2025年中考物理二轮复习：力电结合问题 考点练习题（含答案解析）

这是一份2025年中考物理二轮复习：力电结合问题 考点练习题（含答案解析），共19页。试卷主要包含了如图甲所示，重4N，的大小关系如表1所示等内容，欢迎下载使用。

（1）未调节升降台时，甲图中力传感器R的阻值为多少Ω？
（2）当R等于3Ω时，物体A受到的浮力为多少N？
（3）当升降台上升16cm时，缓慢撤走细杆和力传感器后，待物体A静止，容器对升降台的压强为多少Pa?
答案
(1) 2Ω (2) 6N (3) 2000Pa
【解析】
【详解】解：(1) 未调节升降台时电流表示数 I = 9A ，圆柱体质量 m = 1.6 kg，重力为：
圆柱体静止时受力平衡，力传感器弹力 F = 16 N
由欧姆定律，力传感器阻值：
(2) 当 R = 3 Ω时
由图乙及表格数据，当 h = 12cm时，电流 I' = 1A，传感器弹力为0，说明浮力等于重力 F浮 = 16 N。
当R = 3Ω 时，电流为：
对应 h = 2 cm，传感器弹力F弹= 10N，杆对圆柱体的拉力为：
(3) 升降台上升16cm时，此时电流 I'' = 3A，传感器弹力 F弹' = 4N，圆柱体刚好浸没。
浮力为：
排开水的体积：
剩余水的体积：
容器对升降台的压力：
压强计算：
答：
(1) 未调节升降台时，力传感器的阻值为2Ω；
(2) 当R = 3Ω 时，物体A受到的浮力为6N；
(3) 容器对升降台的压强 2000Pa。
2、（2024江北区校级二模）小赵同学利用一力敏电阻做研究，它所在电路如图甲虚线框所示，其中电源电压为12V，R2为定值电阻，力敏电阻R1的阻值与所受力大小之间的关系如图乙所示。他把该力敏电阻通过轻质细杆与圆柱形物体A相连，现将物体A缓慢放入一个高为15cm、底面积为100cm2、装有深度为12cm水的柱形容器中。当物体A还未浸入水中时，电流表示数I0=0.2A；当物体A一半体积浸入水中时，电流表示数I1=0.4A。在物体A缓慢下降到刚好浸没的过程中（A未触底），有水溢出容器，电流表示数先增大后减小，且最大值I2=0.6A。求：
（1）未放入物体时，水对容器底的压强；
（2）R2的阻值；
（3）当物体A刚好浸没时，撤去细杆，待物体A静止后，求水对容器底的压强（此过程中A上表面始终水平）。
【答案】（1）1200Pa；（2）10Ω；（3）1260Pa
【解析】
【详解】解：（1）未放入物体时，水深12cm=0.12m，则水对容器底的压强
（2）物体A缓慢下降到刚好浸没的过程中，电流表示数先增大后减小，可知当F浮=GA时，力敏电阻受到的力F=0，由图乙可知，此时R1的阻值最小为10Ω；由图甲可知，R1、R2串联，此时电路中的电流最大为I2=0.6A，根据欧姆定律可得，电路总电阻为
则R2的阻值为
R2=R-R1=20Ω-10Ω=10Ω
（3）当物体A还未浸入水中时，电流表示数I0=0.2A，电路总电阻为
则R1的阻值为
R1=R'-R2=60Ω-10Ω=50Ω
由图乙可知，力敏电阻受到的力为
F1=GA=1.6N
当物体A一半体积浸入水中时，电流表示数I1=0.4A，电路总电阻为
则R1的阻值为
R1'=R''-R2=30Ω-10Ω=20Ω
由图乙可知，力敏电阻受到的力为F2=0.4N；若此时杆给的力为向上的压力，则物体的重力等于压力与浮力之和，浮力大小为
F浮=GA-F2=1.6N-0.4N=1.2N
根据阿基米德原理可知，物体A体积为
容器内水的体积为
容器的容积为
由于
物体A浸没后水不会溢出，不符合题意；
若此时杆给的力为向下的拉力，则浮力大小为
F浮=GA+F2=1.6N+0.4N=2N
根据阿基米德原理可知，物体A的体积为
