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2021年中考物理考前沖刺復習:計算題 專項練習題 2套 (含答案解析)

2021-11-161 9.99元 35頁 357.03 KB
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2021年中考物理考前沖刺復習:計算題專項練習題1一.計算題(共12小題)1.如圖所示,輕質薄壁圓柱形容器足夠高且置于水平桌而上,其底面積為2×10﹣2m2,內盛有體積為8×10﹣3m3的水。g=10N/kg。求:(1)容器中水的質量m;(2)容器底部受到水的壓強p水。2.如圖所示的電路,電源電壓為12V且保持不變,電阻R1=8Ω。求:(1)當S1閉合、S2斷開時,電流表A的示數為1A,則R2的阻值多大?(2)當S1、S2均閉合時,電流表A的示數多大?(3)當S1、S2均斷開時,電壓表V1的示數為3V,則R3的阻值多大?3.如圖中為家用電熱飲水機,圖乙為它的電路原理圖,下表為它的銘牌數據,其中水楊和熱水箱中均已加滿水。水桶容量20L熱水箱容量1L第35頁共35頁,額定電壓220V加熱功率800W保溫功率88W(1)當S1閉合,S2斷開時,電熱飲水機處于  狀態(填“加熱”或“保溫”),此時電路中的電流是多大?(2)飲水機正常工作時,將熱水箱中的水從20℃加熱到90℃,求:水吸收的熱量是多少?(水的比熱容4.2×103J/(kg•℃))(3)電熱飲水機正常工作時加熱效率為80%.求:將熱水箱中的水從20℃加熱到90℃所消耗的電能為多少?4.為減少新型冠狀病毒的滋生蔓延,武漢市城管部門在夜間對城區道路集中開展了霧炮車噴灑消毒作業(如圖甲所示)。某型號4輪霧炮車空載時的質量為10t,每個車輪與地面的接觸面積為200cm2,它配備了一個體積為10m3的水箱。為了方便清洗,水箱底部有一個排水孔,排水孔蓋子面積約為100cm2(g取10N/kg)。(1)裝滿消毒液的霧炮車勻速通過一座橋,該橋的橋頭立有一塊牌子(如圖乙所示),通過計算說明這輛車能否安全通過該橋?(2)求裝滿消毒液的霧炮車靜止時對地面的壓強。(3)當水箱中消毒液的深度為1m時,排水孔蓋子受到消毒液的壓力約為多大?(消毒液的密度為0.8×103kg/m3)第35頁共35頁,5.如圖所示,用甲、乙兩種滑輪組,分別勻速豎直向上提升同一重物,從相同位置開始提升至同一高度處,求:(1)若不計繩重,滑輪重及摩擦,兩次拉力F1和F2之比;(2)若不計繩重及摩擦,重物質量為400g,動滑輪質量為100g,勻速拉動過程中甲、乙兩裝置的機械效率。6.如圖所示是某品牌養生壺的簡化電路圖,該養生壺有高溫、中溫和低溫三種工作擋位,下表是它的相關參數。請回答下列問題:(1)電阻R1、R2的阻值是多少?(2)該養生壺將滿壺水從20℃加熱至45℃,則水吸收的熱量為多少?(3)該養生壺在額定電壓下,處于高溫擋狀態,將滿壺水從20℃加熱至45℃,用時120s,該養生壺的加熱效率是多少?項目參數電源電壓/V220低溫擋功率/W275第35頁共35頁,中溫擋功率/W550高溫擋功率/W?容積/L1.17.如圖所示是我國自主研發的極地漫游機器人,質量為5×103kg,裝有四條三角形履帶,每條履帶與水平地面的接觸面積約為0.1m2.設該機器人在某水平路段沿直線勻速行駛480m耗時120s,該過程中機器人受到水平方向的牽引力為2×103N.取g=10N/kg,求:(1)該過程機器人行駛的速度是多少?(2)機器人靜止時對水平路面的壓強是多少?(3)牽引力在此過程中所做的功是多少?8.如圖,電源電壓恒為4.5V,燈泡L上標有“3V1.5W”字樣,滑動變阻器R2上標有“15Ω1A”字樣,定值電阻R1阻值為10Ω,電流表量程為0~3A,電壓表量程為0~3V,不計溫度對燈絲電阻的影響。求:(1)燈泡正常工作時電阻為多大;(2)當開關S、S1、S2閉合,S3斷開時,電路最小總功率為多大;(3)當開關S、S3閉合,S1、S2斷開時,在確保電路元件安全的情況下,滑動變阻器R2的取值范圍。第35頁共35頁,9.如圖甲所示的是家用電暖器。圖乙是其簡化的電路原理圖,已熱電阻R1>R2,部分銘牌參數如表。在電暖器翻倒時,開關S自動斷開,切斷電源,保證安全。小明在家中估測電暖器的加熱效率,估測出房間內空氣質量為60kg,觀察家中寒暑表,得出空氣溫度為10℃,讓電暖器在高溫擋正常工作20min,讀出空氣的溫度為25℃.求:[c空氣=1.1×103J/(kg•℃)]×牌電暖器額定電壓220V額定功率低溫擋550W中溫擋1100W高溫擋1650W頻率50Hz(1)電暖器在低溫擋正常工作時通過的電流。(2)發熱電阻R1的阻值。(3)電暖器的加熱效率。第35頁共35頁,10.小明家剛買一臺儲水式電熱水器,它有加熱和保溫兩種工作狀態,它的銘牌和簡化電路如下:型號3D226﹣J1額定電壓220V額定容量40L額定頻率50Hz最高水溫70℃保溫模式額定電流4A防水等級IPX4加熱模式額定電流10A(1)R1和R2阻值分別是多少?