初中物理相關的計算題

【專家解說】：1、2010.襄樊) (5分)體育活動中也包含很多物理知識.下表是楊威同學的一次體育測試成績 請你根據表格中提供的信息進行下列有關計算:(g取10N/kg) (1)楊威同學100m跑的平均速度是多大? (2)在圖中，楊威同學的重量是500N，A點為此時的重心，請你根據圖中數據求出支持力F的大小; (3)楊威同學用4s把杠鈴舉起了2m，則他舉起杠鈴的功率是多少? 解:(10楊威同學的平均速度v=S/t=100m/16s=6.25m/s; (2)根據杠桿的平衡條件得: F1×L1=F2×L2 F1= F2×L2/ L1 =500N×0.9m/(0.9m+0.6m) =300N (3)杠桿的重G=mg=300kg×10N/kg=300N 舉起杠桿做的功W=Gh=300N×2m=600J 舉起杠鈴的功率P=W/t=600J/4s=150W 答:楊威同學的平均速度6.25m/s;支持力F的大小為300N;他舉起杠鈴的功率是150W. 10.(2010龍巖)(8分)滑輪組在建筑中應用廣泛，如圖所示為建筑工人自制的滑輪組.某 工人用此滑輪組將質量為90kg的重物提高5m，所用的拉力是600N.求: (1)該重物受到的重力; (2)工人通過滑輪組所做的有用功; (3)工人做的總功; (4)滑輪組的機械效率. 解:(1)G=mg=90kg×10N/kg=900N (2)W有=Gh=900N×5m=4500J (3)W總=Fs=600N×2×5m=6000J (4) η= W有/ W總×100%=4500J/6000J×100%=75% 25.(2010.南京)如圖所示，工人用滑輪組提升重240N的物體，所用的拉力為150N，物體在5s內勻速上升lm.求: (1)有用功 (2)滑輪組的機械效率 (3)拉力的功率 解:(1)W有=Gh=240N×1m=240J (2)W總=Fs=150×2m=300J η= ×100%= ×100%=80% (3)P= = =60W 答案:有用功是240J，滑輪組的機械效率是80%，拉力的功率是60W 25.(2010.揚州)一列質量為1×103t的火車，以180km/h的速度在平直軌道上勻速行駛，整列火車受到的阻力是9×103N. (1)火車的牽引力多大? (2)火車行駛1min時間內，重力做了多少功?機車牽引力做了多少功?牽引力的功率多大? 解:(1)∵火車在平直軌道上勻速行駛 ∴F牽=f=9×103N (2)WG=0 180 km/h=50 m/s ，1min=60 s s=vt=50 m/s×60 s=3×103m W牽=F牽s=9×103N×3×103m=2.7×107J P=W/t=2.7×107J/60 s=4.5×105W 答案:火車的牽引力是9×103N，行駛1min，重力做功0J，機車牽引力2.7×107J，做功牽引力的功率是4.5×105W. (2010?南通)如圖所示，工人師傅用一個定滑輪和動滑輪組成滑輪組，把重為500N的箱子勻速提升5m，動滑輪的質量為8kg，不計繩重和摩擦，取g=10N/kg. (1)在圖中用筆畫線代替細繩組裝滑輪組. (2)在向上提升箱子的過程中，人對繩子的拉力為多大? (3)在向上提升箱子的過程中，滑輪組的機械效率為多少? 解:(1)滑輪組繞線如圖所示 (2)人對繩子的拉力 (3)提升過程的有用功W有=Gh 總功W總=Fs=F?2h 機械效率 (答 ，同樣給分) (2010.湛江)湛江港一裝卸工人用如圖所示的滑輪組勻速提升質量為80 kg的貨物，所用的拉力F為500N，繩子自由端在50s內被勻速拉下4m，求:(g取10N/kg) (1)提升前貨物靜止在地面上，與地面的接觸面積為0.04m2，求貨物對地面的壓強. (2)提升時繩子自由端的速度. (3)拉力F的功率. (4)此滑輪組的機械效率. 解:(1)貨物對地面的壓強P=F/S=mg/S=80kg×10N/kg/0.04m2=2×104Pa. (2)提升時繩子自由端的速度v=s/t=4m/50s=0.08m/s. (3)拉力F的功率P=Fv=500N×0.08m/s=40W (4)此滑輪組的機械效率η=W有用/W總=mg/2F=80kg×10N/kg/2×500N=80% 答:略 (2010.