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计算题
2016中考物理模拟试题精选压轴题
1、如图所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图。
它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），阅读该饮水机说明书可知：
热水箱容积2L，额定电压220V，加热时的功率400W，保温时的功率40W。
求：
试问：
⑴饮水机处于保温状态时温控开关S。
应处于______状态（选填“闭合”或“断开”）．
⑵R1和R2的电阻值各是多大？
⑶在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间？
（C水=4.2×103J/（kg·m3），ρ水＝1.0×103kg/m3，忽略温度对电阻的影响）
2.如图19所示，是美国一家公司研制出的一种“会飞的汽车”，这款汽车的车身
和一般的汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀。
它在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开。
从汽车到“飞机”的变形在30秒内完成，驾驶员在车内即可完成操作。
该车已获准可在美国的空中飞行和公路行驶，是允许上路的第一辆飞行和地面行驶的混合车。
以下是该车的一些信息：
汽车的质量
600kg
发动机的功率
75kw
空中最大飞行速度
200km/h
最大飞行距离
800km
地面最大行驶速度
150km/h
轮胎与地面的总接触面
积
0.08m2
（1）假设该汽车也允许在我国的空中飞行和公路上行驶，已知中山城区的高速出口到广州城区高速入口的距离约为90km，则该汽车在地面以最大的行驶速度匀速行驶，大约要多长时间就可以从中山城区的高速出口到达广州城区高速入口？
（2）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压力、压强分别是多少？
（3）若该汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行200km，汽车受到的牵引力是多少？
3.电信公司机房接到某用户反映，他家的电话不能使用．经过机房人员初步测试，判断为接入该用户的电话线某处短路．为了确定短路的具体位置，机房人员利用测量仪器接成如图所示的电路进行测量．已知电话线由两根导线并排而成，该用户家到机房的电话线长5km，设单根电话线每米的电阻为3×10-3Ω，测量时电压表示数为12V，电流表示数为1A，若只考虑电话线的电阻，求：
（1）该用户到机房单根电话线的电阻值；
（2）短路位置到机房的距离s；
（3）测量时电路消耗的功率．
4.为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼-21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻。
其外形与潜艇相似（如下图甲所示），相关标准参数为：
体积1m3、质量750kg，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。
（1）假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口，当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为多大？
（3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。
起重装置拉力的功率随时间变化的图象如上图乙所示，图中P3=3P1。
求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力（不考虑水的阻力）。
5、某物理科技小组设计了空气质量检测电路如图甲所示，R为气敏电阻，其阻值随有害空气浓度β变化的曲线如图乙所示，β是衡量有害空气浓度的重要指标，当β＞0.1时，说明有害空气浓度超标，R0为定值电阻10Ω，电源电压恒定不变．求：
（1）当空气清新，β为0时，气敏电阻R的阻值是多少？
此时电流表的示数为0.1A，电源电压是多少？
（2）小明用此装置检测了刚刚装修好的教室里的空气，结果电流表的示数为0.4A时，问当时教室里有害空气污染浓度超标了吗？
（必须通过计算说明）
（3）当β=0.1时，电路中气敏电阻R消耗的电功率为多少？
6、一体重为600N，双脚与地面的接触面积为0.05m2的工人，用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提高了0.5M,此时该滑轮组的机械效率为80%。
（不计绳重及摩擦）。
求：
（1）在匀速提升物体的过程中，工人对绳子的拉力为多大；
（2）在匀速提升物体的过程中，工人对地面的压强为多大；
（3）使用该滑轮组，这个工
人最多能提起多重的物体。
7.台风过后，暴雨肆虏，带来了严重的城市内涝，给居民的工作和生活带来极大的不便．小明和同学研制出了一款水陆两栖三轮车，可以自如地在陆地上和水面上行驶，如图所示．这款水陆两栖三轮车是由自重50kg的三轮车与6个体积为0.5m3、总重100N的浮筒改装而成．已知水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，则：
（1）体重400N的小明卸下该三轮车的浮筒及其他辅助设备，在水平地面上骑行，已知其每只轮胎与地面的接触面积为0.05m2，则三轮车对地面的压强为多少？
（2）若小明骑着这款三轮车在水中行驶，则三轮车排开水的体积为多少？
（3）小明以18km/h的速度在水中匀速航行时受到水的阻力为25N，则小明骑车的力的功率大约为多少瓦？
8、如图11所示是小明家电饭煲铭牌，有额定功率高、中、低三档，但中、低档已模糊不清
。
从说明书中的电路图可知，内部有两根电阻丝，
每根电阻丝的阻值均为110Ω（设电阻丝阻值恒定不变），中档是一根电阻丝接入电路，低档是两根电阻
丝串联接入电路。
把电饭煲接在正常的家庭电路中使用。
求：
（1）当电饭煲使用中档时，通过它的电流是多少?
