初中物理相关的计算题

【专家解说】：1、2010.襄樊) (5分)体育活动中也包含很多物理知识.下表是杨威同学的一次体育测试成绩 请你根据表格中提供的信息进行下列有关计算:(g取10N/kg) (1)杨威同学100m跑的平均速度是多大? (2)在图中，杨威同学的重量是500N，A点为此时的重心，请你根据图中数据求出支持力F的大小; (3)杨威同学用4s把杠铃举起了2m，则他举起杠铃的功率是多少? 解:(10杨威同学的平均速度v=S/t=100m/16s=6.25m/s; (2)根据杠杆的平衡条件得: F1×L1=F2×L2 F1= F2×L2/ L1 =500N×0.9m/(0.9m+0.6m) =300N (3)杠杆的重G=mg=300kg×10N/kg=300N 举起杠杆做的功W=Gh=300N×2m=600J 举起杠铃的功率P=W/t=600J/4s=150W 答:杨威同学的平均速度6.25m/s;支持力F的大小为300N;他举起杠铃的功率是150W. 10.(2010龙岩)(8分)滑轮组在建筑中应用广泛，如图所示为建筑工人自制的滑轮组.某 工人用此滑轮组将质量为90kg的重物提高5m，所用的拉力是600N.求: (1)该重物受到的重力; (2)工人通过滑轮组所做的有用功; (3)工人做的总功; (4)滑轮组的机械效率. 解:(1)G=mg=90kg×10N/kg=900N (2)W有=Gh=900N×5m=4500J (3)W总=Fs=600N×2×5m=6000J (4) η= W有/ W总×100%=4500J/6000J×100%=75% 25.(2010.南京)如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，物体在5s内匀速上升lm.求: (1)有用功 (2)滑轮组的机械效率 (3)拉力的功率 解:(1)W有=Gh=240N×1m=240J (2)W总=Fs=150×2m=300J η= ×100%= ×100%=80% (3)P= = =60W 答案:有用功是240J，滑轮组的机械效率是80%，拉力的功率是60W 25.(2010.扬州)一列质量为1×103t的火车，以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是9×103N. (1)火车的牵引力多大? (2)火车行驶1min时间内，重力做了多少功?机车牵引力做了多少功?牵引力的功率多大? 解:(1)∵火车在平直轨道上匀速行驶 ∴F牵=f=9×103N (2)WG=0 180 km/h=50 m/s ，1min=60 s s=vt=50 m/s×60 s=3×103m W牵=F牵s=9×103N×3×103m=2.7×107J P=W/t=2.7×107J/60 s=4.5×105W 答案:火车的牵引力是9×103N，行驶1min，重力做功0J，机车牵引力2.7×107J，做功牵引力的功率是4.5×105W. (2010•南通)如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N的箱子匀速提升5m，动滑轮的质量为8kg，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg. (1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组. (2)在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大? (3)在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少? 解:(1)滑轮组绕线如图所示 (2)人对绳子的拉力 (3)提升过程的有用功W有=Gh 总功W总=Fs=F•2h 机械效率 (答 ，同样给分) (2010.湛江)湛江港一装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，求:(g取10N/kg) (1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0.04m2，求货物对地面的压强. (2)提升时绳子自由端的速度. (3)拉力F的功率. (4)此滑轮组的机械效率. 