第12讲 计算综合
〖课前测〗
1.如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“6V；4W”和“3V；1W”字样，将它们串联暂接在电压可在3~9V之间调节的电源上，闭合开关S，若两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（ C ）
A. 通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B. 当电源电压调节到9V时，灯L1与L2都能正常发光
C. 调节电源电压过程中，灯L1始终与灯L2一样亮
D. L1与L2产生的光能可用焦耳定律进行计算
2. 20℃时，将45g氯化钠均分成五份，依次加入盛有100g水的烧杯中，充分溶解。实验数据如下表：下列分析正确的是（ C ）
A. 实验③所得溶液的溶质质量分数最大
B. 实验④所得溶液是氯化钠的不饱和溶液
C. 20℃时，氯化钠的溶解度为36g/100g水
D. 将实验①所得溶液蒸发50g水，冷却到20℃，溶液达到饱和
3．如图，质地均匀的长方体木块重7N，恰好放在水平桌面边缘，用6N的力匀速向右推动木块，直到其四分之一露出桌面后静止，匀速运动过程中木块受到摩擦力__________（填“变小”“不变”或“变大”）。静止后木块与桌面的接触面积为0.01m2，则它对桌面的压强为__________Pa；如图竖直切除该物体右边的阴影部分，剩余部分对桌面的压强会__________（填“变小”“不变”或“变大”）。
①. 不变 ②. 700 ③. 变小
4．胡柚大丰收，小金需要帮爷爷奶奶把一箱质量为240kg的胡柚搬到2m高的车上，为了省力，他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时1min将重物匀速地捱到车上，此过程中斜面对重物做的有用功__________，简易斜面装置的机械效率为__________%，斜面与箱子间的摩擦力为__________。
①. 4800J ②. 80 ③. 240N
5.在一次学农活动中，小江用一根扁担挑起了两桶水，水桶挂在扁担两端，扁担保持水平状态（扁担和水桶的质量，手对扁担和水桶的作用力均忽略不计)。扁担的A处挂的水重20牛，AB之间的距离为1.2米，肩上支点О与A的距离为0.9米。
（1）扁担B处挂的水受到的重力是多少
（2）小江肩膀受到扁担的压力大小是多少
（3）到达某处后，小江将B处的水倒出20牛，在不改变水桶悬挂位置的情况下，需要将
肩上支点О向A移动多少距离，才能再次平衡
（1）60N （2） 80N （3）0.3米
6.如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3千克。机器人在水平地面上运动时，所受推力F与速度v的关系如图乙所示。求：
（1）该机器人受到的重力为多大？
（2）该机器人所提供的水平推力为300牛时，匀速直线运动了
3米，水平推力做了多少功？
（3）该机器人在水平地面上以0.5米/秒的速度做匀速直线运动
时，水平推力的功率是多大？
（1）30N（2）900J（3）75W
7.如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖，中温煮和低温熬。图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数。
项目 参数
电源电压（V） 220
低温挡功率（W） 500
中温挡功率（W） 1000
高温挡功率（W）
（1）该电炖锅是利用电流的 工作的；
（2）开关S1断开、S2接A时，电炖锅为 （选填“高”、“中”或“低”）温挡.请计算R2的电阻值。（计算结果保留整数）
（3）若电炖锅高温挡工作7分钟，求电炖锅消耗的电能。
（4）若家庭电路的电压是220伏，某插座的额定电流是5安，用该插座仅给电炖锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择 （选填“高”、“中”或“低”）温挡。
（1） 热效应 （2） 低 48.4欧姆 （3）8.4*105J （4） 中
8.探究酸、碱性质时，小敏的操作过程如图甲所示，烧杯中固体质量与加入溶液的质量关系如
图乙所示。请回答下列问题：
（1）c点时，溶液中含有的溶质是 。
（2）请计算图中d点溶液中溶质氯化钠的质量。
（1） NaCl、CuCl2 （2） 23.4g
9.根据如图所示的实验过程和提供的数据进行计算：
(1)原混合物中NaCl的质量(要求写出计算过程)。
(2)求加入的AgNO3溶液溶质质量分数(精确到0.1%)
（1）解：设原混合物中NaCl的质量为x，参加反应的硝酸银的质量为y
NaCl＋AgNO3 === AgCl↓＋NaNO3
58.5 170 143.5
x y 28.7 g
＝ x＝11.7 g
＝ y＝34 g
(2)加入硝酸银溶液的质量为170 g＋28.7 g－28.7 g－50 g＝120 g
