中考物理试题分类汇编之电力综合题.docx
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中考物理试题分类汇编之电力综合题
2015年中考物理试题分类汇编—电力综合
1、（2015衡阳）近年来，我市的轿车市场十分火爆，各种新型轿车驶进千家万户。
图乙为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。
其中电源电压恒为6V，R0是阻值为5Ω的定值电阻，A是油量指示表（实质是一只电流表，油量的变化通过电流的变化同步显示出来）。
Rx为压敏电阻，它的电阻随受到的压力变化关系如下表。
压力/N
0
50
100
150
200
250
300
350
400
电阻/Ω
550
395
275
170
90
60
40
25
5
（1）若轿车以90kW的恒定功率启动作直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图丙所示。
在0～25s时间内，轿车的牵引力与阻力关系可能的是：
牵引力 阻力（选填“大于”、“等于”、“小于”、“大于或等于”）。
（2）由
（1）中的条件求在0～5s时间内轿车发动机做功多少？
（3）如果空油箱的质量为5kg，油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少？
（4）若电流表的量程为0～0.6A，该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度，求油箱的容积。
（ρ汽油=0.7×103kg/m3）
【解析】
（1）从图象可以看出，在0～25s时间内，轿车的速度从逐渐变大，到匀速运动；速度逐渐变大时，牵引力大于阻力，速度不变时，受力平衡，牵引力等于阻力；所以轿车的牵引力与阻力关系可能的是大于或等于；
（2）轿车的功率P=90kW=9×104W，
轿车发动机做功：
W=Pt=9×104W×5s=4.5×105J；
（3）空油箱的重力G油箱=m油箱g=5kg×10N/kg=50N，
从表中可以看出，50N压力对应的电阻值为395Ω，
电阻Rx与电阻R0串联，电路中的总电阻R1=Rx+R0=395Ω+5Ω=400Ω，
电流表的示数为：
I=
=
=0.015A；
（4）油箱加满油时，电路中的电流为I′=0.6A，
电路中的总电阻为：
R′=
=
=10Ω，
压敏电阻的阻值为：
R
=R′﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω，
查表可知，压敏电阻受到的压力为400N，则油箱和油重力为400N，
油的重力为：
G油=400N﹣50N=350N，
油的质量为：
m油=
=
=35kg，
油的体积：
V油=
=
=0.05m3，
油箱的容积等于油的体积，为0.05m3．
2、（2015内江）如图甲所示，在2015年某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受的撞击力进行测试。
在测试时将材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关S，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损。
从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。
电源的电压=24V，定值电阻R0=10Ω。
求:
（1）在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少?
（2）在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少?
解：
（1）在重物下落的过程中，由图乙可知，电流为0.2A，
此时电路的总电阻
压力传感器的电阻R压=R-R0=120Ω-10Ω=110Ω
（2）由图丙可知，撞击力最大时，电阻最小，电流最大，
又由图乙可知，最大的电流为I大=1.2A，
此时电路的总电阻
此时压力传感器的电阻R压′=R′-R0=20Ω-10Ω=10Ω
由图丙可得最大撞击力是F=600N。
3、（2015桂林）如图甲所示，电源电压U=6V，S为单刀双掷开关，小灯泡L的电阻RL=10Ω，R为某种压敏电阻，其阻值R与压力F成反比关系，（如图乙所示），R的正上方装有一电磁铁P，其线圈电阻不计。
（1）在R上水平放置质量为1kg的铁制品，开关接a，通过小灯泡的电流为多大？
小灯泡两端的电压为多少伏？
（2）在R上水平放置质量为2kg的铁制品，开关接b，电压表稳定后的示数为4V，则此时压敏电阻的阻值为多少欧？
电磁铁P对铁制品的吸引力为多少牛？
【解析】
（1）铁制品的重力G=mg=1kg×10N/kg=10N；
由图乙知，当F=10N时，电阻R=6Ω，则电路中电流I=
=
=0.375A；
由I=
