5 初三物理（上册）冲刺复习 计算专题（答案版）

初三物理（上册）冲刺复习专题计算专题（有答案版）目录目录1．功与功率 22．机械效率 33．热效率 74．热机效率 95．电学综合、电热效率、多档位 126．电力综合 18

功与功率爸爸开满载质量为1.5×103kg的小轿车带小明去旅行，如图所示，若汽车做直线运动，牵引力的功率恒为9×104W。运动过程中受到的阻力保持不变，运动的速度v与时间t的关系如图所示，则：（1）在0～10s内，牵引力的大小汽车受到的阻力（选填“＝”或“≠”）。（2）在10～15s内，牵引力做了多少功？（3）运动过程中受到的阻力是多少？解：（1）匀速直线运动时阻力和牵引力是一对平衡力，由图象可知，在内，汽车不是匀速直线运动，故牵引力的大小不等于汽车受到的阻力；（2）由图象可知，在内，汽车匀速直线运动，已知，由可得：内牵引力做功：（3）由可得：，因为小汽车做匀速直线运动，所以。自行车是一种很普及的交通工具，一辆普通自行车重量大约为10kg，如图所示，质量为50kg的小明骑着自行车在平直的公路上匀速行驶，自行车受到的阻力为人和车总重力的0.1倍，若小明骑车的功率为240W，g取10N/kg求：（1）小明骑自行车行驶速度。（2）小明骑车行驶5min的路程。解：（1）由题可知，小明的重力为：，自行车的重力为：，自行车受到的阻力，小明骑车匀速直线运动，，根据得小明骑自行车行驶速度为：；（2）小明汽车行驶的时间，由得小明骑车行驶的路程为：。

机械效率工人用图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，g＝10N/kg。（1）从图乙中看出，建材重400N时，滑轮组的机械效率为50%，则动滑轮重为多少？（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为300N,求拉力的功率；（3）当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？解：（1）机械中摩擦力及绳重忽略不计，滑轮组的机械效率：，则动滑轮的重力：；（2）由图可知，，则绳端移动的距离：，拉力做的功：，拉力的功率：；（3）滑轮组的机械效率为时，有，解得：。

工人用如图所示的滑轮组运送建材，每次运送量如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体B，不计绳的重以及绳与滑轮间的摩擦，且物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍。物体B为45kg，底面积为0.04m2，人拉绳子的力为25N，物体B被匀速拉动的距离为2m。（g＝10N/kg）求:（1）动滑轮的重力；（2）匀速拉动B物体时，滑轮组的机械效率；（3）为了使滑轮组的机械效率提高10%，将物体A叠放在物体B上，人拉绳子使物体AB一起做匀速运动，则求物体A的质量。解：（1）物体受到的滑动摩擦力：，由图可知，滑轮组绳子的有效股数，因不计绳的重以及绳与滑轮间的摩擦，所以，由可得，动滑轮的重力：；（2）水平匀速拉动物体时，滑轮组的机械效率：；（3）由题知，将物体叠放在物体上，人拉绳子使物体一起做匀速运动时，滑轮组的机械效率，不计绳的重以及绳与滑轮间的摩擦，克服物体在水平面上受到的滑动摩擦力做的功为有用功，克服动滑轮重力做的功为额外功，因物体在水平面上运动的距离等于动滑轮上升的高度，所以，此时滑轮组的机械效率，解得：，由可得，物体的总质量：，则物体的质量：。

如图甲，密度为3.6g/cm3的圆柱形物体M沉在水底，质量为60kg的人，用滑轮组将物体从水中吊起至距水面某一高度。吊起过程中，绳子自由端以0.6m/s的恒定速度移动。作用在绳子上的拉力的功率P随物体M时间t变化的图象如图乙所示。不计绳重、轮轴间摩擦、水的阻力及水位变化。求：（1）人的重力多大？（2）打捞前，物体M上表面受到的水的压强多大？（3）物体出水后，滑轮组的机械效率是多少？解：（1）人的重力：；（2）由图乙可知，在内，拉力功率不变，此时物体没有露出水面；在内，物体开始逐渐露出水面，拉力功率不断增大；后物体完全离开水面，拉力的功率；由图甲可知，，物体移动速度，由可知物体在水中（未露出水面）升高的高度：，即打捞前物体上表面到水面的距离为，打捞前，物体上表面受到的水的压强：；（3）因为，物体出水前，拉力的功率，所以物体出水前绳端的拉力：，不计绳重、轮轴间摩擦、水的阻力及水位变化，则拉力①物体出水后，拉力的功率，物体出水后绳端的拉力：，则可得拉力②②①可得，物体在水中受到的浮力：，由可得物体的体积：，由得物体的质量：，物体的重力：，因为，所以物体出水后，滑轮组的机械效率：。

