考點20專題復(fù)習(xí)計算題

考點20：專題復(fù)習(xí)——計算題考點通考點解讀1.壓強的計算2.浮力的計算3.電功率的計算4.機械效率5.熱值的計算看清考點復(fù)習(xí)，復(fù)習(xí)更清晰哦！看清考點復(fù)習(xí)，復(fù)習(xí)更清晰哦！考法通中考預(yù)測初中綜合計算題的解決就需要把以上提到的公式或者規(guī)律中的兩個或者多個結(jié)合起來，也常常應(yīng)用熱平衡方程為Q放=Q吸。所以對于初中生，在中考時常常出現(xiàn)綜合計算題。這樣的題能考查學(xué)生多個知識點，是評價學(xué)生綜合能力的好素材。本文就初中綜合計算題考法，結(jié)合多年來對全國各省市中考題的研究進(jìn)行歸納總結(jié)，對不同考題在解法上進(jìn)行分析指導(dǎo)。方法通一、壓強的計算壓強、液體壓強的計算，主要是運用兩個公式及其變形式解決有關(guān)問題。一個是壓強的定義式p=F/S，另一個是液體壓強公式p=ρgh。進(jìn)行計算時，要能正確地確定壓力、受力面積、深度。運用壓強、液體壓強的公式計算時，必須注意相關(guān)知識的理解。如確定壓力時，壓力可能與重力有關(guān)，也可能無關(guān)。確定受力面積時要注意此面積就是指兩個物體接觸部分的面積。確定深度時要注意是指液體與大氣（不是與容器）的接觸面向下到某處的豎直距離，不是指從容器底部向上的距離（那叫“高度”）。液體對容器底部的壓力與液體受到的重力可能相等，也可能不等，這取決于容器的形狀。二、浮力的計算1.稱重法：F浮=–F拉。2.壓差法：F浮=F2–F1。3.阿基米德原理：（1）內(nèi)容：浸在液體中的物體所受浮力的大小等于它排開液體的重力。（2）表達(dá)式：F浮=G排。（3）導(dǎo)出式：F浮=G排=m排g=ρ液gV排。4.浮沉條件：狀態(tài)漂浮懸浮上浮下沉（沉底）力的關(guān)系F浮=G物F浮=G物F浮>G物F浮<G物密度關(guān)系ρ液>ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液<ρ物二、功率的計算1.功率的意義：表示物體做功快慢的物理量。2.公式：P=W/t，P、W、t必須對應(yīng)同一段時間和同一物體；P=W/t，具有普遍性，不限制物體的運動狀態(tài)；P=Fv，必須是物體做勻速直線運動的狀態(tài)。四、熱量的計算吸熱公式：Q吸=cmΔt=cm（t–t0）。放熱公式：Q放=cmΔt=cm（t0–t）。燃燒放熱公式：Q=mq或Q=Vq。電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時Q放=W=Pt。五、機械效率的計算1.有用功：對我們有用的，是我們所需要的功。用W有用表示。2.額外功：在對物體做功時，由于摩擦等原因額外增加的功，是不得不做的功。符號：W額外。3.總功：W總=W有用+W額外。4.機械效率：η=W有用/W總，機械效率總是小于1。考題通?看看今天的效率如何，記錄自己進(jìn)步的點滴基礎(chǔ)入門練提升沖刺練學(xué)有余力升華練總計實際用時實際得分基礎(chǔ)入門練（共5道題，計10分）1.（2021昆明模擬）將盛有涼牛奶的瓶子放在熱水中（如圖所示），通過方式改變牛奶的內(nèi)能，圖中乙是250g牛奶與熱水的溫度隨時間變化的圖象，則牛奶在加熱過程中吸收的熱量為J．[c牛奶=4.2×103J/（kg?℃）]【答案】熱傳遞；2.1×104。【解析】（1）改變內(nèi)能的方法：一是做功，二是熱傳遞，物體放出熱量、內(nèi)能減少、溫度降低；（2）知道牛奶的質(zhì)量、比熱容，求出溫度升高值，利用吸熱公式Q吸=cm△t求牛奶吸收的熱量。給牛奶加熱的過程中，牛奶吸收熱量、內(nèi)能增加，是通過熱傳遞方式改變了牛奶的內(nèi)能；由圖乙可知，牛奶升高的溫度：△t=40℃﹣20℃=20℃，則牛奶吸收的熱量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×0.25kg×20℃=2.1×104J。2.某同學(xué)家使用燃?xì)鉄崴?，平均每天需?00kg的水從18℃加熱到58℃。若天然氣完全燃饒放出熱量的70%被水吸收，則熱水器平均每天消耗天然氣________m3。[c水=4.2×103J/(kg?℃)，q天然氣=4.0×107J/m3]。【答案】0.6【解析】用燃?xì)鉄崴鹘o水加熱，水吸收的熱量Q吸=c水m(tt0)=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×(58℃18℃)=1.68×107J燃燒天燃?xì)夥懦龅臒崃縿t每天消耗的天然氣的質(zhì)量3.