AgNO3溶液的溶质质量分数为×100%≈28.3%
第12讲 计算综合
〖课堂练习〗
一、电学计算
1. 汽车后视镜上的电热膜可以在短时间内快速加热到固定温度范围（35-60℃），可以有效的去除后视镜上的雾气，确保驾驶员能保持良好的视线。受此启发，小金同学想给家里浴室的平面镜组装一个防雾器。查阅资料，一般平面镜防雾片的额定功率为20W。电路图可简化为如图。
（1）若要达到20W的功率，当滑动变阻器阻值为0时，小金应选择阻值多大的电阻丝？
（2）功率为20W时，此装置工作10mim，消耗的电能为多少？
（3）小金在试用期间，发现这个装置还存在一些问题。你有哪些改进建议？（提出1条即可）
（1）2420Ω；（2）1.2×104J；（3）改进建议：增加一个温控装置
2.随着人们生活水平的提高，智能座便器逐渐走进人们的生活。智能座便器集温水洗净、按摩、暖圈、夜光等多项功能于一身，提供更佳的洁身功效和舒适的清洗体验。如图所示是某品牌智能座便器，下表为部分技术参数和相关信息。
(1)当智能座便器电路发生短路时，家庭电路中的空气开关断开，起到保护的作用。空气开关要安装在____（选填“火”或“零”）线上。
(2)在该智能座便器的电路中，温水洗净功能中的电热丝与暖风干燥功能中的电动机能独立工作，则它们是____（选填“串联”或“并联”）连接的。
(3)即热型是指在使用温水洗净功能时，要求水温能在1秒内由0℃加热到32℃。则加热功率至少为多少？________________［c水＝4.2×103J/（kg·℃）］
①. 火 ②. 并联 ③. 1344W
3.如图甲为小金同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图甲中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1，导线等组成控制电路。当电磁铁线圈中的电流I<10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a，b接通。热敏电阻中允许通过的最大电流I0=15mA，其电阻R随温度变热电路中的三只电阻R1，R2，R3均置于储水箱中。已知R1=33Ω，R2=66Ω，R3=145Ω，U2=220V。
（1）衔铁被吸下时，求加热电路的总功率？
（2）保温状态下，10分钟电热器产生的热量是多少？
（3）为使控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？若R0为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？
（1）电路总电阻；
电路加热时的总功率：）
（2）
（3）由图乙可知，热敏电阻的最小值是，
当R最小，控制电路中的电流不超过最大值时，保护电阻阻值最小，
由得：保护电阻的最小值，
由题意知，衔铁刚好被吸下时，电路电流，
此时电流总电阻，
此时热敏电阻，
由图2可知，此时水温为60℃
二、物理计算
1.如图所示，将长为1.2米的轻质木棒（重力忽略不计）平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。
（1）若G＝30牛，台面收到木棒的压力为多少？
（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于多少？
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上保持静止，则G的取值范围为多少？
（1）60N；（2）90N；（3）10N≤GB≤90N
2.密度为ρ=0.6×103kg/m3的实心圆柱体，高h1=20cm，底面积S1=50cm2 ， 放在底面积S2=80cm2、高h2=30cm的柱形容器中，求：
（1）圆柱体对容器底部的压强______________________________。
（2）若向容器内加水，最多可加多少克水且水不溢出_____。（取g=10N/kg）
①. 1.2×103Pa ②. 1.8kg
3. 如图所示，杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直平面内转动，BC=0.2m．细绳的一端系在杠杆的A端，另一端绕过动滑轮固定在天花板上，物体E挂在动滑轮的挂钩上．浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的D端。动滑轮的质量m0=3kg，物体E的质量为15千克，物体H的密度ρ=1.3×103kg/m3，AD=1.0m，CD=0.3m，杠杆、圆盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg．为使杠杆AD保持水平平衡，求：
（1）杠杆A端受到细绳的拉力为多大？______________
（2）当AD杆水平平衡时，杠杆D端收到绳子拉力的最大值？______________
（3）要使AD杆水平平衡，浸没在水中的物体H的体积应满足什么条件？请推导说明。_______
