专题04 综合能力题-备战2024年中考物理二轮复习抢分秘籍试题（全国通用）

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综合能力题主要体现在题目的综合性、实践性和创新性上。这些特点不仅考查了学生对物理知识的掌握程度，更检验了学生的思维能力和解题技巧。
中考物理综合题具有显著的综合性。这类题目通常涉及多个物理知识点，需要学生综合运用所学知识来解决问题。例如，一道题目可能同时涉及力学、电学和光学等多个领域，要求学生能够灵活运用各种物理公式和定律，将复杂的问题简化为可解的模型。这种综合性不仅考查了学生的知识储备，更考验了学生的知识整合能力和跨学科思维。
中考物理综合题强调实践性。这类题目往往与实际生活或科技应用紧密相连，要求学生能够将所学知识与实际问题相结合，提出切实可行的解决方案。例如，题目可能会要求学生分析某个实际物理现象或设计一个简单的物理实验，以检验学生对物理知识的应用能力和动手实践能力。
中考物理综合题注重创新性。这类题目通常具有一定的开放性和探索性，鼓励学生发挥想象力和创造力，提出新颖的观点和解题方法。这种创新性不仅激发了学生的求知欲和探索精神，也为学生提供了展示自己才华的平台。
中考物理综合题的特点主要体现在综合性、实践性和创新性上。这些特点不仅考查了学生对物理知识的掌握程度，更检验了学生的思维能力和解题技巧。因此，在备考中考时，学生应加强对物理知识的综合运用能力、实践应用能力和创新能力的培养。
误区一：忽视题目背景信息
在解决综合能力题时，许多学生往往只关注题目中给出的数字和公式，而忽视了题目背景信息的重要性。其实，题目背景信息往往隐藏着解题的关键线索。因此，在做题时，我们要认真阅读题目，充分理解题目背景，以便更好地运用所学知识解决问题。
误区二：缺乏解题思路
面对复杂的综合能力题，一些学生可能会感到无从下手，缺乏解题思路。这时，我们可以尝试从已知条件出发，逐步推导未知量。同时，我们还可以利用图表、公式等方法，将题目中的信息整理成可视化的形式，以便更好地找出解题的突破口。
误区三：忽视计算过程
在解决物理问题时，计算过程同样重要。许多学生在解题时，只关注最后的结果，而忽视了计算过程。这可能会导致结果出现误差，甚至误导解题思路。因此，在做题时，我们要认真计算每一个步骤，确保计算过程的准确性。
误区四：缺乏实际应用意识
物理作为一门自然科学学科，其知识具有很强的实际应用性。然而，在解决综合能力题时，一些学生往往只关注理论知识，而忽视了实际应用意识。为了培养实际应用意识，我们可以多关注生活中的物理现象，尝试用所学知识解释这些现象，并将所学知识与实际问题相结合，以便更好地运用所学知识解决实际问题。
1．（2024·广东汕头·二模）电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等。如图甲所示，是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向，使轿厢升降自如。
（1）图甲中A滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮，B滑轮 （选填“能”或“不能”）省力；
（2）电梯在匀速上升过程中，轿厢的动能 ，配重的重力势能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；
（3）上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯，在载重一定的情况下，下列最能体现该电梯运行特点的是 ；
A．做功多
B．安全可靠
C．功率大
D．机械效率高
（4）如图乙所示是某次电梯上升时的v-t图像，若配重的质量为500kg，电梯匀速运行阶段，配重的重力做功为 J。
【答案】 定 不能 不变 减小 C 6×104
【解析】（1）[1][2]图甲中A、B滑轮的轴心不随滑轮的转动而移动，即其轴心是固定不动的，所以A、B都是定滑轮，定滑动使用时不能省力，但能改变力的方向。
（2）[3][4]电梯匀速上升的过程中，轿厢的质量不变，速度不变，所以轿厢的动能不变；配重的质量不变，轿厢上升时配重高度下降，所以配重的重力势能减小。
（3）[5]上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯，由此可知其速度最大，在载重一定的情况下，由功率公式
可知载重一定时，电梯的速度越大，功率越大，所以最能体现该电梯运行特点的是功率，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（4）[6]若配重的质量为500kg，则配重所受的重力
G=mg=500kg×10N/kg=5000N
由图乙可知，电梯匀速运行阶段时的速度是2m/s，运行时间是6s，则此阶段上升的高度
h=vt=2m/s×6s=12m
滑轮组对配重的重力做功
W=Fs=Gh=5000N×12m=6×104J
2．（2024·辽宁·模拟预测）兴趣小组想设计模拟汽车油量表工作电路，通过油量变化引起滑动变阻器连入电路中的电阻变化，从而引起油量表（由电流表或电压表改装）示数的变化。油箱加满油时，滑动变阻器滑片处于一端，油量表的指针指在最大刻度处。为实现上述目标，小组同学设计了如图甲所示的电路，已知电源电压为12V，油量表是由量程为0~0.6A的电流表改装而成，R0是保护电阻，滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω。请回答下列问题：
（1）图甲电路中，加满油时，滑动变阻器的滑片处于左端，油量表指针指在最大刻度处，R0的阻值是多少？
（2）图甲电路中，加满油时，R0工作10s，电流做了多少功？
