人教版九年级全册物理期末专项训练：计算题（有详解）

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人教版九年级全册物理期末专项训练：计算题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、计算题
1．如图所示，R1=R2=30Ω，R3=15Ω，电源电压恒定。
（1）若只闭合开关S时，电流表的示数是0.1A，求此时总电阻；
（2）此电路电源电压是多少；
（3）当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数是多少。
2．乒乓球的直径约为4cm，它是分子直径的多少倍？地球的直径约为12800km，它是乒乓球直径的多少倍？比较这两组数据，你发现了什么？
3．如图所示的电路图，电源电压为6V，电阻R1的阻值为20Ω，闭合开关后，通过R2的电流为0.2A。求：
（1）通过R1的电流；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电路的总电阻R。
4．小明同学的爸爸驾车去往40km的目的地，此过程消耗了汽油2.1kg，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。若汽车行驶过程中发动机的牵引力为725N。求：
(1)完全燃烧2.1kg汽油放出的热量；
(2)该汽车的热机效率。
5．如图所示R1的电阻为6Ω，电流表A1的示数为0.4A，A2的示数如图所示，求：
（1）干路中的电流为多少？
（2）R2的电阻是多少？
6．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求：
(1)锅炉内的水吸收的热量是多少？
(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
(3)此锅炉的效率是多少？
(4)试分析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些？
7．如图所示电路中，电阻R1的阻值是20Ω，闭合开关S，电流表A、A1的示数为如图所示，求：
（1）通过电阻R2的电流；
（2）电源电压；
（3）电阻R2的阻值。
　
8．珊珊同学测量天然气灶火焰中心温度时，把一枚150克的金属块放在火焰中心加热足够长的时间后，立即投入到盛有200克、20℃水的绝热容器中，水温最高升到80℃。若金属块的比热容c金属=0.5×103J/（kg ℃），不计热量损失。求：
（1）水吸收的热量；
（2）火焰中心的温度。
9．实际的电源都有一定的电阻（内阻），例如干电池，可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个阻值为r的定值电阻串联而成的，如图甲所示。现将其接入如图乙所示的电路中，电源电压U保持不变，R1、R2均为定值电阻，R1=14Ω，R2=9Ω，S2为单刀双掷开关。闭合开关S1，当将S2掷于1端时，电压表的示数U1=2.8V；当将S2切换到2端时，电压表的示数U2=2.7V。求：
(1)电源电压U和内阻r的大小；
(2)闭合开关S1，当将S2掷于2端时，电路的总电阻。
10．用天然气烧水，燃烧0.5m3的天然气使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容，天然气的热值，求：
(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放；
(2)水吸收的热量Q吸；
(3)天然气灶的效率。
11．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，测得电阻R1两端的电压与通过它的电流变化关系如图乙所示。求：
(1)电源的电压U0；
(2)若把电压表的量程改为0~3V，且要求电路安全，滑动变阻器连入电路中的最小电阻。
12．如图所示，电源电压保持不变，R1、R2和R3为定值电阻，且R2=R3=10Ω。某同学误将一个电流表并联在R1两端，闭合开关S后，电流表的示数为0.3A。
(1)电源电压是多少？
(2)发现错误后，该同学将图中电流表换成了电压表，闭合开关S后，电压表的示数为2V，则电阻R1的阻值是多少？
13．【新定义】热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”；另一种是“卡路里”，简称“卡”，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1个大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。
(1)1卡合多少焦耳；
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡？
