广东中考物理专项训练计算题一.docx
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广东中考物理专项训练计算题一
2021广东中考物理专项训练——计算题
(一)
一.试题(共12小题)
1.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。
如图所示,是其简化等效电路,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挡时R1、R2同时工作,洗衣机处于加热状态;旋至2挡时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,主要参数如下表。
[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
**牌智能滚管洗衣机
额定电压
220W
加热功率
2400W
设定温度范围
30℃~90℃
电动机功率
240W
防电墙电阻
1×106Ω
(1)洗衣机内注入10kg的水,在额定电压下连续加热1050秒,水温由20℃上升到50℃,此过程中的加热效率是多少?
(2)R2阻值是多少?
(3)洗衣机处于保温洗涤状态时,干路电流是多少?
2.学习了浮力的知识后,小敏找来一些物品(蜡烛、铁钉、石块、软木塞、橡皮泥),想利用这些物品进行浮力的相关探究。
(1)她猜想其中铁钉、石块放入水中可能会沉入水底,她的猜想主要是依据物体的 (选填“体积”,“质量”和“密度”)。
(2)小敏用天平测出橡皮泥的质为24g,并将其捏成长方体,用刻度尺测出长5cm、宽4cm、高1cm,由此可知橡皮泥的密度为 g/cm3,据此判断橡皮泥放入水中可能会下沉。
(3)小敏将这块橡皮泥分成相同的两块,并做成实心球形和碗形,分别放入相同的两杯水中,静止时出现如图甲、乙所示的现象,甲杯中橡皮泥所受的浮力 乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”“小于”或“等于”)。
而 杯中水面升高得较多,由此可知,轮船能够漂浮在水面上,是因为轮船做成 的,增大了排开水的体积。
(4)小敏又将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个很有用的仪器,将它分别放到盛有不同种类液体的杯中,静止时的情景如图丙所示,由此可以判断出A、B两种液体的密度关系为:
ρA ρB(选填“>”、“=”或“<”)。
3.阅读短文,回答问题
电动汽车是环保的交通工具,行驶时蓄电池给电动机供电,电动汽车的主要部分参数如表所示,如图甲所示,在测试过程中,司机和一名陪同人员上车,司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km,电池剩余容为58kW•h,陪同人员负责记录测试数据,已知司机和陪同人员的质量均为70kg,汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6%,g取10N/kg。
空车质量
1360kg
轮胎与地面总接触面积
400cm2
蓄电池最大容量
68kW•h
最高车速
120km/h
最大功率
90kw
最大续航里程
180km
(1)为了节能,车靠近目的地前可采用“再生制动”的方法:
在车速逐渐减到60km/h的过程中,不采用机械刹车,由于电动汽车继续行驶,带动电机逆向发电,将电能存储在蓄电池内,此时能反映电机工作原理的是如图中的 。
(2)汽车刹车原理图如图乙所示,连着刹车踏板的金属杆可视为一根能绕O点转动的 (选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。
(3)在测试前,人未上车,此时电动汽车对水平地面的压强为 Pa。
在此测试过程中,电动汽车匀速行驶30km,该电动汽车将电能转化为机械能的效率为 。
(4)如图丙是小明设计的车速提醒电路,R为定值电阻,RV的阻值随车速的变化而改变。
当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快,需要减速,图丁是RV的阻值与车速关系的图像。
图戊是车速从0加速到100km/h过程中,R消耗的电功率随电流变化的图像,则图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值是 Ω。
当车速达到75km/h时,此时电压表的示数为 V。
4.一个合金块的质量为200g,如图所示的实验步骤:
(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
A.如图甲,合金块浸没在水中,水面刚好到达溢水口处;
B.如图乙,将合金块取出;电子秤示数如图乙所示;
C.向溢水杯中补水,刚好到溢水口处,此时电子秤示数如图丙所示。
求:
(1)合金块浸没在水中时受到的浮力大小是多少N?
