质量
m总人 =m总 m飞艇 m氦气=5.04×103kg 3750kg 840kg=450kg
飞艇最多可载乘客的位数
（位）
取整数，即飞艇最多可载7位乘客升空。
（4）[5]由图乙可知，飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力分别为1.5×103N、3×103N，因
W=Fs=fvt
所以，推动功之比
故。
（5）[6]燃油完全燃烧释放的热量
由 可得，发动机做的功
由图乙可知，f=500v。由
W=W推+W辅
可得
1.62×108J=500vs+5×104W×t
由可得
①
当
时，v=10m/s。此时①式中的分母有最小值，s有最大值，最大值为
五．电流和电路综合（共2小题）
27．（2024·湖北·中考真题）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为 能；
（2）当储氢瓶内气体压强为时，求瓶内壁的面积上受到的压力；
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度；
②求卡车所受牵引力；
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取）
【答案】 电 20m/s 132kg
【详解】（1）[1]氢燃料电池发生化学反应，将化学能直接转化为电能，供用电器使用。
（2）[2]当储氢瓶内气体压强为时，由得，瓶内壁的面积上受到的压力
（3）[3]①卡车的行驶速度
[4]②根据可得，卡车输出能量
由可得卡车匀速行驶72km所受牵引力
[5]③解法一：由
可得，燃油完全燃烧释放的热量为
由可得需要的燃油
减排的二氧化碳
解法二：
燃油燃烧生成的热量
效率
联立可得
需要的燃油
减排的二氧化碳
28．（2024·河南·中考真题）诗句“蜂儿不食人间仓，玉露为酒花为粮。作蜜不忙采蜜忙，蜜成犹带百花香”，赞美了勤劳、无私的蜜蜂。对蜜蜂感兴趣的小华进行了以下专题研究。
（1）神奇功能
蜜蜂能根据气味找到蜜源，这是由于分子在不停地 。蜜蜂飞行时与空气摩擦带正电，而花粉带负电。花粉能吸到蜜蜂身上，是由于异种电荷 。
（2）飞行时间
蜜蜂有时要到很远的地方采蜜。若一只蜜蜂从蜂巢出发，飞行5km到达某采蜜点，采蜜后再原路返回蜂巢，一天如此采蜜15次，飞行速度为。则该蜜蜂一天飞行时间为多少？( )
（3）蜂蜜密度
蜂蜜的品质与密度有关。为测量蜂蜜的密度，先测出一个空瓶的质量；再将瓶子装满水，测出总质量；然后倒出瓶中的水，擦干后装满蜂蜜，测出总质量。请根据所测的物理量和水的密度，推导出蜂蜜密度的表达式。
【答案】 做无规则运动 相吸引 6.25h
【详解】（1）[1]蜜蜂能根据气味找到蜜源，气味的产生是由于气味分子在空气中不停地做无规则运动的结果。
[2]蜜蜂飞行时与空气摩擦带正电，而花粉带负电，由于异种电荷相吸引，花粉能吸到蜜蜂身上。
（2）[3]若一只蜜蜂从蜂巢出发，飞行5km到达某采蜜点，采蜜后再原路返回蜂巢，一天如此采蜜15次，飞行总路程
则该蜜蜂一天飞行时间为
则该蜜蜂一天飞行时间为6.25h。
（3）[4]先测出一个空瓶的质量；再将瓶子装满水，测出总质量，则瓶中水的质量
装满蜂蜜后，蜂蜜的体积等于水的体积，则蜂蜜体积
擦干后装满蜂蜜，测出总质量，蜂蜜的质量
蜂蜜密度
蜂蜜密度表达式为。
六．欧姆定律综合（共5小题）
29．（2024·海南·中考真题）小海对压敏电阻的特性很感兴趣，他在老师的协助下制作了一个简易电子秤，图甲为设计原理图。电源电压保持不变，为定值电阻，为压敏电阻，重量指示表由一只量程为0~0.6A的电流表改装而成，放在上的是轻质绝缘托盘，的阻值与压力的关系如图乙所示。请完成下列问题。
(1)由图乙可知，压敏电阻的阻值随着压力F的增大而 ；
(2)闭合开关S后，在托盘中放置重为2N的物体时，电流表示数为0.24A；放置重为4N的物体时，电流表示数为0.6A。定值电阻为多大？
(3)在托盘中放置一个苹果，电流表指针指在满刻度的位置，此苹果的重力为多大？
(4)在调试过程中，发现此电子秤的量程较小，想要增大电子秤的量程，请你用学运的物理知识，在不改变原电路及元件的基础上，设计一个增大量程的简要方案。（可用简要文字、表达式、示意图进行说明）
【答案】(1)减小
(2)10Ω
(3)1N
(4)将电流表的量程改用大量程
【详解】（1）由图乙的信息可得，压敏电阻的阻值随着压力F的增大而减小。
（2）由图甲得，定值电阻R0、压敏电阻Rx串联，电流表测量电路电流。闭合开关S后，在托盘中放置重为2N的物体时，压敏电阻Rx受到的压力
由图乙得，压敏电阻Rx的阻值为90Ω，电流表示数为0.24A，由欧姆定律得，此时压敏电阻Rx的电压为
放置重为4N的物体时，压敏电阻Rx受到的压力
由图乙得，压敏电阻Rx的阻值为30Ω，电流表示数为0.6A，由欧姆定律得，此时压敏电阻Rx的电压为
由欧姆定律得，定值电阻为
（3）由串联电路电压特点与欧姆定律得，电源电压为
在托盘中放置一个苹果，电流表指针指在满刻度的位置，电流表的示数为
由欧姆定律得，此时电路电阻为
则此时压敏电阻Rx阻值为
由图乙得，此时压敏电阻Rx阻值为1N，则此苹果的重力为
（4）电子称的量程增大，则压敏电阻Rx受到的压力变大，压敏电阻Rx的阻值变小，则电路的总电阻变小，由欧姆定律得，电路电流变大，则应将电流表的量程改为大量程。
30．（2024·江苏镇江·中考真题）某水位报警模拟装置如图1所示：浮子Q由圆柱体和硬杆构成，圆柱体的底面积，高，密度，硬杆的质量和体积均不计。Q只能沿图中竖直虚线运动。当向水池内缓慢注水使水位达到某处时，衔铁K被释放，电铃开始报警。已知：电源电压，为电阻箱，压敏电阻的阻值与硬杆对其压力F的关系图线如图2所示；当电磁铁线圈中的电流时，衔铁K被吸住，当时，衔铁K才会被释放；不计线圈电阻，g取。
