2020年苏科版中考物理专题40-力、热、电学综合计算（三）学案

这是一份2020年苏科版中考物理专题40-力、热、电学综合计算（三）学案，共19页。
专题40-力、热、电学综合计算（三）
1、（2017·云南）压力传感器的原理图如图所示，其中M、N均为绝缘材料，MN间有可收缩的导线，弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，电源电压10V，R1=8Ω，R2的阻值变化范围为0-10Ω，闭合开关S，压力F与R2的变化量成正比，F=1N时，R2为2Ω，此时电流表示数是　 　A；当电流表的示数为I时，F=　 　N（写出关于I的数学表达式）。

2、（2017•东营）某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全 等优点。其简化等效电路如图所示，此时处于空档位置。闭合开关 S，旋钮绕 P 转动，实现档位转换，旋至 1 档时 R1、R2 同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至 2 档时 R2 和电动机 同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。R1 和 R2 均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1=22Ω，主要参数如下表。（C水=4.2×103 J／(kg•℃) ）

（1）洗衣机内注入 10kg 的水，在额定电压下连续加热1050秒，水温由 20℃上升到 50℃，此过程中的加热效率是多少？
（2）R2 阻值是多少？
（3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？
（4）防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电 阻为 1×105Ω，人体的安全电压不高于 36V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全。
3、(2019·西宁)一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图18所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知R1＝44Ω，R2＝2156Ω．求：
（1）将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃，水吸收的热量【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】
（2）电热水器处于加热状态时工作电路的功率。
（3）将2.2kg的水从15℃加热到45℃，需要通电5min，电热水器的加热效率为多少？
（4）当温度达到50℃后，通电10min，R2产生的热量。

4、“无人机”（多功能飞行器）可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图甲为某品牌“无人机”，由锂电池供电，采用4个电机带动旋翼转动，对下方空气施力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能，其携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器。下表是该无人机的部分参数：
无人机质量（含摄像机）
1.5kg
锂电池额定电压
12V
最大上升速度
6m/s
电动机工作电压
10V
最大水平速度
15m/s
每个电动机最大输出功率
50W
最大上升速度时受到的空气阻力
9N
电动机的能量转化效率
95%
（1）当“无人机”携带摄像机飞行在空中进行拍摄地面图象时，下列说法中错误的是　 　
A．“无人机”升空时，获得升力的施力物体是空气
B．“无人机”中的电动机工作原理是磁场对电流的作用
C．“无人机”在拍摄地面图象时增加悬停高度可以使所成的像变大
D．“无人机”升空过程中所受到大气压变小

（2）为了保证电动机正常工作，通过电子调速器（简称电调）来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，每一个电动机连接一个电调，那么电动机和电调的连接方式是　 　（选填“并联”或“串联”）。
（3）已知“无人机”上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比。该“无人机”携带摄像机参与某次火情的勘测时，“无人机”以4m/s的速度从地面匀速竖直升空至100m高处，然后悬停观测（整个过程四个电动机同时工作）。此时，“无人机”上升时受到的空气阻力为　 　N．“无人机”上升过程中电动机消耗的电能为　 　J．（g＝10N/kg）
（4）该“无人机”携带的微型摄像机带有自动拍摄功能，未出现火情时处于待机状态，等到火情来临产生一定强度的红外线，摄像机将自主启动进入工作状态。小明利用红外探测器设计了一个“模拟自启系统”，如图乙所示。该系统由“自启电路”、“控制电路”等组成。其中电源由“无人机”的锂电池提供，R是电阻箱，RP是红外探测器，可视为可变电阻，它的阻值与红外线强度变化的对应关系如下表所示。（E为红外线强度，cd表示其单位）
E/cd
1.0
2.0
3.0
4.0
6.0
RP/Ω
18
9
6
4.5
3
①据表中数据，请在图丙坐标中描点作出RP﹣E的关系图线。
②若a、b两端电压必须等于或大于9V时，控制电路才能启动摄像机进入工作状态。小明设定红外线强度为4.5cd时启动摄像机工作，电阻箱的阻值至少应调到　 　Ω。
③为了能使控制电路在红外线强度较弱时就能启动摄像机进入工作状态，可采取的措施：一是　 　（选填“调高”或“调低”）电阻箱R的电阻值；二是　 　（选填“调高”或“调低”）电源的电压值。
5、（17下城一模）如图所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。若质量m=2kg的无人机从地面上静止开始竖直向上飞起，20s末无人机离地高度h=50m，整个运动过程中电动机提供升力F=24N，所受空气阻力f大小不变，且无人机动能增加量△E=25J。已知动力系统的电动机工作电压U=25V，电流I=3A，求：

