2021年中考物理考前冲刺复习：计算题专项练习题1一．计算题（共12小题）1．如图所示，轻质薄壁圆柱形容器足够高且置于水平桌而上，其底面积为2×10﹣2m2，内盛有体积为8×10﹣3m3的水。g＝10N/kg。求：（1）容器中水的质量m；（2）容器底部受到水的压强p水。2．如图所示的电路，电源电压为12V且保持不变，电阻R1＝8Ω。求：（1）当S1闭合、S2断开时，电流表A的示数为1A，则R2的阻值多大？（2）当S1、S2均闭合时，电流表A的示数多大？（3）当S1、S2均断开时，电压表V1的示数为3V，则R3的阻值多大？3．如图中为家用电热饮水机，图乙为它的电路原理图，下表为它的铭牌数据，其中水杨和热水箱中均已加满水。水桶容量20L热水箱容量1L第35页共35页,额定电压220V加热功率800W保温功率88W（1）当S1闭合，S2断开时，电热饮水机处于 状态（填“加热”或“保温”），此时电路中的电流是多大？（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃，求：水吸收的热量是多少？（水的比热容4.2×103J/（kg•℃））（3）电热饮水机正常工作时加热效率为80%．求：将热水箱中的水从20℃加热到90℃所消耗的电能为多少？4．为减少新型冠状病毒的滋生蔓延，武汉市城管部门在夜间对城区道路集中开展了雾炮车喷洒消毒作业（如图甲所示）。某型号4轮雾炮车空载时的质量为10t，每个车轮与地面的接触面积为200cm2，它配备了一个体积为10m3的水箱。为了方便清洗，水箱底部有一个排水孔，排水孔盖子面积约为100cm2（g取10N/kg）。（1）装满消毒液的雾炮车匀速通过一座桥，该桥的桥头立有一块牌子（如图乙所示），通过计算说明这辆车能否安全通过该桥？（2）求装满消毒液的雾炮车静止时对地面的压强。（3）当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压力约为多大？（消毒液的密度为0.8×103kg/m3）第35页共35页,5．如图所示，用甲、乙两种滑轮组，分别匀速竖直向上提升同一重物，从相同位置开始提升至同一高度处，求：（1）若不计绳重，滑轮重及摩擦，两次拉力F1和F2之比；（2）若不计绳重及摩擦，重物质量为400g，动滑轮质量为100g，匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率。6．如图所示是某品牌养生壶的简化电路图，该养生壶有高温、中温和低温三种工作挡位，下表是它的相关参数。请回答下列问题：（1）电阻R1、R2的阻值是多少？（2）该养生壶将满壶水从20℃加热至45℃，则水吸收的热量为多少？（3）该养生壶在额定电压下，处于高温挡状态，将满壶水从20℃加热至45℃，用时120s，该养生壶的加热效率是多少？项目参数电源电压/V220低温挡功率/W275第35页共35页,中温挡功率/W550高温挡功率/W？容积/L1.17．如图所示是我国自主研发的极地漫游机器人，质量为5×103kg，装有四条三角形履带，每条履带与水平地面的接触面积约为0.1m2．设该机器人在某水平路段沿直线匀速行驶480m耗时120s，该过程中机器人受到水平方向的牵引力为2×103N．取g＝10N/kg，求：（1）该过程机器人行驶的速度是多少？（2）机器人静止时对水平路面的压强是多少？（3）牵引力在此过程中所做的功是多少？8．如图，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～3V，不计温度对灯丝电阻的影响。求：（1）灯泡正常工作时电阻为多大；（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为多大；（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围。第35页共35页,9．如图甲所示的是家用电暖器。图乙是其简化的电路原理图，已热电阻R1＞R2，部分铭牌参数如表。在电暖器翻倒时，开关S自动断开，切断电源，保证安全。小明在家中估测电暖器的加热效率，估测出房间内空气质量为60kg，观察家中寒暑表，得出空气温度为10℃，让电暖器在高温挡正常工作20min，读出空气的温度为25℃．求：[c空气＝1.1×103J/（kg•℃）]×牌电暖器额定电压220V额定功率低温挡550W中温挡1100W高温挡1650W频率50Hz（1）电暖器在低温挡正常工作时通过的电流。（2）发热电阻R1的阻值。（3）电暖器的加热效率。第35页共35页,10．小明家刚买一台储水式电热水器，它有加热和保温两种工作状态，它的铭牌和简化电路如下：型号3D226﹣J1额定电压220V额定容量40L额定频率50Hz最高水温70℃保温模式额定电流4A防水等级IPX4加热模式额定电流10A（1）R1和R2阻值分别是多少？（2）将满箱水从20℃加热到50℃用于洗澡，求水吸收的热量。（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）（3）在额定电压下工作，此次加热水的过程用了45min，则该热水器的加热效率约为多少？（保留一位小数的百分数）11．