初中物理 2011中考（经典力学、电热）计算题及答案

一、填空题 1、闭合开关后，用手按住玩具电动机的转子，不让它转动，这时与电动机并联的电压表读数为3伏，与电动机串联的电流表读数为6安．松手后，电动机正常转动，此时电流表读数为1安．这台电动机正常转动时，每秒钟有     焦的电能转变为机械能． 2、单位时间通过某处的水的体积，称为水在该处的流量．某抽水机额定功率为P，抽水时，水头高度为h，抽水机的效率为η．当抽水机满负荷工作时，出水管中水的流量为 (水的密度为ρ)． 二、计算题 1.电烙铁使用前需要一定的预热时间，因而若暂时不用也要接在电源上，这样既费电又会造成烙铁头氧化而不易沾锡。所以，有时采用如图8所示电路，在暂不需要焊接时，断开S，使电烙铁处于预热状态；当需焊接时，闭合S，就能很快达到焊接温度。现用 “220V25W”的电烙铁，若灯炮在预热状态时的电阻为800欧，则预热状态下电烙铁消耗的功率为多少瓦？整个电路消耗的功率是电烙铁正常工作时的百分之几？ 5、一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压。家庭里通常不备电压表，但借助电能表可以测出用电器的实际工 作电压。现在电路中只接入一个电热水壶，壶的铭牌和电能表的铭牌如图7和图8所示。测得电能表的转盘转过125转 的时间为121秒。求此时加在电热壶上的实际电压。 6、经验表明，自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50％；从太阳能手册中查到，在地球表面，晴天时垂直于阳光 的表面接收到的热辐射为1.26×103焦／米2·秒。如果晒水箱内的水大约有40千克,晒水箱接收阳光垂直照射的面积始 终是1.5米2，请计算，要使水温上升30℃需要多长时间。 7、 7.小明家有一个标有“220V、800W”的电炉，在额定电压下用10分钟能烧开一壶水。一天他用这个电炉在相同环境下（空气的温度和压强相同）烧开同样一壶水用了12分钟，请你帮助小明算一算他家当时的电源电压约为多大。你在计算中使用了哪些近似条件？ 8、 8.淋浴用水的流量约为10升/分，合适的水温约为50℃，用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计，一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热，另一种则备有水箱，待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。 ①请根据上面提供的数据论证，第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。 ②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用，供电电路允许的电流最大为10安，电加热的效率为80％，这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间？ 9、空调的“匹数”，是对空调输入功率的粗略标识。因相同匹数不同品牌空调的制冷效能有较大的差异，为便于比较，空调的效能常以“制冷量”来表示。在选择空调时，除了制冷量和制热量（对冷热空调而言）外，还要考虑“能效比”。空调的能效比＝，它表示空调器是否高效节电。目前市场上空调器的能效比相差很大，一般在2～3之间，最高的可达到3.5左右，应尽量挑选能效比高的空调。房间所需的制冷量和制热量可按下面的公式计算：制冷量Q冷=S(房间面积)×140W一180 W；制热量Q 热=S（房间面积）×180 W－240 W（此公式适用于层高2.5 m的房间，如果层高偏大，则应适当加大功率）。 下表是小明家准备购买的某一型号空调的使用说明书的一部分。 请结合上面所介绍的知识和空调使用说明书，通过计算回答下面的问题： 1.这台空调的能效比是多少。 2小明家新购买楼房客厅的面积约为30m2，层高为2.7 m，他想在客厅内安装上表所示的空调。请你通过计算说明这种选择是否合理。 3.若小明家用此空调器制冷，空调器的压缩机每天实际工作6 h，一个月仅空调一项所支付的电费约为多少？（当地的电价为0.5元/度） 10、如图电路，R1为定值电阻，阻值为10欧，电源电压为7伏，且恒定不变，电阻R的阻值要随两端所加电压的变化而变化，变化规律为R=4欧+2UR/1安。电路周围环境温度保持25℃不变，R散热跟它环境温度的关系是温度每差1℃放热4.5×10-2焦/（秒·℃），求 （1）调节R2，使R1与 R消耗的电功率相等，这时R的温度是多少？ （2）R2=0时，R上的电压和电阻各为多少？ 11、如图所示，质量为M、长度为L的均匀桥板AB，A端连在桥墩上可以自由转动，B端搁在浮在水面的浮箱C上。一辆 质量为m的汽车P从A处匀速驶向B处。