中考物理復習專題五-知識綜合應(yīng)用與綜合計算題

專題五知識綜合應(yīng)用與綜合計算題類型一知識綜合應(yīng)用題類型二綜合計算題類型一知識綜合應(yīng)用題（專題闡述）知識綜合應(yīng)用題是中考近年的?？純?nèi)容，具有開放、新穎、創(chuàng)新、探究、綜合等特點，常以生產(chǎn)、生活中常見的器物（如電熱取暖器、電子秤、抽水機、電焊機、電熱鍋等）和新科技產(chǎn)品（如太陽能汽車、太陽能熱水器、風力測試儀、充電鞋、可燃冰等）為背景，考查電熱綜合（主要通過用電器的銘牌、實物圖或電路圖考查力學和電學公式的綜合應(yīng)用）、力電綜合（通過結(jié)合電路圖與Ｕ－Ｉ圖像綜合考查力學與電學公式的應(yīng)用）、力熱綜合（一般以一個新興物體為背景考查力學與熱學公式的綜合應(yīng)用），難度相對較大．針對此類題目，應(yīng)進行綜合分析，找出不同體系知識的相互區(qū)別與聯(lián)系，將物理知識靈活運用到實際生產(chǎn)生活中，達到活學活用．1.（’13玉林、防城港）如圖所示是一臺電熱水器銘牌上的部分信息．請根據(jù)銘牌提供的信息解答下列問題：［c水=4.2×103

J/（kg·℃）］（1）若給該電熱水器裝滿水進行加熱，使水的溫度從22℃升高到62℃，求水吸收的熱量．（2）如果電熱水器正常工作時，所產(chǎn)生的熱量有80%被水吸收，則上一問中給水加熱的時間是多少？（3）當電熱水器通電后水溫達到最高時，為什么與電熱水器連接的銅導線卻不怎么熱？類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）解：（1）水的質(zhì)量m＝ρＶ＝1×103kg/m3×10×10-3m3=10kg水吸收的熱量Q=cm（t－t0）=4.2×103（J/kg·℃）×10kg×（62℃－22℃）=1.68×106J（2）消耗的電能W=Q÷η=1.68×106J

÷80%=2.1×106J加熱時間（3）因為銅導線的電阻小，通過銅導線和電熱器的電流相同，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在通電時間相同時，電阻小的電線產(chǎn)生的熱量少，所以銅導線卻不怎么熱．類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）2.（’11百色）“節(jié)能減排”是當今社會的主題，充分利用太陽能，是當今社會發(fā)展的需要．太陽能熱水器已經(jīng)走進千家萬戶．如圖所示是小佳家的太陽能熱水器；它在晴天利用太陽能集熱，在陰雨連綿的天氣，則用標有“220V2000W”字樣的電熱管對水進行加熱．（2）該熱水器的電熱管正常工作時的電阻是多大？求：（1）該太陽能熱水器水箱容積為0.12m3，當水箱裝滿水時，水的質(zhì)量是多少？［水的密度是：1.0×103kg/m3］類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）（3）利用太陽能將滿箱水的溫度從25℃加熱到75℃，水吸收的熱量是多少？［水的比熱容是：4.2×103J/（kg·℃）］（4）如用電熱管來給水加熱，加熱的效率為84%，則電熱管把滿箱水的溫度從25℃加熱到75℃需要消耗多少電能？這些電能可供“220V

40W”電燈正常工作多長時間？類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）解：（1）ｍ＝ρＶ＝1.0×103kg/m3×0.12m3＝120kg（3）Q=cm（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×120kg×（75℃－25℃)=2.52×105J類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）3.（’13欽州）小剛家電能表表盤如圖所示，表格中列出了他家主要用電器的相關(guān)參數(shù)，請根據(jù)圖表信息解答下列問題：（1）小剛家的電視機的待機功率為0.5W，若某次看完電視后使其待機10h，則這次待機電視機消耗了多少電能？（2）電水壺正常工作時，若有16%的能量損失，則將1kg的水從20℃加熱到100℃需要多少時間？類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）（3）在用電高峰期，如果將其他用電器關(guān)閉，只讓電水壺工作，小剛發(fā)現(xiàn)電能表轉(zhuǎn)盤在100s內(nèi)轉(zhuǎn)了27轉(zhuǎn)，那么這時電水壺的實際功率是多少？類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）解：（1）已知電視機的待機功率P=0.5W

