2026年中考物理二轮复习热点题型专练(2024人教版)(计算题30道)
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内容正文:
中考物理复习(计算题30道)
1.“蛟龙号”潜水器下潜过程中,求当它排开水的体积为20米时所受到的浮力。
2.如图所示,斜面与地面成30°,小明从斜面顶端A点静止开始加速下滑至斜面底端B点,已知小明的质量为50kg,在A点时小明对斜面的压力为300N,斜面AB间的长为10m,下滑时间为5s。求:(g取10N/kg)
(1)小明从斜面A点滑到B点的平均速度;
(2)小明从斜面A点滑到B点的过程中重力所做的功;
(3)小明在A点时的受力面积为200cm²,他对斜面的压强多大。
3.杠杆平衡时,动力的大小为90牛,动力臂为0.6米。求阻力的大小为30牛时阻力臂的长度。
4.如图甲所示,将的正方体A悬挂在弹簧测力计下,使之静止浸没在水中,此时弹簧测力计示数。请计算:
(1)正方体A的体积;
(2)若将正方体A用质量和体积均忽略不计的细线系在体积与A相同的正方体B下方,使B的上表面刚好和水面齐平,求B的密度。
5.某无人快递配送车轮胎与水平地面接触的总面积为,对地面的压强为,在大小为400N的牵引力作用下匀速行驶,g取10N/kg.求:
(1)配送车所受阻力f的大小;
(2)配送车与货物的总质量m。
6.如图所示的图象是某物体在40s内沿直线运动的s-t图象。根据图象信息,请计算:
(1)前10s内物体的运动速度是多少?
(2)前30s内物体通过的路程是多少?
(3)在这40s内,该物体的平均速度是多少?
7.如图是一“88W超级快充”手机充电器,某次充电过程中,以充电电流4.4A、用时30min就将一手机充满了,试计算该过程中大约消耗了多少电能?
8.如图所示,这是我国自主研发的一款水陆两栖车,它是一种结合了车与船的双重性能的特种车辆,既可以像汽车一样在陆地上行驶,又可以像船一样在水上浮渡。该车满载质量为3t。(g取,)
(1)该车满载行驶时对水平地面的压强为,求车轮与地面接触的总面积;
(2)求该车满载在水中浮渡时车体浸入水中的体积;
(3)当该车满载在水上匀速直线行驶2km时,受到的阻力恒为3600N,求此过程牵引力做的功;
(4)该车为什么要有这么多车轮?请你分析其中的物理原理。
9.在家庭电路中,标有“220V 660W”字样的用电器正常工作。
(1)通过该用电器的电流是多少?
(2)通电1min,该用电器消耗了多少电能?
10.杠杆的动力臂 l1 为 5 米,阻力臂 l2 为 0.5 米,若阻力 F2 为 200 牛,求杠杆平衡时的动力 F1
11.在装满水的容器中,放入质量为5千克的实心物体,物体浸没且溢出1千克的水。求此物体的密度。
12.用如图所示的电动起重机将重为的工件吊起,钢绳的拉力F为,用时200s,工件匀速上升了10m。若不计绳重及摩擦,求:
(1)工件上升的速度;
(2)吊起工件所做的有用功;
(3)工件在上升过程中电动机的功率。
13.“十四五”是我国实现碳达峰、碳中和的关键时期。据有关研究,汽车自身质量每降低100kg,100公里油耗可减少0.6L,每节约1L燃料可减少二氧化碳排放2.5kg。某型号汽车原来使用的是质量高达1027kg的钢质外壳,若替换成等体积的镁合金材质,质量可减小为247kg,已知ρ 钢=7.9×10 3kg/m3,请计算:
(1)该汽车外壳的体积是多少?
(2)镁合金材料的密度是多少?
14.某玻璃瓶质量为0.1千克,装满某种液体后总质量为0.3千克。
(1)求瓶内液体所受的重力G液;
(2)将10颗相同的珠子浸没在该液体中,溢出液体的体积为2×10﹣5米3,若每颗珠子质量均为5×10﹣3千克,求珠子的密度ρ珠。
15.如图所示是中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),其满载时的排水量约为7×103t,当驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍(海水的密度取1.0×103kg/m3)。则:
(1)在水面下3.5m深处,船体受到海水的压强是多少?
(2)驱逐舰满载时,排开海水的体积是多少?
(3)驱逐舰满载时,受到的浮力是多少?
(4)驱逐舰满载时,以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h,牵引力所做的功是多少?