(2)將滿箱水從20℃加熱到50℃用于洗澡,求水吸收的熱量。(水的比熱容為c水=4.2×103J/(kg•℃)(3)在額定電壓下工作,此次加熱水的過程用了45min,則該熱水器的加熱效率約為多少?(保留一位小數的百分數)11.用如圖所示的滑輪組勻速提升浸沒在水中的物體,已知G=3900N。圓柱形容器底面積S=0.6m2,物體浸沒在水中時水面高度為100cm,當物體完全離開水面后(不計物體粘水),水面高度為80cm,已知物體浸沒在水中被提升時此裝置的機械效率為90%(不計繩重和繩子與滑輪間摩擦及水的阻力,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。)求:第35頁共35頁,(1)物體浸沒在水中時,水對容器底的壓強。(2)物體浸沒在水中時受到的浮力。(3)物體在離開水面前勻速提升物體所需的拉力。12.歡歡同學在學習了大氣壓強知識后,自制了一個氣壓計。如圖所示,在一小瓶內裝適量的帶顏色的水(未滿),插入玻璃管,然后從樓下跑到樓上,他將看到什么現象?為什么?他又想用這瓶子改成一個溫度計,并提高靈敏度,請問他應該怎樣改進?第35頁共35頁,參考答案與試題解析一.計算題(共12小題)1.【解答】解:(1)由ρ=mV可得:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×8×10﹣3m3=8kg;(2)容器內水的深度為:h水=V水S=8×10-3m32×10-2m2=0.4m,則容器底部受到水的壓強為:P水=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa;答:(1)容器中水的質量m為8kg;(2)容器底部受到水的壓強p水為4000Pa。2.【解答】解:(1)當S1閉合、S2斷開時,電路為R2的簡單電路,電流表測電路中的電流,由I=UR可得,R2的阻值:R2=UI2=12V1A=12Ω;(2)當S1、S2均閉合時,R1與R2并聯,電流表測干路電流,因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響,所以,通過R2的電流不變,因并聯電路中各支路兩端的電壓相等,所以,通過R1的電流:I1=UR1=12V8Ω=1.5A,因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,電流表A的示數:I=I1+I2=1.5A+1A=2.5A;(3)當S1、S2均斷開時,R2與R3串聯,電壓表V1測R2兩端電壓,電壓表V2測R3第35頁共35頁,兩端電壓,因串聯電路中各處的電流相等,所以,電路中的電流:I′=U2R2=3V12Ω=0.25A,因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R3兩端的電壓:U3=U﹣U2=12V﹣3V=9V,則R3的阻值:R3=U3I'=9V0.25A=36Ω。答:(1)R2的阻值為12Ω;(2)當S1、S2均閉合時,電流表A的示數為2.5A;(3)R3的阻值為36Ω。3.【解答】解:(1)由電路圖可知,當S1閉合,S2斷開時,兩電阻串聯,電路中的總電阻最大,由P=UI=U2R可知電路的總功率最小,處于保溫狀態;由P=UI可知,此時電路中的電流:I保溫=P保溫U=88W220V=0.4A;(2)由ρ=mV可知,水的質量:m=ρV=1.0×103kg/m3×10﹣3m3=1.0kg,水吸收的熱量為:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1.0kg×(90℃﹣20℃)=2.94×105J;(3)由η=Q吸W電可得,消耗的電能:W電=Q吸η=2.94×105J80%=3.675×105J。答:(1)保溫;此時電路中的電流是0.4A;(2)水吸收的熱量是2.94×105J;(3)熱水箱中的水從20℃加熱到90℃所消耗的電能為3.675×105J。4.【解答】解:(1)霧炮車裝滿消毒液時消毒液的體積:V=10m3,由ρ=mV可得,消毒液的質量:m液=ρ液V=0.8×103kg/m3×10m3=8×103kg=8t,裝滿消毒液的霧炮車的總質量:m總=m車+m液=10t+8t=18t,第35頁共35頁,由圖乙可知,該橋限重20t,由20t>18t可知,這輛車能安全通過該橋;(2)裝滿消毒液的霧炮車靜止時對地面的壓力:F=G總=m總g=18×103kg×10N/kg=1.8×105N,受力面積:S=4×200cm2=800cm2=0.08m2,對地面的壓強:p=FS=1.8×105N0.08m2=2.25×106Pa;(3)當水箱中消毒液的深度為1m時,排水孔蓋子受到消毒液的壓強:p液=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×1m=8×103Pa,由p=FS可得,排水孔蓋子受到消毒液的壓力:F液=p液S蓋=8×103Pa×100×10﹣4m2=80N。