（云南专版）2019届中考物理 题型复习（五）综合计算题

题型复习(五)综合计算题题型之一力学计算类型1交通工具类(压强、功、功率、效率)1太阳能汽车是靠太阳能电池提供动力若某太阳能汽车质量是500 kg，在平直路面上行驶速度最大可达15 m/s，行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍，一个轮胎接触地面的面积是50 cm2，则该汽车在平直路面上以最高速度行驶5 min时，(g取10 N/kg)求：(1)太阳能汽车的重力是多少；驱动电机提供的牵引力是多少；(2)太阳能汽车克服阻力做了多少功；驱动电机的输出功率是多少；(3)其次军军的爸爸用这太阳能汽车送他上学，在十字路口突然有人横穿马路，军军的爸爸紧急刹车，此时车上的军军突然前倾摔倒，请用物理知识解释这一现象解：(1)太阳能汽车的重力：Gmg500 kg10 N/kg5103 N因为匀速直线运动，由二力平衡得Ff0.02G5103 N0.02100 N(2)svt15 m/s560 s4 500 m太阳能汽车克服阻力做的功：Wfs100 N4 500 m4.5105 J输出功率：PFv100 N15 m/s1.5103 W(3)军军的爸爸紧急刹车时，汽车很快停止了前进，军军的下半身随车停止了运动，而上半身由于惯性要保持原来的状态继续向前运动，所以才会前倾摔倒2下表是某种型号自行车的主要技术参数某同学到学校的路程是6103 m的平直路面，匀速骑车从家到学校的时间为20 min，该同学的质量是40 kg，骑车过程中所受的阻力为人和车重的0.02倍(g取10 N/kg)，求该同学骑车上学时：自行车净重200 N行驶过程中轮胎与地面总接触面积1102 m2车轮直径0.61 m轮胎承受的最大压强1.4105 Pa(1)骑车时的速度；(2)自行车对地面的压强；(3)人克服阻力做功的功率解：(1)骑车时的速度：v5 m/s(2)人的重力：G人mg40 kg10 N/kg400N自行车对地面的压强：p6104 Pa(3)车受到的阻力：f0.02G0.02600 N12 N人克服阻力做功的功率：Pfv12 N5 m/s60 W3“国庆节”小佳一家去植物园游玩，看到如图所示的新型太阳能电动观光车，该车质量为400 kg.求：(1)若车上人的总质量是200 kg，车轮与地面总的接触面积为0.05 m2，则乘客坐在观光车上静止时车辆对水平地面的压强是多大；(2)观光车以5 m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，受到的平均阻力是200 N，则观光车克服阻力做功的功率是多大；(3)观光车的表面安装有太阳能电池板，以5 m/s的速度在水平路面上匀速行驶时接受太阳能的功率为5103 W，求太阳能观光车的效率解：(1)该车受到的重力：G车m车g400 kg10 N/kg4103 N人的重力：G人mg200 kg10 N/kg2103 N总重力：GG车G人4103 N2103 N6103 N车辆对水平地面的压强：p1.2105 Pa(2)观光车克服阻力做功的功率：Pfv200 N5 m/s1 000 W(3)太阳能观光车的效率：20%4(2017福建)一辆汽车为50 km长的新建大桥进行通车测试，如图所示汽车总质量为1.5 t，以100 km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4 kg的汽油g取10 N/kg，求汽车通过大桥：(1)所需的时间；(2)牵引力所做的功；(3)汽油机的效率(q汽油4.6107 J/kg)解：(1)由v可得，所需的时间：t0.5 h(2)汽车的总重力：Gmg1.5103 kg10 N/kg1.5104 N汽车受到的阻力是总重的0.08倍，即f0.08G0.081.5104 N1.2103 N因为匀速通过大桥，所以牵引力：Ff1.2103 N牵引力所做的功：WFs1.2103 N5104 m6107 J(3)汽油完全燃烧放出的热量：Qmq4 kg4.6107 J/kg1.84108 J汽油机的效率32.6%5(2018宜昌)近几年来，我国大力推广新能源汽车，2017年12月宜昌市正式发放新能源汽车牌照某款电动汽车(如图)以60 km/h的速度匀速行驶了80 km，所受的牵引力为720 N，耗电18 kWh，请解答下列问题：(1)牵引力所做的功及功率各是多少？(2)上述行驶过程中，电动车的效率是多少？