（1）无人机上升过程中受到的空气阻力f。（g=10N/kg）
（2）该电动机的线圈电阻R。（保留1位小数）
6、（2019·益阳）为解决某偏远山区的用电困难，利用当地水力资源丰富的特点，扶贫工作队筹措资金为当地建设了一座小型水力发电站，让水坝的水下泄时冲动水轮发电机发电，供当地居民生活所需。若水从10m高处下泄，每小时下泄量为7.2×106kg，取g=10N/kg。

（1）每小时水的重力做的功W为多少？
（2）若水的重力做的功有80%转化为电能，发电机的发电功率P是多少？
7、在综合实践活动中，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置，如图甲所示，电源电压恒为16V，R0为定值电阻，L为额定电压是2.5V的小灯泡，其I﹣U关系的部分数据如图乙所示，AB为长14cm、阻值60Ω粗细均匀的电阻丝（电阻丝的阻值与长度成正比），OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重2N的圆球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与A端接触，此时电流表示数为0.2A；有风时，OP绕悬挂点O转动，风对球的作用力F方向始终水平向右，已知OA为10cm，OP始终与AB接触良好且无摩擦；求：
（1）电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为　　Ω；
（2）无风时R0消耗的电功率。
（3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力。

8、如图是常见的电动自行车和家用小轿车，电动自行车利用电动机提供动力轿车利用汽油机获得动力。（q汽油＝4.6×107J/kg，ρ汽油＝0.71×103kg/m3）。请回答：
（1）小明骑电动自行车（蓄电池标有“36V 10A•h”）在水平路面上以5m/s的速度匀速行驶时。牵引力是20N，电动机的效率是80%，行驶20min。求通过电动机线圈的电流，（计算结果精确到0.1A）
（2）一辆总质量为2t的家用轿车，以70km/h的速度匀速行驶时所受阻力为车重的0.04倍，其百公里油耗为10L，求该汽车发动机的效率。（g＝10N/kg）

9、（2019·衡阳）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＝10N。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8Ω，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＝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。

甲 乙
（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－x的图象。
10、（2019•吴中区校级二模）右表是某品牌轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机气缸的工作容积。空燃比是指吸气冲程末，吸入气缸内的空气和汽油的质量之比。当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合气密度为1.5kg/m3.1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次。请你计算发动机在最大功率工作时：
（1）每次吸入混合气的质量；
（2）1min内做的有用功；
（3）1min内汽油燃烧放出的热量。
（4）求出该发动机的效率。
（解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果）
车型
某品牌轿车
排气量
1.5L
最大功率
69kW
空然比
14：1
汽油热值
4.6×107J/kg
11、（18-宜昌）近几年来，我国大力推广新能源汽车，2017年12月宜昌市正式发放新能源汽车牌照，某款电动汽车（如图）以60km/h的速度匀速行驶了80km,所受的牵引力720N，耗电18kW•h,请解答下列问题：

（1)牵引力所做的功及功率各是多少？
（2上述行驶过程中，电动车的效率是多少？
（3）有一款与它外形、重量均相同的汽油车，在相同路面上以60km/h的速度行驶80km，其效率25％，需要消耗多少kg汽油？（q汽油=4.5×107J/kg)
（4）我们常说新能源汽车能够“节能减排”，请你回答，“减排”为什么是和“节能”连在一起的？
12、(2019·衢州)空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能，其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时，通常向水箱中加水，使吹出的风比无水时凉爽。下表是某品牌空调扇部分参数。
项目
参数
项目
参数
额定电压
220伏
额定功率
50瓦
空机质量
7.5千克
单个轮子接触地面面积
2厘米2
水箱容量
0.5升
轮子数量
4个
蒸发量
1升/时
电源线长度
1.2米