小華家使用的是天然氣熱水器，他嘗試估測該熱水器的效率，以核對銘牌上的數(shù)值是否準(zhǔn)確。當(dāng)只有該熱水器使用天然氣時。把50kg的水從20℃加熱到54℃，天然氣表的示數(shù)由1365.05m3變?yōu)?365.17m3，已知水的比熱容c=4.2×103J/（kg·℃），天然氣的熱值q=7.0×107J/m3。求：(1)水吸收的熱量；(2)消耗的天然氣完全燃燒故出的熱量；(3)該熱水器的效率?！敬鸢浮?1)7.14×106J；(2)8.4×106J；(3)85%【解析】(1)水吸收的熱量(2)消耗的天然氣體積V=1365.17m31365.05m3=0.12m3消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量(3)該熱水器的效率4．標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，質(zhì)量為0.5kg、溫度為70℃的水放出4.2×104J的熱量，水的溫度降低了℃[c水=4.2×103J/（kg?℃）]?！敬鸢浮?0【解析】知道水的質(zhì)量、放出的熱量、比熱容，利用Q放=cm△t求水溫度降低值。由Q放=c水m△t可得，水降低的溫度：△t===20℃。2.小紅在實驗室用酒精把質(zhì)量是150g，初溫是60℃的水加熱到100℃，則水吸收的熱量是J；若不計熱損失，至少需要燃燒g酒精。[c水=4.2×103J/（kg?℃），q酒精=3.0×107J/kg]?！敬鸢浮?.52×104；672?！窘馕觥恐浪馁|(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q吸=cm△t求水吸收的熱量；由題知Q吸=Q放，再根據(jù)公式Q放=qm求出需要燃燒的酒精的質(zhì)量。水吸收的熱量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×0.15kg×（100℃﹣60℃）=2.52×104J，不計熱損失，Q吸=Q放=V酒精q，則V酒精===0.84×10﹣3m3。由ρ=可得，酒精的質(zhì)量m=ρV酒精=0.8×103kg/m3×0.84×10﹣3m3=0.672kg=672g。5.某燃?xì)鉄崴鲗?0kg的水從10℃加熱到60℃，完全燃燒了0.21m3的煤氣。水吸收的熱量是J．熱水器燒水的效率是。[已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），煤氣的熱值為4×107J/m3]【答案】4.2×106；50%。【解析】（1）水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×20kg×（60℃﹣10℃）＝4.2×106J；（2）這些煤氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝qV＝4×107J/m3×0.21m3＝8.4×106J，熱水器燒水的效率：η＝＝×100%＝50%。入門沖刺練（共10道題，計20分）1.沿海地區(qū)晝夜溫差比內(nèi)陸地區(qū)晝夜溫差小是因為水______。質(zhì)量為10kg的水溫度升高20℃所吸收熱量為______J（c水=4.2×103J/（kg·℃））?！敬鸢浮?1)比熱容大(2)8.4×105J【解析】（1）因為水的比熱容較大，白天，相同質(zhì)量的水和泥土比較，吸收相同的熱量，水的溫度升高的少；夜晚，放出相同的熱量，水的溫度降低的少，使得沿海地區(qū)晝夜的溫差小。（2）水吸收熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×20℃=8.4×105J2.用煤氣灶把2kg、初溫為20℃的水加熱到70℃，消耗了20g煤氣。已知水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），煤氣的熱值為4.0×107J/kg，則水吸收的熱量為______J，煤氣灶燒水的效率為______。【答案】(1)4.2×105(2)52.5%【解析】（1）水吸收的熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(70℃20℃)=4.2×105J（2）20g煤氣完全燃燒放出的熱量Q放=mq=20×103kg×4.0×107J/kg=8×105J燃?xì)庠顭男师?