中考物理经典计算题有答案

中考物理经典计算题有答案

‎2016浙江物理中考（生活相关）计算题 ‎1、某直流电动机的铭牌上标有“220V6.6kW”，电动机线圈的电阻为0.5Ω.‎ ‎(1)电动机的工作原理是什么?‎ ‎(2)该电动机正常工作1h，消耗多少J电能?电动机线圈产生多少热量?‎ ‎(3)在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象。‎ ‎2、风光互补路灯已成为许多城镇、乡村一道靓丽的风景线，如图所示，该路灯既可通过太阳能电池组独立发电储存于蓄电池，可也通过风力发电机独立发电储存于蓄电池。下表为某型号风光互补路灯技术参数。‎ 路灯额定电压 路灯额定功率 太阳能电池板平均输出功率 风力发电额定风速 风力发电额定功率 ‎20V ‎60W ‎80W ‎6m/s ‎200W ‎（1）如果太阳能电池板接收太阳能的总功率为800W，太阳能电池光电转换效率为多大？‎ ‎（2）在平均风速为6m/s的白天，风力发电机工作6小时，储存的电能可供路灯正常工作多长时间？‎ ‎（3）写出风光互补路灯的优点。（写两条）‎ ‎3、爱好科学的小明同学找来了一种电热饮水机．如图：甲是饮水机的简化示意图，S是温控开关，当S、S1都闭合时为加热状态，S断开、S1闭合为保温状态．图乙是饮水机的铭牌参数．请你帮他求出： （1）初温为20℃的一满箱水，用此饮水机将水加热到90℃需要吸收的热量是多少？[C水=4.2×103J/（kg•℃）] （2）电阻丝R2的阻值多大？ （3）在正常加热状态工作下，‎ 加热5min需要消耗的电能是多少J？ ‎ ‎4、小林在做测量小灯泡功率的实验时，连接了如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡额定电压为2.5V.闭合开关后，将滑动变阻器滑片P从最右端开始向左滑动到某一位置的过程中，电流表示数与电压表示数的闭合曲线如图乙所示。求：‎ ‎(1)小灯泡正常发光时的电阻；‎ ‎(2)当电压表示数为1V时，小灯泡在1min中内消耗的电能；‎ ‎(3)灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的阻值是其最大阻值的五分之一。求电源电压。‎ ‎5、如图甲所示,是一种自动测量油箱内油量的装置,油量表(由电流表改装而成)的指针能指示油箱内油的多少。当油箱加满油时,浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端;当油箱油量减少到5L时,油量表就会发出警告。油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图乙所示,电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为100Ω.闭合开关S，求：‎ ‎(1)当油箱加满油时电路中的电流；‎ ‎(2)油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压；‎ ‎(3)油量表刚报警时R0的功率。‎ ‎6、科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于20℃),由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V  2000W”的字样;控制电路中热敏电阻Rt作为感应器探测水温,置于恒温水箱内,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R1为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示,衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。闭合开关S(不计继电器线圈的电阻).‎ ‎(1)用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到25℃，求电热器的加热效率?‎ ‎(2)调节滑动变阻器,使R1=280Ω，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，求控制电路中的电源电压U是多少?‎ ‎(3)设控制电路中电源电压U不变,将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温,应___(填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值。为什么?‎ ‎7、近年来，理论电动平衡车深受年轻人的喜爱，如图所示，它采用站立式的驾驶方式，人通过身体的前倾、后仰实现驾驶，如表为某型号独轮电动车平衡车的部分数据，则：‎ 质量 ‎10kg 轮胎与地面接触面积 ‎30cm2‎ 最大速度 ‎16km/h 充满电行程 ‎24km ‎(1)该车充满电后，若以最大速度行驶，能行驶的最长时间是多少?‎ ‎(2)质量为50kg的人驾驶该车,在水平地面上匀速行驶。若所受阻力为总重力的0.2倍,此时该车受到的牵引力是多大?(g取10N/kg)‎ ‎(3)质量为50kg的人驾驶该车时，车对水平地面的压强是多大?‎ ‎8、如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装．