【答案】 ①. 90 ②. 210 ③. 3×10-2 m3V7×10-2m3
4.如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理利用了杠杆，图乙所示是两个杠杆组合的示意图.桶盖的质量为500g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知AO1=24cm，O1B=18cm，CO2=18cm，桶盖DO2质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态。
（1）由图乙可知，AO1B为______（选填“省力”或“费力”）杠杆。
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为多大？（g取10N/kg）
（3）4月1日入汛以来，广东珠江流域多次发生特大洪水，给群众的生命安全造成巨大损失，有人建议把小区塑料垃圾箱改造为洪水应急救生器，平时塑料垃圾桶，洪水来了应急可以当救生器来救生。总质量为2千克总体积为42立方分米的密封完好的装有几个抓环的塑料垃圾桶（垃圾桶被清空所有垃圾），可以让多少千克的人坐在垃圾桶上，垃圾桶刚好浸没水中而不下沉？
（1）省力：
（2）设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为，顶杆对桶盖上C点的作用力为，根据杠杆平衡条件可得：……①……②
同一顶杆，对B、C两点的力大小相等，即：，
桶盖的重为：，
且力臂的大小为：，由可得：，
所以脚对踏板A处的压力至少为：；
（3）因为漂浮，所以
5.得益于我国新能源汽车的发展，2023年中国已经成为世界第一大汽车出口国。小金爸爸最近想买一辆新车，在买纯电车还是燃油车的问题上很纠结，于是小金查阅了一些资料，从能量转化和成本等方面作一些分析。已知燃油车每百公里耗油10升，油价8.5元/升，纯电车每百公里耗电23千瓦时，以1元/千瓦时计量。假设两种类型的车子在行驶时每百公里克服摩擦力做功均为，汽油的热值，汽油的密度为，通过计算回答：
（1）从能量转化效率考虑，燃油车和纯电车分别转化为机械能的效率哪个大 请通过计算说明。
（2）从经济效益考虑，每行驶1万公里，使用电动车比使用燃油车能节省多少钱
（3）电动车的电池用久后需要更换费用较高，另外还有续航里程相对较短的问题，假如你是汽车工程师，请你设计一个提升新能源汽车续航里程的方案____________________。
（1）解：；
，，
电车的效率比燃油车高
（2）解：油费：，电费：，
可节约元
（3）从电池技术改进、轻量化设计、驱动系统优化、外观减少风阻等方面合理即可。
三、化学计算
1.为了测定某牛奶样品中蛋白质的含量，现采用“盖达尔法”分解其中的蛋白质。其原理是把蛋白质中的氮元素完全转化成氨气（化学式为NH3），再用稀硫酸吸收氨气，反应的化学方程式为:
2NH3+H2SO4═（NH4）2SO4 。
现取该牛奶样品30mL，用“盖达尔法”分解其中的蛋白质，产生的氨气用10g溶质质量分数为4.9%的稀硫酸恰好完全吸收。计算并回答下列问题。
（1）产生氨气的质量是多少克？
（2）30mL牛奶中含氮元素的质量是多少克？
【答案】（1）0.17g；（2）0.14g；
2.某同学向过氧化氢溶液中加入二氧化锰制取氧气，相关数据如下：
反应前物质的质量/克 充分反应后物质的质量/克
过氧化氢溶液 二氧化锰 固体与液体混合物质量
68.0 0.1 66.5
请计算：（1）根据质量守恒定律，该同学制得氧气的质量为_____。
（2）该同学所用过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数。_____（写出完整的计算格式）
【答案】 ① 1.6 g ②. 3.4g
3. 为测量某稀盐酸溶液的质量分数，小金取一定质量分数的碳酸钠溶液于烧杯中（如图甲），分5次加入该稀盐酸溶液，每次加入稀盐酸溶液2.5克，观察到烧杯内刚开始没有明显现象，随后才有气泡产生，并记录实验相关数据如下：
实验操作 0 1 2 3 4 5
加入稀盐酸的总质量（克） 0 2.5 5 7.5 10 12.5
烧杯和相关物质的总质量（克） 74.50 77.00 79.50 81.78 84.06 86.56
（1）加入稀盐酸后共产生的二氧化碳质量为________g。
（2）根据实验数据计算稀盐酸的溶质质量分数。________
（3）小金对刚开始加入稀盐酸时未产生气泡的现象很好奇，查阅资料发现：实验过程中，若碳酸钠过量时发生的化学反应：碳酸钠完全反应后继续加入盐酸发生的化学反应：。已知随着加入的稀盐酸总质量的增加，溶液中的数量变化如图乙所示。用图像表示出实验过程中溶液里的数量变化。________
【答案】 ①. 0.44 ②. 设：10g稀盐酸中溶质氯化氢的质量为x。
x=0.73g则稀盐酸的溶质质量分数=；
答：稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。 ③.
