【题型分类特训】计算题核心考点练习卷(三)-2025年中考物理复习
2025-06-14
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内容正文:
【题型分类特训】计算题核心考点练习卷(三)-2025年中考物理复习
一、计算题
1.如图所示的是某款家用电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。电热器高温挡的功率为990W,低温挡的功率为110W。求:
(1)低温挡时通过电路的电流;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)高温挡工作5min时R1产生的热量。
2.某智能机器人以恒定的功率在某段平直的路面上由静止开始运动,共用时12s。图甲是该机器人的速度v随时间t变化的关系图像,图乙是该机器人所受动力F 随时间t变化的关系图像。求:
(1)7~12s内机器人运动的距离;
(2)7~12s内机器人所受动力做功的功率;
(3)0~7s内机器人所受动力做的功。
3.如图所示,电源电压保持不变,,小灯泡L上标有“3V;1.2W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V;当只闭合开关S2时:①滑动变阻器最左端到滑片P的距离为总长度的五分之一时L正常发光;②滑动变阻器最左端到滑片P的距离为总长度的二分之一时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)小灯泡L正常发光时的电流;
(2)的最大阻值;
(3)在保证电路安全的前提下,只闭合S1时移动滑片P使电路消耗的功率最小,若此时电路的最小功率为P1;只闭合S2时移动滑片P使电路消耗的功率最大,若此时电路的最大功率为P2;则P1与P2之比为多少。
4.如图所示,工人师傅的质量为40kg,脚与地面的总接触面积为0.04m2;他用滑轮组以250N的拉力,匀速提升一个重力为400N的物体A,物体被提升的高度为1m,用时2s。求:(g=10N/kg,绳重及绳与轮之间的摩擦不计。)
(1)工人师傅拉力的功率;
(2)当工人师傅用250N的拉力提升A物体时,工人师傅对地面的压强;
(3)若将物体A更换为物体B也提升1m时,滑轮组的机械效率为75%,求物体B的质量。
5.某种电子秤的构造及工作原理电路如图所示,其中为定值电阻,为压敏电阻,的阻值与所受压力之间满足关系式(关系式中压力F的单位是N,电阻的单位是),电子秤称量由量程为0~3V的电压表改装而成。已知:定值电阻的阻值为,空载时的阻值为,电源电压保持9V不变。求:
(1)空载时电压表的示数为多少?
(2)电子秤的最大称量值为多少千克?
(3)若要使电子秤的最大称量值变为100kg,在不改变电源电压和电压表量程的情况下,的阻值应变为多少?
6.“雪龙2号”极地考察船是中国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船。2024年11月29日,执行中国第41次南极考察任务的“雪龙1号”对南极中山站外围陆缘冰进行破冰作业,“雪龙2号”在前负责破冰引航,如图所示。“雪龙2号”主要参数如表所示。海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
基本参数
性能参数
船长
122.5米
最大航速
8m/s
船宽
22.3米
续航力
2万海里
吃水
7.85米
自持力
60天(90人)
排水量
约14000吨
动力功率
15000千瓦
装载能力
4500吨
(1)“雪龙2号”航行时,求海面下5m深处船壁1cm2的面积上受到海水的压力。
(2)某次“雪龙2号”以最大航速匀速航行16km,破冰船动力做功多少?受到的阻力多大?
(3)当“雪龙2号”以冲撞破冰的方式破冰前行时,部分船体会冲上冰面,压在冰面上。如果“雪龙2号”某次满载状态冲撞破冰,冲上冰面时,在海水中的船体受到海水的浮力为8×107N,求此时破冰船排开水的体积和船对冰面的压力。
7.小明家购买了一台额定电压是220V的电压力锅,它有加热和保温两个挡位,其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻,加热挡时只有电阻R1工作,加热功率为800W;保温挡时只有电阻R2工作,电阻R2=1210Ω。S为温控开关,可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求:
(1)压力锅的保温功率;
(2)已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,水的比热容c水=4.2×103/(kg·℃)。将1.5kg水从20℃加热到60℃,水吸收的热量是多少?若压力锅的效率为84%。额定电压下,加热这些水需要多长时间?
