2018年中考物理分类汇编-26计算题

26 2018 威海 为响应国家 低碳环保 节能减排 的号召 我市新上线一批以 天然气为燃料的新型公交汽车 其参数如表 2 所示某次行驶过程中 汽车搭载 人员及物品共 3000kg 所受阻力为总重力的 0 01 倍 在 40s 时间内匀速直线行 驶 400m 共消耗天然气 0 025kg 天然气完全燃烧 其热值为 6 4 107J kg g 10N kg 针对此次行驶过程 求 1 汽车对地面的压强 2 汽车的功率 3 汽车发动机的效率 28 2018 威海 16 甲是海上打捞平台装置示意图 使用电动机和滑轮组将实心物 体 A 从海底竖直向上始终以 0 05m s 的速度匀速吊起 图 16 乙是物体 A 所受 拉力 F 随时间 t 变化的图象 不计摩擦 水的阻力及绳重 水 1 0 103kg m3 g 10N kg 请解答下列问题 1 物体 A 的体积是多少 2 物体 A 完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为 80 当物体 A 完全离开水面后 滑轮组的机械效率是多少 3 当物体 A 完全离开水面后 电动机两端电压为 380V 通过的电流为 5A 电动 机线圈的电阻为多少 不计电动机内部摩擦 26 2018 烟台 在某次综合实践活动中 小明利用蓄电池 电压为 24V 电压表 量程为 0 15V 校准电阻 R0 滑动变阻器 R 最大阻值为 100 等器材 设计了一种测定油箱内油 量的方案 图甲 选配合适的校准电阻值 能够使油箱装满汽油 滑动变阻器的触片在某一 端时 油量表示数为最大值 即电压表示数达到最大值 油箱中的汽油用完 滑动变阻器的触 片在另一端时 油量表示数为零 即电压表示数为零 1 校准电阻除了可以校准表盘 还有什么作用 校准电阻的阻值为多少 2 整个电路消耗的电功率的变化范围是多少 3 另一个小组的小红同学设计了如图乙所示的电路 请你从能耗的角度分析这种方案的优 点 分析 1 由图分析若没有 R0电压表的示数情况 从而可知 R0的作用 油箱装满汽油时 油量表 电压表 示数为最大值 15V 此时滑动变阻器的触头在电阻最大值 一端 由串联电路特点和 I 计算 R0的阻值 2 变阻器连入阻值最大时 电路中电阻最大 由 P 知整个电路功率最小 并计算 当汽油用完时 滑片在另一端 即在上端 此时电路为 R0的简单电路 电路功率最大 由 P 电路消耗功率的最大值 从而可得电路消耗功率的变化范围 3 由图乙知 滑动变阻器始终以最大值串联入电路中 由 P 分析电路中功率大小 从 而判断电路电能的消耗情况 解答 解 1 由题知 电源电压 U 24V 电路中若没有变阻器 R 则 R 两端电压等于电源电压 24V 超 过了电压表量程 0 15V 会被烧坏 所以校准电阻 R0串联在电路中 除了可以校准表盘 还 起到分压的作用 能避免电压超过电压表量程而损坏 当油箱装满汽油 由图甲知 滑片在下端 此时变阻器连入阻值最大 电压表示数达到最大值 15V 所以电路中电流 I I 0 IR 0 15A 所以 R0的阻值 R 0 60 2 当油箱装满汽油 变阻器连入阻值最大时 电路中电阻最大 电源电压一定 由 P 知整个电路功率最小 电路最小功率 P 最小 3 6W 当汽油用完时 滑片在另一端 即在上端 此时只有 R0接入电路中 电路功率最大 P 最大 9 6W 所以整个电路消耗的电功率的变化范围是 3 6W 9 6W 3 由图乙知 滑动变阻器始终以最大值串联入电路中 电压表示数 UV IR 滑 能反应测量的 变化情况 且电路中电阻始终处于最大值 由 P 可知电路中功率最小 由 W Pt 可知 同 样时间内电路消耗的电能最少 所以乙图的电路设计可以节能 故答案为 1 校准电阻除了可以校准表盘 还有能起保护电路的作用 校准电阻的阻值为 60 2 整个电路消耗的电功率的变化范围是 3 6W 9 6W 3 图乙的设计从能耗的角度看优点是节约电能 点评 本题以测量表为情景考查了电路设计 串联电路特点和欧姆定律定律以及电功率公式 的应用 从能耗上分析电路设计优点起到培养学生节能的意识 有意义 25 2018 淄博 如图甲所示电路中 电源电压保持不变 R 0 为定值电阻 R 为滑动变阻器 闭合开关 S 移动滑片 P 滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象如图乙所示求 1 滑动变阻器的最大阻值 2 R0 的阻值和电源电压 分析 1 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时 R1 的最大阻值和 R0 串联 电流表测电 路中的电流 此时电路中的电流最小 根据图乙读出电路中的最小电流和滑动变阻器的功率 根据 P I2R 求出滑动变阻器的最大阻值 2 根据的电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压 由图乙可知 当电路中的电流 I 0 4A 时滑动变阻器的功率 根据 P I2R 求出滑动变阻器的阻值 根据电阻的串联和欧姆定律表示出 电源的电压 根据电源的电压不变得出等式即可求出 R0 的阻值 进一步求出电源的电压 解答 解 1 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时 R 的最大阻值和 R0 串联 电流表 测电路中的电流 由图乙可知 电路中的最小电流 I 最小 0 2A 滑动变阻器的功率 P1 1 2W 由 P I2R 可得 滑动变阻器的最大阻值 R 最大 30 2 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和 所以 由 I 可得 电源的电压 U I 最小 R 最大 R0 0 2A 30 R0 由图乙可知 当电路中的电流 I 0 4A 时 滑动变阻器的功率 P1 1 6W 则滑动变阻器接入电路中的电阻 R 10 电源的电压 U I R R 0 0 4A 10 R0 因电源的电压不变 所以 0 2A 30 R0 0 4A 10 R 0 解得 R 0 10 电源的电压 U I 最小 R R 