2019-2020學(xué)年九年級物理上學(xué)期期末考試考前必刷題 07 計算題（含解析）

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1、 專練07計算題 一、比熱容、熱值 1．液化石油氣的熱值高達(dá)4.6×107 J/kg，一些不法商販為謀取暴利，常將液化石油氣與價格低廉、熱值僅為2.9×107 J/kg的二甲醚混合裝入鋼瓶內(nèi)銷售給客戶。質(zhì)監(jiān)局對某液化石油氣站銷售的瓶裝燃?xì)膺M(jìn)行檢測：將質(zhì)量為100 kg、初始溫度為50 ℃的水裝入容器內(nèi)，用高效爐灶燃燒瓶內(nèi)燃?xì)饧訜崛萜髦械乃敝?00 ℃恰好沸騰，瓶內(nèi)燃?xì)庀牧?.75 kg。通過高效爐灶，水能吸收燃?xì)馔耆紵尫艧崃康?0%。已知水的比熱容為c水=4.2×103 J/（kg·℃）。 （1）在檢測過程中，水吸收了多少熱量？ （2）瓶內(nèi)燃?xì)獾臒嶂凳嵌嗌?？該液化石油氣?/p>

2、銷售的瓶裝液化石油氣有無摻混二甲醚？ 【答案】（1）2.1×107 J （2）4×107 J/kg 摻了混二甲醚 【解析】（1）水吸收的熱量為：Q吸＝cm（t?t0）＝4.2×103 J/（kg?℃）×100 kg×（100 ℃?50 ℃）＝2.1×107 J， （2）燃?xì)馊紵懦龅臒崃繛椋篞放＝＝3×107 J， 瓶內(nèi)燃?xì)獾臒嶂禐椋簈＝＝4×107 J/kg， 該液化石油氣站銷售的瓶裝液化石油氣摻了混二甲醚。 2．太陽能是一種廉價的清潔能源，從有關(guān)資料獲悉，在地面晴天時垂直于陽光表面接受到的太陽熱輻射為1.2×103 J/（m2·s）。有一臺太陽能熱水器，可將接收到的熱輻射5

3、0%用來升高水溫。若該熱水器接受陽光垂直照射的有效面積始終是2.0 m2，水箱容量160 L。（c水=4.2×103 J/（kg·℃），ρ水=1.0×103 J/m3）求： （1）這臺太陽能熱水器裝滿水時，晴天太陽直射5 h，水箱內(nèi)的水溫升高多少℃？（保留到整數(shù)位） （2）用燃?xì)庠罴訜嵬瑯佣嗟乃?，升高相同的溫度，若燃?xì)庠畹男蕿?0%，天然氣熱值是4.5×107 J/m3，則需要完全燃燒多少天然氣？ 【答案】（1）32 ℃（2）1.2 m3 【解析】（1）太陽能熱水器5 h接收的太陽輻射能為 Q＝1.2×103 J/（m2·s）×2.0 m2×5×3 600 s＝4.32×107 J

4、， 水吸收的熱量為Q吸＝Qη＝4.32×107J×50%＝2.16×107 J； 水箱內(nèi)水的質(zhì)量：m＝ρV＝1×103 kg/m3×160×10-3 m3＝160 kg， ∵Q吸＝cmΔt，∴水箱中160 kg水的溫度能升高的溫度 Δt＝32 ℃ （2）由題知，燃?xì)庠畹男蕿?0%， Q放＝＝5.4×107 J， ∵Q放＝Vq，∴需要完全燃燒天然氣的質(zhì)量：V＝＝1.2 m3。 二、電熱 3．容量為5 kg的某品牌電熱水壺如圖甲所示，其加熱功率為2 000 W，保溫功率為121 W。簡化電路圖如圖乙所示，S是保溫和加熱的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，讓該壺正常工作，將一滿壺

5、初溫為20 ℃的水燒開。求：[水的比熱容為4.2×103 J/（kg·℃）] （1）水吸收的熱量； （2）加熱時間（不計熱量損失）； （3）電阻R2的阻值。 【答案】（1）1.68×106 J （2）840 s （3）24.2 Ω 【解析】（1）在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點是100 ℃，則水吸收的熱量： ； （2）不計熱損失時，消耗的電能為：， 由可得，加熱時間：； （3）由電路圖可知，開關(guān)S閉合時，電路為R2的簡單電路，電阻較小，功率較大，電熱水壺處于加熱狀態(tài)； 由可得，電阻R2的阻值：。 4．現(xiàn)代居家生活中，水族箱已成為室內(nèi)裝飾的一個亮點，某品牌水族箱如圖所示的