16.图甲是一辆除雪车正在水平路面上除雪的场景,该车在10min内的运动图像如图乙所示。若该除雪车的总质量为6t,除雪过程中所受水平阻力为,车轮与地面的总接触面积为,g取,求该除雪车:
(1)对水平地面的压强;
(2)10min内通过的路程;
(3)10min内牵引力所做的功。
17.如图所示,某立方体金属块完全浸没在水中时,受到的浮力为10N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)该金属块排开水的体积是多少?
(2)把该金属块放到密度为0.8×103kg/m3的煤油中所受浮力为多少?
18.在学校举办的体能测试中,初中学生小伟的抓举杠铃的成绩是30kg,如图所示。请你估算小伟在抓举过程中:()
(1)克服杠铃重力做的功;
(2)把杠铃举过头顶静立,此时他对水平地面的压强。(脚与地面接触的总面积是)
19.如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流程图,某次该汽车行驶过程中消耗了100g汽油。【汽油的热值为4.2×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)】求:
(1)该汽油机的效率;
(2)此行驶过程中汽油完全燃烧释放的热量;
(3)若释放的热量有25%被冷却水吸收,则质量为5kg的冷却水升高的温度。
20.如图,是我国自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”深海载人潜水器,截至2024年2月23日,“蛟龙号”在南大西洋顺利完成23次下潜,并创造九天九潜的下潜新纪录。它的部分参数如表格所示(g取10N/kg)
体积:约
空重∶22t
最大载荷∶240kg
最大速度∶25海里/时(巡航1海里/时)
最大工作设计深度∶7000m
当前最大下潜深度∶7062.68m
(1)蛟龙号下潜至最大下潜深度时,所受海水的压强和浮力()
(2)设想你在7km深蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,估算海水对脚背的压力相当于多少个人叠起来踩在你的脚上?(估测时取)
21.图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,、是电热丝,的阻值为110,通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换,其铭牌如表所示,求:
额定电压
220V
电功率
低温挡
440W
中温挡
880W
高温挡
(1)低温挡加热时电流的大小;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)高温挡的电功率;
(4)已知该电饭锅的加热效率是50%,粥的比热容,将2kg的粥用高温挡从20℃加热到53℃需要的时间。
22.如图所示是河南自主研发的东方红拖拉机(LX1104)。拖拉机质量,停在水平地面上时,车轮与地面接触的总面积为。在某次工作时该拖拉机保持恒定的功率,在平直场地上匀速前进了100m,用时20s,此过程中受到的阻力是6000N。求:
(1)拖拉机行驶100m过程中的速度;
(2)拖拉机静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)拖拉机匀速行驶100m,牵引力做的功。
23.如图所示,工人利用滑轮提升重物。在内,质量为的重物被匀速竖直提升,此过程中,工人对绳端做功的功率为。不计绳重与摩擦,取,求:
(1)工人对绳端施加的拉力;
(2)滑轮受到的重力;
(3)此过程中,滑轮的机械效率。
24.如图甲所示一辆家用汽车正在通过高速收费站的ETC通道,图乙是ETC通道示意图,汽车通过时,需在ETC中心线前减速,然后通过“匀速行驶区间”到达ETC中心线处,计费后离开收费站。图丙是该车通过ETC通道时的图像,若汽车与驾驶员的总质量为1.5,轮胎与地面总接触面积是,汽车通过收费站时所受阻力为,。求:
(1)汽车匀速行驶的距离;
(2)驾驶员停车时汽车对水平地面的压强;
(3)汽车匀速行驶时牵引力的功率。
25.小明将一底面积为4cm2密度均匀的实心圆柱体浸入水中,改变其浸入水中的体积,观察弹簧测力计示数的变化,如图所示。图甲中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为1.1N;图乙中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为0.9N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力;
(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强;
(3)圆柱体的密度。
