中学考试压轴题带电磁继电器地自动控制与简单机械压轴题.docx
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中学考试压轴题带电磁继电器地自动控制与简单机械压轴题
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实用文案
自动控制与简单机械压轴题
1.（潍坊市）小星同学为自家的洗浴电热水器设计了一个自动控制装置，如图所示R1是一个热敏电阻（置于热水器中），其阻值随温度的变化关系如表1，表2是这个电热水器的铭牌。
已知继电器线圈电阻R2为10Ω，左边电源的电压U0为6V不变。
当继电器线圈R2中的电流增大到某一数值时，继电器的衔铁被吸下，电热水器的电路闭合，开始工作请回答
（1）正常工作时，电热水器的电阻是多少？
（2）分析表1，热敏电阻的阻值随温度如何变化？
（3）若电热水器内的温度控制在30℃——60℃之间，求衔铁被吸下，电热水器电路被断开时，继电器线圈的工作电流是多少？
（4）电热水器正常工作时，将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间？
（不计热损失）
2..（丽水市）小雯设计了一个测量物体重力的托盘称，如图是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体的，OBA是可以绕0点转动的杠杆，R1是压力传感器，（其电阻值会随所受压
力大小变化而变化，变化关系如下表），R0为定值电阻，为显示重力大小的仪表
（实质上是一个量程为0~3V的电压表），已知OA∶OB=2∶1，R0=100Ω，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）
（1）拖盘上没有物体时，压力传感器R1的电阻值
（2）当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图所示，则此时压力传感器R1上的电压是多少？
（3）第
（2）题中被测物体的重力是多少？
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实用文案3.【大兴2010二模】如图25所示为一种蓄水箱的放水装置，AOB是以O点为转轴的轻质杠杆，AO呈水平状态，如图A、O两点间距离为40cm，B、O两点间距离为20cm，且OB与水平面夹角为60°。
A点正下方的Q是一个轻质、横截面积为100cm2的盖板（盖板恰好能堵住出水口），它通过细绳与杠杆的A端相连。
在水箱右侧的水平工作台上，有一质量为60kg的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，从而可以控制水是否能从出水口流出。
若水箱中水深为50cm，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为F1，工作台对人的支持力为N1；若水箱中水深为100cm，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为F2，工作台对人的支持力为N2。
已知N1与N2之比为9：
7，盖板的厚度、绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上，取g=10N/kg。
求：
（1）动滑轮所受的重力
（2）F1：
F2
（3）当水位至少达到多高时，人无法拉起盖板。
4.（2013.云南）如图l5所示为一恒温箱温控电路，包括工作电路和控制电路两部分。
R为热敏电阻（置于恒温箱内），阻值随温度变化的关系如图16所示。
恒温箱温控电路工作原理是：
加热过程中，恒温箱温度升高到一定值时，控制电路中电流会达到一定值，继电器的衔铁被吸合，工作电路停止加热。
（1）图中所示状态，电路处于加热还是未加热?
（2）恒温箱的温度为100oC时，继电器线圈中的电流达到20mA，衔铁被吸合，此时热敏电
阻R消耗的功率是多少?
（3）电阻R1，有什么作用
?
图25
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实用文案5．（2013?
娄底）电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住东方豪苑某栋6楼，放学后，乘电梯回家：
（1）若小明的体重为500N，脚与电梯地面的总接触面积为0.05m2，则小明对电梯地面的压强为多少？
（2）若电梯在20s内将小明匀速提升15m，在此过程中，电梯上升的速度是多少？
电梯对小明做了多少功？
电梯对小明做功的功率为多少？
小明又查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：
在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，闭合开关S，电动机不工作．在控制电路中，已知电源电压U=6V，保护电阻R1=100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计．
（3）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，从而使电磁铁的磁性
（填“增强”、“减弱”或“不变”）
（4）若电磁铁线圈电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声．当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？
（g取10N/kg）
6.【大兴2010二模】23．如图12所示，在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块Ａ，在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B，金属块B浸没在液体内，而木块漂浮在液面上，液面正好与容器口相齐．某瞬间细线突然断开，待稳定后液面下降了ｈ1；然后取出金属块B，液面又下降了ｈ2；最后取出木块A，液面又下降了ｈ3．由此可判断A与B的密度比为
。
7.（09
北京中考）图是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图．该装置图12
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实用文案主要由滑轮组、配重CD、以及杠杆AB组成，配重C通过细绳与动滑轮相连，配重CD、分别通过支架固连在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直．杠杆的B端放在水平台面上，杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动，开关被拉开前，杠杆在水平位置平衡．已知动滑轮P的质量Pm为0.2kg，:
3:
1OAOB?
，配重D的质量Dm为1.5kg，作用在D上的竖直向下的压力F为75N，刚好拉开开关所需的拉力T为6N．杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计，滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg．求：
配重C的质量Cm等于多少千克，开关刚好能被拉开？
8.（2009年东城二模）某工地用固定在水平工作台上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，如图6所示．已知卷扬机的总质量为120kg，工作时拉动绳的功率保持400W不变．第一次提升质量为320kg的货物时，卷扬机对绳的拉力为1F，对工作台的压力为1N；第二次提升质量为240kg的货物时，卷扬机对绳子的拉力2F，对工作台的压力为2N．已知1N与2N之比为2523∶，g取10N/kg，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计．则
A．动滑轮的总重为600N
B．卷扬机对绳的拉力1232FF?