=52.5%3.五一假期，小明全家駕車從宿遷到徐州游玩，出發(fā)前，愛學(xué)習(xí)的小明收集了相關(guān)數(shù)據(jù)，整理成下表，請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)完成相關(guān)計算．（1）轎車靜止時對水平地面的壓強（g取10N/kg）；（2）全程行車所需的時間；（3）勻速行駛lkm牽引力所做的功；（4）全程消耗的汽油在完全燃燒時放出的熱量（q汽油=4.6×107/kg）．【答案】（1）7×104Pa（2）1.2h（3）2×106J（3）2.484×108J【解析】（1）根據(jù)公式p=F/S計算轎車對地面的壓強，其中F=G=mg；（2）根據(jù)t=s/v計算出行駛所用的時間；（3）根據(jù)二力平衡條件，若勻速行駛則F=f，根據(jù)W=Fs計算出功的大小；（4）根據(jù)公式Q=mq計算出燃油燃燒放出的熱量．4．（2021新疆一模）我市正在爭創(chuàng)全國文明城市，各單位都加大了“創(chuàng)城”工作的力度。為了凈化市區(qū)空氣，環(huán)衛(wèi)工人每天清晨都駕駛灑水車對市區(qū)道路灑水（如圖）．下表是某灑水車的相關(guān)數(shù)據(jù)。已知水的密度為1.0×103kg/m3，汽油的燃燒值為4.6×107J/kg，g取10N/kg．請根據(jù)題意回答下列問題：空車質(zhì)量水罐容積裝滿水時車輪與地面的總接觸面積額定功率5t4m30.6m2120kW（1）若該灑水車的發(fā)動機是汽油發(fā)動機，發(fā)動機工作時哪個沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能？燃燒0.5kg汽油能產(chǎn)生多少熱量？（2）該灑水車裝滿水時對地面的壓強為多少？（3）若水罐內(nèi)有一漂浮的物體浸沒在水中的體積為1.0×10﹣3m3，則該物體受到的浮力為多大？（4）該灑水車在水平路面上以額定功率勻速行駛5000m用時10min，試計算此過程汽車所受到的阻力大小。【答案】（1）發(fā)動機工作時做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；燃燒0.5kg汽油能產(chǎn)生2.3×107J熱量；（2）該灑水車裝滿水時對地面的壓強為1.5×105Pa；（3）則該物體受到的浮力為10N；（4）此過程汽車所受到的阻力大小為1.44×104N?！窘馕觥浚?）汽油機的一個工作循環(huán)包括：吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程；做功沖程是高溫高壓的燃?xì)鈱钊龉ν瓿傻?，是將?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程。燃燒0.5kg汽油產(chǎn)生的熱量：Q=m汽油q=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J；（2）由ρ=可知，裝滿水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×103kg/m3×4m3=4×103kg，汽車和水的總重：G總=G車+G水=（m車+m水）g=（5×103kg+4×103kg）×10N/kg=9×104N；該灑水車裝滿水時對地面的壓力：F=G總=9×104N；該灑水車裝滿水時對地面的壓強：p===1.5×105Pa；（3）該物體受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3=10N；（4）灑水車行駛5000m用時10min，則行駛速度：v===m/s，由P===Fv可得牽引力：F===1.44×104N，因為灑水車勻速行駛，所以受到的阻力：f=F=1.44×104N。5.（2020湖南岳陽）某型號汽車整車與駕駛員的總質(zhì)量是2060kg，駕駛員駕駛該汽車在平直公路上勻速行駛進(jìn)行車型測試，測試過程中消耗汽油的體積為1.5×103m3（g=10N/kg，ρ汽油=0.7×103kg/m3，q汽油=4.5×107J/kg，）求：(1)汽車與駕駛員的總重力；(2)測試過程中消耗汽油的質(zhì)量；(3)假設(shè)汽油完全燃燒，汽油機的效率為40%，汽車在測試過程中做的有用功是多少?！