專題8　物理解答題（原卷版）

專題8物理解答題【命題重點(diǎn)】物理解答題在中考試卷中主要有兩種類型:力學(xué)綜合計(jì)算題和電學(xué)綜合計(jì)算題。力學(xué)計(jì)算中往往涉及速度、壓強(qiáng)、浮力、功和功率、簡(jiǎn)單機(jī)械的運(yùn)用等。電學(xué)計(jì)算往往涉及電壓、電流、電阻、電功和電功率等的計(jì)算?！痉椒ㄒc(diǎn)】計(jì)算題的一般解答步驟:①認(rèn)真審題,明確現(xiàn)象與過(guò)程,明確給出的條件并挖掘題中的隱含條件。②確定答題的方向,弄清在考什么知識(shí)點(diǎn),選擇合適的規(guī)律與公式。③列出表達(dá)式,注意適用條件和量的一一對(duì)應(yīng)。④代入數(shù)據(jù)求解,注意單位統(tǒng)一?！纠}精析】類型1力學(xué)綜合計(jì)算題如圖所示，甲是半徑為R＝0.5米的光滑的14半圓弧槽與一粗糙的水平面相連接，將重為G＝100N的物體從斜面頂端由靜止釋放，測(cè)出在水平面上滑行距離為s1＝1m處停下來(lái)。圖乙是一個(gè)粗糙的半徑為R＝0.5m的14半圓弧槽與和甲中同樣粗糙的水平面相連接，將甲中的物體也從乙斜槽頂端由靜止釋放，測(cè)出在水平面上滑行距離為s（1）乙中重力對(duì)物體做的功；（2）乙中物體在水平面上的摩擦力f為多少？（3）乙中物體在粗糙的14東京奧運(yùn)會(huì)61公斤級(jí)舉重比賽中，冠軍獲得者李發(fā)彬在完成挺舉166公斤時(shí)，由于重心不穩(wěn)，做出了金雞獨(dú)立的高難度動(dòng)作，轟動(dòng)了全世界。已知比賽時(shí)李發(fā)彬體重為60公斤，每只舉重專用鞋鞋底面積約為200cm2，挺舉時(shí)他用了10s時(shí)間將杠鈴舉高了2m并保持靜止，如圖所示。請(qǐng)回答：（1）舉重運(yùn)動(dòng)員上臺(tái)比賽時(shí)雙手涂抹白色鎂粉的目的是。（2）杠鈴的重力為多少？（3）李發(fā)彬?qū)⒏茆徟e高的功率是多少？（4）金雞獨(dú)立時(shí)，李發(fā)彬?qū)Φ孛娴膲簭?qiáng)有多大？如圖甲所示，用鋼絲繩將一個(gè)實(shí)心圓柱形混凝土構(gòu)件從河里以0.05m/s的速度豎直向上勻速提起，圖乙是鋼絲繩的拉力F隨時(shí)間t變化的圖像，整個(gè)提起過(guò)程用時(shí)100s，已知河水密度為1.0×103kg/m3，混凝土的密度為2.8×103kg/m3，鋼鐵的密度為7.9×103kg/m3，g取10N/kg，不計(jì)河水的阻力，試求：（1）0～60s內(nèi)鋼絲拉力所做的功為多少？（2）實(shí)心混凝土構(gòu)件的體積為多少？（3）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，此構(gòu)件為純混凝土還是混凝土中帶有鋼鐵骨架？為了控制疫情，全國(guó)很多地方實(shí)行疫區(qū)封閉管理，并使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行常態(tài)化安全巡查。如圖甲所示，是正在巡查?的無(wú)人機(jī)。無(wú)人機(jī)起飛前，放在地面上時(shí)要確?！八哪_”著地；啟動(dòng)后，利用遙控器可控制它運(yùn)動(dòng)和工作。無(wú)人機(jī)的部分參數(shù)如表。求：機(jī)身質(zhì)量/kg2.4四腳著地總面積/cm210電池充滿后儲(chǔ)存電能/J36000最大水平速度/（m?s﹣1）5機(jī)身尺寸/mm400×300×200最大上升速度/（m?s﹣1）1（1）使無(wú)人機(jī)上升的力其施力物體是。①無(wú)人機(jī)②螺旋槳③空氣④地面（2）如圖乙，交警正在使用此款無(wú)人機(jī)進(jìn)行掃碼進(jìn)城登記，當(dāng)無(wú)人機(jī)載著600g含二維碼的海報(bào)上升10m的過(guò)程中，無(wú)人機(jī)克服重力所做的功？