得，灯泡两端的电压UL=IRL=0.375A×10Ω=3.75V；
（2）2kg铁制品的重力G′=m′g=2kg×10N/kg=20N；
此时电路中的电流I′=
=
=0.4A；
电阻R两端的电压U′=6V﹣4V=2V；
则R的阻值为R′=
=
=5Ω
由图象知，FR=60N•Ω，则当R=5Ω时，F=
=12N；
所以吸引力F′=20N﹣12N=8N．
答：
（1）通过小灯泡的电流为0.375A；小灯泡两端的电压为3.75V；
（2）此时压敏电阻的阻值为5Ω；电磁铁P对铁制品的吸引力为8N．
4、（2015呼和浩特）我国的水力资源非常丰富，尤其西南地区，今年刚刚又在四川建成一座水电站。
该水电站是在某河流上游修建了120m高的拦河大坝，每分钟有200m3的水从高处自由落下冲击水轮机，已知水轮机到上游水面的落差为100m，水轮机与大坝内侧底部约在同一水平面上。
求：
（1）拦河大坝的内侧底部受到的水的压强；
（2）水从高处自由落下时，重力每分钟做的功；
（3）如果水的机械能有75﹪转化为电能，该水电站的发电功率；
（4）如果该水电站通过远距离向某城市供电，两条输电导线的电阻为90
，某城市用电电压为220V，则该水电站送电电压大约是多少伏？
【解析】
（1）拦河大坝的内侧底部受到的水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=1×106Pa；
（2）水的质量m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×200m3=2×105kg，
水的重力W=Gh=m水gh=2×105kg×10N/kg×100m=2×108J，
（3）产生的电能W电=75%W=75%×2×108J=1.5×108J，
P电=
=
=2.5×106W；
（4）两条输电导线看做是一个电阻，某城市用电电压看做一个灯泡，因此可以看出一个电阻和一个灯泡的串联电路，如图所示：
该水电站送电电压为U，则电路中电流I=
，
电阻两端电压UR=IR=
R=
×90Ω=
×90Ω，
则该水电站送电电压U=UR+U灯，
即U=
×90Ω+220V
解得U≈15110V．
答：
（1）拦河大坝的内侧底部受到的水的压强为1×106Pa；
（2）水从高处自由落下时，重力每分钟做的功为2×108J；
（3）如果水的机械能有75%转化为电能，该水电站的发电功率为2.5×106W；
（4）则该水电站送电电压大约是15110V．
5、（2015资阳）如图所示，在物理课外科技活动中，小明受电子秤的启发设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪，他用电压表的示数来表示托盘所受压力的大小．电源电压为E=6V，定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R的规格为“10Ω、lA”．金属指针OP固定在安放托盘的轻弹簧M上，并能随轻弹簧一起在金属杆AB上滑动且与AB接触良好，金属指针和金属杆电阻忽略不计．轻弹簧M在弹性限度内它被压缩的长度与其所受的压力大小成正比，当托盘所受压力为F1=0时P恰好位于R的最上端；当托盘所受压力为F2=100N时P恰好位于R的最下端（此时弹簧的形变仍在弹性限度内）．求：
（1）电压表示数U与托盘所受压力F的关系式；
（2）当压力为F3=50N时定值电阻R0消耗的功率P．
【解析】
6、（2015河南）在课外活动中，同学们设计了一种物品自动筛选器，可将质量小于一定标准的物品自动剔除，其原理如图16所示：
放在水平轻质传送带上的物品，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力F变化的关系如图17所示。
已知电源电压为12V，R0为定值电阻，当电路中电压表示数小于2.4V时，机械装置启动，将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能。
g取l0N/kg。
试问：
（1）当物品随传送带匀速运动时，物品（选填“受”或“不受”）摩擦力。
（2）当检测区上没有物品时，电压表的示数为2V，R0的阻值为多少？
（3）当压敏电阻的电功率最大时，电路中的电流为多少？
此时在检测区上物品的质量是多少？
（4）电路中的电池使用一段时间后，电源电压会降低，能通过检测区物品的最小质量将（选填“增大”或“减小”）。
【解析】
（1）当物品随传送带匀速运动时，物体与传送带之间没有相对运动的趋势，所以物品不受摩擦力作用；
（2）当检测区没有物品时，由图可知，R=100Ω；
R两端的电压：
UR=U﹣U0=12V﹣2V=10V；
电路中的电流I=
=
=0.1A；
则R0=
=
=20Ω；
（3）R的电功率P=（U﹣U0）I=（U﹣IR0）I=12I﹣20I2=-5（2I-0.6）2+1.8
所以I=0.3A时，P有最大值，此时电压表的示数U0=IR0=0.3A×20Ω=6V；
则R=
=
=20Ω；
由图可知，对应压力F=40N；
