2024贵州中考物理二轮中考题型研究 题型六 计算题专项训练 (含答案)

这是一份2024贵州中考物理二轮中考题型研究 题型六 计算题专项训练 (含答案)，共24页。试卷主要包含了热值，速度，密度，滑轮组相关计算，电学简单计算，动态电路相关计算，极值，电学实际应用类相关计算等内容，欢迎下载使用。
eq \a\vs4\al\c1(（黔西南州6考，黔东南州5考）)
1. 额定功率为1 000 W的电热水壶正常工作时，把质量为1 kg的水从20 ℃加热到100 ℃.已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，不计热量损失，求：
(1)水吸收的热量；
(2)加热所需要的时间．
2.小琦家新安装了一台容积为0.5 m3的太阳能热水器，加满水后，经过4 h阳光的照射水温由原来的25 ℃升高到45 ℃[已知：水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，焦炭的热值q＝3.0×107 J/kg，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3]．问：
(1)在这4 h内水吸收的热量为多少焦耳？
(2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭？
3. 中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志．如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料，液态氧作为助燃剂．火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值．
第3题图
表1：
表2：
使用氢作为燃料的主要优点是：____________和________________．
(2)某火箭发射时携带了3×104 kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20 ℃的水加热至沸腾？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，当地大气压为1标准大气压]
(3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧，某次测试中，一辆氢能源车以70 kW的功率匀速行驶0.5 h，消耗了2 kg燃料，求该发动机的效率．
二、速度、功、功率相关计算
eq \a\vs4\al\c1(（黔西南州2考，黔东南州4考，贵阳3考）)
1. 一题多设问如图所示，小明和同学利用10 m长的斜面帮老师把一箱30 kg的实验器材运到距地面3 m的平台上，他推箱子所用的力为120 N．(g取10 N/kg)求：
第1题图
(1)若小明用时20 s刚好将箱子推上平台，他推箱子的平均速度；
(2)将箱子从斜面底端推到平台上，此过程中推力所做的功及功率；
(3)若箱子在平台上匀速运动时受到的阻力为重力的0.2倍，求在平台上要推动箱子所需的最小推力的大小．
拓展设问
(4)若箱子的底面积为1 000 cm2，箱子静止在平台上时对平台的压强；
(5)若箱子的底面积为1 000 cm2，从箱中取出一部分器材后对平台的压强为1 600 Pa，求取出器材的质量．
2. 2021年5月，我国自主设计的“祝融号”火星车成功着陆火星，如图所示，实现了我国航天史上的新突破．已知同一物体在火星上的重力是地球上的eq \f(3,8).(地球表面g取10 N/kg)
第2题图
(1)火星车在火星表面静止时，若火星车的质量为240 kg，车所有轮子和水平表面的总接触面积为300 cm2，则车对火星表面的压强是多少帕？
(2)若“祝融号”在火星表面匀速直线行驶，速度为200 m/h，它行驶50 m需要的时间是多少？
(3)若“祝融号”在火星表面保持(2)中速度不变匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.1倍．车行驶25 min牵引力做了多少功？
3. 总部位于湖南省长沙市岳麓区的某股份有限公司，是一家持续创新的全球化企业．如图是这个公司生产的高空作业平台，它重心低，运行高效．求：
第3题图
(1)作业平台以2 m/s的速度在平直的路面上匀速行驶20 s，它行驶的路程；
(2)作业平台用104 N的支持力将货物竖直缓慢举高10 m，支持力对货物所做的功；
(3)质量为3 150 kg的作业平台上装有850 kg的货物，静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.04 m2，此时作业平台对水平地面的压强．(g取10 N/kg)
三、密度、压强、浮力相关计算
eq \a\vs4\al\c1(（黔西南州2考，黔东南州2考）)
1. 如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰)，它是052B型导弹驱逐舰．其满载时的排水量约为7×103 t．当驱逐舰以72 km/h的速度匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍．(海水密度近似取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：
第1题图
(1)在水面下3 m深处，船体受到的海水的压强是多少？
(2)驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？
(3)驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？
(4)驱逐舰满载时以72 km/h的速度匀速航行，受到的牵引力是多少？
2. 一题多设问 质量为150 g，底面积为100 cm2的柱形烧杯中装有10 cm深的水(如图甲)，水面在A处．用弹簧测力计吊着未知物体，先将物体浸没在水中(如图乙)，水位升高到B处，弹簧测力计示数是7 N；再将物体缓慢提出，使水位下降到AB的中点C处，弹簧测力计示数是12 N(如图丙，不计物体带出的水)．ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，求：
第2题图
(1)物体浸没时受到的浮力；
(2)物体的密度．
拓展设问
(3)图甲中容器对桌面的压强是多少Pa?
