【2019最新】教科版中考物理第二部分专题强化：专题六力学、电学、热学计算

【2019最新】教科版中考物理第二部分专题强化：专题六力学、电学、热学计算二部分专题六1．一卷细铜丝电线质量为m ，密度为之ρ，横截面积为S ，求它的长度L . 解：体积V ＝m ρ长度L ＝V S ＝mρS2．图为冰壶世锦赛的瞬间．若把冰壶近似看作圆柱体，其质量为m ，底面直径为d ，高为h .求：(1)冰壶的密度；(2)冰壶对水平冰道的压强． 解：(1)ρ＝4m πd2h (2)p ＝4mgπd23．如图所示，建筑物的“整体平移”就是将大楼托换到一个托架上，这个托架下部有滚轴，滚轴下部有轨道，然后将建筑物与地基切断，这样建筑物就形成了一个可移动体，然后用牵引设备将其移动到固定的新基础上．(1)某次平移过程中，机械用4×106N 的水平拉力拉动质量达1×107kg 的别墅缓慢平移了50m ，机械对别墅做了多少功？(2)若新基础的地面能承受的最大压强不能超过5×105Pa ，为防止房屋下陷，支承面至少要多大面积？(支承面的质量忽略不计)(g 取10N/kg)解：(1)W ＝Fs ＝4×106N ×50m ＝2×108J(2)F ＝G ＝mg ＝1×107kg ×10N/kg ＝1×108NS ＝F p ＝1×108N 5×105Pa＝200m 24．(2015·孝感)孝感每天清晨都要进行洒水，若一辆洒水车空车质量6t ，水罐容积5m 3.装满水后，车轮与地面的总接触面积为0.5m 2.(g 取10N/kg ，ρ水＝1.0×103kg/m 3)问：(1)该车最多能装水的质量为多少？(2)洒完一半水时，洒水车对地面的压强为多少？ (3)若罐内水深1.5m ，则水对罐底的压强为多少？ 解：(1)m ＝ρ水V ＝1.0×103kg/m 3×5m 3＝5×103kg(2)洒完一半水时，水的质量m ′＝2.5×103kg汽车和水的总质量m 总＝m 车＋m ′＝6×103kg ＋2.5×103kg ＝8.5×103kgF ＝G ＝m 总g ＝8.5×103kg ×10N/kg ＝8.5×104Np ＝F S ＝8.5×104N 0.5m2＝1.7×105Pa(3)水对罐底的压强p 水＝ρ水gh ＝1.0×103kg/m 3×10N/kg ×1.5m ＝1.5×104Pa5．(2015·苏州)一名体重为500N 、双脚与地面接触面积为0.04m 2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在20s 内将600N 的重物匀速提升1m.(1)他站在地面上时对地面的压强多大？(2)画出图中滑轮组的绕线方式；(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，拉力F 多大？拉力做功的功率多大？解：(1)他站在地面上时对地面的压力：F ＝G ＝500N ，对地面的压强：p ＝F S ＝500N0.04m2＝1.25×104Pa ；(2)因为滑轮组要求站在地面上提升重物，所以，最终的绳子自由端方向向下，则绳子的起始端应在动滑轮上，如答图所示；(3)由图可知，n ＝2，则绳端移动的距离：s ＝nh ＝2×1m ＝2m ，拉力做的有用功：W 有＝Gh ＝600N ×1m ＝600J ，由η＝W 有W 总×100%可得，拉力做的总功：W 总＝W 有η＝600J75%＝800J ，由W ＝Fs 可得，拉力的大小：F ＝W 总s ＝800J 2m＝400N ，拉力的功率：P ＝W 总t ＝800J20s＝40W.6．小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水，水面的表面积为0.1m 2，经太阳垂直照射15min ，温度升高了5℃.请计算：(1)实验时6kg 的水吸收了多少热量？(2)若地表植物接收太阳能的能力与水相等，每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？解：(1)Q 吸＝cm (t －t 0)＝4.2×103J/(kg·℃)×6kg ×5℃＝1.26×105J ；(2)每平方米水面1s 吸收的太阳能：Q 吸′＝1.26×105J0.1×15×60s＝1400J ，由题知，地表植物接收太阳能的能力与水相等，所以每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为1400J.7．