(2)甲图中合金块受到杯底的支持力是多少N?
5.如图所示滑轮组的机械效率为80%,用拉力F拉动重1600N的物体G在4s内匀速上升了2m,
求:
(1)拉力F做的功;
(2)拉力F的大小;
(3)拉力的功率。
6.桑塔纳轿车的质量是1.5吨,它以108千米每小时的速度在水平路面匀速行驶20分钟,轿车受阻力是车重0.1倍
(1)求发动机的牵引力F;
(2)求发动机所做的功W;
(3)求发动机的功率P。
7.一电热壶有加热和保温两个功能,开关K闭合,开关S自动与触点a、b接通,开始烧水,当水温达到100摄氏度时,开关S自动断开a、b,立即与触点c接能,开始保温,已知电阻R1=50Ω,加热功率P加是保温功率P保的5倍,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),电阻大小不受温度影响,求:
(1)1kg初温35℃的水,加热到100℃,所吸收的热量是多少?
(2)电阻R2的阻值;
(3)晚上用电高峰期时,将1kg初温35℃的水,加热到100℃,需用时300s,若加热效率为91%,则家庭电路实际电压为多少伏?
8.叶子姐姐利用学过的物理知识设计了一个拉力计,图甲是其原理图,金属弹簧左端固定,右端和金属滑片结合在一起(弹簧的电阻不计,P与ab间的摩擦不计),ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,其阻值为25Ω,R0阻值忽略不计;已知该弹簧伸长的长度△l与所受拉力F间的关系如图乙所示(拉力为0时,滑动触头P在电阻丝最左端a点,电源电压U=3V,电流表的量程为0~0.6A,请回答:
(1)拉力越大,接入电路中的电阻越 ;
(2)为了保证电流表安全使用,拉力F的最大值是 N。
(3)当拉力为200N时图甲中电流表的示数为 A;
(4)弹簧的劲度系数一般用k表示,其数值等于弹簧的伸长(或缩短)单位长度时的弹力。
根据图乙,该弹簧的劲度系数k= N/m。
(5)该电子拉力计上电流表的示数I与拉力F的大小关系有关,写出I与F的关系为 (代入已知量,结果用F表示)。
9.如题图甲所示,某展览厅为保护展品,设置了调光天窗。
当外界光照较强时,能自动启动电动卷帘适当调整进光量;当外界光照较弱时,能自动启动节能灯给予补光。
调光天窗的电路原理如题图乙所示,其中R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值R随光照强度E的变化如题图丙所示(E越大表示光照越强,其国际单位为cd),P为电磁铁,其线圈电阻为10Ω,当电流达到0.04A时开始吸合衔铁。
已知电源电压U1=12V,U2=220V。
请回答以下问题:
(1)开关S闭合时,电磁铁P的下端为 (选填“N”或“S”)极,当光照强度减小时,电磁铁的磁性 (选填“增强”或“减弱”),U1的正负极对换 (选填“会”或“不会”)影响电磁铁P的控制效果。
(2)图乙中L代表的是安装在展厅内的22盏“220V10W”LED射灯,它们同时正常工作时,工作电路中的总电流是 A。
(3)当外界光照强度达到1.5cd时,电动卷帘便开始工作,则R0的阻值为 。
(4)由于使用时间久了,电磁铁开始吸合的电流变成了0.05A,为了实现同样光照强度E为1.5cd时电动卷帘启动,可采用的方法有 (写出1个即可)。
10.上周末,小梅从自己家出发骑共享单车去看篮球比赛,然后走路去图书馆看书,其路程与时间关系图像如题图甲所示。
小梅所骑的共享单车如图乙所示,共享单车质量为20kg,g取10N/kg。
试计算:
(1)整个过程中小梅的平均速度。
(2)图乙所示共享单车与地面的接触面积为1.6×10﹣2m2,求单车对水平路面的压强。
(3)小梅体重为500N,若骑行过程中受到的阻力为总重力的0.02倍,求小梅前5min的骑行功率。
11.如题图甲为某款电热水壶,其电路原理图及主要参数如图乙及表格所示,有加热和保温两个挡位,其内部电路由发热电阻R1和R2组成,R1=20R2。
求:
电压
220V/50Hz
容量
1升
保温挡
55W
加热挡
(1)R1的阻值是多少?