（动滑轮重、绳重及摩擦均不计，g取10牛/千克） ‎ ‎ （1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越___． （2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a的作用是___．若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104牛，则能吊起货物的质量不能超过多少千克？ （3）若将重为1.2×104牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？ （4）若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104牛的货物提升到30米的高度，用时50秒，则该起升电动机的实际功率是多少瓦？‎ ‎9、在马航MH370失联后，由东海舰队导弹驱逐舰“长春”舰、导弹护卫舰“常州”舰和综合补给舰“巢湖”舰组成的中国第17批搜救编队参与了搜救工作。如图所示，“长春”舰满载时排水量为7.5×106kg，吃水深度6m。（海水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）搜救舰队通常采用“一”字编队形式前行，而不是“并排”前行，为什么？ （2）满载时，“长春”舰受到的浮力有多大？ （3）“长春”舰底受到海水的压强是多少？ （4）“长春”舰以36km/h的速度匀速航行6h，海水平均阻力为1.0×106N，则这一过程中军舰所做的功至少为多少？‎ ‎1、解答 ‎(1)电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；‎ ‎(2)电动机消耗的电能W=Pt=6.6kW×1h=6.6kW⋅h=2.376×107J，‎ 根据P=UI可知电动机正常工作时的电流：‎ I=PU=6.6×103W220V=30A，‎ 线圈产生的热量Q=I2Rt=(30A)2×0.4Ω×3600s=1.62×106J，‎ ‎(3)线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能。消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高。‎ 故答案为：‎ ‎(1)通电导体在磁场中受到力的作用；‎ ‎(2)该电动机正常工作1h,消耗的电能为2.376×107J;电动机线圈产生的为热量1.62×105J；‎ ‎(3)线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能。消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高。‎ ‎2、解答 ‎（1）光电转换效率为：η=P输出P总=80W800W×100%=10%；‎ ‎（2）工作6h蓄电池储存的电能：W=Pt=0.2kW×6h=1.2kW•h，‎ 储存的电能可供路灯工作的时间：t=WP=1.2kW∙h0.06kW=20h；‎ ‎（3）风光互补路灯以自然界中可再生的太阳能和风能为能源，不消耗任何非可再生能源，不想大气中排放污染性气体，使污染排放量降低为零，风光互补路灯免除电缆辅线工 程，无需大量供电设施建设。‎ 答：（1）太阳能电池光电转换效率为10%；（2）储存的电能可供路灯正常工作20h；（3）风光互补路灯以自然界中可再生的太阳能和风能为能源，不消耗任何非可再生能源，不 想大气中排放污染性气体，使污染排放量降低为零，风光互补路灯免除电缆辅线工程，无需大量供电设施建设。‎ ‎3、解答：‎ U2‎ R U2‎ P保温 ‎(220V)2‎ ‎44W ‎（1）水吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（90℃-20℃）=5.88×105J； （2）S断开、S1闭合为保温状态．此时电路为R2的简单电路，已知P保温=44W， 由P= 可得，电阻丝R2的阻值：R2= = =1100Ω； ‎ W t ‎（3）已知P加热=1000W，t=5min=300s，由P= 可得，加热5min需要消耗的电能： W=P加热t=1000W×300s=3×105J． ‎ 答：（1）初温为20℃的一满箱水，用此饮水机将水加热到90℃需要吸收的热量是5.88×105J； （2）电阻丝R2的阻值为1100Ω； （3）在正常加热状态工作下，加热5min需要消耗的电能是3×105J．‎ ‎4、解答：‎ ‎(1)灯泡正常发光时的电压UL=2.5V,由图象可知通过灯泡的电流IL=0.25A，‎ 由I=UR可得，正常发光时的电阻：‎ RL=ULIL=2.5V0.25A=10Ω；‎ ‎(2)当电压表示数为1V时,由图乙可知通过的电流I′L=0.2A，‎ 小灯泡在1min中内消耗的电能：‎ W=U′LI′Lt=1V×0.2A×60s=12J，‎ ‎(3)当滑动变阻器的滑片位于P最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，‎ 由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.15A,电压表的示数UL″=0.5V，‎ 因串联电路中总电压等于各分电压之和，‎ 所以，电源的电压：‎ U=I小R+UL″=0.15A×R+0.5V，‎ 灯泡正常发光时，电源的电压：‎ U=IL×15R+UL=0.25A×15R+2.5V，‎ 因电源的电压不变，‎ 所以,0.15A×R+0.5V=0.25A×15R+2.5V，‎ 解得：R=20Ω，‎ 电源的电压U=I小R+UL″=0.15A×20Ω+0.5V=3.5V.