内容正文:
专题10 计算题(原题版)
1.(2024·云南·中考真题)AI机器人逐渐改变了我们的生活,我国自主研发的某款人形机器人身高1.65m,质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m。求:
(1)机器人所受的重力;
(2)2s内机器人对箱子所做的功;
(3)2s内机器人对箱子做功的功率。
2.(2023·云南·中考真题)在如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,电阻的阻值为20Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A,求
(1)的阻值;
(2)通电1min,电流通过做的功;
(3)电路消耗的电功率。
3.(2023·云南·中考真题)如图所示,将重为3N,底面积为装有水的薄壁(不计厚度)柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上,此时压力传感器的示数为30N,用轻质细线悬挂一重20N、高15cm、底面积为不吸水的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm,现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口,已知,求
(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强;
(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量;
(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力;
(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量。
4.(2022·云南·中考真题)如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,当S闭合,S1断开时,电流表的示数为0.2A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为0.5A。求
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电流通过R2做的功。
5.(2022·云南·中考真题)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”,生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾,水温升高了80℃,[c水=4.2×103J/(kg·℃),q煤=3×107J/kg],在此过程中,求:
(1)水吸收的热量;
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量;
(3)需要完全燃烧煤的质量。
6.(2022·云南·中考真题)在研究物体的沉浮条件时,一实验小组将一质量为54g的橡皮泥放入盛水的水槽中,橡皮泥下沉。老师请大家思考能否让橡皮泥漂浮在水面上呢?他们经过思考后将橡皮泥捏成了如图所示的厚度均匀的半球状“小碗”,将碗口朝上轻轻放在水面上,小碗漂浮。(ρ泥=1.2g/cm3,ρ水=1.0g/cm3,半球的体积公式是,π取3,取1.65)
(1)橡皮泥放入水槽前,水的深度是0.1m,求水对水槽底部的压强;
(2)求橡皮泥的体积;
(3)橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是多少?
(4)橡皮泥“小碗”的厚度d要满足什么条件,才能够漂浮在水面上?
7.(2021·云南·中考真题)自行车骑行是生活中一种环保的出行方式,如图所示,小明骑自行车出行的途中,沿直线匀速经过一段长100m的平直路面,用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为。若小明的质量为55kg,自行车重150N,骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。()
(1)求骑行时车对水平地面的压强;
(2)该压强相当于多高水柱产生的压强?
(3)求骑行过程中动力做的功及功率。
8.(2020·云南·中考真题)如图甲所示,水平桌面上有个质量为2.5kg,底面边长为0.5m的正方体水槽,水槽内有一实心球。逐渐往水槽内加水,球受到的浮力F与水深h的关系如图乙所示,水深h= 7 cm时,球刚好有一半体积浸入水中。不考虑水槽厚度,水的密度为1.0×103 kg/m3,求∶
(1)实心球的体积和水深7cm时水槽底部受到的压强;
(2)实心球的密度;
(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强。
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专题10 计算题(解析版)
1.(2024·云南·中考真题)AI机器人逐渐改变了我们的生活,我国自主研发的某款人形机器人身高1.65m,质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m。求:
(1)机器人所受的重力;
(2)2s内机器人对箱子所做的功;
(3)2s内机器人对箱子做功的功率。
【答案】(1)550N; (2)100J; (3)50W
【详解】解:(1)机器人所受的重力
G=mg=55kg×10N/kg=550N
(2)2s内机器人对箱子所做的功
W=Fs=100N×1m=100J
(3)2s内机器人对箱子做功的功率
答:(1)机器人所受的重力为550N;
(2)2s内机器人对箱子所做的功为100J;
(3)2s内机器人对箱子做功的功率为50W。
2.(2023·云南·中考真题)在如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,电阻的阻值为20Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A,求
(1)的阻值;
(2)通电1min,电流通过做的功;
(3)电路消耗的电功率。
【答案】(1)10Ω;(2)48J;(3)1.2W
【详解】解:(1)由电路图知道,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,串联电路中的电流处处相等,由欧姆定律知道,电路的总电阻
由串联电路电阻的特点知道,的阻值