则物品的质量m=
=
=
=4kg；
（4）电源电压降低，会使电压表的示数变低，根据题目对电压表的示数要求，要使电压表的示数仍等于2.4V，电阻R对应的阻值会比原来更小，则所受压力更大，物体的质量更大．
故答案为：
（1）不受；
（2）R0的阻值为20Ω；
（3）此时在检测区上物品的质量是4kg；
（4）增大．
7．（2015遵义）云门屯景区位于遵义市新蒲新区三渡镇的国家4A级景区，该景区核心景点之一“天门洞”是乐安江在此穿山而过留下的宽80余米、高100余米的巨型山洞，十分壮观。
为了减少环境污染，江上游船采用电力驱动，如图为一艘电动游船正驶过天门洞。
这种游船满载时，船和人的总质量为2800kg。
（g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3）。
（1）该游船满载时，外船底最深处距离水面0.5m，该处所受水的压强为多大？
（2）该游船满载时，游船排开水的体积为多少？
（3）该游船满载时，在平静的乐安江上以1.5m/s的速度匀速行驶，此时游船所受水的阻力为400N，驱动电机的工作电压为60V，且消耗的电能有80％用来克服水的阻力做功，则此时驱动电机的工作电流为多少？
【解析】
（1）满载时船底受到水的压强为：
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa；
（2）游船处于漂浮状态，则所受浮力等于总重力；
即F浮=G总=m总g；
由于F浮=G排=m排g，则m排=m总=2800kg，
由ρ=
得：
V排=
=
=2.8m3；
（3）由于游船匀速行驶，则此时游船的动力F=f=400N；
动力功率为：
P机械=Fv=400N×1.5m/s=600W；
∵η=
，
∴消耗的电功率P电=
=
=750W，
∵P=UI，
∴驱动电机的工作电流I=
=
=12.5A．
答：
（1）该处所受水的压强为5×103Pa；
（2）该游船满载时，游船排开水的体积为2.8m3；
（3）驱动电机的工作电流为12.5A．
8、（2015威海）某商厦每层楼高3m，小明看到工作人员将360kg的货物在一楼放入载货电梯内，闭合开关，仅用25s的时间，便将货物运到六楼，小明对载货电梯产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到该载货电梯的结构及工作电路如图19所示，电梯是通过电动机带动钢丝绳提升货物的，电动机线圈电阻为2.4Ω，电梯厢（含动滑轮）的质量140kg，提升上述货物时电流表的示数为20A，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，请解答下列问题（g取10N/kg）：
（1）匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大？
（2）电梯工作时消耗的总电能是多少？
（3）电动机工作时的效率多大？
【解析】
（1）电梯厢（含动滑轮）的质量140kg，货物质量360kg，
所以电梯厢和货物的总重：
G=mg=（m货+m厢）g=（360kg+140kg）×10N/kg=5000N，
由图可知：
有4段绳子拉电梯厢和货物，
所以：
匀速提升过程中钢丝绳上的拉力F=
G=
×5000N=1250N．
（2）由图电动机工作时电路两端电压：
U=220V，
电梯工作时电路消耗的总电能：
W=UIt=220V×20A×25s=1.1×105J．
（3）电流通过电动机产生热量：
Q=I2Rt=（20A）2×2.4Ω×25s=2.4×104J，
电动机输出的有用功：
W有=Gh=5000N×3m×5=7.5×104J，
不计钢丝绳的重力和一切摩擦，
电动机消耗的电能：
W电′=W有+Q=7.5×104J+=2.4×104J=9.9×104J，
所以电动机工作效率：
η=
×100%=
×100%≈75.8%．
答；
（1）匀速提升过程中钢丝绳上的拉力为1250N；
（2）电梯工作时消耗的总电能是1.1×105J；
（3）电动机工作时的效率是75.8%．
9、（2015义务）甲图为升降机电路的部分原理图，电源电压恒定为6V，R0为定值电阻，电压表量程为0﹣3V，压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示．
（1）压敏电阻不受压力时，电压表示数为2V，定值电阻R0的电功率为多少？
（2）在电路正常工作时，此压敏电阻能承受的最大压力为多少？
（3）在不改变电表的条件下，要增大压敏电阻的承压范围，应如何调整？
（写出一条）
（4）若在升降机底板上放置一个物块，静置时电压表示数为U0，当升降机匀速下降使，电压表示数 （选填“大于”、“等于”或“小于”）U0．
【解析】
（1）由图乙所示图象可知，压力为零时，压敏电阻阻值：
R1=200Ω，
压敏电阻两端电压：
U1=U﹣U0=6V﹣2V=4V，
电路电流：
I=
=
=0.02A，
定值电阻阻值：
R0=
=
=100Ω，
