九年级科学2022年寒假每日一练：第三章解答题专练（优生加练）1

2022年北京冬奥会成功举办，向世界展示了中国绿色低碳的发展理念，高科技场馆引人注目。整个冬奥会体现了奥林匹克精神与“绿色”、“环保”的结合。

如图甲所示，是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置，OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA∶AB=1∶4，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，定值电阻R₀的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时，闭合开关S，电流表的示数为0.2A。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计，求：

动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。动车组是由至少两节机车或带动力的车厢（动力车）和若干节不带动力的车厢（拖车）所组成的列车。假设每节车厢的总质量均为7.5×10⁴kg．其中第一节和最后一节带动力，它们的额定功率分别为3.6×10⁷W和2.4×10⁷W，车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍。

如图所示，杠杆MN可绕O点转动，A、B、C、D是四个供人娱乐的吊环，B环到O点的距离为D环O点距离的一半，父子俩在吊环上做游戏，质量为40kg的儿子吊在B环上，父亲站在地面上抓着D环。（g＝10N/kg）求：

如图是搬运泥土的独轮车，设车箱和泥土的总重G=1800N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，问：

如图所示，一个质量为60kg的木箱静止在水平地面上。小明用如图所示的滑轮组将木箱从水平地面匀速提高4m，用时40s，所用的拉力为350N，不计绳重和摩擦。（g=10N/kg）求：

梅雨季节，潮湿的空气会对家电和家具等造成不利影响，需要及时除湿。小乐设计如图甲所示的模拟电路，能实现警示灯随湿度变化而自动调整亮度，且当空气湿度达到一定程度时，警示灯还能不断闪烁。已知电源电压为6V，警示灯的规格是“6V 3W”。(电磁铁线圈电阻忽略不计，警示灯电阻保持不变。

某建设工地上，如图所示的塔吊正在起吊重为 2.7×104 牛的圆柱形 重物，A 为塔吊的配重，塔吊的起重臂 OB 长 20 米，  C 为能在起重臂上移动的 载重小车，载重小车下挂有滑轮组，当载重小车在 B 点时，能安全起吊最大为 1.35×104 牛的重物。(不计挂钩、滑轮组及钢丝重和摩擦，g= 10N/kg)：

如图所示为一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，支点为O，BO=4AO，物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量m=4kg，高度H=1m，横截面积S=20cm² ， 求：

如图是科技小组利用电子秤监控水库水位的模拟装置，由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成，杠杆始终在水平位置平衡。已知OC：OD＝1：2，A的体积为0.02m³ ， A重为400N，B重为300N，动滑轮重100N，不计绳重与摩擦（ρ_水＝1.0×10³kg/m³ ， g取10N/kg）。求：

当今社会由于电子产品的普遍使用，许多人都存在用眼过度的现象。电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品。图乙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为6.0V，已知电热丝R₁阻值为3Ω，电热丝R₂阻值为5Ω，开关S₃只接a或b。

图甲中的小灯泡L标有“4V  1.6W”字样（灯丝电阻不变），电源电压恒定，定值电阻R₁=20Ω。R₂由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R₂接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、S₁时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。求：

如图甲所示电路中，电源电压不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，小灯泡的额定电压和额定功率模糊不清。第一次只闭合开关S、S₁ ， 滑片P从a端移到b端；第二次只闭合开关S、S₂ ， 保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图象。求：（写出计算过程）

如图所示，一轻质杠杆AB悬于0点，在其左端挂一重物，在右端施加一个与水平方向成30°角的力F，此时杠杆水平平衡。已知重物的质量m＝3kg，BO＝3A0。

徐行同学对建筑工地上的长臂吊车（如图甲）有些疑惑，不吊物体它能平衡，吊重物也能平衡，重物沿臂移动仍能平衡，后来他通过设计“移动支点式杠杆”模型（如图乙）弄懂了类似问题：密度及粗细都均匀的直棒AB＝1.8m，放在一个宽度为40cm的凳子上，当在棒的A端固定一个质量为2kg铅块（忽略大小）时，棒刚好绕O₁点有转动的趋势（AO₁=30cm）

