2024山东中考物理二轮微专题 综合计算题专项训练 (含答案)

这是一份2024山东中考物理二轮微专题 综合计算题专项训练 (含答案)，共24页。
考向1 纯力学(烟台3考，淄博2考，日照2考)
1. 2021年5月，我国自主设计的“祝融号”火星车成功着陆火星，如图所示，实现了我国航天史上的新突破．已知同一物体在火星上的重力是地球上的eq \f(3,8).(地球表面g取10 N/kg)
(1)火星车依靠太阳能工作，太阳能________(选填“属于”或“不属于”)可再生能源．车的质量为240 kg，它从地球上到火星上质量________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．
(2)火星车在火星表面静止时，若所有轮子和水平表面的总接触面积为300 cm2，则车对火星表面的压强是多少帕？
(3)若“祝融号”在火星表面匀速直线行驶，速度为200 m/h，所受阻力为车重的0.1倍．求“祝融号”行驶15 min 做了多少功？
第1题图
2. “绿色出行，低碳生活”．新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们日常使用的重要交通工具．如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量为1.6×103 kg，在平直公路上匀速行驶1 000 m，用时50 s，此过程中汽车牵引力做功1.5×106 J．求满载时：
(1)汽车的总重力；
(2)汽车匀速行驶时的速度；
(3)汽车匀速行驶时所受的牵引力．
第2题图
3. 一辆5G无人配送车，质量为400 kg，轮胎与路面的总接触面积为0.025 m2 ，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.05倍．如图是配送车某次运动的路程与时间图像．求：
(1)10 min内配送车的平均速度．
(2)配送车匀速行驶时的牵引力．
(3)配送车对水平地面的压强．
第3题图
4. 总部位于湖南省长沙市岳麓区的某股份有限公司，是一家持续创新的全球化企业．如图是这个公司生产的高空作业平台，它重心低，运行高效．求：
(1)作业平台以2 m/s的速度在平直的路面上匀速行驶20 s，它行驶的路程；
(2)作业平台用104 N的支持力将货物竖直缓慢举高10 m，支持力对货物所做的功；
(3)质量为3 150 kg的作业平台上装有850 kg的货物，静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.04 m2，此时作业平台对水平地面的压强．(取g＝10 N/kg)
第4题图
考向2 力热
5. 以汽油为燃料的某品牌卡丁车额定功率为23 kW，其满载时的质量为640 kg，轮胎与沙滩接触的总面积为0.32 m2.它在水平沙滩上匀速直线运动5 min，行驶了3 km.求：
(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多大？
(2)此次行驶中，卡丁车运动的速度和受到的水平阻力各是多少？
(3)若卡丁车的汽油机效率为25%，此次行驶中，卡丁车需要燃烧汽油的质量是多少千克？(q汽油＝4.6×107 J/kg)
6. 改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具．某品牌国产汽车以72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶100 km，消耗了汽油6 L，汽车发动机功率为12 kW，已知：汽油的热值为q＝4.6×107 J/kg，汽油的密度为ρ＝0.7×103 kg/m3.求该汽车匀速行驶100 km过程中：
(1)消耗汽油的质量；
(2)发动机所做的功；
(3)发动机的效率(百分号前保留整数)．
7. 某救援志愿小组利用救生筏开展海上救援演练，甲、乙2名志愿者将质量为100 kg的救生筏(内含汽油发动机等)放在轮船的水平甲板上，救生筏与甲板接触面积为4 m2，已知甲、乙两人的质量均为50 kg.(g＝10 N/kg，ρ海水＝1.0×103 kg/m3，q汽油＝4.6×107 J/kg)
(1)救生筏对甲板的压强是多少？