(1)Q的质量为 。当水位不断上升时，池底所受水的压强将变 ；
(2)当Q刚开始向上运动时，求其浸在水中的体积；
(3)在报警装置能正常报警的情况下：
①求电阻箱接入电路的阻值范围；
②为降低刚开始报警时的水位，下列措施可行的有 。
（有多个选项正确，全部选对得2分，漏选得1分，不选或错选得0分）
A．仅适当增大硬杆的长度 B．仅适当增大圆柱体的高度
C．仅适当增大电源电压U D．仅适当增大接入电路的阻值
【答案】(1) 0.6 大
(2)
(3) ABD
【详解】（1）[1]浮子Q的质量为
[2]当水位不断上升时，水的深度h变大，由可知，池底所受水的压强将变大。
（2）当浮子Q刚开始向上运动时，受到的浮力和重力相等，根据阿基米德原理可得，其浸在水中的体积
（3）[1]当未加水，即压力为0时，若电流为0.05A，则开始报警，由图可知，此时R2最小，为10Ω，R1接入电路的最大阻值
当圆柱体刚好浸没，即F最大时，若电流为0.05A，则开始报警，浮子Q所受浮力最大值
则F最大值为
由图可知，此时R2最大，为50Ω，R1接入电路的最小阻值
所以电阻箱R1接入电路阻值范围70Ω~110Ω。
[2] A．仅适当增大硬杆的长度，浮子Q能上浮距离变短，即露出的体积变大，则水位下降，故A符合题意；
B．仅适当增大圆柱体的高度，在浮子Q刚好上浮时，受到的浮力不变，排开水的体积不变，但圆柱体露出水面的体积变大，水位降低，故B符合题意；
C．仅适当增大电源电压U，在电磁铁线圈中的电流仍为0.05A时，由欧姆定律可知，电路中的总电阻变小，压敏电阻的阻值变小，在浮子Q刚好上浮时，受到的浮力不变，排开水的体积不变，但压敏电阻受到的压力变小，即硬杆对压敏电阻的压力变小，则硬杆受到的浮力变大，排开水的体积变大，水位升高，故C不符合题意；
D．仅适当增大R1 接入电路的阻值，在电磁铁线圈中的电流仍为0.05A时，由欧姆定律可知，电路中的总电阻变大，压敏电阻的阻值变大，在浮子Q刚好上浮时，受到的浮力不变，排开水的体积不变，但压敏电阻受到的压力变大，即硬杆对压敏电阻的压力变大，则硬杆受到的浮力变小，排开水的体积变小，水位降低，故D符合题意。
故选ABD。
31．（2024·湖南·中考真题）超载存在安全隐患，交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小枫设计的模拟地磅原理的简化电路图，电源电压恒为3V，定值电阻R0规格可选，电压表（选0~3V量程），力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板，检测时将货车模型静置于其上。（g取10N/kg）
（1）若货车模型总质量为1.5kg，则其所受重力为 N；
（2）如果用图甲所示电路检测，当定值电阻R0一定时，静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大，电压表示数越 ；
（3）小枫将电压表改接到定值电阻R0两端后，如图丙所示，且将电压表2V刻度线处设置为货车模型总质量最大值，超过此刻度线代表超载。如果设定检测的货车模型总质量不超过2kg，则R0阻值应为 Ω。
【答案】 15 小 1000
【详解】解：（1）[1]货车模型总质量为1.5kg，则其所受重力为
G=mg=1.5kg×10N/kg=15N
（2）[2]由图甲可知，R0与R串联，电压表与力敏电阻R并联，货车模型总质量越大，重力越大，则对绝缘平板的压力越大，由图乙可知，力敏电阻R的阻值越小，则电路的总电阻越小，根据欧姆定律可知，电路的电流越大，则R0两端的电压越大，根据串联分压可知，力敏电阻R两端的电压越小，所以电压表的示数越小。
（3）[3]由图丙可知，R0与R串联，电压表与R0并联，当货车模型总质量为2kg时，则其所受重力为
G1=m1g=2kg×10N/kg=20N
由图乙可知，此时力敏电阻R的电阻为500Ω，由题意知，将电压表2V刻度线处设置为货车模型总质量最大值，根据串联分压可得
则
答：（1）若货车模型总质量为1.5kg，则其所受重力为15N；
（2）如果用图甲所示电路检测，当定值电阻R0一定时，静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大，电压表示数越小；
（3）则R0阻值应为1000Ω。
32．（2024·四川成都·中考真题）小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置，其示意图如图甲，物体放在有弹簧支撑的托盘上，弹簧底部固定，该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP。与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V，定值电阻R0为30Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，变阻器标有“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S，当电流表示数I=0.4A时，求物体的重力G。
（2）在保证电路各元件安全的情况下，求RP的变化范围。
【答案】（1）4N；（2）18Ω~50Ω
【详解】解：（1）当电流表示数I=0.4A时，电路中的总电阻
此时RP大小
RP= R-R0=60Ω-30Ω=30Ω
根据图乙可知，此时物体重力为4N。
（2）因电压表的量程为0~15V，故R0能通过的最大电流
结合电流表量程、滑动变阻器允许通过的最大电流可得，电路的最大电流
Imax=I0=0.5A
此时RP的最小阻值
当物体重力为0时，RP取最大阻值50Ω，此时电路安全，故
所以RP的变化范围为18Ω~50Ω。