设浮箱为长方体，上下浮动时上表面保持水平，并始终在水面以上，上表面面积 为S；水密度为ρ；汽车未上桥面时桥板与浮箱上表面夹角为α。汽车在桥面上行使的过程中，浮箱沉入水中的深度增加， 求深度的增加量ΔH跟汽车P离开桥墩A的距离x的关系(汽车P可以看作一点)。 12、印度尼西亚刚经受了海啸的袭击，又遭受了暴雨的摧残。连日的暴雨使印度尼西亚首都雅加达地区一些河流水位上涨， 部分街道被淹没。图示为一名雅加达妇女依靠橡胶轮胎漂浮在水面上。假定轮胎的内圈直径约60厘米，外圈直径约100 厘米，轮胎充足气时的平均密度约0.2×103千克/米3，试估算使用该轮胎最多能托起重为多少牛的人(假设人不浸入水中， g=10牛/千克)？ 13、如图所示，圆柱形容器中盛有水。现将一质量为0.8千克的正方体物块放入容器中，液面上升了1厘米。此时正体物块有一半露出水面。已知容器的横截面积与正方体横截面积之比为5∶1，g取10牛/千克，容器壁厚不计。求：（1）物块对容器底的压强。（2）若再缓缓向容器中注入水，至少需要加多少水，才能使物块对容器底的压强为零。 14、桔槔是一种利用杠杆原理取水的机械。它前端用绳系一木桶，后端系一配重物。取水时可将前端按下，木桶盛满水后，借助配重，只要用较小的力上提，水桶就上来了。假定OC：OD=K，杆CD的质量不计，配重A的质量为M，密度为ρ(ρ<ρ水)的圆柱形木桶的质量为m，木桶的外径为D，木桶高为H，水的密度为ρ水。为了用桔槔提升装满水的木桶， 求：(1)在水桶露出水面前，提水人至少需要用多大的力?(2)在提出水面后，提水人至少需要用多大的力? 15、2007年2月28日，从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。看了这个报道后，某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m3，沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究： ①在含沙量相同条件下，改变风速，记录不同风速下电压表的示数如下 ②在风速大小相同条件下，改变风中空气的含沙量，记录不同含沙量下电压表的示数如下： （1）根据上述实验结果，你能得出单位面积上所受到的风力大小的关系式为：（设比例系数为k）。 （2）若（1）中的比例系数k的大小为0.5，已知：车厢的高度为3m，车厢的长度为25m，车厢质量为50t，铁轨间距 为1.5m，1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg，请根据（1）中的关系式计算当时的风速至少为多大？ 三、综合题 16、将一个标有“220V400W”字样的“热得快”插入体积为0.5升、初温为20℃的水中，此时由于是用电高峰，实际 电压为210伏，在 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 大气压下经过9分10秒将水加热至沸腾，求“热得快”烧水时的热效率（不计电阻值随温度的 变化）。 17、水在热电厂的锅炉中变为水蒸汽，通过涡轮机带动发电机发电，用过的水蒸汽在液化器中凝结成水，再到锅炉， 循环使用。液化器中的冷却水则流到冷却塔中降温，如图。水的比热为4.2×103焦/（千克·℃），夏天，来自冷却塔 的水温为16℃，而回到冷却塔的水温为30℃。若冷却塔和液化器间水的流量为15×103kg/s，如果发电机的发电功率是 56万千瓦，发电机把机械能转化为电能的效率为80%，不计水蒸汽通过涡轮机过程中由于热传递赞成的能量损失及涡 轮机的摩擦，试求水蒸汽的能量转化为电能的效率。 18、图1为一种电磁炉的原理示意图，它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁性材料制成的烹饪锅， 在锅体形成无烽小的涡流（感应电流）而产生焦耳热。同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦，碰撞而发热。从而使锅体自 身发热达到加热食物的目的。 （1）使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识（只写名称不写内容，不少于10个可得满分） （2）在使用电磁炉时，炉和锅之间的热是由______传递给_____的。电磁炉加热食物的过程中消耗______能转化为_____能；若用该电磁炉1次蒸熟5个馒头需用时间25min，那么1次只蒸熟1个同样大小的馒头大约需要_____min。 （3）某款电磁炉性能参数如下表所示： 根据上表数据，若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内，加热温度随功率调节的变化图象是一直线，电磁炉工作电压正常，在1个标准大气压下，烧开一锅质量为3kg，温度为22OC的水最多需要多少时间（不计锅吸热及热散失） 19、黑光诱虫灯是应用物理学原理治理害虫的一种专用设备，其结构和工作电路与普通的日光灯的基本相同，区别只是黑光诱虫灯灯管的材料和其内壁上所涂的荧光粉不同。