2021年人教版物理中考專題特訓 綜合應用題

綜合應用題

一'效率類綜合計算

類型1機械效率

1.(2020牡丹江改編)如圖所示，“塔吊”是建筑工地不可或缺的機械，

它是利用電動機通過滑輪組提升重物的.某次作業(yè)時，將質量為1000

kg的鋼筋勻速提升12m,用時50s,施加在繩端的拉力為6000N.(g

取10N/kg)求：

電動機*

第1題圖

(D使用滑輪組提升鋼筋時，主要是為了.

(2)鋼筋所承受重力是多少？

(3)鋼筋上升的速度是多少？

(4)滑輪組的機械效率是多少？

2.(2020泰州改編)小明利用如圖所示的滑輪組，將質量為90kg的物

體在1min內勻速提升5m,豎直向上的拉力為360N.求：

第2題圖

⑴勻速提升物體的過程中，物體的機械能，慣性________.(均

選填“增大”“減小”或“不變”)

(2)物體的重力(g取10N/kg)；

(3)小明拉力的功率；

(4)滑輪組的機械效率(結果保留一位小數).

3.(2020洛陽二模)如圖甲所示，工人用沿斜面向上，大小為500N的

推力H，將質量為80kg的貨物從4點勻速推至8點；再用100N的

水平推力&使其沿水平臺面勻速運動到C點，不計貨物的長度；圖

乙為物體從A點經B點到達C點的s-t圖像.(g=10N/kg)求：

第3題圖

(1)水平推力做功的功率為多少?

⑵斜面的機械效率為多少?

(3)斜面對貨物的摩擦力為多少?

類型2力熱轉換效率

4.(2020本溪)圖中是一輛滿載防疫物資的貨車，貨車滿載時，車輪與

水平地面接觸的總面積為1m2,對地面的壓強為5xl05Pa.貨車到送貨

地點要經過一座路面平直的橋梁，這座橋限重55t.(g取10N/kg,柴

油的熱值q=4.3xl()7j/kg)

⑴請通過計算貨車滿載時車和貨物的總質量，判斷貨車是否允許通過

這座橋.

⑵貨車以20m/s的速度在平直公路行駛,發(fā)動機的輸出功率為200kW,

求貨車受到的阻力.

⑶若貨車發(fā)動機的效率為40%,以20m/s的速度在該平直公路上行駛

17.2km,消耗柴油的質量是多少？

第4題圖

5.（2020許昌一模）我國首款大型水陸兩棲飛機“鯨龍”AG600如圖所示,

已知飛機空載質量為41.5t,最大巡航速度500km/h,該飛機蓄滿水

后總質量53.5t.為檢測飛機性能，先后進行了模擬滅火和水面滑行

測試.在滅火測試中：飛機盤懸在火場上方150m處將所蓄水分次投

下，每次投水200kg,歷時20s到達地面.S水=1.0xl03kg/m3,g

=10N/kg）求：

（1）飛機蓄滿水靜止在水面上時排開水的體積.

（2）每次投下的水在下落過程中重力做功的平均功率.

⑶在某次水面滑行測試中，蓄有8.5t水的飛機，在水平面上以10m/s

的速度沿直線勻速滑行了60s,滑行過程中所受阻力為總重的0.5

倍.若發(fā)動機的效率是75%,則此時飛機每分鐘燃燒掉的燃油是多少

千克？（燃油的熱值4=4.6義1。7j7kg，保留兩位小數）

類型3力電轉換效率

6.動車是一種安全舒適、低碳環(huán)保的運輸工具，如圖所示.動車使用

電動機提供動力，額定電壓為2.5X104V,動車使用的電動機效率為

80%.一列以150km/h速度行駛的動車消耗的電功率為1000kW.已知

動車的速度越大，消耗的電功率越大，且電功率與速度的三次方成正

比.

⑴能源的種類繁多，人們從不同角度對能源進行分類，電能屬于

(選填“一”或"二”)次能源；高速鐵路兩邊留有很寬的隔離帶,

禁止行人車輛靠近，防止被動車“吸進去”，這是由于

(2)已知某段鐵路長約1350km，如果動車以150km/h的速度勻速跑完

全程，消耗的電能為多少？

(3)若動車以300km/h速度勻速直線行駛時，動車受到的阻力大小為多

少？

(4)高鐵列車與普通列車相比，具有哪些優(yōu)點？(請寫出兩條即可)

第6題圖

7.(2019棗莊)節(jié)能減排，綠色環(huán)保，新能源汽車成為未來汽車發(fā)展的

方向.某種型號純電動汽車的部分參數如下表所示：

空車質量1380最大功率100kW

kg

輪胎與地面0.032120

最高時速

總接觸面積m2km/h

42最大續(xù)行里

電池容量260km

kW-h程

假如汽車上只有司機一人，質量為60kg,汽車以60km/h的速度勻

速行駛36km,耗電9kWh,汽車所受的阻力為汽車總重的0.05倍.g

取10N/kg,試問：

(1)電動機的工作原理是(選填“電流的磁效應”“磁場

對電流的作用”或“電磁感應”).電動汽車前進和倒車是通過改變

來改變電動機的轉動方向的.