当电饭煲使用低档时，它消耗的电功率多大?
（2）若使用高档，电饭煲正常工作20min，消耗的电能是多少?
如图12所示是小明家的电能表，
在这过程中若小明家只使用电饭煲，则电能表转盘旋转多少圈?
（3）晚上，由于是用电高峰，该电饭煲的实际电压只有200V，加热效率的80%，求利用高档功率把2千克的水从20摄氏度加热到80摄氏度需要多长时间？
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
高档
900W
中档
低档
9、下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息。
经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，S断开时，饮水机处于保温状态。
为了测量它加热时的实际功率，小明断开其它所有用电器，只将该饮水机接入家庭电路中，闭合开关S，测得热水箱中的水从25℃升高到100℃，所用时间为7.5min，同时观察到家中标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘转过120转（r）。
不考虑温度对阻值的影响[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。
根据以上信息，求：
（1）饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量；
（2）饮水机在加热过程中的热效率；
（3）饮水机加热时的实际电压。
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热时额定功率
968W
10、2015年4月21日，重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场。
如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140km/h。
假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m2，g取10N/kg。
求：
（1）飞机停在水平地面时对地面的压强大小；
（2）当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以108 km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；
（3）若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大？
这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？
航空燃油的热值取4×107J/kg，密度取0.75×103kg/m3。
11、小明和妈妈一起去商场选购了“亚米牌”全自动豆浆机，回到家，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构（如图甲）、使用方法及注意事项，并观察了豆浆机铭牌（如图丙），电路原理图可等效成图乙。
下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态。
请你帮小明解决下列问题：
甲 乙 丙
工作时间（min）
0~1
1~5
5~6
6~10
工作状态
粉碎打浆
加热
粉碎打浆
加热
（1）（2分）豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？
（2）（3分）豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？
（3）（3分）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000r/kW·h”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？
（不考虑温度对电阻的影响）
12、如图所示，弹簧测力计下面挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降（其底面始终与水面平行），使其逐渐浸没入水中某一深度处．如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图象．已知ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg．求：
（1）圆柱体的重力．
（2）圆柱体浸没时受到的浮力．
（3）圆柱体的密度．
（4）圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强．
（5）若盛水容器的底面积为100平方厘米，当圆柱体完全浸没时与圆柱体未浸入水前相比较，水对容器底产生的压强增加了多少？
容器对水平支持面的压强增加了多少？
参考答案
1、
（1）由电路图可知，开关S0断开时两电阻串联，电路电阻较大，开关S0闭合时，只有电阻R1接入电路，电阻R2被短路，此时电路电阻较小，电源电压U一定，由P=
可知，电阻越大，电路功率越小，电阻越大，饮水机功率越大，因此当开关S0断开时，电路定值较大，电功率较小，饮水机处于保温状态．
（2）∵P加＝
，∴电阻R1=
∵P保=
，∴电阻R总=
=1210Ω，
保护电阻R2=R总-R1=1210Ω-121Ω=1089Ω；
（3）设加热时间为t，有P峰t80%=Q吸，即
t80%＝c水m水△t水，
t80%＝c水ρ水V水△t水，
t=
=2541s；
2、
（1）v=s/t=90km/150km/h=0.6h（1分）
（2）F=G=mg=600kg×10N/k
g=6000N；（1分）
P=F/S=6000N/0.08m2=75000Pa；（1分）
（3）t=s/v==200km/200km/h=1h。
（1分）
W=Pt=75000w×3600s=270000000J；（1分）F=W/s=27000000
0J/200000m=1350N（1分）
3、
（1）已知用户家到机房的电话线长5km，R0=3×10-3Ω/m，
即R=LR0=5000m×3×10-3Ω/m=15Ω；
（2）出现短路现象时，
导线的电阻R′=
U
I
=
12V
1A
=12Ω，
所以导线的长度为L′=
R′
R0
=
12Ω
3×10?