(2)加热挡的电功率是多大?
(3)在额定电压下,高温挡工作时将1kg、初温20℃的水加热至75℃需要多长时间?
[假设电热全部被水吸收;水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]
12.太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。
相比传统热机驱动的汽车,太阳能汽车是真正的零排放。
从某种意义上讲,太阳能汽车也是电动汽车的一种,所不同的是电动汽车的蓄电池靠工业电网充电,而太阳能汽车用的是太阳能电池。
太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能,用来推动汽车的电动机以及用作汽车辅助设备的能源,多余电能会在锂电池中储存起来备用。
如题图甲所示为某公司设计的太阳能概念汽车,车顶和车头盖配置了高效率的多晶硅太阳能电池板,该车的车速最高能达到100km/h,而无太阳光时最大续航能力在50km左右,太阳能驱动汽车和给锂电池充电的示意图如题图乙所示。
据此回答以下几个问题:
(1)太阳能属于清洁能源,也属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;太阳能电池板用到的多晶硅是 (选填“半导体”或“超导体”)材料。
(2)单块太阳能电池板在阳光的照射下输出电压为24V,若某时刻的输出电流为4A,则此时单块电池板的输出功率为 W,电池板接收太阳能辐射的功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)输出功率。
(3)若锂电池的容量为“144V100A•h”,在晚上行车时,汽车以60km/h匀速行驶,电动机功率为17kW,辅助设备功率为1kW,则理论上充满电的汽车最大行驶路程为 km。
(4)为了提高太阳能汽车的续航能力,从太阳能电池板的角度看,你认为可以采取的措施是:
。
2021广东中考物理专项训练——计算题
(一)
参考答案与试题解析
一.试题(共12小题)
1.【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×(50℃﹣20℃)=1.26×106J,
由P
可得,洗衣机加热消耗的电能:
W=Pt′=2400W×1050s=2.52×106J,
洗衣机加热的效率:
η
100%
100%=50%;
(2)闭合开关S,旋钮旋至1挡时,R1、R2同时工作,洗衣机处于加热状态,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电热丝R1的加热功率:
P1
2200W,
则电热丝R2的加热功率:
P2=P﹣P1=2400W﹣2200W=200W,
则电热丝R2的阻值:
R2
242Ω;
(3)闭合开关S,旋钮旋至2挡时,电热丝R2与电动机并联,
则电热丝R2和电动机的总功率:
P总=P2+P电动=200W+240W=440W,
由P=UI得,保温洗涤的干路电流:
I
2A。
答:
(1)此过程中的加热效率是50%;
(2)R2阻值是242Ω;
(3)洗衣机处于保温洗涤状态时,干路电流是2A。
2.【解答】解:
(1)铁钉、石块放入水中可能会沉入水底,其密度都大于水的密度,因此猜想主要是依据物体的密度;
(2)橡皮泥的体积:
V=5cm×4cm×1cm=20cm3,
橡皮泥的密度:
ρ
1.2g/cm3;
(3)将这块橡皮泥分成相同的两块,设每块橡皮泥的重力为G0,
由于实心球橡皮泥沉到容器底部,根据浮沉条件可知,实心球橡皮泥受到的浮力:
F浮甲<G0,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
碗状橡皮泥漂浮在水面,根据漂浮条件可知,碗状橡皮泥受到的浮力:
F浮乙=G0,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:
F浮甲<F浮乙;
