中考压轴题计算题.doc

（2012绥化）11某电热水瓶的容量为2L，有加热和保温两档，该电热水瓶装初温为20的水接在家庭电路中，它正常工作时功率和时间的关系的图像如图所示。（外界大气压强为1个标准大气压，计算结果保留一位小数）P/Wt/min400120051015200求：（1）保温时通过电热水瓶的电流是多少？（2）若通电10min恰好将水烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？（1）由P=UI可得 I=（2）由P=可得 W=Pt=1200W1060s=7.2105J 由=可得 m=V=1.0103kg/m3210-3m3=2kg Q=cmt=4.2103J/（kg）2kg（10020）=6.72105J =（2012日照）13目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图所示，它具备了风能和太阳能产品的双重优点：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；在风、光都具备时可以同时发电。某种型号的风光互补路灯技术参数如下：风力发电额定功率风力发电额定风速风力发电机启动风速路灯额定电压路灯额定功率太阳能电池板平均输出功率260W8m/s3m/s24V60W100W（1）假设路灯每晚工作10h，求路灯正常工作时的电流和每晚消耗的电能。（2）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/（sm2）（1s辐射在每1m2上的光能为800J），若太阳能电池板的面积为1.25m2，太阳能电池光电转换效率为多大？（3）在平均风速为8m/s的晚上，风力发电机除了保障路灯正常工作外，同时还给蓄电池充电，如果风力发电机一晚上工作时间为8h，则在这段时间内蓄电池储存电能是多少kWh？（4）已知风力发电机的输出电功率P与风速v的平方成正比。我市沿海风速不低于5m/s的时间每年不少于4000h，试估算这台风光互补路灯系统利用风能的最小年发电量是多少kWh？答案：（1）I=PL/UL=60W/24V=2.5A W=PLt=60W103600s=2.16106J（2）太阳能电池板接收到的总功率P总=800J/sm21.25m2=1000J/s=1000W太阳能电池板平均输出功率P出=100W所以光电转换效率为10%（3）蓄电池可储存的电能W=（P额P灯）t=（26010-3kW6010-3kW）8h=1.6kWh（4）根据题意有当风速为5m/s时风力发电机输出功率所以最小年发电量约为（2013重庆）图l6甲为一款有高、低温两档的家用蒸汽电熨斗，其电路原理如图16乙所示，R1、R2为电热丝，其额定电压均为220V。电路的工作原理是：当S，闭合，S2断开时，电熨斗处于低温档；当S1、S2都闭合时，电熨斗处于高温档。正常工作时高温挡的电功率为1980W。(电源电压保持不变，不计电热丝电阻随温度的变化)(1)电熨斗正常工作时，在高温档状态下电路中的总电流是多大(2)若电热丝R2的电阻为44，则电热丝R1的电阻为多少(3)若电热丝R2烧毁了，要使电路恢复正常工作，小楠设计了这样一个方案： 小楠方案：用两根都是“220V 550W”的电热丝并联替代R2。 请你通过计算和分析，对小楠的方案作出评价。 （1）电熨斗工作时，电流流过电阻产生热量，对水加热，使水汽化为蒸汽，因此电热丝是利用电流的热效应工作的；由电路图知，当闭合S1、S2闭合时，两电阻丝并联，电路电阻最小，电源电压U一定，由P=可知此时电路功率最大，电熨斗处于高温挡；由P=UI可得，1800W=220VI，所以在高温档状态下电路中的总电流I=9A（2）由电路图知：当S1闭合，S2断开时，电阻R1和R2组成的是一个并联电路； U=U1=U2=220VI2= =5A I1= I- I2=9A -5A =4 AR1= = =55（3）小楠方案：用一根都是“220V 550W”的电热丝的电阻为R3R3= =88用两根的电热丝R3并联后总电阻是44，其总功率为1100W，正常工作时符合要求。但当其中一根的电热丝烧坏，电路仍能工作，但P3=550W1100W，且不能及时发现加以排除，可见小楠方案也不是最佳方案。2、(2013黄冈）电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换。 (1)若加热前水温为20，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，c水=4.2 x103J/( kg)，结果保留两位小数）额定电压220V额定最大发热功率400W水箱容积4L适用面积4060m2(2)加湿器在低档时的发热功率；(3)对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议。