0 0 2A 30 10 8V 答 1 滑动变阻器的最大阻值 30 2 R0 的阻值 10 电源电压 8V 点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律 电功率公式的应用 关键是根据图象读出电 流和滑动变阻器功率的对应值 24 2018 枣庄 如图甲所示的电路 电源电压保持不变 小灯泡 L 标有 2 5V 0 25A 字样 滑动变阻器 R1 的最大值为 30 定值电阻 R2 30 电流表的量程为 0 0 6A 电压表的量程 为 0 3V 求 1 小灯泡的额定功率是多少 2 只闭合 S S 2 和 S3 将变阻器 R1 的滑片 P 调到中点时 电流表示数为 0 45A 则电源电 压是多少 3 只闭合开关 S S 1 移动变阻器的滑片 P 小灯泡 L 的 I U 图象如图乙所示 在保证各元 件安全的情况下 滑动变阻器 R1 允许的取值范围是多少 分析 1 由小灯泡 L 标有 2 5V 0 25A 字样 根据 P UI 求灯的额定功率 2 只闭合开关 S S 2 和 S3 分析电路的连接 L 短路 电阻 R1 与 R2 并联 求出并联的总 电阻 已知电流根据欧姆定律求出电源电压 3 只闭合开关 S S 2 R 1 与灯泡串联 R 2 不接入电路 移动变阻器的滑片 P 向左移动时 R1 变大 电压表的示数也变大 当电压表示数为 3V 时 R 1 最大 可求 R1 的电压 即可得小 灯泡的电压 可得电路中最小电流 可求此时滑动变阻器的电阻 当滑片向右移动时 R 1 变小 电流表的示数变大 U L 也变大 由图象可知电路中的最大电流 根据欧姆定律可求此时滑动 变阻器的电阻 即可得在保证各元件安全的情况下 滑动变阻器 R1 允许的取值范围 解答 解 1 小灯泡的额定功率是 PL ULIL 2 5V 0 25A 0 625W 2 只闭合开关 S S 2 和 S3 分析电路的连接 L 短路 电阻 R1 与 R2 并联 并联的总电阻 R 并 10 由 I 可得电源电压 U IR 并 0 45A 10 4 5V 3 只闭合开关 S S 1 灯泡 L 与 R1 串联 R 2 不接入电路 移动变阻器的滑片 P 向左移动时 R1 变大 电压表的示数也变大 当电压表示数为 3V 时 R 1 最大 则 R1 的电压 U1 大 3V 此时 小灯泡两端的电压为 U L U U1 大 4 5V 3V 1 5V 由图乙可知电路中最小电流 I 最小 0 2A 所以 R1 连入电路的电阻 R 1 15 当滑片向右移动时 R 1 变小 电流表的示数变大 U L 也变大 由图象可知电路中的最大电流 I 最大 0 25A 0 6A 电流表安全 由图象可知 此时 UL 2 5V R1 两端的电压为 U 1 U UL 4 5V 2 5V 2V R1 连入电路的电阻 R 1 8 所以在保证各元件安全的情况下 滑动变阻器 R1 允许的取值范围是 8 15 答 1 小灯泡的额定功率是 0 625W 2 只闭合 S S 2 和 S3 将变阻器 R1 的滑片 P 调到 中点时 电流表示数为 0 45A 则电源电压是 4 5V 3 只闭合开关 S S 1 移动变阻器的滑片 P 小灯泡 L 的 I U 图象如图乙所示 在保证各元 件安全的情况下 滑动变阻器 R1 允许的取值范围是 8 15 点评 本题考查串联 并联电路的规律和欧姆定律及电功率公式的运用 关键是正确识别电 路 从图象中获取有效的信息 32 2018 青岛 如图甲所示电路 电源电压恒为 6V 小灯泡 L 的 I U 图象如图乙所示 电阻 R1 为 30 滑动变阻器 R2 的额定电流为 1A 电流表的量程为 0 0 6A 电压表的量程为 0 3V 请画出该题的各个等效电路图 1 当开关 S1 S 2 S 3 都闭合时 L 正常发光 此时通过 R1 的电流是多少 2 只闭合开关 S3 移动滑片 P 当 R2 接入电路中的阻值为其最大阻值的 时 电流表的示 数为 0 2A 滑动变阻器的最大阻值是多少 3 在保证各元件安全的条件下 电路消耗的最大功率和最小功率各是多少 分析 1 当开关 S1 S 2 S3 都闭合时 变阻器短路 画出等效图 由 L 正常发光确定灯的 实际电压 根据并联电路电压的规律 求出电源电压即 R1 的电压 由欧姆定律求此时通过 R1 的电流 2 由图乙知 找出灯的电压为 6V 时 灯的额定电流 由欧姆定律求出灯正常发光的电阻 只闭合开关 S3 灯与变阻器串联 电压表测变阻器的电压 电流表测电路中的电流 画出等效 图 2 由已知条件 由欧姆定律求出电路的总电阻 根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻 值 3 根据 P 当电路的总电阻最小时 总功率最大 根据串联电阻大于其中任一电阻 并联电阻小于其中任一电阻 分析电路的连接求最小总电阻 根据 P 求出电路的最大功率 根据 P 当电路的总电阻最大时 总功率最小 因 R1 R L 根据串联电阻的规律求出此 时的最大电阻 电路中的电阻越大 电路中电流越小 电流表越安全 根据分压原理 电压表 示数小于的 R1 的电压 根据串联电路电压的规律 比较电压表示数与 3V 的大小 根据 P 求电路的最小功率 解答 解 1 当开关 S1 S 2 S 3 都闭合时 变阻器短路 等效图如图 1 所示 L 正常发光 灯的实际电压为 6V 根据并联电路电压的规律 电源电压即 R1 的电压为 6V 由 欧姆定律 此时通过 R1 的电流是 I1 0 2A 2 由图乙知 灯的电压为 6V 时 灯的额定电流为 0 25A 由欧姆定律 故灯正常发光的电 阻 RL 24 只闭合开关 S3 灯与变阻器串联 电压表测变阻器的电压 电流表测电路中的电流 如图 2 所示 移动滑片 P 当 R2 接入电路中的阻值为其最大阻值的 时 电流表的示数为 0 2A 由 欧姆定律 电路的总电阻 R 30 根据电阻的串联 R R L R 滑 滑动变阻器的最大阻值是 R 滑 4 R R L 4 30 24 24 3 根据 P 当电路的总电阻最小时 总功率最大 根据串联电阻大于其中任一电阻 并联电阻小于其中任一电阻 故只有当开关 S1 S 2 S 3 