解:(1)货物对地面的压强P=F/S=mg/S=80kg×10N/kg/0.04m2=2×104Pa. (2)提升时绳子自由端的速度v=s/t=4m/50s=0.08m/s. (3)拉力F的功率P=Fv=500N×0.08m/s=40W (4)此滑轮组的机械效率η=W有用/W总=mg/2F=80kg×10N/kg/2×500N=80% 答:略 (2010.苏州) 如图所示，斜面长S=10m，高h=4m.用沿斜面方向的推力F，将一个重 为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B.运动过程中物体克服摩擦力 做了100J的功.求: (1)运动过程中克服物体的重力做的功; (2)斜面的机械效率; (3)推力F的大小. 解:(1)克服物体的重力做的功 W有用=Gh=100N×4m=400J (2)总功 W总= W有用+ W额外=400J+100J=500J 斜面的机械效率η=W有用/W总=400J/500J=80% (3)因为W总=FS，所以F= W总/S=500J/10m=50N (2010.广州)如图所示(滑轮组的绕绳未画出)，人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m、重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%(g=10N/kg). (1)人的拉力的功率多大? (2)被吊起的重物质量多大? (3)按题意画出滑轮组的绕绳. 解:(1)根据题意,绳子移支速度 由 得,人的总功率 (2)由(1)可知 ,则 且 ，由于 则 (3) (2010.泰州)用图所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，人用125N的拉力向下拉动绳子，5s内可使物体匀速上升2m求: (1)拉力所做的功和拉力的功率; (2)滑轮组的机械效率. 解:(1)拉力所做的功W总=FS=F×2h=125N×2×2m=500J 拉力的功率 P= W总/t=500J/5s=100W (2) 所做的有用功 W有用=Gh=200N×2m=400J 滑轮组的机械效率η=W有用/W总=400J/500J=80% 9.(2010.莱芜)现有两个电路元件定值电阻R1和热敏电阻R2(电阻随温度改变而改变，且对温度很敏感)，它们各自的电流与两端电压的关系如图甲所示.将这两个电路元件接入图乙所示的电路中，电源电压为6V.当电流表读数为70 mA时，求:(1)定值电阻R1的阻值;(2)通过热敏电阻R2的电流;(3)R2的电阻;(4)电源的总功率. 解:(1)(在图像中任意取点，进行计算例:) 查图像得当R1两端的电压U1=2V时，电流I1=20 mA=0.02A (2)通过R1的电流是 通过R2的电流为 (3)查R2的I-U关系图像得当通过R2的电流 即10 mA时U2=4V…1分 此时R2的阻值 (4)电路中的总电流为I=70 mA=0.07A 电源的总功率为 5.(2010.荆门)在一次课外活动中，小华同学对家里的电磁炉进 行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如右表所示.(水的比热容为c= 4.2×103J/(kg•℃).请你根据小华同学在活动中获得的有关资料，求解在这段时间内: (1)水所吸收的热量; (2)电磁炉的实际功率; (3)电磁炉烧水的效率. ( 1) (2)5min消耗的电能 或 (3) 6.(2010.金华)黑夜看不见开关位置，为此小明设计了如图所示的电路.当单刀双掷开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电;S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置(S只能处于这两种状态).他在图示方框中完成指示灯和电阻丝的连接电路，指示灯规格 为“10V，1W”. (1)照明灯正常工作时的电阻是多少? (2)若照明灯正常工作6h，这段时间内照明灯需消耗多少电能? (3)为使指示灯正常发光，需接上多大电阻的电阻丝? (1)P额=U额I额=U2额/R R= U2额/ P额=(220V)2/100W=484Ω (2)W=Pt=100W×6h=600w=0.6kWh (3)照明灯和电阻丝是串联，所以通过照明灯的电流和通过电阻丝的电流均相等 照明灯正常发光，达到额定功率 I=P照/U照=1W/10V=0.1A 串联的电阻丝电业为 U电阻=U- U照=220V-10V=210V R= U电阻/ I=210V/0.1A=2100Ω 7.