中考物理备考混合计算题模块有解析普通用卷Word文件下载.docx
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加热时的总功率
1000W
保温时的功率
44W
(1)在保温档正常工作时,电路中的电流是多少?
(2)电热丝R0、R的阻值多大?
(3)在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟,求这个热水壶的效率是多少?
(c水=4.2×
103J/(kg•℃)
7.如图甲所示,水平地面上有一块密度0.5×
103kg/m3、边长1m的长方体木块。
小林用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、丙所示。
(g取10N/kg)
(1)物体在3-5s内,运动的距离;
(2)木块静止时对地面的压强;
(3)请在图丁中,画出0-6s内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线。
8.
如图所示,用20N的拉力拉动一重为50N的物体匀速上升,现用同样的滑轮组拉动重为200N的物体上升0.1m(g取10N/kg,不计绳重及滑轮之间的摩擦),求:
(1)G动;
(2)拉力F的大小;
(3)绳自由端移动的距离.
9.体积为90cm3的铜球,质量是534g,求:
(1)该球是实心还是空心;
(2)若是空心求空心部分体积?
(3)空心部分若用水银灌满,它的总质量是多少?
(ρ铜=8.9×
103kg/m3,ρ水银=13.6×
10.
闽南人有喝茶的习惯,南南和妈妈去旅游,买了一壶茶,如图所示,她很想知道制作茶壶材料的密度,于是她用天平测出壶盖的质量为44.4g,再把壶盖全部浸没于装满水的溢水杯中,并测得溢出水的质量是14.8g,求:
(1)壶盖溢出水的体积是多少?
(ρ水=1.0g/cm3)
(2)这种材料的密度是多少?
(3)若测得整个空茶壶的质量为159g,则整个空茶壶受到重力为多大?
11.如图甲所示,圆柱形容器中盛有适量的水,其内底面积为100cm2.弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩,将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中,弹簧测力计的示数F与花岗岩下底距容器底部的距离h的关系如图乙所示。
(g=10N/kg)求:
(1)在花岗岩未露出水面前所受水的浮力大小;
(2)花岗岩的密度;
(3)从开始提起到花岗岩完全离开水面,水对容器底部减小的压强.
答案和解析
1.【答案】解:
由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.2A,R两端的电压UR=20V,
1min内电流通过电阻R做的功:
WR=URI小t=20V×
0.2A×
60s=240J;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=I小R0+UR=0.2A×
R0+20V,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,
由图象可知,电路中的最大电流I大=1.2A,
则电源的电压:
U=I大R0=1.2A×
R0,
因电源的电压不变,
所以,0.2A×
R0+20V=1.2A×
解得:
R0=20Ω,
电源的电压U=I大R0=1.2A×
24Ω=24V;
(3)当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大,则R0消耗的最大功率:
P0大=(I大)2R0=(1.2A)2×
20Ω=28.8W,
当电压表的示数最大时电路中的电流最小,R0消耗的电功率最小,
此时R0两端的电压:
U0小=U-UR大=24V-15V=9V,
R0消耗的最小功率:
P0小===4.05W,
定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W~28.8W.
答:
(1)电路中电流最小时,1min内电流通过电阻R做的功为240J;
(2)电源电压为24V,定值电阻R0为20Ω;
(3)定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W~28.8W.
【解析】
由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)由图乙可知,电路中的最小电流和R两端的电压,根据W=UIt求出1min内电流通过电阻R做的功;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压;
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,根据图象读出电路中的电流,根据欧姆定律表示出电源的电压,利用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;
(3)当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大,根据P=I2R求出R0消耗的最大功率,当电压表的示数最大时电路中的电流最小,R0消耗的电功率最小,根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压,根据P=
求出R0消耗的最小功率,然后求出定值电阻R0消耗的功率范围.
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用,关键是从图象中读出有用的信息.
2.【答案】解:
(1)由图可知滑轮装置是一个动滑轮,
绳端移动的距离:
s′=2s=2×
6m=12m;
有用功:
W有用=Gh=1200N×
2m=2400J;
根据η==可得,
所以F===250N.
(2)拉力做的功:
W总=Fs′=250N×
12m=3000J,
拉力的功率:
P===300W;
(3)因为W总=W有用+W额
所以克服摩擦力做的额外功:
W额=W总-W有用=3000J-2400J=600J,
根据W=fs可得,
摩擦力f===100N.
