2023年河南中考物理计算题专项练习附答案

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2023年河南中考物理计算题专项练习附答案
一．计算题（共26小题）
1．某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示，其中电源电压恒为6V，定值电阻R0为10Ω，电压表量程为3V，R是压敏电阻，R的阻值与平板受到压力F对应的部分数据如下表，平板质量不计。
压力F/N
0
300
375
500
750
1500
压敏电阻R/Ω
30
25
20
15
10
5
（1）人的体重越重，R的阻值就越 　 　，电压表的示数越 　 　（均选填“大”或“小”）。
（2）体重为500N的人站在体重计上时，电压表的示数是多大？
（3）在电路安全的情况下，体重计能称量的最大值是多少？
（4）若想提高称量的最大值，在不改变电压表量程的情况下，写出可采取的一条措施。




2．有一辆自重2000kg的燃油汽车，核准载货量为4000kg，而实际载货6000kg。该汽车在水平高速公路上以90km/h速度匀速行驶了23min，所受阻力为汽车总重的0.1倍。燃油的热值为4.7×107J/kg，g取10N/kg。
（1）求汽车牵引力做功的功率。
（2）若燃油完全燃烧，内燃机的效率是40%，汽车行驶23min消耗多少千克燃油？
（3）请你运用所学到的物理知识分析超载会带来什么样的危害？（举一例即可）




3．2023年4月3日，在甘南藏族自治州，西成铁路进入主体施工阶段，如图所示挖掘机正在挖掘砂石装载到汽车上，已知汽车装完砂石后总质量为20t，以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动100m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行50m停下，v﹣t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍。求：
​
​（1）全程中汽车所受阻力大小；
（2） 整个过程中发动机做的功（提示：发动机关闭后不做功）；
（3）
（3）汽车的最大速度；
（4）如果路面能承受的最大压强为1.6×106Pa，轮胎与地面的接触面积为0.32m2，则该车最多还能装载多大质量就会损坏路面？









4．随着节能意识的兴起，某同学家里安装了太阳能热水器，该热水器的铭牌如表所示。若该太阳能热水器安装在平均日照辐射强度为4.2×106J/（m2•h）的阳台处，阳台上平均每天的日照时间约为10h，则：
产品型号
阳台节能热水器OP﹣B
额定压力
0.6MPa
板芯材料
铜铝复合
采光面积
2m2
水箱中充满水的质量
100kg
（1）该热水器的采光板，每天吸收的热量为多少J？
（2）若每天热水器内注满20℃的冷水，第一天晚上储水桶中的热水温度为60℃，则该热水器的热效率为多少？




5．如图所示是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0．该饮水机的部分参数已知：
额定电压
220V
加热时的总功率
880W
保温时的功率
44W
R1、R2为加热电阻丝。（假设它们的阻值不变）（计算结果若不能整除，保留一位小数）求：
（1）当S和S0闭合时，饮水机处在什么状态？此时电路的总电流是多大？
（2）在加热状态下，电阻丝R1的阻值为多少？
（3）傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，饮水机加热的实际总功率是多大？



6．2022年9月29日，中国民航局在北京首都机场举行仪式，正式向中国商飞颁发C919飞机型号合格证，这也意味着该机型可以开始向运营商交付。如图为国产大飞机C919在上海浦东国际机场4号跑道进行首次高速滑行测试，其有关参数如下表所示。g取10N/kg
总质量
60t
轮与地接
触总面积
2m2
最大巡航
速度
900km/h
发动机的
巡航推力
3.6×104N
求：
（1）飞机静止停放在水平跑道上时对地面的压强大小；
（2）为了减轻飞机的质量，将一质量是8.9kg铜制零件改用密度为铁制材料的碳纤维材料来做（体积不变）。则用碳纤维制成的新零件质量为多少kg。（ρ铜＝8.9×103kg/m3，ρ铁＝7.9×103kg/m3）
（3）若以最大巡航速度飞行，则发动机的输出功率为多少？




7．某型号国产水陆两栖车如图所示，质量为800kg，每个车轮与地面的接触面积是0.01m2，它在一段平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）该车受到的重力；
（2）该车对地面的压强；
（3）该车在这段平直公路上匀速行驶时的功率。

8．如图所示电路，电源电压恒为9V，R1为阻值9Ω的定值电阻，滑动变阻器R2的规格为“50Ω，1A”，小灯泡上标有“6V，3W”字样（忽略灯丝电阻变化）。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）当S1闭合，S2断开时，通电5min，R1消耗的电能；
（3）当S2闭合，S1断开时，从左向右调节滑动变阻器滑片，在电路安全的情况下，滑动变阻器的阻值调节范围。





9．如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%。试求：
（1）货箱上升的速度是多少？
（2）有用功是多少？
（3）拉力F是多少？




10．图甲是某款电油炸锅原理图，具有预热、高温油炸两挡，高温挡电功率为1210W，R、R0均是发热电阻，且R＝R0。
（1）电油炸锅预热功率是多少？
（2）用此电油炸锅高温挡将质量为1kg，温度为25℃的油加热，使锅中油温升高60℃，需用时2min，求此加热过程中电油炸锅的加热效率。[油的比热容是2.2×103J/（kg•℃），百分号前保留整数]
（3）如图乙所示，电能表上有一参数模糊不清，小明把家中其他用电器断开仅使用电油炸锅，调至高温挡工作6min，电能表的转盘转了363转，则电能表上模糊的参数应该是多少？






11．如图所示，我国自行研制的某款柴油两栖步兵战车，是世界上水上行驶最快的战车。它具有独特的尾部滑行板，它的部分参数如表。已知g＝10N/kg，柴油的热值q＝4.4×107J/kg。
战车质量
26t
水上最大速度
40km/h
陆地最大行驶速度
80km/h
履带着地总面积
4m2
发动机最大功率
1100kW
发动机最大效率
30%
（1）尾部滑行板设计成类机翼形状，使其在水中行驶时获得向上的抬升力，请从物理学视角进行解释。
（2）战车静止在水平地面上，战车履带对地面的压强是多少？
（3）在某次演习中，战车以最大功率最大速度在水中行驶40km，计算此过程至少消耗多少柴油？





12．如图所示，长l＝0.25m、质量m＝2kg的长方体木块（质地均匀）放在水平桌面上，在F＝6N的水平力推动下，沿桌面向右匀速运动。已知长方体木块在图示位置时与桌面接触的面积为S＝0.05m2，桌面长为3l。g取10N/kg。求：​
（1）木块所受的摩擦力大小及方向；
（2）木块在图示位置时对水平桌面的压强；
（3）木块在水平桌面上从左端运动到右端的过程中，水平力F对木块所做的功。






13．某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求

（1）通过R1的电流；
（2）R1消耗的电功率；
（3）小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。
①你认为应按照图 　 　（选填“乙”或“丙”）进行改装；
②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。




14．“共建文明城市，构建美好家园”，“雾炮车”与水总质量为12t，静止时车轮与地面总受力面积为0.6m2，某次喷洒作业完成后，该车在4×103N的牵引力作用下，匀速行驶200m的平直公路用时20s。求：
（1）喷洒车作业前静止时对地面的压强；
（2）喷洒车完成作业后匀速运动的速度；
（3）喷洒车完成作业后匀速运动过程中牵引力的功率。







15．如图所示是我国“63A”型两栖坦克，坦克上安装有激光距仪、弹道计算机和传感器等先进装备。坦克发动机最大功率为420kW，满载时质量是22t，在野外的最高车速是60km/h，在水中最大速度是14km/h。请完成下列问题：（已知ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）
（1）坦克满载在水中行进时，排开水的体积是多少？
（2）坦克每条履带与地面的接触面积是2m2，满载时对水平地面的压强多大？
（3）在某场演习中，“63A”以最大功率和最大速度在水中行驶10min，发动机所做的功是多少？该坦克发动机的效率是40%，在此次演习中消耗的柴油是多少千克？（柴油的热值q取4.2×107J/kg）





16．电动汽车是绿色环保型交通工具，具有效率高、噪声小、无废气排放、无油污的优点。如图所示，某品牌电动汽车满载人员时人与车总质量为2t，车静止时轮胎与地面的总接触面积为800cm2，汽车在平直的公路上以20m/s的速度匀速行驶12km，此时电机驱动的功率为50kW，汽车所受阻力为满载人员时人与车总重力的0.1倍。（g取10N/kg）求：
（1）电动汽车静止在水平地面上对地面的压强；
（2）电动汽车匀速行驶过程中牵引力所做的功；
（3）电动汽车匀速行驶过程中电机驱动的效率。




17．商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1＝40Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时的中温挡，额定功率为440W。求：
（1）R2的电阻；
（2）高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热；
（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW•h）。





18．如图是某品牌的纯电动汽车，空车质量为1380kg，轮胎与地面总接触面积为
345cm2．求：
（1）空车静止时对水平地面的压强。
（2）假设车上只有质量为60kg的司机，电动汽车充满电后在水平公路上匀速行驶10km，所受阻力为总重力的0.04倍，求牵引力所做的功。



19．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：
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1200W
最大容量
1L
（1）养生壶最大容量时所装水的质量。[ρ水＝1.0×103kg/m3]
（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是20℃的一壶水烧开，需要多少秒。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（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“1200r/（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，2min电能表的转盘转了40r，求电养生壶的实际功率。





20．振兴山区经济，修通道路是关键。如图是为了上山方便而修建的盘山公路。一辆质量为6t的小型货车以36km/h的速度匀速行驶，经过5min从山脚到达竖直高度为500m的山顶。已知从山脚开上山顶，货车的牵引力保持2.5×104N不变，汽油热值q＝4.6×107J/kg，g取10N/kg。求：
（1）小货车从山脚开到山顶的过程中，牵引力所做的功；
（2）该盘山公路的机械效率；
（3）假如汽油完全燃烧放出热的35%用于力做功，则货车从山脚到山顶消耗的汽油质量。（结果保留一位小数）





21．小强通过资料了解到，载人飞船在发射前，科技人员要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的模拟检测电路，电源电压U＝15V，保持不变R0为定值电阻，R为压力传感器其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa，电压表示数为10V。求：

（1）舱体不漏气时，R和R0的阻值；
（2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的电能；
（3）若电压表示数为5V，此时舱内的气压值。




22．绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车是一种节能环保的交通工具，某电动汽车部分参数如下。若某次车满载时，车和人的总质量为1.8吨，四个车轮与水平地面接触面积分别为50cm2（g＝10N/kg）。求：
（1）满载时汽车对水平地面的压强；
（2）若汽车以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶20分钟，行驶的距离是多少；
（3）若汽车在额定功率下沿平直公路以10m/s的速度匀速行驶，发动机效率为80%，则汽车在行驶过程中受到的阻力大小。
额定乘客人数
5
电动机额定电压
500V
电动机额定功率
100kW
电池容量
500Ah





23．如图所示，一物体重2000N被遗失在井中，现通过汽车将其提升出来。已知井底到井口的高度为3m，物体从井底到井口上升用时10s，汽车质量为1.2t，轮胎与地面的总接触面积为800cm2，若四个车轮受力均匀，汽车前进过程中自身受到水平地面对它的摩擦力为车重的0.1倍（忽略绳的重力、绳与滑轮之间的摩擦、空气阻力不计）。求．
（1）物体从井底到井口上升的平均速度；
（2）未拖物体前汽车对水平地面的压强；
（3）把物体从井底匀速拖到井口的过程中，汽车的牵引力是多少？
（4）请算出汽车的牵引力做功的功率是多少？



24．如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3＝22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。工作过程中，电源电压均保持不变，请完成下列问题：
（1）图甲中电磁铁的上端为 　 　（选填“N极”或“S极”）；
（2）加热时电热丝R3的功率为多少？
（3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量80%被水吸收，则水温升高了多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），结果保留1位小数]
（4）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至多少Ω？




25．某型号的电热水壶如图1所示，有加热和保温两个挡位，其内部简化电路如图2所示，R1和R2为两个加热电阻，已知R2＝400Ω，电热水壶加热挡的额定功率为1210W，求：

（1）该电热水壶正常加热时，电路中的电流是多少？
（2）该电热水壶保温挡的额定功率是多少？
（3）用该电热水壶把质量为2.2kg、初温为12℃的水加热到100℃，用时800s，此过程中该电热水壶的效率是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]





26．如图所示，为了更好的保证在校学生的饮水安全，学校新购进了一批纳滤净水机。每台净水机拥有4个出水口，1开3温，投入使用后可满足约140﹣200人用水需求。该净水机的加热功率为3000W，求：
（1）该净水机的加热元件正常工作时的电流是多少？（结果保留一位小数）
（2）若加热胆内装有35L、初温20℃的水，将其全部加热至90℃，则水吸收的热量是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），密度为1×103kg/m3]
（3）该净水机的加热效率为98%，则加热这些水，该净水机的加热元件需要正常工作多长时间？






二．综合能力题（共3小题）
27．某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V，热水箱容量为1kg。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝（阻值不变）。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示，求：
（1）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；
（2）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能与R2的阻值；
（3）若将水箱内装满20℃的水，加热5min温度升高到86℃。求该电热饮水机的加热效率。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。





