4.解答题 基础题（解析版）

解答题--基础题最新考题1．近年来，流行街区的电动平衡车深受年轻人和儿童的喜爱，如图所示。它采用站立式的驾驶方式，人通过身体的前倾和后仰实现驾驶。（1）质量为40kg的小雯同学驾驶质量为10kg平衡车在水平地面上静止时，轮胎与地面总的接触面积为50cm2，求平衡车对水平地面的压强是多少；（2）小雯驾驶该车在水平路面以5m/s的速度匀速直线行驶，若该车受到的阻力是人和车总重的0.16倍，则平衡车此时牵引力的功率是多少。【解答】解：（1）人和车受到的总重力：G总＝m总g＝（10kg+40kg）×10N/kg＝500N，平衡车对水平地面的压力：F＝G总＝500N，平衡车对水平地面的压强：p＝＝＝1×105Pa；（2）因为电动平衡车在水平地面上匀速行驶，所以牵引力与阻力是一对平衡力，则牵引力：F＝f＝0.2G总＝0.16×500N＝80N，由P＝＝Fv得到牵引力的功率：P＝F牵v＝80N×5m/s＝400W。答：（1）平衡车对水平地面的压强是1×105Pa；（2）小雯驾驶该车在水平路面以5m/s的速度匀速直线行驶，若该车受到的阻力是人和车总重的0.16倍，则平衡车此时牵引力的功率是400W。2．如图所示的电路，电阻R1的阻值是20Ω．当开关S闭合时，电流表A1的示数是0.6A，电流表A的示数是1.0A。求：（1）电阻R2的阻值；（2）通电时间10s，电流通过电阻R2所做的电功W2。【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流。（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I＝可得，电源电压：U＝U1＝I1R1＝0.6A×20Ω＝12V，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝1.0A﹣0.6A＝0.4A，则由I＝可得，电阻R1的阻值：R2＝＝＝30Ω；（2）通电时间10s，电流通过电阻R2所做的电功：W2＝UI2t＝12V×0.4A×10s＝48J。答：（1）电阻R2的阻值为30Ω；（2）通电时间10s，电流通过电阻R2所做的电功W2为48J。3．如图所示，已知R1的阻值是10Ω．当闭合S1、断开S2时，电流表的示数是0.6A；当S1、S2均闭合时，电流表的示数是0.9A．求：（1）电源两端的电压；（2）电阻R2阻值。【解答】解：（1）当闭合S1、断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，由I＝可得，电源两端的电压：U＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V；（2）当S1、S2均闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，则电路中的总电阻：R＝＝＝Ω，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，＝+，即＝+，解得：R2＝20Ω。答：（1）电源两端的电压为6V；（2）电阻R2阻值为20Ω。4．鲁能巴蜀中学到仁安里的距离是900m，希希走路需要15min。求：（1）此路程的平均速度是多少；（2）若希希从仁安里以5m/s的速度跑回鲁能巴蜀中学，需要多少时间？【解答】解：（1）此路程的平均速度v＝＝＝1m/s；（2）若希希从仁安里以5m/s的速度跑回鲁能巴蜀中学，需要的时间t′＝＝＝180s。答：（1）此路程的平均速度是1m/s；（2）若希希从仁安里以5m/s的速度跑回鲁能巴蜀中学，需要180s。5．如图所示，电路中电源电压为3V，闭合开关S后，电流表A的示数为0.9A，电流表A1的示数为0.6A。求：（1）电阻R2的电流；（2）电阻R1的阻值。【解答】解：（1）闭合开关，两电阻并联，电流表A测干路电流，电流表A1测通过电阻R1的电流；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过电阻R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.9A﹣0.6A＝0.3A；（2）并联电路各支路两端电压相等，根据欧姆定律可得，电阻R1的阻值R1＝＝＝5Ω；答：（1）通过电阻R2的电流为0.3A；（2）电阻R1的阻值为5Ω。6．如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为10Ω，定值电阻R2阻值为15Ω。当开关S闭合后，电流表示数为0.3A。求：（1）R1两端的电压；（2）电流在100s内通过R2做的电功。