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2023年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（原卷版）
挑战24 综合能力与科普阅读题（综合32题）
一．密度的计算与公式的应用（共1小题）
二．固体的密度测量实验（共1小题）
三．速度的计算和公式的应用（共1小题）
四．压强的计算（共4小题）
五．探究浮力大小与哪些因素有关（共1小题）
六．浮力大小的计算（共1小题）
七．物体的浮沉条件及其应用（共2小题）
八．探究凸透镜成像的规律（共1小题）
九．电磁继电器的组成、原理和应用（共1小题）
一十．电磁波的传播与应用（共1小题）
一十一．燃料的热值及其计算（共2小题）
一十二．探究电流与电压、电阻的关系（共1小题）
一十三．欧姆定律的应用（共2小题）
一十四．电功与电能的计算（共1小题）
一十五．电能表（共1小题）
一十六．电功率的计算（共3小题）
一十七．焦耳定律的计算及其应用（共1小题）
一十八．电功与电热的综合计算（共5小题）
一十九．能源及其分类（共2小题）
一．密度的计算与公式的应用（共1小题）
1．（2023•淮安）阅读短文，回答问题。
能量密度
2022年，一款新的动力电池在中国问世，其能量密度达到0.255kW•h/kg，可实现整车
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1000km续航，中国汽车产业“换道超车”的愿望正走向现实。
什么是能量密度呢？能量密度是单位质量物体中储存的能量，即能量密度＝ ，其中E
表示物体中储存的能量，m表示物体的质量。
能量密度包含多种形式，有食物能量密度、燃料能量密度（即燃料的热值）、电池能量
密度等。为测量食物能量密度，可以将一定质量的食物放入测热器的燃烧室中完全燃
烧，释放的能量用一定质量的水全部吸收，可以认为水吸收的能量等于食物储存的能
量，再通过相关计算获得能量密度。目前提高电池能量密度是电动汽车面临的最大问题
之一，在未来的发展中，我们仍然需要探索新的电池技术，实现电动汽车的真正普及。
（1）薯片是一种高能量食品，质量为20g的薯片完全燃烧所放出的热量全部被水吸
收，可以使10kg的水温度升高10℃，则上述薯片储存的能量为 J，能
量密度为 J/kg。[c水 ＝4.2×103J/（kg•℃）]
（2）某品牌纯电动汽车锂电池的能量密度为 0.2kW•h/kg。该电动汽车的能耗为每
100km消耗15kW•h电能，其理论续航里程为 600km，则该汽车锂电池的质量为
kg。
（3）生活中常见的电动自行车使用的是铅酸电池，其能量密度约为0.04kW•h/kg。已知
（2）中该品牌系列纯电动汽车的质量约为1.6～2.1t，若续航里程和能耗相同，（2）中
的电动汽车换用铅酸电池是否合理？请写出计算、推理过程和结论：
。
二．固体的密度测量实验（共1小题）
2．（2023•大连）2023年是中国农历兔年，妈妈买了一个兔子形状的纯金吊坠，小明想判
断这个吊坠是空心还是实心的。他利用实验箱里的天平和量筒进行测量。
（1）在调节天平横梁平衡时，将游码放在标尺左端的零刻度线处，发现指针偏向分度
盘的右侧，则应将平衡螺母向 调节。
（2）用调好的天平测量吊坠的质量，测量结果如图甲所示。则吊坠的质量是
g。
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（3）将吊坠放入装有30mL水的量筒内，量筒中的水面如图乙示。则吊坠的密度是
kg/m3。已知金的密度是19.3×103kg/m3，则该吊坠是 心的。
（4）小明发现了实验箱里面还有图丙所示的弹簧测力计，他想用这个弹簧测力计和水
（
水
＝1.0×103kg/m3）测量吊坠的体积。你认为小明是否能测出吊坠的体积？若能，请
写ρ出 实 验 方 法 和 吊 坠 体 积 的 表 达 式 ； 若 不 能 ， 请 写 出 理 由 。
。
三．速度的计算和公式的应用（共1小题）
3．（2023•苏州）人眼对观察到的景物有暂时的“记忆”，在外界景物消失后，视神经对
它的印象还会延续0.1s左右，这种特征叫视觉暂留。例如在一张白色卡片纸的正、反面
分别画上鸟笼和鸟，让卡片纸快速旋转，当正、反两面交替出现在眼前的时间间隔在
0.1s之内时，人眼就能看到鸟在笼中的现象（图甲）。一些城市地铁行驶在某些区间
时，乘客能看到窗外出现清晰的动态广告，往往也是利用了视觉暂留的原理。某段地铁
内隧道广告的制作方法如下：在隧道侧壁与车窗相同高度处，沿运行方向每经过距离
d，安装一块大小相同的广告灯箱，如图乙。灯箱采用频闪方式实现亮、暗交替，且工
作时各灯箱亮、暗同步变化（人的视觉暂留时间以0.1s计算）。
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（1）要实现时长15s的广告效果，至少需要安装 块广告灯箱；
