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重难点26 简单机械、机械能与内能、电学及综合计算-2023年中考【热点·重点·难点】专练（江苏专用）
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专项十三 计算专题
重难点26 简单机械、机械能与内能、电学及综合计算
考点一、简单机械、功及机械效率计算
1. 杠杆计算
① 用杠杆提升物体有用功、额外功和总功求法：1）用杠杆提升物体做的有用功W有用=Gh；2）用杠杆提升物体做的总功W总= Fs；3）用杠杆提升物体做的额外功W额外=W总—W有用。其中h是重物G被提升的高度，s是动力F 移动的距离。h与s的关系可以根据相似三角形建立。
② 杠杆机械效率的求解
2. 滑轮组计算
① 用滑轮组竖直提升物体有用功、额外功和总功以及机械效率的求法：1）有用功W有用=Gh；2）总功W总=Fs；3）额外功W额外=W总—W有用；η＝(W有用/W总)×100％= (G / nF ) ×100％
② 用滑轮组水平拉动物体有用功、额外功和总功以及机械效率的求法：1）有用功W有用= fs2；2）总功W总= F s1；3）额外功W额外=W总—W有用；4）s1= ns2 其中 s1是动力F 移动的距离，s2是重物水平移动的距离，f是物体匀速运动受到的阻力， n是动滑轮上的绳子段数；5）η＝(W有用/W总)×100％= (fs2/ F s1) ×100％
3. 斜面计算
用斜面提升物体有用功、额外功和总功求法：1）有用功W有用= Gh ；2）总功W总= F s；3）额外功W额外=W总—W有用 ，其中 s是动力F 沿着斜面移动的距离，h 是重物上升的高度，s和h的关系，通常可由解三角函数得到，一般斜面倾斜角给出；4）斜面的机械效率：，
考点二、热学计算
1． 比热容及吸放热计算：(1)吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；(2)放热：Q放=cm△t= cm(t0-t)
2． 燃料燃烧放出热量：Q放 ＝qm；(Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg。)
3． 热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：
考点三、电学计算
1． 串并联电路的比较
分类
串联电路
并联电路
电路图
电流
特点
串联电路中各处电流相等
并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压
特点
串联电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和
并联电路中，各支路两端的电压相等，且都等于电源电压
电阻
特点
串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和；
若有n个相同的电阻R0串联，则总电阻为；
把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度，所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。
并联电阻中总电阻的倒数，等于各并联电路的倒数之和；
若只有两个电阻R1和R2并联，则总电阻R总=；
若有n个相同的电阻R0并联，则总电阻为；
把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积，所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配
特点
串联电路中，电压的分配与电阻成正比
并联电路中，电流的分配与电阻成反比
电路
作用
分压(…)
分流(…)
2． 电功率推导式及其适用范围
公式：P = UI； P=W / t。因为欧姆定律只适用于纯电阻电路，而对非纯电阻电路则不适用，所以推导出的两个公式P=及P==I2R也只适用于纯电阻电路。对于非纯电阻电路不适用。
注：在纯电阻电路中，P、U、I、R这4个物理量只需要知道其中任两个都能一步求出其它两个。
考点四、电磁学计算
1． 当较低的电压加在接线柱D、E两端，较小的电流流过线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使B、C两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作。
2． 注意理解灵敏电阻的含义，并能理解并分析电磁继电器的控制逻辑
考点五、力电综合计算
在熟练掌握力学、电学知识的基础上，能根据题目意思灵活应用
考点六、热电综合计算
电路总功率与用电器电功率的关系：无论用电器串联或并联，电路总功率均等于各用电器实际功率之和，表达式为P总=P1+P2+…+Pn
考点一：简单机械、功及机械效率计算
【探究重点】
灵活运用杠杆平衡条件公式及其变形公式：1）杠杆平衡条件公式公式F1L1＝F2L2；2）求解动力，用变形公式F1＝F2L2/ L1；3）求解动力臂，用变形公式L1＝F2L2/ F1
以斜面为载体的综合计算题，考查的知识点一般包括斜面的机械效率；速度公式及其应用；功率的计算．在解题时会用到速度公式v=s/t，功率P=Fv，根据W=Gh求出有用功，推力做的功W=Fs即总功，然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率．
【真题精讲】
1. （2022·四川乐山）如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（ ）。
A. 拉力F的功率为3W；B. 1min内物体移动的距离为36m；
C. 1min内所做的有用功为1440J；D. 该滑轮组的机械效率为85%
【巩固训练】
2. （2022·江苏连云港·模拟预测）小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J，他所做总功的功率是______W。
考点二：机械能与内能计算
【探究重点】
注意理解热平衡的概念，即Q吸=Q放；注意理解热学中效率的含义及应用
【真题精讲】
3. （2022·四川成都B）小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是( )。
A. 2min内油吸收的热量为3×104J； B. 他使用的酒精灯的加热效率为21%；
C. 油的末温比水的高，所以吸热能力更强； D. 油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
【巩固训练】
4. （2022·湖南常德）某台四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了______次功。如果汽油机在某段时间内消耗了400g汽油，则汽油完全燃烧可放出热量为______J。（q汽=4.6×107J/kg）
考点三：电学计算
【探究重点】
电功率与用电器电阻的关系：当电流一定时，由P=I2R可知，电功率与电阻成正比。由于串联电路中通过各用电器的电流相等。所以P1：P2=R1：R2
当电压一定时，由P=可知，电功率与电阻成反比，由于并联电路中各支路电压相等，所以P1：P2=R2：R1
【真题精讲】
5. （2021·江苏玄武·一模）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“6V 3W”（灯泡电阻不变），灯泡的电阻为______Ω。当开关S、S1、S2闭合，滑片P从b端滑到中点时，电压表示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。当仅闭合开关S，滑片P从b端滑到某一位置时，变阻器的阻值减小6Ω，电流表的示数变化了0.1A，灯泡恰好正常发光，此时电路的电流为______A，滑动变阻器的最大阻值是______Ω。
【巩固训练】
6. (2021·甘肃甘肃·中考真题)将阻值不同的电阻R1、R2按甲图所示电路连接，闭合开关S后，电流表示数为0.6A；保持电源电压不变，再将电阻R1、R2按乙图所示电路进行改接，闭合开关S后，关于电流表的示数，下列说法中正确的是( )
A．一定小于0.6A B．一定大于2.4A
C．一定大于0.6A，但小于1.2A D．一定大于1.2A，但小于2.4A
考点四：电磁学计算
