浙教版科学 中考冲刺专题之物理简答题（培优）
试卷更新日期：2020-06-11 类型：三轮冲刺
一、解答题
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1. 有一个大型烧瓶，瓶底湿润的泥沙中插上几枝新鲜的枝条和一支盛有适量NaOH溶液的试管、烧瓶口紧包一个气球，使烧瓶悬浮在玻璃缸中某一位置(如图)。光照自然环境下持续观察，最终可以发现烧瓶的浮沉情况如何？请解释其中的原因。
2. 图甲是一个电热器的部分简化电路。电热丝R1规格为“220V 1100W”，电阻R2为506Ω。电热器正常工作时，加热功率为1100W，保温功率为88W，电源电压保持不变，电阻不随温度变化而变化。
(1)、当温控开关S接a时，电热器处于(填“加热”或“保温”)状态。
(2)、图乙的面板上有一个开关和两个插座。连接时，开关应接在 (填“火”或“零”)线上；两个插座应(填“串”或“并”)联。图丙中两个插座分别提供120V和230V的电压，它们共用的是(填“火”或“零”)线。(3)、某次在使用时，电路中R1烧毁了。小科想使电热器恢复正常工作，设计了下面方案；请通过计算、分析，对两个方案作出评价：方案一：用“220V 220W”电热丝R3、“220V 880W”电热丝R4串联替代R1
方案二：用两根都是“220V550W”的电热丝R5并联替代R1
3. 小明利用热敏电阻设计了一个温度可控的保温箱，如图甲。“控制电路”中电源电压U1不变，热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线，如图乙。控制电路能实现保温箱内加热电路周期性通断，从而控制保温箱内的温度稳定在一定的范围内，其中U2=6V，加热电阻R0为6Ω。
(1)、若R2保持一定，保温箱内温度升高时，热敏电阻R1的电压会。（填“变大”、“变小”或“不变”）(2)、加热电路闭合时，R0的功率为多少？(3)、丙图表示保温箱内温度达到预设温度后，加热电路断开30秒，保温箱向外散热，温度降低到一定值时，加热电路重新闭合，加热电阻R0产热，t时间内温度重新升高到预设值。假设保温箱每秒散热2焦，而且持续散热，散热快慢不随温度变化，求图丙中时间t为多少？0-130秒内加热电阻R0消耗的电能为多少？
4. 如图甲是某兴趣小组设计的身高测量仪电路，其中电阻R的阻值恒为100Ω，电源电压为3V，变阻器最大阻值为100Ω，用电压表显示身体的高矮。如图乙表示的是变阻器的阻值随身高变化的关系。
(1)、分析计算：身高160cm的同学站在身高测量仪上电压表的示数。(2)、如果用电流表示数来显示身体的高矮，试分析电流表示数的变化是否跟身高的变化成正比?5. 在拓展课上，老师要求制作一个简易体重计，要求是：a.体重越大，电压表示数越大；b.体重计的零刻度正好在电压表的零刻度处；c.体重计的刻度是均匀的。某同学设计了一个电路，如图1所示。
(1)、请指出该电路不符合要求之处。(写出一点即可)(2)、该同学对电路进行改进后如图2所示，他选用电压为12V的电源，长为20cm的均匀电阻丝R1（5Ω/cm），R0为300Ω，量程为0-3V的电压表，一根弹簧。弹簧长度随所受压力大小变化如图3所示（托盘上受到压力为零时滑片刚好指向R1的最上端），当滑片指向R1的最上端时电压表的示数为；(3)、一位同学站上托盘，发现电压表的示数为1.5V，请通过计算得出该同学的体重是多少？(4)、为了增大该体重计的测量范围，请提出一种改进方法。6. 如图甲是一种智能抽水马桶，该马桶有坐垫加热和自动冲水等功能。坐垫加热原理如图乙。R1和R2是表示电热丝的定值电阻，单刀双掷开关S2可接a或b，通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高、中、低”三档加热功能，其中低温档和中温档功率分别为22W和44W。冲水原理如图丙，出水阀打开，水箱中的水减少，空心铜球就在重力作用下，随着水位下降而向下运动，通过金属杆AB绕O点转动，向上拉动进水管阀门，使水能通过进水管进入水箱；当出水阀关闭，随着不断进水，水箱中的水位不断上升，空心铜球随着向上运动，当金属杆处于水平位置时，空心铜球恰好浸没，把进水管阀门堵严，不再进水。
