专题05：力学和电学计算题--【好题汇编】2024年中考物理二模试题分类汇编（湖南专用）

专题06（选择、填空和计算题）：力学（压轴题） 本专题选自湖南省2024年各地的一模模拟考试试卷中计算题中出现的力学和电学压轴题。 一、力学计算 1．（2024·湖南永州·二模）某校科技小组，设计了如图所示的一套从水中打捞物体的简单滑轮组装置，动滑轮的重力为50N，物体A的密度为，体积为；通过滑轮组把A从水中匀速提升（A始终未露出水面），不计绳重、摩擦及水的阻力，，。求： （1）A物体的重力； （2）A露出水面前，滑轮组的机械效率； （3）若人的重力为625N，与水平地面的接触面积为，人对地面的压强。 2．（2024·湖南岳阳·二模）用如图所示的滑轮组将质量为44kg的货物在5s内提升3m，已知动滑轮重60N（不计绳重和摩擦，取），求： （1）货物的重力； （2）滑轮组绳子自由端的拉力； （3）提升过程中滑轮组的机械效率。 3．（2024·湖南长沙·二模）如图是小明设计的浮力跷跷板，将完全相同的不吸水泡沫长方体A、B用不可伸长轻绳及定滑轮如图所示放置在水槽中，已知泡沫密度为0.2×103kg/m3，每块泡沫底面积为250cm2，高为20cm，容器底面积为0.2m2，水足够深，且泡沫长方体刚好有一半浸没在水中，不计一切摩擦（g取10N/kg）求： （1）每块泡沫的质量？ （2）此时，绳子拉力为多大？ （3）若在A端放上质量为m1=1kg的物体，稳定后绳子拉力为多大？（绳子有拉力时，绳的总长保持一定） （4）若先在A端放上质量为m1=1kg的物体，稳定后再在B端放上质量为m2=3kg的物体，直至再次稳定，则放上m2后，相比于未放两物体前，B向下移动的距离是多少厘米？ 4．（2024·湖南长沙·二模）小静在厨房观察到了一个有趣的现象，她把一个苹果放入盛满水的盆子清洗时，从盆中溢出的水流入底部密封的水槽内。取出苹果后，盆子浮了起来。小静经过思考，建立了以下模型研究盆子浮起来的条件。如图所示，足够高的圆柱形容器A放在水平面上，内放一个装满水的圆柱形容器B（B厚度不计，且与A底部未紧密贴合）。容器A底面积为，容器B质量为0.3kg，底面积为，高度为0.2m。正方体木块边长为0.1m，密度为。（已知水的密度为，g=10N/kg）求： （1）木块未放入水中时，容器B中水的质量； （2）木块缓慢放入容器B中稳定后，A容器底部受到的水的压强为多少Pa； （3）把木块取出，再从B容器中抽出质量为300g的水倒入容器A中，稳定后，A容器中水的深度。（木块不吸水，不计取出木块时表面沾的水） 5．（2024·湖南永州·二模）为了丰富同学们的校园生活，缓解中考前的紧张情绪，学校举行了一场趣味运动会，其中有一个比赛项目是“搬水上楼”。如图，小华同学在比赛中将一桶20L的饮用桶装水从一楼搬到五楼。求：（取，） （1）桶中水的质量是多少？ （2）经测量，桶底到水面的距离为30cm，桶中水对桶底的压强是多少？ （3）小华同学将一桶水从一楼搬到12m高的五楼用时2min，小华对水做功的功率是多少？ 二、电学计算 6．（2024·湖南永州·二模）某品牌电压力锅铭牌如下表所示。其简化工作电路如图所示，A为密闭锅体，是加热器，为电源开关。闭合开关，温控开关与触点a接触，此时电路处于加热状态，加热器对锅内水加热；当锅内水温达到105℃时，温控开关与触点a断开，与b点接通，电路处于保温状态。求：（电阻阻值保持不变） （1）电压力锅正常加热时，通过加热电阻的电流是多大？ （2）电压力锅处于保温状态时，电压力锅正常工作消耗的总功率为44W，求电阻的阻值是多大？ （3）用该电压力锅对2kg、25℃的水正常加热到105℃，加热的时间为12min，求该电压力锅的加热效率是多大？（结果保留一位小数）[水的比热容] ××牌电压力锅 额定电压 220V 额定功率 加热 1100W 保温 44W 电源频率 50Hz 7．（2024·湖南永州·二模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻的阻值为。