如图甲所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人机器人通过电动机旋转产生高速气流将灰尘杂物吸入集尘盒底部安装有塑料刷用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体前端装有感应器通过发射接收超声波或红外线来侦测障碍物当剩余电量减为电池容量的时机器人会主动寻找充电器充电表一为某扫地机器人的部分参数电池容量指放电电流与放电总时间的乘积表一额定电压额定功率电池容量工作噪音净重最大集尘量机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数测得某吸尘电机

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195629. （2024•交大附中•一模）如图甲所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人。机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电，表一为某扫地机器人的部分参数。电池容量指放电电流与放电总时间的乘积。
表一

额定电压	12V	额定功率	30W
电池容量	2500mA•h	工作噪音	＜50dB
净重	4kg	最大集尘量	1kg

机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二。真空度指主机内部气压与外界的气压差。风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率。
表二

真空度（Pa）	400	450	500	550	600
风量（m³/s）	0.025	0.02	0.017	0.015	0.013
吸入功率（W）	10	9	8.5		7.8

（1）该机器人充满电后至下一次自动充电前，能够连续正常工作的最长时间为多少？
（2）研究表二数据的规律，当风量为0.015m³/s时，吸尘电机吸入功率为多少？若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为多少？
（3）光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件，图乙为某机器人中吸尘电机内部的光敏电阻的控制电路，两端总电压U₀恒定（U₀＜12V），R_G为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R₀为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为4.5V和2.25V，则R₀阻值为多少？
（4）若机器人1秒钟消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。已知集尘盒空置时，机器人匀速运动时受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时摩擦阻力为　　 N，机器人运动的速度为　　 m/s。（此问不要求写出计算过程）

共享时间:2024-03-09 难度:5

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[考点]

功的简单计算，能量的利用效率，欧姆定律的应用，光敏、热敏、压敏等半导体电路分析，电功与电能的计算，

[答案]

（1）该机器人充满电后至下一次自动充电前，能够连续正常工作的最长时间为48min；

（2）当风量为0.015m³/s时，吸尘电机吸入功率为8.25W；若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为33%；

（3）R₀阻值为6Ω；

（4）20；0.6。

[解析]

解：（1）机器人充满电的电能：W＝UIt＝12V×2500×10^﹣3A×3600s＝1.08×10⁵J；
机器人连续正常工作所需要的电能：W₁＝（1﹣20%）W＝80%×1.08×10⁵J＝8.64×10⁴J；
由P＝

可知，机器人连续正常工作的最长时间：t＝

＝

＝2880s＝48min；
（2）由表二数据可知：吸入功率＝真空度×风量，
当风量为0.015m³/s时，吸尘电机吸入功率：P_吸入＝550Pa×0.015m³/s＝8.25W；
此时效率：η＝

×100%＝

×100%＝33%；
（3）由电路图可知，光敏电阻R_G与定值电阻R₀串联，电压表测定值电阻的电压，
当光敏电阻R_G1＝6Ω时，电压表示数U₁＝4.5V，光敏电阻R_G两端的电压U_光1＝U₀﹣U₁，
此时电路中的电流：I₁＝

＝

，即：

＝

……①；
当光敏电阻R_G＝18Ω时，电压表示数U₂＝2.25V，光敏电阻两端的电压U_光2＝U₀﹣U₂，
此时电路中的电流：I₂＝

＝

，即：

＝

……②；
联立①②可解得：U₀＝9V，R₀＝6Ω；
（4）吸尘器压力等于其重力，由题可知，摩擦力与其压力成正比，则集尘盒空置和达到最大集尘量时的摩擦力之比：

＝

；
即：

＝

，所以，达到最大集尘量时的摩擦力：f₂＝20N；
消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功，所以P_机械＝40%P_电＝0.4×30W＝12W；
根据公式P＝Fv可知，达到最大集尘量时机器人运动的速度：v＝

＝

＝0.6m/s。
答：（1）该机器人充满电后至下一次自动充电前，能够连续正常工作的最长时间为48min；
（2）当风量为0.015m³/s时，吸尘电机吸入功率为8.25W；若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为33%；
（3）R₀阻值为6Ω；
（4）20；0.6。