答：（1）闭合开关S，当电流表示数I=0.4A时，物体的重力为4N；
（2）在保证电路各元件安全的情况下，RP的变化范围为18Ω~50Ω。
33．（2024·吉林长春·中考真题）“遥遥”生物小组培育的植株的生长环境温度不能超过30℃，并且在20~30℃之间需满足一定的湿度要求。“领先”科创小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图甲所示。电源为特制的可调恒流电源（使所在电路中的电流恒等于“预先设定的电流”），完全相同的防水热敏电阻、的阻值随温度的变化规律如图乙所示。
（1）小组将“预先设定的电流”设置为后进行报警触发设置。
温度报警触发设置：30℃时两端电压为，将该电压设为温度报警触发值U，当两端实际电压时，触发温度报警。
湿度报警触发设置：用一端浸在水中的湿纱布敷在上。由于湿纱布中的水 ，使温度降低，导致两端电压与两端电压产生电压差。环境越干燥，与的温差越大，也越大，因此可用表示湿度状况。当时需要湿度报警，将时的电压差设为湿度报警触发值，记为。请计算 （写出必要的文字说明、表达式及最后结果）；
（2）现根据实际需要改变“预先设定的电流”，使装置在且湿度报警触发值比增大时触发湿度报警。重新调节后的温度报警触发值U为 。
【答案】 汽化吸热 2.4
【详解】（1）[1]由于湿纱布中的水汽化吸热，使温度降低。
[2]根据30℃时，R1两端的电压为3.6V，电流为2×10-3A，则30℃时R1的阻值为
每降低1℃，电阻阻值增加量为
初始两个电阻阻值相同，电压相同，均为3.6V，随着R2上的湿纱布水的汽化吸热，R2阻值增大，当Δt=5℃时，R2的增加量为
ΔR2=5℃×75Ω/℃=375Ω
故电压增加量为
ΔU=I·ΔR=2×10-3A×375Ω=0.75V
故ΔU0=0.75V。
（2）[3]增加后的
当Δt=8℃时，电阻增加量为
ΔR2′=8℃×75Ω/℃=600Ω
此时电流为
当温度为30℃时，电阻R1两端电压为
34．（2024·山东东营·中考真题）2023年12月，中央经济工作会议将低空经济列为战略性新兴产业之一。飞行汽车作为一种颠覆性的交通方式，将为人们带来更多体验感。图甲为某款低空飞行汽车，在地面时相当于四轮轿车；飞行时可伸出两支折叠螺旋桨成为飞行器。该车质量为2×103kg，静止时每个轮子与地面接触面积为250cm2；其配备的电加热座椅内部简化电路如图乙所示。（g取10N/kg）
(1)飞行汽车空中悬停时，螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力 （选填“大于”“小于”或“等于”）飞行汽车所受的重力；
(2)飞行汽车沿直线试飞时，仪表显示它在10min内飞行的距离为30km，求它的平均速度 ；
(3)静止在水平地面上时，求它对地面的压强 ；
(4)该车座椅电加热系统使用12V电源供电，有高温、低温两个挡位，其高温挡的功率为72W，R2的阻值为4，求低温挡的功率以及电阻R2两端的电压 。
【答案】(1)等于
(2)
(3)
(4)24W，8V
【详解】（1）飞行汽车空中悬停时，处于平衡状态，则重力和空气对螺旋桨向上的压力是一对平衡力，大小相等，而力的作用是相互的，则螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力与空气对螺旋桨向上的压力相等，可得螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力等于飞行汽车所受的重力。
（2）飞行汽车的平均速度
（3）因地面水平，飞行汽车静止在水平地面上时对地面的压力
飞行汽车对水平地面的压强
（4）由和得。由图乙可知，当开关接1时，与串联，电路总电阻最大，根据可知，电路总功率最小，此时处于低温挡；当开关接2时，只有工作，此时处于高温挡，则的阻值
低温挡时串联工作，串联电路的总电阻
此时电路中的电流
低温挡的功率
此时两端的电压
35．（2024·山东淄博·中考真题）商场有甲、乙两种价格相同的电热水壶，额定电压均为220V，额定功率分别为800W和1500W。请通过计算解决下列问题。
(1)家庭电路电压是220V，室内插座的额定电流是5A，用该插座给电热水壶供电，从安全用电的角度考虑，应选购哪种电热水壶？
(2)经测试发现，乙种电热水壶正常工作时，将质量为1kg的水从25℃烧开用时250s（标准大气压下）。若甲种电热水壶的加热效率为80%，从节能的角度考虑，应选购哪种电热水壶？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】(1)应选购甲种电热水壶
(2)应选购乙种电热水壶
【详解】（1）该插座允许接入的最大电功率
因为
所以从安全用电的角度考虑，应选购甲种电热水壶。
（2）标准大气压下水的沸点为100℃，将质量为1kg的水从25℃烧开，水吸收的热量
乙种电热水壶正常工作250s消耗的电能
乙种电热水壶的加热效率
甲种电热水壶的加热效率，则，从节能的角度考虑，应选购乙种电热水壶。
七．电功率综合（共13小题）
36．（2024·四川巴中·中考真题）中医是中国医学文化的宝贵遗产。为了更好的控制煎药时的火候，某厂家生产了如图甲的一款全自动电煎药壶，它有“加热”和“保温”两个档位，简化电路图如图乙，其中S2是一个温控开关，温度过高时自动断开。
(1)如图乙当S1和S2闭合时，电煎药壶处于 （选填“加热”或“保温”）档。
(2)如图丙电能表的示数为 kw·h。
(3)用该电煎药壶将1kg水从20℃加热到70℃时，水吸收的热量为 J。
(4)某次煎药时关闭家里其他用电器，测出加热1min电能表表盘转过40圈，则电煎药壶实际功率为 W。
【答案】(1)加热
(2)2022.8
(3)2.1×105
(4)800
