2019中考物理高分突破课件

第二部分第二十六章专题突破计算专题01近五年广东中考题型分析02专题训练目录导航近五年广东中考题型分析年份题号题目类型考点2014年第19题搬运物体类速度、功、功率的计算和简单机械分析第20题电器铭牌类计算比热容、欧姆定律、电功电功率的计算2015年第19题交通工具类速度、功、功率的计算第20题多挡位电器类欧姆定律、电功、电功率计算和串、并联规律2016年第19题交通工具类速度、压强、功、功率的计算第20题多挡位电器类比热容、欧姆定律、电功、电功率的计算2017年第19题搬运物体类密度、重力、浮力、速度、功的计算第20题多挡位电器类欧姆定律、电功、电功率的计算和串、并联规律2018年第19题搬运物体类重力、功、功率、机械效率的计算、杠杆平衡的条件第20题并联电路类欧姆定律、并联电路电流和电压的计算专题训练若手对杠杆向下的力为200N，求杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少？若用一根机械效率为90%的杠杆将一个720

N

的物体提升5

cm，则有用功为多少？需要做多少总功？解：(1)杠杆受到的阻力F2＝G＝720N，动力F1＝200N，由杠杆平衡条件可得：F1L1＝F2L2，则杠杆的动力臂与阻力臂的比值：L1

∶L2

＝

F2

∶F1

＝

720N∶200

N＝18∶5；(2)使用杠杆做的有用功：W

有用＝Gh＝720

N×0.05

m＝36

J，总由

η＝

W

得使用杠杆做的总功：W

总＝ηW有用

W有用

36

J＝90%＝40

J.答：(1)杠杆的动力臂与阻力臂的比值为18∶5；(2)若用一根机械效率为90%的杠杆将一个720

N

的物体提升5

cm，则有用功为36

J，需要做40

J总功．(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是物重(或“动滑轮重”)．(2)若工人在1min

内将货物匀速向上提高了6

m，作用在钢绳上的拉力为400

N，求拉力的功率．

(3)求动滑轮受到的重力．(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？(2)若工人在1

min

内将货物匀速向上提高了6

m，作用在钢绳上的拉力为400

N，求拉力的功率．

(3)求动滑轮受到的重力．(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？解：(2)由图可知，n＝3，则绳端移动的距离：s＝nh＝3×6

m＝18

m，拉力做的功：W＝Fs＝400

N×18

m＝7200

J，拉力的功率：PW

7200

J＝

t

＝

60

s

＝120

W；(3)由图乙可知，物重G＝300

N

时，滑轮组的机械效率η＝60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率：η＝W有×100%＝×100%＝Gh

GW总

(G＋G动)h G＋G动×100%＝300

N300

N＋G动动×100%＝60%，解得：G

＝200

N；(4)已知工人的质量为

60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F

大＝G

人＝m

人

g＝60

kg×10n动N/kg＝600

N，由

F＝1(G＋G

)可得，提升的最大物重：G大＝nF

大－G

动＝3×600

N－200

N＝1600

N，则滑轮组的最大机大G大G

＋G大

动械

效

率

：

η

＝

×100%

＝1

600

N1

600

N＋200

N×100%≈88.9%.答：(2)拉力的功率为120

W；(3)动滑轮受到的重力为200

N；

(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是88.9%.解：(1)使用滑轮组时做的有用功等于图甲中拉力做的功：W

有用＝F1s

物＝100

N×1

m＝100

J；由图知，n＝3，拉力端移动距离

s＝3s

物＝3×1

m＝3

m，拉力做的总功：W

总＝F2s＝40

N×3

m＝120

J；拉力做的额外功：W

额＝W

总－W

有用＝120

J－100

J＝20

J；W总(4)

滑

轮

组

的

机

械

效

率

：

η

＝

W有用

×100%

＝

100

J120

J×100%≈83.3%.答：(1)有用功为100

J；(2)总功为120

J；(3)额外功为20

J；(4)机械效率为83.3%.物体A

的质量．动滑轮B

的质量．滑轮组的机械效率．解：(1)由G＝mg

得，物体A

的质量：mG＝

g

＝10

N/kg400

N

＝40

kg(2)由图可知

n＝2，则绳端移动的速度：v＝nv

物＝2×1

m/s＝2m/s，由图乙可知，t＝1

s

时，拉力

F

所做的功为

100

J，则拉力t

1

s

t

tW

100

J

W

FsF

做功的功率：P＝

＝ ＝100

W，由

P＝

＝ ＝Fv

可得，绳端的拉力：FP＝v＝

2

m/s100

W＝50 N；不计绳重和摩擦，根据F＝12(f＋G

轮)可得，动滑轮重力：G

轮＝2F－f＝2×50

N－80

N＝轮g20

N；动滑轮

B

的质量：m

＝G轮＝20

N10

N/kg＝2kg；W有用

fs物

fv物t(3)滑轮组的机械效率：η＝

×100%＝

×100%＝Pt

Pt×100%＝fv物×100%＝W总80

N×1

m/sP

100

W×100%＝80%.答：(1)物体A

的质量为40

kg；(2)动滑轮B

的质量是2

kg；(3)滑轮组的机械效率为80%.5.工人想把重1

000

N

的木箱A

搬到高h＝5

m，长L＝10

m的斜面上(如图)，他站在斜面上，沿斜面向上用F＝625

N

的拉力使木箱A

以v＝0.2

m/s

的速度从斜面底端匀速运动到斜面顶端．则：工人拉木箱的功率是多少？该斜面的机械效率是多少？木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多少？解：(1)工人做的功：W