(2)演练地点离最近的海岸50 km，将救生筏从轮船放入海中，甲、乙两人乘坐救生筏，救生筏沿海面匀速行驶，救生筏受到的阻力始终为开始出发时总重力的0.2倍，汽油完全燃烧放出热量的20%转化为推动救生筏前进的机械能．若发动机装有汽油3 kg，请通过计算说明甲、乙能否安全抵达海岸．
考向3 力电
8. 塔吊是一种常见的起重设备，如图是塔吊的示意图．电动起重机在2 min内将质量为3 t的物体匀速提升30 m高，又用1 min使物体在水平方向平移15 m．(g取10 N/kg)
求：
(1)吊物体的钢丝绳3 min内对物体所做的功；
(2)吊物体的钢丝绳3 min内对物体所做功的功率；
(3)若电动机提升物体时的效率为90%，平移物体时的功率为2 kW ，求电动机3 min内消耗的电能．
第8题图
9. 节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向．某种型号纯电动汽车的部分参数如下表所示：
假如汽车上只有司机一人，质量为60 kg，汽车以60 km/h的速度匀速行驶36 km，耗电9 kW·h，汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍．g＝10 N/kg，试问：
(1)电动机的工作原理是________________(选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应”)．电动汽车前进和倒车是通过改变__________来改变电动机的转动方向的．
(2)电动汽车对水平地面的压强是多少？
(3)电动汽车牵引力所做的功是多大？
(4)电动汽车电能转化为机械能的效率是多大？
类型2 密度、压强、浮力综合类
考向1 船舰类
10. 如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰)，它是052B型导弹驱逐舰．其满载时的排水量约为7×103 t．当驱逐舰以72 km/h的速度匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍．(海水密度近似取1.0×103 kg/m3)求：
(1)在水面下3 m深处，船体受到的海水的压强是多少？
(2)驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？
(3)驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？
(4)驱逐舰满载时以72 km/h的速度匀速航行，受到的牵引力是多少？
第10题图
11. 2020年11月10日，中国万米载人深潜器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，深度达10 909 m．图甲是“奋斗者”号模型，图乙是它的部分结构示意图．“奋斗者”号总质量为20 t．其底部装配有质量为2 t的可抛弃压载铁，中部安装有固体浮力材料，载人舱为空心球体．除载人舱及部分电路设施外，其余部分与海水相通．“奋斗者”号在海水中依靠改变自身重力和受到的海水浮力实现无动力下潜和上浮，不考虑海水的流动影响，忽略深潜器部件受到海水压力后的体积变化．(海水密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
第11题图
(1)若在10 909 m深度处，海水产生的压强为1.1×108 Pa，此处海水在载人舱外壳2×10－4 m2的面积上产生的压力为多少？
(2)若固体浮力材料质量为2 400 kg，密度为600 kg/m3.求：
①固体浮力材料的体积为多少？
②固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力和自身重力之差为多少？
(3)“奋斗者”号完全浸没在海水中后匀速下潜．接近海沟底部时，抛掉质量为m的压载铁后悬浮在海水中，待海底科研任务结束后，抛掉剩余的全部压载铁后匀速上浮至海面．若“奋斗者”号只在竖直方向实现下潜和上浮，船身与水平面平行，下潜和上浮过程中所受阻力大小不变、方向与运动方向相反，压载铁的密度为8.0×103 kg/m3.则“奋斗者”号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为________N.
