初中物理中考复习 答案

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专题七　计算题　力学计算题类型一　浮力、压强类1．“蛟龙号”载人潜水器实现5 000 m级水深的突破，表明了中国有能力到达占全球面积70%的海洋深处进行探索。如图所示，它的长、宽、高分别是8.2 m、3.0 m与3.4 m。当“蛟龙号”载人潜水器下潜到6 000 m深度，悬浮在海水中时总质量为22 t。(ρ海水＝1.03×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：(1)此时“蛟龙号”受到的海水对它的压强是多少？(2)“蛟龙号”上一面积为50 cm2的观测窗口，此时承受的压力是多少？(3)“蛟龙号”在水下6 000 m处悬浮时受到的浮力是多少？解：(1)p＝ρ海水gh＝1.03×103 kg/m3×10 N/kg×6 000 m＝6.18×107 Pa。(2)由p＝得，观测窗口此时承受的压力F＝pS＝6.18×107 Pa×50×10－4 m2＝3.09×105 N。(3)“蛟龙号”的重力G＝mg＝22×103 kg×10 N/kg＝2.2×105 N，此时“蛟龙号”悬浮，则浮力F浮＝G＝2.2×105 N。2．如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆左端A处挂了一金属球，右端B处施加一个F＝90 N的拉力，此时杠杆在水平位置平衡，测得OA＝30 cm，OB＝20 cm。(g取10 N/kg)(1)求绳子对杠杆A端的拉力。(2)若金属球的体积为3 000 cm3，求金属球浸没时受到的浮力。(3)求金属球的密度。(4)若F始终与AB垂直，在F的作用下AB顺时针匀速转动60度静止，此时金属球刚好有三分之一露出水面，求此时拉力F的大小。(不考虑水的阻力)解：(1)根据杠杆的平衡条件得FA·OA＝F·OB，则FA＝＝＝60 N。(2)因为金属球浸没，所以V排＝V＝3 000 cm3＝3×10－3 m3，由F浮＝ρ液gV排可知，金属球受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10－3 m3＝30 N。(3)绳子对金属球的拉力大小等于绳子对杠杆A端的拉力，则金属球的重力G＝FA＋F浮＝60 N＋30 N＝90 N，由G＝mg可知，金属球的质量m＝＝＝9 kg，所以金属球的密度ρ＝＝＝3×103 kg/m3。(4)根据F浮＝ρ液gV排，金属球三分之一露出水面时受到的浮力F′浮＝(1－)F浮＝×30 N＝20 N，此时A处的拉力F′A＝G－F′浮＝90 N－20 N＝70 N，此时杠杆的受力情况及各力的力臂如图所示：F′A·lA＝F′·lB，即70 N××30 cm＝F′×20 cm，解得F′＝52.5 N。　类型二　有关滑轮的计算3．(2020·黔南州中考)如图甲所示，某建筑工地用起重机将质量为3.6 t的货箱以0.5 m/s的速度匀速提升，吊臂上的滑轮组如图乙所示，若忽略绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为80%。(g＝10 N/kg)求：甲　　　　　　　　　乙(1)在10 s内货箱上升的高度。(2)货箱的重力。(3)吊臂上电动机拉力F的大小。(4)依然利用此机械提升质量为4.1 t的货箱，求此时滑轮组的机械效率。解：(1)由v＝可得，在10 s内货箱上升的高度h＝s货箱＝vt＝0.5 m/s×10 s＝5 m。(2)货箱的重力G＝mg＝3.6×103 kg×10 N/kg＝3.6×104 N。(3)由图乙可知，动滑轮上绳子的段数为3，该滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，即80%＝，解得F＝1.5×104 N，所以吊臂上电动机的拉力为1.5×104 N。(4)忽略绳重和摩擦，由F＝(G＋G动)可得，动滑轮的重力G动＝3F－G＝3×1.5×104 N－3.6×104 N＝9×103 N，利用此机械提升质量为4.1 t的货箱，此时货箱的重力G′＝m′g＝4.1×103 kg×10 N/kg＝4.1×104 N，忽略绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率η′＝＝＝＝＝82%。　电学计算题4．(2015·毕节中考)如图所示，电源电压保持不变，R为定值电阻，灯泡L标有“6 V　3 W”字样，当开关S、S1同时闭合时，灯泡L正常发光；当开关S闭合，S1断开时，电流表示数为0.2 A(设灯丝电阻不受温度影响)。求：(1)电源电压。(2)电阻R的阻值。(3)当开关S闭合，S1断开时，灯泡L消耗的实际功率。解：(1)当开关S、S1同时闭合时，电路为灯泡L的简单电路，灯泡L正常发光，此时灯泡两端电压和额定电压相等，电源电压U＝U额＝6 V。(2)根据P＝可得，灯泡的电阻RL＝＝＝12 Ω，当开关S闭合，S1断开时，灯泡L与R串联，由I＝可得，电路中的总电阻R总＝＝30 Ω，则R＝R总－RL＝30 Ω－12 Ω＝18 Ω。(3)由P＝UI＝I2R得，灯泡L的实际功率PL＝I2RL＝(0.2 A)2×12 Ω＝0.48 W。　 5．(2020·毕节模拟)如图甲所示，已知定值电阻R1的阻值为30 Ω，闭合开关时整个电路正常工作，两电流表的指针指在同一位置，示数如图乙所示。(设电源电压保持不变)求：(1)电源电压U是多少？(2)通过定值电阻R2的电流是多少？(3)现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2，替换后只有一个电流表的示数发生了变化，请判断Rx替换的是电阻R1还是R2。