总＝FL＝625

N×10

m＝6

250

J，将木箱从斜面底端拉到斜面顶端所用的时间：t＝v＝0.2

m/sL

10

m

＝50

s，工人拉木箱的功率：P＝W总＝ ＝125

W；6

250

Jt

50

s(2)工人对木箱做的有用功：W

有＝Gh＝1

000

N×5

m＝5

000W总W有J，斜面的机械效率：η＝

×100%5

000

J＝6

250

J×100%＝80%；(3)摩擦力做的功：Wf＝W

总－W

有＝6

250J－5

000

J＝1250

J，L

10

mWf

1250

J摩擦力的大小：f＝

＝ ＝125

N.答：(1)工人拉木箱的功率是

125

W．(2)该斜面的机械效率是80%.(3)木箱

A

在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是

125N.6．建筑工地上有一台大型汽车吊，把100

t

建筑材料从地面吊到15

m

高处，在这过程中，汽车吊消耗柴油的质量为2.0

kg，则：(柴油的热值q＝4.3×107

J/kg，g＝10

N/kg)完全燃烧2.0

kg

柴油释放的内能为多少？该汽车吊做的有用功为多少？

(3)该过程中汽车吊的效率为多大？解：(1)柴油完全燃烧释放的内能(即柴油完全燃烧放出的热量)：Q＝m

柴油q＝2.0

kg×4.3×107

J/kg＝8.6×107

J；(2)建筑材料的质量m＝100

t＝1×105G＝mg＝1×105

kg×10

N/kg＝1×106kg，建筑材料的重力：N，汽车吊做的有用功：W＝Gh＝1×106

N×15

m＝1.5×107

J；W1.5×107

J(3)汽车吊的效率：η＝Q×100%＝8.6×710

J×100%≈17.4%.答：(1)完全燃烧2.0

kg

柴油释放的内能是8.6×107

J；(2)汽车吊做的有用功是

1.5×107

J；(3)该过程中汽车吊的效率为17.4%.(1)石像受到的浮力；(2)石像的重力；(3)石像的密度；(4)若将石像提升了3

m，石像受到水的压强的减少值．水解：

(1)

石像受到的浮力：

F

浮＝

G

排＝

ρ

gV

排＝

1×103kg/m3×10

N/kg×2

m3＝2×104

N；浮1(2)不计摩擦和滑轮重力，根据

F＝

(G－F

)可得石像的重力：2N＋2×104G＝2F＋F

浮＝2×1.6×104N＝5.2×104

N；G(3)石像的质量：m＝

g

＝5.2×104

N10

N/kg＝5.2×103

kg；m石像的密度：ρ＝V＝5.2×103

kg2

m3＝2.6×103kg/m3；(4)石像受到的水的压强减少了：Δp＝ρ

水

gΔh＝1×103

kg/m3×10

N/kg×3

m＝3×104

Pa；答：(1)

石像受到的浮力是2×104N；(2)

石像的重力为5.2×104

N；(3)石像的密度是

2.6×103

kg/m3；(4)若将石像提升了3

m，石像受到水的压强减少了3×104

Pa.8.(2018

南充)如图是工人将重160

N

的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3m，用时3s，工人的拉力为50N，工人质量为50kg.求：(物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦．g＝10

N/kg)工人放绳的速度；滑轮组的效率η1；如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1∶η2＝4∶3(物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g＝10N/kg)．当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力．h

3

m解：(1)物体下降速度：v＝

t

＝

3

s

＝1

m/s；因为有4

段绳子，所以工人放绳的速度为v

绳＝4v

物＝4×1

m/s＝4

m/s；(2)因为有

4

段绳子，所以绳子运动距离

s＝4h＝4×3

m＝12m；放绳子的有用功：W有用＝Gh＝160N×3m＝480J；放绳子的总功：W

总＝Fs＝50

N×12

m＝600

J；滑轮组的效率：η1＝

W总W有用

480

J×100%＝600

J×100%＝80%；(3)物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，n动

动由

F＝1(G

＋G)可得，动滑轮重力：G

＝4F－G＝4×50

N－160

N＝40

N；已知η1∶η2＝4∶3，则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效214

43

3率为：η

＝η

＝

×80%＝60%；物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时总W′有用

F拉物h拉物h＋G动h滑轮组的机械效率：η2＝

W′

＝F

＝F拉物F拉物＋40

N＝60%，解得F

拉物＝60

N；完全浸入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4

段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可得：4F

绳＝F

拉物＋G

动，则人对绳子的拉力：F绳4拉物

动＝1

1(F

＋G

)＝4(60

N＋40

N)＝25

N，因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25

N；人的重力为G人＝m人g＝50kg×10N/kg＝500N，对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直绳向上的支持力，则人受到竖直向上的支持力：F