(1)、如果进水管阀门的受力面积是24mm2 ， 设计能承担的压强是5×105Pa（超过该压强，阀门就关严，不再进水）。金属杆AB能绕O点转动，其质量及形变可忽略不计。重力和浮力认为作用在铜球的重心C，空心铜球体积为220cm3 ， AB长216mm，AO长24mm。计算：①空心铜球浸没时所受的浮力是多大？②空心铜球的最大质量是多少？(2)、坐垫在高温档工作时，S1的状态是；S2接(填“a”或“b”)；(3)、该智能马桶坐垫加热是全天工作的，并可以调节合适的温度。假设一天中智能马桶坐垫在高温档工作1小时，其余时间都在中温档工作，则一天共消耗多少度电？7. 如图所示，浸没在水中一定深度的物体A，质量为30kg，体积为10dm3；现用动滑轮缓慢匀速提升；若不计摩擦、绳重和动滑轮重。计算：
(1)、浸没在水中一定深度的物体A所受浮力是多少？(2)、若将物体A从图示位置缓慢匀速提升1m，此过程中物体A未露出水面，拉力F做的功是多少？(3)、若将物体A从图示位置缓慢匀速提升出水面一定高度，在答题纸的坐标图中大致作出，此过程中拉力F与上升高度h的变化关系图像。（不需要标注相关数据）8. 用如图所示的吊车将一块奇石从5m深的水底提升到离水面1m高的岸上。已知吊车质量为25t，与地面的接触面积为2000cm²，石块出水前绳子上拉力F的大小为5.0×103N，石块出水后绳子上拉力F的大小变为7.5×103N，不计摩擦及动滑轮重，求：
(1)、吊车未吊石块时对地面的压强。(2)、从石块刚离开水面到放到岸上这个过程吊车对石块所做的功。(3)、石块的密度。9. 一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。某台电热水器铭牌部分信息已经模糊，如图a所示，其测温系统可以简化为如图b所示的电路，电源为9V恒定电源，R1为4Ω定值电阻，R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图c所示。
(1)、为估算电热水器的额定功率，关闭其他用电器，让热水器正常工作1分钟，观察电能表，如图d所示，转动了175转，则消耗电能多少千瓦时，电热水器的额定功率是多少瓦？(2)、若该电热水器的效率是90%，装满10℃冷水加热到40℃热水洗浴，则需要多少时间？(c水=4200J/kg℃)(3)、控温系统某时刻电压表示数为4V，此时水箱中水温是多少？10. 冲泡茶或奶粉等常需要不同温度的热水，小明设计了一款电热水壶，它可以将纯净水加热到所需的不同温度(如60℃或80℃或100℃)时就自动断开电路。其工作原理如图甲所示：铁质搭钩可绕着转轴A转动，挺杆DE可以上下运动并与搭钩连动，锁扣右侧与搭钩扣在一起，左侧通过拉紧的弹簧固定。当搭钩在C点受到0.2牛竖直向上的力就会与锁扣脱离，弹簧收缩带动锁扣和S1向左运动，触点分离电路断开。烧水时，闭合S1和S2 ， 发热电阻R工作，双金属片受热向上弯曲，当温度达到设定值时，推起挺杆使搭钩与锁扣脱开，双金属片对挺杆E点向上的力F1随时间t的关系图如图乙。若加热过程中电流超过电热水壶的安全值，电磁铁B对搭钩的C点吸引力变大，可使搭钩与锁扣自动脱开，保护电路。电磁铁B对搭钩吸引力F2与线圈中的电流/关系如图丙。已知，CD=4厘米，DA=2厘米，发热电阻R阻值为100欧，电磁铁B的线圈电阻忽略不计。
(1)、该热水壶最大允许通过的电流是安。(2)、在220伏的电压下，电热水壶将一壶水加热到60℃时自动切断电路，求这段时间内发热电阻R放出的热量是多少？(3)、电路和各个元件的参数都保持不变，若要升高该热水壶加热的预设温度，可以通过改变什么来实现目的，请你设计一种方法并简要说明理由。。11. 如图甲所示的装置，电源电压U=10V保持不变，R2=8Ω。导电性能良好的金属弹簧和金属指针P的电阻和重力均不计，金属块A的重力G1=20N。