[点评]

本题考查了"功的简单计算，能量的利用效率，欧姆定律的应用，光敏、热敏、压敏等半导体电路分析，电功与电能的计算，"，属于"压轴题"，熟悉题型是解题的关键。

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相似题 全部同步专题复习模拟真题联考专练月考周考期中期末单元寒假暑假副题

184938. （2023•西工大附中•九上期中） $德优题库$
体重超标已影响了部分中学生催身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R₀=5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求：
（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少。
（2）当体重计示数为600N时，R₀两端的电压为多少。
（3）此体重计所能测量的最大体重为多少。

共享时间:2023-11-22 难度:2 相似度:1.4

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195435. （2024•高新一中•一模）体重超标影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R₀=5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求：
$德优题库$
（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少？
（2）此体重计所能测量的人的最大重力为多少？
（3）若想增大体重计的测量范围，可行的方法是：（任写一种即可）。

共享时间:2024-03-14 难度:2 相似度:1.4

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193809. （2024•曲江一中•六模）空气炸锅因其烹制的食物脂肪含量低，美味酥脆，无油烟味，深受广大市民青睐。如图甲为某品牌空气炸锅，主要由电动机带动的风扇和发热管组成，如图乙为其简化电路图。空气炸锅的部分参数如表所示。现小明使用该空气炸锅炸600g薯条，耗时6min，原料薯条的温度为10℃，炸熟需要达到170℃，求解下列问题：[c_薯条＝4.0×10³J/（kg•℃）]

风扇额定功率/W	80
发热管额定功率/W	1320
额定电压/V	220

（1）正常工作时，通过发热管的电流；
（2）本次炸薯条，所消耗的电能；
（3）本次炸薯条的过程中，该空气炸锅的工作效率。（结果保留一位小数）

共享时间:2024-05-18 难度:2 相似度:1.4

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183659. （2024•西北大附中•九上期末） $德优题库$ 如图，R₁=4Ω，R₂=6Ω，电源电压6V恒定，当闭合开关S。求：
（1）通过电阻R₁的电流。
（2）电压表的示数。
（3）通电2min,电路消耗的总电能是多少。

共享时间:2024-02-04 难度:2 相似度:1.4

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183594. （2024•师大附中•九上期末） $德优题库$ 人工智能让我们的生活更加便捷，某酒店迎宾机器人能将客人从酒店门口带至前台。若这一过程中机器人做匀速直线运动，通过的路程为20m,所受阻力为自身重力的0.05倍，机器人的相关参数如下表所示，取g=10N/kg。

整机质量：36kg	行进速度：1m/s
工作电压：24V	工作电流：1A
轮子与地面接触总面积：1.8×10^-3m²

（1）求机器人对地面的压强。
（2）求牵引力所做的功。
（3）求机器人全程消耗的电能。
（4）求电能转化为机械能的效率。

共享时间:2024-02-12 难度:4 相似度:1.35

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193666. （2024•铁一中学•六模）小帅为农场的储水箱设计了一个自动注水控制装置。如图，水箱高为1m，容积为0.8m²，在其底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m²，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如表。控制电路电源电压U＝12V，定值电阻R₀为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱注水。已知

，g＝10N/kg。

压力F/N	180	185	190	195	200
压敏电阻R/Ω	18	17	16	14	12

（1）实现自动控制的电磁继电器的主要原件有电磁铁，其工作原理是利用了电流的　　；若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R₀应为多少？
（3）如图，从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？

共享时间:2024-05-21 难度:4 相似度:1.35

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195581. （2024•西安三中•一模） $德优题库$ 如图所示是空调自动控制装置。已知R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如表1所示。继电器的线圈电阻R₀=10Ω，左边控制电路的电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
表1

温度t/℃	0	5	10	15	20	25	30	35	40
电阻R/Ω	600	550	500	450	120	390	360	330	300

（1）请通过计算说明空调的启动温度是多少℃？
（2）为将空调的启动温度改为30℃请说出一个调节的方法？
（3）若空调的铭牌如表2所示，设夏季时空调每天以额定功率工作6h,每月按30天计算，该空调一个月消耗电能是多少？
（4）为节约用电，夏季要适当升高空调的启动温度，晓红认为可以适当增大线圈的匝数，请你说说该方法是否可行，并说明理由。
表2