支＝G

人＋F＝500

N＋25

N＝525

N.因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为525

N.答：(1)工人放绳的速度为4

m/s.(2)滑轮组的效率η1

为80%；(3)当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力为525

N.二、交通工具类9．无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶．如图所示，一款质量为2

t

的无人驾驶汽车以72

km/h的速度在平直公路上匀速行驶了

20 min，该无人驾驶汽车在W．求在这段时间内：(g

取

10这个过程中的功率为4×104N/kg)无人驾驶汽车对平直公路的压力；无人驾驶汽车行驶的距离；

(3)无人驾驶汽车的牵引力．解：(1)无人驾驶汽车对平直公路的压力：F＝G＝mg＝2000kg×10

N/kg＝20

000

N；(2)t＝20

min＝1

，3hs

1由v＝t可得，无人驾驶汽车行驶的距离为：s＝vt＝72

km/h×3h＝24

km；(3)无人驾驶汽车的速度为72

km/h＝20

m/s；由

P＝W＝Fs＝Fv

可得，无人驾驶汽车的牵引力：F＝P＝t

t

v4×104

W20

m/s＝2

000

N.答：(1)无人驾驶汽车对平直公路的压力为20

000

N；(2)无人驾驶汽车行驶的距离为24

km；(3)无人驾驶汽车的牵引力为2000

N.压路机碾子质量很大，是通过

增大压力来增大压强，驾驶室内座椅做得宽大是为了

减小(选填“增大”或“减小”)压强．该压路机以27

km/h

的速度匀速通过150

m的距离需要多少时间？该压路机通过此段路程所受的阻力多大？若该压路机柴油发动机的效率为40%，通过此段路程需要完全燃烧多少千克柴油？解：(2)压路机的速度v＝27

km/h＝7.5

m/s，s＝150

m，需要时间：t＝s＝

150

m

＝20

s；v

7.5

m/s(3)发动机所做的功：W＝Pt＝1.1×105

W×20

s＝2.2×106

J，因为

v＝7.5 m/s，所以根据

P＝W Fs＝Fv

得，压路机的牵t

＝

tP引力：F＝v＝1.1×105

W7.5

m/s≈1.47×104

N，因为匀速运动，所以阻力

f＝F＝1.47×104

N；(4)根据

η

W

油放出的热量：Q

W＝Q可得航空燃 ＝

η

＝2.2×106

J40%＝5.5×106

J，Q5.5×106

J由Q＝qm

得燃料的质量：m＝

q

＝4.3×710

J/kg≈0.13

kg.答：(2)该压路机以

27 km/h

的速度匀速通过

150 m的距离需要

20

s；(3)压路机通过此段路程所受的阻力为

1.47×104

N(4)该压路机柴油发动机的效率为

40%，通过此段路程需要完全燃烧

0.13

kg

柴油．11．一辆电动自行车的铭牌上给出了如表的技术参数表.规格后轮驱动直流永磁体电机车型26″电动自行车额定输出功率120

W整车质量30kg额定转速240r/min最大载重120

kg额定电压40

V续行里程大于40

km额定电流3.5

A此车的电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率是多大？为什么表中的“额定输出功率”与(1)中所计算电功率不相等？请说明原因．质量为70

kg

的人骑此车沿平直公路行驶，若行驶过程中所受的阻力为车和人总重的0.02

倍，且只靠电动机提供动力，求此人骑车行驶的最大速度．(g取10

N/kg)解：(1)电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率：P＝UI＝40

V×3.5

A＝140

W.(2)电动自行车消耗的电功率一部分为机械功率，另一部分为热功率，而机械功率和热功率之和为电功率，所以表中右栏中的“额定输出功率”与(1)中所计算电功率不相等．(3)当牵引力等于阻力时，速度最大，阻力的大小：f＝0.02

G＝0.02×(70＋30)

kg×10

N/kg＝20

N，出f

20

N

＝P出

120

W根据

P

＝Fv，又

F＝f，可得最大速度：v＝

＝

6

m/s.答：(1)此车的电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率是140

W；(3)此人骑车行驶的最大速度为6

m/s.(1)观光艇以最大航速匀速行驶

2

小时的路程是多少？海水平N，则这一过程中观光艇所做的功至少为均阻力为1.0×106多少？(2)该观光艇在水面下

70 cm深处有一个小零件，则小零件受到的海水的压强是多少？假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，此时浸入水中的体积多大？多艘观光艇同时使用时，通常采用“一”字编队形式前行，而不是并排前行，为什么？s解：(1)由

v＝

t

可得，匀速行驶

2

小时的路程：s＝vt＝36km/h×2

h＝72

km＝72

000

m，因为观光艇匀速行驶，所以观光艇的牵引力：F＝f＝1.0×106

N，这一过程中观光艇所做的功：W＝Fs＝1.0×106

N×72

000

m＝7.2×1010

J.(2)

小零件受到海水的压强：

p

＝

ρgh

＝

1.0×103

kg/m3×10N/kg×0.7

m＝7×103

Pa.(3)因为观光艇漂浮，所以观光艇受到的浮力：F

浮＝G

总＝m

总g＝(20×60kg＋900kg)×10N/kg＝2.1×104

N，由F

浮＝ρ

液gV

排可得，此时浸入水中的体积：F浮

2.1×104

NV

排＝ρg＝13

3×10

kg/m

×10

N/kg＝2.1

m3.(4)多艘观光艇同时使用时，通常采用“一”字编队形式前行，而不是并排前行，这是因为并排前行时，观光艇之间水的流速大、压强小，而外侧水的流速小、压强大，观光艇易发生碰撞．答：(1)观光艇以最大航速匀速行驶2

