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1、2021中考物理综合计算(电热力结合)i.某物理兴趣小组设计了探测湖底未知属性的矿石密度的装置，其部分结构如图甲所示。电源电压未知，R。为定值电阻，滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F 变化关系如图乙所示，T为容器的阀门。某次探测时，用一个水下机器人在湖底取出矿石样品M并返回实验室后，将矿石样品M悬挂于P 点放入容器中，保持静止状态。打开阀门T,随着水缓慢注入容器，电压表示数U随容器中水的深度h 变化关系如图丙中的实线所示。在电压表示数从2V变为4V的过程中，电流表示数分别为0.4A和 0.2 A,(弹簧电阻忽略不计，矿石M不吸水，P 水=1.OX 10kg/nf)求：(1)定值电阻R。电阻值;(
2、2)在电压表示数从2V变为4V的过程中，总电功率的变化量;(3)矿石M的密度。2.小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。O A B 为水平杠杆，0 B 长 1 m,0为支点，0 A ：A B=1 ：4,平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R。的阻值为1 0。，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力 F 变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。(1)当电池组电压U=1 2 V,平板上物体所受重力分别是8 0 N 和1 0 0 N 时，闭合开关S,分别求出电流表的读数；(
3、2)电池组用久后电压变小为U 1，这时平板上物体重1 0 0 N 时，电流表读数为0.3 A,求口的大小；(3)在第问情况中，电池组电压大小为(A ,要求平板上重为1 0 0 N 的物体对应的电流表读数和电池组电压U0=1 2 V 的情况下相同，小明采取了两种解决办法：其它条件不变，只更换电阻R o ,试求出更换后的R。的大小。其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算触点A 应向哪个方向移动？移动多少厘米？3 .图甲为株洲石峰公园内长2 k m 的滑道，它由两根并行的钢轨依山势铺就，游客可乘坐滑车直达蔷薇园停车场，为实时显示滑车M N 下滑的路程，可在滑道顶端A和 A 2 间连
4、接U=15 V 的直流电源，底端B i 和 B 2 间连接量程为15 V 的电压表，如图乙所示。每根钢轨每千米电阻为3 0。，滑车电阻R=3 0Q。(1)滑车在下滑过程中，电 压 表 示 数 逐 渐(填“增大”或“减小”)；(2)当滑车位于滑道中点时，电压表示数为 V；(3)请导出电压表示数IL 与滑车下滑路程x (单位k m)的关系式。4 .如图甲所示，在 2 015 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，如图甲所示，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
5、流表的示数I 随时间t 变化的图象如图乙所示，压力传感器的电阻R 随压力F 变化的图象如图丙所示。电源的电压2 4 V,定值电阻R=10。.问：(1)没有撞击力时一，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?5.在课外活动中，同学们设计了一种苹果自动筛选装置(如图1所示)，它能将质量小于一定标准的苹果自动剔除.其原理如图2 所示：水平轻质传送带上的苹果经过装有压敏电阻R 的检测区间时，使压敏电阻R 的阻值发生变化，压敏电阻R 的阻值随压力变化关系如图3 所示。已知电源电压为12 V,Ro=2 O Q ,当电压表示数小于3 V时，机械装置启动，将质量不达标的小苹果推
6、出传送带，实现自动筛选功能.试问(g取 10N/k g)：图 i图2图3(1)压力检测区长0.2 m,传送带传送水果速度为0.4 m/s,机械装置对不达标的小苹果的做出判断的时间最多为多少秒？(2)该装置能够剔除质量小于多少千克的苹果？(3)电路中的电池使用一段时间后，电压逐渐降低，某时刻能通过检测区苹果的最小质量变为0.15 k g,求此时压敏电阻的功率。(结果保留两位小数)6.如图所示为某同学设计的“风力测试仪”的原理图，电路的保护电阻R。为 10Q,A B 为长2 0c m、阻值为5 0 Q的均匀电阻丝，0P为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为2 N 的球P,闭合开关 S,无风