（1）向水箱的水里再加入一些碎冰，可降低水温，使吹出的风比只有水时更凉爽。加冰可降低水温的原因有____。
（2）人在运动大量出汗后，对着空调扇吹，很容易感冒。此时，在脑干调节下，皮肤血管收缩，血流量减少，皮肤温度下降，散热量____，从而维持人体体温恒定。
（3）小科阅读参数表发现，该空调扇比较省电。计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能。
（4）计算水箱加满水时该空调扇对水平地面的压强。
（5）该空调扇底座安装了万向轮，方便移动。但在其他设计上仍存在缺陷，为更方便用户使用，请结合表中参数提出条改进建议：____。
13、（2017·成都）小王同学在科技创新活动中设计了一个可以测量金属滑片旋转角度的电路．如图1所示，把电阻丝EF弯成半圆形（电阻丝的电阻与其长度成正比），O为圆心，OP为一能够绕圆心O转动的金属滑片，P与EF接触良好。如图2所示，A为电流表（可选择A1：量程为100mA、内阻r1=4Ω或A2：量程为20mA、内阻r2=18Ω）；R为滑动变阻器，阻值变化范围为0～100Ω，保护电阻R0=40Ω，理想电源电压U=1.5V不变，电流表可看成一个能显示通过自身电流大小的定值电阻。

选择合适的电流表，把E、O两个接线柱分别与M、N相接，为了从电流表上直接读出OP的旋转角度。请完成以下内容：
（1）连接好电路后，将OP转到E端，闭合开关S，再调节滑动变阻器R使电流表示数为最大刻度值，此时电流表指针所指位置处标注的读数是0度；则电流表应选择　 　（选填“A1”或“A2”）。
（2）保持滑动变阻器滑片位置不变，把OP转到F端，电流表的示数为7.5mA，此时电流表指针所指位置处标注的读数是180度，则电流表最大刻度一半处应标注读数是　 　度；电流表刻度值为　 　mA处，应标注的读数是36度。
（3）在完成其它标注后，小王同学发现表盘新的 刻度值不均匀，为帮她解决这个问题，同学们用理想电压表设计了如下四个改进的电路，其中可行的两个是 。

14、（2018•资阳）如图甲所示是某品牌汽车油量表工作原理图，电源电压U＝24V，R0为保护电阻，为油量表（实际是由量程为0～0.6A的电流表改装而成的），R为处于油箱下方的压敏电阻，其阻值随所受压力F变化的图象如图乙所示，它与油箱的接触面积S＝0.01m2．长方体油箱装满油时深度h＝0.4m。若忽略油箱重量，汽油密度ρ＝0.7×103kg/m3，g取10N/kg，求：

（1）汽车加满油时压敏电阻上表面受到的压力F和压强p。
（2）保护电阻R0的阻值。
（3）油量表“0”刻度对应的电流I0。
15、(2019·烟台)某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。如图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的档位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。
型号
LWI.Z20-19
电源
AD220V 50Hz
加热功率
800W
保温功率
40W
水容量
1.0L


（1）分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？
（2）工作时，若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R2的滑片？
（3）R1工作时的电阻是多大？
（4）电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40℃。则该电热水器的效率是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）,计算结果保留一位小数]
专题40-力、热、电学综合计算（三）
1、（2017·云南）压力传感器的原理图如图所示，其中M、N均为绝缘材料，MN间有可收缩的导线，弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，电源电压10V，R1=8Ω，R2的阻值变化范围为0-10Ω，闭合开关S，压力F与R2的变化量成正比，F=1N时，R2为2Ω，此时电流表示数是　 　A；当电流表的示数为I时，F=　 　N（写出关于I的数学表达式）。

【答案】1；﹣4
2、（2017•东营）某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全 等优点。其简化等效电路如图所示，此时处于空档位置。闭合开关 S，旋钮绕 P 转动，实现档位转换，旋至 1 档时 R1、R2 同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至 2 档时 R2 和电动机 同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。R1 和 R2 均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1=22Ω，主要参数如下表。（C水=4.2×103 J／(kg•℃) ）

（1）洗衣机内注入 10kg 的水，在额定电压下连续加热1050秒，水温由 20℃上升到 50℃，此过程中的加热效率是多少？
（2）R2 阻值是多少？
（3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？
（4）防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电 阻为 1×105Ω，人体的安全电压不高于 36V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全。
【答案】（1）此过程中的加热效率是50%；（2）R2阻值是242Ω；（3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是2A；（4）防电墙技术能保证人的安全。
3、(2019·西宁)一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图18所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知R1＝44Ω，R2＝2156Ω．求：
（1）将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃，水吸收的热量【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】
（2）电热水器处于加热状态时工作电路的功率。
（3）将2.2kg的水从15℃加热到45℃，需要通电5min，电热水器的加热效率为多少？
（4）当温度达到50℃后，通电10min，R2产生的热量。