【探究重点】
注意理解灵敏电阻的含义，并能理解并分析电磁继电器的控制逻辑
【真题精讲】
7. （2022·江苏连云港）在一次综合实践活动中，小明制作了一个简单的保温箱，其工作原理如图所示。热敏电阻、定值电阻和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当箱内温度达到100℃时，电磁铁吸合衔铁，使触点A脱开触点改与触点接触，当箱内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点A再次与触点接触。当触点A先后与触点、接触时，电流表的示数分别为和。求：
（1）电阻和的阻值；
（2）保温箱加热时工作电路的功率；
（3）保温箱保温工作电路消耗的电能。
【巩固训练】
8. （2022 江苏镇江）小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成。在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U=6V，定值电阻R0=3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其它电阻。
(1)当E与C、D接触时，电路接通，衔铁吸下与触点 ___________接触(选填“A”或“B”)，线圈和R0被 ___________(选填“短路”或“断路”)；
(2)在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为0.5s和1.5s，不考虑衔铁在AB之间切换的时间。在未解除报警的情况下，求开始报警后1min内电路所消耗的电能；( )
(3)Q为边长10cm的正方体，密度为0.5×103kg/m3，h0=12cm，h=20cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及F与支架间的摩擦。
①求刚开始报警时水面距池底的高度H；( )
②下列措施中，可使①中H值增大的有 ___________。
A．将池中水换为密度更大的液体B．仅适当减小Q的边长
C．仅在空心管F中装入适量沙子D．仅适当减小Q的密度
考点五：力电综合计算
【探究重点】
在熟练掌握力学、电学知识的基础上，能根据题目意思灵活应用
【真题精讲】
9. （2022·湖南株洲·九年级期末）如图是某研究性学习小组自制的电子秤原理图，它利用电压表的示数来指示物体的质量．托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，托盘和弹簧的质量不计，OA间有可收缩的金属弹簧（电阻可以忽略不计），当盘中没有放物体时，电压表的示数为0，电阻R是长10cm、阻值50Ω的均匀电阻丝，已知电阻R0=40Ω，电源电压U=6V，电压表的量程为0～3V，现将1kg的物体放在托盘中，滑片刚好向下移动2cm（不计摩擦，弹簧终在弹性限度内，压力与形变成正比），请计算回答：
（1）将1kg的物体放在托盘中时，电压表的示数为多少__________？
（2）该电子秤能测量的最大质量是多少_______？此质量数应标在电压表多少伏的位置上___________？
（3）用电压表的示数来指示物体的质量，则质量数在电压表上的刻度是_____（选填“均匀”或“不均匀”）；
（4）由于长期使用会使电源电压降低，这会导致测量值比真实值_____（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）；为了解决上述问题，把R0更换成滑动变阻器，则应适当把滑片向阻值_____（选填“大”或“小”）的方向移动。
【巩固训练】
10. （2022·江苏·江阴初级中学一模）小伟在乘飞机时了解到，经济舱乘客的免费托运行李限重20kg，而商务舱的乘客允许携带更重的免费托运行李。如图是小伟设计的模拟飞机行李超重的报警装置，杠杆OP始终处于水平位置，电源电压恒为15V，R0是阻值为6Ω的定值电阻，Rx是力敏电阻，它的阻值随压力变化的关系如下表；当电压表的示数U0大于或等于3V时，电路外的检测装置会自动报警。（取g =10N/kg）
（1）经济舱的乘客可以携带免费托运行李的最大重力为______N；
（2）小伟把检测装置恰好报警时的电学物理量标在下图中，请帮他计算此时Rx的电阻为_______Ω；
（3）如图杠杆上有两个行李托盘，A、B是杠杆上的两个承重点，已知AP=0.3m，OB=0.6m。小伟闭合开关，将20kg的模拟行李放在某一个托盘上时，检测装置恰好报警，当他将模拟商务舱乘客的行李放在另一个托盘上时，检测装置也恰好报警。模拟商务舱乘客的行李限重为_______kg。（杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计）
压力F/N
50
100
150
200
250
300
阻值Rx/Ω
50
30
24
20
17
16
考点六：热电综合计算
【探究重点】
电路总功率与用电器电功率的关系：无论用电器串联或并联，电路总功率均等于各用电器实际功率之和，表达式为P总=P1+P2+…+Pn
【真题精讲】
11. （2022·浙江宁波）盛夏，室外温度达36℃，小宁将客厅空调的设定温度设置为28℃，发现空调正常工作时的工作周期：工作10min后会停止工作，5min后再重新工作……周而复始。从该空调铭牌上获悉，空调的制冷额定功率为2000W。
（1）空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为______J；
（2）为了节能减排，小宁家换上了隔热保温性能更好门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，空调新的一个工作周期内，工作时间会______（填“大于”“等于”或“小于”）10min。
【巩固训练】
12. (2020南充)小明将线圈电阻为4.84Ω的电动机接人220V的家庭电路中，关闭其它用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有2000imp/(kW.h)的电能表3min内闪烁了100次，则电动机在这段时间内消耗的电能为________kW.h，电动机线圈产生________J的热量。
1. (2020南充)如图所示，重为2N的物体A放在水平桌面上，重为5N的物体B挂在动滑轮下，每个滑轮重为1N(不计绳重和摩擦)，B恰好可以匀速下降。现对A施加水平向左的拉力使B上升，当B以0.3m/s的速度匀速上升时，拉力大小为F。下列说法正确的是( )
A．B匀速下降时，物体A受到3N的摩檫力
B．拉力F的大小为4N
C．拉力F的功率为3.6W
D．B匀速上升0.6m的过程中，拉力F做功2.4J
2. 标有“12V 12W”的灯泡 L1 和标有“12V 6W”的灯泡 L2，先后按串联和并联方式接在电压恒为 12V 的电源两端。如果不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是( )
A．串联时灯 L1两端的电压等于灯L2两端的电压，且均为6V
B．并联时通过灯L2的电流I2大于通过灯L1的电流I1，且 I2=2I1
C．串联时灯L1的功率P1大于灯L2的功率P2，且P1=2P2
D．并联时灯L2的功率P2′大于串联时灯L2 的功率P2，且
3. (2020咸宁)如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动｡若该同学上半身的质量约为全身质量的3/5，则她上半身的重力约为___N。她在一段时间内做了40个仰卧起坐，每次时起上半身重心上升的距离均为0.3m，则她在这段时间克服重力做的功约为_____J。
4. (2020达州)如图所示，工人师傅用150N的力，使物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到水平向左的拉力为240N。在此过程中物体A移动的速度是______m/s，工人师傅拉绳子的力做功的功率是______W，该装置的机械效率η=______。当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A受到的摩擦力是______N。
