2021年中考物理考前冲刺复习:计算题 专项练习题 2套(含答案解析)
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2021年中考物理考前冲刺复习:计算题专项练习题1一.计算题(共10小题)1.用激光器向月球发射激光信号,2.7秒后接收到从月球返回的信号,(光速c=3×108m/s)问:(1)月球距离地球多远?(2)如果一辆赛车以500km/h的速度不停地跑,它要经过多长时间才能跑完这段路程?2.我们可用下述方法测定钢里的声速。在钢管的一端敲一下,在管的另一端听到两次响声,第一次是由钢传来的,第二次是由空气传来的。管长1020m,两次响声间隔2.8s,如果当时空气中的声速是340m/s,求:(1)声音在空气中传播的时间?(2)声音在钢管中传播的时间?(3)钢里的声速?3.某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图所示,此时处于空挡位置。闭合开关S,旋钮绕P转动,实现挡位转换,旋至1挡位置时,R1、R2同时工作,洗衣机处于加热状态;旋至2挡位置时,R2和电动机同时工作,洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝,其阻值不受温度影响,R1=22Ω,洗衣机主要参数如下表。[c水=4.2×103J/(kg•℃)](1)电热丝R2的阻值是多少?(2)某次洗衣时,洗衣机内注入8kg水,在额定电压下对水加热,水温由20℃上升到50℃,洗衣机的加热效率为60%,则洗衣机的加热时间是多少?(3)若洗衣机处于保温洗涤状态时,干路中的电流为2A,则电动机的功率是多少?xx牌智能洗衣机额定电压220V第32页共32页,加热功率2400W设定温度范围30﹣90℃防电墙电阻1×106Ω4.如图,电源电压恒为4.5V,灯泡L上标有“3V1.5W”字样,滑动变阻器R2上标有“15Ω1A”字样,定值电阻R1阻值为10Ω,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V,不计温度对灯丝电阻的影响。求:(1)灯泡正常工作时电阻为多大;(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路最小总功率为多大;(3)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2的取值范围。5.如图所示,在水平桌面上放置一个体积为20cm3、重为1.8N的小球,小球处于静止状态。旁边的桌面上放置一个平底薄塑料杯(重力忽略不计),高为0.1m,杯中装满水,水重为3N.(g=10N/kg)求:(1)画出小球静止在水平桌面时的受力示意图;(2)小球对水平桌面的压力;第32页共32页,(3)杯中水对杯底的压强;(4)把小球缓慢的放入水中,当小球再次静止时,杯子对桌面的压力增加了多少牛?6.小明观察家中电饭锅的使用说明书,得到电饭锅的部分参数如表所示,电饭锅的简化电路图如图所示,R1和R2都是电热丝(不考虑温度对电热丝电阻的影响)。小明将初温为20℃质量为1.5kg的水倒入电饭锅里加热,观察到加热5min水温升高到60℃.[c水=4.2×103J/(kg•℃)求:额定电压220V额定功率加热1200W保温44W(1)电热丝R2的阻值;(2)水吸收的热量;(3)电饭锅烧水的效率。7.如图甲所示的是南昌融创茂入园口的自动扶梯,如表是该自动扶梯的部分参数。周末,总质量为300kg的小明和爸爸妈妈、爷爷奶奶一家五口乘坐扶梯入园游玩,扶梯以最小电功率工作,小明分别记录了上梯和下梯时秒表的示数,如图乙所示,(g取10N/kg)求:额定电压U额/V380电功率P/kW4(空载)~19(满载)第32页共32页,运行速度v/(m•s﹣1)0.8最大载重量G满载/N3.5×104高度h/m5(1)该扶梯正常满载运行工作时的电流;(2)该扶梯对小明一家五口做的功;(3)该扶梯将小明一家五口载上梯顶消耗的电能。8.如图甲所示电路,电源电压保持不变。灯L标有“4V2W”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片P,电流表的示数与电压表的示数变化关系图象如图乙所示。求:(1)灯L正常工作时的电阻;(2)电源电压及定值电阻R2的阻值;(3)只闭合开关S和S2,移动滑动变阻器的滑片P,灯L的I﹣U图象如图丙所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围。第32页共32页,9.近日,我国新型战略核潜艇,如图甲所示为保障国家安全,进行了战略巡航。如表是核潜艇的部分性能参数下排水量11500吨水下最大航速36节水面排水量9000吨水下巡航速度20节艇长135米最大潜深350米艇宽13米发电机最大功率25000千瓦求:(1)核潜艇以水下最大航速行驶,到距离2700km外的某海域执行任务所用的时间(1节≈0.5m/s)。