(2)電動汽車對水平地面的壓強是多少？

(3)電動汽車牽引力所做的功是多大？

(4)電動汽車電能轉化為機械能的效率是多大？

類型4電熱轉換效率

8.北京大興國際機場現已投入運營，乘客可由北京乘坐高鐵前往機

場.大興機場是全國可再生能源使用比例最高的機場.耦合式地源熱

泵系統(tǒng)方案可實現年節(jié)約1.8萬噸標準煤.試求：

（1）1.8萬噸標準煤完全燃燒放出的熱量是多少？（標準煤的熱值q=

3.6xlO7J/kg）

⑵若以上標準煤完全燃燒放出的熱量中僅有36%轉化為電能，則可以

發(fā)電多少度？

⑶這些電力可讓功率8800kW的高鐵運行多少小時？若高鐵此時的

工作電壓為25kV,則通過電動機的電流為多少？

⑷我國正積極推進能源結構調整，大力發(fā)展可再生能源.你認為我國

可大力發(fā)展的可再生能源有哪些？（舉出兩例）

9.（2020益陽改編）對生活垃圾進行分類既是當前的一種時尚，更是生

態(tài)環(huán)保的需要.目前我市每天能產生900t左右的生活垃圾，若進行

分類后，除去可回收垃圾和需要特殊處理的垃圾，將還有800t左右

的垃圾需要處理.為了處理這些垃圾，益陽市建成了光大生活垃圾焚

燒發(fā)電廠，它每天可以焚燒800t生活垃圾發(fā)電，經實踐檢測每完全

燃燒1t生活垃圾可發(fā)電300kW?h.設整個發(fā)電過程中的效率為30%,

求：

⑴利用生活垃圾發(fā)電時將化學能最終轉化為能；發(fā)電機的原

理是.

(2)生活垃圾的熱值q；

⑶完全燃燒1t生活垃圾產生的熱量若用來燒開水，其中70%的熱量

被水吸收，可燒開多少噸1標準大氣壓下20℃的冷水.[c水=4.2x103

J/(kg℃)]

10.便攜式電熱水杯因體積小巧，便于攜帶深受旅行者的喜愛.它的

電源線為內藏式，使用時將其接入電路，很快即可將水杯中的水燒

開.如圖所示是一款便攜式電熱水杯，相關參數如下表所示.已知c

水=4.2xl()3j/(kg.。。),g取10N/kg,試問：

額定

額定

額定保額定最大裝

加熱

電壓溫功頻率水容量

功率

率

350

220V440W40W50Hz

mL

⑴便攜式電熱水杯是利用電流的來工作的；使用該便攜式電

熱水杯燒水時不能倒放、橫放，內膽裝的水不能超過最大標線，以免

電熱杯中的液體煮沸后溢出，容易造成電路，發(fā)生危險.

（2）該電熱水杯正常加熱工作時的電流和電阻；

（3）該電熱水杯正常工作時將350mL初溫為20℃的水燒開，水吸收的

熱量是多少？（在標準大氣壓下）

（4）如果該電熱水杯的熱效率是80%,該電熱水杯至少需要通電多長時

間？（計算結果保留整數）

第10題圖

11.如圖甲為某種型號的電熱飲水機，額定電壓為220V,具有“加熱”、

“保溫”兩種功能，保溫功率為40W.圖乙是其電路簡圖，R、&均為

電熱絲（阻值恒定不變），4的阻值為121Q某次利用飲水機將初溫為

20℃、1kg的水正常加熱至沸騰（一標準大氣壓下），用時15min」c水

=4.2x103J/（kg.C。試問:

甲

第11題圖

(1)電熱飲水機是利用了電流的效應來工作的，當開關S］、s2

閉合時可以實現功能.

(2)電熱飲水機的加熱功率和電熱絲心的阻值分別是多少？

(3)水吸收的熱量是多少？

(4)飲水機的熱效率約為多少？(結果保留一位小數)

12.多功能養(yǎng)生壺具有精細烹飪、營養(yǎng)量化等功能，深受市場認可和

歡迎，如圖甲所示.圖乙是某品牌養(yǎng)生壺簡化電路圖.[/＞水=1X103kg/m3,

c水=4.2x103j/(kg.℃),g取10N/kg]

項目參數

電源電壓(V)220

低溫擋功率

275

(W)

中溫擋功率

550

(W)

高溫擋功率

1100

(W)

容積(L)1

第12題圖

⑴開關，、S2處于什么狀態(tài)，養(yǎng)生壺為高溫擋，說明判斷依據;

⑵求凡的阻值；

⑶養(yǎng)生壺處于低溫擋工作時，求電路中的電流大??；

(4)在標準大氣壓下，使用高溫擋將初溫是12℃的一壺水燒開，若養(yǎng)

生壺高溫擋加熱效率為80%,求水吸收的熱量和燒開一壺水需要的時

間.