5. （2022四川德阳）某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置，图甲是该装置的部分简化模型。轻质硬杆AB能绕O点无摩擦转动，AO：OB＝2：3；物体N是一个不吸水的柱体。打开阀门，假定水的流量相同，物体M对压力传感器的压强p与水流时间t的关系如图乙所示，t2时刻装置自动报警，t3时刻塔内水流完，杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体M的密度为6×103kg/m3，棱长为0.1m；悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸长，g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量。求：
（1） 物体M的重力大小。
（2） t1时刻杠杆A端所受拉力大小。
（3） 物体N的密度。
6. （2022·陕西省）今年“五一”假期，广大市民按照疫情防控要求，积极响应“非必要不离市”号召，在郊区、公园指定区域进行户外活动。小刚同学家购买了一款如图-1所示户外分体式燃气炉，准备去户外野炊。该燃气炉的铭牌如图-2所示，其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。
（1）气体燃料在常温下是通过______的方式液化存储在储气罐内，使用过程中，罐体温度变低是因为燃料发生汽化时要___________（选填“吸收”或“放出”）热量；
（2）在标准大气压下，用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140 s，燃气炉烧水时的效率是多少？已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)；___________；
（3）小刚注意到炉头上标有参数：15字样，他查阅说明书得知，该参数表示的是：燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，计算该燃气炉所使用燃料的热值是多少？___________；
（4）小刚同学打算展示在劳动课上学习的烹饪技能，为家人做顿可口饭菜，下表是他出发前做的规划，则小刚至少应携带几个如图-3所示的新储气罐？___________。
内容
每次耗时/min
次数/次
炒菜
8
3
煮汤
10
1
烧水
3
2
7. 如图A，甲、乙两地相距 40km，在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线，已知输电线每千米的电阻为0.2Ω。现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在甲地利用电压表。
(1)电流表和电源接成如图所示电路进行测量。当电压表的示数为3.0伏时，电流表的示数为 0.5A，则短路位置离甲地的距离为多少km？
(2)在甲地利用电源(电压恒为6V)、定值电阻R0(阻值为20Ω)、电压表(量程为0～3V)以及开关等与输电线组成了一个检测电路(如图B所示，电压表未画出)：闭合开关后，电压表示数为2V；根据题意判定电压表的连接位置，将它接入检测电路；计算出短路位置离甲地的距离。
8. （2022·江苏南京·模拟预测）某兴趣小组为检测操场上的风力等级，设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米，均匀电阻丝长为30厘米，阻值为15欧，电源电压恒为9伏，保护电阻为3欧，电压表量程0~3伏。弹簧弹力与弹簧长度改变量的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速（米/秒）
0.3~1.5
1.6~3.3
3.4~5.4
5.5~7.9
8.0~10.7
10.8~13.8
风压（帕）
0.055~1.4
1.6~6.8
7.2~18
18.9~39
40~72
72.9~119
（1）无风时，求通过的电流；
（2）为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为几级；
（3）某日从天气预报得知，第二天风力等级将会达到五级，风速预计为，在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上，电路将如何改进，在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数，经查阅资料后得知，该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，其关系式为，（其中为常量，数值为0.6），假设你为改小组成员，请你计算出风速为时，改进后的电路中电压表的示数。
9. （2022 江苏连云港）在一次综合实践活动中，小明制作了一个简单的保温箱，其工作原理如图所示。热敏电阻、定值电阻和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当箱内温度达到100℃时，电磁铁吸合衔铁，使触点A脱开触点改与触点接触，当箱内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点A再次与触点接触。当触点A先后与触点、接触时，电流表的示数分别为和。求：
(1)电阻和的阻值；
(2)保温箱加热时工作电路的功率；
(3)保温箱保温工作电路消耗的电能。
1. (2020江西)如图所示，将重6N的物体匀速拉高20cm，在此过程中，不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，以下说法正确的是( )
A．绳子自由端被拉下1.2m B．绳子对地面的拉力为1N
C．对物体所做的功为1.2J D．横梁受到的拉力为9N
2. 为了探究某物质在固态和液态时的吸热升温情况，小明同学用酒精灯(火焰大小保持不变)均匀加热该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示，经测量阶段消耗热值为的酒精(假设酒精完全燃烧)，通过查阅资料已知该物质液态时的比热容为。下列说法正确的是( )
A．该物质在点时的内能等于在点时的内能 B．该物质在段共吸收了的热量
C．该物质在固态时的比热容为 D．在阶段的加热效率为16%
3. 甲、乙两个质量相同，材质不同的金属块，甲的初温大于乙的初温。若吸收相同的热量后相互接触，热量从乙传递到甲。若放出相同的热量后相互接触，则下列说法正确的是( )
A．甲比热容小，热量从甲传递到乙 B．乙比热容小，热量从甲传递到乙
C．甲比热容小，热量从乙传递到甲 D．乙比热容小，热量从乙传递到甲
4. （2022·江苏扬州）某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。
（1）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂l；（ ）
（2）该同学质量为50kg，则墙壁对人的支撑力约为___________N；
（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F如何变化？___________，并说明理由___________。
5. (2020益阳)一辆重型卡车正在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，卡车的牵引力为1.0104N。卡车行驶1min后发动机做的功是______J，发动机做功的功率为______。
6. (2020桂林)如图所示，质量为50g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为___J；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为___J。
7. （2022 江苏镇江）图示电能表能接入用电器的最大总功率为 ___________W；小明发现家中多个用电器正常工作时，指示灯在1min内闪烁90次，这段时间内电路消耗的电能为 ___________kW·h；他再将额定功率为1000W的电水壶接入该电路，发现额定电流为30A的熔丝熔断了，这是因为电路发生了 ___________故障。
8. （2022·江苏扬州·一模）如图甲、乙所示是某调温型电烤箱及其简化电路图，它的额定工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R1的阻值为40Ω。
（1）高温挡的电功率是多少?