(2)核潜艇在水面航行时受到的浮力,下潜到最大深度时受到水的压强(g=10N/kg,海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3)。(3)若核潜艇在水下巡航时做水平匀速直线运动,所受阻力与速度的关系如图乙所示,它的动力功率是多少?10.如图所示,滑动变阻器R2上标有“40Ω1A”字样,只闭合开关S1,将变阻器滑片P移到中点时,电流A1示数为0.2A,灯泡L的实际功率为1.6W;同时闭合开关S1、S2,且将变阻器滑片P移到a端时,灯泡正常发光,此时电流表A2的示数为0.1A.(电源电压不变,忽略温度对灯泡电阻影响)则:(1)只闭合开关S1时,电压表示数是多少?电源电压是多少?(2)同时闭合开关S1、S2,且将变阻器滑片P移到a端时,电流表A1的示数是多少?灯泡L的额定功率是多少?第32页共32页,二.解答题(共2小题)11.如图所示,由于人们没有按安全用电的原则用电,造成了电路中电流过大,从而使插座板发生热甚至要燃烧,利用你所学过的知识来回答下面问题。(1)上面所说的“电路中电流过大”产生的原因是什么?(2)在家庭电路中,人们安装了保险丝来防止这种现象所带来的危害。保险丝是根据什么原理制成的?(3)小明家的保险丝经常熔断,在不改电路其它原件的情况下,小明的爸爸想换一个规格大些的是否可以?12.小华家安装的电热水器铭牌如表所示:XX牌全自动电热水器型号:HMPZ﹣12D净重:10kg额定电压:220V类别:防触电保护类额定功率:2kW水容量:40L出厂日期:2015年5月18日编号:2015051188第32页共32页,(1)为安全起见,电热水器应选用 插座(选填“甲”或“乙”)。(2)该电热水器正常工作时,电热丝的电阻;(3)热水器装满水,正常工作时电热丝产生的热量有80%被水吸收,要使水温从20℃升高到70℃,需要加热的时间[已知c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]。第32页共32页,参考答案与试题解析一.计算题(共10小题)1.【解答】解:(1)由题知,激光从月球传到地球所用的时间:t=12×2.7s=1.35s,由v=st得月球到地球的距离:s=vt=1.35s×3×108m/s=4.05×108m=4.05×105km;(2)一辆赛车以500km/h的速度不停地跑完月球到到地球的距离所用时间,t′=sv'=4.05×105km500km/h=810h。答:(1)月球距离地球4.05×108m;(2)如果一辆赛车以500km/h的速度不停地跑,它要经过810h才能跑完这段路程。2.【解答】解:(1)由v=st得声音在空气中的传播时间:t空气=sv空气=1020m340m/s=3s;(2)由题意知:t空气﹣t钢=2.8s,声音在钢中的传播时间:t钢=t空气﹣2.8s=3s﹣2.8s=0.2s,(3)声音在钢中的传播速度:v钢=st钢=1020m0.2s=5100m/s。答:(1)声音在空气中传播的时间是3s;(2)声音在钢管中传播的时间是0.2s;(3)钢里的声速是5100m/s。第32页共32页,3.【解答】解:(1)由题意和电路图可知,当旋钮旋至1档时,电热丝R1与R2并联,洗衣机处于加热状态,由表格数据可知,加热功率P加热=2400W,电热丝R1消耗的功率:P1=U2R1=(220V)222Ω=2200W,因总功率等于各电阻消耗功率之和,所以电热丝R2消耗的功率:P2=P加热﹣P1=2400W﹣2200W=200W,则电热丝R2的阻值:R2=U2P2=(220V)2200W=242Ω。(2)洗衣机内注入8kg水,水温由20℃上升到50℃时水吸收的热量: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,洗衣机加热时消耗的电能:W=Q吸η=1.008×106J60%=1.68×106J,由P=Wt可得,需要的加热时间:t′=WP加热=1.68×106J2400W=700s;(3)由(1)可知,加热时R2的电功率:P2=200W,当旋钮旋至2档时,R2与电动机并联,洗衣机处于保温洗涤状态,干路中的电流为2A,且R2的电压不变、阻值不变,其消耗的功率仍然为P2=200W不变,此时电路的总功率:P保温=UI=220V×2A=440W,第32页共32页,所以,电动机的功率:PM=P保温﹣P2=440W﹣200W=240W。答:(1)电热丝R2的阻值是242Ω;(2)某次洗衣时,洗衣机内注入8kg水,在额定电压下对水加热,水温由20℃上升到50℃,洗衣机的加热效率为60%,则洗衣机的加热时间是700s;(3)若洗衣机处于保温洗涤状态时,干路中的电流为2A,则电动机的功率是240W。4.