【答案】（1）2.772×105J（2）1100W（3）84%（4）12936J
4、“无人机”（多功能飞行器）可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图甲为某品牌“无人机”，由锂电池供电，采用4个电机带动旋翼转动，对下方空气施力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能，其携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器。下表是该无人机的部分参数：
无人机质量（含摄像机）
1.5kg
锂电池额定电压
12V
最大上升速度
6m/s
电动机工作电压
10V
最大水平速度
15m/s
每个电动机最大输出功率
50W
最大上升速度时受到的空气阻力
9N
电动机的能量转化效率
95%
（1）当“无人机”携带摄像机飞行在空中进行拍摄地面图象时，下列说法中错误的是　 　
A．“无人机”升空时，获得升力的施力物体是空气
B．“无人机”中的电动机工作原理是磁场对电流的作用
C．“无人机”在拍摄地面图象时增加悬停高度可以使所成的像变大
D．“无人机”升空过程中所受到大气压变小

（2）为了保证电动机正常工作，通过电子调速器（简称电调）来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，每一个电动机连接一个电调，那么电动机和电调的连接方式是　 　（选填“并联”或“串联”）。
（3）已知“无人机”上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比。该“无人机”携带摄像机参与某次火情的勘测时，“无人机”以4m/s的速度从地面匀速竖直升空至100m高处，然后悬停观测（整个过程四个电动机同时工作）。此时，“无人机”上升时受到的空气阻力为　 　N．“无人机”上升过程中电动机消耗的电能为　 　J．（g＝10N/kg）
（4）该“无人机”携带的微型摄像机带有自动拍摄功能，未出现火情时处于待机状态，等到火情来临产生一定强度的红外线，摄像机将自主启动进入工作状态。小明利用红外探测器设计了一个“模拟自启系统”，如图乙所示。该系统由“自启电路”、“控制电路”等组成。其中电源由“无人机”的锂电池提供，R是电阻箱，RP是红外探测器，可视为可变电阻，它的阻值与红外线强度变化的对应关系如下表所示。（E为红外线强度，cd表示其单位）
E/cd
1.0
2.0
3.0
4.0
6.0
RP/Ω
18
9
6
4.5
3
①据表中数据，请在图丙坐标中描点作出RP﹣E的关系图线。
②若a、b两端电压必须等于或大于9V时，控制电路才能启动摄像机进入工作状态。小明设定红外线强度为4.5cd时启动摄像机工作，电阻箱的阻值至少应调到　 　Ω。
③为了能使控制电路在红外线强度较弱时就能启动摄像机进入工作状态，可采取的措施：一是　 　（选填“调高”或“调低”）电阻箱R的电阻值；二是　 　（选填“调高”或“调低”）电源的电压值。
【答案】（1）C；（2）串联；（2）4； 2000；①如下图所示；②12；②调高；调高。

5、（17下城一模）如图所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。若质量m=2kg的无人机从地面上静止开始竖直向上飞起，20s末无人机离地高度h=50m，整个运动过程中电动机提供升力F=24N，所受空气阻力f大小不变，且无人机动能增加量△E=25J。已知动力系统的电动机工作电压U=25V，电流I=3A，求：

（1）无人机上升过程中受到的空气阻力f。（g=10N/kg）
（2）该电动机的线圈电阻R。（保留1位小数）
【答案】

6、（2019·益阳）为解决某偏远山区的用电困难，利用当地水力资源丰富的特点，扶贫工作队筹措资金为当地建设了一座小型水力发电站，让水坝的水下泄时冲动水轮发电机发电，供当地居民生活所需。若水从10m高处下泄，每小时下泄量为7.2×106kg，取g=10N/kg。