（2）灯箱安装好后，调节灯箱发光频率f，控制地铁速度v，当它们满足下述哪种情况
时，乘客能看到流畅稳定的广告画面？答： ；
A.f＝5Hz，且v＝df B.f＝10Hz，且v＝ df
C.f＝20Hz，且v＝df D.f＝30Hz，且v＝3df
（3）座位上乘客发现正常显示的广告画面突然向地铁前进方向缓慢移动，可能原因是
（写出一种即可）。
四．压强的计算（共4小题）
4．（2023•鄂州）如图所示，放置在水平桌面上的柱形容器中装有适量的水，把质量为
300g 的木块浸入水中，木块静止时有 的体积露出水面，此时容器中水的深度为
20cm。已知容器底面积为300cm2，容器重3N。求：
（1）木块受到的浮力。
（2）木块的密度。
（3）容器对桌面的压强。
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5．（2023•齐齐哈尔）如图所示为我国生产的一款水陆两栖观光车，它既能在陆地上行
驶，又能像船一样在水中航行。该车的总质量是12t，空载静止在水平地面上时，四个
车轮与地面接触的总面积为0.2m2。求：
（1）该车空载静止在水平地面上时，它对水平地面的压强是多少？
（2）该车空载（驾驶员质量忽略不计）在水中航行时，受到的浮力是多少？
（3）该车在水中以 36km/h 的速度匀速直线航行 5min，此时发动机输出功率为
180kW，观光车航行过程中受到的阻力是多少？
6．（2023•广西）人工涂抹油漆难精准且气味难闻，于是某团队设计了“智能浸泡上漆
器”，如图所示，上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质
量为0.2kg，底面积为2×10﹣3m2；力传感器固定且与浮杆接触但无压力；工作台固定在
上漆器底部，其上表面积为0.5m2，高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在
工作台中央，将挡板固定在1m高处，开始注漆；当浮杆对力传感器的压力为14N时，
停止注漆，完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg，底面积为1m2，高为
0.8m，油漆密度为1×103kg/m3。g取10N/kg。求：
（1）当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强；
（2）当漆面上升至0.4m时，柱体A对工作台的压强；
（3）停止注漆时，柱体A被上漆的高度。
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7．（2023•成都）如图所示，薄壁长方体容器A放在水平桌面上，底面积为36cm2，高为
12cm，质量为m ＝72g。容器A内装有144g水。均匀实心立方体B和C的边长都为
A
4cm，质量分别为m
B
＝54g，m
C
＝72g。已知
水
＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。忽略实心
立方体吸水、容器壁厚度等次要因素。 ρ
（1）求容器A对水平桌面的压强。
（2）若将B缓慢放入容器中，请分析B平衡时的状态，并求出B放入前后水对容器底
部压强的变化量。
（3）若将C放在B上，再将它们缓慢放入容器中，平衡时C与B的接触面水平，求C
对B的压力。
五．探究浮力大小与哪些因素有关（共1小题）
8．（2023•滨州）“且夫水之积也不厚，则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上，则芥为
之舟；置杯焉则胶，水浅而舟大也。”出自战国庄子的《逍遥游》。从文中大舟与水的
关系，我们可以得到这样的启示：求大学问，干大事业，必须打下坚实、深厚的基础。
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但从物理的角度，“水之积也不厚，则其负大舟也无力。”是指水的深度还是水的质量
呢？即物体能否在水中漂浮（所受浮力的大小），究竟与水的深度有关还是与水的质量
有关呢？为了探究这一问题，某兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材，进
行了如下探究，如图所示。
将两个完全相同的底面积为8cm2，高为10cm的圆柱形木块，分别放入底面积为10cm2
和12cm2的甲、乙两个容器中。分别向两个容器中加水，观察和记录每个容器每次加水
的深度和木块的状态，实验数据及现象记录如下表。实验中，容器足够高，无水溢出，
不考虑木块吸水，
水
＝1×103kg/m3，g＝10N/kg。根据实验现象和实验数据，求：
实验次数 ρ 容器中水深（h/cm）和木块的状态
甲容器 甲容器中木块 乙容器 乙容器中木块
1 4cm 不能浮起 4cm 不能浮起
2 5cm 不能浮起 5cm 不能浮起
3 6cm 刚好浮起 6cm 刚好浮起
4 7cm 浮起 7cm 浮起