敬鸢浮?1)20600N；(2)1.05kg；(3)1.89×107J【解析】(1)汽車與駕駛員的總重力G=mg=2060kg×10N/kg=20600N(2)測試過程中消耗汽油的質(zhì)量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×1.5×103m3=1.05kg(3)汽油完全燃燒放出的熱量Q放=m汽油q汽油=105kg×4.5×107J/kg=4.725×107J汽車在測試過程中做的有用功W有=Q放η=4.725×107J×40%=1.89×107J6.（2021福建一模）小天收集了一些數(shù)據(jù)填在下表中。如果該車滿載貨物后在平直的公路上勻速行駛100m，貨車受到的阻力是車重的1/10．那么在此過程中：（g取10Nkg）（1）該貨車車牽引力是多少？牽引力所做的功是多少？（2）燃油完全燃燒放出的熱量是多少？（3）該貨車發(fā)動機的效率是多少？品牌型號東風(fēng)xx外型尺寸5×1.9×23（m）變速箱A85空車質(zhì)量1.5噸最高車速120km/h滿載時載貨量2.5噸空載百公里油耗12L燃油密度0.8×103kg/m3滿載百公里油耗20L燃油熱值5×107J/kg【答案】（1）4×103N；4×105J；（2）8×105J；（3）50%?！窘馕觥浚?）滿載貨物時貨車的總質(zhì)量：m=m車+m貨=1.5t+2.5t=4t=4×103kg，貨車的總重力：G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N，由題意知，貨車受到的阻力：f=G/10=4×104N/10=4×103N，因為該車滿載貨物后在平直的公路上勻速行駛，所以，根據(jù)二力平衡條件可知，該貨車的牽引力：F=f=4×103N。牽引力所做的功：W=Fs=4×103N×100m=4×105J。（2）由表格數(shù)據(jù)可知，貨車滿載百公里油耗為20L，則貨車行駛100m=0.1km消耗燃油的體積：V=（0.1km/100km）×20L=0.02L=2×10﹣5m3，由ρ=m/V得，消耗燃油的質(zhì)量：m燃油=ρ燃油V燃油=0.8×103kg/m3×2×10﹣5m3=0.016kg，燃油完全燃燒放出的熱量：Q放=m燃油q燃油=0.016kg×5×107J/kg=8×105J。（3）該貨車發(fā)動機的效率：η=W/Q放×100%=50%。7．（2021湖南邵陽一模）如圖所示，一平底熱水壺，其質(zhì)量為0.5kg，內(nèi)底面積為180cm2．有一次小軍同學(xué)用該熱水壺裝了1.5L的水放在水平桌面上，測得壺中水深15cm，初溫20℃．請你通過計算回答：（1）此時水和熱水壺的總質(zhì)量是多少？（2）加熱前水對壺底的壓強多大？（3）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下加熱水至沸騰，水至少要吸收多少熱量？[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），g＝10N/kg]【答案】（1）此時水和熱水壺的總質(zhì)量是2kg；（2）加熱前水對壺底的壓強為1.5×103Pa；（3）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下加熱水至沸騰，水至少要吸收5.04×105J熱量?！窘馕觥浚?）水的體積：V水＝1.5L＝1.5×10﹣3m3，根據(jù)ρ可得水的質(zhì)量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg；則水和熱水壺的總質(zhì)量：m＝m壺+m水＝0.5kg+1.5kg＝2kg；（2）水深h＝15cm＝0.15m，則壺底受到水的壓強：p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.15m＝1.5×103Pa；（3）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點是100℃，則水吸收的熱量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J。8.（2021湖北濱州二模）用液化氣灶燒水，把1.5kg初溫為20℃的水加熱到100℃，需要吸收的熱量為J．若上述過程中完全燃燒了0.021kg液化氣，且只有60%的熱量被水吸收，則液化氣的熱值為J/kg。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【答案】5.04×105；4×107?！窘馕觥浚?）