答:(1)這輛車能安全通過該橋;(2)裝滿消毒液的霧炮車靜止時對地面的壓強壓強為2.25×106Pa;(3)當水箱中消毒液的深度為1m時,排水孔蓋子受到消毒液的壓力約為80N。5.【解答】解:(1)由圖知,甲圖中,n1=2;乙圖中,n2=3,若不計繩重、滑輪重及摩擦,則拉力F=1nG,兩次拉力F1和F2之比:F1:F2=1n1G:1n2G=12:13=3:2;(2)重物的重力:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,第35頁共35頁,動滑輪的重力:G輪=m輪g=0.1kg×10N/kg=1N,不計繩重及摩擦時,滑輪組的機械效率η=W有用W總=GhGh+G輪h=GG+G輪,由于兩裝置中物重和動滑輪重均相同,所以甲、乙兩裝置的機械效率:η1=η2=GG+G輪=4N4N+1N×100%=80%。答:(1)若不計繩重、滑輪重及摩擦,兩次拉力F1和F2之比為3:2;(2)若不計繩重及摩擦,甲、乙兩裝置的機械效率都是80%。6.【解答】解:由圖知,當開關S1斷開,S2接A時,電阻R1、R2串聯,電路中的總電阻最大,由P=UI=U2R可知,總功率最小,此時為低溫擋;由圖知,當開關S1閉合,S2接B時,電阻R1、R2并聯,電路中的總電阻最小,由P=UI=U2R可知,總功率最大,所以此狀態為高溫擋;當S2接A,S1閉合時,R2被短路,只有電阻R1接入電路,養生壺處于中溫擋,(1)養生壺處于中溫擋工作時,由P=U2R得電阻R1接入電路的阻值為:R1=U2P中溫=(220V)2550W=88Ω;低溫擋時電路的總電阻為:R=U2P低溫=(220V)2275W=176Ω,根據串聯電路電阻的規律知電阻R2的阻值為:R2=R﹣R1=176Ω﹣88Ω=88Ω;(2)根據ρ=mV知,水的質量為:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.1×10﹣3m3=1.1kg,第35頁共35頁,該養生壺將滿壺水從20℃加熱至45℃,則水吸收的熱量為:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.1kg×(45℃﹣20℃)=1.155×105J;(3)高溫擋的功率為:P高溫=U2R1+U2R2=(220V)288Ω+(220V)288Ω=1100W,由P=Wt可得,使用高溫擋正常加熱120s消耗的電能:W=P高t′=1100W×120s=1.32×105J,養生壺高溫擋的加熱效率:η=Q吸W×100%=1.155×105J1.32×105J×100%=87.5%。答:(1)電阻R1、R2的阻值都為88Ω;(2)該養生壺將滿壺水從20℃加熱至45℃,水吸收的熱量為1.155×105J;(3)該養生壺的加熱效率是87.5%。7.【解答】解:(1)該過程機器人行駛的速度:v=st=480m120s=4m/s;(2)機器人靜止時對水平路面的壓力:F=G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N,機器人靜止時對水平路面的壓強:p=FS=5×104N4×0.1m2=1.25×105Pa;(3)牽引力在此過程中所做的功:W=F′s=2×103N×480m=9.6×105J。答:(1)該過程機器人行駛的速度是4m/s;(2)機器人靜止時對水平路面的壓強是1.25×105Pa;第35頁共35頁,(3)牽引力在此過程中所做的功是9.6×105J。8.【解答】解:(1)根據P=U2R得,燈泡正常工作時電阻:RL=U額2P額=(3V)21.5W=6Ω;(2)當開關S、S1、S2閉合,S3斷開時,燈泡L被短路,定值電阻R1與滑動變阻器R2并聯,當滑動變阻器R2的阻值最大為15Ω時,電路總電流最小,電路總功率最小,通過R1的電流:I1=UR1=4.5V10Ω=0.45A,通過滑動變阻器R2的電流:I2=UR2=4.5V15Ω=0.3A,電路最小總功率:P最?。経×(I1+I2)=4.5V×(0.45A+0.3A)=3.375W;(3)當開關S、S3閉合,S1、S2斷開時,R1斷路,燈泡L與滑動變阻器R2串聯,電壓表測滑動變阻器R2兩端電壓燈泡的額定電流:I額=P額U額=1.5W3V=0.5A;因為燈泡額定電流I額=0.5A,電流表量程為0~3A,滑動變阻器標有“15Ω1A”字樣,所以,在確保電路元件安全的情況下,電路中最大電流為I最大=I額=0.5A,此時滑動變阻器R2阻值最小,則電路最小總電阻:R最小=UI最大=4.5V0.5A=9Ω滑動變阻器R2最小阻值:R2最?。絉最小﹣RL=9Ω﹣6Ω=3Ω;因為電壓表量程為0~3V,所以在確保電路元件安全的情況下,滑動變阻器兩端電壓最大為U2=3V時,此時滑動變阻器阻值最大,此時電路中電流:I最小=U-U2RL=4.5V-3V6Ω=0.25A,第35頁共35頁,滑動變阻器R2最大阻值:R2最大=U2I最小=3V0.25A=12Ω,綜上所述滑動變阻器的阻值范圍為3Ω~12Ω。