(4)求从图乙到图丙过程中，水对容器底部的压强变化量．
3. 物块P与金属球Q用细线连接，一起放入装有一定质量水的柱状容器内，二者恰好悬浮，如图甲所示，此时柱状容器中水的深度为23 cm；物块P重1 N、体积为1.25×10－4 m3(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)．求：
第3题图
(1)图甲中水对容器底部的压强；
(2)图甲中物块P所受浮力的大小；
(3)若剪断细线，物块P上浮，金属球Q下沉，待稳定后，物块P漂浮于水面，如图乙所示，则此时物块P露出水面的体积．
4. 如图甲所示，装有水的薄壁圆柱形容器的底面积为600 cm2.体积为3 000 cm3的木块A漂浮在水面上，重12 N的矿石B沉在水底，此时矿石所受的浮力为3 N，将矿石B从水中取出后放在A上，静止时A恰好全部浸入水中，如图乙所示，已知水的密度ρ水＝1×103 kg/m3，g取10 N/kg. 求：
(1)矿石B的体积；
(2)木块A的密度；
(3)甲、乙两图中水对容器底的压强变化量；
(4)已知容器中水的质量为6 kg，忽略容器自身重力，则图乙中容器对水平面的压强为多少？
第4题
5. 如图甲所示，边长为10 cm的实心正方体物块置于足够深且底面积为200 cm2的圆柱形容器底部．现逐渐向容器中倒入某种液体，物块受到的浮力F浮与容器内液体的深度h的关系图像如图乙所示，g取10 N/kg.求：
第5题图
(1)该液体的密度；
(2)物块的密度；
(3)当倒入容器中液体的深度为6 cm时，正方体对容器底部的压力；
(4)当倒入容器中液体的深度为10 cm时，容器底部受到的液体压强．
四、滑轮组相关计算
eq \a\vs4\al\c1(（黔西南州3考，黔东南州3考）)
1. 党的十九大报告提出，要建设生态宜居、生活富裕的新农村．某兴趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地，建筑工地工人们用如图所示的滑轮组来提升重物，不计绳重和摩擦．(g取10 N/kg)
第1题图
(1)一个工人质量为60 kg，竖直向上匀速拉动700 N的重物时，绳上拉力为400 N，将重物提升2 m用时20 s，滑轮组的机械效率为多少？
(2)在这20 s的时间内拉力的功率为多少？
(3)该工人能够提升的最重的物体约为多少kg?
2. 如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750 N的货物，在水平路面上匀速移动2 m至仓库门口A处，用时10 s，此过程中甲工人做功的功率P甲＝30 W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3 m到达指定位置B，拉力F乙为80 N．求：
第2题图
(1)甲工人做的功；
(2)该滑轮组的机械效率．
3. 如图所示，工人师傅用150 N的拉力，使重为1 000 N的物体以0.2 m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍．不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦．求：
第3题图
(1)工人师傅拉力的功率；
(2)动滑轮的重；
(3)若物重增大到2 000 N，则滑轮组的机械效率是多少？
4. 工人用如图所示装置从水井中匀速吊起一个重为800 N的物体，所用拉力F为250 N，20 s内物体上升了6 m(物体的上表面始终未露出水面)，已知动滑轮重20 N，绳重及摩擦均忽略不计．求：
第4题图
(1)20 s内绳子自由端A移动的距离；
(2)拉力F做功的功率；
(3)物体在水中所受浮力的大小．
五、电学简单计算
eq \a\vs4\al\c1(（黔西南州2020.20，贵阳2考）)
1. 一只标有“6 V 3 W”字样的小灯泡L与一个阻值为8 Ω的定值电阻R串联，接在电源电压恒定不变的电路中，接通电路后，小灯泡L恰好正常发光．求：
(1)电路中的电流I；
(2)电源电压U；
(3)通电20 s，整个电路消耗的电能W.