【详解】（1）当S1和S2闭合时，电路是并联电路，此时总电阻最小，根据可知，此时电功率最大，电煎药壶处于加热状态
（2）图丙电能表的示数为2022.8kW·h。
（3）水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×（70℃-20℃）=2.1×105J
（4）加热1min电能表表盘转过40圈，消耗的电能为
电煎药壶实际功率为：
37．（2024·广东广州·中考真题）某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，、、为加热电阻，其中、的阻值均为，通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中。
（1）旋转开关转至 （选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”）时，电热敷腰带处于高温挡工作，理由是： ；
（2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为，求通电消耗的电能；
（3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为，求电路的总电流；
（4）旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率。
【答案】 de 旋转开关转至de时，电路电阻最小，电功率最大 3.3×104J 0.1A 44W
【详解】（1）[1][2]由图乙可知，旋转开关转至bc时，R1、R2串联，此时电路电阻最大，根据公式可知，电功率最小，为低温挡；旋转开关转至cd时，只有R2接入电路，为中温挡；旋转开关转至de时，R2与R3并联，电路电阻最小，功率最大，为高温挡。
（2）[3]电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为，通电消耗的电能为
（3）[4]旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为，电路的总电流为
（4）[5]旋转开关转至cd时，只有R2工作，为中温挡，电热敷腰带的功率为
38．（2024·甘肃临夏·中考真题）某品牌电热水壶铭牌如图甲所示，该电热水壶内部简化电路图如图乙所示。该电热水壶正常工作时，将初温为20℃的水加热至沸腾，用时。已知：外界大气压为1标准大气压，，。
（1）只闭合时，该电热水壶处于 （选填“保温”或“加热”）状态；
（2）求电阻的阻值；( )
（3）求在上述过程中电热水壶烧水的效率。( )
【答案】 保温
【详解】（1）[1] 分析电路可知，只闭合时，、串联，此时电路总电阻最大，根据可知总功率最小，为保温状态；、均闭合时，单独工作，此时电路总电阻较小，根据可知总功率最大，为加热状态。
（2）[2] 加热状态时，单独工作，则阻值为
保温状态时，、串联，则总电阻为
则电阻的阻值为
（3）[3] 水的质量为
水吸收的热量为
消耗电能为
则电热水壶烧水的效率为
39．（2024·湖南·中考真题）小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型，如图所示。电源电压恒为6V，地灯L1标有“6V 3W”字样，床灯L2标有“6V 6W”字样。
（1）闭合开关S1，断开开关S2，灯 发光；
（2）求L2正常工作时的电阻R2；
（3）闭合开关S1、S2，求整个电路工作1min消耗的电能。
【答案】 L1 6Ω 540J
【详解】解：（1）[1]由图可知，闭合开关S1，断开开关S2，灯L1接通电路，所以L1发光。
（2）[2]由题意知，床灯L2标有“6V 6W”字样，根据可知，R2的阻值为
（3）[3]闭合开关S1、S2，两个灯泡并联，根据并联电路电压的特点可知，两个灯泡两端的电压均为6V，因此均正常发光，因此整个电路工作1min消耗的电能
W=P总t=(P1+P2)t=(3W+6W)×60s=540J
答：（1）闭合开关S1，断开开关S2，灯L1发光；
（2）L2正常工作时的电阻为6Ω；
（3）闭合开关S1、S2，整个电路工作1min消耗的电能为540J。
40．（2024·江苏无锡·中考真题）某款家用储水式电热水器额定电压为220V，额定功率为3000W，额定容量为60L，图甲是其电路原理图。插上插头，电热水器储满水后，闭合开关S，温控器开关K接触点1，对水进行加热，当加热温度达到设定温度时，K跳转接触点2，保温指示灯L亮起，停止加热；当水温下降，低于设定温度时，K再次接触点1进行加热。、、为加热电阻，其中。该电热水器的加热模式有四个挡位，选择“一挡”，、均断开。选择“二挡”，闭合、断开；选择“三挡”，断开、闭合，“三挡”加热时的功率是“二挡”加热时功率的1.5倍，选择“四挡”，、均闭合，此时电热水器在额定功率下工作。温控器开关K的结构如图乙所示，绕O点转动的杠杆OAB和绕点转动的杠杆通过弹簧相连。温包内充满热胀冷缩的感温液体，置于水中，温度与水温一致，水温升高，感温液体膨胀使膜盒顶端在A位置推杠杆OAB，当水温达到设定温度，动触点C与触点2相接，电热水器停止加热。调温旋钮为凹轮结构，绕固定轴M转动，顺时针转动调温旋钮，ME距离减小。[，]
（1）该电热水器储满60L水后，若选择“四挡”加热，加热效率为84%，将水从30℃加热到45℃需要的时间为多少？
（2）电阻的阻值为______Ω，该电热水器在“一挡”工作时的电流为______A（保留1位小数）。
（3）为提高所设定的加热温度，应如何旋转调温旋钮？请写出做法并说明理由。
【答案】（1）1500s；（2）96.8Ω，1.2A；（3）见详解
【详解】解：（1）60L水的质量
将水从30℃加热到45℃水吸收的热量
加热器消耗电能
选择“四挡”，、均闭合，此时电热水器在额定功率下工作，需要的时间
