2024甘肃中考物理二轮专题训练 题型三 计算题 (含答案)

2024甘肃中考物理二轮专题训练题型三计算题一、压力、压强相关计算类型1生活现象类1.一辆主战坦克，质量为6×104kg，当它静止在水平地面上时，履带与地面接触的总面积为6m2，求：(1)坦克受到的重力(g取10N/kg)；(2)坦克对地面的压强．2.自行车骑行是生活中一种环保的出行方式．如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长100m的平直路面，用时20s．该过程中前后轮与地面的总接触面积为20cm2，若小明的质量为55kg，自行车重150N，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍．(ρ水＝1.0×103kg/m3)第2题图(1)求骑行时车对水平地面的压强；(2)该压强相当于多高水柱产生的压强？(3)求骑行过程中动力做的功及功率．类型2模型类(兰州4考)3.如图所示，小华依照帕斯卡做了一个实验，他用一个封闭的木桶，桶内装满水，上面插一根很细的管子；从楼上的阳台向管中灌水，只用了几杯水，当水位达到4m高时，桶就被撑破了．已知桶重20N，桶内底面积为1000cm2，桶与地面接触的面积是200cm2，管中水与桶内水的总体积为50L，请回答下列问题：第3题图(1)小华所做的实验说明液体的压强与________有关；(2)当水位达到4m高时，水对桶底产生的压强是多大？(3)桶对水平地面的压强为多大？4.如图所示，质量为80g的薄壁容器放在水平地面上，容器底面积为40cm2，内装0.52kg的水，水深12cm，已知ρ水＝1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg，求：第4题图(1)容器对水平地面的压强；(2)水对容器底部的压力．

二、压强、浮力综合计算类型1结合实际情景类)1.如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰)，它是052B型导弹驱逐舰．其满载时的排水量约为7×103t．当驱逐舰以72km/h的速度匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍．(海水密度近似取1.0×103kg/m3)求：第1题图(1)在水面下3m深处，船体受到的海水的压强是多少？(2)驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？(3)驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？(4)驱逐舰满载时以72km/h的速度匀速航行，受到的牵引力是多少？2.如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克，它采用1000马力V型水冷涡轮增压柴油机，安装了先进的火控系统和多种光电技术应用，使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高．该坦克具有潜渡功能，坦克重42t，高2.3m．每条履带与地面的接触面积为2m2.请利用给出的数据，求：(g取10N/kg)第2题图(1)该坦克在水平路面行驶时，对地面的压强；(2)坦克在深为5m的河水潜渡时，在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力；(3)坦克在该河段水中潜渡时，坦克对水平河床的压力为105N，该坦克的体积是多大？类型2模型类(兰州3考)3.一个质量忽略不计、底面积为100cm2的容器中装有2kg水，放在水平桌面上．将一个石块挂在弹簧测力计下，测力计的示数为5.6N，慢慢将石块浸没在水中，不接触杯壁和杯底，水无溢出，稳定后，弹簧测力计的示数为2.8N．(g取10N/kg)求：第3题图(1)石块所受的浮力F浮；(2)石块的密度ρ；(3)在如图所示状态下，容器底对桌面的压强p；4.一题多设问如图所示，圆柱形容器中盛有某种液体，该液体的密度为0.8×103kg/m3，一个体积为103cm3、重力为6N的实心物体被细线系在容器底部，此时液体的深度为60cm.求：第4题图(1)液体对容器底部的压强；(2)细线对物体的拉力；(3)剪断细线后，物体最终露出液体表面的体积；拓展设问(4)剪断细线后，液体对容器底部减小的压力；(5)若物体的底面积为100cm2，则剪断细线后，物体底部受到液体的压强．5.如图所示，图甲中长方体石块和图乙中长方体木块完全浸没在同种液体中静止，石块和木块的体积相等.甲、乙两图中细绳的拉力相等，已知石块和木块的重力分别为30N、10N．石块的密度ρ石＝1.5×103kg/m3.(忽略细绳所受的浮力，g取10N/kg)求：第5题图(1)石块所受的浮力；(2)该液体的密度．