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.9A和0.4A。求： （1）电源电压U； （2）通过电阻的电流； （3）当开关闭合1分钟，消耗的电能。 8．（2024·湖南长沙·二模）如图所示，是某电器设备的一部分电路。已知电源电压和灯泡的阻值均保持不变，定值电阻R0=10Ω，灯泡L上标有“6V  3.6W”的字样。 （1）S2断开，只闭合开关S1时，电流表示数I1=1A，求电源电压； （2）在不损坏电流表及电源的情况下，闭合开关S1，将开关S2接“a”，移动滑片P置于其最大阻值，此时电流表示数I2=1.5A，求滑动变阻器的最大阻值； （3）当开关S1断开，开关S2接“b”时，移动滑动变阻器滑片P，使灯泡L正常发光，求滑动变阻器消耗的电功率。 9．（2024·湖南长沙·二模）某品牌汽车电加热座椅垫内部电路如图所示，工作时电源电压为12V，开关S与不同接触点接触时，座椅垫有“高温”“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，、均为加热电阻且阻值不变，电源。求： （1）高温挡工作时，电路中的电流； （2）高温挡工作5min过程中，电路产生的热量； （3）低温挡的功率。 10．（2024·湖南永州·二模）如图甲所示是一个电学箱内部结构图，装有一个滑动变阻器和两个定值电阻，其中滑动变阻器的铭牌为“？1A”，箱体外有A、B、C、D四个接线柱。小明同学设计了如图乙所示检测电路，借此测量各电阻大小。已知图乙电路的电源电压为6V，电阻R0阻值为10Ω，电流表的量程为0~3A。将接线柱M、N分别与电学箱外的接线柱相连，仅闭合开关S1时，移动滑动变阻器滑片，获得测试数据如下； 测试次数 与M、N连接的接线柱 电流表示数/A 第1次 A、B 0.2~0.6 第2次 A、C 0.15~0.3 第3次 A、D 0.12~0.2 （1）滑动变阻器的最大阻值为多少Ω； （2）同时闭合开关S1、S2，将C、D接线柱同时连接到M处、B接线柱连接到N处，求此时电流表的示数； （3）同时闭合开关S1、S2，通过改变电学箱外四个接线柱的连接可以实现箱内部三个电阻的串联或者并联，则电学箱可达到的最大功率为多少？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！7 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06（选择、填空和计算题）：力学（压轴题） 本专题选自湖南省2024年各地的一模模拟考试试卷中计算题中出现的力学和电学压轴题。 一、力学计算 1．（2024·湖南永州·二模）某校科技小组，设计了如图所示的一套从水中打捞物体的简单滑轮组装置，动滑轮的重力为50N，物体A的密度为，体积为；通过滑轮组把A从水中匀速提升（A始终未露出水面），不计绳重、摩擦及水的阻力，，。求： （1）A物体的重力； （2）A露出水面前，滑轮组的机械效率； （3）若人的重力为625N，与水平地面的接触面积为，人对地面的压强。 【答案】（1）600N；（2）80%；（3）104Pa 【详解】解：（1）A物体的重力为 （2）A浸没在水中时，排开水的体积为 A浸没在水中时所受浮力为 A露出水面前，滑轮组的机械效率为 （3）人对绳子的拉力为 人的重力为625N，人对地面的压力为 人对地面的压强为 答：（1）A物体的重力为600N； （2）A露出水面前，滑轮组的机械效率为80%； （3）人对地面的压强为104Pa。 2．（2024·湖南岳阳·二模）用如图所示的滑轮组将质量为44kg的货物在5s内提升3m，已知动滑轮重60N（不计绳重和摩擦，取），求： （1）货物的重力； （2）滑轮组绳子自由端的拉力； （3）提升过程中滑轮组的机械效率。 【答案】（1）440N；（2）250N；（3）88% 【详解】解：（1）货物的重力 （2）由图可知，滑轮组承重绳子的根数，不计绳重和摩擦，绳端的拉力为 （3）提升过程中，做的有用功为 总功为 滑轮组的机械效率为 答：（1）货物的重力为440N； （2）滑轮组绳子自由端的拉力为250N； （3）提升过程中滑轮组的机械效率为88%。 