(3)用电高峰期电压会降低。若电路中只让压力锅单独工作10min,图乙中的电能表转盘转了300转,请算出此时压力锅的实际加热功率。
8.如图,电源两端电压为9V且保持不变,定值电阻R1阻值为18Ω,灯泡L标有“6V 3W”的字样。滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)
(1)当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,求电流表的示数。
(2)当开关S闭合,S1、S2断开,当滑动变阻器R2接入电路的电阻为18Ω时,求小灯泡的实际功率。
9.小闽想了解家中纯电车的耗电情况与行驶速度的关系,他与爸爸一起对该车进行测试,其他条件相同,以三次不同速度,分别匀速行驶50 km,记录的数据如下表。求:
序号
路程s /km
速度v/(km·h-1)
耗电量W/(kW·h)
1
50
60
5.0
2
50
80
7.6
3
50
100
8.9
(1)三次测试中,耗电量最少的行驶速度。
(2)速度为100 km/h的耗电功率。
(3)小闽查到,该型号电车以60 km/h速度匀速行驶时,电车将电能转化为机械能的效率为90%以上,若按照效率90%计算,在这次测试中该车受到的阻力。
10.宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。小明利用如下实验过程模拟“怀丙打捞”。如图甲,在圆柱型容器中装入适量的水,将上方敞口的方盒漂在水面上(模拟船),记下液面位置a点;如图乙,将金属块A放入水中(模拟铁牛),记下液面位置b点;如图丙,在方盒中加入总质量为m的若干小铁球,方盒下沉,液面上升,记下液面位置c点;用细绳将方盒与金属块A连接,取出小铁球,方盒带动金属块A向上运动,最终静止后如图丁,记下液面位置d点。测得a、b之间距离为,a、c之间距离为,a、d之间是距离为。已知水的密度。
(1)求圆柱形容器的横截面积S(用已知量和测量量的字母表示);
(2)求金属块A的体积(用已知量和测量量的字母表示);
(3)已知、、,求金属块A的密度。
11.2024年12月27日,中国海军076型两栖攻击舰“四川舰”下水,如题27图所示,它应用了电磁弹射和阻拦技术,可搭载固定翼飞机、直升机、两栖坦克等装备,满载排水量4万余吨,最大航速可达32节(1节=1海里/小时,即lnmi/h,1海里=1.852千米),最大吃水深度超过9米。(g=10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)
(1)若四川舰某次训练时排开水的质量为,它受到的浮力多大?
(2)四川舰水面下9米深处船体受到海水的压强是多大?
(3)若四川舰在某次训练中以30节的平均航速通过长度为120海里的海域,需要多长时间?
12.我国自主研发的复兴号CR450高铁列车,试运行速度可达450km/h,若投入运营,有望一举成为世界上最快的高速列车。这列400t的庞然大物在高速行驶时,整车车轮与钢轨之间的接触面积仅64cm2,这样大大减小了运行过程中的摩擦和磨损,提高了列车的运行速度和效率。若该车以450km/h的速度匀速直线行驶,牵引力功率是1.1×107W,从北京到上海需用时2.5h。(g取10N/kg)求:
(1)从北京到上海所通过的路程是多少千米;
(2)该动车组对钢轨的压强(不计升力);
(3)从北京到上海牵引力做的功。
13.【新定义】热量的单位有两种,一种是国际单位焦耳,简称“焦”;另一种是“卡路里”,简称“卡”,这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的:在1个大气压下,将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。
(1)1卡合多少焦耳;
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡?