1）不计热损失，有：Q1= Q2 P1t= cm(t2t1)400W360s=4.2103J/（kg）m(100-20) m=0.21kg（2）电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1 ，故有P1=UI1=电热加湿器在低档时，R1和R2串联，总电阻R=2R1，有P2= UI2=则 =0.5，P2=0.5 P1=0.5400W=200W2 可以降低电热槽内气压 其他正确解答均可6、（2013衢州）电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅的简化电路图，R1为加热电阻，R2为保温电阻，S1为电源开关，S2为压力开关。加热时S2与触点a接通，R1工作；保温时S2与触点b接通，R2工作。电压力锅的其他参数见铭牌。(1)当电压力锅内的气压达到设定值时水沸腾。此时，水的温度_100(选填“”、“”或 “”)。(2)计算保温电阻R2正常工作时的阻值。电压力锅的铭牌额定电压220伏加热功率1000瓦保温功率100瓦气压设定值175千帕 （3）图乙表示电压力锅工作时电功率与时间的关系。阴影部分面积表示_，并列式计算它的大小。 (1) (2) 保温时S2与触点b接通，R2工作；R2U2/P保温(220伏)2/100瓦484欧姆 (3)电压力锅加热10分钟消耗的电能(或电功) WPt1000瓦600秒6105焦 10、(2013山西）电压力锅是一种新型家用电器，集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保。图20是某型号电压力锅工作电路简图，右表是其部分参数。其中R1是主加热器，R2是保压加热器。接通电路后，开关s自动与触点a、b接通，开始加热。当锅内温度达到105时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾。现将3L初温为25的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作30min。已知消耗的电能有90被有效利用，水的比热容为42103J(kg)。求： (1)电压力锅在加热状态时的电流。 (2)电压力锅多少秒后开始保压? (3)电压力锅在此30min内消耗的电能。 （2012无锡）1有一种环保汽车，以蓄电池为驱动能源此环保汽车运动时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为汽车提供动力某辆这种类型的环保汽车，总质量为3103kg，汽车轮胎与地面的总接触面积为0.1m2当它在永平路面上匀速行驶时，电动机工作电流为50A，工作电压为300V，汽车所受阻力为车重的0.04倍（g取10N/kg）（1）汽车对路面的压强多大？（2）若该汽车用于牵引汽车前进的机械功率和电动机电功率的比值为4:5，则该车匀速前进的速度多大？（3）如果改用太阳能电池给车上的电动机供电，其它条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积结合计算结果对该设想中的太阳能汽车写出一条改进建议，已知太阳辐射的总功率为41026W，太阳到地球的距离为1.51011m，半径为r的球其表面积为4r2太阳光传播到地面的过程中，设有29.35%的能量损耗该车所用太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为15%答案：（1）=3105Pa （2）汽车电动机的电功率p电=UI=50A300V=1.5104W 电动机的机械功率p机= p电=1.5104W=1.2104W由p机=F牵可知： =10m/s（3）地面上每平方米面积接收太阳辐射功率p0=（1-29.35%）p总/S球=103W/m2由题意可知15p0S板=p电S板=100m2提高太阳能电池光电转化率（减小车的质量、提高电动机效率等）（2012长沙）3投入使用17年的长沙浏阳河大桥由于严重损坏于今年年初被拆除重建。导致大桥损坏的一个重要的原因是过往车辆严重超载。新桥建设已开始，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。如图甲所示为该超载记录器原理图。Rx为压敏电阻，当车辆驶入被监测路段时，其阻值随着它受到的压力变化而变化，变化关系如图乙所示。当电压表示数达到或者超过4V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。