【解答】解:(1)根据P=U2R得,灯泡正常工作时电阻:RL=U额2P额=(3V)21.5W=6Ω;(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,灯泡L被短路,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,当滑动变阻器R2的阻值最大为15Ω时,电路总电流最小,电路总功率最小,通过R1的电流:I1=UR1=4.5V10Ω=0.45A,通过滑动变阻器R2的电流:I2=UR2=4.5V15Ω=0.3A,电路最小总功率:P最小=U×(I1+I2)=4.5V×(0.45A+0.3A)=3.375W;(3)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,R1断路,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端电压灯泡的额定电流:I额=P额U额=1.5W3V=0.5A;因为灯泡额定电流I额=0.5A,电流表量程为0~3A,滑动变阻器标有“15Ω1A”字样,所以,在确保电路元件安全的情况下,电路中最大电流为I最大=I额=0.5A,此时滑动变阻器R2阻值最小,则电路最小总电阻:R最小=UI最大=4.5V0.5A=9Ω第32页共32页,滑动变阻器R2最小阻值:R2最小=R最小﹣RL=9Ω﹣6Ω=3Ω;因为电压表量程为0~3V,所以在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器两端电压最大为U2=3V时,此时滑动变阻器阻值最大,此时电路中电流:I最小=U-U2RL=4.5V-3V6Ω=0.25A,滑动变阻器R2最大阻值:R2最大=U2I最小=3V0.25A=12Ω,综上所述滑动变阻器的阻值范围为3Ω~12Ω。答:(1)灯泡正常工作时电阻为6Ω;(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路最小总功率为3.375W;(3)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2的取值范围为3Ω~12Ω。5.【解答】解:(1)小球静止在水平桌面上,受到竖直向下的重力G球、竖直向上的支持力F支,二力是一对平衡力,大小相等,F支=G球=1.8N,二力的作用点都画在小球的重心,如图所示:;(2)小球对水平桌面的压力:F压=G球=1.8N。(3)杯中装满水,水深h=0.1m,杯中水对杯底的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa。第32页共32页,(4)小球的质量: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;因为ρ球>ρ水,所以,小球沉底,小球在水中静止时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3=0.2N,杯子重力忽略不计,小球没有放入水中时杯子对桌面的压力:F=G水=3N;小球排开水的重力:G排=F浮=0.2N,则小球放入水中时杯子对桌面的压力:F′=G水+G球﹣G排=3N+1.8N﹣0.2N=4.6N,当小球再次静止时,杯子对桌面的压力增加值:△F=F′﹣F=4.6N﹣3N=1.6N。故答案为:(1)小球静止在水平桌面时的受力示意图,如图所示;(2)小球对水平桌面的压力为1.8N;(3)杯中水对杯底的压强为1×103Pa;(4)把小球缓慢的放入水中,当小球再次静止时,杯子对桌面的压力增加了1.6N。6.【解答】解:(1)S、S0闭合时两电阻并联,当S0断开时为R2的简单电路,由并联电阻总电阻小于其中任一电阻及P=U2R可知,S0闭合时为加热档,S0断开时为保温挡,第32页共32页,则电热丝R2的阻值:R2=U2P保温=(220V)244W=1100Ω;(2)初温为20℃、质量为1.5kg的水升高到60℃,水吸收的热量:Q吸=cm水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.5kg×(60℃﹣20℃)=2.52×105J;(3)由P=Wt可得,电饭锅消耗的电能:W=Pt=1200W×5×60s=3.6×105J,电饭锅的加热效率:η=Q吸W×100%=2.52×105J3.6×105J×100%=70%。答:(1)电热丝R2的阻值为1100Ω;(2)水吸收的热量为2.52×105J;(3)电饭锅烧水的效率为70%。7.【解答】解:(1)由表格可知:扶梯额定电压U额=380V,满载运行时电功率P满=19kW,根据P=UI,满载运行时的工作电流:I=P满载U额=19×103W380V=50A;(2)小明一家五口的重力:G=mg=300kg×10N/kg=3000N,该扶梯对小明一家五口做的功:W人=Gh=3000N×5m=1.5×104J;(3)由图乙可知扶梯运送的时间t=12.5s,扶梯以最小电功率工作,由P=Wt可得,该扶梯将小明一家五口载上梯顶消耗的电能:W电=P最小t=4×103W×12.5s=5×104J第32页共32页,答:(1)该扶梯正常满载运行工作时的电流为50A;(2)该扶梯对小明一家五口做的功为1.5×104J;(3)该扶梯将小明一家五口载上梯顶消耗的电能为5×104J。