1、2022-10-24云南省云南省2021届中考物理届中考物理专题突破四计算与推导专题突破四计算与推导题复习课件题复习课件计算题主要考查学生综合分析能力及计算能力,这类问题要求学生能灵活运用物理公式进行演算和推理,计算要严谨规范,物理语言表达要清晰。从近年安徽计算与推导题来看,内容上以力学、电学为主,热学内容计算量有所降低,热学多不单独构成一题,以和力学、电学综合在一起进行考查为主;从类型上看,以力学、电学为主,力、电、热综合较少。从方法上看,我省近几年计算与推导题不仅仅注重原理的分析运用,也很注重考查物理方法,如转换法、等效法、模型法,还有以上所提到的数理结合,如电表的改装(2019年单量程电
2、流表、2019年双量程电流表、2019年扩大电流表量程 )实际上是将电表等效为一定值电阻,再转换成串联电路或并联电路去分析,如求电源的内阻实质上就是将电源等效为一理想电源和一定值电阻串联。考试题的设置充分体现了初中物理教学要为高中服务的理念,这些题本身难度并不大,只要我们找到相应的规律、知识,解决起来比较容易。如下表是近五年计算与推导题的考查情况。一、计算题一、计算题 综合近几年的考试情况,将计算题内容分解为四个专题类型:力学综合,电学综合,热学综合,力、热、电综合(以力热综合和电热综合分别设置例题阐述 )。力学综合主要涉及机械运动、质量和密度、压强、力、功和功率、机械效率、杠杆平衡等,在综合
3、题中涉及知识点最多;电学综合主要涉及的物理规律有欧姆定律、焦耳定律、并、串联电路特点,解题时对电路的状态分析尤为重要,要会对电路进行简单的等效处理;力、电、热综合主要以力热综合和电热综合为主,这种综合是依靠能量转化将它们联系起来的,如力热综合是机械能与内能的转化,电热综合是电能与内能的转化,所以转化效率是解题中的纽带,同时要注意能量守恒思想的运用。专题归纳专题归纳类型一力学综合 典例滑动摩擦力的大小与发生摩擦的两物体之间的压力大小及它们之间的接触面粗糙程度有关,具体关系为Ff=FN,其中为动摩擦因数,FN为物体之间的压力。(1 )如图甲,用弹簧测力计水平匀速拉重力为10 N的A物体在水平桌面上
4、运动时,弹簧测力计示数为2 N。试求:A物体在桌面上滑动时的动摩擦因数;(2 )如图乙,将一个重力为5 N的B物体放在A物体上,用弹簧测力计水平匀速拉动A物体,使A、B两物体一起在3 s内向右移动了0.6 m,则拉力做功的功率是多少?1.如图所示,一密度均匀,质量为6 kg、底面积为600 cm2的长方体木块漂浮在静止的水面上,g=10 N/kg,求:(1 )水对木块产生的浮力大小;(2 )木块浸入水中的深度;(3 )水在木块下表面产生的压强大小。2.(2019亳州风华中学模拟 )用如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知被提升的物体M重760 N,加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.5 m/s的速
5、度匀速提升到10 m的高度。拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示,不计钢丝绳重及摩擦。求:(1 )滑轮组提升重物所做的有用功;(2 )滑轮组提升重物的机械效率;(3 )动滑轮的重力。3.(2019甘肃天水 )如图甲所示,物体重500 N,某人用F=400 N、平行于斜面的拉力使物体沿斜面向上做直线运动,其路程随时间变化的图像如图乙所示,斜面倾角为30。(1 )物体运动的速度是多少?(2 )10 s内人对物体做了多少功?功率是多少?(3 )10 s内人对物体做了多少有用功?类型二电学综合 典例1(2019湖北黄石 )老式台灯亮度调节器电路原理图如图所示,已知电源供电电压U=3 V保持不变,灯
6、泡L标有“3 V1.5 W”字样,且灯泡电阻的变化忽略不计,与灯泡串联的亮度调节器实际上就是一个滑动变阻器,滑动变阻器的最低点c下端阴影段为绝缘材料(相当断路开关 )。则:(1 )此台灯工作时灯泡电阻是多大?(2 )若滑动变阻器接入电路的电阻R=6 时,灯泡的实际电功率是多少?(3 )当滑动变阻器的滑片P分别滑至中点b和最低点c时,灯泡电功率之比是9 4,那么滑动变阻器最大电阻值(即ac段导体电阻 )是多少?典例2图甲是智能怀旧灯,与灯串联的调光旋钮实质是滑动变阻器,图乙是简化的电路原理图。灯L标有“6 V1.2 W”字样,当滑动变阻器的滑片P在a点时,灯正常发光,AB两端电压不变,不考虑温度