用如图所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的物体，已知G＝3900N。圆柱形容器底面积S＝0.6m2，物体浸没在水中时水面高度为100cm，当物体完全离开水面后（不计物体粘水），水面高度为80cm，已知物体浸没在水中被提升时此装置的机械效率为90%（不计绳重和绳子与滑轮间摩擦及水的阻力，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。）求：第35页共35页,（1）物体浸没在水中时，水对容器底的压强。（2）物体浸没在水中时受到的浮力。（3）物体在离开水面前匀速提升物体所需的拉力。12．欢欢同学在学习了大气压强知识后，自制了一个气压计。如图所示，在一小瓶内装适量的带颜色的水（未满），插入玻璃管，然后从楼下跑到楼上，他将看到什么现象？为什么？他又想用这瓶子改成一个温度计，并提高灵敏度，请问他应该怎样改进？第35页共35页,参考答案与试题解析一．计算题（共12小题）1．【解答】解：（1）由ρ=mV可得：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×8×10﹣3m3＝8kg；（2）容器内水的深度为：h水=V水S=8×10-3m32×10-2m2=0.4m，则容器底部受到水的压强为：P水＝ρ水gh水＝1×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4000Pa；答：（1）容器中水的质量m为8kg；（2）容器底部受到水的压强p水为4000Pa。2．【解答】解：（1）当S1闭合、S2断开时，电路为R2的简单电路，电流表测电路中的电流，由I=UR可得，R2的阻值：R2=UI2=12V1A=12Ω；（2）当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R2的电流不变，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过R1的电流：I1=UR1=12V8Ω=1.5A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表A的示数：I＝I1+I2＝1.5A+1A＝2.5A；（3）当S1、S2均断开时，R2与R3串联，电压表V1测R2两端电压，电压表V2测R3第35页共35页,两端电压，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I′=U2R2=3V12Ω=0.25A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R3两端的电压：U3＝U﹣U2＝12V﹣3V＝9V，则R3的阻值：R3=U3I'=9V0.25A=36Ω。答：（1）R2的阻值为12Ω；（2）当S1、S2均闭合时，电流表A的示数为2.5A；（3）R3的阻值为36Ω。3．【解答】解：（1）由电路图可知，当S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，由P＝UI=U2R可知电路的总功率最小，处于保温状态；由P＝UI可知，此时电路中的电流：I保温=P保温U=88W220V=0.4A；（2）由ρ=mV可知，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×10﹣3m3＝1.0kg，水吸收的热量为：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.0kg×（90℃﹣20℃）＝2.94×105J；（3）由η=Q吸W电可得，消耗的电能：W电=Q吸η=2.94×105J80%=3.675×105J。答：（1）保温；此时电路中的电流是0.4A；（2）水吸收的热量是2.94×105J；（3）热水箱中的水从20℃加热到90℃所消耗的电能为3.675×105J。4．【解答】解：（1）雾炮车装满消毒液时消毒液的体积：V＝10m3，由ρ=mV可得，消毒液的质量：m液＝ρ液V＝0.8×103kg/m3×10m3＝8×103kg＝8t，装满消毒液的雾炮车的总质量：m总＝m车+m液＝10t+8t＝18t，第35页共35页,由图乙可知，该桥限重20t，由20t＞18t可知，这辆车能安全通过该桥；（2）装满消毒液的雾炮车静止时对地面的压力：F＝G总＝m总g＝18×103kg×10N/kg＝1.8×105N，受力面积：S＝4×200cm2＝800cm2＝0.08m2，对地面的压强：p=FS=1.8×105N0.08m2=2.25×106Pa；（3）当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压强：p液＝ρ液gh＝0.8×103kg/m3×10N/kg×1m＝8×103Pa，由p=FS可得，排水孔盖子受到消毒液的压力：F液＝p液S盖＝8×103Pa×100×10﹣4m2＝80N。答：（1）这辆车能安全通过该桥；（2）装满消毒液的雾炮车静止时对地面的压强压强为2.25×106Pa；（3）当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压力约为80N。