【中考命题研究】河北省2020中考物理 重点题型突破 专题6 计算应用题（无答案）

专题六 计算应用题专题特征计算应用题主要考查学生对物理概念、规律的理解和掌握，对学生的分析归纳能力、演绎推理能力、综合运算能力要求较高；从近几年河北中考命题特点来看，综合计算题是中考的压轴题，将考查的内容主要集中在力、热、电三大知识板块上，以力与电为主；还有一些简单的计算题存在于选择、填空等其他题型中；中考计算题，联系生活实际、自然、社会及STS，不是单纯的数学计算，而是体现出物理原理的计算，并从题目中所叙述的物理现象或给出的物理情境中对其相关的知识进行阐述整合，能合理运用相关公式规范解题，近三年河北中考具体情况如下表：年份考点内容考查方式题型题号分值2020功率的计算结合功率的公式求牵引力填空题261杠杆平衡条件、压强、质量结合杠杆平衡条件和压强公式、重力和质量关系计算计算题376欧姆定律、电功率结合图象利用欧姆定律和电功率公式列方程组计算计算题3872020热值计算结合热机计算汽油和天然气燃烧放出的热量填空题281压强、功结合杠杆计算压强和功计算题376欧姆定律、电功率结合图象利用欧姆定律和电功率计算计算题3872020电热结合电能表及热量计算计算题253压强、功率、机械效率的计算结合滑轮组求功率、机械效率及压强计算题376欧姆定律、电功率结合图象、方程、电路安全计算计算题387从上表来看，纵观近几年的物理中考题，应用题目的设置也由单纯的计算题向学科类知识综合应用题转变，如电学，2020年利用湖水警戒水位装置的原理图考查电功率，及电流表改装水位计后的刻度问题；2020年结合图象考查变电阻问题；2020年考查比例、方程；2020年结合图象考查比例方程及电路安全问题，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课标理念；2020年力学计算题结合了运动员做俯卧撑考查了压强和功，电学计算题结合图象信息考查动态电路问题；2020年力学计算题考查了杠杆平衡条件和压强，电学计算题结合图象信息考查动态电路问题。预测2020年计算题力学会考查压强或机械效率，电学会综合考查电热。(一)力学计算应用题专题特征力学是初中物理的主要内容之一。它有四个基本概念：速度、密度、压强和功率；八个主要规律：牛顿第一定律、同一直线上二力的合成、二力平衡的条件、液体压强规律、阿基米德原理和杠杆的平衡条件、功的原理、能量守恒及效率；在解决力学综合题时，学生要弄清楚各概念、规律及公式的本质，内在联系；要熟练掌握公式的基本运用，相应的单位换算及明确各题型的解题思路，做到融会贯通。1简单机械、压强的综合计算【例1】 (2020河北37题)如图所示，将边长为10cm的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，在B点施加力F130N时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0。撤去F1，在B点施加力F2时，合金块对地面的压强为1.2103Pa。(OB3OA，g取10N/kg)(1)画出F2的力臂。(2)求合金块的质量。(3)求F2的大小。【方法技巧】1.认真审题，题目中包含杠杆的平衡、合金块受到的合力、对地面的压力。2.还有一个隐含条件：边长可以求底面积，由30夹角间接求出动力臂。【解】(1)如图；(2)由杠杆的平衡条件：F动L动F阻L阻，则GF90N，根据Gmg，所以m9kg；(3)由于p；则F支F压pS1.2103Pa(0.1m)212N，由于F2与OB的夹角为30，所以F2的力臂L2OB，(GF支)LOAF2L2，则：F252N。2功、功率和机械效率的综合计算【例2】 (2020河北37题)如图所示，重为1140N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5103cm2。工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/s。(不计摩擦及绳重)求：(1)工人师傅拉绳的功率；(2)滑轮组的机械效率；(3)体重为450N的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大。【方法技巧】1.滑轮组的机械效率和功率综合题是中考高频题，灵活运用PFv及W有/W总。2.由于忽略摩擦和绳重，额外功只有一个原因；物体未被拉动，对其进行受力分析，共受3个力。