都闭合时 如图 1 所示 灯与 R1 并联 时 总电阻最小 R 并 电路的最大功率 P 大 2 7W 根据 P 当电路的总电阻最大时 总功率最小 因 R1 R L 故当 R1 与变阻器的最大电 阻串联时 即只闭合开关 S1 移动滑片 P 当 R2 接入电路中的阻值为其最大阻值时 如图 3 所示 电路的总电阻最大 因 R1 R 2 根据分压原理 电压表示数小于的 R1 的电压 根据串联电路电压的规律 因电源 电压为 6V 故此时电压表示数小于 3V 电压表安全 故电路的最小功率 P 小 0 67W 答 1 当开关 S1 S 2 S 3 都闭合时 L 正常发光 此时通过 R1 的电流是 0 2A 2 滑动变阻器的最大阻值是 24 3 在保证各元件安全的条件下 电路消耗的最大功率为 2 7W 最小功率是 0 67W 点评 本题考查串联 并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用 关键是有最大和最 小功率电路的连接 26 2018 聊城 11 分 如图所示电路 电源电压保持不变 定值电阻 R1 20 R 2 10 R 是滑动变阻器 当滑动变阻器滑片 P 移动到最右端 开关 S1 闭合 开关 S2 断开时 电流表的示数为 0 3A 当滑动变阻器滑片 P 移动到中点时 开关 S1 闭合 S2 断开时 电压表的示数为 U1 保持滑动变阻器滑片 P 位置不变 开关 S2 闭合 S1 断开时 电压表的示数为 U2 且 U1 U 2 2 3 求 1 电源电压 2 滑动变阻器的最大阻值 3 要使整个电路消耗的电功率为最小 请写出 开关 S1 S 2 的开闭状态 滑动变阻器滑片 P 移动到的位置 并计算出最小电功率是多少 23 2018 东营 11 分 如图所示 某施工队利用滑轮组从水中提取物体 上升过程中物 体始终不接触水底 已知物体质量为 4t 体积为 1m3 g 10N kg 水 1 103kg m3 1 物体完全浸没在水中时 求物体所受浮力的大小 2 物体下表面与水面距离为 3m 时 求物体下表面所受水的压强 3 若不计动滑轮的自重 绳重和摩擦 当浸没在水中的物体被匀速提升时 求电动机 对绳子的拉力 4 物体离开水面后 在电动机作用下匀速上升 若电动机功 率为 9kW 对绳子的拉力为 1 5 104N 求物体上升的速度和滑轮组 的机械效率 机械效率精确到 0 1 23 11 分 解 1 物体受到的浮力 F 浮 G 排 水 V 排 g 1 0 103kg m3 1m3 10N kg 1 104N 2 分 2 物体下表面所受的压强 电动机 P 水 gh 1 0 103kg m3 10N kg 3m 3 104Pa 2 分 3 物体的质量 m 4t 4 103kg 物体所受的重力 G mg 4 103kg 10N kg 4 104N 1 分 动滑轮对物体的拉力 F 1 G F 浮 4 104N 1 104N 3 104N 电动机对绳子的拉力 F 2 F1 3 3 104N 3 1 104N 2 分 4 由 vtWP s 电动机拉动绳子的速度为 smNFP 6 015 W94 31 物体上升的速度为 2 分smv 203 滑轮组的机械效率为 2 分 9 8105 44总有 NFGhFsGW 评分标准 其他解法只要正确 即可得分 24 2018 东营 11 分 多功能养生壶具有精细烹饪 营养量化等功能 深受市场认可和 欢迎 图乙是某品牌养生壶简化电路图 水 1 103kg m3 c 水 4 2 103J kg g 10N kg 1 开关 S1 S2 处于什么状态 养生壶为高温档 说明判断依据 2 求 R1 的阻值 3 养生壶处于低温档工作时 求电路中的电流大小 4 在标准大气压下 使用高温档将初温是 12 的一壶水烧开 若养生壶高温档加热效 率为 80 求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间 项 目 参 数 电源电压 V 220 低温档功率 W 275 中温档功率 550 24 11 分 解 1 当开关 S1 闭合 S 2 接 B 时 为高温档 1 分 因为当开关 S1 闭合 S 2 接 B 时 电阻 R1 R 2 并联 电路中的总电阻最小 总功率最大 所以此状态为高温档 2 分 2 当 S2 断开 S 1 闭合时 只有电阻 R1 接入电路 养生壶处于中温档 由 P UI 得 正常工作时通过 R1 的电流为 AVUI5 20W1 由 得 R 1 的阻值为 2 分 85 21AI 3 由 P UI 得 养生壶在低温档工作时电路中的电流为 2 分VU107W低低 4 水的质量 m V 1 103kg m3 1 10 3m3 1kg 水吸收的热量 Q 吸 cm t t0 4 2 103J kg 1kg 100 12 3 696 10 5J 2 分 由 W Pt 得吸 烧开一壶水需要的时间为 W 高温档功率 W 1100 容积 L 1 R2 BA R1 S2 S1 220V 甲 乙 2 分sWJPQt4208 10693 5吸 评分标准 其他解法 说法 只要正确 即可得分 26 2018 德州 10 分 我国首款大型水陆两栖飞机 鲲龙 AG600 如图 24 所示 该飞机蓄 满水后总质量 53 5t 为检测飞机性能 先后进行了模拟灭火和水面滑行测试 在灭火测试 中 飞机盘悬在火场上方 150m 处 将所蓄水分次投下 每次投水 200kg 用时 20s 到达地 面 在水面滑行测试中 飞机在水平面上以 10m s 的速度沿直线匀速滑行了 60s 若飞机 发动机牵引力的总功率始终保持 2 5 106W 水 1 0 103kg m3 g 10N kg 求 1 飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积 2 每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率 3 飞机在水面沿直线匀速滑行时 飞机所受的牵引力 27 2018 德州 8 分 实验小组的同学设计了如图 25 a 所示的电路 已知电源电压不变 闭合开关 S 调节滑动变阻器滑片 P 的位置 