5．【解答】解：（1）由图知，甲图中，n1＝2；乙图中，n2＝3，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则拉力F=1nG，两次拉力F1和F2之比：F1：F2=1n1G：1n2G=12：13=3：2；（2）重物的重力：G＝mg＝0.4kg×10N/kg＝4N，第35页共35页,动滑轮的重力：G轮＝m轮g＝0.1kg×10N/kg＝1N，不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率η=W有用W总=GhGh+G轮h=GG+G轮，由于两装置中物重和动滑轮重均相同，所以甲、乙两装置的机械效率：η1＝η2=GG+G轮=4N4N+1N×100%＝80%。答：（1）若不计绳重、滑轮重及摩擦，两次拉力F1和F2之比为3：2；（2）若不计绳重及摩擦，甲、乙两装置的机械效率都是80%。6．【解答】解：由图知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝UI=U2R可知，总功率最小，此时为低温挡；由图知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝UI=U2R可知，总功率最大，所以此状态为高温挡；当S2接A，S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温挡，（1）养生壶处于中温挡工作时，由P=U2R得电阻R1接入电路的阻值为：R1=U2P中温=(220V)2550W=88Ω；低温挡时电路的总电阻为：R=U2P低温=(220V)2275W=176Ω，根据串联电路电阻的规律知电阻R2的阻值为：R2＝R﹣R1＝176Ω﹣88Ω＝88Ω；（2）根据ρ=mV知，水的质量为：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.1×10﹣3m3＝1.1kg，第35页共35页,该养生壶将满壶水从20℃加热至45℃，则水吸收的热量为：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.1kg×（45℃﹣20℃）＝1.155×105J；（3）高温挡的功率为：P高温=U2R1+U2R2=(220V)288Ω+(220V)288Ω=1100W，由P=Wt可得，使用高温挡正常加热120s消耗的电能：W＝P高t′＝1100W×120s＝1.32×105J，养生壶高温挡的加热效率：η=Q吸W×100%=1.155×105J1.32×105J×100%＝87.5%。答：（1）电阻R1、R2的阻值都为88Ω；（2）该养生壶将满壶水从20℃加热至45℃，水吸收的热量为1.155×105J；（3）该养生壶的加热效率是87.5%。7．【解答】解：（1）该过程机器人行驶的速度：v=st=480m120s=4m/s；（2）机器人静止时对水平路面的压力：F＝G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N，机器人静止时对水平路面的压强：p=FS=5×104N4×0.1m2=1.25×105Pa；（3）牵引力在此过程中所做的功：W＝F′s＝2×103N×480m＝9.6×105J。答：（1）该过程机器人行驶的速度是4m/s；（2）机器人静止时对水平路面的压强是1.25×105Pa；第35页共35页,（3）牵引力在此过程中所做的功是9.6×105J。8．【解答】解：（1）根据P=U2R得，灯泡正常工作时电阻：RL=U额2P额=(3V)21.5W=6Ω；（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，灯泡L被短路，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，当滑动变阻器R2的阻值最大为15Ω时，电路总电流最小，电路总功率最小，通过R1的电流：I1=UR1=4.5V10Ω=0.45A，通过滑动变阻器R2的电流：I2=UR2=4.5V15Ω=0.3A，电路最小总功率：P最小＝U×（I1+I2）＝4.5V×（0.45A+0.3A）＝3.375W；（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R1断路，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端电压灯泡的额定电流：I额=P额U额=1.5W3V=0.5A；因为灯泡额定电流I额＝0.5A，电流表量程为0～3A，滑动变阻器标有“15Ω1A”字样，所以，在确保电路元件安全的情况下，电路中最大电流为I最大＝I额＝0.5A，此时滑动变阻器R2阻值最小，则电路最小总电阻：R最小=UI最大=4.5V0.5A=9Ω滑动变阻器R2最小阻值：R2最小＝R最小﹣RL＝9Ω﹣6Ω＝3Ω；因为电压表量程为0～3V，所以在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器两端电压最大为U2＝3V时，此时滑动变阻器阻值最大，此时电路中电流：I最小=U-U2RL=4.5V-3V6Ω=0.25A，第35页共35页,滑动变阻器R2最大阻值：R2最大=U2I最小=3V0.25A=12Ω，综上所述滑动变阻器的阻值范围为3Ω～12Ω。