6、玻璃容器內(nèi)裝有50 L水，內(nèi)置一根“220 V 100 W”的自動溫控棒，冬天養(yǎng)熱帶魚時，水族箱內(nèi)水的溫度要求控制在26 ℃~28 ℃之間（溫度棒的水溫低于26 ℃時開始工作，水溫達(dá)到28 ℃時自動斷開）。[水的比熱容為4.2×103 J/（kg·℃）] （1）求水族箱中水的質(zhì)量；（ρ水=1.0×103 kg/m3） （2）在某次溫控中，溫控棒正常工作了87.5 min，求該次溫控棒的溫控效率； （3）若用電高峰時，家庭電路的實際電壓僅為217.8 V，求此時溫控棒的工作電流。（溫控棒阻值不變） 【解析】（1）根據(jù)計算水族箱中水的質(zhì)量為： ； （2）根據(jù)題意知，水溫升高了2

7、℃，則水吸收的熱量為： ； 溫控棒正常工作了87.5 min，消耗的電能為： ； 溫控棒的溫控效率為：。 （3）根據(jù)計算溫控棒的電阻為：； 家庭電路的實際電壓僅為217.8 V時，此時溫控棒的工作電流為： 。 5．圖甲所示是我市某家用電輔熱式平板太陽能熱水器，其電加熱的額定功率為1 500 W，圖乙是其儲水箱水位探測電路原理圖，其中電源電壓為24 V，A為水位指示表（由量程為0~0.6 A電流表改成），R0阻值為10 Ω，R1為壓敏電阻，其阻值與儲水箱水深的關(guān)系如圖丙所示。 甲乙丙 （1）熱水器正常加熱時，電熱絲電阻為多大？（結(jié)果保留一位小數(shù)） （2）陰雨天，將儲水箱

8、中50 kg、30 ℃的水加熱到50 ℃，正常通電要多長時間？[設(shè)電熱全部被水箱中的水吸收且水無熱損失，c水＝4.2×103 J/（kg·℃）] （3）當(dāng)水位指示表指示儲水箱深為0.2 m時，探測電路中的電流多大？ 【答案】（1）32.3 Ω （2）2 800 s （3）0.15 A 【解析】（1）因為電加熱時，P=1 500 W，U=220 V，所以由得：； （2）水吸收的熱量為：， 又因為，所以； （3）由丙圖可知，h=0.2 m時，Rx=150 Ω，則探測電路中的電流為。 6．圖甲是某款電熱水龍頭，即開即熱、冷熱兼用。圖乙是它的原理電路，R1、R2為電熱絲，通過旋轉(zhuǎn)

9、手柄帶動開關(guān)S接通對應(yīng)的電路，從而實現(xiàn)冷水、溫水、熱水之間切換。有關(guān)參數(shù)如下表.不考慮溫度對電阻絲的影響，請回答下列問題： （1）開關(guān)置于2時，電路中的電流是多大？ （2）水龍頭放熱水時，正常工作60 s，消耗的電能是多少？ （3）R2的電阻是多大？ 【答案】（1）10 A （2）1.8×105 J （3）60.5 Ω. 【解析】（1）由圖乙知道，當(dāng)開關(guān)置于2時，電路中只有電阻R1；當(dāng)開關(guān)置于3時，R1、R2并聯(lián)；由電阻的并聯(lián)規(guī)律知道，并聯(lián)的總電阻小于其中任一電阻，所以當(dāng)開關(guān)置于2時電路中電阻較大，由P=U2/R知道，此時電路消耗的功率較小，即此時放出的是溫水；功率是P溫水=