（2）选择“二挡”，闭合、断开，此时单独接入电路，电路功率
选择“三挡”，断开、闭合，此时单独接入电路，电路功率
“三挡”加热时的功率是“二挡”加热时功率的1.5倍，则
则，选择“四挡”，、均闭合，此时、、并联，电路功率
解得，则电阻的阻值
选择“一挡”，、均断开，三个电阻串联，电热水器在“一挡”工作时的电流
（3）温包内充满热胀冷缩的感温液体，置于水中，温度与水温一致，水温升高，感温液体膨胀使膜盒顶端在A位置推杠杆OAB，当水温达到设定温度，动触点C与触点2相接，电热水器停止加热。为提高所设定的加热温度，感温液体膨胀对杠杆OAB的推力变大，根据杠杆平衡条件，应使弹簧对B点的拉力变大，因为顺时针转动调温旋钮，ME距离减小，则应逆时针转动调温旋钮，使ME距离变大，增大弹簧伸长量，使弹簧对B点的拉力变大。
答：（1）将水从30℃加热到45℃需要的时间为1500s；
（2）则电阻的阻值为96.8Ω，该电热水器在“一挡”工作时的电流为1.2A；
（3）应逆时针转动调温旋钮。
41．（2024·山西·中考真题）在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题：
（1）在虚线框内画出烘干器内部电路图；
（2）使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
【答案】（1）（2）220Ω
【详解】解：（1）由题意知，内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路，且发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象，因此发热电阻与电动机并联，一个开关在干路控制整个电路，另一个开关与发热电阻串联，控制发热电阻，如图所示：
（2）将发热电阻的功率减小到原来的一半，则更换后发热功率为220W，根据可知，此时发热电阻的阻值为
答：（1）烘干器内部电路图，如图所示：
（2）需要购买一个220Ω电阻替换原发热电阻。
42．（2024·江苏扬州·中考真题）温差发电技术是绿色环保的发电技术，利用热电转换材料和两块金属板可制成简易的温差发电装置。如图所示，将发电装置的一块金属板放在冷水中，用火焰加热另一块金属板，观察到与热电转换材料连接的LED小灯珠发光。
（1）小明想利用此装置探究发电的电压与温度的关系，对此装置做了适当的改进：将LED小灯珠拆下，换成数字电压表接入电路；撤去蜡烛，将上端金属板A浸入热水中，用温度计每隔一段时间测量冷、热水的温度。测得数据如下：
热水温度/℃ 84.7 74.8 73.0 70.8 69.5 68.4
冷热水温差/℃ 64.1 54.2 52.4 50.2 48.9 47.8
电压U/V 5.39 5.27 4.57 4.25 4.16 3.90
①改变热源的目的是 ；
②分析表格数据，当时室温是 ℃；
③要提高发电电压可采取的办法是 、 ；（针对不同影响因素各写1条）
（2）我国科学家成功利用人体和环境的温差做出了温差电池。若该电池在1℃的温差下产生的电压，输出功率为，则输出电流为 A。
【答案】 见解析 20.6 提高热水的温度/降低室温 更换发电效率更高的热电转换材料
【详解】（1）[1]小明想利用此装置探究发电的电压与温度的关系，则需要记录不同温度差下的电压示数，因用火焰加热A金属板时，金属板A的温度无法得到，且温度不易控制，从而无法得到温度差，因此撤去蜡烛，将上端金属板A浸入热水中，此时可用温度计测量热水的温度，从而得到冷热水的温度差。
（2）[2]由表格数据可知，冷水的温度
冷水的温度即水在室温下的温度，因此当时的室温是20.6℃。
（3）[3][4]由表格数据可知，当冷热水温度差越大时，发电的电压越高，因此要提高发电电压，可以增大温度差，即提高热水的温度或者降低室温；当热电转换材料不同时，产生发电电压的高低也不同，因此可以更换发电效率更高的热电转换材料。
（4）[5]该电池输出的电流为
43．（2024·甘肃白银·中考真题）小明家买了一个既可烤肉、又可以吃火锅的多档位电火锅，其内部电路原理如图所示，部分参数如表所示，均为发热电阻，的阻值为。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同档位的转换；
物理量 参数
额定电压
中温档功率
低温档功率
（1）使用中温档时旋转开关应该旋转到跟 触点接触的位置，简单说明理由 ；
（2）电加热器电路中的阻值各为 、 ；
（3）在高温档模式下，向锅内装温度为的水，高温档连续正常工作，水温升高到，这时电火锅的加热效率是 。[电热丝的电阻不随温度变化，，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率]
【答案】 2和3 当开关S与触点2和3接触时，电路中只有R2，由可知为中温档 66Ω 44Ω 90.9%
【详解】（1）[1][2]分析电路图可知，旋转开关S，让其和触点1和2接触时，R1与R2串联；旋转开关S，让其和触点2和3接触时，R1被短路，电路中只有R2；旋转开关S，让其和触点3和4接触时，R2与R3并联；由可知，电路中电阻越大时，电路的总功率越小，所以旋转开关S，让其和触点1和2接触时，电阻最大，为低温档；旋转开关S，让其和触点3和4接触时，电阻最小，为高温档；旋转开关S，让其和触点2和3接触时，电路中只有R2，为中温档。
（2）[3]由于旋转开关S，让其和触点2和3接触时，电路中只有R2，为中温档，所以
[4]旋转开关S，让其和触点1和2接触时，R1与R2串联，为低温档，则总电阻
则
（3）[5]旋转开关S，让其和触点3和4接触时，R2与R3并联，为高温档
锅内装2kg温度为20℃的水，水温升高到70℃，吸收的热量
高温档连续正常工作210s，消耗电能