水吸收的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J；（2）由題知，Q吸＝Q放×60%＝m液化氣q×60%，需要液化氣的體積：q液化氣＝＝＝4×107J/kg。9.（2021山東德州模擬）在“探究水沸騰時溫度變化的特點”實驗中，燒杯中加入200g的水，測得初始溫度為45℃．如圖所示，用酒精燈加熱一段時間后溫度計的示數(shù)為℃，則水吸收的熱量為J，這些熱量相當(dāng)于完全燃燒g酒精放出的熱量。（水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃），酒精熱值q＝3.0×107J/kg）【答案】95；4.2×104；1.4?！窘馕觥勘绢}考查溫度計的讀數(shù)、吸熱公式和燃料燃燒放出熱量公式的理解和應(yīng)用，利用好條件Q放＝Q吸是關(guān)鍵。（1）由圖可知，溫度計的分度值為1℃，示數(shù)為95℃；（2）水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×0.2kg×（95℃﹣45℃）＝4.2×104J。（3）由題知，Q放＝Q吸＝4.2×104J，由Q放＝mq得，需要完全燃燒酒精的質(zhì)量：m′=Q放/q=0.0014kg＝1.4g。10．（2021海南模擬）質(zhì)量之比為2：3的甲、乙兩種液體，當(dāng)它們吸收的熱量之比為7：5時，升高的溫度之比為6：5，則甲、乙的比熱容之比為?！敬鸢浮?：4?！窘馕觥恐纼晌矬w的質(zhì)量之比、升高的溫度之比、吸收的熱量之比，利用吸熱公式求甲乙兩物體的比熱容關(guān)系。由題知，m甲：m乙=2：3，△t甲：△t乙=6：5，Q甲：Q乙=7：5，因為Q吸=cm△t，所以===，解得：==7：4。學(xué)有余力提升練（共5道題，計10分）1.市面上的電熱水壺大多具有加熱和保溫功能。下圖是某電熱水壺的電路簡圖，開關(guān)K接通后，開關(guān)S自動與觸點a、b接通，熱水壺開始燒水；當(dāng)壺內(nèi)水溫達(dá)到100oC時，溫控開關(guān)S自動與a、b斷開，并立即與觸點c接通，水壺進(jìn)入保溫狀態(tài)。已知電源電壓為220V，電阻R1=50Ω，這種水壺的加熱功率P加熱是保溫功率P保溫的5倍，水的比熱容c=4.2x103J/(kg.oC)，R1、R2電阻不受溫度影響。求：(1)將1kg初溫為35oC的水加熱到100oC需要吸收多少熱量?(2)電阻R2的阻值。(3)在晚上用電高峰期將1kg初溫為35oC的水加熱到100oC需用時300s，若加熱效率為91%，則晚上用電高峰期的實際電壓為多少?【答案】(1)；(2)200Ω；(3)200V。【解析】(1)初溫為35oC水加熱到100oC，溫度的變化量為需要吸收的熱量為(2)由題意可知，開關(guān)S自動與觸點a、b接通時與并聯(lián)，電熱水壺處于加熱狀態(tài)，得加熱時電功率為開關(guān)S自動與a、b斷開，并與觸點c接通時，電路變?yōu)榈暮唵坞娐?，電熱水壺處于保溫狀態(tài)，得保溫時電功率為水壺的加熱功率P加熱是保溫功率P保溫的5倍，即得即根據(jù)得電阻，根據(jù)可算出電阻為即得(3)初溫為35oC的水加熱到100oC，溫度變化量為吸收的熱量為總的消耗的電能為電路總電阻為根據(jù)公式得2.小明媽媽為奶奶買了一個電熱足浴盆。內(nèi)部加熱系統(tǒng)和按摩系統(tǒng)兩部分組成。加熱系統(tǒng)的加熱電阻額定電壓為220V，額定功率為605W，問：(1)小明幫奶奶泡腳時，向足浴盆中加入6kg初溫為20℃的水，加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作16min將水加熱到40°C，此加熱過程中吸收的熱量是多少？（c水=4.2×103J/(kg·°C)）(2)加熱系統(tǒng)加熱時的熱效率是多少？（結(jié)果精確到0.1%）(3)當(dāng)小明家的實際電壓是200V，加熱電阻工作的實際功率是多少？（加熱電阻阻值不隨溫度變化而變化）(4)足浴盆按摩系統(tǒng)中的電動機工作電壓是12V（按摩系統(tǒng)將交流電壓轉(zhuǎn)換為12V），工作電流為4A，其電阻為0.5Ω，電動機工作中因發(fā)熱損失的功率是多少？【答案】(1)5.04×105J；(2)86.8%；(3)500W；(4)8W【解析】(1)加熱過程中水吸收的熱量(2)加熱系統(tǒng)加熱時消耗的電能則熱效率(3)由可得加熱電阻的阻值當(dāng)小明家的實際電壓是200V，加熱電阻工作的實際功率(4)電動機工作過程中要發(fā)熱，損失功率3.