小时的路程是72

000

m这一过程中观光艇所做的功至少为

7.2×1010

J；(2)小零件受到的海水的压强是7×103

Pa；(3)观光艇满载乘客时，此时浸入水中的体积为2.1

m3.“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？(海水密度取

1.0×103

kg/m3，g取10

N/kg)解：(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时，根据漂浮条件可知潜艇受到浮力：F

浮＝G

空载＝m

空载

g＝22×103

kg×10

N/kg＝2.2×105

N；(2)满载时下沉，潜水器排开海水的体积：V

排＝V

船＝30

m3，此时F

浮′＝ρ

海gV

排＝1.0×103

kg/m3×10

N/kg×30

m3＝

3×105

N，满载总重力：G

满＝m

满g＝(22×103

kg＋240

kg)×10

N/kg＝2.224×105N，G

注水＝F

浮′－G

满＝3×105

N－2.224×105

N＝7.76×104N，则由G＝mg＝ρgV

可得注入水的体积：V

注水＝G注水＝7.76×104

N3

3ρ水g

1.0×10 kg/m

×10

N/kg＝7.76

m3.答：(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为2.2×105N；(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，至少注入7.76

m3

的水．若地面受到的压强为5×104

Pa，则该平衡车对地面的压力为多少？若该平衡车

20 s

内沿水平面匀速行驶

100 m，受到的阻力为90

N，则此过程中克服阻力做功的功率为多少？F解：(1)根据公式p＝S可知，对地面的压力：F＝pS＝5×104

Pa×0.004

m2＝200

N；(2)克服阻力所做的功为：W＝fs＝90

N×100

m＝9

000

J；功率：P＝

t

＝W

9

000

J20

s＝450

W.答：(1)平衡车对地面的压力为

200 N；(2)克服阻力做功的功率为450

W.15．2017年5

月5日，大飞机C919

首飞任务的完成，标志着我国航空工业向前迈进一大步．C919

主要性能参数如表所示：中国商飞C919最大载重77.3吨巡航速度0.78～0.8马赫(相当于954

km/h到980

km/h)巡航高度12100米最长航程5

555公里最多座椅数190个上海到广州的空中距离大概是

1470 km，若全程以最大巡航速度匀速飞行，则

C919

从上海到广州大约需多长时间？当

C919

发动机总推力达到

2×105

N，飞行速度达到

954km/h

时，C919

发动机的总输出功率是多少？当C919

以最大载重停在机场时，轮胎与地面的总接触面积约为0.1

m2，则C919

对地面的压强约为多少？解：(1)已知上海到广州的空中距离s＝1470km，最大巡航速度v

最大＝980

km/h，由v＝t可得，从上海到广州大约需要时间t＝v最大s

s

1

470

km＝980

km/h＝1.5

h；3.6(2)v＝954

km/h＝954×

1

m/s＝265

m/s，发动机的总输出功率P＝

t

＝

tW

Fs＝

sF·t＝Fv＝2×105N×265m/s＝5.3×107

W；(3)C919

对地面的压力：F＝G＝mg＝77.3×103kg×10

N/kg＝7.73×105

N，F对地面的压强p＝S＝7.73×105

N0.1

m2＝7.73×106

Pa.答：(1)C919

从上海到广州大约1.5h；(2)C919

发动机的总输出功率是5.3×107

W；(3)C919

对地面的压强为7.73×106

Pa.16.小明携带质量为

10kg的行李箱从太原到运城，选择了尾气零排放的动车组

D2503

次列车出行．经查询，D2503

次列车时刻表如下．若该动车组列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为

2.8×105

N，供电电路输入动车组列车的电功率恒为2×107

W.站次站名到达时间开车时间运行里程1太原南—8：2502运城北10：1010：12360

km3西安北11：22—556

km请你根据以上信息，解决下列问题：若小明的行李箱底部与列车行李架的接触面积为

0.2

m2，求此行李箱对水平行李架的压强．(g＝10

N/kg)求该动车组列车从太原南站到运城北站牵引力所做的功．

(3)求该动车组列车从太原南站到运城北站将电能转化为机械能的效率．(4)若某大型客运燃油汽车运行中做的功与该动车组列车从太原南站至运城北站牵引力所做的功相等，求该燃油汽车排放气态污染物的质量．(大型客运燃油汽车每做1

J

的功排放

5×10－6

g

气态污染物)解：(1)行李箱对行李架的压力：F＝G＝mg＝10

kg×10

N/kg＝100

N，行李箱对水平行李架的压强：pF＝S＝0.2

m2100

N＝500

Pa；(2)由表可知动车组行驶路程

s＝360km＝3.6×105

m，动车组列车从太原南站到运城北站牵引力所做的功：W＝Fs＝2.8×105

N×3.6×105

m＝1.008×1011

J；(3)由表可知，动车组运行时间：t＝10：10－8：25＝1

h

45

min＝105

min＝105×60

s＝6

300

sW电由

P＝

t

得动车组消耗的电能：W

＝Pt＝2×107

W×6

300

s＝1.26×1011

J，该动车组列车从太原南站到运城北站将电能转化为机械能的效率：η＝WW电×100%＝1.008×1011

J111.26×10

J×100%＝80%；(4)