物体A浸没后，溢出水的体积为
A的质量为
A的密度为
小于水的密度，撤去细杆，待物体A静止后，漂浮在水中，水对容器底部的压力
水对容器底的压强为
答：（1）未放入物体时，水对容器底的压强为1200Pa；
（2）R2的阻值为10Ω；
（3）当物体A刚好浸没时，撤去细杆，待物体A静止后，水对容器底的压强为1260Pa。
3、（2024沙坪坝校级一模）如图所示，同学们设计了一个汽车模型来模拟汽车落水下沉的情景并试验，汽车模型用环保材料制成，质量为2kg，车高12cm，总体积。压敏电阻水平安装在汽车底部A处，其所在电路如图丙所示，电源电压为恒为6V，的规格为“ 0.5A”，的阻值随其表面水的压强变化如表一所示，当压强超过3000Pa时便会报警。某次试验时：汽车模型入水前把的滑片调到合适位置且不再移动，闭合开关S，电压表的示数为1V。再将汽车模型轻放在水面上（容器中水足够深），观察到汽车模型在水面上漂浮一段时间，随着进水逐渐增多，缓缓平稳竖直没入水中并浸没，沉底时，模型中充满了水。求：
表一
（1）汽车入水前，滑动变阻器接入电路中的阻值；
（2）当电路中的电流为0.15A时，车内进水的质量；
（3）若电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，为保证电路安全，在上述试验过程中，最大功率与最小功率的比值。
【答案】（1）10Ω；（2）3kg；（3）9∶1
【解析】
【详解】答：（1）由图丙可知和串联，电压表测量两端电压，电压表的示数为1V时，根据串联分压知识可知，此时两端的电压为
汽车入水前，受到水的压强为0，由表格可知，此时的阻值为50Ω，通过的电流为
则此时滑动变阻器的阻值为
（2）当电路中的电流为0.15A时，两端的电压为
根据串联分压知识可知，此时两端的电压为
则此时压敏电阻两端的电压为
由表格数据可知，此时压敏电阻受到水的压强为，则此时水的深度为
小车的高度为12cm，即小车全部浸没在水中，则此时排开水的体积等于小车的总体积5000cm3，小车所受的浮力为
小车的重力为
由于小车平稳竖直没入水中，即匀速直线运动，小车受力平衡，则此时车内水的重力为
则车内进水质量为
（3）根据可知，当阻值一定时，电压越大，功率越大。电压表测量两端电压，量程为0~3V，则两端的最大电压为3V，则最大功率为
根据可知，当电阻一定时，电路中电流越小，功率越小。根据欧姆定律可知，当总电压一定时，总电阻越大，电路中电流越小。当小车还未入水时，电阻最大，电流最小，为0.1A，则最小功率为
最大功率和最小功率的比值为
答：（1）汽车入水前，滑动变阻器接入电路中的阻值为10Ω；
（2）当电路中的电流为0.15A时，车内进水的质量为5kg；
（3）最大功率与最小功率的比值为9∶1。
（2024江北区校级三模）某校科技节点燃了师生的科学探索之心，师生共同设计了一款潜水艇模型。其主要结构如图甲，模型的总质量5kg（包含压载铁），总体积6×10-3m3。在模型的底部A处，装有底面积为10cm2的压敏电阻R。（阻值随液体压力的变化关系如图丙），其连接的内部电路如图乙，电源电压18V。入水前调节R的阻值并保持不变，使量程足够大的两电压表示数相等。模型初入水时，漂浮于水面:通过阀门控制进水量，可以让模型在水中悬浮。为了模拟潜水艇的“掉深过程”（液体密度变小而急剧下降），将水中悬浮的模型取出并擦干表面水分（内部水量不变）；放入装有测试液体的柱形容器中实验，容器水平放置，测试液体密度为0.9g/cm3。求:
（1）模型初入水时，受到的浮力；
（2）如果不采取自救措施，水中取出的模型在测试液体中会持续下落，则最终触底时容器底对模型的支持力为多大；
