专题十九 综合计算（答案）--【好题汇编】2024中考物理模拟题分类汇编（黑龙江哈尔滨适用）

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专题十九 综合计算
一、【力学】
（2024·道里区一模）2025年哈尔滨市将举办亚洲冬季运动会，冰壶运动项目一定是其中之一。如图为我省冰壶队训练时的场景。冰壶由花岗岩凿磨而成，质量为20kg，体积为8×10-3m3，停在冰面上时冰壶与冰面的接触面积为0. 02m2。训练时，投掷手将冰壶推出，冰壶在12s 向前滑行了18m。（g=10N/kg）求:
（1）冰壶在滑行过程中的平均速度。
（2）冰壶的密度。
（3）冰壶停在水平冰面上时，冰壶对冰面的压强。
答案：（1）冰壶在滑行过程中的平均速度
（2）冰壶的密度
（3）冰壶对冰面的压力 F=G=mg=20kg×10N/kg=200N (1 分)
冰壶对冰面的压强
（2024·南岗区三模）如图所示是北京冬奥会中国女子冰壶比赛时的情景.冰壶由花岗岩凿磨而成，质量为20kg，体积为8×10-3m3，停在冰面上时冰壶与冰面的接触面积为0.02m2。求：
(1)冰壶停在水平冰面上时，冰壶对冰面的压强。
(2)将冰壶(不吸水)浸没在水中清洗时，冰壶受到的浮力。
答案：（1）G=mg(0.5)=20kg×10N/kg=200N（0.5）；P=F/S（0.5分）=200N/0.02m2=104Pa（0.5分）
（2）F浮=G排=ρ水gV排 （1分)=1.0×103kg/m3 ×10N/kg × 8×10﹣3m3 （0.5分） =80（N）（0.5）
（2024·阿城区二模）如图所示某品牌汽车的总质量约为1600kg，所受汽车牵引力为4000N。5分钟行驶4500m静止时车轮与地面的总接触面积为0.16m2。求：（g取10N/kg）
（1）汽车静止时对水平地面的压强；
（2）汽车的输出功率。
答案：
（2024·香坊区一模）核潜艇具有隐蔽性强的性能，某常规动力核潜艇如图。
(1)世界上第一艘核潜艇是美国的“鹦鹉号”，1954年首次试航在84h潜航了1300km， 它的潜航速度约为多少 (小数点后保留一位)
(2)某潜艇最大潜水深度为300m，它由水下某位置下潜到最大潜水深度处，若在潜艇舱底2m 的面积上受到海水的压力增大了6×105N，则潜艇原来位置的深度h 是多少 (ρ水≈1.0×10 kg/m )
(3)核潜艇在深海中匀速潜行时，如果遭遇海水密度突然变得很小，潜艇会急速掉入数千米深的海底， 造成“断崖”险情。请你解释潜艇突遇“断崖”险情原因，并指出应立即采取什么措施
答案：（1） （公式、结果各1分 共2分）t
（2）由 （0.5 分）
增加的压强： （0.5 分）
由 p gh
增加的压 p p后 p原 海 gh后 海 gh原 海 g h
（0.5 分）
原来的高度 h=h 最大－△h=300m－30m=270m （0.5 分）
（以上解法不唯一 其它解法参照给分）
（3） 核潜艇在深海中匀速潜行时，F 浮=G 艇 （0.5 分）
根据 F 浮=G 排=ρ海水 gV 排 ，当ρ海水变得很小时，V 排不变 F 浮变得很小，（0.5 分）而 G 艇不变，此时 F 浮比 G 艇小的很多 所以造成“断崖”险情 （0.5 分）
采取的措施应从水舱向外快速排水减小自重 （0.5 分）
二、【电】
最大额定功率 2200W
额定电压 220V
加热效率 90%
（2024·平房区一模）冰城四月，乍暖还寒。小雪选购了一台石墨烯速热电暖气送给奶奶。该电暖气采用新型 的石墨烯材料，具有良好的热传导性、高保温性等特点。该电暖气的部分参数如表所示：
(1)小雪用电暖气给屋内空气加热，屋内空气质量为120kg，空气的比热 容是1.0×103J/(kg℃)。
①求该电暖气正常工作时的最大电流；
②求房间内的空气温度升高5℃所消耗的电能。
(2)小雪经测试发现，同样条件下，利用额定功率为1200W 的空调需4min可以使屋内空气的温度升高5 ℃。请通过计算分析电暖器和空调谁更节能。
