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)
展开
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。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第32页共32页
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)(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。第32页共32页
(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;(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。第32页共32页
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。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?第32页共32页
(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。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
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。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)第32页共32页
1.如图所示,轻质薄壁圆柱形容器足够高且置于水平桌而上,其底面积为2×10﹣2m2,内盛有体积为8×10﹣3m3的水。g=10N/kg。求:(1)容器中水的质量m;(2)容器底部受到水的压强p水。2.如图所示的电路,电源电压为12V且保持不变,电阻R1=8Ω。求:(1)当S1闭合、S2断开时,电流表A的示数为1A,则R2的阻值多大?(2)当S1、S2均闭合时,电流表A的示数多大?(3)当S1、S2均断开时,电压表V1的示数为3V,则R3的阻值多大?3.如图中为家用电热饮水机,图乙为它的电路原理图,下表为它的铭牌数据,其中水杨和热水箱中均已加满水。水桶容量20L热水箱容量1L额定电压220V加热功率800W第32页共32页
保温功率88W(1)当S1闭合,S2断开时,电热饮水机处于 状态(填“加热”或“保温”),此时电路中的电流是多大?(2)饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20℃加热到90℃,求:水吸收的热量是多少?(水的比热容4.2×103J/(kg•℃))(3)电热饮水机正常工作时加热效率为80%.求:将热水箱中的水从20℃加热到90℃所消耗的电能为多少?4.为减少新型冠状病毒的滋生蔓延,武汉市城管部门在夜间对城区道路集中开展了雾炮车喷洒消毒作业(如图甲所示)。某型号4轮雾炮车空载时的质量为10t,每个车轮与地面的接触面积为200cm2,它配备了一个体积为10m3的水箱。为了方便清洗,水箱底部有一个排水孔,排水孔盖子面积约为100cm2(g取10N/kg)。(1)装满消毒液的雾炮车匀速通过一座桥,该桥的桥头立有一块牌子(如图乙所示),通过计算说明这辆车能否安全通过该桥?(2)求装满消毒液的雾炮车静止时对地面的压强。(3)当水箱中消毒液的深度为1m时,排水孔盖子受到消毒液的压力约为多大?(消毒液的密度为0.8×103kg/m3)第32页共32页
5.如图所示,用甲、乙两种滑轮组,分别匀速竖直向上提升同一重物,从相同位置开始提升至同一高度处,求:(1)若不计绳重,滑轮重及摩擦,两次拉力F1和F2之比;(2)若不计绳重及摩擦,重物质量为400g,动滑轮质量为100g,匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率。6.如图所示是某品牌养生壶的简化电路图,该养生壶有高温、中温和低温三种工作挡位,下表是它的相关参数。请回答下列问题:(1)电阻R1、R2的阻值是多少?(2)该养生壶将满壶水从20℃加热至45℃,则水吸收的热量为多少?(3)该养生壶在额定电压下,处于高温挡状态,将满壶水从20℃加热至45℃,用时120s,该养生壶的加热效率是多少?项目参数电源电压/V220低温挡功率/W275中温挡功率/W550高温挡功率/W?容积/L1.1第32页共32页
