九年级科学2022年寒假每日一练：第三章解答题专练（中等难度）5

小雪对小区路灯进行自动化设计，设计电路如图1所示。其中光控开关的工作原理是：闭合开关S₁ ， 当光照度降低时，光敏电阻R₂的阻值增大，其两端电压也随之变大，当电压达到3伏时，开关S₂就自动连接ac，使路灯L点亮。反之，当光照度增强到一定值时，开关S₂就会自动连接ab，路灯熄灭。

 

光照强度(勒克斯)	5	10	15	20	25	30
光敏电阻R2阻值(欧)	60	30	20	15	12	10

如图甲所示是铁路修建时用到的某型号起重机，如图乙是该起重机的示意图。起重机重3×10⁴N（包括悬臂），重心为P1，为了使起重机起吊重物时不倾倒，在其右侧配有配重M，重心为P₂ ， 现测得AO为10m，OB为1m。

“在湖州看见美丽中国”的标语随处可见，湖州经济也在迅速发展，基础建设不断扩大。如图所示是建设时所用的汽车起重机的结构示意图，O为吊臂的转动轴，吊臂OA前端装有滑轮组，C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，支撑点为B，图中OB∶OA=1∶4，装在E里的电动机牵引钢丝绳，可利用滑轮组提升重物。现起重机30秒内将质量为2.5吨的重物匀速提升5米，电动机牵引力为F=1×10⁴牛，求：

近年来生活节奏越来越快，用手机的低头族也越来越多，颈部热敷仪（如图甲）也逐渐风靡起来。学校项目化小组的同学想探究它的工作原理，查看说明书后发现：该热敷仪由6伏电源供电，电路图如图乙，发热部分由R₁和R₂组成，调温的低、中、高三档通过三个开关来控制（调节每个温度档时只闭合其中的一个开关），当电压一定时，电路中电流越大，温度越高。已知R₁为6欧，R₂为4欧。

 

如图甲所示为吊车吊运树木的场景，吊车吊臂前端的滑轮组装置可以等效为乙图，若被吊树木重为1000牛，动滑轮重为100牛，被吊树木以0.2米／秒的速度被匀速抬起，不计一切摩擦和钢丝绳重，则：

小华对家里带有预约功能的电中药壶进行观察，铭牌如图甲。其内部基本电路原理如图乙，其中R₁、R₂均为加热电阻，R₂阻值为484Ω，小华用水代替中药做了相关研究，从开始预约到煮好后断电，其消耗的功率随时间变化的图像如图丙［ρ_水＝1.0x10³kg／m³ ， C_水＝4.2×10³J／（kg·℃）］

电源	220V
容积	1.5L
高温档功率	500W
低温档功率	100W
预约功率	10W

阅读短文，回答问题。

清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器(如图)。有一种无锡生产的CC5020型清洗机的铭牌如表所示。清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。其对水的压力可用压强与水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所为，详情见“信息快递”。

型号	CC5020	额定压强	5×106 Pa
电源	220 V/50 Hz	额定流量	20 L/min
额定功率	2.2kW	防护等级	IP25

如图所示，在科普节目《加油，向未来》中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上。滑轮组将平衡板提升至一定高度后。两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量大于乙的质量，平衡板质量分布均匀，重心在O点。

在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4s内将一个重为100N的物体，沿着水平地面匀速拉动了2m。人的拉力为18N，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：

小科用三种不同的方法抬升重为200N的物体。

根据能量转化和守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某科学兴趣小组设计了如图所示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热计算出水增加的内能，以此验证水内能的增加量与重物的重力做功多少是否相等。

近年来，新能源汽车越来越受到人们的青睐。在专门建设的快速充电桩内可以实现快速充电，快速充电是以较大电流短时间在电动汽车停车的20分钟至2小时内，为其提供短时充电服务，一般充电电流为150~ 400A。

如图甲是某电热水壶的电路图，铭牌如图乙。R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制(设加热器电阻阻值一定)。[已知：水的比热容c_水=4.2×10³J/(kg·℃)，1L=10^-3m³]。求：

室温为10℃时，小金利用如图所示装置验证“外界对物体做功，可以使物体的内能增加”。小金用平均为50牛的力将活塞压下12厘米，发现底部浸有0.001千克乙醚的棉花并没有出现燃烧现象。（乙醚的比热容约为1.8×10³J/kg·℃，着火点为160℃）

电梯的出现极大方便了人们的生活，杭州电梯情况如图所示，已知某台电梯的额定电压是220V，额定功率为11KW，满载质量为1100kg，电梯速度为0.5m/s。请回答下列问题：

据报道，2021年我国国产新能源汽车取得了爆发式增长，下图是某品牌微型新能源汽车．该新能源车配有一块12V三元锂电池，容量达260Ah；采用220V普通电压充电，一次完全充电约需8h；行驶时最大时速可达80km/h，充满电后可最多行驶80km。则(在计算过程中不考虑各种能量之间转化的效率)：