  

2022年2月4日恰逢立春，第二十四届冬奥会在北京盛大开幕，开幕式以二十四节气进行倒计时，尽显中华文化底蕴。

某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温档和高温档的暖风机，设计了发热部分的两种电路，如图甲、乙所示。

小设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快煮后自动保温”。

〖电路简介〗

工作电路：S₁为电源开关；S₂为定时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合；R₁为可调电阻；R₂为电饭堡内的电热丝。

控制电路：电磁继电器A和B完全相同，R_a和R_b是分别安装在电饭堡内的热敏电阻，它们的阻值随温度的变化如图乙所示，当温度达到120℃时，L_a就吸引弹性衔铁使S_a断开，当温度降到110℃时，L_a释放弹性衔铁使S_a闭合。

〖快煮模式〗闭合开关S、S₁、S₂ ， 电饭煲进入快煮模式直至定时开关S₂自动断开。在快煮过程中温度将维持在110℃～120℃，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化如图丙所示。

〖保温模式〗开关S₂断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在60℃~80℃。

中国研制的“鲲龙”AG600是目前世界上最大的水陆两栖飞机，可用于森林灭火、水上救援等，其有关参数如表所示。在某次测试中，飞机在水面以12m/s的速度沿直线匀速行驶，此时水平动力的功率为2.4×10⁶W。求：

“鲲龙”AG600有关参数
最大起飞质量	53.5t
最大巡航速度	500km/h
最大航行时间	12h
最人航行路程	4500km

科学小组的同学设计了一款“重力灯”。图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光，稳压设备能将电能储存并输出3.6V稳定的电压给其他电器。当挂上一个质量为25kg的重物时。重物恰好可以缓慢匀速下落。

为防止汽车后挡风玻璃起雾影响视线，一些汽车后挡风玻璃常装有加热除雾电路。图甲是小温设计的加热除雾电路，它由控制电路和工作电路组成。控制电路中S接“手动”时，电磁铁A通电吸引衔铁，使触点D、E接触，工作电路中电热丝R₂工作，对玻璃均匀加热，实现手动除雾。当S接“自动”时，当玻璃表面的雾多到一定程度时，衔铁恰好被吸引，触点D、E接通，电热丝R₂工作实现除雾；当玻璃表面的雾少到一定程度时，触点D、E恰好脱开，工作电路断开，电热丝R₂停止工作，此时控制电路中通过的电流为0.02A。已知电路中U=6V，U₂=12V，R₀=150欧，R₂=0.8欧，R₁为光敏电阻，电热丝R₂所产生的热量能完全被玻璃吸收(R₁产生的热量不计)，玻璃质量为9kg，玻璃比热容c=0.8×10³J/(kg·℃)。电磁铁A线圈的电阻忽略不计。已知由比热容计算热量的公式为：Q_吸=cm(t-t₀)。

如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88欧的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁(线圈电阻R₀=20欧)开关、滑动变阻器R₂(取值范围0~80欧)和热敏电阻R₁组成。R1阻值随温度变化的关系如表所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。

温度/℃	90	80	66	60	50	46	40	36	35	34
R1/Ω	10	20	40	50	70	80	100	120	130	150

如图所示，甲是半径为R=0.5米的光滑的1/4半圆弧槽与一粗糙的水平面相连接，将重为G=100N的物体从斜面项端由静止释放，测出在水平面上滑行距离为S₁=1m处停下来。图乙是一个粗糙的半径为R=0.5m的1/4半圆弧槽与和甲中间同样粗糙的水平面相连接，将甲中的物体也从乙斜槽顶端由静止释放，测出在水平面上滑行距离为S₂=0.8m后停下来，求：