26.如图甲所示,密度为千克/米3的均匀长方体置于水平地面上。另有一高为0.35米,底面积为米2的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,容器内盛有0.3米深的某种液体,如图乙所示。将长方体由平放变为竖放,长方体对水平地面压强的变化量与液体对容器底部的压强恰好相等。
(1)求长方体的质量m;
(2)求液体的密度;
(3)在竖放的长方体上水平截取一部分,并将截取部分放入容器中,使液体对容器底部的压强最大且截取部分的质量最小,求放入后容器对地面压强的增加量。
27.重为5N的空鱼缸,放在水平窗台上,其底面与窗台的接触面积为0.01m2,如图,向鱼缸内注入1.5kg的水,水的深度为10cm。假设小明沿竖直方向把盛水的鱼缸匀速抬高0.3m。求:
(1)空鱼缸对窗台的压强;
(2)注水后鱼缸底部受到水的压强;
(3)抬高鱼缸的过程中,小明对鱼缸和水总共做的功。
28.如图所示,盛有酒精和水的两个足够高的柱形容器置于水平地面上。若向容器中分别倒入相等体积的原有液体,倒入前后液体对容器底的压强记录在下表中。(千克/米)
(1)求倒入后容器中酒精的深度;
(2)若倒入后酒精的质量为3.2千克,求酒精的体积;
(3)求两容器内部底面积的值。
液体对容器底部的压强
倒入前
倒入后
(帕)
1176
1568
(帕)
1176
1960
29.小红同学设计了一台浮力电子秤,其结构由浮力秤和电路两部分组成,原理如图所示,小筒底面积为20cm2,高30cm,大筒底面积为70cm2,装有适量水。P为金属滑片固定在托盘下面(滑片质量和滑片受到的摩擦力均忽略不计),并随托盘一起自由滑动,定值电阻R0=10Ω,AB是一根长为20cm均匀电阻丝,其最大阻值为20Ω,电源电压为12V,电压表量程是0~6V。当托盘不放物体时,P位于R最上端,小筒浸入水中10cm深(称量过程中大筒水未溢出)。求
(1)不放物体时小筒受到的浮力;
(2)若在托盘上放入质量为140g的物体后,与未放入物体时相比,小筒底部受到水的压强变化了多少;
(3)若要保证电路安全,则浮力秤的最大称量为多少g?
30.如图所示的电路,电源电压恒定不变,为定值电阻,小灯泡L上标有“6V 3.6W”的字样(灯丝电阻不变),当只闭合开关时,小灯泡正常发光;再闭合开关时,电流表示数变为0.8A。求:
(1)电源电压。
(2)电阻的阻值。
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中考物理复习(计算题30道)
1.“蛟龙号”潜水器下潜过程中,求当它排开水的体积为20米时所受到的浮力。
【答案】
【详解】由阿基米德原理可知,它排开水的体积为20米时所受到的浮力
2.如图所示,斜面与地面成30°,小明从斜面顶端A点静止开始加速下滑至斜面底端B点,已知小明的质量为50kg,在A点时小明对斜面的压力为300N,斜面AB间的长为10m,下滑时间为5s。求:(g取10N/kg)
(1)小明从斜面A点滑到B点的平均速度;
(2)小明从斜面A点滑到B点的过程中重力所做的功;
(3)小明在A点时的受力面积为200cm²,他对斜面的压强多大。
【答案】(1)
(2)2500J
(3)
【详解】(1)小明从斜面A点滑到B点的平均速度为
(2)因为斜面与水平地面的夹角为30°,所以斜面的高为h=0.5s=0.5×10m=5m
小明重力做的功为W=Gh=500N×5m=2500J
(3)小明对斜面的压强为
3.杠杆平衡时,动力的大小为90牛,动力臂为0.6米。求阻力的大小为30牛时阻力臂的长度。
【答案】1.8m
【详解】由杠杆平衡条件可知
代入数据有
解得:。
4.如图甲所示,将的正方体A悬挂在弹簧测力计下,使之静止浸没在水中,此时弹簧测力计示数。请计算:
(1)正方体A的体积;
(2)若将正方体A用质量和体积均忽略不计的细线系在体积与A相同的正方体B下方,使B的上表面刚好和水面齐平,求B的密度。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)
所以
因为物体浸没,所以
(2)因为A和B体积相同,所以图乙中A和B所受浮力
所以B的重力
B的密度
5.某无人快递配送车轮胎与水平地面接触的总面积为,对地面的压强为,在大小为400N的牵引力作用下匀速行驶,g取10N/kg.求:
(1)配送车所受阻力f的大小;
(2)配送车与货物的总质量m。
【答案】(1)400N;
(2)500kg
【详解】(1)已知配送车在大小为 400N的牵引力作用下匀速行驶,此时配送车在水平方向上受到牵引力 F牵 和阻力f的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反。 所以配送车所受阻力 �� 的大小等于牵引力 F牵 的大小,即 f= F牵 = 400N
(2)已知轮胎与水平地面接触的总面积S=500cm2=500×10−4m2=0.05m2
由可知,车对地面的压力
因为配送车在水平地面上,所以它对地面的压力F 等于它与货物的总重力G,即
由G=mg可知,配送车与货物的总质量
6.如图所示的图象是某物体在40s内沿直线运动的s-t图象。根据图象信息,请计算:
(1)前10s内物体的运动速度是多少?