蘇州) 如圖所示，斜面長S=10m，高h=4m.用沿斜面方向的推力F，將一個重 為100N的物體由斜面底端A勻速推到頂端B.運動過程中物體克服摩擦力 做了100J的功.求: (1)運動過程中克服物體的重力做的功; (2)斜面的機械效率; (3)推力F的大小. 解:(1)克服物體的重力做的功 W有用=Gh=100N×4m=400J (2)總功 W總= W有用+ W額外=400J+100J=500J 斜面的機械效率η=W有用/W總=400J/500J=80% (3)因為W總=FS，所以F= W總/S=500J/10m=50N (2010.廣州)如圖所示(滑輪組的繞繩未畫出)，人以600N的力向下拉動繞在滑輪組的繩子一端10秒，使繩端向下移動了1.5m、重物勻速上升了0.5m，已知滑輪組的機械效率為70%(g=10N/kg). (1)人的拉力的功率多大? (2)被吊起的重物質量多大? (3)按題意畫出滑輪組的繞繩. 解:(1)根據題意,繩子移支速度 由 得,人的總功率 (2)由(1)可知 ,則 且 ，由于 則 (3) (2010.泰州)用圖所示的滑輪組提升重物，已知物體重為200N，人用125N的拉力向下拉動繩子，5s內可使物體勻速上升2m求: (1)拉力所做的功和拉力的功率; (2)滑輪組的機械效率. 解:(1)拉力所做的功W總=FS=F×2h=125N×2×2m=500J 拉力的功率 P= W總/t=500J/5s=100W (2) 所做的有用功 W有用=Gh=200N×2m=400J 滑輪組的機械效率η=W有用/W總=400J/500J=80% 9.(2010.萊蕪)現有兩個電路元件定值電阻R1和熱敏電阻R2(電阻隨溫度改變而改變，且對溫度很敏感)，它們各自的電流與兩端電壓的關系如圖甲所示.將這兩個電路元件接入圖乙所示的電路中，電源電壓為6V.當電流表讀數為70 mA時，求:(1)定值電阻R1的阻值;(2)通過熱敏電阻R2的電流;(3)R2的電阻;(4)電源的總功率. 解:(1)(在圖像中任意取點，進行計算例:) 查圖像得當R1兩端的電壓U1=2V時，電流I1=20 mA=0.02A (2)通過R1的電流是 通過R2的電流為 (3)查R2的I-U關系圖像得當通過R2的電流 即10 mA時U2=4V…1分 此時R2的阻值 (4)電路中的總電流為I=70 mA=0.07A 電源的總功率為 5.(2010.荊門)在一次課外活動中，小華同學對家里的電磁爐進 行了相關的觀察和研究，并記錄了電磁爐及她家電能表的有關數據，如右表所示.(水的比熱容為c= 4.2×103J/(kg?℃).請你根據小華同學在活動中獲得的有關資料，求解在這段時間內: (1)水所吸收的熱量; (2)電磁爐的實際功率; (3)電磁爐燒水的效率. ( 1) (2)5min消耗的電能 或 (3) 6.(2010.金華)黑夜看不見開關位置，為此小明設計了如圖所示的電路.當單刀雙擲開關S合向b時，照明燈亮、指示燈滅，避免指示燈費電;S合向a時，照明燈滅、指示燈亮，顯示開關位置(S只能處于這兩種狀態(tài)).他在圖示方框中完成指示燈和電阻絲的連接電路，指示燈規(guī)格 為“10V，1W”. (1)照明燈正常工作時的電阻是多少? (2)若照明燈正常工作6h，這段時間內照明燈需消耗多少電能? (3)為使指示燈正常發(fā)光，需接上多大電阻的電阻絲? (1)P額=U額I額=U2額/R R= U2額/ P額=(220V)2/100W=484Ω (2)W=Pt=100W×6h=600w=0.6kWh (3)照明燈和電阻絲是串聯，所以通過照明燈的電流和通過電阻絲的電流均相等 照明燈正常發(fā)光，達到額定功率 I=P照/U照=1W/10V=0.1A 串聯的電阻絲電業(yè)為 U電阻=U- U照=220V-10V=210V R= U電阻/ I=210V/0.1A=2100Ω 7.(2010.溫州)溫州市政府計劃今年內建造40個電動汽車充電樁，為溫州電動汽車的進一步發(fā)展做好配 套設施建設.