答：（1）灯泡正常工作时电阻为6Ω；（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为3.375W；（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围为3Ω～12Ω。9．【解答】解：（1）根据表中数据，低温挡功率为550W，由P＝UI可得，电暖器在低温挡时，正常工作的电流：I=P低U=550W220V=2.5A；（2）已知电阻R1＞R2，只闭合S1，只有R1连入电路中，由P=U2R可知，这时为“低温”档，“低温”档正常工作时的电阻是：R1=U2P低=(220V)2550W=88Ω；（3）估测出房间内空气质量为60kg，空气温度为10℃升高到25℃，空气吸收的热量：Q吸＝c空气m△t＝1.1×103J/（kg•℃）×60kg×（25℃﹣10℃）＝9.9×105J；高温挡功率为1650W，电暖器的“高温”档正常工作20分钟，放出的热量：W＝P高温t′＝1650W×20×60s＝1.98×106J；电暖器的加热效率：η=QW=9.9×105J1.98×106J×100%＝50%。答：（1）电暖器在低温挡时，正常工作的电流为2.5A；（2）R1的阻值为88Ω；（3）电暖器的加热效率为50%。第35页共35页,10．【解答】解：（1）由电路图可知，开关S断开时，两电阻串联，电路电阻较大；开关S闭合时，只有电阻R2接入电路；因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以当开关S闭合时，电路中的电阻较小，由P=U2R可知，电压一定时，热水器功率较大，处于加热状态；当开关S断开时，处于保温状态；由I=UR知R2的电阻为：R2=UI加热=220V10A=22Ω，保温时，R1、R2串联的总电阻为：R总=UI保温=220V4A=55Ω，根据串联电路电阻的规律知R1的阻值为：R1＝R总＝R2＝55Ω﹣22Ω＝33Ω；（2）由ρ=mV可得水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×40×10﹣3m3＝40kg，水从20℃加热至50℃时吸收的热量为：Q吸＝c水cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（50℃﹣20℃）＝5.04×106J；（3）由P=Wt可得消耗的电能：W＝P加热t＝UI加热t＝220V×10A×45×60s＝5.94×106J，电热水器的加热效率：η=Q吸W×100%=5.04×106J5.94×106J×100%≈84.8%。答：（1）R1和R2阻值分别是33Ω、22Ω；（2）水吸收的热量为5.04×106J；第35页共35页,（3）该热水器的加热效率约为84.8%。11．【解答】解：（1）物体浸没在水中时，水的深度：h1＝100cm＝1m，水对容器底的压强：p＝ρ水gh1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1m＝1×104Pa；（2）当物体完全离开水面后，水面高度：h2＝80cm＝0.8m，物体排开水的体积：V排＝S容（h1﹣h2）＝0.6m2×（1m﹣0.8m）＝0.12m3，物体浸没在水中时受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3＝1200N；（3）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，设物体在离开水面前提升的高度为h，则绳端移动的距离s＝nh＝3h，则拉力所做的有用功：W有＝（G﹣F浮）h＝（3900N﹣1200N）h＝2700N×h，由η=W有W总×100%可得，拉力所做的总功：W总=W有η=2700N×h90%=3000N×h，由W＝Fs可得，提升物体所需的拉力：F=W总s=3000N×h3h=1000N。答：（1）物体浸没在水中时，水对容器底的压强为1×104Pa；（2）物体浸没在水中时受到的浮力为1200N；第35页共35页,（3）物体在离开水面前匀速提升物体所需的拉力为1000N。12．【解答】答：在一小瓶内装适量的带颜色的水（未满），插入玻璃管，然后从楼下跑到楼上，将看到细玻璃管中液面上升，说明大气压随高度的升高而减小；温度计是根据液体的热胀冷缩的原理工作的，所以要制一只温度计，他应该将玻璃瓶装满水；玻璃泡中的液体升高相同的温度，体积膨胀相同，如果管越细，上升的刻度越多，越灵敏，因此为了提高该温度计的灵敏度，他应该选择细一点的玻璃管。第35页共35页,2021年中考物理考前冲刺复习：计算题专项练习题2一．计算题（共10小题）1．用激光器向月球发射激光信号，2.7秒后接收到从月球返回的信号，（光速c＝3×108m/s）问：（1）月球距离地球多远？（2）如果一辆赛车以500km/h的速度不停地跑，它要经过多长时间才能跑完这段路程？2．我们可用下述方法测定钢里的声速。