(1)拉力F为250N;
(2)拉力F做功的功率为300W;
(3)箱子和斜面间的摩擦力为100N.
(1)因为是动滑轮,所以根据s′=2s求出拉力移动距离;
根据W=Gh求出有用功,根据η=
=
计算此时的拉力.
(2)根据W=Fs求出拉力做的总功,根据P=
求出功率;
(3)求出克服摩擦力做的额外功,根据W=fs求出摩擦力.
题主要考查的是学生对功率、有用功、总功、额外功、机械效率计算公式的理解和掌握,难度不大.
3.【答案】解:
(1)当开关S拨到1时,电压表测量的是电源电压,因此示数为6V。
(2)当开关S拨到2时,R0与R组成串联电路,
滑片在a端时,I===0.6A,电压表的示数为6V,
滑片在b端时,电路中的总电阻为R总=10Ω+20Ω=30Ω,
电路中电流:
I===0.2A。
R0两端的电压:
U0=IR0=0.2A×
10Ω=2V,即电压表的示数为2V。
(3)当滑片在a端时,电路中的电流最大,R0两端电压最大,功率最大,
P=UI=6V×
0.6A=3.6W。
故答案为:
(1)开关S拨到触点1时电压表的示数为6V;
(2)开关S拨到触点2时,电流表示数的最小值为0.2A;
电压表的最小值为2V;
(3)定值电阻R0消耗的最大功率是3.6W。
(1)当开关S拨到1时,电压表测量的是电源电压。
(2)当开关S拨到2时,R0与R组成串联电路;
由图可知滑片在a端时,电表的示数最大,电压表测电源的电压,根据欧姆定律求出电路中的最大电流;
滑片在b端时,电表的示数最小,电压表测R0两端的电压,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中电流和R0两端的电压。
(3)当滑片在a端时,电路中的电流最大,R0两端电压最大,功率最大。
本题考查了欧姆定律、电功率的有关计算,分析好电路的组成是解题的关键。
4.【答案】解:
(1)由ρ=得瓶内水的体积:
V1===4×
10-4m3=400cm3;
(2)石块总体积:
V2=V-V1=500cm3-400cm3=100cm3;
(3)由ρ=得石块的质量:
m石=ρ石V2=2.6g/cm3×
100cm3=260g=0.26kg,
乌鸦投入石块后,瓶子、石块和水的总质量:
m=m水+m瓶+m石=0.4kg+0.5kg+0.26kg=1.16kg=1160g。
(1)瓶中水的体积为400cm3;
(2)乌鸦投入瓶子中的石块的体积为100cm3;
(3)乌鸦投入石块后,瓶子、石块和水的总质量为1160g。
(1)知道瓶内水的质量利用ρ=
求瓶内水的体积;
(2)石块总体积等于瓶子容积减去水的体积;
(3)利用m=ρV求石块的质量,可求乌鸦投入石块后,瓶子、石块和水的总质量。
本题考查了学生对密度公式的掌握和运用,知道石块总体积加上0.4kg水的体积等于瓶子容积是本题的关键。
5.【答案】解:
(1)容器底受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×
103kg/m3×
10N/kg×
0.4m=4×
103Pa;
(2)小球A的质量:
mA===0.4kg,
小球A的密度:
ρA===0.8×
103kg/m3;
(3)因为ρA<ρ水,所以小球A将上浮最终漂浮在水面上,
球A静止时,其受到的浮力:
F浮=GA=4N;
(4)木球B浸没在水中,则V排=VB=600cm3=600×
10-6m3,
木球B所受浮力:
F浮B=ρ水gV排=1.0×
600×
10-6m3=6N,
木球B受向下的重力、向下的拉力和向上的浮力,
根据力的平衡条件可得:
GB+F拉=F浮B,
则拉力:
F拉=F浮B-GB=6N-4.8N=1.2N.
(1)容器底受到水的压强P是4×
(2)小球A的密度ρA是0.8×
(3)小球A受到的浮力F浮是4N;
(4)细线受到的拉力F是1.2N.