(2)电路工作1min,电流通过电阻R1做的功
(3)由知道,电路消耗的电功率
答:(1)的阻值是10Ω;
(2)通电1min,电流通过做的功48J;
(3)电路消耗的电功率是1.2W。
3.(2023·云南·中考真题)如图所示,将重为3N,底面积为装有水的薄壁(不计厚度)柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上,此时压力传感器的示数为30N,用轻质细线悬挂一重20N、高15cm、底面积为不吸水的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm,现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口,已知,求
(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强;
(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量;
(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力;
(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量。
【答案】(1);(2);(3)11N;(4)200Pa
【详解】解:(1)根据题意可知,圆柱体未浸入水中时,压力传感器的示数为30N,由可得,溢水杯对压力传感器的压强为
(2)圆柱体未浸入水中时,压力传感器的示数为30N,由于传感器受到的压力等于水的重力加上溢水杯的重力,即有
而溢水杯的重力为1N,则水的重力为
又,故溢水杯中水的质量为
(3)圆柱体刚好浸没时,排开水的体积等于圆柱体自身的体积,即
根据可得,圆柱体刚好浸没时,受到的浮力为
细线对圆柱体的拉力为
(4)因为初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm。现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口,则圆柱体从接触水面到水面上升到溢水口过程中下降的高度为
h下=7cm-4cm=3cm
设此过程中水面上升的高度为∆h,则水面上升到溢水口时圆柱体浸入水中的深度为
h浸=h下+∆h=3cm+∆h
根据V排的两种计算方法可得
V排=S杯∆h=S物h浸=S物×(3cm+∆h)
代入数据可得为
150cm2×∆h=60cm2×(3cm+∆h)
解得∆h=2cm;此时圆柱体浸入水中的深度为
h浸=h下+∆h=3cm+2cm=5cm<H物=15cm
当圆柱体继续下降直至刚好浸没过程中,虽然有水溢出,但溢水杯内水的深度不变,所以圆柱体从初始位置到刚好浸没,溢水杯内水面上升的高度为
∆h=2cm=0.02m
则整个过程中水对溢水杯底部压强的变化量为
∆p=p水g∆h=1.0×l03kg/m3×l0N/kg×0.02m=200Pa
答:(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强为;
(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量为2.7kg;
(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力为11N;
(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量为200Pa。
4.(2022·云南·中考真题)如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,当S闭合,S1断开时,电流表的示数为0.2A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为0.5A。求
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电流通过R2做的功。
【答案】(1)6V;(2);(3)108J
【详解】解:(1)当S闭合,S1断开时,只有R1接入电路,此时电流表的示数为0.2A,电源电压为
(2)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,电流表测量电路总电流,电流表的示数为0.5A,则通过R2的电流为
则R2的阻值为
(3)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,通电1min电流通过R2做的功为
答:(1)电源电压为6V;
(2)R2的阻值为;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电流通过R2做的功为108J。
5.(2022·云南·中考真题)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”,生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾,水温升高了80℃,[c水=4.2×103J/(kg·℃),q煤=3×107J/kg],在此过程中,求:
(1)水吸收的热量;
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量;
(3)需要完全燃烧煤的质量。
【答案】(1)8.4×105J;(2)8.4×106J;(3)0.28kg
【详解】解:(1)根据可知,水吸收的热量
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,根据可知,煤燃烧放出的热量为
(3)根据Q放=mq可知,需要完全燃烧煤的质量为
答:(1)水吸收的热量为8.4×105J;
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量为8.4×106J;
(3)需要完全燃烧煤的质量为0.28kg。
6.(2022·云南·中考真题)在研究物体的沉浮条件时,一实验小组将一质量为54g的橡皮泥放入盛水的水槽中,橡皮泥下沉。老师请大家思考能否让橡皮泥漂浮在水面上呢?他们经过思考后将橡皮泥捏成了如图所示的厚度均匀的半球状“小碗”,将碗口朝上轻轻放在水面上,小碗漂浮。(ρ泥=1.2g/cm3,ρ水=1.0g/cm3,半球的体积公式是,π取3,取1.65)
(1)橡皮泥放入水槽前,水的深度是0.1m,求水对水槽底部的压强;
(2)求橡皮泥的体积;
(3)橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是多少?