7.如图所示是我国自主研发的极地漫游机器人,质量为5×103kg,装有四条三角形履带,每条履带与水平地面的接触面积约为0.1m2.设该机器人在某水平路段沿直线匀速行驶480m耗时120s,该过程中机器人受到水平方向的牵引力为2×103N.取g=10N/kg,求:(1)该过程机器人行驶的速度是多少?(2)机器人静止时对水平路面的压强是多少?(3)牵引力在此过程中所做的功是多少?8.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。第32页共32页
9.如图甲所示的是家用电暖器。图乙是其简化的电路原理图,已热电阻R1>R2,部分铭牌参数如表。在电暖器翻倒时,开关S自动断开,切断电源,保证安全。小明在家中估测电暖器的加热效率,估测出房间内空气质量为60kg,观察家中寒暑表,得出空气温度为10℃,让电暖器在高温挡正常工作20min,读出空气的温度为25℃.求:[c空气=1.1×103J/(kg•℃)]×牌电暖器额定电压220V额定功率低温挡550W中温挡1100W高温挡1650W频率50Hz(1)电暖器在低温挡正常工作时通过的电流。(2)发热电阻R1的阻值。(3)电暖器的加热效率。第32页共32页
10.小明家刚买一台储水式电热水器,它有加热和保温两种工作状态,它的铭牌和简化电路如下:型号3D226﹣J1额定电压220V额定容量40L额定频率50Hz最高水温70℃保温模式额定电流4A防水等级IPX4加热模式额定电流10A(1)R1和R2阻值分别是多少?(2)将满箱水从20℃加热到50℃用于洗澡,求水吸收的热量。(水的比热容为c水=4.2×103J/(kg•℃)(3)在额定电压下工作,此次加热水的过程用了45min,则该热水器的加热效率约为多少?(保留一位小数的百分数)11.用如图所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的物体,已知G=3900N。圆柱形容器底面积S=0.6m2,物体浸没在水中时水面高度为100cm,当物体完全离开水面后(不计物体粘水),水面高度为80cm,已知物体浸没在水中被提升时此装置的机械效率为90%(不计绳重和绳子与滑轮间摩擦及水的阻力,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。)求:第32页共32页
(1)物体浸没在水中时,水对容器底的压强。(2)物体浸没在水中时受到的浮力。(3)物体在离开水面前匀速提升物体所需的拉力。12.欢欢同学在学习了大气压强知识后,自制了一个气压计。如图所示,在一小瓶内装适量的带颜色的水(未满),插入玻璃管,然后从楼下跑到楼上,他将看到什么现象?为什么?他又想用这瓶子改成一个温度计,并提高灵敏度,请问他应该怎样改进?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)由ρ=mV可得:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×8×10﹣3m3=8kg;(2)容器内水的深度为:h水=V水S=8×10-3m32×10-2m2=0.4m,则容器底部受到水的压强为:P水=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa;答:(1)容器中水的质量m为8kg;(2)容器底部受到水的压强p水为4000Pa。2.【解答】解:(1)当S1闭合、S2断开时,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,由I=UR可得,R2的阻值:R2=UI2=12V1A=12Ω;(2)当S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R2的电流不变,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R1的电流:I1=UR1=12V8Ω=1.5A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A的示数:I=I1+I2=1.5A+1A=2.5A;(3)当S1、S2均断开时,R2与R3串联,电压表V1测R2两端电压,电压表V2测R3第32页共32页
两端电压,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I′=U2R2=3V12Ω=0.25A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R3两端的电压:U3=U﹣U2=12V﹣3V=9V,则R3的阻值:R3=U3I'=9V0.25A=36Ω。答:(1)R2的阻值为12Ω;(2)当S1、S2均闭合时,电流表A的示数为2.5A;(3)R3的阻值为36Ω。3.