考点20专题复习计算题

考点20：专题复习——计算题考点通考点解读1.压强的计算2.浮力的计算3.电功率的计算4.机械效率5.热值的计算看清考点复习，复习更清晰哦！看清考点复习，复习更清晰哦！考法通中考预测初中综合计算题的解决就需要把以上提到的公式或者规律中的两个或者多个结合起来，也常常应用热平衡方程为Q放=Q吸。所以对于初中生，在中考时常常出现综合计算题。这样的题能考查学生多个知识点，是评价学生综合能力的好素材。本文就初中综合计算题考法，结合多年来对全国各省市中考题的研究进行归纳总结，对不同考题在解法上进行分析指导。方法通一、压强的计算压强、液体压强的计算，主要是运用两个公式及其变形式解决有关问题。一个是压强的定义式p=F/S，另一个是液体压强公式p=ρgh。进行计算时，要能正确地确定压力、受力面积、深度。运用压强、液体压强的公式计算时，必须注意相关知识的理解。如确定压力时，压力可能与重力有关，也可能无关。确定受力面积时要注意此面积就是指两个物体接触部分的面积。确定深度时要注意是指液体与大气（不是与容器）的接触面向下到某处的竖直距离，不是指从容器底部向上的距离（那叫“高度”）。液体对容器底部的压力与液体受到的重力可能相等，也可能不等，这取决于容器的形状。二、浮力的计算1.称重法：F浮=–F拉。2.压差法：F浮=F2–F1。3.阿基米德原理：（1）内容：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力。（2）表达式：F浮=G排。（3）导出式：F浮=G排=m排g=ρ液gV排。4.浮沉条件：状态漂浮悬浮上浮下沉（沉底）力的关系F浮=G物F浮=G物F浮>G物F浮<G物密度关系ρ液>ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液<ρ物二、功率的计算1.功率的意义：表示物体做功快慢的物理量。2.公式：P=W/t，P、W、t必须对应同一段时间和同一物体；P=W/t，具有普遍性，不限制物体的运动状态；P=Fv，必须是物体做匀速直线运动的状态。四、热量的计算吸热公式：Q吸=cmΔt=cm（t–t0）。放热公式：Q放=cmΔt=cm（t0–t）。燃烧放热公式：Q=mq或Q=Vq。电能全部转化为内能时Q放=W=Pt。五、机械效率的计算1.有用功：对我们有用的，是我们所需要的功。用W有用表示。2.额外功：在对物体做功时，由于摩擦等原因额外增加的功，是不得不做的功。符号：W额外。3.总功：W总=W有用+W额外。4.机械效率：η=W有用/W总，机械效率总是小于1。考题通➷看看今天的效率如何，记录自己进步的点滴基础入门练提升冲刺练学有余力升华练总计实际用时实际得分基础入门练（共5道题，计10分）1.（2021昆明模拟）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中（如图所示），通过方式改变牛奶的内能，图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为J．[c牛奶=4.2×103J/（kg•℃）]【答案】热传递；2.1×104。【解析】（1）改变内能的方法：一是做功，二是热传递，物体放出热量、内能减少、温度降低；（2）知道牛奶的质量、比热容，求出温度升高值，利用吸热公式Q吸=cm△t求牛奶吸收的热量。给牛奶加热的过程中，牛奶吸收热量、内能增加，是通过热传递方式改变了牛奶的内能；由图乙可知，牛奶升高的温度：△t=40℃﹣20℃=20℃，则牛奶吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.25kg×20℃=2.1×104J。2.某同学家使用燃气热水器，平均每天需将100kg的水从18℃加热到58℃。若天然气完全燃饶放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气________m³。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，q天然气=4.0×107J/m³]。【答案】0.6【解析】用燃气热水器给水加热，水吸收的热量Q吸=c水m(tt0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg×(58℃18℃)=1.68×107J燃烧天燃气放出的热量则每天消耗的天然气的质量3.小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3。求：(1)水吸收的热量；(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量；(3)该热水器的效率。【答案】(1)7.14×106J；(2)8.4×106J；(3)85%【解析】(1)水吸收的热量(2)消耗的天然气体积V=1365.17m31365.05m3=0.12m3消耗的天然气完全燃烧放出的热量(3)该热水器的效率4．标准大气压下，质量为0.5kg、温度为70℃的水放出4.2×104J的热量，水的温度降低了℃[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。【答案】20【解析】知道水的质量、放出的热量、比热容，利用Q放=cm△t求水温度降低值。由Q放=c水m△t可得，水降低的温度：△t===20℃。2.小红在实验室用酒精把质量是150g，初温是60℃的水加热到100℃，则水吸收的热量是J；若不计热损失，至少需要燃烧g酒精。[c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3.0×107J/kg]。