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量,使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃,求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
14.聪聪与同学们设计了一种自动蓄水装置,如下图甲所示;力敏电阻固定不动,下方悬挂一圆柱体(其位置不随水面变化),柱形物体底面距容器底50cm。闭合开关,水泵工作,向空水箱里缓慢注水,当水位达到设定高度时,水泵自动停止注水(柱形物未完全浸入)。控制电路电源电压为6V,电阻箱连入阻值为,力敏电阻阻值与拉力的关系如图乙所示,柱形物体的质量为1.5kg,底面积为,当线圈中电流时,衔铁被释放,忽略线圈电阻。()求:
(1)柱形物体的重力;
(2)水位达到设定高度时,柱形物体浸入水中的体积;
(3)当电阻箱的电阻调至(其它条件不变),水箱底部所受水的最大压强。
15.2025年2月27日,如图所示,小米汽车SU7 Ultra正式上市,汽车的总重力为,最长续航超过800km,这两个数值均是如今的顶尖水准。行驶时轮胎与地面总接触面积为1000cm2,某次运行中匀速通过一座1.2km的大桥(车长忽略不计)用时1min,小米汽车行驶时所受摩擦力为车重的0.2倍。求:
(1)静止停放时汽车对水平地面的压强;
(2)汽车在该次运行中牵引力做功的功率。
16.一个质量为m的圆柱形瓶身的空玻璃瓶(瓶壁厚度忽略不计),内装高度为h1密度为ρ0的水,密封后放在水平地面上,如图甲所示,再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后,瓶内、外液体液面的高度差如图乙和图丙所示(h1>h3>h2)。求:
(1)玻璃瓶底的面积;
(2)玻璃瓶在水中的浮力;
(3)未知液体的密度。(用题目中所给物理量表示)
17.在《哪吒:魔童闹海》电影中,哪吒与申正道的打斗场面惊心动魄。只见哪吒身姿矫健,立于一根高竹竿之巅,突然双脚一蹬,在空中翻腾旋转,最后稳稳地落在水面的一根细长竹竿上,此过程可近似看成竖直下落,如图所示。已知哪吒的质量为30kg,哪吒下落的竖直距离为21m,下落所用时间为3s,细长竹竿的质量是40kg。求:
(1)哪吒竖直下落的平均速度;
(2)哪吒下落过程中重力做的功;
(3)哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿排开水的体积。
18.五一假期,小明一家驾车去大纵湖旅游,行驶过程中看到了如图所示的标志牌。已知车和人的总质量为1.8×103kg,轮胎与地面接触总面积为600cm2,汽车在行驶过程中受到的牵引力为1500N。(g=10N/kg)求∶
(1)在遵守交通法规的前提下,从标志牌到大纵湖至少多长时间?
(2)汽车静止时对水平地面的压强;
(3)从标志牌处到大纵湖这段时间内牵引力做功的功率。
19.小张同学对实验室的压力秤非常感兴趣,于是结合所学知识设计了如图甲所示的压力测量仪。其中,电源电压保持4.5V不变,电压表量程为0~3V,是电阻箱。为粗细均匀的导体棒,总阻值为,总长度为80cm。金属指针P可在金属杆AB上滑动,且与它接触良好,金属指针与金属杆电阻和摩擦忽略不计。弹簧每受到1N的力会形变1cm。当托盘不放物体时,压力为0N,金属指针P恰好位于导体棒的最上端,现闭合开关S,调节。求:
(1)当压力为0N时,电路中的电流;
(2)在保证电路安全的情况下,该测量仪能测得最大压力;
(3)如果在图中B点处加一个电流表,量程为0~0.3A,调节R1=10。在保证电路安全的情况下,整个电路的功率范围;
20.解放军在一次夺岛登陆演习中,出动某型号中型履带式水陆两栖突击车。该车总质量为32t,同时,该车装配有输出功率为的发动机,机动性能卓越(g取10N/kg)。
(1)该车在平面沙滩上行进时,两条履带与沙滩的总接触面积为,求该车对沙滩的压强;
(2)该车在陆地上以36km/h的速度匀速行进54km时,若发动机的输出功率全部用于做机械功,则发动机做了多少功?