下表為某品牌電動汽車的部分相關數據: (1)空車時，若該電動汽車車輪與地面的總接觸面積是400cm2，則該車對地面的壓強是多少帕?(g取10N/kg) (2)若該車以40千米/時的速度勻速行駛2.5小時，則消耗電能多少千瓦時? (3)該電動汽車采用鐵電池供電.如圖所示為鐵電池與鋅錳電池給相同用電器供電時的放電曲線.與鋅錳電池相比較，鐵電池有何特點? (寫出兩點). (1)解:P=F/S=(1600Kg×10N/Kg)/400×10-4m=4×105Pa (2)S=V.t=40km/h×2.5h=100 km W=100 km×0.12Kwh/Km=12 kWh (3) 放電時間比較長久 和放電時電壓比較大會 28.(2010.桂林)小華家買了一個家用電吹風，如圖甲所示.其簡化電路如圖乙所示，主要技術參數如右表. 請解答如下問題: (1)當電吹風吹冷風時，正常工作5min消耗的電能是多少? (2)當選擇開關旋至何處時，電吹風正常工作的功率最大?此時電路中的總電流是多大? (3)當電路供電電壓為200V時，電吹風電熱絲的實際電功率為多大? (計算結果保留一位小數) 解:(1)當電吹風吹冷風時，有P=W/t得: 消耗的電能:W=Pt=120W×5×60s=3.6×104J (2)當選擇開關旋至B、C點時，電吹風的電功率最大 由:P=UI得 電路中的電流I=P/U=1000W/220V=4.5A (3)電熱絲的額定功率:P額=1000W-120W=880W 由:P=UI和I=U/R可得: 電熱絲的電阻:R熱=U2/P額=(220V)2/880W=55 電熱絲的實際功率:P實=U實2/R熱=(200V)2/55 =727.3W 答:當電吹風吹冷風時，正常工作5min消耗的電能是3.6×104J;當選擇開關旋至B、C點時，電吹風的電功率最大，此時電流為4.5A，電路中的實際電壓為200V時，電吹風的實際功率為727.3W. 34.(2010.雞西)小華家要購買一臺即熱式電熱水器(俗稱“過水熱”)，替換原來的箱式電熱水器，它能使水溫在數秒內就達到適宜溫度. ⑴這種“過水熱”的銘牌上注明:“220V、6000W” .當它正常工作時，通過它的電流是多少? ⑵雞西市生活用電的電費為0.5元/kW?h，當地澡票價格是4元，如果他使用這種“過水熱”洗澡，每次累計通電時間是10分鐘.請你計算一下，他每次洗澡可節(jié)省多少元?(用水發(fā)生的費用按0.1元計算) ⑶因為“過水熱”工作環(huán)境潮濕且功率大，那么在安裝、使用過程中，應當注意什么呢? (已知他家的空氣開關上標有的最大額定電流是20A) ⑷最近，小華發(fā)現許多鄰居在使用“太陽能”熱水器.如果你是小華，那么，你是選擇“太陽能”呢，還是選擇“過水熱”呢?說出選擇的依據. 答案:(1) (2) 每次用電費用 0.5元/ kW?h ×1 kW?h =0.5元 節(jié)省費用:4元-0.5元-0.1元=3.4元 (3)為了安全，應當加裝漏電保護裝置(答使用三孔插座和三角插頭亦可); 要進行電路改造(答出具體改造方法，或指明用電器與原電路最大額定電流不匹配也可得分) (4)太陽能熱水器清潔無污染，節(jié)能，太陽能可再生， 低碳， 比較安全;“過水熱”加熱比較快，使用方便，體積小節(jié)省空間，不受天氣影響(“太陽能”與“過水熱”二選一，理由只要合理均可得分) 22.(2010.蚌埠二中) 如圖所示電路，電源電壓和定值電阻RX都未知，R1是調節(jié)范圍足夠大的電阻箱，R2和R3 的電阻值分別是3R和6R，閉合開關S后，當電阻箱電阻值調節(jié)為R時電流表讀數為 ，當電阻箱電阻值再調節(jié)為6R時電流表讀數為 . 求:⑴計算電阻箱電阻值調節(jié)為R時R3的電功率; ⑵電源電壓和定值電阻RX的阻值; ⑶如果在電路中A、B兩點間接入一個電壓表，不斷改變電阻箱的阻值，將會得到一系列電壓表和電流表的讀數，請在乙圖的坐標系U-I中定性地畫出電壓表和電流表的讀數所反映的圖線. 22.⑴ ⑵ ⑶ (若圖線能反映:①線性②減函數，沒有延伸到兩個坐標軸也正確)) (2010.