电火锅的加热效率
44．（2024·云南·中考真题）我国制造的新型材料PTC、NTC可制成热敏电阻，现已打破国外技术垄断，被广泛应用于新能源汽车、电热器等多种电子产品。如图甲所示为PTC、NTC热敏电阻阻值随温度变化关系的图像。如图乙所示的电路，电源电压恒为6V，电压表量程，滑动变阻器Rp的阻值范围为，Rx的位置可接入PTC或NTC热敏电阻。
（1）由图甲可知，在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是 ；
（2）NTC热敏电阻温度为240℃时阻值为56Ω，将其接入图乙中的Rx位置，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.8V，求通过NTC热敏电阻的电流和通电10s它所消耗的电能；( ) ( )
（3）现有PTC和NTC热敏电阻各一个，请任选其一接入图乙中的Rx位置，在热敏电阻温度为152℃时移动滑片，使电压表示数为2.5V，然后保持滑片位置不变。为保证电路安全，求所选热敏电阻允许降到的最低温度。( )（计算过程中若有近似，请用分数代入计算）
【答案】 先变小后变大 0.05A 1.4J 见解析
【详解】（1）[1]在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高而增大，所以在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是先变小后变大。
（2）[2]通过NTC热敏电阻的电流
[3]通电10sNTC热敏电阻所消耗的电能
（3）[4]在热敏电阻温度为152℃时，两曲线相交，无论是PTC还是NTC热敏电阻接入电路，阻值均为60欧姆，此时电压表示数为2.5V，则Rp两端的电压为
串联电路电压比等于电阻比，故Rp连入电路的阻值为
解得
电压表最大测量值为3V，此时和Rp两端的电压相同，串联电路电流处处相等，所以和Rp的阻值相等，为84欧姆。由图甲可知，若将PTC接入电路，最低温度为24℃；若将NTC接入电路，最低温度为80℃。
45．（2024·天津·中考真题）生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。
【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为的电源上（如图所示），加热功率为，该电热丝的电阻 。（不考虑温度对电阻的影响）
【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为的电源上，可以得到另外两个加热功率和，且。请你在图甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出与之比。说明：电热丝上只有三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。
【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关，通过开关的通断和在1、2触点间的切换，实现加热垫和三档功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优化要求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。
【答案】 ，，推导见解析
【初步设计】根据得
【改进设计】设计甲乙电路图如图所示
将电热丝的中点与一端相连，另一端接电源，此时电阻为，功率为
将电热丝的中点与一端相连，然后将这一端与电源的一端相连，电源的另一端与电热丝的另一端相连，实际上是和并联，此时的总电阻为
总功率为
P1与P2之比为
【优化设计】当S与2触点接触，S0断开时，只有R0的简单电路，此时加热垫处于P0功率档；
当只闭合S0时，只有的简单电路，此时加热垫处于P1功率档；
当S与1触点接触，S0闭合时，和并联，此时加热垫处于P2功率档；
优化设计如图所示：
46．（2024·河南·中考真题）小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。
额定电压 220V
高温挡功率 2000W
低温挡功率 800W
（1）如图，电暖器的插头是三脚插头，插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的 线相连，可防止漏电时对人造成伤害。电暖器工作时房间温度升高，这是通过 的方式增大空气内能的；
（2）小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10A，请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用；
（3）若该电暖器一天正常工作6h，其中高温挡2h，低温挡4h，则它一天耗电多少千瓦时？( )
（4）小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说：“应先把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。
【答案】 地 热传递 见解析 见解析
【详解】（1）[1]电暖器的插头是三脚插头，插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的地线相连，可防止漏电时对人造成伤害。
[2]电暖器工作时放出热量，房间内的空气吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增大空气内能的。
（2）[3]电暖气工作时的最大电流为
所以此插座能满足该电暖器正常使用。