根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如 图 25 b 所示的两条 U I 图线 其中利用电压表 和电流表 的数据描绘出甲图线 利用 V1 A 电压表 和电流表 的数据描绘出乙图线 V2 A 求 1 定值电阻 R2 的阻值 2 电源电压的大小及定值电阻 R1 的阻值 3 R2 消耗的最大功率 29 2018 玉林 如图所示是打捞物体的模拟装置 现电动机带动钢丝绳自由端以 0 5m s 的 速度匀速拉动滑轮组 经过 5min 将体积为 0 1m3 的物体由海底提升到海面 物体离开海面后 钢丝绳自由端的速度变为 0 49m s 此时电动机的输出功率比物体在海水中时增大了 12 不 计物体的高度 绳重和摩擦 物 7 6 103kg m3 g 取 10N kg 海水 取 1 0 103kg m3 求 1 物体浸没在海水中受到的浮力 2 物体在海底时的深度 3 物体在海底时受到海水的压强 4 物体在海面下匀速上升过程中 该滑轮组的机械效率 不计动滑轮体积 分析 1 物体排开海水的体积等于物体的体积 利用阿基米德原理求浸没在海水中受到的 浮力 2 由图知 n 5 物体升高速度等于绳子自由端移动速度的 利用速度公式求物体在海 底时的深度 3 利用 p gh 求物体在海底时受到海水的压强 4 利用 G mg gV 求物体重力 设物体在水中电动机的功率为 P1 钢丝绳自由端的拉力为 F1 P 1 F1v1 物体在离开水面后电动机的功率为 P2 钢丝绳自由端的拉力为 F2 P 2 F2v2 而物 体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了 12 据此求 F1 F 2 的大小关系 由图知 n 5 不计绳重和摩擦 拉力 F1 G F 浮 G 轮 F 2 G G 轮 进一步求出动滑 轮重力 物体在海面下匀速上升过程中 该滑轮组的机械效率 解答 解 1 物体浸没在海水中时 排开海水的体积 V 排 V 0 1m3 则物体浸没在海水中受到的浮力 F 浮 海水 gV 排 1 0 103kg m3 10N kg 0 1m3 1000N 2 由图知 n 5 物体升高的速度 v 物 v 0 5m s 0 1m s 由题意可得 物体在海底时的深度 h v 物 t 0 1m s 5 60s 30m 3 物体在海底时受到海水的压强 p 海水 gh 1 0 103kg m3 10N kg 30m 3 105Pa 4 物体重力 G mg 物 gV 7 6 103kg m3 10N kg 0 1m3 7600N 设物体在水中时电动机的功率为 P1 钢丝绳自由端的拉力为 F1 绳自由端的速度 v1 0 5m s 则 P1 F1v1 F1 0 5m s 物体在离开水面后电动机的功率为 P2 钢丝绳自由端的拉力为 F2 绳自由端的速度 v2 0 49m s 则 P2 F2v2 F2 0 49m s 由题知 物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了 12 即 P 2 P1 1 12 代入数据可得 F 2 0 49m s F1 0 5m s 1 12 解得 F 2 F1 由图知 n 5 不计绳重和摩擦 两次的拉力分别为 F1 G F 浮 G 轮 F 2 G G 轮 可得 G G 轮 G F 浮 G 轮 解得 G 轮 8F 浮 G 8 1000N 7600N 400N 物体在海面下匀速上升过程中 动滑轮对物体的拉力 G F 浮 所做的功为有用功 不计绳重和摩 擦 克服动滑轮重力做功为额外功 此过程中该滑轮组的机械效率 100 94 3 答 1 物体浸没在海水中受到的浮力为 1000N 2 物体在海底时的深度为 30m 3 物体在海底时受到海水的压强为 3 105Pa 4 物体在海面下匀速上升过程中 该滑轮组的机械效率为 94 3 点评 本题为力学综合题 考查了重力公式 密度公式 速度公式 阿基米德原理 液体压 强公式 功率公式 效率公式的应用 难点在第四问 利用提供的电动机功率关系求出动滑轮 重力是关键 33 2018 龙东 现代城市人口密度越来越大 交通越来越拥堵 电动平衡车是 现代较轻便的代步工具 以其体积小巧 结构简洁和驱动安全等优点 成为短途 出行的理想交通工具 某品牌平衡车的部分参数如表所示 质量为 50kg 的小明从 家骑行该品牌平衡车去体育广场 最大速度匀速行驶 10min 到达体育广场 行驶 中平衡车所受阻力为人和车总重的 0 1 倍 求 产品 电动平衡车 电机额定功率 500W 最大速度 18km h 单轮胎触底面积 20cm2 续航 20km 可爬坡角度 35 轮胎个数 2 车身自重 10kg 1 小明家到体育广场的距离是多少 2 小明在水平路面上骑行时 车对地面的压强是多少 3 小明去体育广场过程中 平衡车的动力的功率是多少 解答 解 1 由表格数据可知 平衡车的最大速度 v 18km h 5m s 由 v 可得 小明到体育广场的距离 s vt 5m s 10 60s 3000m 2 车和小明的总重力 G m 人 m 车 g 50kg 10kg 10N kg 600N 小明在水平路面上骑易步车时 因水平面上物体的压力和自身的重力相等 F G 所以 车对地面的压强 p 1 5 105Pa 3 小明和平衡车的总重力 G 600N 因平衡车匀速行驶时处于平衡状态 受到的牵引力和阻力是一对平衡力 所以 牵引力的大小 F f 0 1G 0 1 600N 60N 平衡车电机牵引力的功率 P Fv 60N 5m s 300W 答 1 小明的家到体育广场的距离为 3000m 2 小明在水平路面上骑易步车时 车对地面的压强为 1 5 105Pa 3 小明去体育广场过程中 平衡车的动力的功率是 300W 29 2018 南京 2018 年 2 月 一辆无人驾驶迷你巴士在南京试运行 如图所示它是一辆 微 型公交 体现了 绿色环保 低碳出行 的科学发展理念 1 巴士行驶过程中 以巴士为参照物 路边的树是 运动 的 2 为了安全 巴士设计的最大速度是 20km h 若它匀速行驶 6km 耗时 20min 则巴士行 驶的速度多大 3 满载的巴士静止在水平地面上 