考向2 模型类
12. 某水底打捞作业中，需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水．如图所示是吊车钢丝绳拉力F随石柱下表面距水底深度h变化的图像．(水的阻力忽略不计，ρ水＝1.0×103 kg/m3)求：
(1)石柱浸没在水中受到的浮力；
(2)石柱未露出水面前，在水中上升2 m钢丝绳拉力所做的功；
(3)在水底时石柱上表面受到的水的压强．
第12题图
13. 如图甲所示，水平桌面上有个质量为2.5 kg，底面积为0.25 m2的正方体水槽，水槽内有一个实心球．逐渐往水槽内加水，球对水槽底部的压力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ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg)．求：
(1)水深7 cm时水槽底部受到水的压强；
(2)水深7 cm时球受到的浮力；
(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强．
第13题图
14. 物块P与金属球Q用细线连接，一起放入装有一定质量水的柱状容器内，二者恰好悬浮，如图甲所示，此时柱状容器中水的深度为23 cm；物块P重1 N、体积为1.25×10－4 m3(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg)．求：
(1)图甲中水对容器底部的压强；
(2)图甲中物块P所受浮力的大小；
(3)若剪断细线，物块P上浮，金属球Q下沉，待稳定后，物块P漂浮于水面，如图乙所示，则此时物块P露出水面的体积．
第14题图
15. 某同学想测量一种液体的密度．他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里，然后一起缓慢放入盛有水的水槽中．当容器下表面所处的深度h1＝10 cm时，容器处于直立漂浮状态，如图a所示．已知容器的底面积S＝25 cm2，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg.
第15题图
(1)求水对容器下表面的压强；
(2)求容器受到的浮力；
(3)从容器中取出100 cm3的液体后，当容器下表面所处的深度h2＝6.8 cm时，容器又处于直立漂浮状态，如图b所示．求液体的密度．
16. 科技小组的同学用泡沫塑料和灯泡等制作了一个航标灯模型，如图所示．航标灯A总重4 N，A底部与浮子B用细绳相连．当水位上升时，浮子B下降；水位下降时，浮子B上升，使航标灯A静止时浸入水中的深度始终保持5 cm，航标灯A排开水的质量为500 g，浮子B重0.5 N(不计绳重和摩擦，g取10 N/kg)．求：
(1)航标灯A底部受到水的压强是多大？
(2)航标灯A静止时受到的浮力是多大？
(3)浮子B的体积是多大？
第16题图
17. 如图所示是某公共厕所的自动冲水装置图．浮筒A是边长为10 cm的正方体，盖片B的面积为10 cm2(盖片B的质量、厚度不计)．连接A、B的硬杆长为30 cm，硬杆的体积和质量都不计．当供水管流进水箱的水刚好淹没浮筒A时，盖片B被拉开，水通过排水管流出，冲洗厕所，求：
(1)浮筒A浸没在水中时受到的浮力；
(2)当水箱的水刚好淹没浮筒A时，水对盖片B的压力；
(3)浮筒A的质量．
第17题图
类型3 简单机械类
考向1 滑轮组
18. 如图所示，“塔吊”是建筑工地不可或缺的机械，它是利用电动机通过滑轮组提升重物的．某次作业时，将质量为1 000 kg的钢筋匀速提升12 m．用时50 s，施加在绳端的拉力为6 000 N．g取10 N/kg.求：
(1)钢筋所受重力是多少？
(2)钢筋上升的速度是多少？
(3)滑轮组的机械效率是多少？(保留两位小数)
第18题图
19. 科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图(如图)进行研究．若爷爷质量m人＝60 kg，奶奶用F＝240 N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s＝6 m．不计绳重和摩擦，g取10 N/kg.求：
(1)奶奶所做的功；
(2)动滑轮(含座椅)的质量；
(3)该升降座椅装置的机械效率(保留一位小数)．
第19题图
20. 如图所示，工人师傅用150 N的拉力，使重为1 000 N的物体以0.2 m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍．不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦．求：
(1)工人师傅拉力的功率；
(2)动滑轮的重；
(3)若物重增大到2 000 N，则滑轮组的机械效率是多少？
第20题图
21. 如图是某科技小组设计的打捞装置示意图，已知被打捞的合金块密度为4×103 kg/m3，体积为0.01 m3.每个滑轮重100 N，绳重和摩擦均忽略不计．(水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)合金块下表面距水面5 m时，求合金块下表面所受水的压强．
(2)合金块未露出水面时，求合金块受到的浮力．
(3)完全露出水面后，合金块在5 s内匀速上升了2 m，求人的拉力及其功率．
第21题图
考向2 杠杆
22. 如图所示，使用杠杆提升重物，拉力F竖直向下，重物匀速缓慢上升，相关数据如下表：
求：(1)拉力所做的功；
(2)拉力做功的功率；
(3)此过程中，该杠杆的机械效率．
