初中物理计算题

如图甲所示，是小科家的“懒人花盆”。它的外面是一个储水盆，里面是一个栽培盆，栽培盆中有一圆柱体浮子能在光滑的管中自由上下运动，浮子的顶端可显示水位高低，栽培盆底的陶粒通过渗透与蒸发的原理起到吸水和透气的作用，从而为土壤提供水分。“懒人花盆”的原理图可简化成图乙。已知浮子重为 $0.02N$，横截面积为 $0.5c{m}^2$．请回答下列问题：

（1）从植物细胞吸水或失水原理分析，若储水盆内所用营养液浓度过高，会导致植物细胞　　。

（2）浮子在水中漂浮时，浸入水中的深度是多少？

（3）当储水盆内盛有密度比水大的营养液时，营养液对漂浮的浮子底面的压强多大？

用天然气灶给常温下4kg的水加热，消耗了0.07m³的天然气，已知天然气灶烧水的效率为40%，天然气的热值为3.6×10⁷J/m³，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），试求：

（1）0.07m³的天然气完全燃烧放出的热量是多少？

（2）水的温度升高了多少？

近日，我国新型战略核潜艇（如图所示）为保障国家安全，进行了战略巡航。下表是核潜艇的部分性能参数

水下排水量	11500吨	水下最大航速	36节
水面排水量	9000吨	水下巡航速度	20节
艇长	135米	最大潜深	350米
艇宽	13米	发电机最大功率	25000千瓦

求：

（1）核潜艇以水下最大航速行驶，到距离 $2700\mathit{km}$外的某海域执行任务所用的时间； $(1$节 $\approx 0.5m/s)$

（2）核潜艇在水面航行时受到的浮力；下潜到最大深度时受到水的压强； $\left(g=10N/\mathit{kg},{\rho }_{\mathit{海水}}=1.03\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

（3）若核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，所受阻力与速度的关系如图乙所示，它的动力功率是多少？

如图是一种以柴油机为动力的抓斗起重机，其部分参数如表。求：

（1）起重机空载静止在水平地面上时，对地面的压强是2.4×10⁵Pa，它与地面的接触面积是多少？（取g＝10N/kg）

（2）将1.0×10⁴N的物料抓举到最大高度用时15s，起重机对物料做功的功率多大？

（3）起重机空载时以最大行驶功率行驶1h，消耗柴油多少kg？（取q_柴油＝4×10⁷J/kg）

空载质量	4.8t
最大抓举高度	6m
空载最大行驶功率	4×10^4W
柴油机效率	40%

经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通，如图甲，为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m ²，当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段，共用时36s；小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍，小汽车通过AB段时，牵引力的功率为P ₁，通过BC段时，牵引力的功率为P ₂，g＝10N/kg。求：

（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大？

（2）小汽车的速度v是多少km/h？

（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P ₁是多少？

（4）小汽车牵引力的功率P ₁与P ₂之比是多少？

有一圆柱形容器，放在水平桌面上。现将一边长为 $10\mathit{cm}$，质量为 $2.7\mathit{kg}$的正方体金属块放在容器底部（如图所示）。 $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）物体密度。

（2）物体对容器底的压强。

（3）向容器中加入水至 $8\mathit{cm}$深时，水对容器底的压强多大？物体受到容器的支持力多大？（容器足够高，物体与容器底没有紧密接触）

“欢迎您到海南来，这里四季春常在”。海南为了提高琼州海峡通行效率，特别开通新海港（海口）⇌徐闻港（广东）“小客车专班”，每日4个航次。两港口的跨海距离约 $20\mathit{km}$，轮渡海上航行时间约 $1.5h$。（ ${\rho }_{\mathit{海水}}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$）

（1）轮渡海上航行的平均速度约为多少 $\mathit{km}/h$？（保留一位小数）

（2）一辆小客车上船后停在船舱水平面上，车的总质量为 $2000\mathit{kg}$，车轮与水平面的总接触面积为 $0.1m^2$，它对船舱水平面的压强为多大？

（3）此小客车上船后，轮渡排开海水的体积增加了多少 $m^3$？

（4）若轮渡发动机以最大输出功率 $P$工作时，动力推进器效率为 $\eta$，当轮渡以最大航速 $v$行驶时，受到水的阻力 $f$为多大？（结果用含 $P$、 $\eta$、 $v$的代数式表示）

某电动汽车的一些性能参数如表所示。载上总质量为 $210\mathit{kg}$的司乘人员后，汽车轮胎与地面的总接触面积为 $6.4d{m}^2$。若电动机以 $50\mathit{kW}$功率驱动汽车在平直道路上以 $90\mathit{km}/h$的速度匀速行驶 $25\mathit{km}$，驱动效率为 $80\%$。求：