（1）甲容器中木块刚好浮起时，水对容器底部的压强。
（2）木块的密度。
（3）木块刚好浮起时，甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判
断：木块能否浮起，取决于容器中水的深度还是水的质量？
（4）实验完成，把木块从甲容器拿出，甲容器对桌面压强的变化量。
六．浮力大小的计算（共1小题）
9．（2023•赤峰）小亮同学在测量浮力时发现：金属块浸没在密度不同的液体中，测力计
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示数不同。于是，他用测力计和重为4N、体积为1×10﹣4m3的金属块，组装成密度计，
将金属块浸没在不同液体中静止，来探究液体密度与测力计示数的对应关系。
（1）如图所示，金属块浸没在水中静止，受到的浮力是多少？
（2）若将此时测力计指针所指刻度标为1.0×103kg/m3，这条刻度线的刻度值是多少N？
（3）该液体密度计的0kg/m3刻度标在 N处。这个液体密度计所能测量的液体
密度值不能超过 kg/m3。（g取10N/kg，
水
＝1.0×103kg/m3）
ρ
七．物体的浮沉条件及其应用（共2小题）
10．（2023•湘潭）“曹冲称象”是家喻户晓的典故，兴趣小组受此启发，找来一个上端开
口的空透明圆筒，底部用细线系一块质量适当的铁块，然后将其静止放置在水中，如图
1所示，此时圆筒浸入水中的深度为5cm，水面与圆筒A点相平。利用此装置标上刻度
后放入水中，可以方便地测量出物体的质量。在圆筒内放上一个物体后，如图2所示，
圆筒浸入水中的深度为10cm，水面与圆筒B点相平。已知圆筒底面积为10cm2，圆筒和
铁块总重为0.6N，装置始终处于漂浮状态，圆筒始终竖直。则：
（1）图1中圆筒和铁块受到的总浮力是 N，它们浸入水中的总体积是
m3，铁块所受到的浮力为 N。
（2）图2中圆筒底部受到水的压强是 Pa，受到水的压力为 N。
（3）为方便测量，圆筒A点应标上 kg刻度线。
（4）利用此装置测量时，圆筒B点的刻度线对应的质量应为多少？
11．（2023•盐城）阅读短文，回答问题。
铜壶滴漏
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铜壶滴漏是我国古代的一种计时工具，据专家推测，张衡时代制造的多级铜壶滴漏在
24h内产生的误差不大于40s。
如图甲所示，早期的铜壶滴漏由一只播水壶和一只受水壶组成，受水壶上固定一把铜
尺，铜尺上刻有十二时辰，受水壶里放置一个浮舟，浮舟上装一支浮箭。当水从播水壶
滴入受水壶后，受水壶中的水位升高，浮箭被慢慢托起，古人根据浮箭上端在铜尺上对
应的刻度就知道当时的时间了。
由于播水壶水位下降会导致滴水速度发生变化，后人对铜壶滴漏进行了改良，将播水壶
由原先的一只增加到三只（如图乙所示），分别称为日壶、月壶和星壶，自上而下依次
放置在阶梯式座架上。使用时，定时给日壶补水，确保星壶始终处于满水状态，一昼夜
恰好能将受水壶滴满。
据了解，铜壶滴漏中的每个壶都有盖，下面三个壶盖中还有圈孔承接上壶嘴滴漏的每一
滴水。
（1）铜壶滴漏工作时，中午与傍晚浮舟受到的浮力大小 。
（2）铜壶滴漏每个壶都加盖的用途是防止壶中的水因 而减少。
（3）以下为早期铜壶滴漏的铜尺标度，关于“子”“丑”“寅”三个时辰刻度的大概
位置正确的是图 。
（4）据查，现在广州博物馆保存的铜壶滴漏受水壶容积为49L，如果从星壶底部流出
的1滴水体积约为1.1×10﹣7m3，则从星壶底部每秒钟大约流出 滴水（保留整
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数）。
（5）为确保星壶始终处于满水状态，在铜壶滴漏设计和使用时应该注意哪些问题？写
出一条即可。
八．探究凸透镜成像的规律（共1小题）
12．（2023•大连）某小组同学在“探究凸透镜成像规律”时，实验室中可供选择的器材
有：由发光二极管组成的“F”和“T”形光源、凸透镜、光具座、光屏等。
（1）他们选择了“F”形光源进行实验，与“T”形光源相比，“F”形光源的好处是：
。
（2）将光源、凸透镜和光屏安装在光具座上，点亮光源，移动光屏，光屏上承接到不
完整的像，如图所示。这是因为他们遗漏了一个实验步骤，这一步骤是：
。
（3）在探究物距大于二倍焦距的成像特点时，改变物距做了三次实验。与做一次实验
相比较，做三次实验的好处是： 。
（4）完成实验后，同学们发现实验室中还有一个焦距不同的凸透镜，以及凹透镜、硬
纸片各一个。他们想利用其中一个器材，采取增加或更换器材的方式对原实验进行拓
展。请仿照示例写出两个不同的拓展实验。
示例：将凹透镜放在凸透镜与光源之间，研究近视眼的矫正原理。
① ；
② 。
九．电磁继电器的组成、原理和应用（共1小题）
13．（2023•湘潭）变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某