煙臺)小明同學用三個電表(電壓表或電流表)、兩個小燈泡、開關、導線及電源連接成如圖所示的電路進行實驗.閉合開關后，兩燈泡均發(fā)光，小明記錄的三個電表的讀數為: 6V;1.5 A;0.5A. (1)畫出實驗電路圖，并指出甲、乙、丙三個電表的讀數分別是多少? (2)計算Ll的電阻和電路消耗的總功率. 解:(1)見圖(電路圖連接順序要與實物圖一致) 甲是電流表，示數是1.5A 乙是電流表，示數是0.5A 丙是電壓表，示數是6V (2)根據歐姆定律I=U/R得 R1=U/I1=6V/0.5A=12Ω 根據P=UI得 P總=UI=6V×1.5A=9W (2010.蘇州) 在如圖所示的電路中，R1=10 ，R2=20 ，閉合開關后，電流表的示數 為0.3A.求: (1)電阻R1兩端的電壓; (2)通過電阻R2的電流; (3)電路消耗的總功率. 解:(1)電阻R1兩端的電壓U=I1 R1=0.3A×10Ω=3V (2) 通過電阻R2的電流 I 2=U/ R2=3V/20Ω=0.15A (3) 電路消耗的總功率 P=UI=U(I1 + I2)= 3V×(0.3A+0.15A)=1.35W (2010.廣州)某電熨斗內有R1、R2兩段發(fā)熱絲，其簡化電路如圖24，它在220V或110V電壓下都能 正常工作:110V時將S打至1擋，220V時將S打至2擋，這兩種情況下熨斗的電功率 均為1100W.求 (1)電熨斗正常工作5分鐘消耗多少電能? (2)電熨斗在220V電壓下正常工作的電流是多大? (3)兩發(fā)熱絲的電阻之比 多大? 解:(1)由于電熨斗正常工作，故 (2)由 得， (3)由 得， 所以 (2010.嘉興)2010年世博會全面使用一種名叫LED燈的新型節(jié)能燈.使用LED燈比舊式燈泡節(jié)能90%，且發(fā)出光的顏色會隨電壓的變化而變化(見下表).圖乙是世博會的吉祥物--“海寶”，夜晚在LED燈的照射下，能呈現出不同的顏色，形象十分可愛. (1)根據表中數據，當LED燈發(fā)出紅光時，消耗的電功率是 0.036 瓦. (2)把一個LED燈接人如上圖甲所示的電路中，已知電源電壓為5伏且保持不變，電阻R為90歐姆.閉合開關后，毫安表(比安培表更精確的電流表)的讀數為20毫安，通過計算說明此時LED燈發(fā)出什么顏色的光? (3)有一座“海寶”的質量為2.0×103千克，放在水平地面上，與地面的接觸面積為0.4米’，求此“海寶”對地面的壓強(取g=10牛/千克). 解: (2)由I=U/R得UR=IR=0.02A× 90Ω=1.8V ULED=5V一1.8V=3.2V 查表得LED燈發(fā)出藍光. (3)F=G=mg=2.0×103千克×10牛頓/千克=2.0×104牛 答:(2)此時LED燈發(fā)出藍光，(3)此“海寶”對地面的壓強5×104帕. (2010.湛江)小明的奶奶住在徐聞農村，她家的樓道燈泡在深夜時很容易燒壞.為解決這一問題，小明設計了如圖所示的電路，L1和L2都是“220V40W”.請回答下列問題:(設燈泡的電阻不變化，電源電壓變化忽略不計) (1)乙燈泡的電阻是多少?閉合開關S和S1，L1正常發(fā)光，工作5h消耗的電能是多少? (2)斷開S1，閉合S，讓兩燈泡都發(fā)光，深夜燈泡就不容易燒掉了，請計算此時L1兩端的電壓. (3)請計算兩盞燈泡都亮時電路消耗的總功率是多少? 解:(1)乙燈泡的電阻R=U2/P=(220V)2/40W=1210Ω L1正常工作5h消耗的電能W=Pt=0.04kW×5h=0.2 kW?h (2)斷開S1，閉合S時，電流I=U/R¬總=220V/(1210Ω+1210Ω)=1/11A L1兩端的電壓U1=IR1=1/11A×1210Ω=110V (3)兩盞燈泡都亮時電路消耗的總功率P總=UI=220V×1/11A=20W 答:略 11、(2010.瀘州)太陽能電動車，它由太陽能電池提供動力，右圖是它的電路簡化圖，光能轉化為電能儲存在太陽能電池中，提供電動機轉動需要的動力，可通過改變調速電阻來調節(jié)電動機轉速.已知太陽能電池電壓為600V.