中考物理综合计算题

中考物理综合计算题

‎2013年中考物理综合计算题 类型一 力电综合 整 车 质 量 ‎35kg 最高车速 ‎30km/h 轮胎限压 ‎2×105Pa 最大噪声 ‎62dB 蓄电池 ‎36V／10Ah 电动机 额定电压 ‎36V 额定功率 ‎240W 电动机效率 ‎80%‎ ‎1．电动自行车已是我们生活中必不可少的交通工具（如图1所示）。电动骑行时，蓄电池给车上的电动机供电，为车提供动力。下表是某种型号电动自行车主要的技术参数。问：‎ 图1‎ ‎（1）该电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大？‎ ‎（2）行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为‎0.005m2‎，某中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶，试计算地面受到的压强是多大？（g取10N/kg，中学生体重取‎50 kg）‎ ‎（3）从环保的角度考虑，与摩托车相比，电动自行车有什么优点？（列举两条）‎ ‎【2010，德州 难度较低】‎ 图2‎ 油箱 汽油 S R A ‎2．随着社会和科技的发展，小汽车已进入寻常百姓家.如图2所示是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图，它主要由压力传感器R（电阻值随所受压力变化而变化）、油量表A（由电阻可忽略不计的电流表改装而成）、电源等组成电路。压力传感器R在一定范围内的电阻与所受压力的关系如下表所示，油箱位于压力传感器上，压力传感器R的上表面面积为‎5cm2，电源电压为6V。‎ 压力F/N ‎0‎ ‎50‎ ‎100‎ ‎150‎ ‎200‎ ‎250‎ ‎300‎ ‎…‎ 压敏电阻值 ‎500‎ ‎380‎ ‎310‎ ‎245‎ ‎200‎ ‎170‎ ‎150‎ ‎…‎ ‎（1）当油箱和油总重为500N时，压力传感器R上受到的压强为多大？‎ ‎（2）若油箱的质量为‎8.7kg，当油量表示数为3×10‎-2m3‎时，电路中的电流是多大？（ρ汽油=0.71×103kg/m3）‎ ‎ （3）请指出该电路设计中的不足，并提出你的改进意见。‎ ‎【2010，楚雄 难度中等】‎ 图3‎ ‎3．第41届世界博览会于‎2010年5月1日至‎10月31日在我国上海举行，世博会的主题是“城市，让生活更美好”.在场馆和楼房建设工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图3所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V， 额定功率38kW，线圈电阻0.4Ω．在一次吊起重物时，电动机正常工作20s，把重物吊起‎20m．求：‎ ‎（1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能．‎ ‎（2）电动机工作过程中，线圈产生的热量．‎ ‎（3）在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80%，则被吊重物的质量为多少t？ ‎ ‎【2010，河池 难度中等】‎ 型号：XX-88‎ 额定电压：220V 额定功率：1100W 频率：50Hz ‎220V R0‎ R S温控器 图4‎ 类型二 电热综合 ‎1．有一种XX-88型号电水壶的铭牌如下表，图4是电水壶的电路图，R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。当水沸腾后，会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制。‎ 若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计，则：‎ ‎（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？‎ ‎（2）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶‎23℃‎的水在标准大气压下烧开需要多长时间？[水的比热容c=4.2×103J／(kg·℃)，lL＝10‎-3m3‎]。‎ ‎（3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是0.2A，此时电阻Rc的电功率是多少？‎ ‎【2010，襄樊 难度中等】‎ 类型三 力热综合 图5‎ ‎1．如图5为泸州市某风景区山中的一段盘山公路照片。以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路（盘山公路近似处理为斜面）以36km/h的速度匀速行驶，经过15min从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2×103N。已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%，汽油热值q=4.6×107J/kg，求：‎ ‎（1）汽车上山时牵引力发挥的功率为多大。‎ ‎（2）汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油。