（3）在自救模式测试时，当电路中两电压表示数差达到12V时，便会触发电磁开关使压载铁自行脱落，从而实现上浮自救。则压载铁脱落瞬间，A点对应的深度为多大？若要使模型在掉深时，尽早实现上浮自救，请写出一条建议。
【解析】
【详解】答：(1)、模型初入水时，处于漂浮状态，受到的浮力等于模型的总重力，即
(2)、模型悬浮在水中时，排开水的体积等于模型的总体积，模型的重力等于此时的浮力，即
浸没在测试液体中时，受到的浮力为
触底时容器底对模型的支持力为
(3)、如题图丙、人水前，R0=60 Ω，如题图乙、R0与R串联，V1和V2分别测量R0和R两端的电压，电源电压为18V，且两电压表示数相等，则两电压表的示数均为9V，且R=R0=60 Ω。
当电路中两电压表示数差达到12V时，V1的示数为
电路中的电流为
此时R0的阻值为
由题图丙可知，R0′=12 Ω时，F=18 N
A点对应的深度计算：
当两电压表示数差达到12V时，液体深度越浅，压强p越小，力F越小，电阻R0的阻值越大。若R0增大，则需增大电流I，可通过提高电源电压实现。
答：（1）模型初入水时，受到的浮力50N。
最终触底时容器底对模型的支持力为6N。
压载铁脱落瞬间，A点对应的深度为2m，要使模型在掉深时，尽早实现上浮自救可通过提高电源电压实现。
5、（2024江北区校级一模）某科技小组为了测量物质的密度，设计了一套测量装置。电源电压为18V且保持不变，R0为定值电阻，出水口带有阀门的溢水杯装满水（如图17甲所示）放置在压力传感器R上，闭合开关时电流表的示数为0.3A，电压表示数为3V；关闭阀门，把物块A放入水中沉底，如图17乙所示，电流表的示数变化了0.15A；再打开阀门，当水停止流出时，电流表的示数又变化了0.05A。已知：压力传感器上表面的面积为20cm2，其阻值R与其受到的压力F的关系如图17丙所示。求：
（1）R0的阻值；
（2）甲图中溢水杯对压力传感器的压强；
（3）物块A的密度。
【解析】
【详解】答：(1) 题图甲中两个电阻串联，电压表测量定值电阻两端的电压，根据欧姆定律可知：
压力传感器两端的电压为：
此时传感器的电阻为：
对照题图丙可知，对应的压力为：F=4N
压强计算为：
(3) 当物块 A放入时，压力增大，传感器电阻 R减小，电路中的电流增大：
总电阻为：
传感器的电阻为：
对应的压力为：F’=8N
物块 A的重力为：
当打开阀门，水停止流出时，压力减小，电阻 R变大，电流表示数变化了 0.05 A：
总电阻为：
传感器的电阻为：
对应的压力为：F’’=7N
排开水的重力为：
联立物块重力与浮力公式：
① 物块重力：
② 排开水的重力：
联立①②解得物块密度：
6、（2024沙坪坝区校级一模） 图甲为可以自动注水的水箱装置，配重A是一个不吸水的实心长方体，通过一轻质细杆固定在力传感器上。力传感器内部的电路如虚线框中所示：电源电压为12V，数显电流表量程为0~0.6A，定值电阻 ，R为力敏电阻，R的阻值大小与杆上的力（拉力或压力）的大小关系如表1所示。若开始放水时，容器内水的质量为6kg，A 物体完全浸没在水中，当A 刚好全部露出水面时，停止放水并且开始注水，放水过程中电流表示数I与放出水的质量m的关系如图乙所示。求：
（1）停止放水时，水箱内的水受到的重力；
（2）A 浸没在水中时，杆上的力的大小；
（3）若配重A损坏，用体积、形状均相同的配重B去替换，为了保证水箱仍能安全实现原来的功能，求配重B的最大密度。
【答案】（1）10N；（2）6N；（3）1.6×103kg/m3
【解析】
【详解】解：（1）由图乙可知，停止放水时，水箱内放掉的水为5kg，此时水箱内剩余水的质量为
m剩余=6kg-5kg=1kg
