中考物理综合应用题专题

个性化教学辅导教案请从上节课习题中节选题目进行测试1.（9分，2017河南中考20题，较易）如图所示，工人用斜面向上、大小为500N 的推力，将重800N 的货物从A 点匀速推至B 点；再用100N 的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s ，到达C 点．已知AB 长3m ，BC 长1.2m ，距地面高1.5m ．试问： （1）利用斜面搬运货物主要是为了 ； （2）货物在水平面上运动的速度为多少？ （3）水平推力做功的功率为多少？ （4）斜面的机械效率为多少？2．（9分,2017河南中考21题，一般）小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图甲所示．ABO 为一水平杠杆，O 为支点，OA ：OB=5：1，当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到6V 时，报警器R 0开始发出报警信号．已知电路中电源电压为8V ，R0的阻值恒为15Ω，压力传感器R固定放置，其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计．试问：（1）由图乙可知，压力传感器R的阻值随压力F的增大而；（2）当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为多少？（3）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？（4）若电源电压略有降低，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，刚踏板触电B应向（选填“左”或“右”）移动，并简要说明理由．专题概述：综合应用计算题常考知识点：电学计算(包括电流、电压、电阻、电功、电功率等)；密度知识的应用；压强和浮力；功和机械效率；热量等方面。

试题特点：信息量较大，通常以文字、图表、图象等多种方式给出条件。

解题指南：(1)仔细审题，抓关键字词、关键条件，并做好恰当标记，避免遗忘和重复不必要的阅读。

(2)分析时可用草稿纸，在上面理清思路，确定解题的步骤。

(3)解答过程书写要规范：字迹清晰，公式正确，符号使用恰当，有必要的文字说明和主要解题步骤，呈现出的解题过程思路清晰。

类型1 力学综合应用力学综合计算题考查的主要内容有质量、密度、速度、压强、浮力、功、功率、简单机械和机械效率等知识的综合计算问题。

专题四综合应用题类型一力学综合计算题1．(2016，福州)为提高车辆通行质量，福州交警在市区一些道路某些时段推出“绿波通行”，即车辆在绿波路段以如图所示的50～55 km/h范围内行驶，一路绿灯．在绿波时段，质量是1.2×103 kg的汽车，经过绿波路段上相距2.7×103 m的两个路口，用时180 s，问：(1)汽车行驶的平均速度是多少？是否“绿波通行”？(2)若汽车在这段距离内行驶时牵引力保持3000 N不变，则汽车的输出功率是多少？(3)若轮胎与地面接触的总面积是0.6 m2，汽车静止时对水平地面的压强是多少？(g取10 N/kg)(1)汽车行驶的平均速度v＝st＝2.7×103 m180 s＝15 m/s＝54 km/h，因为50 km/h＜54 km/h<55km/h，所以该汽车是“绿波通行”(2)汽车的牵引力做的功W＝Fs＝3000 N×2.7×103 m＝8.1×106J，则汽车的输出功率P＝Wt＝8.1×106 J180 s＝4.5×104 W(3)汽车的重力G＝mg＝1.2×103 kg×10 N/kg＝1.2×104 N，因为汽车静止在水平地面，所以汽车对水平地面的压力F压＝G＝1.2×104 N，则汽车静止时对水平地面的压强p＝F压S＝1.2×104 N0.6 m2＝2×104 Pa2．(2016，雅安)人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10 N/kg.(1)若某次运送建材的质量为50 kg，则建材的重力是多少？(2)若工人在1 min内将建材匀速竖直向上提升了12 m，作用在钢绳上的拉力为200 N，求拉力的功率．(3)当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？(1)建材的重力G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N(2)由图可知：承担重物绳子的段数n＝2，则1 min绳子自由端移动的距离s＝2 h＝2×12 m＝24 m，拉力做的功W＝Fs＝200 N×24m ＝4800 J ，拉力的功率P ＝W t ＝4800 J 60 s ＝80 W (3)由图象可知，当η＝50%时，重物G ＝400 N ，因为η＝W 有W 总＝W 有W 有＋W 额＝Gh Gh ＋G 动h ＝G G ＋G 动，所以，50%＝400 N 400 N ＋G 动，解得G 动＝400 N ，当η′＝60%时，η′＝G ′G ′＋G 动，即60%＝G ′G ′＋400 N′，解得，G ′＝600 N3．(2016，青岛)小雨通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F 与绳子自由端移动的距离s 的关系图象如图乙所示．其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%.每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力．求：(1)物体在空中上升1 m ，小雨做的功是多少？(2)每个滑轮的重力是多少？(3)物体的密度是多少？(1)由图乙可知，绳子自由端移动的距离为0～4 m 时，拉力为100 N 不变，此时物体没有露出水面，4～6 m 时，物体开始逐渐露出水面，拉力不断增大，6～8 m 时拉力为200 N 不变，此时物体完全离开水面，故物体在空中匀速上升过程中受到的拉力F ＝200 N ，由图可知n ＝4，所以绳子自由端移动的距离s ＝nh ＝4×1 m ＝4 m ，小雨做的功是W ＝Fs ＝200 N ×4 m＝800 J (2)根据η＝W 有用W 总可得，物体在空中上升1 m 做的有用功W 有用＝ηW 总＝85%×800 J ＝680 J ，根据W ＝Gh 可得，物体的重力G ＝W 有用h ＝680 J 1 m ＝680 N ，根据F ＝1n(G ＋2G 动)可得，2G 动＝4F －G ＝4×200 N －680 N ＝120 N ，所以每个滑轮的重力G 动＝120 N 2＝60 N (3)物体没有露出水面之前受到的拉力为F ′＝4×100 N ＝400 N ，重力G ＝680 N ，两个动滑轮的重力为120 N ，所以，物体完全浸没时受到的浮力F 浮＝G ＋2G 动－F ′＝680 N ＋120 N －400 N ＝400 N ，根据F 浮＝ρ水gV 排可得物体的体积V ＝V 排＝F 浮ρ水g ＝400 N 1×103 kg/m 3×10 N/kg＝4×10－2 m 3，物体的质量m ＝G g ＝680 N 10 N/kg ＝68 kg ，则物体的密度ρ＝m V ＝68 kg 4×10－2 m 3＝1.7×103 kg/m 34．(2016，黄冈)图甲为研究匀速直线运动的实验装置，一个半径为2 cm 的球由于磁铁的吸引静止在盛水的玻璃管底，水深1 m ．移除磁铁后，球在玻璃管中上升，图乙为球在露出水面前运动速度与时间的关系图象，其中v 0＝0.05 m/s ，水的密度为1.0×103 kg/m 3，求：(1)移除磁铁前，玻璃管底受到水的压强．(2)球在玻璃管上升过程中前4 s 的平均速度．(3)已知球上升时受到水的阻力与其速度的关系为f ＝k v ，球的体积用V ，水的密度用ρ0表示，请推导球的密度表达式(用字母表示)．(1)移除磁铁前，玻璃管底受到水的压强p ＝ρgh ＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×1 m ＝1.0×104 Pa (2)由图可知，球在露出水面前运动的时间为21 s ，根据v ＝s t 可得，4～21 s 球上。