(3)有一款与它外形，重量均相同的汽油车，在相同路面上以60 km/h的速度行驶80 km，其效率为25%，需要消耗多少汽油？(q汽油4.5107 J/kg)解：(1)牵引力做的功(有用功)：W有用Fs720 N80103 m5.76107 J牵引力做功的功率：PFv720 N60 m/s1.2104 W(2)消耗的电能：W总18 kWh183.6106 J6.48107 J电动车的效率：100%88.9%(3)由得，Q放2.304108 J由Q放mq得需要汽油的质量：m5.12 kg类型2海上运输类(压强、浮力、效率)6海权握，国则兴，建设一支强大海军是实现中国梦的有力保障某次军事演习，我国派出多艘驱逐舰进行军事表演，其中一艘舰船的排水量为5 000 t，海水的密度是1.0103 kg/m3.(g取10 N/kg)请解答下列问题：(1)满载时，该船受到的浮力是多少？(2)表演时该船以18 km/h匀速行驶5 h，受到的动力为1.2106 N，则该船在5 h内动力做的功是多少？(3)军事演习时，我国航空母舰也亮相了，当舰载机飞离航母后，航母所受浮力将如何变化？解：(1)满载时，该船受到的浮力：F浮G排m排g5106 kg10 N/kg5107 N(2)5 h内的路程：svt18 km/h5 h90 km该船在5 h内动力做的功：WFs1.2106 N9104 m1.081011 J(3)由于航母处于漂浮，F浮G，当舰载机飞离后，航母仍漂浮，F浮G，由于G减小，所以所受的浮力减小7仁爱礁是我国的固有领土，隶属我国海南省三沙市，中国公务船只定期在那里巡视，如图所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船g取10 N/kg.(1)该船以20 km/h的速度匀速航行了5 h，则航行的距离是多少？(2)若该船的声呐探头距海面深度为10 m，则该声呐探头受到海水的压强是多少？(3)该船满载时排水量为5106 kg，则船受到的重力和浮力各为多少？(海水密度为1.03103 kg/m3)解：(1)航行的距离：svt20 km/h5 h100 km(2)该声呐探头受到海水的压强：p水gh1.03103 kg/m310 N/kg10 m1.03105 Pa(3)船受到的浮力：F浮G排m排g5106 kg10 N/kg5107 N船漂浮在水面，则重力：GF浮5107 N8五一假期间，毛毛组织同学乘坐游艇沿江游玩，一条游艇满载时排开水的体积是2.8 m3，游艇及艇上工作人员质量为1.7103 kg，若每位学生的质量为52 kg(g取10 N/kg)求：(1)游艇满载时所受的浮力是多少？(2)若游艇吃水深度为1.8 m，则游艇底受到水的压强为多大？(3)为了保证同学安全，一条游艇最多可承载多少位学生游玩？解：(1)游艇满载时所受的浮力：F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg2.8 m32.8104 N(2)游艇底受到水的压强：p水gh1.0103 kg/m310 N/kg1.8 m1.8104 Pa(3)满载时：GF浮2.8104 N游艇所能承受的最大质量：m2.8103 kgm学生2.8103 kg1.7103 kg1.1103 kg学生数n21.15所以，最多可承载21位同学9(2017德州)图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30米，宽15米，排水量60 t，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6105 W，若接收的太阳能只用来驱动船前进在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2甲所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示(g取10 N/kg)求：甲乙图1图2(1)满载时太阳能船受到的浮力；(2)第50 s到第100 s内牵引力做的功；(3)第50 s到第100 s的运动过程中，太阳能船的效率解：(1)满载时太阳能船受到的浮力：F浮G排m排g60103 kg10 N/kg6105 N(2)第50 s到第100 s内，由图甲可知牵引力F8104 N，由图乙可知船匀速行驶的速度v0.5 m/s由v可得，船行驶的距离：svt0.5 m/s50 s25 