10、2 200 W，由P=UI知道，此時電路中的電流是：I溫水=P溫水/U=2 200 W/220 V=10 A； （2）由P=UI知道，水龍頭放熱水時，正常工作60 s，消耗的電能是： W=P熱t(yī)=3 000 W×60 s=1.8×105 J； （3）由圖知道，加熱狀態(tài)下，電阻R1、R2并聯(lián)，由于電路的總功率等于各電阻消耗功率之和，所以，此時R2消耗的電功率是：P2 =P熱-P溫=3 000-2 200 W=800 W， 由P=U2/R知道，R2 的電阻是：R2 =U2/P2=（220 V）2/800 W=60.5 Ω。 三、歐姆定律和電功率 7．如圖所示，燈L標(biāo)有“6 V 3

11、 W”字樣，R1=12 Ω，R2=8 Ω，當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2、S3斷開，滑動變阻器滑片P從a端滑到b端時，電流表的示數(shù)變化了0.2 A，試求： （1）燈L正常發(fā)光時的電流和電阻各是多少？ （2）電源電壓是多少？ （3）當(dāng)S1、S2、S3都閉合且滑動變阻器滑片P滑到b端時，電流表的示數(shù)和此時電路消耗的功率各是多少？ 【答案】（1）0.5 A 12 Ω （2）6 V （3）7.5 W 【解析】（1）由P＝UI得燈泡的額定電流：IL＝＝0.5 A； 由I＝得：RL＝＝12 Ω； （2）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2、S3斷開，滑動變阻器滑片P在a端時，只有燈泡連入，Ia＝，滑片P在b

12、端時，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，Ib＝，由于電流表的示數(shù)變化了0.2 A，則Ia?Ib＝0.2 A，即：?＝0.2 A，所以，?＝0.2 A，解得：U＝6 V。 （3）當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合，滑動變阻器R2的滑片P到b端時，R1與R2并聯(lián)，則I1＝＝0.5 A，I2＝＝0.75 A，根據(jù)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可知：電流表示數(shù)為I＝I1+I2＝0.5 A+0.75 A＝1.25 A；則功率為P＝UI＝6 V×1.25 A＝7.5 W。 8．如圖甲所示，當(dāng)開關(guān)S接a時，移動滑動變阻器的滑片P，根據(jù)測出的電流、電壓值，畫出了定值電阻R0的U—I圖像；當(dāng)開關(guān)S接b時，同樣根據(jù)測出的電

13、流、電壓值，畫出了燈泡L的U—I圖像，如圖乙所示。 （1）求定值電阻R0的阻值； （2）將R0與燈L串聯(lián)接在6 V的電源兩端時，求燈絲的實際電阻值； （3）將R0與燈L并聯(lián)接入電路并調(diào)節(jié)電源電壓，當(dāng)R0消耗的電功率為4.9 W時，燈L恰好正常發(fā)光，求燈L的額定電功率。 【答案】（1）10 Ω （2）5 Ω （3）5.25 W 【解析】（1）由圖像可知：當(dāng)U0=2 V時，I0=0.2 A，所以R0的阻值為： ； （2）串聯(lián)時，電流相等，分析圖像可知：當(dāng)電流為0.4 A時，滿足條件，此時UL=2 V，IL=0.4 A 此時燈的電阻為：； （3）根據(jù)得，當(dāng)R0消耗的電功率為

14、4.9 W時，電壓為： ； 因為R0與RL并聯(lián)，電壓相等，且燈正常發(fā)光，由圖像可知此時IL額=0.75 A，則燈的額定功率為： 。 9．如圖甲所示的電路，電流表的量程為0~0.6 A、電壓表的量程為0~3 V?；瑒幼冏杵鱎的最大阻值是20 Ω。L是額定電流為0.5 A的小燈泡。圖乙為小燈泡的電流隨電壓變化的圖象。閉合開關(guān)S，適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片。當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，電壓表示數(shù)為2 V。求： （1）燈泡正常發(fā)光時的電阻； （2）在電路安全的情況下，電路消耗的最大總功率； （3）在電路安全的情況下，滑動變阻器連入電路的阻值范圍。 【答案】（1）5 Ω （2）2.25 W

15、（3）4 Ω~7.5 Ω 【解析】由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流。（1）燈泡正常發(fā)光時的電流IL＝0.5 A，由圖乙可知，此時燈泡兩端的電壓UL＝2.5 V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓：U＝UL+UR＝2.5 V+2 V＝4.5 V，由I＝可得，燈泡正常發(fā)光時的電阻：RL＝＝＝5 Ω， （2）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光時的電流為0.5 A，電流表的量程為0.6 A，所以，電路中的最大電流I＝0.5 A，此時電路消耗的總功率最大，則P大＝UI＝4.5 V×0.5 A＝2.25 W； （3）當(dāng)可通過