=0.0005kW，電視機消耗的電能W

=Pt=0.0005kW×10h=0.005kW

·h（2）Q=cmΔt

=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃－20℃)=3.36×105J類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）4.（’13北海）某廠家研制一種以蓄電池為驅(qū)動能源的環(huán)保汽車，總質(zhì)量為2.5×103kg，該汽車蓄電池充滿電一次，測試時可供汽車以某一速度勻速行駛150km，蓄電池提供給電動機的工作電流為50A，工作電壓為300V

，汽車受到的阻力為車重的0.04倍．求：（1）汽車在勻速行駛時受到的牽引力．（2）若汽車動力裝置（包含蓄電池、電動機）的效率為75%，則蓄電池充滿一次電，動力裝置儲蓄的能量為多少焦？類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）（3）太陽光照射到電池板上的輻射功率為1000W/m2，電池板將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的效率為15%，如果用太陽能電池作為該環(huán)保汽車的驅(qū)動能源，其他條件不變，求太陽能電池板的最小面積？解：（1）汽車受到的阻力：f=0.04G=0.04mg

=0.04×2.5×103kg×10N/kg=1×103N，勻速行駛時汽車受到的牽引力與阻力大小相等，即F=f=1×103N；（2）該汽車蓄電池充滿電一次，可供汽車勻速行駛距離s

=150km=1.5×105m，則動力裝置對汽車做的功為W有用=Fs=1×103N×1.5×105m=1.5×108J，類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）（3）汽車行駛時電動機的功率為P1

，太陽光輻射到電池板的輻射功率為P2

，太陽能電池板的最小面積為

S，P1=UI=

300V×50A=1.5×104W，由題可知P2S×15%=P1，類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）5.（’13貴港）目前，小汽車已進入尋常百姓家．如圖甲所示為某汽車自動測定油箱內(nèi)油面高度的電路原理圖，其中電源電壓恒為12V，R0為定值電阻，為油量表（實際是一只量程為0~

0.6A的電流表），

Rx為壓敏電阻（其電阻值隨電阻表面受到的液體壓強增大而減?。P(guān)于壓敏電阻Rx的阻值與所受汽油壓強的關(guān)系如下表所示（汽油的密度為0.71×103kg/m3，g=10N/kg）：類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）（1）該汽車油箱是長方形容器，底面積為0.3m2，油箱內(nèi)汽油高度達到18cm時，油箱即裝滿，則油箱裝滿時汽油的質(zhì)量是多少？（2）油箱裝滿時，油量表的示數(shù)如圖乙所示，求定值電阻R0

的值．（3）當油箱內(nèi)汽油用完時，油量表的指針指向某一位置，求此位置所對應(yīng)的電流值．（4）為了測試該汽車的油耗，將汽車油箱裝滿后，沿高速公路行駛300km的路程，油量表的指針向左逐漸偏轉(zhuǎn)到“E”處，如圖丙所示，問該汽車每行類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）駛100km消耗汽油多少L（1L=1dm3

）？類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）解：（1）油箱內(nèi)汽油的高度為h=18cm，汽油的體積為V

=Sh=0.3m2×0.18m=0.054m3，得汽油的質(zhì)量為m=ρV=0.71×103kg/m3×0.054m3

=

38.34kg．（2）汽油對油箱底面積的壓強

查表可知Rx

=10?，裝滿油后電流表的示數(shù)為0.6A，所以此時電路中的總電阻因為R0和Rx串聯(lián)，此時R0=R總－Rx=20Ω－10Ω＝10Ω．類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）（3）當油用完后，查閱表格可知Rx=90

Ω，R總=R0+Rx=10Ω+90Ω=100Ω，此時電路中的總電流（4）行駛300km，當?shù)竭_E

處，Ｉ′=0.3A，查閱表格可以知道此時所收到的壓強為852Pa，壓力F=pS=852Pa×0.3m2=255.6N，油的質(zhì)量類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）耗掉的油的體積為0.054m3

