2020年中考物理声、光、热学考点 专练07 计算题（含解析）

专练07计算题一、声速的计算1．为了测量声音在某根铁管中的传播快慢，我们在铁管的一端敲一下，人的耳朵贴在铁管的另一端会听到了两次声音，其时间间隔2.6s，已知铁管的长度是952m，声音在空气中的传播速度是340m/s。（1）人听到的两次声音中，先听到的声音是在什么介质传播的？（2）声音在铁管中的速度是多少？【答案】（1）人听到的两次声音中，最先听到的声音是在铁中传播的；（2）声音在铁管中的速度是4760m/s。【解析】（1）把耳朵贴在铁管的一端，在铁管的另一端敲一下这根铁管，声音分别从铁管、空气中传播，则要听到2个声音，第一个声音是从铁管传来，另一个是从空气中传来的，这说明了声音在铁管中传播的速度比在空气中传播快，人听到的两次声音中，最先听到的声音是在铁中传播的；（2）由v＝得，声音在空气中传播时间为：t空＝＝＝2.8s，△t＝t空﹣t铁＝2.6s，声音在铁中传播时间为：t铁＝t空﹣△t＝2.8s﹣2.6s＝0.2s，v铁＝＝＝4760m/s。2．甲同学在一根长68m的钢管一端敲一下，乙同学把耳朵贴在钢管另一端听到两次响声，（设声音在空气和钢管中传播速度分别为340m/s和5200m/s）（1）请解释敲一下为什么能听到两次声音。（2）先后两次声音的时间差是多少？【答案】（1）声音在钢管中传播的速度比在空气中传播的速度快，所以能听到两次敲击声；（2）先后两次声音的时间差是0.19s；【解析】（1）声音可以通过固体、液体和气体传播，甲同学在钢管的另一端敲击这个管子，声音同时通过钢管和空气传播，因为声音在固体中的传播速度比在气体中传播速度快，通过钢管传播的声音先传到把耳朵贴在钢管的另一端乙同学耳朵里，就是第一下响声；随后通过空气传播的声音也传到乙同学的耳朵里，这就是第二下响声。（2）乙同学听到的两次声音，第一次是钢管传过来的，第二次是空气传过来的，由v＝得，在钢管中的时间t1＝＝≈0.01s在空气中的时间t2＝＝＝0.2s时间间隔t＝0.2s﹣0.01s＝0.19s；3．科学家用超声波探测海洋某处的深度，已知超声波在海水中传播的速度是1500米/秒，如果在海面处发出超声波4秒钟后收到从海底反射回来的超声波，那么该处海洋的深度是多少？【答案】海洋的深度为3000m。【解析】超声波从海面到海底的时间：t＝×4s＝2s，由v＝可得，海洋的深度：s＝vt＝1500m/s×2s＝3000m。4．我国研制的“蛟龙”号载人潜水器（如图），在太平洋马里亚纳海沟的下潜深度已突破7000m。如果在潜水器正上方的海面利用超声波探测此时潜水器的位置，从发出信号到接收信号至少需要多长时间？【答案】从发出信号到接收信号至少需要的时间为9.33s。【解析】由题意可知，从发出信号到接收信号，超声波传播的路程：s＝2h＝2×7000m＝14000m，声在海水中传播的速度v＝1500m/s，由v＝可得，从发出信号到接收信号至少所需的时间：t＝＝≈9.33s。5．武汉米字形高铁网逐渐形成，中部及其它省市旅客从武汉中转出行更快捷，成为热门中转集散地。今年“十一“长假期间，小军随家人坐高铁来武汉旅游。下面是G312次高铁列车的运行时刻表。站名广州南郴州西衡阳东长沙南岳阳东咸宁北武汉到站时间始发站7：538：289：109：4810：2710：54发车时间6：367：558：309：149：5010：29﹣里程（km）03775307078549841069请回答下列问题：（1）小军坐在车中，感到车内很安静，几乎听不到车外的嘈杂声，小军通过观察及询问列车员后，才知道整车是全封闭的，窗户玻为双层的，这种控制噪声的措施是________。（2）该列车在长沙南到武汉之间行驶的平均速度为多少km/h？（3）途中列车要穿过一条隧道，列车以108km/h的速度匀速行驶，用了1min40s完全穿过长度为2400m的隧道，求这列动车的长度是多少m？列车全部都在隧道中的时间是多少s？（4）游完武汉后，小军和家人乘汽车走高迷去下一景点，途中汽车匀速经过一路段时，被装有固定的超声波测速仪测速。已知测速仪发出第一次超声波信号，0.4s后收到第一次回波信号，收到回波信号的同时发出第二次超声波信号，0.48s后收到第二次回波信号。求：汽车行驶的速度为多少m/s？（保留一位小数）。