热效率太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置。下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。太阳照射时间/h装水量/kg吸热板面积/m2水升高的温度/℃水的比热容/J（kg•℃）﹣1太阳辐射功率/J（m2•h）101002.5504.2×1031.68×106其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能。求：（1）水在10h内吸收的热量；（2）如果水吸收的热量用燃烧煤来提供，需要完全燃烧多少kg无烟煤？（无烟煤的热值为3.4×107J/kg，假设煤燃烧放出的热量40%被水吸收，结果保留一位小数）（3）该太阳能热水器的能量转化效率。解：（1）水吸收的热量（有用能量）△；（2）由得，无烟煤完全燃烧放出的热量：，由得，需要完全燃烧的无烟煤：；（3）太阳能热水器吸收的太阳能（总能量），则该太阳能热水器的能量转化效率：。

下面是小明在题为《能源的利用》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染、免费，还可以再生，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长。当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J．太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐出现在我们的生活中…恰好，小明同学家最近想买一台太阳能热水器，在参考了以上资料后，他又在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：（1）小明家每天大约需要100kg热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？（2）对比效率为80%的电热水器，小明家每天可节约多少电能？解：（1）；由题知；；（2）利用效率为的电热水器，，节约电能：。

热机效率为缓解城市公交运输压力，武汉地铁2号线将于今年内运行，某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：××型号地铁机车地铁电力机车功率106W平均速度60km/h牵引力5×104N额定载客量500人××型号公交汽车燃油热值4×107J/kg平均速度15km/h牵引力3000N额定载客量40人（1）甲、乙两地铁站相距1.8km，地铁运行需要多长时间？消耗多少电能？（2）公交汽车每千米消耗燃油0.3kg，行驶1.8km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公交汽车的效率是多少？（3）在地铁的终点有一斜坡将车开出地面便于保养，若长1000m，高24m，已知斜坡的机械效率为80%，求摩擦力为车重的多少倍？解：（1）地铁运行时间：，消耗的电能：。（2）公交汽车行驶，消耗燃油：，燃油燃烧放热：；汽车效率：。（3）斜坡的机械效率，解得：，地铁上坡时克服摩擦力做的额外功：，即：，解得：，所以摩擦力为车重的倍数。

如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油1kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，（已知：汽油的热值为4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/kg•℃）求：（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少J？（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，这些废气的能量全部被质量100kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？解：（1）汽油完全燃烧放出的热量：，（2）由可知，水吸收的热量为：；由△得水升高的温度：△；（3）已知汽车所做的功相同，根据可知，，即：，所以。

电动汽车是未来汽车的一种发展方向，但由于当前电池技术的限制，混合动力汽车是一种目前较好的过度产品。混合动力汽车启动时，热机不工作，蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时，热机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108J，由热机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%，求：（1）热机向外输出能量冲程是冲程，为了加快散热利用水的特点。（2）若所用燃料的热值是4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg的燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？（3）汽车牵引力做的功和增加的电能是多少？（电能符号用W电表示）（4）热机的效率是多少？解：（1）做功；比热容大；（2）燃料完全燃烧放出的热量：；（3）由得汽车行驶的路程：，由图象可知，汽车速度为时，所受阻力，由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力：，汽车牵引力做的功：；由题意可知，增加的电能：，（4）有用能量：，热机的效率：。