28．如图所示是我国研发生产的某型号航拍无人机。无人机起飞前，放在地面上要确保四脚着地。启动后，利用遥控器可对它进行控制。无人机的参数如表：
机身总质量/kg
3.6
四脚着地总面积/cm2
12
电池充满后储存的电能/J
108000
最大水平速度/（m•s﹣1）
6
机身尺寸/mm
400×300×200
最大上升速度/（m•s﹣1）
1.5
求：
（1）无人机所受重力是多少？
（2）无人机启动前，四脚着地静止停放在水平地面上，此时无人机对地面的压强是多少？
（3）无人机以最大上升速度匀速竖直升高30米，要飞行多长时间？
（4）无人机从50米高空降落到地面，重力做功是多少？





29．如图甲为家用电热饮水机，图乙为它的电路原理图，如表为它的铭牌数据。
水桶容量
20L
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热功率
400W
保温功率
44W
（1）当开关S1、S2都闭合时，电热饮水机处于 　 　状态（选填“加热”或“保温”）；
（2）求电阻R1的阻值；
（3）该饮水机正常加热1400s，能将热水箱中的水从20℃加热到90℃，求该饮水机的加热效率[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。





三．解答题（共19小题）
30．如图甲是一辆起重车的示意图，起重车的质量为6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为30dm2，起重时起重车轮胎离开地面。如图乙为起重机吊臂上的滑轮组示意图。起重机的滑轮组在25s的时间内匀速吊起1.2t货物上升5m。（不考虑绳重，g取10N/kg）求：
（1）液压杆向上顶起吊臂时相当于 　 　杠杆，起重机匀速吊起货物的过程中，货物具有的机械能 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）求提升货物过程中起重车对水平地面的压强。
（3）若提升货物过程中滑轮组的机械效率为80%，则起重机的输出功率为多大？






31．如图所示为某家用空气加湿器的自动控制电路原理图，R1是一个湿敏电阻（用于探测空气的湿度），其阻值随湿度的变化关系如表所示。加湿器铭牌标有“220V，44W”。R0的阻值为90Ω，控制电路的电源电压U0恒为6V，线圈电阻为10Ω。当控制电路中的电流增大到0.04A时，衔铁被吸下，加湿器停止工作。
空气湿度（%）
10
20
30
40
50
60
70
80
90
电阻R1阻（Ω）
300
210
150
100
75
50
40
30
25
（1）电磁继电器上端为 　 　极（选填“N”或“S”），由表格数据分析可知，当空气湿度增大时，继电器的衔铁受到的吸引力 　 　（选填“增大”或“减小”）。
（2）若加湿装置的实际电压只有200V，则加湿装置的实际功率为多少？（结果保留两位小数）
（3）当空气湿度为40%时，加湿装置是否工作？请通过计算加以说明。
（4）当加湿器使用过长时间时，弹簧弹性会变弱，导致控制电路中的电流达到0.03A时即可将衔铁吸下，试求此时空气湿度降为多少时，加湿装置才能工作。





32．2022年4月，两批6架中国空军运﹣20运输机飞抵塞尔维亚，表明我国空军的战略运输能力取得了巨大突破。如图所示，其中一架飞机的总重为1.89×106N，安装有14个轮子，每个轮子与地面的接触面积约为0.3m2，起飞600s后达到飞行高度8000m，此次飞行单程距离约为7600km，飞行时间约9.5h。请用所学知识解答下列问题：
（1）运﹣20采用较大比例的碳纤维材料以减轻飞机的重量，其原因是这种材料具有较小的 　 　；飞机在起飞时常采用 　 　（选填“顺风”或“逆风”）起飞，可以使飞机获得更大的升力。
（2）飞机静止在水平跑道上时对地面的压强为多少Pa？
（3）飞机爬升阶段发动机的输出功率至少是多少W？
（4）假设飞机爬升后保持原来的功率不变，沿水平方向做匀速直线运动，根据其飞行的时间和距离来估算飞机飞行时的水平动力约是多少N？



33．冰雪运动越来越受到人们的喜爱，小明一家寒假期间去滑雪场游玩，看到一辆雪地摩托车，如图所示。其空车质量为100kg，静止时与雪地接触的总面积为0.2m2。试问：
（1）该车装有宽大的履带，目的是为了 　 　。
（2）该车载着质量为50kg的人静止时，对水平雪地的压强为多少？（g取10N/kg）
（3）该车以36km/h的速度在水平雪地上匀速直线行驶2h，行驶过程中车所受阻力大小恒为800N，共消耗燃油3.6kg。则该车的效率为多少？（燃油的热值q＝4.0×107J/kg）





34．小明家购买了如图甲所示的电烤箱，它有低温挡、高温挡两个挡位。查阅说明书，他了解到该电烤箱的电路简图如图乙所示，其额定电压为220V，R1和R2均为电热丝，其中R1阻值为40Ω，R2阻值为70Ω（温度的变化对其阻值的影响忽略不计）。
（1）当开关S1闭合，S2　 　（选填“闭合”或“断开”）时，电烤箱处于低温挡；低温挡正常工作时，通过它的电流为多少？
（2）高温挡额定功率为多少？
（3）小明发现傍晚用电高峰时，电烤箱加热食品比平时慢，他猜想可能是因为用电高峰时电压 　 　（选填“偏高”或“偏低”），导致电烤箱实际功率发生变化。于是他用电能表和停表做了如下探究：傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表转盘转了25r，电能表铭牌如图丙所示。请根据以上探究过程，计算电烤箱实际功率为多少？
35．雾炮车在创建良好的生活环境中大显身手，如图所示，雾炮车正在对街道进行除尘消毒。作业前该雾炮车的总重为4.8×104N，车轮与路面总接触面积为0.12m2，装载深度为1.2m的药液。作业时，雾炮车在大小恒定为6×103N的牵引力作用下，沿平直路面以7.2km/h的速度匀速行驶5min消耗汽油0.4kg。（g取10N/kg，ρ药液＝1.0×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg）
（1）雾炮车作业过程中对路面的压强 　 　，雾炮车的机械能 　 　。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）作业前雾炮车对水平路面的压强及水罐底部20cm2面积上受到药液的压力各是多少？
（3）雾炮车发动机的热机效率是多少？




36．孝敬父母是中华民族的优良美德！如图所示，这是妈妈给爷爷新购买的一台电热足浴盆，小聪阅读说明书得知其工作过程是：闭合温度开关S1，加热电阻R（阻值不变）工作进入加热模式，当水温升高到设定温度时，温度开关S1断开，控制电动机的开关S2闭合进入按摩模式。足浴器铭牌的部分参数如下表所示。
[1L＝10﹣3m3，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
***牌足浴器
额定电压
220V
额定功率
加热功率
880W
按摩功率
220W
容积（最高水位）
10L
加热效率
70%
（1）请根据题意画出电热足浴盆的简化工作电路图。
（2）电热足浴盆为按摩模式正常工作时，通过电热足浴盆的电流是多少？
（3）电热足浴盆装入最大容积、初温为22℃的水加热到设定温度44℃需要正常加热的时间是多少？
（4）小聪通过计算发现加热时间太长，想对加热电路进行改造，使加热模式时具有加热和保温两挡，且加热功率为1320W，则需要与加热电阻R 　 　（选填“串联”或“并联”）一个加热电阻，该加热电阻的阻值是多少？




37．如图所示为马路上的太阳能路灯，其主要部件有太阳能板、太阳能控制器、LED灯、蓄电池、灯杆等。太阳能路灯整个系统内运行的电压只有12V或24V，低于人体安全电压，即使发生漏电情况，也不会造成人身安全事故。​
（1）太阳能板白天为蓄电池充电时将电能转化为 　 　能储存起来，人体的安全电压为 　 　。
（2）某太阳能路灯的额定电压为12V，额定功率为36W，该路灯正常工作时的电流为多少？该路灯正常工作10h消耗的电能是多少千瓦时？
（3）如果太阳能板产生的电能用于冬季供暖加热水，电加热水的效率为70%，则每度电可使多少千克的水温度升高60℃？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（4）太阳能路灯中的LED灯取代了传统的白炽灯，请问LED灯跟传统的白炽灯相比有什么优点？

38．如图为某公司研制的氢燃料电池环卫车，它的满载质量为18t，轮胎与地面的总接触面积为0.25m2。已知q氢＝1.4×108J/kg，g取10N/kg。则：
（1）该环卫车满载静止时对水平地面的压强是多少？
（2）质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？
（3）若环卫车以60kW的恒定功率匀速行驶，消耗0.9kg的氢燃料能让该车匀速行驶24.5min。若电池输出的电能全部转化为机械能，则该车的氢燃料电池的效率为多少？
（4）请说出氢燃料电池的优点。（写出一条即可）









39．出于安全考虑，电梯都设置有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。在电梯没有超载时，电动机正常工作；当电梯超载时，电铃发出报警声，电动机不工作。控制电路的电源电压U＝12V，保护电阻R1＝100Ω，电磁铁线圈的电阻忽略不计，压敏电阻R2的阻值随压力F大小的变化如图乙所示，电梯底架的自重忽略不计。
（1）控制电路中，电磁铁的上端是 　 　极；当乘客增多时，电磁铁的磁性 　 　（选填“增强”或“减弱”）。
（2）当电磁铁线圈中的电流大于等于20mA时，衔铁被吸合，电铃发出报警声。请计算电梯的最大承载人数。（以每人重600N计算）
（3）综合考虑安全和居民乘坐情况，工作人员对电梯进行了改造，提高了电梯的限载，现需调整报警电路，可采取的方案有 　 　（写出一种即可）。





40．某工业园区利用红外测温智能机器人（如图甲所示）监控园区温度，消除火灾隐患。机器人装有高清摄像头和红外测温仪，若检测到温度过高，机器人会即时发出警报。如图乙是简化的智能测温报警电路，当电路中的电流超过30mA时，报警器发出警报。图中电源电压为24V，R0为变阻器，RT为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图丙所示。

（1）热敏电阻是 　 　（选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成的；监测中心与智能机器人是通过 　 　传递信息的。
（2）当所测温度达到或超过60℃时，报警器报警，不计报警器电阻，此时变阻器R0的阻值为多大？
（3）长时间工作后，电源电压有所降低，为了使报警器仍然正常工作，请你写出一条可行的措施。
41．如图所示，是小熙陪奶奶去超市买的一桶食用油，奶奶说这桶里的油有10斤。已知食用油
的密度为0.9×103kg/m3。小熙从超市采购归来，手提这桶食用油，站在匀速竖直上升的电梯内。
（1）请通过计算判断奶奶说的话是否正确？（1千克等于2斤）
（2）若小熙及所带物品的总质量为70kg，在电梯上升10m的过程中，求电梯对他的支持力做的功？
（3）小熙用手提油时感觉到很勒手，请你提出一种解决该问题的方法，并简述其中所运用的物理知识。





42．太阳能路灯主要部件有太阳能板，太阳能控制器，LED灯，蓄电池，路灯杆等。太阳能路灯整个系统内运行的电压只有12V，远远低于人体安全电压，即使发生漏电情况，也不会造成人身安全事故。太阳能路灯产生的电能除用作照明外还可并网发电。
（1）太阳能为 　 　能源（选填“可再生”或“不可再生”）。太阳能电池板将太阳能直接转化为 　 　能。
（2）路灯的额定电压为12V，正常工作时电流为0.5A，该路灯正常工作10h消耗的电能是多少？
（3）如果该路灯每天正常工作10h消耗的电能由燃煤的火力发电提供，火力发电的效率为30%，则该路灯正常工作一个月（30天）需要消耗煤多少kg？（煤的热值为3×107J/kg）
（4）小明经过实验发现在亮度相当的情况下，白炽灯的实际电功率比Led灯的大得多，这是为什么呢？

43．如图所示是一个家用的电烤箱铭牌，它有额定功率高、中、低三挡，但中、低挡已模糊不清。已知它内部有两根电阻丝，每根电阻丝的阻值均为55Ω（设电阻丝阻值恒定不变），中挡是一根电阻丝接入电路，现把电烤箱接在正常的家庭电路中使用。求：
定电压
220 V
频率
50 Hz
额定功率
高挡
1 760 W
中挡

低挡

（1）请你判断当电烤箱使用低挡时，其内部的电路结构是 　 　（写出电阻丝的连接情况），并计算该挡位下它消耗的电功率是多大？
（2）如图所示是小明家的电能表，若某段时间内，小明家只使用电烤箱，且使用高挡，经过测量发现电能表转盘在500s内旋转了90圈，则该电烤箱的实际电功率是多少？
（3）请算出第（2）问中，电烤箱两端的实际电压是多少？（已知＝172）
（4）请简单说说为何在用电高峰期，电烤箱两端的实际电压会降低。




44．“保护环境，绿色出行”是现代社会提倡的一种环保理念，如图所示，这是唐河县城区内随处可见的一款共享电动自行车，通过扫码开锁，使用之后需停在规定的黄线内，以实现循环共享。下表是该型号电动自行车主要技术参数，请完成以下问题：
平均阻力
整车
蓄电池
整车质量
最高车速
电压
容量
40N
40kg
≤36km/h
48V
10A•h
（1）你的质量约为 　 　kg；从表格中可知，此电动自行车“净重不大于40kg，设计速度不大于30km/h”。这样做主要是为了防止车的 　 　较大，以减小行车危险。
（2）当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，若轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，请估算轮胎对地面的压强是多大？
（3）蓄电池一次充足电可储存的电能是多少焦？
（4）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，则蓄电池充满一次电，最多能使电动自行车在平直的公路上连续匀速行驶多远？





