天津市2019-2021年中考物理题分类汇编-计算及综合题

2019-2021（三年）天津市物理中考题分类汇编——计算及综合题(2021·天津市·历年真题)额定功率为1000W的电热水壶正常工作时，把质量为1kg的水从20℃加热到100℃。已知c水=4.2×103J/（kg•℃），不计热量损失。求：

（1）水吸收的热量；

（2）加热所需要的时间。

(2021·天津市·历年真题)如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A。求：

（1）电源电压；

（2）S1、S2均闭合时，电流表的示数。

(2021·天津市·历年真题)水平桌面上有一底面积为5S0的圆柱形薄壁容器，容器内装有一定质量的水。将底面积为S0、高为h0的柱形杯装满水后（杯子材料质地均匀），竖直放入水中，静止后容器中水的深度为12h0，如图1所示；再将杯中的水全部倒入容器内，把空杯子竖直正立放入水中，待杯子自由静止后，杯底与容器底刚好接触，且杯子对容器底的压力为零，容器中水的深度为23h0，如图2所示。已知水的密度为ρ0。求：

（1）空杯子的质量；

（2）该杯子材料的密度。

(2020·天津市·历年真题)小华在天津的家中用电热水壶烧水，将质量为2kg的水从20℃加热到70℃．已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），求水吸收的热量。

(2020·天津市·历年真题)某校师生自制了一台电烘箱，电烘箱的电阻丝通过5A电流时，每分钟产生的热量是6.6×104J热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻？

(2019·天津市·历年真题)某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时，把1kg水从20℃加热到100℃用时7min，已知c水=4.2×103J/（kg•℃），求：

（1）水吸收的热量；

（2）电热水壶的热效率。型号xx额定电压220V额定功率1000W频率50Hz

(2019·天津市·历年真题)用如图所示的滑轮组，将一重为450N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提起2m，拉力F为200N．求：

（1）滑轮组的机械效率；

（2）拉力F的功率。

二、综合题(2021·天津市·历年真题)现准备自制一个最大阻值为Rm的滑动变阻器，要购买涂有绝缘层的电阻丝，需提前借助实验得知所用电阻丝的长度。可供选择的器材有：一段长为l0的电阻丝样品（阻值在2～3Ω之间，两端留有接线头），电压约为12V的电源（电源电压不变），阻值为5Ω的定值电阻R0，一个量程为0～0.6A的电流表，一个量程为0～15V的电压表，开关和导线若干。

请你合理选择器材设计实验方案，确定出制作变阻器的电阻丝长度L。要求：

（1）画出实验电路图（电阻丝用“”表示）；

（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；

（3）写出电阻丝长度L的数学表达式（用已知量和测量量表示）。(2020·全国·历年真题)为了比较方便地测量出未知电阻的阻值，物理兴趣小组的同学设计了一个“电阻测量盒”：将一个电源（电压不变）、一个阻值为R0的定值电阻、一个开关和一个电流表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，如图1所示。未使用时，盒内开关断开，电流表无示数。使用时，将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连，读取开关闭合时电流表的示数I1、开关断开时电流表的示数I2，经计算得知Rx的阻值。

请你解答如下问题：

（1）在图2的虚线框内画出测量盒中符合上述设计要求的两种可能的电路图；

（2）在你所设计的电路中任选一种，推导出待测电阻Rx的数学表达式。（请注明所选择的电路，Rx表达式用已知量和测量量表示）

参考答案1.【答案】解：（1）使水温由20℃升高到100℃，水需要吸收热量为：

Q吸=c水m△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J；

（2）不计热量损失，电热丝所产生热量的全部被水吸收，

由Q放=Q吸=W=Pt得加热所需要的时间为：

t=WP=Q吸P=3.36×105J1000W=336s。

答：（1）水吸收的热量为3.36×105J；【解析】（1）由吸热公式Q吸=cm△t计算吸收的热量。

（2）根据电热丝正常工作时所需要产生热量，由电热公式计算电流产生这些热量所需要的时间。

本题是一道电学与热学的综合应用题。与生活相连，使学生觉得学了物理有用，且加强了学生的节能环保的意识，计算时注意单位的统一。

2.【答案】解：（1）只闭合开关S1，电路为电阻R1的简单电路，由欧姆定律可得电源电压：U=IR1=0.3A×20Ω=6V；

（2）S1、S2均闭合时，两电阻并联接入电路，电流表测干路电流，

并联电路各并联支路两端电压相等，由欧姆定律可得通过电阻R2的电流：I2=UR2=6V30Ω=0.2A，

并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以电流表的示数：I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A。

