中考物理复习综合计算题专题.docx
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中考物理复习综合计算题专题
综合计算题
1.2016年7月26日,全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在阿联酋阿布扎比机场,完成人类首次太阳能环球飞行壮举。
这次飞行共经历了十段航程,途径我国重庆和南京两个城市。
整个飞行过程中,飞机依靠太阳能为平均功率10kW的电动机提供动力,首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油,成功地向人们传播了新能源理念。
某日,日照持续15h,白天高效太阳能电池板将太阳能E的25%转化为电能,若其中一部分电能全部为电动机提供动力,另一部分电能全部给超轻薄锂离子电池充电,其充电效率为90%。
夜间飞行时,如果锂离子电池将储备的能量全部释放,为电动机提供动力。
(1)求飞机上的电动机工作一天消耗的电能W;
(2)求太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能W充;
(3)若每秒每平方米的太阳能电池板接收太阳辐射的功率为250W,则覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积S至少为多少?
(保留一位小数)
2.某电动公交车的部分数据如表所示。
当该车电池储存的能量降低到充满时的10%以下时,就需要再次充电。
该车在刹车时,可以将约10%的动能回收并储存到电池中。
已知质量为m、速度为V的物体所具有动能的计算式
,请估算:
整备质量(空车质量)
13200kg
制动距离(初速30km/h紧急制动)
9m
一次充电续驶里程(36km/h匀速形式)
158km
电池电压
384V
电池总容量
255A.h
(1)该车以36km/h匀速行驶时受到的阻力?
(2)公交公司想要估算该车在某线路运行时,充一次电能跑多少趟(从始发站到终点站算1趟,再从终点站返回始发站算第2趟)。
该公交线路从始发站到终点站全程21.5km,且没有明显的上下坡。
公交公司在该线路上设置了30个站点。
线路途径20个红绿灯,假设公交车字行驶过程中,平均每趟10次红灯。
假设该车以36km/h匀速行驶,平均每趟搭乘司机和乘客约30人。
在上述条件下,请你估算:
该车充满一次电最多能跑几趟该公交线路?
(3)你认为实际情况下,该车在此公交线路上连续可行驶路程比第
(2)问的估算结果更大还是更小?
请说明你的理由(说出2条以上)?
3.汽车智能后视镜具有防雾、除露、化霜功能,车主可通过旋钮开关实现功能切换进行防雾、除露、化霜。
如图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为10V,四段电热丝电阻均为
,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。
(1)开关旋至“1”档,开启的是什么功能?
说明理由。
(2)开启化霜功能工作时消耗的电功率是多少?
(3)已知后视镜玻璃的质量为100g,玻璃的比热容为
,加热器电阻产生的热量的50%被玻璃吸收,化霜功能开启1分钟玻璃的温度能升高多少?
4.如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯,路灯的额定功率为0.12kW,光电池接收太阳光辐射的功率为1kW,吹向风力发电机叶片上的风功率与风速之间的关系如下表所示,风能转化为电能的效率为4%,光电池将光能转化为电能的效率为η光。
风速(m/s)
2
4
6
8
10
12
16
风功率(W)
15
125
420
1000
2000
3375
8000
(1)无风的晴天,光照6h,太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h,则路灯消耗的电能是多少kW·h?
光电池将光能转化为电能的效率η光为多大?
(2)在有风的晴天,经3h的光照和风吹,路灯可正常工作7h,则当时的风速为多大?
5.如图所示电路,设电源电压不变,灯L的规格为“24V24W”,且灯丝电阻不随温度变化,滑动变阻器的规格为“100Ω1A”,电流表的量程为0~3A。
移动滑片使滑动变阻器的阻值为R1且保持不变,在保证电路安全的情况下操作如下:
当闭合开关S1、S4,断开开关S2、S3时,电流表的示数为I1,电压表的示数为U1,电路消耗的总功率为P1。
当开关S1、S2、S3、S4都断开时,电流表的示数为I2,电路消耗的总功率为P2。
当只断开开关S4时,电压表示数为U2。
已知P1=6.75W,P2=4.5W,U1:
U2=5:
8。
求:
(1)灯L的电阻;
(2)灯L正常工作100s的电功;
(3)通过开关的断开与闭合以及滑动变阻器滑片位置的改变,使整个电路的总功率最大,求这个总功率。
6.在如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变。
R1、R2为定值电阻,已知电灯L的伏安特性曲线(即电流随两端电压的变化图像)如图乙所示。
当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为0.26A;当开关S2、S3闭合,S1断开时,电流表的示数为1.25A;当开关S3闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.2A。
求:
(1)电源电压为多少伏特;
(2)当开关S1、S3闭合,S2断开,5min内电路消耗的电能是多少焦耳;
(3)当开关S3闭合,S1、S2断开,R2消耗的电功率是多少瓦特。
7.如图甲是某智能电热暖足宝,其电路(如图乙)有两个电加热电阻,电路中S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关,可在接线柱a、b之间进行切换,该电热暖足宝可以通过开关的断开与闭合实现高温、中温、低温三个加热挡位的变化。
根据表中数据,求:
(1)定值电阻R2的阻值;
(2)当S1闭合,S2接b时,求此时的功率P3;
(3)若暖足宝里装有1kg水,用中温挡加热多少s可以使水温升高5°C?