21.杠杆在工业生产中有广泛的应用,如图为某杠杆示意图,正方体C边长为20cm,其质量为16kg,杠杆AB可绕O点转动,。一个体重为600N的人用竖直向下的力拉绳子,对杠杆B端产生一个竖直向下的拉力,杠杆在水平位置保持静止,杠杆自重、绳重及摩擦均不计。求:
(1)物体C的密度;
(2)把C刚好拉起时人对绳子的拉力;
(3)若人与地面的接触面积为,当物体C对地面的压强为1000Pa时,人对地面的压强。
22.如图为我国自主研制的两栖战车,整车质量为26.5t,履带与地面的总接触面积5m2,水上最快航速可达40km/h,达到世界先进水平,某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为2400m的水域。已知:ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)该战车停在水平地面时对地面的压强;
(2)该战车在水面漂浮时,所受水的浮力;
(3)此次任务中该战车穿过该水域需要多长时间。
23.如图,某国产混合动力汽车总质量为,静止时与水平地而接触总面积为。在某次测试中沿水平面匀速直线行驶,历时120s行驶了2400m,汽车受到的阻力是其重力的0.02倍。求该车:
(1)该车静止在水平地面时,对地面的压强。
(2)本次测试牵引力做功的功率。
24.用图甲所示的滑轮组提升物体。已知被提升的物体M质量为72kg,绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升,此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示,不计绳重和摩擦力大小。求:(g取10N/kg)
(1)拉力F做功的功率;
(2)绳子自由端拉力F的大小;
(3)滑轮组提升重物的机械效率。
25.如图所示,小红参加植树时负责给树苗浇水。水桶和水的总重力为200N,小红将装有水的水桶提起0.5m后以0.8m/s的速度匀速走出16m远去给树苗浇水。(g取10N/kg)求:
(1)小红提着水桶走16m所用的时间;
(2)小红提起水桶去给树苗浇水的过程中对水桶所做的功。
26.“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器,最大下潜深度达到了10909米。如图甲所示,用起重机将重为的潜水器吊起,我们将起吊装置简化为图乙所示的滑轮组。若“奋斗者”号的体积约为,离开水面后吊起时,电动机对钢绳自由端的拉力F为,用时200s,“奋斗者”号匀速上升了10m。(,g取)若不计绳重及摩擦。求:
(1)“奋斗者”号下潜到10000米时受到海水的压强;
(2)“奋斗者”号浸没在海水中受到的浮力;
(3)离开水面后吊起时,“奋斗者”号在上升过程中电动机的功率;
(4)滑轮组的机械效率。
27.甲图是某兴趣小组在科学实践活动中设计的一款节能水暖电热毯,主要特点是A、B两区既可以单独使用,也可以同时使用,从而达到节能高效的目的。简化电路如图乙所示,电源电压U=220V,A、B两区的电热丝RA、RB的阻值均为484Ω。已知水的比热容,某次单独使用A区将电热毯中质量为0.5kg的水从20℃加热到50℃,用时15min;求:
(1)此过程中水吸收的热量Q吸;
(2)此过程中的加热效率;
(3)如果同时使用A区和B区,电路中的总功率P。
28.2024年10月1日,亚运会田径比赛进入第三日。赛场上,几只忙碌的电子狗很是吸引眼球。杭州亚运会田径铁饼赛场上几只电子机器狗来来回回运送铁饼,如图所示。对于只有12公斤的机器狗来说,想要稳稳扛回铁饼,并非易事。1个2公斤的铁饼不算重,每次往返运输的平均距离约120米。一次“机器狗”负重后的总质量为14kg,其四只脚与水平地面接触的总面积为,在水平地面上工作时,该机器人匀速直线移动的速度为1.2m/s,所受阻力是机器人重力的0.05倍;g取10N/ kg。求:
(1)“机器狗”负重后站在水平面上不动时,对水平地面的压强;
(2)“机器狗”负重后在水平地面上匀速直线移动时,“机器狗”和铁饼的总重力做的功;