【答案】2.52×104；672。【解析】知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；由题知Q吸=Q放，再根据公式Q放=qm求出需要燃烧的酒精的质量。水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.15kg×（100℃﹣60℃）=2.52×104J，不计热损失，Q吸=Q放=V酒精q，则V酒精===0.84×10﹣3m3。由ρ=可得，酒精的质量m=ρV酒精=0.8×103kg/m3×0.84×10﹣3m3=0.672kg=672g。5.某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是J．热水器烧水的效率是。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4×107J/m3]【答案】4.2×106；50%。【解析】（1）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（60℃﹣10℃）＝4.2×106J；（2）这些煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝qV＝4×107J/m3×0.21m3＝8.4×106J，热水器烧水的效率：η＝＝×100%＝50%。入门冲刺练（共10道题，计20分）1.沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小是因为水______。质量为10kg的水温度升高20℃所吸收热量为______J（c水=4.2×103J/（kg·℃））。【答案】(1)比热容大(2)8.4×105J【解析】（1）因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和泥土比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小。（2）水吸收热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×20℃=8.4×105J2.用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗了20g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.0×107J/kg，则水吸收的热量为______J，煤气灶烧水的效率为______。【答案】(1)4.2×105(2)52.5%【解析】（1）水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(70℃20℃)=4.2×105J（2）20g煤气完全燃烧放出的热量Q放=mq=20×103kg×4.0×107J/kg=8×105J燃气灶烧水的效率η==52.5%3.五一假期，小明全家驾车从宿迁到徐州游玩，出发前，爱学习的小明收集了相关数据，整理成下表，请你根据表中数据完成相关计算．（1）轿车静止时对水平地面的压强（g取10N/kg）；（2）全程行车所需的时间；（3）匀速行驶lkm牵引力所做的功；（4）全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量（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）根据公式p=F/S计算轿车对地面的压强，其中F=G=mg；（2）根据t=s/v计算出行驶所用的时间；（3）根据二力平衡条件，若匀速行驶则F=f，根据W=Fs计算出功的大小；（4）根据公式Q=mq计算出燃油燃烧放出的热量．4．（2021新疆一模）我市正在争创全国文明城市，各单位都加大了“创城”工作的力度。为了净化市区空气，环卫工人每天清晨都驾驶洒水车对市区道路洒水（如图）．下表是某洒水车的相关数据。已知水的密度为1.0×103kg/m3，汽油的燃烧值为4.6×107J/kg，g取10N/kg．请根据题意回答下列问题：空车质量水罐容积装满水时车轮与地面的总接触面积额定功率5t4m30.6m2120kW（1）若该洒水车的发动机是汽油发动机，发动机工作时哪个冲程将内能转化为机械能？燃烧0.5kg汽油能产生多少热量？（2）该洒水车装满水时对地面的压强为多少？（3）若水罐内有一漂浮的物体浸没在水中的体积为1.0×10﹣3m3，则该物体受到的浮力为多大？（4）该洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶5000m用时10min，试计算此过程汽车所受到的阻力大小。【答案】（1）发动机工作时做功冲程将内能转化为机械能；燃烧0.5kg汽油能产生2.3×107J热量；（2）该洒水车装满水时对地面的压强为1.5×105Pa；（3）则该物体受到的浮力为10N；（4）此过程汽车所受到的阻力大小为1.44×104N。【解析】（1）汽油机的一个工作循环包括：吸气、压缩、做功、排气四个冲程；做功冲程是高温高压的燃气对活塞做功完成的，是将内能转化为机械能的过程。