中考物理计算题专项训练

中考物理计算题专项训练1.某物理兴趣小组设计了一种装置来探测湖底未知属性的矿石密度。装置的部分结构如图甲所示。电源电压为6V，其中R是定值电阻，滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙所示，T是容器的阀门。在某次探测中，水下机器人潜入100m深的湖底取出矿石样品M。将矿石样品M悬挂于P点放入容器中并保持静止状态。打开阀门T，随着水缓慢注入容器，电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示。在电压表示数从2V变为4V的过程中，电流表示数变化值为0.2A（弹簧电阻忽略不计，矿石M不吸水，湖水密度与水相同，g=10N/kg）。求：（1）水下机器人在100m深的湖底取样时受到的水的压强是多少？（2）定值电阻R的阻值是多少？（3）矿石M的密度是多少kg/m3？2.如图所示电路，电源电压不变，R2=20Ω，R3=10Ω。当S1断开，S2闭合，S3接“2”时，电流表示数为0.3A；当S1、S2闭合，S3接“2”时，电流表示数为1.5A。求：（1）电源电压是多少？（2）R1的阻值是多少？（3）该电路工作时的最大功率和最小功率之比是多少？3.如图所示，电源电压U=5V，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。当R1的滑片P在最右端时，电压表示数为4V；当滑动变阻器的滑片P移到a点时，电压表示数为Ua，滑动变阻器的功率为Pa；再移动滑动变阻器的滑片P到b点时，电压表示数为Ub，滑动变阻器的功率为Pb。若Ua：Ub=4：3，Pa：Pb=8：9，求：（1）定值电阻R的阻值；（2）滑动变阻器a、b两点间的电阻。4.图甲是某大型超市上行节能自动扶梯。图乙是其示意图，扶梯与水平面成30°角。扶梯空载（无人）时的速度为0.13m/s，当有人即将步入扶梯时，扶梯通过光电传感器感知后即以0.65m/s的速度运行。现有一个体重为600N的人乘扶梯上楼。求：（1）此人站在扶梯上，鞋与扶梯的接触面积为400cm²，则人对扶梯的压强有多大？（2）若此人乘扶梯从A到B所用时间为20s，则扶梯克服人的重力做功的功率有多大？（3）下表是节能自动扶梯与普通电梯的有关参数。与普通电梯比，节能自动扶梯一年（按360天计）要节约多少电能？电梯类别负载情况节能自动扶梯负载（有人）普通电梯空载（无人）本文没有明显的格式错误和需要删除的段落。为了方便阅读，下面对每段话进行简单的改写：1.给出了不同负载和空载情况下的平均功率和每天运行时间。2.给出了一款电热锅的简化电路图和不同档位的设定温度值，要求回答发热体材料的特点、发热体的电阻、发光二极管电阻的阻值以及文火档时的功率。3.给出了一个电路图，要求回答灯泡L正常工作时的电阻和电源电压，以及当闭合S2、断开S1和S3时滑动变阻器的最大阻值和灯泡L消耗的最小功率以及电路1min消耗的电能。4.给出了一个电路图和两个状态对应的变阻器滑片位置，要求回答R1的最大电阻值、状态2时电压表读数和状态2时三个变阻器电功率的总和。5.介绍了中国自主研制的首列永磁动力单轨列车，包括其可以小角度转弯、安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置等特点。同时给出了轮胎与接触面的平面图，要求画出轮胎对接触面压力的示意图。2.当高压细水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强P为10MPa，喷孔的总面积S为5×10^-5m^2，水雾喷出的速度υ≥10m/s。求水枪的功率至少为多少瓦？不计大气压强。3.列车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能。当列车在平直轨道上制动减速时，电能W1与内能W2之比为9:16。图丙是机械能的变化量△W与速度变化量△υ的关系图像。若列车从72km/h开始减速，转化的电能可供总功率为1000W的照明灯正常发光1h，则列车的速度会减小到多少千米/时？9.如图所示电路，电源电压U和小灯泡L电阻不变，R1、R2是定值电阻。