2. 一题多设问如图所示电路，开关S断开时，电阻R2两端的电压为2 V，功率为1 W；开关S闭合时，电阻R1的功率为4.5 W．求：
第2题图
(1)开关S断开时，通过R2的电流；
(2)R1的阻值．
拓展设问
(3)当开关S闭合时，电路工作1 min消耗的电能．
3.如图所示的电路中，电源电压为3 V，R为阻值未知的定值电阻，小灯泡L的规格为“6 V 3 W”，闭合开关S后，电流表的示数为1.25 A．(不考虑温度对小灯泡电阻的影响)求：
第3题图
(1)小灯泡的电阻；
(2)小灯泡的实际功率；
(3)通电1 min，电阻R产生的热量．
4. 人类正面临能源危机，为了找到更节能的光源，科学家做了大量的实验，实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同．请通过计算回答下列问题：
(1)LED灯正常发光时的电流是多大？
(2)LED灯正常发光时的电阻是多大？
(3)正常工作10 h，使用LED灯比白炽灯要节约多少电能？
六、动态电路相关计算
类型1 多开关类
1.如图所示的电路中，电源电压U不变，r、R1和R2均为定值电阻，其中r＝1 Ω，R1＝14 Ω，S1为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关．闭合S1，将S2掷于1端，电压表的示数U1＝2.8 V；将S2切换到2端，电压表的示数U2＝2.7 V．求：
第1题图
(1)电源电压U的大小；
(2)电阻R2的阻值．
2. 如图，R1＝6 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为1 A；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为0.2 A．求：
第2题图
(1)电源电压；
(2)电阻R2的阻值；
(3)当S1、S2闭合，S3断开时，电路消耗的总功率．
类型2 滑动变阻器类(贵阳3考，均在填空题中考查)
3.如图所示的电路，电源电压为6 V保持不变，R1＝4 Ω.开关闭合，滑动变阻器R2的滑片置于a端时，电压表的示数为2 V，求：
(1)电压表的示数；
(2)电流表的示数；
(3)整个电路的功率；
(4)当滑片滑到b端时，通电1 min电流做的功．
第3题图
4. 一题多设问 在如图甲所示电路中，电源电压为6 V且保持不变，滑动变阻器R2允许通过的最大电流为3 A．电流表、的表盘均如图乙所示．滑动变阻器滑片P位于最右端，闭合开关S，电流表示数为0.3 A，两电流表指针偏离零刻度线角度相同．

甲 乙
第4题图
(1)求电阻R1的阻值；
(2)求此时经过滑动变阻器R2的电流I2；
拓展设问
(3)移动滑动变阻器滑片P，当电流表的示数为3 A时，滑动变阻器消耗的功率．
(4)当电流表的示数为3 A时，滑动变阻器工作5 min产生的热量．
七、极值、范围类相关计算
eq \a\vs4\al\c1(（黔西南州5考，黔东南州2考，贵阳2考）)
1. 如图所示，电源电压4.5 V保持不变，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V，灯泡L标有“3 V 1.5 W”字样，滑动变阻器R标有“20 Ω 1 A”字样．闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化．求：
第1题图
(1)灯泡正常工作时的电流和电阻．
(2)灯泡正常工作1 min所放出的热量．
(3)在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围．
2. 图甲所示的电路中，灯泡L的额定功率为3.6 W (灯丝电阻不变)，开关S闭合，S1断开，变阻器的滑片移动到最左端时，灯泡L正常发光．图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中，电压表示数随电流表示数变化的图像．求：
第2题图
(1)电源电压；
(2)变阻器R的最大阻值；滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率；
(3)什么情况下电路消耗的功率最大；此时变阻器1 min消耗的电能．
3. 如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“9 V 9 W”字样，且灯丝电阻不受温度影响．当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5 A；当开关S闭合、S1断开，滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I中∶Ib＝5∶3.求：
第3题图
(1)电阻R1的阻值；
(2)滑动变阻器R2的最大阻值；