(2)前30s内物体通过的路程是多少?
(3)在这40s内,该物体的平均速度是多少?
【答案】(1)10m/s;(2)150m;(3)5m/s
【详解】(1)在s-t图象中,物体在010s内的图象是一条斜线,表示物体做的是匀速直线运动;由图象读出前10s内物体通过的路程为100m,前10s内物体的运动速度为
(2)中间10s物体静止不动,在s-t图象中,物体在2040s内的图象都是一条斜线,表示物体做的是匀速直线运动;物体在2040s内通过的路程为
其速度为
由速度公式可得,第20s30s内通过的路程
前30s通过的总路程为
(3)由图象读出物体在40s内通过的路程为
40s内该物体的平均速度为
答:(1)前10s内物体的运动速度是10m/s;
(2)前30s内物体通过的路程是150m;
(3)在这40s内,该物体的平均速度是5m/s。
7.如图是一“88W超级快充”手机充电器,某次充电过程中,以充电电流4.4A、用时30min就将一手机充满了,试计算该过程中大约消耗了多少电能?
【答案】1.584×105J
【详解】充电时间t=30min=30×60s=1800s
则该过程中消耗的电能W=Pt=88W×1800s=1.584×105J
8.如图所示,这是我国自主研发的一款水陆两栖车,它是一种结合了车与船的双重性能的特种车辆,既可以像汽车一样在陆地上行驶,又可以像船一样在水上浮渡。该车满载质量为3t。(g取,)
(1)该车满载行驶时对水平地面的压强为,求车轮与地面接触的总面积;
(2)求该车满载在水中浮渡时车体浸入水中的体积;
(3)当该车满载在水上匀速直线行驶2km时,受到的阻力恒为3600N,求此过程牵引力做的功;
(4)该车为什么要有这么多车轮?请你分析其中的物理原理。
【答案】(1)0.2m2
(2)3m2
(3)
(4)见解析
【详解】(1)由重力公式可知:该车满载时的重力
该车满载行驶时对水平地面的压力大小等于该车满载时的重力,即压力
车轮与地面接触的总面积
(2)该车满载在水中浮渡时处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知:该车满载漂浮时受到的浮力大小等于该车满载时的重力,即
由阿基米德原理可知:该车满载在水中浮渡时车体浸入水中的体积
(3)该车满载在水上匀速直线行驶时,对该车在水平方向上进行受力分析可知:该车受到阻力、牵引力,因此时该车处于平衡状态,根据二力平衡知识可知:牵引力等于阻力,即
此过程牵引力做的功
(4)该车满载行驶时对水平地面的压力一定,该车有多个车轮,能增大与地面的接触面积(受力面积),由压强公式可知:可以减小该车对地面的压强。
9.在家庭电路中,标有“220V 660W”字样的用电器正常工作。
(1)通过该用电器的电流是多少?
(2)通电1min,该用电器消耗了多少电能?
【答案】(1)3A
(2)
【详解】(1)由可得,正常工作时通过该用电器的电流为
(2)根据公式可知,用电器消耗的电能为
10.杠杆的动力臂 l1 为 5 米,阻力臂 l2 为 0.5 米,若阻力 F2 为 200 牛,求杠杆平衡时的动力 F1
【答案】20N
【详解】解:由杠杆平衡条件知道
F1×l1=F2×l2
即
F1×5m=200N×0.5m
则动力
F1=20N
答:杠杆平衡时的动力为20N。
11.在装满水的容器中,放入质量为5千克的实心物体,物体浸没且溢出1千克的水。求此物体的密度。
【答案】
【详解】解:由题知,物体浸没在水中,所以
答:物体的密度为。
12.用如图所示的电动起重机将重为的工件吊起,钢绳的拉力F为,用时200s,工件匀速上升了10m。若不计绳重及摩擦,求:
(1)工件上升的速度;
(2)吊起工件所做的有用功;
(3)工件在上升过程中电动机的功率。
【答案】(1)
0.05m/s
(2)
2×106J
(3)
1.2×104W
【详解】(1)由题意可知,工件上升的速度为
(2)吊起工件所做的有用功为
(3)由图可知,起重机动滑轮承担物重的绳子段数,钢绳自由端移动的距离为
钢绳拉力做的总功为
由可知,电动机的功率为
13.“十四五”是我国实现碳达峰、碳中和的关键时期。据有关研究,汽车自身质量每降低100kg,100公里油耗可减少0.6L,每节约1L燃料可减少二氧化碳排放2.5kg。某型号汽车原来使用的是质量高达1027kg的钢质外壳,若替换成等体积的镁合金材质,质量可减小为247kg,已知ρ 钢=7.9×10 3kg/m3,请计算:
(1)该汽车外壳的体积是多少?