（3）無(wú)人機(jī)充滿電后在水平方向上以最大速度勻速飛行時(shí)一次可飛行5km，且電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為60%，求無(wú)人機(jī)以最大水平速度沿水平方向勻速飛行過(guò)程中受到的推力F。如甲圖所示，長(zhǎng)2m的輕質(zhì)杠桿AB可繞O點(diǎn)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，支點(diǎn)O在杠桿AB的中點(diǎn)。將邊長(zhǎng)為20cm的均勻?qū)嵭恼襟w甲用細(xì)繩系于杠桿的C處，并放在水平放置的力傳感器上，甲物體與力傳感器固定在一起。乙物體懸掛在D點(diǎn)，OC＝OD＝0.5m。將乙物體在OB間移動(dòng)過(guò)程中，力傳感器示數(shù)F與乙物體懸掛處距支點(diǎn)的水平距離x的圖像如圖乙所示。杠桿始終水平平衡，細(xì)繩始終伸直，不計(jì)細(xì)繩重且細(xì)繩不可伸長(zhǎng)。求：（1）甲物體的質(zhì)量；（2）乙物體懸掛在D點(diǎn)時(shí)，甲物體對(duì)力傳感器的壓強(qiáng)；（3）乙物體懸掛在D點(diǎn)時(shí)，若沿豎直方向?qū)⒓椎淖笥覂蛇吀髑腥ズ穸葹閍2類型2電學(xué)綜合計(jì)算題物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)便攜式水深測(cè)量?jī)x。它主要是由探頭A和控制盒B構(gòu)成，它們之間用有絕緣皮的細(xì)導(dǎo)線相連形成回路，如圖甲所示。其中探頭A是一個(gè)底面積為10cm2、高5cm、重2.5N的圓柱體，探頭A的底部為壓敏電阻R（R與水接觸的表面涂有絕緣漆），工作時(shí)底部始終與水平面相平，壓敏電阻R隨表面壓力大小的變化如圖乙所示。A和B間的電路連接關(guān)系如圖丙所示，其中電源電壓恒為3V，電流表盤改裝成深度表（導(dǎo)線的重力與體積均不計(jì)）。興趣小組的同學(xué)將探頭A緩慢放入水中，求：（1）探頭A剛好全部浸入水中時(shí)，R底部受到水的壓強(qiáng)是多少Pa？（2）探頭A全部浸入水中時(shí)，導(dǎo)線對(duì)探頭A的拉力是多少N？（3）將探頭投入看似不深的水平池底，靜止時(shí)（R與池底未緊密結(jié)合）導(dǎo)線已松弛，電流表示數(shù)是0.4A，則表盤0.4A處應(yīng)該標(biāo)水的深度值為多少m？某學(xué)習(xí)小組，制作了一個(gè)探究“滑動(dòng)摩擦力與壓力大小關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖甲所示。絕緣的輕質(zhì)木板，壓在硬性輕質(zhì)且光滑的金屬滑片上，木板和金屬滑片均水平放置且足夠長(zhǎng)，電路開關(guān)閉合時(shí)，可通過(guò)改裝后的電流表讀出滑片所受壓力F的大小。重為5.5N的鐵塊通過(guò)細(xì)線繞過(guò)定滑輪（不計(jì)繩重和摩擦），與重為0.5N的空桶相連，將鐵塊放在水平木板上時(shí)，滑片恰好在滑動(dòng)變阻器R2底端，電阻不計(jì)的彈簧被壓縮，此時(shí)電路的總功率P＝0.6W，R1的功率記為P1。實(shí)驗(yàn)裝置通過(guò)向桶中加入細(xì)沙，改變鐵塊對(duì)木板的壓力；水平向左推動(dòng)木板時(shí)，鐵塊始終保持靜止，通過(guò)始終在水平方向的拉力傳感器（位置可隨鐵塊一起相對(duì)地面上下調(diào)節(jié)）的示數(shù)，可得出木板與鐵塊之間摩擦力的大小。電路中，電源電壓恒為3V，R2阻值分布均勻（阻值與長(zhǎng)度成正比）。彈簧長(zhǎng)度變化量與壓力的關(guān)系如圖乙所示。小組實(shí)驗(yàn)后，得到壓力F壓和拉力傳感器示數(shù)F的數(shù)據(jù)如表丙所示。