由F浮=ρgV排可知:
V排乙>V排甲,
则:
乙杯中水面升高得较多;
轮船制成空心的,就这样可大大增加排水的体积,从而增大可利用的浮力;
(4)根据图丙可知,密度计排开A液体的体积多,由F浮=ρgV排可得,液体A的密度较小,即ρA<ρB。
故答案为:
(1)密度;
(2)1.2;(3)小于;乙;空心;(4)<。
3.【解答】解:
(1)在车速逐渐减到60km/h的过程中,不采用机械刹车,由于电动汽车继续行驶,带动电机逆向发电,将电能存储在蓄电池内,此时电机的工作原理是电磁感应,
由选项可知A选项是电磁感应现象、B选项是电流的磁效应、C选项是影响电磁铁磁性强弱的因素、D选项是通电导体在磁场中受力的实验,故A符合题意;
(2)由题意可知,O点为支点,由O点分别向动力的作用线和阻力的作用线作垂线段,则OB为动力臂,OA为阻力臂,如图所示,
因OB>OA,故该金属杆为省力杠杆;
(3)在测试前,人未上车,已知空车的质量为1360kg,
此时电动汽车对水平地面的压力F=G=mg=1360kg×10N/kg=13600N,
受力面积S=400cm2=4×10﹣2m2,
则汽车对水平地面的压强为:
p
3.4×105Pa;
已知司机和陪同人员的质量均为70kg,汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6%,
根据二力平衡条件可得,测试过程中汽车受到的牵引力:
F=f=0.06G′=0.06×(2×70kg+1360kg)×10N/kg=900N;
在此测试过程中,电动汽车匀速行驶30km,牵引力做的功为:
W=Fs=900N×30×103m=2.7×107J;
蓄电池最大容量为68kW•h,司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km,电池剩余容量为58kW•h,则消耗的电能为:
W电=10kW•h=10×3.6×106J=3.6×107J,
该电动汽车将电能转化为机械能的效率为:
η
100%
100%=75%;
(4)图丙的电路中,R与RV串联,电压表测RV的电压,
由图戌可知,电流为I1=0.2A时,RV的功率为P1=2.0W;
根据P=UI可得,电压表的示数U1
10V,
电流为I2=0.3A时,RV的功率为P2=2.7W,此时电压表的示数U2
9V,
根据串联电路的规律和欧姆定律,由电源电压不变列方程可得:
U1+I1R=U2+I2R,
即10V+0.2A×R=9V+0.3A×R,
解得R=10Ω,电源电压U=12V;
由图丁知,速度越小,RV的阻值越小,根据电阻的串联和欧姆定律,电流越大,故当电流为0.6A时对应的速度为0,
根据欧姆定律和电阻的串联,则车速为0时,图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值:
R′V
R
10Ω=10Ω;
当车速为100km/h,电流最小为0.2A,
由欧姆定律和串联电路的规律,此时RV的阻值:
R″V
R
10Ω=50Ω;
根据数学相似三角形的知识有:
,
当车速达到75km/h时,RV的电阻为:
RX=40Ω,
由电阻的串联和欧姆定律可得此时电压表的示数为:
UX
RX
40Ω=9.6V。
故答案为:
(1)A;
(2)省力;(3)3.4×105;75%;(4)10;9.6。
4.【解答】解:
(1)由题意和图示可知,合金块排开水的质量等于取出合金块后添加水的质量,即m排=81.0g﹣31.0g=50g=0.05kg,
由阿基米德原理可得,合金块浸没在水中时受到的浮力大小为:
F浮=G排=m排g=0.05kg×10N/kg=0.5N;
(2)合金块的重力为:
G=mg=200×10﹣3kg×10N/kg=2N;
甲图中合金块受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的浮力,
由力的平衡条件可得G=F支持+F浮,
则合金块受到杯底的支持力为:
F支持=G﹣F浮=2N﹣0.5N=1.5N。