答:(1)燈泡正常工作時電阻為6Ω;(2)當開關S、S1、S2閉合,S3斷開時,電路最小總功率為3.375W;(3)當開關S、S3閉合,S1、S2斷開時,在確保電路元件安全的情況下,滑動變阻器R2的取值范圍為3Ω~12Ω。9.【解答】解:(1)根據表中數據,低溫擋功率為550W,由P=UI可得,電暖器在低溫擋時,正常工作的電流:I=P低U=550W220V=2.5A;(2)已知電阻R1>R2,只閉合S1,只有R1連入電路中,由P=U2R可知,這時為“低溫”檔,“低溫”檔正常工作時的電阻是:R1=U2P低=(220V)2550W=88Ω;(3)估測出房間內空氣質量為60kg,空氣溫度為10℃升高到25℃,空氣吸收的熱量:Q吸=c空氣m△t=1.1×103J/(kg•℃)×60kg×(25℃﹣10℃)=9.9×105J;高溫擋功率為1650W,電暖器的“高溫”檔正常工作20分鐘,放出的熱量:W=P高溫t′=1650W×20×60s=1.98×106J;電暖器的加熱效率:η=QW=9.9×105J1.98×106J×100%=50%。答:(1)電暖器在低溫擋時,正常工作的電流為2.5A;(2)R1的阻值為88Ω;(3)電暖器的加熱效率為50%。第35頁共35頁,10.【解答】解:(1)由電路圖可知,開關S斷開時,兩電阻串聯,電路電阻較大;開關S閉合時,只有電阻R2接入電路;因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以當開關S閉合時,電路中的電阻較小,由P=U2R可知,電壓一定時,熱水器功率較大,處于加熱狀態;當開關S斷開時,處于保溫狀態;由I=UR知R2的電阻為:R2=UI加熱=220V10A=22Ω,保溫時,R1、R2串聯的總電阻為:R總=UI保溫=220V4A=55Ω,根據串聯電路電阻的規律知R1的阻值為:R1=R總=R2=55Ω﹣22Ω=33Ω;(2)由ρ=mV可得水的質量為:m=ρV=1.0×103kg/m3×40×10﹣3m3=40kg,水從20℃加熱至50℃時吸收的熱量為:Q吸=c水cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×(50℃﹣20℃)=5.04×106J;(3)由P=Wt可得消耗的電能:W=P加熱t=UI加熱t=220V×10A×45×60s=5.94×106J,電熱水器的加熱效率:η=Q吸W×100%=5.04×106J5.94×106J×100%≈84.8%。答:(1)R1和R2阻值分別是33Ω、22Ω;(2)水吸收的熱量為5.04×106J;第35頁共35頁,(3)該熱水器的加熱效率約為84.8%。11.【解答】解:(1)物體浸沒在水中時,水的深度:h1=100cm=1m,水對容器底的壓強:p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa;(2)當物體完全離開水面后,水面高度:h2=80cm=0.8m,物體排開水的體積:V排=S容(h1﹣h2)=0.6m2×(1m﹣0.8m)=0.12m3,物體浸沒在水中時受到的浮力:F?。?rho;水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1200N;(3)由圖可知,滑輪組繩子的有效股數n=3,設物體在離開水面前提升的高度為h,則繩端移動的距離s=nh=3h,則拉力所做的有用功:W有=(G﹣F?。﹉=(3900N﹣1200N)h=2700N×h,由η=W有W總×100%可得,拉力所做的總功:W總=W有η=2700N×h90%=3000N×h,由W=Fs可得,提升物體所需的拉力:F=W總s=3000N×h3h=1000N。答:(1)物體浸沒在水中時,水對容器底的壓強為1×104Pa;(2)物體浸沒在水中時受到的浮力為1200N;第35頁共35頁,(3)物體在離開水面前勻速提升物體所需的拉力為1000N。12.【解答】答:在一小瓶內裝適量的帶顏色的水(未滿),插入玻璃管,然后從樓下跑到樓上,將看到細玻璃管中液面上升,說明大氣壓隨高度的升高而減??;溫度計是根據液體的熱脹冷縮的原理工作的,所以要制一只溫度計,他應該將玻璃瓶裝滿水;玻璃泡中的液體升高相同的溫度,體積膨脹相同,如果管越細,上升的刻度越多,越靈敏,因此為了提高該溫度計的靈敏度,他應該選擇細一點的玻璃管。第35頁共35頁,2021年中考物理考前沖刺復習:計算題專項練習題2一.計算題(共10小題)1.用激光器向月球發射激光信號,2.7秒后接收到從月球返回的信號,(光速c=3×108m/s)問:(1)月球距離地球多遠?(2)如果一輛賽車以500km/h的速度不停地跑,它要經過多長時間才能跑完這段路程?2.我們可用下述方法測定鋼里的聲速。