m第50 s到第100 s内牵引力做的功：WFs8104 N25 m2106 J(3)由题可知，太阳能电池板接收太阳能的功率为1.6105 W，则第50 s到第100 s的运动过程中，太阳能电池板接收到的太阳能：EPt1.6105 W50 s8106 J则太阳能船的效率：25%类型3简单机械类10用如图所示滑轮组在15 s内将重1 000 N的物体匀速提升了3 m，人所用的拉力F为400 N，不计绳重和摩擦力求：(1)动滑轮的重；(2)绳子自由端拉力F的功率；(3)滑轮组的机械效率；(4)若用此滑轮组匀速吊起重为1 300 N的物体时，用该滑轮组将重物匀速提高相同的高度，该滑轮组的机械效率是多少？(结果保留一位小数)解：(1)动滑轮的重：G动nFG物3400 N1 000 N200 N(2)绳子自由端拉力F做的功：W总Fs400 N33 m3.6103 J功率：P240 W(3)滑轮组的机械效率：83.3%(4)拉力：F500 N则该滑轮组的机械效率：86.7%11用如图所示滑轮组提升重物人用50 N的拉力F，15 s内使重为90 N的物体匀速上升了3 m不计绳重和摩擦，求：(1)人拉绳子做功的功率；(2)滑轮组的机械效率；(3)如果用同一滑轮组只改变绕线方法，提升相同的重物，机械效率如何变化？解：(1)物体移动的速度：v物0.2 m/s人拉绳子做功的功率：PFv50 N20.2 m/s20 W(2)滑轮组的机械效率：90%(3)不考虑绳重和摩擦，滑轮组的机械效率：由此可知滑轮轮组的机械效率与绕线方法无关，所以机械效率不变12如图所示，一个质量为60 kg的物块，通过滑轮组在25 N拉力作用下做匀速直线运动，在水平方向前进0.5 m用时2 s，已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍，(不计绳重和滑轮摩擦)求：(1)该滑轮组的有用功是多少？(2)该滑轮组的机械效率是多少？(3)拉力F做功的功率是多少？解：(1)滑动摩擦力：f0.1G物0.160 kg10 N/kg60 N滑轮组的有用功：W有fs60 N0.5 m30 J(2)滑轮组的机械效率：80%(3)物体移动的速度：v物0.25 m/s拉力F做功的功率：PFv25 N30.25 m/s18.75 W13(2017郴州)利用如图所示的滑轮组，用F1 000 N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动10 s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%.求：(1)货物A在10 s内移动的距离；(2)这个过程中拉力F的功率；(3)水平地面对货物A的摩擦力大小解：(1)根据v可知货物A在10 s内移动的距离：sAvAt0.1 m/s10 s1 m(2)绳子自由端移动的速度：v绳nvA20.1 m/s0.2 m/s拉力的功率：pFv绳1 000 N0.2 m/s200 W(3)由得摩擦力：fnF275%1 000 N1 500 N14在“大力士”比赛中，需要把一质量m400 kg，边长l1 m，质量分布均匀的立方体，利用翻滚的方法沿直线移动一段距离，如图所示g取10 N/kg.求：(1)立方体静止时对水平地面的压强；(2)翻滚立方体时，使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力F的大小；(3)“大力士”用翻滚的方法使立方体沿直线移动了10 m，用时20 s，“大力士”克服立方体重力做功的功率解：(1)立方体对地面的压力：F压Gmg400 kg10 N/kg4 000 N立方体静止时对水平地面的压强：p4 000 Pa(2)要想用最小的力立方体一边刚好离开地面，由图知，支点为O，动力臂应该达到最大，OA为力臂，所施加的力应该与力臂OA垂直且向上；OA m根据杠杆平衡条件可知：FOAGl最小力：F1 414 N(3)翻滚时重心升高的高度：h m m m翻滚一次克服重力做的功：WGh4 000 Nm828 J移动10 m，要翻滚10次，所以人做的功：W总10 W10828 J8 280 J克服立方体重力做功的功率：P414 W15(2018昆明)用如图所示的装置将浸没在水中、质量为0.85 kg的物体以0.1 m/s的速度匀速提升0.2 m，弹簧测力计的示数为3 N，不计绳子和滑轮的重及摩擦，假设物体始终未露出水面(g取10 