3．（2024·湖南长沙·二模）如图是小明设计的浮力跷跷板，将完全相同的不吸水泡沫长方体A、B用不可伸长轻绳及定滑轮如图所示放置在水槽中，已知泡沫密度为0.2×103kg/m3，每块泡沫底面积为250cm2，高为20cm，容器底面积为0.2m2，水足够深，且泡沫长方体刚好有一半浸没在水中，不计一切摩擦（g取10N/kg）求： （1）每块泡沫的质量？ （2）此时，绳子拉力为多大？ （3）若在A端放上质量为m1=1kg的物体，稳定后绳子拉力为多大？（绳子有拉力时，绳的总长保持一定） （4）若先在A端放上质量为m1=1kg的物体，稳定后再在B端放上质量为m2=3kg的物体，直至再次稳定，则放上m2后，相比于未放两物体前，B向下移动的距离是多少厘米？ 【答案】（1）1kg；（2）15N；（3）10N；（4）0.4 【详解】解：（1）每块泡沫的体积为 由得，每块泡沫的质量 （2）泡沫长方体刚好有一半浸没在水中，此时泡沫受到的浮力为 泡沫受到的重力为 泡沫在竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力处于静止状态，由平衡力得，此时，绳子拉力为 （3）AB是相同的泡沫，AB的重力为 若在A端放上质量为 的物体，物体的重力 绳子有拉力时，绳的总长保持一定，则AB整体排开的水的体积不变，受到的浮力不变，则整体受到的浮力为 对A进行受力分析得 对B进行受力分析得 则 则 （4）若先在A端放上质量为m1=1kg的物体，稳定后A受到的浮力为 B受到的浮力为 再在B端放上质量为 的物体，B上放的物体的重力为 此时A上升，B下降，A排开水的体积的减小量等于B排开水的体积的增大量，对A进行受力分析得： ┄┄① 对B进行受力分析得┄┄② 联立方程组得 则，解得 则此时B受到的浮力为 相比于未放两物体前，B增大的浮力为 由得，B排开水的体积增大 B向下移动的距离是 答：（1）每块泡沫的质量1kg； （2）此时，绳子拉力为15N； （3）若在A端放上质量为m1=1kg的物体，稳定后绳子拉力为10N； （4）若先在A端放上质量为m1=1kg的物体，稳定后再在B端放上质量为m2=3kg的物体，直至再次稳定，则放上m2后，相比于未放两物体前，B向下移动的距离是0.4厘米。 4．（2024·湖南长沙·二模）小静在厨房观察到了一个有趣的现象，她把一个苹果放入盛满水的盆子清洗时，从盆中溢出的水流入底部密封的水槽内。取出苹果后，盆子浮了起来。小静经过思考，建立了以下模型研究盆子浮起来的条件。如图所示，足够高的圆柱形容器A放在水平面上，内放一个装满水的圆柱形容器B（B厚度不计，且与A底部未紧密贴合）。容器A底面积为，容器B质量为0.3kg，底面积为，高度为0.2m。正方体木块边长为0.1m，密度为。（已知水的密度为，g=10N/kg）求： （1）木块未放入水中时，容器B中水的质量； （2）木块缓慢放入容器B中稳定后，A容器底部受到的水的压强为多少Pa； （3）把木块取出，再从B容器中抽出质量为300g的水倒入容器A中，稳定后，A容器中水的深度。（木块不吸水，不计取出木块时表面沾的水） 【答案】（1）4kg；（2）1200Pa；（3）0.172m 【详解】解：（1）B中水的质量为 （2）木块放入B中，由于木块的密度小于水的密度，静止时木块会漂浮在B内的水中。由物体的浮沉条件得 又由阿基米德原理得 则得木块受到的重力等于其排开水的重力，即 此时B的总重力为 若B漂浮，则B受到的浮力等于B的总重，即 则B浸入水中的深度应为 由于，所以放入木块静止后，B不可能在A中漂浮，即B不会离开A的底部。则A容器中水深为 A容器底部受到的水的压强为 （3）把木块取出，再从B容器中抽出质量为300g的水倒入容器A中，抽出水的体积为 若B仍未浮起，则A中水深度为 B受到的浮力为 抽出水的重力为 此时B的总重为 由于，所以静止时B会漂浮。 