总质量为 3000kg 若轮胎与地面的总接触面积为 600cm2 则它对地面的压强是多少帕 g 取 10N kg 分析 1 被研究的物体和参照物之间如果发生位置的改变 被研究的物体是运动的 如果 没有发生位置的改变 被研究的物体是静止的 2 由速度公式计算巴士行驶的速度 2 由于巴士静止在水平地面上 对地面的压力等于巴士的重力 知道受力面积 再利用 p 求巴士对地面的压强 解答 解 1 巴士行驶过程中 如果以巴士为参照物 路边的树和巴士之间发生了位置改变 所以以 巴士为参照物 树是运动的 2 巴士匀速行驶 6km 耗时 20min 所以巴士行驶的速度 v 18km h 3 因为巴士静止在水平地面上 对地面的压力等于巴士的重力 即 F G mg 3000kg 10N kg 3 104N 巴士对地面的压强 p 5 105Pa 故答案为 1 运动 2 巴士行驶的速度为 18km h 3 巴士静止在水平地面上 对地面的压强为 5 105Pa 点评 本题考查了物体运动状态的判断 速度和压强公式的应用 计算中要注意物理量单位 的统一 难度不大 30 2018 南京 在综合实践活动中 科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置 如图 甲所示 电源电压恒为 16V R 0 为定值电阻 L 为额定电压是 2 5V 的小灯泡 其 I U 关系的部 分数据如图乙所示 AB 为长 14cm 阻值 60 粗细均匀的电阻丝 电阻丝的阻值与长度成正比 OP 为质量 电阻均不计的金属细杆 下端连接一个重 2N 的圆球 P 闭合开关 S 无风时 OP 下垂并与 A 端接触 此时电流表示数为 0 2A 有风时 OP 绕悬挂点 O 转动 风对球的作 用力 F 方向始终水平向右 已知 OA 为 10cm OP 始终与 AB 接触良好且无摩擦 求 1 电流表示数为 0 2A 时 灯泡的电阻为 5 2 无风时 R0 消耗的电功率 3 为保护电路 允许风对球施加的最大作用力 分析 1 电流表示数为 0 2A 时 通过灯泡的电流为 0 2A 由图乙得出灯泡此时的电压 利用欧姆定律即可求出灯泡的电阻 2 无风时 根据 I 和串联电路的特点求出定值电阻 R0 两端电压 利用 P UI 即可求出 R0 消耗的电功率 3 闭合 S 时 灯泡 定值电阻 R0 和电阻丝串联 由于风对球施加的作用力越大 OP 的偏 离角度越大 设此时 OP 与 AB 的接触点为 C 由于电阻丝连入电路的电阻越小 根据欧姆定 律可知电路中的电流最大 所以根据灯泡的额定电流可得出电路中的最大电流 然后根据串联 电路的特点和欧姆定律求出电阻丝连入电路的电阻 由于电阻丝的电阻与电阻丝的长度成正比 据此得出 AC 的长度 最后根据杠杆平衡条件和三角形的知识求出最大作用力 解答 解 1 由图可知 灯泡 定值电阻 R0 和电阻丝串联 因串联电路电流处处相等 所以 当电流表示数为 0 2A 时 通过灯泡的电流为 0 2A 由图乙可知此时灯泡两端的电压为 1V 则根据 I 可得 灯泡的电阻 R L 5 2 无风时 OP 下垂并与 A 端接触 电阻丝接入阻值最大为 60 根据 I 可得 电阻丝两端的电压 U AB IRAB 0 2A 60 12V 根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得 R 0 两端的电压 U0 U UL UAB 16V 1V 12V 3V 则此时 R0 消耗的电功率 P 0 U0I 3V 0 2A 0 6W 3 根据 I 可得 R0 的阻值 R0 15 由于灯泡的额定电压为 2 5V 则电路中最大电流等于灯泡正常工作时的电流 由图乙可知最 大电流为 I 0 3A 此时风对球的压力最大 OP 绕 O 转动的角度最大 设此时 OP 与 AB 的接触 点为 C 则根据欧姆定律可得 R 0 两端的电压 U 0 I R0 0 3A 15 4 5V 因串联电路中总电压等于各分电压之和 所以 RBC 两端的电压 UBC U U 额 U0 16V 2 5V 4 5V 9V 根据 I 可得此时电阻丝连入电路的电阻 RBC 30 由于电阻丝的电阻与电阻丝的长度成正比 则 所以 BC AB 14cm 7cm 则 AC AB BC 14cm 7cm 7cm 如右图 把 OP 视为一根杠杆 F 的力臂为 OD G 的力臂等于 PD 根据杠杆平衡条件可得 F OD G PD 则 由于 OAC ODP 根据相似三角形的知识可得 所以 则 F 2N 1 4N 答 1 5 2 无风时 R0 消耗的电功率为 0 6W 3 为保护电路 允许风对球施加的最大作用力为 1 4N 点评 本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律 电功率公式的应用 关 键是知道当灯泡正常工作时电路中的电流最大 22 2018 长沙 某校科技小组参观完湘江航电枢纽后 了解到船只过船闸的时间很长 为此 他们在网查阅资料 设计了一个船只升降实验模型 模型中的左右两个船厢 A B 的容积均为 2000cm3 质量均为 400g 含配件 现关闭进水阀和排水阀 使柱形容器 E 质量不计 中有足够 多的水 在船厢 A B 中各装 800g 的水 整个装置静止后 圆柱体浮筒 D 浸在水中的深度为 8cm 他们依次进行了如下 2 3 的操作 假设绳子足够长 不计绳重和伸长 浮筒 D 与容 器 E 始终无接触 且容器 E 的水无溢出 实验过程中设法确保装置平稳 忽略摩擦 木头不吸 水 木 水 水 1 0 103kg m3 g 取 10N kg 1 船厢中各装 800g 的水后 求每只船厢所受的总重力 2 打开进水阀 在柱形容器 E 中注入一定质量的水 浮筒 D 上升 使船厢下降 10cm 再关闭 进水阀 求 船厢 A 的总重力对 A 所做的功 此时浮筒 D 浸入水中的深度 3 当操作 2 使船厢下降 10cm 后静止时 压强传感器柱形容器显示 4400Pa 接下来 用手使 浮筒 D 保持此刻位置不变 再在两边船厢中同时放入代表船只的 800g 木块后 打开排水阀 放 出 200cm3的水后关闭排水阀 然后松手 浮筒 D 仍然在原位置保持静止 