7、时，O P下垂并与电阻丝B 端接触，此时电流表的示数为0.1A；有风时，球 P 受风力的作用，使金属细杆0P绕悬挂点。偏转.已知悬挂点。与电阻丝B 端的距离为10c m.金属细杆0P始终与电阻丝A B 接触良好且无摩擦，电源电压恒定.求：P C(1)电源电压;(2)若金属细杆O P绕悬挂点0 偏转到距离电阻丝的A端 4c m 处,此时电流表的示数是多少安；(3)在风力作用下，当金属细杆0P在图示位置静止时，作出球P所受风力F 风的力臂，并求出F 风的大小.7.体感器的可以把力学物理量转化成电学信号，然后通过相互之间的函数关系，直接引用力的大小。测量压力大小的压力传感器，工作原理如图所示，其中M
8、、N 均为绝缘材料，M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计)，弹簧上端和滑动变阻器R 2 的滑片P 固定在一起，电源电压恒为12 V,已知压力F的大小与R 2 的阻值大小成正比例关系。闭合开关S,压力F=0时-，滑片P 在最上端；压力FFIN时，电流表示数为1A,电压示数为3 V,当滑片P 滑至最下端时，电压表示数为7.5 V.求：1WTJ*siKLi(1)定值电阻R的大小；压力B与R 2 阻值之比k；(2)当滑片P 滑至最下端时，压力F 2 的大小；(3)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。8.如图甲所示的装置，电源电压U=10V保持不变，Rz=12Q.导电性能良好的金属弹簧和金属指
9、针P 的电阻和重力均不计，金属块A的重力G】=10N。R 是一根水平放置的粗细均匀、总长L=1m的金属棒，其电阻随长度均匀变化，总电阻为8。，两端都被固定在绝缘支架上，它对指针P 无压力，且接触良好。绝缘板B重 Gz=20N,当它从金属块A和地面间被抽出时，它的上下表面分别与A和地面之间产生的摩擦力为f,和 f2,且均为接触面间压力的0.2 倍，当P置于金属棒左端a 点时、弹簧恰好处于原长(1)当P 置于金属的左端a 点时，电流表的示数L 为多少？(2)用水平拉力F 将 B从A与地面之间匀速抽出，当金属块保持静止时，求弹簧拉力F 和水平拉力F 的大小.(3)用水平向右的拉力拉动金属块A,使指针
10、,P 逐新从最左端a点向右移动，直至运动到b 点，试求出电流表的示数和指针P 移动的距离x 之间的关系式，并完成 图乙。9.在中学生创新大赛中，我市某初中参赛小组设计了一种测定风力的装置(如图甲)，迎风板与压敏电阻K连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向。压敏电阻的阻值随风力变化而变化，其阻值R与风力F 关系如图乙所示。已知电源电压恒为5V,定值电阻R=5欧。(1)开关闭合后，风力增加时，电压表的示数是增大还是减小？(不用说明理由)(2)求无风时，压敏电阻的功率？(3)如果电压表的量程为0-3 V,求该装置所能测量的最大风力？1 0.某同学设计了一个利用如图1 所示的电路来测量海水的深度，其中
11、R =2 Q 是一个定值电阻，R 2是一个压敏电阻，它的阻值随所受液体压力F的变化关系如图2 所示，电源电压保持6V 不变，将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质凹形绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一个面积为0.02m z 的面承受海水压力。(设海水的密度P水=L 0X l()3 kg/m 3 ,g 取海N/kg)图1图2(1)当电流表示数为0.2A 时-，求压敏电阻&的阻值；(2)如图2 所示，当压敏电阻R z 的阻值为20。时，求此时压敏电阻 R 2所在深度处的海水压强；(3)若电流的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测出海水的最大深度是多少？1 1.一绝缘细绳的一端与可绕0
12、 点转动的轻质杠杆的E 端相连，另一端绕过动滑轮D、定滑轮C,与滑动变阻器的滑片P 相连；B为一可导电的轻质弹簧，如图所示接入电路中，一端通过绝缘绳固定在地面上，另一端与滑片P 相连；一人站在地面上拉住与杠杆H 端相连的细绳.已知电源电压为8 V,灯泡标有“6V 3 W”字样，人的质量为50kg,人与地面的接触面积为50c m 2 ,E 0；H 0=2：5.人对绳子拉力最小时一，电流表示数为L ,且滑片刚好位于滑动变阻器的a端；人对绳子拉力最大时，电流表示数为L ,且 L：b=2：1,滑动变阻器的阻值与弹簧所受拉力的关系如下表所示：R (。)024681 01 21 4F (N)0.550.51 00.51 50.5200.5250.53 00.53 50.5不计杠杆、弹簧、滑片、细绳的重力，不计摩擦，不计弹簧电阻.整套装置始终处于平衡状态，物体A始终不离开地面.灯泡电阻不变，且不会被烧坏.g=1 0N/kg.求：(1)人的拉力最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？(2)物体A的质量是多少？(3)人的拉力最大时，人对地面的压强是多少？(4)当灯泡正常发光时，物体A对地面的压力是多少？