专题四仿真必刷计算题(二）（人教版).doc

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 专题四 ：仿真必刷计算题(二） 1．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线．若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg．求： （1）煤完全燃烧产生的热量； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）煤炉烧水时的热效率． 2．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图．汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况．该款车以72 km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8 km时，消耗汽油1.5 L．假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求： (1)该汽车发动机做的有用功是多少？ (2)该汽车的输出功率为多少？ (已知：汽油的密度为0.8×103 kg/m3，汽油的热值为4.5×107 J/kg) 3．我国南海海底存储着丰富的”可燃冰“资源．可燃冰被视为21世纪新型绿色能源，可燃冰的主要成分是甲烷，1m3的可燃冰可转化生成164m3的甲烷气体和0.8m3的水．已知甲烷气体的热值是3.6×107J/m3．我市公交车以天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷．如果一辆公交车满载乘客时总质量是6000kg，那么1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶1640min．匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍． 求： （1）公交车满载乘客时的重力；（g=10N/kg） （2）这段时间内公交车牵引力所做功的功率； （3）1m3的可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧所产生的能量能将多少千克的水从20°C加热到沸腾．（标准大气压，c水=4.2×103J/（kg•°C），结果保留整数） （4）这段时间内公交车发动机的效率是多大？ 4．深圳的冬季气候时冷时热又干燥，很容易引起皮肤过敏，建议同学们干燥天气要多喝水，勤洗澡，同时注意蔬菜和水果的补充调理。但缓解空气干燥最快速、简单的方法就是使用加湿器。小明家新买了一台电热型加湿器，说明书上有原理图（如图甲），表格中为其部分技术参数，R1、R2为发热电阻，且R2=3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换（低档为小功率加热，高档为大功率加热）； 额定电压 220V 水箱容积 3L 高档功率 440W (1)求加热电阻R1的阻值； (2)求加湿器正常工作时的低档功率； (3)如图乙所示，求加湿器正常工作30分钟消耗的电能。 5．电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品，其相关参数如表。 (1)当该眼罩还剩20%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少消耗多少电能______？ (2)图乙是手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩简化原理图。电源电压U为6V，已知电热丝R1阻值为8Ω，电热丝R2阻值为12Ω，开关S3只接a或b； ①乙图电路中S1闭合、S2断开、S3接a时，加热电路为______（选填“高”、“中”或“低）温挡，此时的加热功率为______W； ②充满电，最多能在高温挡正常工作多长时间？______ 6．天气状况对安全行车的影响极大。如左图是一款高智能汽车的后视镜，其电路原理图如右图所示：该后视镜有三个挡位工作，分别能够防雾、除雨露、除冰霜，三种功能依次需要后视镜提供更多的热量，车主只需通过转动旋钮开关就可让其工作。