在钢管的一端敲一下，在管的另一端听到两次响声，第一次是由钢传来的，第二次是由空气传来的。管长1020m，两次响声间隔2.8s，如果当时空气中的声速是340m/s，求：（1）声音在空气中传播的时间？（2）声音在钢管中传播的时间？（3）钢里的声速？3．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挡位置时，R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2挡位置时，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，洗衣机主要参数如下表。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（1）电热丝R2的阻值是多少？（2）某次洗衣时，洗衣机内注入8kg水，在额定电压下对水加热，水温由20℃上升到50℃，洗衣机的加热效率为60%，则洗衣机的加热时间是多少？（3）若洗衣机处于保温洗涤状态时，干路中的电流为2A，则电动机的功率是多少？第35页共35页,xx牌智能洗衣机额定电压220V加热功率2400W设定温度范围30﹣90℃防电墙电阻1×106Ω4．如图，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～3V，不计温度对灯丝电阻的影响。求：（1）灯泡正常工作时电阻为多大；（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为多大；（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围。5．如图所示，在水平桌面上放置一个体积为20cm3、重为1.8N的小球，小球处于静止状态。旁边的桌面上放置一个平底薄塑料杯（重力忽略不计），高为0.1m，杯中装满水，水重为3N．（g＝10N/kg）求：第35页共35页,（1）画出小球静止在水平桌面时的受力示意图；（2）小球对水平桌面的压力；（3）杯中水对杯底的压强；（4）把小球缓慢的放入水中，当小球再次静止时，杯子对桌面的压力增加了多少牛？6．小明观察家中电饭锅的使用说明书，得到电饭锅的部分参数如表所示，电饭锅的简化电路图如图所示，R1和R2都是电热丝（不考虑温度对电热丝电阻的影响）。小明将初温为20℃质量为1.5kg的水倒入电饭锅里加热，观察到加热5min水温升高到60℃．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）求：额定电压220V额定功率加热1200W保温44W（1）电热丝R2的阻值；（2）水吸收的热量；（3）电饭锅烧水的效率。7．如图甲所示的是南昌融创茂入园口的自动扶梯，如表是该自动扶梯的部分参数。周末，总质量为300kg的小明和爸爸妈妈、爷爷奶奶一家五口乘坐扶梯入园游玩，扶梯以最小电功率工作，小明分别记录了上梯和下梯时秒表的示数，如图乙所示，（g取10N/kg）求：第35页共35页,额定电压U额/V380电功率P/kW4（空载）～19（满载）运行速度v/（m•s﹣1）0.8最大载重量G满载/N3.5×104高度h/m5（1）该扶梯正常满载运行工作时的电流；（2）该扶梯对小明一家五口做的功；（3）该扶梯将小明一家五口载上梯顶消耗的电能。8．如图甲所示电路，电源电压保持不变。灯L标有“4V2W”字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片P，电流表的示数与电压表的示数变化关系图象如图乙所示。求：（1）灯L正常工作时的电阻；第35页共35页,（2）电源电压及定值电阻R2的阻值；（3）只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片P，灯L的I﹣U图象如图丙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。9．近日，我国新型战略核潜艇，如图甲所示为保障国家安全，进行了战略巡航。如表是核潜艇的部分性能参数下排水量11500吨水下最大航速36节水面排水量9000吨水下巡航速度20节艇长135米最大潜深350米艇宽13米发电机最大功率25000千瓦求：（1）核潜艇以水下最大航速行驶，到距离2700km外的某海域执行任务所用的时间（1节≈0.5m/s）。（2）核潜艇在水面航行时受到的浮力，下潜到最大深度时受到水的压强（g＝10N/kg，海水的密度ρ海水＝1.03×103kg/m3）。（3）若核潜艇在水下巡航时做水平匀速直线运动，所受阻力与速度的关系如图乙所示，它的动力功率是多少？10．如图所示，滑动变阻器R2上标有“40Ω1A”字样，只闭合开关S1，将变阻器滑片P移到中点时，电流A1示数为0.2A，灯泡L的实际功率为1.6W；同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为0.1A．（电源电压不变，忽略温度对灯泡电阻影响）则：第35页共35页,（1）只闭合开关S1时，电压表示数是多少？电源电压是多少？（2）同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，电流表A1的示数是多少？