2021年中考物理考前沖刺復習：計算題 專項練習題 2套 （含答案解析）

2021年中考物理考前沖刺復習：計算題專項練習題1一．計算題（共12小題）1．如圖所示，輕質薄壁圓柱形容器足夠高且置于水平桌而上，其底面積為2×10﹣2m2，內盛有體積為8×10﹣3m3的水。g＝10N/kg。求：（1）容器中水的質量m；（2）容器底部受到水的壓強p水。2．如圖所示的電路，電源電壓為12V且保持不變，電阻R1＝8Ω。求：（1）當S1閉合、S2斷開時，電流表A的示數為1A，則R2的阻值多大？（2）當S1、S2均閉合時，電流表A的示數多大？（3）當S1、S2均斷開時，電壓表V1的示數為3V，則R3的阻值多大？3．如圖中為家用電熱飲水機，圖乙為它的電路原理圖，下表為它的銘牌數據，其中水楊和熱水箱中均已加滿水。水桶容量20L熱水箱容量1L第35頁共35頁,額定電壓220V加熱功率800W保溫功率88W（1）當S1閉合，S2斷開時，電熱飲水機處于　　狀態（填“加熱”或“保溫”），此時電路中的電流是多大？（2）飲水機正常工作時，將熱水箱中的水從20℃加熱到90℃，求：水吸收的熱量是多少？（水的比熱容4.2×103J/（kg•℃））（3）電熱飲水機正常工作時加熱效率為80%．求：將熱水箱中的水從20℃加熱到90℃所消耗的電能為多少？4．為減少新型冠狀病毒的滋生蔓延，武漢市城管部門在夜間對城區道路集中開展了霧炮車噴灑消毒作業（如圖甲所示）。某型號4輪霧炮車空載時的質量為10t，每個車輪與地面的接觸面積為200cm2，它配備了一個體積為10m3的水箱。為了方便清洗，水箱底部有一個排水孔，排水孔蓋子面積約為100cm2（g取10N/kg）。（1）裝滿消毒液的霧炮車勻速通過一座橋，該橋的橋頭立有一塊牌子（如圖乙所示），通過計算說明這輛車能否安全通過該橋？（2）求裝滿消毒液的霧炮車靜止時對地面的壓強。（3）當水箱中消毒液的深度為1m時，排水孔蓋子受到消毒液的壓力約為多大？（消毒液的密度為0.8×103kg/m3）第35頁共35頁,5．如圖所示，用甲、乙兩種滑輪組，分別勻速豎直向上提升同一重物，從相同位置開始提升至同一高度處，求：（1）若不計繩重，滑輪重及摩擦，兩次拉力F1和F2之比；（2）若不計繩重及摩擦，重物質量為400g，動滑輪質量為100g，勻速拉動過程中甲、乙兩裝置的機械效率。6．如圖所示是某品牌養生壺的簡化電路圖，該養生壺有高溫、中溫和低溫三種工作擋位，下表是它的相關參數。請回答下列問題：（1）電阻R1、R2的阻值是多少？（2）該養生壺將滿壺水從20℃加熱至45℃，則水吸收的熱量為多少？（3）該養生壺在額定電壓下，處于高溫擋狀態，將滿壺水從20℃加熱至45℃，用時120s，該養生壺的加熱效率是多少？項目參數電源電壓/V220低溫擋功率/W275第35頁共35頁,中溫擋功率/W550高溫擋功率/W？容積/L1.17．如圖所示是我國自主研發的極地漫游機器人，質量為5×103kg，裝有四條三角形履帶，每條履帶與水平地面的接觸面積約為0.1m2．設該機器人在某水平路段沿直線勻速行駛480m耗時120s，該過程中機器人受到水平方向的牽引力為2×103N．取g＝10N/kg，求：（1）該過程機器人行駛的速度是多少？（2）機器人靜止時對水平路面的壓強是多少？（3）牽引力在此過程中所做的功是多少？8．如圖，電源電壓恒為4.5V，燈泡L上標有“3V1.5W”字樣，滑動變阻器R2上標有“15Ω1A”字樣，定值電阻R1阻值為10Ω，電流表量程為0～3A，電壓表量程為0～3V，不計溫度對燈絲電阻的影響。求：（1）燈泡正常工作時電阻為多大；（2）當開關S、S1、S2閉合，S3斷開時，電路最小總功率為多大；（3）當開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器R2的取值范圍。第35頁共35頁,9．如圖甲所示的是家用電暖器。圖乙是其簡化的電路原理圖，已熱電阻R1＞R2，部分銘牌參數如表。在電暖器翻倒時，開關S自動斷開，切斷電源，保證安全。小明在家中估測電暖器的加熱效率，估測出房間內空氣質量為60kg，觀察家中寒暑表，得出空氣溫度為10℃，讓電暖器在高溫擋正常工作20min，讀出空氣的溫度為25℃．求：[c空氣＝1.1×103J/（kg•℃）]×牌電暖器額定電壓220V額定功率低溫擋550W中溫擋1100W高溫擋1650W頻率50Hz（1）電暖器在低溫擋正常工作時通過的電流。（2）發熱電阻R1的阻值。（3）電暖器的加熱效率。第35頁共35頁,10．小明家剛買一臺儲水式電熱水器，它有加熱和保溫兩種工作狀態，它的銘牌和簡化電路如下：型號3D226﹣J1額定電壓220V額定容量40L額定頻率50Hz最高水溫70℃保溫模式額定電流4A防水等級IPX4加熱模式額定電流10A（1）R1和R2阻值分別是多少？（2）將滿箱水從20℃加熱到50℃用于洗澡，求水吸收的熱量。（水的比熱容為c水＝4.2×103J/（kg•℃）（3）在額定電壓下工作，此次加熱水的過程用了45min，則該熱水器的加熱效率約為多少？（保留一位小數的百分數）11．