8.【解答】解:(1)由P=U2R得,小灯泡正常工作时的电阻为:RL=U额2P额=(4V)22W=8Ω;(2)只闭合开关S、S1,定值电阻R2和滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流。由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压:U=U1+IR2,在图(b)中取两组数据代入公式,可得:U=3.0V+0.2A×R2﹣﹣﹣﹣①U=1.0V+0.4A×R2﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②解得:U=5V,R2=10Ω;(3)只闭合开关S和S2,灯泡L串联和滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流,由串联电路的分压规律可知,当电压表示数最大为3V时,R1接入电路的电阻最大,此时小灯泡两端电压为:UL=U﹣U1大=5V﹣3V=2V,由图丙可知电路中最小电流:I最小=0.4A,则R1接入电路的最大电阻:R1大=U1大I最小=3V0.4A=7.5Ω;灯泡L正常工作时电流:I最大=0.5A<0.6A(电流表安全),灯泡L正常工作时的电压为4V,此时滑动变阻器两端的电压:U1小=U﹣UL额=5V﹣4V=1V,第32页共32页,由欧姆定律得,R1接入电路的最小电阻:R1小=U1小I最大=1V0.5A=2Ω,所以,R1允许的取值范围是2Ω~7.5Ω。答:(1)小灯泡的电阻为8Ω;(2)电源电压为5V,定值电阻R2的阻值为10Ω;(3)只闭合开关S和S2,滑动变阻器R1允许的取值范围为2Ω~7.5Ω。9.【解答】解:(1)核潜艇水下最大航速v=36×0.5m/s=18m/s,s=2700km=2.7×106m,由v=st得所用时间:t=sv=2.7×106m18m/s=1.5×105s;(2)由表格数据可知,在水面上航行时,m排=9000t=9×106kg,则核潜艇在水面航行时受到的浮力:F浮=G排=m排g=9×106kg×10N/kg=9×107N;下潜最大深度h=350m,受到海水的压强:p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×350m=3.605×106Pa;(3)核潜艇在水下巡航时,做水平匀速直线运动,受到的动力和阻力是一对平衡力,大小相等,它在水下航行速度为20节时,则速度v=20×0.5m/s=10m/s,由图像可知:F=f=30×104N,因此动力的功率:P=Fv=30×104N×10m/s=3×106W。答:(1)核潜艇以水下最大航速行驶,到距离2700km外的某海域执行任务所用的时间为1.5×105s;第32页共32页,(2)核潜艇在水面航行时受到的浮力为9×107N;下潜到最大深度时受到水的压强为3.605×106Pa;(3)若核潜艇在水下巡航时,做水平匀速直线运动,它的动力功率是3×106W。10.【解答】解:(1)只闭合开关S1,将变阻器滑片P移到中点时,L与12R2串联,电流表A1测电路中的电流,此时电压表被断路,示数为0V,由P=I2R可得,灯泡的电阻:RL=PL实I2=1.6W(0.2A)2=40Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=UR可得,电源的电压:U=I(RL+12R2)=0.2A×(40Ω+12×40Ω)=12V;(2)同时闭合开关S1、S2,且将变阻器滑片P移到a端时,L与R1并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过L的电流:IL=URL=12V40Ω=0.3A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A1的示数:I′=IL+I1=0.3A+0.1A=0.4A,灯泡的电功率即为额定功率:PL=UIL=12V×0.3A=3.6W。答:(1)只闭合开关S1时,电压表示数是0V,电源电压是12V;第32页共32页,(2)同时闭合开关S1、S2,且将变阻器滑片P移到a端时,电流表A1的示数是0.4A,灯泡L的额定功率是3.6W。二.解答题(共2小题)11.【解答】答:(1)分析上图可知,此时导致家庭电路中电流过大的原因是由于总功率过大造成的;(2)保险丝应串联在电路中,据焦耳定律可知,保险丝应选用电阻较大的、熔点较低的材料制成,即在电流过大时,产生热量较多,即此时会自动熔断,保护电路,即它是利用电流的热效应的原理制成的;(3)短路或总功率过大都会导致保险丝熔断,所以我们使用对应的规格的保险丝,且必须检查清楚电路的故障后再闭合开关,千万不能直接换上规格大些的保险丝直接供电。