变频空调电路原理示意图如图1所示，其中控制电路的电源电压U ＝12V，R 为调控电
1 s
阻，可通过遥控调节其阻值大小，R 为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图2所
t
示，L为磁控开关，当热敏电阻R 的阻值发生变化时，磁控开关线圈的电流随之发生变
t
化，当电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机
开始工作。电压U ＝220V，R 为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：
2 0
（1）压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成 能；当S接通，电
流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片的前端为 名磁极。
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（2）由图2可知，热敏电阻R 的阻值随着温度t的升高而变减 ；若房间内部的
t
温度为22.5℃，此时热敏电阻R 的阻值为 。
t
（3）用遥控将R
s
的阻值调小时，设定温度变 Ω；家用空调最高设定温度通常为
30℃，则调控电阻R 的阻值不能超过 。
s
（4）由于变频作用，某段时间内工作电路的总功Ω率变化如图 3所示，已知保护电阻R
0
＝2 ，则10min内R 消耗的电能是多少？
0
Ω
一十．电磁波的传播与应用（共1小题）
14．（2023•烟台）阅读短文，回答问题。
中国空间站
2023年4月24日是我国第八个“中国航天日”，中央广播电视总台联合中国载人航天
工程办公室共同推出了中国空间站首次慢直播节目“天宫之镜”。目前中国空间站呈
现“T”字构型，如图所示，两个尺寸、质量大体一致的实验舱形成“T”字的一横，天
和核心舱作为“T”字的一竖。中国空间站为什么选用“T”字构型？
“T”字构型结构对称，从姿态控制、组合实验舱体管理上都较为稳定，有利于组合体
的飞行；太阳翼“T”字构型使各部分受到的地球引力、大气扰动等影响较为均衡，这
样空间站姿态控制时消耗的推进剂和其它资源较少；不管空间站以何种姿势飞行，两对
大型太阳翼都能接受到阳光的照射，获得高效的发电效果；两个实验舱的气闸舱分别位
于实验舱的端头，正常工作泄压或异常隔离时均不会对其密封舱造成影响，保持了空间
站运行的安全性。
我国航天事业不断刷新纪录，航天科技实现跨越式发展，航天发射能力显著提升，航天
强国建设迈出了坚实步伐。
（1）在中国空间站首次慢直播节目中，信息的传递主要依靠 （选填“电磁
波”或“超声波”）；
（2）中国空间站呈现“T”字构型后，梦天实验舱相对于核心舱是 （选
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填“静止”或“运动”）的；
（3）我国空间站为什么要采用“T”字构型？（请用简洁的语言总结出两条原因）
。
一十一．燃料的热值及其计算（共2小题）
15．（2023•贵州）随着汽车科技的不断进步，混合动力汽车（简称：混动汽车）逐渐受到
人们的青睐，目前广泛使用的混动汽车主要部件有：汽油机、蓄电池、电动机等，它们
单独或组合向汽车提供动力。混动汽车有串联式和并联式等种类。
串联式混动汽车的工作流程如图1甲所示，蓄电池可单独向电动机提供电能驱动汽车；
汽油机仅带动发电机发电，产生的电能一部分输入电动机驱动汽车，另一部分还能通过
发电机向蓄电池充电。
并联式混动汽车的工作流程如图1乙所示，汽油机和电动机分属两套独立的工作系统，
蓄电池通过电动机能单独驱动汽车，汽油机也能直接给汽车提供动力，两套系统还能同
时工作驱动汽车。
（1）若某混动汽车匀速行驶10km用时0.2h，则其速度是多少km/h？
（2）若汽油机完全燃烧2kg汽油，释放的热量是多少J？（q汽油 ＝4.6×107J/kg）
（3）如图2所示是并联式混动汽车内部结构透视图。若系统提供的动力一定，油箱油
量或蓄电池电量是否会影响汽车行驶路程的长短？请结合乙图的工作流程，以其中一套
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工作系统为例，从能量转化的角度结合功的相关知识分析说明。
（4）若两种方式混动汽车的质量相同，相同部件能量转化的效率相同，油电系统同时
工作，蓄电池仅处于放电状态且放电情况相同。请对比甲、乙两图的工作流程分析，在
汽车整体输出能量相同的情况下，哪种方式混动汽车的效率低？为什么？
16．（2023•广东）阅读材料，回答问题。
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机
组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原
