专题8　物理解答题（原卷版）

专题8物理解答题【命题重点】物理解答题在中考试卷中主要有两种类型:力学综合计算题和电学综合计算题。力学计算中往往涉及速度、压强、浮力、功和功率、简单机械的运用等。电学计算往往涉及电压、电流、电阻、电功和电功率等的计算。【方法要点】计算题的一般解答步骤:①认真审题,明确现象与过程,明确给出的条件并挖掘题中的隐含条件。②确定答题的方向,弄清在考什么知识点,选择合适的规律与公式。③列出表达式,注意适用条件和量的一一对应。④代入数据求解,注意单位统一。【例题精析】类型1力学综合计算题如图所示，甲是半径为R＝0.5米的光滑的14半圆弧槽与一粗糙的水平面相连接，将重为G＝100N的物体从斜面顶端由静止释放，测出在水平面上滑行距离为s1＝1m处停下来。图乙是一个粗糙的半径为R＝0.5m的14半圆弧槽与和甲中同样粗糙的水平面相连接，将甲中的物体也从乙斜槽顶端由静止释放，测出在水平面上滑行距离为s（1）乙中重力对物体做的功；（2）乙中物体在水平面上的摩擦力f为多少？（3）乙中物体在粗糙的14东京奥运会61公斤级举重比赛中，冠军获得者李发彬在完成挺举166公斤时，由于重心不稳，做出了金鸡独立的高难度动作，轰动了全世界。已知比赛时李发彬体重为60公斤，每只举重专用鞋鞋底面积约为200cm2，挺举时他用了10s时间将杠铃举高了2m并保持静止，如图所示。请回答：（1）举重运动员上台比赛时双手涂抹白色镁粉的目的是。（2）杠铃的重力为多少？（3）李发彬将杠铃举高的功率是多少？（4）金鸡独立时，李发彬对地面的压强有多大？如图甲所示，用钢丝绳将一个实心圆柱形混凝土构件从河里以0.05m/s的速度竖直向上匀速提起，图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图像，整个提起过程用时100s，已知河水密度为1.0×103kg/m3，混凝土的密度为2.8×103kg/m3，钢铁的密度为7.9×103kg/m3，g取10N/kg，不计河水的阻力，试求：（1）0～60s内钢丝拉力所做的功为多少？（2）实心混凝土构件的体积为多少？（3）通过计算说明，此构件为纯混凝土还是混凝土中带有钢铁骨架？为了控制疫情，全国很多地方实行疫区封闭管理，并使用无人机进行常态化安全巡查。如图甲所示，是正在巡查∁的无人机。无人机起飞前，放在地面上时要确保“四脚”着地；启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的部分参数如表。求：机身质量/kg2.4四脚着地总面积/cm210电池充满后储存电能/J36000最大水平速度/（m•s﹣1）5机身尺寸/mm400×300×200最大上升速度/（m•s﹣1）1（1）使无人机上升的力其施力物体是。①无人机②螺旋桨③空气④地面（2）如图乙，交警正在使用此款无人机进行扫码进城登记，当无人机载着600g含二维码的海报上升10m的过程中，无人机克服重力所做的功？（3）无人机充满电后在水平方向上以最大速度匀速飞行时一次可飞行5km，且电能转化为机械能的效率为60%，求无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力F。如甲图所示，长2m的轻质杠杆AB可绕O点无摩擦转动，支点O在杠杆AB的中点。将边长为20cm的均匀实心正方体甲用细绳系于杠杆的C处，并放在水平放置的力传感器上，甲物体与力传感器固定在一起。乙物体悬挂在D点，OC＝OD＝0.5m。将乙物体在OB间移动过程中，力传感器示数F与乙物体悬挂处距支点的水平距离x的图像如图乙所示。杠杆始终水平平衡，细绳始终伸直，不计细绳重且细绳不可伸长。求：（1）甲物体的质量；（2）乙物体悬挂在D点时，甲物体对力传感器的压强；（3）乙物体悬挂在D点时，若沿竖直方向将甲的左右两边各切去厚度为a2类型2电学综合计算题物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪。它主要是由探头A和控制盒B构成，它们之间用有绝缘皮的细导线相连形成回路，如图甲所示。其中探头A是一个底面积为10cm2、高5cm、重2.5N的圆柱体，探头A的底部为压敏电阻R（R与水接触的表面涂有绝缘漆），工作时底部始终与水平面相平，压敏电阻R随表面压力大小的变化如图乙所示。A和B间的电路连接关系如图丙所示，其中电源电压恒为3V，电流表盘改装成深度表（导线的重力与体积均不计）。兴趣小组的同学将探头A缓慢放入水中，求：（1）探头A刚好全部浸入水中时，R底部受到水的压强是多少Pa？（2）探头A全部浸入水中时，导线对探头A的拉力是多少N？（3）将探头投入看似不深的水平池底，静止时（R与池底未紧密结合）导线已松弛，电流表示数是0.4A，则表盘0.4A处应该标水的深度值为多少m？