初三中考物理难题解析

初三中考物理难题解析

初三中考物理难题解析 ‎1、淋浴用水的流量约为‎10升/分，合适的水温约为‎50℃‎，用水时间约 为4分钟。电热淋浴器有两种设计，一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热，另一种则备有水箱，待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以 ‎20℃‎计。‎ ‎①请根据上面提供的数据论证，第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。‎ ‎②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用，供电电路允许的电流最大为10安，电加热的效率为80％，这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间？‎ ‎2、在图所示电路中，U=12伏特(且保持不变)，R=2欧姆，r=1欧姆，为了使电流表读数在同样的电阻链任意加长或减短时均保持不变，‎ 求： (1)最后一个电阻Rx的取值；‎ ‎(2)这时电流表的读数。‎ ‎2题图 ‎3、在一些地区的电力线路敷设过程中，会使用简易绞盘将沉重的混凝土电线杆立起来。其主要结构如图甲所示。作业前，先将绞盘底座牢固地固定在地面上，立杆作业时，根据实际需要，安排1~ 4人分别推动不同的横杆末端，使横杆绕轴做顺时针转动，这样系在电线杆上的钢丝绳就被不断地缠绕在轴上，电线杆被逐渐拉起并最终坚直站立。己知，某个绞盘的轴直径D=l‎0cm，各横杆末端到轴心的距离L=lm。在一次立杆作业中，所立的电线杆所受重力G=6200N，长L0=‎10m，其重心距粗端‎4m。若在电线杆升至某时刻时的情形如图乙所示，设此时绞盘的机械效率η=80%，定滑轮的阻力可忽略不计。172教学网 ‎3题图 ‎（1）．若此刻仅有一名施工人员推横杆，则该施工人员对绞盘横杆所施加的最小推力F为多少? ‎ ‎（2）．在整个立杆过程中，施工人员对绞盘横杆的最小推力F的变化情况如何? ‎ ‎（3）．在立杆作业时，施工人员一般要求绞盘离所拉的电线杆适当地远一些，请定性分 析这样做的原因。172教学网 第27题图 ‎4、如图所示，半径为R，质量为M的圆柱体放置在水平地面上，与高为h的台阶接触，接触部位够粗糙，现在圆柱体上施加一作用力，使它下部脱离。‎ ‎（1）作出使它脱离时的最小力，并求出其大小。‎ ‎（2）要使它上到台阶上，至少要做多少功。‎ ‎5题图 ‎5、将圆筒形容器放在水平桌面上，容器内装有适量的水，如图所示。如果只将实心小球A投放在容器中，静止时，小球A受浮力为0.4N，水对容器底的压强增加了△p1；如果只将实心小球B投放在容器中，静止时，小球B受浮力为1.2N，水对容器底的压强增加了△p2。已知A、B两个小球的质量相等，小球A的密度为ρA，‎ 小球B的密度为ρB，ρA∶ρB=15∶4，圆筒形容器的底面积为 ‎80cm‎2，不计器壁厚度，投入小球后，水均未溢出，g取10N/kg，‎ 求：（1）△p1和 △p2 （2）小球B的体积 （3）小球A的密度 ‎ S1‎ R1‎ S2‎ S3‎ R2‎ L ‎6、在图所示电路中，电源电压为9V且保持不变，小灯泡L的额定电流是‎0.3A且灯丝电阻保持不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。当开关S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的滑片位于a点时(图中没有标出a、b、c三点的具体位置)，小灯泡正常发光，R1和R2消耗的电功率分别是P‎1a和P‎2a；当开关S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的滑片位于b点时，R1和R2消耗的电功率分别是P1b和P2b；当开关S1、S2闭合，S3断开，滑动变阻器的滑片位于c点时，R1和R2消耗的电功率分别是P‎1c和P‎2c，电路的总功率是10.8W。若P‎1a∶P1b∶P‎1c =9∶4∶81，P2b∶P‎2c =2∶9。求：‎ ‎（1）定值电阻R1和小灯泡灯丝的阻值；‎ ‎（2）滑片位于变阻器a、b和c点时接入电路的电阻值各多大；‎ 第29题图 ‎（3）滑片位于变阻器c点时，电路在1h内所消耗的电能。