天然气是现在家庭大量使用的燃料，小明进行了调查，得出了下列数据，请按要求回答下列问题：(1)若小明把1kg 水从28℃加热到100℃，需吸收多少热量？(2)妈妈用天然气把这么多水烧开，加热前后，天然气表的示数如图甲、乙所示，试求该气炉的热效率(煤气的热值为1.8×107J/m 3)．解：(1)Q 吸＝cm (t －t 0)＝(100℃－28℃)×1kg ×4.2×103J/(kg·℃)＝3.024×105J(2)由图可知消耗的天然气为123.490m 3－123.450m 3＝0.040m 3，所以Q 放＝Vq ＝0.04m 3×1.8×107J/m 3＝7.2×105Jη＝Q 吸Q 放×100%＝3.024×105J7.2×105J×100%＝42%8．如图所示电源电压保持不变，R 1＝8Ω，R 2＝12Ω.(1)当开关S 1、S 2都断开时，电流表示数为0.6A ，求：电源电压为多大？(2)当开关S 1、S 2都闭合时，电流表示数为2.5A ，通电时间1min.求：R 3的阻值为多大？电流对R 1做的功为多少？解：(1)当开关S 1、S 2都断开时，R 1与R 2串联，R 3断路.∴R 总＝R 1＋R 2＝20ΩU ＝IR 总＝0.6A ×20Ω＝12V(2)当开关S 1、S 2都闭合时，R 1与R 3并联，R 2被短路.∴U 1＝U 3＝U ＝12VI 1＝U R1＝12V 8Ω＝1.5A∴I 3＝I 总－I 1＝2.5A －1.5A ＝1AR 3＝U I3＝12V 1A＝12Ω电流对R 1做的功为W 1＝UI 1t ＝12V ×1.5A ×60s ＝1080J9．某校学生宿舍走廊的路灯，原来用一盏“220V40W ”的白炽灯，每晚亮10小时．同学们发现灯泡容易损坏，需要经常更换．后来，学校电工用两盏“220V40W ”的灯泡串联后代替原路灯．结果，两盏灯的亮度比改装前要暗，但灯泡使用寿命明显延长．求.(1)改装前，一盏路灯每晚需要消耗多少电能？(2)改装后两灯的总功率是多少？比原来省电还是费电？解：(1)W ＝Pt ＝0.04kW ×10h ＝0.4kW·h 或W ＝Pt ＝40W ×10×3600s ＝1.44×106J(2)R ＝U2P ＝（220V ）240W ＝1210ΩR 总＝1210Ω＋1210Ω＝2420ΩP 总＝U2R 总＝（220V ）22420Ω＝20W ，所以省电10．怀丙打捞铁牛的故事相信大家都听说过．为打捞陷入淤泥的铁牛，怀丙准备了两只很大的木船，先装满泥沙，拴好铁牛后，把船上的泥沙都铲到黄河里去，船身慢慢地向上浮，把铁牛拉出了淤泥．如图为打捞过程的示意图，若被打捞铁牛的体积为V ，铁的密度、水的密度均已知．求.(1)求铁牛露出淤泥后在水下h 深处受到水的压强；(2)求铁牛被埋在淤泥里和刚刚全部露出淤泥时受到的浮力；(3)若每只木船质量为m ，求铁牛刚刚全部露出淤泥时两只船总共排开水的体积．解：(1)铁牛露出淤泥后在水下h 深处受到水的压强为p ＝ρ水gh(2)铁牛被埋在淤泥里时，F 浮＝0N ，刚刚全部露出淤泥时F 浮＝ρ水gV(3)因为F 浮船＋F 浮铁＝G 船＋G 铁两只船受到的浮力F 浮船＝2mg ＋ρ铁gV －ρ水gV所以铁牛刚刚全部露出淤泥时两只船总共排开水的体积V 排＝F 浮船ρ水g＝2m ＋ρ铁V －ρ水Vρ水11．(2015·台州)如图甲所示，传统的电车要由2条“辫子”供电，行驶中容易掉“辫子”，已逐渐被淘汰．我国最新研发的超级电容储能式新型电车(如图乙)，没有传统电车的“辫子”，可在乘客上下车的短时间内充满电，还可以把刹车时减小的机械能转化成电能回收储存再利用．某型号新型电车的有关技术参数如下表：__)或断(开__(2)假设每位乘员的质量为60千克，新型电车满载停在水平路面时，对路面的压强有多大？(g 取10牛/千克)(3)新型电车在某次行驶中，刹车时减小的机械能总量为1×107焦，这部分能量的80%回收再利用，可供电车在阻力为1×104牛的水平路面匀速行驶多少路程？解：(2)新型电车满载停在水平路面时，对地面的压力F ＝G ＝mg ＝(10000kg ＋60kg ×80)×10N/kg ＝1.48×105N受力面积：S ＝5000cm 2＝0.5m 2，对路面的压强p ＝F S ＝1.48×105N0.5m2＝2.96×105Pa(3)回收再利用的能量：W ＝1×107J ×80%＝8×106J由W ＝Fs ＝fs 得，可供电车在水平路面匀速行驶的路程：s ＝W f ＝8×106J1×104N＝800m12．