(2)镁合金材料的密度是多少?
【答案】(1)0.13m3;(2)
【详解】解:(1)根据可得,该汽车外壳的体积是
(2)镁合金材料的密度是
答:(1)该汽车外壳的体积是0.13m3;
(2)镁合金材料的密度是。
14.某玻璃瓶质量为0.1千克,装满某种液体后总质量为0.3千克。
(1)求瓶内液体所受的重力G液;
(2)将10颗相同的珠子浸没在该液体中,溢出液体的体积为2×10﹣5米3,若每颗珠子质量均为5×10﹣3千克,求珠子的密度ρ珠。
【答案】(1)2N;(2)2.5×103kg/m3
【分析】①装满某种液体后总质量减去玻璃瓶的质量=液体的质量,根据G=mg算出瓶内液体所受的重力。
②溢出水的体积就是珠子的总体积,根据密度公式算出珠子的密度。
【详解】解:(1)液体的质量为
m液=0.3kg﹣0.1kg=0.2kg
瓶内液体所受的重力为
G液=m液g=0.2kg×10N/kg=2N
(2)10颗相同珠子的总质量为
m珠总=10×m1=10×5×10-3kg=0.05kg
10颗珠子的总体积等于溢出液体的体积
V=V排=2×10﹣5m3
珠子的密度为
答:(1)瓶内液体所受的重力G液为2N;
(2)珠子的密度ρ珠为2.5×103kg/m3。
15.如图所示是中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),其满载时的排水量约为7×103t,当驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍(海水的密度取1.0×103kg/m3)。则:
(1)在水面下3.5m深处,船体受到海水的压强是多少?
(2)驱逐舰满载时,排开海水的体积是多少?
(3)驱逐舰满载时,受到的浮力是多少?
(4)驱逐舰满载时,以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h,牵引力所做的功是多少?
【答案】(1)3.5×104Pa;(2)7×103m3;(3)7×107N;(4)4.2×1010J
【详解】解:(1)在水面下3.5m深处,船体受到海水的压强为
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.5m=3.5×104Pa
(2)驱逐舰满载时排开海水的体积为
(3)驱逐舰满载时受到的浮力为
F浮=G排=m排g=7×103×103kg×10N/kg=7×107N
(4)驱逐舰满载时漂浮在海面上,受到浮力等于重力,则驱逐舰满载时的总重力为
G=F浮=7×107N
驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时受到的阻力为
f=0.01G=0.01×7×107N=7×105N
由力的平衡条件可知,驱逐舰受到的牵引力为
F=f=7×105N
驱逐舰航行1h的距离为
s=vt=60km/h×1h=60km=6×104m
牵引力做的功为
W=Fs=7×105N×6×104m=4.2×1010J
答:(1)在水面下3.5m深处,船体受到海水的压强是3.5×104Pa;
(2)驱逐舰满载时,排开海水的体积是7×103m3;
(3)驱逐舰满载时,受到的浮力是7×107N;
(4)驱逐舰满载时,以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h,牵引力所做的功是4.2×1010J。
16.图甲是一辆除雪车正在水平路面上除雪的场景,该车在10min内的运动图像如图乙所示。若该除雪车的总质量为6t,除雪过程中所受水平阻力为,车轮与地面的总接触面积为,g取,求该除雪车:
(1)对水平地面的压强;
(2)10min内通过的路程;
(3)10min内牵引力所做的功。
【答案】(1)1.5×105Pa
(2)2640m
(3)1.584×107J
【详解】(1)除雪车对水平地面的压力为
除雪车对水平地面的压强为
(2)除雪车前6min通过的路程
除雪车后4min通过的路程
除雪车在10min内通过的路程
(3)除雪车在匀速运动时,受力平衡,所受的牵引力
则牵引力做的功
17.如图所示,某立方体金属块完全浸没在水中时,受到的浮力为10N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)该金属块排开水的体积是多少?