（2）若低温挡电烤箱的电功率为400W，求R2的阻值是多少?
（3）小关发现傍晚用电高峰时，电烤箱加热时间比平时要长，她猜想是用电高峰时电功率偏低所致，于是她关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在2分钟内电能表的转盘转了100转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时该电烤箱的实际电功率为多少？
9. （2022八下·瑞安期中）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作烟雾报警器的项目化学习。
[项目名称]制作烟雾报警器。
[相关资料]烟雾报警器内部由发射电路和接收电路组成(如图甲所示)。发射电路发射的红外光源会被外界烟尘粒子散射，烟的浓度越大，接收电路接收到的光强度越强。接收电路能够将光信号转化为电信号，最后转化成报警信号。
[项目任务]小组同学讨论后，确定烟雾报警器的要求如下：
供电电源： 6伏
报警电流：≥250 毫安
功能：当环境中的烟雾浓度升高至一定值时，立刻报警鸣叫。
[方案设计]小组同学讨论后，利用光敏电阻对烟雾报警器的接收电路部分进行设计，如图乙所示，其中，光敏电阻的大小会随着接收到的红外光束的强弱发生变化。
（1）[器材选择]根据上述要求，该兴趣小组的同学从实验室选择所需器材，其中，电源电压U1恒为6伏，滑动变阻器规格为“2安50欧”，要想实现烟雾报警器的功能，他们选择的光敏电阻Rx的阻值大小随光照强度变化的图像应为 。
（2）[项目调试]该组同学组装好电路后开始测试，闭合开关S，发现当通过线圈的电流为200毫安时，报警器就开始工作，此时滑动变阻器的阻值Rp=15欧(线圈电阻不计)。在光照强度不变的情况下，为了符合制作要求(即报警电流≥250毫安)，应调节滑动变阻器连入电路的阻值为多大？(写出具体的计算过程)
（3）[项目评价与反思]为了提高该烟雾报警器的灵敏度(即在烟雾更少条件下就能报警)，该组同学提出以下几种方法，其中正确的是 。
A．增大电源电压B．更换阻值较小的保护电阻C．增加线圈匝数D．增大线圈和衔铁之间的距离E．更换阻值更小的线圈
1. (2020随州)物块在水平拉力F(大小未知)的作用下，在水平直线轨道上运动(如图)，其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N，则以下判断正确的是( )
A．该物块在CD段的惯性比AB段大 B．该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C．拉力F在AB段所做的功为20J D．拉力F在CD段做功的功率为10W
2. （2022 江苏镇江）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示(水未沸腾)( )
A. 若m相同，Δt越小，燃料的热值越大 B. 若Δt相同，m越大，燃料的热值越大
C. 若的值越大，燃料的热值越大 D. 若的值越大，燃料的热值越大
3. （2022·四川成都）如图所示电路，电源电压U恒定不变，电流表A1量程为0~3A，A2量程为0~0.6A，电压表V量程为0~3V或0~15V，闭合S，断开S1、S2，滑片P移到最左端，A1表的示数为0.35A，R1和R3消耗的电功率之比P1∶P3=3∶1；滑片P向右移到某一位置的过程中，A1表的示数变化了0.3A，V表的示数变化了3V，三个开关都闭合时，在确保电路安全的前提下，R2允许接入的最小阻值为R2 小，电路消耗的最大电功率为P大。下列结论正确的是（ ）。
A. R3=10Ω B. 电压表选用的量程为0~3V
C. R2小=40Ω D. P大=28W
4. （2022 江苏无锡）杆秤是我国古代劳动人民的一项发明，是各种衡器中历史最悠久的一种，称量物体质量时，它相当于一个____________(填简单机械名称)。某杆秤的示意图如图所示，C处是秤钩，A、B位置各有一个提纽，BC=7cm，秤砣质量为0.5kg。提起B处提纽，秤钩不挂物体，将秤砣移至D点，杆秤恰好水平平衡，BD=1cm；将质量为2.5kg的物体挂在秤钩上，提起B处提组，秤砣移至最大刻度E处，杆秤再次水平平衡，则BE=____________cm。若要称量质量更大的物体，应选用____________处提纽。
5. (2021·四川眉山市·中考真题)如图所示是某单缸四冲程汽油机的______冲程；若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为______。
6. (2021·辽宁辽宁·中考真题)如图所示的自制便携式封口机，使用电压为3V的电源，接通电路发热电阻温度升高，利用电流的______实现高温封口。阻值为1Ω的发热电阻10s内产生______J的热量。封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更______(填“大”或“小”)的。
7. (2020三市一企)某科技小组自制了一个测量池水深度的装置，如图甲，它主要是由控制盒和测量盒构成，其电路连接如图乙所示(连接导线带绝缘皮，足够长，不计电阻和质量)｡测量盒是一个底面积为8cm2､高5cm､重2.0N的圆柱体，其底部为压敏电阻R，R与水接触的表面涂有绝缘漆，其阻值随下表面压力变化的部分参数见下表∶控制盒中电源电压恒定，R0为定值电阻｡科技小组的同学将测量盒缓慢浸入水中，工作时測量盒底部始终与水平面相平，不考虑大气压强的影响。
(1)当测量盒浸入深度为1m时，电压表的示数为1.5V，求此时R底部受到水的压强｡
(2)当测量盒浸入深度为2m时，电压表的示数为2.0V，求电源电压和R0的阻值｡
(3)将测量盒放入水平池底(R与池底未紧密结合，导线松弛)，静止时电压表示数为3V，则池水深度为多少米？
8. （2021八下·萧山期中）小明设计了一种“自动限重器”，如图（甲）所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等。压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图（乙）所示。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压U＝9V，电磁继电器线圈的阻值忽略不计。请你解答下列问题：
（1）由图（乙）中的图象可知，随着压力F的增大，压敏电阻R1的阻值将 。
（2）用笔画线代替导线将图（甲）的电路连接完整。
（3）随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将增强，当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下。若某货架能承受的最大压力为800N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为多少欧姆？
专项十三 计算专题
重难点26 简单机械、机械能与内能、电学及综合计算
考点一、简单机械、功及机械效率计算
1. 杠杆计算
① 用杠杆提升物体有用功、额外功和总功求法：1）用杠杆提升物体做的有用功W有用=Gh；2）用杠杆提升物体做的总功W总= Fs；3）用杠杆提升物体做的额外功W额外=W总—W有用。其中h是重物G被提升的高度，s是动力F 移动的距离。h与s的关系可以根据相似三角形建立。
② 杠杆机械效率的求解
2. 滑轮组计算
① 用滑轮组竖直提升物体有用功、额外功和总功以及机械效率的求法：1）有用功W有用=Gh；2）总功W总=Fs；3）额外功W额外=W总—W有用；η＝(W有用/W总)×100％= (G / nF ) ×100％
② 用滑轮组水平拉动物体有用功、额外功和总功以及机械效率的求法：1）有用功W有用= fs2；2）总功W总= F s1；3）额外功W额外=W总—W有用；4）s1= ns2 其中 s1是动力F 移动的距离，s2是重物水平移动的距离，f是物体匀速运动受到的阻力， n是动滑轮上的绳子段数；5）η＝(W有用/W总)×100％= (fs2/ F s1) ×100％