N/kg)求：(1)物体受到的浮力；(2)物体的密度；(3)拉力的功率解：(1)物体重力Gmg0.85 kg10 N/kg8.5 N物体受到重力，浮力及绳的拉力匀速上升，弹簧测力计的示数即拉力F(GF浮)，则物体受到的浮力：F浮G2F8.5 N23 N2.5 N(2)由F浮水V排g得物体的体积：VV排2.5104 m3物体的密度：物3.4103 kg/m3(3)拉力端移动速度：v2v物20.1 m/s0.2 m/s拉力做功功率：PFv3 N0.2 m/s0.6 W16如图，物体重100 N，圆柱形容器底面积为400 cm2，内盛有65 cm深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70 cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%(不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力)水1.0103 kg/m3，g取10 N/kg.求：(1)物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强；(2)物体浸没在水中时受到的浮力；(3)若把物体完全拉出水面后滑轮组的机械效率解：(1)水对容器底增加的压强p水gh1.0103 kg/m310 N/kg(0.7 m0.65 m)500 Pa(2)物体排开液体的体积：V排V物Sh400104 m2(0.7 m0.65 m)2103 m3则所受浮力：F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg2103 m320 N(3)浸没时：解得G动20 N则将物体拉出水面后滑轮组的机械效率：83.3%题型之二电学计算类型1简单纯电路类(2018曲靖)如图所示的电路，灯L标有3.8 V字样，电源电压为6 V.(1)当S1、S2均断开，滑片P移至最左端时，电流表的示数为0.6 A，求电阻R1的阻值【大题小做】当S1，S2均断开，滑片P移至最左端时，在下面虚线框内画出简化电路图电阻R1两端的电压为_6_V，通过的电流为_0.6_A.电阻R1的阻值由欧姆定律I得：R110 【思路点拨】电阻R1求出U1和I1分析电路结构(画出简化电路图)(2)当S2断开，S1闭合，移动滑片P使电流表的示数为0.38 A，灯正常发光；保持滑片不动，S1断开，S2闭合，电流表的示数为0.58 A，求灯的额定功率【大题小做】当S2断开，S1闭合，在下面甲虚线框内画出简化电路图；S1断开，S2闭合，在下面乙虚线框内画出简化电路图(当S2断开，S1闭合，电流表测电阻R1的电流；保持滑片不动，S1断开，S2闭合，此时灯正常（填“正常”或“不正常”）发光，电流表测电阻R1和灯L的电流.灯的额定电流ILI总IR0.58 A0.38 A0.2 A灯的额定功率PLULIL3.8 V0.2 A0.76 W【思路点拨】灯的额定功率PLULIL（UL3.8 V）灯额定电流ILI总In（并联电路电流规律）分析电流表测量对象分析电路结构（画出简化电路图）（3）当S1、S2均断开，移动滑片P在a点时，滑动变阻器接入电路中的电阻为Ra，滑动变阻器的功率为 Pa；移动滑片P在b点时，滑动变阻器接入电路中的电阻为Rb，滑动变阻器消耗的功率为Pb，且Rb4Ra， PaPb，求Ra.【大题小做】当S1，S2均断开，在下面虚线框内画出简化电路图由Rb4Ra， PaPb求两次电流Ia与Ib的比例关系.滑片P在a点时，滑动变阻器的功率为 PaIRa滑片P在b点时，滑动变阻器消耗的功率为PbIRbI4Ra由PaPb可得IRaI4Ra，即I4I所以Ia2Ib滑片P在a点时，电路的总电阻为Ra总，滑片P在b点时，电路的总电阻Rb总，求两次总电阻的比例关系.由欧姆定律I得，求Ra由得2RaR1所以RaR110 5 【思路点拨】Ra与R1，得出Pa由Ia与Ib的关系得出两组电阻（RaR1）与（RbR1）的关系由PaPb，Rb4Ra得出Ia与Ib的关系分析电路结构（画出简化电路图）1.（2018大理祥云县二模）如图所示，电源电压恒定，小灯泡L标有“6 V3 W”字样，定值电阻R2的阻值为10 ，R1为滑动变阻器.开关S1、S2都闭合时，L恰好正常发光，电流表示数为1.1 A.求：（1）小灯泡正常发光时的电阻；（2）S1、S2都闭合时，R1在10 min内消耗的电能；（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.