第22题图
23. 已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60 kg，体积为0.1 m3.问：
(1)此木料的密度为多少？
(2)如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此木料并恰好水平，其中AO＝BO，O为木料的中点．求此时乙对木料的作用力大小．
(3)若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况．
第23题图
24. 杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具，如图是小明制作的杆秤的示意图．使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量，此秤最大称量是10 kg，秤砣最远可移至E点、秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、BE的长度如图所示(g取10 N/kg)，求：
(1)提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？
(2)秤砣质量为多少？
(3)当提起C处秤纽称一袋质量为2 kg的荔枝时，D与C之间的距离为多少？
第24题图
考向3 斜面
25. 如图所示，重为3.2×104 N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×104 W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行，已知斜坡长100 m，斜坡的机械效率为80%.求卡车：
(1)运动至坡顶过程中，克服重力做的功；
(2)爬坡时的牵引力；
(3)爬坡时的速度；
(4)在上坡的过程中受到的摩擦力．
第25题图
类型4 简单电路类
26. 如图所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝4 Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.50 A．求：
(1)电路的总电阻；
(2)电压表的示数；
(3)电阻R2在1 min内产生的热量．
第26题图
27. 如图所示的电路中，电阻R1的阻值为30 Ω，电阻R2的阻值为60 Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.2 A，求：
(1)电源电压．
(2)电流表的示数．
第27题图
28. 在相距40 km的甲、乙两地之间，沿直线架设了两条相同的输电线，这种输电线每千米的电阻为0.2 Ω.现由于特殊原因造成输电线上某处发生了短路，为了确定短路位置，检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成了如图所示的电路进行检测．当电压表示数为3.0 V时，电流表示数为0.5 A.
(1)若检修员在检测中用时1 min，则检测中输电线消耗的电能是多少J?
(2)短路位置离甲地的距离是多少km?
第28题图
类型5 动态电路类
考向1 滑片移动类
29. 如图所示的电路，电源电压为6 V保持不变，R1＝4 Ω.开关闭合，滑动变阻器R2的滑片置于a端时，电压表的示数为2 V，求：
(1)电压表的示数；
(2)电流表的示数；
(3)整个电路的功率；
(4)当滑片滑到b端时，通电1 min电流做的功．
第29题图
30. 电子秤的应用在我们日常生活中已经十分普遍，如图所示，是某位同学利用电压表设计的一个简易电子秤示意图．其中，电源的电压为3 V，是电压表(也是电子秤的示数表盘)，R0是阻值为6 Ω的定值电阻，R是一根长为4 cm、阻值为12 Ω的均匀电阻丝(单位长度的电阻丝的阻值相等)，P是与弹簧C连接在一起的金属滑片，弹簧所受压力F与压缩量ΔL的关系如下表所示．在不称量重物时，滑片P刚好位于电阻丝R的最上端a处，弹簧处于自然状态．滑片、弹簧的电阻均不计，塑料盘和金属板的重力不计，g＝10 N/kg.当开关S闭合后，则
第30题图
(1)该电子秤工作时的电功率是多少？
(2)当电压表的示数为1 V时，所称重物的质量是多少？
31. 如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．闭合开关S，滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的电功率P随电流I变化关系图线如图乙所示．求：
(1)滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路中的电流；
(2)滑动变阻器接入电路电阻最大时，滑动变阻器两端的电压；
(3)滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的最大功率．
第31题图
考向2 多开关类
32. 如图，已知灯泡L的额定电压为6 V，灯泡电阻RL＝10 Ω，R1和R2均为定值电阻，假设电源电压和灯泡L的电阻保持不变．
(1)求灯泡L正常发光时的电流；
(2)当闭合开关S1，断开开关S2和S3时，灯泡L正常发光，求电源电压U；
(3)当闭合开关S1和S3，断开开关S2时，电流表的示数为1.1 A，求电阻R2的阻值；
(4)当闭合开关S2，断开开关S1和S3时，灯泡L的实际功率为其额定功率的 eq \f(1,9)，求电阻R1的阻值．
第32题图
考向3 多开关＋滑动变阻器类