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃，求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
14．如图所示的电路中，灯泡的电阻RL =12Ω，正常发光时的电压为12V，R2=12Ω，当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.2A，这时灯泡正常发光．
(1)求电源电压；R1的阻值；
(2)当开关都断开时，灯泡两端的电压．
15．在图（a）、（b）所示的电路中，电源电压为24伏且保持不变，电阻R1的阻值为20欧，滑动变阻器R2上标有“100欧1安”字样，闭合电键S后，电流表A的示数为0.3安，电路正常工作。求：
(1)电阻R1两端电压。
(2)若可以选择合适的电表量程，在移动滑片的过程中，电路正常工作。
a.小明认为当滑动变阻器R2=0欧时，电路中电流最大。你认为此观点是否正确，请通过计算说明。
b.求出电路中电流的最大变化量。
16．某学校食堂有一个电水壶的铭牌如下表所示。如图是电水壶的电路图，R为加热器，当温度较低时，温控开关S处于闭合状态，加热器加热；当水沸腾后，会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制。若加热器电阻阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压，求：
额定电压 220V
额定功率 4400W
水壶装水质量 10kg
频率 50Hz
（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？
（2）若电水壶产生的热量的80%被水吸收，现将一满壶12℃的水在标准大气压下烧开需要多长时间？[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是2A，此时电阻R0的电功率是多少？
17．公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图，主要由踏板（重力不计）、压力传感器R、显示承重的仪表（实质为电流表，量程为0~0.6A）等组成，R的阻值与所受压力F的大小关系如图乙所示。电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为5Ω。
(1)当R的阻值为35Ω时，求电路的电流；
(2)当通过电路的电流为0.4A时，求地磅的测量值为多少kg？（g取10N/kg）
(3)为了增加地磅的最大测量值，请你写出一种可行的方案。
18．为了参加全国青少年创新大赛，某同学运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，如图所示，其中定值电阻R1是保护电阻，电源电压恒为4.5V，R2的规格为“15Ω 0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A；
(1)调节滑片电压表示数2V时，电流表示数0.5A，R1的阻值多大；
(2)当所测身高达到最大值时，电路的总电阻是多少；
(3)当变阻器R2接入电路的阻值是6.25Ω时，电流表的示数为多少；
(4)为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器接入电路的阻值范围是多少？
19．如图所示为小排量汽车，以72 km/h的速度，在水平路面上匀速行驶了72 km，消耗汽油6 kg．若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽油的热值为4．6×107 J／kg．则关于上述的行驶过程，试求：
（1）所用时间是多少？
（2）汽油完全燃烧放出的热量？
（3）该汽车发动机的效率？
20．我国自主研制的新型战斗机，具备电磁隐身，超音速巡航、超机动性、超视距攻击等优异性能。近期飞机装备了最新的WS－15涡扇航空发动机，使得其机械性能“如虎添翼”大幅提升，最大飞行高度超20000m，最大航行速度高达2.2马赫（约2700km/h）。若在执行某次巡航任务中，该飞机以1800km/h的速度沿直线匀速飞行1h，消耗6t航空燃油，已知航空燃油的热值为，求：
速度v（m/s） 100 200 300 400 500
阻力f/N
(1)6t航空燃油完全燃烧释放的热量。
(2)此次巡航时飞机的输出功率。
(3)WS－15涡扇发动机此次巡航的热机效率。
21．某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在内完全燃烧了的天然气每分钟放热相同。水的比热容为，天然气的热值为。
(1)完全燃烧天然气释放的热量为多少？
(2)“”水吸收的热量为多少？
(3)在烧水过程中，“”、“”、“”请判断哪个时间段热效率最高？最高热效率为多少？
22．把某铁块加热到100℃，投入到质量为m1温度为20℃的水中，混合后的温度为40℃。把该铁块重新加热到100℃，投入到质量为m2温度为20℃的水中，混合后的温度为60℃。如果把这块100℃的铁块投入到质量为（m1+m2）温度为20℃的水中，整个过程不计热量的损失，求混合后最终的温度。