4.某兴趣小组为测定CuSO4和H2SO4混合溶液中CuSO4的质量分数，进行了如下实验：在烧杯中加入100克该混合溶液，再逐渐加入溶质质量分数为20%的NaOH溶液，烧杯中产生沉淀质量与滴加NaOH溶液质量的关系如图：
（1）写出图中OA段发生的化学反应方程式______；
（2）图中AB段观察到的现象是______；
（3）图中B点对应的溶液中大量存在的离子是______；
（4）求原混合溶液中CuSO4的质量分数。
（1）；（2）有蓝色沉淀产生；
（3）、；
（4）由图可知，与硫酸铜反应的氢氧化钠溶液的质量为：，
其中溶质的质量为：，设混合溶液中的质量为x。
则混合溶液中的质量分数为：……
5.用木炭粉和氧化铜的干燥混合物进行探究碳还原氧化铜的最佳实验条件。
【查阅资料】碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜；铜和氧化亚铜均为红色固体，铜不与稀硫酸反应，氧化亚铜能与稀硫酸反应：。
序号 木炭粉与氧化铜的质量比 反应后物质的颜色、状态
1-1 1:9 红色固体有金属光泽 混有少量黑色物质
1-2 1:10 混有很少量黑色物质
1-3 1:11 混有极少量黑色物质
1-4 1:12 无黑色物质
1-5 1:13 混有较多黑色物质
【进行实验】取一定量的木炭粉和氧化铜混合物，按图所示装置进行实验。
（1）反应结束时，采用何种措施：___________，既可防止液体倒吸又可防止生成的灼热的铜被氧化；
（2）实验中没有必要再进行木炭粉和氧化铜的质量比为1:14继续实验的理由是__________________；
（3）为探究实验1-4的红色固体成分，同学们设计了如下实验方案：
取实验1-4的红色固体2.88g于试管中，加入足量稀硫酸充分反应，溶液变蓝，过滤、洗涤、干燥得到固体M。若实验1-4的红色固体为Cu和Cu2O的混合物，则固体M的质量取值范围为多少 （写出计算过程）。
（1）用止水夹夹住橡胶管
（2）反应比为1:13时，CuO已经过量了，所以无需再进行1:14的实验
（3）
〖课后练习〗
甲、乙两只完全相同的杯子里盛有水和盐水，将一只鸡蛋先后放入其中。当鸡蛋静止时，两杯中液面相平，鸡蛋所处的位置如图所示，鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力分别为F甲、F乙，放入鸡蛋后甲、乙两杯底部所受液体压强的增加量分别为、，则（ C ）
A.， B.，
C.， D.，
2.冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。图甲是该小组同学设计的电路图，控制电路电源电压U=6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表所示，电磁继电器在电流大于40mA时衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于20mA时衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V，R2=100Ω。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