灯泡L的额定功率是多少？二．解答题（共2小题）11．如图所示，由于人们没有按安全用电的原则用电，造成了电路中电流过大，从而使插座板发生热甚至要燃烧，利用你所学过的知识来回答下面问题。（1）上面所说的“电路中电流过大”产生的原因是什么？（2）在家庭电路中，人们安装了保险丝来防止这种现象所带来的危害。保险丝是根据什么原理制成的？（3）小明家的保险丝经常熔断，在不改电路其它原件的情况下，小明的爸爸想换一个规格大些的是否可以？12．小华家安装的电热水器铭牌如表所示：XX牌全自动电热水器型号：HMPZ﹣12D净重：10kg第35页共35页,额定电压：220V类别：防触电保护类额定功率：2kW水容量：40L出厂日期：2015年5月18日编号：2015051188（1）为安全起见，电热水器应选用 插座（选填“甲”或“乙”）。（2）该电热水器正常工作时，电热丝的电阻；（3）热水器装满水，正常工作时电热丝产生的热量有80%被水吸收，要使水温从20℃升高到70℃，需要加热的时间[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]。第35页共35页,参考答案与试题解析一．计算题（共10小题）1．【解答】解：（1）由题知，激光从月球传到地球所用的时间：t=12×2.7s＝1.35s，由v=st得月球到地球的距离：s＝vt＝1.35s×3×108m/s＝4.05×108m＝4.05×105km；（2）一辆赛车以500km/h的速度不停地跑完月球到到地球的距离所用时间，t′=sv'=4.05×105km500km/h=810h。答：（1）月球距离地球4.05×108m；（2）如果一辆赛车以500km/h的速度不停地跑，它要经过810h才能跑完这段路程。2．【解答】解：（1）由v=st得声音在空气中的传播时间：t空气=sv空气=1020m340m/s=3s；（2）由题意知：t空气﹣t钢＝2.8s，声音在钢中的传播时间：t钢＝t空气﹣2.8s＝3s﹣2.8s＝0.2s，（3）声音在钢中的传播速度：v钢=st钢=1020m0.2s=5100m/s。答：（1）声音在空气中传播的时间是3s；（2）声音在钢管中传播的时间是0.2s；（3）钢里的声速是5100m/s。第35页共35页,3．【解答】解：（1）由题意和电路图可知，当旋钮旋至1档时，电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，由表格数据可知，加热功率P加热＝2400W，电热丝R1消耗的功率：P1=U2R1=(220V)222Ω=2200W，因总功率等于各电阻消耗功率之和，所以电热丝R2消耗的功率：P2＝P加热﹣P1＝2400W﹣2200W＝200W，则电热丝R2的阻值：R2=U2P2=(220V)2200W=242Ω。（2）洗衣机内注入8kg水，水温由20℃上升到50℃时水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×8kg×（50℃﹣20℃）＝1.008×106J，由η=Q吸W×100%可得，洗衣机加热时消耗的电能：W=Q吸η=1.008×106J60%=1.68×106J，由P=Wt可得，需要的加热时间：t′=WP加热=1.68×106J2400W=700s；（3）由（1）可知，加热时R2的电功率：P2＝200W，当旋钮旋至2档时，R2与电动机并联，洗衣机处于保温洗涤状态，干路中的电流为2A，且R2的电压不变、阻值不变，其消耗的功率仍然为P2＝200W不变，此时电路的总功率：P保温＝UI＝220V×2A＝440W，第35页共35页,所以，电动机的功率：PM＝P保温﹣P2＝440W﹣200W＝240W。答：（1）电热丝R2的阻值是242Ω；（2）某次洗衣时，洗衣机内注入8kg水，在额定电压下对水加热，水温由20℃上升到50℃，洗衣机的加热效率为60%，则洗衣机的加热时间是700s；（3）若洗衣机处于保温洗涤状态时，干路中的电流为2A，则电动机的功率是240W。4．【解答】解：（1）根据P=U2R得，灯泡正常工作时电阻：RL=U额2P额=(3V)21.5W=6Ω；（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，灯泡L被短路，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，当滑动变阻器R2的阻值最大为15Ω时，电路总电流最小，电路总功率最小，通过R1的电流：I1=UR1=4.5V10Ω=0.45A，通过滑动变阻器R2的电流：I2=UR2=4.5V15Ω=0.3A，电路最小总功率：P最小＝U×（I1+I2）＝4.5V×（0.45A+0.3A）＝3.375W；（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R1断路，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端电压灯泡的额定电流：I额=P额U额=1.5W3V=0.5A；因为灯泡额定电流I额＝0.5A，电流表量程为0～3A，滑动变阻器标有“15Ω1A”字样，所以，在确保电路元件安全的情况下，电路中最大电流为I最大＝I额＝0.5A，此时滑动变阻器R2阻值最小，则电路最小总电阻：R最小=UI最大=4.5V0.5A=9Ω第35页共35页,滑动变阻器R2最小阻值：R2最小＝R最小﹣RL＝9Ω﹣6Ω＝3Ω；因为电压表量程为0～3V，所以在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器两端电压最大为U2＝3V时，此时滑动变阻器阻值最大，此时电路中电流：I最小=U-U2RL=4.5V-3V6Ω=0.25A，滑动变阻器R2最大阻值：R2最大=U2I最小=3V0.25A=12Ω，综上所述滑动变阻器的阻值范围为3Ω～12Ω。