23．80克水温度降低1℃所放出的热量刚好能使1克0℃的冰熔化为水。现把10克0℃的冰与390克4℃的水混合，当它们达到热平衡时的温度是多少？
24．小林同学想购买一款户外分体式燃气炉去户外野炊，图甲是某品牌的宣传图，其中“火力3000 W”的字样是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出 3000 J的热量。通过商家了解，在标准大气压下，用该燃气炉将1.25kg水从40℃加热到沸腾用时250s。[水的比热容为4.2×103J（kg·℃）]
烹饪项目 每次耗时/ min 次数/次
炒菜 8 3
煮汤 10 2
烧水 8 2
(1)燃气炉烧水时的效率是多少
(2)查阅说明书得知“燃气炉火力[单位：瓦（W）]与耗气量[消耗燃气质量与时间的比，单位：千克/时（kg/h）]之比为10000 W·h/ kg，则该燃气炉所使用燃料的热值是多少
(3)上表是小林在这次户外野炊时的烹饪规划，按照规划他至少应携带几个如图乙所示的新储气罐？
《人教版九年级全册物理期末专项训练：计算题》参考答案
1．（1）45Ω；（2）4.5V；（3）0.45A
【详解】解：（1）由图知，若只闭合开关S时，R1与R3串联，电流表测电路中电流，所以电路的总电阻为
R=R1+R3=30Ω+15Ω=45Ω
（2）由欧姆定律可得，电源电压为
U=IR=0.1A×45Ω=4.5V
（3）由图知，当S、S1、S2都闭合时，R2与R3并联，电流表测干路电流，由并联电路的电压特点可知
U2=U3=U=4.5V
由欧姆定律可知，通过R2的电流为
通过R3的电流为
由并联电路的电流特点可知，干路电流为
I'=I2+I3=0.15A+0.3A=0.45A
即电流表示数为0.45A。
答：（1）若只闭合开关S时，电流表的示数是0.1A，此时总电阻为45Ω；
（2）此电路电源电压是4.5V；
（3）当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数是0.45A。
2．倍，倍，两者倍数差不多
【详解】已知分子直径， 乒乓球直径
地球直径
则乒乓球直径是分子直径的倍；地球直径是乒乓球直径的倍； 比较两个计算结果，可以发现两者倍数差不多。
3．（1）0.3A；（2）30Ω；（3）12Ω
【详解】解：（1）由电路图可知，R1与R2并联，根据并联电路中电压的规律可知，并联电路中各支路两端的电压相等，再根据欧姆定律可得，通过R1的电流为
（2）根据欧姆定律可求出电阻R2的阻值为
（3）根据并联电路中电流的规律可知，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，由此可得电路的总电流为
I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A
再根据欧姆定律可知电路的总电阻
答：（1）通过R1的电流为0.3A。
（2）电阻R2的阻值为30Ω。
（3）电路的总的阻R为12Ω。
4．(1)9.66×107J
(2)30%
【详解】（1）完全燃烧2.1kg汽油放出的热量为
（2）牵引力做的功
该汽车的热机效率
5．（1）0.9A；（2）4.8Ω
【详解】解：（1）由电路图可知，电阻R1和R2并联，A1测R1支路的电流，A2测R2支路的电流；由图知电流表选用0~0.6A的量程，分度值为0.02A，通过R2的电流为0.5A，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得，干路中的电流
I＝I1+I2＝0.4A+0.5A＝0.9A
（2）并联电路各支路两端的电压与电源电压相等，则电源电压
U＝U2＝U1＝I1R1＝0.4A×6Ω＝2.4V
根据得，R2的阻值
答：（1）干路中的电流为0.9A；
（2）R2的电阻是4.8Ω。
6．(1)6.3×107J
(2)2.04×108J
(3)30.9%
(4)见详解
【解析】【小题1】水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×200kg×(100℃﹣25℃)=6.3×107J
【小题2】无烟煤完全燃烧放出的热量
Q放=qm′=3.4×107J/kg×6kg=2.04×108J
【小题3】锅炉的效率
【小题4】家用煤炉烧水的主要缺点是会产生空气污染，而且效率不高。
7．（1）0.2A；（2）6V；（3）30Ω
【详解】解：（1）由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测通过R1的电流，电流表A测干路电流。
由图可知，两电流表的量程均为0~0.6A，分度值为0.02A，示数分别为0.3A、0.5A，故干路电流I=0.5A，通过R1的电流I1=0.3A，则通过R2的电流
I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A