表：热敏电阻阻值随温度的变化
温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44
阻值/ 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
为使该智能电热马桶圈在保温状态功率是加热状态时的十分之一，则R1的阻值为________Ω。
（2）当体重为40kg的小金坐在马桶上时，马桶圈的温度最高能达到__________℃。
（1）900 （2）40℃
3．人体的头骨如图所示，其中标注了与咬合有关的部分结构。
（1）人体的运动系统由骨、骨连接和骨骼肌组成。图中标注的结构属于骨连接的是________。
（2）人的下颌骨可以看成杠杆，在咬食物时，咬肌收缩，下列模型能近似表示此杠杆动力和阻力方向的是________。
A. B. C. D.
（3）某人咬肌施加给下颌骨的作用力为1350牛，此作用力的力臂视作3厘米，牙齿受到的作用力的力臂视作9厘米，请估算此人的咬合力有多大？
1）下颌关节 （2）C （3）
4.兴趣小组取含氯化钙杂质的氯化钾样品30克，加入160克水完全溶解，在得到的溶液中加入158克碳酸钾溶液，恰好完全反应，产生沉淀的质量为10克，过滤所到溶液为该温度下的不饱和溶液。求：
（1）样品中氯化钾的质量分数。
（2）过滤所得溶液中溶质的质量分数。
（1）63% （2）10%
5.小铄在使用某电热水壶烧水，壶内装入1.0L清水，合上盖子，按下加热开关后，经过4分10秒水烧开，再过几秒水壶自动断电。其铭牌如图所示。
（1）电热水壶加热电阻R的阻值大小？（结果保留一位小数）
（2）在额定电压下加热，水初始温度为20℃，此次烧水过程中热水壶的加热效率多大？（水的比热，环境大气压为标准大气压，结果保留一位小数）
（1）欧姆 （2）
故加热效率第12讲 计算综合
〖课前测〗
1.如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“6V；4W”和“3V；1W”字样，将它们串联暂接在电压可在3~9V之间调节的电源上，闭合开关S，若两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（ ）
A. 通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B. 当电源电压调节到9V时，灯L1与L2都能正常发光
C. 调节电源电压过程中，灯L1始终与灯L2一样亮
D. L1与L2产生的光能可用焦耳定律进行计算
2. 20℃时，将45g氯化钠均分成五份，依次加入盛有100g水的烧杯中，充分溶解。实验数据如下表：下列分析正确的是（ ）
A. 实验③所得溶液的溶质质量分数最大
B. 实验④所得溶液是氯化钠的不饱和溶液
C. 20℃时，氯化钠的溶解度为36g/100g水
D. 将实验①所得溶液蒸发50g水，冷却到20℃，溶液达到饱和
3．如图，质地均匀的长方体木块重7N，恰好放在水平桌面边缘，用6N的力匀速向右推动木块，直到其四分之一露出桌面后静止，匀速运动过程中木块受到摩擦力__________（填“变小”“不变”或“变大”）。静止后木块与桌面的接触面积为0.01m2，则它对桌面的压强为__________Pa；如图竖直切除该物体右边的阴影部分，剩余部分对桌面的压强会__________（填“变小”“不变”或“变大”）。
4．胡柚大丰收，小金需要帮爷爷奶奶把一箱质量为240kg的胡柚搬到2m高的车上，为了省力，他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时1min将重物匀速地捱到车上，此过程中斜面对重物做的有用功__________，简易斜面装置的机械效率为__________%，斜面与箱子间的摩擦力为__________。
5.在一次学农活动中，小江用一根扁担挑起了两桶水，水桶挂在扁担两端，扁担保持水平状态（扁担和水桶的质量，手对扁担和水桶的作用力均忽略不计)。扁担的A处挂的水重20牛，AB之间的距离为1.2米，肩上支点О与A的距离为0.9米。
（1）扁担B处挂的水受到的重力是多少
（2）小江肩膀受到扁担的压力大小是多少
（3）到达某处后，小江将B处的水倒出20牛，在不改变水桶悬挂位置的情况下，需要将
肩上支点О向A移动多少距离，才能再次平衡
6.如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3千克。机器人在水平地面上运动时，所受推力F与速度v的关系如图乙所示。求：
（1）该机器人受到的重力为多大？
（2）该机器人所提供的水平推力为300牛时，匀速直线运动了3米，水平推力做了多少功？
（3）该机器人在水平地面上以0.5米/秒的速度做匀速直线运动 时，水平推力的功率是多大？
7.如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖，中温煮和低温熬。图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数。
项目 参数
电源电压（V） 220
低温挡功率（W） 500
中温挡功率（W） 1000
高温挡功率（W）
（1）该电炖锅是利用电流的 工作的；
（2）开关S1断开、S2接A时，电炖锅为 （选填“高”、“中”或“低”）温挡.