题型四综合应用题一纯力学类(6年5考)类型1压强的相关计算(6年4考)1. (2021福建)一辆5G无人配送车，质量为400 kg，轮胎与路面的总接触面积为0.025 m2，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.05倍．如图是配送车某次运动的路程与时间图像．求：第1题图(1)10 min内配送车的平均速度．(2)配送车匀速行驶时的牵引力．(3)配送车对水平地面的压强．2. (2021十堰)如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克，它采用1 000马力V型水冷涡轮增压柴油机，安装了先进的火控系统和多种光电技术应用，使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高．该坦克具有潜渡功能，坦克重42 t，高2.3 m．每条履带与地面的接触面积为2 m2.请利用给出的数据，求：(g取10 N/kg)第2题图(1)该坦克在水平路面行驶时，对地面的压强；(2)坦克在深为5 m的河水潜渡时，在坦克顶部面积为0.8 m2的舱门受的河水的压力；(3)坦克在该河段水中潜渡时，坦克对水平河床的压力为105 N，该坦克的体积是多大？类型2功、功率的相关计算(6年4考)3. (2021朝阳)有一满载货车总质量为4 t，车轮与地面的总接触面积为0.2 m2.求：(1)此货车静止时，对水平地面的压强是多少？(2)此货车在某平直路段以72 km/h的速度匀速行驶了10 km，所用时间为多少秒？(3)若此货车所受阻力为车和货物总重的0.1倍，则此货车通过上述路段牵引力做了多少功？(4)此货车在该路段行驶时，牵引力的功率是多少？4.木制积木集趣味性和娱乐性于一体，深受孩子们的喜爱．如图甲所示是小明用同种材料制成不同形状的积木搭成的城堡．A积木为长方体，高为0.02 m；B积木为圆柱体，底面积为75 cm2，质量为0.9 kg；C积木为正方体，边长为10 cm，质量为0.6 kg；D积木为锥体，重为7 N．求：(g取10 N/kg)第4题图(1)小明将5块相同的A积木水平叠放在地面上(如图乙)，则抽出积木________(选填“a”或“b”)更容易．(2)B积木竖放在水平地面上时，对地面的压强是多少？(3)小明在8 s内把平放在地面上的C积木和D积木依次叠放在水平放置在地面上的A积木上，在整个叠放过程中，克服重力做功的功率是多少？(4)小明搭积木时发现积木搭得越高越容易倒塌．请用物理知识解释产生此现象的原因．5. 2021年2月9日，被誉为“万里黄河第一隧”的济南黄河隧道工程东、西线隧道全部贯通．该隧道管片外径15.2 m，是目前黄河流域最大直径的隧道，也是目前国内在建最大直径的公轨合建盾构隧道，长3 890 m，设计双向6车道，计划2021年10月份建成通车．求(g 取10 N/kg，取河水的密度为1×103 kg/m3)：(1)在隧道建设时，利用我国自主建造的两台超大直径泥水平衡盾构机先后始发掘进，盾构机工作时，在巨大的力的作用下，将作业面的大块岩石打碎为小砾石，说明力可以改变物体的________，岩石被打碎后，其密度________(选填“变大”“变小”或“不变”)．(2)黄河自流入河南开始形成地上悬河，到达济南泺口段，河床高出南岸城区地面5 m，最大洪水位高出河床11.62 m，河床受到河水的压强最大是多少？(3)隧道建成后，开车通过隧道最快只需4 min，则隧道内限速为多少km/h?(4)该盾构机总功率8 688 kW，最大推力199 504 kN.请你计算盾构机以最大推力匀速掘进时每秒掘进多少m？(忽略能量损失)类型3简单机械类(6年3考)6. (2021苏州)如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在400 N的拉力作用下，使质量为70 kg的建筑材料在10 s的时间里，匀速竖直上升了2 m．不计绳子重力和摩擦，g取10 N/kg.