解：（1）由P得，小灯泡正常发光时的电阻：R12 （2）开关S1、S2都闭合时，灯泡L与电阻R1并联，此时L正常发光灯泡两端电压为电源电压，ULU06 V通过灯泡L的电流：IL0.5 A电流表测干路电流：IILIR则通过R1的电流，IRIIL1.1 A0.5 A0.6 AR1在10 min内消耗的电能：WURIRt6 V0.6 A1060 s2 160 J（3）开关S1、S2都断开时，R1、R2串联R1的功率：P1I2R1U1IR2的功率：P2I2R2U2I2P1P2且U总U1U26 V得U22U14 VP21.6 W2.（2018曲靖二模）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20 .闭合开关S，两电流表的示数分别为0.8 A和0.3 A.（1）求电源电压U；（2）求通过电阻R2的电流；（3）现用电阻R0替换电阻R1、R2中的某一个，替换前后只有一个电流表的示数发生变化，且电路的电功率变化了0.6 W，求电阻R0的阻值.解：（1）由图可知，R1与R2并联，R1两端电压等于电源电压，则：UU1I1R120 0.3 A6 V（2）由图可知，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路电流，则II1I2则通过R2的电流I2II10.5 A（3）因只有一个电流表示数发生变化，则R0替换的电阻是R2.替换前R2的功率：P2UI26 V0.5 A3 W替换后R0的功率：P0P2P则P03.6 W或P02.4 W当P03.6 W时，R010 当P02.4 W时，R015 3.（2018昆明五华区一模）如图所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为12 .小灯泡L上标有“6 V3 W”字样，小灯泡电阻不随温度改变.若闭合S1、S2，断开S3，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3 V，求：（1）电源电压为多少；（2）R2阻值为多大；（3）若闭合S1、S3，断开S2，并移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻为多大时，电路的总功率最大，这个最大的功率等于多少.解：（1）闭合S1、S2，断开S3时，灯泡L与定值电阻R2串联，电压表测R2两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，所以，电源电压：UULU26 V3 V9 V（2）闭合S1、S2，断开S3时，灯泡L与定值电阻R2串联，且灯泡正常发光，因串联电路中各处的电流相等，所以，由PUI可得，电路中的电流：I0.5 A由I可得，R2的阻值：R26 （3）闭合S1、S3，断开S2时，滑动变阻器R与定值电阻R1串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，则电路的最大功率：P6.75 W4.（2018黄石）如图所示，当滑动变阻器滑片P调至中点时，电流表示数为1 A，两电压表示数之比为U1U234，已知电热丝（6 V7.2 W）电阻恒定不变.求：（1）电热丝R的阻值，以及电流表示数为1 A时，电热丝在1 min内产生的热量Q.（2）当滑动变阻器阻值调至最大时，两个电压表示数之比为U1U256，求R2阻值和电源电压.解：（1）由P可得：R5 产生的热量：QI2Rt（1 A）25 60 s300 J（2）当滑动变阻器滑片P调至中点时有当滑动变阻器阻值调至最大时有解得：R120 R210 电源电压：UI（RR2）1 A（5 10 ）25 V5.（2018安顺）在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8 V，灯泡L2的额定电压为6 V，图乙是灯泡L2的UI图象.（1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2 V，电流表的示数为0.3 A，求定值电阻R0的阻值.（2）开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1 W，求灯泡L1的额定功率.