（2）因并联电路中各支路两端的电压相等，由可得，电源的电压
U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
（3）电阻R2的电压
电阻R2的阻值
答：（1）通过电阻R2的电流为0.2A；
（2）电源电压为6V；
（3）电阻R2的阻值为30Ω。
8．（1）5.04×104J；（2）752℃
【详解】解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m水(t﹣t水0)=4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×(80℃﹣20℃)=5.04×104J
（2）金属块放出的热量
Q放=Q吸=5.04×104J
即
c金m金(t金0﹣t)=5.04×104J
故
0.5×103J/(kg ℃)×0.15kg×(t﹣80℃)=5.04×104J
解得t金0=752℃
答：（1）水吸收的热量为5.04×104J；
（2）火焰中心的温度是752℃。
9．(1)3V；1Ω
(2)10Ω
【详解】（1）当将S2掷于1端时，R1与r串联，电压表测量R1两端的电压，此时电路中电流为
电源电压为①
当将S2掷于2端时，R2与r串联，电压表测量R2两端的电压，此时电路中电流为
电源电压②
由①②两式可得，电源内阻r=1Ω，电源电压
（2）闭合开关S1，当将S2掷于2端时，r与R2串联，电路的总电阻为
10．(1)3.5×107J
(2)2.1×107J
(3)60%
【详解】（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量为
（2）水吸收的热量为
（3）天然气灶的效率为
11．(1)6V
(2)10Ω
【详解】（1）由图甲可知，当P在A端时，电源电压全部加在上，此时两端的电压最大，由图乙可知为6V，电流最大，所以电源电压为6V。
（2）由图乙选择一个点，根据欧姆定律表达式的变形式计算可得的阻值
若把电压表的量程改为0~3V，且要求电路安全，分压最大为3V，因为电源电压为6V，所以分压为3V，由串联分压可知，两电阻应该一样大，此时连入电路中的最小电阻为。
答：（1）电源的电压为6V；
（2）滑动变阻器连入电路中的最小电阻为。
12．(1)6V
(2)
【详解】（1）当将一个电流表并联在R1两端时，R1被短路，闭合开关S后，R2、R3串联接入电路，通过电路中的电流，则电源电压
（2）当将图中电流表换成了电压表后，电压表测量R1两端的电压，示数为2V，串联，根据串联分压有
带入数据
解得：。
13．(1)4.2J
(2)1.3×105卡
(3)2.52×104J
【详解】（1）
由题知，1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡，m水=1g=0.001kg，1g的水温度升高1℃所吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J
故1卡=4.2J。
（2）
茗茗消耗的能量
（3）运动员的体温下降 0.1℃放出的热量Q放=c水m人Δt′=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×104J
运动员汗水蒸发吸收的热量为2.52×104J。
14．(1) 12V 60Ω (2)6V
【详解】(1)S1、S2均闭合时，R2被S2短路，L与R1并联，此时L正常发光，因此电源电压
U=12V，
，
解得
R1=60Ω
(2)S1、S2均断开时，L与R2串联，
R总=RL+R2=24Ω，
，
．
15．(1)6V
(2)a.见解析，b.0.55A
【详解】（1）根据欧姆定律变形式可得电阻R1两端电压
（2）a.我认为此观点不正确；
理由：当R2小=0Ω时，电路最小电阻
R小=R1+R2小=20Ω+0Ω=20Ω
由欧姆定律可得此时电路最大电流
大于滑动变阻器允许通过的最大电流1安，电路不能正常工作，所以此观点不正确。
b.当最大电流I大=1A时，由欧姆定律可得定值电阻两端电压
(舍去)
所以电压表示数最大为15V，此时电路最大电流
符合题意；
当R2大=100Ω时，此时电路最大电阻
R大=R1+R2大=20Ω+100Ω=120Ω
电路最小电流
由欧姆定律可得定值电阻两端电压此时
符合题意；所以电路中电流的最大变化量
16．【答题空1】11Ω
【答题空2】1050s
【答题空3】396W
【详解】（1）由 得，电阻为
（2）把水烧开所吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(100℃-12℃)=3.696×106J
则需要消耗的电能
由可得所需时间
（3）当S断开时，R与R0串联，处于保温状态，根据欧姆定律得UR=IR=2A×11Ω=22V
由串联电路的电压特点可得U0=U-UR=220V-22V=198V
此时电阻R0的电功率P0=U0I=198V2A=396W
17．(1)0.3A；
(2)1000kg；