绳 C 的拉力为 18N 压 强传感器显 4000Pa 然后 把 800g 木块同时从船厢中取出 并在船厢中同时注满水 再把 900g 和 1000g 的木块分别放入 A B 船厢后 当整个装置静止时 压强传感器的示数为 p1 最 后 打开进水阀向容器中缓慢注入 m 千克水 使压强传感器的示数为 3p1 再关闭进水阀 求 浮筒 D 的质量和注入圆柱形容器 E 中的水的质量 m 考点 滑轮 重力 浮力 专题 机械运动和力 机械能 解析 1 重力 G mg 0 4kg 0 8kg 10N kg 12N 2 W Fs Gh 12N 0 1m 1 2J h 浸 8cm 由 FC G 动 G 厢 可得 G 动 G 厢 FC 20N 18N 2N 由 p 液 g h 400Pa 3液 401 1 h 4mcpPagkgmNkg 由 12N G 动 GD F 浮 20N G 动 GD F 浮 解得 F 浮 8N 3液 281 0 10 4S 0cNghkgmkg F 浮 水 gh 浸 h 1 0 10 3kg m3 10N kg 0 08m 0 02m2 16N F 浮 16N 8N 8N G D 10N 16N 26N m D 2 6kg 由 V S E SD h 3V20cE4 S 5mh 由 4000Pa SE G 水 F 浮 G 水 4000Pa 250 10 4cm2 8N 92N 注满水 20N 4N 2N G D F 浮 F 浮 4N 由于 P1SE G 水 F 浮 92N 4N 96N 3P1SE G 水 G 注 F 浮 12G96注 0 1 2EPSNgkgm 故答案为 1 12N 2 1 2J 8cm 3 19 2kg 21 2018 呼和浩特 天然水流蕴藏着巨大的能量 是人类可以利用的重要能源之一 兴建水 电站可以把天然水流蕴藏着的巨大能量转换成电能 是水能利用的主要形式 有一处水利工程 在河流上修建了 115m 高的拦河大坝 如图所示 年平均水流总量为 3 1010m3 该水利工程 的主要任务包括防洪 发电和航运 在发电方面 年平均发电总量为 6 109kW h 现安装水 轮发电机 20 台 每台水轮发电机装机容量 即发电功率 为 9 26 104kW 水的密度为 1 0 103kg m3 g 取 10N kg 求 1 年平均水流总量所受的重力 2 若上 下游水位差为 100m 年平均水流总量做的总功及转化为电能的效率 3 若每台发电机平均年发电时间为 180 天 则平均每天约有多少台发电机在工作 分析 1 利用 G mg Vg 求年平均水流总量所受的重力 2 利用 W Gh 求年平均水流总量做的总功 知道年平均发电总量 转化为电能的效率等于 年平均水流总量做的总功与年平均发电总量之比 3 若每台发电机平均年发电时间为 180 天 可求每天发电量 求出每台水轮发电机发电量 进一步求需要发动机数量 解答 解 1 年平均水流总量所受的重力 G mg Vg 1 0 103kg m3 3 1010m3 10N kg 3 1014N 2 年平均水流总量做的总功 W Gh 3 1014N 100m 3 1016J 年平均发电总量 W 电 6 109kW h 6 109 3 6 106J 2 16 1016J 转化为电能的效率 100 72 3 若每台发电机平均年发电时间为 180 天 则每天发电量 W 电 108kW h 每台水轮发电机发电量 W 电 Pt 9 26 104kW 24h 2 2224 106kW h 需要发动机数量 n 15 台 答 1 年平均水流总量所受的重力为 3 1014N 2 若上 下游水位差为 100m 年平均水流总量做的总功 转化为电能的效率分别为 3 1016J 72 3 若每台发电机平均年发电时间为 180 天 则平均每天约有 15 台发电机在工作 点评 本题为力学和电学综合题 考查了重力公式 密度公式 功的公式 效率公式的应用 由于数字较大 要细心 易错题 31 6 分 2018 攀枝花 绿水青山就是金山银山 为了保护环境 我国大力发展电动汽车 车替代传统燃油汽车 表中是某种电动汽车的部分参数 假设车上只有司机一人 质量为 60kg 汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的 0 04 倍 电动汽车充满电后以节电模式匀速行驶 20km 电池剩余容量为 38kW h g 10N kg 空车质量 1380kg 轮胎与地面总接触面积 320cm 电池容量 42kW h 最高时速 120km h 最大功率 100kW 最大续航里程 260km 求 1 电动汽车对水平地面的压强 2 电动汽车匀速行驶 20km 牵引力所做的功 3 电动汽车电能转化为机械能的转化效率 分析 1 电动汽车对地面的压力等于汽车和人的总重力 根据 G mg 解答 然后根据公式 p 计算压强 2 汽车匀速行驶 牵引力与阻力相等 根据 W Fs 便可计算出牵引力做的功 3 汽车消耗的电能等于电池容量与剩余容量之差 牵引力做的功与消耗电能之比便为电动 汽车电能的转化效率 解答 解 1 电动汽车对水平地面的压力为 F G m1 m2 g 1380kg 60kg 10N kg 1 44 10 4N 电动汽车对地面的压强为 p 4 5 105Pa 2 电动汽车匀速行驶 所以牵引力与阻力平衡 则电动汽车受到的牵引力为 F f 0 04G 0 04 1 44 104N 576N 则电动车行驶 20km 牵引力做的功为 W Fs 576N 20 103 m 1 152 107J 3 由表格数据可知电池容量为 42kW h 行驶 20km 时电池剩余容量为 38kW h 则此过程中电动汽车消耗的电能为 W 总 42kW h 38kW h 4kW h 1 44 107J 则电动汽车电能转化为机械能的转化效率 100 100 80 答 1 电动汽车对水平地面的压强为 4 5 105Pa 2 电动汽车匀速行驶 20km 牵引力所做的功为 1 152 107J 3 电动汽车电能转化为机械能的转化效率为 80 点评 本题是电 力的综合题目关键能够掌握力学中压强 功的计算方法 找到力和电的联 系 才能正确计算转化效率 14 2018 湖州 