理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速
后，发电机转子高速旋转发电。
某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输
出功率P与风速v的关系如图丙所示。在5m/s≤v≤10m/s的范围内，P与v的三次方成
正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速 v与时间t的关系如图丁所示。（为方
便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）
（1）完成图戊风力发电的主要能量转化流程图；
① ；
② 。
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片 A 会
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（选填“顺时针”或“逆时针”）转动。
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 kg的煤完
全燃烧放出的热量。（q煤 ＝3.0×107J/kg）
（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈。若发电机输出电能1kW•h，叶片
需要转动 圈。
（5）若14：00—15：00和15：00—16：00两段时间内输出电能之比为1：3，则14：
00—20：00的时间段内风力发电机组的输出电能为 kW•h。
一十二．探究电流与电压、电阻的关系（共1小题）
17．（2023•大连）在“探究导体中的电流与电压的关系”的实验中，所用的器材有：定值
电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、干电池、开关、导线等。
（1）甲小组同学连接的电路如图所示。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至
（选填“a”或“b”）端，并检查电流表、电压表的指针是否 。
（2）他们设计的实验表格如表：
电阻R＝10
实验次数Ω 1 2 3 4 5 6
电压U 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
电流I
请指出表格设计的不规范之处： 。
（3）乙小组同学不用滑动变阻器，通过改变干电池节数来改变电阻两端电压（每节干
电池的电压为1.5V），他们选用的电阻上标有“5 1.5A”字样。当串联六节干电池进
行实验时，竟闻到焦糊味，发现是电阻温度过高了Ω。请你用初中物理知识分析说明电阻
温度过高的原因。 。
一十三．欧姆定律的应用（共2小题）
18．（2023•滨州）某科研小组用如图甲所示的电路，对由多种半导体材料混合制成的一种
新材料电阻R （标有2.5V字样）进行了测量。电源电压恒定不变，电流表的量程为 0
3
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～0.6A，电压表的量程为0～3V。当闭合S和S 、断开S ，将滑动变阻器R 的滑片P
1 2 2
从一端移至另一端，测得电流表示数随电压表示数变化情况如图乙中的图象 A所示。当
把电压表并联在R 两端，闭合S和S 、断开S ，移动滑动变阻器R 的滑片P，测得新
3 2 1 2
材料电阻R 电流随电压变化情况如图乙中的图象B所示。求：
3
（1）新材料电阻R 正常工作时的电功率。
3
（2）滑动变阻器R 的最大阻值。
2
（3）电源电压。
（4）在图甲电路中，电压表并联在R 两端，当闭合S和S 、断开S 时，为保证电路安
2 2 1
全，滑动变阻器R 连入电路的阻值范围。
2
19．（2023•南通）阅读短文，回答问题。
综合实践活动——研究制作风速仪
【提出问题】风速是气象观测中的重要参数，常用风速仪测量。风速仪工作原理是什
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么？怎样设计制作简易风速仪呢？
【实地学习】同学们来到气象馆，了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示，质量较
小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动，转动时传感器将风速转换成输出电
流信号，再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。
杯式风速仪工作参数
量程 0.4～50m/s
输出电流信号范围 4～20mA
启动风速 0.4m/s
电功率 ≤0.48W
【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发，同学们设计并制作了简易风速仪，其原
理如图乙所示。