【解答】解：（1）由图可知，开关S闭合后，两电阻并联，电流表测R1所在支路的电流，R1两端的电压U1＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V；（2）根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压U2＝U1＝3V，则在100s时间内，电流通过R2做的电功：W2＝t＝×100s＝60J。答：（1）R1两端的电压为3V；（2）电流在100s内通过R2做的电功为60J。7．如图所示，我国国产首艘大型邮轮“爱达•魔都号”的核心能源部件实质是一套柴油发电机。若发电功率为52kW的普通柴油发电机正常工作1h消耗柴油18kg（柴油的热值q＝2.6×107J/kg），求：（1）这些柴油完全燃烧释放的热量；（2）该柴油发电机正常工作1h产生的电能。【解答】解：（1）已知柴油的质量为18kg，柴油的热值为q＝2.6×107J/kg，这些柴油完全燃烧释放的热量：Q＝mq＝18kg×2.6×107J/kg＝4.68×108J；（2）普通柴油发电机的功率为52kW，该柴油发电机正常工作1h产生的电能：W＝Pt＝52kW×1h＝52kW•h。答：（1）这些柴油完全燃烧释放的热量是4.68×108J；（2）该柴油发电机正常工作1h产生的电能是52kW•h。8．如图所示，电源电压保持不变，已知R1＝20Ω，R2＝30Ω。只闭合开关S1时电流表有示数，闭合开关S2后，电流表示数变化了0.4A，求：（1）电源电压；（2）同时闭合S1、S2时，通电10s电阻R1消耗的电能。【解答】解：（1）由图可知，只闭合开关S1时，只有R1工作，同时闭合S1、S2后，R1、R2并联；根据并联电路的电流特点可知，闭合开关S2后，通过R1的电流不变，则电流表示数的变化量即为通过R2的电流，由I＝可知，R2两端的电压：U2＝I2R2＝0.4A×30Ω＝12V，根据并联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U1＝U2＝12V；（2）通过R1的电流：I1＝＝＝0.6A，通电10s电阻R1消耗的电能：W1＝U1I1t＝12V×0.6A×10s＝72J。答：（1）电源电压为12V；（2）同时闭合S1、S2时，通电10s电阻R1消耗的电能为72J。9．如图所示是我国自主研发的长航程极地漫游机器人。机器人的质量约为500kg，装有四条履带，每条履带与地面的接触面积为2m2。某次它在南极内陆冰盖完成了30km的自主行走，耗时0.5h。求：（1）长航程极地漫游机器人的平均速度；（2）该机器人对地面的压强。【解答】解：（1）长航程极地漫游机器人的平均速度；（2）该机器人对地面的压力和自身的重力相等，即F＝G＝mg＝500kg×10N/kg＝5000N，机器人对地面的压强。答：（1）长航程极地漫游机器人的平均速度为60km/h；（2）该机器人对地面的压强为625Pa。10．新能源汽车因节能、环保深受大家喜爱。如图所示，某国产新能源汽车整车质量为2100kg，轮胎与地面总接触面积为1000cm2。该车匀速通过一座1.2km的大桥用时1min，汽车行驶时所受摩擦力为车重的0.2倍。求：（1）静止停放时汽车对水平地面的压强；（2）汽车在此段路程牵引力做的功W。【解答】解：（1）汽车静止停放时对水平地面的压力：F＝G＝mg＝2100kg×10N/kg＝2.1×104N，所以汽车静止停放时对水平地面的压强：p＝＝＝2.1×105Pa；（2）由题意可知，汽车所受的阻力：f＝0.2G＝0.2×2.1×104N＝4200N，因汽车匀速运动，所以汽车的牵引力等于阻力，即F牵＝f＝4200N，则牵引力所做的功：W＝F牵s＝4200N×1.2×103m＝5.04×106J。答：（1）静止停放时汽车对水平地面的压强为2.1×105Pa；（2）汽车在此段路程牵引力做的功W为5.04×106J。11．小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入5L水，水的初温是20℃，然后将水烧开，他观察天然气表发现此次烧水用了0.1m3天然气，天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为标准大气压。求：（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；（2）天然气灶的效率η。