【答案】（1）阻断噪声的传播；（2）该列车在长沙南到武汉之间行驶的平均速度为217.2km/h；（3）这列动车的长度是600m；列车全部都在隧道中的时间是60s；（4）汽车行驶的速度为30.9m/s。【解析】（1）列车车窗采用的是双层中空玻璃，能大大减弱外界噪声干扰，这种控制噪声的措施属于阻断噪声传播；（2）长沙南到武汉之间路程s＝1069km﹣707km＝362km，列车全程运行时间为：t＝10：54﹣09：14＝1h40min＝1h，列车平均速度为：v＝＝＝217.2km/h；（3）列车速度v1＝108km/h＝30m/s，t1＝1min40s＝100s，列车行驶的路程：s1＝v1t1＝30m/s×100s＝3000m，这列列车的长度：s车＝s1﹣s隧道＝3000m﹣2400m＝600m；列车全部在隧道中的路程：s2＝s隧道﹣s车＝2400m﹣600m＝1800m，列车全部都在隧道中的时间：t2＝＝＝60s。（4）由题意可知，零时刻发出第一次超声波，经过0.4s接收到，则汽车距离发射源的距离为：s3＝v3t3＝340m/s×＝68m，从发出的第二次超声波，经过0.48s接收到，则汽车距离发射源的距离为：s4＝v4t4＝340m/s×＝81.6m，因为汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离为：s5＝s4﹣s3＝81.6m﹣68m＝13.6m。汽车从第一次接收到信号到第二次接收到信号时间为：△t＝+＝0.44s，则汽车的速度为：v汽车＝＝≈30.9m/s。二、光的有关计算6．2019年4月10日，人类发布了首张黑洞照片，为解开星系演化之谜提供了宝资资料，当光经过黑洞时也将被黑洞俘获而无法选离，照片中的黑洞距离我们5500万________（填“年”或“光年”），光在真空中的速度为________km/s，请计算该黑洞距离我们有多少km？【答案】光年；3×105；该黑洞距离我们有5.20344×1020km。【解析】光年是天体间距离的单位，照片中的黑洞距离我们5500万光年；光在真空中的传播速度为3×108m/s＝3×105km/s；由v＝可得，该黑洞距离我们的距离为：s＝vt＝3×105km/s×5500×104×365×24×3600s＝5.20344×1020km。7．一只小鸟在离平静的湖面3m上方，以5m/s的速度沿水平方向匀速直线飞行，湖水最大深度为1m。则：（1）通过水面的反射，我们看到小鸟的像，右图中A点表示小鸟，请在图中画出小鸟的像A′．此时小鸟的像距离小鸟________m。（2）经过10s的飞行，小鸟飞行的距离为多少m？小鸟的像移动的距离为多少m？【答案】（1）见图；6；（2）经过10s的飞行，小鸟飞行的距离为50m；小鸟的像移动的距离为50m。【解析】（1）平静的水面相当于平面镜，小鸟在离湖面3m上方飞行，像距水面也是3m，故小鸟在湖中的倒影离小鸟是3m+3m＝6m。作出点A关于水面的对称点，即为小鸟的像A′，如图所示：（2）由v＝可得，小鸟飞行的距离s＝vt＝5m/s×10s＝50m，因为物与像关于镜面对称，所以小鸟的像移动的距离也为50m。8．身高160cm的小丽站在一条小河的桥上，已知桥面离水面100cm，那么小丽在水中像的头顶离桥面距离多远？【答案】小丽在水中像的头顶离桥面的距离为360cm。【解析】平面镜成像时像和物体到平面镜的距离相等，已知小丽身高160cm，桥面离水面100cm，所以小丽在水中像的头顶距水面的距离为160cm+100cm＝260cm，则小丽在水中像的头顶离桥面的距离：s＝260cm+100cm＝360cm。三、热量的计算9．一个热水袋，装有质量是2kg的水。温度从80℃降低到30℃，水放出多少热量？【答案】水放出的热量为4.2×105J。【解析】水放出的热量：Q放＝cm（t0﹣t）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（80℃﹣30℃）＝4.2×105J。10．合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下，1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg。（1）则1t垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放多少热量？（2）在一个标准大气压下，这些热量的30%被5×103kg初温是30℃的水吸收，则水温能升高多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]【答案】（1）则1t垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放5.6×109J的热量；（2）在一个标准大气压下，这些热量的30%被5×103kg初温是30℃的水吸收，则水温能升高70℃。【解析】（1）1t燃料油完全燃烧释放的热量：Q放＝mq＝140kg×4.0×107J/kg＝5.6×109J；（2）水吸收的热量：Q吸＝Q放η＝5.6×109J×30%＝1.68×109J，水升高的温度：△t═＝＝80℃，因为水在标准大气压下的沸点是100℃，所以水升高70℃。11．为了减少环境污染，共建美好城市，我市部分地区的居民已经用上了天然气。如图，在标准大气压下，燃烧天然气将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾。已知天然气热值为3.5×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）水吸收的热量是多少？（2）若天然气完全燃烧放出热量的60%被水吸收，烧开这壶水需要多少立方米天然气？【答案】（1）水吸收的热量为1.008×106J；（2）烧开这壶水需要0.048m3天然气。【解析】（1）一个标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温t＝100℃，水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（100℃﹣20℃）＝1.008×106J；（2）由η＝可得天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝＝＝1.68×106J，由Q放＝Vq得需要天然气的体积：V＝＝＝0.048m3。12．生活在乡下的小唐同学看到农村焚烧农作物秸秆，他认为这不仅造成严重的环境污染，浪费能源，还很有可能引发火灾，造成财产的损失。他灵机一动，想到为何不变废为宝，将这些能源利用起来呢？他上网查得秸秆的热值约为0.7×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），聪明的你，帮小唐同学计算：（1）用秸秆烧水，24kg秸秆完全燃烧放出多少热量？（2）若24kg秸秆完全燃烧放出的热量约只有10%被吸收，可以将100千克20℃的水加热到多少摄氏度？【答案】（1）用秸秆烧水，24kg秸秆完全燃烧放出1.68×108J的热量；（2）若24kg秸秆完全燃烧放出的热量约只有10%被吸收，可以将100千克20℃的水加热到60℃。【解析】（1）完全燃烧24kg的秸秆放出的热量：Q放＝mq＝24kg×0.7×107J/kg＝1.68×108J；（2）由η＝可得，水吸收的热量Q吸＝Q放×10%＝1.68×108J×10%＝1.68×107J，由Q吸＝cm△t可得，水升高的温度：△t＝＝＝40℃，则t＝t0+40℃＝20℃+40℃＝60℃。13．汶上县有关部门响应国家号召，动员大家使用环保型清洁煤。小明家为准备过冬，购进清洁煤，小明通过查询资料得知清洁煤的热值是3.0×107J/kg，已知他家水壶的容积是2L，水的初温是20℃，在一个标准大气压下将水加热至沸腾，炉具的烧水效率为40%，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）水吸收的热量。（2）烧开这壶水需要清洁煤的质量？【答案】（1）水吸收的热量为6.72×105J；（2）清洁煤的质量为5.6×10﹣2kg。【解析】（1）水的体积：V＝2L＝2dm3＝0.002m3，由ρ＝得，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×0.002m3＝2kg，水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