电学综合、电热效率、多档位如图所示，定值电阻R2的阻值为12Ω，小灯泡L标有“6V3W”字样（不考虑灯丝电阻变化），电源电压不变。当开关S、S1、S2都闭合时，小灯泡L恰好正常发光，此时电流表的示数为0.6A．求：（1）电源电压；（2）定值电阻R1的阻值；（3）当开关S闭合，开关S1、S2断开时，通电10s小灯泡L消耗的电能。解：（1）当开关、、均闭合时，被短路，灯与并联，电流表测干路电流，因为灯正常发光，所以由并列电路的电压特点可得，电源电压：；（2）由可得，小灯泡正常发光时的电流：，由并列电路的电流特点可得，的电流：，由可得，的阻值：；（3）当开关闭合，和断开时，灯与串联，由可得小灯泡的电阻：；此时电路的总电阻：，电路中的电流：，通电小灯泡消耗的电能：。

冬天打出来的果汁太凉，不宜直接饮用。如图所示，是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图，该榨汁杯的部分参数如表所示。求：榨汁杯部分参数表额定电压220V加热功率300W保温功率80W榨汁功率66W容量300mL（1）仅榨汁时的正常工作电流；（2）R2的阻值；（3）已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为90%，给杯子盛满果汁并加热，使其温度升高30℃，需要加热多长时间。[c果汁＝4×103J/（kg•℃），ρ果汁＝1.2×103kg/m3]解：（1）由可得，仅榨汁时的正常工作电流：；（2）由电路图可知，只闭合时，电路为的简单电路，电路的总电阻最大，总功率最小，处于保温状态，同时闭合、时，与并联，电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，的电功率：，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，的阻值：；（3）给杯子盛满果汁时果汁的体积：，由可得，果汁的质量：，果汁吸收的热量：△，由可得，榨汁杯消耗的电能：，由可得，需要的加热时间：。

小雨发现某家用电暖器有“高温”、“中温”、“低温”三个挡位，其内部电路图及铭牌如图所示。已知电暖器R1、R2、R3为加热电阻，R3＝2R1．求：（1）R2的阻值是多少？（2）该电暖器在高温挡工作时的功率是多少？（3）小雨想了解某日后半夜时家里电路的实际电压，于是将家里其他用电器都关闭，他观察到该电暖器在高温挡工作时，家里标有“2000r/kW•h”的电能表转盘在10min内转了1331r，则他家此时的实际电压是多少？XX牌电暖器额定电压220V额定功率高温挡中温挡1100W低温挡550W频率50Hz解：（1）由电路图可知，旋转开关接2、3时与串联，旋转开关接3、4时电路为的简单电路，旋转开关接4、5时与并联，因并联电路的总电阻小于任何一个分电阻、串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，由可知，旋转开关接2、3时，电路的总电阻最大，总功率最小为低温挡，旋转开关接4、5时，电路的总电阻最小，总功率最大为高温挡，旋转开关接3、4时为中温挡，则；（2）旋转开关接2、3时，与串联，电暖器处于低温挡，此时电路的总电阻：，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，，由可得，，旋转开关接4、5时，与并联，电暖器处于高温挡，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路的总电阻：，则该电暖器在高温挡工作时的功率：；（3）因“”表示用电器每消耗的电能转盘就转动，所以，电能表转盘在内电暖器消耗的电能：，由可得，他家此时的实际电压：。

为畅享“绿色家园，环保生命”的生活理念，某家庭购置了一款多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图示为某品牌养生壶简化电路图，开关S2可以断开、接A、接B。项目参数额定电压（V）220低温挡功率（W）275中温挡功率（W）550高温挡功率Pm（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶处于低温挡。（2）养生壶处于中温挡工作时，求电路中的电流大小。（3）求R2的阻值。（4）高温挡的功率Pm。解：（1）由电路图可知，当开关断开、接时，与串联，电路中的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，养生壶处于低温挡；（2）由可得，养生壶处于中温挡工作时电路中的电流；（3）由图知，当开关闭合、接时，与并联，电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，养生壶处于高温挡；当开关闭合、接时，被短路，电路为的简单电路，养生壶处于中温挡，由可得，，养生壶处于低温挡时，电路的总电阻，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，；（4）因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，高温挡的功率。