類型5光熱轉換效率

13.(2020開封一模)小陽家住在節(jié)能示范小區(qū)，小區(qū)建設時為每家都設

計了如圖所示的嵌入式太陽能陽臺，它的集熱器作為陽臺部分，與建

筑完美結合，同時該太陽能熱水器還具備電輔助加熱功能，可不間斷

地為家庭提供生活熱水.其相關參數見下表.

集熱器面積水箱容積電輔助加熱功

/m2/L率/W

2.41202000

⑴保溫水箱安裝于陽臺上方，通過自然循環(huán)換熱，將熱能儲存到水箱，

沒有其他能源消耗（完全免費熱水）.熱水器的集熱器將太陽能轉化為

能.熱水之所以能自然向上循環(huán)到水箱，是因為集熱器中的

水溫度升高，密度變（選填“大”或“小”）.

⑵小陽查閱資料得知，當地夏季晴天時,平均太陽輻射功率為1.95x106

J/（m2.h）,平均每天光照時間為10h,該熱水器一天內能將水箱中的水

從20℃加熱至70℃廁一天內此水箱中的水吸收的熱量是多少？該

太陽能熱水器的光熱轉換效率約為多少？（百分號前保留一位小數）

（3）如果連續(xù)陰雨天（不計太陽輻射），需要開啟電輔助加熱，要升高相

同溫度，至少需要正常工作多長時間？

第13題圖

類型6光電轉換效率

14.（2020焦作一模）如圖是科學家新研制的一款球形太陽能發(fā)電機，玻

璃球內充滿水，透光率達到99%,白天產生電能，晚上可以作為絢麗

的景觀燈.通過設計出不同大小的型號，既可以為電動汽車充電，也

可以為手機充電.如圖某款，在白天正常的日照下，每秒可獲得1000

J的電能.

⑴圖中球形發(fā)電機將能轉化為電能，玻璃球類似于

（填光學元件）.

（2）如果每天按8小時的日照時間來計算，該球形發(fā)電機一個月（按25

天正常日照）可發(fā)電多少千瓦時？

（3）用10個本款球形太陽能發(fā)電機替代發(fā)電效率僅為40%的火力發(fā)電

站，一年（按300天正常日照）可以節(jié)約多少噸的煤？（煤的熱值q=

3xl07J/kg)

（4）從物理學角度說出太陽能發(fā)電的優(yōu)點.（答一條即可）

第14題圖

二'實際應用類綜合計算

類型1滑片移動類

1.（2020岳陽改編）某物理興趣小組設計了一個拉力傳感器，工作原理

如圖所示.其中M、N均為絕緣材料，將N固定在地面上，P、。間

是可伸縮導線（電阻不計）彈簧上端M和滑動變阻器&的滑片。固定

在一起，電源電壓為12V,拉力廠豎直向上.閉合開關S,當拉力為

10N時-，電流表示數為1A,電壓表示數為2V.

（1）當拉力增大時，電壓表的示數（選填“變大”“變小”或“不變”）.

⑵拉力廠為10N時，求私接入電路的阻值大小；

⑶拉力廠為10N時，求10s內凡產生的熱量；

（4）已知拉力F的大小與滑動變阻器當接入電路的阻值大小成正比例

關系，即：F=kR2,求攵的數值；拉動M,當電壓表示數為8V時，

求拉力尸的大小.。

第1題圖

2.如圖所示是小明設計的一個簡易電子身高測量儀的示意圖.電源電

壓恒為6V,定值電阻R°=20Q,R是一只固定著的、豎直放置的硬

電阻棒，總長為40cm,其接入電路的電阻與接入電路的棒長成正比；

金屬棒〃和（右端P是滑片）與電路接觸良好，電阻不計.小明用

該測量儀對甲、乙兩位同學的身高進行了測量，其數據見下表.若甲

同學測量時，滑片恰在電阻棒M的中點位置.試問：

甲同乙同

學學

電流表讀數

0.150.2

//A

電壓表讀數

32

UN

身高h/m1.7

(1)定值電阻Ro的作用是

(2)電阻棒的總電阻是多大?

⑶測乙同學身高時通電5s,求這段時間凡)消耗的電能是多少？乙同

學的身高是多少m?

(4)將電壓表改成測量身高的儀表，其刻度是.(選填“均勻”或

“不均勻'')的，請簡述理由.