(3)通过分析上面的计算结果，小雪发现测试过程中空调消耗的电能要小于屋内空气升温吸收的热量， 这好像违背了能量守恒定律。为解开疑惑，她上网查阅资料，整理的信息如下图所示。 请回答空调 在使用过程中是否违背了能量守恒定律，并简述出现上述现象的原因。
资料卡： 制冷剂在管道内流动。空调制热时，制冷剂被室外的压缩机加压，成为高温高压气体，送到室内，在室内液化放热，从而使室内温度升高。液体制冷剂流出室外，汽化吸热，使空调外机周围的空气变得更冷。如此反复，实现了制热效果。
答案：
(1)(3分)
①由P=UI得
②空气吸收的热量Q=cm△t=1.0×10 J/(kgC)×120kg×5℃=6×10J
由 得电暖气消耗的电能
(2)(2分)由 得空调消耗的电能W空调=P空调t=1200w×4×60s=2.88×105J
相同质量的空气，升高相同的温度(或吸收热量相同)，W空调＜W电暖器，所以空调比电暖气更节能。
(3)(1分)没有违背能量守恒定律，室内空气升温时因为制冷剂在室外汽化吸热，到室内液化放热，热量从室外转移到了室内。并不是空调消耗的电能直接转化成内能所致的。
（2024·松北区一模）小文同学用如图所示的电水壶烧水，他在壶中加入了1kg水，水的深度是10cm。
⑴根据图片显示，此时壶中水是否沸腾？说出你的判断依据及结果。
⑵烧水过程中，水沸腾前，小文记录了一个气泡从壶底到水面所
用时间为0.5s，气泡上升的平均速度是多少米每秒？
⑶电水壶显示水的初温20℃，沸腾时的温度是100℃，此过程水吸收的热量至少是多少？
【c水＝4.2×103J/(kg·℃)】
⑷电水壶的额定功率1000W，正常工作状态下，完成此次烧水所用时间是420s，则烧水的效率是多少？
答案：⑴没有沸腾，水中没有产生大量气泡。(1分)
⑵v＝s/t1＝0.1m/0.5s＝0.2m/s(1分)
⑶Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(100℃－20℃)＝3.36×105J (1分)
⑷P ＝W/t W电＝P额t2＝1000W×420s＝4.2×105J(1分)
η＝(Q吸/W电)×100%＝(3.36×105J)/(4.2×105J)×100%＝80% (1分)
（2024·南岗区一模）某市场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，额定电压均为220V，额定功率分别为800W和1500W。选择你认为合适的电热水壶对体积为1.5L的水进行加热(电水壶刚好装满水)。室内插座的额定电流是5A。(1L=10-3m3，ρ水=1×103kg/m3)
(1)请你计算出1.5L水的质量。
(2)请你从两种不同的角度，作出选择并说明选购理由。
答案：（1）1.5L水的质量：ρ=m/V（1分）；m=ρV=1.5x10-3m3x1.0x103kg/m3 =1.5kg(1分)
（2）选择甲电水壶：P=UI(1分)I=P/U=1500W/220V=6.8A（6.82A）(0.5);
6.8A（6.82A）>5A,存在安全隐患(0.5分)
选择乙电水壶：P=W/t （0.5）；（t=w/p）烧同样多的水，W相同（0.5）；
P甲 < P乙（0.5）；t甲>t乙,乙电水壶烧得快，省时（0.5）。(其他作答合理可得此分)
（2024·道里区一模）刘老师桌上有一张老式加热鼠标垫（内有一根加热电阻丝，阻值不随温度变化），如图所示，鼠标垫质量为200g，规格为“5V 5W”。
（1）求鼠标垫的电阻；
（2）鼠标垫正常工作10min，温度升高7℃，若此过程中热损失为30%，估算鼠标垫的比热容；
（3）天气不是很冷时加热鼠标垫有点热，需要来回的插拔来控制合适的温度。小灵同学想利用学过的电学知识帮刘老师改装一下，在不更换电源的前提下，使它的功率可在1.25W～5W之间调节，他想利用一个电位器（相当于滑动变阻器）来解决这一问题，请你为他设计出电路图，并计算出应选的电位器规格。
答案：（1）由得
鼠标垫的电阻
（2） 得
鼠标垫吸收的热量为
鼠标垫的比热容
（3）由得，功率最小时电流
R滑=10-5=5Ω
通过滑动变阻器的最大电流，所以所选电位器的规格5Ω，1A