在家電博覽會上，小亮家買了一款標(biāo)有“220V3000W”的電熱水器。(1)電熱水器中的電熱管工作時利用的是電流的_____效應(yīng)。智能化遙控器通過紅外線對熱水器進(jìn)行溫度控制，紅外線是_____（選填“可見”或“不可見”）光；(2)大功率家用電器需要使用專用插座，插座的常用規(guī)格有10A和16A兩種，通過計算說明該電熱水器應(yīng)選用哪種規(guī)格的插座______；(3)已知該電熱水器的加熱效率為90%，求它正常工作時把30L水從20℃加熱到47℃需要的時間______。（ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg?℃）。【答案】(1)熱效應(yīng)不可見(2)16A(3)1260s【解析】(1)電熱水器中的電熱管工作時，消耗電能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，利用了電流的熱效應(yīng)來工作。紅外線是在紅光之外的看不見的光，故紅外線是不可見光。(2)由P=UI得故應(yīng)選擇16A的插座。(3)電熱水器中水的質(zhì)量m=Vρ水=30×103m3×103kg/m3=30kg水吸收的熱量由得4．初（17001）班教室里有一款飲水機，其工作電路可簡化為如圖甲所示的電路。S是溫度控制開關(guān)，根據(jù)飲水機內(nèi)水杯中水溫的變化自動切換加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，R1、R2是加熱管的電阻（不考慮阻值受溫度變化影響），它的部分技術(shù)參數(shù)如表所示、試回答下列問題：（1）S閉合時，飲水機處于工作狀態(tài)。R2的阻值是Ω。（2）水杯中裝滿20℃水時，飲水機正常工作，加熱多長時間可將水燒開？[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），當(dāng)時氣壓設(shè)定為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，不考慮熱損失]（3）最近一次使用時，加熱管R1損壞了，物理興趣小組的同學(xué)們利用電位器（相當(dāng)于滑動變阻器，以下稱為變阻器）設(shè)計了如圖乙所示的電路來控制加熱管R2的發(fā)熱功率，在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行模擬實驗，將滑片從變阻器的一端滑到另一端的過程中，同學(xué)們通過實驗測量，得出變阻器消耗的電功率P隨電流I關(guān)系的圖象如圖丙所示，則：①求R2的發(fā)熱功率范圍。②變阻器的最大功率多大？③簡述：這種設(shè)計方案有什么不妥之處（指出一種合理的不妥情況即可）。【答案】（1）加熱；55；（2）加熱224s可將水燒開；（3）①R2的發(fā)熱功率范圍為13.75W～880W；②變阻器的最大功率為220W；③因變阻器與R2串聯(lián)，若其中任一電阻損壞，將導(dǎo)致整個電路不能工作（或變阻器產(chǎn)生的熱量沒有被利用）?！窘馕觥浚?）S閉合時，兩電阻并聯(lián)，S斷開時，為R1的簡單電路，由并聯(lián)電路小于其中任一電阻，根據(jù)P＝可知，S閉合時，飲水機處于加熱工作狀態(tài)，功率為900W；S斷開時，飲水機處于保溫工作狀態(tài)，功率為20W；根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響，故加熱時R2的功率為：P2＝900W﹣20W＝880W，R2＝＝＝55Ω。（2）一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓水的沸點為100℃，水杯中裝滿20℃水加熱到沸點吸熱：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×0.6kg×（100℃﹣20℃）＝2.016×105J，不考慮熱損失，消耗的電能W＝Q吸＝2.016×105J，由P＝得，將水燒開的時間：t′＝＝＝224s；（3）①變阻器與R2串聯(lián)，當(dāng)變阻器連入電路的電阻為0時，R2的電壓為220V，其最大功率為880W；當(dāng)變阻器最大電阻連入電路中時，由圖知電路的最小電流為0.5A，R2的最小功率為：P2?。