2020-2021中考物理专题分类卷 题型六 综合计算

拓展训练 2020年中考物理专题分类卷 题型六 综合计算

《真题卷》 1．（2018·杭州）甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究，他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f?kSv（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，把雨滴看作球形，其半径为r，密度为ρ，比热容为c，球的体积为V=πr3．（注：所有结果均用字母表示） (1)半径为r的雨滴重力为________．

(2)在接近地面时，大雨滴的下落速度________小雨滴的下落速度（选填“大于”“等于”“小于”），写出推理过程．

(3)假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？

2．(2016·黔东南州)家用豆浆机的外形如图甲所示，其机头主要由一个电热器(电热丝)R和一个电动机M带动的打浆器构成，内部电路简化图如图乙所示．制作豆浆的过程是加热，后打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的．某品牌豆浆机铭牌上的部分技术参数如表. 220V 额定电压 额定频率 电热器额定功率 电动机额定功率 净重 50Hz 1000W 180W 2.4kg 432(1)豆浆机在额定电压下打浆，通过电动机的电流是多少？

(2)小明同学想测算该豆浆机的加热效率，他把100 g大豆和1.4 kg清水放入豆浆机中，测出其初温为20℃，当电热器正常工作时加热总时间为9分钟豆浆沸腾，测其温度为100℃．请你帮他计算豆浆机吸收了多少热量？豆浆机的加热效率是多少？[c豆=4.0?103 J/(kg·℃)] (3)小明同学晚上使用该豆浆机，在与第(2)问条件相同情况下，发现电热器加热总时间由以前的9分钟变为10分钟，豆浆机的加热电阻R和加热效率均不变，求晚上的实际电压值．

3．（2018·河南）如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图，工作电路由电压U0 =220 V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成，控制电路是由电压U?=7.5 V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R?（可取值范围为0～120 Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示．当控制电路的电流达到50 mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热．

(1)由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而____．（选填“增大”“不变”或“减小”） (2)求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5 min产生的热量．

(3)如果恒温箱的温度设定为60℃，则电阻箱R应取多大阻值． (4)该恒温箱可设定的最高温度是多少℃．

4．(2017·金牛)2017年5月5日，大飞机C919首飞任务的完成，标志着我国航空工业向前迈进一大步．C919主要性能参数如表所示：

中国商飞C919 最大载重 巡航速度 巡航高度 最长航程 最多座椅数 77.3吨 0. 78-0.8马赫(相当于954 km／h到980 km/h) 12 100米 5 555公里 190个 (1)上海到广州的空中距离大概是1470 km，若全程以最大巡航速度匀速飞行，则C919从上海到广州大约需多长时间？

(2)当C919发动机总推力达到2?105 N，飞行速度达到954 km/h时，C919发动机的总输出功率是多少？

(3)当C919以最大载重停在机场时，轮胎与地面的总接触面积大约为0.1m2，则C919对地面的压强约多少？

5．(2018·武汉)图甲是某种电动出水的电热水瓶的结构剖面图，图乙是它的电路示意图，其中电源板的作用是将220 V的交流电变成低压直流电，供出水电动机和出水定位灯使用．

(1)出水定位灯的作用是方便夜间判断出水位置，避免烫伤，出水定位灯是由小凸透镜、刻有图案“

”的透明胶片和小灯泡组成．出水定位灯发光时，会在放置电热水瓶的桌面

”，桌面上所成的像是

上留下一个清晰明亮的像，相对于定位灯里透明胶片上的图案“________．（选填“

”“

”“

”或“

”），而且这个像是________（选填“放大”

“等大”或“缩小”）的．

(2)该电热水瓶的说明书上标注着“12分钟快速沸腾的条件：水温——25℃，水量——4 kg，沸腾温度——100℃，电压——220 V”．若加热管的电阻为24.2 Ω，则在此快速沸腾的条件下，该电热水瓶的加热效率为多少？

(3)已知圆柱形内胆的底面积为250 cm2．出水口比最高水位高3 cm.当内胆中装有2L水时，按住出水开关20 s，出水电动机恰好能抽出1L的水．若不计出水管的体积和水的流速，则出水电动机的输出功率约为多少瓦？ 6．（2018·泰安）某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图所示.ABO为一水平杠杆，OA长120 cm，O为支点，AB：OB=5：1；已知报警器R0的阻值恒为10 Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示．闭合开关S，水平踏板空载时，电压表的示数为2 V;当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到5V时，报警器R0开始发出报警信号．踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计．求： F/N R/Ω 0 45 5 34 10 24 15 18 20 14 25 12 30 10 … … (1)电源电压为多少？ (2)当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？

(3)若电源电压变为14 V，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置．试计算说明触点B应向哪个方向移动多少厘米？