用如圖所示的滑輪組勻速提升浸沒在水中的物體，已知G＝3900N。圓柱形容器底面積S＝0.6m2，物體浸沒在水中時水面高度為100cm，當物體完全離開水面后（不計物體粘水），水面高度為80cm，已知物體浸沒在水中被提升時此裝置的機械效率為90%（不計繩重和繩子與滑輪間摩擦及水的阻力，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。）求：第35頁共35頁,（1）物體浸沒在水中時，水對容器底的壓強。（2）物體浸沒在水中時受到的浮力。（3）物體在離開水面前勻速提升物體所需的拉力。12．歡歡同學在學習了大氣壓強知識后，自制了一個氣壓計。如圖所示，在一小瓶內裝適量的帶顏色的水（未滿），插入玻璃管，然后從樓下跑到樓上，他將看到什么現象？為什么？他又想用這瓶子改成一個溫度計，并提高靈敏度，請問他應該怎樣改進？第35頁共35頁,參考答案與試題解析一．計算題（共12小題）1．【解答】解：（1）由ρ=mV可得：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×8×10﹣3m3＝8kg；（2）容器內水的深度為：h水=V水S=8×10-3m32×10-2m2=0.4m，則容器底部受到水的壓強為：P水＝ρ水gh水＝1×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4000Pa；答：（1）容器中水的質量m為8kg；（2）容器底部受到水的壓強p水為4000Pa。2．【解答】解：（1）當S1閉合、S2斷開時，電路為R2的簡單電路，電流表測電路中的電流，由I=UR可得，R2的阻值：R2=UI2=12V1A=12Ω；（2）當S1、S2均閉合時，R1與R2并聯，電流表測干路電流，因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響，所以，通過R2的電流不變，因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，所以，通過R1的電流：I1=UR1=12V8Ω=1.5A，因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，電流表A的示數：I＝I1+I2＝1.5A+1A＝2.5A；（3）當S1、S2均斷開時，R2與R3串聯，電壓表V1測R2兩端電壓，電壓表V2測R3第35頁共35頁,兩端電壓，因串聯電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流：I′=U2R2=3V12Ω=0.25A，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R3兩端的電壓：U3＝U﹣U2＝12V﹣3V＝9V，則R3的阻值：R3=U3I'=9V0.25A=36Ω。答：（1）R2的阻值為12Ω；（2）當S1、S2均閉合時，電流表A的示數為2.5A；（3）R3的阻值為36Ω。3．【解答】解：（1）由電路圖可知，當S1閉合，S2斷開時，兩電阻串聯，電路中的總電阻最大，由P＝UI=U2R可知電路的總功率最小，處于保溫狀態；由P＝UI可知，此時電路中的電流：I保溫=P保溫U=88W220V=0.4A；（2）由ρ=mV可知，水的質量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×10﹣3m3＝1.0kg，水吸收的熱量為：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.0kg×（90℃﹣20℃）＝2.94×105J；（3）由η=Q吸W電可得，消耗的電能：W電=Q吸η=2.94×105J80%=3.675×105J。答：（1）保溫；此時電路中的電流是0.4A；（2）水吸收的熱量是2.94×105J；（3）熱水箱中的水從20℃加熱到90℃所消耗的電能為3.675×105J。4．【解答】解：（1）霧炮車裝滿消毒液時消毒液的體積：V＝10m3，由ρ=mV可得，消毒液的質量：m液＝ρ液V＝0.8×103kg/m3×10m3＝8×103kg＝8t，裝滿消毒液的霧炮車的總質量：m總＝m車+m液＝10t+8t＝18t，第35頁共35頁,由圖乙可知，該橋限重20t，由20t＞18t可知，這輛車能安全通過該橋；（2）裝滿消毒液的霧炮車靜止時對地面的壓力：F＝G總＝m總g＝18×103kg×10N/kg＝1.8×105N，受力面積：S＝4×200cm2＝800cm2＝0.08m2，對地面的壓強：p=FS=1.8×105N0.08m2=2.25×106Pa；（3）當水箱中消毒液的深度為1m時，排水孔蓋子受到消毒液的壓強：p液＝ρ液gh＝0.8×103kg/m3×10N/kg×1m＝8×103Pa，由p=FS可得，排水孔蓋子受到消毒液的壓力：F液＝p液S蓋＝8×103Pa×100×10﹣4m2＝80N。答：（1）這輛車能安全通過該橋；（2）裝滿消毒液的霧炮車靜止時對地面的壓強壓強為2.25×106Pa；（3）當水箱中消毒液的深度為1m時，排水孔蓋子受到消毒液的壓力約為80N。