33. 图甲所示的电路中，灯泡L的额定功率为3.6 W (灯丝电阻不变)，开关S闭合，S1断开，变阻器的滑片移动到最左端时，灯泡L正常发光．图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中，电压表示数随电流表示数变化的图像．求：
(1)电源电压；
(2)变阻器R的最大阻值；滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率；
(3)什么情况下电路消耗的功率最大；此时变阻器1 min消耗的电能．
第33题图
34. 如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，灯L标有“2.5 V 1.25 W”字样，定值电阻R1＝10 Ω，滑动变阻器R0标有“？ Ω 1 A”字样，电流表量程为0～3 A．当闭合开关S、S3, 断开S1、S2，滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时，灯泡恰好正常发光，R0连入的电阻减小了9 Ω，电压表示数变化了0.5 V．求：
(1)灯泡的电阻．
(2)R0的最大阻值和电源电压．
(3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是多少？
第34题图
考向4 敏感电阻类
35. 如图甲是某品牌智能体重秤，图乙是它的电路结构图，R0为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示．已知电源电压为6 V保持不变．
(1)当秤盘为空时，R的阻值为________．
(2)体重为600 N的小勇站在体重秤上时，电压表示数为2.4 V，则R0的阻值是多少？
(3)若小华站在体重秤上，5 s内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是0.45 J，则小华的体重为多少牛？
第35题图
36. 如图甲所示，是一个照明系统模拟控制电路．已知电源电压U＝4.5 V，定值电阻R1＝5 Ω.滑动变阻器R2上标有“25 Ω 1 A”字样，R3为光敏电阻，其电阻值与光照强度成反比例函数关系，如图乙所示(光照度单位为勒克斯，符号为Lx，白天光照强度大于3 Lx)，当R1两端电压低至0.5 V时，控制开关自动启动照明系统(不考虑控制开关对虚线框内电路的影响)．利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时，照明系统内照明灯自动工作．
求：(1)照明灯开始工作时，通过R1的电流是多少？此时要使E0＝1.2 Lx，则R2接入电路的电阻应调为多大？
(2)为节约电能，有时要求使E0＝0.5 Lx，在不更换电源、滑动变阻器R2、光敏电阻R3和不改变控制开关自动启动电压的情况下，若R1可更换成其他阻值的定值电阻，求定值电阻R1可更换的阻值范围；
(3)调整滑动变阻器R2也可以让照明灯在环境更暗的情况下开始照明，请你说明滑动变阻器的滑片应该向哪边移动．
第36题图
类型6 家用电器类
考向1 铭牌信息类(不涉及多挡位)
37. 如表一所示是小红同学家的燃气热水器正常工作时显示的部分参数．已知水的初温为20 ℃，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)．求：
(1)燃气热水器正常工作10 min流出的热水的质量；
(2)燃气热水器正常工作10 min流出的热水所吸收的热量；
(3)小红同学观察到学校用的是即热式电热水器，铭牌如表二所示．若要得到(2)问中热水所吸收的热量，即热式电热水器需正常工作16 min 40 s，则该即热式电热水器的加热效率为多少；
(4)请写出使用电能的两个优点．
表一
表二
38. 如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：
(1)养生壶正常工作的电阻；
(2)若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12 ℃的一壶水烧开，需要多长时间；[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]
(3)在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率．电能表上标着“1 200 r/(kW·h)”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2 min电能表的转盘转了40 r．求电养生壶的实际功率．
第38题图
考向2 多挡位类(烟台3考，日照4考)
39. 某电动三轮车坐垫加热装置的简化电路如图所示，电路中R0、R1、R2均为发热电阻，已知，R1＝3 Ω，R2＝9 Ω，仅闭合S1时，加热功率P1＝24 W；仅闭合S2时，加热功率P2＝12 W，求：
第39题图
(1)电源电压U及R0的电阻值；
(2)该装置的最大加热功率．
40. 图甲为某自动式洗车机储水箱防冻系统的加热电路．S为温控开关，两个完全相同的发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化．工作时，S可在“0”“1”“2”三个挡位之间自动转换．当储水箱水温低于5 ℃时，S将自动跳到“1”挡加热；若R1烧断，S将自动跳到“2”挡，使用备用电阻R2加热；当水温达到10 ℃时，S自动跳转到“0”挡停止加热．已知储水箱容积为220 L，防冻系统正常工作时电压为220 V，加热功率为2.2 kW.