(2015·黄冈)如图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其电加热的额定功率为1500W ．图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V ，为水位指示表(由量程为0～0.6A电流表改成)，R 0阻值为10Ω，R x 为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示．(1)热水器正常加热时，电热丝电阻多大？(结果保留一位小数)(2)阴雨天，将储水箱中50kg 、30℃的水加热到50℃，正常通电要多长时间？[设电热全部被水箱中的水吸收且水无热量损失，c 水＝4.2×103J/(kg·℃)](3)当水位指示表指示储水箱水深为0.2m 时，探测电路中的电流多大？解：(1)R ＝U2P ＝（220V ）21500W≈32.3Ω(2)W ＝Pt ，Q 吸＝c 水m (t －t 0) 由W ＝Q 得，Pt ＝c 水m (t －t 0)t ＝c 水mΔtP＝4.2×103J/（kg·℃）×50kg×（50－30）℃1500W＝2800s(3)当h ＝0.2m 时，R x ＝150Ω探测电路中的电流为I ＝U Rx ＋R0＝24V150Ω＋10Ω＝0.15A13．在一次研究性学习活动中，我校某课外活动兴趣小组对街上行驶的电动自行车和摩托车做了一个调查．下表中所列的是某品牌电动自行车和摩托车的部分技术参数：(2)假设给电动自行车的蓄电池充电时，消耗的电能全部转化为蓄电池的化学能．那么，电动自行车每行驶1km 电动机平均做的有用功大约是多少？当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的有用功率大约是多大？(3)摩托车每行驶1km 大约要消耗多少能量？(汽油的密度：0.71×103kg/m 3；汽油的热值：4.6×107J/kg ；g 取10N/kg)解：(1)噪声低，污染小(节能减排)(2)充电一次做的总功W 总＝0.6kW·h ＝2.16×106J ，每行驶1km 做的有用功W 有＝ηW 总50＝75%×2.16×106J50＝3.24×104J t ＝s v ＝50km 20km/h ＝2.5h ＝2.5×3600s ＝9000s P ＝W 有t ＝ηW 总t ＝75%×2.16×106J 9000s＝180W(3) 10L 汽油完全燃烧放出的热量Q ＝mq ＝ρVq ＝0.71×103kg/m 3×10×10－3m 3×4.6×107J/kg ＝3.266×108J ，每1km 消耗的能量E ＝Q s ＝3.266×108J400km＝8.165×105J14．据不完全统计，很多去日本旅游的游客，回来总爱带回日本的电饭锅，觉得日本的电饭锅技术比强，其实这完全是一种误区．新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，我国技术一点也不比外国差．某国产电饭锅简化电路如图甲所示．R 1和R 2均为电热丝，S 1是自动控制开关．煮饭时，把电饭锅接入220V 电路中，在电饭锅工作的30min 内，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示．求：(1)S 和S 1都闭合时电饭锅的电功率；(2)电热丝R 2的阻值；(3)这30min 内电饭锅产生的热量．解：(1)电饭锅是利用电流的热效应，当开关S 、S 1均闭合时，电阻R 1、R 2并联，处于加热状态，本题中的0～10min 和15～20min 时间段都处于加热状态，共用时15min ；当闭合S 、断开S 1时，处于保温状态，本题中的10～15min 和20～30min 时间段内处于保温状态，共用时15min .两个开关都闭合时处于加热状态，电路中电流大，根据电路中的I －t 图象可知此时的电流为3A ，电饭锅的功率为P 加＝UI 加＝220V ×3A ＝660W ；(2)当电饭锅处于保温状态时，只有R 1接入电路，R 1中的电流为2A ，根据并联电路互不影响的特点，当两个开关都闭合时，R 1中的电流仍为2A ，则R 2中的电流为3A －2A ＝1A .电阻R 2的电阻为：R 2＝U I2＝220V1 A＝220Ω(3)当电饭锅处于保温状态时的功率为P 保＝UI 保＝220V ×2A ＝440W则30min内电饭锅产生的热量为Q＝W＝Pt＝660W×900s＋440W×900s＝9.9×105J。