5．【解答】解：（1）由圖知，甲圖中，n1＝2；乙圖中，n2＝3，若不計繩重、滑輪重及摩擦，則拉力F=1nG，兩次拉力F1和F2之比：F1：F2=1n1G：1n2G=12：13=3：2；（2）重物的重力：G＝mg＝0.4kg×10N/kg＝4N，第35頁共35頁,動滑輪的重力：G輪＝m輪g＝0.1kg×10N/kg＝1N，不計繩重及摩擦時，滑輪組的機械效率η=W有用W總=GhGh+G輪h=GG+G輪，由于兩裝置中物重和動滑輪重均相同，所以甲、乙兩裝置的機械效率：η1＝η2=GG+G輪=4N4N+1N×100%＝80%。答：（1）若不計繩重、滑輪重及摩擦，兩次拉力F1和F2之比為3：2；（2）若不計繩重及摩擦，甲、乙兩裝置的機械效率都是80%。6．【解答】解：由圖知，當開關S1斷開，S2接A時，電阻R1、R2串聯，電路中的總電阻最大，由P＝UI=U2R可知，總功率最小，此時為低溫擋；由圖知，當開關S1閉合，S2接B時，電阻R1、R2并聯，電路中的總電阻最小，由P＝UI=U2R可知，總功率最大，所以此狀態為高溫擋；當S2接A，S1閉合時，R2被短路，只有電阻R1接入電路，養生壺處于中溫擋，（1）養生壺處于中溫擋工作時，由P=U2R得電阻R1接入電路的阻值為：R1=U2P中溫=(220V)2550W=88Ω；低溫擋時電路的總電阻為：R=U2P低溫=(220V)2275W=176Ω，根據串聯電路電阻的規律知電阻R2的阻值為：R2＝R﹣R1＝176Ω﹣88Ω＝88Ω；（2）根據ρ=mV知，水的質量為：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.1×10﹣3m3＝1.1kg，第35頁共35頁,該養生壺將滿壺水從20℃加熱至45℃，則水吸收的熱量為：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.1kg×（45℃﹣20℃）＝1.155×105J；（3）高溫擋的功率為：P高溫=U2R1+U2R2=(220V)288Ω+(220V)288Ω=1100W，由P=Wt可得，使用高溫擋正常加熱120s消耗的電能：W＝P高t′＝1100W×120s＝1.32×105J，養生壺高溫擋的加熱效率：η=Q吸W×100%=1.155×105J1.32×105J×100%＝87.5%。答：（1）電阻R1、R2的阻值都為88Ω；（2）該養生壺將滿壺水從20℃加熱至45℃，水吸收的熱量為1.155×105J；（3）該養生壺的加熱效率是87.5%。7．【解答】解：（1）該過程機器人行駛的速度：v=st=480m120s=4m/s；（2）機器人靜止時對水平路面的壓力：F＝G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N，機器人靜止時對水平路面的壓強：p=FS=5×104N4×0.1m2=1.25×105Pa；（3）牽引力在此過程中所做的功：W＝F′s＝2×103N×480m＝9.6×105J。答：（1）該過程機器人行駛的速度是4m/s；（2）機器人靜止時對水平路面的壓強是1.25×105Pa；第35頁共35頁,（3）牽引力在此過程中所做的功是9.6×105J。8．【解答】解：（1）根據P=U2R得，燈泡正常工作時電阻：RL=U額2P額=(3V)21.5W=6Ω；（2）當開關S、S1、S2閉合，S3斷開時，燈泡L被短路，定值電阻R1與滑動變阻器R2并聯，當滑動變阻器R2的阻值最大為15Ω時，電路總電流最小，電路總功率最小，通過R1的電流：I1=UR1=4.5V10Ω=0.45A，通過滑動變阻器R2的電流：I2=UR2=4.5V15Ω=0.3A，電路最小總功率：P最?。経×（I1+I2）＝4.5V×（0.45A+0.3A）＝3.375W；（3）當開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，R1斷路，燈泡L與滑動變阻器R2串聯，電壓表測滑動變阻器R2兩端電壓燈泡的額定電流：I額=P額U額=1.5W3V=0.5A；因為燈泡額定電流I額＝0.5A，電流表量程為0～3A，滑動變阻器標有“15Ω1A”字樣，所以，在確保電路元件安全的情況下，電路中最大電流為I最大＝I額＝0.5A，此時滑動變阻器R2阻值最小，則電路最小總電阻：R最小=UI最大=4.5V0.5A=9Ω滑動變阻器R2最小阻值：R2最?。絉最小﹣RL＝9Ω﹣6Ω＝3Ω；因為電壓表量程為0～3V，所以在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器兩端電壓最大為U2＝3V時，此時滑動變阻器阻值最大，此時電路中電流：I最小=U-U2RL=4.5V-3V6Ω=0.25A，第35頁共35頁,滑動變阻器R2最大阻值：R2最大=U2I最小=3V0.25A=12Ω，綜上所述滑動變阻器的阻值范圍為3Ω～12Ω。