（3）兴趣小组的同学仅用量程为0~3V的电压表替换了电流表，设计了如图乙的电路。此电路在油箱加满油时滑动变阻器的滑片在最右端，但油量表指针超出最大刻度。请通过计算，说出一种可行的办法（要求只增加或更换一个元件），使加满油时指针指在最大刻度处。

【答案】（1）20Ω；（2）72J；（3）见解析
【解析】解：（1）由题意可知，加满油时，滑动变阻器的滑片处于左端，R0接入电路，油量表指针指在最大刻度处，即电流表指针在最大刻度处，电流为0.6A，根据欧姆定律
得
所以R0的阻值是20Ω。
（2）由题意可知，加满油时，R0工作10s，通过电流中的电流是0.6A，根据公式得
加满油时，R0工作10s，电流做功72J。
（3）方法一：当滑动变阻器位于最右端时，此时电路中的电流
此时若想R1分得3V电压，则R1最大电阻为
故可以更换一个最大阻值为的滑动变阻器。
方法二：R0与R1串联，根据串联电路电流特点和欧姆定律可推导
带入数据得
求得
故可以将R0更换为一个阻值为的定值电阻。
答：（1）加满油时，R0的阻值是20Ω。
（2）加满油时，R0工作10s，电流做功72J。
（3）见解析
3．（2024·云南昆明·模拟预测）电磁流量计
电磁流量计是利用电磁感应原理制成的、用来检测血流速度和血流量的仪器，又称电磁血流计。使用时，将血管放置于两磁极之间，如图甲中圆柱体表示血管，金属电极A、B与血管壁接触，仪表与电极A、B相连。血液在血管中流动时，电路中产生电流，电流通过仪表从而显示血流速度和流量。
某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度v与n的关系（n是病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值）。测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如表。
研究表明，当血液在管内匀速流动时，血管横截面积越小，流速越大，受到阻力越大，心脏负担就越重。请结合你所学知识，回答以下问题：

（1）当血液在血管中流动时，电路中有电流，说明血液是 （选填“导体”或“绝缘体”），电磁流量计上的仪表是由 （选填“电压表”或“电流表”）改装的；
（2）根据表格中的数据可知，若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.90倍时，血管内血液匀速流动的速度应为 m/s；
（3）电磁血流计的工作原理与图乙原理相同的是 。
【答案】 导体 电流表 0.2 B
【解析】（1）[1]如图甲所示，当血液在血管中流动时，A、B间就会有电压，说明血液是导体。
[2]电磁流量计上的仪表串联在电路中，是由电流表改装的。
（2）[3]根据表格中的数据可知，若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.9倍时，血管内血液匀速流动的速度应为
（3）[4]电磁血流计的工作原理是利用电磁感应现象。
A．奥斯特实验说明的是通电导线的周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中通过闭合电路中的部分导线切割磁感线产生感应电流，是电磁感应现象，故B符合题意；
C．图中通电线圈在磁场中受力的作用发生转动，故C不符合题意；
D．图中是电磁铁的利用，说明的是通电导线的周围存在磁场，故D不符合题意。
故选B。
4．（2024·湖北·模拟预测）如图-1所示为一款涮烤一体两用锅，中间为涮煮区，四周为烧烤区，涮、烤双区采用环形设计，独立加热、控温，各有高、低温两个挡位，如表所示为其铭牌。图-2为其原理图，R1、R2为涮煮区的电热管，其中R2=121Ω，开关S2为涮煮的挡位选择开关，R3为烧烤区的电热管，R0为15Ω的定值电阻，S1为其调温开关。
（1）当选择开关S2旋至 时（选填“0、1”、“1、2”），涮煮锅处于低温挡；
（2）当涮煮锅盛质量为2kg、温度50℃的汤，用高温挡加热至沸腾用时540s，求该过程中消耗的电能；( )
（3）求第（2）问过程中的加热效率；[汤的比热容为4.2×103 J/（kg⋅℃），当时为一标准大气压，计算结果保留到0.1%] ( )
（4）当涮烤一体锅在烧烤状态时，烧烤的低温功率为多大？（结果保留整数）( )
【答案】 0、1 4.86×105J 645
【解析】（1）[1]由图-2可知，当选择开关S2旋至“0、1”时，电热管R1单独工作；当选择开关S2旋至“1、2”时，电热管R1、R2并联，由于电阻并联总电阻小于其中任何一个并联电阻，根据公式可知，并联总功率大于R1单独工作的功率，所以开关S2旋至“0、1”时，涮煮锅处于低温挡；开关S2旋至“1、2”时，涮煮锅处于高温挡。
（2）[2]由表格中数据可知，涮煮锅低温功率为500W，即R1的功率为500W；电热管R2的功率为
则涮煮锅高温挡功率为
P高=500W+400W=900W
则高温挡加热540s消耗的电能
W=Pt=900W×540s=4.86×105J
（3）[3]汤吸收的热量为
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-50℃)=4.2×105J
加热效率为
（4）[4]由图-2可知，当S1断开时，R0、R3串联；当S1闭合时，R0被短路，R3工作，因为串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，根据公式可知，S1断开时，烧烤处于低温挡；当S1闭合时，烧烤处于高温挡；根据公式可知，R3的阻值为
烧烤的低温功率为