F壓/N012345F/N00.250.50.7511.25（1）若鐵塊的底面積為20cm2，當(dāng)F＝1N時(shí)，鐵塊對(duì)木板的壓強(qiáng)為多少？（2）學(xué)習(xí)小組應(yīng)當(dāng)將電流表的哪個(gè)刻度改為壓力5N？（3）若壓力為0時(shí)，滑片恰好在R2的頂端，此時(shí)R1的功率記為P2，且P1：P2＝1：9當(dāng)電流表的示數(shù)為0.5A時(shí)，向桶中加入細(xì)沙的重力為多少？小強(qiáng)的爸爸在國(guó)外買了一臺(tái)家用智能電熱馬桶蓋（如圖甲），小強(qiáng)從此立志學(xué)好物理，長(zhǎng)大后創(chuàng)新設(shè)計(jì)推進(jìn)“中國(guó)造”．圖乙是小強(qiáng)設(shè)計(jì)的便座加熱電路，R1和R2是兩個(gè)定值電阻（表示兩個(gè)電熱絲），單刀雙擲開關(guān)S2可接a或b，該電路通過(guò)開關(guān)S1和S2的不同接法組合，實(shí)現(xiàn)“高溫?fù)?、中溫?fù)?、低溫?fù)酢比N加熱功能。已知智能電熱馬桶蓋低溫?fù)豕β蔖1＝22W，中溫?fù)豕β蕿镻2＝44W。求（1）低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，電路中的電流；（2）R1和R2的阻值；（3）求高溫?fù)豕β蔖3?？諝庹ㄥ?，因其烹制食物脂防含量低，美味酥脆，無(wú)油煙味，深受廣大市民青睞。如圖甲所示為某品牌空氣炸鍋，其發(fā)熱元件為兩個(gè)電阻，內(nèi)部電路可簡(jiǎn)化為如圖乙所示電路。已知額定電壓為220V，發(fā)熱擋位有高、中、低三擋：低溫?fù)豕β蔖低為193.6W，中溫?fù)豕β蔖中為242W。當(dāng)開關(guān)S2接a，開關(guān)S1斷開時(shí)為低溫?fù)?，閉合時(shí)為中溫?fù)酢Ｄ炒斡么丝諝庹ㄥ伕邷負(fù)跫庸な項(xiàng)l200g用時(shí)2min，若原料薯?xiàng)l溫度為20℃，炸熟溫度至少需要達(dá)到170℃，薯?xiàng)l的比熱容c薯?xiàng)l＝3.63×103J/（kg?℃），求：（1）薯?xiàng)l吸收的熱量；（2）R1的阻值；（3）空氣炸鍋高溫?fù)醯墓β蔖高。某家用速熱式電熱水器的銘牌標(biāo)明，加熱功率4400W，保溫功率100W，水箱容積25L；其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，R1、R2是水箱中加熱盤內(nèi)的電熱絲，水箱放滿水后閉合開關(guān)S1開始加熱，當(dāng)水溫升高到40℃時(shí)，溫控開關(guān)S2自動(dòng)切換到保溫狀態(tài)。（1）R1的阻值是多少？（2）如果熱水器每天平均保溫20h，則這臺(tái)電熱水器正常工作時(shí)每天因保溫要消耗的電能是多少？（3）當(dāng)電熱水器正常工作時(shí)，加熱110s，可使一整箱水溫度由20℃上升到24℃，則該電熱水器的效率是多少？[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），不考慮溫度對(duì)電阻的影響]【針對(duì)訓(xùn)練】1．如圖是蘋果自動(dòng)篩選裝置。原理是：傳送帶上蘋果經(jīng)過(guò)壓力檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，使壓敏電阻R的阻值發(fā)生變化，AB間的電壓也隨之發(fā)生改變，當(dāng)質(zhì)量小于一定值的蘋果經(jīng)過(guò)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，使R0兩端電壓小于5V時(shí)，機(jī)械裝置啟動(dòng)，將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的蘋果推出傳送帶，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選。