（2024·阿城区一模）近些年来，国家大力提倡开发各种绿色可再生能源，助力实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。如图所示是某风电场，总装机容量5×104kW，年发电量9000万KW.h。问：
（1）该风电场年发电时间可达多少小时？
（2）如果火电站的发电效率为40%，要得到相同的电能，每年需要多少吨煤？（煤的热值为3.0×107J/kg）
答案：
（2024·道里区二模）旅游的路上，小明同学看到了路旁的一台台风力发电机，于是对风力发电产生了兴趣，回家后对风力发电机进行了调查。如图为单台风力发电机输出功率 P 与风速v 的关系，它的年发电量为 300 万度。
（1）当风速为 13m/s 时，发电机 1 小时的发电量为多少kWh？
（2）如果火电站的发电效率为 36%，要获得与这台风力发电机相同的年发电量，需要多少吨煤？（煤的热值为 3.0×107J/kg）
（3）结合实践说明风力发电的优缺点（各写一条）
（2024·松北区二模）图甲是一款具有加热和保温功能的暖水杯。图乙是暖水杯内部简化电路图，电源电压U为36V且保持不变，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为90Ω，加热档功率为36W。求：
甲 乙
（1）开关S1闭合、S2断开，暖水杯处于 (选填“加热”或“保温”)档，此时电路中的电流多大？
（2）用加热挡将0.18kg的牛奶从22℃加热到42℃，此过程中牛奶吸收的热量是多少？
[c牛奶＝2.5×103J/(kg ℃)]
（3）若不考虑上述加热过程中能量的损失，所需的加热时间是多少？
答案：⑴保温 1 分
开关 S1 闭合、S2 断开，只有 R1 连入电路，
此时电路中的电流为：I＝U/R＝36V/90Ω = 0.4A 1 分
⑵牛奶吸收的热量：
Q吸 ＝c牛奶m(t﹣t0)＝2.5×103J/(kg ℃)×0.18kg ×(42℃﹣22℃)＝9000J 1 分
⑶不考虑能量损失，消耗的电能：W＝Q吸 ＝9000J 1 分
由 P＝W/t 可得，加热所需的时间：t′ ＝W/P＝9000J/36W＝250s 1 分
（2024·道外区二模）如图所示，小涵家里有一个加热鼠标垫（内有一根加热电阻丝），规格为“5V 5W”。
（1）求鼠标垫的额定电流和电阻
（2） 鼠标垫的质量为 200g，比热容是 1.5×103J/（kg ℃) ， 工作 过程中热损失为30%，正常工作 5min，则鼠标垫温度升高 ℃
（3）小涵想扩大鼠标垫温度调节范围，现有 12V 的电源，规格为“5 Ω 2A ”、“20 Ω 1A ”的 两个滑动变阻器。她准备通过串联滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫加热功率，请计算说 明她应该选择哪个滑动变阻器？并计算改装后电路消耗的最小功率
答案：（1）P=UI 鼠标垫的额定电流：
鼠标垫的电阻：
（2）3.5
（3）当鼠标垫正常工作时，滑动变阻器的电压为：UP=U源-U=12V-5V=7V
∵5Ω＜7Ω＜20Ω，∴小涵应选择“20Ω 1A”的滑动变阻器。（方法合理即可）且当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，电路的电功率最小，为：
（2024·阿城区二模）某品牌电热锅的简化电路如图乙所示，闭合开关S1接通电源后，可以转换触点开关S2使电热锅处于加热或保温状态。设电源电压U＝220V，电热锅加热功率P加＝1100W，保温功率P保＝110W，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，求：
（1）连接电热锅的电线至少要能承受多大的电流？
（2）保温状态下，电热锅每小时耗电多少kw.h？
（3）某次测试中发现将1.5kg温度为23℃的水加热至100℃费时10min，则电热锅的效率是多少？
答案：