【解答】解：（1）水的体积V水＝5L＝5dm3＝0.005m3，由ρ＝可得水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×0.005m3＝5kg，标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J；（2）天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.1m3×3.2×107J/m3＝3.2×106J；天然气灶的效率：η＝×100%＝×100%＝52.5%。答：（1）水吸收的热量为1.68×106J；（2）天然气灶的效率为52.5%。12．如图所示电路中，电源电压恒定，R为定值电阻，灯L标有“6V、3.6W”字样，灯丝电阻不变。闭合开关S，灯泡正常发光，电流表的示数为0.8A。求：（1）通过灯L的电流大小；（2）定值电阻R的阻值。【解答】解：（1）因为小灯泡正常工作，故通过灯L的电流大小：I＝＝＝0.6A；（2）由图可知，灯泡与电阻并联，故：IR＝I总﹣I灯＝0.8A﹣0.6A＝0.2A；UR＝U灯＝6V；（2）定值电阻R的阻值：R＝＝＝30Ω。答：（1）通过灯L的电流大小是0.6A；（2）定值电阻R的阻值是30Ω。13．平衡车作为一种代步工具，深得年轻人的喜欢，小君购入一台平衡车，如图所示，该平衡车的最高车速为18km/h。（1）小君家距学校3.6km，她骑行该平衡车以最高车速从家到学校，需要多少h？（2）该平衡车正常工作时，发动机提供的牵引力为170N，则小君以最高车速匀速直线行驶时，牵引力的功率为多少W？【解答】解：（1）小君家距学校3.6km，她骑行该平衡车以最高车速从家到学校，需要的时间：t＝＝0.2h；（2）该平衡车的最高车速为v＝18km/h＝18×m/s＝5m/s，小君以最高车速匀速直线行驶时，牵引力的功率为：＝170N×5m/s＝850W。答：（1）小君家距学校3.6km，她骑行该平衡车以最高车速从家到学校，需要0.2h；（2）该平衡车正常工作时，发动机提供的牵引力为170N，则小君以最高车速匀速直线行驶时，牵引力的功率为850W。14．如图所示，一平底玻璃杯放在水平桌面上。已知杯子质量为100g，杯内装有200cm3的水，且杯子与桌面的接触面积是5×10﹣3m2。求：（1）杯内水的质量；（2）玻璃杯对桌面的压强。【解答】解：（1）杯内水的质量为m＝ρV＝1g/cm3×200cm3＝200g；（2）杯子和水的总质量为m总＝m+m杯＝200g+100g＝300g＝0.3kg，杯子和水的总重为G＝m总g＝0.3kg×10N/kg＝3N，杯子对桌面的压力为F＝G＝3N，玻璃杯对桌面的压强为p＝＝600Pa。答：（1）杯内水的质量为200g；（2）玻璃杯对桌面的压强600Pa。15．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组提升重物的装置图，汽车部分参数如表。每次重物都以1m/s的速度匀速上升，提升重2400N的物体时，滑轮组的效率为80%，不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦，求：（1）汽车对水平地面的压强；（2）汽车拉绳的力做功的功率。汽车部分参数汽车重量3t车轮数6个车轮的总受力面积1000cm2【解答】解：（1）提升重物时，汽车对水平地面的压力F＝G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N，受力面积S＝1000cm2＝0.1m2，汽车对水平地面的压强p＝＝＝3×105Pa。（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，汽车的拉力F＝＝＝1000N，汽车的速度v车＝nv物＝3×1m/s＝3m/s，则汽车拉绳的力做功的功率P＝Fv＝1000N×3m/s＝3000W。答：（1）汽车对水平地面的压强为3×105Pa；（2）汽车拉绳的力做功的功率为3000W。16．电动车是人们便捷出行的交通工具。某人骑着电动车在水平路面上沿直线匀速行驶了900m，用时300s。已知他和电动车的总重力为860N，轮胎和地面的总接触面积为20cm2，在此骑行过程中，求：（1）电动车的速度；（2）电动车对水平路面的压强。【解答】解：（1）电动车的速度为：v＝＝＝3m/s；（2）电动车对水平路面的压力为：F＝G＝860N；轮胎和地面的总接触面积为：S＝20cm2＝2×10﹣3m2；电动车对水平路面的压强为：p＝＝＝4.3×105Pa。答：（1）电动车的速度为3m/s；（2）电动车对水平路面的压强为4.3×105Pa。17．电动汽车是全球正在大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保等优点。