12.【解答】解:(1)因为电热水器是金属外壳,所以必须接地线,而三孔插座接地线,故选乙;(2)电热丝的电阻R=U2P=(220V)22000W=24.2Ω;(3)水的体积V=40L=40dm3=4×10﹣2m3,水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×4×10﹣2m3=40kg,水吸收的热量Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×(70℃﹣20℃)=8.4×106J,η=Q吸W得消耗的电能WQ吸η=8.4×106J0.8=1.05×107J,加热器工作的时间t=WP=1.05×107J2000W=5250s=87.5min。答:(1)乙;(2)该电热水器正常工作时,电热丝的电阻为24.2Ω;(3)热水器装满水,正常工作时电热丝产生的热量有80%被水吸收,要使水温从20℃升高到70℃,需要加热87.5min。第32页共32页,2021年中考物理考前冲刺复习:计算题专项练习题2一.计算题(共12小题)1.甲、乙两物体同时同地反方向开始做匀速直线运动,甲的速度大于乙的速度,它们的s﹣t图象为如图所示a、b两条线。求:①甲物体运动的速度;②运动5秒甲、乙间的距离s。2.如图所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R2=20Ω,滑动变阻器R0铭牌上标有“30Ω1A”,开关S闭合后:(1)将S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片滑到最左端后电流表示数为0.3A,电压表示数为6V,求定值电阻R1的阻值;(2)将S1、S2断开,滑动变阻器滑到最右端后,求电流表此时的示数。(3)若电流表的量程为0~0.6A,将S1、S2闭合,求滑动变阻器的取值范围。第32页共32页,3.如图甲所示的九阳豆浆机,由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头,将原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环形状的电热装置,电热装置的简化电路图如图乙所示,开关S可切换加热和保温两种状态,R1、R2是发热电阻,豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题:型号额定电压打浆装置电热装置JYD﹣P11S220V电机功率加热功率保温功率180W1000W242W(1)某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg,打浆完成后浆的初温为40℃,加热该浆使其温度升高到100℃,需要吸收多少热量?[设该浆的比热容为4.0×103J/(kg•℃)](2)电阻R1和R2的阻值分别为多大?(3)该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时,正常工作1min所消耗电能为多大?4.如图所示,弹簧测力计下挂着同一金属块,在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中显示了相关示数,g=10N/kg。求:(ρ水=1.0×103kg/m3)第32页共32页,(1)金属块在盐水中所受到的浮力;(2)金属块的密度。5.如图甲所示的电路中,电源为电压可调的直流电源,灯泡L1标有“6V3.6W”字样,图乙是灯泡L2工作时的U﹣Ⅰ图像。(1)当开关S接a时,电压表的示数为1.8V,电流表的示数为0.3A,求定值电阻R0的阻值;(2)当开关S接b时,将电源电压调节到8V,电流表的示数为0.5A,灯泡L2恰好正常发光,求灯泡L1的实际电功率;(3)若将一个“20Ω1A”的滑动变阻器替换灯泡L1以最大值接入电路,电流表量程选择“0~0.6A”,当开关S接b时,为使电路及各元件安全工作,电源电压最大可以调到多少V?6.如图所示,是某电热水器内部电路简化原理图,其中R1、R2为阻值相同的电热丝,开关通过闭合与断开不同的组合,有高温、中温、低温三挡加热功能,已知中温挡的加热功率为500W。求:(1)每段电热丝的电阻阻值;第32页共32页,(2)若某次电热水器用高温挡加热0.1h,耗电0.09kW•h,通过计算判断此时电热水器是否正常工作;(3)电热水器调至中温挡正常加热,将2kg温度为30℃的水烧开(标准大气压下)需要20min,水所吸收的热量及电热水器的效率。7.根据《电动自行车安全技术规范》,交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图甲所示,是小麒家新购买的电动自行车,整车质量为40kg。