当开关S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为3V，电流表的示数为0.1A；当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表的示数为0.6A；电阻R2的电功率为3.6W。求：（1）电阻R1的电阻值为Ω，电源电压V。（2）当开关S、S1闭合，S2断开时，电流10s内通过电阻R1所产生的热量。（3）当开关S、S1、S2都闭合，小灯泡L正常发光，小灯泡L的额定电功率。10.某村在新农村建设中需在河道上修建一座石桥。图甲是使用吊车向河底投放圆柱形石块的示意图，在整个投放的过程中，石块始终以0.05m/s的速度匀速下降。图乙是吊车钢丝绳的拉力F随时间的变化图象（水的阻力忽略不计）。求：（1）石块的重力为N，石块全部浸没在河水中时所受的浮力为N。（2）投放石块处河水的深度和水对河底的压强。（3）石块的密度（保留一位小数）。11.如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“4V2W”字样，R的阻值为16Ω。连S2断开、S3闭合，滑片P从b端滑到某一位置时，滑动变阻器R接入电路的电阻减小了8Ω。此过程中电压表的示数由3.2V变为4V。求：（1）灯泡的电阻为Ω，灯泡正常工作时的电流为A。（2）电源电压和滑动变阻器的最大阻值各为多少？（不考虑温度对灯丝电阻的影响）（3）当S1、S2闭合、S3断开时，电路中灯泡的电功率为多少瓦？12.一个底面积为2平方米的圆柱状容器中装有适量的水，现将一个底面积为0.5平方米、体积为5立方米的物体A放入其中，物体A漂浮于水面上。当再给A物体施加一个竖直向下的大小不变的力F以后，A物体最终恰好浸没于水中静止，此时容器底部受到的压强增大了1×10^4帕。则：(1)A物体浸没水中静止时容器底部所受到的压力增大了多少？(2)A浸没于水中时受到的浮力为多少？(3)A物体受到的重力为多少？（g=10牛/千克）(4)从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做了多少功？13.电热加湿器靠电流的热效应工作，某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如下表所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中。工作电压：220伏工作频率：50赫兹最大运行功率：40瓦储水箱容量：2.4升尺寸：高315毫米，底部直径168毫米满水工作时间：高气雾量10小时，低气雾量24小时（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R1的电阻值。（2）如果加热仓内冷水的温度为20摄氏度，用最大运行功率工作，经过5分36秒水沸腾产生蒸气，求加热仓中水的体积。[c水＝4.2×10^3焦耳/（千克·摄氏度），ρ水=1×10^3千克/立方米，电热丝R1产生的热量全部被水吸收，环境为标准大气压]（3）当滑片移到最右端时，气雾调节器R2的阻值为605欧姆，加湿器以低气雾量工作。求此时电热丝R1的电功率是多少瓦？24小时R1消耗多少度电？（计算结果保留一位小数）14．两根完全相同的轻细弹簧，原长均为L=20厘米，甲图中长方体木块被弹簧拉着浸没在水中，乙图中长方体石块被弹簧拉着浸没在水中。木块和石块体积相同，木块和石块静止时两弹簧长度均为L=30厘米。已知，木块重力G木=10牛，水和木块密度关系ρ水=2ρ木，ρ水=1×10^3千克/立方米（忽略弹簧所受浮力）。（1）求甲图中木块所受浮力。（2）若弹簧的弹力满足规律：F=k（L-L0），求k值（包括数值和单位）。（3）求石块的密度。、C串联，根据时常常数公式τ=RC可得电路的时常常数为τ=0.2s，因此电路的时间常数为0.2s；（2）当S1闭合，S2断开，S3接“1”时，电路为R1、C串联，根据时常常数公式τ=RC可得电路的时常常数为τ=0.1s，因此电路的时间常数为0.1s；（3）根据题意可知，电路需要在2s内完成充电过程，因此需要选择合适的电容和电阻，使得电路的时间常数为0.1s，从而充电时间为2s；（4）根据时常常数公式τ=RC可得电容的计算公式为C=τ/R，代入τ=0.1s和R=1000Ω可得电容C=0.1×10^-4F=1μF；（5）根据电路的充电公式可知，电容充电到63.2%需要一个时间常数，充电到90%需要2.3个时间常数，因此在2s内需要充电到90%时，需要选择合适的电阻，使得电路的时间常数为0.2s/2.3≈0.087s；（6）根据时常常数公式τ=RC可得电阻的计算公式为R=τ/C，代入τ=0.087s和C=1μF可得电阻R≈87Ω；（7）因此，需要选择电容为1μF，电阻为87Ω的电路来完成充电过程。