如图是一辆停放在水平地面上的新能源电动汽车，其质量为1.6×103kg，该车每个轮胎和地面的接触面积为2×10﹣2m2。求：（1）车受到的重力；（2）静止时车对水平地面的压强。【解答】解：（1）车受到的重力G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N；（2）静止时车对水平地面的压力F＝G＝1.6×104N，静止时车对水平地面的压强p＝＝＝2×105Pa。答：（1）车受到的重力1.6×104N；（2）静止时车对水平地面的压强2×105Pa。18．如图为一款高科技智能电动平衡车，因其体积较小、操控新颖方便等优点深受年轻人喜爱。如表是该电动平衡车部分技术参数：车身质量最高速度每个轮子与地面接触面积续航里程10kg5m/s10cm218km（1）该电动平衡车以最高速度匀速直线行驶30min通过的路程为多少？（2）质量为40kg的小花站在该电动平衡车上，平衡车静止时对地面的压强是多少？【解答】解：（1）该电动平衡车在水平直路面上以最高速度匀速行驶30分钟通过的路程：s＝vt＝5m/s×30×60s＝9000m；（2）质量为40kg的小花站在该独轮电动平衡车上，平衡车静止时地面受到的压力：F＝G＝（m车+m人）g＝（10kg+40kg）×10N/kg＝500N，则地面受到的压强：p＝＝＝2.5×105Pa。答：（1）该电动平衡车在水平直路面上以最高速度匀速行驶30分钟时，通过的路程为9000m；（2）质量为40kg的小花站在该电动平衡车上，平衡车静止时对地面的压强是2.5×105Pa。19．如图，一列长约150m的地铁正通过长度约为1750m的朝天门长江大桥，地铁此时的输出功率为2×105W。设桥面水平且笔直，地铁做匀速直线运动，速度为25m/s。求：（1）地铁在桥面上受到的阻力为多少N？（2）地铁完全在桥上的时间大约多少s？【解答】解：（1）由P＝＝＝Fv可得，地铁的牵引力：F＝＝＝8×103N，因地铁做匀速直线运动时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以，地铁在桥面上受到的阻力：f＝F＝8×103N；（2）地铁完全在桥上行驶的路程：s＝s桥﹣L＝1750m﹣150m＝1600m，由v＝可得，地铁完全在桥上的时间：t＝＝＝64s。答：（1）地铁在桥面上受到的阻力为8×103N；（2）地铁完全在桥上的时间大约为64s。20．如图所示，电源电压恒定不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，闭合开关S，电流表示数是0.5A，求：（1）电源电压；（2）通电100s时，整个电路所消耗的电能。【解答】解：（1）由图知，两电阻并联，电流表测R2支路的电流。由并联电路特点和欧姆定律可得电源电压：U＝U2＝I2R2＝0.5A×20Ω＝10V；（2）通过R1的电流为：，根据并联电路电流的规律，干路的电流为：I＝I1+I2＝1A+0.5A＝1.5A，通电100s时，整个电路所消耗的电能：Q＝W＝UIt＝10V×1.5A×100s＝1500J。答：（1）电源电压为10V；（2）通电100s时，整个电路所消耗的电能为1500J。21．如图所示电路中，电源电压保持不变，定值电阻R2的阻值是10Ω，闭合开关后，电流表示数为0.2A，电压表示数为4V，求：（1）电阻R1的阻值；（2）开关闭合通电1min后，电阻R2消耗的电能。【解答】解：由图可知，闭合开关后，R1和R2串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流，根据串联电路电流的规律知，通过R1、R2的电流为I1＝I2＝I＝0.2A，（1）电阻R1的阻值为R1＝＝＝20Ω；（2）开关闭合通电1min后，R2消耗的电能为W＝UIt＝R2t＝（0.2A）2×10Ω×1×60s＝24J。答：（1）电阻R1的阻值为20Ω；（2）开关闭合通电1min后，R2消耗的电能为24J。22．小唐新房中的鱼缸如图所示，有一体积为6×10﹣3m3、质量为12kg的漂亮彩石静止在水底（彩石不吸水），鱼缸底部到水面深度为0.3m，求：（1）水对鱼缸底的压强是多少Pa？（2）彩石静止后，鱼缸底部对它的支持力是多少N？【解答】解：（1）水对鱼缸底的压强：p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.3m＝3×103Pa；（2）彩石的重力：G＝mg＝12kg×10N/kg＝120N，浸没在水中时，其排开水的体积：V排＝V＝6×10﹣3m3，受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣3m3＝60N则鱼缸底部对它的支持力：F支＝G﹣F浮＝120N﹣60N＝60N。