(2010.温州)温州市政府计划今年内建造40个电动汽车充电桩，为温州电动汽车的进一步发展做好配 套设施建设.下表为某品牌电动汽车的部分相关数据: (1)空车时，若该电动汽车车轮与地面的总接触面积是400cm2，则该车对地面的压强是多少帕?(g取10N/kg) (2)若该车以40千米/时的速度匀速行驶2.5小时，则消耗电能多少千瓦时? (3)该电动汽车采用铁电池供电.如图所示为铁电池与锌锰电池给相同用电器供电时的放电曲线.与锌锰电池相比较，铁电池有何特点? (写出两点). (1)解:P=F/S=(1600Kg×10N/Kg)/400×10-4m=4×105Pa (2)S=V.t=40km/h×2.5h=100 km W=100 km×0.12Kwh/Km=12 kWh (3) 放电时间比较长久 和放电时电压比较大会 28.(2010.桂林)小华家买了一个家用电吹风，如图甲所示.其简化电路如图乙所示，主要技术参数如右表. 请解答如下问题: (1)当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是多少? (2)当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大?此时电路中的总电流是多大? (3)当电路供电电压为200V时，电吹风电热丝的实际电功率为多大? (计算结果保留一位小数) 解:(1)当电吹风吹冷风时，有P=W/t得: 消耗的电能:W=Pt=120W×5×60s=3.6×104J (2)当选择开关旋至B、C点时，电吹风的电功率最大 由:P=UI得 电路中的电流I=P/U=1000W/220V=4.5A (3)电热丝的额定功率:P额=1000W-120W=880W 由:P=UI和I=U/R可得: 电热丝的电阻:R热=U2/P额=(220V)2/880W=55 电热丝的实际功率:P实=U实2/R热=(200V)2/55 =727.3W 答:当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是3.6×104J;当选择开关旋至B、C点时，电吹风的电功率最大，此时电流为4.5A，电路中的实际电压为200V时，电吹风的实际功率为727.3W. 34.(2010.鸡西)小华家要购买一台即热式电热水器(俗称“过水热”)，替换原来的箱式电热水器，它能使水温在数秒内就达到适宜温度. ⑴这种“过水热”的铭牌上注明:“220V、6000W” .当它正常工作时，通过它的电流是多少? ⑵鸡西市生活用电的电费为0.5元/kW•h，当地澡票价格是4元，如果他使用这种“过水热”洗澡，每次累计通电时间是10分钟.请你计算一下，他每次洗澡可节省多少元?(用水发生的费用按0.1元计算) ⑶因为“过水热”工作环境潮湿且功率大，那么在安装、使用过程中，应当注意什么呢? (已知他家的空气开关上标有的最大额定电流是20A) ⑷最近，小华发现许多邻居在使用“太阳能”热水器.如果你是小华，那么，你是选择“太阳能”呢，还是选择“过水热”呢?说出选择的依据. 答案:(1) (2) 每次用电费用 0.5元/ kW•h ×1 kW•h =0.5元 节省费用:4元-0.5元-0.1元=3.4元 (3)为了安全，应当加装漏电保护装置(答使用三孔插座和三角插头亦可); 要进行电路改造(答出具体改造方法，或指明用电器与原电路最大额定电流不匹配也可得分) (4)太阳能热水器清洁无污染，节能，太阳能可再生， 低碳， 比较安全;“过水热”加热比较快，使用方便，体积小节省空间，不受天气影响(“太阳能”与“过水热”二选一，理由只要合理均可得分) 22.(2010.蚌埠二中) 如图所示电路，电源电压和定值电阻RX都未知，R1是调节范围足够大的电阻箱，R2和R3 的电阻值分别是3R和6R，闭合开关S后，当电阻箱电阻值调节为R时电流表读数为 ，当电阻箱电阻值再调节为6R时电流表读数为 . 求:⑴计算电阻箱电阻值调节为R时R3的电功率; ⑵电源电压和定值电阻RX的阻值; ⑶如果在电路中A、B两点间接入一个电压表，不断改变电阻箱的阻值，将会得到一系列电压表和电流表的读数，请在乙图的坐标系U-I中定性地画出电压表和电流表的读数所反映的图线. 22.