//////

C

04b

第2題圖

類型2敏感電阻類

3.（2020開封一模）超載是嚴重的道路交通違法行為，危及人民群眾的

生命財產安全，被稱為頭號“公路殺手”和“事故元兇”.在中學生科技

創(chuàng)新大賽中，小周為交警部門設計了如圖甲所示的“汽車超載記錄器”

原理圖，電源電壓U=6V,R為壓敏電阻，其所受壓力與電阻的關系

如圖乙所示.

第3題圖

⑴請將圖甲連接完整，要求：不超載時，綠燈亮；超載時，紅燈亮,

同時電控照相機啟動，抓拍違法車輛.

⑵電磁繼電器線圈電阻Ho=lOQ，當通過線圈的電流達到0.1A時、

電磁繼電器的銜鐵被吸下.若某路段要求壓力大于或等于2.0x105N

時，報警系統(tǒng)啟動，則電阻箱凡的阻值應調為多少？

(3)鄉(xiāng)村道路的抗壓能力一般比交通主干道弱得多，若把此限載報警器

應用到鄉(xiāng)村道路，就要適當調低報警器的限載重量，可以將R調

(選填“大”或“小”).該限載報警器能檢測到車輛的最小質量為

多少t?(g取10N/kg)

(4)運用所學的物理知識，簡要說明超載可能造成的兩個危害.

4.(2020三門峽二模)在中學生創(chuàng)新大賽中，某初中參賽小組設計了一

種測定風力的裝置如圖甲所示，迎風板與壓敏電阻以連接，工作時迎

風板總是正對風吹來的方向.壓敏電阻的阻值隨風力變化而變化，其

阻值以與風力/的關系如圖乙所示.已知電源電壓恒為5V,定值電

阻R=5Q.

第4題圖

⑴開關閉合后，風力增加時，電壓表的示數是增大還是減??？

（2）無風時，壓敏電阻的功率為多少？（小數點后保留兩位小數）

⑶若電壓表的量程為0?3V,該裝置所能測量的最大風力為多少？

（小數點后保留一位小數）

5.（2020南京改編）科技小組為燈暖型浴霸（一種取暖用的電器）設計了

一個可自動控制溫度的裝置.如圖甲所示，控制電路電壓5恒為12V,

繼電器線圈的電阻R為20Q,定值電阻R為40Q,熱敏電阻&的

阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示；工作電路電壓上恒為220V,安

裝兩只標有“220V275W”的燈泡.閉合開關S,當繼電器線圈中的

電流大于或等于50mA時-，繼電器的銜鐵被吸合，開關So自動斷開，

工作電路停止工作，當繼電器的銜鐵彈回時一，開關So自動閉合.

第5題圖

⑴工作電路工作時，A端應與(選填“3”或“。)端相連接.

⑵工作電路工作時的總電流為多大？

(3)浴室里控制的溫度而為多高？

三、情景模型類純力學綜合計算

1.（2020甘肅省卷）爸爸給小林買了一部電動平衡車.小林從家騎該電

動平衡車以12km/h的速度勻速行駛，用15min到達了市民廣場.小

林的質量為40kg,g取10N/kg,求：

⑴小林家到市民廣場的距離是多少？

（2）小林在市民廣場水平路面上騎行時，車對地面的壓強是多少？

⑶若騎行平衡車時所受阻力為人和車總重的01倍，則小林在市民廣

場中以最高速度騎行時，平衡車動力的功率是多少？

平衡車參數

鎂合金高彈性

材質

車架

10kg（含電池

凈重

組）

最高車速18km/h

充電時間約4小時

輪胎個數2

輪胎總觸地

5cm2

面積

第1題圖

2.如圖為某款擦窗機器人，總質量為1.2kg,它憑借其底部的真空泵

在機身和玻璃之間形成低氣壓，牢牢地吸附在豎直玻璃上.g取10N/kg,

請回答：

(1)當它靜止在豎直玻璃上時，受到摩擦力的方向是.

⑵擦窗機器人的擦試速度是4min/m2,要擦完總面積為3m2的窗玻璃

需要多久？

⑶工作時擦窗機器人對玻璃的壓力為28N,內外氣壓差達到800Pa,

求擦窗機器人與玻璃的接觸面積至少為多少m2?

(4)擦窗機器人工作時的實際功率為80W,它在豎直向上擦窗過程中

有0.25%的電能用于克服重力做功，若窗戶足夠高，持續(xù)豎直向上擦

窗20min,擦窗機器人可上升的最大高度為多少m?