（2024·道外区三模）图甲是用某款3D打印笔进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化。加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，若该打印笔高温档和低温档的功率比为4∶3，R1=4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化。求：
（1）低温档工作时，通过R1的电流？
（2）低温档的功率？
（3）处于高温档时，通电1min R2产生的热量是多少？
答案：（1）只闭合S1时低温档工作，则通过R1的电流：
（2）低温档的功率为：P低=UI1=6V×1.5A=9W
（3）P高：P低=4：3，则
S1、S2都闭合时为高温挡，此时R1、R2并联，因R1前后功率不变，
故R2的功率为：P2=P高-P低=12W-9W=3W
，t=1min=60s
R2 消耗的电能全部用于发热，故R2产生的热量为：Q=W=P2t=3W×60s=180J
(2024·平房区三模）如图所示为一种加热桌垫，寒冷的冬天可以给办公人员提供温暖。 内部装有 2 根电阻丝，设置有 2 个档位，高温档功率为 88W ，低温档功率为 22W ，电路图如图所示。求：
（1）桌垫以高温档工作 10min，消耗的电能是多少？
（2）电阻丝 R1 阻值的大小；
（3）小明想利用电路图中的器材设计一个有高、中、低三个档位加热桌垫，请你帮他在虚线框内设计电路图，并写出中温档对应的开关状态。
答案：（1）由得 W=P高t=88w×10×60s=52800J (1.5分)
（2）当 S1 、S2 都闭合时，电路中只有 R1 工作(0.5分)，此时电阻较小，电路电功率较
大，为高温挡，则电阻丝 R1 的阻值，根据P=UI，
（1分）
（3）如图（1分）中温档对应的开关状态是闭合开关 S1 ，断开开关 S2 。（合理即可）(1分)
（2024·道外区一模）随着网上购物的普及，送货难成了新问题，某品牌的送货无人机将专门针对农村地区， 可以让消费者切实享受到商品质量保证和物流速度。如图是某品牌送货无人机，它的简化电 路如图所示，工作参数如下表，该无人机在最大载重下以最大速度竖直上升 20 秒，本次上升过程中，请回答以下问题： (电动机都是总参数，g 取 10N/kg)
（1）无人机最大功率是多少？
（2） 电动机线圈在最大电流下的发热量是多少？
（3） 电能转化成货物上升机械能的效率是多少？
答案：（1） 由表格数据可得，无人机最大功率是： P=UI=20V 10A=200W （1 分）
（2） 电动机线圈在最大电流下的发热量是： Q=I2 Rt=(9A)2× 0.5Ω× 20s=810J （1 分）
（3）货物重为： G货 m货g 5kg× 10N/kg 50N
根据 v=s/t 可得，货物上升的高度为： h=s=vt= 1m/s ×20s=20m
货物上升时做的有用功为：W有用=G货h=50N×20m=1000J
消耗的电能为： W=UIt=20V ×10A ×20s=4000J
则电能转化成货物上升机械能的效率是：
（2024·道里区三模）小博携带重 100N 的行李箱乘坐 D2638 次动车从哈尔滨去沈阳，经查询该次列车时刻表如下。若该动车组列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为 3×105N，动车组列车的工作电压为 25kV，电功率恒为 2×107W。
站名 到达时间 开车时间 运行里程
哈尔滨西 ﹣ 6.：41 0
沈阳北 9：17 ﹣ 520km
请你根据以上信息，解决下列问题：
（1）若小明的行李箱底部与列车水平行李架的接触面积为 0.2m2 ，求此行李箱对水平行李 架的压强。（g取 10N/kg）
（2）该动车组列车的工作电流。
（3）该动车组列车在此段行程中电能转化为机械能的效率。
（4）若大型客运燃油汽车运行中牵引力做的功与该动车组列车从哈尔滨西站至沈阳北站牵 引力所做的功相等，则该燃油汽车排放气态污染物的质量为 kg。（大型客运 燃油汽车牵引力每做 1 焦耳的功排放气态污染物 5×10﹣6g）。
答案（1）(1分)
（2）P=UI 得 (1)
（3）由表可知动车组行驶路程 s=520km=5.2×105m