电源 220V 50Hz
额定功率：
制冷2200W
制热2800W
质量 10kg

共享时间:2024-03-01 难度:4 相似度:1.35

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187568. （2025•高新一中•二模）在2025年春晚的舞台上，一组跳舞机器人以其精准的舞步和协调的动作吸引了观众的目光。
$德优题库$
每个机器人总质量为20kg,机器人在舞台上移动时，可以通过轮子匀速直线运动，也可以通过关节的电机实现复杂的舞蹈动作。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，如图乙所示为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，R₁为定值电阻，R_B为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。
如表为机器人的部分参数，“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能；“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。

电池的质量	10kg	减速器的减速比	30：1
电池比能量	150W?h/kg	驱动电机的输入总功率	500W
移动速度	0.1～1m/s	驱动电机将电能转化为机械能的效率	60%

（1）电池所能输出的总电能为 J。如果机器人在跳舞过程中突然跳起，离地高度为0.1m后落地，则这一过程中重力对机器人所做的功为 J。（g=10N/kg）
（2）机器人在跳舞过程中，完成一个舞蹈动作需要10s,则驱动电机在这段时间内消耗的电能是多少J？
（3）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动10s,此过程中机器人受到的阻力为多少N？
（4）控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图像如图丙所示，当磁敏电阻R₀在正常工作区时，即使图乙电路中输入电压U发生改变，R₁两端电压U₁都能维持在某一定值附近基本不变，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图丙中（选填“ab”或“bc”）段。正常工作时，当R_B阻值为800Ω，R₁的阻值为300Ω，线圈电阻忽略不计，处在磁场中的R_B电功率为0.72W，则R₁两端的电压U₁是多少？

共享时间:2025-03-19 难度:4 相似度:1.35

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193859. （2024•莲湖区•四模） $德优题库$ 创建生态文明城市需要我们共同关注环境。空气质量指数是环境监测的重要指标，空气质量等级是按照空气质量指数划分的，如表所示：

空气质量指数A	0-50	51-100	101-150	151-200	201-300	＞300
空气质量等级	优	良	轻度污染	中度污染	重度污染	严重污染

某兴趣小组自制的空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路图如图甲所示，已知电源电压U=18V，R₀是定值电阻，气敏电阻阻值R与A的关系如图乙所示，当空气质量指数A为100时，电压表示数为12V。求：
（1）由图象可知，气敏电阻的阻值随空气质量指数的增大而；
（2）定值电阻R₀的阻值是多少？
（3）当电压表示数为9V时对应的空气质量等级是什么？

共享时间:2024-04-16 难度:1 相似度:1.2

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187974. （2025•西安八十九中•二模）某电热水器有高温挡和低温挡。科学兴趣小组同学为模拟该热水器的工作原理，设计了如图甲所示电路。工作电路中有两根电热丝R₁和R₂，R₁规格为“220V 1100W”，电热丝毒R₂的阻值为44Ω，电源电压U₂为220V。温控电路中电源电压U₁恒为12V，R₀为定值电阻，放世置于水箱中的热敏电阻R_t的阻值随温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S，当通过电磁铁线圈峪中的电流大于或等于50mA时，衔铁会被吸下，工作电路断开。电磁铁线圈的电阻忽略不计。[水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃）]
$德优题库$
（1）闭合开关S后，电磁铁的上端为极；当旋钮开关处于“b、c”位置时，工作电路中的电流为多少A？
（2）某次工作过程中，工作电路处于高温挡正常工作30分钟后，水箱中水温升高了40℃，衔铁被吸下。该过程中，工作电路的热效率为84%，则水箱中水的质量为多少kg？
（3）为了使温控电路控制的最高水温可以在60～84℃范围内调节，需对温控电路进行改进。
科学兴趣小组用滑动变阻器和热敏电阻R_t来实现，请在图丙所示虚线框内完善改进后的温控电游路，并标明滑动变阻器的调节范围。（此问不要求写出计算过程）