(3)若开关S闭合，S1断开，且电流表的量程为0～0.6 A时，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值．
4. 如图所示电路中，电源电压保持不变，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～15 V，R1＝40 Ω，滑动变阻器R2的规格为“100 Ω 1 A”．当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为0.3 A．求：
第4题图
(1)电源电压；
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时，在不损坏电压表和电流表的情况下，变阻器连入电路中阻值的取值范围．
八、电学实际应用类相关计算
1. 某同学设计了一个利用如图甲所示的电路来测量海水的深度，其中R1＝2 Ω 是一个定值电阻，R2是一个压敏电阻，它的阻值随所受液体压力F的变化关系如图乙所示，电源电压保持6 V不变，将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质凹形绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一个面积为0.02 m2的面承受海水压力．(设海水的密度ρ海水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
第1题图
(1)当电流表示数为0.2 A时，求压敏电阻R2的阻值；
(2)如图乙所示，当压敏电阻R2的阻值为20 Ω时，求此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强；
(3)若电流表的最大测量值为0.6 A，则使用此方法能测出海水的最大深度是多少？
2. 某兴趣小组设计了一种恒温箱电路，如图甲所示．工作电路电源电压U1＝220 V，R1＝242 Ω.控制电路电源电压U2＝3 V，R2＝300 Ω，热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度，其阻值与温度的关系如图乙．不计线圈的电阻．当线圈中的电流大于或等于40 mA时，继电器的衔铁被吸合，动触点A与静触点B接触；当线圈中的电流小于或等于30 mA时衔铁被释放，动触点A与静触点C接触．求：
第2题图
(1)闭合开关S1和S2，恒温箱开始工作，此时衔铁的动触点A与________(选填“B”或“C”)静触点相接触．
(2)电热丝R1正常工作5分钟消耗的电能．
(3)分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围．
九、家用电器类相关计算
类型1 纯电学类
1. 如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡．R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66 Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440 W．求：
第1题图
(1)保温挡时电路中的电流；
(2)高温挡时的电功率；
(3)若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5 h，保温挡工作1 h，则在此过程中消耗的电能是多少kW·h.
2.图甲为某自动式洗车机储水箱防冻系统的加热电路．S为温控开关，两个完全相同的发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化．工作时，S可在“0”“1”“2”三个挡位之间自动转换．当储水箱水温低于5 ℃时，S将自动跳到“1”挡加热；若R1烧断，S将自动跳到“2”挡，使用备用电阻R2加热；当水温达到10 ℃时，S自动跳转到“0”挡停止加热．已知储水箱容积为220 L，防冻系统正常工作时电压为220 V，加热功率为2.2 kW.
第2题图
(1)求防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流．
(2)某时段防冻系统工作时，储水箱装满了水，加热功率P与工作时间t的关系如图乙所示，求该系统在0～340 min消耗的电能．
(3)请根据图乙中的信息，计算防冻系统的热损耗功率．[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
类型2 电热综合题
3. 如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1＝50 Ω，R2＝200 Ω，额定工作电压为220 V，内部电路可简化为图乙所示电路，当开关S1闭合，开关S接b端时为高温挡；开关S1闭合，开关S断开时为中温挡．
第3题图
(1)中温挡正常工作时，求流过电阻R2的电流．