(3)“机器狗”在水平地面上匀速直线移动60米,“机器狗”的牵引力做功的功率。
29.图甲所示为我国古代的一种计时器,称为“漏刻”,其计时原理是通过受水壶中水量的均匀变化来度量时间。图乙所示为小力同学制作的简易“漏刻”模型,该模型由播水壶、薄壁圆柱形受水壶、长方体浮舟(不吸水)、浮箭和标有刻度的标尺构成,浮箭重力忽略不计,其底部与浮舟相连。当向受水壶内均匀注水,可使浮箭和浮舟随水面匀速竖直上升,从而计时。已知受水壶高为50cm,底面积为600cm2,浮舟质量为0.2kg,高为5cm,底面积为50cm2。初始状态下,需要向受水壶内注水使浮舟漂浮进入工作状态,从浮舟刚漂浮到浮舟上升至上表面与受水壶上沿相平时为一个计时周期。,g取10N/kg。求:
(1)浮舟进入工作状态时受到的浮力;
(2)浮舟刚进入工作状态时,水对容器底的压强;
(3)受水壶中水的深度为24cm时,其壶内水的质量。
30.地面上放置一个容器,底面积为 160cm2,高32cm,质量为600g,将一个实心正方体,体积为1×10-3m3,重30N,用细绳吊着浸入盛水的容器中,有的体积浸入水中,容器水面高度为30cm,如图所示,()求:
(1)物体受到的浮力;
(2)绳子的拉力;
(3)剪断细绳后,正方体沉入水底,静止后容器对地面的压强。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1)0.5A
(2)55Ω
(3)3.3×104J
【详解】(1)由图知,当S1闭合,S2断开时,只有R1接入电路中,电源电压一定,由知,此时电路电阻较大功率较小,电热器处于低温挡,低温挡通过电路的电流
(2)当S1,S2都闭合时,两电阻并联,此时电路电阻较小功率较大,电热器处于高温挡,R2的功率
所以
(3)工作5min时R1产生的热量
2.(1)30m
(2)
(3)1260J
【详解】(1)由图甲可知,7~12s内机器人的速度为6m/s,则7~12s内机器人运动的距离
(2)由图乙可知,7~12s内机器人所受动力为30 N,则7~12s内机器人所受动力做功的功率
(3)因为机器人做功的功率不变,所以0~7s内机器人所受动力做的功
3.(1)0.4A
(2)75
(3)
【详解】(1)小灯泡L正常发光时的电流为
(2)当只闭合开关S2时,灯泡和变阻器串联,电压表测电压,电流表测电路电流。滑动变阻器最左端到滑片P的距离为总长度的五分之一时L正常发光,则此时灯泡电压为3V,电路电流为0.4A,则电源电压为 ①
滑动变阻器最左端到滑片P的距离为总长度的二分之一时,电流表的示数为0.2A。灯泡电阻为
则电源电压为 ②
联立①②,解得的最大阻值,电源电压。
(3)只闭合S1时,和变阻器串联,电压表测电压,电流表测电路电流。电压表的量程为0~15V,电源电压,所以电压表不会超量程,则当的最大阻值接入电路中,电路消耗的功率最小为
只闭合开关S2时,灯泡和变阻器串联,电压表测电压,电流表测电路电流。电流表的量程为0~0.6A,小灯泡L正常发光时的电流为0.4A,则电路中电流最大为0.4A,则电路的最大功率为
则电路的最大功率为
4.(1)250W
(2)3750Pa
(3)30kg
【详解】(1)如图,滑轮组由2根绳承担物重,绳子自由端移动的距离为
工人师傅拉力做的功
工人师傅拉力的功率
(2)当工人师傅用250N的拉力提升A物体时,工人师傅对地面的压力
工人师傅对地面的压强
(3)动滑轮的重力
滑轮组的机械效率
解得,物体B的质量
5.(1)1V
(2)91kg
(3)21Ω
【详解】(1)由图可知,R1和R0串联,电压表测量R0两端的电压
空载时,的阻值为,此时电路中电流
电压表的示数
(2)当电压表示数最大为3V时,电路中的电流
此时的阻值
由得到压力
最大称量值
(3)当最大称量值为100kg时,压力最大为
由得的阻值
当电压表示数最大为3V时,通过的电流
则的阻值应变为
6.(1)5N
(2)3×1010J;
(3);
【详解】(1)海面下5m处船体受到海水的压强为