0

第2題圖

3.“轉大運”是大力士比賽中的一個項目，如圖甲所示，長為4m的杠

桿一端固定并保持水平，將300kg的重物系在距離支點2.5m的位置，

選手在杠桿的另一端將重物抬離地面后，沿順時針繞圈30s,杠桿轉

動角度為180°,如圖乙所示.(杠桿重力不計，g取10N/kg,兀取3.14)

甲

第3題圖

（1）選手將重物抬離地面后轉圈過程中，選手對重物（選填“做

功”或“不做功”）

（2）若重物底面積為0.25m2,則重物放在水平地面上時對地面的壓強

是多少？

⑶選手要將重物剛好抬離地面，至少需要施加多大的力？

（4）該選手繞圈過程中的平均速度是多少？（計算結果保留2位小數）

4.（2020黑白卷）河南省是我國主要的糧食生產大省，農用機械普及前,

勞動人民常利用如圖甲所示的碌磕（Liuzhou,又稱碌軸）碾壓糧食進行

脫粒，是一種重要的打場農具，古代農業(yè)專著《齊民要術》中記載“治

打時稍難，唯伏日用碌磕碾”.碌磕主要由圓柱體石碾（其中心軸的位

置刻有凹孔）和木質外框制成，將外框套在石碾外邊，通過繩子拉動外

框，即可使石碾繞著其中心軸滾動.小強到外婆家，對院子放的一個

碌磕產生了興趣，他先測出圓柱體石碾的直徑為50cm、高為60cm,

然后利用繩子水平拉著碌磕在水平地面沿直線勻速運動6m,用時30

s（如圖乙所示），已知石碾滾動過程中受到的摩擦力為總重的0.1倍，〃

33

s=2.8xl0kg/m,兀取3.14,g取10N/kg.（忽略外框的重力）試問：

⑴小強拉碌磕過程中，碌磕的石碾受力滾動，說明力可以改變物體的

;滾動過程中碌磕所受外力突然全部消失，則碌磕將做

勻速直線運動，說明力是物體運動狀態(tài)的原因.

⑵若石碾與水平地面的接觸面積為20cm2,求石碾靜止時對水平地面

的壓強；

(3)小強對繩子的拉力是多少？

(4)求拉碌磕過程中小強對碌磕做的功及其功率.

第4題圖

5.跳繩是一項很好的體育健身活動，甲圖是同學們在體育課上練習跳

繩的場景.圖乙是小明某次跳繩時重心移動的高度h隨時間t變化的

圖像，已知小明質量為50kg,他每只腳的著地面積為20cm2.(g取10

N/kg)

求：

/7/cm

00.220.40.620.8,/s

乙

第5題圖

⑴小明起跳后離開地面，能繼續(xù)向上運動，是因為他具有

在上升的過程中，不計空氣阻力，動能轉化為.

⑵小明起跳前對地面的壓強是多少Pa?

(3)1min內克服重力做功的功率是多少W?

(4)1分鐘跳繩的標準為：每分鐘180個為滿分.若他以⑶問求出的功

率跳繩，請你通過計算說明小明能否取得滿分？

6.小強所在的研究小組，對一個半徑為r=50cm,質量m=40kg、

質量分布均勻的圓柱體進行了測量和研究.g取10N/kg.

第6題圖

⑴如圖甲所示，求圓柱體豎立在水平地面上的壓強.(兀取3.14,結果

保留整數)

⑵如圖乙所示，要把圓柱體通過滾動的方式推上/?=20cm的臺階需

要使圓柱體離開地面繞臺階的C點轉動，求此時作用在圓柱體上的最

小力F.