5．（2024·陕西西安·三模）人工智能让我们的生活更加便捷，某酒店迎宾机器人能将客人从酒店门口带至前台。若这一过程中机器人做匀速直线运动，通过的路程为20m，所受阻力为自身重力的0.05倍，机器人的相关参数如下表所示，取。
求：
（1）机器人运动中应用到 （选填“电动机”或“发电机”），其工作原理是 ；
（2）机器人对地面的压强；( )
（3）牵引力所做的功；( )
（4）电能转化为机械能的效率。( )
【答案】 电动机 见解析 360J 75%
【解析】（1）[1][2]机器人运动中需要移动距离，消耗电能，提供动力，此处需要应用到电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力而转动。
（2）[3]机器人对地面的压强为
（3）[4]牵引力为
牵引力所做的功为
（4）[5]机器人运动的时间为
消耗的电能为
电能转化为机械能的效率为
6．（2024·上海松江·一模）深水炸弹是一种入水后下潜到一定深度会自动爆炸的武器，主要用于攻击潜艇。小明模拟深水炸弹制作了一个下潜到水中一定深度会发光的玩具球。该玩具球的电路如图所示，电源电压保持不变，压敏电阻R安装在玩具的外表面上，在液体中其阻值与其表面液体压强的变化如下表所示，当电路中的电流增大到某一值时，小灯就会发光。
①分析比较表中压敏电阻的阻值与其表面液体压强的变化情况，可得出的初步结论是： 。
②结合所学知识及上述信息，分析发光球下潜到水中一定深度会发光的原因 。
③若要增大该玩具球发光时需要的下潜深度，可以 电源电压（选填“增大”或“减小”）。
【答案】 表面液体压强越大，压敏电阻的值越小 见解析 减小
【解析】①[1]由表中数据可知，可以发现其表面液体压强越大时，压敏电阻的值越小。
②[2]发光球在下潜时，深度增加，根据可知，受到的液体压强也在增大，由表中数据可知，压敏电阻的阻值变小，根据可知，电源电压不变，电阻变小，电流变大，当电路中的电流增大到某一值时，小灯就会发光，所以发光球下潜到水中一定深度会发光。
③[3]因为灯泡发光电流不变，增大下潜深度时，压敏电阻变小，根据可以，所以可以减小电源电压来增大该玩具球发光时需要的下潜深度。
7．（2024·新疆·一模）2024年12月27日，中国首艘超深水大洋钻探船——“梦想”号顺利完成首次试航。“梦想”号排水量约为33000t，可抵御16级台风海况，具备海域11000m的钻探能力，标志着我国深海探测能力建设和海洋技术装备研发迈出关键一步。
（1）试航时，“梦想”号受水的浮力约为 N。随着船上重达上千吨的钻杆逐渐向水中下放，船身所受浮力 （填“变大”“变小”或“不变”）。大洋钻探船最主要的功能是钻井取芯，把海底的岩芯取上来，岩芯加速上升过程中，缆绳对岩芯的力 （填“大于”“等于”或“小于”）岩芯对缆绳的力；
（2）“梦想”号装有深度声呐并搭载高清摄像系统。声呐利用 （填“超声波”或“电磁波”）探测海洋深度；摄像机的镜头相当于一个 镜，同一个物体距摄像机的距离相同时，在水下所成的像比在空气中所成的像更大，则镜头在水中的焦距比在空气中的焦距 （填“长”或“短”）；
（3）台风天气，钻探船可适当 （填“提高”或“降低”）重心来抵御台风。风能即一定时间内通过某截面的空气具有的动能，其表达式为（其中，m为通过截面空气的质量，v为空气的速度），16级台风的风速约为10级台风风速的2倍，则相同时间内通过相同截面的16级台风的风能约为10级台风风能的 倍。
【答案】 不变 等于 超声波 凸透 长 降低 8
【解析】（1）[1]由题意知，“梦想”号排水量约为33000t，则其排开水的重力为
根据阿基米德原理可得，“梦想”号受水的浮力等于其排开水的重力，即
[2]当钻杆逐渐向水中下放的过程中，由于“梦想”号始终漂浮在海面上，其受到的浮力等于其自身受到的浮力，即浮力保持不变。
[3]岩芯加速上升运动的过程中，缆绳对岩芯的力与岩芯对缆绳的力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，作用在不同的两个物体上，且在同一条直线上。
（2）[4]超声波具有方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能等特点，声呐就是利用超声波探测海洋深度。
[5]摄像机的镜头相当于凸透镜，相当于凸透镜，它的成像原理与照相机相同。
[6]根据凸透镜成像规律可知，成实像时，物近像远像变大。当物距相同时，摄像机在水中成的像比在空气中的大，说明在水中的焦距更大，相当于物距变小，像距更大，成像更大，因此水中的焦距比空气长。
（3）[7]在台风天气，为增加钻探船的稳定性，应降低钻探船的重心。
[8]由题意知，16级台风的风速约为10级台风风速的2倍，则相同时间内，16级台风通过相同截面的空气质量是10级台风通过相同截面的空气质量的2倍，由可得，相同时间内通过相同截面的16级台风的风能约为10级台风风能的比值为
则相同时间内通过相同截面的16级台风的风能约为10级台风风能的8倍。
8．（2024·陕西·二模）如图所示，为“国防七子”之一的西工大研发的一款仿蝠鲼柔体潜航器，和蝠鲼游动时的吻合度达到了90%。潜航器的重型版的质量大约1000~5000kg，翼展大约5~8m，可以搜集各种水面和水下目标的信息，还可以携带小型武器，下潜至1025m执行任务，这使得该潜水器能跟踪目前几乎所有的潜艇，配上吸盘可以吸附在潜艇底部而不被敌方发现。还可以在海底和无人艇协同作战。（g取10N/kg）
（1）当该潜航器通过吸盘吸附在敌方运动的潜艇底部时，潜航器以敌方潜艇为参照物是 （选填“运动”、“静止”）的；
（2）当潜水器和无人艇协同作战时，是通过 波互通信息的；
（3）当蝠鲼潜航器下潜至1025m时，其底部所受的液体压强是多少？( )