3. 斜面计算
用斜面提升物体有用功、额外功和总功求法：1）有用功W有用= Gh ；2）总功W总= F s；3）额外功W额外=W总—W有用 ，其中 s是动力F 沿着斜面移动的距离，h 是重物上升的高度，s和h的关系，通常可由解三角函数得到，一般斜面倾斜角给出；4）斜面的机械效率：，
考点二、热学计算
1． 比热容及吸放热计算：(1)吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；(2)放热：Q放=cm△t= cm(t0-t)
2． 燃料燃烧放出热量：Q放 ＝qm；(Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg。)
3． 热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：
考点三、电学计算
1． 串并联电路的比较
分类
串联电路
并联电路
电路图
电流
特点
串联电路中各处电流相等
并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压
特点
串联电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和
并联电路中，各支路两端的电压相等，且都等于电源电压
电阻
特点
串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和；
若有n个相同的电阻R0串联，则总电阻为；
把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度，所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。
并联电阻中总电阻的倒数，等于各并联电路的倒数之和；
若只有两个电阻R1和R2并联，则总电阻R总=；
若有n个相同的电阻R0并联，则总电阻为；
把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积，所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配
特点
串联电路中，电压的分配与电阻成正比
并联电路中，电流的分配与电阻成反比
电路
作用
分压(…)
分流(…)
2． 电功率推导式及其适用范围
公式：P = UI； P=W / t。因为欧姆定律只适用于纯电阻电路，而对非纯电阻电路则不适用，所以推导出的两个公式P=及P==I2R也只适用于纯电阻电路。对于非纯电阻电路不适用。
注：在纯电阻电路中，P、U、I、R这4个物理量只需要知道其中任两个都能一步求出其它两个。
考点四、电磁学计算
1． 当较低的电压加在接线柱D、E两端，较小的电流流过线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使B、C两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作。
2． 注意理解灵敏电阻的含义，并能理解并分析电磁继电器的控制逻辑
考点五、力电综合计算
在熟练掌握力学、电学知识的基础上，能根据题目意思灵活应用
考点六、热电综合计算
电路总功率与用电器电功率的关系：无论用电器串联或并联，电路总功率均等于各用电器实际功率之和，表达式为P总=P1+P2+…+Pn
考点一：简单机械、功及机械效率计算
【探究重点】
灵活运用杠杆平衡条件公式及其变形公式：1）杠杆平衡条件公式公式F1L1＝F2L2；2）求解动力，用变形公式F1＝F2L2/ L1；3）求解动力臂，用变形公式L1＝F2L2/ F1
以斜面为载体的综合计算题，考查的知识点一般包括斜面的机械效率；速度公式及其应用；功率的计算．在解题时会用到速度公式v=s/t，功率P=Fv，根据W=Gh求出有用功，推力做的功W=Fs即总功，然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率．
【真题精讲】
1. （2022·四川乐山）如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（ ）。
A. 拉力F的功率为3W；B. 1min内物体移动的距离为36m；
C. 1min内所做的有用功为1440J；D. 该滑轮组的机械效率为85%
【巩固训练】
2. （2022·江苏连云港·模拟预测）小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J，他所做总功的功率是______W。
考点二：机械能与内能计算
【探究重点】
注意理解热平衡的概念，即Q吸=Q放；注意理解热学中效率的含义及应用
【真题精讲】
3. （2022·四川成都B）小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是( )。
A. 2min内油吸收的热量为3×104J； B. 他使用的酒精灯的加热效率为21%；
C. 油的末温比水的高，所以吸热能力更强； D. 油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
【巩固训练】
4. （2022·湖南常德）某台四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了______次功。如果汽油机在某段时间内消耗了400g汽油，则汽油完全燃烧可放出热量为______J。（q汽=4.6×107J/kg）
考点三：电学计算
【探究重点】
电功率与用电器电阻的关系：当电流一定时，由P=I2R可知，电功率与电阻成正比。由于串联电路中通过各用电器的电流相等。所以P1：P2=R1：R2
当电压一定时，由P=可知，电功率与电阻成反比，由于并联电路中各支路电压相等，所以P1：P2=R2：R1
【真题精讲】
5. （2021·江苏玄武·一模）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“6V 3W”（灯泡电阻不变），灯泡的电阻为______Ω。当开关S、S1、S2闭合，滑片P从b端滑到中点时，电压表示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。当仅闭合开关S，滑片P从b端滑到某一位置时，变阻器的阻值减小6Ω，电流表的示数变化了0.1A，灯泡恰好正常发光，此时电路的电流为______A，滑动变阻器的最大阻值是______Ω。
【巩固训练】
6. (2021·甘肃甘肃·中考真题)将阻值不同的电阻R1、R2按甲图所示电路连接，闭合开关S后，电流表示数为0.6A；保持电源电压不变，再将电阻R1、R2按乙图所示电路进行改接，闭合开关S后，关于电流表的示数，下列说法中正确的是( )
A．一定小于0.6A B．一定大于2.4A
C．一定大于0.6A，但小于1.2A D．一定大于1.2A，但小于2.4A
考点四：电磁学计算
【探究重点】
注意理解灵敏电阻的含义，并能理解并分析电磁继电器的控制逻辑
【真题精讲】
7. （2022·江苏连云港）在一次综合实践活动中，小明制作了一个简单的保温箱，其工作原理如图所示。热敏电阻、定值电阻和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当箱内温度达到100℃时，电磁铁吸合衔铁，使触点A脱开触点改与触点接触，当箱内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点A再次与触点接触。当触点A先后与触点、接触时，电流表的示数分别为和。求：
（1）电阻和的阻值；
（2）保温箱加热时工作电路的功率；
（3）保温箱保温工作电路消耗的电能。
【巩固训练】