已知车载电源电压为100V，电热丝R1=100Ω，电热丝R2=200Ω，电热丝R3=300Ω，求： (1)当开启防雾功能时，连入电路中的总电阻； (2)当开启除雨露功能时，流过旋钮开关的电流； (3)当开启除冰霜功能时，该电路的总功率。 7．如图所示，电源电压恒定不变，R2的阻值为8Ω，小灯泡L上标有“6V3W”字样，小灯泡电阻不随温度改变。若闭合S1、S2，断开S3，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3V，那么： (1)电源电压为多少？ (2)R1电阻为多大？ (3)若闭合S1、S3，断开S2，并移动滑动变阻器R的滑片，使电路的总功率最大。求滑动变阻器的阻值和电路最大功率分别是多少？ 8．如图所示，电源电压为12V，并且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为36Ω，小灯泡上标有“12V 6W”的字样。 (1)灯泡正常工作时的电流是多少？ (2)当S闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡的电功率为1.5W，滑动变阻器接入电路中的阻值是多少？ (3)若将开关S1、S2闭合，这时电流表示数相比（2）中变化了0.5A。求R0的阻值是多少？（灯泡电阻不随温度而改变） 9．如图所示，是电饭锅内部电路简图，它有“高温烧煮”和“保温”两档，由温控开关自动控制。煮饭时，先按下温控开关按钮，当达到设定温度（饭已煮熟）时，按钮会自动弹起。电饭锅及电路简图如图，铭牌如表，请你解答以下问题： (1)当温控开关闭合后，电饭锅处于“高温烧煮”档还是“保温”档？ (2)求R1的阻值。 额定电压 高温烧煮功率 保温时电路总功率 频率 220V 880W 44W 50Hz ‍ 10．如图所示，R0=5Ω，灯泡L标有“4.5V 1.5W”字样，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，电流表的量程是0~0.6A，电压表的量程是0~3V。只闭合S1，灯泡L恰好正常发光，求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)只闭合S2，变阻器的滑片P处于中点，电阻R0消耗的电功率； 11．如图所示，R2=40Ω，当S1、S3断开，S2闭合时，电流表的示数是0.3A，电压表的示数为3V。 求：(1)R1的电阻值； (2)电源电压； (3)电阻R2消耗的电功率； (4)当S2断开，S1、S3闭合时，电流表的示数和通电1min电流通过R1所消耗的电能。 12．如图所示电路中，电源电压为9V不变，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，定值电阻为R1，滑动变阻器R2额定值为“5Ω 2A”。闭合开关S，求： (1)当电流表示数为0.2A，电压表示数为1V，求电阻R1的阻值； (2)为了保证电路的安全，求定值电阻R1的最大电功率； (3)为了使移动滑片的过程中各电表能分别达到最大值，现选取合适的定值电阻Rx替定值电阻R1，求出符合要求的Rx的取值范围。 13．实验室有三个小灯泡，规格分别为：L1“9V 4.5W”，L2“9V 7.2W”，L3“9V 9W”；一个滑动变阻器，规格为：RP“50Ω 2A”。三个小灯泡的电压—电流图像如图所示。以下操作均在保证电路安全的前提下完成。 (1)将L1、L3和滑动变阻器串联在电路中，调节滑片，使L1正常发光，此时L3的实际电功率是多少？ (2)将L1和L2并联接在4.5V电源上，5min内电路消耗的电能是多少？ (3)将电路如图连接，电源电压为30V，当滑片P在某个点时，电压传感器的示数为22.5V，求：将滑片P从这个点开始向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。 14．在图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20欧，滑动变阻器铭牌已模糊不清，只能辨识出标有“2A”字样。电键S闭合后，滑片移到某位置时，电流表A（学生电流表）的示数为0.5安，电压表V2的示数为8伏。（电表量程可以改变）。 (1)求电源电压U； (2)将滑动变阻器滑片P移到某处，发现电流表A的示数已达到某量程的满刻度，且各元件都能正常工作，求此时滑动变阻器连入电路的阻值以及R1消耗的功率。 15．