在鋼管的一端敲一下,在管的另一端聽到兩次響聲,第一次是由鋼傳來的,第二次是由空氣傳來的。管長1020m,兩次響聲間隔2.8s,如果當時空氣中的聲速是340m/s,求:(1)聲音在空氣中傳播的時間?(2)聲音在鋼管中傳播的時間?(3)鋼里的聲速?3.某品牌智能滾筒洗衣機具有洗凈度高、不傷衣物、可設定洗滌溫度、方便安全等優點。其簡化等效電路如圖所示,此時處于空擋位置。閉合開關S,旋鈕繞P轉動,實現擋位轉換,旋至1擋位置時,R1、R2同時工作,洗衣機處于加熱狀態;旋至2擋位置時,R2和電動機同時工作,洗衣機處于保溫洗滌狀態。R1和R2均為電熱絲,其阻值不受溫度影響,R1=22Ω,洗衣機主要參數如下表。[c水=4.2×103J/(kg•℃)](1)電熱絲R2的阻值是多少?(2)某次洗衣時,洗衣機內注入8kg水,在額定電壓下對水加熱,水溫由20℃上升到50℃,洗衣機的加熱效率為60%,則洗衣機的加熱時間是多少?(3)若洗衣機處于保溫洗滌狀態時,干路中的電流為2A,則電動機的功率是多少?第35頁共35頁,xx牌智能洗衣機額定電壓220V加熱功率2400W設定溫度范圍30﹣90℃防電墻電阻1×106Ω4.如圖,電源電壓恒為4.5V,燈泡L上標有“3V1.5W”字樣,滑動變阻器R2上標有“15Ω1A”字樣,定值電阻R1阻值為10Ω,電流表量程為0~3A,電壓表量程為0~3V,不計溫度對燈絲電阻的影響。求:(1)燈泡正常工作時電阻為多大;(2)當開關S、S1、S2閉合,S3斷開時,電路最小總功率為多大;(3)當開關S、S3閉合,S1、S2斷開時,在確保電路元件安全的情況下,滑動變阻器R2的取值范圍。5.如圖所示,在水平桌面上放置一個體積為20cm3、重為1.8N的小球,小球處于靜止狀態。旁邊的桌面上放置一個平底薄塑料杯(重力忽略不計),高為0.1m,杯中裝滿水,水重為3N.(g=10N/kg)求:第35頁共35頁,(1)畫出小球靜止在水平桌面時的受力示意圖;(2)小球對水平桌面的壓力;(3)杯中水對杯底的壓強;(4)把小球緩慢的放入水中,當小球再次靜止時,杯子對桌面的壓力增加了多少牛?6.小明觀察家中電飯鍋的使用說明書,得到電飯鍋的部分參數如表所示,電飯鍋的簡化電路圖如圖所示,R1和R2都是電熱絲(不考慮溫度對電熱絲電阻的影響)。小明將初溫為20℃質量為1.5kg的水倒入電飯鍋里加熱,觀察到加熱5min水溫升高到60℃.[c水=4.2×103J/(kg•℃)求:額定電壓220V額定功率加熱1200W保溫44W(1)電熱絲R2的阻值;(2)水吸收的熱量;(3)電飯鍋燒水的效率。7.如圖甲所示的是南昌融創茂入園口的自動扶梯,如表是該自動扶梯的部分參數。周末,總質量為300kg的小明和爸爸媽媽、爺爺奶奶一家五口乘坐扶梯入園游玩,扶梯以最小電功率工作,小明分別記錄了上梯和下梯時秒表的示數,如圖乙所示,(g取10N/kg)求:第35頁共35頁,額定電壓U額/V380電功率P/kW4(空載)~19(滿載)運行速度v/(m•s﹣1)0.8最大載重量G滿載/N3.5×104高度h/m5(1)該扶梯正常滿載運行工作時的電流;(2)該扶梯對小明一家五口做的功;(3)該扶梯將小明一家五口載上梯頂消耗的電能。8.如圖甲所示電路,電源電壓保持不變。燈L標有“4V2W”字樣,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,滑動變阻器R1的最大阻值為20Ω,只閉合開關S、S1,調節滑動變阻器滑片P,電流表的示數與電壓表的示數變化關系圖象如圖乙所示。求:(1)燈L正常工作時的電阻;第35頁共35頁,(2)電源電壓及定值電阻R2的阻值;(3)只閉合開關S和S2,移動滑動變阻器的滑片P,燈L的I﹣U圖象如圖丙所示,在保證各元件安全工作的情況下,滑動變阻器R1允許的取值范圍。9.近日,我國新型戰略核潛艇,如圖甲所示為保障國家安全,進行了戰略巡航。如表是核潛艇的部分性能參數下排水量11500噸水下最大航速36節水面排水量9000噸水下巡航速度20節艇長135米最大潛深350米艇寬13米發電機最大功率25000千瓦求:(1)核潛艇以水下最大航速行駛,到距離2700km外的某海域執行任務所用的時間(1節≈0.5m/s)。(2)核潛艇在水面航行時受到的浮力,下潛到最大深度時受到水的壓強(g=10N/kg,海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3)。(3)若核潛艇在水下巡航時做水平勻速直線運動,所受阻力與速度的關系如圖乙所示,它的動力功率是多少?10.如圖所示,滑動變阻器R2上標有“40Ω1A”字樣,只閉合開關S1,將變阻器滑片P移到中點時,電流A1示數為0.2A,燈泡L的實際功率為1.6W;同時閉合開關S1、S2,且將變阻器滑片P移到a端時,燈泡正常發光,此時電流表A2的示數為0.1A.(電源電壓不變,忽略溫度對燈泡電阻影響)則:第35頁共35頁,(1)只閉合開關S1時,電壓表示數是多少?電源電壓是多少?