8. （2022 江苏镇江）小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成。在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U=6V，定值电阻R0=3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其它电阻。
(1)当E与C、D接触时，电路接通，衔铁吸下与触点 ___________接触(选填“A”或“B”)，线圈和R0被 ___________(选填“短路”或“断路”)；
(2)在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为0.5s和1.5s，不考虑衔铁在AB之间切换的时间。在未解除报警的情况下，求开始报警后1min内电路所消耗的电能；( )
(3)Q为边长10cm的正方体，密度为0.5×103kg/m3，h0=12cm，h=20cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及F与支架间的摩擦。
①求刚开始报警时水面距池底的高度H；( )
②下列措施中，可使①中H值增大的有 ___________。
A．将池中水换为密度更大的液体B．仅适当减小Q的边长
C．仅在空心管F中装入适量沙子D．仅适当减小Q的密度
考点五：力电综合计算
【探究重点】
在熟练掌握力学、电学知识的基础上，能根据题目意思灵活应用
【真题精讲】
9. （2022·湖南株洲·九年级期末）如图是某研究性学习小组自制的电子秤原理图，它利用电压表的示数来指示物体的质量．托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，托盘和弹簧的质量不计，OA间有可收缩的金属弹簧（电阻可以忽略不计），当盘中没有放物体时，电压表的示数为0，电阻R是长10cm、阻值50Ω的均匀电阻丝，已知电阻R0=40Ω，电源电压U=6V，电压表的量程为0～3V，现将1kg的物体放在托盘中，滑片刚好向下移动2cm（不计摩擦，弹簧终在弹性限度内，压力与形变成正比），请计算回答：
（1）将1kg的物体放在托盘中时，电压表的示数为多少__________？
（2）该电子秤能测量的最大质量是多少_______？此质量数应标在电压表多少伏的位置上___________？
（3）用电压表的示数来指示物体的质量，则质量数在电压表上的刻度是_____（选填“均匀”或“不均匀”）；
（4）由于长期使用会使电源电压降低，这会导致测量值比真实值_____（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）；为了解决上述问题，把R0更换成滑动变阻器，则应适当把滑片向阻值_____（选填“大”或“小”）的方向移动。
【巩固训练】
10. （2022·江苏·江阴初级中学一模）小伟在乘飞机时了解到，经济舱乘客的免费托运行李限重20kg，而商务舱的乘客允许携带更重的免费托运行李。如图是小伟设计的模拟飞机行李超重的报警装置，杠杆OP始终处于水平位置，电源电压恒为15V，R0是阻值为6Ω的定值电阻，Rx是力敏电阻，它的阻值随压力变化的关系如下表；当电压表的示数U0大于或等于3V时，电路外的检测装置会自动报警。（取g =10N/kg）
（1）经济舱的乘客可以携带免费托运行李的最大重力为______N；
（2）小伟把检测装置恰好报警时的电学物理量标在下图中，请帮他计算此时Rx的电阻为_______Ω；
（3）如图杠杆上有两个行李托盘，A、B是杠杆上的两个承重点，已知AP=0.3m，OB=0.6m。小伟闭合开关，将20kg的模拟行李放在某一个托盘上时，检测装置恰好报警，当他将模拟商务舱乘客的行李放在另一个托盘上时，检测装置也恰好报警。模拟商务舱乘客的行李限重为_______kg。（杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计）
压力F/N
50
100
150
200
250
300
阻值Rx/Ω
50
30
24
20
17
16
考点六：热电综合计算
【探究重点】
电路总功率与用电器电功率的关系：无论用电器串联或并联，电路总功率均等于各用电器实际功率之和，表达式为P总=P1+P2+…+Pn
【真题精讲】
11. （2022·浙江宁波）盛夏，室外温度达36℃，小宁将客厅空调的设定温度设置为28℃，发现空调正常工作时的工作周期：工作10min后会停止工作，5min后再重新工作……周而复始。从该空调铭牌上获悉，空调的制冷额定功率为2000W。
（1）空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为______J；
（2）为了节能减排，小宁家换上了隔热保温性能更好门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，空调新的一个工作周期内，工作时间会______（填“大于”“等于”或“小于”）10min。
【巩固训练】
12. (2020南充)小明将线圈电阻为4.84Ω的电动机接人220V的家庭电路中，关闭其它用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有2000imp/(kW.h)的电能表3min内闪烁了100次，则电动机在这段时间内消耗的电能为________kW.h，电动机线圈产生________J的热量。
1. (2020南充)如图所示，重为2N的物体A放在水平桌面上，重为5N的物体B挂在动滑轮下，每个滑轮重为1N(不计绳重和摩擦)，B恰好可以匀速下降。现对A施加水平向左的拉力使B上升，当B以0.3m/s的速度匀速上升时，拉力大小为F。下列说法正确的是( )
A．B匀速下降时，物体A受到3N的摩檫力
B．拉力F的大小为4N
C．拉力F的功率为3.6W
D．B匀速上升0.6m的过程中，拉力F做功2.4J
2. 标有“12V 12W”的灯泡 L1 和标有“12V 6W”的灯泡 L2，先后按串联和并联方式接在电压恒为 12V 的电源两端。如果不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是( )
A．串联时灯 L1两端的电压等于灯L2两端的电压，且均为6V
B．并联时通过灯L2的电流I2大于通过灯L1的电流I1，且 I2=2I1
C．串联时灯L1的功率P1大于灯L2的功率P2，且P1=2P2
D．并联时灯L2的功率P2′大于串联时灯L2 的功率P2，且
3. (2020咸宁)如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动｡若该同学上半身的质量约为全身质量的3/5，则她上半身的重力约为___N。她在一段时间内做了40个仰卧起坐，每次时起上半身重心上升的距离均为0.3m，则她在这段时间克服重力做的功约为_____J。
4. (2020达州)如图所示，工人师傅用150N的力，使物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到水平向左的拉力为240N。在此过程中物体A移动的速度是______m/s，工人师傅拉绳子的力做功的功率是______W，该装置的机械效率η=______。当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A受到的摩擦力是______N。
5. （2022四川德阳）某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置，图甲是该装置的部分简化模型。轻质硬杆AB能绕O点无摩擦转动，AO：OB＝2：3；物体N是一个不吸水的柱体。打开阀门，假定水的流量相同，物体M对压力传感器的压强p与水流时间t的关系如图乙所示，t2时刻装置自动报警，t3时刻塔内水流完，杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体M的密度为6×103kg/m3，棱长为0.1m；悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸长，g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量。求：