[
],不计热损失,结果保留整数。
S1
断开
断开
闭合
闭合
S2
接b
接a
接a
接b
功率
Q
P1=22W
P2=44W
P3
8.新能源纯电动汽车因其环保、节能、高效、维护方便等诸多优势,已逐步成为深圳人日常使用的重要交通工具之一。
民族企业BYD在新能源汽车的研究方面一直引领世界,图为比亚迪宋EV500纯电动车,若该车和车内乘客的总质量为2.4×103kg,当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时,它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍,此时电池组加在电动机两端的电压为320V,通过电动机的电流为60A。
若连接导线的电阻不计,传动装置消耗的能量不计,求:
(g取10N/kg)
(1)该电动汽车将电能转化为机械能的效率;
(2)该电动汽车电动机线圈的电阻;
(3)在未来,电动汽车可在光伏路面移动充电(图甲),当汽车经过充电区域时,充电垫发出高频电磁波,汽车底盘上的接受装置将电磁波能量转化为电能为电池充电。
一辆电量不足的汽车,以速度v匀速通过充电区域(图乙),已知充电区域长度S1为100m,两段充电区域之间距离S2为10km,由于S1远小于S2,忽略汽车在充电过程中消耗的电能;接收装置接受到的电磁波功率P0为5000kW,它将电磁波能量转化为电能并存储在电池中的效率为20%,汽车行驶时受到的阻力为1000N。
若汽车电池消耗电能全部用于维持汽车行驶,为了使汽车能顺利到达下一段充电区域,汽车在充电时速度不能大于多少m/s?
9.如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大电阻是50Ω。
当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U1,R1的功率是P1;当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是
,R2的功率是3.2W;当开关S1和S3都闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率是
;已知
=3︰2,
=1︰36。
请画出解题对应的等效电路图。
求:
(1)U1︰U
(2)R1的阻值
(3)电源电压U
10.如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡上标有“6V3.6W”(忽略温度对灯泡电阻的影响)当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P在最右端时,滑动变阻器两端的电压为U1,R2消耗的功率为P2;接着将滑片移到最左端,再闭合开关S3,此时R2消耗的功率为P2´,电流表的示数变化了0.7A;当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时,此时电压表的示数是3V,滑动变阻器两端的电压为U1´。
已知U1:
U1´=4:
3,P2:
P2´=1:
9,求:
(1)灯泡的电阻;
(2)电源电压;
(3)通过开关通断,和滑片的移动,求电路中消耗的最大功率与最小功率之比。
11.现有A、B、C三只灯泡已知A灯标着“6V3W”,B灯标着“6V6W”,C灯只能看清其铭牌上的额定电压为6V。
通过A灯和B灯的电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示。
则:
(1)将A、B两灯并联接在电压为6V的电源,20min内电路消耗的电能是多少焦?
(2)将A、B两灯串联接在电压可调的电源两端,使A灯恰好正常发光,此时A、B两灯的总功率是多少?
(3)如图乙所示将C灯和一个滑动变阻器R接入到另一个电源电压恒定的电路中,当闭合开关S滑动变阻器滑片位于中点时灯泡正常发光,此时灯泡的电功率为P;当滑片位于最右端时灯泡实际电功率为P′,已知P:
P′=16:
9,求此电路的电源电压是多少?