共享时间:2025-03-26 难度:5 相似度:1.2

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193332. （2025•高新一中•三模）海上风电的发展有助于减少对化石燃料的依赖，促进能源结构向更加清洁、低碳的方向转变。一般装机容量是4兆瓦（1兆瓦=1×10⁶W）风机转一圈，只能发不到4度的电。而目前已公开的世界上最大26兆瓦海上风机，转一圈能发电50度左右。我国主流的风电机组集中安装在水深50米的近海海域。其中离岸距离大于100千米，水深超过50米的深远海域风能资源更加丰富。图-1和图-2是风力发电的原理及输电示意图。求：
$德优题库$
（1）海上风电是一种（选填‘可再生”或“不可再生”）能源；
（2）26兆瓦海上风机转动一圈所用时间；（精确到0.1s）
（3）若风力发电向远距离输电时某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在安全情况下，利用电压表、电流表和电源接成如图-2所示的电路进行测量，已知甲、乙两地的每根输电线每千米的电阻为0.2Ω，电压表示数为3V，电流表示数为0.6A，则短路位置到甲地的距离为多远？
（4）目前已公开的世界上最大兆瓦的海上风机，在输电时存在输电损耗，其效率为80%。在一个标准大气压下，此风机转一圈产生的电能，由一个热效率90%的电磁炉给水加热，可以使多少千克20℃的水沸腾？[结果保留整数，c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]

共享时间:2025-04-08 难度:4 相似度:1.2

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194391. （2024•西工大附中•九模） “充电宝”是指一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以给手机等数码设备随时随地充电或待机供电。现有一个“充电宝”，各项参数如表所示：

容量	20000mAh，5V	兼容性	绝大多数5VUSB输入的数码电子产品
寿命	完全充放电大于500次	放电转换率
输入	DC5V﹣2A或9V﹣2A	输出	（双端口）5V﹣2.4A

挑选“充电宝”还要考虑放电转换率，放电转换率＝

。
（1）“充电宝”在家庭电路中充电时相当于　　（选填“电源”或“用电器”），“充电宝”上有两个输出口，可同时给两部手机充电，这两个接口是　　（选填“串”或“并”）联的。
（2）“充电宝”充满电后，大约储存了多少电能？当移动电源显示屏上显示电量为28%时，利用快充方式给该移动电源充电，不考虑能量损失，需要多少小时就可以将移动电源充至满电状态？
（3）该款充电宝刚好能为容量为3600mA•h的手机充电5次，它的放电转换率为多少？

共享时间:2024-06-20 难度:1 相似度:1.2

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184451. （2024•师大附中•九上期中） $德优题库$ 如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图，电源电压恒为12V，R_P是红外线探测电阻，R是定值电阻，阻值为8Ω。当R两端的电压达到8V时，摄像机自主启动拍摄。求：
（1）电路中的电流。
（2）R_P的阻值。

共享时间:2024-11-11 难度:1 相似度:1.2

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187375. （2025•曲江一中•二模） $德优题库$ 如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图，电源电压恒为12V，R_P是红外线探测电阻，R是定值电阻，阻值为8Ω。当R两端的电压达到8V时，摄像机自主启动拍摄。求：
（1）电路中的电流。
（2）R_P的阻值。

共享时间:2025-03-30 难度:1 相似度:1.2

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184717. （2024•理工大附中•九上期中）如图甲所示是潜水员潜水时会佩戴的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理简化电路图，已知电源电压U=5V且恒定不变，定值电阻R₀=10Ω，R_P是阻值随水深度变化的电阻，其变化关系图像如图丙所示。求：
$德优题库$
（1）下潜深度越深，R_P的阻值越，电压表的示数越。（均选填“大”或“小”）。
（2）当电路中电流为0.15A时，R_P两端的电压为多少？
（3）电压表示数为2V时，潜水员所处的位置深度h为多少？

共享时间:2024-11-13 难度:1 相似度:1.2

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dyczwuyn

2024-03-09

初中物理 | | 解答题

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2024年陕西省西安交大附中中考物理一模试卷

更新:2024-03-09 12:40浏览量:4

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