（1） 物体M的重力大小。
（2） t1时刻杠杆A端所受拉力大小。
（3） 物体N的密度。
6. （2022·陕西省）今年“五一”假期，广大市民按照疫情防控要求，积极响应“非必要不离市”号召，在郊区、公园指定区域进行户外活动。小刚同学家购买了一款如图-1所示户外分体式燃气炉，准备去户外野炊。该燃气炉的铭牌如图-2所示，其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。
（1）气体燃料在常温下是通过______的方式液化存储在储气罐内，使用过程中，罐体温度变低是因为燃料发生汽化时要___________（选填“吸收”或“放出”）热量；
（2）在标准大气压下，用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140 s，燃气炉烧水时的效率是多少？已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)；___________；
（3）小刚注意到炉头上标有参数：15字样，他查阅说明书得知，该参数表示的是：燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，计算该燃气炉所使用燃料的热值是多少？___________；
（4）小刚同学打算展示在劳动课上学习的烹饪技能，为家人做顿可口饭菜，下表是他出发前做的规划，则小刚至少应携带几个如图-3所示的新储气罐？___________。
内容
每次耗时/min
次数/次
炒菜
8
3
煮汤
10
1
烧水
3
2
7. 如图A，甲、乙两地相距 40km，在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线，已知输电线每千米的电阻为0.2Ω。现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在甲地利用电压表。
(1)电流表和电源接成如图所示电路进行测量。当电压表的示数为3.0伏时，电流表的示数为 0.5A，则短路位置离甲地的距离为多少km？
(2)在甲地利用电源(电压恒为6V)、定值电阻R0(阻值为20Ω)、电压表(量程为0～3V)以及开关等与输电线组成了一个检测电路(如图B所示，电压表未画出)：闭合开关后，电压表示数为2V；根据题意判定电压表的连接位置，将它接入检测电路；计算出短路位置离甲地的距离。
8. （2022·江苏南京·模拟预测）某兴趣小组为检测操场上的风力等级，设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米，均匀电阻丝长为30厘米，阻值为15欧，电源电压恒为9伏，保护电阻为3欧，电压表量程0~3伏。弹簧弹力与弹簧长度改变量的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速（米/秒）
0.3~1.5
1.6~3.3
3.4~5.4
5.5~7.9
8.0~10.7
10.8~13.8
风压（帕）
0.055~1.4
1.6~6.8
7.2~18
18.9~39
40~72
72.9~119
（1）无风时，求通过的电流；
（2）为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为几级；
（3）某日从天气预报得知，第二天风力等级将会达到五级，风速预计为，在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上，电路将如何改进，在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数，经查阅资料后得知，该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，其关系式为，（其中为常量，数值为0.6），假设你为改小组成员，请你计算出风速为时，改进后的电路中电压表的示数。
9. （2022 江苏连云港）在一次综合实践活动中，小明制作了一个简单的保温箱，其工作原理如图所示。热敏电阻、定值电阻和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当箱内温度达到100℃时，电磁铁吸合衔铁，使触点A脱开触点改与触点接触，当箱内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点A再次与触点接触。当触点A先后与触点、接触时，电流表的示数分别为和。求：
(1)电阻和的阻值；
(2)保温箱加热时工作电路的功率；
(3)保温箱保温工作电路消耗的电能。
1. (2020江西)如图所示，将重6N的物体匀速拉高20cm，在此过程中，不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，以下说法正确的是( )
A．绳子自由端被拉下1.2m B．绳子对地面的拉力为1N
C．对物体所做的功为1.2J D．横梁受到的拉力为9N
2. 为了探究某物质在固态和液态时的吸热升温情况，小明同学用酒精灯(火焰大小保持不变)均匀加热该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示，经测量阶段消耗热值为的酒精(假设酒精完全燃烧)，通过查阅资料已知该物质液态时的比热容为。下列说法正确的是( )
A．该物质在点时的内能等于在点时的内能 B．该物质在段共吸收了的热量
C．该物质在固态时的比热容为 D．在阶段的加热效率为16%
3. 甲、乙两个质量相同，材质不同的金属块，甲的初温大于乙的初温。若吸收相同的热量后相互接触，热量从乙传递到甲。若放出相同的热量后相互接触，则下列说法正确的是( )
A．甲比热容小，热量从甲传递到乙 B．乙比热容小，热量从甲传递到乙
C．甲比热容小，热量从乙传递到甲 D．乙比热容小，热量从乙传递到甲
4. （2022·江苏扬州）某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。
（1）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂l；（ ）
（2）该同学质量为50kg，则墙壁对人的支撑力约为___________N；
（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F如何变化？___________，并说明理由___________。
5. (2020益阳)一辆重型卡车正在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，卡车的牵引力为1.0104N。卡车行驶1min后发动机做的功是______J，发动机做功的功率为______。
6. (2020桂林)如图所示，质量为50g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为___J；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为___J。
7. （2022 江苏镇江）图示电能表能接入用电器的最大总功率为 ___________W；小明发现家中多个用电器正常工作时，指示灯在1min内闪烁90次，这段时间内电路消耗的电能为 ___________kW·h；他再将额定功率为1000W的电水壶接入该电路，发现额定电流为30A的熔丝熔断了，这是因为电路发生了 ___________故障。
8. （2022·江苏扬州·一模）如图甲、乙所示是某调温型电烤箱及其简化电路图，它的额定工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R1的阻值为40Ω。
（1）高温挡的电功率是多少?