請回答以下問題: (1)當調速電阻的滑片P在最右端時，調速電阻接入電路的阻值為10Ω，閉合開關S，電壓表示數為500V，此時電動機的電功率是多少? (2)當調速電阻的滑片P滑到最左端時，電動機電功率達到18KW，此時電流表示數多大? 11.解:(1)當滑片P在最右端時，電動機與調速電阻串聯，電壓表測得的是電動機兩羰電壓，調速電阻兩端電壓U調=U-U機=600V-500V=100V I=U調/R調=100V/10Ω=10A 電動機的電功率P= U機I=500V×10A=5kW (2)當調速電機的滑片P在最左端時，電路中只有電動機連入電路，此時電動機兩端電壓 U機1=U=600V 由P= U機1×I得電流表示數為:I=P/ U機1=18000W/600V=30A 答:滑片P在最右端時，電動機的電功率為5kW，滑片P滑到最左端時電流表的示數為30A 26.(2010.南京)如圖所示電路，滑動變阻器上標有“50Ω lA”，電源電壓恒定為6V，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0-3V.閉合開關S，移動滑動變阻器滑片到某一位置時，電流表示數為0.2A，電壓表示數為2V.求: (1)電阻R1的阻值 (2)此時滑動變阻器消耗的功率 (3)為保證電路安全，電阻R1上允許消耗功率的范圍 26.解:(1)R1=U1/I=2V/0.2A=10Ω (2)U2=U-U1=6V-2V=4V P2=U2I=4V×0.2A=0.8W (3)電壓表示數為3V時，R1上消耗的功率最大 P1大=(U1大)2/R1=(3V)2/10Ω=0.9W 當滑動變阻器阻值最大時，R1上消耗的功率最小 電路中最小電流I小=U/R總=6V/60Ω=0.1A P1小=I最小2R1=(0.1A)2×10Ω=0.1W R1上允許消耗功率的范圍是0.1W-0.9W 答:電阻R1的阻值是10Ω，此時滑動變阻器消耗的功率是0.8W，為保證電路安全，電阻R1上允許消耗功率的范圍是0.1W-0.9W 24.(2010.上海)在圖13(a)所示的電路中，電源電壓為6伏且保持不變，滑動變阻器R1標有“100Ω 2A”字樣.閉合電鍵S后，電流表A1和A2的示數分別如圖13(b)所示.求: (1)電阻R2的阻值. (2)通電10秒鐘，電流通過電阻R2所做的功W2. (3)在移動變阻器R1的滑片P時，是否 存在使兩個電流表指針偏離零刻度的角度恰好 相同的情況?如果存在，請求出此時變阻器R1 消耗的功率P1;如果不存在，請說明理由. 解:(1)I 2=I-I 1=1.2安-0.4安=0.8安 R2=U/ I2=6伏/ 0.8安=7.5歐 (2)W2=U I2t=6伏×0.8安×10秒=48焦 (3)若電流表A1量程為0~0.6安，電流表A2量程為0~3安，則當兩個電流表指針偏離零刻度的角度恰好相同時有:I?=5 I 1? I 1?+I 2=5 I 1? I 1?+0.8安=5 I 1? I 1?=0.2安 P1=U I1?=6伏×0.2安=1.2瓦 答:電阻R2的阻值是7.5歐.電流通過電阻R2所做的功為48焦.此時變阻器R1消耗的功率為1.2瓦 18.(2010.蕪湖)家用電器工作時往往達不到額定的電壓和功率.某同學在家中做了如下實驗:他首先查看自己家的電能表，表上標有“3600R/kW?h”字樣;隨后他關閉了家中所有用電器，只讓一只標有“220V、1210W”的電水壺盛滿水持續(xù)工作，與此同時，觀察到電能表轉盤3分鐘轉過180圈.假設電水壺的電阻保持不變，求: (1)電水壺的電阻; (2)電水壺工作時的實際電功率; (3)該同學家的實際電壓. 解:(1)由P額=U2額/R 得電水壺的電阻R=U2額=(220V)2/1210W=40Ω (2)t=3min=180s t時間內電水壺消耗的電能W=180/3600=0.5(kW?h)=1.8×105J 電水壺的實際電功率P實=W/t=1.8×105/180=1000(W) (3)該同學家的實際電壓U實= =200(V) 答:電水壺的電阻是40Ω，電水壺工作時的實際電功率是1000W，該同學家的實際電壓是200V.