小麒的爸爸在上班途中,在水平路面上匀速骑了18km,用时1h。已知车轮与地面的总接触面积为200cm2,小麒爸爸的质量是60kg,g取10N/kg。求:(1)小麒的爸爸在骑行的过程中对地面的压力为多少N?(2)匀速骑行的过程中车对地面的压强是多少Pa?(3)若在路边有如图乙所示的交通标志牌,则小麒爸爸有没有超速行驶?8.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R0=10Ω,小灯泡L上标有“6V10W”字样,当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器R的滑片P移到最右端时,电压表的示数为4V,电流表的示数为0.2A。求:(1)滑动变阻器的最大电阻值Rmax和电源电压U;(2)当开关S1断开,S2闭合,滑动变阻器的滑片P移到中点时,电流表的示数为0.15A,此时小灯泡L的实际电功率。第32页共32页,9.如图甲所示,是某品牌的“无油空气炸锅”,其原理是利用循环的热空气流加热食物,工作电路如图乙所示。使空气循环流动的电风扇“220V44W”的字样,R1、R2为加热空气的电热丝,其中R1的阻值为50Ω.在某次熔烤薯条的过程中,定时开关始终闭合,温控开关闭合5分钟然后断开1分钟,如此循环,求过程中:(不考虑温度对电阻的影响)(1)温控开关闭合,R2阻值调为零时,通过干路的电流多大?(2)R2阻值调为零,当定时开关显示已工作12分钟时,R1一共产生多少焦耳的电热?(3)温控开关闭合,谓节R2的阻值使其两端电压为20V,此时电路的总功率多大?10.盛夏的傍晚,关于去何处纳凉的问题两名同学有了不同的看法:甲同学主张将船划到湖中去;乙同学主张将船停在岸边,上岸散步更凉爽。你认为谁的看法合理?为什么?11.某家庭用燃气热水器将质量为100kg,温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为3.2×107J/m3,求:(1)天然气完全燃烧放出的热量;(2)水吸收的热量;(3)该热水器工作时的效率。第32页共32页,12.用如图所示的滑轮组提升物体A,在匀速竖直提升物体A的过程中,卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N,物体A上升的速度vA为0.1m/s,滑轮的机械效率η为90%,不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求:(1)拉力F做功的功率P;(2)物体A所受的重力GA;(3)动滑轮所受的重力G动。第32页共32页,参考答案与试题解析一.计算题(共12小题)1.【解答】解:(1)甲的速度:v甲=st=60m3s=20m/s;(2)甲经过5s运动的路程为s甲=v甲t=20m/s×5s=100m;由图象可以看出,乙运动的路程为s乙=60m,因为甲、乙两物体同时同地反方向运动,所以运动5秒甲、乙间的距离s=s甲+s乙=100m+60m=160m。答:(1)甲物体的速度为20m/s;(2)运动5s后甲、乙间的距离为160m。2.【解答】解:(1)由图知,将S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片滑到最左端后,对R2短路,只有R1连入电路,根据I=UR可得:R1=UI1=6V0.3A=20Ω;(2)将S1、S2断开,滑动变阻器R0与R1串联,滑动变阻器滑到最右端后,则总电阻为:R=R0+R1=30Ω+20Ω=50Ω,则电流表示数为I=UR=6V50Ω=0.12A;(3)S1、S2闭合,滑动变阻器R0、R2并联,电流表测量干路电流,由于电流表的量程为0~0.6A,第32页共32页,则干路最大电流为0.6A,所以,通过R0最大电流为:I0最大=I最大﹣I2=I最大-UR2=0.6A-6V20Ω=0.3A;根据I=UR可得:R0最小=UI0最大=6V0.3A=20Ω;所以,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为20Ω~30Ω。答:(1)定值电阻R1的阻值为20Ω;(2)将S1、S2断开,滑动变阻器滑到最右端后,电流表此时的示数为0.12A;(3)若电流表的量程为0~0.6A,将S1、S2闭合,滑动变阻器的取值范围为20Ω~30Ω。3.