有的黑光诱虫灯的灯管外侧加一层高压电网杀灭害虫，如图13所示，有的是直接利用自然水源(如养鱼池等)杀灭害虫。黑光诱虫灯在正常工作时，会发出波长为365nm的“光”，尽管这种“光”，人眼看不见，一些害虫却看得见。具有趋光特性的害虫见到这种“光”后即纷纷飞来，为进一步杀灭害虫创造条件。 1.为什么人眼看不见黑光诱虫灯发出的“光”?它发出的是红外线还是紫外线?[人的视觉频率范围: (0.43~0.75) x1015Hz] 2.尽管人眼看不见黑光诱虫灯发出的“光”，但技术人员仍然不允许我们用肉眼近距离地直接观察正在正常工作的黑光诱虫灯灯管。这是为什么? 3.通常一盏H-40型40W的黑光诱虫灯可以用来诱杀害虫的果园范围约35亩。小胖家承包有400亩果园，在果园里安装的这种黑光诱虫灯每年工作约150天，每天工作约10小时，电价按每度电0.5元计算，则每年需要为这些黑光诱虫灯交多少元电费? 4.请解释上述两种黑光诱虫灯是如何杀灭害虫的。 21、如图所示是一种常见的台式饮水机结构剖面图，控水槽内浮体A与阀门C固定相连，当A恰好浸没 时阀门C关闭，A来浸没时C略有下降，桶内水流入控水槽中。已知桶内水位高40厘米，阀门C横截 面积1厘米2，不计A、C本身重力、大气压和热量损失，问： (1)控水槽内保持一定水位，浮体A的最小体积应为多大? (2)若热胆中储水1千克，由电热管加热，要求在10分钟内把水从20℃加热到100℃，则电热管的电功率为多大? (3)饮水机的电路如图乙，水沸腾前，红灯亮、绿灯灭、加热管正常工作；水沸腾后，绿灯亮、红灯灭、加热管不工作。 试分析温控开关1和2在水沸腾前后通断情况以及红绿指示灯电阻R红、R绿应满足的条件。 22、（浙江7届预赛）电冰箱是人们普遍使用的家用电器。电冰箱里的制冷设备主要有三部分：蒸发器、空气压缩机和 冷凝器。冷凝剂在蒸发器里汽化，吸收了冷冻室的热量，使冷冻室温度降低。空气压缩机将生成的蒸气抽走，压入冷凝 器，使之液化并把冰箱里带来的热量放出。冷凝剂液化后重新回到蒸发器里，如此循环工作，从而使冷冻室保持相当低 的温度。 （1）根据电冰箱的工作原理，你认为电冰箱中的“冷凝剂”应具有的主要物理性质是__________________。 （2）经测定：冰箱周围的温度每提高5℃，其内部就要增加25％的耗电量。如果冰箱日平均耗电量为1千瓦时，则当其环境温度升高5℃时，其多消耗的电能可供额定功率为40瓦的普通白炽灯正常工作多少小时？ （3）鉴于以上原因，你认为在家庭装修设计时，电冰箱应安放在怎样的环境中？__________________。 23、（浙江7届初赛）下表为某同学家中一品牌洗衣机所用的电动机的工作参数： 名称 额定电压(伏) 频率(赫) 工作电流(安) 电阻(欧) 洗涤电动机 220 50 20 脱水电动机 220 50 0.8 18 其中，洗涤电动机的工作电流已模糊不清，他想用所学知识把它测出来。于是，他将家中的其它用电器都关闭，只让洗衣机工作。洗衣机工作时，经过进水、洗涤、排水、脱水等程序。洗衣机洗涤时，洗涤电动机要经历正转、停、反转的过程，其时间分配如图(单位：秒)。该同学测得一次洗衣服的全过程中，洗涤时间为14分钟，脱水时间为2分钟，标有“3000r／kwh”的电能表表盘恰好转过了84圈。则： (1)不考虑进水、自动排水时控制系统和指示灯的耗电，一次洗衣的全过程大约消耗多少电能? (2)洗涤电动机的工作电流是多少? 24、（浙江10届复赛）某同学在科学实践活动中，对一个电路元件A进行了探究。他将元件A与电源、开关、变阻器、电流表串联成电路，在元件A两端并联-个电压表，研究通过元件A的电流跟电压的关系，得到如下表所示的数据： (1)请在图甲中画出元件A的电流跟电压的关系图线。 (2)然后，该同学在电路中去掉变阻器、电流表、电压表，再连接一个电阻R，如图乙所示。若电源电压为5伏并保持不变，元件A消耗的功率超过4瓦时将被烧坏。 ①串联电阻R至少要多大才不会烧坏电路元件A? ②在保证不致烧坏电路元件A的条件下，R值为多大时，输入给R的功率达到最大，此最大功率值为多大? 25、（浙江12届初赛）某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸(一种取暖用的电器)设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示。“控制电路”中热敏电阻Rl的阻值随温度变化的曲线如图乙所示，电磁铁线圈可看作阻值为30Ω的纯电阻R0，电源U1电压恒定，浴霸共安装有2只标有“220V、550W”的灯泡，当电磁铁线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，浴霸电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，浴霸电路闭合。