电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，电流表量程为0～0.6A，R 为10 的定值
0
电阻，R 为压力传感器，无风时R 受到的压力为零，有风时迎风板受到的压力Ω能大小
1 1
不变地传递给R ，R 的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数，即
1 1
可知此时的风速。
同学们通过查阅资料，知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压
力，风压与风速的关系如下表。
风速v/（m•s﹣1） 2 4 6 10 12 16 24
风压p/Pa 2.5 10 22.5 62.5 90 160 360
【进行实验】迎风板是一块面积为0.15m2的轻质薄板，测量时风始终垂直吹在迎风板
上，记录电表示数，发现风速增大，电流表示数随着增大。
【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。
（1）关于文中杯式风速仪，下列说法不正确的是 。
A.风吹动风杯说明风具有能量 B.转轴中使用轴承可减小摩擦
C.风杯用密度小的材料制成 D.能在60m/s风速下正常工作
（2）杯式风速仪正常工作20min，最多消耗 J的电能；某次杯式风速仪显
示风速为31.4m/s，则输出的电流信号为 mA。
（3）实验中，读出简易风速仪中电流表示数为0.4A，电压表示数为8V。
①R ＝ ，所测的风速＝ m/s；
1
②恒流源提供 Ω A的恒定电流；
③若用此简易风速仪测量16m/s的风速，则迎风板的面积至少需要 （选
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填“增大”或“减小”） m2。
（4）对比文中杯式风速仪，简易风速仪存在的不足之处有： （写出一点即
可）。
一十四．电功与电能的计算（共1小题）
20．（2023•鄂州）如图甲所示，空气炸锅利用热空气流高效快速烹制食物，以烹制食物的
外酥里嫩、味美可口而广受大众的认可和欢迎。如图乙所示是某品牌空气炸锅加热部分
的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R 和R 为发热体，其中R ＝44 。通过
1 2 2
开关S 的通断和单刀双掷开关S 在A、B间的连接转换可实现高、中、低三个挡Ω位的调
1 2
节。已知中温挡的额定功率为440W。求：
（1）当开关S （选填“断开”或“闭合”）、S （选填“接
1 2
A”或“接B”）时，空气炸锅为低温挡。
（2）R 的阻值。
1
（3）当空气炸锅处于高温挡时，正常工作10min消耗的电能。
一十五．电能表（共1小题）
21．（2023•黄冈）图甲是一款可调节功率的老式电热器简化电路图。电源电压为 220V，
定值电阻R 是加热部分，R 是最大阻值为176 的滑动变阻器。开关S接1时，电热器
1 2
处于加热挡，通过调节R 接入电路的阻值来改Ω变R 的加热功率，其最大加热功率为
2 1
1100W。当电热器达到设定温度或加热到设定时间，开关S自动接2，电热器处于保温
挡。
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（1）求以最大功率工作时电路中电流大小；
（2）如图乙，电能表上参数“R/（kW•h）”前面数值不清。让电热器以最大加热功率
单独工作72s，与之相连的该电能表铝盘转过66圈。请求出该数值大小；
（3）求电热器处于保温挡时，电路中电能的利用率。请从节能的角度对电热器提出改
进建议。
一十六．电功率的计算（共3小题）
22．（2023•包头）某电热水器内部简化电路如图甲所示，由控制电路和加热电路组成。控
制电路中电源电压恒为12V，R 为定值电阻，R 为热敏电阻，其阻值随水温的变化关系
0 t
如图乙所示，电流鉴别器相当于电流表；加热电路中电源电压为220V，加热电阻R 阻
1
值为48.4 。当热水器中水温降到40℃时，鉴别器中电流减小到30mA，开关S 闭合，
2
加热电路Ω开始加热；当水温升至某温度时，鉴别器中电流增大到40mA，开关S 断开，
2
加热电路停止加热。
（1）开关S 闭合，求加热电路的电功率；
2
（2）求定值电阻R 的阻值；
0
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（3）求加热电路停止加热时水的温度。
23．（2023•广西）实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检
测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V，电阻R 为20 ，R为压敏电阻，其阻值随压
0
力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时，不达标的Ω芒果将被推离传送带，达标芒
