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1、專題四專題四計算題計算題第1頁這里說計算題主要是指試卷中綜累計算壓軸題。這類試題通常以某種事實為背景,以某種器具或用具作載體,把熱、力、電、光知識有機地結合起來,考查學生綜合應用、綜合分析和綜累計算能力。計算題力爭防止繁、難、偏、怪,表達了物理基本知識有機整合和綜合利用,大都把熱、力、電、光四個知識內容中兩個或三個知識內容點以拼盤形式設題。第2頁初中物理計算公式一覽表第3頁第4頁第5頁第6頁第7頁第8頁第9頁第10頁第11頁第12頁第13頁第14頁第15頁類型一類型二類型三類型四計算題普通解題步驟第一步:認真審題。明確現象和過程,確定給出條件或題目中隱含條件。第二步:找關系,也就是針對題目內容

2、分析,確定處理問題方向,選擇適合規(guī)律和公式,找準相關物理量之間關系。第三步:列出表示式。這一步是在明確了各個已知量、未知量及某個物理量在題目中敘述物理現象或物理過程改變時存在關系,依據公式或規(guī)律列出對應表示式,并推導出待求物理量計算式。第四步:代入數據求解,這一步是把所用到已知物理量單位統(tǒng)一后,把已知量數據代入計算式中,經過正確運算,得出答案;對答案進行合理化驗證,最終確定正確答案。第16頁類型一類型二類型三類型四類型一力學綜累計算力學綜累計算力學計算題?？贾R點包含速度、密度、重力、壓力、浮力、功與功率、機械效率等,慣用公式見上表。第17頁類型一類型二類型三類型四典題1(廣西玉林)如圖所表示

3、是打撈物體模擬裝置?，F電動機帶動鋼絲繩自由端以0.5m/s速度勻速拉動滑輪組,經過5min將體積為0.1m3物體由海底提升到海面,物體離開海面后鋼絲繩自由端速度變?yōu)?.49m/s,此時電動機輸出功率比物體在海水中時增大了12%,不計物體高度、繩重和摩擦,物=7.6103kg/m3,g取10N/kg,海水取1.0103kg/m3。求:(1)物體浸沒在海水中受到浮力;(2)物體在海底時深度;(3)物體在海底時受到海水壓強;(4)物體在海面下勻速上升過程中,該滑輪組機械效率。(不計動滑輪體積)第18頁類型一類型二類型三類型四答案:(1)1 000 N(2)30 m(3)3105 Pa(4)94.3%

4、解析:(1)物體浸沒在海水中時,排開海水體積:V排=V=0.1 m3,則物體浸沒在海水中受到浮力;F浮=海水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg0.1 m3=1 000 N;(2)由題圖知,n=5,物體升高速度:由題意可得,物體在海底時深度:h=v物t=0.1 m/s560 s=30 m;(3)物體在海底時受到海水壓強:p=海水gh=1.0103 kg/m310 N/kg30 m=3105 Pa;第19頁類型一類型二類型三類型四(4)物體重力:G=mg=物gV=7.6103 kg/m310 N/kg0.1 m3=7 600 N,設物體在水中時電動機功率為P1,鋼絲繩自由端拉力為F1,

5、繩自由端速度v1=0.5 m/s,則P1=F1v1;物體在離開水面后電動機功率為P2,鋼絲繩自由端拉力為F2,繩自由端速度v2=0.49 m/s,則P2=F2v2;第20頁類型二類型三類型四類型一類型二力熱綜累計算力熱綜累計算力熱綜累計算題常考知識點包含速度、重力、功與功率、熱值、機械效率等,慣用公式見上表。第21頁類型二類型三類型四類型一典題2(陜西)某款油電混合動力小汽車,含有省油、能量利用率高等特點,其相關信息如表。在某次水平道路測試中,該車以中速勻速行駛170km,共消耗汽油10L。測試過程中,內燃機既向車輪提供能量,又向蓄電池充電,同時蓄電池又將部分能量經過電動機向車輪輸送,此時,內