（4）当5000kg的潜航器悬浮在水中时，所受的浮力为多大？( )排开水的体积为多大？( )
【答案】 静止 电磁 1.025×107Pa 5×104N 5m3
【解析】解：（1）[1]当该潜航器通过吸盘吸附在敌方运动的潜艇底部时，潜航器以敌方潜艇为参照物，潜航器的位置没有发生变化，潜航器是静止的。
（2）[2]电磁波可以传递信息，因此当潜水器和无人艇协同作战时，是通过电磁波互通信息的。
（3）[3]其底部所受的液体压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1025m=1.025×107Pa
（4）[4]因潜航器悬浮在水中，所以，所受的浮力
F浮=G总=m总g=5000kg×10N/kg=5×104N
[5]根据F浮=ρ水gV排可得排开水的体积
答：（1）当该潜航器通过吸盘吸附在敌方运动的潜艇底部时，潜航器以敌方潜艇为参照物是静止的；
（2）当潜水器和无人艇协同作战时，是通过电磁波互通信息的；
（3）当蝠鲼潜航器下潜至1025m时，其底部所受的液体压强是1.025×107Pa；
（4）当5000kg的潜航器悬浮在水中时，所受的浮力为5×104N；排开水的体积为5m3。
9．（2024·河南新乡·一模）小力家的蔬菜丰收了，他利用周末来帮助爸妈运输蔬菜。图是小力推着蔬菜车上坡的情景，已知坡高1.6m，坡长5m，小力用大小为240 N沿坡面向上的推力，花了 25s将质量为 60 kg的蔬菜车从坡底匀速推上了坡顶。 （g 取 10 N/kg）
（1）小力在运输蔬菜的过程中，若车里的一部分蔬菜掉出来了，则蔬菜车对接触面的压强 （选填“增大”“减小”或“不变”）；小力在坡上推蔬菜车的速度为 m/s。
（2）小力将蔬菜车从坡底推上坡顶的过程中，推力所做的功和做功的功率分别是多少?( )( )
（3）将该坡视为斜面，求此过程中斜面的机械效率。( )
【答案】 减小 0.2 1200J 48W 80%
【解析】（1）[1]由题意知，由于蔬菜在运输过程中，掉了出来，则蔬菜车对地面的压力减小，而接触面积不变，由可知，蔬菜车队地面的压强将减小。
[2]由题图可知，小力25s将蔬菜车推上坡顶，通过的距离为5m，由可得，小力在坡上推蔬菜车的速度为
（2）[3]由题可知，蔬菜车在推力的方向上运动的距离为5m，则推力做的功
[4]小力将蔬菜车从坡底推上坡顶所用的时间为25s，则推力做功的功率
（3）[5]由G=mg可得，该蔬菜车所受的重力
小力利用该斜面将蔬菜车推上坡顶所做的有用功
小力将蔬菜推上坡顶的过程，推力所做的功就是总功，即
由
可得，此过程中斜面的机械效率为
10．（2024·陕西西安·一模）小明家新购置了一台变频空调，安装在面积12m2，高2.5m的房间。空调上的“能效”等级标为“1级”。他上网查询到变频空调的能效比EER，是指空调的制冷量Q与制冷输入电功率P的比值，反映空调的节能水平。制冷量Q是指空调制冷时，每秒从房间吸收走的热量。依据能效比大小将能效等级划分为5级，能效比5.0以上为1级、5.0﹣4.5为2级、4.5﹣4.0为3级、4.0﹣3.5为4级、3.5﹣3.3为5级。下表是这台新空调铭牌上的部分技术参数。求：[ρ空气取1.3kg/m3，c空气取1.0×103J/(kg·℃)]
（1）当制冷量和能效比为铭牌标识值时，空调的制冷输入电功率是 ？某导线允许通过的最大电流为10A，计算说明使用这种导线安装该空调是否安全 ？
（2）当室温达到30℃，要降低到设定温度20℃，房间内的空气要放出多少热量 ？如果空气放出的热量只占房间放出总热量的50%，制冷量按照2600W计，需要空调制冷多长时间 ？
【答案】 500W 安全 3.9×105J 300s
【解析】（1）[1]因为能效比是指空调的制冷量Q与制冷输入电功率P的比值，所以能效比为5.2时，空调的制冷输入电功率
[2]某导线允许接的最大功率为
Pmax=UImax=220V×10A=2200W>500W
所以使用这种导线安装该空调安全。
（2）[3][4]空气的质量为
m=ρ空气V=ρ空气Sh=1.3kg/m3×12m2×2.5m=39kg
空气放出的热量为
Q放=c空气m(t-t0)=1.0×103J/(kg·℃)×39kg×(30℃-20℃)=3.9×105J
房间放出总热量为
空调的制冷时间为
11．（2024·广东惠州·一模）阅读材料，回答问题
超级镜子发电站
我国用熔盐和12万块镜子，建成亚洲第一发电站——甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站如图甲所示，读发电站通过电脑控制镜子的反射方向，持续地将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的熔盐，使其温度升高。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，热泵将它打入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。经过蒸汽发生器后的熔盐，降温回到低温熔盐罐，从而循环下去。该电站的两个熔盐罐中共存储3万吨熔盐（熔点为210℃），白天高温熔盐罐把能量储存起来，夜晚再把罐中的高温熔盐释放出来发电，可以实现24小时稳定电力输出。
请回答：
（1）高温熔盐罐利用熔盐储存 能，高温熔盐进入蒸汽发生器，通过 （选填“做功”或“热传递”）方式使冷水变成高温高压水蒸气，推动汽轮机带动发电机发电，将汽轮机的 能转化为电能；
（2）低温熔盐罐的温度应 （选填“高于”或“低于”）210℃；
（3）该发电站正常工作24h，可发电 度；
（4）从图乙中可以看出，镜子大致以吸热塔为中心依次排列，吸热塔南面的镜子较少，北面的较多。请你结合图丙情形分析，在南面和北面同样的镜子a和b， 反射到吸热塔的光能更多。