此时B浸入的深度为 B底部与A底部距离为 稳定后，A容器中水的深度为 答：（1）木块未放入水中时，容器B中水的质量为4kg； （2）木块缓慢放入容器B中稳定后，A容器底部受到的水的压强为1200Pa； （3）把木块取出，再从B容器中抽出质量为300g的水倒入容器A中，稳定后，A容器中水的深度为0.172m。 5．（2024·湖南永州·二模）为了丰富同学们的校园生活，缓解中考前的紧张情绪，学校举行了一场趣味运动会，其中有一个比赛项目是“搬水上楼”。如图，小华同学在比赛中将一桶20L的饮用桶装水从一楼搬到五楼。求：（取，） （1）桶中水的质量是多少？ （2）经测量，桶底到水面的距离为30cm，桶中水对桶底的压强是多少？ （3）小华同学将一桶水从一楼搬到12m高的五楼用时2min，小华对水做功的功率是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）桶中水的质量为 （2）桶中水对桶底的压强为 （3）小华对水做功为 则小华对水做功的功率为 答：（1）桶中水的质量为； （2）经测量，桶底到水面的距离为30cm，桶中水对桶底的压强为； （3）小华同学将一桶水从一楼搬到12m高的五楼用时2min，小华对水做功的功率为。 二、电学计算 6．（2024·湖南永州·二模）某品牌电压力锅铭牌如下表所示。其简化工作电路如图所示，A为密闭锅体，是加热器，为电源开关。闭合开关，温控开关与触点a接触，此时电路处于加热状态，加热器对锅内水加热；当锅内水温达到105℃时，温控开关与触点a断开，与b点接通，电路处于保温状态。求：（电阻阻值保持不变） （1）电压力锅正常加热时，通过加热电阻的电流是多大？ （2）电压力锅处于保温状态时，电压力锅正常工作消耗的总功率为44W，求电阻的阻值是多大？ （3）用该电压力锅对2kg、25℃的水正常加热到105℃，加热的时间为12min，求该电压力锅的加热效率是多大？（结果保留一位小数）[水的比热容] ××牌电压力锅 额定电压 220V 额定功率 加热 1100W 保温 44W 电源频率 50Hz 【答案】（1）5A；（2）；（3） 【详解】解：（1）闭合开关，温控开关与触点a接触，此时电路处于加热状态，此时只有工作，则通过加热电阻的电流为 （2）加热电阻的阻值为 闭合开关，温控开关与b点接通，电路处于保温状态，此时、串联，则总电阻为 则电阻的阻值为 （3）水吸收的热量为 消耗的电能为 则该电压力锅的加热效率为 答：（1）电压力锅正常加热时，通过加热电阻的电流为5A； （2）电阻的阻值为； （3）该电压力锅的加热效率为。 7．（2024·湖南永州·二模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻的阻值为。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.9A和0.4A。求： （1）电源电压U； （2）通过电阻的电流； （3）当开关闭合1分钟，消耗的电能。 【答案】（1）8V；（2）0.5A；（3）240J 【详解】解：（1）由图可知，闭合开关，R1和R2并联，A1测量通过R1的电流，A2测量干路电流，则电源电压为 （2）通过电阻的电流为 （3）当开关闭合1分钟，消耗的电能为 答：（1）电源电压U为8V； （2）通过电阻的电流为0.5A； （3）当开关闭合1分钟，消耗的电能为240J。 8．（2024·湖南长沙·二模）如图所示，是某电器设备的一部分电路。已知电源电压和灯泡的阻值均保持不变，定值电阻R0=10Ω，灯泡L上标有“6V  3.6W”的字样。 （1）S2断开，只闭合开关S1时，电流表示数I1=1A，求电源电压； （2）在不损坏电流表及电源的情况下，闭合开关S1，将开关S2接“a”，移动滑片P置于其最大阻值，此时电流表示数I2=1.5A，求滑动变阻器的最大阻值； （3）当开关S1断开，开关S2接“b”时，移动滑动变阻器滑片P，使灯泡L正常发光，求滑动变阻器消耗的电功率。 