该燃油汽车排放气态污染物的质量：m

排＝1.008×1011J×5×10－6

g/J＝5.04×105g＝504

kg.答：(1)此行李箱对水平行李架的压强为500

Pa；(2)该动车组列车从太原南站到运城北站牵引力所做的功为1.008×1011

J；(3)该动车组列车从太原南站到运城北站将电能转化为机械能的效率为80%；(4)该燃油汽车排放气态污染物的质量为504kg.三、体育赛事类17．2017

年5

月13

日，小明参加了岳阳市“环南湖健步行”活动，小明的质量为50

kg，双脚与地面的总接触面积为0.04m2，g＝10

N/kg.求：小明所受的重力大小；小明双脚站立在水平地面时对地面的压强；

(3)小明的体积(取小明的密度为1.0×103

kg/m3)．解：(1)小明所受的重力：G＝mg＝50

kg×10

N/kg＝500

N；(2)因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，小明站立在水平地面时对地面的压强：p＝S＝0.04

mF

500

N2＝1.25×104

Pa；m(3)由ρ＝V可得，小明的体积：Vm

50

kg＝

ρ

＝1.0×103

kg/m3＝0.05m3.答：(1)小明所受的重力为

500 N；(2)小明站立时对水平地面的压强为1.25×104

Pa；(3)小明的体积为0.05

m3.压力不变时，结冰后接触面变得光滑了他骑行10

分钟至少消耗了多少化学能？他骑自行车时，自行车以平均功率在平直公路上行驶，获得了速度v

随时间t变化的关系图象，如图所示，则此过程中自行车受到的阻力是多大？若自行车一直以平均功率行驶，他(仍以原功率骑行)和爸爸分别骑自行车匀速经过同一段平直公路，都需要20

分钟，爸爸骑车受到的阻力是他骑车时的1.5

倍，则爸爸骑车的平均功率是多少？解：(2)他骑行10

分钟消耗机械能：W＝Pt＝150

W×10×60s＝9×104

J，骑自行车行驶过程中消耗的化学能有50%转化成机械能，所以消耗的化学能至少为WE＝50%＝9×104

J50%＝1.8×105

J；(3)由图象知，自行车做匀速直线运动，速度为

6

m/s，由

P＝W

Fst

＝

t

＝Fv

可得自行车的牵引力：P

150

WF＝v＝

6

m/s

＝25

N，自行车做匀速直线运动，牵引力与阻力是一对平衡力，所以f＝F＝25

N；(4)他以原功率骑行，和爸爸分别骑自行车匀速经过同一段平直公路都需要20

分钟，即他们的速度相等，爸爸骑车受到的阻力是他骑车时的

1.5

倍，所以爸爸骑车的牵引力：F′＝1.5F，所以爸爸骑车的平均功率：P′＝F′v＝1.5Fv＝1.5P＝1.5×150

W＝225

W.答：(2)他骑行10

分钟至少消耗了1.8×105

J

化学能；(3)此过程中自行车受到的阻力是25

N；(4)爸爸骑车的平均功率是225W.(1)说出张亮从地面起跳至最高位置的过程中，动能、势能的变化情况；张亮1

分钟跳绳180

次，请计算他克服重力所做的功是多少？功率多大？张亮起跳前站立在操场上，请你估算他对地面的压强是多大？从

2014

年开始，发现多地校园的操场属于“毒跑道”(塑胶跑道中含有毒成分)，引起学生流鼻血、头昏、恶心等症状，请从物理角度解释出现这种现象的原因．解：(1)张亮从地面起跳至最高位置的过程中，其质量不变，速度减小，所以动能减小，同时高度增加，所以重力势能变大．(2)每次跳绳做功：W＝Gh＝mgh＝50

kg×10

N/kg×0.05

m＝25

J，跳绳180

次做功：W′＝W×180＝25J×180＝4

500

J，跳绳时的功率：P＝

t

＝W

4

500

J60

s＝75

W.(3)张亮站立时对地面的压力：F＝G＝mg＝50

kg×10

N/kg＝500

N，一只脚的接触面积是S＝200 cm2，故两只脚的接触面积是

400

cm2＝0.04 m2，故其S

0.04

mF

500

N对地面的压强是：p＝

＝

2＝12

500

Pa.(4)由于分子是不断运动的，所以塑胶跑道中含的有毒成分通过分子运动扩散出来，学生呼吸后，会造成流鼻血、头昏、恶心等症状．答：(2)张亮1

分钟跳绳180

个，他克服重力所做的功是4

500J；功率是

75 W；(3)张亮起跳前站立在操场上，他对地面的压强大约是12

500

Pa.20.昭阳湖是兴化人游泳的好去处，但这里也是溺水事故的高发水域．为安全起见，有经验的游泳者常常要装备一种被称作

“跟屁虫”的辅助装备．“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成，两者之间由一根线连接．如图甲，正常游泳时，连线松弛，“跟屁虫”浮在水面，跟人如影相随．体力不支时，可将气囊压入水中，可以起到很好的保护作用．如图乙为一“跟屁虫”的说明书．求：(ρ

水＝1.0×103

kg/m3)(1)人正常游泳，“跟屁虫”浮在水面时排开水的体积；

(2)将气囊全部压入水中，由此可获得的向上的力量；(3)为了使“跟屁虫”在不慎被刺破后，仍能起到一定的保护作用，请对它的气囊设计提一个合理的建议：可以把内部气囊设计为多气囊，即使一个被刺破，也能正常使用．解：(1)由图B

