2019-2021 年江苏省镇江市物理中考题分类汇编——综合计算题 一、计算题 1. (2021·江苏省镇江市·历年真题)将重为 16N 的重物用图示动滑轮匀速提升 2m，所用拉力 F=10N，不计轮轴处摩擦及绳重，求： （1）该过程中的有用功。 （2）动滑轮的机械效率。 （3）动滑轮的重力。 2. (2021·江苏省镇江市·历年真题)氢气-汽油发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可进行自由切换，氢 气和汽油的热值分别取 q 氢气=1.5×108J/kg、q 汽油=4.5×107J/kg。小华驾驶使用上述发动机的轿车沿平直 公路从甲地至乙地，两地相距 250km，出发时油箱内汽油的质量为 8kg。设氢气和汽油在气缸内均完 全燃烧，轿车行驶中所受阻力恒定，发动机输出的能量全部用来驱动轿车行驶，全程分两个阶段， 如图所示。 阶段一：轿车使用氢燃料从甲地出发，以 25m/s 的速度匀速行驶 1h 到达丙地，此过程中轿车牵引力 的功率为 20kW，消耗了 0.8kg 氢气。 阶段二：从丙地开始，由于氢气不足，小华切换汽油为燃料，轿车仍以 25m/s 的速度匀速行驶，此过 程中发动机的效率为 30%。 （1）求轿车行驶过程中受到的阻力。 （2）在使用氢燃料的情况下，求轿车发动机的效率。 （3）请通过计算说明小华最终能否到达乙地。 3. (2020·江苏省镇江市·历年真题)如图 1 所示，质量为 20kg 的重物放在水平 地面上，重物与地面间的接触面积为 0.1m2．利用图 2 所示的滑轮组，小 明在 20s 内将重物匀速提高 5m，他对绳子自由端施加的拉力为 150N．不 计绳重和轮轴处摩擦，g 取 10N/kg。 （1）求图 1 中重物对地面的压强。 （2）在图 2 所述过程中，求： ① 小明所做的额外功。 ② 小明做功的功率。 4. (2020·江苏省镇江市·历年真题)“超级电容”电动公交车利用超级电容替代电池储存电能，仅需在起始 站和终点站充电数分钟就能完成一次运营。在平直公路上某次运营过程简化为图示三个阶段： 阶段一：公交车充满电后，从起始站加速运动至 A 处时速度达到 54km/h，此阶段电容释放的电能为 E1=1.5×106J，其中 80%转化为车的动能。 阶段二：公交车从 A 处开始以 54km/h 的速度匀速行驶 100s 后到达 B 处，此阶段电容释放电能的 90% 用于维持公交车匀速行驶。公交车匀速行驶时所受阻力为 3000N。 阶段三：公交车从 B 处开始刹车，最后停在终点站。 （1）求公交车运动至 A 处时的动能 E2。 （2）在公交车匀速行驶的过程中，求电容释放的电能 E3。 （3）在进站刹车过程中，若公交车可将动能减少量的 75%回收为电能储存在电容中。 ① 求进站刹车过程中回收的电能 E4。 ② 到达终点站后，要将电容充满电，求需要充入的电能 E5。 5. (2019·江苏省镇江市·历年真题)如图 1 所示，装有 0.01m3 水的圆桶置于水平地 面上，桶与地面间的接触面积为 0.2m2。 桶的质量忽略不计，g 取 10N/kg。 （1）求桶中水的质量。 （2）求这桶水对地面的压强。 （3）某同学用图 2 所示的滑轮组将这桶水匀速提升 2m 的过程中，所用拉力为 40N．求该滑轮组的机 械效率。 6. (2019·江苏省镇江市·历年真题)某油电混合动力汽车工作原理如图所 示，当它以 90km/h 的速度匀速行驶 10min 的过程中，发动机和驱动 电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量 E1=3×107J，其 中 η1=60%来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的 η2=40%用于驱动 汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量 E2=2×106J，设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油 热值取 q=5×107J/kg。 （1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电，电机发电的原理是______，产 生的电能是从汽车的______能转化而来的。 （2）求题述过程中汽车受到的阻力； （3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用 m 表示。 ① 求汽车所消耗汽油的质量 m； ② 请将下列表达式填写完整：η1E1=______（用 q、m、η2 和 E2 表示） 7. (2019·江苏省镇江市·历年真题)某电热加湿器具有防干烧功能，可在水量不足时自动停止工作，其工 作原理如图所示；水箱中的加热器具有高、低两挡功率调节功能，其内部电路（未画出）由开关 S 和阻值分别为 121Ω 和 48.4Ω 的电阻丝 R1、R2 组成。轻弹簧的下端固定在水箱底部，上端与一立方体 浮块相连，浮块内有水平放置的磁铁。该加湿器为防干烧已设定：仅当浮块处于图中虚线位置时， 固定在水箱侧壁处的磁控开关方能闭合而接通电路。 （1）当处于高功率挡时，加热器工作 2.5min 所产生的热量全部被 1kg 的水吸收后，水温升高了 50℃．已知加热器处于低功率挡时的功率为 400W，电压 U=220V，水的比热容 c 水=4.2×103J/（kg• ℃）。 ① 求加热器处于高功率挡时的功率； ② 请画出加热器内部电路。 （2）当向水箱内缓慢加水使浮块上升至图中虚线位置时，浮块下表面积距水箱底部的高度为 20cm， 弹簧对浮块的弹力大小为 6N，浮块（含磁铁）的质量为 0.4kg，g 取 10N/kg。 ① 求浮块上升至虚线位置时排开水的体积； ② 该加湿器所设定的防干烧最低水面距水箱底部的高度为______cm，理由是______。 二、综合题 8. (2021·江苏省镇江市·历年真题)图甲是小明设计的一种家用即热式饮水机，R 为电阻箱，RF 为置于储 水箱底部的压力敏感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而变化，已知 U=6V；当电磁铁线圈中的电 流 I≤0.04A 时，开关 K 被释放，指示灯 L 亮起，表示水量不足；当 I ¿ 0.04A，K 被吸上；电磁铁线 圈电阻不计。 （1）随着水箱内水量的减少，RF 所受水的压力______；RF 的阻值应随压力的减小而______。（填 “增大”或“减小”） （2）若将电阻箱接入电路的阻值调至 100Ω，求指示灯 L 刚亮起时 RF 的阻值。 （3）如图乙所示，水泵使水箱内的水以 v=0.1m/s 的恒定速度流过粗细均匀管道，管道的横截面积 S=1cm2；虚线框内是长 L=0.1m 的加热区，阻值 R=22Ω 的电阻丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电 压为 220V。设水仅在加热区才被加热，且在通过加热区的过程中受热均匀，电阻丝产生的热量全部 被水吸收。 ① 设水的初温为 25℃，求经过加热区后热水的温度。（结果保留一位小数） ② 为提高经过加热区后热水的温度，请提出两种符合实际的解决办法：______，______。 9. (2020·江苏省镇江市·历年真题)图 1 是蓄水池水位自动控制模拟装置：可绕 O 点转动的轻质杠杆 A 端 用轻绳系一正方体浮块，B 端固定一轻质三角支架，支架与固定不动的压力敏感电阻 RF 保持水平接 触挤压，杠杆保持水平平衡。已知：AO 长为 1m，BO 长为 2m；浮块边长为 20cm，密度为 5×103kg/m3，下表面距池底 2m；当电磁铁线圈中的电流 I≤0.02A 时，衔铁 K 被释放，水泵开始工作向 水池注水，反之停止注水，池内达到所设定的最高水位，线圈电阻不计；电压 U=6V，电阻箱 R 调至 75Ω；设 RF 的阻值与支架所施加压力 F 的关系图线如图 2 所示。g 取 10N/kg。 （1）浮块的重力为______N．在达到最高水位之前，随着浮块排开水的体积逐渐增大，支架对 RF 的 压力将______。 （2）当池内达到所设定的最高水位时，求： ① 轻绳对浮块的拉力。 ② 池内水面距池底的高度。 （3）为使该装置能自动控制水池内的最高水位，在其他条件不变的情况下，电阻箱 R 接入电路的阻 值应满足的条件是______。 参考答案 1.【答案】解：（1）使用动滑轮做的有用功：W 有=Gh=16N×2m=32J； （2）由图知，n=2，绳子自由端被拉下的距离：s=2h=2×2m=4m， 拉力做的总功：W 总=Fs=10N×4m=40J， 滑轮组的机械效率： η= W有 32 J ×100%= 40 J ×100%=80%； W总 （3）不计轮轴间摩擦及绳重时，拉力 F= 1 2 （G+G 动）， 则动滑轮重力：G 动=2F-G=2×10N-16N=4N。 答：（1）该过程中的有用功为 32J； （2）动滑轮的机械效率为 80%； （3）动滑轮的重力为 4N。 【解析】（1）知道物体重和升高的高度，利用 W=Gh 求做的有用功； （2）由图可知，n=2，绳子自由端被拉下的距离 s=2h，利用 W=Fs 求拉力做的总功，再利用 η= W有 W总 ×100%求动滑轮的机械效率； （3）题中使用的是动滑轮，n=2，不计轮轴间摩擦及绳重，拉力 F= 1 2 （G+G 动），据此求动滑轮重力。 本题考查了使用滑轮组有用功、总功、动滑轮重力、机械效率的计算，利用好不计轮轴间摩擦及绳重时 拉力 F= 1 2 （G+G 动）是解题的关键。 2.【答案】解：（1）轿车牵引力的功率为 P=20kW=2×104W， 由 P= W Fs t = t =Fv 得， 轿车的牵引力为 F= P 2 ×10 4 W = =2000N， v 25 m/s 由二力平衡条件得， 轿车行驶过程中受到的阻力为 f=F=800N； （2）第一阶段轿车行驶时间 t=1h=3600s， 第一阶段，使用氢燃料，轿车发动机做的功为 W 有 1=Pt=20×103W×3600s=7.2×107J； 氢气完全燃烧放出的热量为 Q 放氢=m 氢气 q 氢气=0.8kg×1.5×108J/kg=1.2×108J， 使用氢燃料的情况下，轿车发动机的效率为 η1= = 7.2 ×107 J ×100%=60%； 1.2 ×10 8 J （3）第一阶段轿车从甲地到丙地行驶的路程为 s1=vt=25m/s×3600s=9×104m=90km； 第二阶段从丙地到乙地行驶距离为 s2=s-s1=250km-90km=160km=1.6×105m； 假设汽车第二阶段最终到达乙地，则在此过程中牵引力做的功为 W 有 2=Fs2=800N×1.6×105m=1.28×108J； 由 η= 得， W 有2 1.28 ×10 8 J = ≈4.27×108J， 需要汽油完全燃烧提供的热量为 Q 放汽= η2 30 由 Q=mq 得， 需要的汽油质量为 m 汽油= 8 Q 放汽 4.27 ×10 J = ≈9.49k