(1)已知水的深度和密度,利用p=ρ水gh计算容器底受到水的压强;
(2)利用G=mg求出小球的质量,再利用ρ=
计算小球A的密度;
(3)比较小球和水的密度,根据物体浮沉条件判断小球在水中的状态,然后利用物体漂浮条件计算浮力大小;
(4)由图知,木球B浸没在水中,排开水的体积等于其自身体积,利用F浮=ρ水gV排求出木球所受浮力,然后对木球进行受力分析,利用力的合成计算拉力大小.
此题是一道力学综合题,考查液体压强、密度、重力、浮力的计算,涉及到物体浮沉条件及其应用、力的合成与应用等,关键是通过比较小球和水的密度,根据物体浮沉条件判断小球在水中的状态.
6.【答案】解:
(1)由表格数据可知,保温时的功率为44W,
由P=UI可得保温档正常工作时,电路中的电流:
I保温===0.2A;
(2)由图知S接2时只有R0接入电路,为加热状态,
由P=可得R0的电阻:
R0===48.4Ω,
S接1时两电阻串联,为保温状态,
总电阻:
R总=R0+R===1100Ω,
所以R=R总-R0=1100Ω-48.4Ω=1051.6Ω;
(3)水吸收的热量:
Q吸=cm(t2-t1)=4.2×
103J/(kg•℃)×
2kg×
(100℃-30℃)=5.88×
105J;
热水壶消耗的电能:
W=Pt=1000W×
14×
60s=8.4×
105J,
热水壶的效率:
η=×
100%=×
100%=70%。
(1)在保温档正常工作时,电路中的电流是0.2A;
(2)电热丝R0、R的阻值分别是48.4Ω和1051.6Ω;
(3)热水壶的效率是70%。
(1)由表格数据,根据P=UI计算在保温档正常工作时,电路中的电流;
(2)由电路图知S接1时两电阻串联,为保温状态;
S接2时只有R0接入电路,为加热状态,根据电路特点和P=
计算两电阻的阻值;
(3)利用吸热公式Q吸=cm△t来计算热量;
消耗的电能可利用公式W=Pt来计算,热水壶的效率则是吸收的热量与消耗的总电能的比。
本题考查了串联电路特点、功率和热量公式的应用以及效率的计算,关键是正确分析电路,明确电路状态。
7.【答案】解:
(1)由图丙可知,物体在3-5s内做匀速直线运动,速度为v3=1m/s,
由v=可得,在3-5s内运动的距离为:
s3=v3t3=1m/s×
2s=2m;
(2)由于木块是长方体,且放在水平地面上,
则木块静止时对地面的压强:
p=====ρgh=0.5×
1m=5×
(3)由图丙可知,在0~1s内物体处于静止状态,摩擦力与推力平衡;
由图乙可知,此时推力为100N,所以在0~1s内的摩擦力为100N;
由图丙可知,在3~5s内物体做匀速直线运动,滑动摩擦力与推力平衡;
由图乙可知,此时推力为200N,所以在3~5s内的滑动摩擦力为200N;
物体在1~3s内做加速运动,在5~6s内减速运动,受到的摩擦力都为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,由于接触面的粗糙程度与压力均不变,所以物体受到的滑动摩擦力大小不变,即在1~6s内物体受到的摩擦力大小都为200N。
整个过程的f-t图象如下图:
(1)物体在3-5s内,运动的距离为2m;
(2)木块静止时对地面的压强为5×
(3)如上图所示。
(1)根据丙图找出在3-5s内木块的速度,根据s=vt计算运动的距离;
(2)木块放在水平地面时的压力和自身的重力相等,已知木块是长方体,则可利用p=ρgh求对水平地面的压强;
(3)物体处于平衡状态时受到的力就是平衡力,根据平衡力大小相等判断出摩擦力的大小;
滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,而与运动速度无关,据此得出摩擦力的大小,并作图。
本题综合考查了固体压强的计算、受力分析、二力平衡条件和影响滑动摩擦力大小的因素,有一定难度;
能从图象中获取有用的物理信息是解题的关键之一。
8.【答案】
(1)动滑轮重G动=10N;
(2)拉力F的大小为70N;
(3)绳自由端移动的距离为0.3m.
