专题四计算题这里说的计算题主要是指试卷中的综合计算压轴题。这类试题通常以某种事实为背景,以某种器具或用具作载体,把热、力、电、光的知识有机地结合起来,考查学生综合应用、综合分析和综合计算的能力。计算题力求避免繁、难、偏、怪,体现了物理基本知识的有机整合和综合运用,大都把热、力、电、光四个知识内容中的两个或三个知识内容点以拼盘的形式设题。初中物理计算公式一览表类型一类型一类型一类型一类型一类型二类型二类型二类型二类型二类型二类型二类型二类型二类型二类型二类型二类型二1.(2017山东滨州)把一棱长为10cm,质量为8kg的正方体实心金属块,放入水平放置装水的平底圆柱形容器中。如图甲所示,金属块下沉后静止在容器底部(金属块与容器底部并未紧密接触),水的密度是1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:(1)金属块的密度;(2)金属块受到的浮力;(3)金属块对容器底部的压强;(4)若用图乙所示的滑轮组,把金属块在水中匀速提升30cm(金属块未露出水面,忽略水对物体的阻力),此过程滑轮组的机械效率为70%,那么绳子自由端的拉力F大小是多少?答案:(1)8×103kg/m3(2)10N(3)7×103PA(4)50N2.(2018内蒙古呼和浩特)天然水流蕴藏着巨大的能量,是人类可以利用的重要能源之一。兴建水电站可以把天然水流蕴藏着的巨大能量转换成电能,是水能利用的主要形式。有一处水利工程,在河流上修建了115m高的拦河大坝,该拦河大坝年平均水流总量为3×1010m3。该水利工程的主要任务包括防洪、发电和航运,在发电方面,年平均发电总量为6×109kW·h。现安装水轮发电机20台,每台水轮发电机装机容量(即发电功率)为9.26×104kW。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)年平均水流总量所受的重力;(2)若上、下游水位差为100m,年平均水流总量做的总功及转化为电能的效率;(3)若每台发电机平均年发电时间为180天,则平均每天约有多少台发电机在工作。答案:(1)3×1014N(2)3×1016J72%(3)15台解析:(1)年平均水流总量所受的重力:G=mg=ρVg=1.0×103kg/m3×3×1010m3×10N/kg=3×1014N;(2)年平均水流总量做的总功:W=Gh=3×1014N×100m=3×1016J,年平均发电总量:W电=6×109kW·h=6×109×3.6×106J=2.16×1016J,3.(2017山东泰安)随着人们生活水平的提高,小汽车已经逐步进入家庭。某品牌小汽车质量是1600kg,车上载有人和物品质量共为200kg,车轮与地面的总接触面积为2.0×10-2m2。若小汽车以输出功率60kW在市区外水平路面上做匀速直线运动,运动速度v1=72km/h;当汽车将要进入市区时,司机减小了油门,使汽车的输出功率立即减小为24kW并保持该功率继续直线行驶,汽车的速度与时间的关系如图所示,设运动过程中汽车所受阻力不变,g取10N/kg。求:(1)该汽车静止时对水平路面的压强。(2)汽车运动过程中受到的阻力;(3)t2时间后汽车运动的速度v2的大小。答案:(1)9×105Pa(2)3000N(3)8m/s4.(2018贵州安顺)一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其v-t图象如图所示,在第10s时速度达到20m/s,通过的路程为120m。求:(1)在0~10s内汽车的平均速度;(2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为4000N,那么在10~20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少?(3)若发动机的转化效率为80%,则10~20s内燃烧了多少汽油?(已知汽油的热值大约为5×107J/kg)。答案:(1)12m/s(2)8×105J(3)0.02kg解析:(1)由题知,在0~10s内汽车通过的路程为120m,(2)由图象可知,10~20s汽车做匀速直线运动,速度v'=20m/s,则在10~20s汽车通过的路程:s'=v't'=20m/s×10s=200m;根据二力平衡条件可得,此时的牵引力:F=f=4000N,在10~20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功:W=Fs=4000N×200m=8×105J;(3)已知发动机的转化效率η=80%,5.如图,将标有“6V3W”字样的灯泡L1和标有“6V6W”字样的灯泡L2串联在电路中,使其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过其额定功率,不考虑温度对电阻的影响。求:(1)灯泡L1正常工作时的电流;(2)灯泡L2的电阻;(3)电源电压;(4)此电路工作2分钟消耗的电能。答案:(1)0.5A(2)6Ω(3)6V(4)360J灯泡达正常发光,另一灯不