7、对灯丝电阻的影响。问:(1 )灯丝的电阻和AB两端的电压U是多少?(2 )当滑动变阻器接入电路中的电阻是10 时,灯消耗的实际功率是多少?(3 )当滑片P位于中点b和最右端c点时,灯两端电压之比是54,则滑动变阻器的最大阻值是多少?【解析】(1 )滑片P在a点时,灯的额定电压即为AB两端的电压。(2 )先求出电路中的电流,再求出灯的实际功率。(3 )分别求出滑片P在b、c点时灯的电压,联立可得滑动变阻器的最大阻值。1.实验室的电压表是由小量程电流表改装而成的。图中G是满偏电流(即电流表允许通过的最大电流 )Ig=10 mA的电流表,其电阻Rg=100,定值电阻R1=900,分别将a、b或a、c
8、接入电路,将可将G改装成两个量程的电压表。(1 )当使用a、b两个端点时,求G满偏时a、b间的电压(即改装后电压表的量程 );(2 )若使用a、c两个端点,且改装后电压表的量程为100 V,求定值电阻R2的阻值。2.(2019贵州六盘水 )如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯L标有“12 V12 W”的字样,R2=12。当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为1.2 A,这时灯L正常发光(忽略温度对灯丝电阻的影响 )。求:(1 )电源电压;(2 )电阻R1的阻值;(3 )若将开关S1、S2都断开,此时灯L实际消耗的功率是多少?3.如图,电源电压恒为6 V,定值电阻R为6,灯泡L标有“6 V3
9、W”字样,灯丝电阻不变,则:(1 )灯泡L正常发光时的电阻是多少?(2 )在电功率不为零的情况下,开关S1、S2、S3分别在什么状态时,整个电路中消耗的总功率最小?最小功率是多少?(3 )在电路不短路的情况下,开关S1、S2、S3分别在什么状态时,整个电路中消耗的总功率最大?最大功率是多少?类型三热学综合 典例小星家的太阳能热水器,水箱容积是400 L。小星进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45。水箱装满水时,请你求解下列问题:c水=4.2103 J/(kg ),煤气的热值为q=4.2107 J/kg(
10、1 )水的质量;(2 )水吸收的热量;(3 )如果水吸收的这些热量,由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40%,求至少需要燃烧多少千克煤气。【解析】(1 )由水箱的容积可求出水的质量。(2 )由吸热公式Q吸=cmt可求出水吸收的热量。(3 )由煤气灶的效率先求出煤气完全燃烧放出的热量,再由Q放=mq求出所需煤气的质量。1.用炉子烧水时,将10 kg的水从20 加热到100,燃烧了0.5 kg的焦炭,水的比热容是4.2103 J/(kg ),焦炭的热值是3.0107 J/kg。试求:(1 )水吸收的热量是多少?(2 )0.5 kg焦炭完全燃烧放出的热量是多少?(3 )炉子烧水的效率是多少?2.(2
11、019江苏常州 )如图甲所示,1个标准大气压下,普通煤炉把壶内20、5 kg的水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为28%,为提高煤炉的效率,浙江大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中,还可额外把炉壁间10 kg水从20 加热至40,q煤=3107 J/kg,c=4.2103 J/(kg ),以上过程中:(1 )普通煤炉完全燃烧煤的质量是多少?(2 )双加热煤炉的烧水效率是多少?类型四力、电、热综合 典例1冬天,学校为了让师生能喝上热水,买了多台电热水壶,其铭牌上标有“220 V10 A”字样,求:(1 )一台电热水壶正常工作210