⑶若小強將圓柱體推上臺階需要的時間為2s,求小強克服圓柱體重

力所做功的功率是多少？

一、效率類綜合計算

1.(1)省力

解：(2)鋼筋所受重力G=mg=l000kgX10N/kg=1X104N

(3)鋼筋上升的速度v細筋="=架=0.24m/s

tmDUs

(4)有用功Wmi=Gh=\X104NX12m=1.2XIO5J

由題圖可知，n=2,則繩子自由端移動的距離s=〃/?=2X12m=24m

拉力做的總功WM=FS=6000NX24m=144X1()5J

滑輪組的機械效率〃=*X100%=；鼠*5；義100%Q83.33%

2.(1)增大不變

解：(2)物體的重力G=wg=90kgX10N/kg=900N

(3)由題圖可知，承擔物重的繩子段數〃=3,物體勻速提升5m時，繩端移動的距離$=勵=

3X5m=15m

小明拉力做功卬總=打=360NX15m=5400J

訃

小明拉力的功率2=拳W=皆54002I=90W

（4）有用功WU=G〃=900NX5m=4500J

滑輪組的機械效率n=—X1。0%=京萬JX100%"83.3%

3.解：(1)由圖乙可知，貨物在水平推力的作用下移動了1.5m,所用時間為10s.水平推力

做的功％=F2s2=100NX1.5m=150J

推力做功的功率2=牛=畏=15W

⑵由圖甲可知，貨物在斜面上運動時上升的高度為斜面的一半，由圖乙可知，貨物在推力

Q的作用下移動了3m,即斜面的長度為3m,則貨物上升的高度為1.5m

在斜面上推力做的總功Wa=Qsi=500NX3m=l500J

有用功為Wfm=Gmh=m^gh=S0kgX10N/kgX1.5m=l200J

斜面的機械效率n=富*ioo%=*得x100%=80%

W總1J

(3)克服斜面對貨物摩擦力所做的額外功卬制=卬慫一卬什用=1500J—1200J=300J

則斜面對物體的摩擦力六野=誓=100N

4.解:(1)貨車滿載時的重力G=F=〃S=5X1()5PaXl012=5X1()5N

「sx1(段N

車和貨物的總質量/v?=5X104kg=50t

61UINN/Kg

因為50t<55t,所以貨車允許通過大橋

(2)貨車做勻速直線運動，所以/奉=/陽，根據P=￥=F。

貨車受到的阻力九I=尸率=?=型端黑=1X1()4N

(3)貨車做功為W=尸率s=lX104NX17.2XIO3m=1.72X108J

W177X]()8i

柴油燃燒產生的熱量。===.an。/—=4.3XIO?j

Q4U/o

q43X10^I

則消耗柴油的質量m=,=43X]07j/kg=10kg

3

5.解：(1)飛機蓄滿水靜止在水面上時處于漂浮狀態(tài)，所受浮力F3=G>?=?li^=53.5X10kg

X10N/kg=5.35X105N

由阿基米德原理可得：

汽浮________5.35XIO、N_______3

V*=。，kg=1.0X1O,kg/n/義10N/kg=53.5m-

(2)每次投下的水在下落過程中重力對水做的功W=G，k〃=山水g〃=200kgX10N/kgX150m

=3X1()5j

TIZ3X1f)51

4

則每次投下的水在下落過程中重力做功的平均功率P=y=-^s=l.5X10W

(3)飛機受到的阻力f=O5G總=O5m懸g=0.5X(41.5+8.5)Xl()3kgX10N/kg=2.5XIO5N

因飛機勻速直線滑行，所以牽引力尸=『=2.5XI()5N

牽引力1min做的功yV=ft=2.5X105NX10m/sX60s=1.5X108J

由〃=^X100%得，燃油燃燒釋放的熱量Q放=￥=I,黑J=2X心J

則此時飛機每分鐘燃燒掉的燃油m汕4=4;黑;『435kg

6.(1)二流體流速越大的地方壓強越小

解：(2)由。=，得，動車運行時間f=E=|^M=9h

則動車消耗的電能W=Pt=1000kWX9h=9000kW-h=3.24X1010J

⑶根據題意可知自=?，即1000kW(150km/h)’

3

~P2(300km/h)

解得P2=8000kW=8X106W

66

故動車的有用功率p'=Z7A=80%X8X10W=6.4X10W

因為動車勻速直線行駛，所以牽引力和受到的阻力是一對平衡力，所以，由2=網可得，動

P'6.4X106W4

車受到的阻力片尸=彳=45--------=7.68X104N

3?6m/s

(4)高鐵列車與普通列車相比，具有速度快、安全性好、舒適方便、能耗較低等優(yōu)點.

7.(1)磁場對電流的作用電流方向

解：⑵電動汽車對水平地面的壓力尸=G,(j=(〃h+加2)g=(l380kg+60kg)X10N/kg=14400

N

p14400N<

則電動汽車對水平地面的壓強0=5=卷裁?=4'X好Pa

(3)電動汽車所受牽引力F,?：=F81=0.05Ga=0.05X14400N=720N

則電動汽車牽引力所做的功卬=尸牽$=720NX36000m=2.592X107J

(4)消耗的電能卬電=9kW?h=3.24X107J

W2592X1I

則電動汽車電能轉化為機械能的效率〃=^x1OO%=-3~24X1O7-X100%=80%

8.解：(1)1.8萬噸標準煤完全燃燒放出的熱量。=〃？設q?=1.8X107kgX3.6X107J/kg=

6.48X10l4J

⑵標準煤完全燃燒放出的熱量中僅有36%轉化為電能，則電能為〃Q=W電=

36%X6.483IO14J=2.3328X1014J

「.心占2.3328X10,4J774

可發(fā)電皿電=36X1()6J/(kW-h)=648X107kW-h=6.48X⑹度

64XX10’kW?h

⑶這些電力可讓功率8800kW的高鐵運行的時間『卞=.aanrTCw—弋7.36X103h

rooUUKW

則通過電動機的電流/=與=8=352A

UZ；器JAIU；?「V"

