题目
如图是一种常见的台式饮水机结构示意图。控水槽内的塑料浮体是一个体积为90cm3的空心圆柱体，其质量和厚度可忽略不计。浮体通过一轻质硬杆与阀门相连。当浮体浸没时，阀门恰好将面积为2cm2的放水孔关闭。此时蓄水桶中水位最高。
（1）请画出浮体所受浮力的示意图。
（2）蓄水桶中水对阀门的最大压强为多少帕？（g取10N/kg）
（3）饮水机的简化电路图和部分技术参数如下。电路图中的温控开关能根据加热罐内水的温度自动闭合或断开。从而使水温保持在86℃~95℃之间。经观察发现，当加热罐内装满热水但较长时间没有饮用时，每隔一段时间，加热指示灯就会亮84秒钟。试计算饮水机的加热效率。[c水= 4.2×103J/(kg·℃)] |
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题型：计算题难度：偏难来源：湖北省中考真题
所属题型：计算题
试题难度系数：偏难
答案
| 解： |
（1） |
（2）水对阀门的最大压强
p = = 4.5 ×103 Pa；
（3）η =  = 90%。 |
考点梳理
初中三年级物理试题“如图是一种常见的台式饮水机结构示意图。控水槽内的塑料浮体是一”旨在考查同学们对
力的示意图、
液体压强的计算、
热量的计算、
能量转化效率、
电功或电能的计算、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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- 力的示意图
- 液体压强的计算
- 热量的计算
- 能量转化效率
- 电功或电能的计算
考点名称：力的示意图
定义：
在受力物体上沿力的方向画个箭头，表示物体在这个方向上受到了力，这种表示力的方法叫做力的示意图。
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力的三要素 |
力的示意图 |
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力的大小 |
用线段长短粗略表示力的大小 |
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力的方向 |
箭头所指的方向表示力的方向 |
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力的作用点 |
力的作用点画在线段的起点火箭头处 |
力的示意图的画法：
(1)在受力物体上画出力的作用点；
(2)确定力的方向，然后沿力的方向画一条直线；
(3)在线段的末端标上箭头，并在箭头旁标出所画力的符号；
(4)在同一个图上画几个力的示意图时，力越大线段应越长，大小相同的力线段长度应相等。如图所示为茶杯对桌面的压力的示意图。
例1 如图1所示，小球用线系住挂在天花板上，并与墙壁接触，画出小球的受力示意图。
解析：1．首先画出小球受到的重力G；
2．小球与悬线和墙面接触，若撤去悬线，小球下落，故悬线对小球有竖直向上的拉力；若撤去墙面，小球维持现状不动，故墙面对小球没有推力；
3．若墙面光滑，小球维持现状不动，故墙面对小球没有摩擦力。因此，小球只受到重力G和拉力。
例2 如图2所示，一正方体物块与传送带一起做匀速直线运动，画出物块受力的示意图。
解析：1．首先画出木块受到的重力G；
2．物块与传送带接触，若撤去传送带，物块将下落，要维持现状，传送带必须对物块有垂直于传送带向上的支持力；
3．由于物块原来与传送带一起做匀速直线运动，在水平方向上不受任何力的作用，若传送带光滑，物块仍然保持原来的运动状态做匀速直线运动，故传送带对物块没有沿水平方向的静摩擦力。因此，物块只受到重力G和传送带对它的支持力。
例3 如图3所示，木块放在斜面上静止不动，画出木块受力的示意图。
解析：1．首先画出木块受到的重力G；
2． 木块与斜面接触，若撤去斜面，木块将下落，要维持现状，斜面必须对木块有垂直于斜面向上的支持力；
3．若斜面光滑，木块将下滑，不能维持现状，故斜面对木块有沿斜面向上的静摩擦力。因此，木块受到重力G、斜面的支持力和静摩擦力。
考点名称：液体压强的计算
液体压强的计算公式：P=ρgh
液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h，而和液体的质量、体积没有直接的关系。
固体压强：P=F/S（固体压强也可用P=ρgh计算，但只参考密度均匀的几何直柱体，其上下底面积相等。
具体推导：p=F/S=G/S=mg/S=ρVg/S=ρShg/S，因S始终相等，所以可以约去。则p=F/S=ρgh 例如：圆柱体、正方体等。）P=F/SpG/S=mg/S=ρVg/S=ρShg/S
由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等，所以我们只要算出液体竖直向下的压强，也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。这个公式定量地给出了液体内部压强地规律。
深度是指点到自由液面的距离，液体的压强与深度和液体的密度有关，与液体的质量无关。
液体压强产生原因：受重力、且有流动性。
考点名称：热量的计算
热量的概念：
热量是指由于温度差别而转移的能量;也是指1公克的水在1大气压下温度上升1度c所产生的能量 ; 在温度不同的物体之间，热量总是由高温物体向低温物体传递;即使在等温过程中，物体之间的温度也不断出现微小差别，通过热量传递不断达到新的平衡。由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转化的能量;而该转化过程称为热交换或热传递;热量的公制为焦耳。
热量的计算公式：
①经某一过程温度变化为△t，它吸收(或放出)的热量。Q表示热量(J)，
Q=c·m·Δt.