（3）开关S接b时，通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少？甲乙解：（1）R04 （2）PI2R，I10.5 L1与R0串联，IL1额I10.5 APL1额UL1额IL1额8 V0.5 A4 W（3）当开关S接b时，灯泡L1与L2串联，L1的额定电流是0.5 A，由图象可知：L2的额定电流是0.6 A，所以串联电路中允许通过的最大电流是0.5 A，此时，L1正常发光，UL1额8 V，由图象可知：当I20.5 A时，U24 V，电源电压U总UL1额U28 V4 V12 V电路允许的最大功率：PU总I212 V0.5 A6 W类型2应用电路类家庭电路型6.（2018常州）如图所示为小明家卫生间电路的原理图，电源电压为220 V，照明灯的规格为“220 V40 W”（灯丝电阻不变），暖风机的规格为“220 V400 W”，电热水器的规格为“220 V880 W”.问：（1）照明灯的电阻为多少？（2）卫生间干路的最大工作电流为多大？解：（1）RL1 210 （2）通过灯的电流：IL0.18 A由PUI得，通过暖风机的电流：I风1.82 A通过电热风器的电流：I热4 A则干路电流：IILI风I热0.18 A1.82 A4 A6 A7.（2018绵阳）小华家距离变压器2 km，在变压器与小华家之间的两条输电线，每条输电线每千米的电阻为0.5 ，即0.5 /km，变压器加在输电线两端的电压是220 V.在某一时间段，整个线路只有小华家一台额定电压为220 V、额定功率为2 420 W的电热水器工作.不考虑温度变化对电热水器电阻的影响.求：（1）输电线中电流的大小；（2）热水器的实际电功率.解：（1）由P可知，电热水器的电阻：R20 导线的电阻为：R22 km0.5 /km2 故电路的总电阻为：R总RR20 2 22 输电线中电流的大小为：I10 A（2）热水器的实际功率为：PI2R（10 A）220 2 000 W8.（2018恩施）如图为某电热器的电路图，R1和R2为电热丝，其中R1的规格为“220 V110 W”且阻值不随温度而变化，电源电压保持220 V恒定不变.（1）当S闭合时，10 min内电热器产生的热量是多少？（2）当S断开时，R1的实际功率为39.6 W，求此时电热器的总功率为多大？解：（1）当S闭合时，R2被短路t1060 s600 s电热器产生的热量：QWPt110 W600 s6.6104 J（2）当S断开时，R1和R2串联R1正常工作时的电流：I额0.5 AR1的电阻：R1440 由PI2R，当S断开时，通过R1的实际电流：I0.3 A此时电热器的总功率：P总U总I220 V0.3 A66 W9.（2018宜昌）如图甲是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机，其电路图如图所示，S1为温控开关，额定电压为220 V，加热功率为500 W，保温功率为60 W.R1、R2均为加热电阻丝（假设电阻不变），请解答下列问题：甲乙（1）电阻丝R1的阻值是多少？（2）某一次小红家中只使用了饮水机，在加热状态下她观察到电能表上的指示灯在5分钟内闪烁了54次，她家电能表上标有“1 600 imp/kWh”的字样，此时，饮水机的实际功率和实际电压是多少？解：（1）闭合S1，S2时，R1与R2是并联的，电路是加热状态；只闭合S时，为R2的简单电路，电路是保温状态，R1的功率：P1PP2500 W60 W440 W由P，R1的电阻：R1110 （2）5分钟消耗的电能：WkWh1.215105 J加热状态下的实际总功率：P实405 W加热状态下的总电阻：R总 实际电压：U实198 V电力转化型10.（2017河南）小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图甲所示.ABO为一水平杠杆，O为支点，OAOB51，当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到6 V时，报警器R0开始发出报警信号.已知电路中电源电压为8 V，R0的阻值恒为15 ，压力传感器R固定放置，其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计.试问：甲乙（1）由图乙可知，压力传感器R的阻值随压力F的增大而减小；（2）当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为多少？