如图甲所示是某中学的电热饮水机，它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关自动控制)，小明从说明书上收集到如图所示的电路图及下表数据。饮水机正常工作时，在1标准大气压下，经过一段时间可将机内满水箱的水从60℃加热到沸腾，后转入保温状态，请你结合提供的电路图和有关参数信息解决以下问题： (1)分析说明S2闭合，温控开关S1断开时，饮水机处于哪种工作状态? (2)求电热丝R2的阻值。 (3)水吸收的热量是多少? (4)若饮水机的加热效率是84%，从开始加热到自动转入保温状态需要的时间是多少? (5)小明发现晚上不用饮水机时，饮水机和白天一样处于加热状态或保温状态，此时消耗电能却没有引起学校负责人的注意。小明认为节约能源从点滴做起，请你帮小明向学校负责人提出建议。（提出一点即可） 额定电压 220V 加热时的功率 4kW 保温时的功率 400W 容水质量 50kg 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 参考答案 1．(1) 6×106J；(2) 2.52×106J；(3) 42%. （1）煤完全燃烧产生的热量：Q放=mq=0.2kg×3×107J/kg=6×106J； （2）由图可知，经过6min时间加热后，水温由20℃达到80℃，水温升高了：△t=60℃，则水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×60℃=2.52×106J； （3）煤炉烧水时的热效率：η=×100%=×100%=42%. 2．（1）1.62×107J；（2）4.05×104W． （1）消耗汽油的质量为 kg 汽油完全燃烧放出的热量 ＝ 汽油机的有用功 （2）汽车运动的时间 ＝400s 汽车的输出功率 3．(1). 6×104N (2). 3×104W (3). 17571kg (4). 50% （1）公交车满载乘客时的重力：G总=m总g=6000kg×10N/kg=6×104N； （2）由题知，匀速行驶中公交车受到的平均阻力：f=0.05G总=0.05×6×104N=3000N，因为公交车匀速行驶，所以公交车受到的牵引力：F=f=3000N，公交车行驶速度v=36km/h=10m/s，这段时间内公交车牵引力所做功的功率：P===Fv=3000N×10m/s=3×104W； （3）1m3的可燃冰可转化生成164m3的甲烷气体完全燃烧放出的热量（总能量）：Q放=Vq=164m3×3.6×107J/m3=5.904×109J，由题知，水吸收的热量Q吸=Q放=5.904×109J，标准大气压下水的沸点为100℃，由Q吸=cm△t可得水的质量：m==≈17571kg；（4）这段时间内公交车牵引力所做功（有用能量）：W=Pt=3×104W×1640×60s=2.952×109J，这段时间内公交车发动机的效率：η==×100%=50%． 4．(1)110Ω；(2)110W；(3)3.96×105J 解：(1)当旋转开关接3、4触点时，R2短路，电路为R1的简单电路；旋转开关接2、3触点时，R1与R2串联，由电阻的串联规律，此时电路的总电阻最大旋转开关接3、4触点时电路的功率最大，加湿器处于高档 (2)高温挡时的功率P高=440W，旋转开关接2、3触点时，电路的总功率最小，加湿器处于低档，因R2=3R1，由电阻的串联，正常工作时的低档功率 (3)由图乙可知，加湿器工作30min内，高档工作的时间为10min，低档工作的时间为20min，由 可得，加湿器工作30分钟消耗的电能 W=P高t高+P低t低=440W×10×60s+110W×20×60s=3.96×105J 答：(1)加热电阻R1的阻值为110Ω；(2)加湿器正常工作时的低档功率为110W；(3)加湿器正常工作30分钟消耗的电能为3.96×105J。 5．17280J 低 1.8 0.8h (1)[1]由表可知，电池容量为1000mAh，额定充电电压为6V，则当该眼罩还剩20%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少消耗的电能 (2)①[2][3]由电路图可知，当S1闭合、S2断开、S3接a时两电阻串联，当S1闭合、S2闭合、S3接a时电路为R1的简单电路，当S1闭合、S2闭合、S3接b时两电阻并联，因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以当S1闭合、S2断开、S3接a时，电路的总电阻最大，由可知，电源的电压一定时，电路的总功率最小，加热电路为低温档。