定值电阻R0的电功率：
P0=U0I=2V×0.02A=0.04W；
（2）压敏电阻所受压力最大，其阻值最小，电路电流最大，定值电阻两端电压最大，电压表量程为3V，则定值电阻两端最大电压为3V，电路最大电流：
I最大=
=
=0.03A，
此时压敏电阻阻值：
R1′=
=
=
=100Ω，
由图乙所示图象可知，压敏电阻阻值为100Ω时，其所受压力为2500N；
（3）由图乙所示图象可知，压敏电阻所受压力越大，压敏电阻阻值越小，电路总电阻越小，电源电压不变，电路总电流越大，定值电阻两端电压越大，要增大压敏电阻的承压范围，而不改变电表的条件，可以适当减小定值电阻阻值，或减小电源电压，或在电路中再串联一个分压电阻．
（4）升降机匀速下降，重物处于平衡状态，重物对压敏电阻的压力等于其重力保持不变，压敏电阻阻值保持不变，电路总电阻保持不变，电路电流保持不变，定值电阻两端电压不变，电压表所示不变，仍等于U0．
答：
（1）压敏电阻不受压力时，电压表示数为2V，定值电阻R0的电功率为0.04W；
（2）在电路正常工作时，此压敏电阻能承受的最大压力为2500N；
（3）可以适当减小定值电阻阻值；
（4）若在升降机底板上放置一个物块，静置时电压表示数为U0，当升降机匀速下降使，
电压表示数等于U0．
10、（2015张家界）电动环保车因环保经济在各大旅游景区已广泛投入运营。
如图所示的电动环保车，有关技术参数如下表。
空车质量
1200kg
电动机额定功率
5kW
满载乘员
10人
电动机额定电压
48V
满载时轮胎与地接触面积
4×250cm3
最大车速
18km/h
电动机效率
80%
平路续驶里程
≤180km
根据技术参数和具体要求，求解下列问题：
（g取10N/kg）
（1）用甲图中的专用插线板给电动环保车充电，请在乙图画出插线板内部开关和两插座的连线，并接入家庭电路，要求：
①插线板上的开关可同时控制两插座的通、断；②开关接通时两插座都能提供220V电压。
（2）电动机以额定功率工作半小时消耗多少电能？
（3）经检测电动环保
车以额定功率匀速行驶时，受到的阻力与质量的关系如图所示，若电动环保车满载时，每个乘员大约60kg，求车在行驶过程中受到的阻力。
（4）该车充一次电储存了2.7×108J的电能，电动环保车将电能转化为机械能的效率为80%，若该车满载时以额定功率匀速行驶，则充电一次最多可连续行驶多长的路程？
【解答】
（1）
（2）
（3）
∴
由图可知：
m=1800kg时，f=1800N
（4）
∵车满载且以额定功率匀速行驶∴F=f=1800N
又∵W机械=Fs
∴
11．（2015宜昌）目前随着城市建筑越来越高，楼内都安装了电梯，方便居民出入，某楼梯的电梯的相关参数如下表，为了安全，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示：
⑴ 由图可知，当电梯所载人数增多时， 压敏电阻R2所受的压力增大，阻值减小，则控制电路的电流增大，从而使电磁铁的磁性_________（选填“增强”或“减弱”），当电梯超载时，触点K与触点________（选填“A”或“B”）接触，电铃发出报警铃声。
⑵ 电梯在使用过程中，若控制电路中的R1被短接，则该超载自动报警系统会出现什么异常？
________________________________________________________________
⑶某开发商称：
此电梯是快速电梯，它能在10s内将10个成年人从1层匀速升高到14层，若每个人的体重约为600N，每层楼高3m，电梯上升时需要克服摩擦及系统自重共计2000N，请你通过计算说明开发商的话是否可信？
【解答】
（1）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；
电梯超载时，压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，磁性达到一定程度时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃报警，电梯不工作．
（2）电梯在使用过程中，若控制电路中的定值电阻R1被短接，则在乘客并不超重的情况下，电磁铁所在电路电流也会较大，磁性较强，会使得衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃报警．
（3）若每层楼高3m，从地面升高到14层电梯的高度为13×3m=39m，
10个成年人从地面升高到14层电梯做得机械功W=Gh=（600N×10+2000）×39m=3.12×105J；电梯电机做得电功W电=2.5×104W×10s=2.5×105J，
由电梯做得机械功和电梯电机做得电功比较可知，电梯电机做的电功小于电梯应做的机械功，因此开发商的话不可信．（其它解法合理也可）
故答案为：
（1）增强；B；
（2）没有达到最大载客量电铃就会报警；（3）不可信；电梯电机做的电功小于电梯应做的机械功．
12、（2015镇江）图1所示为一种自动蓄水装置示意图：