某学习小组，制作了一个探究“滑动摩擦力与压力大小关系”的实验装置，如图甲所示。绝缘的轻质木板，压在硬性轻质且光滑的金属滑片上，木板和金属滑片均水平放置且足够长，电路开关闭合时，可通过改装后的电流表读出滑片所受压力F的大小。重为5.5N的铁块通过细线绕过定滑轮（不计绳重和摩擦），与重为0.5N的空桶相连，将铁块放在水平木板上时，滑片恰好在滑动变阻器R2底端，电阻不计的弹簧被压缩，此时电路的总功率P＝0.6W，R1的功率记为P1。实验装置通过向桶中加入细沙，改变铁块对木板的压力；水平向左推动木板时，铁块始终保持静止，通过始终在水平方向的拉力传感器（位置可随铁块一起相对地面上下调节）的示数，可得出木板与铁块之间摩擦力的大小。电路中，电源电压恒为3V，R2阻值分布均匀（阻值与长度成正比）。弹簧长度变化量与压力的关系如图乙所示。小组实验后，得到压力F压和拉力传感器示数F的数据如表丙所示。F压/N012345F/N00.250.50.7511.25（1）若铁块的底面积为20cm2，当F＝1N时，铁块对木板的压强为多少？（2）学习小组应当将电流表的哪个刻度改为压力5N？（3）若压力为0时，滑片恰好在R2的顶端，此时R1的功率记为P2，且P1：P2＝1：9当电流表的示数为0.5A时，向桶中加入细沙的重力为多少？小强的爸爸在国外买了一台家用智能电热马桶盖（如图甲），小强从此立志学好物理，长大后创新设计推进“中国造”．图乙是小强设计的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能。已知智能电热马桶盖低温挡功率P1＝22W，中温挡功率为P2＝44W。求（1）低温挡工作时，电路中的电流；（2）R1和R2的阻值；（3）求高温挡功率P3。空气炸锅，因其烹制食物脂防含量低，美味酥脆，无油烟味，深受广大市民青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，内部电路可简化为如图乙所示电路。已知额定电压为220V，发热挡位有高、中、低三挡：低温挡功率P低为193.6W，中温挡功率P中为242W。当开关S2接a，开关S1断开时为低温挡，闭合时为中温挡。某次用此空气炸锅高温挡加工薯条200g用时2min，若原料薯条温度为20℃，炸熟温度至少需要达到170℃，薯条的比热容c薯条＝3.63×103J/（kg•℃），求：（1）薯条吸收的热量；（2）R1的阻值；（3）空气炸锅高温挡的功率P高。某家用速热式电热水器的铭牌标明，加热功率4400W，保温功率100W，水箱容积25L；其内部结构如图所示，R1、R2是水箱中加热盘内的电热丝，水箱放满水后闭合开关S1开始加热，当水温升高到40℃时，温控开关S2自动切换到保温状态。（1）R1的阻值是多少？（2）如果热水器每天平均保温20h，则这台电热水器正常工作时每天因保温要消耗的电能是多少？（3）当电热水器正常工作时，加热110s，可使一整箱水温度由20℃上升到24℃，则该电热水器的效率是多少？[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），不考虑温度对电阻的影响]【针对训练】1．如图是苹果自动筛选装置。原理是：传送带上苹果经过压力检测点时，使压敏电阻R的阻值发生变化，AB间的电压也随之发生改变，当质量小于一定值的苹果经过压力监测点，使R0两端电压小于5V时，机械装置启动，将质量不达标的苹果推出传送带，实现自动筛选。已知电源电压恒为15V，R0＝30Ω，压敏电阻R的阻值随压力F的变化关系如表所示：压力F/N012345阻值R/Ω1208060454038（1）当检测点上没有苹果时，1min内整个电路消耗的总功率；（2）当检测点上没有苹果时，1min内电阻R0消耗的电能；（3）该筛选装置可将重为多少牛以下的苹果推出传送带？2．小明设计了如图所示的实验装置，通过电流表的示数来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大小。将物体放置在水平的长木板上，导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器R1滑片P相连（不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦）滑动变阻器长18cm，其阻值随长度均匀变化；弹簧处于原长时，指针正好指在a端。探究过程中，滑片P始终在a、b间，弹簧的左端固定在墙壁上。R0＝5Ω，电源电压为3V。问：（1）用F1＝10N的力向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离b端15cm处，此时物体A受到的摩擦力为9N，电流表的示数为0.1A，求变阻器R1的最大电阻。