小华家新买了电动自行车 说明书上的部分内容录在如图甲中 注 电池 容量 10Ah 可理解为 若以 10 安的电流放电可使用 1 小时 请回答 1 该电动自行车的额定电流多大 2 若该电动自行车行驶的平均车速为 20 千米 时 使用 50 的电池容量 按额定电流放电 不计放电时能量损失 能行驶多长路程 3 某天小华想在自家的小车库内充电 发现车库内只安装了电灯 没有插座 于是小华想 在如图乙所示的原有线路上安装一个双孔插座 应在 a b C 三处中哪两处之间安装才合理 C A a 和 b B b 和 c C a 和 c 分析 1 已知电动车额定电压和额定功率 利用公式 I 得到额定电流 2 已知电动车额定电流及使用的电池容量 可以得到行驶时间 已知行驶时间和速度 利 用公式 s vt 得到行驶路程 3 双孔插座需要分别连接火线和零线 并且与其它用电器或插座并联 解答 解 1 因为 P UI 所以电动车的额定电流为 I 5A 2 电动车行驶的时间为 t 1h 因为 v 所以电动车行驶的路程为 s vt 20km h 1h 20km 3 由图知 要使双孔插座能够正常使用 需要与灯泡并联 并且不受开关控制 所以要连 接在 a c 之间 故选 C 答 1 电动自行车的额定电流为 5A 2 电动自行车能行驶路程为 20km 3 C 点评 此题是一道应用题 考查了电功率变形公式和速度变形公式的应用及家庭电路的安装 读懂题目信息是解答第二小题的关键 27 4 分 2018 广安 空难事故发生后 为了找到事故原因 救援人员到现场后 总会寻 找被誉为 空难见证人 的黑厘子 某架飞机的黑厘子质量 30kg 是一个长 0 5m 宽 0 lm 高 0 2m 的长方体 现沉在距海面 30m 的海底 黑匣子未与海底紧密接触 搜救人员将其匀 速托出海面后依然完好 为破解事故真相提供了最有力的证据 根据以上信息请计算 海水 近似取 1 0 103kgm3 g 取 10N kg 1 黑匣子在海底时下表面受海水的压强是多少 2 黑厘子在海水中浸没时受到的浮力是多大 3 搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面与海平面相平做了多少功 分析 1 已知黑匣子所处的深度和海水的密度 根据液体压强公式求出它受到海水的压强 2 知道黑匣子的长 宽 高可求体积即为在海水中排开的体积 再根据阿基米德原理求出 受到的浮力 3 潜水员匀速托起此黑匣子时 黑匣子处于平衡状态 受到的竖直向上的托力和浮力与竖 直向下的重力是平衡力 根据平衡条件求出托力的大小 根据 W Fs 算出搜救人员在海水中托 起黑匣子上升到上表面与海平面相平做的功 解答 解 1 黑匣子在海底受到海水的压强 p gh 1 103kg m3 10N kg 30m 3 105Pa 2 黑匣子浸没海水中排开海水的体积 V 0 5m 0 1m 0 2m 0 01m3 黑匣子在海水中受到的浮力 F 浮 gV 1 103kg m3 10N kg 0 01m3 100N 3 潜水员匀速托起此黑匣子时 黑匣子受到的竖直向上的托力和浮力与竖直向下的重力是 平衡力 则 F 托力 G F 浮 mg F 30kg 10N kg 100N 200N 搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面与海平面时运动的距离 s h h 匣子 30m 0 2m 29 8m 搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面与海平面时做的功 W F 托力 s 200N 29 8m 5960J 答 1 黑匣子在海底受到海水的压强为 3 105Pa 2 黑匣子在海水中受到的浮力 100N 3 搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面与海平面相平做了 5960J 的功 点评 本题考查了液体压强 阿基米德原理 平衡力的应用以及功的公式等知识 关键是知 道物体浸没时排开水的体积和本身的体积相等 同时计算过程要注意单位的换算 25 2018 十堰 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应 而将光能直接转化为电能的一 种技术 其发电系统主要有太阳能电池板 控制器和逆变器三大部分组成 其简化电路如图所 示 当太阳光照射太阳能电池板发电时 控制信号将 闭合 断开 蓄电池充电 当控制信 1 2 号将 闭合后 向外供电 光伏发电广泛应用于小型电源 中型供电系统和大型发电站 2 李湾村新建的文化广场上 有很多以光伏发电为电源的路灯 若某路灯电源的输出电压为 1 20V 电流为 则输出功率是多大 输出电路中的电阻是多少 0 5 该村还建成了一座扶贫光伏发电站 总功率为 2 其一天的发电量是多少千瓦时 一天的有5 104 效光照时间按 8 小时计算 光伏发电站发的电用于灌溉农田 可将低处河水抽到 3 高处灌溉渠中 若高低落差为 10m 抽水机的效率为 则每度电可抽取河水多少立方米 60 g 取 河水 1 10 3 3 10 根据你所学的知识 请写出一条光伏发电的优点 科 4 学合理即可 25 清洁无污染 可再生 节约化石能源 25 解 电源的输出功率 1 20 0 5 10 由 得 输出电路中的电阻 20 0 5 40 光伏发电站一天的发电量 2 总 总 5 10 4 8 4 105 3 电 1 3 6 10 6 由 得 将低处河水抽到高处克服重力做的功 机械 电 100 机械 电 60 3 6 10 6 2 16 106 由 得 水的质量 机械 2 16 106 10 10 2 16 104 由 得 水的体积 河水 河水 2 16 104 1 103 3 21 6 3 光伏发电的优点 清洁无污染 可再生 节约化石能源 4 答 电源的输出功率是 10W 输出电路中的电阻是 1 40 一天的发电量是 千瓦时 2 4 105 每度电可抽取河水 立方米 3 21 6 光伏发电的优点 清洁无污染 可再生 节约化石能源 4 根据 求出电源的输出功率 根据 求出输出电路中的电阻 1 根据 求出光伏发电站一天的发电量 2 先根据 