三、简单机械相关计算(兰州3考)1.一题多设问如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍．不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦．求：第1题图(1)工人师傅拉力的功率；(2)动滑轮的重；(3)若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率；拓展设问(4)物体是边长为10cm的正方体，物体静止时对水平地面的压强；(5)工人师傅工作1min时拉力所做的功；(6)物体在地面运动10cm时摩擦力所做的功；(7)若工人师傅的体重为60kg，则工人师傅最多可拉多重的物体？2.一题多设问在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材．工人往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图．推箱子做的额外功是300J．(g取10N/kg)求：第2题图(1)推箱子做的有用功；(2)斜面的机械效率；(3)沿斜面的推力；拓展设问(4)箱子受到的摩擦力；(5)若整个过程中用时15s，则推力做功的功率．

四、热量、热效率相关计算类型1燃料烧水类(兰州3考)1.一题多设问小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少，但在教材的燃料热值表中没有查阅到．于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3.他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)．求：第1题图(1)在这个过程中水吸收了多少热量？(2)请你帮小明算出天然气的热值．拓展设问(3)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭？(焦炭的热值为q焦炭＝3.0×107J/kg)2.如今太阳能热水器已走进了千家万户，某家庭太阳能热水器某天内接收太阳能的总热量为2.52×107J，使质量为80kg，初温为20℃的水温度升高到50℃，求：(1)已知干木柴的热值为q＝1.2×107J/kg，若由燃烧干木柴来提供2.52×107J的热量，需要完全燃烧多少千克干木柴？(2)这天该太阳能热水器中的水吸收的热量是多少？[水的比热容为c＝4.2×103J/(kg·℃)](3)该太阳能热水器的效率是多少？类型2家用电器类(兰州3考；省卷6考)3.王明同学家买了一个电热水壶，其铭牌上部分信息如下表所示．求：额定电压220V频率50Hz额定容量1.8L额定功率1000W第3题图(1)该电热水壶正常工作时的电阻是多少？(2)用该电热水壶将1.5L的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是多少？[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)](3)王明在测量电热水壶实际功率时，断开家中的其他用电器，让电热水壶单独工作，测得1.5min内电能表指示灯闪烁了72次(电能表如图所示)，此电热水壶的实际功率是多少？4.一题多设问如图所示是一款电火锅的简化电路图，额定电压为220V，当开关S0闭合后，锅内温控开关S自动控制小火和大火两种加热状态，已知R2的电阻为48.4Ω，小火加热功率为1000W．求：第4题图(1)电火锅大火加热的功率．(2)用大火将2kg清汤从20℃加热到100℃吸收的热量．[c汤＝4×103J/(kg·℃)](3)若忽略热量损失，用大火将2kg清汤从20℃加热到100℃需要的时间．拓展设问(4)小火加热状态时电路中的电流．(结果保留二位小数)(5)电阻R1的阻值．5.图甲是小明家的电饭锅及电路原理图，该电饭锅有高温和保温两挡，由开关S进行调节．已知R0与R为电热丝，现将电饭锅接在220V的电源上，使用高温挡工作时，电饭锅功率为1000W；使用保温挡工作时，电饭锅功率为440W．[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]根据相关知识，回答下列问题：第5题图(1)饭煮熟后，开关S将________(选填“闭合”或“断开”)(2)电热丝R的阻值为多少？(3)用此电饭锅高温挡将质量为1kg，温度为25℃的水加热，使锅中水温升高60℃，需用时5min，求此加热过程中电饭锅的加热效率．(4)如图乙所示，电能表上有参数模糊不清，小明把家中其他用电器断开仅使用电饭锅，调至高温挡烧水5min，电能表的转盘转了250转，则电能表上模糊的参数应该是多少？拓展设问(5)若某天晚上，用电饭锅高温挡将相同质量的水从25℃加热升高60℃所用时间为6min，则晚上的实际电压为多少？(假设电饭锅的加热效率不变，最终结果保留整数)6.康康家里有一台电火锅，部分技术参数如下表，图甲是其内部电路的工作原理简图，R1、R2均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、S1、S2的通断可实现三个挡位功能的切换，其中S2是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关．额定电压220V高温挡1100W低温挡880W保温挡×××W第6题图(1)电火锅正常工作时，锅内水温随时间变化的图像如图乙所示．