45．亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路。其电路原理图如图甲所示，电源电压保持不变。电压表量程为0﹣3V，R0是定值电阻，阻值为150Ω，R1是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后，当环境温度为20℃时，请完成以下问题：
（1）R1 的阻值为 　 　Ω，由图乙可知R1的阻值会随温度降低而 　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

（2）若此时电压表的示数为1.5V，则通过R0 的电流为多少？
（3）电源电压为多少？
（4）若电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少？




46．叉车是一种工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆，被广泛应用于港口、车站、机场、货场、工厂车间、仓库、流通中心和配送中心等。如图为某型号的叉车，该型号叉车的参数如表，g取10N/kg。求：
品牌
****
叉车自重
2.3t
最大行驶速度
20km/h
每个轮子与地面的接触面积
50cm2
最大起升高度
3000mm
额定起升重量
2t
（1）该叉车静止在水平地面上时，只有车轮与地面接触，该叉车对地面的压强为多少？
（2）该叉车将质量为800kg的货物起升2m高度过程中，克服货物重力做了多少功？
（3）生活中很多事情都与物理息息相关，请你找出叉车上用到的物理知识，写出三条即可。






47．鸟撞飞机事件时有发生，是不是它们“瞎”了？研究发现雨燕等鸟类具有边飞边睡的能力，甚至还能长时间张开一只眼睛来观察飞行路径，避免与其他鸟类或物体碰撞。研究还发现，某种鸟类只有距离运动的物体30m内才逃离，由于飞机速度很快。所以它们就没有足够的时间来逃离，而引起撞机事件。综合上述信息，回答下列问题：（g取10N/kg）
（1）质量为500g的鸟和90t的客机的重力分别是多少牛？
（2）数据显示，一只0.5kg的鸟正面撞在迎面飞来的速度为720km/h的飞机上，就会产生1.6×104N撞击力，对飞机造成损伤。假如撞击面积为0.01m2，该鸟撞击飞机的压强为多少帕？
（3）下表是三种材料的相关参数，从飞机承受鸟类撞击能力和飞机自重考虑，最适宜用来制造飞机的材料是 　 　。
性质
材料A
材料B
材料C
抗压性/N/m2
1.28×106
1.6×106
2.0×106
密度/kg/m3
1.2×103
4.0×103
1.2×103






48．如图所示，学校购进了一辆云端旅游汽车，WIFI无线网络等先进科技的配置，让这台车科技感十足。
（1）WIFI无线网络利用 　 　传递信息，绝佳的静音效果使车内的噪声低于50 　 　，清净如影随形。
（2）汽车配有6个轮胎，每个轮胎与地面的接触面积为0.02m2，空载质量约为17700kg，求该车空载静止在水平地面上时，对地面的压强？（g＝10N/kg）
（3）若汽车输出功率为250kW，阻力为9000N，匀速直线行驶3min，消耗燃油1.6kg，求：
①该过程燃油完全燃烧放出的热量？
②汽车在3min内行驶的路程？（燃油的热值为4×107J/kg）


2023年河南中考物理计算题专项练习附答案
参考答案与试题解析
一．计算题（共26小题）
1．某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示，其中电源电压恒为6V，定值电阻R0为10Ω，电压表量程为3V，R是压敏电阻，R的阻值与平板受到压力F对应的部分数据如下表，平板质量不计。
压力F/N
0
300
375
500
750
1500
压敏电阻R/Ω
30
25
20
15
10
5
（1）人的体重越重，R的阻值就越 　小　，电压表的示数越 　大　（均选填“大”或“小”）。
（2）体重为500N的人站在体重计上时，电压表的示数是多大？
（3）在电路安全的情况下，体重计能称量的最大值是多少？
（4）若想提高称量的最大值，在不改变电压表量程的情况下，写出可采取的一条措施。

【解答】解：（1）由图可知压敏电阻R和定值电阻R0串联接入电路，电压表与定值电阻R0并联，测量定值电阻R0两端的电压。体重越大，对压敏电阻的压力越大，由表格数据可知，压力越大，压敏电阻的阻值越小，电路的总电阻越小，由欧姆定律可知电路中的电流越大，由U＝IR可知R0两端的电压越大，即电压表示数越大；
（2）由表格可知，当体重为500N的人站在体重计上时，压敏电阻的阻值为15Ω时，
电路中的电流为I＝＝＝0.24A，
R0两端的电压即电压表的示数为U0＝IR0＝0.24A×10Ω＝2.4V，
（3）当电压表示数最大，即R0两端的电压最大为3V时，压敏电阻两端的电压最小，
且为U小＝U﹣U0大＝6V﹣3V＝3V，即压敏电阻和定值电阻分担电压相等，
根据串联电路分压特点可知，压敏电阻的阻值也为10Ω，
由表格可知，此时压力为750N，即体重计的最大称量值为750N；
（4）在不改变电压表量程的情况下，即电压表示数最大为3V不变，当压敏电阻受到的压力越大，它的阻值越小，根据欧姆定律可知电路中的电流会变大，所以要提高称量的最大值，可以减小电源电压。
答：（1）小；大；
（2）电压表的示数是2.4V；
（3）体重计能称量的最大值是750N；
（4）减小电源电压。
2．有一辆自重2000kg的燃油汽车，核准载货量为4000kg，而实际载货6000kg。该汽车在水平高速公路上以90km/h速度匀速行驶了23min，所受阻力为汽车总重的0.1倍。燃油的热值为4.7×107J/kg，g取10N/kg。
（1）求汽车牵引力做功的功率。
（2）若燃油完全燃烧，内燃机的效率是40%，汽车行驶23min消耗多少千克燃油？
（3）请你运用所学到的物理知识分析超载会带来什么样的危害？（举一例即可）
【解答】解：（1）汽车总质量m总＝2000kg+6000kg＝8000kg，
其重力G总＝m总g＝8000kg×10N/kg＝8×104N；
汽车所受阻力f＝0.1G总＝0.1×8×104N＝8000N，
因为汽车在水平高速公路上匀速行驶，
所以汽车受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，
则汽车的牵引力F牵＝f＝8000N，
汽车匀速行驶的路程：
s＝vt＝90×m/s×23×60s＝34500m，
牵引力做功：
W＝F牵s＝8000N×34500m＝2.76×108J，
牵引力做功功率：
P＝＝＝2×105W；
（2）内燃机的效率是40%，则燃油完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝6.9×108J，
消耗燃油的质量m燃油＝＝＝15kg；
（3）车超载时对路面的压强太大，会压坏路面（或车超载时，车的惯性太大，不容易控制车，容易出事故等）。
答：（1）求汽车牵引力做功的功率为2×105W。
（2）若燃油完全燃烧，内燃机的效率是40%，汽车行驶23min消耗15千克燃油。
（3）车超载时对路面的压强太大，会压坏路面（或车超载时，车的惯性太大，不容易控制车，容易出事故等）。
3．2023年4月3日，在甘南藏族自治州，西成铁路进入主体施工阶段，如图所示挖掘机正在挖掘砂石装载到汽车上，已知汽车装完砂石后总质量为20t，以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动100m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行50m停下，v﹣t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍。求：
​
​（1）全程中汽车所受阻力大小；
（2）整个过程中发动机做的功（提示：发动机关闭后不做功）；
（3）汽车的最大速度；
（4）如果路面能承受的最大压强为1.6×106Pa，轮胎与地面的接触面积为0.32m2，则该车最多还能装载多大质量就会损坏路面？
【解答】解：（1）汽车装完砂石后的总重力：G＝mg＝20×103kg×10N/kg＝2×105N，
因汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，
所以，全程中汽车所受阻力：f＝0.2G＝0.2×2×105N＝4×104N；
（2）由题意可知，发动机工作的时间t＝40s，
由P＝可得，整个过程中发动机做的功：W＝Pt＝80×103W×40s＝3.2×106J；
（3）因汽车以最大速度匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，此时汽车的牵引力：F＝f＝4×104N，
由P＝＝＝Fv可得，汽车的最大速度：v＝＝＝2m/s；
（4）由p＝可得，该车对路面的最大压力：F′＝pS＝1.6×106Pa×0.32m2＝5.12×105N，
因物体对水平面的压力和自身的重力相等，
所以，由F＝G＝mg可得，该车的最大总质量：m′＝＝＝＝5.12×104kg＝51.2t，
则该车最多还能装载砂石的质量：Δm＝m′﹣m＝51.2t﹣20t＝31.2t。
答：（1）全程中汽车所受阻力为4×104N；
（2）整个过程中发动机做的功为3.2×106J；
（3）汽车的最大速度为2m/s；
（4）该车最多还能装载31.2t砂石就会损坏路面。
4．随着节能意识的兴起，某同学家里安装了太阳能热水器，该热水器的铭牌如表所示。若该太阳能热水器安装在平均日照辐射强度为4.2×106J/（m2•h）的阳台处，阳台上平均每天的日照时间约为10h，则：
产品型号
阳台节能热水器OP﹣B
额定压力
0.6MPa
板芯材料
铜铝复合
采光面积
2m2
水箱中充满水的质量
100kg
（1）该热水器的采光板，每天吸收的热量为多少J？
（2）若每天热水器内注满20℃的冷水，第一天晚上储水桶中的热水温度为60℃，则该热水器的热效率为多少？
【解答】解：（1）热水器的采光板的面积：S＝2m2，平均日照辐射强度为4.2×106J/（m2•h），平均每天的日照时间约为10h；
则热水器的采光板每天吸收的热量：Q＝4.2×106J/（m2•h）×2m2×10h＝8.4×107J；
（2）热水器内水的质量：m水＝100kg；
热水器内的水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×107J；
热水器的热效率：η＝×100%＝×100%＝20%。
答：（1）每天吸收的热量为8.4×107J；
（2）热水器的热效率为20%。
5．如图所示是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0．该饮水机的部分参数已知：
额定电压
220V
加热时的总功率
880W
保温时的功率
44W
R1、R2为加热电阻丝。（假设它们的阻值不变）（计算结果若不能整除，保留一位小数）求：
（1）当S和S0闭合时，饮水机处在什么状态？此时电路的总电流是多大？
（2）在加热状态下，电阻丝R1的阻值为多少？
（3）傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，饮水机加热的实际总功率是多大？

【解答】解：（1）当开关S和S0闭合时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，
由P＝可知，电路的总功率最大，电热饮水机处于加热状态；
由P＝UI可得，此时电路的总电流：
I＝＝＝4A；
（2）当开关S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，此时电热饮水机处于保温状态；
当开关S、S0闭合时，两电阻并联，电热饮水机处于加热状态，
因电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，R1消耗的电功率：
P1＝P加热﹣P保温＝880W﹣44W＝836W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，电阻丝R1的阻值：
R1＝＝≈57.9Ω；
（3）由I＝可得，饮水机加热时电路中的总电阻：
R＝＝＝55Ω，
当实际电压只有200V时，饮水机加热的实际总功率：
P实＝＝≈727.3W。
答：（1）当S和S0闭合时，饮水机处在加热状态，此时电路的总电流是4A；
（2）在加热状态下，电阻丝R1的阻值为57.9Ω；
（3）傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，饮水机加热的实际总功率是727.3W。
6．2022年9月29日，中国民航局在北京首都机场举行仪式，正式向中国商飞颁发C919飞机型号合格证，这也意味着该机型可以开始向运营商交付。如图为国产大飞机C919在上海浦东国际机场4号跑道进行首次高速滑行测试，其有关参数如下表所示。g取10N/kg
总质量
60t
轮与地接
触总面积
2m2
最大巡航
速度
900km/h
发动机的
巡航推力
3.6×104N
求：
（1）飞机静止停放在水平跑道上时对地面的压强大小；
（2）为了减轻飞机的质量，将一质量是8.9kg铜制零件改用密度为铁制材料的碳纤维材料来做（体积不变）。则用碳纤维制成的新零件质量为多少kg。（ρ铜＝8.9×103kg/m3，ρ铁＝7.9×103kg/m3）
（3）若以最大巡航速度飞行，则发动机的输出功率为多少？

【解答】解：（1）飞机的重力：G＝mg＝60×103kg×10N/kg＝6×105N，
飞机静止停放在水平跑道上时对地面的压力：F压＝G＝6×105N，
飞机静止停放在水平跑道上时对地面的压强：p＝＝＝3×105Pa；
（2）由ρ＝可知，零件的体积：V＝＝＝1×10﹣3m3，
由题意可知，碳纤维材料的密度：ρ碳＝ρ铁＝×7.9×103kg/m3＝1.975×103kg/m3，
由ρ＝可知，碳纤维制成的新零件的质量：m碳＝ρ碳V＝1.975×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1.975kg；
（3）最大巡航速度：v＝900km/h＝250m/s，
发动机的输出功率：P＝＝＝Fv＝3.6×104N×250m/s＝9×106W。
答：（1）飞机静止停放在水平跑道上时对地面的压强为3×105Pa；
（2）用碳纤维制成的新零件质量为1.975kg；
（3）发动机的输出功率为9×106W。
7．某型号国产水陆两栖车如图所示，质量为800kg，每个车轮与地面的接触面积是0.01m2，它在一段平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）该车受到的重力；
（2）该车对地面的压强；
（3）该车在这段平直公路上匀速行驶时的功率。