燃烧0.5kg汽油产生的热量：Q=m汽油q=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J；（2）由ρ=可知，装满水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×4m3=4×103kg，汽车和水的总重：G总=G车+G水=（m车+m水）g=（5×103kg+4×103kg）×10N/kg=9×104N；该洒水车装满水时对地面的压力：F=G总=9×104N；该洒水车装满水时对地面的压强：p===1.5×105Pa；（3）该物体受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3=10N；（4）洒水车行驶5000m用时10min，则行驶速度：v===m/s，由P===Fv可得牵引力：F===1.44×104N，因为洒水车匀速行驶，所以受到的阻力：f=F=1.44×104N。5.（2020湖南岳阳）某型号汽车整车与驾驶员的总质量是2060kg，驾驶员驾驶该汽车在平直公路上匀速行驶进行车型测试，测试过程中消耗汽油的体积为1.5×103m3（g=10N/kg，ρ汽油=0.7×103kg/m3，q汽油=4.5×107J/kg，）求：(1)汽车与驾驶员的总重力；(2)测试过程中消耗汽油的质量；(3)假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，汽车在测试过程中做的有用功是多少。【答案】(1)20600N；(2)1.05kg；(3)1.89×107J【解析】(1)汽车与驾驶员的总重力G=mg=2060kg×10N/kg=20600N(2)测试过程中消耗汽油的质量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×1.5×103m3=1.05kg(3)汽油完全燃烧放出的热量Q放=m汽油q汽油=105kg×4.5×107J/kg=4.725×107J汽车在测试过程中做的有用功W有=Q放η=4.725×107J×40%=1.89×107J6.（2021福建一模）小天收集了一些数据填在下表中。如果该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶100m，货车受到的阻力是车重的1/10．那么在此过程中：（g取10Nkg）（1）该货车车牵引力是多少？牵引力所做的功是多少？（2）燃油完全燃烧放出的热量是多少？（3）该货车发动机的效率是多少？品牌型号东风xx外型尺寸5×1.9×23（m）变速箱A85空车质量1.5吨最高车速120km/h满载时载货量2.5吨空载百公里油耗12L燃油密度0.8×103kg/m3满载百公里油耗20L燃油热值5×107J/kg【答案】（1）4×103N；4×105J；（2）8×105J；（3）50%。【解析】（1）满载货物时货车的总质量：m=m车+m货=1.5t+2.5t=4t=4×103kg，货车的总重力：G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N，由题意知，货车受到的阻力：f=G/10=4×104N/10=4×103N，因为该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶，所以，根据二力平衡条件可知，该货车的牵引力：F=f=4×103N。牵引力所做的功：W=Fs=4×103N×100m=4×105J。（2）由表格数据可知，货车满载百公里油耗为20L，则货车行驶100m=0.1km消耗燃油的体积：V=（0.1km/100km）×20L=0.02L=2×10﹣5m3，由ρ=m/V得，消耗燃油的质量：m燃油=ρ燃油V燃油=0.8×103kg/m3×2×10﹣5m3=0.016kg，燃油完全燃烧放出的热量：Q放=m燃油q燃油=0.016kg×5×107J/kg=8×105J。（3）该货车发动机的效率：η=W/Q放×100%=50%。7．（2021湖南邵阳一模）如图所示，一平底热水壶，其质量为0.5kg，内底面积为180cm2．有一次小军同学用该热水壶装了1.5L的水放在水平桌面上，测得壶中水深15cm，初温20℃．请你通过计算回答：（1）此时水和热水壶的总质量是多少？（2）加热前水对壶底的压强多大？（3）在标准大气压下加热水至沸腾，水至少要吸收多少热量？[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），g＝10N/kg]【答案】（1）此时水和热水壶的总质量是2kg；（2）加热前水对壶底的压强为1.5×103Pa；（3）在标准大气压下加热水至沸腾，水至少要吸收5.04×105J热量。【解析】（1）水的体积：V水＝1.5L＝1.5×10﹣3m3，根据ρ可得水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg；则水和热水壶的总质量：m＝m壶+m水＝0.5kg+1.5kg＝2kg；（2）水深h＝15cm＝0.15m，则壶底受到水的压强：p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.15m＝1.5×103Pa；（3）1标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J。8.（2021湖北滨州二模）用液化气灶烧水，把1.5kg初温为20℃的水加热到100℃，需要吸收的热量为J．若上述过程中完全燃烧了0.021kg液化气，且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为J/kg。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】5.04×105；4×107。