若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率；(保留三位有效数字)(2)若改用低温挡给(1)问中的水加热，请比较使用高温挡还是低温挡更节能；(3)求电火锅正常工作时保温挡的电功率．7.(模型建构)图甲所示为某款家用即热式饮水机，这种饮水机无水仓，打开出水开关立即给水加热，出水口随即流出热水，停止出水时加热就会停止．其额定功率为2800W．求：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]第7题图(1)该饮水机正常工作时电流有多大？(计算结果保留一位小数)(2)某次该饮水机正常工作时，1min内流出98℃热水500g，若忽略热量损失，则流入水的初温为多少？(3)图乙所示为小明家使用的电热丝类烧水壶，其铭牌为“220V1800W”．图丙为其简化示意图．小明也想将其功率改造为2800W．那他应该怎么做？请将图丁中虚线框补画完整，并计算出相关电阻的阻值．

五、电学动态电路相关计算类型1滑动变阻器类1.一题多设问在如图所示电路中，电源电压为18V，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器标有“50Ω2A”字样，电压表的量程为“0～15V ”，闭合开关后，电路正常工作，求：第1题图(1)当电压表的示数为14V时，电阻R1的电功率；(2)在滑片由B端移到A端的过程中，电路中的电流的变化范围；(3)若在电路中再串联一个量程为“0～0.6A”的电流表，要使电路中的电流变化量最大，求滑动变阻器连入电路中的阻值范围．拓展设问(4)当电压表示数为14V时滑动变阻器接入电路的阻值．(5)串联一个量程为0～0.6A的电流表，滑片由B端移动到A端的过程中，电压表示数的变化范围．(6)接入电流表后，电阻R1功率的变化范围．2.如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L正常发光时的电阻为10Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从a端滑至b端的过程中，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示．求：第2题图(1)小灯泡的额定功率和定值电阻R0的阻值；(2)滑动变阻器的最大阻值；(3)电路总功率的最大值和最小值．3.如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．闭合开关S，滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的电功率P随电流I变化关系图线如图乙所示．求：第3题图(1)滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路中的电流；(2)滑动变阻器接入电路电阻最大时，滑动变阻器两端的电压；(3)滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的最大功率．类型2开关通断类4.如图所示，R1＝6Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为1A，S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为0.2A．求：第4题图(1)电源电压；(2)电阻R2的阻值；(3)当S1、S2闭合，S3断开时，电路的总功率．5.如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2＝20Ω，灯泡标有“6V3W”字样．当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光；当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V(不考虑灯丝电阻随温度变化)．求：第5题图(1)灯泡电阻；(2)电源电压；(3)当S闭合，S1、S2断开时，通电1minR1消耗的电能；拓展设问(4)电路消耗的最小功率．类型3多开关与滑动变阻器结合类(兰州4考；)6.在如图所示的电路中，电源电压恒定，电阻R1的阻值为10Ω，电阻R2的阻值为40Ω.只闭合开关S和S1，将滑动变阻器R的滑动触头从最左端移动到最右端的过程中，电流表的示数从0.2A逐渐增大到0.6A．求：第6题图(1)电源的电压U；(2)滑动变阻器R的最大阻值；(3)要使整个电路消耗的电功率最大，请写出开关S1、S2的开闭状态和滑动变阻器R的滑动触头所在位置，并计算出电功率的最大值．7.如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“9V9W”字样，且灯丝电阻不受温度影响．当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A；当开关S闭合、S1断开，滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I中∶Ib＝5∶3.