⑴ ⑵ ⑶ (若图线能反映:①线性②减函数，没有延伸到两个坐标轴也正确)) (2010.烟台)小明同学用三个电表(电压表或电流表)、两个小灯泡、开关、导线及电源连接成如图所示的电路进行实验.闭合开关后，两灯泡均发光，小明记录的三个电表的读数为: 6V;1.5 A;0.5A. (1)画出实验电路图，并指出甲、乙、丙三个电表的读数分别是多少? (2)计算Ll的电阻和电路消耗的总功率. 解:(1)见图(电路图连接顺序要与实物图一致) 甲是电流表，示数是1.5A 乙是电流表，示数是0.5A 丙是电压表，示数是6V (2)根据欧姆定律I=U/R得 R1=U/I1=6V/0.5A=12Ω 根据P=UI得 P总=UI=6V×1.5A=9W (2010.苏州) 在如图所示的电路中，R1=10 ，R2=20 ，闭合开关后，电流表的示数 为0.3A.求: (1)电阻R1两端的电压; (2)通过电阻R2的电流; (3)电路消耗的总功率. 解:(1)电阻R1两端的电压U=I1 R1=0.3A×10Ω=3V (2) 通过电阻R2的电流 I 2=U/ R2=3V/20Ω=0.15A (3) 电路消耗的总功率 P=UI=U(I1 + I2)= 3V×(0.3A+0.15A)=1.35W (2010.广州)某电熨斗内有R1、R2两段发热丝，其简化电路如图24，它在220V或110V电压下都能 正常工作:110V时将S打至1挡，220V时将S打至2挡，这两种情况下熨斗的电功率 均为1100W.求 (1)电熨斗正常工作5分钟消耗多少电能? (2)电熨斗在220V电压下正常工作的电流是多大? (3)两发热丝的电阻之比 多大? 解:(1)由于电熨斗正常工作，故 (2)由 得， (3)由 得， 所以 (2010.嘉兴)2010年世博会全面使用一种名叫LED灯的新型节能灯.使用LED灯比旧式灯泡节能90%，且发出光的颜色会随电压的变化而变化(见下表).图乙是世博会的吉祥物--“海宝”，夜晚在LED灯的照射下，能呈现出不同的颜色，形象十分可爱. (1)根据表中数据，当LED灯发出红光时，消耗的电功率是 0.036 瓦. (2)把一个LED灯接人如上图甲所示的电路中，已知电源电压为5伏且保持不变，电阻R为90欧姆.闭合开关后，毫安表(比安培表更精确的电流表)的读数为20毫安，通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光? (3)有一座“海宝”的质量为2.0×103千克，放在水平地面上，与地面的接触面积为0.4米’，求此“海宝”对地面的压强(取g=10牛/千克). 解: (2)由I=U/R得UR=IR=0.02A× 90Ω=1.8V ULED=5V一1.8V=3.2V 查表得LED灯发出蓝光. (3)F=G=mg=2.0×103千克×10牛顿/千克=2.0×104牛 答:(2)此时LED灯发出蓝光，(3)此“海宝”对地面的压强5×104帕. (2010.湛江)小明的奶奶住在徐闻农村，她家的楼道灯泡在深夜时很容易烧坏.为解决这一问题，小明设计了如图所示的电路，L1和L2都是“220V40W”.请回答下列问题:(设灯泡的电阻不变化，电源电压变化忽略不计) (1)乙灯泡的电阻是多少?闭合开关S和S1，L1正常发光，工作5h消耗的电能是多少? (2)断开S1，闭合S，让两灯泡都发光，深夜灯泡就不容易烧掉了，请计算此时L1两端的电压. (3)请计算两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率是多少? 解:(1)乙灯泡的电阻R=U2/P=(220V)2/40W=1210Ω L1正常工作5h消耗的电能W=Pt=0.04kW×5h=0.2 kW•h (2)断开S1，闭合S时，电流I=U/R¬总=220V/(1210Ω+1210Ω)=1/11A L1两端的电压U1=IR1=1/11A×1210Ω=110V (3)两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率P总=UI=220V×1/11A=20W 答:略 11、(2010.泸州)太阳能电动车，它由太阳能电池提供动力，右图是它的电路简化图，光能转化为电能储存在太阳能电池中，提供电动机转动需要的动力，可通过改变调速电阻来调节电动机转速.已知太阳能电池电压为600V.