(4)橡皮泥“小碗”的厚度d要满足什么条件,才能够漂浮在水面上?
【答案】(1)1000Pa;(2)4.5×10−5m3;(3)0.54N;(4)d<1.35cm
【详解】解:(1)水的深度h=0.1m,水对水槽底部的压强为
(2)橡皮泥的质量m=54g,橡皮泥的密度ρ泥=1.2g/cm3,所以橡皮泥的体积为
(3)根据物体的浮沉条件可知,橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力为
(4)当小碗的上表面恰好与水面相平时,此时的厚度d满足漂浮时的最大厚度,此时排开水的体积为
V排=
则整个半球的半径为
空心部分体积为
则空心部分半径为
则厚度d为
d=R-r=3cm-1.65cm=1.35cm
故厚度d<1.35cm,才能够漂浮在水面上。
答:(1)水的深度是0.1m,水对水槽底部的压强为1000Pa;
(2)橡皮泥的体积为4.5×10−5m3;
(3)橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是0.54N;
(4)橡皮泥“小碗”的厚度d<1.35cm,才能够漂浮在水面上。
7.(2021·云南·中考真题)自行车骑行是生活中一种环保的出行方式,如图所示,小明骑自行车出行的途中,沿直线匀速经过一段长100m的平直路面,用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为。若小明的质量为55kg,自行车重150N,骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。()
(1)求骑行时车对水平地面的压强;
(2)该压强相当于多高水柱产生的压强?
(3)求骑行过程中动力做的功及功率。
【答案】(1);(2)35m;(3)2100J,105W
【详解】解:(1)骑行时人和车总重力为
G=mg+G1=55kg×10N/kg+150N=700N
骑行时车对水平地面的压强
(2)该压强相当于水柱压强,水柱高度
(3)骑行时受到的阻力为
f=0.03G=0.03×700N=21N
因为匀速运动,所以动力等于阻力等于21N,骑行过程中动力做的功
W=Fs=21N×100m=2100J
功率
答:(1)骑行时车对水平地面的压强;
(2)该压强相当于35m水柱产生的压强;
(3)骑行过程中动力做的功2100J,功率105W。
8.(2020·云南·中考真题)如图甲所示,水平桌面上有个质量为2.5kg,底面边长为0.5m的正方体水槽,水槽内有一实心球。逐渐往水槽内加水,球受到的浮力F与水深h的关系如图乙所示,水深h= 7 cm时,球刚好有一半体积浸入水中。不考虑水槽厚度,水的密度为1.0×103 kg/m3,求∶
(1)实心球的体积和水深7cm时水槽底部受到的压强;
(2)实心球的密度;
(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强。
【答案】(1) 1.436×10-3m3 ;700Pa;(2) 0.90×103 kg/m3;(3) 1.1×103 Pa
【详解】(1)根据题意知道,当水深h1=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中,即
由图知道,此时受到的浮力F1=7.18N,根据阿基米德原理知道
实心球的体积
故水深7cm时水槽底部受到的压强
p1=ρ水 gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.07m=700Pa
(2)由于水深h1=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中,由图知道,当水深h2≥10cm时,球受到的浮力开始保持不变,由于10cm<2h1=14cm,所以,此时小球不再沉在容器底部,而是处于漂浮状态,由漂浮的特点及图乙知道
G=F浮2=12.92N
实心球的密度
(3)由图知道,当水深刚好等于10cm时,浮力不变,说明此时实心球刚好离开水槽底部,
这时水对容器底部产生的压强
p2=ρ水 gh2 =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
G槽 =m槽 g=2.5kg×10N/kg=25N
容器的底面积
S=0.5m×0.5m=0.25m2
水对容器底部产生的压力
F水 =p2S=1000Pa×0.25m2=250N
以水槽为研究对象,其受到水的压力、重力及支持面对其的支持力,根据力的平衡
F支 =F压 +G槽 =250N+25N=275N
由力的相互性知道,水槽对水平桌面的压力为
F压 =275N
实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强
答:(1)实心球的体积和水深7cm时水槽底部受到的压强是700Pa;
(2)实心球的密度是0.90×103kg/m3;
(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强是1.1×103Pa。
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