请计算R2的电阻值。（计算结果保留整数）
（3）若电炖锅高温挡工作7分钟，求电炖锅消耗的电能。
（4）若家庭电路的电压是220伏，某插座的额定电流是5安，用该插座仅给电炖锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择 （选填“高”、“中”或“低”）温挡。
8.探究酸、碱性质时，小敏的操作过程如图甲所示，烧杯中固体质量与加入溶液的质量关系如
图乙所示。请回答下列问题：
（1）c点时，溶液中含有的溶质是 。
（2）请计算图中d点溶液中溶质氯化钠的质量。
9.根据如图所示的实验过程和提供的数据进行计算：
(1)原混合物中NaCl的质量(要求写出计算过程)。
(2)求加入的AgNO3溶液溶质质量分数(精确到0.1%)
〖课堂练习〗
一、电学计算
1. 汽车后视镜上的电热膜可以在短时间内快速加热到固定温度范围（35-60℃），可以有效的去除后视镜上的雾气，确保驾驶员能保持良好的视线。受此启发，小金同学想给家里浴室的平面镜组装一个防雾器。查阅资料，一般平面镜防雾片的额定功率为20W。电路图可简化为如图。
（1）若要达到20W的功率，当滑动变阻器阻值为0时，小金应选择阻值多大的电阻丝？
（2）功率为20W时，此装置工作10mim，消耗的电能为多少？
（3）小金在试用期间，发现这个装置还存在一些问题。你有哪些改进建议？（提出1条即可）
随着人们生活水平的提高，智能座便器逐渐走进人们的生活。智能座便器集温水洗净、按摩、暖圈、夜光等多项功能于一身，提供更佳的洁身功效和舒适的清洗体验。如图所示是某品牌智能座便器，下表为部分技术参数和相关信息。
(1)当智能座便器电路发生短路时，家庭电路中的空气开关断开，起到保护的作用。空气开关要安装在____（选填“火”或“零”）线上。
(2)在该智能座便器的电路中，温水洗净功能中的电热丝与暖风干燥功能中的电动机能独立工作，则它们是____（选填“串联”或“并联”）连接的。
(3)即热型是指在使用温水洗净功能时，要求水温能在1秒内由0℃加热到32℃。则加热功率至少为多少？________________［c水＝4.2×103J/（kg·℃）］
3.如图甲为小金同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图甲中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1，导线等组成控制电路。当电磁铁线圈中的电流I<10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a，b接通。热敏电阻中允许通过的最大电流I0=15mA，其电阻R随温度变热电路中的三只电阻R1，R2，R3均置于储水箱中。已知R1=33Ω，R2=66Ω，R3=145Ω，U2=220V。
（1）衔铁被吸下时，求加热电路的总功率？
（2）保温状态下，10分钟电热器产生的热量是多少？
（3）为使控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？若R0为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？
二、物理计算
1.如图所示，将长为1.2米的轻质木棒（重力忽略不计）平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。
（1）若G＝30牛，台面收到木棒的压力为多少？
（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于多少？
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上保持静止，则G的取值范围为多少？
2.密度为ρ=0.6×103kg/m3的实心圆柱体，高h1=20cm，底面积S1=50cm2 ， 放在底面积S2=80cm2、高h2=30cm的柱形容器中，求：
（1）圆柱体对容器底部的压强______________________________。
（2）若向容器内加水，最多可加多少克水且水不溢出_____。（取g=10N/kg）
3. 如图所示，杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直平面内转动，BC=0.2m．细绳的一端系在杠杆的A端，另一端绕过动滑轮固定在天花板上，物体E挂在动滑轮的挂钩上．浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的D端。动滑轮的质量m0=3kg，物体E的质量为15千克，物体H的密度ρ=1.3×103kg/m3，AD=1.0m，CD=0.3m，杠杆、圆盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg．为使杠杆AD保持水平平衡，求：