快走有利于身体健康，人走路时可以将脚视为杠杆（如图所示）。行走时人的脚掌前端是支点，位于杠杆的一端，人体受到的重力是阻力，且作用点位于杠杆的中点，小腿肌肉施加的力是动力，位于杠杆的另一端。已知人的质量为60kg，g=10N/kg。求：

如图所示是疫情期间推出的一款消毒机器人。使用前对机器人进行测试：在储液箱中装满消毒液，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上做匀速直线运动，相关数据如表。（消毒液密度ρ取1.0×10³kg/m³）

设备参数	空载质量/kg	50
储液箱容积L	20
测试数据	行驶时间/min	1
行驶路程/m	30
行驶功率/W	180

小科家有一台电烤箱，其铭牌如下，高温档功率数值模糊不清。其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：

xx牌电烤箱
额定电压		220V
额定功率	高温档
	低温档	440W
电源频率		50Hz

图甲为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R₁＝48.4欧，R₂＝484欧，额定工作电压为220伏，通过开关S、S₁ ， 可实现高温挡、中温挡和低温挡三个挡位的切换，其内部电路可简化为图乙所示电路。

2021年5月15日，我国天问一号探测器携祝融号火星车成功着陆火星乌托邦平原，这是继嫦娥五号登月后我国航天又一重大事件。

近年来“低头族”越来越多，颈部热敷仪(如图左)逐渐风靡起来。学校科学兴趣小组的同学想探究它的原理，查看说明书后发现：该热敷仪由6伏电源供电，R₁、R₂为发热电阻(R₁=6欧，R₂=4欧)，实际电路如图右所示。通过三个开关来控制低、中、高三档温度。(已知通过发热电阻的电流越大，温度越高。)

如图甲所示，电源电压可调，R₁、R₂为定值电阻，灯泡的额定电压为2.5V，图乙是该灯泡的I-U图像。闭合开关S，把电源电压调到4V，R₂的功率为0.8W。求：

如图所示是建设时所用的汽车起重机的结构示意图，O为吊臂的转动轴，吊臂OA前端装有滑轮组，C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，支撑点为B，图中OB：OA=1：4，装在E里的电动机牵引钢丝绳，可利用滑轮组提升重物。现起重机30秒内将质量为2.5吨的重物匀速提升5米，电动机牵引力为F=1×10⁴牛，求：

如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深15m，物体重C= 7000N，汽车重G_车= 30000N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2500N。若不计绳与滑轮及滑轮与轴间的摩擦，求：

小明参加学校项目化学习挑战赛——设计制作“电热点火器”。

项目要求：

⑴“电热点火器”点燃棉花所用的时间越短，得分越高。

⑵器材：干电池2节，开关1个，导线若干，3条等长的电热丝，设计时只能选其中一条，型号如下表所示。

⑶“电热点火器”的电路自主设计。

项目设计：下图是小明设计的原理图，点火器中电热丝有甲、乙两种连接方案，两种方案中ab间连接的电热丝总长度相等，中间包裹等量的易燃棉花。

为了能使项目取得佳绩，你会帮助小明选择哪种电热丝材料和连接方案，请解释你的选择理由。

电热丝材料	直径售(毫米)	每米电热丝的阻值(欧)
镍铬合金	0.17	40
铁铬铝合金	0.17	80
钨丝	0.17	300

在七年级上册“走近科学”的学习中，我们观察了倾斜轨道上滚动的滚动体，请分析以下问题：

如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深12m，物体重G_物＝6×10³N，汽车重G_车＝3×10⁴N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.5×10³N。求：

如图所示，在试管里注入少量水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了， 水蒸气把软木塞向上冲出，瓶口出现白雾。

小科家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21kg。已知液化气的热值q＝5×107J/kg，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：

爆米花松脆可口，几乎是年轻人看电影时的“标配”。如图是舟山某影城中爆米花机的电路图，该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关S₂时，R₂加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；只闭合开关S₁时，R₁保温，防止爆米花变凉。爆米花机的铭牌如表所示。

额定电压	220V
加热功率	200W
保温功率	20W
电动机功率	44W

某同学看到爸爸正准备把货物搬往高台上，如图甲所示。他找来一块木板，搭成图乙所示的斜面，然后站在高台上用一根绳子把货物拉上了高台。请回答下列问题。

2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功降落火星，如图甲所示。质量为1300千克的“天问一号”在距火星表面100米高处短暂悬停，选定安全地点后着陆。某同学对最后100米的降落过程，其速度大小随下降高度的变化作了简单的模拟绘图，如图乙所示。已知同一物体在火星上的重力是地球上的 ，求：

如图甲所示为吊车吊运树木的场景，吊车吊臂前端的滑轮组装置可以等效为乙图，若被吊树木重为1000牛，动滑轮重为100牛，被吊树木以0.2米/秒的速度被匀速抬起，不计一切摩擦和钢丝绳重，则：

装有水的容器在大小为10N的拉力F作用下运动，图甲为容器三段运动的示意图，F的方向始终沿着容器运动方向，OP段、MN段为水平地面。在MN段容器中的水少于OP段，容器在OP段、MN段的速度一时间图像和QR段的路程一时间图像如图乙所示。