【解答】解：（1）该车受到的重力为G＝mg＝800kg×10N/kg＝8000N；
（2）该车对地面的压强为p＝＝＝＝2×105Pa；
（3）车在这段平直公路上匀速行驶时是牵引力为F＝f＝0.1G＝0.1×8000N＝800N，
该车在这段平直公路上匀速行驶时的功率为P＝Fv＝800N×20m/s＝16000W。
答：（1）该车受到的重力为8000N；
（2）该车对地面的压强为2×105Pa；
（3）该车在这段平直公路上匀速行驶时的功率为16000W。
8．如图所示电路，电源电压恒为9V，R1为阻值9Ω的定值电阻，滑动变阻器R2的规格为“50Ω，1A”，小灯泡上标有“6V，3W”字样（忽略灯丝电阻变化）。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）当S1闭合，S2断开时，通电5min，R1消耗的电能；
（3）当S2闭合，S1断开时，从左向右调节滑动变阻器滑片，在电路安全的情况下，滑动变阻器的阻值调节范围。

【解答】解：（1）由P＝可知，
小灯泡正常发光时的电阻RL＝＝12Ω，
（2）当S1闭合，S2断开时，电路为只有R1的简单电路，
通电5min，R1消耗的电能W＝UIt＝t＝×5×60s＝2700J；
（3）当S2闭合，S1断开时，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电流表测通过电路的电流，根据串联电路电流特点可知灯泡正常发光时通过电路的电流最大，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，
由P＝UI知，灯泡正常发光的电流IL＝＝＝0.5A，小于滑动变阻器允许的最大电流1A，
滑动变阻器的电压U'＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V；
滑动变阻器的最小电阻Rmin＝＝＝6Ω，
当滑动变阻器接入电路电阻越大时，电流越小，电路安全，
滑动变阻器的阻值调节范围6Ω～50Ω。
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻12Ω；
（2）R1消耗的电能2700J；
（3）滑动变阻器的阻值调节范围6Ω～50Ω。
9．如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%。试求：
（1）货箱上升的速度是多少？
（2）有用功是多少？
（3）拉力F是多少？

【解答】解：（1）货箱上升的速度为：v＝＝＝0.5m/s；
（2）有用功为：W有＝Gh＝900N×3m＝2700J；
（3）由图可知，有3段绳子拉着动滑轮，则n＝3；根据η＝＝＝＝可知，拉力的大小为：F＝＝＝400N。
答：（1）货箱上升的速度是0.5m/s
（2）有用功是2700J；
（3）拉力F是为400N。
10．图甲是某款电油炸锅原理图，具有预热、高温油炸两挡，高温挡电功率为1210W，R、R0均是发热电阻，且R＝R0。
（1）电油炸锅预热功率是多少？
（2）用此电油炸锅高温挡将质量为1kg，温度为25℃的油加热，使锅中油温升高60℃，需用时2min，求此加热过程中电油炸锅的加热效率。[油的比热容是2.2×103J/（kg•℃），百分号前保留整数]
（3）如图乙所示，电能表上有一参数模糊不清，小明把家中其他用电器断开仅使用电油炸锅，调至高温挡工作6min，电能表的转盘转了363转，则电能表上模糊的参数应该是多少？

【解答】解：（1）由图甲可知，当开关S闭合时，只有R0工作，当开关断开时，R、R0串联，
根据串联电路的电阻特点可知，当S闭合时，R被短路，电路中的只有R0工作，此时电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，电油炸锅为高温挡，
由 可知，
电阻R0的阻值：，
则电阻R的阻值：R＝R0＝40Ω，
当S断开时，R0和R串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，电油炸锅为预热档，
此时电路中总电阻：R总＝R0+R＝40Ω+40Ω＝80Ω，
电油炸锅的预热功率：；
（2）由题意可知，油吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝2.2×103J/（kg•℃）×1kg×60℃＝1.32×105J，
电油炸锅2min放出的热量：，
电油炸锅的加热效率：；
（3）由题意可知，电油炸锅6min消耗的电能：W′＝P高t＝1210×10﹣3kW×h＝0.121kW•h，
电能表所在电路的用电器每消耗1kW•h电能，电能表转盘的转数：N＝＝3000r/kW•h，
因此电能表模糊不清的参数为3000。
答：（1）电油炸锅预热功率是605W；
（2）此加热过程中电油炸锅的加热效率为91%；
（3）电能表上模糊的参数应该是3000。
11．如图所示，我国自行研制的某款柴油两栖步兵战车，是世界上水上行驶最快的战车。它具有独特的尾部滑行板，它的部分参数如表。已知g＝10N/kg，柴油的热值q＝4.4×107J/kg。
战车质量
26t
水上最大速度
40km/h
陆地最大行驶速度
80km/h
履带着地总面积
4m2
发动机最大功率
1100kW
发动机最大效率
30%
（1）尾部滑行板设计成类机翼形状，使其在水中行驶时获得向上的抬升力，请从物理学视角进行解释。
（2）战车静止在水平地面上，战车履带对地面的压强是多少？
（3）在某次演习中，战车以最大功率最大速度在水中行驶40km，计算此过程至少消耗多少柴油？

【解答】解：（1）当战车在水中高速航行时，水翼上表面凸起，它与战车间的水流速度大，压强小；水翼下表面的水流速度小，压强大，因此在水翼的上下表面存在向上的压力（压强）差，所以战车便获得升力；所以物理学原理是流体在流速越大的地方，压强越小；在流速越小的地方，压强越大；
（2）战车的重力为：G＝mg＝26×103kg×10N/kg＝2.6×105N；
战车履带对地面的压力为：F＝G＝2.6×105N；
战车履带对地面的压强为：p＝＝＝6.5×104Pa；
（3）战车以最大功率最大速度在水中行驶40km的时间为t＝＝＝1h＝3600s，
牵引力所做的功为：
W＝Pt＝1100×103W×3600s＝3.96×109J；
该战车发动机的效率为30%，则柴油完全燃烧放出的热量为：
Q放＝＝＝1.32×1010J；
由Q放＝m柴油q可得，消耗柴油的质量为：
m柴油＝＝＝300kg。
答：（1）尾部滑行板上方水流速度大，流速大的地方压强小，上、下表面存在着压强差，因而有压力差，产生抬升力；
（2）地面对履带的压强是6.5×104Pa。
（3）此过程至少消耗300kg柴油。
12．如图所示，长l＝0.25m、质量m＝2kg的长方体木块（质地均匀）放在水平桌面上，在F＝6N的水平力推动下，沿桌面向右匀速运动。已知长方体木块在图示位置时与桌面接触的面积为S＝0.05m2，桌面长为3l。g取10N/kg。求：​
（1）木块所受的摩擦力大小及方向；
（2）木块在图示位置时对水平桌面的压强；
（3）木块在水平桌面上从左端运动到右端的过程中，水平力F对木块所做的功。

【解答】解：（1）图中木块沿桌面向右匀速运动，木块处于平衡状态，所受到的推力和摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知摩擦力f＝F＝6N；
方向与推力方向相反，水平向左；
（2）木块的重力G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N，
木块在图示位置时对水平桌面的压力F压＝G＝20N，
木块在图示位置时对水平桌面的压强p＝＝＝400Pa；
（3）木块在水平桌面上从左端运动到右端的过程中，运动的路程s＝3l﹣l＝2l＝2×0.25m＝0.5m，
水平力F对木块所做的功W＝Fs＝6N×0.5m＝3J。
答：（1）木块所受的摩擦力为6N；方向水平向左；
（2）木块在图示位置时对水平桌面的压强为400Pa；
（3）水平力F对木块所做的功为3J。
13．某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求

（1）通过R1的电流；
（2）R1消耗的电功率；
（3）小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。
①你认为应按照图 　乙　（选填“乙”或“丙”）进行改装；
②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。
【解答】解：（1）通过电阻R1的电流为
I＝＝＝2.5A
（2）R1消耗的电功率为
P＝UI＝220V×2.5A＝550W
（3）①当按图乙方式连接电路时，电路的总功率为
P并＝2P＝2×550W＝1100W
当按图丙方式连接电路时，电路的总功率为
P串＝＝＝＝275W
烤熟相同的蛋糕所需的热量是相同的。根据W＝Pt可得：P并t并＝P串t串，则：
＝＝＝
即烤熟相同的蛋糕，采用图丙所示方式时所需的时间是采用图乙方式时所需时间的4倍。
②通电时间为t＝10min＝600s
则这段时间内电烤箱产生的热量为
W＝P并t＝1100W×600s＝6.6×105J
答：（1）通过R1的电流为2.5A。
（2）R1消耗的电功率为550W。
（3）①乙；②通电10min，改装后电烤箱产生的热量为6.6×105J。
14．“共建文明城市，构建美好家园”，“雾炮车”与水总质量为12t，静止时车轮与地面总受力面积为0.6m2，某次喷洒作业完成后，该车在4×103N的牵引力作用下，匀速行驶200m的平直公路用时20s。求：
（1）喷洒车作业前静止时对地面的压强；
（2）喷洒车完成作业后匀速运动的速度；
（3）喷洒车完成作业后匀速运动过程中牵引力的功率。
【解答】解：（1）喷洒车作业前静止时对地面的压力F＝G＝mg＝12×1000kg×10N/kg＝1.2×105N，
喷洒车作业前静止时对地面的压强p＝＝＝2×105Pa；
（2）喷洒车完成作业后匀速运动的速度v＝＝＝10m/s；
（3）喷洒车完成作业后匀速运动过程中牵引力的功率P＝F牵v＝4×103N×10m/s＝4×104W。
答：
（1）喷洒车作业前静止时对地面的压强为2×105Pa；
（2）喷洒车完成作业后匀速运动的速度为10m/s；
（3）喷洒车完成作业后匀速运动过程中牵引力的功率为4×104W。
15．如图所示是我国“63A”型两栖坦克，坦克上安装有激光距仪、弹道计算机和传感器等先进装备。坦克发动机最大功率为420kW，满载时质量是22t，在野外的最高车速是60km/h，在水中最大速度是14km/h。请完成下列问题：（已知ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）
（1）坦克满载在水中行进时，排开水的体积是多少？
（2）坦克每条履带与地面的接触面积是2m2，满载时对水平地面的压强多大？
（3）在某场演习中，“63A”以最大功率和最大速度在水中行驶10min，发动机所做的功是多少？该坦克发动机的效率是40%，在此次演习中消耗的柴油是多少千克？（柴油的热值q取4.2×107J/kg）

【解答】解：（1）坦克满载时受到的重力：G＝mg＝22×103kg×10N/kg＝2.2×105N，
坦克漂浮在水中受到的浮力：F浮＝G＝2.2×105N，
由F浮＝ρgV排可得，此时它排开水的体积：V排＝＝22m3，
（2）坦克满载时静止在地面上，对地面的压力等于其重力，即F＝G＝2.2×105N，
两条履带的触地面积，S＝2×2m2＝4m2；
坦克满载时对水平地面的压强：
p＝＝＝5.5×104Pa；
（3）“63A”以最大功率和最大速度在水中行驶10min，牵引力所做的功为：
W＝Pt＝420×103W×10×60s＝2.52×108J；
该坦克发动机的效率为40%，则柴油放出的热量为：
Q放＝＝＝6.3×108J；
由Q放＝m柴油q可得，消耗柴油的质量为：
m柴油＝＝＝15kg。
答：（1）坦克满载在水中行进时，排开水的体积是22m3；
（2）坦克每条履带与地面的接触面积是2m2，满载时对水平地面的压强是5.5×104Pa；
（3）在某场演习中，“63A”以最大功率和最大速度在水中行驶10min，发动机所做的功是2.52×108J；该坦克发动机的效率是40%，在此次演习中消耗的柴油是15kg。
16．电动汽车是绿色环保型交通工具，具有效率高、噪声小、无废气排放、无油污的优点。如图所示，某品牌电动汽车满载人员时人与车总质量为2t，车静止时轮胎与地面的总接触面积为800cm2，汽车在平直的公路上以20m/s的速度匀速行驶12km，此时电机驱动的功率为50kW，汽车所受阻力为满载人员时人与车总重力的0.1倍。（g取10N/kg）求：
（1）电动汽车静止在水平地面上对地面的压强；
（2）电动汽车匀速行驶过程中牵引力所做的功；
（3）电动汽车匀速行驶过程中电机驱动的效率。

【解答】解：（1）车的总质量为2t，对地面的压力等于重力：
F＝G＝mg＝2×103kg×10N/kg＝2×104N，
车静止时轮胎与地面接触的总面积为S＝800cm2＝0.08m2，
静止在水平地面上对地面的压强：
p＝＝＝2.5×105Pa；
（2）因电动汽车匀速行驶过程中处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，电动汽车匀速行驶过程中的牵引力：
F＝f＝0.1G＝0.1×2×104N＝2×103N，
牵引力所做的功：
W＝Fs＝2×103N×12×103m＝2.4×107J；
（3）根据v＝得电动汽车行驶的时间为：
t＝＝＝600s；
电动汽车匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能：
W电＝Pt＝50×103W×600s＝3×107J；
该电动汽车的效率：
η＝＝×100%＝80%。
答：（1）静止在水平地面上对地面的压强为2.5×105Pa；
（2）匀速行驶过程中牵引力所做的功2.4×107J；
（3）匀速行驶过程中驱动电机的效率为80%。
17．商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1＝40Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时的中温挡，额定功率为440W。求：
（1）R2的电阻；
（2）高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热；
（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW•h）。