《模拟篇》 1．（2018·历下区一模）“一切民族英雄都是中华民族的脊梁，”清明节人们到英雄山扫墓，铭记历史、缅怀英烈，如图所示，位于英雄山山巅的革命烈士纪念塔，通高约34米，由塔身和水平基座两部分组成，塔身平面东西长约10米，南北宽约6米，采用乳白色花岗岩砌成，高耸入云．已知该花岗岩的密度为2.6×103kg/m3，塔身花岗岩体积约为60m3.取g=10 N/kg.通过计算回答：

(1)革命烈士纪念塔塔身的质量是多少？ (2)纪念塔塔身对水平基座的压力是多大？ (3)纪念塔塔身对水平基座的压强是多少？

2．（2017·江西模拟）将高为10 cm的圆柱体甲放在水平地面上，细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央，另一端竖直拉着杠杆的A端，当把质量为800 g的圆柱体乙悬挂在杠杆的B端并处于圆柱形容器M中时，杠杆在水平位置平衡，如图所示，此时圆柱体甲对水平地面的压强为3 200 Pa.把质量为900 g的水注入容器M中，水未溢出，水静止后，水对容器M底面的压强为2 500 Pa，圆柱体甲对水平地面的压强为5 000 Pa.已知：AO：OB=2:3，容器M的底面积为60 cm2，不计杠杆的质量，g取10 N/kg，则圆柱体甲的密度为多少千克每立方

米？

3．（2017·香坊区一模）如图甲所示，某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料承受的撞击力进行测试，在测试时将材料样品（质量不计）平放在压力传感器上；闭合开关S，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损，从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示，电源电压24 V，定值电阻R0=10 Ω．求：

(1)在重物撞击前，电路消耗的电功率是多大？

(2)在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多大？

(3)在产生最大撞击力时，重物与样品的接触面积为20 cm2，求此时产生的撞击压强．

4．(2018·门头沟区二模)如图甲是某型号的电暖气，图乙是其内部的电路简化图，表格中列出了有关参数．当只闭合开关S?时，电暖气处于“550 W”的挡位工作；当只闭合开关S?时，电暖气处于“1450 W”的挡位工作；当闭合开关S?、S?时，电暖气处于“2 000 W”的挡位工作．

(1)电暖气在“550 W”挡位正常工作时，通过电暖气的电流是多少？ (2)当同时闭合S?、S?，让电暖气正常工作2h，消耗多少电能？

型号 操作方式 功率选择 额定电压 **** 手动 2 000 W/1 450 W/550 W三挡可调 220 V 5．(2017·嘉祥县一模)济宁市为了减少环境污染，运河上的游船采用电力驱动，如图为一艘电动游船正驶向前方，这种游船满载时，船和人的总质量为2 000 kg.

(1)该船满载时，外船底最深处距离水面0.5 m，该处所受水的压强是多少？ (2)该游船满载时，游船排开水的体积．

(3)该游船满载时，在平静的乐安江上以1.5 m/s的速度匀速行驶，此时游船所受水的阻力为200 N，驱动电机的工作电压为50 V，且消耗的电能有80%用来克服水的阻力做功，则此时驱动电机的工作电流．

6．(2016·山西模拟)某款家用蒸汽挂烫机（图甲）的工作电路原理如图乙所示，R?、R?为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S?为旋转开关，实现关、低档、高档的转换，其高挡时的额定功率为1000 W.使用时，水箱中一部分水通过进水阀门进入电热杯受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽软管从蒸汽喷头喷出，从而熨烫衣服．请解答：

(1)用来制作蒸汽软管的材料应具有什么样的物理特点或性质？请写出一点． (2)求发热电阻R?的阻值．

(3)将电热杯内0.2 kg、20℃的水加热到100℃需要的最短时间是多少？[设无热损失，

c水?4.2?103J/(kg·℃)]

题型六综合计算 真题篇

1.解：(1)雨滴的体积：V=πr3， 则根据??m4得，其质量m=ρV=πr3ρ， V34343 故重力G=mg=πr3ρg；

(2)大于；推理过程如下：

雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，故?=G， 因为?=kSv2=kπr2v2，G=πr3ρg， 所以，kπr2v2=πr3ρg， 化简得，v=

4?gr， 3k4343 又因为k、ρ、g均为定值，所以，r越大，速度越大， 即在接近地面时，大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度．

(3)设雨滴的质量为m，

因为重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，即W=Q， 又因为W=Gh =mgh，Q= cm?t， 所以，mgh =cm?t， 则?t?gh. c2．解：(1)根据P?UI可得，豆浆机在额定电压下打浆时通过的电流： I电机?P电机?≈0.82 A；