【答案】 内 热传递 电能 高于 2.4×106 b
【解析】（1）[1]根据题意知道，发电站利用镜子将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的熔盐，使其温度升高。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，故高温熔盐罐利用熔盐储存能量。
[2][3]改变物体内能的方法是做功和热传递。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，热泵将它打入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。故高温熔盐进入蒸汽发生器，通过热传递方式使冷水变成高温高压水蒸气，推动汽轮机带动发电机发电，将内能转化为电能。
（2）[4]低温熔盐罐中的盐要保持液态，温度应高于熔点，即高于210℃。
（3）[5]该发电站正常工作24h，可发电
W=Pt=100×103kW×24h=2.4×106 kW•h=2.4×106度
（4）[6]由图乙知道，镜子大致以吸热塔为中心依次排列，吸热塔南面的镜子较少，北面的较多。太阳光是由南向北斜射的，在南面和北面同样的镜子a和b，北面的镜子b反射到吸热塔的光能更多。
12．（2024·广东佛山·一模）小明同学制作了一个简易火灾自动报警器，其电路结构如图甲所示。其中热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象如图乙所示，请回答以下问题：
（1）闭合开关K1时，电磁铁e端为 极；当无灾情时，电磁铁所在电路 （选填“有”或“无”）电流；
（2）为使温度在达到报警温度时，报警器响起，单刀双掷开关c应接 （选填“a”或“b”）；当出现灾情，环境温度越来越高，报警器电路的电流 （选填“越大”“越小”或“不变”）；
（3）若通过电磁铁线圈ed的电流I0≥10mA才会报警，直流电源U1为18V，欲实现温度达到或超过60℃报警器响起，则滑动变阻器最大阻值不能小于 Ω。在其它条件不变的情况下，若要报警器在50℃报警，则可将滑动变阻器的触片P向 （选填“左”或“右”）滑动调节。
【答案】 N 有 a 不变 1220 右
【解析】（1）[1]闭合开关K1时，电流从d端流入，e端流出，根据安培定则可知，电磁铁e端为N极。
[2]当无灾情时，电路处于一个完整的通路状态，因此电磁铁所在电路有电流。
（2）[3]为使温度在达到报警温度时，报警器响起，即应使报警器电路处于通路状态，由于温度升高，热敏电阻的阻值变小，电磁铁所在电路的电流变大，电磁铁的磁性变大，铁片会被吸住与a接触，所以单刀双掷开关c应接a才使得报警器电路处于通路状态。
[4]当出现灾情，环境温度越来越高，由于报警器所处的电路的总电阻不变，电源电压不变，所以，报警器电路的电流不变。
（3）[5]由图甲可知，变阻器与热敏电阻串联，当温度达到60℃时，热敏电阻的阻值为580Ω，此时电路电流应为I0=10mA，根据串联电路特点和欧姆定律可得，滑动变阻器最大阻值为
根据题意，滑动变阻器最大阻值不能小于1220Ω。
[6]在其它条件不变的情况下，即通过电磁铁的电路的电流不变，根据欧姆定律可知，电路的总电阻不变，若要报警器在50℃报警，热敏电阻的阻值变大，则使滑动变阻器接入电路的阻值变小，所以可将滑动变阻器的触片P向右滑动调节。
13．（2024·广东佛山·一模）小明参加农耕文化研学活动。看到如图甲所示的风扇车。查资料知，我国西汉时已有风扇车，它由车架、风扇（含摇杆）、喂料斗及出粮口等构成，主要用于清除谷物颗粒中的杂物及空癔谷，
（1）如图乙为风扇示意图，风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，它相当于一个 杠杆，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将更 （前两空均选填“省力”或“费力”），请举出生活中使用轮轴模型的一个例子如 ；
（2）风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒从出粮口 （选填“A”或“B”）落下，说明 越大，物体的运动状态越不容易改变；
（3）如图丙所示，变速自行车的牙盘与风扇车的风扇原理相似。牙盘有外牙盘甲和内牙盘乙；相同情况下，若要更省力，则链条应连在牙盘 （选填“甲”或“乙”）上。
【答案】 费力 省力 汽车的方向盘 B 物体质量 乙
【解析】（1）[1]风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，轮轴在使用时，动力臂小于阻力臂，因此它相当于一个费力杠杆。
[2]根据杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂不变时，动力臂变大，动力变小。因此若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将更省力。
[3]根据轮轴的特点，生活中使用轮轴模型有汽车的方向盘等。
（2）[4][5]惯性的大小与质量有关，质量越小，惯性越小，运动状态越容易改变。绝大部分饱满谷粒质量较大，惯性大，运动状态不容易改变，因此从出粮口B落下，从而说明物体质量越大，物体的运动状态越不容易改变。
（3）[6]根据杠杆平衡条件可知，当摇杆力臂即动力臂不变时，要使得省力，即动力变小，在阻力不变的情况下，应减小阻力臂，所以链条应连在牙盘乙上。
14．（2024·广东汕头·一模）如图1甲所示是2022北京冬奥会的滑雪大跳台，回答：