可知，“跟屁虫”的质量为m＝100

g＝0.1

kg其重力为G＝mg＝0.1

kg×10N/kg＝1

N，跟屁虫漂浮在水面受到的浮力等于重力；由阿基米德原理可得，“跟屁虫”浮在水面时排开水的体积：排水F浮V

＝

＝1

Nρ

g

1×103

kg/m3×10

N/kg＝1×10－4

m3；；(3)把内部气囊设计为多气囊(2)“跟屁虫”的体积：V＝0.4×0.3m×0.2m＝0.024m3；将气囊全部压入水中，此时“跟屁虫”受到的浮力：F

浮′＝ρ

水

gV＝1×103

kg/m3×10

N/kg×0.024

m3＝240

N；由此可获得的向上的力量为：F＝F

浮′－G＝240

N－1

N＝239

N；答：(1)“跟屁虫”浮在水面时排开水的体积为

1.0×10－4

m3；(2)获得的向上的力量为

239

N

．21．小明同学质量为50

kg，正常情况下步行上一层楼需要12

s，若每层楼高3

m，g

取10

N/kg.问：他步行上一层楼克服重力做多少功？他克服重力做功的功率是多少？人体摄入过多的能量往往希望通过运动消耗掉．某种巧克力的营养成分表上标有“每100

g

含能量2

361

kJ”，小明同学吃了一块净含量50

g的这种巧克力，如果他从巧克力获得的能量全部用于克服重力做功，则他要爬多少层楼？解：(1)步行上一层楼克服重力做功：W＝Gh＝mgh＝50

kg×10

N/kg×3

m＝1

500

J，克服重力做W

1500

J功的功率：P＝

t

＝

12

s

＝125

W.(2)由营养成分可知

1

kg

巧克力提供的能量为

2

361 kJ，即2.361×106

J，可表达为2.361×106

J/kg,50

g(即0.05

kg)的巧克力提供的能量：E＝2.361×106

J/kg×0.05

kg＝1.1805×106

J，从巧克力获得的能量全部用于上楼，则所做的功：W′＝E＝1.1805×106

J由W＝Gh

可得，做功完成的总高度：W′

W′

1.1805×106

Jh

总＝

G

＝

mg

＝50

kg×10

N/kg＝2

361

m，每层楼的高度h

3

mh总

2361

m为

h＝3

m，故他要爬楼的层数：n＝

＝ ＝787

层．答：(1)他步行上一层楼克服重力做1

500

J

的功，他克服重力做功的功率是125

W；(2)他要爬787

层楼．电源电压U.通过电阻R1的电流I1.总电阻R

的阻值．解：(1)闭合开关

S

后，电路为

R2

的简单电路，通过电阻

R2的电流I2＝0.4

A，根据欧姆定律可得，电源电压：U＝U2＝I2R2＝0.4

A×30

Ω＝12

V；(2)当S

和S1

都闭合时，由图乙可知，电流表的示数可能为0.24A

或1.2

A；当S

和S1

都闭合时，两电阻并联，电流表测量的是干路电流由并联电路的特点可知，通过R2的电流仍然为I2＝0.4

A，则干路电流一定大于0.4

A，所以总电流I＝1.2

A，根据并联电路电流的规律可知，通过R1

的电流：I1＝I－I2＝1.2

A－0.4

A＝0.8

A；(3)由欧姆定律可得总电阻R

的阻值：RU＝

I

＝1.2

A12

V＝10

Ω.答：(1)电源电压U

是12

V．(2)通过电阻R1

的电流I1

是0.8

A；(3)总电阻R

的阻值是10

Ω.当托盘为空时，R2

电阻为

500

Ω

；若托盘为空时，电流表示数为

I1＝0.01

A，求定值电阻

R1的阻值；若放入某物体后，电流表示数为I2＝0.02

A，求该物体的质量大小．解：(2)若托盘为空时，电流表示数为

I1＝0.01

A，由

I

U

U

6

V＝R可得，电路的总电阻：R＝I1＝0.01

A＝600

Ω；根据串联电路的特点可得，R1

的阻值：R1＝R－R2＝600

Ω－500

Ω＝100

Ω；(3)若放入某物体后，电流表示数为I2＝0.02

A，I2

0.02

AU

6

V则此时电路的总电阻：R′＝

＝ ＝300

Ω，则R2的电阻：R2′＝R′－R1＝300Ω－100Ω＝200Ω；由图象可知，此时物体质量为600

g.答：(2)若托盘为空时，电流表示数为

I1＝0.01 A，定值电阻R1

的阻值为

100 Ω；(3)若放入某物体后，电流表示数为

I2＝0.02

A，该物体的质量为600

g.小灯泡正常发光时的电阻；S1、S2

都闭合时，R1

在10

min

内消耗的电能；S1、S2

都断开，调节滑片使R2

的电功率为R1

电功率的2倍时，R2

的电功率．解：(1)小灯泡

L

标有“6

V 3

W”字样，表示小灯泡的额定U2电压为6

V，额定功率为3

W，根据P＝UI＝

R

，可知小灯泡L的电阻：R

＝U2LPL＝(6V)23

W＝12

Ω；(2)S1、S2

都闭合时，R2

短路，小灯泡与变阻器并联，电流表测电路的总电流，因L

恰好正常发光，故电源电压为U＝6

VL灯正常发光时的电流：I

＝LP

3

WUL

6

V

＝＝

0.5

A，电流表示数即为干路的总电流，I＝1.1

A，根据并联电路电流的规律，通过变阻器的电流：I1＝I－IL＝1.1

A－0.5

A＝0.6

A，R1

在10

min

内消耗的电能：W＝UI1t＝6

V×0.6

A×10×60

s＝2

160

J；(3)S1、S2

都断开，R1

与R2

串联，调节滑片使R2

的电功率为R1

电功率的2

倍，根据串联电路电流的规律，结合P＝UI＝1R2

2I2R，电功率与对应的电阻成正比，故R

＝1，1

1故

R1＝2R2＝2×10

Ω＝5 Ω，根据串联电路的特点和欧姆定律，电路的电流：I′＝U

6

VR1＋R2

5

Ω＋10

Ω＝ ＝0.4

A，R2

的电功率：P2＝U2I′＝I′2R2＝(0.4

A)2×10

Ω＝1.6

W.答：(1)小灯泡正常发光时的电阻为12

Ω；(2)S1、S2

都闭合时

R1在10min内消耗的电能为2160J；(3)S1、S2都断开，调节滑片使R2

的电功率为R1

电功率的2

倍时，R2

的电功率为1.6

W.(1)R1

的阻值．电路消耗的最大功率．当R2消耗的电功率为0.5