求： (1)工作电路闭合时，通过电路的总电流。 (2)若浴室内的温度最高不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值为多大? (3)若电源U1电压恒定为12V，则将此装置安放在浴室内，浴室内温度可控制在什么范围? 26、干电池本身有一定的电阻，因此，实际干电池可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个阻值一定的电阻相串联而成。如图所示，电源由几个相同的干电池组成。合上开关S，变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化，如图甲、乙、丙所示，图甲为电压表示数与电流表示数关系，图乙为干电池输出功率跟电压表示数关系，图丙为干电池输出电能的效率与变阻器接入电路电阻大小的关系，不计电表、导线对电路的影响，求： （1）串联的干电池个数。 （2）变阻器的总电阻。 （3）甲、乙、丙三个图上的a、b、c各点的坐标。 参考答案 一、填空题 1、2．5焦  解析：依题意，电动机的电阻R=0．5欧，电动机正常工作时1秒钟内做的总功w=UI’t=3 ×l×1=3(焦)，电动机消耗的热能W1==0．5(焦)，所以每秒钟电能转变为机械能为W2=W-W1=3-0．5=2．5焦． 2、ηP／ρgh．  解析：设水管中水的流量为Q，则依题意有 二、计算题 3、P1′=12.5瓦；P／P1=70.8% 4、解：1．查表可知：燃气热水器额定热负荷为 37×106J／h。 石油气、人工煤气、天然气的额定燃气耗量分别是 0.368×102m3／h、1.964×102m3/h和1.04×102m3／h。 因此，石油液化气： 人工煤气： 天然气： 2．以温升40℃为例，根据表中其他参数计算热产生率。设每分钟热水产生率为m，则水在1分钟内吸收的热量可表示为Q收=cm△t=4.2×103m△t(J)。 又根据表中所给参数，按热水率80%计算时，燃气在1分钟内放出的能被水吸收的热量： ∵Q吸=Q放 即4.2×10m△t=Q放 由此判断：3和“／min”之间的符号如果是代表质量，它的意义应该是千克（符号kg），考虑到1千克水的体积是1升，所以，这个符号一定是字母L的小写“l”，而不是数字“1”。因此正确的数字和单位是3升／分（3L／min）。分析温升25℃和55℃两种情况可以印证这个结论。 3．由关系式Q放=cm△t和热水产生率表可知升温25℃时水每分钟吸收的热量和燃气放出的热量： 同理，升温55℃时水吸收的热量： Q吸=4.2×103×2×55=4.62×105(J) 燃气每分钟放出的热量： Q放=6.17×105J 答：升温25℃和55℃时的热效率分别是85%和75%；因为温升较高时，热量损失多，所以热效率较低。 5、电热水器的电阻                                   （1）                                    （2） 121秒所做的电功时=1.5×105焦 实际功率                                 （5） 由得                                    （6） 伏                                                 （7） 评分标准   全题7分。（1）～（7）式每式1分。 6、参考解答 代表物理量的符号： η--热水器效率，  m--水的质量，R--单位面积、单位时间地面接收的热量， S--晒水箱的面积，△T--水的温升，c--水的比热，△t--所用时间。 在△t时间内水所接收的辐射热  Q=ηRS△t                      （1） 使水温上升△t所需热量   =cm△T                          （2） 由 解出                                             （4） 把数值代入，得△t=5333秒                                    （5）               △t=1小时29分 7、两种情况下水所获得的热量相等：                               (1) 又                                                 (2)                                (3) 解出：                                             （4） 代入数据，得      伏                                 （5） 近似条件：电炉的电阻不随温度改变；热量散失忽略不计（答两种情况下热量散失相等也给分）。