∶∶
C．前后两次提升货物过程中滑轮组的机械效率之比为1615∶
D．前后两次提升货物过程中货
9.（2009朝阳一模）一个质量为70kg的工人，用图所示的装置（包括滑轮组及装石板的托板）提升石板．已知托板重200N，每块石板重100N，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，当工人在4s内匀速提升10块石板升高2m时，此装置的机械效率为80%．那么，该工人站在地面上用此装置提升石板的过程中，下列有关说法错误的是（取g=10N/kg）
A．该工人提升10块石板升高2m做的额外功一定是500J
B．该工人在4s内提升10块石板升高2m的有用功率一定是500WC．此装置动滑轮的质量是5kg
D．此装置的机械效率最高可达到82.1%（结果保留1位小数）
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实用文案10.（2010海淀一摸）图25是一个建筑工地提升物体的装置示意图，其中AB是一个以O为支点的杠杆，且AO:
OB=3:
4，D是一个系在杠杆B端的配重物体，重为2580N．人可以通过固定在杠杆A端的滑轮组提升物体．有一质量为60kg的工人站在水平地面上，他对地面的压强p0=1.2×104Pa．他利用该装置匀速提升一块木材时，配重物体D受到的支持力为N1，工人对地面的压强p1=0.8×104Pa；他利用该装置匀速提升一块钢材时，配重物体D受到的支持力为N2，工人向下的拉力为F2；已知N1:
N2=7:
6，提升木材时滑轮组的机械效率η=90%，每个滑轮质量都相等，绳重及滑轮与轴的摩擦不计，不计杆的重力，g取10N/kg．求：
（1）工人提升木材时向下的拉力F1；
（2）工人提升钢材以0.3m/s的速度匀速上升需要的功率．
11.（2013宜宾）1．最近，中央电视台科教频道播出了在我市拍摄的“汽车落水后如何水下逃生”的纪录片。
纪录片中，实验人员开着小车从高处落入滚滚的岷江，并在门窗紧闭的车中，尝试用不同的方法砸碎车窗玻璃逃生，惊心动魄。
为了确保实验人员的安全，摄制组精心设计了紧急救援装置，用于当实验人员无法从车中逃生时迅速吊起汽车。
现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟紧急救援落水汽车。
实验中用实心圆柱体A代替小车，已知A的体积为0.12m3，质量为210kg。
（g取10N/kg，设整个过程A均为匀速运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响。
）
（1）求A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？
（ρ水=1.0×103kg/m3）
（2）若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60％。
那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？
（3）若A完全打捞出水面后，以0.5m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率。
（4）从A上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中，滑轮组机械效率如何变化？
请简述理由。
F
A
A
BO
图25D
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实用文案参考答案
1.
2.
3.解：
以人为研究对象，受力分析如图
（1）
（2）（3）
对杠杆进行受力分析，如图（4）（5）（6）
………………………………………1分
LB=OD=OBcos60°=10cmG人=m人g=600N
由图（4）、（5）得
FA1LA=FB1LBFB1=4FA1=4水?
gh1s=200N
FA2LA=FB2LBFB2=4FA2=4水?
gh2s=400N………………………………………1分
由滑轮组的受力关系得
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实用文案………………………………………………………………………1分FB1+G动=2F1FB2+G动=2F2
由图
（1）
（2）得
792N400-N6002N200-N6002121?
?
?
?
?
?
?
动动人人GGFGFGNN
G动=100N………………………………………………………………………………1分
53N100N400N100N2002121?
?
?
?
?
?
?
动动GFGFFFBB………………………………………………1分
FB3=2F3-G动=2×600N-100N=1100N………………………………………………1分
由图（6）得
FA3LA=FB3LB
FA3
=43BF
=275Nm75.2m101N/kg10kg/m100.1N275223333?
?
?
?
?
?
?
?
gsFhA水?
…………………1分
4．解：
（1）加热………………………………………………………………………（3分）
（2）恒温箱的温度为100。
C时，R=50Ω…………………………………………（1分）
P=I2R=（0．02A）2x50Q=0．0004A2x50Ω=0．02W………………………（2分）（3）①保护电路………………………………………………………………（1分）
②调节温控箱的控制温度………………………………………………（2分）
5.解：
（1）小明对电梯地面的压力：
F=G=500N，
小明对电梯地面的压强：
p===104Pa；
（2）电梯匀速上升的速度：
v===0.75m/s，
电梯对小明做的功：
W=Gh=500N×15m=7500J，
电梯对小明做功的功率：
P===375W；
（3）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强；
（4）电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，即
F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N，
由图乙，当压力F=10000N，对应的压敏电阻阻值R2=100Ω
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，∴控制电路中的电流：
I=
==0.03A=30mA，
∵30mA＞20mA，∴此时电梯超载．
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实用文案答：
（1）小明对电梯地面的压强为104Pa；
（2）在此过程中，电梯上升的速度为0.75m/s，电梯对小明做了7500J的功，电梯对小明做功的功率为375W；（3）增强；（4）此时电梯超载．
7.
8.
9.
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实用文案
10.
11.答案：
（1）NmkgNmkggVF120012.0/10/101333?
?
?
?
?
?
排水浮?
（2）NkgNNgmG2100/10210?
?
?
?
物物
A在水中时η=60％，则?
?
hFGW?
?
?
浮物有
hFGGW55?
?
?
?
浮动物总
6.0?
?
?
?
?
浮动物浮物FGGFG
，即6.01200210012002100?
?
?
?
?
NGNNN动
解得G动=600N
A
完全出水后，钢绳拉力NNNGGF540560021005?
?
?
?
?
动物
（3）AVV5?
WsmNVFVFPA1350/5.055405?
?
?
?
?
?
?
?
（4）A从上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中，A受到的浮力在减小，绳子对A的拉力在增大，滑轮组对A做的有用功在增加。
在额外功一定的情况下，整个过程滑轮组的机械效率在变大。
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