絀小2R2＝（0.5A）2×55Ω＝13.75W；R2的發(fā)熱功率范圍為13.75W～880W；②變阻器的功率：P變＝I2R變＝（）2×R變＝＝，當(dāng)R變＝R2時，變阻器的最大功率為：變阻器的最大功率：P變大＝＝＝220W；③因變阻器與R2串聯(lián)，若其中任一電阻損壞，將導(dǎo)致整個電路不能工作（或變阻器產(chǎn)生的熱量沒有被利用）。5．圖為某電熱器的電路原理圖，通過將開關(guān)S置于不同的位置，可以實現(xiàn)“加熱”和“保溫”兩種狀態(tài)的變換，對應(yīng)的額定功率分別為800W和40W。（1）將開關(guān)S接“1”時，電熱器處于（選填“加熱”或“保溫”）狀態(tài)。（2）電熱器在加熱狀態(tài)下正常工作，將0.5kg初溫為20℃的水加熱到100℃，需要多長時間？（【水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），假設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能】【答案】（1）加熱；（2）電熱器在加熱狀態(tài)下正常工作，將0.5kg初溫為20℃的水加熱到100℃，需要的時間為210s?！窘馕觥浚?）將開關(guān)S接“1”時，電路為R2的簡單電路，電路中電阻最小，根據(jù)P=可知，電源電壓一定時，電阻越小，電功率越大，所以此時電熱器處于加熱狀態(tài)。（2）水吸收的熱量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）=1.68×105J，由題意可知，假設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，則W=Q吸=1.68×105J，由P=得，需要的加熱時間：t′===210s。真題實戰(zhàn)模擬，考場更輕松真題實戰(zhàn)模擬，考場更輕松考場幫1.（2021山東泰安）小明觀察到高速公路進(jìn)出口處設(shè)有測量貨車重力檢測裝置，他利用學(xué)過的物理知識設(shè)計了一套測量貨車重力的模擬裝置，其工作原理如圖甲所示。OAB為水平杠桿，OB長1m，O為支點，OA∶AB=1∶4，平板上物體所受重力大小通過電流表讀數(shù)顯示。已知定值電阻R0的阻值為10Ω，壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示。平板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計。(1)當(dāng)電池組電壓U0＝12V，平板上物體所受重力分別是80N和100N時，閉合開關(guān)S，分別求出電流表的讀數(shù)；(2)電池組用久后電壓變小為U1，這時平板上物體重100N時，電流表讀數(shù)為0.3A，求U1的大小；(3)在第(2)問情況中，電池組電壓大小為U1，要求平板上重為100N的物體對應(yīng)的電流表讀數(shù)和電池組電壓U0＝12V的情況下相同，小明采取了兩種解決辦法：①其它條件不變，只更換電阻R0，試求出更換后的R0′的大小。②其它條件不變，只水平調(diào)節(jié)杠桿上觸點A的位置，試判斷并計算觸點A應(yīng)向哪個方向移動？移動多少厘米？【答案】(1)0.3A和0.4A；(2)9V；(3)①2.5Ω；②觸點A應(yīng)向左移動，移動3厘米【解析】(1)由杠桿平衡條件可知，當(dāng)FA1＝80N，F(xiàn)A2＝100N時FA1·OA＝FB1·OB80N·OA＝FB1·OBFA2·OA＝FB2·OB100N·OA＝FB2·OB由題意可知OA∶AB=1∶4OA∶OB=1∶5解得FB1＝16N，F(xiàn)B2＝20N由R的阻值隨所受壓力F變化關(guān)系圖象得R1＝30Ω、R2＝20Ω由歐姆定律得I1==0.3AI2==0.4A(2)U1的大小U1=IR總2=I0(R2＋R0)＝0.3A×(20Ω+10Ω)=9V(3)①其它條件不變，只更換電阻R0為R0′，由題意得U1=I2R總2′=I2(R2＋R0′)9V=0.4A×(20Ω+R0′)解得R0′＝2.5Ω②其它條件不變，只向左調(diào)節(jié)A觸點Lcm，壓力傳感器阻值為R3U1=I2R總3=I2(R3＋R0)9V=0.4A×(R3＋10Ω)解得R3＝12.5Ω從圖象可知FB3＝23N，由杠桿平衡條件FB3·OB＝FA2·(OA＋L)23N×1m＝100N×(×1m＋L)解得L＝3cm2.（2021河南二模）如圖中甲是電子秤的原理圖（圖中壓力表是用電流表改裝的）。