(4)太陽能、風能

9.(1)電電磁感應

5i.…位卬電300X3.6X106J9

解：(2)完全燃燒1t生活垃圾釋放的熱量。=7=-----30%-----=36X10J

，———。3.6X109J6

生活垃圾的熱值y上—-3.6X10J/kg

1/XjvKg

(3)水吸收的熱量Q吸=〃0=7O%X3.6X109J=2.52X109J

由2^=?！?—幻可得，可燒開1標準大氣壓下20°C的冷水的質量加=―色不

C水KI-IQ)

_______________2.52X10。_______________3_

=4.2X103J/(kg-℃)X(100℃-20℃)=7-5X10kg=7-51

10.(1)熱效應短路

u1p440W

解：(2)由2=。/=萬可得，該電熱水杯正常加熱工作時的電流/=刀=標\7=2A

AUZZUV

」“rU2(220V)2

電阻R=~^=~“0w—=11°C

(3)水的體積V=350mL=350cm3

水的質量，"="夕=1g/cm3x350cn?=350g=0.35kg

標準大氣壓下水的沸點是100℃,水吸收的熱量

。吸=c水機(f—fo)=4.2X103J/(kg-℃)X0.35kgX(100℃—20℃)=1.176X105J

(4)根據7?=%X100%,電熱水杯消耗的最少電能卬=與」,7窗10J=]47X1()5J

WrjoU/o

w147XIO5J

電熱水杯的最短通電時間T=叫)京出334s

/44UW

11.⑴熱加熱

解：（2）當開關Si、S2閉合時，電路中只有此時電路中的總電阻最小，由P=U/=§■可

知，電路的總功率最大，飲水機處于加熱擋.

U2(220V)2

加熱功率P加熱=-=400W

Ri~I2lQ

當開關Si閉合、S2斷開時，兩電阻串聯(lián)，此時飲水機處于保溫擋，此時電路中的總電阻

2

￡(220V)

R總=-=l210Q

尸海40W

根據串聯(lián)電路電阻的特點可知，&=火總一R=l210Q—121c=1089。

⑶水吸收的熱量。吸=c水皿L/O)=4.2X103J/(kg-℃)X1kgX(100℃-20℃)=3.36X105J

(4)消耗的電能W電=尸加熱，=400WX15X60s=3.6X105J

,,I4_口A,+4,+Q吸3.36X105J

X

飲水機的熱效率〃=力義100%=-yVin>i'100%Q93.3%

W電3.0X1UJ

12.解：（l）由題圖可知，當開關,閉合，S2接8時，電阻R、&并聯(lián)，電路中的總電阻最

（/2__

小，由。=,可知，總功率最大，所以此時養(yǎng)生壺為高溫擋.

⑵由題圖可知，當開關S1斷開，S2接A時，電阻/?|、色串聯(lián)，電路中的總電阻最大，由尸

=方可知，總功率最小，此時為低溫擋；當S2接A,S1閉合時，R2被短路，只有電阻用接

入電路，養(yǎng)生壺處于中溫擋.

由尸=。/得，養(yǎng)生壺處于中溫擋時，正常工作通過此的電流為八=令=含3=2.5A

由/=/得，犬|=?=普量=88。

Ki\Z.3A

⑶由P=U1得,養(yǎng)生壺在低溫擋工作時電路中的電流為/低=令=皆牛=1.25A

(4)由可得，水的質量加="水V=1X1()3kg/m'x1X103m3=1kg

水吸收的熱量。吸=c水加L訪)=4.2X103J/(kg?℃)X1kgX(100℃-12℃)=3.696XIO5J

由〃=帚*100%和W=Pf得，燒開一壺水需要的時間為上券=懸~=］；器;黑［=420

13.⑴內小

解：⑵水的體積丫=l20L=l20dm3=Ol2m3

由P=皆可得水的質量m=pV=IXIO3kg/m3X0.12m3=120kg

水吸收的熱量Q吸=cmAf=4.2XI()3〃(］§.?)X120kgX(70℃—20℃)=2.52XI(/j

27

該熱水器一天吸收的太陽能E=195X1()6j/(m2?h)x2.4mX10h=4.68X10J

QOf\Z1()7I

該熱水器將太陽能轉化為內能的效率〃=^x100%=46嬴107產100%Q53.8%

(3)如果連續(xù)陰雨天(不計太陽輻射)，開啟電輔助加熱，消耗的電能W，t，=Q吸=2.52X107J

上一后“，鬲皿」卬電2.52X107J.