已知电源电压U=10V，电压表的量程为05V，线圈的电阻R0=5，保护电阻R1为=10，问：（取g=10N/kg）照相机工作电路USRx压敏电阻控制电路R0R1VRx/F/105N030102012345求：（1）若某车的质量为15t，静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3m2，则静止时该车对路面的压强为多少？（2）第（1）问中该车辆过桥时，电压表的示数多少？（3）该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少？答案：（1）静止时，F=G=mg=15103kg10N/kg=1.5105N则该车对地面的压强：p=（2）F=G= 1.5105N，有图可得：Rx=25I=串联电路电流处处相等电压表的示数是U1=IR1=0.25A10=2.5V（3）当电压表满偏时即U15V，此时记录车辆质量为最大，电路中的电流为，串联电路电流处处相等此时的总电阻压敏电阻阻值为查图可得：F=5.5105N 因为G= F=5.5105N所以故该记录器能记录的最大质量是55t（2012衡阳）7某同学设计了一个利用如图甲所示的电路来测量海水的深度，其中R1=2是一个定值电阻，R2是一个压敏电阻，它的阻值所受压力F的变化关系如图乙所示，电源电压保持6V不变，将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质型绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一个0.02m2的面承受海水压力（设海水的密度为1.0103kg/m3）（1）当电流表示数为0.2A时，压敏电阻的阻值是多少？（2）如图乙所示，当压敏电阻的阻值为20时，求此时压敏电阻所处的海水深度是多少？（3）若电流表最大测量值是0.6A，则使用此方法能测出海水的最大深度是多少？答案：（1）R2=（2）p=h=200m（3）由图乙可知此时海水压力为105Np= h最大=500m（2012潍坊）4寿光是闻名全国的蔬菜之乡，一年四季向全国各地供应优质新鲜蔬菜右下图为寿光三元朱村所建的密封冬暖夏凉蔬菜大棚示意图。大棚东西走向，长度为100m，容积为2103m3。大棚顶部长方形塑料薄膜的宽度为10m，空气的比热容为1.0103J/(kg )。100m10m塑料薄膜前墙东墙后墙（1）天气晴朗的某天，从早上8点到中午12点，棚内温度由15升高到35，塑料薄膜每平米每小时透过的光能量平均为3104J。透射到棚内的光能量全部被棚内空气吸收，但由于内外温差较大，所吸收的能量有60又散失到大棚外。求棚内气体的密度。（2）阴天时，要在塑料薄膜上面覆盖厚厚的草帘，并改用电炉子为大棚取暖，大棚内气体吸收的热量为电炉子释放热量的，要想用2h将棚内温度由15升高到35，需要将多少个阻值为24.2的电炉子并联接入到220V的电路中？答案：（1）大棚塑料薄膜的面积大棚在4小时内实际吸热棚内气体的质量棚内气体密度（2）设需n个电炉子，则由，即得9、（2013荆州）小华同学用如图所示的电路进行实验，已知电源电压U=12V，灯泡L标有“6V、3W”字样（不计灯丝电阻随温度的变化），滑动变阻器R0 标有“50、1A”字样，电流表量程为0.6A，电压表量程为15V。在实验中，为了确保测量准确，要求电表所测值不小于其量程的1/3。要使测量准确并确保电路安全，求：（1）灯泡L消耗的最小功率。（2）滑动变阻器R0的阻值变化范围。 (1)小灯泡的电阻RL=U额2/P额=(6V)2/3W=12要使灯泡L消耗的功率最小，根据P=I2R，应使电路中电流最小.若滑动变阻器的阻值调到最大，此时电路中的电流I1=U/(RL+R0) =12V/(12+50)=0.19A,0.19A15V/3，满足题目要求.R0最小=U0/I最大=6V/(0.5 A)=12综上所述滑动变阻器R0的阻值变化范围为1248。2、(2013黄冈）电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换。 (1)若加热前水温为20，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，c水=4.2 x103J/( kg)，结果保留两位小数）额定电压220V额定最大发热功率400W水箱容积4L适用面积4060m2(2)加湿器在低档时的发热功率；(3)对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议。