1、物理中考 （生活相关） 计算题 1、 某直流电动机的铭牌上标有 “220V6.6kW”，电动机线圈的电阻为 0.5. (1)电动机的工作原理是什么 ? (2)该电动机正常工作 1h，消耗多少 J 电能 ?电动机线圈产生多少热量 ? (3)在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象。 2、 风光互补路灯已成为许多城镇、乡村一道靓丽的风景线，如图所示，该路灯既可通过太阳能电池组独立发电储存于蓄电池，可也通过风力发电机独立发电储存于蓄电池。下表为某型号风光互补路灯技术参数。 路灯额定电压 路灯额定功率 太阳能电池板平均输出功率 风力发电额定风速 风力发
2、电额定功率 20V 60W 80W 6m/s 200W （ 1）如果太阳能电池板接收太阳能的总功率为 800W，太阳能电池光电转换效率为多大？ （ 2）在平均风速为 6m/s 的白天，风力发电机工作 6 小时，储存的电能可供路灯正常工作多长时间？ （ 3）写出风光互补路灯的优点。（写两条） 3、 爱好科学的小明同学找来了一种电热饮水机如图：甲是饮水机的简化示意图， S 是温控开关，当 S、 S1 都闭合时为加热状态， S 断开、 S1 闭合为保温状态图乙是饮水机的铭牌参数请你帮他求出： （ 1）初温为 20 的一满箱水，用此饮水机将水加热到 90 需要吸收的热量是多少？ C 水 =4.2103
3、J/（ kg ） （ 2）电阻丝 R2的阻值多大？ （ 3）在正常加热状态工作下， 加热 5min 需要消耗的电能是多少 J？ 4、 小林在做测量小灯泡功率的实验时，连接了如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡额定电压为 2.5V.闭合开关后，将滑动变阻器滑片 P 从最右端开始向左滑动到某一位置的过程中，电流表示数与电压表示数的闭合曲线如图乙所示。求： (1)小灯泡正常发光时的电阻； (2)当电压表示数为 1V 时，小灯泡在 1min 中内消耗的电能； (3)灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的阻值是其最大阻值的五分之一。求电源电压。 5、 如图甲所示 ,是一种自动测量油箱内油量的装置 ,油
4、量表 (由电流表改装而成 )的指针能指示油箱内油的 多少。当油箱加满油时 ,浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端 ;当油箱油量减少到 5L 时 ,油量表就会发出警告。油的体积 V 和变阻器接入电路的电阻 R 的关系如图乙所示 ,电源电压恒为 6V,定值电阻 R0 的阻值为 100.闭合开关 S，求： (1)当油箱加满油时电路中的电流； (2)油箱内油量剩余一半时变阻器 R 两端的电压； (3)油量表刚报警时 R0 的功率。 6、 科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路 (设环境温度不高于 20 ),由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有 “220V 2000W”的字样
5、 ;控制电路中热敏电阻 Rt作为感应器探测水温 ,置于恒温水箱内 ,其阻值随温度变化的关系如图乙所示 ,R1 为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力 F与控制电路中电流 I的关系如图丙所示 ,衔铁只有在不小于 3N吸引力的作用下才能被吸下。闭合开关 S(不计继电器线圈的电阻 ). (1)用电热器给恒温箱中 100kg 的水加热，正常工作 20min 时，水温由 20 升高到 25 ，求电热器的加热效率 ? (2)调节滑动变阻器 ,使 R1=280，为了把温度控制在 25 左右，设定在水温低于 25 时自动加热，在水温达到 25 时停止加热，求控制电路中的电源电压 U 是多少 ? (3)设控制电路中电
6、源电压 U 不变 ,将水箱中水温由 25 的恒温调节到 30 的恒温 ,应 _(填 “增大 ”或“减小 ”)滑动变阻器接入电路中的阻值。为什么 ? 7、 近年来，理论电动平衡车深受年轻人的喜爱，如图所示，它采用站立式的驾驶方式，人通过身体的前倾、后仰实现驾驶，如表为某型号独轮电动车平衡车的部分数据，则： 质量 10kg 轮胎与地面接触面积 30cm2 最大速度 16km/h 充满电行程 24km (1)该车充满电后，若以最大速度行驶，能行驶的最长时间是多少 ? (2)质量为 50kg 的人驾驶该车 ,在水平地面上匀速行驶。若所受阻力为总重力的 0.2 倍 ,此时该车受到的牵引力是多大 ?(g