【解答】解：（1）只闭合S3时，空气炸锅为中温挡，电路为R2的简单电路，
由P＝UI＝可知，R2的电阻：R2＝＝＝110Ω；
（2）当只闭合S2时，R1、R2串联；当闭合S1、S3，断开S2时，R1、R2并联；
因并联电路的总电阻小于任一分电阻，串联电路中的总电阻大于任一分电阻，所以由P＝UI＝可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，空气炸锅为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，空气炸锅为低温挡；
由并联电路的特点和欧姆定律可知，通过R1的电流：I1＝＝＝5.5A，
则高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热：Q＝I12R1t＝（5.5A）2×40Ω×100s＝1.21×105J；
（3）由图甲和丁可知，空气炸锅工作15min所需的电费为0.06元，
则空气炸锅工作15min消耗的电能：W＝＝0.08kW•h，
因此该空气炸锅消耗的电功率：P＝＝＝0.32kW＝320W。
答：（1）R2的电阻为110Ω；
（2）高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热为1.21×105J；
（3）该空气炸锅消耗的电功率为320W。
18．如图是某品牌的纯电动汽车，空车质量为1380kg，轮胎与地面总接触面积为
345cm2．求：
（1）空车静止时对水平地面的压强。
（2）假设车上只有质量为60kg的司机，电动汽车充满电后在水平公路上匀速行驶10km，所受阻力为总重力的0.04倍，求牵引力所做的功。

【解答】解：（1）空车静止时对水平地面的压强为：
＝＝4×105Pa。
（2）汽车匀速行驶，受力平衡，牵引力大小为：
F牵＝F阻＝0.04G总＝0.04m总g＝0.04×（1380kg+60kg）×10N/kg＝576N，
则牵引力所做功：
W＝F牵s＝576N×10000m＝5.76×106J。
答：（1）空车静止时对水平地面的压强4×105Pa。
（2）牵引力所做的功为5.76×106J。
19．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：
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1200W
最大容量
1L
（1）养生壶最大容量时所装水的质量。[ρ水＝1.0×103kg/m3]
（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是20℃的一壶水烧开，需要多少秒。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（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“1200r/（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，2min电能表的转盘转了40r，求电养生壶的实际功率。

【解答】解：（1）养生壶最大容量为1L，则这些水的质量：
m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
（2）在标准大气压下，水的沸点为100℃，则此过程中水吸收的热量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，
由η＝可得，养生壶消耗的电能：
W＝＝＝4.2×105J，
由P＝可得，养生壶正常工作的时间：
t＝＝＝350s。
（3）1200r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过1200r，
则转盘转过40r时电养生壶消耗的电能：
W′＝kW•h＝kW•h＝1.2×105J，
t＝2min＝120s，
电养生壶的实际功率：
P实＝＝＝1000W。
答：（1）养生壶最大容量时所装水的质量为1kg。
（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是20℃的一壶水烧开，需要350s；
（3）电养生壶的实际功率为1000W。
20．振兴山区经济，修通道路是关键。如图是为了上山方便而修建的盘山公路。一辆质量为6t的小型货车以36km/h的速度匀速行驶，经过5min从山脚到达竖直高度为500m的山顶。已知从山脚开上山顶，货车的牵引力保持2.5×104N不变，汽油热值q＝4.6×107J/kg，g取10N/kg。求：
（1）小货车从山脚开到山顶的过程中，牵引力所做的功；
（2）该盘山公路的机械效率；
（3）假如汽油完全燃烧放出热的35%用于力做功，则货车从山脚到山顶消耗的汽油质量。（结果保留一位小数）

【解答】解：（1）小型货车的速度为：v＝36km/h＝10m/s，
根据速度公式得，5min走的路程为：s＝vt＝10m/s×5×60s＝3000m，
牵引力所做的功：W＝Fs＝2.5×104N×3000m＝7.5×107J；
（2）小货车的重力：G＝mg＝6×1000kg×10N/kg＝6×104N，
小货车克服自身重力所做的有用功：W有＝Gh＝6×104N×500m＝3×107J，
该盘山公路的机械效率：η1＝×100%＝×100%＝40%；
（3）由η2＝可知，汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝≈2.14×108J，
由Q放＝mq可知，消耗汽油的质量：m＝≈4.6kg。
答：（1）小货车从山脚开到山顶的过程中，牵引力所做的功为7.5×107J；
（2）该盘山公路的机械效率为40%；
（3）假如汽油完全燃烧放出热的35%用于力做功，则货车从山脚到山顶消耗的汽油质量为4.6kg。
21．小强通过资料了解到，载人飞船在发射前，科技人员要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的模拟检测电路，电源电压U＝15V，保持不变R0为定值电阻，R为压力传感器其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa，电压表示数为10V。求：

（1）舱体不漏气时，R和R0的阻值；
（2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的电能；
（3）若电压表示数为5V，此时舱内的气压值。
【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电压表测R0两端的电压；
（1）串联电路总电压等于各部分电压之和，舱体不漏气时，压敏电阻两端的电压：UR＝U﹣U0＝15V﹣10V＝5V，
由图乙可知，舱体内气压为1.0×105Pa时，压敏电阻R的阻值为：R＝5Ω，
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I＝＝＝1A，
串联电路各处电流相等，则R0的阻值：R0＝＝＝10Ω；
（2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的电能：W＝UIt＝15V×1A×10×60s＝9000J；
（3）电压表示数为5V时通过电路的电流：I′＝＝＝0.5A，
此时压敏电阻接入电路的阻值：R′＝＝＝20Ω，
由图乙可知，此时舱内的气压值为0.6×105Pa。
答：（1）舱体不漏气时，R的阻值为5Ω，R0的阻值为10Ω；
（2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的电能为9000J；
（3）若电压表示数为5V，此时舱内的气压值为0.6×105Pa。
22．绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车是一种节能环保的交通工具，某电动汽车部分参数如下。若某次车满载时，车和人的总质量为1.8吨，四个车轮与水平地面接触面积分别为50cm2（g＝10N/kg）。求：
（1）满载时汽车对水平地面的压强；
（2）若汽车以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶20分钟，行驶的距离是多少；
（3）若汽车在额定功率下沿平直公路以10m/s的速度匀速行驶，发动机效率为80%，则汽车在行驶过程中受到的阻力大小。
额定乘客人数
5
电动机额定电压
500V
电动机额定功率
100kW
电池容量
500Ah
【解答】解：（1）该汽车满载时对水平路面的压力：
F＝G＝mg＝1.8×103kg×10N/kg＝1.8×104N，
对水平地面的压强：
p＝＝＝9×105Pa；
（2）由v＝可得，汽车行驶的路程：
s＝vt＝108×m/s×20×60s＝3.6×104m；
（3）由发动机效率为80%，可得机械有用功率：P＝80%P额，
由P＝Fv可得该过程中汽车的牵引力：
F＝＝＝8000N，
汽车在额定功率下沿平直公路以10m/s的速度匀速行驶，
f＝F＝8000N。
答：（1）满载时汽车对水平地面的压强是9×105Pa；
（2）汽车行驶的距离是3.6×104m；
（3）汽车在行驶过程中受到的阻力大小是8000N。
23．如图所示，一物体重2000N被遗失在井中，现通过汽车将其提升出来。已知井底到井口的高度为3m，物体从井底到井口上升用时10s，汽车质量为1.2t，轮胎与地面的总接触面积为800cm2，若四个车轮受力均匀，汽车前进过程中自身受到水平地面对它的摩擦力为车重的0.1倍（忽略绳的重力、绳与滑轮之间的摩擦、空气阻力不计）。求．
（1）物体从井底到井口上升的平均速度；
（2）未拖物体前汽车对水平地面的压强；
（3）把物体从井底匀速拖到井口的过程中，汽车的牵引力是多少？
（4）请算出汽车的牵引力做功的功率是多少？

【解答】解：（1）物体从井底到井口上升的平均速度v＝＝＝0.3m/s；
（2）汽车的重力G车＝m车g＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N，
未拖物体前汽车对水平地面的压力等于重力，则对地面的压强为p＝＝＝＝1.5×105Pa；
（3）汽车前进过程中受到的阻力f＝0.1G车＝0.1×1.2×104N＝1200N，
图中的滑轮为定滑轮，则物体匀速上升时，对汽车的拉力F物＝G物＝2000N，
因为汽车匀速前进，受力平衡，则汽车的牵引力为F牵引力＝f+F物＝1200N+2000N＝3200N；
（4）把物体从井底匀速拖到井口，汽车移动的距离s车＝h＝3m，
汽车的牵引力做的功W＝F牵引力×s车＝3200N×3m＝9600J，
功率为P＝＝＝960W。
答：（1）物体从井底到井口上升的平均速度为0.3m/s；
（2）未拖物体前汽车对水平地面的压强为1.5×105Pa；
（3）把物体从井底匀速拖到井口的过程中，汽车的牵引力是3200N；
（4）汽车的牵引力做功的功率是960W。
24．如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3＝22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。工作过程中，电源电压均保持不变，请完成下列问题：
（1）图甲中电磁铁的上端为 　S极　（选填“N极”或“S极”）；
（2）加热时电热丝R3的功率为多少？
（3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量80%被水吸收，则水温升高了多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），结果保留1位小数]
（4）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至多少Ω？

【解答】解：（1）电磁铁是根据电流的磁效应制成的；图甲中电流从电磁铁的上端外侧流入，由安培定则可知，线圈的下端为N极，其上端的磁极为S极；
（2）分析甲图可知，当衔铁与上方触点接通时，电路中只有R3工作，为加热状态；
当衔铁与下方触点接通时，电路中R3与R4串联，一起工作，为保温状态；
加热时电热丝R3的功率为：P＝＝＝2200W；
（3）电路处于加热状态，正常工作1小时，
Q＝Pt＝2200W×3600s＝7.92×106J；
产生的热量80%被水吸收，
Q吸＝80%×Q＝80%×7.92×106J＝6.336×106J；
由Q吸＝cmΔt变形得：
Δt＝＝≈25.1℃；
（4）如果将热水器中的水温设置为60℃，此时控制电路中的电流刚好为0.2A，
由I＝可知，此时控制电路的总电阻：
R总＝＝＝30Ω，
由图象可知，60℃时R1的阻值为10Ω，则R2的阻值为R2＝R总﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω。
故答案为：（1）图甲中电磁铁的上端为S极；
（2）加热时电热丝R3的功率为2200W；
（3）水温升高了25.1℃；
（4）R2的阻值应该调至20Ω。
25．某型号的电热水壶如图1所示，有加热和保温两个挡位，其内部简化电路如图2所示，R1和R2为两个加热电阻，已知R2＝400Ω，电热水壶加热挡的额定功率为1210W，求：

（1）该电热水壶正常加热时，电路中的电流是多少？
（2）该电热水壶保温挡的额定功率是多少？
（3）用该电热水壶把质量为2.2kg、初温为12℃的水加热到100℃，用时800s，此过程中该电热水壶的效率是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【解答】解：（1）根据P＝UI知，
电热水壶正常加热时，电路中的电流：I加＝＝＝5.5A；
（2）由图可知，当开关S闭合，S1断开时，R1、R2串联，当开关S、S1都闭合时，只有R1工作，
根据串联电路的电阻特点可知，当开关S闭合，S1断开时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，根据P＝可知，电路中的总功率最小，电热水壶处于保温挡；当开关S、S1都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，电路中的总功率最大，电热水壶处于加热挡，
由P＝可知，R1的阻值：R1＝＝40Ω；
保温时的总电阻R总＝R1+R2＝40Ω+400Ω＝440Ω；
保温挡的电功率P＝＝110W；
（3）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×（100℃﹣12℃）＝813120J，
电热水壶消耗的电能：W＝P加热t′＝1210W×800s＝9.68×105J，
电热水壶的加热效率：η＝×100%＝×100%＝84%。
答：（1）该电热水壶正常加热时，电路中的电流是5.5A；
（2）该电热水壶保温挡的额定功率是110W；
（3）此过程中该电热水壶的效率是84%。
26．如图所示，为了更好的保证在校学生的饮水安全，学校新购进了一批纳滤净水机。每台净水机拥有4个出水口，1开3温，投入使用后可满足约140﹣200人用水需求。该净水机的加热功率为3000W，求：
（1）该净水机的加热元件正常工作时的电流是多少？（结果保留一位小数）
（2）若加热胆内装有35L、初温20℃的水，将其全部加热至90℃，则水吸收的热量是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），密度为1×103kg/m3]
（3）该净水机的加热效率为98%，则加热这些水，该净水机的加热元件需要正常工作多长时间？

【解答】解：（1）由P＝UI可知，正常工作时通过加热管R的电流：I＝＝≈13.6A；
（2）饮水机内水的体积V＝1000mL＝1000cm3，
由ρ＝可得水的质量为：
m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×35×10﹣3m3＝35kg，
水吸收的热量为：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×35kg×（90℃﹣20℃）＝1.029×107J；
根据η＝×100%知，
该饮水机工作时消耗的电能W＝＝＝1.05×107J；
根据P＝知，加热时间t＝＝＝3.5×103s。
答：（1）该净水机的加热元件正常工作时的电流是13.6A；
（2）水吸收的热量是1.029×107J；
（3）该净水机的加热效率为98%，则加热这些水，该净水机的加热元件需要正常工作3.5×103s。
二．综合能力题（共3小题）
27．某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V，热水箱容量为1kg。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝（阻值不变）。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示，求：
（1）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；
（2）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能与R2的阻值；
（3）若将水箱内装满20℃的水，加热5min温度升高到86℃。求该电热饮水机的加热效率。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。