－0.036m3=0.018m3=18L.所以每行駛100km消耗汽油6L.類型一知識綜合應(yīng)用題（針對訓練）22綜合計算題主要包括力學綜合、電學綜合與電熱綜合，重在考查學生綜合分析問題并能利用物理知識解決問題的能力.力學綜合計算題一般可分為壓強和浮力相關(guān)計算，功、功率和機械效率相關(guān)計算兩大類，所選試題一般都以生活實踐和現(xiàn)代的科技為背景，如結(jié)合“遼寧艦”、“蛟龍?zhí)枴钡瓤疾閴簭姾透×χR；電學綜合計算題一般可分為純歐姆定律及串并聯(lián)電路特點的相關(guān)計算，電功、電功率相關(guān)計算兩大類，所選試題一般以特定的電路圖為基礎(chǔ)，在分析電路的基礎(chǔ)上進行解答；電熱綜合計算題則主要是結(jié)合電功、電功率和熱量相關(guān)計算公式進行計算.這類試題主要以現(xiàn)代家用電器為主要素材，如電熱水壺等.類型二綜合計算題（專題闡述）231.（’13云南）一轎車包括乘客的總質(zhì)量為1600kg轎車靜止時輪胎與水平地面接觸的總面積為0.1m2.該轎車上午11:30駛?cè)朦S城高速公路入口，下午1:30

到達青州出口，總共行駛了,240km.該段高速公路限速120km/h，其間經(jīng)過的隧道和橋梁限速為80km/h.求：（1）

轎車靜止在水平路面上時對地面的壓強是多大？（2）轎車全程行駛的平均速度是多大？（3）轎車在行駛中有超速嗎？為什么？類型二綜合計算題（針對訓練）24解：（1）轎車靜止在水平路面上，則轎車對水平地面的壓力等于其重力，F(xiàn)=G=mg=1600kg×10N/kg=16000N所以轎車對地面的壓強為：（2）行駛時間為t=2h，而行駛路程為s=240km所以轎車全程行駛的平均速度為：類型二綜合計算題（針對訓練）（3）有超速.因為隧道和橋梁路段限速80km/h，轎車的平均速度應(yīng)低于120km/h才能不超速252.（’13濰坊）中國第一艘航母——遼寧艦于2012年9月正式服役.該艦長304m，寬70.5m，滿載時排水量67500t，最高航速60km/h.已知海水的密度約為1.0×103kg/m3，g取10N/kg,求:（1）滿載時該艦受到的浮力.（2）海面下7m處的艦體受到海水的壓強.（3）遼寧艦在執(zhí)行任務(wù)時，以,40km/h的速度勻速航行5h，若航行時的阻力為1.0×105N，則這一過程中動力所做的功是多少？類型二綜合計算題（針對訓練）26解：（1）船艦一般漂浮在水面上，由二力平衡知識分析可得該艦滿載時受到的浮力大小等于滿載時的重力，由重力公式G=mg=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N.得浮力F=6.75×108N（2）由液體壓強計算公式得：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7m=7×104Pa（3）由于該艦做勻速運動，處于平衡狀態(tài)，由二力平衡知識分析可得該艦的動力等于阻力，所以動力做的功W=Fs=fs=fvt=1.0×105N×40×103m/h×5h=3×1010J類型二綜合計算題（針對訓練）273.（’13畢節(jié)）用如圖所示的滑輪組在5s內(nèi)將靜止在水平地面上質(zhì)量m=40kg、底面積

S=1m2的物體勻速豎直提升3m，所用拉力F=250N.求：（1）提升前，物體靜止在水平地面上時對地面的壓強是多大？（g=10N/kg）（2）滑輪組提升物體過程中做的有用功是多少？（3）拉力F

的功率是多少？（4）滑輪組的機械效率是多少？類型二綜合計算題（針對訓練）28解：（1）對地面的壓強：（2）有用功：W有=Gh=400N×3m=1200J（3）拉力F移動的距離：s=nh=2×3m=6m拉力F做功；W總=Fs=250N×6m=1500J拉力F的功率：類型二綜合計算題（針對訓練）（4）滑輪組的機械效率：294.（’13淄博）如圖所示是一種太陽能路燈的電路示意圖，光控開關(guān)S白天與a點接觸，太陽能電池板給蓄電池充電，晚上與b點接觸，蓄電池給路燈供電.太陽能電池板在晴天時每天可接收太陽能7.5kW·h，能使“12V30W”的一盞路燈正常工作5天（路燈平均每天工作10h）.求：類型二綜合計算題（針對訓練）（1）路燈正常工作時的電阻.（2）正常工作時每盞路燈每天消耗的電能.（3）太陽能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能的效率.30解：（1）由額定電壓、額定功率、電阻三者之間的關(guān)系可知：（2）每盞路燈正常工作時消耗的電能由電能公式W=Pt=30W×10h=0.3kW·h（3）由題意知太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率等于路燈5天可消耗的電能與1天接收的太陽能之比：類型二綜合計算題（針對訓練）315.（’13山西改編）電壓力鍋是一種新型家用電器，集高壓鍋與電飯鍋優(yōu)點于一體，既安全又環(huán)保.如圖所示是某型號電壓力鍋的工作電路簡圖，下表是其部分參數(shù).其中R1