性能参数
整车质量	$1390\mathit{kg}$
最高时速	$130\mathit{km}/h$
续驶里程	$150～200\mathit{km}$
电动机最大功率	$70\mathit{kW}$
电池容量	$45\mathit{kW}·h$

（1）载上司乘人员后，汽车静止时轮胎对水平地面的压强。

（2）电动机在这段时间内所做的功。

（3）汽车在这段道路上行驶时受到的阻力。

据新华社报道，5月31日上午，贵阳至黄平高速公路全线通车。贵黄高速的通车，将极大地方便沿线群众出行，提升贵阳市、黔南州、黔东南州至长江三角洲、长株潭城市群通道运输能力，对完善全省高速公路网络、推动沿线资源开发、振兴乡村经济提供强有力的交通支撑。贵黄高速主线全长120.6公里，设计时速100公里。周末，小明与他爸爸从黄平开着小汽车到贵阳游玩，人和车的总质量为 $1.5t$，四轮与地面接触总面积为 $200c{m}^2$。若小汽车在行驶过程中受到的阻力是人和车总重力的0.04倍（取 $g=10N/\mathit{kg}$）。求：

（1）因车发生故障，当车停在水平的应急道上（人未下车）时，车对水平地面的压强。

（2）若该车在某平直路段以 $72\mathit{km}/h$的速度匀速行驶了 $25s$，此过程小汽车牵引力的功率。

如图所示，质量为200g的小车从斜面顶端由静止下滑，图中显示小车到达A、B、C三处的时刻（数字分别表示“时：分：秒”）。问：

（1）小车通过AB段、BC段的路程分别为多少 $m$？

（2）小车通过AC段的平均速度为多少 $m/s$？

（3）小车重力在BC段所做的功比在AB段所做的功多几分之几？

我国从远古时代就开始利用浮力了。据考古工作者发现，在距今7500年前的新石器时期，我国古代劳动人民就制造出了独木舟，如图所示。该独木舟外形可看成一个长方体，它长 $2m$、宽 $50cm$、高 $15cm$，质量为 $50kg$， $g$取 $10N/kg$， ${\rho }_{水}＝1\times {10}^{3}kg/m^3$。求：

（1）当独木舟底部距离水面 $10cm$时，底部受到的压强；

（2）独木舟空载时受到的浮力；

（3）独木舟能承载的最大货物的重量。

如图电路中，电源电压恒为 $4.5V$ ，灯泡规格是" $3V0.75W$ "。

（1）灯泡正常工作时，电压表 $V_1$ 、 $V_2$ 示数分别为多少？滑动变阻器接入的电阻为多少？

（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少？

如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为 $220V$的电源和阻值 $R=88\Omega$的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻 $R_0=20\Omega )$、开关、滑动变阻器 $R_2$（取值范围 $0~80\Omega )$和热敏电阻 $R_1$组成； $R_1$阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流 $I⩾50\mathit{mA}$时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流 $I⩽40\mathit{mA}$时，衔铁被释放接通工作电路。

温度 ${/}^{°}\text{C}$	90	80	66	60	50	46	40	36	35	34
$R_1/\Omega$	10	20	40	50	70	80	100	120	130	150

（1）工作电路正常工作时， $R$在 $1\mathit{min}$内产生的热量是多少？

（2）当温度为 ${60}^{°}\text{C}$，滑动变阻器 $R_2=50\Omega$时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？

（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？

（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变 $R_2$的阻值。

一定气压下，某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热，用字母 $\lambda$表示。在标准大气压下，用一个热效率为 $40\%$的酒精炉为热源，将 $50g$初温为 $0^{°}\text{C}$的冰全部熔化为 $0^{°}\text{C}$的水，共燃烧了 $14g$酒精，酒精的热值为 $3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。求：

（1）冰熔化过程中吸收的热量；

（2）在标准大气压下，冰的熔化热 ${\lambda }_{冰}$。

我市正在争创全国文明城市，各单位都加大了“创城”工作的力度。为了净化市区空气，环卫工人每天清晨都驾驶洒水车对市区道路洒水（如图）。下表是某洒水车的相关数据。已知水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，汽油的燃烧值为 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。请根据题意回答下列问题：

空车质量	水罐容积	装满水时车轮与地面的总接触面积	额定功率
$5t$	$4m^3$	$0.6m^2$	$120\mathit{kW}$

（1）若该洒水车的发动机是汽油发动机，发动机工作时哪个冲程将内能转化为机械能？燃烧 $0.5\mathit{kg}$汽油能产生多少热量？

（2）该洒水车装满水时对地面的压强为多少？

（3）若水罐内有一漂浮的物体浸没在水中的体积为 $1.0\times {10}^{-3}{m}^3$，则该物体受到的浮力为多大？

（4）该洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶 $5000m$用时 $10\mathit{min}$，试计算此过程汽车所受到的阻力大小。