‎ ‎【2010，泸州 难度中等】‎ 类型四 电、热、能量综合 图6—甲 ‎1．‎6月5日是世界环境日，今年我国的主题是 “低碳减排，绿色生活”． 人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．‎ ‎（1）图6甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是……………………………………【 】 ‎ A．显著增长　 　‎ B．平稳增长 ‎ C．稳中有降　 ‎ D．显著减少 图6—乙 图6—丙 ‎（2）在众多的未来能源中，风能、太阳能、水能都同属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它们的开发和利用可以减少大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏．‎ ‎（3）为实现减排目标，国家大力推广风力发电．我省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海壮观 的风电场走廊即将形成（如图乙）．假如1.2×106 kW的风电场项目全面建成之后，所有机组发电1h，可提供多少kW·h的电能？这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量？（煤的热值为3.0×107J/kg， 1kW·h=3.6×106J）‎ ‎（4）充分利用太阳能，符合节能减排的理念．太阳能热水器（如图丙）已走进了千家万户，小名家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2m2，热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52×106 J，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3h可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg的水温度升高多少摄氏度？【已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃).】‎ ‎【2010，镇江 难度中等】‎ ‎2．目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视。‎ ‎ （1）大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．请你将图7中汽油机工作时的能流图补充完整。‎ 图7‎ ‎ （2）发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。‎ ‎ 厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下：‎ ‎ ①测试数据：汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶时，百公里耗油量为V0(L)，发动机输出功率为P0(kW)；‎ ‎ ②使用燃料：93#汽油[热值为q0(J/kg)、密度为ρ0(kg/m3)］．‎ ‎ 请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率。‎ ‎【2010，天津 难度较大】‎ 类型五 力、电、能量综合 ‎1．近几年环保低碳风劲吹，混合动力汽车已成为车展上的“常客”。2010年3月，我国自行研制的一款混合动力汽车也在北京车展上展出。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时向车轮输送能量。‎ ‎（1）该混合动力汽车启动时，若驱动电机两端的电压为250V，通过的电流为‎80A，则驱动电机的电功率为多大？‎ ‎（2）该混合动力汽车所用的磷酸铁锂动力电池可储存的最大电能为2.88×107J，若充电电压为320V，充电电流为‎50A，则对动力电池充电的时间最长为多少？（充电时无能量损耗）‎ ‎（3）该混合动力汽车在平直公路上以‎72km/h匀速行驶10min后，其内燃机消耗了汽油‎1.2kg，假设汽油完全燃烧所释放能量的一半转化为牵引力做功和给动力电池充电，其中动力电池储存的电能增加了7.2×106J，试求汽车受到的阻力是多大？（汽油的热值q=4.6×107J/kg，且Q放=qm）‎ ‎【2010，重庆 难度中等】‎ 图8‎ ‎2．（2010，梅州）如图8所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m =‎50kg，电源电压U =110V保持不变，电动机线圈的电阻R = 4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I = ‎5A（g=10N／kg）。求：‎ ‎（1）电源的输出功率；‎ ‎（2）电动机线圈电阻R的发热功率；‎ ‎（3）试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小。‎ ‎【2010，梅州 难度较大】‎ ‎3．