27．（10分）（2013?日照）随着城市化建设的发展，许多家庭都住进了高楼大厦，小丽家住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器（其铭牌见下表），安装在卫生间的墙上．小丽在使用过程中发现：
（1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min，热水器上的温度示数由22℃上升
333
到46.2℃．已知水的比热容为4.2×10J/（kg．℃），水的密度为1.0×10kg/m，求此过程中电热水器的热效率．
（2）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为2.4×10J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压．
（3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全．如图所示，若人体的最大电阻为20MΩ，试求防电墙的电阻． 某型号电热水器 220 额定电压/V 2420 额定电功率/W 350 容积/dm 商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮 解：（1）根据ρ=可得，水箱中水的质量： m=ρV=1.0×10kg/m×50×10m=50kg， 水箱中的水吸收的热量：
36
Q=cm（t﹣t0）=4.2×10J/（kg?℃）×50kg×（46.2℃﹣22℃）=5.082×10J， 水箱中的水在额定电压下连续加热40min消耗的电能：
6
W=Pt=2420W×40×60s=5.808×10J， 电热水器加热时的热效率： η=
×100%=
×100%=87.5%；
3
3
﹣3
6
3
（2）根据P=可得，电热水器的电阻：
R==
2
=20Ω，
根据Q=IRt可得，通过热水器的电流： I=
=
=10A，
根据欧姆定律可得，工作的实际电压： U=IR=10A×20Ω=200V；
（3）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联， ∵串联电路中总电压等于各分电压之和， ∴防电墙的电压：
U墙=U﹣U人=220V﹣20V=200V， ∵串联电路中各处的电流相等，
∴=，即=，
解得：R墙=20MΩ． 答：（1）此过程中电热水器的热效率为87.5%；
（2）通过电热水器的电流为10A，它工作的实际电压为200V； （3）防电墙的电阻为200MΩ．
（2013年武汉市）28.（8分）下图是八浮子（编号为1-8）波浪发电机的俯视图。当浮子随着海面波浪向上浮动时，会通过传动装置带动发电机发电。已知每个浮子的重力为20N，体积为0.016m3，若它在水中上浮带动发电机发电时，露出水面的体积为0.004m3，则：
（1）每个浮子上浮带动发电机发电时，受到的浮力是多少牛？
（2）当海浪的波高为3m、起伏周期为6s时，假设浮子沿竖直方向运动，平均每秒每个浮子带动发电机发电时匀速上浮的高度为0.8m，传动装置和发电机的总效率为30%，求：
①每个浮子对与之相连的硬杆产生的竖直向上的推力是多少牛？ ②波浪发电机的输出功率是多少瓦？
答案： (1)F浮=?水gV排=1.0×10kg/m3×10N/kg×(0.016m3-0.004m3)=120N (2)①硬杆对浮子竖直向下的作用力F=F浮-G=120N-20N=100N 浮子对硬杆竖直向上的推力F'=F=100N
②每秒内8个浮子对硬杆竖直向上的推力所做的总 W总=F's×8=100N×0.8m×8=640J
波浪发电机输出的电能W电=ηW总=30%×640J=192J
3
W电192J?192W 波浪发电机输出功率P?t1s（2013达州）26.（7分）如图，物体重100N，圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有65cm
深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%（不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力）.ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg.求：
（1）物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强. （2）物体浸没在水中时受到的浮力.
（3）若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率.