求：第7题图(1)电阻R1的阻值；(2)滑动变阻器R2的最大阻值；(3)若开关S闭合，S1断开，且电流表的量程为0～0.6A时，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值多大？参考答案一、压力、压强相关计算1.(1)6×105N(2)1×105Pa2.(1)3.5×105Pa(2)35m(3)2100J105W3.(1)液体的深度(2)4×104Pa(3)2.6×104Pa4.(1)1500Pa(2)4.8N二、压强、浮力综合计算1.(1)3×104Pa(2)7×107N(3)7×103m3(4)7×105N2.(1)1.05×105Pa(2)2.16×104N(3)32m33.(1)2.8N(2)2×103kg/m3(3)2280Pa4.(1)4.8×103Pa(2)2N(3)2.5×10－4m3(4)2N(5)600Pa5.(1)20N(2)1×103kg/m3三、简单机械相关计算1.(1)60W(2)100N(3)80%(4)1×105Pa(5)3600J(6)20J(7)5500N2.(1)1200J(2)80%(3)500N(4)100N(5)100W四、热量、热效率相关计算1.(1)5.04×105J(2)4×107J/m3(3)0.084kg2.(1)2.1kg(2)1.008×107J(3)40%3.(1)48.4Ω(2)5.04×105J(3)900W4.(1)2000W(2)6.4×105J(3)320s(4)4.55A(5)48.4Ω5.(1)断开(2)61.6Ω(3)84%(4)3000r/(kW·h)(5)201V6.(1)1.68×105Jη＝84.8%(2)η′＝63.6%，因为η>η′，所以高温挡更节能(3)176W7.解：(1)由P＝UI得，该饮水机正常工作时的电流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(2800W,220V)≈12.7A(2)由P＝eq\f(W,t)得，正常工作1min时消耗的电能W＝Pt＝2800W×1×60s＝1.68×105J若忽略热量损失，则水吸收的热量Q吸＝W＝1.68×105J由Q吸＝cmΔt得，Δt＝eq\f(Q吸,c水m)＝eq\f(1.68×105J,4.2×103J/（kg·℃）×0.5kg)＝80℃则水的初温t初＝t末－Δt＝98℃－80℃＝18℃(3)方法一：如答图甲所示第7题答图甲要将烧水壶的功率从1800W提高为2800W，根据P＝UI和I＝eq\f(U,R)得P＝eq\f(U2,R)，电压不变，要增大功率，以给电路中再并联一个电热丝从而减小电路中的总电阻，并联电热丝消耗的电功率P并＝P－P′＝2800W－1800W＝1000W并联电热丝的阻值R并＝eq\f(U2,P并)＝eq\f(（220V）2,1000W)＝48.4Ω方法二：如答图乙所示第7题答图乙要将烧水壶的功率从1800W提高为2800W，根据P＝UI和I＝eq\f(U,R)得P＝eq\f(U2,R)，电压不变，要增大功率，可以给电路中换一个阻值更小的电热丝新电热丝的阻值R′＝eq\f(U2,P)＝eq\f(（220V）2,2800W)≈17.3Ω五、电学动态电路相关计算1.解：(1)由图可知，电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电压表的示数为14V，则R1两端的电压U1＝U－U2＝18V－14V＝4V电阻R1的电功率P＝eq\f(Ueq\o\al(2,1),R1)＝eq\f(（4V）2,10Ω)＝1.6W(2)在滑片由B端移到A端的过程中，电压表的量程为“0～15V”，则电压表的最大示数为15V，当U2大＝15V，R1两端的电压U1′＝U－U2大＝18V－15V＝3V此时电路中的电流最小I′＝eq\f(U1′,R1)＝eq\f(3V,10Ω)＝0.3A当电压表的示数为0，R1两端的电压为18V时，电路中的电流最大I″＝eq\f(U,R1)＝eq\f(18V,10Ω)＝1.8A故电路中电流的变化范围为0.3～1.8A(3)若在电路中再串联一个量程为“0～0.6A”的电流表，则电路中的电流最大为0.6A，根据欧姆定律可得电路的总电阻R总＝eq\f(U,I最大)＝eq\f(18V,0.6A)＝30Ω此时滑动变阻器连入电路中的阻值最小为R2最小＝R总－R1＝30Ω－10Ω＝20Ω电压表的最大示数为15V，则滑动变阻器连入电路中的阻值最大为R2最大＝eq\f(U最大,I′)＝eq\f(15V,0.3A)＝50Ω故滑动变阻器连入电路中的阻值范围为20～50Ω【拓展设问】(4)此时通过电路中的电流I＝eq\f(U1,R1)＝eq\f(4V,10Ω)＝0.4A滑动变阻器接入电路的阻值R2′＝eq\f(U2,I)＝eq\f(14V,0.4A)＝35Ω(5)由(3)知，电路中的最大电流I最大＝0.6A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小为20Ω，则变阻器两端的最小电压为Umin＝I最大R2最小＝0.6A×20Ω＝12V，即电压表最小示数为12V，又电压表最大示数为15V，则在滑片由B端移到A端的过程中，电压表的变化范围为12～15V(6)若在电路中再串联一个量程为“0～0.6A”的电流表，则电路中的电流最大为0.6A，此时R1消耗的最大功率Pmax＝Ieq\o\al(2,最大)R1＝(0.6A)2×10Ω＝3.6W最小电流为0.3A，此时R1消耗的最小功率为Pmin＝I′2R1＝(0.3A)2×10Ω＝0.9W接入电流表后，电阻R1功率的变化范围为0.9～3.6W2.