(2)同時閉合開關S1、S2,且將變阻器滑片P移到a端時,電流表A1的示數是多少?燈泡L的額定功率是多少?二.解答題(共2小題)11.如圖所示,由于人們沒有按安全用電的原則用電,造成了電路中電流過大,從而使插座板發生熱甚至要燃燒,利用你所學過的知識來回答下面問題。(1)上面所說的“電路中電流過大”產生的原因是什么?(2)在家庭電路中,人們安裝了保險絲來防止這種現象所帶來的危害。保險絲是根據什么原理制成的?(3)小明家的保險絲經常熔斷,在不改電路其它原件的情況下,小明的爸爸想換一個規格大些的是否可以?12.小華家安裝的電熱水器銘牌如表所示:XX牌全自動電熱水器型號:HMPZ﹣12D凈重:10kg第35頁共35頁,額定電壓:220V類別:防觸電保護類額定功率:2kW水容量:40L出廠日期:2015年5月18日編號:2015051188(1)為安全起見,電熱水器應選用  插座(選填“甲”或“乙”)。(2)該電熱水器正常工作時,電熱絲的電阻;(3)熱水器裝滿水,正常工作時電熱絲產生的熱量有80%被水吸收,要使水溫從20℃升高到70℃,需要加熱的時間[已知c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]。第35頁共35頁,參考答案與試題解析一.計算題(共10小題)1.【解答】解:(1)由題知,激光從月球傳到地球所用的時間:t=12×2.7s=1.35s,由v=st得月球到地球的距離:s=vt=1.35s×3×108m/s=4.05×108m=4.05×105km;(2)一輛賽車以500km/h的速度不停地跑完月球到到地球的距離所用時間,t′=sv'=4.05×105km500km/h=810h。答:(1)月球距離地球4.05×108m;(2)如果一輛賽車以500km/h的速度不停地跑,它要經過810h才能跑完這段路程。2.【解答】解:(1)由v=st得聲音在空氣中的傳播時間:t空氣=sv空氣=1020m340m/s=3s;(2)由題意知:t空氣﹣t鋼=2.8s,聲音在鋼中的傳播時間:t鋼=t空氣﹣2.8s=3s﹣2.8s=0.2s,(3)聲音在鋼中的傳播速度:v鋼=st鋼=1020m0.2s=5100m/s。答:(1)聲音在空氣中傳播的時間是3s;(2)聲音在鋼管中傳播的時間是0.2s;(3)鋼里的聲速是5100m/s。第35頁共35頁,3.【解答】解:(1)由題意和電路圖可知,當旋鈕旋至1檔時,電熱絲R1與R2并聯,洗衣機處于加熱狀態,由表格數據可知,加熱功率P加熱=2400W,電熱絲R1消耗的功率:P1=U2R1=(220V)222Ω=2200W,因總功率等于各電阻消耗功率之和,所以電熱絲R2消耗的功率:P2=P加熱﹣P1=2400W﹣2200W=200W,則電熱絲R2的阻值:R2=U2P2=(220V)2200W=242Ω。(2)洗衣機內注入8kg水,水溫由20℃上升到50℃時水吸收的熱量:Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×8kg×(50℃﹣20℃)=1.008×106J,由η=Q吸W×100%可得,洗衣機加熱時消耗的電能:W=Q吸η=1.008×106J60%=1.68×106J,由P=Wt可得,需要的加熱時間:t′=WP加熱=1.68×106J2400W=700s;(3)由(1)可知,加熱時R2的電功率:P2=200W,當旋鈕旋至2檔時,R2與電動機并聯,洗衣機處于保溫洗滌狀態,干路中的電流為2A,且R2的電壓不變、阻值不變,其消耗的功率仍然為P2=200W不變,此時電路的總功率:P保溫=UI=220V×2A=440W,第35頁共35頁,所以,電動機的功率:PM=P保溫﹣P2=440W﹣200W=240W。答:(1)電熱絲R2的阻值是242Ω;(2)某次洗衣時,洗衣機內注入8kg水,在額定電壓下對水加熱,水溫由20℃上升到50℃,洗衣機的加熱效率為60%,則洗衣機的加熱時間是700s;(3)若洗衣機處于保溫洗滌狀態時,干路中的電流為2A,則電動機的功率是240W。4.【解答】解:(1)根據P=U2R得,燈泡正常工作時電阻:RL=U額2P額=(3V)21.5W=6Ω;(2)當開關S、S1、S2閉合,S3斷開時,燈泡L被短路,定值電阻R1與滑動變阻器R2并聯,當滑動變阻器R2的阻值最大為15Ω時,電路總電流最小,電路總功率最小,通過R1的電流:I1=UR1=4.5V10Ω=0.45A,通過滑動變阻器R2的電流:I2=UR2=4.5V15Ω=0.3A,電路最小總功率:P最?。経×(I1+I2)=4.5V×(0.45A+0.3A)=3.375W;(3)當開關S、S3閉合,S1、S2斷開時,R1斷路,燈泡L與滑動變阻器R2串聯,電壓表測滑動變阻器R2兩端電壓燈泡的額定電流:I額=P額U額=1.5W3V=0.5A;因為燈泡額定電流I額=0.5A,電流表量程為0~3A,滑動變阻器標有“15Ω1A”字樣,所以,在確保電路元件安全的情況下,電路中最大電流為I最大=I額=0.5A,此時滑動變阻器R2阻值最小,則電路最小總電阻:R最小=UI最大=4.5V0.5A=9Ω第35頁共35頁,滑動變阻器R2最小阻值:R2最?。