【解析】（1）水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J；（2）由题知，Q吸＝Q放×60%＝m液化气q×60%，需要液化气的体积：q液化气＝＝＝4×107J/kg。9.（2021山东德州模拟）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，烧杯中加入200g的水，测得初始温度为45℃．如图所示，用酒精灯加热一段时间后温度计的示数为℃，则水吸收的热量为J，这些热量相当于完全燃烧g酒精放出的热量。（水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），酒精热值q＝3.0×107J/kg）【答案】95；4.2×104；1.4。【解析】本题考查温度计的读数、吸热公式和燃料燃烧放出热量公式的理解和应用，利用好条件Q放＝Q吸是关键。（1）由图可知，温度计的分度值为1℃，示数为95℃；（2）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（95℃﹣45℃）＝4.2×104J。（3）由题知，Q放＝Q吸＝4.2×104J，由Q放＝mq得，需要完全燃烧酒精的质量：m′=Q放/q=0.0014kg＝1.4g。10．（2021海南模拟）质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7：5时，升高的温度之比为6：5，则甲、乙的比热容之比为。【答案】7：4。【解析】知道两物体的质量之比、升高的温度之比、吸收的热量之比，利用吸热公式求甲乙两物体的比热容关系。由题知，m甲：m乙=2：3，△t甲：△t乙=6：5，Q甲：Q乙=7：5，因为Q吸=cm△t，所以===，解得：==7：4。学有余力提升练（共5道题，计10分）1.市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能。下图是某电热水壶的电路简图，开关K接通后，开关S自动与触点a、b接通，热水壶开始烧水；当壶内水温达到100oC时，温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，水壶进入保温状态。已知电源电压为220V，电阻R1=50Ω，这种水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，水的比热容c=4.2x103J/(kg.oC)，R1、R2电阻不受温度影响。求：(1)将1kg初温为35oC的水加热到100oC需要吸收多少热量?(2)电阻R2的阻值。(3)在晚上用电高峰期将1kg初温为35oC的水加热到100oC需用时300s，若加热效率为91%，则晚上用电高峰期的实际电压为多少?【答案】(1)；(2)200Ω；(3)200V。【解析】(1)初温为35oC水加热到100oC，温度的变化量为需要吸收的热量为(2)由题意可知，开关S自动与触点a、b接通时与并联，电热水壶处于加热状态，得加热时电功率为开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路变为的简单电路，电热水壶处于保温状态，得保温时电功率为水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，即得即根据得电阻，根据可算出电阻为即得(3)初温为35oC的水加热到100oC，温度变化量为吸收的热量为总的消耗的电能为电路总电阻为根据公式得2.小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆。内部加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为605W，问：(1)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作16min将水加热到40°C，此加热过程中吸收的热量是多少？（c水=4.2×103J/(kg·°C)）(2)加热系统加热时的热效率是多少？（结果精确到0.1%）(3)当小明家的实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率是多少？（加热电阻阻值不随温度变化而变化）(4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？【答案】(1)5.04×105J；(2)86.8%；(3)500W；(4)8W【解析】(1)加热过程中水吸收的热量(2)加热系统加热时消耗的电能则热效率(3)由可得加热电阻的阻值当小明家的实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率(4)电动机工作过程中要发热，损失功率3.在家电博览会上，小亮家买了一款标有“220V3000W”的电热水器。(1)电热水器中的电热管工作时利用的是电流的_____效应。智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度控制，红外线是_____（选填“可见”或“不可见”）光；(2)大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有10A和16A两种，通过计算说明该电热水器应选用哪种规格的插座______；(3)已知该电热水器的加热效率为90%，求它正常工作时把30L水从20℃加热到47℃需要的时间______。（ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg∙℃）。