答：（1）电路的时间常数为0.2s，电路的时间常数为0.1s；（2）需要选择电容为1μF，电阻为87Ω的电路来完成充电过程。(1)根据欧姆定律，电源电压为U=IR=0.3A×20Ω=6V；(2)当S1、S2闭合，S3接“2”时，R1与R2并联，由并联电路的特性可知，通过R2的电流I2=0.3A不变，通过R1的电流为I1=I-I2=1.5A-0.3A=1.2A，由并联电路中各支路两端电压相等可得R1的阻值为R1=U/I1=5Ω；(3)当S1、S2闭合，S3接“2”时，电路的总电阻最小，总功率最大，因此P=UI=6V×1.5A=9W；当S1断开，S2闭合，S3接“1”时，R2与R3串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，因此P=UI=6V×0.2A=1.2W，所以该电路工作时的最大功率和最小功率之比为15：2。答案：(1)电源电压为6V；(2)R1的阻值为5Ω；(3)该电路工作时的最大功率和最小功率之比为15：2。(1)当R1的滑片P在最右端时，电路中的电阻最大，根据串联电路的特性可得R两端的电压为U=U1+U2=5V-4V=1V，由电流公式可得电路中的电流为I=U/R=1V/5Ω=0.2A，因此R的阻值为R=U/I=5Ω；(2)根据电压分压原理可得，滑动变阻器的滑片P到a点和b点时电路中的电流之比为Ia/Ib=Rb/Ra，两次电压表的示数之比为Va/Vb=Ra/Rb，由此可得Ra=10Ω，滑动变阻器a、b两点间的电阻为Rab=Rb-Ra=2Ra-Ra=Ra=10Ω。答案：(1)定值电阻R的阻值为5Ω；(2)滑动变阻器a、b两点间的电阻为10Ω。(1)人对扶梯的压力为F=G=600N，人对扶梯的压强为p=F/A=600N/0.04m²=1.5×10⁴Pa；(2)根据速度公式可得AB的长度为s=vt=0.65m/s×20s=13m，答案：(1)人对扶梯的压力为600N，压强为1.5×10⁴Pa；(2)AB的长度为13m。导致电路总阻值最大，此时灯泡L不发光；根据欧姆定律，可以得到电路总阻值：R总=R1+R2+RL=2RL=24Ω；由U=IR，可以得到电路总电流：I=U/R总=6V/24Ω=0.25A；由P=VI，可以得到灯泡L的功率：P=VI=6V×0.25A=1.5W；（3）当闭合S2，断开S1、S3时，R1和R2并联，把滑动变阻器R2的滑片从最右端滑到最左端时，滑动变阻器阻值最小，导致电路总阻值最小，此时灯泡L亮度最大；根据并联电路的公式，可以得到电路总阻值：1/R总=1/R1+1/R2+1/RL=1/12+1/4+1/RL；化简得到：RL=3Ω；由U=IR，可以得到电路总电流：I=U/R总=6V/3Ω=2A；由P=VI，可以得到灯泡L的功率：P=VI=6V×2A=12W；答：（1）灯泡L正常工作时的电阻为12Ω；（2）滑动变阻器滑片滑到最右端时，灯泡L不发光；滑动变阻器滑片滑到最左端时，灯泡L亮度最大，功率为12W；（3）当闭合S2，断开S1、S3时，灯泡L亮度最大，功率为12W。1.给定电路信息如下：总电阻R=60Ω，灯泡L的电阻R_L=12Ω，电源电压U=6V，滑动变阻器的最大阻值R_max=20Ω。当断开S1、S2，闭合S3时，电路中的电流最小为0.25A，灯泡消耗的最小功率为0.75W，电路消耗的电能为90J。2.根据图和表格信息，状态“1”时，R1、R2并联，电流表测干路电流，滑片P都在最右端，连入阻值都为最大。由于滑动变阻器R1、R2、R3完全相同，设每个滑动变阻器的最大阻值均为R，由并联电路的电流特点和欧姆定律可得R=R_max-R_L=20Ω-12Ω=8Ω，即R1的最大电阻值为20Ω。3.根据图和表格信息，状态“2”时，R2、R3串联，电压表测R3两端电压，P2在正中间，P3在最右端。则R2=R=R_max/2=20Ω/2=10Ω，R3=R=R_max=20Ω。由串联电路的特点和欧姆定律可得电路中电流为I2′=I3′=I′=0.2A。所以电压表示数为U3′=I′R3=0.2A×20Ω=4V。