絉最小﹣RL=9Ω﹣6Ω=3Ω;因為電壓表量程為0~3V,所以在確保電路元件安全的情況下,滑動變阻器兩端電壓最大為U2=3V時,此時滑動變阻器阻值最大,此時電路中電流:I最小=U-U2RL=4.5V-3V6Ω=0.25A,滑動變阻器R2最大阻值:R2最大=U2I最小=3V0.25A=12Ω,綜上所述滑動變阻器的阻值范圍為3Ω~12Ω。答:(1)燈泡正常工作時電阻為6Ω;(2)當開關S、S1、S2閉合,S3斷開時,電路最小總功率為3.375W;(3)當開關S、S3閉合,S1、S2斷開時,在確保電路元件安全的情況下,滑動變阻器R2的取值范圍為3Ω~12Ω。5.【解答】解:(1)小球靜止在水平桌面上,受到豎直向下的重力G球、豎直向上的支持力F支,二力是一對平衡力,大小相等,F支=G球=1.8N,二力的作用點都畫在小球的重心,如圖所示:;(2)小球對水平桌面的壓力:F壓=G球=1.8N。(3)杯中裝滿水,水深h=0.1m,杯中水對杯底的壓強:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa。第35頁共35頁,(4)小球的質量:m球=G球g=1.8N10N/kg=0.18kg=180g,小球的密度:ρ球=m球V球=180g20cm3=9g/cm3=9×103kg/m3;因為ρ球>ρ水,所以,小球沉底,小球在水中靜止時受到的浮力:F?。?rho;水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3=0.2N,杯子重力忽略不計,小球沒有放入水中時杯子對桌面的壓力:F=G水=3N;小球排開水的重力:G排=F?。?.2N,則小球放入水中時杯子對桌面的壓力:F′=G水+G球﹣G排=3N+1.8N﹣0.2N=4.6N,當小球再次靜止時,杯子對桌面的壓力增加值:△F=F′﹣F=4.6N﹣3N=1.6N。故答案為:(1)小球靜止在水平桌面時的受力示意圖,如圖所示;(2)小球對水平桌面的壓力為1.8N;(3)杯中水對杯底的壓強為1×103Pa;(4)把小球緩慢的放入水中,當小球再次靜止時,杯子對桌面的壓力增加了1.6N。6.【解答】解:(1)S、S0閉合時兩電阻并聯,當S0斷開時為R2的簡單電路,由并聯電阻總電阻小于其中任一電阻及P=U2R可知,S0閉合時為加熱檔,S0斷開時為保溫擋,第35頁共35頁,則電熱絲R2的阻值:R2=U2P保溫=(220V)244W=1100Ω;(2)初溫為20℃、質量為1.5kg的水升高到60℃,水吸收的熱量:Q吸=cm水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.5kg×(60℃﹣20℃)=2.52×105J;(3)由P=Wt可得,電飯鍋消耗的電能:W=Pt=1200W×5×60s=3.6×105J,電飯鍋的加熱效率:η=Q吸W×100%=2.52×105J3.6×105J×100%=70%。答:(1)電熱絲R2的阻值為1100Ω;(2)水吸收的熱量為2.52×105J;(3)電飯鍋燒水的效率為70%。7.【解答】解:(1)由表格可知:扶梯額定電壓U額=380V,滿載運行時電功率P滿=19kW,根據P=UI,滿載運行時的工作電流:I=P滿載U額=19×103W380V=50A;(2)小明一家五口的重力:G=mg=300kg×10N/kg=3000N,該扶梯對小明一家五口做的功:W人=Gh=3000N×5m=1.5×104J;(3)由圖乙可知扶梯運送的時間t=12.5s,扶梯以最小電功率工作,由P=Wt可得,該扶梯將小明一家五口載上梯頂消耗的電能:W電=P最小t=4×103W×12.5s=5×104J第35頁共35頁,答:(1)該扶梯正常滿載運行工作時的電流為50A;(2)該扶梯對小明一家五口做的功為1.5×104J;(3)該扶梯將小明一家五口載上梯頂消耗的電能為5×104J。8.【解答】解:(1)由P=U2R得,小燈泡正常工作時的電阻為:RL=U額2P額=(4V)22W=8Ω;(2)只閉合開關S、S1,定值電阻R2和滑動變阻器R1串聯,電壓表測量滑動變阻器R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流。由串聯電路的電壓特點和歐姆定律可得,電源電壓:U=U1+IR2,在圖(b)中取兩組數據代入公式,可得:U=3.0V+0.2A×R2﹣﹣﹣﹣①U=1.0V+0.4A×R2﹣﹣﹣﹣﹣②聯立①②解得:U=5V,R2=10Ω;(3)只閉合開關S和S2,燈泡L串聯和滑動變阻器R1串聯,電壓表測量滑動變阻器R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流,由串聯電路的分壓規律可知,當電壓表示數最大為3V時,R1接入電路的電阻最大,此時小燈泡兩端電壓為:UL=U﹣U1大=5V﹣3V=2V,由圖丙可知電路中最小電流:I最?。?.4A,則R1接入電路的最大電阻:R1大=U1大I最小=3V0.4A=7.5Ω;燈泡L正常工作時電流:I最大=0.5A<0.6A(電流表安全),燈泡L正常工作時的電壓為4V,此時滑動變阻器兩端的電壓:U1?。