12、s消耗的电能;(2 )若电热水壶放出的热量全部被水吸收,那么一台电热水壶210 s内可将质量为多少千克的水从初温为20 加热到75 c水=4.2103 J/(kg )。典例2(2019宣城模拟 )按照规定,我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7105 Pa以内,某型号货车部分参数如下表所示。王师傅在执行一次运输任务时,开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶15 km(沙子的密度为2.4103 kg/m3,燃油的热值为4.5107 J/kg )。请解答该货车在本次运输过程中的下列问题:(1 )通过计算判断该货车是否超载?(2 )货车在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍,这段时间
13、内货车牵引力所做的功是多少?(3 )货车在这一过程中消耗燃油4 kg,其热机效率是多少?1.五一期间,小明和爸爸开车回奶奶家,小汽车以120 km/h的速度匀速行驶了2 h,消耗汽油约16 L(汽油密度=0.75103 kg/m3,热值q=4.5107 J/kg ),此次行驶中汽油机的效率约为30%,求:(1 )16 L汽油完全燃烧放出的热量;(2 )汽车发动机输出的有用功;(3 )汽车匀速行驶过程中所受的阻力。二、推导与证明二、推导与证明 推导证明题是运用已有的物理知识、规律(题中也有可能会给出一些规律 ),结合数学工具通过演绎、分析综合得出新的关系式或结论的过程。根据涉及的知识及我省多年来
14、的命题可将推导题主要分为力学推导、光学推导、电学推导三大类型。专题归纳专题归纳类型一力学推导 典例如图所示是某建筑工地用升降机提升大理石的滑轮组示意图。定滑轮固定在固定架上,绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力为F0。大理石的密度是0,每块大理石的体积是V0,货箱和动滑轮的总重力是G0,不计绳重和摩擦,请推导:2.我们知道,在弹性限度内弹簧的伸长量x和受到的拉力F成正比,在物理学中用劲度系数k表示弹簧的弹性性能,则有关系式F=kx。(1 )如图甲所示是某根弹簧的F与x之间的关系图,则该弹簧的劲度系数k为多少?(2 )因单根弹簧的弹性限度有限,某同学将两根同样的轻质弹簧并联起来使用,如图乙所示,忽略
15、整个装置的重力,若所挂物体的质量为1 kg,则每根弹簧受到的拉力为多大?(3 )试推导上述两根并联弹簧的劲度系数k与单根弹簧的劲度系数k的关系。类型二电学推导 电学推导常用到的物理规律有欧姆定律,串、并联电路电流、电压规律,电功与电功率公式,焦耳定律,电能与其他能的转化等。等效是电学推导和证明题中最常接触到的物理方法,同时电学推导离不开对物理公式的变形、组合等,推导题体现了数学知识在物理学习中的作用和地位。【解析】先求出两灯泡的电阻,再求出两灯泡串联时的总功率,联立可得题给关系式。2.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
16、压与通过电阻R1的电流变化关系如图乙所示。(1 )求电源的电压U和滑动变阻器的最大阻值Rm;(2 )试推导电压表V2的示数与通过电阻R2的电流的关系式,并求出V2示数的变化范围。3.(2019滁州模拟 )实验室所用的电流表、电压表都是由小量程的电流表改装而成的,如图所示是小量程的电流表改装成大量程电流表的原理图,已知小量程电流表的内阻为Rg,允许通过的最大电流(满偏电流 )为Ig,现给其并联一个电阻R,使电流表量程扩大为n倍,求R的大小(n、Rg、Ig为已知 ),并求出改装后的电流表内阻RA大小。类型三光学推导 初中物理光学内容属几何光学范畴,光学推导是实现将物理知识与几何图形、公式变形等有机综合的载体。常见推理说明的问题有像距、物距关系,像与物大小关系,光线之间的空间位置关系等。所涉及的主要物理原理有光的反射定律、光的折射定律、平面镜成像特点、透镜特殊光路,数学知识主要有三角形相似与全等,三角形两边之和大于第三边等。【解析】先根据凸透镜的成像原理作出光路图,然后由三角形相似得出物体的高度、像的高度与像距、物距的关系即可。如图,反射光线BA和DC是从S点发出的两条光线经平面镜反射后形成的。请你根据光路图作出S点的像S,并证明S和S到镜面的距离相等。