则1cm2的面积上受到海水的压力为F=pS=5×104Pa×1×10-4m2=5N
(2)以最大航速匀速航行16km所用的时间为
动力做功W=Pt=15000×103W×2000s=3×1010J
船匀速航行,受到海水的阻力等于牵引力,大小为
(3)根据可得,破冰船排开水的体积
船满载时的总重
由二力平衡知识,冰面对船的支持力为
冰面对船的支持力与船对冰面的压力是一对相互作用力,故船对冰面的压力为。
7.(1)40W
(2),
(3)
【详解】(1)压力锅的保温功率为
(2)水吸收的热量是
消耗的电能为
额定电压下,加热这些水需要的时间为
(3)若电路中只让压力锅单独工作10min,图乙中的电能表转盘转了300转,消耗的电能为
此时压力锅的实际加热功率为
8.(1)0.8A
(2)1.08W
【详解】(1)当开关S、S1、S2都闭合时,R1、R2并联,小灯泡L被短路,电流表测干路电流。通过R1的电流为
滑动变阻器R2的滑片P移到最右端时,接入的电阻为30Ω,则通过R2的电流为
根据并联电路电流特点可得,电流表的示数即干路电流为I=I1+I2=0.5A+0.3A=0.8A
(2)灯泡L标有“6V 3 W”的字样,所以灯泡的电阻为
开关S闭合,S1、S2断开时,滑动变阻器R2和灯泡L串联,当滑动变阻器R2接入电路的电阻为18Ω时,电路中的总电阻为R总=RL+R2=12Ω+18Ω=30Ω
电路中的电流为
灯泡的实际功率P实=I′2RL=(0.3A)2×12Ω=1.08W
9.(1)60km/h
(2)17.8kW
(3)324N
【详解】(1)观察表格中的数据:
当速度 60km/h时,耗电量 为5.0kW·h;
当速度 80km/h时,耗电量 为7.6kW·h;
当速度 100km/h时,耗电量 为8.9kW·h;
比较耗电量可知,耗电量最少的行驶速度是 60km/h。
(2)计算速度为100km/h的时间,由得
(3)该型号电车以60 km/h速度匀速行驶时,W机械=η×W电=90%×5.0kW·h=0.9×5.0×3.6×106 J=1.62×107J
由得
由于电车匀速行驶,由二力平衡得f=F=324N
10.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题意可知,乙图中方盒漂浮在水面上,由物体的浮与沉可得,①,
如图丙可得,②,由①②可得,铁球的总重力为,
由及可得,
则圆柱形容器的横截面积为
(2)由甲乙可知,金属块浸没在水里,排开水的体积即为金属块的体积,则可得,
(3)如图丁所示,取出小球,静止时,方盒和金属A一起漂浮,将方盒和金属A看作一个整体,根据物体的浮与沉可得,
从甲图到丁图,浮力的变化量为金属块的重力,即,容器中液面上升的距离为,则金属块的重力为
由可得,金属块的密度为
11.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)受到的浮力
(2)水面下9米深处船体受到海水的压强
(3)1节=1海里/小时,所以30节即30海里/小时,则时间为
12.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)从北京到上海所通过的路程是
(2)动车组对钢轨的压力
动车组对钢轨的压强
(3)从北京到上海牵引力做的功
13.(1)4.2J
(2)1.3×105卡
(3)2.52×104J
【详解】(1)
由题知,1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡,m水=1g=0.001kg,1g的水温度升高1℃所吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J
故1卡=4.2J。
(2)
茗茗消耗的能量
(3)运动员的体温下降 0.1℃放出的热量Q放=c水m人Δt′=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×104J
运动员汗水蒸发吸收的热量为2.52×104J。