16、電流最大時，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，則R?。剑剑? Ω，當(dāng)電壓表的示數(shù)U′R＝3 V時，變阻器接入電路中的電阻最大，此時燈泡兩端的電壓：U′L＝U?U′R＝4.5 V?3 V＝1.5 V，由圖乙可知，此時電路中的電流I′＝0.4 A，則滑動變阻器接入電路中的最大阻值：R大＝＝＝7.5 Ω，所以，在電路安全的情況下，滑動變阻器連入電路的阻值范圍是4 Ω～7.5 Ω。 10．如圖所示的電路中，電阻R1的阻值為30 Ω，電源電壓不變。當(dāng)S1、S2斷開，S3閉合時，電流表的示數(shù)為0.5 A；S1斷開，S2、S3閉合時，電流表的示數(shù)為1.5 A。求： （1）電源電壓為多少？ （2）R2

17、的阻值為多少？ （3）S2、S3斷開，S1閉合時，加在電阻R1兩端的電壓為多少？ 【答案】（1）（2）15 （3）10 V 【解析】（1）當(dāng)S1、S2斷開，S3閉合時只有R1接入電路電流表測電流，根據(jù)歐姆定律得 U＝U1＝I1R1＝0.5 A； （2）S1斷開，S2、S3閉合時R1、R2并聯(lián)，電流表測干路電流， 根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系得I2＝1.5 A-0.5 A＝1 A，所以R2＝＝15 （3）S2、S3斷開，S1閉合時，電阻R1、R2串聯(lián)，此時電路中的電流 ， R1的電壓為。 11．小敏看到超載車損壞公路的新聞報道，設(shè)計了一個稱量車重的模擬電路，將載重量轉(zhuǎn)化成電流表示

18、數(shù)，如圖甲。電路由電源、稱重計（電流表、量程0~0.6 A）、定值電阻R0，滑動變阻器R1、彈簧和開關(guān)組成。已知電源電壓8伏，滑動變阻器R1長40厘米、最大阻值20歐，且電阻的大小與其接入的長度成正比，彈簧的長度與受到壓力之間的關(guān)系如圖乙，當(dāng)沒有載物時，變阻器滑片指在上端，電流表示數(shù)是0.1 A。 （1）定值電阻R0多大？ （2）最大載重時，該模擬電路的電流表示數(shù)多大？ （3）小華覺得最大稱量時，該模擬電路的電流表示數(shù)應(yīng)該過滿量程的一半，則應(yīng)選擇定值電阻：R2=20歐、R3=5歐和R4=1歐中哪個替換R0，替換后，最大稱量時，電流表示數(shù)多大？ 【答案】（1）60 Ω （2）0.1

19、1 A （3）應(yīng)選擇定值電阻R3，替換R0，替換后，最大稱量時，電流表示數(shù)0.47 A。 【解析】（1）當(dāng)沒有載物時，變阻器滑片指在上端，R1接入電路中的電阻最大，電流表示數(shù)為0.1 A， 由I＝可得，電路總電阻：R總＝＝80 Ω， 因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， 所以，定值電阻的阻值：R0＝R總﹣R1＝80 Ω﹣20 Ω＝60 Ω； （2）由圖乙可知，彈簧的最大壓縮量：ΔL＝L﹣L1＝40 cm﹣24 cm＝16 cm，因滑動變阻器電阻的大小與其接入的長度成正比，所以，變阻器接入電路中的電阻：R1′＝R1﹣R1＝20 Ω﹣×20 Ω＝12 Ω，則該模擬電路的電流表示數(shù)：I′＝≈0.11 A； （3）電流表量程為0.6 A，電流要超過量程的一半，則：I小＞0.3 A，即I?。剑?.3 A，解得：R＜14.67 Ω，電路最大電流I大≤0.6 A，則I大＝≤0.6 A，解得：R≥1.33 Ω，綜上可知，電阻應(yīng)選擇R3；替換后，最大稱量時，電流表示數(shù)：I＝＝0.47 A。 10