‎ 答案 ‎1、(1)从电流方面考虑 设此无水箱式淋浴器正常工作时通过的电流为I，则依题述在1min内流过此淋浴器的水的质量为m=ρV=1×103×10×10‎-3kg=‎‎10kg ‎    这些水流过淋浴器后，其温度由t1＝‎20℃‎升至t2＝‎50℃‎，所需吸收的热量为 ‎    Q＝cmT(t2一t1)＝4．2×103×10×(50－20)J＝1.26×106J ‎ 以上热量由电热提供，即Q＝Iut ‎∴ …………4分 可见此无水箱式淋浴器若要正常工作，其所需电流为‎96A，这大大超过了家用照明电路允许的电流‎10A，即将它安装在家用照明电路中是不行的．所以，第一种设计方案不适应大多数家庭的供电电路． …………2分 ‎  (2)水箱中水的质量m＝ρV＝1×103×10×10-3×‎4kg＝‎40kg．‎ 使水箱中水温由t‎1升至t2所需的热量Q2＝mc(t2一t1)‎ 设加热电路中以允许的最大电流I＝‎10A加热，则电流在时间△t内提供焦耳热为 Q1＝IU△t 由于加热的效率为η＝0.8，所以有ηQ1＝Q2‎ 由上诸式解得 即在题给条件下把水箱中的水加热到所需的温度至少需要48min．…………4分 ‎2、解：2r与Rx串联后与R并联的总电阻为Rx Rx=R(2r+ Rx )/(R+2r+Rx) Rx =2(2+ Rx)/(4+ Rx) Rx 2+4Rx =4+2Rx Rx 2+2 Rx =4 Rx 1=√5-1 Rx 2=-√5-1 (舍弃） …………6分 I=U/Rx=12/(√5-1)=3(√5+1) …………4分 ‎1 最后一个电阻Rx的取值是 √5-1 2 这时电流表的读数是 3(√5+1)‎ ‎3、解：（1）.如图所示，设钢丝绳拉电线杆的力为F′，把电线杆看作杠杆，其支点为其粗端端点O。‎ ‎ 图答1‎ 由杠杆平衡条件，有： …………………………………………………2分 ‎ ………………………………3分 绞盘本质上是一个轮轴，若要施工人员对绞盘横杆的推力F最小，则该力应沿水平方向，作用于横杆末端且与横杆垂直。在这种情况下，设所需的最小推力为F。………………1分 设绞盘的轴恰好转动一周，则推力推动横杆末端移动的距离为 工人推力总共做的功为： ……………………………………………………1分 绞盘拉动钢丝绳移动的距离为 绞盘对钢丝绳所做的有用功为：……………………………………………1分 绞盘的机械效率为 …………………………………………… 2分 所以 ………………………………………2分 ‎（2）.在整个立杆过程中，电线杆重力G大小不变。随着电线杆被逐渐拉起，重力G的力臂LG在逐渐减小；而钢丝绳拉电线杆的力F′的力臂LF′却在逐渐增大；根据杠杆的平衡条件：，可知，钢丝绳拉电线杆的力F′在逐渐减小。‎ 又因为，横杆末端到轴心的距离L、轴的直径D以及绞盘的效率η不变，所以施工人员对绞盘横杆的最小推力F 也在逐渐减小。………………………………………………………2分 ‎3.绞盘离所拉的电线杆适当地远一些，其他情况相同时，可以适当地增大钢丝绳对电线杆的拉力F′的力臂L F′，在重力G与重力G的力臂LG相同的前提下，使F'减小，从而可以使施工人员对绞盘横杆的推力F减小一些。……………………2分 ‎4、（1）图略（2分），最小力为 （4分）‎ ‎5、（1）△p1=50 pa（2分） △p2 = 150 pa （2分）‎ ‎（2）小球B的体积1.5×10‎-4m3‎（8分）‎ ‎（3）小球A的密度3×‎103kg/m3（2分）‎ ‎6解：当开关S1、S2断开，闭合S3，滑动变阻器的滑片位于a点和b点时，等效电路如图1、2所示；当开关S1、S2闭合，S3断开，滑动变阻器的滑片位于c点时等效电路如图3所示。（电路图---------------2分）‎ 为定值电阻，由， ‎ 得到 ‎ 由小灯泡正常发光可得到 Ia=‎0.3A，，‎ ‎ ‎ 由图3和欧姆定律 可以得到，---------------（2分）‎ 由得，‎ 由图3和P总=P1＋P2 可以得到P‎2c = P总－P‎1c＝10.8W－8.1W＝2.7W ‎ 由P2b∶P‎2c =2∶9， ‎ 由，得到------------------------（2分）‎ 由，得到-----------------（2分）‎ 由图2可得到：Ib（R1＋Rb＋RL）=U，‎ ‎-----------------（2分） 由图1可以得到: Ia（R1＋Ra＋RL）=U，‎ ‎-----------------（2分）‎ 电路消耗的电能----（2分）‎ 或。‎ 说明：其他解法，只要正确，可参照本标准给分。‎