（3）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？解：（2）闭合开关时，压力传感器和报警器串联，由图乙可知当踏板空载时，压力传感器的电阻R25 ，此时电路中的电流：I0.2 A由I得，报警器两端的电压：U0IR00.2 A15 3 V，即电压表示数（3）报警器R0开始发出报警信号时，U06 V，此时电路中的电流：I0.4 A传感器两端的电压：U传UU08 V6 V2 V传感器的阻值：R5 ，由图象可知当传感器的阻值为5 时，对应的压力F压8 N，根据杠杆平衡条件可得：F压OAF踏板OB，即8 N5F踏板1，解得F踏板40 N11.（2018呼和浩特）传感器可以把力学物理量转化成电学信号，然后通过相互之间的函数关系，直接引用力的大小.测量压力大小的压力传感器，工作原理如图所示，其中M、N均为绝缘材料，M、N间有可收缩的导线（电阻大小不计），弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，电源电压恒为12 V，已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系.闭合开关S，压力F00时，滑片P在最上端；压力F11 N时，电流表示数为1 A，电压示数为3 V；当滑片P滑至最下端时，电压表示数为7.5 V.求：（1）定值电阻R1的大小；压力F与R2阻值之比k；（2）当滑片P滑至最下端时，压力F2的大小；（3）压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式.解：（1）由图可知，R1、R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，当F11 N时，电流表示数为1 A，电压表示数为3 V，由串联电路特点可知，此时U1UU212 V3 V9 V并且I1I21 A，由欧姆定律可得，R1的阻值：R19 此时R2连入电路的阻值：R23 所以压力F与R2阻值之比：k N/（2）当滑片P滑至最下端时，变阻器连入阻值最大，电压表示数7.5 V，此时电路中电流：II2I10.5 A所以R2的最大值：R2最大15 因为压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系，即：FkR2所以压力F2 N/15 5 N（3）由FkR2有R2串联电路特点和欧姆定律表示电压表示数：UVIR2R2得：F（N）题型之三热学综合计算类型1燃料（新能源）热学计算1.（2018聊城）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20 、质量为100 g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3 g.水的比热容为4.2103 J/（kg），酒精的热值为3.0107 J/kg求：（1）水吸收的热量是多少？（2）此过程中酒精灯烧水的热效率.（3）科学研究表明：1 g、100 的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26103 J的热量.水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5 g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量.解：（1）一个标准大气压下水的沸点为100 ，即需将水加热至100 ，水吸收的热量：Q吸cm（tt0）4.2103 J/（kg）0.1 kg（100 20 ）3.36104 J（2）3 g酒精完全燃烧释放的热量：Q放mq3103 kg3.0107 J/kg9104 J酒精灯烧水的热效率：37.3%（3）1 g、100 的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26103 J的热量，则5 g、100 的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量：Q5 g2.26103 J/g1.13104 J2.如图所示是现在一些城市的道路两边安装的一种“风光互补路灯”，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，风扇在风中不停地转动，俨然一道亮丽的风景.