甲 乙
第40题图
(1)求防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流．
(2)某时段防冻系统工作时，储水箱装满了水，加热功率P与工作时间t的关系如图乙所示，求该系统在0～340 min消耗的电能．
(3)请根据图乙中的信息，计算防冻系统的热损耗功率．[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
考向3 结合电磁继电器类
41. 为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示．控制电路中电压U1＝3 V，定值电阻R0＝50 Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中电压U2＝220 V，R1＝836 Ω，R2＝44 Ω.已知恒温调奶器容量为2 kg，水温达到80 ℃时衔铁会跳起．[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
第41题图
(1)请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理．
(2)求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流．
(3)求工作电路在保温状态下的电功率．
(4)当调奶器加满温度为25 ℃的水，加热元件工作500 s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率．
参考答案
1. (1)属于 不变 (2)3×104 Pa (3)4 500 J 2. (1)1.6×104 N (2)20 m/s (3)1.5×103 N
3. (1)2 m/s (2)200 N (3)1.6×105 Pa 4. (1)40 m (2)1×105 J (3)1×106 Pa
5. (1)2×104 Pa (2)10 m/s 2 300 N (3)0.6 kg 6. (1)4.2 kg (2)6×107 J (3)31% 7. (1)250 Pa
(2)放出的热量为Q放＝m汽油q汽油＝3 kg×4.6×107 J/kg＝1.38×108 J
救生筏获得前进的机械能为W＝Q放·η＝1.38×108 J×20%＝2.76×107 J
由二力平衡可知，救生筏运动时受到的牵引力F′＝f＝0.2G总＝0.2×(1 000 N＋50 kg×2×10 N/kg)＝400 N
可行驶的最大距离为s＝eq \f(W,F′)＝eq \f(2.76×107 J,400 N)＝69 km>50 km，故能安全抵达海岸
8. (1)9×105 J (2)5 000 W (3)1.12×106 J
9. (1) 磁场对电流的作用 电流方向 (2)4.5×105 Pa (3)2.592×107 J (4)80%
10. (1)3×104 Pa (2)7×107 N (3)7×103 m3 (4)7×105 N
11. (1)2.2×104 N (2)①4 m3 ②1.6×104 N (3)1.9×105
12. (1)5 000 N (2)1.5×104 J (3)3×104 Pa 13. (1)700 Pa (2)7.18 N (3)1 100 Pa
14. (1)2.3×103 Pa (2)1.25 N (3)2.5×10－5 m315. (1)1.0×103 Pa (2)2.5 N (3)0.8×103 kg/m3
16. (1)500 Pa (2)5 N (3)1.5×10－4 m3 17. (1)10 N (2)4 N (3)0.6 kg 18. (1)1×104 N (2)0.24 m/s (3)83.33% 19. (1)1 440 J (2)12 kg (3)83.3% 20. (1)60 W (2)100 N (3)80%