Q吸=c·m·(t-t0)
Q放=c·m·(t0-t)
(t0是初温;t是末温)
其中C是与这个过程相关的比热(容).
热量的单位与功、能量的单位相同。在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，缩写为J)(为纪念科学家焦耳而立)。历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡，缩写为cal)，只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦。
注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦
某一区域在某一时段内吸收的热量与释放、储存的热量所维持的均衡关系。
△T=(t1-t0)
②固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq 气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq Q表示热量(J)，q表示热值( J/kg )，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m^3)。
q=Q放/m(固体);q=Q放/v(气体)
W=Q放=qm=Q放/m W=Q放=qV=Q放/v (W：总功)(热值与压强有关)
热量的单位：
Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳 J
m———表示某种燃料的质量———千克 kg
q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克 J/kg
考点名称：能量转化效率
能量转换效率：
使用能源的过程实际上就是能量转移或转化的过程，能源在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量，例如，煤燃烧后放出热量，可以用来烧水、做饭、取暖;也可以用来生产蒸汽，推动蒸汽机转换为机械能，或者推动汽轮发电机转变为电能。电能又可以通过电动机、电灯或其它用电器转换为机械能、光能或内能等。一般情况下，能源不可能全部转化为人们需要得到的能量，所谓能量转换效率就是人们需要得到的能量(即有用能量)与当初消耗总能量的比值，计算公式为效率=输出有用能量/输入的总能量。
能量转换效率计算公式：
能量转换效率的作用及意义
自然系统中存在的能量形式主要为：热能、机械、电能、内能、光能、化学能、声能、电磁能、原子能、生物能等，它们主要是通过一些设备进行从热能到机悈能的转变。
生态系统中能量在食物链的各个营养级之间，不断地流动和转化过程中，某一营养级的生物摄取的能量或同化量，占前一营养级生物换算或能量的生物量百分率。1942年由林德曼提出，他认为从一个营养级到另一个营养级的能量转换率为10%，则生产效率顺营养级逐级递减，即每通过一个营养级，能量减少90%。如果这个数值比例失调，就意味着生态系统中生物之间的数量平衡遭到破坏，也就是说能量转换的效率对于生态的作用也不容忽视。
考点名称：电功或电能的计算
电能是表示电流做多少功的物理量，电能指电以各种形式做功的能力(所以有时也叫电功 )，分为直流电能、交流电能，这两种电能均可相互转换。
电功计算基本公式及推导公式(适用于纯电阻电路)：W=UIt，W=I2Rt，W=U2t/R，W=Pt，W=Uq。
电能单位是“度”，它的学名叫做千瓦时，符号是kW·h。在物理学中，更常用的能量单位(也就是主单位，有时也叫国际单位)是焦耳，简称焦，符号是J。它们的关系是：1kW·h=3.6×106J，电能公式：W=UIt=Pt 根据欧姆定律(I=U/R)可以进一步推出：W=I2Rt=U2t/R
电功计算：
1. W=UQ电
电能也是一种能量，而这种能量的实施者就是电荷，电荷量就是这种能量在一般的时间内所有参与作功从A点到B点的实行者，每个电荷从A点到B点做的功就是电压，两者相乘就是AB的电功，就是消耗的电能
2. W=UIt
我们来看一下电功的含义，电功通俗的讲就是AB之间的一段时间A点到B点所消耗的电能(A点到B点可以是一个用电器，也可以是一部分电路)电压的实质是一个单位的电荷从A点到B点所做的功，电流提供的是在一个单位时间内AB之间的电荷量，时间也有了，那么AB之间的电荷量在一定时间内从A点到B点所做的功也就是消耗的电能就是W=UIt
3. W=Pt
W电功、P电功率、t时间
像功的计算方法一样就是功率乘以时间，在生活中可以理解为工作总量=工作效率×工作时间，同样道理电所做的功当就等于电做功的效率乘以时间。
W=I2Rt (纯电阻电路)
