專題18壓軸題：力學(xué)與電學(xué)的綜合計(jì)算

題型突破一：彈簧類力電綜合計(jì)算

（2024?四川內(nèi)江?中考真題）

1.圖甲是某物理興趣小組設(shè)計(jì)的簡易“坐位體前屈”測試儀，其簡化原理如圖乙。在測試中,

測試的同學(xué)向前水平推動測試儀的滑塊（相當(dāng)于向右移動圖乙中滑動變阻器的滑片P）,用

電壓表的示數(shù)來反映被測試者的成績。電源的電壓恒為6V,電壓表的量程為0?3V,電流表

的量程為0?0.6A,滑動變阻器以標(biāo)有“20Q；1.5A”的字樣，定值電阻R?=10Q。閉合開關(guān)S,

求：

（1）當(dāng)滑動變阻器連入電路的阻值尺尸2。時，電壓表的示數(shù)。

（2）在保證電路元件安全的情況下，電路消耗總功率的最小值。

（2024?山東淄博?一模）

2.如圖是“探物”小組設(shè)計(jì)的簡易坐位體前屈測試儀的簡化原理圖。測試的同學(xué)向前推動測

試儀的滑塊實(shí)際上是移動滑動變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)用來反映被測試者的成績。電源

電壓為6V,電壓表量程0?3V,電流表量程0?0.6A,滑動變阻器叢標(biāo)有“15。1A”；滑片

P每移動1cm,必的電阻變化0.5Q,定值電阻必=10。。下表是初四女生測試等級與滑片P

移動距離乙的關(guān)系。

初四女生測試等級標(biāo)準(zhǔn)不合格合格良好優(yōu)秀

滑片移動距離L/cm<3.73.7<Z<16.716.7<￡<20.1>20,1

試卷第1頁，共12頁

求：

(1)如圖乙所示，當(dāng)滑片P距離最左端為20cm時，閉合開關(guān)，通過&的電流為多少？

(2)一同學(xué)測試時，從最左端推動滑片P向右移動到某一位置，電壓表的示數(shù)為2V；她的測

試等級是？

(3)在保證電路各元件安全的情況下，定值電阻&消耗的最小功率是？

題型突破二：壓力類力電綜合計(jì)算

(2024?重慶南岸?模擬預(yù)測)

3.如圖所示，電源電壓恒為6V,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程0~3V,柱形容

器的底面積為lOOcm?,柱體A、B分別通過細(xì)線懸掛在輕質(zhì)杠桿兩端，MO：ON=,

柱體A重10N、密度為ZxlCPkg/n?、底面積為50cm,柱體B重40N,放置于壓敏電阻4

的托盤上(不計(jì)繩、托盤的重及摩擦)，此時，電流表的示數(shù)為0.15A,壓敏電阻阻值4隨

壓力廠的變化關(guān)系如下表所示。求:

(2)若壓敏電阻尺受到的壓力為26N,則電阻用的電功率；

(3)現(xiàn)向容器內(nèi)緩慢注水至剛好與柱體A上表面相平，在保證電路安全的前提下，沿水平方

向截取柱體A底部，并將截取部分放置于柱體B上，求截取柱體A的最大質(zhì)量。

(2024?福建泉州?二模)

4.為節(jié)約用水，某工地的儲水箱采用自動控制抽水裝置，如圖所示。水箱高為1.2m。在空

水箱底部豎直放置一重10N的長方體，長方體高為1.2m、底面積為0.02m2,上端通過絕緣

試卷第2頁，共12頁

輕桿與控制電路的力敏電阻R接觸，此時力敏電阻受到的壓力為零。力敏電阻R的阻值隨

壓力廠的增大而減小，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示?？刂齐娐返碾娫措妷篣=12V,定值電阻幾

為保護(hù)電阻，當(dāng)控制電路的電流/N0.6A時，電磁鐵將銜鐵吸合，工作電路斷開，額定功率

為440W的水泵停止給儲水箱抽水。求:

壓力F/N180185190215240

力敏電阻尺/。2018161310

水泵

(1)水泵正常工作時通過的電流;

(2)若儲水箱裝滿水時水泵恰能自動停止工作，此時水箱底部受到水的壓強(qiáng);