U额220V180W (2)大豆吸收的热量：

Q1?c豆m豆(t2?t1)=4.0?103J／(kg·℃)×0.1 kg×（100℃-20℃）=3.2?104J， 水吸收的热量：

Q2?c水m水(t2?t1)=4.2?103J /(kg·℃)×1.4 kg×（100℃-20℃）=4.704?105J， 豆浆机吸收的热量Q?Q1?Q2=3.2?104 J+4.704?105J=5.024?105J， 由P?W可得，电流通过电热器做的功： t W?P电热器t=1 000 W×9×60 s =5.4?105J， 电热器的加热效率：

??5QJ×100%≈93%； ?100%?5.024?105JW5.4?1022UU(220V)(3)由I?，P?UI可得，R?额?=48.4Ω，

RP额1000W已知W实际=W=5.4?105J， 由P?5JW得，P实际?W实际?5.4?10?900W，

t10?60st22?P实际R，则U实际?P实际R?900W?48.4?≈209V． 由P?U可得，U实际R3．解：(1)减小， (2)I0?U0?R0220V=2.5 A 88? Q=UIt =220 V×2.5 A×5×60 s=1.65?105J

(3)当恒温箱的温度设定为60℃时，由图乙可知Rt=80 Ω， 根据欧姆定律可计算：由I?0.05 A=

U得 Rt?R17.5V解得R1= 70 Ω；

80??R1(4)由图乙可知，当Rt最小时，恒温箱可设定的温度最高，在控制电路的电源电压不变，电流I=50 mA 一定时，Rt最小时，R1取最大值为120 Ω．

I?7.5VU，即0.05 A=Rt?R1120??Rt，

得Rt=30 Ω，由图乙中可查出，最高温度为150℃．

4．解：(1)已知上海到广州的空中距离s=1 470 km，最大巡航速度v最大=980 km／h，由v?可得，从上海到广州大约需要时间 t=

sstv最大=

1470km=1.5 h；

980km/h (2)v=954 km/h=954× 发动机的总输出功率 P=

1m/s=265 m/s, 3.6WFss==F?=Fv=2?105N×265 m／s=5.3?107W； ttt (3)C919对地面的压力

F=G=mg=77.3?103kg×10N/kg=7.73?105N, 对地面的压强p?F7.73?105N=7.73?106Pa． ?2S0.1m 答：(1)C919从上海到广州大约1.5 h ；

(2)C919发动机的总输出功率是5.3?107 W; (3)C919对地面的压强为7.73?106 Pa. 5．解析：(1)“

”；放大．

(2)将25℃的水加热至沸腾时所吸收的热量为

Q吸 =cm(t-t0)=4.2?103J/(kg/℃)×4 kg×(100℃-25℃)=1.26?106J (220V) 加热过程中消耗的电能W=Pt=Ut=×12×60 s=1.44?106 J

R2224.2? 电热水瓶的加热效率??Q吸1.26?106J=87.5% ?6JW1.44?10?33V4?10m=0.16 m (3)最高水位离内胆底部的高度h1???2S2.5?10m2 1 L水被提升的高度

h2?0.16m?2.5L?2?3?10m=0. 13 m 4L 抽水的过程中出水电动机所做的功

W=Gh2=mgh2=?Vgh2=1?103kg／m3×1?10?3m3×10 N/kg×0.13 m=1.3 J 抽水过程中出水电动机输出功率P=

W1.3J==0.065 W t20s 6．解：(1)由表格数据可知，当踏板空载时(F=0N)，压力传感器的电阻为R=45 Ω，电路 中的电流：I?U0?R02V=0.2 A, 10? 电源电压为：U=I(R?R0)=0.2 A× (10Ω+45Ω)=11V;

(2)报警信号时，电路中的电流：I'?U'0?R05V=0.5 A， 10? 传感器两端的电压：U传=U-U'0=11V-5 V=6 V， 此时传感器的阻值：R'=U传=

I'6V=12Ω， 0.5A 由图象可知，当传感器的阻值为12Ω时，对应的压力F压=25 N， 由AB：OB=5：1知，OB=

11OA=×120 cm=20 cm， 66 根据杠杆平衡条件可得：F压×OA= F踏×OB，即25 N× 6=F踏×1， 解得F踏=150 N，即踏板设定的最大压力值为150 N;

(3)若电源电压变为14 V，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警(即电压

表示数仍然为5 V)，电路中的电流仍为0.5 A;

''?14V?5V 报警时压力传感器的电阻：R''=UU0==18Ω；

I0.5A 由图象可知，当传感器的阻值为18 Ω时，对应的压力为F压'=15 N， 根据杠杆平衡条件可得：F踏×OB'= F压'×OA，即150 N×OB'=15 N×1.2 m． 解得OB'=0. 12 m=12 cm;