已知電源電壓恒為15V，R0＝30Ω，壓敏電阻R的阻值隨壓力F的變化關(guān)系如表所示：壓力F/N012345阻值R/Ω1208060454038（1）當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒(méi)有蘋果時(shí)，1min內(nèi)整個(gè)電路消耗的總功率；（2）當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒(méi)有蘋果時(shí)，1min內(nèi)電阻R0消耗的電能；（3）該篩選裝置可將重為多少牛以下的蘋果推出傳送帶？2．小明設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)電流表的示數(shù)來(lái)探究不同物體在木板上所受摩擦力的大小。將物體放置在水平的長(zhǎng)木板上，導(dǎo)電性能良好的彈簧右端與物體及滑動(dòng)變阻器R1滑片P相連（不計(jì)滑片與滑動(dòng)變阻器線圈間的摩擦）滑動(dòng)變阻器長(zhǎng)18cm，其阻值隨長(zhǎng)度均勻變化；彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，指針正好指在a端。探究過(guò)程中，滑片P始終在a、b間，彈簧的左端固定在墻壁上。R0＝5Ω，電源電壓為3V。問(wèn)：（1）用F1＝10N的力向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板，當(dāng)指針P穩(wěn)定時(shí)，指在變阻器離b端15cm處，此時(shí)物體A受到的摩擦力為9N，電流表的示數(shù)為0.1A，求變阻器R1的最大電阻。（2）將物體B放在長(zhǎng)木板上，用F2＝20N的力向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板，當(dāng)指針P穩(wěn)定時(shí)，指在變阻器離b端13cm處，B物體所受的摩擦力是多少？3．如圖甲所示，薄壁圓柱形容器放在水平臺(tái)上，容器的底面積S容＝100cm2，質(zhì)量均勻的圓柱體物塊上表面中央用足夠長(zhǎng)的細(xì)繩系住，懸掛于容器中。以恒定速度向容器中緩慢注入水（每分鐘注入100g），直至注滿容器為止，細(xì)繩的拉力大小與注入水時(shí)間的關(guān)系圖像如圖乙所示。ρ水＝1g/cm3，g＝10N/kg，物塊不吸水，忽略細(xì)繩體積、液體擾動(dòng)等其它次要因素。求：（1）注入水前圓柱體物塊的下表面到容器底部的距離L1。（2）物塊的體積。（3）當(dāng)細(xì)繩的拉力為0.9N時(shí)，水對(duì)物塊下表面的壓強(qiáng)。4．如圖所示為某小區(qū)道閘的結(jié)構(gòu)原理，質(zhì)量8kg、長(zhǎng)4m的長(zhǎng)直桿AB通過(guò)P、Q兩點(diǎn)，固定在半徑為15cm的圓盤C上，圓盤C能夠繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)P點(diǎn)帶動(dòng)直桿轉(zhuǎn)動(dòng)。O點(diǎn)距A端為20cm，OP為圓盤直徑，圓盤C與電動(dòng)機(jī)M用齒輪連接。電動(dòng)機(jī)M的齒輪盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)直桿AB隨圓盤C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（g取10N/kg）（1）求桿AB水平靜止時(shí)，電動(dòng)機(jī)齒輪對(duì)圓盤C齒輪的力；（2）若不計(jì)摩擦，電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率為72W，求道閘直桿從水平轉(zhuǎn)到豎直位置完全打開需要的時(shí)間；（AB垂直地面、不計(jì)能量損失）（3）道閘勻速抬高，圓盤C齒輪受力怎么變？