6、燃機和電動機共同驅動車輛前進。之后,工作人員又進行了制動測試,描繪出了制動距離(從剎車開始到車停頓距離)與制動時速度關系圖象,如圖所表示。第22頁類型二類型三類型四類型一(1)由圖象可知,車速越,制動距離越長。(2)該車空載靜止時,對水平地面壓強是多少?(g取10N/kg)(3)在水平道路中速勻速行駛測試中,若平均阻力為1000N,牽引力做功是多少?(4)在水平道路中速勻速行駛測試中,若該車內燃機效率為53%,此過程最終使蓄電池增加了多少能量?(忽略蓄電池和電動機熱損失,汽油=0.7103kg/m3,q汽油=4.6107J/kg)答案:(1)大(2)1.25105 Pa(3)1.7108 J(

7、4)6.6105 J第23頁類型二類型三類型四類型一解析:(1)由圖象可知,汽車速度越大,停車距離會伴隨反應距離變長而變長,即制動距離越長;(2)汽車重力G=mg=1 200 kg10 N/kg=12 000 N,汽車靜止時對水平地面壓力F=G=12 000 N受力面積S=0.096 m2,(3)由題可知,汽車做勻速直線運動,受到牽引力和阻力是一對平衡力,大小是相等,可得牽引力F牽=f=1 000 N,汽車牽引力做功W機械=F牽s=1 000 N1.7105 J=1.7108 J。第24頁類型二類型三類型四類型一第25頁類型二類型三類型四類型一類型類型三力電綜累計算力電綜累計算力電綜累計算題常

8、考知識點包含壓強、浮力、歐姆定律、電功率等,慣用公式見上表。第26頁類型二類型三類型四類型一典題3(青海西寧)物理興趣小組設計了一個便攜式水深測量儀,它主要是由探頭A和控制盒B組成,它們之間用有絕緣皮細導線相連形成回路,如圖甲所表示,其中探頭A是一個底面積為10cm2、高5cm、重2.5N圓柱體,探頭A底部為壓敏電阻R(R與水接觸表面涂有絕緣漆),工作時底部一直與水平面相平,壓敏電阻R隨表面壓力大小改變如圖乙所表示,A和B間電路連接關系如圖丙所表示,其中電源電壓恒為3V,電流表盤改裝成深度表(導線重力與體積均不計)。興趣小組同學將探頭A遲緩放入水中,求:(1)探頭A有體積浸入水中時,R底部受到

9、水壓強是多少帕?(2)探頭A全部浸入水中時,導線對探頭A拉力是多少牛?(3)將探頭投入看似不深水平池底,靜止時(R與池底未緊密結合)導線已松弛,電流表示數是0.4A,則表盤0.4A處應該標水深度值為多少米?第27頁類型二類型三類型四類型一第28頁類型二類型三類型四類型一答案:(1)250Pa(2)2N(3)7.3m第29頁類型二類型三類型四類型一第30頁類型二類型三類型四類型一類型四電熱綜累計算電熱綜累計算電熱綜累計算題常考知識點包含電功率、歐姆定律、比熱容等,慣用公式見上表。典題4因為化石能源長久大規(guī)模開采,很快未來會消耗殆盡,所以開發(fā)新能源、更加好地利用已知能源,是全球范圍內主要課題。人們

10、依據生活需要制成了一個新型太陽能熱水器,晴天可利用太陽能集熱,陰雨天可用電輔助加熱。小榮家新安裝了一臺這種熱水器,銘牌以下表。第31頁類型二類型三類型四類型一(1)太陽能熱水器貯滿水,水溫從20升高到50時,需要吸收多少熱量?(2)用電加熱時,熱水器正常工作電流為多少?(結果保留1位小數)(3)貯滿水熱水器,陰雨天時,也要使水溫從20升高到50,其中50%熱量由電能輔助提供。若不計熱量損失,熱水器正常工作需要加熱多長時間?第32頁類型二類型三類型四類型一答案:(1)1.26107 J(2)9.1 A(3)3 150 s解析:(1)水體積V=100 L=100 dm3=0.1 m3,由 得,水質