（1）杠杆A端受到细绳的拉力为多大？
（2）当AD杆水平平衡时，杠杆D端收到绳子拉力的最大值？
（3）要使AD杆水平平衡，浸没在水中的物体H的体积应满足什么条件？请推导说明。
4.如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理利用了杠杆，图乙所示是两个杠杆组合的示意图.桶盖的质量为500g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知AO1=24cm，O1B=18cm，CO2=18cm，桶盖DO2质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态。
（1）由图乙可知，AO1B为______（选填“省力”或“费力”）杠杆。
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为多大？（g取10N/kg）
（3）4月1日入汛以来，广东珠江流域多次发生特大洪水，给群众的生命安全造成巨大损失，有人建议把小区塑料垃圾箱改造为洪水应急救生器，平时塑料垃圾桶，洪水来了应急可以当救生器来救生。总质量为2千克总体积为42立方分米的密封完好的装有几个抓环的塑料垃圾桶（垃圾桶被清空所有垃圾），可以让多少千克的人坐在垃圾桶上，垃圾桶刚好浸没水中而不下沉？
5.得益于我国新能源汽车的发展，2023年中国已经成为世界第一大汽车出口国。小金爸爸最近想买一辆新车，在买纯电车还是燃油车的问题上很纠结，于是小金查阅了一些资料，从能量转化和成本等方面作一些分析。已知燃油车每百公里耗油10升，油价8.5元/升，纯电车每百公里耗电23千瓦时，以1元/千瓦时计量。假设两种类型的车子在行驶时每百公里克服摩擦力做功均为，汽油的热值，汽油的密度为，通过计算回答：
（1）从能量转化效率考虑，燃油车和纯电车分别转化为机械能的效率哪个大 请通过计算说明。
（2）从经济效益考虑，每行驶1万公里，使用电动车比使用燃油车能节省多少钱
（3）电动车的电池用久后需要更换费用较高，另外还有续航里程相对较短的问题，假如你是汽车工程师，请你设计一个提升新能源汽车续航里程的方案____________________。
三、化学计算
1.为了测定某牛奶样品中蛋白质的含量，现采用“盖达尔法”分解其中的蛋白质。其原理是把蛋白质中的氮元素完全转化成氨气（化学式为NH3），再用稀硫酸吸收氨气，反应的化学方程式为:2NH3+H2SO4═（NH4）2SO4 。现取该牛奶样品30mL，用“盖达尔法”分解其中的蛋白质，产生的氨气用10g溶质质量分数为4.9%的稀硫酸恰好完全吸收。计算并回答下列问题。
（1）产生氨气的质量是多少克？
（2）30mL牛奶中含氮元素的质量是多少克？
2.某同学向过氧化氢溶液中加入二氧化锰制取氧气，相关数据如下：
反应前物质的质量/克 充分反应后物质的质量/克
过氧化氢溶液 二氧化锰 固体与液体混合物质量
68.0 0.1 66.5
请计算：（1）根据质量守恒定律，该同学制得氧气的质量为_____。
（2）该同学所用过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数。_____（写出完整的计算格式）
3. 为测量某稀盐酸溶液的质量分数，小金取一定质量分数的碳酸钠溶液于烧杯中（如图甲），分5次加入该稀盐酸溶液，每次加入稀盐酸溶液2.5克，观察到烧杯内刚开始没有明显现象，随后才有气泡产生，并记录实验相关数据如下：
实验操作 0 1 2 3 4 5
加入稀盐酸的总质量（克） 0 2.5 5 7.5 10 12.5
烧杯和相关物质的总质量（克） 74.50 77.00 79.50 81.78 84.06 86.56
（1）加入稀盐酸后共产生的二氧化碳质量为________g。
（2）根据实验数据计算稀盐酸的溶质质量分数。________
（3）小金对刚开始加入稀盐酸时未产生气泡的现象很好奇，查阅资料发现：实验过程中，若碳酸钠过量时发生的化学反应：碳酸钠完全反应后继续加入盐酸发生的化学反应：。已知随着加入的稀盐酸总质量的增加，溶液中的数量变化如图乙所示。用图像表示出实验过程中溶液里的数量变化。
4.某兴趣小组为测定CuSO4和H2SO4混合溶液中CuSO4的质量分数，进行了如下实验：在烧杯中加入100克该混合溶液，再逐渐加入溶质质量分数为20%的NaOH溶液，烧杯中产生沉淀质量与滴加NaOH溶液质量的关系如图：