【答案】(1)热效应不可见(2)16A(3)1260s【解析】(1)电热水器中的电热管工作时，消耗电能，转化为内能，利用了电流的热效应来工作。红外线是在红光之外的看不见的光，故红外线是不可见光。(2)由P=UI得故应选择16A的插座。(3)电热水器中水的质量m=Vρ水=30×103m3×103kg/m3=30kg水吸收的热量由得4．初（17001）班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所示的电路。S是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状态，R1、R2是加热管的电阻（不考虑阻值受温度变化影响），它的部分技术参数如表所示、试回答下列问题：（1）S闭合时，饮水机处于工作状态。R2的阻值是Ω。（2）水杯中装满20℃水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），当时气压设定为1标准大气压，不考虑热损失]（3）最近一次使用时，加热管R1损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器（相当于滑动变阻器，以下称为变阻器）设计了如图乙所示的电路来控制加热管R2的发热功率，在老师的指导下进行模拟实验，将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中，同学们通过实验测量，得出变阻器消耗的电功率P随电流I关系的图象如图丙所示，则：①求R2的发热功率范围。②变阻器的最大功率多大？③简述：这种设计方案有什么不妥之处（指出一种合理的不妥情况即可）。【答案】（1）加热；55；（2）加热224s可将水烧开；（3）①R2的发热功率范围为13.75W～880W；②变阻器的最大功率为220W；③因变阻器与R2串联，若其中任一电阻损坏，将导致整个电路不能工作（或变阻器产生的热量没有被利用）。【解析】（1）S闭合时，两电阻并联，S断开时，为R1的简单电路，由并联电路小于其中任一电阻，根据P＝可知，S闭合时，饮水机处于加热工作状态，功率为900W；S断开时，饮水机处于保温工作状态，功率为20W；根据并联电路各支路互不影响，故加热时R2的功率为：P2＝900W﹣20W＝880W，R2＝＝＝55Ω。（2）一标标准大气压水的沸点为100℃，水杯中装满20℃水加热到沸点吸热：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.6kg×（100℃﹣20℃）＝2.016×105J，不考虑热损失，消耗的电能W＝Q吸＝2.016×105J，由P＝得，将水烧开的时间：t′＝＝＝224s；（3）①变阻器与R2串联，当变阻器连入电路的电阻为0时，R2的电压为220V，其最大功率为880W；当变阻器最大电阻连入电路中时，由图知电路的最小电流为0.5A，R2的最小功率为：P2小＝I小2R2＝（0.5A）2×55Ω＝13.75W；R2的发热功率范围为13.75W～880W；②变阻器的功率：P变＝I2R变＝（）2×R变＝＝，当R变＝R2时，变阻器的最大功率为：变阻器的最大功率：P变大＝＝＝220W；③因变阻器与R2串联，若其中任一电阻损坏，将导致整个电路不能工作（或变阻器产生的热量没有被利用）。5．图为某电热器的电路原理图，通过将开关S置于不同的位置，可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换，对应的额定功率分别为800W和40W。（1）将开关S接“1”时，电热器处于（选填“加热”或“保温”）状态。（2）电热器在加热状态下正常工作，将0.5kg初温为20℃的水加热到100℃，需要多长时间？（【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），假设电能全部转化为水的内能】【答案】（1）加热；（2）电热器在加热状态下正常工作，将0.5kg初温为20℃的水加热到100℃，需要的时间为210s。【解析】（1）将开关S接“1”时，电路为R2的简单电路，电路中电阻最小，根据P=可知，电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，所以此时电热器处于加热状态。（2）水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）=1.68×105J，由题意可知，假设电能全部转化为水的内能，则W=Q吸=1.68×105J，由P=得，需要的加热时间：t′===210s。真题实战模拟，考场更轻松真题实战模拟，考场更轻松考场帮1.（2021山东泰安）小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA∶AB=1∶4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。(1)当电池组电压U0＝12V，平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S，分别求出电流表的读数；(2)电池组用久后电压变小为U1，这时平板上物体重100N时，电流表读数为0.3A，求U1的大小；(3)在第(2)问情况中，电池组电压大小为U1，要求平板上重为100N的物体对应的电流表读数和电池组电压U0＝12V的情况下相同，小明采取了两种解决办法：①其它条件不变，只更换电阻R0，试求出更换后的R0′的大小。