物理中考二模试卷试卷测试题（Word版 含解析）易错题培优
一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）
1．入夏以来，我国部分地区发生洪涝灾害。实践小组为了减轻巡堤人员的工作量，设计了水位自动监测装置，其原理如图所示。电源电压恒定，R0是压敏电阻，所受压力每增加10N，电阻减小5Ω。R是长1m、电阻100Ω的电阻丝，其连入电路的电阻与长度成正比。电流表量程为00.6A，其示数反映水位变化。R0下方固定一个轻质绝缘“⊥”形硬杆。
轻质金属滑杆PQ可以在金属棒EF上自由滑动，PQ下方通过轻质绝缘杆与重100N、高4m的圆柱体M固定在一起。当水位上升时，PQ随圆柱体M向上移动且保持水平。（整个装置接触良好且无摩擦，PQ和EF的电阻不计，?河水?1.03?10kg/m，g取10N/kg）
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(1)闭合开关，当PQ恰好位于R最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A。此时M漂
1体积浸在水中，M所受的浮力为______N； 4(2)当水位上升，PQ向上移动过程中，R连入电路的电阻______（选填“变大”、“不
浮，有
变”或“变小”）。PQ上升到R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触且对杆无压力时，为三级预警；
(3)水位继续上升，PQ开始通过“⊥”形杆对R0产生压力。当达到二级预警时，电流表示数为0.15A；水位再上升0.4m达到一级预警时，电流表示数为0.20A。电源电压为______V；
(4)在保证电路安全的情况下，此装置能测量的最高水位高于警戒水位______m； (5)若将水位相对警戒线上升的高度标记在电流表对应的刻度上，即把电流表改装成水位计，水位计的刻度是______（选填“均匀”或“不均匀”）的。 【答案】100 变小 12 2.6 不均匀 【解析】
【分析】 【详解】
(1)[1]物体M漂浮时，其受到的浮力和重力为一对平衡力，大小相等
F浮?GM?100N
(2)[2]PQ向上移动过程中，R连入电路中的长路变短，故其接入电路中的电阻变小。 (3)[3]由题意可知，达到“三级预警”时PQ上升到R的最上端，此时R接入电路中的电阻为0。达到“二级预警”时，电流表示数为0.15A，此时电源电压即为R0两端电压
U总?IR0?0.15A?R0①
假设物体M总体积为V，由于其高度为4m，若水位再上升0.4m达到一级预警，此时它排开水的体积会增大
1V，此时“⊥”形硬杆受到的压力增大，其增大的压力等于物体M10所受浮力的增大值。根据“阿基米德”原理可知，物体受到的浮力和排开液体的体积成正比，可得
1?F浮10V2?? 1F浮5V4将上式整理可得物体M所受浮力的增大值
?F浮?22F浮??100N=40N 55“一级预警”相对于“二级预警”来说，“⊥”形硬杆受到的压力增大了40N，由于R0是压敏电阻，所受压力每增加10N，电阻减小5Ω，所以R0在“一级预警”时对应的阻值为
40N?5Ω?R0?20Ω 10N 此时电路中的电流为0.2A，故电源电压
R0'?R0?U总?I'R0'?0.2A?(R0?20Ω)②
由①②两式联立可得
U总?12V R0?80Ω
即电源电压为12V，“二级预警”时R0对应的电阻为80Ω。
(4)[4]当PQ恰好位于R最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A，此时压敏电阻R0不受压力且和R的最大阻值串联，电路中的总电阻
R总?故压敏电阻R0不受压力时的阻值为
U总12V??200Ω I总0.06A
R0初?R总?R大?200Ω?100Ω?100Ω
由题意可知，当电流表指针满偏，此时为水位最大值。此时压敏电阻R0的阻值最小
R0小?U总12V??20Ω I大0.6A100Ω?20Ω?10N=160N
5Ω假设此时“⊥”形硬杆受到的压力为F，由题意可得
F?R0初?R0小5Ω?10N?“⊥”形硬杆受到的压力值等于物体M增大的浮力值，由此可知相对于“三级预警”时，物体M受到的浮力增大了
?F浮'?F?160N
由题意可知，物体M被浸没1m其所受浮力为100N，以此类推相对于“三级预警”时，物体M被浸没的深度又增加了1.6m，所以此装置能测量的最高水位高于警戒水位
h高?1m?1.6m?2.6m
(5)[5]由题意可知，从“警戒水位”到“三级预警”时，水位上升了1m，电路总电阻减小了100Ω；而从“三级预警”到“最高警戒”水位时，水位上升了1.6m，但电路总电阻减小了80Ω。综上所述，电路中总电阻的变化量并不和水位的上涨量成正比，由此可推断若把电流表改装成水位计，因电路中电流的变化和水位的变化并不成正比，所以改装而成的水位计其刻度是不均匀的。
2．如图甲为小明家新购买的足浴盆，其内部电路可分为工作电路和控制电路两都分（如图乙所示），工作电路的电源电压为220V，控制电路的电源电压为6V，加热功率和保温功率分别为2100W 和100W。控制电路中，Rx为热敏电阻，其阻值随温度变化而变化。电磁铁线圈的电阻为100Ω，当线圈中的电流大于或等于20mA 时，控制电路中继电器的衔铁被吸合。使用时手动闭合总开关S，当足浴盆有水注入到一定量时压控开关S1、S2就会自动闭合，此时 R1、R2 会同时工作进入加热模式，加热至40℃时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸合，自动进入保温模式：
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