（2）将物体B放在长木板上，用F2＝20N的力向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离b端13cm处，B物体所受的摩擦力是多少？3．如图甲所示，薄壁圆柱形容器放在水平台上，容器的底面积S容＝100cm2，质量均匀的圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住，悬挂于容器中。以恒定速度向容器中缓慢注入水（每分钟注入100g），直至注满容器为止，细绳的拉力大小与注入水时间的关系图像如图乙所示。ρ水＝1g/cm3，g＝10N/kg，物块不吸水，忽略细绳体积、液体扰动等其它次要因素。求：（1）注入水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离L1。（2）物块的体积。（3）当细绳的拉力为0.9N时，水对物块下表面的压强。4．如图所示为某小区道闸的结构原理，质量8kg、长4m的长直杆AB通过P、Q两点，固定在半径为15cm的圆盘C上，圆盘C能够绕O点自由转动，通过P点带动直杆转动。O点距A端为20cm，OP为圆盘直径，圆盘C与电动机M用齿轮连接。电动机M的齿轮盘顺时针转动时，长直杆AB随圆盘C逆时针转动。（g取10N/kg）（1）求杆AB水平静止时，电动机齿轮对圆盘C齿轮的力；（2）若不计摩擦，电动机的平均输出功率为72W，求道闸直杆从水平转到竖直位置完全打开需要的时间；（AB垂直地面、不计能量损失）（3）道闸匀速抬高，圆盘C齿轮受力怎么变？5．如图甲所示，铅笔和羊角锤用一根细绳连接恰好能在桌子边缘静止，每次摆动羊角锤，最后都能静止如图甲，此时只有笔尖跟桌面接触，并且铅笔恰好水平。分析时可以把铅笔、羊角锤和绳子组成的整体看成一个杠杆，示意图（忽略了粗细）如图乙。假设锤头重力集中在D点，木柄重力集中在AD中点H处，F点在木柄上且处于O点正下方。羊角锤锤头质量m1＝0.6kg，木柄质量m2＝0.4kg，铅笔和细绳质量不计。测得OB＝15cm，AD＝30cm。求：（1）O点处的笔尖受到的支持力。（2）FD的长度。6．图甲是某款电熨斗，图乙是其电路原理图。R1、R2为发热体。其铭牌如下表所示，通过开关S实现温度控制，S闭合时为高温挡。（1）求R1的阻值；（2）在使用过程中，若电熨斗10min消耗电能1.32×105J，求在这段时间内电熨斗处低温挡工作所用的时间t1和高温挡工作所用的时间t2；（3）为了适应不同室温和更多衣料，小明对电路做了改进，将R2换成滑动变阻器R3，如图丙所示，R1、R3均为发热体。假定电熨斗每秒钟散失的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差Δt关系如图丁所示。在一个20℃的房间，要求电熨斗表面保持220℃不变，应将R3的阻值调为多大？型号：HU15816额定电压220V频率50Hz低温挡功率100W高温挡功率500W7．为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示.控制电路中，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R的阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中，电压U＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω.已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。（c水＝4.2×103J/（kg•℃）（1）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。（2）求工作电路在保温状态下的电功率。（3）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。8．图甲是某电子秤工作原理的模拟电路。用灵敏电流表显示托盘内物体的质量，灵敏电流表量程是0～0.1A，定值电阻R1＝50Ω，电源电压恒为12V。压敏电阻R2相当于压力传感器，其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系如下表：R2/Ω550487428370310250200150100704020m/g010020030040050060070080090010001100求：（1）闭合开关，托盘中不放物体时，电路中的电流；（2）这架电子秤能称量的最大质量；（3）装有液体的烧杯放在电子秤托盘上，质量显示为500g；现用细线悬挂一个体积为2.5×10﹣4m3的金属块浸没在液体中，如图乙所示，稳定时