答:
(1)合金块浸没在水中时受到的浮力大小是0.5N;
(2)甲图中合金块受到杯底的支持力是1.5N。
5.【解答】解:
(1)有用功为:
W有用=Gh=1600N×2m=3200J;
根据η
可知,总功为:
W总
4000J;
(2)由图可知,有4段绳子拉着动滑轮,则绳子自由端通过的距离为:
s=4h=4×2m=8m;
根据W=Fs可知,拉力的大小为:
F
500N;
(3)拉力的功率为:
P
1000W。
答:
(1)拉力F做的功为4000J;
(2)拉力F的大小为500N;
(3)拉力的功率为1000W。
6.【解答】解:
(1)轿车受到的重力:
G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N;
轿车受到的阻力:
f=0.1G=0.1×1.5×104N=1.5×103N;
因为轿车在水平面匀速行驶,
所以牵引力:
F=f=1.5×103N;
(2)由v
得轿车行驶的路程:
s=vt=108km/h
h=36km=36000m;
发动机做功:
W=Fs=1.5×103N×36000m=5.4×107J。
(3)发动机所做功功率:
P
45000W。
答:
(1)求发动机的牵引力F为1.5×103N;
(2)求发动机所做的功W为5.4×107J;
(3)求发动机的功率P为45000W。
7.【解答】解:
(1)质量为1kg,初温为35℃的水加热到100℃所吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣35℃)=2.73×105J;
(2)由题意和电路图可知,开关S与触点a、b接通时,R1与R2并联,电热水壶处于加热状态;
开关S自动与a、b断开,并与触点c接通时,电路为R2的简单电路,电热水壶处于保温状态,
因电路的总功率等于各电阻消耗功率之和,且R2在两种状态下消耗的功率不变,
则P加热
,P保温
,
已知加热功率P加热是保温功率P保温的5倍,
所以
5
,
解得R2=4R1=4×50Ω=200Ω;
(3)由效率公式可得,电热水壶加热时消耗的电能:
W
3×105J,
电热水壶加热时的实际功率为:
P
1000W,
即
1000W,
将R1=50Ω,R2=200Ω代入上式,解得U实=200V。
答:
(1)将1kg初温为35℃的水加热到100℃需要吸收2.73×105J热量;
(2)电阻R2的阻值为200Ω。
(3)晚上用电高峰期的实际电压为200V。
8.【解答】解:
(1)由图可知:
滑片P右边的电阻连入电路,拉力越大,滑片P向右移动,R1接入电路中长度减小,则连入电路的阻值变小;
(2)由图可知:
R0与R1串联,R0阻值忽略不计;
为了保证电流表安全使用,根据电流表的量程可知:
电路中的最大电流I最大=0.6A,
根据I
可得:
R总最小
5Ω;
则:
R1接入电路的电阻值R1最小=R总最小=5Ω,
根据ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,其阻值为25Ω可知:
电阻丝R1接入电路的长度L1最小=5Ω
1cm,
则弹簧的伸长量为△L1=L﹣L1最小=5cm﹣1cm=4cm,
由图象可知最大拉力F最大=400N;
(3)当拉力为200N时,由图象可知弹簧的伸长量△L2=2cm,
则R1接入电路的长度L2=L﹣△L2=5cm﹣2cm=3cm,
R1接入电路的电阻值为R1′=3cm
15Ω,
所以电流表的示数I
0.2A;
(4)根据图乙可知:
当弹簧的伸长5cm时,拉力为500N,则:
该弹簧的劲度系数k
100N/cm=1×104N/m;
(5)当拉力为F时,则弹簧的伸长△L
F
F=0.01F,
则R1接入电路的长度L接入=L﹣△L=5cm
F,
则R1接入电路的电阻值R=L接入
(5cm
F)
,
所以电流表的示数I
。
故答案为:
(1)小;
(2)400;(3)0.2;(4)1×104;(5)I
。
9.【解答】解:
(1)关S闭合时,电磁铁电流从上端流入,从下端流出,根据安培定则可知,电磁铁P的下端为N极;U1的正负极对换不会影响电磁铁P的控制效果,因电磁铁磁性的强弱和电流方向无关;
由图可知光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小,当光照强度减小时,其电阻变大,控制电路中,两电阻串联接入电路,电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻变大,由欧姆定律可知通过电路的电流变小,则电磁铁的磁性减弱;
(2)通过每盏节能灯的电流为:
I
A,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以它们同时正常工作时,工作电路中的总电流是:
I0=22I=22
A=1A;
(3)当外界光照强度达到1.5cd时,由图可知,R=90Ω,当电动卷帘便开始工作,电磁铁能吸合衔铁的电流为0.04A,
由I
得,电路总电阻:
R总
300Ω,
串联电路总电阻等于各分电阻之和,根据串联电路电阻规律可知R0的阻值:
R0=R总﹣R﹣RP=300Ω﹣90Ω﹣10Ω=200Ω;
(4)电磁铁开始吸合的电流变成了0.05A,若电源电压不变,由欧姆定律可知电路的总电阻需变小,所以可换用阻值较小的定值电阻R0;若电路总电阻不变,则需增大电源电压。
故答案为:
(1)N;减弱;
(2)1;(3)200Ω;(4)换用阻值较小的定值电阻R0。
10.【解答】解:
(1)由图甲可知,整个过程中小梅通过的路程s=2400m,运动的时间t=25min=1500s,
则整个过程中小梅的平均速度:
v
1.6m/s;
(2)单车对水平路面的压力:
F=G车=m车g=20kg×10N/kg=200N,
单车对水平路面的压强:
p
1.25×104Pa;
(3)由图甲可知,0~5min内小梅骑行时做匀速直线运动,且通过的路程s1=1500m,
则小梅骑行的速度:
v1
5m/s,
因小梅骑行时做匀速直线运动,牵引力和受到的阻力是一对平衡力,
所以,小梅骑行时的牵引力:
F′=f=0.02(G车+G人)=0.02×(200N+500N)=14N,
则小梅前5min的骑行功率:
P
F′v1=14N×5m/s=70W。
答:
(1)整个过程中小梅的平均速度为1.6m/s;
(2)单车对水平路面的压强为1.25×104Pa;
(3)小梅前5min的骑行功率为70W。
11.【解答】解:
(1)由电路图可知,只闭合开关S2时,电路为R1的简单电路,此时电路中的总电阻较大(比并联的总电阻大),根据P=UI
可知,电热水壶的总功率小,处于保温挡,
由P=UI
可得R1的电阻:
R1
880Ω;
(2)由电路图可知,闭合开关S1、S2时,R1与R2并联,电热水壶处于加热挡,
由R1=20R2可得R2的阻值:
R2
R1
880Ω=44Ω,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R2的电功率:
P2
1100W,
则加热挡的电功率:
P加热=P保温+P2=55W+1100W=1155W;
(3)将1kg、初温20℃的水加热至75℃时水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(75℃﹣20℃)=2.31×105J,
不计热量损失,则电热水器消耗的电能:
W=Q吸=2.31×105J,
由P
可得,需要的加热时间:
t′
200s。
答:
(1)R1的阻值是880Ω;
(2)加热挡的电功率1155W;
(3)在额定电压下,高温挡工作时将1kg、初温20℃的水加热至75℃需要200s。
12.【解答】解:
(1)太阳能属于清洁能源,也属于可再生能源;太阳能电池板用到的多晶硅是半导体材料;
(2)此时单块电池板的输出功率为P=UI=24V×4A=96W;
太阳能转化为电能的效率小于100%,故电池板接收太阳能辐射的功率大于输出功率;
(3)锂电池可提供的最大电能W=U′I′t