【解答】解：
（1）当开关S、S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻较小，根据P＝可知，饮水机的总功率较大，为加热状态；
当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻较大，根据P＝可知，饮水机的总功率较小，为保温状态；
根据图乙知保温挡的功率为110W，
由P＝UI可知，保温挡时通过R1的电流为：I＝＝＝0.5A；
（2）由图乙知，加热挡的功率为P加热＝990W，加热时间为t＝5min＝300s，
由P＝可得，饮水机处于加热挡阶段消耗的电能：W＝P加热t＝990W×5×60s＝2.97×105J；
因电路的总功率等于各用电器消耗功率之和，
所以，加热时电阻丝R2的电功率：P2＝P加热﹣P1＝P加热﹣P保温＝990W﹣110W＝880W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
由P＝可得，电阻R2的阻值：R2＝＝＝55Ω；
（3）水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（86℃﹣20℃）＝2.772×105J；
饮水机加热效率：η＝×100%＝×100%≈93.3%。
答：（1）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流为0.5A；
（2）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为2.97×105J；R2的阻值为55Ω；
（3）电热饮水机的加热效率为93.3%。
28．如图所示是我国研发生产的某型号航拍无人机。无人机起飞前，放在地面上要确保四脚着地。启动后，利用遥控器可对它进行控制。无人机的参数如表：
机身总质量/kg
3.6
四脚着地总面积/cm2
12
电池充满后储存的电能/J
108000
最大水平速度/（m•s﹣1）
6
机身尺寸/mm
400×300×200
最大上升速度/（m•s﹣1）
1.5
求：
（1）无人机所受重力是多少？
（2）无人机启动前，四脚着地静止停放在水平地面上，此时无人机对地面的压强是多少？
（3）无人机以最大上升速度匀速竖直升高30米，要飞行多长时间？
（4）无人机从50米高空降落到地面，重力做功是多少？

【解答】解：（1）由表格数据可知，无人机机身质量m＝3.6kg，
则无人机的重力：
G＝mg＝3.6kg×10N/kg＝36N，
（2）无人机停放在水平地面上时对地面的压力：
F＝G＝36N，
由表格数据可知，四脚着地总面积S＝12cm2＝1.2×10﹣3m2，
无人机停放在水平地面上时对地面的压强：
p＝＝＝3×104Pa；
（3）由表格数据可知，最大上升速度v＝1.5m/s，
由v＝可得无人机从地面飞到离地30m高处至少需要的时间：
t＝＝＝20s；
（4）无人机从50m高处降落到地面，重力做的功：
W＝Gh＝36N×50m＝1800J。
答：（1）无人机所受重力是36N；
（2）无人机启动前，四脚着地静止停放在水平地面上，此时无人机对地面的压强是3×104Pa；
（3）无人机以最大上升速度匀速竖直升高30米，要飞行20s；
（4）无人机从50米高空降落到地面，重力做功是1800J。
29．如图甲为家用电热饮水机，图乙为它的电路原理图，如表为它的铭牌数据。
水桶容量
20L
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热功率
400W
保温功率
44W
（1）当开关S1、S2都闭合时，电热饮水机处于 　加热　状态（选填“加热”或“保温”）；
（2）求电阻R1的阻值；
（3）该饮水机正常加热1400s，能将热水箱中的水从20℃加热到90℃，求该饮水机的加热效率[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。

【解答】解：（1）当开关S1、S2都闭合时电路为R2的简单电路，当S1闭合、S2断开时R1与R2串联，两电阻串联时总电阻最大，所以当开关S1，S2都闭合时，电路中的电阻最小，由P＝UI＝可知，电路中的总功率最大，饮水机处于加热状态。
（2）饮水机处于加热状态时，电路为R2的简单电路，则电阻R2的阻值为R2＝＝＝121Ω，
饮水机处于保温状态时，R1与R2串联，电路的总电阻为R总＝＝＝1100Ω，
R1的电阻为R1＝R总﹣R2＝1100Ω﹣121Ω＝979Ω。
（3）由ρ＝可知水的质量为m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量为Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（90℃﹣20℃）＝2.94×105J，
饮水机正常加热1400s消耗的电能为W＝P加热t＝400W×1400s＝5.6×105J，
饮水机的加热效率为η＝×100%＝×100%＝52.5%。
答：（1）加热；
（2）电阻R1的阻值为979Ω；
（3）该饮水机的加热效率为52.5%。
三．解答题（共19小题）
30．如图甲是一辆起重车的示意图，起重车的质量为6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为30dm2，起重时起重车轮胎离开地面。如图乙为起重机吊臂上的滑轮组示意图。起重机的滑轮组在25s的时间内匀速吊起1.2t货物上升5m。（不考虑绳重，g取10N/kg）求：

（1）液压杆向上顶起吊臂时相当于 　费力　杠杆，起重机匀速吊起货物的过程中，货物具有的机械能 　变大　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）求提升货物过程中起重车对水平地面的压强。
（3）若提升货物过程中滑轮组的机械效率为80%，则起重机的输出功率为多大？

【解答】解：（1）由图甲可知，吊臂被液压杆撑起时，液压杆提供的力为动力，吊臂、滑轮组和货物的总重力为阻力，根据图示可知，动力臂小于阻力臂，所以吊臂相当于费力杠杆；
用起重机将货物匀速吊起的过程中，货物的质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度增大，重力势能变大；由机械能等于动能与势能之和可知，货物的机械能变大；
（2）提升货物过程中起重车对水平地面的压力：F压＝G总＝（m车+m货物）g＝（6×103kg+1.2×103kg）×10N/kg＝7.2×104N，
受力面积：S＝4×30×10﹣2m2＝1.2m2，
提升货物过程中起重车对水平地面的压强：p＝＝＝6×104Pa；
（3）有用功：W有＝G货物h＝m货物gh＝1.2×103kg×10N/kg×5m＝6×104J，
由η＝×100%可知，起重机输出的总功：W总＝＝＝7.5×104J，
起重机的输出功率：P＝＝＝3×103W。
答：（1）费力；变大；
（2）提升货物过程中起重车对水平地面的压强为6×104Pa；
（3）起重机的输出功率为3×103W。
31．如图所示为某家用空气加湿器的自动控制电路原理图，R1是一个湿敏电阻（用于探测空气的湿度），其阻值随湿度的变化关系如表所示。加湿器铭牌标有“220V，44W”。R0的阻值为90Ω，控制电路的电源电压U0恒为6V，线圈电阻为10Ω。当控制电路中的电流增大到0.04A时，衔铁被吸下，加湿器停止工作。
空气湿度（%）
10
20
30
40
50
60
70
80
90
电阻R1阻（Ω）
300
210
150
100
75
50
40
30
25
（1）电磁继电器上端为 　N　极（选填“N”或“S”），由表格数据分析可知，当空气湿度增大时，继电器的衔铁受到的吸引力 　增大　（选填“增大”或“减小”）。
（2）若加湿装置的实际电压只有200V，则加湿装置的实际功率为多少？（结果保留两位小数）
（3）当空气湿度为40%时，加湿装置是否工作？请通过计算加以说明。
（4）当加湿器使用过长时间时，弹簧弹性会变弱，导致控制电路中的电流达到0.03A时即可将衔铁吸下，试求此时空气湿度降为多少时，加湿装置才能工作。

【解答】解：（1）根据安培定则，电流从电源的正极流出，电磁继电器的上端为N极，由表格数据分析可知，当空气湿度增大时，湿敏电阻的阻值减小，控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，继电器的衔铁受到的吸引力增大。
（2）加湿器的电阻为：；
加湿装置的实际功率为：。
（3）当空气湿度为40%时，湿敏电阻的电阻为R1＝100Ω，此时电路中的总电阻为：R＝R1+R0+R线＝100Ω+10Ω+90Ω＝200Ω；
控制电路中的电流为：，小于电磁铁的启动电流0.04A，衔铁不会被吸下来，加湿装置已经在工作。
（4）当加湿器使用过长时间时，弹簧弹性会变弱，导致控制电路中的电流达到0.03A时即可将衔铁吸下，此时的总电阻为：；
此时湿敏电阻的阻值为：R1'＝R'﹣R0﹣R线＝200Ω﹣10Ω﹣90Ω＝100Ω。查表知：此时空气的湿度降为40%时，加湿装置才能工作。
答：（1）N；增大；（2）若加湿装置的实际电压只有200V，则加湿装置的实际功率为36.37W；（3）当空气湿度为40%时，加湿装置可以工作；（4）此时空气湿度降为40%，加湿装置才能工作。
32．2022年4月，两批6架中国空军运﹣20运输机飞抵塞尔维亚，表明我国空军的战略运输能力取得了巨大突破。如图所示，其中一架飞机的总重为1.89×106N，安装有14个轮子，每个轮子与地面的接触面积约为0.3m2，起飞600s后达到飞行高度8000m，此次飞行单程距离约为7600km，飞行时间约9.5h。请用所学知识解答下列问题：
（1）运﹣20采用较大比例的碳纤维材料以减轻飞机的重量，其原因是这种材料具有较小的 　密度　；飞机在起飞时常采用 　逆风　（选填“顺风”或“逆风”）起飞，可以使飞机获得更大的升力。
（2）飞机静止在水平跑道上时对地面的压强为多少Pa？
（3）飞机爬升阶段发动机的输出功率至少是多少W？
（4）假设飞机爬升后保持原来的功率不变，沿水平方向做匀速直线运动，根据其飞行的时间和距离来估算飞机飞行时的水平动力约是多少N？

【解答】解：（1）要减轻飞机重量，由公式m＝ρV知，在体积一定时，物质密度越小，质量越小，所以飞机采用密度较小的材料；
当舰载机逆风起飞时，机翼上下面的压强差较大，产生向上的升力较大，所以逆风便于起飞；
（2）飞机对水平面的压力等于其重力：F＝G＝1.89×106N，
飞机与地面的接触面积：
S＝14×0.3m2＝4.2m2，
飞机对水平跑道的压强为：
p＝＝＝4.55×105Pa；
（3）已知飞机的重力G＝1.89×106N，飞行高度h＝8000m，
则该飞机从地面爬升到飞行高度克服重力所做的功为：
W＝Gh＝1.89×106N×8000m＝1.512×1010J；
该飞机发动机的功率至少为：
P＝＝＝2.52×107W；
（4）飞机水平飞行时的平均速度为：
v＝＝＝800km/h≈222.2m/s，
由P＝＝＝Fv得机飞行时的水平动力为：
F′＝＝＝1.134×105N。
答：（1）密度；逆风；
（2）飞机静止在水平跑道上时对地面的压强为4.55×105Pa；
（3）飞机爬升阶段发动机的输出功率至少是2.52×107W；
（4）假设飞机爬升后保持原来的功率不变，沿水平方向做匀速直线运动，根据其飞行的时间和距离来估算飞机飞行时的水平动力约是1.134×105N。
33．冰雪运动越来越受到人们的喜爱，小明一家寒假期间去滑雪场游玩，看到一辆雪地摩托车，如图所示。其空车质量为100kg，静止时与雪地接触的总面积为0.2m2。试问：
（1）该车装有宽大的履带，目的是为了 　减小压强　。
（2）该车载着质量为50kg的人静止时，对水平雪地的压强为多少？（g取10N/kg）
（3）该车以36km/h的速度在水平雪地上匀速直线行驶2h，行驶过程中车所受阻力大小恒为800N，共消耗燃油3.6kg。则该车的效率为多少？（燃油的热值q＝4.0×107J/kg）