答：（1）电源电压为6V；

（2）S1、S2【解析】（1）只闭合开关S1，电路为电阻R1的简单电路，由欧姆定律可得电源电压；

（2）S1、S2均闭合时，两电阻并联接入电路，电流表测干路电流，根据并联电路电压特点结合欧姆定律计算通过电阻R2的电流，根据并联电路电流规律计算电流表的示数。

本题考查并联电路特点、欧姆定律的灵活运用，题目难度不大。

3.【答案】解：（1）将杯中的水全部倒入容器后，杯子对容器底部压力为零，此时杯子可视为漂浮状态，

则有F浮=G=mg=G排=ρ0V排g，即m=ρ0V排；

观察图像可知，此时V排=S0×23h0=23S0h0；

将V排=23S0h0代入m=ρ0V排得m=23ρ0S0h0；

（2）由图1知，杯子的体积与杯内水的体积之和等于S0×h0，即V总=V杯+V水=S0h0，则V杯=S0h0-V水；

将杯中的水倒入容器中，容器中增加水的体积就是杯中水的体积，即V水=△V=（5S0-S0）×△h=4S0×（23h0-12h0）=23S0h0；

将V水=23S0h0代入V杯=S0h0-V水得V杯=S0h0-23S0h0=13S0h0；

由密度公式可得杯子的密度ρ=mV=23ρ0S0h013S0h【解析】（1）在图2中物体处于漂浮状态，利用F浮=G=mg可计算出物体质量；

（2）上一问已求出水杯质量，本问主要需求得物体体积。观察图1与图2可知，水面增加的液体就是水杯中原来的液体，利用几何关系可求出水杯中原来液体的体积，进而计算出水杯密度。

本题考查了浮力与密度的计算，需考生熟练运用浮力公式F浮=G排=ρ液V排g计算出水杯的体积与质量，进而求得密度，对考生综合能力要求较高。

4.【答案】解：

水吸收的热量为Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃-20℃）=4.2×105J。

答：水吸收的热量为4.2×105J。

【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-t0）求水吸收的热量。

此题考查了热量计算公式的应用，计算过程简单，是一道基础题。

5.【答案】解：（1）电烘箱的电功率：

P=Wt=Qt=6.6×104J60s=1.1×103W；

（2）∵P=UI=I2R

∴电阻丝工作时的电阻：

R=PI2=1.1×103W(5【解析】（1）已知电阻丝产生的热量和所用时间，并且电阻丝产生的热量等于电烘箱消耗的电能，根据公式P=Wt=Qt可求电烘箱的电功率；

（2）再利用公式R=UI=PII=6.【答案】解：（1）水吸收的热量：

Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J。

（2）工作时间t=7min=420s，

电热水壶正常工作7min消耗的电能：

W=Pt=1000W×420s=4.2×105J，

则电热水壶的热效率：

η=Q吸W×100%=3.36×105J4.2×105J×100%=80%。

答：（1）水吸收的热量为3.36×105【解析】（1）知道水的比热容、质量、初温和末温，根据Q吸=cm（t-t0）求出水所吸收的热量；

（2）电热水壶正常工作时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出消耗的电能，再根据η=Q吸W×100%求出该电热水壶的热效率。

7.【答案】解：

（1）工人做的有用功：

W有用=Gh=450N×2m=900J，

由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，拉力端移动距离s=3h=3×2m=6m，

拉力做的总功：

W总=Fs=200N×6m=1200J，

滑轮组的机械效率：

η=W有用W总×100%=900J1200J×100%=75%；

（2）由v=st得做功时间：

t=hv=2m0.1m/s=20s，

拉力做功的功率：

P=W总t=1200J20s=60【解析】本题考查了使用滑轮组时功、功率、机械效率的计算，明确有用功、总功的含义是关键。

（1）利用W=Gh求有用功，由图知n=3，利用s=3h求出拉力端移动的距离，知道拉力，利用W=Fs求总功；利用η=W有用W总×100%求滑轮组的机械效率；

（2）求出了拉力做的总功，再求出时间，利用P=Wt8.【答案】（1）实验电路图如图所示：

（2）实验步骤：①按电路图连接实物图；

②闭合开关S1，断开开关S2，读出电压表的示数为U1；

③再闭合开关S2，读出电压表的示数U2；

（3）当开关S1闭合，S2断开时，R0和R（待测电阻丝）串联，此时电压表测量R0两端的电压；当再闭合开关S2时，电阻R被断路，此时只有R0接入电路，电压表的示数即为电源电压；根据串联电压的特点：R两端的电压为：U=U2-U1，电流处处相等的特点：U1R0=U2-U1R，得R=U2-U1U1R0，由RmR=Ll0得到L=Rml0R=U1Rml0(U2-U1)R0【解析】影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积，即R=ρLS，要求所需电阻丝长度，同样材料的电阻丝，ρ和S都相同，只需要知道电阻R的值就可求的，根据R=UI计算电阻。

9.【答案】解：

（1）将电流表、定值电阻、开关、电源可能组成的两种电路如图所示：

第一种：

第二种：

（2）若采用第一种电路，开关闭合时，被测电阻Rx与R0并联，电流表测干路中电流，开关断开时，电路中只