1）不计热损失，有：Q1= Q2 P1t= cm(t2t1)400W360s=4.2103J/（kg）m(100-20) m=0.21kg（2）电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1 ，故有P1=UI1=电热加湿器在低档时，R1和R2串联，总电阻R=2R1，有P2= UI2=则 =0.5，P2=0.5 P1=0.5400W=200W3 可以降低电热槽内气压 其他正确解答均可8、（2013山东潍坊市）在新农村建设中很多楼房顶部装有如图所示的太阳能、电能两用热水器，该热水器利用太阳辐射的能量加热时，能把太阳辐射能的70%转化为水的内能；用电热丝加热时，能把电能的90%转化为水的内能，该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热它的铭牌如表格所示小明家热水器的支架与楼顶水平台面总接触面积为0.1m2他家所在的地区（晴天）每天接受太阳辐射的时间为8h，太阳光照射地面时的辐射功率为900J/（sm2），即每平方米的面积上每秒得到的太阳辐射能平均为900J已知g=10N/kg，C水=4.2103J、（kg）水=1.0103kg/m3当热水器内蓄满水时，求：牌热水器型号HM-20集热管数28支额定频率50Hz水箱容积150L集热管管长180cm额定电压220V防水等级A系统承压3.0MPa额定功率4000W自身质量50kg采光面积是2.0m2（1）热水器对水平台面的压力和压强；（2）热水器每天接受的太阳辐射能使水升高的温度；（3）热水器将水从20加热到52.4所需的最短时间解：（1）水的质量m水=V=1.0103kg/m30.15m3=150kg，热水器对水平台的压力： F=G总=（m器+m水）g=（50kg+150kg）10N/kg=2000N，热水器对水平台的压强： p=2104Pa；（2）热水器每天接受的太阳辐射能：W=900J/（sm2）83600s2.0m2=5.184107J，水吸收的热量：Q吸=70%W=70%5.184107J=3.6288107J，Q吸=cm水t，水升高的温度：t=57.6；（3）热水器将水从20加热到52.4所吸收的热量：Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）150kg（52.420）=2.0412107J，热水器利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热，时间最短，假设此时的时间为t，W=Pt，则Q吸=90%Pt+70%900J/（sm2）t2.0m2=4860Wt需要加热的时间：t=4200s10、（2013铁岭）一列由内燃机车牵引的运煤列车，一节车厢的质量是23t，每节车厢最大载货量是60t，每节车厢与铁轨总接触面积是0.01m2.整列列车在内燃机车牵引下，以20m/s的速度在平直的铁轨上匀速行驶，受到的阻力为5104N。求；（1）一节满载的车厢静止时，对水平铁轨的压强为多少pa？（g取10N/kg）（2）内燃机车前进时牵引力的功率为多少W？（3）若煤炭完全燃烧放出的热量有30%转化为电能，一节车厢的燃煤（满载）可发电多少J？（燃煤的热值q燃煤=2.9107J/kg）解：（1）满载的车厢的总重：G总=G车+G货=（m车+m货)g=(23103kg+60103kg）10N/kg=8.3105N对水平铁轨的压力F=G总=8.3105N对水平铁轨的压强:P=F/S=8.3105N/0.01m2=8.3107pa （2）因为机车匀速行驶，所以F牵=f=5104N内燃机车前进时牵引力的功率：P=F牵v=5104N20m/s= 1106W(3)由题意可知，W=Q放=mq=60103kg2.9107J/kg30%= 5.221011J13、（2013山东潍坊）学习了简单机械的有关知识后，小强同学自制了一种简易升降晾衣架，它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的一端固定在天花板上，人用力拉绳子的自由端可以使晾衣架匀速上升，晾衣架在匀速上升过程中横梁保持水平，如图所示若将40N的衣物挂在晾衣架上，衣物静止时，人拉绳的力为12.5N，忽略绳重及摩擦求:（1）该装置的机械效率；（2）将60 N的衣物挂在晾衣架上，使其匀速升高1m，人所做的总功。解：（1）由图可知n=4,装置的机械效率: =80（2）设横梁和动滑轮的重G，横梁、动滑轮和衣物的重力是由4段绳子承担，绳子自由端的拉力F=（G衣物+G）横梁和动滑轮的重力G=4 FG衣物=412.5N40N=10N当将60N的衣物提升1m时，人所做的总功W总= W有W额= G衣物h + Gh =60N1m+10N1m=60J10J=70J3、（2013黑河）小波的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机下表是这个豆浆机的主要技术参数如图甲所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热煮沸图乙是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的“Pt”图象请解答下列问题：型 号SYL624 额定电压220V频 率50Hz电动机功率120W加热功率1210W容 量1000mL（1）豆浆机正常加热时的电流是多少？