【解】(1)拉力的功率：P拉Fv绳600N20.2m/s240W；(2)滑轮组的机械效率：95%；(3)由于忽略摩擦及绳重，2FGG动动滑轮重：G动2FG2600N1140N60N，绳端最大拉力等于人体重力，则物体对滑轮组的拉力：F拉2G人G动，滑轮组提升物体的拉力：F拉GF支，物体受到的支持力：F支GG动2G人1140N60N2450N300N，物体对地面的最小压强：p2.0103Pa。针对性训练1(2020河北26题)假期，小明坐客车去旅游。当客车行驶到高速公路保持车距标识牌0m处时，恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁，此时客车上速度计显示为80km/h。当客车匀速行驶到标识牌100m处时，小汽车匀速行驶到了标识牌200m处，小汽车_(选填“已经”或“没有”)超速；若此时小汽车的功率为80kW，它的牵引力是_N。以小汽车为参照物，客车是向_(选填“前”或“后”)运动的。(此高速路段限定小汽车最高速度为120km/h)2(2020河北37题)小明做俯卧撑时(如图所示)，可将其视为一个杠杆，重心在O点。他将身体撑起时，地面对两脚尖的支持力为250N，两脚尖与地面的接触面积为60cm2，双手与地面的接触面积为300cm2。(1)画出以B为支点时重力的力臂l。(2)如果小明的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强之比为52，地面对双手的支持力为多少？(3)小明在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离都为0.36m，则他1min内克服重力所做的功为多少？3(2020海南中考)海南环岛自行车赛引人瞩目。下表是制造赛车各种材料的技术指标。材料技术指标铬铝钢铝合金钛合金碳纤维性能(强度)强较弱较强强密度/(kg/m3)7.91032.91034.31031.6103求：(1)若车架的体积约为3103m3，则车架的最小质量是多大？(2)若整车和赛车手的总重为700N，车轮与地面的总接触面积为103m2，请计算赛车手在比赛过程中对地面的压强。(3)若赛车手在某路段匀速直线行驶，30s通过450m的路程，所受阻力约为60N，求赛车手匀速行驶的功率是多少？(4)请说出赛车手在比赛过程中，用什么方法减小空气阻力提高成绩。(写出一种方法)4(2020原创预测)如图所示，重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动，木棒AB长为3m，均匀正方体甲的边长为10cm，物体乙的质量为5.6kg。当把甲、乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时，木棒在水平位置平衡，此时物体甲对地面的压强为3000Pa，支点O距A点1.6m。(g取10N/kg)求：(1)物体乙受到的重力；(2)物体甲受到的支持力；(3)物体甲的密度。5(2020呼和浩特中考)一个重力为3N的实心铁块A，与一实心正方体木块B叠放在圆筒形容器底部，底部水平，如图所示。实心木块的密度为0.6103kg/m3，边长为10cm。求：(g取10N/kg)(1)实心木块的重力；(2)实心木块对容器底部的压强；(3)若不断缓慢向容器中倒水，直到水注满容器；当木块稳定时，木块露出水面的体积。6(2020莱芜中考)如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重300kg，绳重和摩擦不计。现在用此起重机从水中把质量为2103kg，体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3kW(g取10N/kg，水1.0103kg/m3)。求：(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力；(2)物体离开水面前拉力F的大小；(3)物体离开水面前上升的速度；(4)物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大。7(2020太原中考)空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的问题，治理污染，人人有责，节能减排，从我做起。如图是小明家购置的新型能源轿车。假期全家驾车从太原到西安游玩，爱钻研的小明不仅收集了如下表所示的相关数据，并且还记录了轿车在高速公路上匀速行驶90km所用时间为1h。求：(1)轿车(空载)停放在水平地面时对地面的压强(g取10N/kg)；(2)轿车在1h内牵引力做功的功率。