W

时，R2

的阻值．解：(1)由R1

的U－I

图象可知，通过R1

的电流与电压成正比R1

为定值电阻，当U1＝6

V

时，I1＝0.6

A，1由欧姆定律可知：R

＝1＝U

6

VI1

0.6

A＝10

Ω；(2)当滑动变阻器连入电阻为0

时，电路中的电流最大，此时电阻R1

两端的电压等于电源电压，电源电压U＝U1＝6

V，最大电流为I1＝0.6

A，电路消耗的最大功率P＝UI1＝6

V×0.6

A＝3.6W；(3)当

R2

消耗的电功率为

0.5

W

时，P2＝I2R2,0.5

W＝I2R2，——①而I＝R1＋R2U

6

V10

Ω＋R2＝

，代入①得：0.5

W＝6

V10

Ω＋R

2222

2

2R

，化简得：(R

)－52R

＋100＝0，解得R2

的阻值：R2＝2

Ω

或R2＝50

Ω，由图乙可知，当R2

最大时，最小I最小I

＝0.15

A，电路总电阻R＝

U

＝6

V0.15

A＝40

Ω，R2

的最大值R

最大＝R－R1＝40

Ω－10

Ω＝30

Ω，所以R2＝50

Ω舍去，R2＝2Ω.答：(1)R1

的阻值为10

Ω；(2)电路消耗的最大功率为3.6W；(3)当R2消耗的电功率为0.5

W

时，R2

的阻值为2

Ω.(1)电路中的最小电流多大？(结果保留1

位小数)(2)电热丝的最大加热功率多大？(3)在最大加热功率下，用时

100 s

可以将

1 kg常温牛奶温度升高多少？[不考虑热量损失，牛奶的比热容为

c＝2.5×103J/(

kg·℃)]解：(1)当滑动变阻器接入电路阻值最大时，电路中电流最小此时滑片P

处于b

端，电路的总电阻：R总＝R0＋R1＝100Ω＋55Ω＝155Ω，由欧姆定律可得，电路中的最小电流：minR总155

ΩI

＝

U

＝220

V≈1.4

A；(2)当滑动变阻器接入电路阻值最小时，电热丝的加热功率最大，此时滑片P

处于a

端，U2则最大加热功率：Pmax＝R1＝(220

V)255

Ω＝880

W；(3)最大加热功率下，100

s

内产生的热量：Q＝W＝Pmaxt＝880

W×100

s＝8.8×104

J，不考虑热量损失，牛奶吸收的热量：Q

吸＝Q＝8.8×104

J，Q吸由

Q

吸

＝

cmΔt

可得，

牛奶升高的温度：

Δt

＝

cm

＝8.8×104

J2.5×103

J/(kg·℃)×1

kg＝35.2

℃.答：(1)电路中的最小电流为1.4

A；(2)电热丝的最大加热功率为880

W；(3)最大加热功率下，100

s

可以将1kg

的牛奶温度升高35.2

℃.求电阻R1

的阻值；此次煮饭产生的总热量如果用来烧水，其中80%热量被水吸收，则能将初温是20

℃，多少质量的水烧开？[在一个标准大气压下，水的比热容c

水＝4.2×103

J/(kg·℃)，计算结果保留两位小数]解：(1)由图乙可知，当开关接“1”时，电路为R1

的简单电路，U2电路中的总电阻最小，由P＝

R

可知，总功率最大，此时为加热状态；当开关接“2”时，两电阻串联，电路中的总电阻最大总功率最小，此时为保温状态；由图丙可知，P

加热＝0.8

kW＝U2800

W，P

保温＝0.1

kW＝100

W，根据P＝

R

可得，电阻R1

的U2P加热(220

V)2阻值：R1＝ ＝

800

W

＝60.5

Ω；(2)由图丙可知，加热时间和保温时间都是

10 min，则加热时产生的热量：Q1＝P

加热t＝800

W×10×60

s＝4.8×105

J；保温时产生的热量：Q2＝P

保温t＝100

W×10×60

s＝6×104

J此次煮饭产生的总热量：Q

总＝Q1＋Q2＝4.8×105

J＋6×104

J＝5.4×105

J，由η＝Q总Q吸×100%得，水吸收的热量：Q

吸＝ηQ

总＝80%×5.4×105

J＝4.32×105

J，由Q

吸＝cmΔt

可得，水的质量：m＝＝Q吸

4.32×105

J3c水Δt

4.2×10

J/(kg·℃)×(100

℃－20

℃)≈1.29

kg.答：(1)电阻

R1

的阻值为

60.5

Ω；(2)能将

1.29

kg

初温是

20

℃的水烧开．小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入

6 kg

初温为

20

℃的水，加热系统的加热电阻正常工作

15

min，将水加热到

40

℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？消耗的电能是多少？[c

水＝4.2×103

J/(

kg·℃)]当小明家的实际电压是

200 V时，加热电阻工作的实际功率是多少？(3)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是

12 V(按摩系统将交流电压转换为12

V)，工作电流为4

A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？解：(1)水吸收的热量：Q

吸＝c

水

m(t－t0)＝4.2×103

J/(

kg·℃)×6 kg×(40

℃－20

℃)＝5.04×105

J；加热时间t′＝15

min＝900

s，额足浴盆加热时消耗的电能：W＝P

t′＝605

W×900

s＝5.445×105

J.2R(2)由P＝U

得，加热电阻的阻值：R＝U2P额＝额

(220

V)2605

W＝80

Ω，当小明家的实际电压是200

V

时，加热电阻工作的实际功率：实P

＝U2实＝(200V)2R

80

Ω＝500

W.(3)电动机工作中因发热损失的功率：P

损＝I2R′＝(4

A)2×0.5Ω＝8

W.答：(1)此加热过程中水吸收的热量是

5.04×105

J；消耗的电能是5.445×105

J；(2)加热电阻工作的实际功率是500

W；(3)电动机工作中因发热损失的功率是8

W.29.某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点．其简化等效电路如图所示，此时处于空挡位置．闭合开关