此时的加热功率 ②[4]由①可知，当S1闭合、S2闭合、S3接b时，两电阻并联，加热电路为高温档，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以高温档时电路中的电流 充满电时最多能在高温档正常工作的时间 答：(1)当该眼罩还剩20%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少消耗17280J电能； (2)①乙图电路中S1闭合、S2断开、S3接a时，加热电路为低温挡，此时的加热功率为 1.8W； ②充满电，最多能在高温挡正常工作0.8h。 6．(1)400Ω；(2)0.33A；(3)50W 解：(1)由题知，防雾、除雨露、除冰霜依次需要后视镜提供更高的热量，则有 P防雾<P除雨露<P除冰霜 由图知，旋钮接1时，R1与R3串联；旋钮接2时，只有R3接入电路中；旋钮接3时，只有R2接入电路中；由题知，R1<R2<R3；电源电压一定，旋钮接1时电阻最大，由可知，功率最小；旋钮接2时，功率较大；旋钮接3时，功率最大；所以要防雾应将旋钮开关拨到1档，要除雨露应将旋钮开关拨到2档，要除冰霜应将旋钮开关拨到3档； 开启防雾功能时，旋钮开关拨到1档，连入电路中的总电阻 (2)由(1)知，开启除雨露功能时只有R3接入电路中，则此时电路中的电流（流过旋钮开关的电流） (3)当车主开启除冰霜功能时，只有R2接入电路中，则该电路的总功率 答：(1)当开启防雾功能时，连入电路中的总电阻是400Ω； (2)当开启除雨露功能时，流过旋钮开关的电流为0.33A； (3)当开启除冰霜功能时，该电路的总功率是50W。 7．(1)9V；(2)6Ω；(3)0，4.05W 解：(1)若闭合S1、S2，断开S3，R1与灯泡L串联，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3V，电源电压为 (2)电路中的电流为 R1电阻为 (3)灯泡电阻为 若闭合S1、S3，断开S2，R2、滑动变阻器R、灯泡L串联，滑动变阻器R的电阻为0时，电路中电流最大为 电路最大功率为 答：(1)电源电压为9V； (2)的电阻为6Ω； (3)若闭合S1、S3，断开S2，并移动滑动变阻器R的滑片，电路的总功率最大时滑动变阻器的阻值是0，,电路最大功率分别4.05W。 8．(1)0.5A；(2)24Ω；(3) 48Ω (1)灯泡正常工作时的电流 (2)灯泡的电阻为 当S闭合，S1、S2都断开时，灯泡和滑动变阻器串联，这时灯泡的功率为1.5W，灯泡两端的电压为 灯泡中的电流 滑动变阻器两端的电压 滑动变阻器接入电路中的阻值为 (3)S1、S2闭合，这时灯泡与R0并联，灯泡正常发光，通过灯泡的电流为0.5A，通过R0的电流为 R0的电阻 答：(1)灯泡正常工作时的电流是0.5A。 (2)当S闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡的电功率为1.5W，滑动变阻器接入电路中的阻值是24Ω。 (3) R0的阻值是48Ω。 9．(1)高温烧煮；(2)55Ω 解：(1)由电路图知，温控开关闭合时，R2被短路，电路中只有电阻R1工作，此时电路电阻较小，根据公式可知电路电功率较大，所以电饭锅处于“高温烧煮”档。 (2)R1的阻值 答：(1)当温控开关闭合后，电饭锅处于“高温烧煮”档； (2)R1的阻值为55Ω。 10．(1)13.5Ω；(2)0.45W 解：(1)由可得灯泡正常发光时的电阻 (2)只闭合S1，电路为灯泡L的简单电路，恰好正常发光，故电源电压 U=4.5V 只闭合S2，变阻器的滑片P处于中点，定值电阻R0与滑动变阻器R的最大阻值的一半串联，则电路总电阻 此时电路电流 则电阻R0消耗的电功率 答：(1)灯泡正常发光时的电阻是13.5Ω； (2)只闭合S2，变阻器的滑片P处于中点，电阻R0消耗的电功率是0.45W； 11．(1)10Ω；(2)15V；(3)3.6W；(4)1.875A，1350J 解：(1)当S1、S3断开，S2闭合时，R1与R2串联，结合题意及串联电路的特点有 R2=40Ω，I1=I2=I=0.3A，U1=3V 则 (2)此时电路中的总电阻 那么电源电压 (3)电阻R2消耗的电功率 (4)当S2断开，S1、S3闭合时，R1与R2并联，由题意及并联电路的特点知 R1=10Ω，R2=40Ω，U1=U2=U=15V，t=60s 此时电路中的总电阻 此时电流表测干路电流，则电流表的示数，即电路的总电流 通电1min电阻R1消耗的电能 答：(1)R1的电阻值为10Ω； (2)电源电压为15V； (3)电阻R2消耗的电功率为3.6W； (4)当S2断开，S1、S3闭合时，电流表的示数为1.875A，通电1min电阻R1所消耗的电能为1350J。 