(2)高温挡正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率．
(3)若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20 ℃，炸熟至少需要达到170 ℃，求一次炸熟200 g薯条需要吸收的热量．[c薯条取3.63×103 J/(kg·℃)]
(4)若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制，空气炸锅电能转化为热能的效率为75%，求烹制一次薯条需要的时间．
4. 图甲是小明家的电饭锅及电路原理图，该电饭锅有高温和保温两挡，由开关S进行调节．已知R0与R为电热丝，现将电饭锅接在220 V的电源上，使用高温挡工作时，电饭锅功率为1 000 W；使用保温挡工作时，电饭锅功率为440 W．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
根据相关知识，回答下列问题：
第4题图
(1)饭煮熟后，开关S将________(选填“闭合”或“断开”)．
(2)电热丝R的阻值为多少？
(3)用此电饭锅高温挡将质量为1 kg，温度为25 ℃的水加热，使锅中水温升高60 ℃，需用时5 min，求此加热过程中电饭锅的加热效率．
(4)如图乙所示，电能表上有参数模糊不清， 小明把家中其他用电器断开仅使用电饭锅，调至高温挡烧水5 min，电能表的转盘转了250转，则电能表上模糊的参数应该是多少？
5. 图甲所示为某款家用即热式饮水机，这种饮水机无水仓，打开出水开关立即给水加热，出水口随即流出热水，停止出水时加热就会停止．其额定功率为2 800 W．求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
第5题图
(1)该饮水机正常工作时电流有多大？(计算结果保留一位小数)
(2)某次该饮水机正常工作时，1 min内流出98 ℃热水500 g，若忽略热量损失，则流入水的初温为多少？
(3)图乙所示为小明家使用的电热丝类烧水壶，其铭牌为“220 V 1 800 W”．图丙为其简化示意图．小明也想将其功率改造为2 800 W．那他应该怎么做？请将图丁中虚线框补画完整，并计算出相关电阻的阻值．
参考答案
一、热值、比热容相关计算
1. (1)3.36×105 J (2)336 s 2. (1)4.2×107 J (2)7 kg 3. (1)热值大 清洁环保(合理即可) (2)1.25×107 kg (3)45%
二、速度、功、功率相关计算
1. (1)0.5 m/s (2)1 200 J 60 W (3)60 N 【拓展设问】(4)3 000 Pa (5)14 kg 2. (1)3×104 Pa (2)0.25 h (3)7 500 J 3. (1)40 m (2)1×105 J (3)1×106 Pa
三、密度、压强、浮力相关计算
1. (1)3×104 Pa (2)7×107 N (3)7×103 m3 (4)7×105 N
2. 解：(1)设物体重为G，当物体浸没在水中时，有F示＋F浮＝G，则弹簧测力计的示数：F示＝G－F浮＝7 N①
将物体缓慢提出，当水位下降到AB的中点C时，排开水的体积减半，物体受到的浮力减半
此时弹簧测力计的示数：F示′＝G－eq \f(1,2)F浮＝12 N②
由②－①得：eq \f(1,2)F浮＝12 N－7 N＝5 N
则当物体浸没在水中时，受到的浮力F浮＝10 N
(2)物体的重力：
G＝F示＋F浮＝7 N＋10 N＝17 N
由G＝mg可得，物体的质量：
m＝eq \f(G,g)＝eq \f(17 N,10 N/kg)＝1.7 kg
由F浮＝ρ液gV排可得，物体的体积：
V＝V排＝eq \f(F浮,ρ水g)＝eq \f(10 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)＝1×10－3 m3
物体的密度：
ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(1.7 kg,1×10－3m3)＝1.7×103 kg/m3＝1.7 g/cm3
【拓展设问】
(3)图甲中水的质量为m水＝ρ水V水＝ρ水Sh＝1.0×103 kg/m3×100×10－4 m2×0.1 m＝1 kg
容器的质量为150 g，容器和水的总质量为m总＝1.15 kg
则容器对桌面的压强为p＝eq \f(F,S)＝eq \f(m总g,S)＝eq \f(1.15 kg×10 N/kg,100×10－4 m2)＝1 150 Pa
(4)根据阿基米德原理，图乙到图丙过程中，物体受到浮力的变化量ΔF＝5 N，故ΔG排＝ΔF＝5 N，容器底部受到的压力变化量ΔF压＝ΔG排，则水对容器底部的压强变化量Δp＝eq \f(ΔF压,S)＝eq \f(5 N,100×10－4m2)＝500 Pa
3. 解：(1)2.3×103 Pa (2)1.25 N
