题型四计算题.docx

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1、题型四计算题题型专练计算1力学综合计算1.（2021重庆A,20,8分）如图甲所示,小勇同学设计了一个汽车落水安全装置并进行了试验,在汽车的四个门板勺朦U分别安装一个气囊,气囊的触发由图乙所示电路中ab间的电压来控制,压敏电阻当水平安装在汽车底部力处的阻值随其表面水的压力的变化如图丙所示。某次试验时：；气车入水前把Rz的滑片调到合适位置不动,闭合开关S,电压表的示数为3V,再把;气车吊入足够高的长方体水池中缓慢下沉,直到a、b间的电压等于或大于3V时,气囊就充气打开,使汽车漂浮在水中,试验装置相关参数如表所示。（g=10Nkg,水的密度/水=LOXlo3kgm3）表:试验装置参数电源电压4.5

2、VAl接触水的面积15cm2长方体水池底面20m2积甲乙K/Q100-J-,-,-,-,-,80-20-jI,：耶051015202530丙（1）求汽车入水前电路中的电流；（2）当汽车漂浮时,测得水池的水位比汽车入水前上升了8cm（水未进入车内）,求汽车受到的重力；（3）求气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度。答案解：Q）电流大小山二等二嘿y=0.075A0（2分）（2）排开水的体积:1/排=S水池/?=20m20.08m=1.6m3浮=O水gl排=IXlO3kgm3l0Nkgl.6m3=1.6l04NG车二尸浮=1.6lO4N0（3分）（3）入水前:当电压表示数为3V时总和Rz串联:AM詈=

3、誓，*=40Q（I分）l2爪2*112车子下沉a6间的电压增大当i=3V时,气囊打开署啜，言磊/C80QQ分）由图丙可知/=15N15N一 5-15xl7m2= IxlO4Pa=-=P水gIO4Pal103kgm310Nkg= lm（1 分）思路分析（1）汽车入水前,闭合开关,滑动变阻器两端的电压为3V,而电源电压为4.5V,所以压敏电阻右两端电压为L5V,再根据欧姆定律求出通过压敏电阻的电流。（3）入水前后两端电压为3V,根据串联电路分压规律,在车入水前R2=AOQ0车入水后,用两端的电压变为3V,即用两端电压变为1.5V时,气囊打开,可以求出此时用电阻为80o根据题图丙,可以查出用上的压力

4、为15N,再根据压强公式夕q求压强的大小,最后根据夕二月9求浸入水中的深度。2.（2021河南,20,8分）电动清扫车以其环保、高效等优点,在创建卫生城市中大显身手。图为一电动清扫车正在工作时的情景。电动清扫车的主要部件是电动机,其工作原理是；清扫过程中,驾驶员相对于清扫车是（选填静止或运动）的。清扫车停在水平路面上,总质量为800kg,清扫刷与路面不接触,轮胎与路面总接触面积为0.04m，车对路面的压强为多少?g取10Nkgo（3）清扫车完成任务后,在平直道路上以5ms的速度匀速直线行驶,经IOmin到达垃圾处理站,行驶过程中车所受阻力大小恒为400N,则牵弓I力做的功为多少？答案（1）（2

5、分）通电线圈在磁场中受力转动静止（2）2105Pa（3）l,2106J解析（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动;以清扫车为参照物,驾驶员相对清扫车位置没有变化,即相对清扫车,驾驶员是静止的。（3分）车受到的重力G=77g=800kg10Nkg=8IO3N车对路面的压力r三=8103N车对路面的压强p=f=2105Pao（3分）经IOmin清扫车行驶的路程S=5ms1060s=3103m匀速行驶时牵引力尸牵二上400N牵弓I力做的功作尸牵s=400NX3X103m=1.2XIO6Jo3.(2019福建,33,8分)将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力

6、尸随杯中饮料的高度力变化的图像如图。饮料出口的横截面积S=08cm2,饮料流出的速度y50Cms,杯高%10cm,杯底面积S=30cm，g取10Nkgo(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大？(2)饮料的密度为多大？(3)设杯底与杯座的接触面积也为S,饮料持续流入空杯5s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大？答案(1)3.6N(2)1.2103kgm3(3)l.l103Pa解析由图可知空杯对杯座的压力b=0.9N装满饮料时,杯对杯座的压力=4.5N所以杯底受到饮料的压力A=-)=3.6N0装满饮料时饮料质量m=E=靛=036kg饮料体积k=52=30cm210cm=3104m3饮*播度Qw=肃

7、缁，2lO3kg11A(3)流入杯中饮料的质量/n=p5il.2103kgm30.810-4m20.5ms5s=0.24kg饮料对杯底的压力乃二77g=0.24kgX10Nkg=2.4N杯对杯座的压强F+/_ 0.9N+2.4N 30104m2= l.l103Pao评分细则第Q)小题,写出b=0.9NxA=4.5N,可得1分。求出杯底受到饮料压力F=3.6Nl得1分。第小题,求出饮料质量m36kg狷1分。求出饮料的体积斤3l0-4m3得1分。求出饮料的密度LL2lO3kgm3彳导1分。第小题,求出5s饮料流出的质量6i=0.24kg狷1分,求出饮料对杯底的压力E=2.4N,得1分。求出杯对杯座