（2）若低温挡电烤箱的电功率为400W，求R2的阻值是多少?
（3）小关发现傍晚用电高峰时，电烤箱加热时间比平时要长，她猜想是用电高峰时电功率偏低所致，于是她关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在2分钟内电能表的转盘转了100转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时该电烤箱的实际电功率为多少？
9. （2022八下·瑞安期中）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作烟雾报警器的项目化学习。
[项目名称]制作烟雾报警器。
[相关资料]烟雾报警器内部由发射电路和接收电路组成(如图甲所示)。发射电路发射的红外光源会被外界烟尘粒子散射，烟的浓度越大，接收电路接收到的光强度越强。接收电路能够将光信号转化为电信号，最后转化成报警信号。
[项目任务]小组同学讨论后，确定烟雾报警器的要求如下：
供电电源： 6伏
报警电流：≥250 毫安
功能：当环境中的烟雾浓度升高至一定值时，立刻报警鸣叫。
[方案设计]小组同学讨论后，利用光敏电阻对烟雾报警器的接收电路部分进行设计，如图乙所示，其中，光敏电阻的大小会随着接收到的红外光束的强弱发生变化。
（1）[器材选择]根据上述要求，该兴趣小组的同学从实验室选择所需器材，其中，电源电压U1恒为6伏，滑动变阻器规格为“2安50欧”，要想实现烟雾报警器的功能，他们选择的光敏电阻Rx的阻值大小随光照强度变化的图像应为 。
（2）[项目调试]该组同学组装好电路后开始测试，闭合开关S，发现当通过线圈的电流为200毫安时，报警器就开始工作，此时滑动变阻器的阻值Rp=15欧(线圈电阻不计)。在光照强度不变的情况下，为了符合制作要求(即报警电流≥250毫安)，应调节滑动变阻器连入电路的阻值为多大？(写出具体的计算过程)
（3）[项目评价与反思]为了提高该烟雾报警器的灵敏度(即在烟雾更少条件下就能报警)，该组同学提出以下几种方法，其中正确的是 。
A．增大电源电压B．更换阻值较小的保护电阻C．增加线圈匝数D．增大线圈和衔铁之间的距离E．更换阻值更小的线圈
1. (2020随州)物块在水平拉力F(大小未知)的作用下，在水平直线轨道上运动(如图)，其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N，则以下判断正确的是( )
A．该物块在CD段的惯性比AB段大 B．该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C．拉力F在AB段所做的功为20J D．拉力F在CD段做功的功率为10W
2. （2022 江苏镇江）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示(水未沸腾)( )
A. 若m相同，Δt越小，燃料的热值越大 B. 若Δt相同，m越大，燃料的热值越大
C. 若的值越大，燃料的热值越大 D. 若的值越大，燃料的热值越大
3. （2022·四川成都）如图所示电路，电源电压U恒定不变，电流表A1量程为0~3A，A2量程为0~0.6A，电压表V量程为0~3V或0~15V，闭合S，断开S1、S2，滑片P移到最左端，A1表的示数为0.35A，R1和R3消耗的电功率之比P1∶P3=3∶1；滑片P向右移到某一位置的过程中，A1表的示数变化了0.3A，V表的示数变化了3V，三个开关都闭合时，在确保电路安全的前提下，R2允许接入的最小阻值为R2 小，电路消耗的最大电功率为P大。下列结论正确的是（ ）。
A. R3=10Ω B. 电压表选用的量程为0~3V
C. R2小=40Ω D. P大=28W
4. （2022 江苏无锡）杆秤是我国古代劳动人民的一项发明，是各种衡器中历史最悠久的一种，称量物体质量时，它相当于一个____________(填简单机械名称)。某杆秤的示意图如图所示，C处是秤钩，A、B位置各有一个提纽，BC=7cm，秤砣质量为0.5kg。提起B处提纽，秤钩不挂物体，将秤砣移至D点，杆秤恰好水平平衡，BD=1cm；将质量为2.5kg的物体挂在秤钩上，提起B处提组，秤砣移至最大刻度E处，杆秤再次水平平衡，则BE=____________cm。若要称量质量更大的物体，应选用____________处提纽。
5. (2021·四川眉山市·中考真题)如图所示是某单缸四冲程汽油机的______冲程；若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为______。
6. (2021·辽宁辽宁·中考真题)如图所示的自制便携式封口机，使用电压为3V的电源，接通电路发热电阻温度升高，利用电流的______实现高温封口。阻值为1Ω的发热电阻10s内产生______J的热量。封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更______(填“大”或“小”)的。
7. (2020三市一企)某科技小组自制了一个测量池水深度的装置，如图甲，它主要是由控制盒和测量盒构成，其电路连接如图乙所示(连接导线带绝缘皮，足够长，不计电阻和质量)｡测量盒是一个底面积为8cm2､高5cm､重2.0N的圆柱体，其底部为压敏电阻R，R与水接触的表面涂有绝缘漆，其阻值随下表面压力变化的部分参数见下表∶控制盒中电源电压恒定，R0为定值电阻｡科技小组的同学将测量盒缓慢浸入水中，工作时測量盒底部始终与水平面相平，不考虑大气压强的影响。
(1)当测量盒浸入深度为1m时，电压表的示数为1.5V，求此时R底部受到水的压强｡
(2)当测量盒浸入深度为2m时，电压表的示数为2.0V，求电源电压和R0的阻值｡
(3)将测量盒放入水平池底(R与池底未紧密结合，导线松弛)，静止时电压表示数为3V，则池水深度为多少米？
8. （2021八下·萧山期中）小明设计了一种“自动限重器”，如图（甲）所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等。压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图（乙）所示。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压U＝9V，电磁继电器线圈的阻值忽略不计。请你解答下列问题：
（1）由图（乙）中的图象可知，随着压力F的增大，压敏电阻R1的阻值将 。
（2）用笔画线代替导线将图（甲）的电路连接完整。
（3）随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将增强，当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下。若某货架能承受的最大压力为800N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为多少欧姆？
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