水箱内的水受到的重力为
G剩余=m剩余g=1kg×10N/kg=10N
（2）由图乙可知，A 浸没在水中时，电路中电流的示数为，此时电路总电阻为
此时力敏电阻R的阻值为
由表1可知，此时杆上的力的大小为。
（3）由图乙可知，当水箱内放掉的水为5kg，A刚好全部露出水面时，电流表示数为，此时电路总电阻为
此时力敏电阻R的阻值为
由表1可知，此时杆上的力的大小为，此时对物体A进行受力分析可知，物体A的重力为
由图乙可知，在放水1kg-5kg的过程中，电流表示数两次相等，说明传感器两次受到4N的力，由于物体A受到的浮力一直变小，所以力传感器先受到向上的力，且这个力变小为0，然后受到向下的增大到4N的力，而力传感器受到的力的与物体受到的力的大小相等，方向相反，所以物体A受的最大浮力为
物体A的体积为
所以物体B的体积为
为了保证水箱仍能安全实现原来的功能，配重B的最大重力为
配重B的最大密度为
答：（1）停止放水时，水箱内的水受到的重力为10N；
（2）A 浸没在水中时，杆上的力的大小为6N；
（3）若配重A损坏，用体积、形状均相同的配重B去替换，为了保证水箱仍能安全实现原来的功能，配重B的最大密度为1.6×103kg/m3。
7、（2024沙坪坝校级一模）科技小组设计了如图所示的装置，用于探究不同深度液体压强对密闭气体体积的影响。该装置由一个倒扣的薄壁厚底的柱形玻璃杯与金属球通过细线B相连组成，用细线A将整个装置悬挂起来使其浸没于水中，杯内有密闭气体，细线A上方有一拉力传感器。已知玻璃杯重力为12N，底面积S=200cm2，杯底厚 d=2cm, 金属球体积V=200cm3，拉力传感器电路中定值电阻R0=10Ω，电压表量程为0~15V，力敏电阻R与其受到的拉力F的变化关系如表所示。初态时装置恰好浸没，此时杯内密闭气体高度L=8cm，拉力为6N，电压表示数为4V（忽略杯内空气质量，细线体积均忽略不计）。
（1）求初态时，C点处的液体压强；
（2）求金属球的重力；
（3）已知水位足够深，从初态位置开始，将装置竖直下放约3m，电压表示数变为6V，求此时杯内密闭气体的体积相较于初态时的变化量。
【答案】（1）1000Pa；（2）16N；（3）400cm3
【解析】
【详解】解：（1）初态时装置恰好浸没，此时C点处距离水面的深度为
根据p=ρgh可得，C点处的液体压强为
（2）由题意可知，初态时装置恰好浸没，绳子对整个装置的拉力为F=6N，玻璃杯排开水的体积为
根据阿基米德原理可得，玻璃杯受到的浮力为
金属球受到的浮力为
玻璃杯的重力为，对整个装置受力分析可知，装置受到竖直向上的水对玻璃杯的浮力、水对金属球的浮力、细线对装置的拉力以及竖直向下的玻璃杯的重力和金属球的重力作用。则有
所以金属球的重力为
（3）由电路图可知，两电阻串联，电压表测的是力敏电阻两端的电压。当装置处于初态时，电压表示数为4V，拉力为6N，由表格数据可知，此时力敏电阻R的阻值为5Ω，根据串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压为
当电压表示数为6V时，定值电阻两端电压为
根据欧姆定律可得，此时的电路电流为
根据串联电路的特点和欧姆定律可得，此时力敏电阻的阻值为
由表格数据可知，此时的拉力为F′=10N。此时对整个装置受力分析可知，装置受到竖直向上的水对玻璃杯的浮力、水对金属球的浮力、细线对装置的拉力以及竖直向下的玻璃杯的重力和金属球的重力作用。则有
则此时玻璃杯受到的浮力为
根据阿基米德原理可知，此时玻璃杯排开水的体积为
所以杯内密闭气体的体积相较于初态时的变化量，即减少量为
答：（1）初态时，C点处的液体压强为1000Pa；