12．(1)40Ω；(2)14.4W；(3)10Ω～15Ω 解：(1)由电路图可知，电阻R1和变阻器R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流，电阻R1两端的电压 U1=U-U2=9V-1V=8V 电阻R1的阻值 R1= (2)为了保证电路安全，电流中允许通过的最大电流为0.6A，定值电阻R1的最大电功率 P1max=Imax2R1=(0.6A)2×40Ω=14.4W (3)为使滑动滑片的过程中各电表能分别达到最大值，电流表达到最大量程时，电路电流最大为0.6A，此时电路总电阻最小 R总==15Ω 如果此时滑动变阻器接入电路的阻值为零，则电阻R的最大阻值为 R=R总=15Ω 电压表达到最大量程时，滑动变阻器两端电压是3V，此时电阻R两端电压 UR=U-U滑=9V-3V=6V 滑动变阻器允许的最大电流是2A，而电流表允许通过的最大电流是0.6A，则电流最大电流是0.6A，电阻 R==10Ω 由此可见，定值电阻的最小阻值R=10Ω，此时变阻器最大阻值 R的取值范围为10Ω～15Ω。 答：(1)电阻R1的阻值为40Ω； (2)定值电阻R1的最大电功率为14.4W； (3)R的取值范围为10Ω～15Ω。 13．(1)1.5W；(2)1080J；(3)18.75W~45W (1)将L1、L3和滑动变阻器串联在电路中，调节滑片，使L1正常发光，此时电路中的电流为 由图可知灯L3的两端电压为3V，此时L3的实际电功率是 (2)将L1和L2并联接在4.5V电源上，由图可知两个支路的电流分别为0.3A、0.5A，根据并联分流可知总电流为 则5min内电路消耗的电能是 (3)将电路如图连接，L2和L3两灯与变阻器串联，电路中电流处处相等，电压传感器测量变阻器两端电压，电源电压为30V，当滑片P在某个点时，电压传感器的示数为22.5V，此时两灯泡分压为 由图可知，电路中的电流为0.5A，此时滑动变阻器接入阻值为 将滑片P从这个点开始向左移动的过程中，电路中的电流变大，L2和L3两灯允许通过的电流分别为0.8A、1A，即电路中的电流最大为0.8A，此时滑动变阻器两端电压为 此时滑动变阻器接入阻值为 则滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为18.75W~45W。 14．(1)18V；(2)10Ω，7.2W 解：(1)由电路图可知，R1与R2串联在电路中，由欧姆定律可得此时R1两端的电压为 根据串联电路电压特点可得电源电压为 (2)由题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，若电流表满偏，只能选择0~0.6A这一量程，由欧姆定律可得 则此时滑动变阻器接入电路的电阻为 此时R1消耗的功率为 答：(1)电源的电压为18V； (2)此时滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω，R1消耗的功率为7.2W。 15．(1)保温状态；(2)121Ω；(3)8.4×106J；(4)2500s；(5)晚上要关掉饮水机 (1)由电路图可知，当S1断开时，只有R2连入电路；当S1闭合时，R1、R2均被连入电路，且为并联。两种情况相比，当S1断开时电路电阻大，饮水机的工作电流较小，根据P=UI可知，此时饮水机消耗的电功率也较小，故当S1断开时饮水机处于保温状态。 (2)只有电阻R2接入电路时，饮水机处于保温状态，电热丝R2的阻值 R2==121Ω (3)标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量 Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(100℃-60℃)=8.4×106J (4)加热状态时消耗的电能 W电==1×107J 从开始加热到自动转入保温状态需要的时间 =250s (5)无人饮用时应切断电源，可以减少因无人饮水的情况下饮水机会将水反复加热而浪费的电能。 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：