答：（1）燈泡正常工作時電阻為6Ω；（2）當開關S、S1、S2閉合，S3斷開時，電路最小總功率為3.375W；（3）當開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器R2的取值范圍為3Ω～12Ω。9．【解答】解：（1）根據表中數據，低溫擋功率為550W，由P＝UI可得，電暖器在低溫擋時，正常工作的電流：I=P低U=550W220V=2.5A；（2）已知電阻R1＞R2，只閉合S1，只有R1連入電路中，由P=U2R可知，這時為“低溫”檔，“低溫”檔正常工作時的電阻是：R1=U2P低=(220V)2550W=88Ω；（3）估測出房間內空氣質量為60kg，空氣溫度為10℃升高到25℃，空氣吸收的熱量：Q吸＝c空氣m△t＝1.1×103J/（kg•℃）×60kg×（25℃﹣10℃）＝9.9×105J；高溫擋功率為1650W，電暖器的“高溫”檔正常工作20分鐘，放出的熱量：W＝P高溫t′＝1650W×20×60s＝1.98×106J；電暖器的加熱效率：η=QW=9.9×105J1.98×106J×100%＝50%。答：（1）電暖器在低溫擋時，正常工作的電流為2.5A；（2）R1的阻值為88Ω；（3）電暖器的加熱效率為50%。第35頁共35頁,10．【解答】解：（1）由電路圖可知，開關S斷開時，兩電阻串聯，電路電阻較大；開關S閉合時，只有電阻R2接入電路；因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以當開關S閉合時，電路中的電阻較小，由P=U2R可知，電壓一定時，熱水器功率較大，處于加熱狀態；當開關S斷開時，處于保溫狀態；由I=UR知R2的電阻為：R2=UI加熱=220V10A=22Ω，保溫時，R1、R2串聯的總電阻為：R總=UI保溫=220V4A=55Ω，根據串聯電路電阻的規律知R1的阻值為：R1＝R總＝R2＝55Ω﹣22Ω＝33Ω；（2）由ρ=mV可得水的質量為：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×40×10﹣3m3＝40kg，水從20℃加熱至50℃時吸收的熱量為：Q吸＝c水cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（50℃﹣20℃）＝5.04×106J；（3）由P=Wt可得消耗的電能：W＝P加熱t＝UI加熱t＝220V×10A×45×60s＝5.94×106J，電熱水器的加熱效率：η=Q吸W×100%=5.04×106J5.94×106J×100%≈84.8%。答：（1）R1和R2阻值分別是33Ω、22Ω；（2）水吸收的熱量為5.04×106J；第35頁共35頁,（3）該熱水器的加熱效率約為84.8%。11．【解答】解：（1）物體浸沒在水中時，水的深度：h1＝100cm＝1m，水對容器底的壓強：p＝ρ水gh1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1m＝1×104Pa；（2）當物體完全離開水面后，水面高度：h2＝80cm＝0.8m，物體排開水的體積：V排＝S容（h1﹣h2）＝0.6m2×（1m﹣0.8m）＝0.12m3，物體浸沒在水中時受到的浮力：F?。?rho;水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3＝1200N；（3）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數n＝3，設物體在離開水面前提升的高度為h，則繩端移動的距離s＝nh＝3h，則拉力所做的有用功：W有＝（G﹣F?。﹉＝（3900N﹣1200N）h＝2700N×h，由η=W有W總×100%可得，拉力所做的總功：W總=W有η=2700N×h90%=3000N×h，由W＝Fs可得，提升物體所需的拉力：F=W總s=3000N×h3h=1000N。答：（1）物體浸沒在水中時，水對容器底的壓強為1×104Pa；（2）物體浸沒在水中時受到的浮力為1200N；第35頁共35頁,（3）物體在離開水面前勻速提升物體所需的拉力為1000N。12．【解答】答：在一小瓶內裝適量的帶顏色的水（未滿），插入玻璃管，然后從樓下跑到樓上，將看到細玻璃管中液面上升，說明大氣壓隨高度的升高而減??；溫度計是根據液體的熱脹冷縮的原理工作的，所以要制一只溫度計，他應該將玻璃瓶裝滿水；玻璃泡中的液體升高相同的溫度，體積膨脹相同，如果管越細，上升的刻度越多，越靈敏，因此為了提高該溫度計的靈敏度，他應該選擇細一點的玻璃管。第35頁共35頁,2021年中考物理考前沖刺復習：計算題專項練習題2一．計算題（共10小題）1．用激光器向月球發射激光信號，2.7秒后接收到從月球返回的信號，（光速c＝3×108m/s）問：（1）月球距離地球多遠？（2）如果一輛賽車以500km/h的速度不停地跑，它要經過多長時間才能跑完這段路程？2．我們可用下述方法測定鋼里的聲速。在鋼管的一端敲一下，在管的另一端聽到兩次響聲，第一次是由鋼傳來的，第二次是由空氣傳來的。