答：（1）灯泡正常工作时电阻为6Ω；（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为3.375W；（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围为3Ω～12Ω。5．【解答】解：（1）小球静止在水平桌面上，受到竖直向下的重力G球、竖直向上的支持力F支，二力是一对平衡力，大小相等，F支＝G球＝1.8N，二力的作用点都画在小球的重心，如图所示：；（2）小球对水平桌面的压力：F压＝G球＝1.8N。（3）杯中装满水，水深h＝0.1m，杯中水对杯底的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1×103Pa。第35页共35页,（4）小球的质量：m球=G球g=1.8N10N/kg=0.18kg＝180g，小球的密度：ρ球=m球V球=180g20cm3=9g/cm3＝9×103kg/m3；因为ρ球＞ρ水，所以，小球沉底，小球在水中静止时受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3＝0.2N，杯子重力忽略不计，小球没有放入水中时杯子对桌面的压力：F＝G水＝3N；小球排开水的重力：G排＝F浮＝0.2N，则小球放入水中时杯子对桌面的压力：F′＝G水+G球﹣G排＝3N+1.8N﹣0.2N＝4.6N，当小球再次静止时，杯子对桌面的压力增加值：△F＝F′﹣F＝4.6N﹣3N＝1.6N。故答案为：（1）小球静止在水平桌面时的受力示意图，如图所示；（2）小球对水平桌面的压力为1.8N；（3）杯中水对杯底的压强为1×103Pa；（4）把小球缓慢的放入水中，当小球再次静止时，杯子对桌面的压力增加了1.6N。6．【解答】解：（1）S、S0闭合时两电阻并联，当S0断开时为R2的简单电路，由并联电阻总电阻小于其中任一电阻及P=U2R可知，S0闭合时为加热档，S0断开时为保温挡，第35页共35页,则电热丝R2的阻值：R2=U2P保温=(220V)244W=1100Ω；（2）初温为20℃、质量为1.5kg的水升高到60℃，水吸收的热量：Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（60℃﹣20℃）＝2.52×105J；（3）由P=Wt可得，电饭锅消耗的电能：W＝Pt＝1200W×5×60s＝3.6×105J，电饭锅的加热效率：η=Q吸W×100%=2.52×105J3.6×105J×100%＝70%。答：（1）电热丝R2的阻值为1100Ω；（2）水吸收的热量为2.52×105J；（3）电饭锅烧水的效率为70%。7．【解答】解：（1）由表格可知：扶梯额定电压U额＝380V，满载运行时电功率P满＝19kW，根据P＝UI，满载运行时的工作电流：I=P满载U额=19×103W380V=50A；（2）小明一家五口的重力：G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，该扶梯对小明一家五口做的功：W人＝Gh＝3000N×5m＝1.5×104J；（3）由图乙可知扶梯运送的时间t＝12.5s，扶梯以最小电功率工作，由P=Wt可得，该扶梯将小明一家五口载上梯顶消耗的电能：W电＝P最小t＝4×103W×12.5s＝5×104J第35页共35页,答：（1）该扶梯正常满载运行工作时的电流为50A；（2）该扶梯对小明一家五口做的功为1.5×104J；（3）该扶梯将小明一家五口载上梯顶消耗的电能为5×104J。8．【解答】解：（1）由P=U2R得，小灯泡正常工作时的电阻为：RL=U额2P额=(4V)22W=8Ω；（2）只闭合开关S、S1，定值电阻R2和滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压：U＝U1+IR2，在图（b）中取两组数据代入公式，可得：U＝3.0V+0.2A×R2﹣﹣﹣﹣①U＝1.0V+0.4A×R2﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②解得：U＝5V，R2＝10Ω；（3）只闭合开关S和S2，灯泡L串联和滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流，由串联电路的分压规律可知，当电压表示数最大为3V时，R1接入电路的电阻最大，此时小灯泡两端电压为：UL＝U﹣U1大＝5V﹣3V＝2V，由图丙可知电路中最小电流：I最小＝0.4A，则R1接入电路的最大电阻：R1大=U1大I最小=3V0.4A=7.5Ω；灯泡L正常工作时电流：I最大＝0.5A＜0.6A（电流表安全），灯泡L正常工作时的电压为4V，此时滑动变阻器两端的电压：U1小＝U﹣UL额＝5V﹣4V＝1V，第35页共35页,由欧姆定律得，R1接入电路的最小电阻：R1小=U1小I最大=1V0.5A=2Ω，所以，R1允许的取值范围是2Ω～7.5Ω。