（2）豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少？（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？（1）由P=UI可得，豆浆机正常加热时的电流： I1=5.5A；（2）由I=可得，豆浆机正常加热时电热管的电阻： R1=40；（3）由乙图可知：加热时间t1=9min=540s，电动机工作时间t2=2min=120s，加热消耗的功率： W1=P1t1=1210W540s=653400J，电动机工作消耗的电能： W2=P2t2=120W260s=14400J，豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能：W=W1+W2=653400J+14400J=667800J5、（2013广安）小伊妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图A所示图B是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环状的电热管，负责对液体加热煮沸图C是这个豆浆机的主要技术参数图D是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“Pt”图象（1）豆浆机正常工作时，通过电热管的电流是多大？（2）若实际电压为200V时电热管的实际功率是多少？（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少度？解：（1）P=UI电热管正常工作的电流为I=5.5A；（2）I=U/R电热管的电阻为R=40电热管的实际功率为P实=1000W；（3）由“Pt”图象可知，豆浆机正常工作做一次豆浆，加热时间是12min，电机打浆时间是2min，P=W/t，豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能：W=P1t1+P2t2=1210W720s+120W120s=885600J=0.246kWh答：（1）豆浆机正常工作时，通过电热管的电流是5.5A；（2）若实际电压为200V时电热管的实际功率是1000W；（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能为0.246kWh6、（2013福建宁德市）某物理兴趣小组探究电子磅秤的工作原理，设计图l5甲所示的电路，主要部件是电流表A和压力传感器R1(相当于电阻值随受到的压力大小而变化的可变电阻)，压力传感器R1与受到的压力F的关系如图l5乙所示，秤盘与压杠质量均忽略不计。电源电压U=12V，R2=18。求： （5） 秤盘上不放重物时压力传感器的电阻R1=30，此时电流表示数是多少A? R2消耗的功率是多少W? (2)电流表示数为0.5A时，秤盘上物体重为多少N?解：(1)由甲图可知，R1和R2串联， 电路总电阻： R=R1+R2 =30+18=48 R2消耗的功率： P2=I2R2 =(0.25A)2l8=1.125W（或1.13W） 电流表示数为0.5A时，电路的总电阻： R=24R1=R-R2=2418=6由图乙可知，G=F=40N.9、（2013广东梅州市）如图甲所示是某生产流水线的产品输送计数装置示意图其中S为激光源；R2为保护电阻；R1为光敏电阻，每当产品从传送带上通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住，R1阻值变大，现让水平传送带匀速前进，输送边长为0.1m、质量为0.6kg的正方体产品，光敏电阻两端的电压随时间变化的图象如图乙所示（1）求此产品对传送带的压强（g取10N/kg）；（2）从图中读出每一产品受到激光照射的时间，并求出产品的运动速度；（3）已知电源电压恒为6V，保护电阻R2的阻值为40，求传送带输送产品过程中光敏电阻1h消耗的电能解：（1）产品对传送带的压力F=G=mg=0.6kg10N/kg=6N，产品对传送带的压强P=600Pa；（2）已知射向光敏电阻的光线被产品挡住时，R1阻值变大，其两端电压将变大.由图象可知，无光照射的时间t=0.2s，产品受到激光照射的时间为0.4s.产品的速度v=0.5m/s；（3）R1与R2串联，有激光照R1时，由图象可得U1=2V，U2=UU1=6V2V=4V， I=0.1A，R1无激光