7、取 10N/kg) (3)质量为 50kg 的人驾驶该车时，车对水平地面的压强是多大 ? 8、 如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装（动滑轮重、绳重及摩擦均不计， g 取 10 牛 /千克） （ 1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越 _ （ 2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮 a 的作用是 _若钢丝绳能承受的最大拉力为 3104牛，则能吊起货物的质量不能超过多少千克？ （ 3）若将重为 1.2104牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升 30 米，再沿水平方向移动 20 米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？ （
8、 4）若该起升电动机的效率为 90%，将重为 1.2104牛的货物提升到 30 米的高度，用时 50 秒，则该起升电动机的实际功率是多少瓦？ 9、 在马航 MH370 失联后，由东海舰队导弹驱逐舰 “长春 ”舰、导弹护卫舰 “常州 ”舰和综合补给舰 “巢湖 ”舰组成的中国第 17 批搜救编队参与了搜救工作。如图所示， “长春 ”舰满载时排水量为 7.5106kg，吃水深度 6m。（海水的密度为 1.0103kg/m3， g 取 10N/kg） （ 1）搜救舰队通常采用 “一 ”字编队形式前行，而不是 “并排 ”前行，为什么？ （ 2）满载时， “长春 ”舰受到的浮力有多大？ （ 3） “长春
9、”舰底受到海水的压强是多少？ （ 4） “长春 ”舰以 36km/h 的速度匀速航行 6h，海水平均阻力为 1.0106N，则这一过程中军舰所做的功至少为多少？ 1、 解答 (1)电动机的工作原理是：通 电导体在磁场中受到力的作用； (2)电动机消耗的电能 W=Pt=6.6kW1 h=6.6kWh=2.376107J， 根据 P=UI 可知电动机正常工作时的电流： I=PU=6.6103W220V=30A， 线圈产生的热量 Q=I2Rt=(30A)20.43600s=1.62106J， (3)线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能。消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高。 故
10、答案为： (1)通电导体在磁场中受到力的作用； (2)该电动机正常工作 1h,消耗的电能为 2.376107J;电动机线圈产生的为热量 1.62105J； (3)线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能。消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高。 2、 解答 （ 1）光电转换效率为： =P 输出 P 总 =80W800W100%=10%； （ 2）工作 6h 蓄电池储存的电能： W=Pt=0.2kW6h=1.2kWh， 储存的电能可供路灯工作的时间： t=WP=1.2kWh0.06kW=20h； （ 3）风光互补路灯以自然界中可再生的太阳能和风能为能源，不消耗任何非可再生能源，不
11、想大气中排放污染性气体，使污染排放量降低为零，风光互补路灯免除电缆辅线工 程，无需大量供电设施建设。 答：（ 1）太阳能电池光电转换效率为 10%；（ 2）储存的电能可供路灯正常工作 20h；（ 3）风光互补路灯以自然界中可再生的太阳能和风能为能源，不消耗任何非可再生能源，不 想大气中排放污染性气体，使污染排放量降低为零，风光互补路灯免除电缆辅线工程，无需大量供电设施建设。 3、 解答： （ 1）水吸收的热量： Q 吸 =cm（ t-t0） =4.2103J/（ kg ） 2kg（ 90 -20 ） =5.88105J； （ 2） S 断开、 S1 闭合为保温状态此时电路为 R2的简单电路，已
12、知 P 保温 =44W， = 由 P= 可得，电阻丝 R2的阻值： R2= =1100； （ 3）已知 P 加热 =1000W， t=5min=300s，由 P= 可得，加热 5min 需要消耗的电能： W=P 加热 t=1000W300s=3105J 答：（ 1）初温为 20 的一满箱水，用此饮水机将水加热到 90 需要吸收的热量是 5.88105J； （ 2）电阻丝 R2的阻值为 1100； （ 3）在正常加热状态工作下，加热 5min 需要消耗的电能是 3105J 4、 解答： (1)灯泡正常发光时的电压 UL=2.5V,由图象可知通过灯泡的电流 IL=0.25A， 由 I=UR 可得，
13、正常发光时的电阻： RL=ULIL=2.5V0.25A=10； (2)当电压表示数为 1V 时 ,由图乙可知通过的电流 IL=0.2A， 小灯泡在 1min 中内消耗的电能： W=ULILt=1V0.2A60s=12J， (3)当滑动变阻器的滑片位于 P 最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小， 由图乙可知 ,电路中的最小电流 I 小 =0.15A,电压表的示数 UL=0.5V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电源的电压： U=I 小 R+UL=0.15AR+0.5V， U2 R U2 P 保温 (220V)244W Wt 灯泡正常发光时，电源的电压： U=IL15R+