R1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12Ω，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G2=10N，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f1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I1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F1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P逐渐从最左端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1/I-x的图像。12. 小乐利用图示装置来测量一密度大于水的实心物体的密度，装置中的OB为轻质细杆，O端用光滑铰链固定在竖直墙上，B端系有细线并连接测力计。其操作：①在A处通过细线悬挂待测的实心物体，然后沿竖直方向(BC方向)拉测力计，使OB在水平位置平衡，并读出拉力大小；②将实心物体浸没在水中，保持拉力大小不变，只改变拉力方向，当拉力方向为BD时，OB再次在水平位置平衡，此时BC与BD之间的夹角为θ，若水的密度为ρ，推导出该实心物体的密度ρ物的表达式。
13. 在治疗“新冠肺炎”危重症患者中，ECMO体外膜肺氧合(俗称“人工膜肺”)功不可没。它主要由“血泵”“氧合器”和“调温器”三部分构成，图甲为“人工膜肺”救治“新冠肺炎”危重症患者示意图，图乙为“血泵”工作示意图。
(1)、如图甲所示的“氧合器”相当于人体的(填写器官名称)，血液流经“氧合器”后，发生的主要变化是。(2)、如图乙所示，将线圈ab缠绕并固定在活塞一端，利用其与固定磁铁之间的相对运动，带动“血泵”中的活塞，使血液定向流动；阀门K1、K2都只能单向开启，反向则封闭管路。当线圈中电流从a流向b时，活塞将向(选填“左”或“右”)运动，“血泵”处于(选填“抽血”或“送血”)状态。(3)、人类大动脉的截面积约是5.0×10-4m²，若心脏推送血液的平均压强约为1.2×104Pa，平均流速约0.20m/s。则心脏推动血液流动的平均功率约为W。14. 一正方体塑料块A边长lA=0.2m，密度ρA=0.5×103kg/m3；另一正方体B边长lB=0.1m，密度未知。（水的密度ρ水=1.0×103kg/m3 ， 取g=10N/kg）
(1)、A.B分别放在水平地面时，B对 地面的压强是A对地面压强的4.5倍，B的密度是多少？(2)、如图所示，将B置于A上表面后放入一个水平放置、底面是正方形（边长l=0.3m）的水槽，向水槽注入多少体积水后A的底面刚好能离开水槽？15. 如图所示，R是滑动变阻器，它的金属滑片垂直固定在等臂金属杠杆的中央且可以随杠杆左右转动。杠杆两端分别悬挂等质量、等体积的铁球，此时杠杆平衡。再将铁球同时分别浸没到密度相等的稀硫酸和硫酸铜溶液中。反应一段时间后会观察到：
(1)、杠杆右端的铁球表面有色物质生成。(2)、金属滑片向（选填“左”或“右”）偏转。(3)、灯泡L比开始时（选填“亮”或“暗”）。请对此现象进行分析说明。16. 如图甲所示是某兴趣小组设计的家庭燃气报警器电路示意图，其中电源电压保持恒定，R1是由气敏材料制成的传感器，其阻值与燃气(主要成分为甲烷)的浓度的关系如下表；R2为滑动变阻器，通过移动滑片P的位置来设定燃气报警值；两个小灯泡的额定功率均为6W，均能正常工作。该报警器初始设置在3%的燃气浓度时报警，此时电流表的读数为0.3A，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下(电磁铁线圈阻值忽略不计)
R1阻值与燃气浓度的关系
燃气浓度
传感器阻值Ω
0%
50
2%
33
4%
23
6%
20
(1)、报警器报警时， 灯亮(选填“L1”，“L2”)(2)、该报器初始设置在3%的燃气浓度时报警测试时报警器传感器始终处于的3%的燃气中，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从一端移到另一端测得电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙所示，则该报警器在待机时(燃气浓度为0%)消耗的总电功率为多少?(3)、若想让上述报警器在燃气浓度达到2%时就报警，那么该如何调节滑动变阻器，并请简述其中的科学原理。