(3)因为物块P漂浮于水面，由二力平衡知F浮′＝G＝1 N
由F浮＝ρ液gV排知物体P排开水的体积V排′＝eq \f(F浮′,ρ水g)＝eq \f(1 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)＝1.0×10－4 m3
物块P露出水面的体积V露＝Vp－V排′＝1.25×10－4 m3－1.0×10－4 m3＝2.5×10－5 m3
4. 解：(1)3×10－4 m3
(2)由题意可得，在图乙中，木块A受到的浮力
F浮A乙＝ρ水gV木＝1×103 kg/m3×10 N/kg×3 000×10－6 m3＝30 N
对木块A进行受力分析F浮A乙＝GA＋GB可得，
木块A的重力
GA＝F浮A乙－GB＝30 N－12 N＝18 N
木块A的密度
ρA＝eq \f(mA,VA)＝eq \f(GA,gVA)＝eq \f(18 N,10 N/kg×3 000×10－6 m3)＝0.6×103 kg/m3
(3)由题意可得，甲、乙两图中水对容器底的压力变化量等于甲、乙两图中两物体受到的浮力差，即
ΔF压＝ΔF浮＝F浮A乙－(F浮A甲＋F浮B甲)＝F浮A乙－(GA＋F浮B甲)＝30 N－(18 N＋3 N)＝9 N
甲、乙两图中水对容器底的压强变化量Δp＝eq \f(ΔF压,S容)＝eq \f(9 N,600×10－4 m2)＝150 Pa
(4)容器中水的重力为G水＝m水g＝6 kg×10 N/kg＝60 N
容器对水平面的压力F压＝G总＝G水＋GA＋GB＝60 N＋18 N＋12 N＝90 N
故图乙中容器对水平面的压强为p＝eq \f(F压,S容)＝eq \f(90 N,600×10－4 m2)＝1.5×103 Pa
5. (1)1.25×103 kg/m3 (2)1×103 kg/m3 (3)2.5 N (4)1 250 Pa
四、滑轮组相关计算
1. (1)87.5% (2)80 W (3)110 kg 2. (1)300 J (2)62.5% 3. (1)60 W (2)100 N (3)80% 4. (1)12 m (2)150 W (3)320 N
五、电学简单计算
1. (1)0.5 A (2)10 V (3)100 J 2. 解：(1)0.5 A (2)设电源电压为U，当开关S断开时，R1与R2串联，根据串联电路总电压等于各分电压之和，则有U＝0.5 A×R1＋2 V……①
开关S闭合时，电路为R1的简单电路，电阻R1的功率为4.5 W，根据P＝eq \f(U2,R)有4.5 W＝eq \f(U2,R1)……②
由①②解得U＝3 V、R1＝2 Ω或U＝6 V、R1＝8 Ω
所以R1的阻值可能为2 Ω，也可能为8 Ω
【拓展设问】(3)270 J 3. (1)12 Ω (2)0.75 W (3)180 J 4. (1)0.5 A (2)48 Ω (3)3.168×106 J
六、动态电路相关计算
1. (1)3 V (2)9 Ω 2. (1)6 V (2)24 Ω (3)7.5 W 3. (1)4 V (2)0.5 A (3)3 W (4)540 J
4. (1)20 Ω (2)1.2 A 【拓展设问】(3)16.2 W (4)4 860 J
七、极值、范围类相关计算
1. (1)0.5 A 6 Ω (2)90 J (3)3～12 Ω 2. 解：(1)6 V (2)20 Ω 0.4 W
(3)电源电压一定，开关S、S1都闭合，滑片滑到最左端时，电路消耗的功率最大，此时变阻器1 min消耗的电能W＝eq \f(U2,Rmax)t＝eq \f(（6 V）2,20 Ω)×60 s＝108 J
3. 解：(1)18 Ω (2)灯泡的电阻RL＝eq \f(UL,IL)＝eq \f(9 V,1 A)＝9 Ω
当开关S闭合、S1断开时，灯泡L和滑动变阻器R2串联，当滑片P在中点时，电流表的示数：
I中＝eq \f(U,RL＋\f(1,2)R2)＝eq \f(9 V,9 Ω＋\f(1,2)R2)
当滑片P在b点时，电流表的示数：Ib＝eq \f(U,RL＋R2)＝eq \f(9 V,9 Ω＋R2)
因为eq \f(I中,Ib)＝eq \f(5,3)，所以eq \f(9 V,9 Ω＋\f(1,2)R2)∶eq \f(9 V,9 Ω＋R2)＝5∶3
解得R2＝36 Ω
(3)当开关S闭合、S1断开时，灯泡L和滑动变阻器R2串联，当电流表的示数为0.6 A时，电路消耗的功率最大，最大功率为P最大＝UI大＝9 V×0.6 A＝5.4 W
当滑动变阻器的全部阻值接入电路中时，电路消耗的功率最小，最小功率为
P最小＝eq \f(U2,RL＋R2)＝eq \f(（9 V）2,9 Ω＋36 Ω)＝1.8 W
电路消耗的最大功率与最小功率的比值eq \f(P最大,P最小)＝eq \f(5.4 W,1.8 W)＝3∶1
4. 解：(1)12 V