21. (1)5×104 Pa (2)100 N (3)250 N 200 W 22. (1)100 J (2)200 W (3)80%
23. 解：(1)木料的密度为ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(60 kg,0.1 m3)＝600 kg/m3
(2)木料的重力为G＝mg＝60 kg×10 N/kg＝600 N，由于AO＝BO，则乙对木料的作用力大小为F＝eq \f(1,2)G＝eq \f(1,2)×600 N＝300 N
(3)若以A为支点，根据杠杆平衡条件有FB·AB＝G·AO，解得乙对木料的作用力大小为FB＝eq \f(AO,AB)G，则甲对木料的作用力大小为FA＝G－FB＝G－eq \f(AO,AB)G，乙从B点向O点靠近过程中，AB减小，则FA减小
24. (1)B (2)0.4 kg (3)0.25 m 25. (1)1.6×106 J (2)2×104 N (3)4.8 m/s(4)4 000 N
26. (1)6 Ω (2)3 V (3)60 J 27. (1)6 V (2)0.3 A 28. (1)90 J (2)15 km 29. (1)4 V (2)0.5 A (3)3 W (4)540 J 30. (1)0.5 W (2)2 kg 31. (1)0.6 A (2)5 V (3)0.9 W 32. (1)0.6 A (2)6 V (3)12 Ω (4)8 Ω
33. (1)6 V (2)20 Ω 0.4 W (3)开关S、S1都闭合，滑片滑到最左端时，电路消耗的功率最大 108 J
34. 解：(1)由P＝eq \f(U2,R)得RL＝eq \f(Ueq \\al(2,额),P额)＝eq \f(（2.5 V）2,1.25 W)＝5 Ω
(2)当闭合S、S3，断开S1、S2时，灯L、R0和R1串联
当P在某位置时，灯泡正常发光，R0连入的电阻值减小9 Ω
UL＝U额＝2.5 V，R0′＝R0－9 Ω
电路中的电流I1＝I额＝eq \f(U额,RL)＝eq \f(2.5 V,5 Ω)＝0.5 A
则电源电压U＝I1(RL＋R0′＋R1)＝0.5 A×(5 Ω＋R0－9 Ω＋10 Ω)＝0.5 A×(R0＋6 Ω)
当P在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，灯两端电压最小，UL′＝U额－ΔU＝2.5 V－0.5 V＝2 V，此时电路中的电流为：I2＝eq \f(UL′,RL)＝eq \f(2 V,5 Ω)＝0.4 A
则电源电压U＝I2(RL＋R0＋R1)＝0.4 A×(5Ω＋R0＋10Ω)＝0.4 A×(R0＋15 Ω)
因为电源电压不变，代入数据解得：R0＝30 Ω，U＝18 V
(3)由P＝eq \f(U2,R)知：当U一定，P最大时，R最小，各元件并联，因为灯泡的额定电压U额＝2.5 V＜18 V，故灯泡不接入电路
R0与R1并联时，电路消耗的功率最大
R0标有“？ Ω 1 A”，I0max＝1 A
通过R1的电流I1′＝eq \f(U,R1)＝eq \f(18 V,10 Ω)＝1.8 A
干路电流Imax ＝I0max＋I1′＝1 A＋1.8 A＝2.8 A＜3 A
电路消耗的最大功率Pmax＝UImax＝18 V×2.8 A＝50.4 W
35. (1)600 Ω (2)200 Ω (3)800 N
36. 解：(1)通过R1的电流I＝eq \f(U1,R1)＝eq \f(0.5 V,5 Ω)＝0.1 A
根据图乙可知，当E0＝1.2 Lx时，R3＝eq \f(30 Ω·Lx,E0)＝eq \f(30 Ω·Lx,1.2 Lx)＝25 Ω
电路总电阻R＝eq \f(U,I)＝eq \f(4.5 V,0.1 A)＝45 Ω
R2接入电路的电阻R2＝R－R1－R3＝15 Ω