(3)為了更加安全的工作，通過反復(fù)試驗(yàn)，只調(diào)整&的大小，使水面離頂部還有0.2m時，水

泵停止給水箱抽水，此時&的阻值。

題型突破三：浮力類力電綜合計(jì)算

(2024?吉林長春?模擬預(yù)測)

5.如圖所示，物理科技小組設(shè)計(jì)的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加

熱器組成，可在水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個擋位，由開關(guān)S和加熱電阻

絲必、心組成，｛7=220V,&=242。；控制電路電壓恒定，&=10。，號為壓敏電阻，下方固

定一個輕質(zhì)絕緣T形硬質(zhì)桿，水箱注水后圓柱形浮體A豎直上浮，通過T形桿對壓敏電阻

產(chǎn)生壓力，所受壓力每增加1.5N,電阻減小5。。浮體A體積為lOOOcnP,質(zhì)量為50g?？?/p>

技小組對加濕器進(jìn)行測試：向水箱內(nèi)緩慢注水，當(dāng)液面上升至浮體A體積的五分之一浸入

水中時，電磁鐵線圈中電流為200mA,此時銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當(dāng)液面上

升至浮體A體積的二分之一浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為240mA；當(dāng)水箱注水量達(dá)到

最大值時，電磁鐵線圈中電流為300mA。T形硬質(zhì)桿的質(zhì)量和電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)。

試卷第3頁，共12頁

銜鐵絕緣板金屬板

(1)當(dāng)加熱器處于高擋位時，加熱140s所產(chǎn)生的熱量全部被1.2kg的水吸收，水溫升高了

25℃=高擋功率是多少W?(寫出必要電的文字說明、表達(dá)式及最后結(jié)果)

(2)加熱器的低擋功率是W；

(3)浮體A體積的五分之一浸入水中時受到的浮力是N,此時壓敏電阻受到的壓力是—

N；

(4)浮體A體積的二分之一浸入水中時壓敏電阻受到的壓力是N；跟浮體A體積的五分

之一浸入水中時比，壓敏電阻減小了Q,控制電路電壓是V；

(5)水箱注水量達(dá)到最大值時，浮體A浸入水中的體積是m3。

(2024?廣西?模擬預(yù)測)

6.某興趣小組設(shè)計(jì)了一個監(jiān)測湖水水位的報警裝置，其原理如圖1。電源電壓恒定，電阻

&的阻值為30Q；R是豎直放置的長條形電阻片。浮子可帶動金屬滑桿/P在豎直方向上下

移動、NP與R組成滑動變阻器。當(dāng)電流表的示數(shù)達(dá)到設(shè)定數(shù)值時，表示水位達(dá)到警戒水位,

電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的U-I圖像如圖2所示。

(1)求滑動變阻器的最大阻值;

試卷第4頁，共12頁

(2)求電源電壓和電路的最小功率；

(3)滑桿/尸從底端上移到頂端的過程中，滑動變阻器連入電路的電阻均勻變化，記錄下幾組

水位和對應(yīng)的電流表示數(shù)。當(dāng)電流表的示數(shù)為0.25A時，水位達(dá)到警戒值，求警戒水位。

水位h/cm10152030

電流〃A0.10.120.150.3

題型突破四：杠桿類力電綜合計(jì)算

(2024?山東濰坊?三模)

7.某電開水器的結(jié)構(gòu)如圖甲所示(剖面圖)，簡化的內(nèi)部電路如圖乙所示。進(jìn)水管管口的閥

門由輕質(zhì)浮子1和與它們相連的兩根輕質(zhì)硬桿控制，只有進(jìn)水管中的水壓在正常范圍內(nèi)，冷

水箱和煮水箱中的水位就比出水管管口低，冷水不會從出水管流出。當(dāng)冷水箱中的水位達(dá)到

一定高度時，浮子2浮起，會觸動單刀三擲開關(guān)Si，阻值為12.1。的煮水電熱管R1通電發(fā)