（1）每小时水的重力做的功W为多少？
（2）若水的重力做的功有80%转化为电能，发电机的发电功率P是多少？
【答案】（1）7.2×108J；（2）1.6×105W。
7、在综合实践活动中，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置，如图甲所示，电源电压恒为16V，R0为定值电阻，L为额定电压是2.5V的小灯泡，其I﹣U关系的部分数据如图乙所示，AB为长14cm、阻值60Ω粗细均匀的电阻丝（电阻丝的阻值与长度成正比），OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重2N的圆球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与A端接触，此时电流表示数为0.2A；有风时，OP绕悬挂点O转动，风对球的作用力F方向始终水平向右，已知OA为10cm，OP始终与AB接触良好且无摩擦；求：
（1）电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为　　Ω；
（2）无风时R0消耗的电功率。
（3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力。

【答案】（1）5；（2）无风时R0消耗的电功率为0.6W。
（3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力为1.4N。

8、如图是常见的电动自行车和家用小轿车，电动自行车利用电动机提供动力轿车利用汽油机获得动力。（q汽油＝4.6×107J/kg，ρ汽油＝0.71×103kg/m3）。请回答：
（1）小明骑电动自行车（蓄电池标有“36V 10A•h”）在水平路面上以5m/s的速度匀速行驶时。牵引力是20N，电动机的效率是80%，行驶20min。求通过电动机线圈的电流，（计算结果精确到0.1A）
（2）一辆总质量为2t的家用轿车，以70km/h的速度匀速行驶时所受阻力为车重的0.04倍，其百公里油耗为10L，求该汽车发动机的效率。（g＝10N/kg）

【答案】（1）通过电动机线圈的电流为3.5A；（2）该汽车发动机的效率为24.5%。
9、（2019·衡阳）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＝10N。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8Ω，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＝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。

甲 乙
（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－x的图象。
【答案】（1）0.5A；（2）弹簧拉力F1大小为2N，水平拉力F的大小为8N；（3）电流表的示数I和指针P移动的距离x之间的关系式为I= ，其－x的图象如下图所示。

10、（2019•吴中区校级二模）右表是某品牌轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机气缸的工作容积。空燃比是指吸气冲程末，吸入气缸内的空气和汽油的质量之比。当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合气密度为1.5kg/m3.1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次。请你计算发动机在最大功率工作时：
（1）每次吸入混合气的质量；
（2）1min内做的有用功；
（3）1min内汽油燃烧放出的热量。
（4）求出该发动机的效率。
（解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果）
车型
某品牌轿车
排气量
1.5L
最大功率
69kW
空然比
14：1
汽油热值
4.6×107J/kg
【答案】（1）每次吸入混合气的质量为2.25×10﹣3kg；
（2）1min内做的有用功为4.14×106J；
（3）1min内汽油燃烧放出的热量为2.07×107J；
（4）该发动机的效率为20%。
11、（18-宜昌）近几年来，我国大力推广新能源汽车，2017年12月宜昌市正式发放新能源汽车牌照，某款电动汽车（如图）以60km/h的速度匀速行驶了80km,所受的牵引力720N，耗电18kW•h,请解答下列问题：

（1)牵引力所做的功及功率各是多少？
（2上述行驶过程中，电动车的效率是多少？
（3）有一款与它外形、重量均相同的汽油车，在相同路面上以60km/h的速度行驶80km，其效率25％，需要消耗多少kg汽油？（q汽油=4.5×107J/kg)
（4）我们常说新能源汽车能够“节能减排”，请你回答，“减排”为什么是和“节能”连在一起的？
【答案】（1）牵引力所做的功：
牵引力的功率：
（2）消耗的电能即总功：
新能源车的效率：
（3）汽油燃烧放出的热量：
汽油的质量：
（4）因为目前人类使用的主要能源是化石能源，其燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫及其污染物，所以要“减排”就必须减少化石能源的消耗，即“节能”。
12、(2019·衢州)空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能，其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时，通常向水箱中加水，使吹出的风比无水时凉爽。下表是某品牌空调扇部分参数。
项目
参数
项目
参数
额定电压
220伏
额定功率
50瓦
空机质量
7.5千克
单个轮子接触地面面积
2厘米2
水箱容量
0.5升
轮子数量
4个
蒸发量
1升/时
电源线长度
1.2米