(4)此时替换后电流表示数减少了0.3 A，求未知电阻Rx的阻值。解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流。(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表指针的位置相同，所以电流表A的量程为0～3 A，分度值为0.1 A，干路电流I＝1.5 A；电流表A1的量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，通过R1的电流I1＝0.3 A，因并联电路中各支路两端的电压相等，由I＝可得，电源电压U＝U1＝I1R1＝0.3 A×30 Ω＝9 V。(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流I2＝I－I1＝1.5 A－0.3 A＝1.2 A。(3)由题知，用电阻Rx替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，若用Rx替换电阻R1，则电流表A1所在支路的电阻发生变化，电流表A1的示数会发生变化，同时干路电流也会发生变化，即电流表A的示数发生变化，不符合题意。因此Rx替换的是电阻R2。(4)替换后电流表示数减少了0.3A，则干路电流I′＝I－ΔI＝1.5 A－0.3 A＝1.2 A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，此时通过Rx的电流Ix＝I′－I1＝1.2 A－0.3 A＝0.9 A，根据I＝可得，Rx＝＝＝10 Ω。　力热综合计算题6．(2017·毕节中考)我国南海海底存储着丰富的“可燃冰”资源。可燃冰被视为21世纪新型绿色能源，可燃冰的主要成分是甲烷，1 m3的可燃冰可转化生成164 m3的甲烷气体和0.8 m3的水。已知甲烷气体的热值是3.6×107 J/m3。我市公交车以天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷。如果一辆公交车满载乘客时总质量是6 000 kg，那么1 m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36  km/h的速度匀速行驶1 640 min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍。求：(1)公交车满载乘客时的重力。(g取10 N/kg)(2)这段时间内公交车牵引力所做功的功率。(3)1 m3的可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧所产生的能量能将多少千克的水从20 ℃加热到沸腾。[一个标准大气压下，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，结果保留整数](4)这段时间内公交车发动机的效率是多大。解：(1)公交车满载乘客时的重力G总＝m总g＝6 000 kg×10 N/kg＝6×104 N。(2)由题知，匀速行驶中公交车受到的平均阻力f＝0.05 G总＝0.05×6×104 N＝3 000 N，因为公交车匀速行驶，所以公交车受到的牵引力F＝f＝3 000 N，公交车行驶速度v＝36 km/h＝10 m/s，这段时间内公交车牵引力所做功的功率P＝＝＝Fv＝3 000 N×10 m/s＝3×104 W。(3)1 m3可燃冰可转化生成164 m3甲烷气体，其完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝164 m3×3.6×107 J/m3＝5.904×109 J，由题知，水吸收的热量Q吸＝Q放＝5.904×109 J，一个标准大气压下水的沸点为100 ℃，由Q吸＝cmΔt可得水的质量m＝＝≈17 571 kg。(4)这段时间内公交车牵引力所做功(有用功)W有＝Pt＝3×104 W×1 640×60 s＝2.952×109 J，这段时间内公交车发动机的效率η＝＝＝50%。　电热综合计算题7．(2020·金沙县校级模拟)图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其简化电路原理图，电源电压为220 V，R1、R2为阻值不变的电热丝，S1为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态之间的转换。该电饭煲的最大容量是4 L，其额定加热功率是800 W，额定保温功率是100 W。[ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求：(1)电热丝R1的阻值是多少？(2)该电饭煲将2 kg水从20 ℃加热到100 ℃时，水吸收的热量是多少？(3)关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作4 min，观察到标有“1 200 r/(kW·h)”字样的电能表转盘转了60转，则电饭煲的实际功率是多少？解：由电路图可知，开关S闭合、S1断开时，电阻R1和R2串联接入电路，电阻最大，由P＝可判断电饭煲处于保温状态；开关S、S1都闭合时，电阻R2被短路，只有电阻R1接入电路，由P＝可判断电饭煲处于加热状态。(1)根据P＝知，电热丝R1的阻值R1＝＝＝60.5 Ω。(2)水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃－20 ℃)＝6.72×105 J。(3)电能表转盘转60转，消耗的电能W＝＝ kW·h，则电饭煲的实际功率P＝＝＝0.75 kW＝750 W。