【解答】解：（1）该车装有宽大的履带，是在压力一定时，通过增大受力面积的方法来减小对地面的压强；
（2）车和人的总重力：G总＝m总g＝（m人+m车）g＝（50kg+100kg）×10N/kg＝1500N，
车对雪地的压力：F＝G总＝1500N，
该车载着质量为50kg的人静止时，对水平雪地的压强：p＝＝＝7500Pa；
（3）由v＝可知，车行驶的路程：s＝vt＝36km/h×2h＝72km＝7.2×104m，
车匀速行驶时，车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，
根据二力平衡条件可知，车的牵引力：F牵＝f＝800N，
牵引力所做的功：W＝F牵s＝800N×7.2×104m＝5.76×107J，
燃油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝3.6kg×4.0×107J/kg＝1.44×108J，
该车的效率：η＝＝＝40%。
答：（1）减小压强；
（2）该车载着质量为50kg的人静止时，对水平雪地的压强7500Pa；
（3）该车的效率为40%。
34．小明家购买了如图甲所示的电烤箱，它有低温挡、高温挡两个挡位。查阅说明书，他了解到该电烤箱的电路简图如图乙所示，其额定电压为220V，R1和R2均为电热丝，其中R1阻值为40Ω，R2阻值为70Ω（温度的变化对其阻值的影响忽略不计）。
（1）当开关S1闭合，S2　断开　（选填“闭合”或“断开”）时，电烤箱处于低温挡；低温挡正常工作时，通过它的电流为多少？
（2）高温挡额定功率为多少？
（3）小明发现傍晚用电高峰时，电烤箱加热食品比平时慢，他猜想可能是因为用电高峰时电压 　偏低　（选填“偏高”或“偏低”），导致电烤箱实际功率发生变化。于是他用电能表和停表做了如下探究：傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表转盘转了25r，电能表铭牌如图丙所示。请根据以上探究过程，计算电烤箱实际功率为多少？
【解答】解：（1）当开关S1闭合，S2断开时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，电烤箱处于低温挡；低温挡正常工作时，根据欧姆定律可知通过它的电流I＝＝＝2A；
（2）当开关S1闭合，S2闭合时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据P＝可知总功率较大，电烤箱处于高温挡；
高温挡额定功率P高＝＝＝1210W；
（3）小明发现傍晚用电高峰时，电烤箱加热食品比平时慢，根据P＝可知，可能是因为用电高峰时电压偏低，导致电烤箱实际功率发生变化。
“3000r/（kW•h）”表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000转，
电能表转盘转25转消耗的电能：W＝kW•h＝×3.6×106J＝3×104J；
电烤箱的实际功率：P＝＝＝1000W。
故答案为：（1）断开；低温挡正常工作时，通过它的电流为2A；
（2）高温挡额定功率为1210W；
（3）偏低；电烤箱实际功率为1000W。
35．雾炮车在创建良好的生活环境中大显身手，如图所示，雾炮车正在对街道进行除尘消毒。作业前该雾炮车的总重为4.8×104N，车轮与路面总接触面积为0.12m2，装载深度为1.2m的药液。作业时，雾炮车在大小恒定为6×103N的牵引力作用下，沿平直路面以7.2km/h的速度匀速行驶5min消耗汽油0.4kg。（g取10N/kg，ρ药液＝1.0×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg）
（1）雾炮车作业过程中对路面的压强 　变小　，雾炮车的机械能 　变小　。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）作业前雾炮车对水平路面的压强及水罐底部20cm2面积上受到药液的压力各是多少？
（3）雾炮车发动机的热机效率是多少？

【解答】解：（1）雾炮车作业过程中对路面的压力等于重力，重力G＝mg，雾炮车消毒时药液逐渐减少，质量减少，重力减小，则对路面的压力变小；
雾炮车作业过程中质量不断减小，则机械能减小；
（2）雾炮车作业过程中对路面的压力F＝G＝4.8×104N，
雾炮车作业过程中对路面的压强p＝＝＝4×105Pa；
水罐底部受到药液的压强p′＝ρ药液gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m＝1.2×104Pa；
水罐底部受到药液的压力F′＝p′S＝1.2×104Pa×20×10﹣4m2＝24N；
（3）雾炮车行驶的路程s＝vt＝7.2km/h×h＝0.6km＝600m，
雾炮车发动机做的功W＝F牵引s＝6×103N×600m＝3.6×106J，
消耗的汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq汽油＝0.4kg×4.5×107J/kg＝1.8×107J，
雾炮车发动机的热机效率η＝×100%＝×100%＝20%。
答：（1）变小；变小；
（2）作业前雾炮车对水平路面的压强是1.2×104Pa；
水罐底部20cm2面积上受到药液的压力是24N；
（3）雾炮车发动机的热机效率是20%。
36．孝敬父母是中华民族的优良美德！如图所示，这是妈妈给爷爷新购买的一台电热足浴盆，小聪阅读说明书得知其工作过程是：闭合温度开关S1，加热电阻R（阻值不变）工作进入加热模式，当水温升高到设定温度时，温度开关S1断开，控制电动机的开关S2闭合进入按摩模式。足浴器铭牌的部分参数如下表所示。
[1L＝10﹣3m3，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
***牌足浴器
额定电压
220V
额定功率
加热功率
880W
按摩功率
220W
容积（最高水位）
10L
加热效率
70%
（1）请根据题意画出电热足浴盆的简化工作电路图。
（2）电热足浴盆为按摩模式正常工作时，通过电热足浴盆的电流是多少？
（3）电热足浴盆装入最大容积、初温为22℃的水加热到设定温度44℃需要正常加热的时间是多少？
（4）小聪通过计算发现加热时间太长，想对加热电路进行改造，使加热模式时具有加热和保温两挡，且加热功率为1320W，则需要与加热电阻R 　并联　（选填“串联”或“并联”）一个加热电阻，该加热电阻的阻值是多少？

【解答】解：（1）由题意可知，加热电阻R和电动机不同时工作，因此加热电阻R与电动机并联，其中温度开关S1与加热电阻R串联，开关S2与电动机串联，如图所示：
；
（2）由P＝UI可知，按摩模式正常工作时，通过电热足浴盆的电流：IM＝＝＝1A；
（3）由ρ＝可知，水的质量为：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×10×10﹣3m3＝10kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（44℃﹣22℃）＝9.24×105J，
电热足浴盆加热消耗的电能：W＝＝＝1.32×106J，
由P＝可知，正常加热需要的时间：t＝＝＝1500s；
（4）由P＝UI＝可知，原加热电阻的阻值：R＝＝＝55Ω，
改造后加热时电路中总电阻：R后＝＝＝Ω≈36.7Ω＜55Ω，即R后＜R，
因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以需要与加热电阻R并联一个加热电阻，
由并联电路的电阻特点可知，该加热电阻的阻值：R'＝＝＝110Ω。
答：（1）见解答图；
（2）按摩模式正常工作时，通过电热足浴盆的电流是1A；
（3）需要正常加热的时间是1500s；
（4）并联；该加热电阻的阻值是110Ω。
37．如图所示为马路上的太阳能路灯，其主要部件有太阳能板、太阳能控制器、LED灯、蓄电池、灯杆等。太阳能路灯整个系统内运行的电压只有12V或24V，低于人体安全电压，即使发生漏电情况，也不会造成人身安全事故。​
（1）太阳能板白天为蓄电池充电时将电能转化为 　化学　能储存起来，人体的安全电压为 　不高于36V　。
（2）某太阳能路灯的额定电压为12V，额定功率为36W，该路灯正常工作时的电流为多少？该路灯正常工作10h消耗的电能是多少千瓦时？
（3）如果太阳能板产生的电能用于冬季供暖加热水，电加热水的效率为70%，则每度电可使多少千克的水温度升高60℃？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（4）太阳能路灯中的LED灯取代了传统的白炽灯，请问LED灯跟传统的白炽灯相比有什么优点？

【解答】接：（1）太阳能板白天为蓄电池充电时将电能转化为化学能储存起来；人体的安全电压为不高于36V的电压；
（2）由P＝UI可知，该路灯的额定电流：I＝＝＝3A；
由P＝可知，该路灯正常工作10h消耗的电能：W＝Pt＝36×10﹣3kW×10h＝0.36kW•h；
（3）消耗的电能：W′＝1kW•h＝3.6×106J；
由η＝可知，水吸收的热量：Q吸＝ηW′＝70%×3.6×106J＝2.52×106J，
由Q吸＝cmΔt可知，水的质量：m＝＝＝10kg；
（4）LED灯把电能转化为光能的效率更高，所以LED灯跟传统的白炽灯相比更节能。
答：（1）化学；不高于36V；
（2）该路灯正常工作时的电流为3A；该路灯正常工作10h消耗的电能是0.36kW•h；
（3）每度电可使10kg的水温度升高60℃；
（4）LED灯跟传统的白炽灯相比有更节能的优点。
38．如图为某公司研制的氢燃料电池环卫车，它的满载质量为18t，轮胎与地面的总接触面积为0.25m2。已知q氢＝1.4×108J/kg，g取10N/kg。则：
（1）该环卫车满载静止时对水平地面的压强是多少？
（2）质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？
（3）若环卫车以60kW的恒定功率匀速行驶，消耗0.9kg的氢燃料能让该车匀速行驶24.5min。若电池输出的电能全部转化为机械能，则该车的氢燃料电池的效率为多少？
（4）请说出氢燃料电池的优点。（写出一条即可）

【解答】解：（1）环卫车满载时的重力G＝mg＝18×103kg×10 N/kg＝1.8×105N，
环卫车满载静止时对水平地面的压力F＝G＝1.8×105N，
环卫车满载静止时对水平地面的压强p＝＝＝7.2×105Pa；
（2）质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放＝m氢q氢＝0.9kg×1.4×108J/kg＝1.26×108J；
（3）该车匀速行驶24.5min做的有用功W有用＝Pt＝60×103W×24.5×60s＝8.82×107J，
该车的氢燃料电池的效率η＝×100%＝×100%＝70%；
（4）氢燃料电池的优点是清洁、无污染。
答：（1）该环卫车满载静止时对水平地面的压强是7.2×105Pa；
（2）质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是1.26×108J；
（3）该车的氢燃料电池的效率为70%；
（4）氢燃料电池的优点是清洁、无污染。
39．出于安全考虑，电梯都设置有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。在电梯没有超载时，电动机正常工作；当电梯超载时，电铃发出报警声，电动机不工作。控制电路的电源电压U＝12V，保护电阻R1＝100Ω，电磁铁线圈的电阻忽略不计，压敏电阻R2的阻值随压力F大小的变化如图乙所示，电梯底架的自重忽略不计。
（1）控制电路中，电磁铁的上端是 　N　极；当乘客增多时，电磁铁的磁性 　增强　（选填“增强”或“减弱”）。
（2）当电磁铁线圈中的电流大于等于20mA时，衔铁被吸合，电铃发出报警声。请计算电梯的最大承载人数。（以每人重600N计算）
（3）综合考虑安全和居民乘坐情况，工作人员对电梯进行了改造，提高了电梯的限载，现需调整报警电路，可采取的方案有 　将R₁更换为阻值更大的电阻（或降低控制电路的电源电压）　（写出一种即可）。
【解答】解：（1）根据安培定则，电磁铁的上端是N极，当乘客增多时，压力增大，压敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强。
（2）当电磁铁线圈中的电流大于等于20mA时，衔铁被吸合，电铃发出报警声，则电流为20mA时，控制电路的总电阻为：；
保护电阻、压敏电阻串联，所以此时压敏电阻的阻值：R₂＝R﹣R₁＝600Ω﹣100Ω＝500Ω；
根据图乙可知，当压敏电阻的阻值为500Ω时，对应的压力F＝6000N；最多可以乘坐的人数：（人）
电梯的最大承载人数为10人。
（3）根据题意，可以减小控制电路中的电流，根据欧姆定律，可以将R₁更换为阻值更大的电阻（或降低控制电路的电源电压）
故答案为：（1）N；增强；（2）电梯的最大承载人数为10人；（3）将R₁更换为阻值更大的电阻（或降低控制电路的电源电压）。
40．某工业园区利用红外测温智能机器人（如图甲所示）监控园区温度，消除火灾隐患。机器人装有高清摄像头和红外测温仪，若检测到温度过高，机器人会即时发出警报。如图乙是简化的智能测温报警电路，当电路中的电流超过30mA时，报警器发出警报。图中电源电压为24V，R0为变阻器，RT为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图丙所示。

（1）热敏电阻是 　半导体　（选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成的；监测中心与智能机器人是通过 　电磁波　传递信息的。
（2）当所测温度达到或超过60℃时，报警器报警，不计报警器电阻，此时变阻器R0的阻值为多大？
（3）长时间工作后，电源电压有所降低，为了使报警器仍然正常工作，请你写出一条可行的措施。
【解答】解：（1）制造智能机器人芯片所使用的材料是半导体材料；监测中心与智能机器人是通过电磁波传递信息的；
（2）由乙图可知热敏电阻和滑动变阻器串联接入电路，电压U＝24V，最小报警电流为I＝30mA＝0.03A，
由欧姆定律可知达到最小报警电流时的电路总电阻为R＝＝800Ω，
由丙图可知温度到达60℃时热敏电阻的阻值为RT＝400Ω，由串联电路的总电阻等于各电阻之和可知，此时滑动变阻器的阻值为：R滑＝R﹣RT＝800Ω﹣400Ω＝400Ω；
（3）长时间工作后，电源电压有所降低，为了使报警器仍然正常工作，使电路中的电流不变（题中30mA），根据欧姆定律应减小变阻器R0的阻值。
答：（1）半导体；电磁波；
（2）此时变阻器的阻值为400Ω；
（3）应减小变阻器R0的阻值。
41．如图所示，是小熙陪奶奶去超市买的一桶食用油，奶奶说这桶里的油有10斤。已知食用油
的密度为0.9×103kg/m3。小熙从超市采购归来，手提这桶食用油，站在匀速竖直上升的电梯内。
（1）请通过计算判断奶奶说的话是否正确？（1千克等于2斤）
（2）若小熙及所带物品的总质量为70kg，在电梯上升10m的过程中，求电梯对他的支持力做的功？
（3）小熙用手提油时感觉到很勒手，请你提出一种解决该问题的方法，并简述其中所运用的物理知识。