（2）金属球的重力为16N；
（3）此时杯内密闭气体的体积相较于初态时的变化量为400cm3。
8. 小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置，其示意图如图甲，物体放在有弹簧支撑的托盘上，弹簧底部固定，该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP。与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V，定值电阻R0为30Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，变阻器标有“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S，当电流表示数I=0.4A时，求物体的重力G。
（2）在保证电路各元件安全的情况下，求RP的变化范围。
【答案】（1）4N；（2）18Ω~50Ω
【解析】
【详解】解：（1）当电流表示数I=0.4A时，电路中的总电阻
此时RP大小
RP= R-R0=60Ω-30Ω=30Ω
根据图乙可知，此时物体重力为4N。
（2）因电压表的量程为0~15V，故R0能通过的最大电流
结合电流表量程、滑动变阻器允许通过的最大电流可得，电路的最大电流
Imax=I0=0.5A
此时RP的最小阻值
当物体重力为0时，RP取最大阻值50Ω，此时电路安全，故
所以RP的变化范围为18Ω~50Ω。
答：（1）闭合开关S，当电流表示数I=0.4A时，物体的重力为4N；
（2）在保证电路各元件安全的情况下，RP的变化范围为18Ω~50Ω。
9. 某科技公司研发了一种性能卓越的高结晶型发泡材料——聚丙烯（EPP）。现要求对该材料的承受撞击力进行测试，测试时如图甲所示，该电路的电源电压为24V，定值电阻，压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。将不计质量的材料样品平放在压力传感器上，闭合开关后，让一个重物从样品正上方由静止释放，重物推击样品材料后静止在样品上，这一过程中，电流表的示数随时间变化的图像知图乙所示，g取10N/kg，求：
（1）样品材料未受到撞击力时定值电阻两端的电压；
（2）重物撞击过程中，样品材料受到的最大撞击力；
（3）重物最终静止时压力传感器消耗的电功率。
【答案】（1）2V；（2）600N；（3）8W
【解析】
【详解】解：（1）分析电路图可知，压力传感器和串联，电流表测电路中电流。由图乙可知，样品材料未受到撞击力时，电流为0.2A，则的电压为
（2）由图丙可知，撞击力越大，压力传感器阻值越小，则电路总电阻越小，根据可知电流越大。由图乙可知，电流最大为0.8A，此时撞击力最大。当电流为0.8A，则总电阻为
此时压力传感器的电阻为
由图丙可知，压力传感器的电阻为时，最大撞击力为600N。
（3）由图乙可知，重物最终静止时电流为0.4A，此时电路总功率为
此时定值电阻为功率为
则重物最终静止时压力传感器消耗的电功率为
答：（1）样品材料未受到撞击力时定值电阻两端的电压为2V；
（2）重物撞击过程中，样品材料受到的最大撞击力为600N；
（3）重物最终静止时压力传感器消耗的电功率为8W。
电流表示数I与力传感器所受弹力F关系
I/A
9
6
3
2
1
F/N
16
10
4
2
0
0
0.5
12
18
2.5
3.0
3.5
50
40
30
20
10
5
2
R/Ω
24
20
16
12
8
4
F 杆/N
0
2
4
6
8
10
拉力 F/N
14
10
7
6
电阻R/Ω
15
10
6
5