3Ω/m
=4000m，
导线的长度是两地距离的2倍，所以两地的距离是导线长度的一半，
两端距离为s=
1
2
L′=
1
2
×4000m=2000m．
（3）消耗的功率P=UI=12V×1A=12W．
4、
5、
（1）由图乙得出：
β为0时，气敏电阻的阻值R′=270Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴R总′=R0+R′=10Ω+270Ω=280Ω；
由欧姆定律得：
U=IR0=0.1A×280Ω=28V．
（2）由I=
U
R
得：
R总″=
U
I″
=
28V
0.4A
=70Ω；
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴R″=R总″-R0=70Ω-10Ω=60Ω；
由乙图可知，β=0.08＜0.1
∴教室里有害空气污染浓度没有超标．
（3）由图乙得出：
β为0.1时，气敏电阻的阻值R=30Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴R总=R0+R=10Ω+30Ω=40Ω；
则I=
U
R总
=
28V
40Ω
=0.7A，
P=I2R=（0.7A）2×30Ω=14.7W．
6、
7、
（1）三轮车的重量G车=mg=50kg×10N/kg=500N
三轮车对地面的压力F=G总=G车+G人=500N+400N=900N
受力面积S=0.05m2×3=0.15m2
三轮车对地面的压强p=
F
S
=
900N
0.15m2
=6×103Pa；
（2）三轮车受到的浮力F浮=G车+G人+G桶=500N+400N+100N=1000N，
由F浮=ρ水gV排可得，
三轮车排开水的体积V排=
F浮
ρ水g
=
1000N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=0.1m3
（3）车的速度v=18km/h=5m/s
因为是匀速航行，所以牵引力等于阻力，
小明的功率P=
W
t
=
Fs
t
=F×
s
t
=Fv=25N×5m/s=125W．
8、
9、
10、
11、
（1）∵
∴电热丝电阻
（2）电动机和电热丝正常工作做一次豆浆所需时间分别是
t1 =2min=120s t2 =8min=480s
∵
∴ W1 =P1t1=100W×120s=1.2×104J
W2 =P2t2=605W×480s=2.904×105J
∴电流做的功W=W1+W2=1.2×104J+2.904×105J=3.024×105J
（3）电热丝3min内消耗的电能
∴电热丝实际功率
∵
∴
12、
（1）由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G=F拉=12N；
（2）图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力F=4N，
则圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N．
（3）圆柱体完全浸入水中时根据F浮=ρ水gV排得：
V物=V排=
F浮
ρ水g
=
8N
1×103kg/m3×10N/kg
=8×10-4m3，
由公式G=mg可求出物体的质量m=
G
g
=
12N
10N/kg
=1.2kg，
则圆柱体密度ρ物=
m
V物
=
1.2kg
8×10−4m3
=1.5×103kg/m3．
（4）由图象可知，不考虑水面上升，圆柱体在刚浸没时，物体又下降4cm，则下表面所处的深度为h=4cm=0.04m，
因此刚浸没时下表面受到的液体压强P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa．
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