（1）运动员从起点下滑，过程中先后经过M、S两点，她在这两点的动能和重力势能如图1乙所示，则运动员在M点的动能为 J；在M、S两点相比，速度 ，重力势能 ，机械能 （均选填“M点大”、“S点大”或“一样大”）；
（2）小明制作大跳台的模型。把跳台滑道上段简化成如图2甲的杠杆，O是支点，A是这段滑道的重心，若模型支架对滑道的力F作用在B点，沿bc线；
①画出F和F的力臂l1 ；
②根据杠杆平衡条件可以判断，F 滑道上段所受的重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）用图2乙装置模拟建造滑道，被匀速提升的模型部件重3N，拉力F为2.5N，此过程的机械效率为 。
【答案】 5×103 S点大 M点大 M点大 小于 60%
【解析】（1）[1]由图乙可知，M点的动能为0.5×104J=5×103J。
[2]由图乙可知，M点比S点的动能小，由于物体的质量不变，由动能的影响因素可知，物体的速度在S点大。
[3]由图乙可知，M点的重力势能比S点的重力势能大。
[4]由图乙可知，M点的动能和重力势能之和比S点的大，由于机械能等于动能与重力势能的总和，因此机械能是M点大。
（2）①[5]根据图2可知，F的方向沿cb方向斜向上，过支点O做F的力的作用线的垂线，该垂线段为力臂l1，如下图所示：

②[6]重力的方向是竖直向下的，重力的力臂如下图所示：

由图可知，重力的力臂l2要小于F的力臂l1，根据杠杆的平衡条件有
G×l2=F×l1
则F要小于滑道上段所受的重力G。
（3）[7]由图可知n=2，滑轮组的机械效率
15．（2024·广东佛山·一模）阅读材料，回答问题
“智轨”电车
2024年9月6日，全球益列氮能源“智轨”电车（三编组）正式亮相海外，这是我国全球首创、自主研发的新型绿色轨道交通工具。“智轨”电车以腹轮取代钢轮。无需铺设有形轨道，采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段，获得安全防护信息。“智物”电车（三编组）创新采用了70MPa储氢系纯和大功率燃料电池系统，还配备钛酸锂电池，用于同股制动能量，实现能量的循环制用。
“智轨”电车部分参数如下表：（三编组即三节车厢编组）
（1）激光雷达感知技术与毫米波感知技术都是通过信号发射端向环境发射电磁波，然后信号接收系统接收到来自环境 回来的信号而获得车辆周边环境的信息；
（2）“智轨”电车制动时，锂电池回收制动能量的过程是 转化为电能，并最终转化为化学能；
（3）若“智轨”电车（三编组）满载时，每个车轮接触地面面积为250cm²，则电车对水平地面的压强是 Pa（g取10N/kg）；
（4）已知某燃油公交车（满载60人），平均油耗为30L/100km，汽油的二氧化碳排放量为2.5kg/L。某两地区相距为18km，若启用“智轨”电车（三编组）替代公交车运送300人时，可减少二氧化碳排放量为 kg；
（5）在进行“智轨”电车续航测试实验时，电车分别以35km/h和70km/h匀速直线行驶18km，已知电机功率P与汽车速度v的关系如图所示，则速度35km/h和速度为70km/h行驶时的能耗之比为 （电车能耗指的是消耗的能量与里程之比）。
【答案】 反射 机械能 1.7×106 67.5 7∶6
【解析】（1）[1]激光雷达感知与毫米波感知都是通过信号发射端向环境发射电磁波，电磁波遇到障碍物被反射回来，被信号接收系统接收，从而获得车辆周边环境的信息。
（2）[2]“智轨”电车制动是通过电机反向工作实现的，当电车需要减速或停车时，电机将机械能转化为电能，通过电池回收能量，并将电能转化为化学能存储起来。
（3）[3]电车对水平地面的压力为
受力面积为
则电车对水平地面的压强是
（4）[4]每辆公交车行驶18km排放二氧化碳的质量为
由于每辆公交车满载人数为60人，则启用“智轨”电车（三编组）替代5辆公交车运送300人时，可减少二氧化碳排放量为
（5）[5]由图可知，当速度为35km/h匀速行驶时电车的功率为70kW；在0~60km/h，电车的功率与速度成正比，当速度为35km/h匀速行驶时电车的功率为
则速度35km/h和速度为70km/h行驶时的能耗之比为
16．（2024·新疆乌鲁木齐·一模）现代新房装修体现了多项时代特色，如图甲卫生间安装智能马桶，电路结构如图乙所示，图丙为地面安装的“水地暖”用于冬天供暖。

（1）智能马桶具有坐垫加热功能，坐垫加热原理是电流的 效应；为防止人体意外触电，应在马桶线路内加装 （选填“漏电保护器”或“保险丝”）；小谢想实现调控的温度的恒温马桶，将定值电阻改装为 （选填“绝缘体”、“超导体”或“半导体”）材料制作的热敏电阻。
（2）当闭合，接b时，马桶设置为 （选填“高温档”、“中温档”或“低温档”）；若闭合、接b时，通过温控开关的电流为4A，闭合、接a时，通过温控开关的电流为2A，则相同时间内高温档消耗的电能与低温档消耗的电能之比为 。
（3）图丙“水地暖”是地面下安装散热管，用燃气热水器加热水在地表散热管中循环流动向地面散热，相同条件放热多而达到取暖目的。一般情况下，单位时间内高温物体向低温物体传递的热量与两个物体的温差成正比。如果户外温度为－20℃，则房内温度为18℃；如果房外温度为－30℃，则房内温度为12℃那么，房间暖气管的温度为 ℃；若经燃气热水器加热输出的热水在进水管口的温度为40℃，在散热管中的流量为10kg／min，流过地表地表散热管后到出水管口的温度变为16℃，再由出水管抽回到燃气热水器循环利用。“水地暖”工作30min 热水放出的热量为 J；若小明家燃气热水器的效率为84％，则大约消耗 天然气。（天然气的热值为）
【答案】 热 漏电保护器 半导体 高温档 8∶1 75 3.6×107 0.375
【解析】（1）[1]由题意得，坐垫加热原理是将电能转化成内能，是电流的热效应。