(2)把该金属块放到密度为0.8×103kg/m3的煤油中所受浮力为多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据题意和阿基米德原理可得该金属块排开水的体积
(2)因金属块完全浸没在水中,则
把金属块放到煤油中,仍会完全浸没,则
该金属块在煤油中受到的浮力
18.在学校举办的体能测试中,初中学生小伟的抓举杠铃的成绩是30kg,如图所示。请你估算小伟在抓举过程中:()
(1)克服杠铃重力做的功;
(2)把杠铃举过头顶静立,此时他对水平地面的压强。(脚与地面接触的总面积是)
【答案】(1)600J
(2)
【详解】(1)杠铃的重力为
小伟在抓举过程中杠铃上升的高度约为2m,则克服杠铃重力做的功约为
(2)小伟自身重力约为500N,则把杠铃举过头顶静立,此时他对水平地面的压力为
则对水平地面的压强为
19.如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流程图,某次该汽车行驶过程中消耗了100g汽油。【汽油的热值为4.2×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)】求:
(1)该汽油机的效率;
(2)此行驶过程中汽油完全燃烧释放的热量;
(3)若释放的热量有25%被冷却水吸收,则质量为5kg的冷却水升高的温度。
【答案】(1)35%
(2)
(3)
【详解】(1)根据能量流程图可知,燃料释放的总能量为100%,其中废气带走33%,冷却水带走25%,摩擦与辐射损耗7%,根据能量守恒定律,输出的有用功占总能量的百分比即为汽油机的效率。设汽油机的效率为η,则η=100%-33%-25%-7%=35%
(2)已知消耗的汽油质量m为100g,即0.1kg,汽油的热值q为4.2×107J/kg,根据热值计算公式,汽油完全燃烧释放的热量为Q放=mq=0.1kg×4.2×107J/kg=4.2×106J
(3)根据题意,冷却水吸收的热量Q吸是汽油完全燃烧释放热量的25%,Q吸=Q放×25%=4.2×106J×25%=1.05×106J
已知冷却水的质量m水为5kg,水的比热容c水为4.2×103J/(kg·℃),根据吸热公式,可得水升高的温度Δt=
20.如图,是我国自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”深海载人潜水器,截至2024年2月23日,“蛟龙号”在南大西洋顺利完成23次下潜,并创造九天九潜的下潜新纪录。它的部分参数如表格所示(g取10N/kg)
体积:约
空重∶22t
最大载荷∶240kg
最大速度∶25海里/时(巡航1海里/时)
最大工作设计深度∶7000m
当前最大下潜深度∶7062.68m
(1)蛟龙号下潜至最大下潜深度时,所受海水的压强和浮力()
(2)设想你在7km深蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,估算海水对脚背的压力相当于多少个人叠起来踩在你的脚上?(估测时取)
【答案】(1)7.27×107Pa,8.24×105Pa
(2)167
【详解】(1)蛟龙号下潜至最大下潜深度时,所受海水的压强
此时蛟龙号受到的浮力为
(2)脚背的面积约
由与得,7km深的水对脚背的压力
相当的人数为
21.图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,、是电热丝,的阻值为110,通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换,其铭牌如表所示,求:
额定电压
220V
电功率
低温挡
440W
中温挡
880W
高温挡
(1)低温挡加热时电流的大小;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)高温挡的电功率;
(4)已知该电饭锅的加热效率是50%,粥的比热容,将2kg的粥用高温挡从20℃加热到53℃需要的时间。
【答案】(1)2A
(2)55Ω
(3)1320W
(4)400s
【详解】(1)低温挡加热时电流的大小
(2)当闭合开关,断开开关时,R1单独接入电路,电功率
所以当闭合开关S1,断开开关S2时,电饭锅处于低温挡。当闭合开关S2,断开开关S1时,R2单独接入电路,此时电饭锅的功率为;当S1、S2都闭合时,R1、R2并联,电饭锅的功率为
所以闭合开关,断开开关时,电饭锅处于中温挡。当S1、S2都闭合时,电饭锅处于高温挡。故电热丝的阻值为
(3)高温挡的功率
(4)粥吸收的热量
电饭锅放出的热量
加热所需的时间