解:
(1)由图知通过动滑轮绳子的段数n=3,不计绳重及滑轮之间的摩擦,
由F=
(G+G轮)可得动滑轮的重力:
G轮=3F-G=3×
20N-50N=10N;
(2)拉动重为200N的物体时绳子自由端拉力:
F′=
(G′+G轮)=
×
(200N+10N)=70N;
(3)绳自由端移动的距离:
s=3h=3×
0.1m=0.3m.
分析:
(1)由图知通过动滑轮绳子的段数n,不计绳重及滑轮之间的摩擦,由F=
(G+G轮)计算动滑轮的重力;
(2)由F=
(G+G轮)计算拉动重为200N的物体时拉力F的大小;
(3)由s=nh计算绳自由端移动的距离.
本题考查了滑轮组中动滑轮重、绳子自由端拉力以及绳子自由端通过距离的计算,正确找到通过动滑轮绳子段数和用好不计摩擦和绳重,拉力F=
(G+G轮)是解题的关键.
9.【答案】解:
(1)由ρ=可得,等质量实心铜球的体积为:
V实===60cm3,
因为V球>V实,
所以此球为空心;
(2)空心部分的体积:
V空=V球-V实=90cm3-60cm3=30cm3;
(3)由ρ=,可得,注入水银的质量:
m水银=ρ水银V空=13.6g/cm3×
30cm3=408g,
球的总质量:
m=m铜+m水银=534g+408g=942g;
(2)空心部分体积为30cm3;
(3)空心部分若用水银灌满,它的总质量是942g。
(1)由密度公式的变形公式求出等质量实心铜球的体积,根据等质量实心铜球的体积与该铜球体积的关系判断铜球是否为实心的;
(2)铜球的体积与实心球的体积之差是空心部分的体积;
(3)由密度公式的变形公式可以求出空心部分注入水银的质量,最后求出铜球的总质量。
本题考查了学生对密度公式的掌握和运用,此类题主要有三种做法,可以通过密度、体积或质量来判断实心还是空心,但要计算空心体积最好根据体积进行计算。
10.【答案】解:
(1)由ρ=得溢出水的体积:
V水===14.8cm3;
(2)壶盖的体积:
V盖=V水=14.8cm3,
这种材料的密度:
ρ壶=ρ盖===3.0g/cm3;
(3)整个空茶壶受到重力:
G=mg=0.159kg×
10N/kg=1.59N.
(1)壶盖溢出水的体积为14.8cm3;
(2)这种材料的密度为3.0g/cm3;
(3)整个空茶壶受到重力为1.59N.
(1)已知溢出水的质量,根据密度公式求出把壶盖放入装满水的溢水杯中溢出水的体积;
(2)溢出水的体积等于壶盖的体积,已知壶盖的质量,利用密度公式计算出壶盖的密度就是壶的材料密度;
(3)已知整个空茶壶的质量,利用G=mg计算其重力.
本题考查体积、密度、重力等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道溢出水的体积就是壶盖的体积,解题过程中要注意单位的换算.
11.【答案】解:
(1)由图乙可知,花岗岩的重力G=5.6N,
花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的示数F=3.6N,
所以花岗岩所受水的浮力大小:
F浮=G-F=5.6N-3.6N=2N;
(2)由F浮=ρ水gV排可得花岗岩的体积:
V=V排==,
花岗岩的质量:
m===0.56kg,
花岗岩的密度:
ρ==;
(3)花岗岩离开水面后,水面下降的高度:
△h===0.02m,
水对容器底部减小的压强:
。
(1)在花岗岩未露出水面前所受水的浮力大小为2N;
(2)花岗岩的密度为2.8×
(3)从开始提起到花岗岩完全离开水面,水对容器底部减小的压强为200Pa。
【分析】
本题考查了重力公式、密度公式、液体压强公式、阿基米德原理的应用,能根据图象提供的信息利用称重法求出花岗岩受到的浮力是关键。
【解答】
(1)由图乙可知,花岗岩在露出水面时,弹簧测力计的示数,可得花岗岩的重力;
又可得花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的拉力,利用称重法可得花岗岩所受水的浮力大小;
(2)由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得花岗岩的体积,而花岗岩的质量m=
,利用密度公式求花岗岩的密度;
(3)花岗岩离开水面后,水面下降的高度等于排开水的体积除以容器底面积,再利用液体压强公式求水对容器底部减小的压强。
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