（3）[4]一天耗电为
（4）[5]同时使用电饭锅和电磁炉，总功率较大，根据，电路中总电流较大，根据焦耳定律，干路导线相同时间内产生的热量较多，容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。
八．电与磁综合（共8小题）
47．（2024·江苏淮安·中考真题）某款恒温箱的简化电路如图甲所示，控制电路中电源电压为且保持不变，电磁铁线圈电阻为，R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示；工作电路中的加热器（图中未画出）正常工作时的电阻为。求：
(1)加热器应接在图甲中 （填“ab”或“cd”）之间，控制电路中电磁铁的上端为 极；
(2)加热器正常工作产生的热量是多少？
(3)控制电路的电流减小到，衔铁会被释放。则当调节时，恒温箱内设定的最低温度为多少摄氏度？
(4)若使恒温箱内设定的最低温度提高一些，可将的滑片向 滑动一点。
【答案】(1) ab N
(2)
(3)50℃
(4)右
【详解】（1）[1]控制电路中，热敏电阻R和变阻器、电磁铁线圈串联。当温度升高时，热敏电阻R阻值变小，根据可知电流变大，则电磁铁磁性增强，衔铁被吸下，ab间用电器脱离电路。所以加热器应接在图甲中ab之间。
[2]电流从电磁铁下端流入，根据安培定则可知控制电路中电磁铁的上端为N极。
（2）加热器正常工作产生的热量为
（3）电流减小到时，控制电路总电阻为
则当调节时，热敏电阻阻值为
由乙图可知，此时温度为50℃，则恒温箱内设定的最低温度为50℃。
（4）衔铁被释放时的电流不变，根据可知总电阻不变，若使恒温箱内设定的最低温度提高一些，则对应的热敏电阻阻值变小，所以变阻器阻值应调大，可将的滑片向右滑动一点。
48．（2024·山东菏泽·中考真题）植物生长需要适宜的环境湿度。某中学劳动实践小组为大棚内的植物“多肉”（适宜的环境湿度为30%~40%）设计了一个自动加湿装置，当环境湿度降至30%，加湿器恰好开始加湿，当环境湿度升至40%，加湿器恰好停止加湿，其电路如图所示。控制电路的电源电压U恒为6V，定值电阻为20Ω，湿敏电阻R的阻值随环境湿度的升高而减小，它的阻值与部分环境湿度对应关系如表所示。请完成下列问题（线圈电阻不计）：
（1）闭合开关，电磁铁的上端是 极；通过电磁铁的电流越大，磁性越 ；
（2）闭合开关、，求衔铁恰好被吸下时控制电路的总功率；( )
（3）若大棚内的植物换成牡丹（适宜的环境湿度为50%~70%），小明提出该加湿装置只更换电阻就能实现“当环境湿度降至50%，加湿器恰好开始加湿，当环境湿度升至70%，加湿器恰好停止加湿”，求更换后的阻值。( )
环境湿度 湿敏电阻R/Ω
70% 10
50% 20
40% 30
30% 40
【答案】 S 强 0.72W
【详解】（1）[1] 闭合开关，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极。
[2] 电磁铁的磁性和电流的大小有关，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。
（2）[3] 闭合开关、，控制电路中，定值电阻和湿敏电阻R串联，衔铁恰好被吸下时，湿度为40%，由表知，此时，则此时控制电路的总功率为
（3）[4] 加湿器恰好开始加湿和停止加湿控制电路中的电流不变，根据，则控制电路中的总电阻不变，由表知，环境湿度50%比30%相比，70%与40%相比，对应湿敏电阻R阻值均减小，所以更换后的阻值应相比原来增加，则更换后的阻值为
49．（2024·黑龙江大庆·中考真题）小娜同学在物理实践活动中，设计了如图甲所示的电子质量测量仪。其中，电源电压恒定为，为粗细均匀的导体棒，阻值随长度均匀变化，总阻值为，总长度为。R是电阻箱，电压表量程为，电流表量程为。金属弹簧上端固定并通过导线与电压表连接，下端通过金属指针与导体棒始终保持良好接触。已知，电路中所用弹簧的弹力F与其伸长量L之间的关系如图乙所示。实验中弹簧的形变始终不超弹性限度，弹簧及指针质量不计，取。现闭合开关S，调节，请回答以下问题：
（1）不挂重物时，指针恰好指在的最上端。此时电压表示数为 V，电流表示数为 A；
（2）悬挂重物后，电流表的示数 （填“变大”“不变”或“变小”）。当弹簧下端悬挂某待测物体时，指针向下移动，则待测物体质量 ，电压表示数为 V；
（3）在保证电路安全的情况下，该电子质量测量仪所能测得物体的最大质量为 。通过调节电阻箱R的阻值，可以调节该测量仪的量程。如果要增大量程，应该将电阻箱R的阻值 （填“调大”“保持不变”或“调小”）。
【答案】 0 0.1 不变 5 1 15 调大
【详解】（1）[1][2]由图得，当指针恰好指在的最上端时，变阻器的最大电阻与变阻箱串联，电流表测量电路电流，电压表被短路，则此时电压表示数为0V，电流表的示数为
（2）[3]悬挂重物后，滑片向下移动，变阻器接入电路中电阻不变，电路中的电阻不变，由欧姆定律得，电流表的示数不变。
[4]由图像得，当指针向下移动时，弹力为50N，此时弹力等于待测物体的重力，由得，指针则待测物体质量
[5]滑片移动过程中，变阻器接入电路中电阻不变，电压表测量变阻器上半部分的电压，当指针向下移动时，电压表并联部分的电阻的阻值为
由欧姆定律得，电压表示数为
（3）[6]当电压表的示数为3V时，该电子质量测量仪所测得物体的最大质量，由欧姆定律得，此时电压表测量的电阻的阻值为
此时弹簧的伸长量为
由图像得，此时弹簧的弹力为150N，由得，最大测量的物体的质量为
[7]通讨调节电阻箱R的阻值，可以调节该测量仪的量程。如果要增大量程，则滑片向下移动的长度增大，电压表并联部分的电阻的阻值增大，电压表的最大测量值不变，由欧姆定律得，通过变阻器的电流应变小，则电路中电阻增大，应该将电阻箱R的阻值调大。