22.如图所示是河南自主研发的东方红拖拉机(LX1104)。拖拉机质量,停在水平地面上时,车轮与地面接触的总面积为。在某次工作时该拖拉机保持恒定的功率,在平直场地上匀速前进了100m,用时20s,此过程中受到的阻力是6000N。求:
(1)拖拉机行驶100m过程中的速度;
(2)拖拉机静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)拖拉机匀速行驶100m,牵引力做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)拖拉机行驶100m过程中的速度
(2)拖拉机静止在水平地面上时对地面的压力等于其重力
则拖拉机对地面的压强为
(3)拖拉机匀速行驶牵引力与阻力二力平衡,则
拖拉机匀速行驶100m,牵引力做的功为
23.如图所示,工人利用滑轮提升重物。在内,质量为的重物被匀速竖直提升,此过程中,工人对绳端做功的功率为。不计绳重与摩擦,取,求:
(1)工人对绳端施加的拉力;
(2)滑轮受到的重力;
(3)此过程中,滑轮的机械效率。
【答案】(1)150N
(2)30N
(3)90%
【详解】(1)已知在内,物体竖直向上移动的距离是10m,则物体上升的速度为
由于是动滑轮,绳端移动速度是物体移动速度的2倍,即
可得工人对绳端施加的拉力
(2)不计绳重与摩擦,根据可得,动滑轮的重力为
(3)提升物体过程中做的有用功为
绳末端拉力做的总功为
滑轮的机械效率为
24.如图甲所示一辆家用汽车正在通过高速收费站的ETC通道,图乙是ETC通道示意图,汽车通过时,需在ETC中心线前减速,然后通过“匀速行驶区间”到达ETC中心线处,计费后离开收费站。图丙是该车通过ETC通道时的图像,若汽车与驾驶员的总质量为1.5,轮胎与地面总接触面积是,汽车通过收费站时所受阻力为,。求:
(1)汽车匀速行驶的距离;
(2)驾驶员停车时汽车对水平地面的压强;
(3)汽车匀速行驶时牵引力的功率。
【答案】(1)50m
(2)
(3)
【详解】(1)由图丙知,汽车匀速行驶的速度为
时间为t=12s-2s=10s
汽车匀速行驶的距离
(2)由题可知,汽车和人的总质量为m=1.5t=1500kg
汽车和人的总重力为
停车时汽车对地面的压力F=G=15000N
汽车的受力面积为
驾驶员停车时汽车对地面的压强为
(3)汽车受到的阻力为f =4500N
因为汽车匀速前进所以汽车牵引力与阻力大小相等,即F=f=4500N
则汽车牵引力的功率为
25.小明将一底面积为4cm2密度均匀的实心圆柱体浸入水中,改变其浸入水中的体积,观察弹簧测力计示数的变化,如图所示。图甲中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为1.1N;图乙中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为0.9N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力;
(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强;
(3)圆柱体的密度。
【答案】(1)0.4N
(2)0.75×103Pa
(3)3×103kg/m3
【详解】根据称重法测量浮力知,两次实验中测力计示数的变化量等于两次受到的浮力差,
根据有
即
得圆柱体的体积为:
根据阿基米德原理知,浸没时所受浮力为
圆柱体有体积浸入水中时,圆柱体浸入的深度为
圆柱体底部受到水的压强为
当物体浸入体积时受到的浮力为
根据称重法知,物体的重力为
物体的质量为
物体的体积,故物体的密度为
答:圆柱体全部浸入水中时受到的浮力是;
图乙中,圆柱体底部受到水的压强是;
圆柱体的密度是。
26.如图甲所示,密度为千克/米3的均匀长方体置于水平地面上。另有一高为0.35米,底面积为米2的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,容器内盛有0.3米深的某种液体,如图乙所示。将长方体由平放变为竖放,长方体对水平地面压强的变化量与液体对容器底部的压强恰好相等。
(1)求长方体的质量m;
(2)求液体的密度;
(3)在竖放的长方体上水平截取一部分,并将截取部分放入容器中,使液体对容器底部的压强最大且截取部分的质量最小,求放入后容器对地面压强的增加量。
【答案】(1)4.5kg
(2)
(3)735Pa
【详解】(1)长方体的体积为
长方体的质量
(2)长方体对地面的压力为
长方体平放时对地面的压强为
长方体竖放时对地面的压强为
将长方体由平放变为竖放,长方体对水平地面压强的变化量
则液体对容器底部的压强
液体的密度
(3)要使液体对容器底部的压强最大且截取部分的质量最小,则应使液面上升至容器口且液体不溢出,此时截取部分排开液体的体积