果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求：
（1）若R与R 阻值相等，R消耗的电功率；
0
（2）此装置能筛选出重力至少为多大的芒果；
（3）若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同学建议：仅适当增加R 的阻值即可。你
0
认为他的建议可行吗？请通过计算做出判断。
24．（2023•陕西）如图﹣1，是某型号电暖器。它有高温、低温两个挡位，其简化电路图
如图﹣2所示。R 和R 均为发热电阻，其部分参数如表所示。
1 2
额定电压 220V
额定功率 高温挡 2200W
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低温挡 1100W
（1）该电暖器是利用电流的 效应工作的。当开关S 、S 均闭合时，电暖器处
1 2
于 挡。
（2）该电暖器在低温挡正常工作时，电路中的电流是多少？在高温挡正常工作时，发
热电阻R 的阻值是多少？
2
（3）在某次用电高峰期，小明用如图﹣3所示的电力监测仪，测出该电暖器在低温挡工
作时的实际电压为210V，实际功率为900W。小明认为实际功率小于额定功率，只是因
为实际电压小于额定电压造成的。请你通过计算，判断小明的观点是否正确。
一十七．焦耳定律的计算及其应用（共1小题）
25．（2023•牡丹江）某家用电热毯的铭牌和工作原理的简化电路图如表和图所示。当电热
毯在额定电压下工作时：
（1）通过R 的电流和R 的电阻各是多少？
1 1
（2）高温挡工作1h，电热毯产生的热量是多少？
（3）写出一条使用电热毯的注意事项。
××牌电热毯
额定电压 220V
额定功率 高温挡 110W
低温挡 88W
一十八．电功与电热的综合计算（共5小题）
26．（2023•湘潭）如图为小明家的电压力锅，下表是它的铭牌，在锅内装入2.5kg初温为
15℃的食材，加热至 95℃，已知c食材 ＝3.3×103J/（kg•℃），q天然气 ＝4.4×107J/m3。
问：
（1）电压力锅加热时，电流为 A，电阻为 。
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（2）此过程中，食材吸热 J；这些热量相当于完全燃烧
m3天然气放出的热量。
（3）若该压力锅的加热效率为80%，此加热过程需要多长时间？
高速压力锅
加热功率：1100W
额定容量：4.0L
额定电压：220V﹣50Hz
工作压强：105kPa
型号：MY﹣HT4085PG
生产批号：1711211619
27．（2023•赤峰）小明给家里买电热水壶，他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶，它
们的铭牌如表所示。均正常工作，都把质量为 1kg的水从20℃加热到42℃，甲用时
125s，乙用时120s。[c水 ＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）甲电热水壶正常工作时电阻是多大？
（2）质量为1kg的水从20℃加热到42℃，吸收的热量是多少？
（3）如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶，通过计算分析，他应该选择哪一款？
甲
额定电压 220V
额定功率 880W
频率 50Hz
乙
额定电压 220伏
额定功率 1000瓦
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频率 50赫兹
28．（2023•齐齐哈尔）如图甲所示是一款小型电火锅，通过挡位开关实现高、中、低三挡
控温功能。图乙是它的简化电路图，R 、R 、R 均为加热电阻（阻值保持不变）。已知
1 2 3
R 的阻值为176 ，电火锅的部分参数如下表所示。求：
1
额定电压 Ω 220V
低温挡功率
中温挡功率 440W
高温挡功率 1100W
（1）R 的阻值是多少？
2
（2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？
（3）某次使用时，用高温挡将1kg水从20℃加热到100℃用时5.6min，该电火锅的实
际功率是多少？（不计热损失）
29．（2023•岳阳）小明同学设计了一款自动控温烧水壶，其电路原理如图甲所示。S 为温
1
控开关，当温度低于98℃时自动闭合，当温度达到100℃时自动断开。电源电压恒为
220V，S为总开关。R为水壶的电热丝，其阻值是44 。
Ω
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（1）求R工作时的电流；
（2）求R工作时的电功率；
（3）某次烧水过程中，壶的加热效率恒为75%，水的初温为20℃，质量视为不变。从
开关S闭合到温控开关S 第一次断开，水吸收的热量为2.64×105J，S 每次断开的时间