管長1020m，兩次響聲間隔2.8s，如果當時空氣中的聲速是340m/s，求：（1）聲音在空氣中傳播的時間？（2）聲音在鋼管中傳播的時間？（3）鋼里的聲速？3．某品牌智能滾筒洗衣機具有洗凈度高、不傷衣物、可設定洗滌溫度、方便安全等優點。其簡化等效電路如圖所示，此時處于空擋位置。閉合開關S，旋鈕繞P轉動，實現擋位轉換，旋至1擋位置時，R1、R2同時工作，洗衣機處于加熱狀態；旋至2擋位置時，R2和電動機同時工作，洗衣機處于保溫洗滌狀態。R1和R2均為電熱絲，其阻值不受溫度影響，R1＝22Ω，洗衣機主要參數如下表。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（1）電熱絲R2的阻值是多少？（2）某次洗衣時，洗衣機內注入8kg水，在額定電壓下對水加熱，水溫由20℃上升到50℃，洗衣機的加熱效率為60%，則洗衣機的加熱時間是多少？（3）若洗衣機處于保溫洗滌狀態時，干路中的電流為2A，則電動機的功率是多少？第35頁共35頁,xx牌智能洗衣機額定電壓220V加熱功率2400W設定溫度范圍30﹣90℃防電墻電阻1×106Ω4．如圖，電源電壓恒為4.5V，燈泡L上標有“3V1.5W”字樣，滑動變阻器R2上標有“15Ω1A”字樣，定值電阻R1阻值為10Ω，電流表量程為0～3A，電壓表量程為0～3V，不計溫度對燈絲電阻的影響。求：（1）燈泡正常工作時電阻為多大；（2）當開關S、S1、S2閉合，S3斷開時，電路最小總功率為多大；（3）當開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器R2的取值范圍。5．如圖所示，在水平桌面上放置一個體積為20cm3、重為1.8N的小球，小球處于靜止狀態。旁邊的桌面上放置一個平底薄塑料杯（重力忽略不計），高為0.1m，杯中裝滿水，水重為3N．（g＝10N/kg）求：第35頁共35頁,（1）畫出小球靜止在水平桌面時的受力示意圖；（2）小球對水平桌面的壓力；（3）杯中水對杯底的壓強；（4）把小球緩慢的放入水中，當小球再次靜止時，杯子對桌面的壓力增加了多少牛？6．小明觀察家中電飯鍋的使用說明書，得到電飯鍋的部分參數如表所示，電飯鍋的簡化電路圖如圖所示，R1和R2都是電熱絲（不考慮溫度對電熱絲電阻的影響）。小明將初溫為20℃質量為1.5kg的水倒入電飯鍋里加熱，觀察到加熱5min水溫升高到60℃．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）求：額定電壓220V額定功率加熱1200W保溫44W（1）電熱絲R2的阻值；（2）水吸收的熱量；（3）電飯鍋燒水的效率。7．如圖甲所示的是南昌融創茂入園口的自動扶梯，如表是該自動扶梯的部分參數。周末，總質量為300kg的小明和爸爸媽媽、爺爺奶奶一家五口乘坐扶梯入園游玩，扶梯以最小電功率工作，小明分別記錄了上梯和下梯時秒表的示數，如圖乙所示，（g取10N/kg）求：第35頁共35頁,額定電壓U額/V380電功率P/kW4（空載）～19（滿載）運行速度v/（m•s﹣1）0.8最大載重量G滿載/N3.5×104高度h/m5（1）該扶梯正常滿載運行工作時的電流；（2）該扶梯對小明一家五口做的功；（3）該扶梯將小明一家五口載上梯頂消耗的電能。8．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變。燈L標有“4V2W”字樣，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，滑動變阻器R1的最大阻值為20Ω，只閉合開關S、S1，調節滑動變阻器滑片P，電流表的示數與電壓表的示數變化關系圖象如圖乙所示。求：（1）燈L正常工作時的電阻；第35頁共35頁,（2）電源電壓及定值電阻R2的阻值；（3）只閉合開關S和S2，移動滑動變阻器的滑片P，燈L的I﹣U圖象如圖丙所示，在保證各元件安全工作的情況下，滑動變阻器R1允許的取值范圍。9．近日，我國新型戰略核潛艇，如圖甲所示為保障國家安全，進行了戰略巡航。如表是核潛艇的部分性能參數下排水量11500噸水下最大航速36節水面排水量9000噸水下巡航速度20節艇長135米最大潛深350米艇寬13米發電機最大功率25000千瓦求：（1）核潛艇以水下最大航速行駛，到距離2700km外的某海域執行任務所用的時間（1節≈0.5m/s）。（2）核潛艇在水面航行時受到的浮力，下潛到最大深度時受到水的壓強（g＝10N/kg，海水的密度ρ海水＝1.03×103kg/m3）。（3）若核潛艇在水下巡航時做水平勻速直線運動，所受阻力與速度的關系如圖乙所示，它的動力功率是多少？10．如圖所示，滑動變阻器R2上標有“40Ω1A”字樣，只閉合開關S1，將變阻器滑片P移到中點時，電流A1示數為0.2A，燈泡L的實際功率為1.6W；同時閉合開關S1、S2，且將變阻器滑片P移到a端時，燈泡正常發光，此時電流表A2的示數為0.1A．（電源電壓不變，忽略溫度對燈泡電阻影響）則：第35頁共35頁,（1）只閉合開關S1時，電壓表示數是多少？電源電壓是多少？