(2)根据图乙可知，当E0＝0.5 Lx时，R3＝eq \f(30 Ω·Lx,E0)＝eq \f(30 Ω·Lx,0.5 Lx)＝60 Ω
由I＝eq \f(U－U1,R2＋R3)＝eq \f(U1,R1)得R1＝eq \f(U1（R2＋R3）,U－U1)
当R2接入电路的电阻为0时，R1min＝7.5 Ω
当R2接入电路的电阻为最大25 Ω时
R1 max＝10.625 Ω
定值电阻R1可更换的阻值范围为7.5 Ω～10.625 Ω
(3)向左移动
37. (1)50 kg (2)6.3×106 J (3)90% (4)环保、方便(合理即可) 38. (1)44 Ω (2)420 s (3)1 000 W
39. (1)12 V 3 Ω (2)64 W
40. 解：(1)由P＝UI可得，防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流
I＝eq \f(P,U)＝eq \f(2 200 W,220 V)＝10 A
(2)由乙图可知，防冻系统在0～340 min内工作的时间为t＝40 min＋(340 min－320 min)＝60 min＝1 h
则消耗的电能为W＝Pt＝2.2 kW×1 h＝2.2 kW·h
(3)由ρ＝eq \f(m,V)可得，储水箱装满水的质量为
m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×220×10－3 m3＝220 kg
加热一次水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×220 kg×(10 ℃－5 ℃)＝4.62×106 J
加热一次消耗的电能W1＝Pt1＝2 200 W×40×60 s＝5.28×106 J
则加热一次损耗的能量
W损＝W1－Q吸＝5.28×106 J－4.62×106 J＝6.6×105 J
所以防冻系统热损耗功率P＝eq \f(W损,t)＝eq \f(6.6×105 J,40×60 s)＝275 W
41. 解：(1)水温低于80 ℃时，电磁铁吸引衔铁，工作电路R2单独工作，调奶器加热，水温达到80 ℃后，电磁铁磁性减弱，衔铁跳起，R1、R2串联工作，调奶器保温
(2)衔铁刚跳起时，热敏电阻R温度为80℃，由图乙可知此时R的电阻为100 Ω，线圈中的电流为I＝eq \f(U1,R0＋R)＝eq \f(3 V,50 Ω＋100 Ω)＝0.02 A
(3)衔铁跳起，R1、R2串联工作，调奶器保温，电功率为P保＝eq \f(Ueq \\al(2,2),R1＋R2)＝eq \f(（220 V）2,836 Ω＋44 Ω)＝55 W
(4)水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(80 ℃－25 ℃)＝4.62×105 J
加热状态下，工作电路R2单独工作，消耗的电能为W＝eq \f(Ueq \\al(2,2),R2)t＝eq \f(（220 V）2,44 Ω)×500 s＝5.5×105 J
加热效率为η＝eq \f(Q吸,W)×100%＝eq \f(4.62×105 J,5.5×105 J)×100%＝84%
空车质量
1 380 kg
最大功率
100 kW
轮胎与地面
总接触面积
0.032 m2
最高时速
120 km/h
电池容量
42 kW·h
最大续行里程
260 km
物重
G/N
拉力
F/N
时间
t/s
A端上升
的竖直距离h/m
B端下降
的竖直距离s/m
200
500
0.5
0.4
0.2
弹簧压缩量ΔL/cm
1
2
3
4
弹簧受到的压力F/N
10
20
30
40
燃气热水器
设定温度
50 ℃
气量
1.0 m3/h
水量
5.0 L/min
即热式电热水器
额定功率
7 000 W
额定电压
220 V
额定频率
50 Hz
额定电压
220 V
频率
50 Hz
额定功率
1 100 W
容量
1 L