（1）～（5）式各1分，两个近似条件各1分。 8、流量：f=10升／分=1.67×10-4米3／秒 温差△T=30℃ 用水时间t=4分=240秒 水的比热容c=4.2×103焦／（千克／℃） 水的密度ρ=1.0×103千克／米3 ①一定时间△t内电流的焦耳热： Q1=IU△t (1) 这段时间内水温上升△T所需的热量： Q2=(f△t)c△T    (2) 假设焦耳热全部用来使水升温，则有 Q1=Q2    (3) 解出 代入数值，得I=96安  (5) 如果考虑到热量散失，实际电流会比这个数值更大，目前家庭电路所能承载的最大电流很少有超过10安培的，所以这种设计不适合家庭淋浴。 ②水箱的水量 m=ρt=40千克    (6) 使水箱中的水温升至50℃所需的热量： Q2=mc△T (7) 电流在时间△t内提供的焦耳热： Q1=IU△T (8) ηQ1=Q2  (9) 解出 代入数值，得 △t=2.86×103秒=48分    (11) 9、参考解答 ： 1．这台空调的能效比为    …………………………2分 2．所需的制冷量为：Q冷＝S×140W－180W=30×140W－180W=4020W  ………………2分 所需的制热量为：Q热＝S×180W－240W=30×180W－240W=5160 W ……………………2分 查表得：空调的额定制冷量为5000W，额定制热量为5300W，都略大于房间所需要的制冷量和制热量。考虑到楼房的高度2.7m>2.5m，应适当加大功率，故这种选择是合理的。 ……………3分 3．空调一个月内消耗的电能为W=Pt =(8.6×220×)W×6h×30=340.6kW·h， …………2分 应支付的电费为340.6kW·h×0.5元/ kW·h =170.3元   ………………………………1分 其他解法(每月按31天)，只要正确，参考上述评分标准给分。 10、 11、解：设桥面上没有汽车时，浮箱对桥板的支持力为N0，浮箱浸入水中的深度为ΔH0；汽车开上桥面后，浮箱对桥板的支持力为N，浮箱浸入水中的深度为ΔH′，浮箱浸入水中的深度变化了ΔH，根据题意可得： Mg   N0=（3分）  （2分） （Mg  N=（3分）（2 分） ΔH=ΔH′－ΔH0= （2分） 12、轮胎的体积约为V=π〔(D1－D2)/4〕2×〔π(D1+D2)/2〕=0.08米３　　　　（４分） 由平衡条件可得： ρ水Vg=G物+ρ圈Vg　　　　　　　　　　　　                          　（3分） 1×103千克/米3×0.08米×10牛/千克=G物+0.2×103千克/米3×0.08米×10牛/千克 G物=6.4×102牛　                        　（3分） 13、（1）设容器的横截面积为S2，正方体的横截面积为S1，正方体的边长为a V排= S2△h= S1a        （2分） a=2△h=10厘米      （2分） F浮==5牛 =300帕    （2分） （2）==8牛 =8×10-4米3           （2分） 需加的水  V=（S2- S1）=1200厘米3   （2分） 14、木桶提出水面前：由于木材的密度ρ<ρ水，在提出水面前，木桶受到浮力大于它的重力，所以，提水人不需要向上用力，即向上拉力为0。（4分） （或：设提水人向上拉力为F1，木桶在水中受到的浮力：F浮=ρ水gV排= 由杠杆平衡条件可得： 15、（1），为含有沙尘的空气密度。（2分） ，，（2分） = v≈41m/s（2分） 三、综合题 16、 水吸收的热量Q2=cm△l=1.0×500×(100-20)=40000（卡） =168000（焦）   (3) 17、 1．  8．82×108瓦  ；2．  35．4％ 【解析】  1．水蒸气冷却时所放出的热量，所以冷却所丢失的功率(即散热功率)为： =8．82×108瓦 2．水蒸气的能量转化为电能的效率： 而 P机=700 ×106瓦所以η≈35．4％ 18、 19、 20、 21、 (1)浮体A具有最小体积的条件是：浮体A刚好浸没在水中时受到向上的浮力跟阀门C受到水向下的压力相等，桶口处的水压为： p=ρ水gH=103千克／米3×10牛／千克×0．4米=4×103帕 C受到的水的压力为： F=pS=4×103帕×10-4米2=0．4牛 则F浮=F=ρ水gV排得  V=4×10-5米3即浮体A的最小体积为4×10-5米3(3分) (2)水应吸收的热量： Q=cm(t-t0)=4．2×103焦耳／(千克·℃)×1千克×(100-20)℃=3．36×105焦 因热量全部由电能提供，即W=Q=Pt 所以P=W／t=3．36×105焦／600秒=560瓦(3分) (3)开关1和2在水沸腾前同时闭合，在水沸腾后同时断开(1分) R红<