【解答】解:(1)加热该浆需要吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.0×103J/(kg•℃)×1.0kg×(100℃﹣40℃)=2.4×105J;(2)由图知,当S接a时,电路中只有R1,电阻较小,由P=U2R可知,此时电功率较大,为加热档;当S接b时,电路中R1、R2串联,电阻较大,由P=U2R可知,此时电功率较小,为保温挡;由P=U2R可得R1的阻值:R1=U2P加热=(220V)21000W=48.4Ω;由P=U2R可得串联时的总电阻:R串=U2P保温=(220V)2242W=200Ω,则R2的阻值:R2=R串﹣R1=200Ω﹣48.4Ω=151.6Ω;第32页共32页,(3)该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时,总功率:P总=180W+1000W=1180W,正常工作1min所消耗电能:W=Pt=1180W×60s=70800J。答:(1)加热该浆使其温度升高到100℃,需要吸收2.4×105J的热量;(2)电阻R1和R2的阻值分别为48.4Ω、151.6Ω;(3)该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时,正常工作1min所消耗电能为70800J。4.【解答】解:(1)由图甲、丁可知,金属块在盐水中受到的浮力:F浮=G﹣F拉丁=4.8N﹣2.4N=2.4N;(2)由图甲可知,金属块的重力:G=4.8N,由G=mg可得,金属块的质量:m=Gg=4.8N10N/kg=0.48kg,由图甲、丙可知,金属块浸没在水中受到的浮力:F浮′=G﹣F拉丙=4.8N﹣2.8N=2N,由F浮=ρ水gV排可知,金属块的体积:V=V排=F浮'ρ水g=2N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10﹣4m3,金属块的密度:ρ=mV=0.48kg2×10-4m3=2.4×103kg/m3。答:(1)金属块在盐水中所受到的浮力为2.4N;(2)金属块的密度为2.4×103kg/m3。5.【解答】解:(1)当开关接a时,R0与L2串联,由题知此时U0=1.8V,IA=0.3A,根据I=UR可得,定值电阻R0的阻值:R0=U0I0=1.8V0.3A=6Ω;(2)开关S接a,灯泡L1与灯泡L2串联,电流为I=0.5A时,灯泡L2正常发光,由图可知:L2的两端的电压为4V,第32页共32页,由串联电路的特点可得,L1两端电压为:U1=U﹣U2=8V﹣4V=4V,则灯泡L1的功率为:P1=U1I=4V×0.5A=2W;(3)若将一个“20Ω1A”的滑动变阻器替换灯泡L1以最大值接入电路,电流表量程选择“0~0.6A”,当开关S接b时,滑动变阻器与L2串联,因串联电路中电流处处相等,且滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,I2额=I=0.5A,电流表量程选择“0~0.6A”,所以为了保证电路的安全,则电路中最大电流应为I最大=I2额=0.5A,此时L2正常发光,L2两端电压为U2=4V,由于滑动变阻器以最大值接入电路,滑动变阻器两端最大电压为:U滑大=I最大R滑大=0.5A×20Ω=10V;由串联电路的特点可得,最大电源电压:U=U滑大+U2=10V+4V=14V。答:(1)当开关S接a时,电压表的示数为1.8V,电流表的示数为0.3A,定值电阻R0的阻值为6Ω;(2)当开关S接b时,将电源电压调节到8V,电流表的示数为0.5A,灯泡L2恰好正常发光,灯泡L1的实际电功率为2W;(3)若将一个“20Ω1A”的滑动变阻器替换灯泡L1以最大值接入电路,电流表量程选择“0~0.6A”,当开关S接b时,为使电路及各元件安全工作,电源电压最大可以调到为14V。6.【解答】解:(1)由题知,两电热丝阻值相同,均为R,S1、S2闭合,S3在a处时,只有电阻R1工作,总电阻较小,根据P=U2R知此时总功率较大,为中温挡,则P中=U2R=500W,第32页共32页,每段电热丝的阻值为:R=U2P中=(220V)2500W=96.8Ω;(2)S1、S2闭合,S3在b处时,两电阻并联,总电阻最小,根据P=U2R知此时总功率最大,为高温挡,总电阻为R并=12R,电热水器在高温挡的额定功率为:P高=U212R=2U2R=2P中=2×500W=1000W;电热水器在高温挡的实际功率:P实=Wt=0.09kW⋅h0.1h=0.9kW=900W<1000W,所以此时电热水器不是正常工作;(3)标准大气压下水的沸点为100℃,则水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣30℃)=5.88×105J,由P=Wt可得,中温挡正常加热消耗的电能:W=P中t′=500W×20×60s=6×105J,电热水器的效率:η=Q吸W×100%=5.88×105J6×105J×100%=98%.答:(1)每段电热丝的电阻阻值为96.8Ω;(2)此时电热水器不能正常工作;(3)水所吸收的热量为5.88×105J,电热水器的效率为98%。7.