答：（1）水对鱼缸底的压强是3×103Pa；（2）彩石静止后，鱼缸底部对它的支持力是60N。23．如图所示，某品牌新能源电动汽车，空车时整车质量为2.4t，四个车轮与地面接触面积共0.04m2。某测试员为测试汽车性能，驾车连续行驶45km，用时30min。求：（1）停在路边的空车，轮胎对地面的压强大小是多少？（2）此次行驶，汽车的平均速度为多少km/h？【解答】解：（1）空载时整车对地面的压力：F＝G＝mg＝2.4×103kg×10N/kg＝2.4×104N；停在路边的空车，轮胎对地面的压强：p＝＝＝6×105Pa；（2）此次行驶，汽车的平均速度v＝＝＝90km/h。答：（1）停在路边的空车，轮胎对地面的压强大小是6×105Pa；（2）此次行驶，汽车的平均速度为90km/h。24．在如图的电路中，已知电阻R1的阻值为20Ω，闭合开关S，电流表A的示数为0.7A，电流表A1的示为0.3A。求：（1）电源电压U；（2）电阻R2的阻值。【解答】解：由图可知：S闭合，R1、R2并联，电流表Al测电阻R1的支路电流，电流表A测干路电流。（1）因为并联电路各支路两端的电压相等且等于电源电压，根据I＝可得电源电压：U＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V；（2）根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：通过电阻R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.7A﹣0.3A＝0.4A；根据I＝可得电阻R2的阻值：R2＝＝＝15Ω。答：（1）电源电压U为6V；（2）电阻R2的阻值为15Ω。25．如图，电源电压恒定，小灯泡标有“3V1.5W”的字样，R为定值电阻。闭合开关S，小灯泡正常发光；再闭合开关S1，电流表示数为0.6A。求：（1）小灯泡正常发光时的电阻；（2）通电1min，定值电阻R消耗的电能。【解答】解：（1）闭合开关S时，电路为灯泡L的简单电路，因额定电压小灯泡正常发光，所以，电源的电压U＝UL＝3V，由P＝UI＝可得，小灯泡正常发光时的电阻：RL＝＝＝6Ω；（2）闭合开关S、S1时，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流，此时通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R的电流：IR＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，则通电1min内定值电阻R消耗的电能：WR＝UIRt＝3V×0.1A×60s＝18J。答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为6Ω；（2）通电1min，定值电阻R消耗的电能为18J。26．小明要乘G556次列车从郑州到北京，G556次列车时刻表如表所示。求：车次发站发车时间到站到站时间运行距离G556郑州东13：10北京西16：40700km（1）G556次列车从郑州东站到北京西站的平均速度。（2）假设G556次途中以50m/s的速度完全通过一座长1800m的大桥，用40s，求G556次列车的车身长度。【解答】解：（1）由列车时刻表可知，根据列车时刻表可知G556次列车从郑州东站到北京西站的路程s＝700km，所用的时间t＝16：40﹣13：10＝3h30min＝3.5h，G556次列车从郑州东站到北京西站的平均速度：v＝＝＝200km/h；（2）由v＝可知，列车通过大桥所行驶的路程：s′＝v′t′＝50m/s×40s＝2000m，列车的长度：L车＝s′﹣L桥＝2000m﹣1800m＝200m。答：（1）G556次列车从郑州东站到北京西站的平均速度为200km/h；（2）G556次列车的车身长度为200m。27．如图所示电路，电源电压不变，R1的阻值为40Ω，R2的阻值为20Ω。只闭合开关S1时，电流表的示数为0.2A；求：（1）电源电压。（2）S1、S2都闭合时电路消耗的总功率。【解答】解：（1）由图知，只闭合S1时只有R1连入电路，根据欧姆定律可得，电源电压：U＝I1R1＝0.2A×40Ω＝8V；（2）同时闭合S1、S2时，R1、R2并联，电流表测干路电流，因R1的电压不变，根据欧姆定律可知，通过R1的电流保持不变，根据并联电压特点知，U2＝U＝8V，根据欧姆定律可得R2的电流I2＝＝＝0.4A，并联电路干路电流等于各支路电流之和，则通过干路的电流