[2][3]漏电保护器 的作用是当电路中漏电时自动切断电路，所以应在马桶线路内加装漏电保护器。热敏电阻主要由半导体材料制成的。
（2）[4][5]R1和R2并联为高温档，由图乙可知，S1闭合，S2接b，R1和R2并联，马桶处于高温档。当S1闭合、S2接b时，通过温控开关的电流即为干路电流是4A，当S1闭合、S2接a时，电路为R1的简单电路，通过温控开关的电流即为通过R1的电流是2A；因为并联电路各支路独立工作，互不影响，所以通过R1的电流不变，根据并联电路电流的特点可计算出通过R2的电流是
由式子可知，两电阻的大小相等。则相同时间内高温档消耗的电能与低温档消耗的电能之比为
（3）[6]由题知，单位时间内高温物体向低温物体传递的热量与两个物体的温差成正比，即Q放=k∆t，其中k为比例系数，与传递热 量的物质有关；设暖气管的温度为t。暖气管向房内放热时比例系数为k1，房内向房外放热时比例系数为k2；如果房外温度为-20℃，则房内温度为18℃，则房间暖气管向房内放出的热量
Q1=k1∆t1=k1(t-18℃)
房内向房外放出的热量
Q2=k2∆t2=k2[18℃-(-20℃]=k2×38℃
为了使得房内温度恒定，则Q1=Q2，否则房内温度要么升高、要么降低；则有
k1(t-18℃)=k2×38℃……①
如果房外温度为-30℃，则房内温度为12℃，则房间暖气管向房内放出的热量
Q3=k1∆t3=k1(t-12℃)
房内向房外放出的热量
Q4=k2∆t4=k2[12℃-(-30℃]=k2×42℃
为了便得房内温度恒定，则Q3=Q4，则有
k1(t-12℃)=k2×42℃……①
①式÷②式可解得：t=75℃。
[7][8]“水地暖”工作30min流过的水的质量为
工作30min放出的热量为
燃料完全燃烧放出的热量为
消耗天然气的体积为
17．（2024·陕西西安·一模）如图甲所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人；机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物；当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电，表一为某扫地机器人的部分参数；电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；
表一
机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二，真空度指主机内部气压与外界的气压差；风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率；
表二
（1）该机器人充满电后至下一次自动充电前，能够连续正常工作的最长时间为多少？
（2）研究表二数据的规律，当风量为0.015 m3/s时，吸尘电机吸入功率为多少？若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为多少？
（3）光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件，图乙为某机器人中吸尘电机内部的光敏电阻的控制电路，两端总电压U0恒定（U0＜12V），RG为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R0为定值电阻，当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为4.5V和2.25V，则R0阻值为多少？
（4）若机器人1秒钟消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。已知集尘盒空置时，机器人匀速运动时受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时摩擦阻力为 N，机器人运动的速度为 m/s。（此问不要求写出计算过程）
【答案】 48min 33％ 6Ω 20 0.6
【解析】（1）[1]机器人充满电的电能
当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电，机器人连续正常工作所需要的电能
根据公式
可知，机器人连续正常工作的最长时间为
（2）[2]由表二数据可知，吸入功率=真空度×风量，当风量为0.015 m3/s时，吸尘电机吸入功率为
此时效率为
（3）[3]由电路图可知，光敏电阻RG与定值电阻R0串联，电压表测定值电阻R0的电压，当光敏电阻RG=6Ω时，电压表示数U1=4.5V，光敏电阻RG两端的电压为
此时电路中的电流为
即
当光敏电阻RG=18Ω时，电压表示数U2=2.25V，光敏电阻RG两端电压为
此时电路中的电流为
即
联立①②可解得U0=9V，R0=6Ω；
（4）[4]吸尘器压力等于其重力，由题可知，摩擦力与其压力成正比，则集尘盒空置和达到最大集尘量时的摩擦力之比为
即
所以，达到最大集尘量时的摩擦力f2=20N，消耗的电能中有40％用于克服摩擦力做功，所以
[5]根据公式
可知，达到最大集尘量时机器人运动的速度为
18．（2024·上海长宁·一模）小华做“用电流表、电压表测电阻”的实验。他将电源（电压为2伏的整数倍保持不变）、待测电阻、滑动变阻器、电流表、开关串联，然后将电压表并联在电路中。小华闭合开关，并将此时的部分数据记录在表格序号1中；接着，他将滑片向另一端移动到某位置处，得到表格序号2中的数据；初步分析后，他发现电压表位置连接不正确，于是断开开关，仅改变了电压表的连接位置；再次闭合开关，他将滑片继续向另一端移动至某处时，电压表示数如图所示。