答：（1）小灯泡的电阻为8Ω；（2）电源电压为5V，定值电阻R2的阻值为10Ω；（3）只闭合开关S和S2，滑动变阻器R1允许的取值范围为2Ω～7.5Ω。9．【解答】解：（1）核潜艇水下最大航速v＝36×0.5m/s＝18m/s，s＝2700km＝2.7×106m，由v=st得所用时间：t=sv=2.7×106m18m/s=1.5×105s；（2）由表格数据可知，在水面上航行时，m排＝9000t＝9×106kg，则核潜艇在水面航行时受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝9×106kg×10N/kg＝9×107N；下潜最大深度h＝350m，受到海水的压强：p＝ρgh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×350m＝3.605×106Pa；（3）核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，受到的动力和阻力是一对平衡力，大小相等，它在水下航行速度为20节时，则速度v＝20×0.5m/s＝10m/s，由图像可知：F＝f＝30×104N，因此动力的功率：P＝Fv＝30×104N×10m/s＝3×106W。答：（1）核潜艇以水下最大航速行驶，到距离2700km外的某海域执行任务所用的时间为1.5×105s；第35页共35页,（2）核潜艇在水面航行时受到的浮力为9×107N；下潜到最大深度时受到水的压强为3.605×106Pa；（3）若核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，它的动力功率是3×106W。10．【解答】解：（1）只闭合开关S1，将变阻器滑片P移到中点时，L与12R2串联，电流表A1测电路中的电流，此时电压表被断路，示数为0V，由P＝I2R可得，灯泡的电阻：RL=PL实I2=1.6W(0.2A)2=40Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I=UR可得，电源的电压：U＝I（RL+12R2）＝0.2A×（40Ω+12×40Ω）＝12V；（2）同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，L与R1并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R1支路的电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过L的电流：IL=URL=12V40Ω=0.3A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表A1的示数：I′＝IL+I1＝0.3A+0.1A＝0.4A，灯泡的电功率即为额定功率：PL＝UIL＝12V×0.3A＝3.6W。答：（1）只闭合开关S1时，电压表示数是0V，电源电压是12V；第35页共35页,（2）同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，电流表A1的示数是0.4A，灯泡L的额定功率是3.6W。二．解答题（共2小题）11．【解答】答：（1）分析上图可知，此时导致家庭电路中电流过大的原因是由于总功率过大造成的；（2）保险丝应串联在电路中，据焦耳定律可知，保险丝应选用电阻较大的、熔点较低的材料制成，即在电流过大时，产生热量较多，即此时会自动熔断，保护电路，即它是利用电流的热效应的原理制成的；（3）短路或总功率过大都会导致保险丝熔断，所以我们使用对应的规格的保险丝，且必须检查清楚电路的故障后再闭合开关，千万不能直接换上规格大些的保险丝直接供电。12．【解答】解：（1）因为电热水器是金属外壳，所以必须接地线，而三孔插座接地线，故选乙；（2）电热丝的电阻R=U2P=(220V)22000W=24.2Ω；（3）水的体积V＝40L＝40dm3＝4×10﹣2m3，水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4×10﹣2m3＝40kg，水吸收的热量Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（70℃﹣20℃）＝8.4×106J，η=Q吸W得消耗的电能WQ吸η=8.4×106J0.8=1.05×107J，加热器工作的时间t=WP=1.05×107J2000W=5250s＝87.5min。答：（1）乙；（2）该电热水器正常工作时，电热丝的电阻为24.2Ω；（3）热水器装满水，正常工作时电热丝产生的热量有80%被水吸收，要使水温从20℃升高到70℃，需要加热87.5min。第35页共35页,第35页共35页