轿车质量(kg)1050车轮与地面接触总面积(m2)0.15太原到西安距离(km)600行车15km耗天然气量(m3)1匀速行驶时牵引力(N)20008(2020河北37题)一块写有校训的花岗岩石料质量为31.8t，密度为2.65103kg/m3，立在用砖砌成的长4m、宽2m、高0.5m的水平基座上(如图所示)，石料与基座的接触面积为2.12m2。已知砖的密度为2.05103kg/m3，基座砖缝中水泥沙浆的密度与砖的密度相同。求：(g取10N/kg)(1)花岗岩石料的体积；(2)石料对基座的压强；(3)石料对基座与基座对地面的压强之比。(二)电学计算应用题专题特征电学是初中物理的主要内容之一。它有五个基本概念：电流、电压、电阻、电功率、电功；两个基本定律：欧姆定律和焦耳定律。欧姆定律、电功率、生活中用电器的效率问题经常作为中考的压轴题，而近两年电学利用图象结合实际应用的问题成为命题趋势。解决电学综合题时，解决此类型问题时，要审清题意，分析电路，动态电路画出相应的等效电路图，熟练运用公式，注意单位换算。1欧姆定律的相关计算【例1】 (2020河北模拟)如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“6V”字样，其电流随电压变化图象如图乙所示，当S闭合，S1、S2断开，滑片P从b端滑到RacRab时，灯恰好正常发光，滑片P在b端和c处时电压表示数之比为21；再闭合S1、S2，保持滑片P的位置在c处不变，电流表示数变化了2A，求：(1)灯泡正常发光时的电阻；(2)电源电压；(3)电阻R0的阻值。【方法技巧】(1)根据灯泡正常发光时的额定电压和图乙中所对应的额定电流，根据R求出灯泡正常发光时的电阻；(2)根据题中的比例关系求出S闭合，S1、S2断开，滑片P在b端时通过电路中的电流，再根据电源电压不变求出滑动变阻器在b端和c处时的电阻，进而求出电源电压；(3)根据题意和并联电路电流特点可求出电阻R0的阻值。【解】(1)由图乙可知，当灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为0.5A，灯泡正常发光时的电阻R12。(2)当S闭合，S1、S2断开，滑片P在b端时，灯泡与Rab串联，设此时电流为Ib，当S闭合，S1、S2断开，滑片P在c处时，灯泡与Rac串联，因灯泡正常发光，此时电流为0.5A，据题意：IbRab2I额Rac，将I额0.5A，RacRab代入式中可得，Ib0.4A，由图乙知，此时灯泡两端电压为4V，根据电源电压不变可得：4VIbRabI额Rac6V，解得Rab10，RacRab4，电源电压：U4VIbRab4V0.4A108V。(3)当S、S1、S2闭合，L被短路，R0与Rac并联，根据并联电路特点可得：2A0.5A，解得：R016。2欧姆定律、电功率的综合计算【例2】 (2020河北38题)在图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡的额定电压为2.5V，变阻器的最大阻值R为定值电阻R0的三倍。闭合开关S，当滑片P置于某点时，电压表示数为2.5V，电流表示数为I1；当滑片P置于最右端时，电流表示数为I2，且I1I254。两次变阻器连入电路的电阻之比R1R815。图乙是该小灯泡的IU图象。求：(1)小灯泡正常发光时的电阻值；(2)滑片置于最右端时，小灯泡的实际功率；(3)电源电压。【解】(1)由图象可知：当UL2.5V时，I1IL0.25A因为I，所以灯泡正常发光时的电阻RL10。(2)当滑片置于最右端时，L、R0及R串联。由于I2I10.2A，由图象可知，灯泡两端电压UL21V小灯泡的实际功率PL2UL2I21V0.2A0.2W(3)当滑片置于最右端时，灯泡的电阻RL25由于UI1(RLR0R1)UI2(RL2R0R)已知R1R815R3R0将RL10，RL25，I10.25A，I20.2A代入方程组式，解得：U9V。3电功率、电热的综合计算【例3】 (2020保定8中模拟)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。 额定电压220V额定最大发热功率400W水箱容积4L适用面积4060m2(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4.2103J/(kg), 结果保留两位小数(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。【方法技巧】(1)加热时间最短时，电热槽的发热功率为400W且不考虑热量的损失，根据WPt求出消耗的电能，根据WQ吸cm(tt0)求出电热槽中水的质量；(2)由电路图可知，电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1，根据P，求出R1的阻值，当加湿器在低档时，R1与R2串联，根据电阻的串联特点和P，结合R1、R2的阻值相同求出低档时的发热功率；(3)电热加湿器会使需要制冷的室内气温升高，可以根据液体的沸点随压强的降低而降低进行改进。