【解答】解：（1）由图知，一桶食用油的体积 V＝5L＝5dm3＝5×10﹣3m3，一桶食用油的质量m＝ρV＝0.9×103kg/m3×5×10﹣3m3＝4.5kg＝9斤，所以奶奶的话不正确；
（2）小熙及所带物品的总重为G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，
电梯匀速上升，电梯对他的支持力等于小熙及所带物品的总重力，
电梯对他的支持力做的功：W＝Fs＝Gh＝700N×10m＝7000J；
（3）提油时感觉到很勒手，说明油桶对手的压强大，在压力一定时，可以在
手上垫上毛巾，增大受力面积，从而减小对手的压强。
答：（1）桶内油为9斤，奶奶的话不正确。
（2）电梯对他的支持力做的功为7000J。
（3）在手上垫上毛巾，利用在压力一定时，增大受力面积从而减小压强。
42．太阳能路灯主要部件有太阳能板，太阳能控制器，LED灯，蓄电池，路灯杆等。太阳能路灯整个系统内运行的电压只有12V，远远低于人体安全电压，即使发生漏电情况，也不会造成人身安全事故。太阳能路灯产生的电能除用作照明外还可并网发电。
（1）太阳能为 　可再生　能源（选填“可再生”或“不可再生”）。太阳能电池板将太阳能直接转化为 　电　能。
（2）路灯的额定电压为12V，正常工作时电流为0.5A，该路灯正常工作10h消耗的电能是多少？
（3）如果该路灯每天正常工作10h消耗的电能由燃煤的火力发电提供，火力发电的效率为30%，则该路灯正常工作一个月（30天）需要消耗煤多少kg？（煤的热值为3×107J/kg）
（4）小明经过实验发现在亮度相当的情况下，白炽灯的实际电功率比Led灯的大得多，这是为什么呢？
【解答】解：（1）太阳能为可再生能源。太阳能电池板将太阳能直接转化为电能。
（2）该路灯正常工作10h消耗的电能是：W＝UIt＝12V×0.5A×10×3600s＝2.16×105J；
（3）因热力发电效率为30%，因为
所以；
需要消耗煤的质量为：
。
（4）因为白炽灯的光电转换效率没有LED灯高，所以在亮度相当的情况下，白炽灯的实际电功率比Led灯的大得多。
答：（1）可再生；电；（2）该路灯正常工作10h消耗的电能是2.16×105J；（3）则该路灯正常工作一个月（30天）需要消耗煤0.72kg；（4）因为白炽灯的光电转换效率没有LED灯高，所以在亮度相当的情况下，白炽灯的实际电功率比Led灯的大得多。
43．如图所示是一个家用的电烤箱铭牌，它有额定功率高、中、低三挡，但中、低挡已模糊不清。已知它内部有两根电阻丝，每根电阻丝的阻值均为55Ω（设电阻丝阻值恒定不变），中挡是一根电阻丝接入电路，现把电烤箱接在正常的家庭电路中使用。求：
定电压
220 V
频率
50 Hz
额定功率
高挡
1 760 W
中挡

低挡

（1）请你判断当电烤箱使用低挡时，其内部的电路结构是 　两电阻串联　（写出电阻丝的连接情况），并计算该挡位下它消耗的电功率是多大？
（2）如图所示是小明家的电能表，若某段时间内，小明家只使用电烤箱，且使用高挡，经过测量发现电能表转盘在500s内旋转了90圈，则该电烤箱的实际电功率是多少？
（3）请算出第（2）问中，电烤箱两端的实际电压是多少？（已知＝172）
（4）请简单说说为何在用电高峰期，电烤箱两端的实际电压会降低。

【解答】解：（1）由P＝可知，在电压一定的情况下，电阻越大，功率越小，由电阻的串、并联特点可知，两电阻串联时，电阻最大，
每根电阻丝的阻值均为55Ω，且电阻丝阻值恒定不变，所以R串＝55Ω+55Ω＝110Ω，
该挡位下它消耗的电功率：P低＝＝＝440W；
（2）转盘转过90转，电烤箱消耗的电能：W＝＝0.15kW•h，
工作时间：t＝500s＝h，
电烤箱在高温挡的实际功率：P实＝＝＝1.08kW＝1080W，
（3）由P＝可知，电烤箱的高挡电阻为：R高＝＝＝27.5Ω，
电烤箱两端的实际电压为：U实＝＝172V，
（4）用电高峰时期，由于使用的用电器增多，根据I＝知，线上的电流增大，根据U＝IR知，线上的电压增大，根据串联电路电压的规律知，电烤箱两端的实际电压减小。
答：（1）两电阻串联；该挡位下它消耗的电功率是440W；
（2）该电烤箱的实际电功率是1080W；
（3）电烤箱两端的实际电压是172V；
（4）用电高峰时期，由于使用的用电器增多，根据I＝知，导线通过的电流增大，根据U＝IR知，导线两端的电压增大，根据串联电路电压的规律知，电烤箱两端的实际电压减小。
44．“保护环境，绿色出行”是现代社会提倡的一种环保理念，如图所示，这是唐河县城区内随处可见的一款共享电动自行车，通过扫码开锁，使用之后需停在规定的黄线内，以实现循环共享。下表是该型号电动自行车主要技术参数，请完成以下问题：
平均阻力
整车
蓄电池
整车质量
最高车速
电压
容量
40N
40kg
≤36km/h
48V
10A•h
（1）你的质量约为 　50　kg；从表格中可知，此电动自行车“净重不大于40kg，设计速度不大于30km/h”。这样做主要是为了防止车的 　动能　较大，以减小行车危险。
（2）当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，若轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，请估算轮胎对地面的压强是多大？
（3）蓄电池一次充足电可储存的电能是多少焦？
（4）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，则蓄电池充满一次电，最多能使电动自行车在平直的公路上连续匀速行驶多远？

【解答】解：（1）中学生身体的质量约为50kg；
当电动自行车的质量大、速度大时，其动能大，出现事故时造成的伤害大；
（2）人和车的总重力为：G总＝m总g＝（50kg+40kg）×10N/kg＝900N，
当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，自行车对地面的压力为：F＝G总＝900N，
地面受到的压强为：p＝＝＝9×104Pa；
（3）蓄电池储存的电能为：W＝UIt＝48V×10A×3600s＝1.728×106J；
（4）因蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，根据W＝Fs可得：80%W＝fs，
代入数据可得：1.728×106J×80%＝40N×s，
解得行驶的最远距离为：s＝34560m。
答：（1）50；动能；
（2）地面受到的压强是9×104Pa；
（3）蓄电池一次充足电可储存的电能是1.728×106J；
（4）蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶34560m。
45．亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路。其电路原理图如图甲所示，电源电压保持不变。电压表量程为0﹣3V，R0是定值电阻，阻值为150Ω，R1是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后，当环境温度为20℃时，请完成以下问题：
（1）R1 的阻值为 　250　Ω，由图乙可知R1的阻值会随温度降低而 　减小　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

（2）若此时电压表的示数为1.5V，则通过R0 的电流为多少？
（3）电源电压为多少？
（4）若电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少？
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，定值电阻R0与热敏电阻R1串联，电压表测R0两端的电压。
（1）由图乙可知，当环境温度为20℃时，热敏电阻的阻值R1＝250Ω；
通过读图乙可以看出电阻R1的阻值随温度的增大而减小；
（2）此时电压表示数为1.5V，即R0两端的电压为U0＝1.5V，
则通过R0的电流：I0＝＝＝0.01A；
因串联电路中各处的电流相等，
所以，当环境温度为20℃时，电路中的电流为I＝I0＝0.01A，
（3）根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和和欧姆定律可得，电源的电压：
U＝IR总＝I（R0+R1）＝0.01A×（150Ω+250Ω）＝4V；
（4）电压表的示数最大时，电路中的电流最大、总电阻最小，热敏电阻R1的阻值最小，电路所允许的环境温度最高，
此时电路中的电流：I最大＝＝＝0.02A，
此时电路的总电阻：R总′＝＝＝200Ω，
此时热敏电阻的阻值：R1′＝R总′﹣R0＝200Ω﹣150Ω＝50Ω，
由图乙可知，此时对应的温度为100℃，则此电路所允许的最高环境温度是100℃。
答：（1）250；减小；
（2）此时电压表的示数为1.5V，通过R0的电流为0.01A；
（3）电源电压为4V；
（4）此电路所允许的最高环境温度是100℃。
46．叉车是一种工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆，被广泛应用于港口、车站、机场、货场、工厂车间、仓库、流通中心和配送中心等。如图为某型号的叉车，该型号叉车的参数如表，g取10N/kg。求：
品牌
****
叉车自重
2.3t
最大行驶速度
20km/h
每个轮子与地面的接触面积
50cm2
最大起升高度
3000mm
额定起升重量
2t
（1）该叉车静止在水平地面上时，只有车轮与地面接触，该叉车对地面的压强为多少？
（2）该叉车将质量为800kg的货物起升2m高度过程中，克服货物重力做了多少功？
（3）生活中很多事情都与物理息息相关，请你找出叉车上用到的物理知识，写出三条即可。

【解答】解：（1）由表格数据知，叉车质量2.3t，叉车静止在水平地面上时对水平地面的压力：
F＝G车＝m车g＝2.3×103kg×10N/kg＝2.3×104N，
叉车有四个轮子，每个轮子也地面的接触面积50cm2，
叉车对地面的压强：
p＝＝＝1.15×106Pa；
（2）货物的重力：
G货＝m货g＝800kg×10N/kg＝8000N，
克服货物重力做的功：
W＝G货h＝8000N×2m＝1.6×104J；
（3）①车轮是圆形的，滚动摩擦比滑动摩擦小，从而减小摩擦；
②叉车的方向盘相当于一个轮轴，可以省力；
③叉车上的座位宽大、松软，可以减少压强。
答：（1）叉车静止在水平地面上时，对地面的压强为1.15×106Pa；
（2）叉车将质量为800kg的货物起升2m高度过程中，克服货物重力做功1.6×104J；
（3）①车轮是圆形的，滚动摩擦比滑动摩擦小，从而减小摩擦；
②叉车的方向盘相当于一个轮轴，可以省力；
③叉车上的座位宽大、松软，可以减少压强。
47．鸟撞飞机事件时有发生，是不是它们“瞎”了？研究发现雨燕等鸟类具有边飞边睡的能力，甚至还能长时间张开一只眼睛来观察飞行路径，避免与其他鸟类或物体碰撞。研究还发现，某种鸟类只有距离运动的物体30m内才逃离，由于飞机速度很快。所以它们就没有足够的时间来逃离，而引起撞机事件。综合上述信息，回答下列问题：（g取10N/kg）
（1）质量为500g的鸟和90t的客机的重力分别是多少牛？
（2）数据显示，一只0.5kg的鸟正面撞在迎面飞来的速度为720km/h的飞机上，就会产生1.6×104N撞击力，对飞机造成损伤。假如撞击面积为0.01m2，该鸟撞击飞机的压强为多少帕？
（3）下表是三种材料的相关参数，从飞机承受鸟类撞击能力和飞机自重考虑，最适宜用来制造飞机的材料是 　C　。
性质
材料A
材料B
材料C
抗压性/N/m2
1.28×106
1.6×106
2.0×106
密度/kg/m3
1.2×103
4.0×103
1.2×103
【解答】解：（1）鸟和客机的质量分别为：
m1＝500g＝0.5kg，m2＝90t＝9×104kg，
鸟和客机的重力分别为：
G1＝m1g＝0.5kg×10N/kg＝5N，G2＝m2g＝9×104kg×10N/kg＝9×105N；
（2）该鸟撞击飞机的压强：
p＝＝＝1.6×106Pa；
（3）为了抗击鸟的撞击，飞机的材料的抗压性要大；为了减轻飞机的质量，应选用密度小的材料；对比可知，材料C符合以上两个条件。
答：（1）质量为500g的鸟和90吨的客机的重力分别为5N、9×105N；
（2）该鸟撞击飞机的压强为1.6×106Pa；
（3）C。
48．如图所示，学校购进了一辆云端旅游汽车，WIFI无线网络等先进科技的配置，让这台车科技感十足。
（1）WIFI无线网络利用 　电磁波　传递信息，绝佳的静音效果使车内的噪声低于50 　dB　，清净如影随形。
（2）汽车配有6个轮胎，每个轮胎与地面的接触面积为0.02m2，空载质量约为17700kg，求该车空载静止在水平地面上时，对地面的压强？（g＝10N/kg）
（3）若汽车输出功率为250kW，阻力为9000N，匀速直线行驶3min，消耗燃油1.6kg，求：
①该过程燃油完全燃烧放出的热量？
②汽车在3min内行驶的路程？（燃油的热值为4×107J/kg）

【解答】解：（1）WIFI无线网络利用电磁波传递信息，响度大小的单位是分贝，符号dB，所以绝佳的静音效果使车内的噪声低于50dB，清净如影随形；
（2）该车空载静止在水平地面上时，对地面的压力：
F＝G＝mg＝17700kg×10N/kg＝1.77×105N，
该车空载静止在水平地面上时，对地面的压强：
p＝＝＝1.475×106Pa；
（3）①该过程燃油完全燃烧放出的热量：
Q＝mq＝1.6kg×4×107J/kg＝6.4×107J，
②已知汽车输出功率为250kW，阻力为9000N，汽车匀速直线行驶，水平方向上二力平衡，F＝f＝9000N，
根据P＝＝＝Fv可得汽车的速度：
v＝＝＝m/s，
汽车在3min内行驶的路程：s＝vt＝m/s×3×60s＝5000m。
故答案为：（1）电磁波；dB；
（2）该车空载静止在水平地面上时，对地面的压强为1.475×106Pa；
（3）①该过程燃油完全燃烧放出的热量为6.4×107J；
②汽车在3min内行驶的路程为5000m。