（2）同時閉合開關S1、S2，且將變阻器滑片P移到a端時，電流表A1的示數是多少？燈泡L的額定功率是多少？二．解答題（共2小題）11．如圖所示，由于人們沒有按安全用電的原則用電，造成了電路中電流過大，從而使插座板發生熱甚至要燃燒，利用你所學過的知識來回答下面問題。（1）上面所說的“電路中電流過大”產生的原因是什么？（2）在家庭電路中，人們安裝了保險絲來防止這種現象所帶來的危害。保險絲是根據什么原理制成的？（3）小明家的保險絲經常熔斷，在不改電路其它原件的情況下，小明的爸爸想換一個規格大些的是否可以？12．小華家安裝的電熱水器銘牌如表所示：XX牌全自動電熱水器型號：HMPZ﹣12D凈重：10kg第35頁共35頁,額定電壓：220V類別：防觸電保護類額定功率：2kW水容量：40L出廠日期：2015年5月18日編號：2015051188（1）為安全起見，電熱水器應選用　　插座（選填“甲”或“乙”）。（2）該電熱水器正常工作時，電熱絲的電阻；（3）熱水器裝滿水，正常工作時電熱絲產生的熱量有80%被水吸收，要使水溫從20℃升高到70℃，需要加熱的時間[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]。第35頁共35頁,參考答案與試題解析一．計算題（共10小題）1．【解答】解：（1）由題知，激光從月球傳到地球所用的時間：t=12×2.7s＝1.35s，由v=st得月球到地球的距離：s＝vt＝1.35s×3×108m/s＝4.05×108m＝4.05×105km；（2）一輛賽車以500km/h的速度不停地跑完月球到到地球的距離所用時間，t′=sv'=4.05×105km500km/h=810h。答：（1）月球距離地球4.05×108m；（2）如果一輛賽車以500km/h的速度不停地跑，它要經過810h才能跑完這段路程。2．【解答】解：（1）由v=st得聲音在空氣中的傳播時間：t空氣=sv空氣=1020m340m/s=3s；（2）由題意知：t空氣﹣t鋼＝2.8s，聲音在鋼中的傳播時間：t鋼＝t空氣﹣2.8s＝3s﹣2.8s＝0.2s，（3）聲音在鋼中的傳播速度：v鋼=st鋼=1020m0.2s=5100m/s。答：（1）聲音在空氣中傳播的時間是3s；（2）聲音在鋼管中傳播的時間是0.2s；（3）鋼里的聲速是5100m/s。第35頁共35頁,3．【解答】解：（1）由題意和電路圖可知，當旋鈕旋至1檔時，電熱絲R1與R2并聯，洗衣機處于加熱狀態，由表格數據可知，加熱功率P加熱＝2400W，電熱絲R1消耗的功率：P1=U2R1=(220V)222Ω=2200W，因總功率等于各電阻消耗功率之和，所以電熱絲R2消耗的功率：P2＝P加熱﹣P1＝2400W﹣2200W＝200W，則電熱絲R2的阻值：R2=U2P2=(220V)2200W=242Ω。（2）洗衣機內注入8kg水，水溫由20℃上升到50℃時水吸收的熱量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×8kg×（50℃﹣20℃）＝1.008×106J，由η=Q吸W×100%可得，洗衣機加熱時消耗的電能：W=Q吸η=1.008×106J60%=1.68×106J，由P=Wt可得，需要的加熱時間：t′=WP加熱=1.68×106J2400W=700s；（3）由（1）可知，加熱時R2的電功率：P2＝200W，當旋鈕旋至2檔時，R2與電動機并聯，洗衣機處于保溫洗滌狀態，干路中的電流為2A，且R2的電壓不變、阻值不變，其消耗的功率仍然為P2＝200W不變，此時電路的總功率：P保溫＝UI＝220V×2A＝440W，第35頁共35頁,所以，電動機的功率：PM＝P保溫﹣P2＝440W﹣200W＝240W。答：（1）電熱絲R2的阻值是242Ω；（2）某次洗衣時，洗衣機內注入8kg水，在額定電壓下對水加熱，水溫由20℃上升到50℃，洗衣機的加熱效率為60%，則洗衣機的加熱時間是700s；（3）若洗衣機處于保溫洗滌狀態時，干路中的電流為2A，則電動機的功率是240W。4．【解答】解：（1）根據P=U2R得，燈泡正常工作時電阻：RL=U額2P額=(3V)21.5W=6Ω；（2）當開關S、S1、S2閉合，S3斷開時，燈泡L被短路，定值電阻R1與滑動變阻器R2并聯，當滑動變阻器R2的阻值最大為15Ω時，電路總電流最小，電路總功率最小，通過R1的電流：I1=UR1=4.5V10Ω=0.45A，通過滑動變阻器R2的電流：I2=UR2=4.5V15Ω=0.3A，電路最小總功率：P最?。経×（I1+I2）＝4.5V×（0.45A+0.3A）＝3.375W；（3）當開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，R1斷路，燈泡L與滑動變阻器R2串聯，電壓表測滑動變阻器R2兩端電壓燈泡的額定電流：I額=P額U額=1.5W3V=0.5A；因為燈泡額定電流I額＝0.5A，電流表量程為0～3A，滑動變阻器標有“15Ω1A”字樣，所以，在確保電路元件安全的情況下，電路中最大電流為I最大＝I額＝0.5A，此時滑動變阻器R2阻值最小，則電路最小總電阻：R最小=UI最大=4.5V0.5A=9Ω第35頁共35頁,滑動變阻器R2最小阻值：R2最?。