②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算触点A应向哪个方向移动？移动多少厘米？【答案】(1)0.3A和0.4A；(2)9V；(3)①2.5Ω；②触点A应向左移动，移动3厘米【解析】(1)由杠杆平衡条件可知，当FA1＝80N，FA2＝100N时FA1·OA＝FB1·OB80N·OA＝FB1·OBFA2·OA＝FB2·OB100N·OA＝FB2·OB由题意可知OA∶AB=1∶4OA∶OB=1∶5解得FB1＝16N，FB2＝20N由R的阻值随所受压力F变化关系图象得R1＝30Ω、R2＝20Ω由欧姆定律得I1==0.3AI2==0.4A(2)U1的大小U1=IR总2=I0(R2＋R0)＝0.3A×(20Ω+10Ω)=9V(3)①其它条件不变，只更换电阻R0为R0′，由题意得U1=I2R总2′=I2(R2＋R0′)9V=0.4A×(20Ω+R0′)解得R0′＝2.5Ω②其它条件不变，只向左调节A触点Lcm，压力传感器阻值为R3U1=I2R总3=I2(R3＋R0)9V=0.4A×(R3＋10Ω)解得R3＝12.5Ω从图象可知FB3＝23N，由杠杆平衡条件FB3·OB＝FA2·(OA＋L)23N×1m＝100N×(×1m＋L)解得L＝3cm2.（2021河南二模）如图中甲是电子秤的原理图（图中压力表是用电流表改装的）。已知电源电压为24V，电阻R0=60Ω，压力传感器Rx的阻值随所受压力F变化的图像如图乙，压力传感器表面能承受的最大压力为400N，压杆与压力传感器的接触面积是2×104m2（托盘和压杆的质量可以忽略不计）。求：（1）该压力传感器能承受的最大压强；（2）当压力为200N时，由乙图可知压力传感器Rx的阻值是多少？（3）当压力为200N时，通过R0的电流为多少？R0消耗的电功率为多少？【答案】（1）2.78×106Pa（2）180Ω（3）0.6W【解析】（1）压力传感器能承受的最大压强：p=F/S==2×106Pa；（2）由图乙知，当压力为200N时，由乙图可知压力传感器Rx的阻值是180Ω；（3）由图甲知，R0与Rx串联，所以当电压为200N时，通过R0的电流：I0=I=U/R=0.1A；R0消耗的电功率：P0=U0I0=I02R0=（0.1A）2×60Ω=0.6W．3.（2021山东潍坊二模）小强同学利用学过的物理知识设计了一个拉力计，图甲是其原理图，硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计），定值电阻R0=5Ω，ab是一根长5cm的均匀电阻丝，其阻值为25Ω，电源电压U=3V，电流表的量程0——0.6A，请回答：（1）小强在电路中连入R0的目的是。（2）当拉环不受力时，滑片处与a端，闭合开关S后电流表的读数是多少？（3）已知该弹簧伸长的长度△L，与所受拉力F间的关系如图乙所示，通过计算说明，开关S闭合后，当电流表指针指在0.3A处时，作用在拉环上水平向右的拉力是多大？【答案】（1）保护电流表（2）0.1A（3）400N【解析】（1）电路中必须接入R0，其目的是保护电流表．（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关S后电流表的读数应为I=0.1A．（3）当电流表读数为0.3A时，根据欧姆定律，可得R0两端的电压为U0=I1R0=0.3A×5Ω=1.5V，则R1两端的电压为：U1=U﹣U0=3V﹣1.5V=1.5V，故R1接入电路部分的电阻R1=5Ω，因电阻丝的电阻值与长度成正比，故可知弹簧被拉长的长度为△L=4cm，对照图乙，可知作用在拉环上的水平向右的拉力为F=400N．4.（2021云南一模）如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=50kg，电源电压U=110V保持不变，电动机线圈的电阻R=4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=5A（g=10N／kg）。求：（1）电源的输出功率；（2）电动机线圈电阻R的发热功率；（3）试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小。【答案】（1）550W；（2）100W；（3）0.9m/s。【解析】（1）P出=UI=110V×5A=550W（2）P热=I2R=(5A)2×4Ω=100W（3）因能量守恒，电动机对重物做的功的功率为：P有用=P出—P热=550W－100W=450W又因为：P=eq\f(W,t)=eq\f(Fh,t)=F×eq\f(vt,t)=Fv，且匀速向上提升重物时：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重庆二模）近年来，我市的轿车市场十分火爆，各种新型轿车驶进千家万户。如图乙所示为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为6V，R0是阻值为5Ω的定值电阻，A是油量指示表（实质是一只电流表，油量的变化通过电流的变化同步显示出来）。Rx为压敏电阻，它的电阻随受到的压力变化关系如下表。（取g＝10N/kg）压力/N050100150200250300350400电阻/Ω550395275170906040255（1）若轿车以90kW的恒定功率启动作直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图丙所示，在0～25s时间内，轿车的牵引力与阻力关系可能的是：牵引力________阻力（选填“大于”、“等于”、“小于”、“大于或等于”）。（2）由（1