熱，冷水被煮沸，水面升高，開水就從出水管進(jìn)入貯水箱。當(dāng)貯水箱中水位達(dá)到一定高度時,

浮子3浮起，又會觸動單刀三擲開關(guān)Si，煮水暫停，一旦貯水箱中水溫下降使溫控開關(guān)S2

閉合，阻值為48.4。的保溫電熱管R2就會通電發(fā)熱，開水處于保溫狀態(tài)。圖甲中，當(dāng)浮子1

上升到最高處后，它的最上端恰好和出水管管口相平，浮子1完全浸沒，閥門就會將進(jìn)水管

管口關(guān)閉，此時AC桿沿豎直方向。。為輕質(zhì)浮子1的球心、A為兩輕質(zhì)硬桿的相交處，B

為輕質(zhì)硬桿BO的轉(zhuǎn)軸，且BO：BA=20：1?已知浮子1的體積々2.5xl0-4m3,進(jìn)水管管

口和閥門的橫截面積S均為1x104m2,冷水箱內(nèi)水面上方的氣壓p°=lxl05pa,若閥門的質(zhì)

量、管壁的厚度及兩者間的摩擦均忽略不計(jì)，求：

(1)煮水電熱管Rj和保溫電熱管R2正常工作時的發(fā)熱功率和保溫功率；

(2)為了不讓冷水直接進(jìn)入貯水箱，進(jìn)水管管口閥門的上表面受到的最大壓強(qiáng)。

試卷第5頁，共12頁

(2024?江蘇宿遷?二模)

8.某物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個壓力報警裝置，工作原理如圖所示。為一水平杠桿，OA

長120cm,。為支點(diǎn)，^5：05=4：1:已知報警器&的阻值恒為10Q,壓力傳感器R固定放

置，R的阻值隨所受壓力下變化的關(guān)系如表所示。閉合開關(guān)S,水平踏板空載時，電壓表的

示數(shù)為2V；當(dāng)水平踏板所受壓力增大，電壓表示數(shù)達(dá)到5V時，報警器均開始發(fā)出報警信

號。踏板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì)。求：

F/N051015202530...........

R/Q3528221814128?…

c.踏板,

八尸壓桿

壓力傳感器H

<Y>

報警器々

(1)電源電壓為多少？

(2)當(dāng)報警器開始報警時，踏板設(shè)定的最大壓力值為多少？

(3)若將報警器設(shè)定為水平踏板上承受25N壓力時發(fā)出報警信號，應(yīng)將電源電壓調(diào)為多少伏?

此時電路總功率是多大？

03中考練場

(2024?遼寧鞍山?模擬預(yù)測)

9.某科技創(chuàng)新小組設(shè)計(jì)了一臺由電壓表改裝而成的簡易體重計(jì)，其電路如圖甲所示。已知

電源電壓恒定，定值電阻&=15Q,R為壓敏電阻，其阻值與所受到的壓力關(guān)系如圖乙所示,

閉合開關(guān)S,當(dāng)體重計(jì)空載時，電壓表的示數(shù)為5V,電壓表量程為。?15V,踏板重力不計(jì)，

求：(結(jié)果保留兩位小數(shù))

試卷第6頁，共12頁

R/n

乙

⑴體重計(jì)空載時，電路中的電流;

⑵電源電壓;

(3)體重為600N的同學(xué)站在體重計(jì)上時，叫的功率；

(4)此體重計(jì)所能測量的最大體重。

(5)在不改變電源電壓和電壓表量程的情況下，直接寫出一種能增加體重計(jì)量程的措施。

(2024?江蘇無錫?模擬預(yù)測)

10.家用燃?xì)鉄崴魇且环N方便、快捷的洗浴設(shè)備.下表是某品牌家用燃?xì)鉄崴鞯你懪?

使用燃?xì)鉄崴餍枰乐乖跓o水或水壓過低的情況下進(jìn)行“干燒”。為此，該熱水器設(shè)計(jì)了“水

氣聯(lián)動”裝置，能夠做到“水到氣才到”(即：水從進(jìn)水管流入，對膜片產(chǎn)生壓力，膜片帶動

閥桿將閥門頂開，天然氣得以通過閥門進(jìn)入主火管道)，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示，水管出水口

333

的面積為3cm"[q天-=8xl()7j/m3,c^=4.2xlOJ/(kg-℃),p^=1.0><10kg/m]

型號XXX

燃?xì)忸愋吞烊粴?/p>

額定熱功

1.5xlO4W

率

額定電壓3V(DC)

適應(yīng)水壓2xlO4Pa-8xlO5Pa

試卷第7頁，共12頁

—

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m2,

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