14、UL=0.25A15R+2.5V， 因电源的电压不变， 所以 ,0.15AR+0.5V=0.25A15R+2.5V， 解得： R=20， 电源的电压 U=I 小 R+UL=0.15A20+0.5V=3.5V. 答： (1)小灯泡正常发光时的电阻为 10； (2)当电压表示数为 1V 时，小灯泡在 1min 中内消耗的电能为 12J； (3)电源电压为 3.5V. 5 解答： (1)由题意可知，当油箱加满油时，滑片恰好移至变阻器的最下端，接入电路中的电阻为零， 则电路中的电流： I=UR0=6V100=0.06A； (2)由图乙可知 R 与 V 的关系为一次函数，设为 R=kV+b，把 V=0、
15、 R=1000 和 V=50、 R=0代入可得： R=k0 V+b， 0=k50L+b， 解得： k=20/V， b=1000， 即 R=20/VV+1000， 当油箱内油量剩余一半 (即 V=25L)时 R 的阻值： R1=20/V25L+1000=500， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路中的电流： I1=UR0+R1=6V100+500=0.01A， 变阻器 R 两端的电压： U1=I1R1=0.01A500=5V； (3)油量表刚报警时 R 的阻值： R2=20/V5 L+1000=900， 电路中的电流： I2=UR0+R2=6V100+900=0.006A， R0
16、的功率： P0=I22R0=(0.006A)2100=3.6103W， 答： (1)当油箱加满油时电路中的电流为 0.06A； (2)油箱内油量剩余一半时变阻器 R 两端的电压为 5V； (3)油量表刚报警时 R0 的功率为 3.6103W. 6、 解答： (1)水吸收的热量： Q 吸 =cmt=4.2103J/(kg )100kg(25 20 )=2.1106J， 电热器消耗的电能 W=Pt=2000W2060s=2.4106J， 电热器的加热效率 =Q 吸 W100%=2.1106J2.4106J100%=87.5% (2)当水温达到 25 时停止加热 ,由图乙可知 ,热敏电阻的阻值为：
17、Rt=80， 因为串联电路的总阻值等于各电阻之和 ,所以电路中的总电阻： R 总 =Rt+R1=80+280=360， 衔铁受到 3N 的吸引力，由图象丙可知，控制电路中电流为： I=100mA=0.1A， 由欧姆定律得 ,电源电压： U=IR 总 =0.1A360=36V； (3)将水箱中水温由 25 的恒温调节到 30 的恒温 ,即将启动的温度调高 ,则热敏电阻的阻值将减小 ,由 I=URt+R1 可知，当电源电压一定时，热敏电阻越小，则滑动变阻器接入电路的阻值应增大。 答： (1)电热器的加热效率为 87.5%； (2)控制电路中的电源电压 U 是 36V； (3)增大 ;温度调高 ,热
18、敏电阻的阻值将减小 ,由 I=URt+R1 可知，当电源电压一定时，热敏电阻越小，则滑动变阻器接入电路的阻值应增大。 7、 解答： (1)该车充满电后 ,若以最大速度行驶 ,根据 v=st 可得，能行驶的最长时间： t=sv=24km16km/h=1.5h； (2)人和电动平衡车的总重力： G 总 =(m 人 +m 车 )g=(50kg+10kg)10N/kg=600N， 因为电动平衡车在水平地面上匀速行驶， 所以牵引力： F=f=0.2G 总 =0.2600N=120N； (3)车对水平地面的压力： F 压 =G 总 =600N， 车对水平地面的压强： p=F 压 S=600N30104m2
19、=2105Pa. 答： (1)该车充满电后，若以最大速度行驶，能行驶的最长时间是 1.5h； (2)此时该车受到的牵引力是 120N； (3)车对水平地面的压强是 2105Pa. 8、 解答： （ 1） 根据在流体中，流速越大的位置压强越小可知，并排前行时，两舰艇间流速快压强小，外侧压强大，两舰艇可能发生碰撞事故， 采用 “一 ”字形编队能有效防止这种情况发生； （ 2） 根据浮沉条件可知： F 浮 =G 排 =m 排 g=7.5106kg10N/kg=7.5107N （ 3） 海水的压强： P=gh=1.0103kg/m310N/kg6m=6104Pa； （ 4）由速度公式得： s=vt=36km/h6h=216km=2.16105m， 因为舰艇匀速直线运动，所以水平方向受力平衡，因此： F=f=1.0106N， 舰艇做功为： W=Fs=1.0106N2.16105m=2.161011J。 故答案为：（ 1）并排前行时，两舰艇间流速快压强小，外侧压强大，两舰艇可能发生碰撞事故，采用 “一 ”字形编队能有效防止这种情况发生；（ 2） 7.5107N；（ 3） 6104Pa；（ 4）2.161011J。