絉最小﹣RL＝9Ω﹣6Ω＝3Ω；因為電壓表量程為0～3V，所以在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器兩端電壓最大為U2＝3V時，此時滑動變阻器阻值最大，此時電路中電流：I最小=U-U2RL=4.5V-3V6Ω=0.25A，滑動變阻器R2最大阻值：R2最大=U2I最小=3V0.25A=12Ω，綜上所述滑動變阻器的阻值范圍為3Ω～12Ω。答：（1）燈泡正常工作時電阻為6Ω；（2）當開關S、S1、S2閉合，S3斷開時，電路最小總功率為3.375W；（3）當開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器R2的取值范圍為3Ω～12Ω。5．【解答】解：（1）小球靜止在水平桌面上，受到豎直向下的重力G球、豎直向上的支持力F支，二力是一對平衡力，大小相等，F支＝G球＝1.8N，二力的作用點都畫在小球的重心，如圖所示：；（2）小球對水平桌面的壓力：F壓＝G球＝1.8N。（3）杯中裝滿水，水深h＝0.1m，杯中水對杯底的壓強：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1×103Pa。第35頁共35頁,（4）小球的質量：m球=G球g=1.8N10N/kg=0.18kg＝180g，小球的密度：ρ球=m球V球=180g20cm3=9g/cm3＝9×103kg/m3；因為ρ球＞ρ水，所以，小球沉底，小球在水中靜止時受到的浮力：F?。?rho;水gV排＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3＝0.2N，杯子重力忽略不計，小球沒有放入水中時杯子對桌面的壓力：F＝G水＝3N；小球排開水的重力：G排＝F?。?.2N，則小球放入水中時杯子對桌面的壓力：F′＝G水+G球﹣G排＝3N+1.8N﹣0.2N＝4.6N，當小球再次靜止時，杯子對桌面的壓力增加值：△F＝F′﹣F＝4.6N﹣3N＝1.6N。故答案為：（1）小球靜止在水平桌面時的受力示意圖，如圖所示；（2）小球對水平桌面的壓力為1.8N；（3）杯中水對杯底的壓強為1×103Pa；（4）把小球緩慢的放入水中，當小球再次靜止時，杯子對桌面的壓力增加了1.6N。6．【解答】解：（1）S、S0閉合時兩電阻并聯，當S0斷開時為R2的簡單電路，由并聯電阻總電阻小于其中任一電阻及P=U2R可知，S0閉合時為加熱檔，S0斷開時為保溫擋，第35頁共35頁,則電熱絲R2的阻值：R2=U2P保溫=(220V)244W=1100Ω；（2）初溫為20℃、質量為1.5kg的水升高到60℃，水吸收的熱量：Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（60℃﹣20℃）＝2.52×105J；（3）由P=Wt可得，電飯鍋消耗的電能：W＝Pt＝1200W×5×60s＝3.6×105J，電飯鍋的加熱效率：η=Q吸W×100%=2.52×105J3.6×105J×100%＝70%。答：（1）電熱絲R2的阻值為1100Ω；（2）水吸收的熱量為2.52×105J；（3）電飯鍋燒水的效率為70%。7．【解答】解：（1）由表格可知：扶梯額定電壓U額＝380V，滿載運行時電功率P滿＝19kW，根據P＝UI，滿載運行時的工作電流：I=P滿載U額=19×103W380V=50A；（2）小明一家五口的重力：G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，該扶梯對小明一家五口做的功：W人＝Gh＝3000N×5m＝1.5×104J；（3）由圖乙可知扶梯運送的時間t＝12.5s，扶梯以最小電功率工作，由P=Wt可得，該扶梯將小明一家五口載上梯頂消耗的電能：W電＝P最小t＝4×103W×12.5s＝5×104J第35頁共35頁,答：（1）該扶梯正常滿載運行工作時的電流為50A；（2）該扶梯對小明一家五口做的功為1.5×104J；（3）該扶梯將小明一家五口載上梯頂消耗的電能為5×104J。8．【解答】解：（1）由P=U2R得，小燈泡正常工作時的電阻為：RL=U額2P額=(4V)22W=8Ω；（2）只閉合開關S、S1，定值電阻R2和滑動變阻器R1串聯，電壓表測量滑動變阻器R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流。由串聯電路的電壓特點和歐姆定律可得，電源電壓：U＝U1+IR2，在圖（b）中取兩組數據代入公式，可得：U＝3.0V+0.2A×R2﹣﹣﹣﹣①U＝1.0V+0.4A×R2﹣﹣﹣﹣﹣②聯立①②解得：U＝5V，R2＝10Ω；（3）只閉合開關S和S2，燈泡L串聯和滑動變阻器R1串聯，電壓表測量滑動變阻器R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流，由串聯電路的分壓規律可知，當電壓表示數最大為3V時，R1接入電路的電阻最大，此時小燈泡兩端電壓為：UL＝U﹣U1大＝5V﹣3V＝2V，由圖丙可知電路中最小電流：I最?。?.4A，則R1接入電路的最大電阻：R1大=U1大I最小=3V0.4A=7.5Ω；燈泡L正常工作時電流：I最大＝0.5A＜0.6A（電流表安全），燈泡L正常工作時的電壓為4V，此時滑動變阻器兩端的電壓：U1?。