已知電源電壓為24V，電阻R0=60Ω，壓力傳感器Rx的阻值隨所受壓力F變化的圖像如圖乙，壓力傳感器表面能承受的最大壓力為400N，壓桿與壓力傳感器的接觸面積是2×104m2（托盤和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計）。求：（1）該壓力傳感器能承受的最大壓強；（2）當(dāng)壓力為200N時，由乙圖可知壓力傳感器Rx的阻值是多少？（3）當(dāng)壓力為200N時，通過R0的電流為多少？R0消耗的電功率為多少？【答案】（1）2.78×106Pa（2）180Ω（3）0.6W【解析】（1）壓力傳感器能承受的最大壓強：p=F/S==2×106Pa；（2）由圖乙知，當(dāng)壓力為200N時，由乙圖可知壓力傳感器Rx的阻值是180Ω；（3）由圖甲知，R0與Rx串聯(lián)，所以當(dāng)電壓為200N時，通過R0的電流：I0=I=U/R=0.1A；R0消耗的電功率：P0=U0I0=I02R0=（0.1A）2×60Ω=0.6W．3.（2021山東濰坊二模）小強同學(xué)利用學(xué)過的物理知識設(shè)計了一個拉力計，圖甲是其原理圖，硬質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與R1間的摩擦不計），定值電阻R0=5Ω，ab是一根長5cm的均勻電阻絲，其阻值為25Ω，電源電壓U=3V，電流表的量程0——0.6A，請回答：（1）小強在電路中連入R0的目的是。（2）當(dāng)拉環(huán)不受力時，滑片處與a端，閉合開關(guān)S后電流表的讀數(shù)是多少？（3）已知該彈簧伸長的長度△L，與所受拉力F間的關(guān)系如圖乙所示，通過計算說明，開關(guān)S閉合后，當(dāng)電流表指針指在0.3A處時，作用在拉環(huán)上水平向右的拉力是多大？【答案】（1）保護電流表（2）0.1A（3）400N【解析】（1）電路中必須接入R0，其目的是保護電流表．（2）當(dāng)拉環(huán)不受拉力時，滑片P處于a端，閉合開關(guān)S后電流表的讀數(shù)應(yīng)為I=0.1A．（3）當(dāng)電流表讀數(shù)為0.3A時，根據(jù)歐姆定律，可得R0兩端的電壓為U0=I1R0=0.3A×5Ω=1.5V，則R1兩端的電壓為：U1=U﹣U0=3V﹣1.5V=1.5V，故R1接入電路部分的電阻R1=5Ω，因電阻絲的電阻值與長度成正比，故可知彈簧被拉長的長度為△L=4cm，對照圖乙，可知作用在拉環(huán)上的水平向右的拉力為F=400N．4.（2021云南一模）如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置。已知重物質(zhì)量m=50kg，電源電壓U=110V保持不變，電動機線圈的電阻R=4Ω，不計各處摩擦，當(dāng)電動機以某一速度勻速向上提升重物時，電路中的電流I=5A（g=10N／kg）。求：（1）電源的輸出功率；（2）電動機線圈電阻R的發(fā)熱功率；（3）試從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度，求重物上升的速度大小。【答案】（1）550W；（2）100W；（3）0.9m/s?！窘馕觥浚?）P出=UI=110V×5A=550W（2）P熱=I2R=(5A)2×4Ω=100W（3）因能量守恒，電動機對重物做的功的功率為：P有用=P出—P熱=550W－100W=450W又因為：P=eq\f(W,t)=eq\f(Fh,t)=F×eq\f(vt,t)=Fv，且勻速向上提升重物時：F=G=mg=50kg×10N／kg=500N，所以：v=eq\f(P有用,F)=eq\f(450W,500N)=0.9m/s.5.（2021重慶二模）近年來，我市的轎車市場十分火爆，各種新型轎車駛進(jìn)千家萬戶。如圖乙所示為某新型轎車測定油箱內(nèi)油面高度的電路原理圖。其中電源電壓恒為6V，R0是阻值為5Ω的定值電阻，A是油量指示表（實質(zhì)是一只電流表，油量的變化通過電流的變化同步顯示出來）。Rx為壓敏電阻，它的電阻隨受到的壓力變化關(guān)系如下表。（取g＝10N/kg）壓力/N050100150200250300350400電阻/Ω550395275170906040255（1）若轎車以90kW的恒定功率啟動作直線運動，且整個運動過程中受到的阻力不變，速度v與時間t的關(guān)系如圖丙所示，在0～25s時間內(nèi)，轎車的牽引力與阻力關(guān)系可能的是：牽引力________阻力（選填“大于”、“等于”、“小于”、“大于或等于”）。（2）由（1