①小华改变电压表连接位置后，将电压表并联在了 两端（选填“电源”“待测电阻”或“滑动变阻器”）。
② 求图中电压表的示数及电源电源U。( )( )
【答案】 待测电阻 5伏 8伏
【解析】①②[1][2][3]移动滑片到某位置得到序号2的数据时，电压表的示数比序号1变小，说明电压表测滑动变阻器两端电压，小华改变电压表连接位置后，应将电压表并联在待测电阻的两端。由序号1可知电源电压U＞6伏；改变电压表的连接位置，移动滑片得到序号3的数据时，滑动变阻器两端电压Up3＜3.5伏，则
Ux3＝U－U p 3＞2.5伏
所以电压表示数为5伏。又因为U p3＜3.5伏，所以
U＝U x3＋U p3＜8.5伏
又因为U＞6伏，并且电源电压U是2伏的整数倍，所以U＝8伏。
19．（2024·上海静安·一模）在如图所示的电路中，电源电压为U0，电阻R1、R2的阻值均为R0。现电路中只存在一处故障，且故障只发生在电阻R1或R2上。
（1）开关S断开时，电压表V的示数可能为 ；
（2）开关S由断开到闭合，电流表A的示数不变，请写出开关S闭合后，电流表A与电压表V的示数及相对应的故障 、 。
【答案】 0或U0 ，U0 R1短路
【解析】（1）[1]当开关S断开时，电路为电阻R1、R2的串联电路，电压表测量R2两端的电压。若R1短路时，电路为只有R2的简单电路，电压表测量电源两端的电压，示数为U0；若R1断路时，电路断路，此时电压表示数为0；若R2短路时，电压表测量被短路部分的电压，示数为0；若R2断路时，电压表、电流表与R1串联接在电源两端，电压表测电源电压，所以电压表示数为U0；综上所述，开关断开时，电压表的示数可能为0或U0。
（2）[2][3]开关S由断开到闭合，电流表A的示数不变，表明电路中的电阻不变，由此可知R1短路；电压表直接接在电源两端，所以电压表的示数为U0，根据欧姆定律，电路中的电流即电流表的示数为
20．（2024·上海杨浦·一模）如图（a）所示是某同学设计的测油量仪表的简易电路图。电源电压为18伏，的阻值为5欧，变阻器上标有“”字样，下表是研究连入电路阻值与油的体积大小规律时测得的数据。闭合开关S，观察到此时电压表示数为2伏。
①求此时电路中的电流I。
②求此时的阻值。
④该同学往原油箱中注入体积为的油，重新闭合开关S后，观察到电压表示数如图（b）所示。继续往油箱中注入体积为的油，再闭合开关S，该同学发现在不损坏电路元件的情况下油量已到达最大值。
（a）求注入第二次油后电压表示数。
（b）计算比较两次注入的油体积的大小关系。
【答案】①0.4安； ②40欧； ③（a）10伏；（b）
【解析】①由图（a）可知，闭合开关，定值电阻R1与变阻器R2串联，电压表测定值电阻R1两端的电压，当电压表示数为2V时，根据欧姆定律可得此时电路中的电流
②因串联电路中总电压等于各部分电压之和，则此时滑动变阻器两端的电压
U2=U-U1=18V-2V=16V
串联电路中各处电流相等，由欧姆定律可得此时变阻器R2接入电路的阻值
③（a）由图（a）可知，注入油的体积增大时，浮球会上浮，在杠杆的作用下变阻器的滑片会向下移动，变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，由欧姆定律可知电路中电流增大，由U=IR可知电压表的示数（R1两端的电压）增大；由题知，注入第二次油后，油量已到达最大值，说明滑动变阻器接入电路的阻值最小，此时电路中的电流最大，因变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样，所以此时电路中的电流为2A， 此时电压表的示数
Uv=I大R1=2A×5Ω=10V
（b）由前面计算可知电压表示数可达到10V，则图（b）中电压表的量程为0~15V，由图（b）可知往原油箱中注入体积为V1的油时电压表示数为6V， 根据欧姆定律可知此时电路中的电流
此时电路的总电阻
此时滑动变阻器接入电路的阻值
由表格数据可知此时油箱中油的体积（第一次注油的体积）：V1=3.5L；注入第二次油后，电压表示数为10V时，电路中电流为2A，此时电路的总电阻
此时滑动变阻器接入电路的阻值
由表格数据可知此时油的体积小于4L且大于3.75L，则第二次注油的体积
比较可知。
n
v（m/s）
1.00
0.180
0.90
0.200
0.80
0.225
0.75
0.24
0.60
0.300
额定电压
额定功率
涮煮锅容积
涮煮
高温
___________
低温
烧烤
高温
低温
___________
整机质量：36kg
行进速度：1m/s
工作电压：24V
工作电流：1A
轮子与地面接触总面积：
液体压强（帕）
0
1
2
3
4
5
6
压敏电阻的阻值（欧）
100
60
43
30
24
20
18
制冷量Q
制冷输入电功率P
制冷季节能效比EER
额定电压U
2600W
？
5.2
220V
项目
参数
车重（含人）
满载
51吨
最大载客量
60kg/人
300人
储氨罐
每节编组
1个
车轮
每节编组
4个
续航
满氢满电综合续航
245km
锂电续航
35km
额定电压
12V
额定功率
30W
电池容量
2500mA·h
工作噪音
＜50dB
净重
4kg
最大集尘量
1kg
真空度（Pa）
400
450
500
550
600
风量（m3/s）
0.025
0.02
0.017
0.015
0.013
吸入功率（W）
10
9
8.5
7.8
序号
电压表示数（伏）
电流表示数（安）
电阻Rx（欧）
1
6.0
2
3.5
0.36
3
连入电路的阻值（欧）
50
40
30
20
15
10
5
0
油的体积（升）
1.50
2.00
2.50
3.00
3.25
3.50
3.75
4.00