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镇江市3年中考物理压轴题解析（解析版）

2020年第27题.

“超级电容”电动公交车利用超级电容替代电池储存电能，仅需在起始站和终点站充电数分钟就能完成一次运营。在平直公路上，某次运营过程简化为图示三个阶段∶

阶段一∶公交车充满电后，从起始站加速运动至A处时速度达到54km/h，此阶段电容释放的电能为E1=1.5×106J，其中80%转化为车的动能。

阶段二∶公交车从A处开始以54km/h的速度匀速行驶100s后到达B处，此阶段电容释放电能的90%用于维持公交车匀速行驶，公交车匀速行驶时所受阻力为3000N。

阶段三∶公交车从B处开始刹车，最后停在终点站?

(1)求公交车运动至A处时的动能E2

(2)在公交车匀速行驶的过程中，求电容释放的电能E3

(3)在进站刹车过程中，若公交车可将动能减少量的75%回收为电能储存在电容中?

①求进站刹车过程中回收的电能E4

②到达终点站后，要将电容充满电，求需要充入的电能E5

【答案】(1)1.2×106J；(2)5×106J；(3)①9×105J，②5.6×106J

【解析】

(1)根据题意知道，公交车运动至A处时的动能

(2)54km/h=15m/s，公交车匀速行驶时克服阻力所做的功

电容释放的电能

(3)①根据题意知道，进站刹车过程中回收的电能E4

②到达终点站后，需要充入的电能

答：(1)公交车运动至A处时的动能E2是1.2×106J；

(2)在公交车匀速行驶的过程中，电容释放的电能E3是5×106J；

(3)①进站车过程中回收的电能E4是9×105J；

②到达终点站后，要将电容充满电，需要充入的电能E5是5.6×106J。

2020年第28题.

图1是蓄水池水位自动控制模拟装置∶可绕O点转动的轻质杠杆A端用轻绳系正方体浮块，B端固定一轻质三角支架，支架与固定不动的压力敏感电阻RF保持水平接触挤压，杠杆保持水平平衡，已知∶AO长为1m，BO长为2m；浮块边长为20cm，密度为5×103kg/m3，下表面距池底2m；当电磁铁线圈中的电流I≤0.02A时，铁K被释放，水泵开始工作向水池注水，反之停止注水，池内达到所设定的最高水位，线圈电阻不计；电压U=6V，电阻箱R调至75Ω；设RF的阻值与支架所施加压力F的关系图线如图2所示，g取10N/kg?

(1)浮块的重力为____N。在达到最高水位之前，随着浮块排开水的体积逐渐增大，支架对RF的压力将____?

(2)当池内达到所设定的最高水位时，求∶

①轻绳对浮块的拉力____

②池内水面距池底的高度____

(3)为使该装置能自动控制水池内的最高水位，在其他条件不变的情况下，电阻箱R接入电路的阻值应满足的条件是____?

【答案】(1).400(2).减小(3).350N(4).2.125m(5).50Ω≤R≤90Ω

【解析】

(1)[1]由密度计算公式，可知浮块的质量为

由重力与质量关系可知浮块的重力为

[2]随着浮块排开水的体积逐渐增大，其所受竖直向上的浮力逐渐增大，根据杠杆平衡条件，可知支架对RF的压力将逐渐减小?

(2)[3]当池内达到所设定的最高水位时，电路中电流I=0.02A，即

则RF的电阻为

由图可知，RF的阻值与支架所施加压力F的数值关系为

此时支架对RF的压力为

FB=175N

根据杠杆平衡条件

代入数据得A端绳拉力为

[4]在A端根据平衡条件

FA+F浮=G

代入数据得

F浮=400N-350N=50N

根据浮力公式

代入数据可得

则浮块浸入水中的深度为

则池内水面距池底的高度为

(3)[5]当浮块浸没后其所受浮力达到最大且不再变化，此时浮力为

此时A端绳的拉力为

根据杠杆平衡条件

代入数据得B端压力为

此时RF的阻值达到最小，为210Ω，则电阻箱R接入电路阻值最大为

当浮块不受水浮力时，代入数据得B端压力为200N，此时RF的阻值达到最大，为250Ω，则电阻箱R接入电路阻值最小为

故电阻箱R接入电路的阻值应满足的条件是50Ω≤R≤90Ω。

2019中考第28题．

某电热加湿器具有防干烧功能，可在水量不足时自动停止工作，其工作原理如图所示：水箱中的加热器具有高、低两档功率调节功能，其内部电路（未画出）由开关S和阻值分别为121Ω和48.4Ω的电阻丝R1、R2组成。轻弹簧的下端固定在水箱底部，上端与一立方体浮块相连，浮块内有水平放置的磁铁。该加湿器为防干烧已设定：仅当浮块处于图中虚线位置时，固定在水箱侧壁处的磁控开关方能闭合而接通电路。

（1）当处于高功率档时，加热器工作2.5min所产生的热量全部被1kg的水吸收后，水温升高了50℃。已知加热器处于低功率档时的功率为400W，电压U=220V，水的比热容c水=4.2×103J/（kg?℃）。

①求加