（1）写出图中OA段发生的化学反应方程式______；
（2）图中AB段观察到的现象是______；
（3）图中B点对应的溶液中大量存在的离子是______；
（4）求原混合溶液中CuSO4的质量分数。
5.用木炭粉和氧化铜的干燥混合物进行探究碳还原氧化铜的最佳实验条件。
【查阅资料】碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜；铜和氧化亚铜均为红色固体，铜不与稀硫酸反应，氧化亚铜能与稀硫酸反应：。
序号 木炭粉与氧化铜的质量比 反应后物质的颜色、状态
1-1 1:9 红色固体有金属光泽 混有少量黑色物质
1-2 1:10 混有很少量黑色物质
1-3 1:11 混有极少量黑色物质
1-4 1:12 无黑色物质
1-5 1:13 混有较多黑色物质
【进行实验】取一定量的木炭粉和氧化铜混合物，按图所示装置进行实验。
（1）反应结束时，采用何种措施：___________，既可防止液体倒吸又可防止生成的灼热的铜被氧化；
（2）实验中没有必要再进行木炭粉和氧化铜的质量比为1:14继续实验的理由是__________________；
（3）为探究实验1-4的红色固体成分，同学们设计了如下实验方案：
取实验1-4的红色固体2.88g于试管中，加入足量稀硫酸充分反应，溶液变蓝，过滤、洗涤、干燥得到固体M。若实验1-4的红色固体为Cu和Cu2O的混合物，则固体M的质量取值范围为多少 （写出计算过程）
〖课后练习〗
1．甲、乙两只完全相同的杯子里盛有水和盐水，将一只鸡蛋先后放入其中。当鸡蛋静止时，两杯中液面相平，鸡蛋所处的位置如图所示，鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力分别为F甲、F乙，放入鸡蛋后甲、乙两杯底部所受液体压强的增加量分别为、，则（ ）
A.， B.，
C.， D.，
2.冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。图甲是该小组同学设计的电路图，控制电路电源电压U=6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表所示，电磁继电器在电流大于40mA时衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于20mA时衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V，R2=100Ω。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
表：热敏电阻阻值随温度的变化
温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44
阻值/ 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
（1）为使该智能电热马桶圈在保温状态功率是加热状态时的十分之一，则R1的阻值为________Ω。
（2）当体重为40kg的小金坐在马桶上时，马桶圈的温度最高能达到__________℃。
3．人体的头骨如图所示，其中标注了与咬合有关的部分结构。
（1）人体的运动系统由骨、骨连接和骨骼肌组成。图中标注的结构属于骨连接的是________。
（2）人的下颌骨可以看成杠杆，在咬食物时，咬肌收缩，下列模型能近似表示此杠杆动力和阻力方向的是________。
A. B. C. D.
（3）某人咬肌施加给下颌骨的作用力为1350牛，此作用力的力臂视作3厘米，牙齿受到的作用力的力臂视作9厘米，请估算此人的咬合力有多大？
4.兴趣小组取含氯化钙杂质的氯化钾样品30克，加入160克水完全溶解，在得到的溶液中加入158克碳酸钾溶液，恰好完全反应，产生沉淀的质量为10克，过滤所到溶液为该温度下的不饱和溶液。求：
（1）样品中氯化钾的质量分数。
（2）过滤所得溶液中溶质的质量分数。
5.小铄在使用某电热水壶烧水，壶内装入1.0L清水，合上盖子，按下加热开关后，经过4分10秒水烧开，再过几秒水壶自动断电。其铭牌如图所示。
（1）电热水壶加热电阻R的阻值大小？（结果保留一位小数）
（2）在额定电压下加热，水初始温度为20℃，此次烧水过程中热水壶的加热效率多大？（水的比热，环境大气压为标准大气压，结果保留一位小数）
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