求出将低处河水抽到高处灌溉渠做的功 然后根据 和 3 机械 电 100 密度公式求出水的体积 从节约能源 减少污染的角度作出分析和解答 4 本题考查了功率公式 欧姆定律 电功公式 效率公式 功的公式以及效率公式的应等知识 同时考查了物理知识与社会生活的密切关系 熟练应用相关公式即可解题 难度不大 30 2018 福建 A 用 伏安法 测量电阻 Rx 的阻值 提供的实验器材有 待测电阻 Rx 两节 干电池 电流表 电压表 滑动变阻器 开关及导线若干 1 根据图甲的电路图 用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整 2 闭合开关后 移动滑动变阻器的滑片 电压表示数较大且几乎不变 电流表示数始终为 零 电路故障可能是 3 排除故障后 测得多组实验数据 各组数据对应的点已经描在丙图中 请在图中画出 Rx 的 I U 图线 由图可知 Rx 结果保留 1 位小数 4 电流表的电阻随然很小 但也会影响本实验中 Rx 的测量结果 用丁图的电路进行测量 可消除这个影响 R 0 为定值电阻 实验步骤如下 按照丁图的电路图连接电路 将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处 闭合开关 S1 S 2 移动滑动变阻器滑片 读出电压表的示数 U1 和电流表的示数 I1 移动滑动变阻器滑片 读出电压表的示数 U2 和电流表的示数 I2 可得待测电阻 Rx 用 U1 I 1 U 2 和 I2 表示 30 1 2 电流表断路 电阻 Rx 断路 3 5 5 4 断开 S2 1UI 33 2018 福建 B 学校机器人兴趣小组进行 精准吊装 实验 n 块长短不一的长方体木块均 平放在水平地面上 机器人将木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放 已知木块的密度相同 高度均为 h 0 2m 密度均为 0 5 103kg m3 长度分别为 a1 a 2 a 3 a 4 an 且长度比为 a1 a 2 a 3 a 4 an 1 2 3 n g 取 10N kg 1 求吊装前长度为 a1 的木块对试验平台的压强 2 若该平台能承受的最大压强为 Pm 1 5 104Pa 平台上最多能叠放几块木块 3 若吊装某木块的过程中需要克服木块重力做功 60J 吊装下一块需要做功 120J 则在吊 装下一块需要做功多少 33 1 设长度为 的木块底面积为 则其重力为 1a1S11GmgVSgh 3 310 5 0 20FpghkgmNkgPaS 2 设叠放第 i 块木块后 对平台的压强达到最大 1 2 mFnG 41111 2 3 5miGipS 解得 i 5 3 吊装 k 号木块克服重力做功 1 60kWhkhJ 同理 11 20WhJ 解得 k 311 206kWGhkJ 吊装下一块 第 5 块 克服重力做功 5W 1453Gh 51203J 28 2018 广西北部湾 6 分 图 21 是一款新研发的机器人 若机器人重为 15N 与地面的接 触面积是 1 103m2 牵引力大小是 I0N 机器人在水平地面上沿直线行走 l0m 用时 100s 求 1 机器人行走的平均速度 2 机器人牵引力做的功 3 机器人静止时对水平面的压强 28 解 由题意可得 1 机器人行走的平均速度 smtsv 1 0 2 机器人牵引力做的功 JSFW 3 机器人静止时对水平面的压强 PaP43105 30 2018 广西北部湾 10 分 如图 23 所示 实心物体 A 漂浮在水面上 现利用电动机通过 滑轮组拉动 A 使 A 向下运动 已知 A 的体积为 1m3 密度为 0 5 103kg m3 动滑轮重为 1 103N 电动机工作时拉绳子的功率为 1 2 103w 且保持不变 不计绳重 摩擦和水的阻力 求 1 A 的重力 2 A 浸没在水中受到的浮力 3 A 向下运动的最小速度 4 A 向下运动过程中 滑轮组机械效率的最大值 30 解 由题意得 1 NvgmGA 33105105 2 F4 液浮 3 由 知道当绳子对物体 A 拉力 最大时 A 向下运动的速度最小 对P 拉 拉F A 做受力分析可得 知当 A 完全浸没时绳子对物体 A 拉力最大 浮拉 FA 5010 134 浮拉 发动机对绳子的拉力 则发动机拉绳子的速度 NG2061 动拉 由 得 A 向下运动的最小速度 FvPsmP 20 3 smvmi 2 036 4 由题意知 A 向下运动过程中 滑轮组机械效率的最大值 6 801205 101ax hGhFGA动 17 2018 安顺 6 分 一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动 其 t 图象如图所示 在第 10s 时速度达到 20m s 通过的路程为 120m 求 1 在 0 10s 内汽车的平均速度 2 设汽车在行驶过程中所受阻力不变 大小为 f 4000N 那么在 10 20s 内汽车 发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳 3 若发动机的转化效率为 80 则 10 20s 内燃烧了多少千克汽油 已知汽 油的热值大约为 5 107J kg 17 解 1 由题知 在 0 10s 内汽车通过的路程为 120m 则在 0 10s 内汽车的平均速度 v 12m s 2 由图象可知 10 20s 汽车做匀速直线运动 速度 v 20m s 则在 10 20s 汽车通过的路程为 s v t 20m s 10s 200m 根据二力平衡条件可得 此时的牵引力 F f 4000N 在 10 20s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功 W Fs 4000N 200m 8 105J 3 已知发动机的转化效率 80 由 可得消耗汽油的质量 m 0 02kg 答 1 在 0 10s 内汽车的平均速度为 12m s 2 在 10 20s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功是 8 105J 3 若发动机