由Wiij—Q??—Pt可得，至少需要加熱時間t—p——200()w-=12600s—3.5h

14.⑴太陽凸透鏡

解：(2)在白天正常的日照下，每秒可獲得I000J的電能，則發(fā)電機的功率為2=?=號詈

=I000W=IkW

每天按8小時的日照時間來計算，該球形發(fā)電機一個月(按25天正常日照)可發(fā)的電能為W'

=Pt'=lkWX25X8h=200kWh

⑶10個本款球形太陽能發(fā)電機一年產生的電能為Wo=lOPf()=10XI000

WX300X8X60X60s=8.64Xl0'°J

火力發(fā)電站的效率為40%,則煤產生的熱量為0=4=86藍？"J=2」6X1()UJ

…好從工目城Q2.16X1O"J

則煤的質里為m=q=3義10,J/kg=720°kg=7.2t

(4)太陽能是新型的可再生能源，越來越被廣泛利用，它的優(yōu)點很多，比如：太陽能分布廣闊，

獲取方便；清潔不會造成環(huán)境污染等.

二、實際應用類綜合計算

1.(1)變大

解：由電路可知，定值電阻R和滑動變阻器&串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測的

是&兩端的電壓.

⑵當拉力為10N時，電壓表的示數為2V,電流表的示數為1A,則&接入電路的阻值&

⑶當拉力為10N時，由串聯(lián)電路的規(guī)律可知通過修的電流為八=/2=1A

/?,兩端的電壓為(71=0-5=12V-2V=10V

則10s內R產生的熱量

Q=U"if=10VXlAX10s=100J

FION

(4)因尸=H?2，貝IJ%="=k=5N/Q

I\2Z

由(3)可知，電阻凡=率=曾=10。

111

當電壓表的示數為8V時，電路中的電流為

,U-U-,'12V-8V

1=~瓦-=_Foo-=04A

則凡此時連入電路中的電阻為

&-V-0.4A—20c

則尸'=kR{=5N/CX20C=100N

2.(1)保護電路

解：(2)測量甲時，滑片在電阻棒的中點，則前=曰=焉「=20。

故電阻棒的電阻R=40。

⑶測量乙時品消耗的電能為

W=M=(0.2A)2X2OQX5S=4J

由(2)和題意可知，40cm的電阻棒總電阻為40。，則電阻棒1cm對應的電阻值為1C

乙測量時電阻棒接入電路中的電阻

&=先藕=］。。

電阻棒接入電路中的長度為仁=10cm

1丹Q/cm

乙的身高為h乙=170cm—20cm+10cm=160cm=1.6m

(4)不均勻

設電源電壓為U,測身高時電壓表的示數為

rr__JR__匕

JR+心一、嚏

電壓表示數UR和電阻棒接入電路中電阻不是一次函數關系，因此其刻度不均勻.

3.(1)如答圖所示

第3題答圖

解：(2)由題意可知，報警系統(tǒng)剛好啟動時，通過線圈的電流為0.1A,由/=*可得，此時電

路總電阻R總=7=()]A=60Q

由圖乙可知，當壓力尸=2.OX1()5N時，壓敏電阻R=20Q,根據串聯(lián)電路的總電阻等于各

分電阻之和可得，電阻箱的阻值Ri=R總一R—R<)=60Q-20Q-10C=30Q

⑶小

(4)車輛超載時，質量大，車的慣性也大，遇到緊急情況時不容易停下來，易造成交通事故;

同時車輛超載時對地面產生的壓強大，易破壞公路.

4.(1)增大

解：(2)由圖像可知，當無風時，壓敏電阻&=7。，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以電路中的電流?—7-in=T?A

I—A?I?AjJo十/71Z

壓敏電阻&消耗的電功率

P.r=pR*=淄A)2X7Q-1.22W

(3)由圖像可知，&與尸圖像為一次函數，設&="尸+兒當尸=0時，&=7。，

所以7C=aX0+b,可得b=7C

當尸=600N時，&=1Q,

所以1C=aX600N+7C,可得”=-0.01C/N

則：Rx=-0.01Q/NXF+7Q

當所測風力最大時，尺的阻值最小，電路中電流最大，則電壓表的示數最大，即UR=3V,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以&兩端的電壓上=U-UK=5V-3V=2V

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以此時電路中的電流/'=牛=言=0.6人

則壓敏電阻的阻值&'="=怒=與Q

IU.OAJ

所以4Q=-0.01Q/NXF+7Q,

解得廣?366.7N

所以該裝置所能測量的最大風力為366.7N.

5.⑴C

解：(2)工作電路工作時的總功率尸&=PI+B=275W+275W=550W

工作電路工作時的總電流/a=粵=焉靜=2.5A

⑶當/=50mA=0.05A時，此時達到浴室里控制的溫度

控制電路中的總電阻尺總=9=羔*=240。

因為RK，=RO+RI+R2，所以

R2=RB-RO—RI=240Q-20C-40C=180C

由圖像可得，fo=38℃

三、情景模型類純力學綜合計算

1.解：(1)由。=，可得，小林家到市民廣場的距離

s="=12km/hX卷h=3km

(2)小林在騎車的過程中，車和人的總重力G=(機車+加入)g=(10kg+40kg)X10N/kg=500N

此時車對水平路面的壓強為1X106P