W=Fs=3×105N×5.2×105m=1.56×1011J(0.5分)
由表可知，动车组运行时间 t=6:14﹣9:17=2h36min=156min==9360s
由 得 (0.5分)
(1分)
（4）780(1分)
（2024·南岗区三模）某公司研发的电动车，现对该车进行测试，有关测试数据如图所示。该车通常使用直流充电桩为其充电，它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池(以下简称电池)。设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D 。充电时，充电桩的充电功率P 会随着电池的D 的变化而变化(如图乙)。
(1)该车本次测试过程中行驶的速度。
(2)该车本次测试过程中消耗的功率。
(3)该车在充电时的能量转化： 。在D 从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是 。
(4)当D为70%时，求充电电流。
答案：（1）v=s/t（1分）=54km/0.5h（0.5）=108km/h（0.5）
（2）p消耗=w/t（1分）=5kW h/0.5h（0.5）=10000（w）（0.5）
电能转化为化学能（0.5分）；先变大，后不变（0.5分）
PD=UI（1分）I=P/U=40×103kw/400V（0.5）=100A（0.5）
注：没有指代在最后一问扣（0.5）
（2024·香坊区三模）某款油电混合动力小汽车，具有省油、能量利用率高等特点，其相关信息如下表。
驱动模式 纯电动 启动、低速
油电混动 中速
纯燃油 高速
汽车质量 1200kg
车轮与地面总接触面积 0.096m
该车以“中速”匀速行驶150km，用时2.5小时，消耗汽油7kg。行驶过程中，内燃机既向车轮提供动力，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，此时，内燃机和电动机共同驱动车辆前进。
（1）该车行驶时“中速”是多少km/h
（2）该车空载静止时，对水平地面的压强是多少
（3）在水平道路“中速”匀速行驶过程中：
①若牵引力为1000N，牵引力做的功是多少焦耳
②假设汽油完全燃烧所释放能量的一半转化为牵引力做功和给蓄电池充电，此过程最终使蓄电池增加 了多少能量E (忽略蓄电池和电动机的热损失， q汽油 = 7×107J/m3)
答案：（1）v=s路/t=150km/2.5h=60km/h （2 分）
（2）p=F压/S面=G/S=mg/S=（1200kg ×10N/kg）/0.096m2=1.25×105Pa （2 分）
(3) ①W=F牵s路=1000N×150×103m=1.5×108J （1 分）
② E电池=（Q放/2）-W=（mq/2）-W=（7kg×4.6×107/kg）/2-1.5×108J=1.1×107J （1 分）
（2024·南岗区四模）电动自行车给我们的出行带来了极大的方便，如图是小岗家新购买的电动自行车，整车质量为40kg，小岗爸爸把电池充满电后，以18km/h的速度匀速骑行9km，此过程中电
动机两端的电压恒为48V， 通过的电流是6.25A，车轮与地面的总接触面积为200cm ，小
岗爸爸的质量是60kg。 (不考虑能量损失)
求本次骑行过程中：
(1)车对地面的压强是多少
(2)这段时间内电动机的电功率是多少
(3)骑行9km后，屏幕显示电池剩余电量为80%,则它的电池充满电时储存的电能是多少
答案：(1)G=mg(0.5)=(40kg+60kg)×10N/kg=1000(N)(0.5分)；
(2)P功率=UI(0.5分)=48V×6.25A=300(W)(0.5分)
(3)V=S/(0.5)t=S/V=9Km/18Km/h=0.5(h)(0.5)；P功率= W用电/t(0.5分)
W用电=P功率t=300W×0.5×3600s=540000J (或0.3kW×0.5h=0.15kW·h)(0.5)
W=W用电/（1-80%)(0.5)=2700000J(或0.75kW·h)(0.5)
(没指代的在第三问扣0.5)