11、量m=V=1.0103 kg/m30.1 m3=100 kg水吸收熱量:Q吸=cm(t-t0)=4.2103 J/(kg)100 kg(50-20)=1.26107 J;(2)由P=UI得,熱水器正常工作電流:(3)由題意知,提供熱量消耗電能:W=Q吸50%=1.26107 J50%=6.3106 J,第33頁1.(山東濱州)把一棱長為10cm,質量為8kg正方體實心金屬塊,放入水平放置裝水平底圓柱形容器中。如圖甲所表示,金屬塊下沉后靜止在容器底部(金屬塊與容器底部并未緊密接觸),水密度是1.0103kg/m3,g取10N/kg。求:(1)金屬塊密度;(2)金屬塊受到浮力;(3)金屬塊對容器底

12、部壓強;(4)若用圖乙所表示滑輪組,把金屬塊在水中勻速提升30cm(金屬塊未露出水面,忽略水對物體阻力),此過程滑輪組機械效率為70%,那么繩子自由端拉力F大小是多少?第34頁答案:(1)8103 kg/m3(2)10 N(3)7103 PA(4)50 N解析:(1)金屬塊體積V金=(10 cm)3=1 000 cm3=110-3 m3,(2)因為金屬塊下沉后靜止在容器底部,則V排=V金=110-3 m3,所以,F浮=水V排g=1103 kg/m3110-3 m310 N/kg=10 N;(3)金屬塊重力:G=mg=8 kg10 N/kg=80 N,金屬塊對容器底壓力:F=G-F浮=80 N-

13、10 N=70 N,正方體金屬塊底面積(受力面積)S=(10 cm)2=100 cm2=0.01 m2,金屬塊對容器底壓強:第35頁第36頁2.(內蒙古呼和浩特)天然水流蘊藏著巨大能量,是人類能夠利用主要能源之一。興建水電站能夠把天然水流蘊藏著巨大能量轉換成電能,是水能利用主要形式。有一處水利工程,在河流上修建了115m高攔河大壩,該攔河大壩年平均水流總量為31010m3。該水利工程主要任務包含防洪、發(fā)電和航運,在發(fā)電方面,年平均發(fā)電總量為6109kWh?，F安裝水輪發(fā)電機20臺,每臺水輪發(fā)電機裝機容量(即發(fā)電功率)為9.26104kW。(水密度為1.0103kg/m3,g取10N/kg)求:(

14、1)年平均水流總量所受重力;(2)若上、下游水位差為100m,年平均水流總量做總功及轉化為電能效率;(3)若每臺發(fā)電機平均年發(fā)電時間為180天,則平均天天約有多少臺發(fā)電機在工作。答案:(1)31014 N(2)31016 J72%(3)15臺第37頁解析:(1)年平均水流總量所受重力:G=mg=Vg=1.0103 kg/m331010 m310 N/kg=31014 N;(2)年平均水流總量做總功:W=Gh=31014 N100 m=31016 J,年平均發(fā)電總量:W電=6109 kWh=61093.6106 J=2.161016 J,第38頁3.(山東泰安)伴隨人們生活水平提升,小汽車已經逐

15、步進入家庭。某品牌小汽車質量是1600kg,車上載有些人和物品質量共為200kg,車輪與地面總接觸面積為2.010-2m2。若小汽車以輸出功率60kW在市區(qū)外水平路面上做勻速直線運動,運動速度v1=72km/h;當汽車將要進入市區(qū)時,司機減小了油門,使汽車輸出功率馬上減小為24kW并保持該功率繼續(xù)直線行駛,汽車速度與時間關系如圖所表示,設運動過程中汽車所受阻力不變,g取10N/kg。求:(1)該汽車靜止時對水平路面壓強。(2)汽車運動過程中受到阻力;(3)t2時間后汽車運動速度v2大小。答案:(1)9105 Pa(2)3 000 N(3)8 m/s第39頁第40頁4.(貴州安順)一輛汽車以恒定