【解】(1)加热时间最短时，电热槽的发热功率为400W且不考虑热量的损失，根据WPt和Q吸cm(tt0)可得：P1tcm(t2t1)，即400W360s4.2103J/(kg)m(10020)，解得：m0.21 kg；(2)电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1，根据P可得：R1121，当加湿器在低档时，R1与R2串联，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且R1R2，低档时的发热功率：P低200W；(3)电热加湿器会使需要制冷的室内气温升高，可以降低电热槽内气压来降低沸点，达到改进的目的。针对性训练1(2020河北38题)如图(1)所示，L上标有“6V 3W”字样，电流表量程为00.6A，电压表量程为015V，变阻器R的最大电阻为100。只闭合S1，滑片置于a点时，变阻器连入电路中的电阻为Ra，电流表示数为Ia。只闭合S2，移动滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图(2)所示；当滑片P置于b点时，电压表示数Ub8V，电流表示数为Ib。已知RaR0125，IaIb35。(灯丝电阻不随温度变化)求：(1)小灯泡的电阻；(2)定值电阻R0和电源电压；(3)在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，只闭合S1时，变阻器连入电路的最小电阻为多少；只闭合S2时，电路消耗的最小功率为多少。2(2020河北38题)实验室里有两只额定电压分别为4V和6V的小灯泡L1和L2，将它们连接到图(1)所示的电源电压可调的电路中，其中通过L2的电流与电压的关系如图(2)所示。闭合开关S1、S2，断开S3，滑片P置于最左端时，一只小灯泡正常发光，电路消耗的功率为5.2W；只闭合S3，滑片P置于最右端时，也有一只小灯泡正常发光，且L2的电阻与变阻器连入电路中的电阻之比为：R2R14。求：(1)L2正常工作时的电阻。(2)L1正常工作时的电流。(3)在一只小灯泡正常发光条件下，电源电压的调节范围。3(2020连云港中考)如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻。将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。求：(1)滑动变阻器R的最大阻值；(2)R0的阻值及电源电压；(3)当滑片滑到滑动变阻器的中点时，电阻R0消耗的功率。4(2020重庆中考)如图所示，电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R标有“100 1A”字样，电压表使用的量程为015V，电流表使用的量程为00.6A，R0为一定值电阻；当闭合开关S、S1，断开S2时，灯泡L恰好正常发光；不计温度对灯丝电阻的影响。求：(1)小灯泡L的电阻；(2)闭合开关S、S1，断开S2时，通电1min，电流通过定值电阻R0所做的功；(3)当闭合开关S、S2，断开S1时，在保证电表不超量程、灯泡L两端的电压不超额定电压的情况下，滑动变阻器R功率的变化范围。5(2020邢台模拟)几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字。现在市面上流行如图所示的新型电饭锅，采用了“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S是自动控制开关。把电饭锅接入220V的电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示。(1)求电热丝R2的阻值(计算结果保留一位小数)；(2)这个电饭锅在015min把质量为1.1kg的米饭由20加热到100，求电饭锅在这段时间内加热的效率c米饭4.2103J/(kg)。6(2020原创预测)现有一个小灯泡和两个相同的定值电阻，小灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.35A，小灯泡和定值电阻的IU图象如图所示。求：(1)将小灯泡接入电路，电路电流为0.2A，小灯泡的实际功率为多少？(2)将两个定值电阻并联后接在电压为2.5V的电源两端，工作0.5小时，共消耗多少电能？