轻质弹簧上端固定，下端与木块相连，轻质滑片P的右端固定在弹簧最下端，左端位于粗细均匀的金属电阻R2的最下端A处且接触良好，闭合S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水，当P上滑至B处（R2的中点）时，水面到
达设定高度，水泵自动停止注水，在此过程中，弹簧弹力F与滑片P上滑长度x之间的关系如图2所示。
已知：
电阻箱R1接人电路中的阻值为20Ω，R2的总电阻为20Ω，长度为l；当线圈中电流I≥0.lA时，衔铁被吸下g=l0N/kg，弹簧始终处于弹性限度范围内，不考虑线圈的电阻和滑片P滑动时的摩擦。
（1）求电源电压U；
（2）求木块所受的重力；
（3）当P滑至B处时，求木块浸入水中的体积；
（4）若将R1调至l0Ω，则水箱内最高水位与原设定水位的高度差△h▲0.5l（选填“>”、“<”或“=”），你判断的理由是：
▲．
【解析】
（1）由题意可知，当滑片P滑至B处时，水泵停止注水，此时电路中的电流I=0.1A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I=
可得，电源电压：
U=I（R1+
R2）=0.1A×（20Ω+
×20Ω）=3V；
（2）木块没有浸入水中时弹簧测力计的示数即为木块的重力，
由图2可知，木块的重力G=5N；
（3）当P滑至B处时，由图2可知弹簧测力计的示数为0，
由二力平衡条件可知，木块受到的浮力：
F浮=G=5N，
由F浮=ρgV排可得，木块浸入水中的体积：
V排=
=
=5×10﹣4m3；
（4）将R1调至10Ω，水泵停止注水时电路中的总电阻：
R=
=
=30Ω，
此时R2接入电路中的电阻：
R2′=R﹣R1′=30Ω﹣10Ω=20Ω=R2，
即滑片位于上端时，水泵停止注水，
滑片位于b点时弹簧测力计的示数为0，滑片上移时，木块受到的浮力增大，浸入水中的体积增大，
所以，水箱内最高水位与原设定水位的高度差△h＞l﹣0.5l=0.5l．
答：
（1）电源电压U为3V；
（2）木块所受的重力为5N；
（3）当P滑至B处时，木块浸入水中的体积为5×10﹣4m3；
（4）＞；理由：
R1调至10Ω时，水泵工作先向水箱内注水，当滑片从B处上滑至R2的最上端时，停止注水，木块上升的高度为0.5l，此过程中，木块所受浮力增大，浸入水中的深度增大，所以水箱内最高水位与原设定水位的高度差△h大于0.5l．
13、（2015永州）为了比赛的公平公正，小芸为学校短跑比赛设计了一款防抢跑装置，该装置安装在起跑线前，如图18甲所示，丙图是其工作原理图：
起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，K与A端相连，绿灯亮；发令枪扳机和开关S2相连动，扣动扳机，枪响同时开关S2断开；当电流表示数小于或等于30mA时，在弹簧弹力作用下，K与A端相连，绿灯亮，无人抢跑；当电流表示数大于30mA时，衔铁被吸下，K与B端相连，红灯亮同时铃声响，有人抢跑。
图18
已知两电路电源电压均为6V，保持不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图18乙所示，压板重力不计，电磁铁线圈电阻不计。
（1）起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人（压力F=0N）时，左端电路消耗的电功率为多少？
（2）比赛时，起跑发令枪发令前，抢跑同学踩在压板上的压力F为900N时，左端电路电流表读数为多少？
（3）比赛时，枪声响起后，若某同学踩在压板上的力为1500N时，要使得红灯不亮，电阻R0至少为多大？
【解答】
（1）当开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人时，由图象知，压力传感器的
电阻为R=300Ω，
所以左端电路消耗的电功率为P=
=
=0.12W；
（2）当有人抢跑时，对传感器的压力为900N，
由图象知，此时压力传感器的电阻为R′=100Ω，
所以左端电路电流表读数为I′=
=
=0.06A；
（3）有题意知，红灯不亮时的电路最小电流为I最小=30mA=0.03A，
此时的电路最大电阻为R总=
=
=200Ω，
由图象知，当传感器受到的压力是1500N时，此时的电阻为R最小=50Ω，
所以保护电阻的阻值最小为R0=R总﹣R最小=200Ω﹣50Ω=150Ω．
答：
（1）左端电路消耗的电功率为0.12W；
（2）左端电路电流表读数为0.06A；
（3）电阻R0至少为150Ω．
14、（2015佛山）在如图所示的“动力电路”中，电流从C点经电动机由D点流出时电梯上升，反之电梯下降，当电梯超载时“超载控制电路”中的压力传感器开关k2断开，电磁继电器和电动机都停止工作．
（1）请从A、B点画出两条电线连接到“超载控
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