(设C灯的电阻始终不变)
12.如图甲所示,电源两端电压不变,
为定值电阻,
为滑动变阻器.当滑动变阻器的滑片
滑动时,滑动变阻器的电功率
随电路中电流
的变化图像如图乙所示。
求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)
的阻值;
(3)此电路消耗的电功率的范围。
13.如图所示电路,设电源电压不变,灯L的规格为“
”,且灯丝电阻不随温度变化而变化,滑动变阻器的规格为“
”,电流表的量程为
。
移动滑片使滑动变阻器的阻值为
且保持不变,在保证电路安全的情况下操作如下:
当闭合开关S1、S4,断开开关S2、S3时,电流表的示数为
,电压表的示数为
,电路消耗的总功率为
。
当开关S1、S2、S3、S4都断开时,电流表的示数为
,电路消耗的总功率为
。
当只断开开关S4时,电压表示数为
。
已知
,
,
。
求:
(1)正常发光时灯L的电阻;
(2)电流
;
(3)电阻
的值;
(4)通过开关的断开与闭合以及滑动变阻器滑片位置的改变,使整个电路的总功率最大,求这个总功率。
14.如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻不变,当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,电灯L正常发光,电压表示数为6V;当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电流表示数为1A;当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,灯L的实际功率为其额定功率的
,R2消耗的功率为0.6W。
求:
灯L的额定功率和电阻R3的阻值。
15.某物理兴趣小组设计了探测湖底未知属性的矿石密度的装置,其部分结构如图甲所示。
电源电压未知,R0为定值电阻,滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙所示,T为容器的阀门。
某次探测时,用一个水下机器人在湖底取出矿石样品M并返回实验室后,将矿石样品M悬挂于P点放入容器中,保持静止状态。
打开阀门T,随着水缓慢注入容器,电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示。
在电压表示数从2V变为4V的过程中,电流表示数分别为0.4A和0.2A,(弹簧电阻忽略不计,矿石M不吸水,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)定值电阻R0电阻值;
(2)在电压表示数从2V变为4V的过程中,总电功率的变化量;
(3)矿石M的密度。
16.如图甲所示是某款水位自动测控仪的测量原理图,电源电压U恒为12V,定值电阻
,
为一竖直固定光滑金属棒,总长30cm,阻值为15Ω,其接入电路的阻值与长度成正比。
弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端且与
接触良好,滑片及弹簧的阻值、重力均不计。
圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端,重60N,高50cm,底面积为
。
当水位处于最高位置A时,M刚好浸没在水中,此时滑片P恰在
最上端;当水位降至最低位置B时,M的下表面刚好离开水面。
已知弹簧所受拉力F与其伸长量
的关系如图乙所示。
闭合开关S,求:
(1)当水位处于位置A时,电压表的示数;
(2)当水位处于位置A时,此时弹簧的伸长量;
(3)水位由位置A降至B时,此时电路消耗的电功率。
(已知
,g取
)
17.为了检验飞船舱门的密封性能,科研人员将待检验的舱体M置于一个不漏气的集气空腔N中(如图甲)。
先对舱体M充入压强为1×105Pa的空气,然后把空腔N抽成真空,若舱门漏气,一段时间后便会有气体从舱体M进入空腔N中,舱体M中的压强将减小,空腔N中的压强将增大。
为了测量舱体M和空腔N中的压强,科研人员设计了如图甲的电路,其中RM、RN是两个完全相同的压敏电阻(其电阻值会随所受压强大小发生变化),已知舱体M的容积为V,空腔N真空部分的容积为4V,飞船舱门的面积是0.6m2,不计舱体M器壁的体积,整个过程温度不变。
电路中R0的阻值为20Ω,电源电压为24V,压敏电阻RM、RN的阻值随气体压强变化的关系如表:
压敏电阻受到的气压(×105Pa)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
压敏电阻对应的电阻值(Ω)
100
80
60
44
30
24
20
16
12
10
8
(1)若舱门不漏气,且单刀双掷开关S接b时,电流表和R0两端电压表的示数大小是多少?
(2)实验表明,一定质量的气体在温度不变的情况下,压强随体积的变化如图乙所示。
若空气从舱体M中逸出,经过一段时间后,M、N中的压强相等。
若开关S接在a处,此时整个电路消耗的总功率是多少?
(3)在检验过程中的某时刻,开关接a时R0两端电压表的示数为Ua、压敏电阻RM的功率为PM,开关接b时R0两端电压表的示数为Ub、压敏电阻RN的功率为PN,若Ua:
Ub=5:
2,且PM:
PN=25:
16,则此时舱门内外受到的压力差是多少?
参考答案
1.
(1)240kW·h;
(2)100kW·h;(3)266.7m2
2.
(1)2000N;
(2)4;(3)更小;实际道路中,刹车减速的情况更普遍,又要刹车导致的能量损失更多;实际行驶中速度常常大于36km/h所以损失能量更多;冬天或夏天开空调会损失更多的能量;每次充电不一定保证完全充满。
3.
(1)见解析;
(2)20W;(3)
4.
(1)1.2kW·h;20%;
(2)10m/s
5.
(1)24Ω;
(2)2400J;(3)49.5W
6.
(1)5V;
(2)
;(3)
7.
(1)
;
(2)88W;(3)477s。
8.
(1)62.5%;
(2)2Ω;(3)10
9.
(1)1︰6;
(2)10Ω;(3)18V
10.
(1)10Ω;
(2)6V;(3)15:
1
11.
(1)
;
(2)4W;(3)9V
12.
(1)
;
(2)
;(3)
。
13.
(1)24Ω;
(2)3:
2;(3)
;(4)
14.3.6W;5
15.
(1)
;
(2)1.2W;(3)
16.
(1)7.2V;
(2)10cm;(3)9.6W
17.
(1)0.2A;4V;
(2)7.2W;(3)
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