（1）向水箱的水里再加入一些碎冰，可降低水温，使吹出的风比只有水时更凉爽。加冰可降低水温的原因有____。
（2）人在运动大量出汗后，对着空调扇吹，很容易感冒。此时，在脑干调节下，皮肤血管收缩，血流量减少，皮肤温度下降，散热量____，从而维持人体体温恒定。
（3）小科阅读参数表发现，该空调扇比较省电。计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能。
（4）计算水箱加满水时该空调扇对水平地面的压强。
（5）该空调扇底座安装了万向轮，方便移动。但在其他设计上仍存在缺陷，为更方便用户使用，请结合表中参数提出条改进建议：____。
【答案】（1）水箱中的冰熔化吸收水的热量，使水的温度降低；冰熔化后，冰水混合物的温度低于原来水的温度，两者之间存在温度差，发生热传递，使水的温度进一步下降使吹出的风比只有水时更凉爽；
（2）减少；（3）有P＝可得，该空调扇正常工作10小时消耗的电能：W＝Pt＝50×10﹣3kW×10h＝0.5kW•h；
（4）根据ρ＝知，水箱中水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.5×10﹣3m3＝0.5kg，
水箱对水平面的压力等于重力，即F＝G总＝m总g＝（0.5kg+7.5kg）×10N/kg＝80N，
水箱对水平面的压强为：p＝= p＝1×105Pa；
（5）加大水箱的容积，避免频繁加水；加长电源线，方便距离远些使用。
13、（2017·成都）小王同学在科技创新活动中设计了一个可以测量金属滑片旋转角度的电路．如图1所示，把电阻丝EF弯成半圆形（电阻丝的电阻与其长度成正比），O为圆心，OP为一能够绕圆心O转动的金属滑片，P与EF接触良好。如图2所示，A为电流表（可选择A1：量程为100mA、内阻r1=4Ω或A2：量程为20mA、内阻r2=18Ω）；R为滑动变阻器，阻值变化范围为0～100Ω，保护电阻R0=40Ω，理想电源电压U=1.5V不变，电流表可看成一个能显示通过自身电流大小的定值电阻。

选择合适的电流表，把E、O两个接线柱分别与M、N相接，为了从电流表上直接读出OP的旋转角度。请完成以下内容：
（1）连接好电路后，将OP转到E端，闭合开关S，再调节滑动变阻器R使电流表示数为最大刻度值，此时电流表指针所指位置处标注的读数是0度；则电流表应选择　 　（选填“A1”或“A2”）。
（2）保持滑动变阻器滑片位置不变，把OP转到F端，电流表的示数为7.5mA，此时电流表指针所指位置处标注的读数是180度，则电流表最大刻度一半处应标注读数是　 　度；电流表刻度值为　 　mA处，应标注的读数是36度。
（3）在完成其它标注后，小王同学发现表盘新的 刻度值不均匀，为帮她解决这个问题，同学们用理想电压表设计了如下四个改进的电路，其中可行的两个是 。

【答案】（1）A2；（2）108；15；（3）AB。
14、（2018•资阳）如图甲所示是某品牌汽车油量表工作原理图，电源电压U＝24V，R0为保护电阻，为油量表（实际是由量程为0～0.6A的电流表改装而成的），R为处于油箱下方的压敏电阻，其阻值随所受压力F变化的图象如图乙所示，它与油箱的接触面积S＝0.01m2．长方体油箱装满油时深度h＝0.4m。若忽略油箱重量，汽油密度ρ＝0.7×103kg/m3，g取10N/kg，求：

（1）汽车加满油时压敏电阻上表面受到的压力F和压强p。
（2）保护电阻R0的阻值。
（3）油量表“0”刻度对应的电流I0。
【答案】（1）汽车加满油时压敏电阻上表面受到的压力F为28N，压强p为2.8×103Pa。
（2）R0的阻值为20Ω；
（3）电路中的电流为0.1A。
15、(2019·烟台)某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。如图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的档位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。
型号
LWI.Z20-19
电源
AD220V 50Hz
加热功率
800W
保温功率
40W
水容量
1.0L


（1）分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？
（2）工作时，若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R2的滑片？
（3）R1工作时的电阻是多大？
（4）电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40℃。则该电热水器的效率是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）,计算结果保留一位小数]
【答案】（1）当绿灯亮时，电热水器处于保温状态；
（2）工作时若要提高电热水器的保温温度，保护电阻R2的滑片向右移动：
（3）R1工作时的电阻是1149.5Ω；
（4）该电热水器的效率是83.3%。