是主加熱器，

R2

是保壓加熱器.接通電路后，開關(guān)

S

自動與觸點

a、b

接通，開始加熱.當鍋內(nèi)溫度達到105℃時，開關(guān)

S

自動與

a、b斷開，并與觸點c

接通，開始保壓，此時鍋內(nèi)水溫不變，且未沸騰.小明將

3L

初溫為25℃

的水加入壓力鍋中，接通電路使其正常工作30min.已知消耗的電能有90%

被有效利用，水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）.求：類型二綜合計算題（針對訓練）32（1）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時的電流.（2）電壓力鍋多少秒后開始保壓？（3）電壓力鍋在此30min內(nèi)消耗的電能.（4）小明發(fā)現(xiàn)在夜晚時使用電壓力鍋燒開同樣多的水時間變長，試分析其原因.類型二綜合計算題（針對訓練）33解：（1）當壓力鍋處于加熱狀態(tài)時，R1、R2并聯(lián)同時工作，根據(jù)P=UI可知，加熱狀態(tài)時電流（2）3L水的質(zhì)量m水=ρV=1.0×103kg/m3×3×10-3m3=3kg所以水吸收的熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×3kg×（105℃—25℃）=1.008×106J.因為Q吸=90%×W總，所以鍋內(nèi)溫度達到105℃所用時間，類型二綜合計算題（針對訓練）34（3）保壓時間：t2=t-t1=30×60s-1120s=680s；保壓消耗電能W2=P2t2=200W×680s=1.36×105J；加熱消耗電能W1=P總t1=1000W×1120s=1.12×106J；所以30min消耗電能W=W1+W2=1.12×106J+1.36×105J=1.256×106J（4）夜晚處于用電高峰期，電壓達不到220V，電壓力鍋實際功率變低類型二綜合計算題（針對訓練）356.（’13鐵嶺）用電取暖是近幾年新興起的一種家庭供暖方式，它依靠電熱管產(chǎn)生熱量，并由電動機將熱空氣送入房間.下面是某電取暖裝置的電路圖及相關(guān)參數(shù).（1）電動機正常工作時的電流是多少？（2）電熱管

R

正常工作

70min

能產(chǎn)生多少熱量？類型二綜合計算題（針對訓練）36（3）若仍采用老式水暖系統(tǒng)供熱并忽略暖氣片吸收的熱量，暖氣片進水管的水溫是

60℃出水管的水溫是

40℃，那么電熱管R

正常工作70min所產(chǎn)生的熱量需要由多少暖氣水來提供？【已知暖氣水的比熱容c暖氣水=4.2×103J/（kg·℃）】解：（1）由P=UI得類型二綜合計算題（針對訓練）37（2）由得（3）得類型二綜合計算題（針對訓練）387.（’13黔東南州）小明同學家里新買了一臺電熱飲水機，該電熱飲水機有加熱和保溫兩種功能，銘牌的部分參數(shù)如下表所示.經(jīng)分析得知，當開關(guān)

S

閉合時，飲水機處于加熱狀態(tài)；當

S

斷開時，飲水機處于保溫狀態(tài)，其工作電路圖如圖所示.類型二綜合計算題（針對訓練）39為了測定其加熱時的實際功率，小明斷開家中其他所有的用電器，只將飲水機接入電路中，閉合開關(guān)

S，測得熱水箱中初溫為20℃的水燒開，共用了

7.5min（在標準大氣壓下），同時觀察到家中標有“1200r/（kW·h）

”電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過

120轉(zhuǎn).根據(jù)以上信息，求：（1）熱水箱中的水從

20℃燒開