4.根据P=UI可得，状态“2”时电路消耗的总功率为P_total=UI′=6V×0.2A=1.2W。5.给定物理问题信息如下：某物体的面积S=5×10^-5m^2，受力F=10×10^6Pa，速度变化量Δυ=10m/s，电热器的功率P=1000W，电热器内部的热损耗为16W，时间t=1小时。6.根据给定信息可得物体受力F=PS=10×10^6Pa×5×10^-5m^2=500N，物体的功率为P=Fυ=500N×10m/s=5000W。7.根据电热器的功率P=1000W和时间t=1小时可得电热器消耗的电能为W_电=P×t=1000W×1×3600s=3.6×10^6J。根据电热器内部的热损耗为16W和能量守恒定律可得电热器输出的热能为W_内=16W/9=16×3.6×10^6J/9=6.4×10^6J。因此，物体受到的总能量变化量为△W=W_电+W_内=3.6×10^6J+6.4×10^6J=10^7J=100×10^5J，速度变化量为△υ=10m/s=36km/h。=0Ω时，电路为并联电路，总电阻R=20Ω，总电流I=U/R=12V/20Ω=0.6A，电阻R1的电流I1=U/R1=12V/10Ω=1.2A，电阻R2的电流I2=U/R2=12V/5Ω=2.4A，所以灯泡L的电流为IL=I-I2=0.6A-2.4A=-1.8A，因为电流方向与电子流方向相反，所以灯泡L不发光；当R2=5Ω时，电路为串联电路，总电阻R=30Ω，总电流I=U/R=12V/30Ω=0.4A，电阻R1的电流I1=U/R1=12V/10Ω=1.2A，电阻R2的电流I2=U/R2=12V/5Ω=2.4A，所以灯泡L的电流为IL=I2-I=2.4A-0.4A=2A，根据P=UI，灯泡L的功率为P=UI=12V×2A=24W，所以灯泡L发光；因此，当R2=5Ω时，灯泡L发光，功率为24W。（2）当R2=0Ω时，灯泡L不发光。当R2=5Ω时，灯泡L发光，功率为24W。（3）当R2=10Ω时，电路为并联电路，总电阻R=8Ω，总电流I=U/R=12V/8Ω=1.5A，电阻R1的电流I1=U/R1=12V/10Ω=1.2A，电阻R2的电流I2=U/R2=12V/10Ω=1.2A，所以灯泡L的电流为IL=I-I2=1.5A-1.2A=0.3A，根据P=UI，灯泡L的功率为P=UI=12V×0.3A=3.6W，所以灯泡L发光，但功率较小。因此，当R2=10Ω时，灯泡L发光，但功率较小，为3.6W。1.当滑片移到最左边时，根据P=UI和I=U/R得到电热丝的电阻值R1=P/I^2=40W/(220V)^2=1210Ω。2.电热丝R1产生的热量Q=W=Pt=40W×336s=13440J。根据Q=mcΔT可得加热仓中水的质量m=Q/(cΔT)=0.04kg，加热仓中水的体积V=m/ρ=0.04L。3.当滑片移到最右端时，气雾调节器的阻值R2=605Ω。根据串联电路的电压分配公式U1/U2=R1/R2，可得U1=2/3U，消耗的功率P1=R1U1^2=17.8W。24小时消耗的电能W=P1t=0.4kW·h。14.解：1.根据题意，水的密度ρ水=2ρ木。根据G=mg和ρ=，可得木块的重力G木=ρ木V木g。木块完全浸没在水中，排开水的体积等于其自身体积，则木块受到的浮力F浮=ρ水gV木。联立式子可得F浮=2G木=20N。2.对甲图中的木块进行受力分析可知，木块在重力、浮力和弹力的作用下静止，处于平衡状态，有F弹+G木=F浮。则F弹=F浮-G木=10N。由F弹=kΔL可得k=1N/cm。3.对乙图中的石块进行受力分析可知，石块在重力、浮力和弹力的作用下静止，处于平衡状态，有F弹+G石=F浮。因为木块和石块体积相同，均浸没在水中，排开水的体积相等，所以铁块受到的浮力等于木块受到的浮力，即F浮=20N。则G石=F弹+20N=30N。答：（1）根据能量守恒定律，物体的动能和势能之和在任何时刻都是相等的。因此，W内=3.6×106J+6.4×106J=107J=100×105J。根据速度变化公式，知道△υ=10m/s=36km/h，因此υ=υ0-△υ=72km/h-36km/h=36km/h。（2）当开关S和S1闭合，S2断开时，电阻R1上的电流10秒内产生的热量为12J。（3）当开关S、S1和S2都闭合时，小灯泡L正常发光，其额定电功率为1.8W。（4）投放石块处河水的深度为5m，因此水对河底的压强为5×1