S，旋钮绕

P转动，实现挡位转换，旋至

1

挡时

R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至

2挡时，R2

和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态．R1和

R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22Ω，主要参数如下表．[c

水＝4.2×103

J/(

kg·℃)]××牌智能滚筒洗衣机额定电压220

V加热功率2400

W设定温度范围30

℃～90

℃电动机功率240

W防电墙电阻1×106

Ω(1)洗衣机内注入10

kg

的水，在额定电压下连续加热1

050

s，水温由20

℃上升到50

℃，此过程中的加热效率是多少？R2

阻值是多少？洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势．防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻以保证人的安全．异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电阻为1×105

Ω，人体的安全电压不高于36

V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全．水解：

(1)

水吸收的热量：

Q

吸

＝

c

m

水

(t

－

t0)

＝

4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(50℃－20℃)＝1.26×106

J，洗衣机加热消耗的电能：W＝Pt＝2

400

W×1

050

s＝2.52×106

J，洗衣机Q吸

1.26×106

J加热的效率：η＝

W

×100%＝2.52×610

J×100%＝50%.(2)由电路图可知，当旋钮旋至1

挡时，电热丝R1与R2

并联，U2洗衣机处于加热状态，由P＝UI＝

R

得，电热丝R1

的加热功U2率：P1＝R1＝(220

V)222

Ω＝2

200

W，电热丝

R2

的加热功率：P2＝P－P1＝2

400

W－2

200

W＝200

W，则电热丝R2

的阻值：U2(220

V)2R2＝P2＝

200

W

＝242

Ω.(3)洗衣机处于保温洗涤状态时，电热丝

R2与电动机并联，则电热丝R2

和电动机的总功率：P

总＝P2＋P

电动＝200

W＋240

WP总

440

W＝440

W，保温洗涤的干路电流：I＝

U

＝220

V

＝2

A．(4)防电墙与人的电阻串联，根据串联电路电阻特点可知，电路总电阻：R＝R0＋R

人＝1×106

Ω＋1×105

Ω＝1.1×106

Ω，串联电路中的电流：I0＝R＝U

220

V61.1×10

Ω＝2×10－4

A，由欧姆－4

5定律得，此时人体的电压：U

人＝I0R

人＝2×10

A×1×10

Ω＝20

V，因为U

人＜36

V，所以防电墙技术能保证人的安全．答：(1)此过程中的加热效率是50%；(2)R2

阻值是242

Ω；(3)洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是2

A；(4)防电墙技术能保证人的安全．30．(2018

重庆)某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态．铭牌上的部分参数如下表所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75

℃.简化电路如图所示，R1、R2均为加热电阻(温度对电阻的影响忽略不计)．若电热水器中已装满质量为40

kg、温度为25

℃的水．请完成下列问题：[已知水的比热容c＝4.2×103

J/(kg·℃)]额定电压220

V保温功率605

W慢加热功率1

210W快加热功率用该电热水器把水加热到最高温度，求水需要吸收的热量．开关S1

闭合，S2

接b，电热水器处于慢加热工作状态，求R1

的阻值．若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？(结果保留整数)解：(1)水需要吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.2×103

J/(kg·℃)×40kg×(75

℃－25

℃)＝8.4×106

J；处于慢加热挡，由P＝

R

可得，电阻R1的阻值：R1＝(2)开关S1

闭合、S2

接b

时，电路为R1

的简单电路，电热水器U2

U2P慢加热＝(220

V)21

210

W＝40

Ω；(3)开关S1

断开、S2接b

时，R1

与R2

串联，电路中电阻最大，总功率最小，电热水器处于保温挡，此时U2P保温(220

V)2电路的总电阻：R

串＝ ＝

605

W

＝80

Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2

的阻值：

R2＝R

串－R1＝80

Ω－40

Ω＝40

Ω；开关S1

闭合、S2

接a

时，

R1

与R2

并联，电路中电阻最小，总功率最大，电热水器处于R1

R2R并

R并快加热挡；由电阻的并联可得：1

＝

1

＋1

，即1

＝140

Ω＋140

Ω并，解得

R

＝20

Ω，则快加热功率：P

快加热＝U2R并＝(220

V)220

Ω＝2420

W，加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，则由η8.4×106

J＝Q可得，消耗的电能：W＝Q

＝1×107

J，分别W η

＝

84%用慢加热挡和快加热挡加热时，水吸收的热量不变，且热效率也不变，所以用两挡加热时消耗的电能相同，都为W＝W1×107

J，由P＝

t

可得，用快加热所用的时间：快t

＝WP快加热1×107

JW＝2420

W≈4

132

s；由P＝