请回答以下问题: (1)当调速电阻的滑片P在最右端时，调速电阻接入电路的阻值为10Ω，闭合开关S，电压表示数为500V，此时电动机的电功率是多少? (2)当调速电阻的滑片P滑到最左端时，电动机电功率达到18KW，此时电流表示数多大? 11.解:(1)当滑片P在最右端时，电动机与调速电阻串联，电压表测得的是电动机两羰电压，调速电阻两端电压U调=U-U机=600V-500V=100V I=U调/R调=100V/10Ω=10A 电动机的电功率P= U机I=500V×10A=5kW (2)当调速电机的滑片P在最左端时，电路中只有电动机连入电路，此时电动机两端电压 U机1=U=600V 由P= U机1×I得电流表示数为:I=P/ U机1=18000W/600V=30A 答:滑片P在最右端时，电动机的电功率为5kW，滑片P滑到最左端时电流表的示数为30A 26.(2010.南京)如图所示电路，滑动变阻器上标有“50Ω lA”，电源电压恒定为6V，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0-3V.闭合开关S，移动滑动变阻器滑片到某一位置时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V.求: (1)电阻R1的阻值 (2)此时滑动变阻器消耗的功率 (3)为保证电路安全，电阻R1上允许消耗功率的范围 26.解:(1)R1=U1/I=2V/0.2A=10Ω (2)U2=U-U1=6V-2V=4V P2=U2I=4V×0.2A=0.8W (3)电压表示数为3V时，R1上消耗的功率最大 P1大=(U1大)2/R1=(3V)2/10Ω=0.9W 当滑动变阻器阻值最大时，R1上消耗的功率最小 电路中最小电流I小=U/R总=6V/60Ω=0.1A P1小=I最小2R1=(0.1A)2×10Ω=0.1W R1上允许消耗功率的范围是0.1W-0.9W 答:电阻R1的阻值是10Ω，此时滑动变阻器消耗的功率是0.8W，为保证电路安全，电阻R1上允许消耗功率的范围是0.1W-0.9W 24.(2010.上海)在图13(a)所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R1标有“100Ω 2A”字样.闭合电键S后，电流表A1和A2的示数分别如图13(b)所示.求: (1)电阻R2的阻值. (2)通电10秒钟，电流通过电阻R2所做的功W2. (3)在移动变阻器R1的滑片P时，是否 存在使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好 相同的情况?如果存在，请求出此时变阻器R1 消耗的功率P1;如果不存在，请说明理由. 解:(1)I 2=I-I 1=1.2安-0.4安=0.8安 R2=U/ I2=6伏/ 0.8安=7.5欧 (2)W2=U I2t=6伏×0.8安×10秒=48焦 (3)若电流表A1量程为0~0.6安，电流表A2量程为0~3安，则当两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同时有:I=5 I 1 I 1+I 2=5 I 1 I 1+0.8安=5 I 1 I 1=0.2安 P1=U I1=6伏×0.2安=1.2瓦 答:电阻R2的阻值是7.5欧.电流通过电阻R2所做的功为48焦.此时变阻器R1消耗的功率为1.2瓦 18.(2010.芜湖)家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率.某同学在家中做了如下实验:他首先查看自己家的电能表，表上标有“3600R/kW•h”字样;随后他关闭了家中所有用电器，只让一只标有“220V、1210W”的电水壶盛满水持续工作，与此同时，观察到电能表转盘3分钟转过180圈.假设电水壶的电阻保持不变，求: (1)电水壶的电阻; (2)电水壶工作时的实际电功率; (3)该同学家的实际电压. 解:(1)由P额=U2额/R 得电水壶的电阻R=U2额=(220V)2/1210W=40Ω (2)t=3min=180s t时间内电水壶消耗的电能W=180/3600=0.5(kW•h)=1.8×105J 电水壶的实际电功率P实=W/t=1.8×105/180=1000(W) (3)该同学家的实际电压U实= =200(V) 答:电水壶的电阻是40Ω，电水壶工作时的实际电功率是1000W，该同学家的实际电压是200V.