【解答】解:(1)由电路图可知,当S1闭合,S2断开时,两电阻串联,电路中的总电阻最大,由P=UI=U2R可知电路的总功率最小,处于保温状态;由P=UI可知,此时电路中的电流:I保温=P保温U=88W220V=0.4A;(2)由ρ=mV可知,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×10﹣3m3=1.0kg,水吸收的热量为:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1.0kg×(90℃﹣20℃)=2.94×105J;(3)由η=Q吸W电可得,消耗的电能:W电=Q吸η=2.94×105J80%=3.675×105J。答:(1)保温;此时电路中的电流是0.4A;(2)水吸收的热量是2.94×105J;(3)热水箱中的水从20℃加热到90℃所消耗的电能为3.675×105J。4.【解答】解:(1)雾炮车装满消毒液时消毒液的体积:V=10m3,由ρ=mV可得,消毒液的质量:m液=ρ液V=0.8×103kg/m3×10m3=8×103kg=8t,装满消毒液的雾炮车的总质量:m总=m车+m液=10t+8t=18t,第32页共32页
由图乙可知,该桥限重20t,由20t>18t可知,这辆车能安全通过该桥;(2)装满消毒液的雾炮车静止时对地面的压力:F=G总=m总g=18×103kg×10N/kg=1.8×105N,受力面积:S=4×200cm2=800cm2=0.08m2,对地面的压强:p=FS=1.8×105N0.08m2=2.25×106Pa;(3)当水箱中消毒液的深度为1m时,排水孔盖子受到消毒液的压强:p液=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×1m=8×103Pa,由p=FS可得,排水孔盖子受到消毒液的压力:F液=p液S盖=8×103Pa×100×10﹣4m2=80N。答:(1)这辆车能安全通过该桥;(2)装满消毒液的雾炮车静止时对地面的压强压强为2.25×106Pa;(3)当水箱中消毒液的深度为1m时,排水孔盖子受到消毒液的压力约为80N。5.【解答】解:(1)由图知,甲图中,n1=2;乙图中,n2=3,若不计绳重、滑轮重及摩擦,则拉力F=1nG,两次拉力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32页共32页
动滑轮的重力:G轮=m轮g=0.1kg×10N/kg=1N,不计绳重及摩擦时,滑轮组的机械效率η=W有用W总=GhGh+G轮h=GG+G轮,由于两装置中物重和动滑轮重均相同,所以甲、乙两装置的机械效率:η1=η2=GG+G轮=4N4N+1N×100%=80%。答:(1)若不计绳重、滑轮重及摩擦,两次拉力F1和F2之比为3:2;(2)若不计绳重及摩擦,甲、乙两装置的机械效率都是80%。6.【解答】解:由图知,当开关S1断开,S2接A时,电阻R1、R2串联,电路中的总电阻最大,由P=UI=U2R可知,总功率最小,此时为低温挡;由图知,当开关S1闭合,S2接B时,电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,由P=UI=U2R可知,总功率最大,所以此状态为高温挡;当S2接A,S1闭合时,R2被短路,只有电阻R1接入电路,养生壶处于中温挡,(1)养生壶处于中温挡工作时,由P=U2R得电阻R1接入电路的阻值为:R1=U2P中温=(220V)2550W=88Ω;低温挡时电路的总电阻为:R=U2P低温=(220V)2275W=176Ω,根据串联电路电阻的规律知电阻R2的阻值为:R2=R﹣R1=176Ω﹣88Ω=88Ω;(2)根据ρ=mV知,水的质量为:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.1×10﹣3m3=1.1kg,第32页共32页
该养生壶将满壶水从20℃加热至45℃,则水吸收的热量为:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.1kg×(45℃﹣20℃)=1.155×105J;(3)高温挡的功率为:P高温=U2R1+U2R2=(220V)288Ω+(220V)288Ω=1100W,由P=Wt可得,使用高温挡正常加热120s消耗的电能:W=P高t′=1100W×120s=1.32×105J,养生壶高温挡的加热效率:η=Q吸W×100%=1.155×105J1.32×105J×100%=87.5%。答:(1)电阻R1、R2的阻值都为88Ω;(2)该养生壶将满壶水从20℃加热至45℃,水吸收的热量为1.155×105J;(3)该养生壶的加热效率是87.5%。7.【解答】解:(1)该过程机器人行驶的速度:v=st=480m120s=4m/s;(2)机器人静止时对水平路面的压力:F=G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N,机器人静止时对水平路面的压强:p=FS=5×104N4×0.1m2=1.25×105Pa;(3)牵引力在此过程中所做的功:W=F′s=2×103N×480m=9.6×105J。答:(1)该过程机器人行驶的速度是4m/s;(2)机器人静止时对水平路面的压强是1.25×105Pa;第32页共32页