如图甲，电烤箱是在现代家庭中被广泛使用的小家电之一，它利用电热元件通电时发出的辐热烤制食物，完美取代了操作难、烟尘大的烤炉。下面表格是一台电烤箱的铭牌，小明家里的电烤箱就是这个品牌的，其内部简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝。请你解答下列问题；（1）若让小明家里的其它用电器都停止工作，只有电烤箱以高挡位单独正常工作，家里标有“2000r/（kW•h）”电能表的转盘3min内转了110转，由此你可以最终计算出该电烤箱的高档功率是多少？（2）当S1闭合S2断开时，电路处于挡位，请计算出R1和R2的值；（3）电烤箱在低温挡正常工作时，R2的功率是多少？××牌电烤箱额定电压220V额定功率高温挡xxW额定功率低温挡440W电源频率50Hz解：（1）电能表的转盘内转了110转，消耗的电能：，该电烤箱的高档功率：；（2）当开关和均闭合时电路为的简单电路，当闭合断开时与串联，因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，所以，当闭合断开时，电路的总电阻最大，由可知，电源的电压一定时，电路的总功率最小，电烤箱处于低温挡，同理可得，当开关和均闭合时，电烤箱处于高温挡，则，低温挡时电路的总电阻，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，；（3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流，的功率。

电力综合某玻璃厂要研发一款新型玻璃，要求每平方米能承受5×105N的撞击力。测试时，取一小块玻璃样品（质量可不计），平放在如图甲所示电路中的压力传感器上，闭合开关S，释放重物，经撞击后玻璃仍完好无损，电流表的示数随时间变化的图象如图乙所示（不考虑t0时刻之后的情况）．已知压力传感器的阻值RN随压力F变化的图象如图丙所示；玻璃受到最大撞击力时与重物的接触面积S0＝1×10﹣3m2；电源电压U＝36V，定值电阻R0＝20Ω．则：（1）从重物开始下落到撞击玻璃样品之前的这段时间内，电阻R0两端的电压是多少？（2）玻璃受到最大撞击力的瞬间，压力传感器的电功率是多少？（3）玻璃样品受到的最大撞击力多大？（4）请通过计算说明该样品是否满足设计要求？解：由图甲压力传感器与串联，电流表测电路中电流，（1）由图乙知，从重物开始下落到撞击玻璃样品之前压力传感器不受压力，即撞击前，，由可得：电阻两端电压；（2）由丙图可知压力传感器电阻随撞击力增大而减小，由图乙知，当样品受到最大撞击力时，电路中电阻最小，电流最大为：，此时电阻两端电压：，此时压力传感器电阻阻值：，所以此时压力传感器的电功率：；（3）由图丙知，时，压力传感器受到的最大撞击力为，即样品受到的最大撞击力：；（4）由题设计要求玻璃能承受的压强：，样品受到的最大压强：，因为，故样品满足设计要求。

小明同学设计的“风力测试仪”在校科技节上备受师生们的青睐，“风力测试仪”的原理如图所示。电源电压6V，R0为保护电阻，AB为长20cm、阻值为50Ω的均匀电阻丝。OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为2N的球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触；有风时，球P受风力作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转，当偏转到电阻丝的A端时，电流表示数为0.6A．已知悬挂点O与电阻丝B端为10cm，金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦，求：（1）R0的阻值；（2）无风时电流表示数；（3）在风力作用下，当金属细杆OP在图示位置静止时，作出F风的力臂，并求出该力的大小。解：（1）当偏转到离电阻丝端时，只有电阻连入电路；；（2）无风时滑动变阻器接入电路的是最大电阻，电阻丝全部连入电路的电阻，且电阻与串联：此时电路中的电流：。（3）如右图：；金属细杆平衡，以为支点；则根据杠杆平衡条件和得：。

如图所示，这是深受年轻人喜爱的独轮电动平衡车。采用站立式的驾驶方式，人们通过身体的前倾、后仰实现驾驶。已知该独轮电动平衡车所用电动机的额定功率为600W．车身自重30kg，g取10N/kg。问：（1）该车以额定功率行驶0.5h消耗多少焦耳电能？（2）质量为50kg的小