経﹣UL額=5V﹣4V=1V,第35頁共35頁,由歐姆定律得,R1接入電路的最小電阻:R1小=U1小I最大=1V0.5A=2Ω,所以,R1允許的取值范圍是2Ω~7.5Ω。答:(1)小燈泡的電阻為8Ω;(2)電源電壓為5V,定值電阻R2的阻值為10Ω;(3)只閉合開關S和S2,滑動變阻器R1允許的取值范圍為2Ω~7.5Ω。9.【解答】解:(1)核潛艇水下最大航速v=36×0.5m/s=18m/s,s=2700km=2.7×106m,由v=st得所用時間:t=sv=2.7×106m18m/s=1.5×105s;(2)由表格數據可知,在水面上航行時,m排=9000t=9×106kg,則核潛艇在水面航行時受到的浮力:F?。紾排=m排g=9×106kg×10N/kg=9×107N;下潛最大深度h=350m,受到海水的壓強:p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×350m=3.605×106Pa;(3)核潛艇在水下巡航時,做水平勻速直線運動,受到的動力和阻力是一對平衡力,大小相等,它在水下航行速度為20節時,則速度v=20×0.5m/s=10m/s,由圖像可知:F=f=30×104N,因此動力的功率:P=Fv=30×104N×10m/s=3×106W。答:(1)核潛艇以水下最大航速行駛,到距離2700km外的某海域執行任務所用的時間為1.5×105s;第35頁共35頁,(2)核潛艇在水面航行時受到的浮力為9×107N;下潛到最大深度時受到水的壓強為3.605×106Pa;(3)若核潛艇在水下巡航時,做水平勻速直線運動,它的動力功率是3×106W。10.【解答】解:(1)只閉合開關S1,將變阻器滑片P移到中點時,L與12R2串聯,電流表A1測電路中的電流,此時電壓表被斷路,示數為0V,由P=I2R可得,燈泡的電阻:RL=PL實I2=1.6W(0.2A)2=40Ω,因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,由I=UR可得,電源的電壓:U=I(RL+12R2)=0.2A×(40Ω+12×40Ω)=12V;(2)同時閉合開關S1、S2,且將變阻器滑片P移到a端時,L與R1并聯,電流表A1測干路電流,電流表A2測R1支路的電流,因并聯電路中各支路兩端的電壓相等,所以,通過L的電流:IL=URL=12V40Ω=0.3A,因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,電流表A1的示數:I′=IL+I1=0.3A+0.1A=0.4A,燈泡的電功率即為額定功率:PL=UIL=12V×0.3A=3.6W。答:(1)只閉合開關S1時,電壓表示數是0V,電源電壓是12V;第35頁共35頁,(2)同時閉合開關S1、S2,且將變阻器滑片P移到a端時,電流表A1的示數是0.4A,燈泡L的額定功率是3.6W。二.解答題(共2小題)11.【解答】答:(1)分析上圖可知,此時導致家庭電路中電流過大的原因是由于總功率過大造成的;(2)保險絲應串聯在電路中,據焦耳定律可知,保險絲應選用電阻較大的、熔點較低的材料制成,即在電流過大時,產生熱量較多,即此時會自動熔斷,保護電路,即它是利用電流的熱效應的原理制成的;(3)短路或總功率過大都會導致保險絲熔斷,所以我們使用對應的規格的保險絲,且必須檢查清楚電路的故障后再閉合開關,千萬不能直接換上規格大些的保險絲直接供電。12.【解答】解:(1)因為電熱水器是金屬外殼,所以必須接地線,而三孔插座接地線,故選乙;(2)電熱絲的電阻R=U2P=(220V)22000W=24.2Ω;(3)水的體積V=40L=40dm3=4×10﹣2m3,水的質量m=ρV=1.0×103kg/m3×4×10﹣2m3=40kg,水吸收的熱量Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×(70℃﹣20℃)=8.4×106J,η=Q吸W得消耗的電能WQ吸η=8.4×106J0.8=1.05×107J,加熱器工作的時間t=WP=1.05×107J2000W=5250s=87.5min。答:(1)乙;(2)該電熱水器正常工作時,電熱絲的電阻為24.2Ω;(3)熱水器裝滿水,正常工作時電熱絲產生的熱量有80%被水吸收,要使水溫從20℃升高到70℃,需要加熱87.5min。第35頁共35頁,第35頁共35頁
2021年中考物理考前沖刺復習:計算題 專項練習題 2套 (含答案解析)
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