(3)牵引力在此过程中所做的功是9.6×105J。8.【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,第32页共32页
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。9.【解答】解:(1)根据表中数据,低温挡功率为550W,由P=UI可得,电暖器在低温挡时,正常工作的电流:I=P低U=550W220V=2.5A;(2)已知电阻R1>R2,只闭合S1,只有R1连入电路中,由P=U2R可知,这时为“低温”档,“低温”档正常工作时的电阻是:R1=U2P低=(220V)2550W=88Ω;(3)估测出房间内空气质量为60kg,空气温度为10℃升高到25℃,空气吸收的热量:Q吸=c空气m△t=1.1×103J/(kg•℃)×60kg×(25℃﹣10℃)=9.9×105J;高温挡功率为1650W,电暖器的“高温”档正常工作20分钟,放出的热量:W=P高温t′=1650W×20×60s=1.98×106J;电暖器的加热效率:η=QW=9.9×105J1.98×106J×100%=50%。答:(1)电暖器在低温挡时,正常工作的电流为2.5A;(2)R1的阻值为88Ω;(3)电暖器的加热效率为50%。第32页共32页
10.【解答】解:(1)由电路图可知,开关S断开时,两电阻串联,电路电阻较大;开关S闭合时,只有电阻R2接入电路;因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以当开关S闭合时,电路中的电阻较小,由P=U2R可知,电压一定时,热水器功率较大,处于加热状态;当开关S断开时,处于保温状态;由I=UR知R2的电阻为:R2=UI加热=220V10A=22Ω,保温时,R1、R2串联的总电阻为:R总=UI保温=220V4A=55Ω,根据串联电路电阻的规律知R1的阻值为:R1=R总=R2=55Ω﹣22Ω=33Ω;(2)由ρ=mV可得水的质量为:m=ρV=1.0×103kg/m3×40×10﹣3m3=40kg,水从20℃加热至50℃时吸收的热量为:Q吸=c水cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×(50℃﹣20℃)=5.04×106J;(3)由P=Wt可得消耗的电能:W=P加热t=UI加热t=220V×10A×45×60s=5.94×106J,电热水器的加热效率:η=Q吸W×100%=5.04×106J5.94×106J×100%≈84.8%。答:(1)R1和R2阻值分别是33Ω、22Ω;(2)水吸收的热量为5.04×106J;第32页共32页
(3)该热水器的加热效率约为84.8%。11.【解答】解:(1)物体浸没在水中时,水的深度:h1=100cm=1m,水对容器底的压强:p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa;(2)当物体完全离开水面后,水面高度:h2=80cm=0.8m,物体排开水的体积:V排=S容(h1﹣h2)=0.6m2×(1m﹣0.8m)=0.12m3,物体浸没在水中时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1200N;(3)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,设物体在离开水面前提升的高度为h,则绳端移动的距离s=nh=3h,则拉力所做的有用功:W有=(G﹣F浮)h=(3900N﹣1200N)h=2700N×h,由η=W有W总×100%可得,拉力所做的总功:W总=W有η=2700N×h90%=3000N×h,由W=Fs可得,提升物体所需的拉力:F=W总s=3000N×h3h=1000N。答:(1)物体浸没在水中时,水对容器底的压强为1×104Pa;(2)物体浸没在水中时受到的浮力为1200N;第32页共32页
(3)物体在离开水面前匀速提升物体所需的拉力为1000N。12.【解答】答:在一小瓶内装适量的带颜色的水(未满),插入玻璃管,然后从楼下跑到楼上,将看到细玻璃管中液面上升,说明大气压随高度的升高而减小;温度计是根据液体的热胀冷缩的原理工作的,所以要制一只温度计,他应该将玻璃瓶装满水;玻璃泡中的液体升高相同的温度,体积膨胀相同,如果管越细,上升的刻度越多,越灵敏,因此为了提高该温度计的灵敏度,他应该选择细一点的玻璃管。第32页共32页