小明用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R₀、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。

扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图甲，当地面灰尘增名，空气的透光程度减弱时，机器人会通过电动机佐转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘众：机器人前端装有感应器，通过发射，接收超声波或红外性来侦测障碍物。图乙为其部分工作原理图，控制电路电源电压U为4.5伏，定值电阻 欧，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位cd）的变化如图丙所示，电碰铁线圈中阻不计。下表为其部分工作参数（注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积）。

额定工作电压	14.4伏	额定功率	40瓦
电池总容量	5.2Ah（安时）	工作噪音	＜50dB（分贝）

图甲所示为一种水下滑翔机，图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移，从而改变浮力大小以达到上浮和下潜的目的，再结合其它技术即可滑行，以执行海洋环境的监测任务。​

  2021年9月12日，年仅14岁的东京奥运会跳水冠军全红婵又一 次在全运会女子单人10米跳台摘金，为我们实力演绎“水花消失术”。

最近网上很火的空气炸锅，因其烹制的食物不费油、不油腻、口感好，深受广大市民的青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，该锅设有低温、中温、高温三档，其发热部分的电路可简化为图乙所示电路，各档功率如表所示。R₁和R₂均为发热电阻，R₁=44欧，电源电压为220V。请回答下列问题：

低温挡	550W
中温挡	1110W
高温档	2200W

2022年4月21日，世界领先新型复兴号高速列车在濮阳至郑州段成功实现明线上单列时速435公里、相对交会时速达870公里，创造了高铁动车组列车明线和隧道交会速度世界纪录。新型复兴号的成功研制，对我国掌握核心技术，加快高铁“走出去”具有重要战略意义。

自动售货机是一种能根据投入的钱币自动付货的机器，又被称为24小时营业的微型超市，其硬币识别原理简化图如图甲所示。OAB为一轻质杠杆，O为支点，OA与OB的长度之比为LOA：LOB=1：10；电源电压恒为14V，R0=15欧，电压表量程为0~12V；电阻R为压敏电阻，其阻值随压力的变化如图乙所示。使用该自动售货机购买一件商品可以多次投入硬币，但一次只能投入一枚硬币，投入的硬币沿着斜面平稳缓慢地滑入储币盒内，当硬币投入储币盒后，售货机会根据R0两端的电压值，判断投入硬币的种类和数量。不计储币盒的质量。求：

空气炸锅因其烹制的食物脂肪含量低，无油烟味，深受广大市民青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R₁=55欧，R₂=220欧，工作电压为220V，发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。通过调节两个开关的连接方式，可设置成高温、中温和低温三档。

近期上海酒店推出隔离“安心房”机器人送餐服务，无接触更安全。其参数如下：

功能.	迎宾、送餐等
质量(自重)	50kg
移动速度	0.2-0.6m/s
电池容量	12Ah
功率	最大功率100W
工作电压	24V
最大送餐质最	15kg

我们每个人都应该传播“低碳”理念，倡导“低碳”生活，那么我们应该怎么做呢？

图甲是某品牌的“无油空气炸锅”，内部电路图如图乙所示，电风扇M（220V，50W）能使空气循环流动，电阻R（44Ω）为电热管。工作时，当炸锅内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热；当炸锅内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，整个过程中电风扇始终处于工作状态。

洗碗机由于能够自动清洗碗筷等餐具，解放劳动者的双手，而备受消费者欢迎。某型号家用洗碗机工作程序：先给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水会从喷管喷出对餐具清洗喷淋，直到洗涤过程结束，水系统启动，将水箱中的废水排出，最后烘干系统对餐具进行烘干。已知水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)，设水箱中水的初温为20℃，加热时产生的热量全部被水吸收。图甲为与洗碗机等效的加热电路图，R为发热电阻，位于水箱上部的两个导电块B、A组成一个开关，注入的自来水是导体。图乙是该洗碗机某次正常工作时的部分P-t图像。