因为长方体的密度大于液体的密度,所以截取部分沉底且浸没在液体中,则截取部分的体积
截取部分的重力
则放入后容器对地面压强的增加量
27.重为5N的空鱼缸,放在水平窗台上,其底面与窗台的接触面积为0.01m2,如图,向鱼缸内注入1.5kg的水,水的深度为10cm。假设小明沿竖直方向把盛水的鱼缸匀速抬高0.3m。求:
(1)空鱼缸对窗台的压强;
(2)注水后鱼缸底部受到水的压强;
(3)抬高鱼缸的过程中,小明对鱼缸和水总共做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)空鱼缸对窗台的压强为
(2)注水后鱼缸底部受到水的压强为
(3)水的重力为
则抬高鱼缸的过程中,小明对鱼缸和水总共做的功为
28.如图所示,盛有酒精和水的两个足够高的柱形容器置于水平地面上。若向容器中分别倒入相等体积的原有液体,倒入前后液体对容器底的压强记录在下表中。(千克/米)
(1)求倒入后容器中酒精的深度;
(2)若倒入后酒精的质量为3.2千克,求酒精的体积;
(3)求两容器内部底面积的值。
液体对容器底部的压强
倒入前
倒入后
(帕)
1176
1568
(帕)
1176
1960
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)根据可知,倒入后酒精的深度
(2)根据可知,酒精的体积为
(3)由表中数据可知,酒精倒入前后对容器底部的压强差为
水倒入前后对容器底部的压强差为
根据可知,酒精高度变化量为
水的高度变化量为
又因为倒入酒精和水体积相等,根据可知,两容器内部底面积的比值
答:(1)倒入后容器中酒精的深度为;
(2)若倒入后酒精的质量为3.2千克,酒精的体积为;
(3)两容器内部底面积的值为。
29.小红同学设计了一台浮力电子秤,其结构由浮力秤和电路两部分组成,原理如图所示,小筒底面积为20cm2,高30cm,大筒底面积为70cm2,装有适量水。P为金属滑片固定在托盘下面(滑片质量和滑片受到的摩擦力均忽略不计),并随托盘一起自由滑动,定值电阻R0=10Ω,AB是一根长为20cm均匀电阻丝,其最大阻值为20Ω,电源电压为12V,电压表量程是0~6V。当托盘不放物体时,P位于R最上端,小筒浸入水中10cm深(称量过程中大筒水未溢出)。求
(1)不放物体时小筒受到的浮力;
(2)若在托盘上放入质量为140g的物体后,与未放入物体时相比,小筒底部受到水的压强变化了多少;
(3)若要保证电路安全,则浮力秤的最大称量为多少g?
【答案】(1)2N;(2)700Pa;(3)280g
【详解】(1)不放物体时小筒排开水的体积
不放物体时小筒受到的浮力
(2)在托盘上放入质量为140g的物体后,小筒浸入水中的深度为Δh,处于漂浮状态,浮力的变化量
小桶下降的高度为
小筒底部受到水的压强变化了
(3)根据电路图知道,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量R0两端电压;当秤盘上放的物体越重时,滑片下移得越多,变阻器接入电路的阻值越小,电路的总电阻越小,电流越大,当电压表示数为6V时,电路电流最大,浮力秤达到最大称量,则电路的最大电流
此时电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电阻丝接入电路中的最小电阻
AB是一根长为20cm均匀电阻丝,其阻值为20Ω,即1cm长的电阻丝的阻值为1Ω,所以滑动变阻器接入电路的电阻最小为10Ω时,其接入电路的电阻丝的长度l=10cm,此时滑片下移的距离
秤盘上放置物体后,滑片下移10cm,小筒向下移动的距离d=10cm,由于小筒向下移动,大筒中的水面上升,设水面升高,则小筒浸入水中的深度会增加
则
即
化简可得水面上升的高度
所以小筒排开水的体积变化量
秤盘上放置物体后,小筒处于漂浮状态,由漂浮条件可得,被测物体的重力等于增加的浮力,所以
由G=mg知道,浮力秤的最大称量
30.如图所示的电路,电源电压恒定不变,为定值电阻,小灯泡L上标有“6V 3.6W”的字样(灯丝电阻不变),当只闭合开关时,小灯泡正常发光;再闭合开关时,电流表示数变为0.8A。求:
(1)电源电压。
(2)电阻的阻值。
【答案】(1)6V
(2)30Ω
【详解】(1)当只闭合开关时,电路为灯泡L的简单电路。因为小灯泡正常发光,所以电源电压等于小灯泡的额定电压。由灯泡L的铭牌“6V 3.6W”可知,其额定电压,所以,电源电压
(2)当再闭合开关时,灯泡L与电阻并联,电流表测量干路电流。因为灯泡正常发光,所以通过灯泡L的电流为
则通过电阻的电流为
电阻的阻值为
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