福建省2020-2022三年中考物理真题分类汇编-07计算题

福建省2020-2022三年中考物理真题分类汇编-07计算题

一、计算题

1．（2022·福建·统考中考真题）如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求：

（1）潜水器漂浮时受到的浮力；

（2）下沉全过程潜水器重力所做的功；

（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。

2．（2022·福建·统考中考真题）如图是某晾衣机的工作电路图，电源电压U=220V，其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时，晾衣机开启风干功能，其额定功率P1=44W；当开关S1、S2均闭合时，晾衣机开启烘干功能，通过R的电流I2=1A。求：

（1）使用风干功能时通过电动机的电流；

（2）使用烘干功能时电阻R在1min内产生的热量；

（3）使用烘干功能1h消耗的电能。

3．（2022·福建·统考中考真题）如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图，电源电压恒为12V，RP是红外线探测电阻，R是定值电阻，阻值为8Ω。当R两端的电压达到8V时，摄像机自主启动拍摄。求：

（1）电路中的电流；

（2）RP的阻值。

4．（2021·福建·统考中考真题）如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热档功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为375s，已知c水=4.2×103J/（kg•℃）。

求：（1）保温档的功率；

（2）电阻R2的阻值；

（3）电蒸锅的加热效率。

5．（2021·福建·统考中考真题）一辆5G无人配送车，质量为400kg，轮胎与路面的总接触面积为0.025 m2，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.05倍。如图是配送车某次运动的路程与时间图象。求：

（1）10 min内配送车的平均速度；

（2）配送车匀速行驶时的牵引力；

（3）配送车对水平地面的压强。

6．（2021·福建·统考中考真题）为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1 m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。

（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？

（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？

（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？

7．（2020·福建·统考中考真题）如图所示，“玉兔二号”月球车在月球表面留下属于中国的第一道印记。登月前，在水平地面上进行测试月球车匀速直线行驶90m用时30min，月球车的质量为135kg，车轮与地面接触的总面积为1.5×10-2m2，g取10N/kg。求：

(1)测试时，月球车行驶的速度；

(2)测试时，月球车对水平地面的压强；

(3)登月后，月球车在月球上的质量。

8．（2020·福建·统考中考真题）美乡村建设中，工人用起吊装置提升建筑材料，如图。某次把质量为200kg的材料匀速提升6m用时15s，消耗电能1.5×104J。g取10N/kg。求这次匀速提升材料过程中

(1)材料所受拉力F的大小；

(2)拉力F对材料做功的功率；

(3)该装置的效率。

9．（2020·福建·统考中考真题）如图甲电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，改变R2的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙，当滑片在b端时电流表示数为0.3A。

(1)求R2的最大阻值；

(2)若滑片置于变阻器的中点位置，R2消耗的电功率为0.8W，求电源电压U和R0的阻值；

(3)若滑动变阻器滑片每移动1cm，阻值改变1Ω，设滑片从a端向b端滑动的距离为xcm，写出R2消耗的电功率P随x变化的关系式，并由此关系式求出R2消耗电功率的最大值。