(2)开关S1、S2、S3都闭合时，电阻R3被短接，电阻R1、R2并联接在电路中，电压表测电源电压，电流表测干路电流，电压表量程为0～15 V，大于电源电压，故不会烧坏；电流表量程为0～0.6 A，故干路中电流允许的最大值为I总大＝0.6 A，根据并联电路各支路互不影响，通过R1的电流为0.3 A不变，由并联电路干路电流等于各支路电流之和可知，通过滑动变阻器的最大电流I滑大＝I总大－I1＝0.6 A－0.3 A＝0.3 A
由欧姆定律可得，变阻器连入电路的最小电阻R滑小＝eq \f(U,I滑大)＝eq \f(12 V,0.3 A)＝40 Ω
当变阻器滑片移动至最左端时，变阻器接入阻值最大，总电流最小，没有超过电流表量程，故变阻器连入电路的最大电阻为100 Ω，故滑动变阻器R2的阻值取值范围为40～100 Ω
八、电学实际应用类相关计算
1. 解：(1)28 Ω (2)2×106 Pa (3)当电流表示数达到最大0.6 A时，电路的总电阻为R′＝eq \f(U,Imax)＝eq \f(6 V,0.6 A)＝10 Ω
此时压敏电阻R2的阻值为R2′＝R′－R1＝10 Ω－2 Ω＝8 Ω
根据图像可知：当压敏电阻R2的阻值为8 Ω时，压敏电阻受到海水的压力为10×104 N
则压敏电阻受到的压强为p大＝eq \f(F′,S)＝eq \f(10×104 N,0.02 m2)＝5×106 Pa
则使用此方法能测量出海水的最大深度是h大＝eq \f(p大,ρ海水g)＝eq \f(5×106 Pa,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)＝500 m
2. (1)C 解：(2)6×104 J
(3)当恒温箱内的温度达到最高时，衔铁被吸下，即此时控制电路的电流I＝0.04 A，故恒温箱内温度达到最高值瞬间R＝eq \f(U2,I)＝eq \f(3 V,0.04 A)＝75 Ω，由图乙可知恒温箱内的最高温度为100 ℃
当继电器的衔铁被吸合时，R与R2并联．当恒温箱温度最低时，控制电路的电流I1＝0.03 A
此时通过R2的电流I2＝eq \f(U2,R2)＝eq \f(3 V,300 Ω)＝0.01 A
此时通过热敏电阻的电流
IR＝I1－I2＝0.03 A－0.01 A＝0.02 A
此时热敏电阻的阻值R′＝eq \f(U2,IR)＝eq \f(3 V,0.02 A)＝150 Ω
由图乙可知恒温箱内的最低温度为90 ℃
故恒温箱内的温度变化范围为90 ℃～100 ℃
九、家用电器类相关计算
1. (1)2 A (2)1 100 W (3)0.99 kW·h 2. 解：(1)10 A (2)2.2 kW·h (3)由ρ＝eq \f(m,V)可得，储水箱装满水的质量为 m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×220×10－3 m3＝220 kg
加热一次水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×220 kg×(10 ℃－5 ℃)＝4.62×106 J
加热一次消耗的电能W1＝Pt1＝2 200 W×40×60 s＝5.28×106 J
则加热一次损耗的能量
W损＝W1－Q吸＝5.28×106 J－4.62×106 J＝6.6×105 J
所以防冻系统的热损耗功率P损＝eq \f(W损,t)＝eq \f(6.6×105 J,40×60 s)＝275 W
3. (1)1.1 A (2)1 210 W (3)1.089×105 J (4)120 s 4. (1)断开 (2)61.6 Ω (3)84% (4)3 000 r/(kW·h)
5. 解：(1)12.7 A (2)18 ℃ (3)方法一：如答图甲所示
第5题答图甲
要将烧水壶的功率从1 800 W提高为2 800 W，根据P＝UI和I＝eq \f(U,R)得P＝eq \f(U2,R)，电压不变，要增大功率，可以给电路中再并联一个电热丝从而减小电路中的总电阻
并联电热丝消耗的电功率P并＝P－P′＝2 800 W－1 800 W＝1 000 W
并联电热丝的阻值R并＝eq \f(U2,P并)＝eq \f(（220 V）2,1 000 W)＝48.4 Ω
方法二：如答图乙所示
第5题答图乙
要将烧水壶的功率从1 800 W提高为2 800 W，根据P＝UI和I＝eq \f(U,R)得P＝eq \f(U2,R)，电压不变，要增大功率，可以给电路中换一个阻值更小的电热丝
新电热丝的阻值R′＝eq \f(U2,P)＝eq \f(（220 V）2,2 800 W)≈17.3 Ω
第1代
第2代
第3代
第4代
燃料
氧气和
汽油混合
偏二甲肼
煤油
液态氢
氧化剂
四氧化二氮
液态氧
液态氧
燃料
热值
燃料
热值
汽油
4.6×107 J/kg
煤油
4.6×107 J/kg
柴油
4.3×107 J/kg
氢
1.4×108 J/kg
类型
LED灯
白炽灯
发光原理
二极管发光
钨丝高温发光
额定电压
24伏
220伏
响应时间
10－9秒
10－3秒
额定功率
12瓦
100瓦