1 1
均为48s。将S 第一次断开时作为计时起点，作出此后水的温度—时间图像如图乙。求
1
S 第一次断开后220s内电路消耗的总电能。
1
30．（2023•怀化）甲图是一款恒温箱的内部原理电路图。工作电压 220V，电热丝R 的阻
0
值为44 ；控制电路电源电压为8V，继电器线圈的电阻R ＝10 ，滑动变阻器（调温电
1
阻）R 的Ω 最大阻值为130 ；热敏电阻R 的阻值随温度t变化的Ω关系如乙图所示。R 和
2 3 0
R 均置于恒温箱中，当继Ω电器线圈中电流达到50mA，继电器的衔铁会把弹簧片吸到左
3
边，右边工作电路断电停止加热。求：
（1）加热时，经过R 的电流？
0
（2）当最高控温设置在60℃时，滑动变阻器接入电路中的阻值应为多少？
（3）利用恒温箱把1kg的牛奶从20℃加热到60℃，牛奶吸收多少热量？[牛奶的比热容
c＝2.5×103J/（kg•℃）]
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（4）把1kg的牛奶从20℃加热到60℃需要2min，则该恒温箱的加热效率为多少？（结
果精确到0.1%）
一十九．能源及其分类（共2小题）
31．（2023•齐齐哈尔）阅读短文，回答问题。
化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源，但化石能源的大量开采利用使化石能源
接近枯竭，也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染，在全球范围内引
起了人类对能源问题的思考，我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问
题，中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标，同时
大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优
势突出。风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用。如图甲是我国某
风力发电基地，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。
（1）风力发电是把风能转化为电能，风能是 （选填“可再生”或“不可再
生”）能源。
（2）某段风机叶片的形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两
面形状不同导致叶片两面空气流速不同，从而产生 差，可以使风机叶片转
动。
（3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度 （选
填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成。
（4）某风力发电机输出功率与风速的关系如图丙所示。由图像可知，当风速在v 到v
1 2
之间时，风速越大，风力发电机输出功率 （选填“越大”、“不变”、“越
小”）；当风速大于v 时，风速增大， （选填“能”或“不能”）提高风力
2
发电机输出功率。
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32．（2023•苏州）阅读材料，回答问题。
“海油观澜号”深远海浮式风电平台
2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群
电网，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成，整体高度超200米，总质量达1.1×107kg。平台
采用“半潜式”设计，底部是一个三角形浮式基础，包括3个边立柱和1个中间立柱，
图甲为其实物照片。浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子，柱子上方安装有机舱，
机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，生成绿色电力，年发电量将达
2.2×107kW•h。
（1）风能属于 （可/不可）再生能源；
（2）根据图甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为 m（保留整数）；
（3）风平浪静叶片不动时，平台基础排开海水的体积达 m3（海水密度
用1.0×103kg/m3计算，不考虑锚链对平台的作用）；
（4）每年的发电量相当于 kg天然气完全燃烧放出的热量（天然气的热
值q取4.4×107J/kg）；
（5）海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式（图乙）。两种方式相比
较，你认为“半潜式”的一个明显优点是 。
25