参考答案：

1．（1）5N；（2）1J；（3）2700Pa

【详解】解：（1）潜水器处于漂浮状态时，潜水器受到的浮力

（2）潜水器的底面积

由

能够得出，漂浮时浸入水中的深度

潜水器下降的距离

潜水器的重力所做的功

（3）潜水器匀速下沉时，随的变化关系式为

解得

依题意，潜水器浸没后加速下沉，随的变化关系不变

即

潜水器沉底静止时，，受到的吸力，潜水器漂浮时，潜水器受到的重力等于它排开水的重力，因此潜水器和水的总重等于容器中只装25cm深的水重，容器的底面积

潜水器和水的总重

潜水器沉底静止时，容器对铁板的压力

由得，容器对铁板的压强

答：（1）潜水器漂浮时受到的浮力为5N；

（2）下沉全过程潜水器重力所做的功1J；

（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强为2700Pa。

2．（1）0.2A；（2）1.32×104J；（3）0.264kW•h

【详解】解：（1）使用风干功能时，电路中只有电动机工作,由知道，此时通过电动机的电流

（2）使用烘干功能时，电路中电动机和发热电阻并联，两端电压相同，由 知道，1min内产生的热量

（3）电阻的功率

电路消耗的总功率

电路消耗的总电能

答：（1）使用风干功能时通过电动机的电流是0.2A；

（2）使用烘干功能时电阻R在1min内产生的热量是1.32×104J；

（3）使用烘干功能1h消耗的电能是0.264kW•h。

3．（1）1A；（2）4Ω

【详解】解：（1）根据得，电路中的电流

（2）两端的电压

的阻值

答：（1）电路中的电流是1A；

（2）RP的阻值是4Ω。

4．（1）100W；（2）44Ω；（3）84%

【详解】解：（1）闭合开关S1，断开开关S2，电路中只有R1接入电路，此时电路处于保温档，保温档功率

（2）闭合开关S1、S2，电路中只有R1、R2并联接入电路，电路处于加热档，R2的功率

由可知，R2的电阻

（3）水温度升高75℃吸收的热量

这个过程消耗的电能

电蒸锅的加热效率

答：（1）保温档的功率为100W；

（2）电阻R2的阻值44Ω；

（3）电蒸锅的加热效率为84％。

5．（1）2m/s；（2）200N；（3）1.6×105Pa

【详解】解：（1）分析图可知，配送车10 min运动的路程s=1.2km=1.2×103m，配送车的平均速度

（2）配送车的重力

配送车在水平路面上匀速行驶，牵引力和阻力时一对平衡力，所以牵引力

（3）配送车对水平地面的压力

配送车对水平地面的压强

答：（1）10min内配送车的平均速度为2m/s；

（2）配送车匀速行驶时的牵引力为200N；

（3）配送车对水平地面的压强为1.6×105Pa。

6．（1）2A；（2）10Ω；（3）3900J

【详解】解：（1）正常工作时通过的电流是

（2）长方体体积

V=Sh=0.02m2×1m=0.02m3

装满水时长方体浮力为

F浮=ρgV=103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N

对压敏电阻压力

F=200N-5N=195N

此时压敏电阻为14Ω，R0应为

（3）水体积为

水的重力

重心高度变化为0.5m，所以水的重力所做的功是

答：（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是2A；

（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为10Ω；

（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是3900J。

7．(1)0.05m/s；(2)9×104Pa；(3)135kg

【详解】(1)测试时，月球车行驶的速度

v==0.05m/s

(2)月球车受到的重力

G=mg=135kg×10N/kg=1350N

月球车对水平地面的压力

F=G=1350N

月球车对水平地面的压强

p==9×104Pa

(3)质量是物体的一种属性，与位置无关，登月后，月球车在月球上的质量不变，为135kg。

答：(1)测试时，月球车行驶的速度是0.05m/s；

(2)测试时，月球车对水平地面的压强是9×104Pa；

(3)登月后，月球车在月球上的质量是135kg。

8．(1) 2000N；(2)800W；(3)80%

【详解】(1) 建筑材料匀速上升，拉力等于重力

F=G=mg=200kg×10N/kg=2000N

材料所受拉力F的大小为2000N。

(2)拉力所做的有用功

W有用=Gh=2000N×6m=1.2×104J

拉力做功的功率

P===800W

拉力做功的功率为800W。

(3) 该装置的机械效率

η===×100%=80%

该装置的效率为80%。

答：(1)材料所受拉力F的大小为2000N；

(2)拉力F对材料做功的功率为800W；

(3)该装置的效率为80%。

9．(1)10Ω；(2)6V，2Ω；(3)，0.9W

【详解】由图甲可知，电阻R1、R0和变阻器R2串联，电压表V1测量R1和R2的总电压，电压表V2测量变阻器两端的电压。

(1)由图像可知，当R2阻值最大时，电路中的总电阻最大，通过电路的电流最小，通过R2的电流为0.3A，由串联电路电压的规律可知R1和R2的总电压是5.4V，R2两端的电压为3V，R2的最大阻值

R2max==10Ω

(2)R1两端的电压

U1=U1总-U2=5.4V-3V=2.4V

R1==8Ω

当滑片置于R2的中点位置时，滑动变阻器接入电路的阻值

R2′=×10Ω=5Ω

R2消耗的电功率为0.8W，所以

P2=I′2R2′=I′2×5Ω=0.8W

I′=0.4A

以题意，有

U=5.4V+0.3A×R0

U=0.4A×(8Ω+5Ω+R0)

联立解得

U=6V，R0=2Ω

(3)滑片移动xcm时，滑动变阻器接入电路的阻值Rx′′=xΩ，R2消耗电功率

P=

由上式可知，当x=10，即时，R2消耗的电功率达到最大值，最大功率

P最大=

答：(1)R2的最大阻值是10Ω；

(2)电源电压是6V，R0的阻值是2Ω；

(3)R2消耗的电功率P随x变化的关系式是，R2消耗电功率的最大值是0.9W。