‎ 答：(1)小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；‎ ‎(2)当电压表示数为1V时，小灯泡在1min中内消耗的电能为12J；‎ ‎(3)电源电压为3.5V.‎ ‎5解答：‎ ‎(1)由题意可知，当油箱加满油时，滑片恰好移至变阻器的最下端，接入电路中的电阻为零，‎ 则电路中的电流：‎ I=UR0=6V100Ω=0.06A；‎ ‎(2)由图乙可知R与V的关系为一次函数，设为R=kV+b，把V=0、R=1000Ω和V=50、R=0代入可得：‎ R=k×0V+b，0=k×50L+b，‎ 解得：k=−20Ω/V，b=1000Ω，‎ 即R=−20Ω/V×V+1000Ω，‎ 当油箱内油量剩余一半(即V=25L)时R的阻值：‎ R1=−20Ω/V×25L+1000Ω=500Ω，‎ 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，‎ 所以，电路中的电流：‎ I1=UR0+R1=6V100Ω+500Ω=0.01A，‎ 变阻器R两端的电压：‎ U1=I1R1=0.01A×500Ω=5V；‎ ‎(3)油量表刚报警时R的阻值：‎ R2=−20Ω/V×5L+1000Ω=900Ω，‎ 电路中的电流：‎ I2=UR0+R2=6V100Ω+900Ω=0.006A，‎ R0的功率：‎ P0=I22R0=(0.006A)2×100Ω=3.6×10−3W，‎ 答：(1)当油箱加满油时电路中的电流为0.06A；‎ ‎(2)油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压为5V；‎ ‎(3)油量表刚报警时R0的功率为3.6×10−3W.‎ ‎6、解答：‎ ‎(1)水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg×(25℃−20℃)=2.1×106J，‎ 电热器消耗的电能W=Pt=2000W×20×60s=2.4×106J，‎ 电热器的加热效率η=Q吸W×100%=2.1×106J2.4×106J×100%=87.5%‎ ‎(2)当水温达到25℃时停止加热,由图乙可知,热敏电阻的阻值为：Rt=80Ω，‎ 因为串联电路的总阻值等于各电阻之和,所以电路中的总电阻：R总=Rt+R1=80Ω+280Ω=360Ω，‎ 衔铁受到3N的吸引力，由图象丙可知，控制电路中电流为：I=100mA=0.1A，‎ 由欧姆定律得,电源电压：U=IR总=0.1A×360Ω=36V；‎ ‎(3)将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温,即将启动的温度调高,则热敏电阻的阻值将减小,由I=URt+R1可知，当电源电压一定时，热敏电阻越小，则滑动变阻器接入电路的阻值应增大。‎ 答：(1)电热器的加热效率为87.5%；‎ ‎(2)控制电路中的电源电压U是36V；‎ ‎(3)增大;温度调高,热敏电阻的阻值将减小,由I=URt+R1可知，当电源电压一定时，热敏电阻越小，则滑动变阻器接入电路的阻值应增大。‎ ‎7、解答：‎ ‎(1)该车充满电后,若以最大速度行驶,根据v=st可得，能行驶的最长时间：‎ t=sv=24km16km/h=1.5h；‎ ‎(2)人和电动平衡车的总重力：‎ G总=(m人+m车)g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N，‎ 因为电动平衡车在水平地面上匀速行驶，‎ 所以牵引力：F=f=0.2G总=0.2×600N=120N；‎ ‎(3)车对水平地面的压力：F压=G总=600N，‎ 车对水平地面的压强：‎ p=F压S=600N30×10−4m2=2×105Pa.‎ 答：(1)该车充满电后，若以最大速度行驶，能行驶的最长时间是1.5h；‎ ‎(2)此时该车受到的牵引力是120N；‎ ‎(3)车对水平地面的压强是2×105Pa.‎ ‎8、解答：‎ ‎（1）根据在流体中，流速越大的位置压强越小可知，并排前行时，两舰艇间流速快压强小，外侧压强大，两舰艇可能发生碰撞事故，采用“一”字形编队能有效防止这种情况发生； （2）根据浮沉条件可知：F浮=G排=m排g=7.5×106kg×10N/kg=7.5×107N． （3）海水的压强：P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa； （4）由速度公式得：s=vt=36km/h×6h=216km=2.16×105m， 因为舰艇匀速直线运动，所以水平方向受力平衡，因此：F=f=1.0×106N， 舰艇做功为：W=Fs=1.0×106N×2.16×105m=2.16×1011J。 故答案为：（1）并排前行时，两舰艇间流速快压强小，外侧压强大，两舰艇可能发生碰撞事故，采用“一”字形编队能有效防止这种情况发生；（2）7.5×107N；（3）6×104Pa；（4）2.16×1011J。‎