它不需要挖路面埋管铺设输电线路，无风有光时，通过太阳能电池板发电，有风无光时通过风力发电机发电，二者皆备时同时发电，并可日夜为蓄电池充电.以一杆传统的路灯和该新颖路灯对比，“风光互补路灯”一年大约可以节省电能3.6109 J，减少碳粉尘排放300 kg.请回答下列问题：（1）若煤炭的热值为3107 J/kg，一盏这样的路灯每年可节约煤炭多少千克？（2）若每年节约的能量有14%被水吸收，可将多少千克的水由20 加热到沸腾？水的比热容为4.2103 J/（kg）、大气压强为标准大气压解：（1）根据题意可知，煤炭放出的热量Q放3.6109 J，根据Q放mq，所以一盏这样的路灯每年可节约煤炭的质量：m煤炭120 kg（2）根据题意可知，水吸收的热量：Q吸3.6109 J14%5.04108 J根据Q吸cm（tt0），所以可加热到沸腾的水的质量：m水1 500 kg类型2电热计算3.（2018大理祥云县二模）如表是某储水式电热水器的铭牌.已知水的比热容c水4.2103 J/（kg）.根据表中的数据，求：（1）电热水器正常工作的电流是多大？（2）电热水器里的水刚好是额定容量时，把这些水从20 加热到50 ，水吸收的热量是多大？（3）在（2）问情况下，电热水器正常工作时放出的热量80%被水吸收，那么加热这些水需要多长的时间？型号：DXZFC40J200设计代号：CI额定容量：40 L额定功率：2 000 W额定电压：220 V额定频率：50 Hz额定压强：0.7 MPa防水等级：IPX4解：（1）电热水器正常工作时的电流：I9.09 A（2）水的质量：mV1.0103 kg/m340103 m340 kgQ吸cmt4.2103 J/（kg）40 kg（50 20 ）5.04106 J（3）由可得，加热这些水需要的时间：t3 150 s4.（2018云南玉溪市二模）图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其电加热的额定功率为1 500 W，图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24 V，A为水位指示表（由量程为00.6 A电流表改成），R0阻值为10 ，R1为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示.（1）热水器正常加热时，电热丝电阻为多大？（结果保留一位小数）（2）阴雨天，将储水箱中50 kg、30 的水加热到50 ，正常通电要多长时间？设电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失，c水4.2103 J/（kg）（3）当水位指示表指示储水箱深为0.2 m时，探测电路中的电流多大？ 甲乙丙解：（1）因为电加热时，P1 500 W，U220 V，所以由P得：R32.3 （2）水吸收的热量：Qcmt4.2103 J/（kg）50 kg（50 30 ）4.2106 J又因为WQPt，所以t2 800 s（3）由丙图可知，h0.2 m时，Rx150 ，则探测电路中的电流为：I0.15 A5.（2018曲靖二模）小明妈妈买了一台家用智能电热马桶盖（如图甲），图乙是马桶盖的加热电路图，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（见下表）：S1断开断开闭合闭合S2接b接a接a接b功率P00P122 WP244 WPx甲乙（1）求R1和R2的阻值；（2）由图乙可知，当S1闭合，S2接b时能实现高温挡加热，请求出表中“Px”的大小；（3）如果小明想让马桶圈的温度升高4 ，则用“中温挡”加热的方式需要多少时间设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m500 g，马桶圈材料的比热容c0.44103 J/（kg）解：（1）当S1断开，S2接a时，R1与R2串联，P122 W当S1闭合，S2接a时，只有R1接入电路，P244 W解得R11 100 ，R21 100 （2）当S1闭合S2接b时，R1与R2并联R总550 Px88 W即高温挡加热（3）马桶圈升温4 所需吸收的热量：Q吸cmt0.44103 J/（kg）0.5 kg4 0.88103 J不计热量损失，则WQ吸0.88103 J由WPt，用中温挡加热所需时间：t20s27