【解答】解:(1)小麒爸爸和车的总质量:m=40kg+60kg=100kg,总重力:G=mg=100kg×10N/kg=1000N;第32页共32页,因为在水平路面上,所以车对地面的压力:F=G=1000N;(2)已知车轮与地面的总接触面积S=200cm2=0.02m2,对地面的压强:p=FS=1000N0.02m2=5×104Pa;(3)如图乙所示的交通标志牌表示限速20km/h,小麒爸爸骑车速度v=st=18km1h=18km/h<20km/h,故小麒爸爸没有超速行驶。答:(1)小麒的爸爸在骑行的过程中对地面的压力为1000N;(2)匀速骑行的过程中车对地面的压强是5×104Pa;(3)若在路边有如图乙所示的交通标志牌,则小麒爸爸没有超速行驶。8.【解答】解:(1)当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器R的滑片P移到最右端时,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,由I=UR可得,滑动变阻器的最大电阻值:Rmax=URI=4V0.2A=20Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:U=IR总=I(R0+Rmax)=0.2A×(10Ω+20Ω)=6V;(2)当开关S1断开,S2闭合,滑动变阻器的滑片P移到中点时,灯泡L与12Rmax串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,此时滑动变阻器两端的电压:UR′=I′×12Rmax=0.15A×12×20Ω=1.5V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时小灯泡两端的电压:UL=U﹣UR′=6V﹣1.5V=4.5V,此时小灯泡L的实际电功率:PL=ULI′=4.5V×0.15A=0.675W。第32页共32页,答:(1)滑动变阻器的最大电阻值为20Ω,电源电压为6V;(2)当开关S1断开,S2闭合,滑动变阻器的滑片P移到中点时,小灯泡L的实际电功率为0.675W。9.【解答】解:(1)由图可知,R2阻值调为零时电风扇与电阻R1并联,由并联电路特点知,U=UM=U1=220V,由欧姆定律可得,通过R1的电流:I1=U1R1=220V50Ω=4.4A,由P=UI可得,通过电风扇的电流:IM=PMUM=44W220V=0.2A,所以干路电流:I=I1+Im=4.4A+0.2A=4.6A;(2)由题知,温控开关闭合5分钟然后断开1分钟,如此循环,所以通电12min,R1工作时间:t=10min=600s,R1产生的电热:Q=I12R1t=(4.4A)2×50Ω×600s=5.808×105J;(3)由图可知,R1与R2串联,再与电风扇并联,由串联电路特点知:UR1=U﹣UR2=220V﹣20V=200V,此时通过温控电路的电流为:I温控=IR1=UR1R1=200V50Ω=4A,此时温控电路消耗的电功率为:P温控=UI温控=220V×4A=880W,第32页共32页,电路消耗的总功率为:P=P温控+Pm=880W+44W=924W。答:(1)温控开关闭合,R阻值调为零时,通过干路的电流为4.6A;(2)R2阻值调为零,当定时开关显示已工作12分钟时,R1一共产生5.808×105J的电热;(3)温控开关闭合,谓节R2的阻值使其两端电压为20V,此时电路的总功率924W。10.【解答】答:乙同学的看法比较合理;傍晚,在水和干泥土放出相同热量时,由于干泥土的比热容比较小,根据Q=cm△t可知,干泥土降低的温度比较多,即干泥土的温度比较低,所以岸上更凉爽,更适宜在岸边散步。11.【解答】解:(1)天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J;(2)水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(50℃﹣20℃)=1.26×107J;(3)该热水器的效率:η=Q吸Q放×100%=1.26×107J3.2×107J×100%=39.4%。答:(1)天然气完全燃烧放出的热量为3.2×107J;(2)水吸收的热量为1.26×107J;(3)该热水器工作时的效率为39.4%。12.【解答】解:(1)物体A上升的速度vA=0.1m/s,则绳子移动的速度v=2vA=2×0.1m/s=0.2m/s,拉力F做功的功率P=Wt=Fst=Fv=400N×0.2m/s=80W;第32页共32页,(2)滑轮的机械效率η=W有用W总=90%,即W有用W总=GhFs=GhF×2h=G400N×2=90%,解得G=720N;(3)由图可知,重物A由2段绳子承担,则F=12(GA+G动),即400N=12(720N+G动),解得G动=80N。答:(1)拉力F做功的功率P为80W;(2)物体A所受的重力GA为720N;(3)动滑轮所受的重力G动为80N。第32页共32页
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