5．如圖甲所示，鉛筆和羊角錘用一根細(xì)繩連接恰好能在桌子邊緣靜止，每次擺動(dòng)羊角錘，最后都能靜止如圖甲，此時(shí)只有筆尖跟桌面接觸，并且鉛筆恰好水平。分析時(shí)可以把鉛筆、羊角錘和繩子組成的整體看成一個(gè)杠桿，示意圖（忽略了粗細(xì)）如圖乙。假設(shè)錘頭重力集中在D點(diǎn)，木柄重力集中在AD中點(diǎn)H處，F(xiàn)點(diǎn)在木柄上且處于O點(diǎn)正下方。羊角錘錘頭質(zhì)量m1＝0.6kg，木柄質(zhì)量m2＝0.4kg，鉛筆和細(xì)繩質(zhì)量不計(jì)。測(cè)得OB＝15cm，AD＝30cm。求：（1）O點(diǎn)處的筆尖受到的支持力。（2）FD的長(zhǎng)度。6．圖甲是某款電熨斗，圖乙是其電路原理圖。R1、R2為發(fā)熱體。其銘牌如下表所示，通過(guò)開關(guān)S實(shí)現(xiàn)溫度控制，S閉合時(shí)為高溫?fù)?。?）求R1的阻值；（2）在使用過(guò)程中，若電熨斗10min消耗電能1.32×105J，求在這段時(shí)間內(nèi)電熨斗處低溫?fù)豕ぷ魉玫臅r(shí)間t1和高溫?fù)豕ぷ魉玫臅r(shí)間t2；（3）為了適應(yīng)不同室溫和更多衣料，小明對(duì)電路做了改進(jìn)，將R2換成滑動(dòng)變阻器R3，如圖丙所示，R1、R3均為發(fā)熱體。假定電熨斗每秒鐘散失的熱量Q跟電熨斗表面溫度與環(huán)境溫度的溫度差Δt關(guān)系如圖丁所示。在一個(gè)20℃的房間，要求電熨斗表面保持220℃不變，應(yīng)將R3的阻值調(diào)為多大？型號(hào)：HU15816額定電壓220V頻率50Hz低溫?fù)豕β?00W高溫?fù)豕β?00W7．為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，小明同學(xué)利用電磁繼電器（電磁鐵線圈電阻不計(jì)）制作了具有延時(shí)加熱、保溫、消毒等功能的恒溫調(diào)奶器，其電路圖如圖甲所示.控制電路中，電壓U1＝3V，定值電阻R0＝50Ω，熱敏電阻R的阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示；工作電路中，電壓U＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω.已知恒溫調(diào)奶器容量為2kg，水溫達(dá)到80℃時(shí)銜鐵會(huì)跳起。（c水＝4.2×103J/（kg?℃）（1）求銜鐵剛跳起時(shí)，通過(guò)電磁鐵線圈的電流。（2）求工作電路在保溫狀態(tài)下的電功率。（3）當(dāng)調(diào)奶器加滿溫度為25℃的水，加熱元件工作500s后銜鐵跳起，求此過(guò)程中水吸收的熱量及恒溫調(diào)奶器的加熱效率。8．圖甲是某電子秤工作原理的模擬電路。用靈敏電流表顯示托盤內(nèi)物體的質(zhì)量，靈敏電流表量程是0～0.1A，定值電阻R1＝50Ω，電源電壓恒為12V。壓敏電阻R2相當(dāng)于壓力傳感器，其電阻大小與托盤內(nèi)所放物體質(zhì)量m大小的關(guān)系如下表：R2/Ω550487428370310250200150100704020m/g010020030040050060070080090010001100求：（1）閉合開關(guān)，托盤中不放物體時(shí)，電路中的電流；（2）這架電子秤能稱量的最大質(zhì)量；（3）裝有液體的燒杯放在電子秤托盤上，質(zhì)量顯示為500g；現(xiàn)用細(xì)線懸掛一個(gè)體積為2.5×10﹣4m3的金屬塊浸沒(méi)在液體中，如圖乙所示，穩(wěn)定時(shí)