経﹣UL額＝5V﹣4V＝1V，第35頁共35頁,由歐姆定律得，R1接入電路的最小電阻：R1小=U1小I最大=1V0.5A=2Ω，所以，R1允許的取值范圍是2Ω～7.5Ω。答：（1）小燈泡的電阻為8Ω；（2）電源電壓為5V，定值電阻R2的阻值為10Ω；（3）只閉合開關S和S2，滑動變阻器R1允許的取值范圍為2Ω～7.5Ω。9．【解答】解：（1）核潛艇水下最大航速v＝36×0.5m/s＝18m/s，s＝2700km＝2.7×106m，由v=st得所用時間：t=sv=2.7×106m18m/s=1.5×105s；（2）由表格數據可知，在水面上航行時，m排＝9000t＝9×106kg，則核潛艇在水面航行時受到的浮力：F?。紾排＝m排g＝9×106kg×10N/kg＝9×107N；下潛最大深度h＝350m，受到海水的壓強：p＝ρgh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×350m＝3.605×106Pa；（3）核潛艇在水下巡航時，做水平勻速直線運動，受到的動力和阻力是一對平衡力，大小相等，它在水下航行速度為20節時，則速度v＝20×0.5m/s＝10m/s，由圖像可知：F＝f＝30×104N，因此動力的功率：P＝Fv＝30×104N×10m/s＝3×106W。答：（1）核潛艇以水下最大航速行駛，到距離2700km外的某海域執行任務所用的時間為1.5×105s；第35頁共35頁,（2）核潛艇在水面航行時受到的浮力為9×107N；下潛到最大深度時受到水的壓強為3.605×106Pa；（3）若核潛艇在水下巡航時，做水平勻速直線運動，它的動力功率是3×106W。10．【解答】解：（1）只閉合開關S1，將變阻器滑片P移到中點時，L與12R2串聯，電流表A1測電路中的電流，此時電壓表被斷路，示數為0V，由P＝I2R可得，燈泡的電阻：RL=PL實I2=1.6W(0.2A)2=40Ω，因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，由I=UR可得，電源的電壓：U＝I（RL+12R2）＝0.2A×（40Ω+12×40Ω）＝12V；（2）同時閉合開關S1、S2，且將變阻器滑片P移到a端時，L與R1并聯，電流表A1測干路電流，電流表A2測R1支路的電流，因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，所以，通過L的電流：IL=URL=12V40Ω=0.3A，因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，電流表A1的示數：I′＝IL+I1＝0.3A+0.1A＝0.4A，燈泡的電功率即為額定功率：PL＝UIL＝12V×0.3A＝3.6W。答：（1）只閉合開關S1時，電壓表示數是0V，電源電壓是12V；第35頁共35頁,（2）同時閉合開關S1、S2，且將變阻器滑片P移到a端時，電流表A1的示數是0.4A，燈泡L的額定功率是3.6W。二．解答題（共2小題）11．【解答】答：（1）分析上圖可知，此時導致家庭電路中電流過大的原因是由于總功率過大造成的；（2）保險絲應串聯在電路中，據焦耳定律可知，保險絲應選用電阻較大的、熔點較低的材料制成，即在電流過大時，產生熱量較多，即此時會自動熔斷，保護電路，即它是利用電流的熱效應的原理制成的；（3）短路或總功率過大都會導致保險絲熔斷，所以我們使用對應的規格的保險絲，且必須檢查清楚電路的故障后再閉合開關，千萬不能直接換上規格大些的保險絲直接供電。12．【解答】解：（1）因為電熱水器是金屬外殼，所以必須接地線，而三孔插座接地線，故選乙；（2）電熱絲的電阻R=U2P=(220V)22000W=24.2Ω；（3）水的體積V＝40L＝40dm3＝4×10﹣2m3，水的質量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4×10﹣2m3＝40kg，水吸收的熱量Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（70℃﹣20℃）＝8.4×106J，η=Q吸W得消耗的電能WQ吸η=8.4×106J0.8=1.05×107J，加熱器工作的時間t=WP=1.05×107J2000W=5250s＝87.5min。答：（1）乙；（2）該電熱水器正常工作時，電熱絲的電阻為24.2Ω；（3）熱水器裝滿水，正常工作時電熱絲產生的熱量有80%被水吸收，要使水溫從20℃升高到70℃，需要加熱87.5min。第35頁共35頁,第35頁共35頁