14.(1)15N;
(2)9×10-4m3;
(3)1.2×104Pa
【详解】(1)柱形物体的重力
(2)水位到达时,控制电路电流,控制电路总电阻
忽略线圈电阻,由串联电路的电阻关系可知,力敏电阻R1的阻值
由图乙可知,所受拉力为,柱形物体所受浮力
由阿基米德原理可得,柱形物体浸入水中的体积
(3)其它条件不变,当时,
由图乙可知拉力为,则柱形物体所受浮力
柱形物体排开水的体积
柱形物体浸入水中的深度
容器中水的最大深度
水箱底部所受水的最大压强
15.(1)
(2)
【详解】(1)静止停放时,汽车对水平地面的压力等于自身的重力,对水平地面的压强
(2)汽车匀速行驶,速度大小为
行驶过程,汽车所受的牵引力与摩擦力是一对平衡力,牵引力做功的功率
16.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)设玻璃瓶的底面积为S,图乙中玻璃瓶排开水的体积
由于图乙中玻璃瓶处于漂浮状态,浮力等于其总重力,则F浮水=G瓶+G水
即ρ0gS(h1+h2)=mg+ρ0gSh1
解得
(2)玻璃瓶在水中受到的浮力
(3)在液体中玻璃瓶排开液体的体积
玻璃瓶在水中和在液体中都处于漂浮,浮力都等于总重力,则受到的浮力相等。即ρ0gS(h1+h2)= ρ液gS(h1+h3)
解得
17.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)哪吒竖直下落的平均速度为
(2)哪吒下落过程中重力做的功为
(3)哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿受到的浮力为
由 得,哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿排开水的体积为
18.(1)0.65h
(2)
(3)
【详解】(1)在遵守交通法规的前提下,汽车的最快速度为60km/h,由得,从标志牌到大纵湖的时间至少为
(2)汽车静止时对水平地面的压力
汽车静止时对水平地面的压强为
(3)由可得,从标志牌处到大纵湖这段时间内牵引力做功的功率
19.(1)0.225A
(2)40N
(3)0.675W~1.35W
【详解】(1)由图可知,变阻器和电阻R1串联,电压表测量变阻器两端的电压,当托盘不放物体时,压力为0N,金属指针P恰好位于导体棒的最上端,只有R1的简单电路,电路中的电流
(2)电压表量程为0~3V,在保证电路安全的情况下,电压表的最大示数是3V,由串联电路电压的规律可知R1两端的电压U1=U-U2=4.5V-3V=1.5V
通过电路的电流
变阻器连入电路的阻值
为粗细均匀的导体棒,总阻值为,总长度为80cm,此时变阻器连入电路的长度为
弹簧每受到1N的力会形变1cm,所以弹簧受到压力F=40×1N=40N
(3)如果在图中B点处加一个电流表,量程为0~0.3A,电路中的最大电流是0.3A,电路的最大功率P大=UI大=4.5V×0.3A=1.35W
电压表量程为0~3V,在保证电路安全的情况下,电压表的最大示数是3V,由串联电路电压的规律可知R1两端的电压U1=U-U2=4.5V-3V=1.5V
通过电路的电流
电路的最小功率P小=UI小=4.5V×0.15A=0.675W
在保证电路安全的情况下,整个电路的功率范围是0.675W~1.35W。
20.(1)
(2)
【详解】(1)该车对沙滩的压力
该车对沙滩的压强
(2)车的速度为
由得,车运动过程中所用时间
若发动机的输出功率全部用于做机械功,则发动机做的功
21.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)物体C的体积为
则物体C的密度
(2)物体C的重力为
根据杠杆平衡条件则有,则把C刚好拉起时人对绳子的拉力
(3)当物体C对地面的压强为1000Pa时,物体C对地面的压力为
则杠杆A端受到的拉力为
根据杠杆平衡条件则有,则此时人对绳子的拉力
则人对地面的压力为
则人对地面的压强
22.(1)5.3×104Pa