移动的距离：s=OB-OB'=20 cm-12 cm=8 cm． 故触点B应该向左移动8 cm. 模拟篇

1．解：(1)花岗岩的密度为ρ=2.6?103kg/m3，整个塔身体积V=60 m3， 由??m得塔身的质量： V m=ρV=2.6?103kg/m3×60m3 =1.56?105kg; (2)塔身对水平基座的压力等于塔身的重力， 即：F=G=mg=1.56?105kg×10 N/kg=1.56?106 N; (3)受力面积S=10m×6m= 60m2， 塔身对水平基座的压强：

F1.56?106N p???2.6?104Pa． 2S60m2．解：把水注入容器M中后，水的深度： h?p?水g?2500Pa=0.25 m=25 cm; 33kg/?10N/kg1.0?10m 圆柱体乙排开水的体积：

900g V排?hSM?V水?hSM?m水=25 cm×60cm2-=600cm3，

1g/cm3?水 则圆柱体乙所受浮力：

F浮??水gV排?1.0?103kg/m3?10N/kg?600?10?6m3 =6 N.

由两次杠杆平衡：F拉L1?G乙L2，?F拉?2l?F浮?3l得：?F拉=9 N．

再由：?p甲S甲??F拉得：

N)Pa?5?S甲?(5000?9320010?3m；

22乙甲22 由圆柱体甲第一次受力平衡：

G甲?pS?F甲甲?拉pS?GL?pS?mgLLL甲甲甲1=3200Pa×5×10?3m2+800×10?3kg

1×10N/kg×=28N， ∴圆柱体甲的密度：

28N ?甲?m甲?G甲==5.6?103kg/m3. ?32?2V甲gS甲h甲10N/kg?5?10m?10?10m323．解：(1)由图甲知，压力传感器与R0串联，电流表测电路中电流．在重物撞击前重物对 传感器无压力，电路中电流不变，由图乙知此时电路中电流I=0.2 A， 电路消耗的电功率：P=UI=24 V×0.2 A=4.8 W;

(2)由图丙可知，压力传感器电阻随压力增大而减小，所以撞击力最大时，压力传感器电阻最小，电流最大，

由图乙可知，最大的电流为Imax=0.8 A， 根据欧姆定律和串联电路特点可知，电源电压： U=Imax(R0+R)， 压力传感器的电阻：R?UImax-R0=

24V-10Ω=20 Ω， 0.8A 由图丙可知，此时受到撞击力：F=400 N； (3)产生最大撞击力时，重物对样品的压强： p?F400N??2?105Pa． ?42S20?10m 答：(1)在重物撞击前，电路消耗的电功率是4.8 W;

(2)在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是400 N； (3)在产生最大撞击力时，重物对样品的压强是2?105Pa．

4．解：(1)已知功率选择P?=2 000 W、P?=1 450 W、P?=550 W，

由P=UI可得，电暖气在“550 W”挡位正常工作时通过电暖气的电流：

550W I?P3?=2.5A；

U220V (2)由题意可知，电暖气在P?=2 000 W=2 kW，正常工作时间t=2 h． 由P?W可得，这次使用时消耗的电能： t W=P?t=2 kW×2 h=4 kW·h.

5．解：(1)外船底最深处距离水面0.5 m，该处所受水的压强为： p??gh=1.0?103kg／m3×10 N／kg×0.5 m=5 000 Pa； (2)游船处于漂浮状态，故所受浮力为： F浮?G总?m总g=2 000 kg×10 N／kg=20 000 N； 游船满载时，游船排开水的体积为：

20000N V排?F浮?=2m3；

?水g1000kg/m3?10N/kg(3)游船所受水的阻力为200 N，则游船受到的牵引力为：F=?=200 N； 游船有用功率为：P有?Fv=200 N×1.5 m／s=300 W;

300W驱动电机的功率为：P总?P有?=375W；

?80%由P总?UI可得，驱动电机的工作电流为：

375WI?P总?=7.5A；

U50V答：(1)该船满载时，外船底最深处距离水面0.5 m，该处所受水的压强是5 000 Pa； (2)该游船满载时，游船排开水的体积为2m3． (3)此时驱动电机的工作电流为7.5 A．

6．解：(1)因为利用热的水蒸气工作，所以所用软管需要具有耐高温、柔韧性好、质量小的 特点；

(2)当处于高温挡时，两电阻并联，又R?=R?， 故P=P?+P?=2P?，则P?=P=×1 000 W=500W． 由P?U可得发热电阻R?的阻值为：

R2(220V)2 R1?U??96.8?；

500WP1 (3)水吸收的热量为：Q?cm?t=4.2×103J／（kg·℃）×0.2kg×（100℃-20℃）=67 200 J， 由Q?W?Pt得：

21212 t?WQ67200J???67.2s． PP1000W