解：（1）增加的深度：h=70cm-65cm=5cm=0.05m(1分）
增加的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa(1分）
（2）物体体积：V=sh=400cm2×5cm=2000cm3=2×10-3m3
浸没时：V排=V=2×10-3m3(1分)
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3=20N(1分) (3)浸没时，由η=
F== =
=得
N
由F=〔(G物-F浮)+G动﹞得
N+20N-100N=20N(1分)
G动=3F+F浮-G物=3×
拉出水面后的拉力F＇=此时机械效率为η＇=
=
(G物+G动）=
=83.3%(1分)
×(100N+20N)=40N
（2013威海）26．图22甲为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压为24V，R0为定值电阻， A为油量指示表(一只量程为0～0.6A的电流表)；Rx为压敏电阻（厚度不计），它的上表面受力面积为10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如图22乙所示．油箱的横截面积为20dm2，油箱加满汽油时深度为0.4m，油量指示表的示数在最大值处．（已知：汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3，g取10N/kg，汽油的热值q＝3.0×1010J／m3）．
请解答下列问题：
（1）当油箱装满汽油时，压敏电阻Rx上表面受到的压力是多大？
（2）当油箱装满汽油时，定值电阻R0的阻值是多大？当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？
（3）当该车匀速行驶1h消耗10L（1L=1dm3）汽油时，汽油完全燃烧放出的热量有30%转化成汽车的有用功，则汽车在这段时间的功率是多少？
R/Ω
R0
Rx
A
S
F/N 乙
图22
解：（1）p =ρgh =0.7×103kg/m3×10N/kg×0.4m =2.8×103 Pa ???1分
甲
F1=pS= 2.8×103 Pa×10×10-4m2=2.8 N ???1分 （2）当油箱内装满汽油时，压敏电阻Rx上表面受到的压力为2.8 N， 根据压敏电阻与所受压力的对应关系，可得Rx1=30 ?
则U= I1(R0+Rx1) 即24V= 0.6 A×(R0+30 ?) 可得R0=10 ? ??????1分 当油箱内汽油用完时，压敏电阻Rx上表面受到的压力为零， 根据压敏电阻与所受压力的对应关系，Rx2=290 ?
油箱内汽油用完时的电流值I2= U/(R0+Rx2)=24V/ (10 ? +290 ?) =0.08 A ??1分 （3）Q放＝qV＝3.0×1010Ｊ/m3×10×10-3 m3 =3×108J ??????1分 W有= Q放×30% = 3×108J×30% =9×107J
P=W有/t=9×107J/3600s =25000W ?????????????????1分
（2013威海）
24．一台电热水器的铭牌上标有“220V 3000W“字样，其中装有50kg的水，将这些水从20℃加热到30℃．求： （1）这些水从20℃加热到30℃需要吸收的热量[已知：c水=4.2×103J/（kg·℃）]． （2）为了加热这些水，电热水器正常工作15min所产生的热量．
解：
（1）Q吸=cm（t – t0）=4.2×103J/（kg·℃）×50kg×（30℃-20℃）=2.1×106J； ?2分 （2）t=15min=900s，当电热水器正常工作时，P=P额=3000W，
则电热水器正常工作15min所产生的热量：Q放=W=Pt=3000W×900s=2.7×106J．?2分
（2013威海）25．人们常用“冰山一角”来形容事物显露出来的仅仅是其很小的一部分，更多的还隐藏在表面现象之下．事实上，冰山浮在海水中的确只露“一角” （如图20所示）.
图20 图21 请解答下列问题：
（已知：g取10N/kg 海水的密度取ρ海水=1×103㎏/m3 冰的密度 ρ冰=0.9×103㎏/m3 ）． （1）若有一座冰山其露出海面的体积是2000 m3，那么这座冰山的总体积为多少? （2）南极考察中使用的海洋破冰船，自身的重力为1.8×107N．如图21所示，当船冲到冰面上时，船重的三分之二压在冰面上，船与冰面的接触面积为5 m2，此时破冰船对冰面的压强是多少？
解：（1）设冰浸在水中的体积为V下，根据F浮=G冰， 即ρ
海水
gV下=ρ
冰
g(V下+2000 m3)，则V下=18000 m3，
所以V冰=18000 m3+2000 m3=20000 m3 ??????3分 （2） F压=2/3G船=2/3×1.8×107N=1.2×107N p= F压/S=1.2×107N /5m2=2.4×106Pa
30．（12分）（2013?娄底）娄新高速已于2012年12月16日正式通车，娄底西出口有100盏风光互补路灯成了一道靓丽的风景，如下图．风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中．为了节能该路灯采用LED灯照明．下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率． 太阳能电池板 风力发电机 蓄电池 LED灯 电池板的总面积 0.5m2 最大限制风速 12.0m/s 电150Ah 额24V 池定容电量 压 20% 光电转化效率 最大输出功率 400W 额12V 额60W 定定电功压 率 （1）能源的种类繁多，太阳能和风能都属于 B ．
2013年中考物理试题分类汇编——综合题(二)(100套)