(2)2.65×105N
(3)0.06h
【详解】(1)战车停在水平地面时对地面的压力为
该战车停在水平地面时对地面的压强为
(2)因为战车在水面上漂浮,所以所受水的浮力为
(3)由得此次任务中该战车穿过该水域需要的时间为
23.(1)
(2)
【详解】(1)该车的重力为
该车静止在水平面时,对地面的压强为
(2)汽车在120s内行驶了2400m的路程,故平均速度为
汽车受到的阻力是
该车做匀速直线运动,牵引力与阻力大小相等,牵引力的功率为
24.(1)400W
(2)400N
(3)90%
【详解】(1)由图乙可知,当拉力F做的功为8000J时,所用时间为20s,则拉力F做功的功率为
(2)由图甲可知绳子段数为2,则绳子自由端移动的速度为v=nv物=2×0.5m/s=1m/s
由公式P=Fv可知,绳子自由端拉力为
(3)由题意可知,物体M的重力为G=mg=72kg×10N/kg=720N
则20s内所做的有用功为W有=Gh=720N×0.5m/s×20s=7200J
滑轮组提升重物的机械效率为
25.(1)20s
(2)100J
【详解】(1)小红提着水桶走16m所用的时间
(2)小红提起水桶去给树苗浇水的过程中,提起水桶时拉力对水桶做了功,提着水桶匀速走时水平方向移动的距离不在拉力的方向上,对水桶没有做功,所以该过程对水桶所做的功
26.(1)
(2)1.05×105N
(3)1.125×104W
(4)88.9%
【详解】(1)“奋斗者”号下潜到10000米时受到海水的压强
(2)“奋斗者”号的体积约为,浸没在海水中受到的浮力
(3)由图乙滑轮组可知,动滑轮上绳子股数,货物上升的高度,则自由端移动的距离
滑轮组吊起“奋斗者”号所做的总功
“奋斗者”号在上升过程中电动机的功率
(4)滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功
滑轮组的机械效率为
27.(1)
(2)70%
(3)200W
【详解】(1)此过程中水吸收的热量
(2)A区单独工作,RA单独工作的功率为
则消耗的电能为
正常工作时的加热效率为
(3)当A、B两区同时工作,RA、RB并联,并联电压相等,由可知
总功率
28.(1)7×105Pa
(2)0
(3)8.4W
【详解】(1)“机器狗”负重后对水平地面的压力等于重力,故压力为F=G= mg=14kg×10N/ kg=140N
“机器狗”对水平地面的压强为
(2)“机器狗”负重后在水平地面上匀速直线移动时,“机器狗”的总重力方向是竖直向下,而运动方向是水平方向,所以总重力不做功,即W重 = 0J
(3)“机器狗”负重后,在水平地面上匀速直线移动时,受力平衡,牵引力等于阻力,故牵引力为F=f=0.05G=0.05×140N=7N
“机器狗”在水平地面上匀速直线移动120米所用的时间为
“机器狗”的牵引力做功为W= Fs=7N×60m=420J
“机器狗”的牵引力做功的功率为
29.(1)2N
(2)400Pa
(3)14.2kg
【详解】(1)浮舟漂浮时,进入工作状态,由沉浮条件可知,浮舟受到的浮力等于重力,浮舟质量为0.2kg,则浮舟进入工作状态时受到的浮力
(2)当浮舟刚漂浮时,由阿基米德原理可得,排开液体的体积为
浮舟底面积为50cm2,浮舟漂浮时浸入水中的深度为
此时水对容器底的压强为
(3)受水壶中水的深度为24cm时,浮舟仍处于漂浮状态,排开水的体积不变,则水壶中水的体积
则壶内水的质量
30.(1)4N
(2)26N
(3)
【详解】(1)物体排开水的体积为
则物体受到的浮力
(2)对物体受力分析可知,物体受竖直向下的重力,竖直向上的浮力和竖直向上的绳子拉力处于静止状态,绳子的拉力为
(3)容器的容积为
容器中水与正方体的总体积为
所以剪断细绳后,正方体沉入水底,会有部分水溢出,此时容器中水的体积为
此时容器中水的重力为
容器重力为
则剪断细绳后,正方体沉入水底,静止后容器对地面的压强为
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