16、功率在平直公路上做直線運動,其v-t圖象如圖所表示,在第10s時速度到達20m/s,經過旅程為120m。求:(1)在010s內汽車平均速度;(2)設汽車在行駛過程中所受阻力不變,大小為4000N,那么在1020s內汽車發(fā)動機產生牽引力所做功是多少?(3)若發(fā)動機轉化效率為80%,則1020s內燃燒了多少汽油?(已知汽油熱值大約為5107J/kg)。答案:(1)12 m/s(2)8105 J(3)0.02 kg第41頁解析:(1)由題知,在010 s內汽車經過旅程為120 m,(2)由圖象可知,1020 s汽車做勻速直線運動,速度v=20 m/s,則在1020 s汽車經過旅程:s=vt=20 m

17、/s10 s=200 m;依據二力平衡條件可得,此時牽引力:F=f=4 000 N,在1020 s內汽車發(fā)動機產生牽引力所做功:W=Fs=4 000 N200 m=8105 J;(3)已知發(fā)動機轉化效率=80%,第42頁5.如圖,將標有“6V3W”字樣燈泡L1和標有“6V6W”字樣燈泡L2串聯(lián)在電路中,使其中一個燈泡正常發(fā)光,另一個燈泡實際功率不超出其額定功率,不考慮溫度對電阻影響。求:(1)燈泡L1正常工作時電流;(2)燈泡L2電阻;(3)電源電壓;(4)此電路工作2分鐘消耗電能。答案:(1)0.5 A(2)6(3)6 V(4)360 J第43頁燈泡達正常發(fā)光,另一燈不超出額定電壓,則一定是

18、3 W燈正常發(fā)光;則燈泡L2兩端電壓:U2=I1R2=0.5 A6=3 V,電源電壓:U=U1+U2=3 V+3 V=6 V;(4)此電路工作2分鐘消耗電能:W=UIt=6 V0.5 A120 s=360 J。第44頁6.如圖所表示電路中。電源電壓恒為4.5V,電壓表量程為03V,電流表量程為00.6A,滑動變阻器規(guī)格為“201.5A”,小燈泡上標有“2.5V1.25W”字樣(小燈泡電阻值隨溫度改變忽略不計)。求:(1)小燈泡正常發(fā)光60s消耗電能;(2)小燈泡正常發(fā)光時電阻;(3)在兩電表示數均不能超出所選量程、燈泡兩端電壓不超出額定電壓和不損壞其它元件情況下,滑動變阻器允許連入電路阻值范圍

19、。答案:(1)75 J(2)5(3)410 第45頁第46頁7.(浙江杭州)圖甲為熱敏電阻R-t圖象,圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成恒溫箱簡單溫控電路,繼電器線圈電阻為150,當線圈中電流大于或等于28mA時,繼電器銜鐵被吸合,為繼電器線圈供電電池電壓為6V,圖中“電源”是恒溫箱加熱器電源。第47頁(1)從圖甲中可得50時熱敏電阻阻值為。(2)恒溫箱加熱器應接在(選填“A、B”或“C、D”)端。(3)若恒溫箱內溫度到達100時,經過計算分析恒溫箱加熱器是否處于工作狀態(tài)?(4)若在原控制電路中,串聯(lián)接入一個可變電阻,當該電阻增大時,所控制恒溫箱內最高溫度將(選填“變大”“不變”或“變小”)。答

20、案:(1)90(2)A、B(3)若恒溫箱內溫度到達100 時,經過計算分析恒溫箱加熱器不處于工作狀態(tài)(4)變大第48頁解析:(1)分析圖甲可知,50 時熱敏電阻阻值為90;(2)A、B當溫度較低時候,熱敏電阻電阻較大,電路中電流較小,此時繼電器銜鐵與A、B部分連接,此時是需要加熱,恒溫箱內加熱器要工作,所以該把恒溫箱內加熱器接在A、B端;(3)當溫度到達100 時,據甲圖可知,此時電阻是50,繼電器線圈電阻為150,所以該電路電流:=30 mA,所以其大于28 mA,故恒溫箱不處于工作狀態(tài);(4)據題意可知,“當線圈中電流大于或等于28 mA時,繼電器銜鐵被吸合”即恒溫箱會停頓工作,故可知,若在控制電路中串聯(lián)一個電阻后,電路電阻變大,一樣情況下,使得電路電流變小,故控制電路到達28 mA時所用時間會更長,故可知,保溫箱加熱時間會更長,故保溫箱內溫度會更高。第49頁