8、的压强P=LlXlO3P得1分。易错警示本题中有两个面积,一个是饮料口的面积,一个是杯底面积,求饮料持续5s流入空杯时的体积,必须用饮料口的横截面积S,此处学生易错。第(3)小题求杯对杯座的压强,学生往往把空杯对杯座的压力漏掉,造成最后结果错误。4.(2020安徽,23,8分)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度Ai=IOcm时,容器处于直立漂浮状态,如图a所示。已知容器的底面积S=25cm2,0水=LOXlo3答案(I)LoXl()3pa(2)2.5N(3)0.8103kgm3解析Q)水对容器下表面的

9、压强p=水g=1.0103kgm310Nkg0.1m=1.0IO3Pa;(2分)水对容器下表面的压力fsj=pS=1.0103Pa2510-4m2=2.5N容器受到的浮力尸浮向上=2.5N;(3分)(3)由漂浮条件有G物二尸浮,由阿基米德原理有尸浮=G排水g/排故G物=p水gSh,G物=p水gSh2取出液体的重力G=G物-G物二/水gHi-z2)其质量m=p水Ssl-忖9mP水SSlM2)液体的密度P=7=j=0.8103kgm3(3分)计算2热学综合计算1.(2021湖北宜昌40,4分)小明学习了燃料的热值后很想知道家中使用的天然气的热值是多少,但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是,他在家

10、里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧用温度计测量水从20。C加热至80C的过程中,观察到天然气表的数字变化了0.03511A他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%,已知水的比热容C水=4.2xl03j/(kg.oc)。求：(1)在这个过程中水吸收了多少热量？(2)请你帮小明算出天然气的热值。答案解：Q)水吸收的热量Q吸=U水6上42l03J(kgC)2kg(80C-20C)=5.04l05J(2)天然气完全燃烧释放的能量为1。6JyX36%根据Q放二四得Q/_=i10J=4x107jm3YV0.035m32.(2019内蒙古呼和浩特,16,4分)热量的计算公式为Q吸=4),Q放=n(b

11、-现已知铁的比热容为0.46l03J(kgC),铝的比热容为0.88103J(kgoC)o(1)一根烧红的铁钉,质量为2g,温度从800降低至I700,放出多少热量；相同质量的铁和铝,吸收相同的热量,上升温度较高的是(选填铁或铝)。答案92J(2)铁解析Q)Q放=C6(b9=046l03J(kgC)2l0-3g(800C-700C)=92J(2)6铁=6铝,Q铁吸=Q铝吸,c铁1铝,故选铁。计算3电学综合计算1.(2019安徽,23,9分)图示为“研究小灯泡灯丝的阻值变化特点”的电路图。实验所选用的器材均能符合实验要求其中部分器材的规格如下:小灯泡(额定电压3.8V,额定电流0.32A);电压

12、表（量程3V,内阻3000Q）;电流表（量程500mA,内阻0.5Q）,定值电阻&（阻值1000）o按电路图连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,发现电压表的示数为2.7V,电流表的示数为315mA。求此时（1）小灯泡两端的电压；（2）通过小灯泡的电流；（3）小灯泡灯丝的阻值。答案（1）3.6V（2）0.314A（3）11.5解析（1）通过电压表的电流炉皆二就二9l（HA&两端的电压t=b=910-4A1000=0.9V（2分）小灯泡两端的电压U=U+Z=2.7V+0.9V=3.6V（2分）通过小灯泡的电流殳A=0.314A（3分）小灯泡灯丝的阻值l=7=H.50（2分）l2

13、（以上各题其他合理的解答均给分）易错警示将电压表看成一个电阻大小固定的用电器,注意电压表与定值电阻串联后再与灯泡并联,灯泡两端的电压等于电压表两端的电压和定值电阻两端的电压之和。一题多解电压表与定值电阻串联,根据串联分压原理可知者=3即蜉=黑l2KOM2IUUUJl解得伪=0.9V则灯泡两端的电压Ul=U+6=2.7V+0.9V=3.6V方法技巧解答需要考虑电表内阻的问题时,只需要把电压表和电流表看成一个定值电阻接入电路,电压表显示的数值是电压表两端的电压大小,电流表显示的数值是通过电流表的电流大小,再根据串、并联电路的特点进行分析即可。2.（2021山东潍坊,25,8分）某电动三轮车坐垫加热

14、装置的简化电路如图所示,电路中Ro、RL均为发热电阻,已知,Ri=3Q,&=9Q,仅闭合Sl时,加热功率马=24W;仅闭合S2时,加热功率Z=12Wo求：Q）电源电压U及总的电阻值；（2）该装置的最大加热功率。答案解：Q）仅闭合Sl时,用）、后串联接入电路,串联电路总电阻等于各电阻之和加热功率=24W仅闭合S2时,&、*2串联接入电路加热功率昨$=12WqT2KqTVAi两式联立,解得：=12VfAo=3。（2）开关全部闭合,总、R2并联接入电路,Ab短路并联电路总电阻小于任何一个电阻,由欧姆定律可得此时通过电路的电流最大,则电路的总功率最大,电路总功率等于各支路功率之和,所以该装置的最大加热功率A党史二+Y=48W+16W=64W。RlR2393.（2020江西,21,7分）如图所示,电源电压恒定不变,已知定值电阻的阻值为的不考虑温度对灯丝电阻的影响。当SI和S2都闭合