50．（2024·宁夏·中考真题）电动垂直起降航空器，又称“空中出租车”，是一种能够垂直起降并依靠电力驱动的飞行器。某品牌“空中出租车”如图所示，最大起飞质量2t，5座设计，最大巡航速度200km/h，核心模组100%国产化。
（1）它的动力装置主要是电动机，下图能够反映它工作原理的是 。（填序号）
A． B．
（2）某同学乘坐汽车从银川到中卫旅游，用时约2.5h。若乘坐此“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，两地航线距离约150km，相比乘坐汽车缩短多长时间？
（3）若该“空中出租车”以最大起飞质量从100m的高度竖直降落到地面，重力做功是多少？（g取10N/kg）
（4）它静止时与水平地面的总接触面积为，以最大起飞质量静止在水平地面，对地面的最大压强是多少？
【答案】 A 1.75h
【详解】解：（1）[1]选项A图是研究磁场对电导体有力的作用的装置，是电动机的原理；B图是研究电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理。
故选A。
（2）[2]“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，所用的时间为
相比乘坐汽车缩短多长时间
（3）[3]“空中出租车”的重力为
重力做功为
（4）[4]“空中出租车”静止在水平地面上时对地面的压力为
对地面的最大压强
答：（1）反映电动机工作原理的是A；
（2）乘坐此“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，两地航线距离约150km，相比乘坐汽车缩短1.75h；
（3）若该“空中出租车”以最大起飞质量从100m的高度竖直降落到地面，重力做功是；
（4）以最大起飞质量静止在水平地面，它对地面最大压强是。
51．（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）【阅读材料，回答问题】
超级高铁
2023年我国超级高铁技术研究迎来重大突破，已经实现了低真空环境运行，空气阻力比传统高铁的空气阻力低3%，再加上磁悬浮技术，真正实现了贴地“飞行”。
磁悬浮技术是一种利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上的技术，可以消除轮轨间的摩擦力，降低噪声和能耗，真空管道是一种将管道内的空气抽走，形成真空状态的装置，这样可以减少空气阻力，提高列车的运行效率。
预计在2035年，上海一杭州线路将作为中国第一条超级高铁列车线路投入运营。在这条长150km的真空隧道运行，超级高铁时速可达到1000km，全程在真空管道中离地“飞行”。
（1）超级高铁主要是通过 的方法消除轮轨间的摩擦力；
A．增大压力 B．减小接触面粗糙程度 C．使接触面分离 D．变滑动为滚动
利用的原理是 。
（2）若超级高铁以600km/h的平均速度运行，从上海到杭州只需 min；
（3）超级高铁采用电力驱动，为方便控制磁场的变化，使用的磁体大多是 （选填“电磁铁”或“永磁体”）；
（4）相比传统高铁，超级高铁的优势有 （写出一条）。
【答案】 C 见解析 15 电磁铁 见解析
【详解】（1）[1]由题意可知，超级高铁采用磁悬浮技术，利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上，使接触面分离，从而消除轮轨间的摩擦力。
故选C。
[2]由题意可知利用的是磁悬浮技术，即利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上或同名磁极相互排斥的原理。
（2）[3]上海到杭州轨道长150km，若超级高铁以600km/h的平均速度运行，从上海到杭州运行时间为
（3）[4]相比于永磁体永久具有磁性，电磁铁在通电时才具有磁性，且磁性大小可以通过电流来控制，而超级高铁采用电力驱动，为方便控制磁场的变化，因此使用的磁体大多是电磁铁。
（4）[5]由题中材料可知，相比传统高铁，超级高铁的优势有速度快、能耗低、噪声低、阻力小、运行效率高、安全性高、节能环保等。
52．（2024·广东·中考真题）我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜，潜水器内氧气浓度过低会影响内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。某科创小组设计了氧气浓度报警装置，其简化电路（未连接完整）如图甲所示。气敏箱可等效为一个电阻，其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙所示。闭合开关，当氧气浓度时，绿灯正常发光；当时，红灯正常发光。已知电源电压及两灯的额定电压均为4.8V，电磁铁线圈的电阻忽略不计。
（1）“奋斗者”号下潜过程中，受到海水的压强变 ；
（2）电解水制备氧气的过程中，电能主要转化为 能；
（3）图甲中的A灯为 （选填“红”或“绿”）灯；
（4）闭合开关S，当时，通过电磁铁线圈的电流为 A；
（5）请根据文中信息，用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整，要求导线不能相交（为接线柱）。
【答案】 大 化学 绿 0.1
【详解】（1）[1]根据可知，“奋斗者”号下潜过程中，深度变大，受到海水的压强变大。
（2）[2]电解水制备氧气的过程中，消耗电能，产生化学能，电能主要转化为化学能。
（3）[3]如图乙所示，可知，当氧气的浓度升高时，气敏电阻的阻值变大，电磁铁线圈的电阻忽略不计，控制电路的电源电压不变，故电路中的电流变小，磁性变弱，衔铁弹上去，则A灯接通，此时绿灯发