8．(2020·黔东南州中考)小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆(如图所示)，内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220 V，额定功率605 W。问：(1)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6 kg初温为20 ℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15 min将水加热到40 ℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)](2)加热系统加热时的热效率是多少？(结果精确到0.1%)(3)当小明家的实际电压是200 V时，加热电阻工作的实际功率是多少？(加热电阻阻值不随温度变化而变化)(4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12 V(按摩系统将交流电压转换为12 V)，工作电流为4 A，其电阻为0.5 Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？解：(1)水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×6 kg×(40 ℃－20 ℃)＝5.04×105 J。(2)加热时间t′＝15 min＝900 s，足浴盆加热时消耗的电能W＝P额t′＝605 W×900 s＝5.445×105 J，则加热系统加热时的热效率η＝＝≈92.6%。(3)由P＝得，加热电阻的阻值R＝＝＝80 Ω，当小明家的实际电压是200 V时，加热电阻工作的实际功率P实＝＝＝500 W。(4)电动机工作中因发热损失的功率P损＝I2R′＝(4 A)2×0.5 Ω＝8 W。 　力电综合计算题9．(2020·潍坊中考)某型号汽车的油量显示电路如图甲所示，其中定值电阻R0＝10 Ω，R为压敏电阻(厚度不计)，位于油箱底部，A表是一量程为0～0.6 A的电流表，作为油量指示表。压敏电阻的电阻值随汽油产生的压强的变化而变化，其对应关系如图乙所示。已知加满汽油时油的深度为0.4 m，A表示数为0.6 A，汽油密度ρ油＝0.7×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：(1)加满汽油时汽油在油箱底部产生的压强。(2)电源的电压。(3)汽油耗尽时电流表的示数。解：(1)加满汽油时油的深度为0.4 m，所以加满汽油时汽油在油箱底部产生的压强p＝ρ油gh＝0.7×103 kg/m3×10 N/kg×0.4 m＝2.8×103 Pa。(2)由图乙可知，加满汽油时压敏电阻的电阻值R＝10 Ω，根据串联电路的特点和I＝可得，电源电压U＝I(R＋R0)＝0.6 A×(10 Ω＋10 Ω)＝12 V。(3)汽油耗尽时，压敏电阻所受压强为0，由图像知此时压敏电阻连入电路的阻值R′＝110 Ω，由串联电路特点和欧姆定律可得，此时电路中电流I′＝＝＝0.1 A。10．(2020·泰安中考)小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆，OB长1 m，O为支点，OA∶AB＝1∶4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0的阻值为10 Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。 (1)当电池组电压U0＝12 V，平板上物体所受重力分别是80 N和100 N时，闭合开关S，分别求出电流表的读数。(2)电池组用久后电压变小为U1，这时平板上物体重100 N时，电流表读数为0.3 A，求U1的大小。(3)在第(2)问情况中，电池组电压大小为U1，要求平板上重为100 N的物体对应的电流表读数和电池组电压U0＝12 V的情况下相同，小明采取了两种解决办法：①其他条件不变，只更换电阻R0，试求出更换后的R′0的大小。②其他条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算触点A应向哪个方向移动？移动多少厘米？解：(1)FA1＝G1＝80 N、FA2＝G2＝100 N，由杠杆平衡条件可得，FA1×OA＝FB1×OB，FA2×OA＝FB2×OB，由题知，OA∶AB＝1∶4，则OA∶OB＝1∶5，压力传感器受到的压力FB1＝FA1＝×80 N＝16 N，FB2＝FA2＝×100 N＝20 N，即压力传感器受到的压力分别为16 N、20 N，由图乙可知，R1＝30 Ω、R2＝20 Ω，由欧姆定律得，I1＝＝＝＝0.3 A，I2＝＝＝＝0.4 A。(2)由(1)可知，平板上物体重100 N时，压力传感器受到的压力为20 N，压力传感器的电阻R2＝20 Ω，此时电池组电压U1＝IR总2＝I(R2＋R0)＝0.3 A×(20 Ω＋10 Ω)＝9 V。(3)①其他条件不变，只更换电阻R0为R′0，则U1＝I2R′总2＝I2(R2＋R′0)，代入数据，解得R′0＝2.5 Ω。②电池组用久后电压变小，电路中电流变小，要增大电路中电流，需减小压力传感器的电阻，就要增大压力传感器受到的压力。其他条件不变，由杠杆平衡条件可知，需向左调节A触点，设调节距离为L，此时压力传感器阻值为R3，则U1＝I2R总3＝I2(R3＋R0)，代入数据，解得R3＝12.5 Ω，从图乙可知传感器受到的压力FB3＝23 N，由杠杆平衡条件可得，FB3×OB＝FA2×(OA＋L)，代入数据，解得L＝0.03 m＝3 cm。