(3)见解析
【详解】（1）由电路图可知，定值电阻R0与压力传感器R串联，电流表测电路中的电流， 当R的阻值为35Ω时，电路的电流
（2）当通过电路的电流为0.4A时，电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，压力传感器R的阻值
由图乙可知，压力传感器R受到的压力，则地磅的测量值
（3）电流表的示数最大为0.6A，电源电压不变，电路的总电阻为
为了增加地磅的最大测量值，即最大压力增大，R的阻值会减小，R的阻值为
所以需要增大R0的阻值。
18．(1)5Ω
(2)15Ω
(3)0.4A
(4)4Ω~10Ω
【详解】（1）由图可知，当开关闭合时，定值电阻R1与R2串联，电压表测R2两端电压。根据串联电路电压特点知，定值电阻R1两端电压为
根据串联电路中电流特点知，通过定值电阻R1的电流为
根据欧姆定律知，R1的阻值
（2）当所测身高达到最大值时，电压表示数最大值为3V，则
此时电路中的电流为
电路的总电阻是
（3）变阻器R2接入电路的阻值是6.25Ω时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时电流表的示数为电路中的电流
（4）由题意知，电流表量程为0~0.6A，而R2允许通过的最大电流为0.5A，故电路中电流不得超过I1=0.5A，则电路的总电阻
则此时滑动变阻器接入电阻为
电压表量程为0~3V，故滑动变阻器两端的电压不得超过，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，当滑动变阻器两端的电压为3V时，R1两端的电压为
此时电路中电流为
则滑动变阻器的阻值
故滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω~10Ω。
19．见解析所示
【详解】（1）由v=s/t知道，汽车所有的时间是：t=s/v=72km/72km/h=1h；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q=mq=6kg×4.6×107 J/kg=2.76×108 J；
（3）由P=W/t知道，汽车发动机做的功是：W=Pt=23×103 W×3600s=8.28×107 J，
汽车发动机的效率：η=W/Q×100%=8.28×107J/2.76×108J=30%。
20．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）6t航空燃油完全燃烧释放的热量为
（2）此次巡航时，飞机的速度为v=1800km/h=500m/s
由表可知，此时阻力为，飞机做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，牵引力为
飞机的输出功率为
（3）飞机飞行的距离为
WS－15涡扇发动机此次巡航的热机效率为
21．(1)，
(2)
(3)
【详解】（1）因为天然气的质量为，天然气的热值为，所以
天然气完全燃烧释放的热量为
（2）由题意得，内水的温度变化度数为，所以水吸收的热量为
（3）由题意可知，每分钟放热相同，所以在相等的时间段内，天然气放出的热量相等，而随着水温的不断升高，温度变化越来越慢，故可判断时间内，在吸收热量相同的情况下，水升高的温度最大，热效率最高；
内，水吸收的热量为，天然气完全燃烧释放的热量为
故最高的热效率为
22．36℃
【详解】解：把加热到100℃的某铁块投入质量为m1温度为20℃的水中，整个过程不计热量的损失，即Q吸=Q放，根据得
①
把加热到100℃的某铁块投入质量为m2温度为20℃的水中
②
①+②得
③
把加热到100℃的某铁块投入质量为（m1+m2）温度为20℃的水中
④
③代入④得
解得
t＝36℃
答：混合后最终的温度为36℃。
23．1.9℃
【详解】1克0℃的冰熔化为水需要的热量为
Q熔化=Q放水=cm0Δt0=4.2×103J/(kg·℃)×0.08kg×1℃=336J
则10克0℃的冰熔化为水需要的热量为
Q′=10×336J=3360J
熔化10g的冰时使390克4℃的水降低后温度为
由此可知：390克4℃的水使10克0℃的冰熔化成0℃的水时，390克的水降低后的温度为1.95℃；则它们在一起混合时根据热平衡方程得
cm1(t′-t1)=cm2(t2-t′)
4.2×103J/(kg·℃)×0.01kg×(t′-0℃)=4.2×103J/(kg·℃)×0.39kg×(1.95℃-t′)
解得t′≈1.9℃。
答：把10克0℃的冰与390克4℃的水混合，当它们达到热平衡时的温度是1.9℃。
24．(1)42％
(2)3.6×107J/kg
(3)3
【详解】（1）燃气炉烧水时的效率是
（2）该燃气炉所使用燃料的热值是
（3）由表格中数据得，小林在这次户外野炊需要的热量为
由得，需要的燃料的质量为
则按照规划他至少应携带的新储气罐个数为
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