地铁可以缓解城市公交运输压力，某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：‎ ‎××型号 地铁机车 地铁电力机车 功率106W 平均速度60 km／h 牵引力5×104 N 额定载客量500人 ‎××型号 公交汽车 燃油热值 ‎4x107 J／kg 平均速度15 km／h 牵引力3000 N 额定载客量40人 ‎（1）甲、乙两地铁站相距1.8 km，地铁运行需要多长时间？消耗多少电能？‎ ‎（2）公交汽车每千米消耗燃油0.3kg，行驶1.8 km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公交汽车的效率是多少？‎ ‎（3）根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈地铁作为交通工具的优点．（写出两条即可）‎ ‎【2009，哈尔滨 难度中等】‎ 参考答案 类型一 ‎1．解（1）根据P＝UI 得：I＝P/U＝240W/36V＝‎6.67A ‎ ‎（2）地面受到的压力为F＝G＝(m车＋m人)g＝（‎50kg＋‎35kg）10N/kg＝850N P＝F/S＝850N/(2×‎0.005m2‎)＝8.5×104Pa ‎ ‎（3）节能、噪声小、无尾气。‎ ‎2．解（1）P = = ×10‎-4m2 ‎= 1×106Pa ‎（2）m油 = ρ油×V油=0.71×103kg/m3×3×10‎-2m3‎=‎‎21.3kg F = G总=(m油+m箱)g=(‎8.7kg+‎21.3kg) ×10N/kg=300N 由上表可知此时R的电阻为R=150Ω I = = =‎‎0.04A ‎（3）当油箱内油量增多，压力达到一定值时，压力传感器的电阻很小，使得电路中电流较大，会超过电流表（油量表）的量程，甚至发生短路而烧毁电流表（油量表）。‎ 改进方法：应在电路中串联一个阻值合适的定值电阻。‎ ‎3．解：（1）由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，即P=38kW=3.8×104W，工作时间t=20s，所以电动机消耗的电能为：W = Pt = 3.8×104W×20s=7.6×105J.【切记不能用W = ·t算.】 ‎ ‎（2）电动机正常工作时的电流：I == = ‎100A ‎ 线圈产生的热量：Q = I2Rt = (100A)2 × 0.4Ω × 20s = 8×104J ‎（3）电流产生热量消耗的电能W1=Q=8×104J，电能转化为机械能的总量为 ‎ W总 = W﹣W1 = 7.6×105J﹣8×104J=6.8×105J ‎ 因为η == ‎ ‎ 即 80% =‎ ‎ 解得G = 2.72×104N ‎ 所以，重物的质量为：m === 2.72×103kg = 2.72t ‎ 类型二 ‎1．解（1）加热电阻R = = = 44Ω ‎ （2）水吸收的热量Q吸 = cm(t﹣t0) = 4.2×103J/(kg·℃)×2×10 -3m3×1.0×103kg/m3×(100℃﹣23℃)‎ ‎ = 6.468×105J ‎ 消耗的电能W = Q吸 = 6.468×105J ‎ 加热时间t = = = 585s = 9.8min ‎ （3）串联的总电阻R串 = = = 1100Ω ‎ 保温电阻R0 = R串﹣R = 1100Ω﹣44Ω = 1056Ω ‎ 电阻R0的电功率P0 = I2R0 = (0.2A)2×1056Ω = 42.24W 类型三 ‎1．解（1）由v = 得：s = vt = 10m/s×900s = 9×103m W牵 = FS = 9.2×103N×9×103m = 8.28×107J ‎（2）牵引力的功率P = = = 9.2×104W 由η = 得：Q = = = 2.76×108J 由Q = mq 得：消耗汽油的质量m = == 6kg 类型四 ‎1．（1）A；（2）可再生 ‎（3）W=Pt=1.2×106 kW×1h=1.2×106 kW·h=4.32×1012 J ‎ Q=W=4.32×1012 J ‎ M = = =1.44×‎‎105 kg ‎（4）Q1=2.52×106 J×2×3=1.512×107J ‎ Q2=50%Q1=1.512×107J×50%=7.56×106J ‎ ⊿t = ==18℃‎ ‎2．（1）克服摩擦耗能；废气带走热量。‎ ‎ （2）η = = = = = 类型五 ‎1．（1）4800W （2）1800s （3）1700N ‎2.（1）P出 = UI =110V×5A = 550W ‎ （2）P热 = I2R = (5A)2×4Ω= 100W ‎（3）因能量守恒，电动机对重物做的功的功率为：‎ P有用= P出—P热=550W－100W=450W 又因为：P= = =F×=Fv，且匀速向上提升重物时：F=G=mg=50kg×10N／kg=500N，所以：‎ v = = =‎0.9m/s.‎ ‎3．（1）运行时间：t = == 0.03h（或108s）‎ ‎ 消耗电能：W = Pt = 106×10 -3kW×0.03h = 30kW·h（或1.08×108J）‎ ‎ （2）燃油放热：Q = mq = 0.3kg/km×1.8km×4×107J/kg = 2.16×107J ‎ 汽车功率：η = = == 25％‎ ‎（3）①速度快(或节省运行时间)；②能量转化效率高；③乘客人均消耗能量较少(或节能)；④无废气污染(或环保)．‎