【答案】（1）10V；（2）40Ω；（3）2.4W 【详解】解：（1）只闭合开关S1时，只有定值电阻R0连入，如图1： 根据欧姆定律得：电源的电压U=U0=I0R0=1A×10Ω=10V （2）闭合开关S1，将开关S2接“a”，移动滑片P置于其中点，定值电阻R0与滑动变阻器并联，如图2： 电流表测干路电流，即I=1.5A，滑动变阻器连入电路的阻值为，由并联电路干路电流等于各支路电流之和可知：通过滑动变阻器的电流I′=I-I0=1.5A-1A=0.5A 由欧姆定律得 则滑动变阻器的最大阻值R=2R′=2×20Ω=40Ω （3）当开关S1断开，开关S2接“b”时，灯泡与滑动变阻器串联接在电源两端，如图3： 灯泡L正常发光时UL=U额=6V 由P=UI得：灯泡L正常发光的电流 串联电路两端的电压等于串联的各部分电路两端的电压之和，所以此时滑动变阻器两端的电压 U″=U-UL=10V-6V=4V 所以此时滑动变阻器消耗的电功率P=U″IL=4V×0.6A=2.4W 答：（1）电源电压为10V； （2）滑动变阻器的最大阻值为40Ω； （3）滑动变阻器消耗的电功率为2.4W。 9．（2024·湖南长沙·二模）某品牌汽车电加热座椅垫内部电路如图所示，工作时电源电压为12V，开关S与不同接触点接触时，座椅垫有“高温”“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，、均为加热电阻且阻值不变，电源。求： （1）高温挡工作时，电路中的电流； （2）高温挡工作5min过程中，电路产生的热量； （3）低温挡的功率。 【答案】（1）3A；（2）1.08×104J；（3）12W 【详解】解：电源电压一定，由可知，总电阻越大，总功率越小；由电路图可知，开关S接触“2”，两电阻串联，此时总电阻较大，总功率较小，处于低温挡；S接触“3”，只有电阻R1接入电路，此时处于高温挡。 （1）已知“高温”挡功率为36W，高温挡工作时，电路中的电流为 （2）高温挡工作5min过程中，电路产生的热量为 （3）开关S接触“2”，两电阻串联，此时总电阻较大，总功率较小，处于低温挡。电阻R1阻值为 两电阻串联的总阻值为 R总=R1+R2=8Ω+4Ω=12Ω低温挡的功率为 答：（1）高温挡工作时，电路中的电流3A； （2）高温挡工作5min过程中，电路产生的热量为1.08×104J； （3）低温挡的功率为12W。 10．（2024·湖南永州·二模）如图甲所示是一个电学箱内部结构图，装有一个滑动变阻器和两个定值电阻，其中滑动变阻器的铭牌为“？1A”，箱体外有A、B、C、D四个接线柱。小明同学设计了如图乙所示检测电路，借此测量各电阻大小。已知图乙电路的电源电压为6V，电阻R0阻值为10Ω，电流表的量程为0~3A。将接线柱M、N分别与电学箱外的接线柱相连，仅闭合开关S1时，移动滑动变阻器滑片，获得测试数据如下； 测试次数 与M、N连接的接线柱 电流表示数/A 第1次 A、B 0.2~0.6 第2次 A、C 0.15~0.3 第3次 A、D 0.12~0.2 （1）滑动变阻器的最大阻值为多少Ω； （2）同时闭合开关S1、S2，将C、D接线柱同时连接到M处、B接线柱连接到N处，求此时电流表的示数； （3）同时闭合开关S1、S2，通过改变电学箱外四个接线柱的连接可以实现箱内部三个电阻的串联或者并联，则电学箱可达到的最大功率为多少？ 【答案】（1）20；（2）0.9A；（3）11.4W 【详解】解；（1）当M、N接在A、B接线柱时，此时滑动变阻器与R0串联，根据AB间最小电流可以求出滑动变阻器的最大阻值为 故滑动变阻器的电阻 （2）当第2、3次实验中滑动变阻器阻值为0时，电流分别可取最大，由此可得 同时闭合开关S1、S2，将C、D接线柱同时连接M处、B接线柱连接N处时，R1与R2并联，此时电流表示数为 （3）将A、C、D接线柱同时连接到M处，B接在N处时，此时三个电阻并联，电学箱有最大电功率；由于通过滑动变阻器的最大电流为1A时，因此干路最大电流为 电学箱的最大功率 答：（1）滑动变阻器的最大阻值为20Ω； （2）此时电流表的示数0.9A； （3）电学箱可达到的最大功率为11.4W。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！7 学科网（北京）股份有限公司 $$