解：(1)图甲中，小灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联，电流表测电路的电流，电压表测灯两端的电压，电压表测灯和R0两端的电压之和，滑片P从a端滑至b端时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流增大，由图乙知，当滑片在b端时，Ib＝0.4A，即电路的电流为0.4A，的示数即电源电压U＝8V，电压表的示数为4V，即灯两端的电压U灯＝4V，由欧姆定律I＝eq\f(U,R)得，此时灯泡的电阻R灯＝eq\f(U灯,Ib)＝eq\f(4V,0.4A)＝10Ω由已知条件可知，灯正常发光，故灯的额定功率P灯＝U灯Ib＝4V×0.4A＝1.6W由串联电路电压的规律，R0两端的电压U0＝U－U灯＝8V－4V＝4V由欧姆定律得，R0＝eq\f(U0,I0)＝eq\f(4V,0.4A)＝10Ω(2)滑片在a端时，由图乙知，电路的电流最小为I小＝0.2A，电压表的示数U1＝3V，根据串联电路电压的规律及欧姆定律，滑动变阻器的最大电阻R滑大＝eq\f(U－U1,I小)＝eq\f(8V－3V,0.2A)＝25Ω(3)当电路的电流最大时，电路的最大功率P大＝UI大＝8V×0.4A＝3.2W电路的最小功率P小＝UI小＝8V×0.2A＝1.6W3.解：(1)电源电压不变，当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路的总电阻最小，根据欧姆定律可知，电路中的电流最大，由图乙可知，最大电流为Imax＝0.6A(2)滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路的总电阻最大，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流Imin＝0.1A此时滑动变阻器的电功率PR＝0.5W根据P＝UI可知，滑动变阻器两端的电压UR＝eq\f(PR,Imin)＝eq\f(0.5W,0.1A)＝5V(3)由图甲可知，该电路为串联电路，当滑动变阻器全部接入电路中时，电路中的电流最小，根据欧姆定律和串联电路的电压规律可知：UR＋IminR0＝U电即5V＋0.1A·R0＝U电①当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路中的电流最大，根据欧姆定律可知：ImaxR0＝U电即0.6A·R0＝U电②联立①②，解得：U电＝6V，R0＝10Ω滑片移动过程中，滑动变阻器消耗的电功率P＝I(U电－IR0)＝－I2R0＋IU电当I＝eq\f(U电,2R0)＝eq\f(6V,2×10Ω)＝0.3A时，P最大，则滑动变阻器功率的最大值Pmax＝I(U电－IR0)＝0.3A×(6V－0.3A×10Ω)＝0.9W4.解：(1)当S1闭合，S2、S3断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，由I＝eq\f(U,R)可得，电源电压U＝I1R1＝1A×6Ω＝6V(2)当S3闭合，S1、S2断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，此时电路中的总电阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(6V,0.2A)＝30Ω因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电阻R2的阻值R2＝R－R1＝30Ω－6Ω＝24Ω(3)当S1、S2闭合，S3断开时，R1与R2并联，电路的总功率P＝eq\f(U2,R1)＋eq\f(U2,R2)＝eq\f(（6V）2,6Ω)＋eq\f(（6V）2,24Ω)＝7.5W5.解：(1)灯泡L标有“6V3W”字样，表示灯的额定电压为6V，额定功率为3W由P＝eq\f(U2,R)可得，灯泡的电阻RL＝eq\f(Ueq\o\al(2,L),PL)＝eq\f(（6V）2,3W)＝12Ω(2)当S、S1、S2都闭合时，R1短路，R2与灯并联，由于此时灯泡L正常发光，所以电源电压等于灯泡的额定电压，即U＝6V(3)当S闭合，S1、S2断开时，两电阻串联，电压表测R1的电压，电压表示数为2V，根据串联电路电压的规律，R2的电压U2＝U－U1＝6V－2V＝4V由I＝eq\f(U,R)可得，此时电路中的电流I＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(4V,20Ω)＝0.2A通电1min，R1消耗的电能W＝U1It＝2V×0.2A×60s＝24J【拓展设问】(4)由题意和前面计算可知，R2的阻值大于灯的电阻，根据串联电路总电阻大于其中任一分电阻，并联电路总电阻小于其中任一分电阻，故当只闭合S，R2与R1串联时，电路的总电阻最大，此时电路的功率最小，电路消耗的