求：第6题图(1)拉力的功率P；(2)滑轮组的机械效率η；(3)动滑轮的重力G动．7.工人师傅要将质量为100 kg的木箱搬到1.5 m高的车厢里，他将一块5 m长的长板搭在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400 N的拉力在10 s内将木箱从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，g取10 N/kg.第7题图(1)工人师傅利用斜面将木箱从底端匀速拉到车厢里，该过程中木箱的机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)；若想增大此斜面的机械效率，可采取的方法是______________(写出一种即可)．(2)拉木箱过程中，木箱的速度以及拉力的功率是多少？(3)拉木箱过程中，斜面的机械效率是多少？(4)木箱被拉到车厢里后，放在水平车厢底板上，木箱与车厢底板的接触面积为0.5 m2，木箱对车厢底板的压强是多少？8.桔槔是我国古代科技著作《天工开物》记载的汲水用具，它前端用绳系一木桶，后端系一质量适当的配重物，取水时将前端按下，木桶盛满水后，借助配重，便可将水桶提上来，其示意图如图乙所示. 轻质杠杆的支点O到左端端点的距离l1＝0.5 m，到右端端点的距离l2＝0.2 m．在杠杆左端悬挂质量为2 kg的物体A，右端挂边长为0.1 m的正方体B，杠杆在水平位置平衡时，正方体B对地面的压力为20 N．(g取10 N/kg)求：第8题图(1)桔槔在进行取水时，此模型是一个________(选填“省力”或“费力”)杠杆．(2)正方体B的密度为多少？(3)若杠杆左端悬挂物体A的重力为15 N，当杠杆在水平位置平衡时，正方体B对地面的压强为多大？(4)若使用桔槔模型从水井中进行打水时，在汲水量一定的前提下为了更加省力，请你提出一项合理的建议．二可变电阻实际应用类1. 如图甲所示是某物理兴趣小组设计的儿童身高、质量测量仪的原理图．电源U A的电压恒为3 V，脚踏板下方有一压敏电阻R1，其阻值随压力F大小的变化规律如图乙所示．滑动变阻器R2是竖直固定放置的电阻棒，长80 cm，最大阻值为80 Ω，滑片P可以随身高的变化竖直上下移动，其接入电路的阻值与接入电路的长度成正比．已知R3的阻值为10 Ω，电压表量程为0～15 V，电流表量程为0～0.6 A，电源U B电压恒定．闭合开关S1、S2，身高h1＝160 cm的小明站在踏板上时，滑片恰好在R2中点，电流表的示数为0.36 A，电流表的示数为0.15 A；当小红站在踏板上时，电压表的示数为12 V．试问：第1题图(1)测量仪在测量身高时，身高越高，电压表的示数________．(2)小明的质量是多少？(3)小红的身高是多少？(4)在电路安全的前提下，身高测量仪的测量范围是________cm.2. (2021安阳二模)图甲是小华为学校设计的楼道照明系统自动控制装置，已知控制电路电压U恒为6 V，电磁继电器线圈电阻R1为20 Ω，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小．工作电路中，路灯L上标有“220 V22 W”字样．图中AC可绕O点转动，OA长为0.5 cm，OB长1 cm，AC部分的重力、触点间的压力以及各处的摩擦力均忽略不计．第2题图(1)闭合控制电路中开关S，电磁铁上端为______极．(2)为了实现光照减弱时，受控电路接通，路灯L发光，图中导线M应接____________(选填“触点1”或“触点2”)．(3)路灯L正常工作时，通过它的电流是多少？(4)电磁铁对衔铁的吸引力F等效集中作用在B点，吸引力F与控制电路中电流I的关系如图乙所示，当衔铁刚好被吸下时，弹簧对A点的拉力为2.4 N，则此时光敏电阻R2的阻值为多少？三力热综合类1. (2021抚顺)如图所示的小型汽油耕地机的质量为80 kg，静止时与水平地面的接触面积为20 cm2.在水平土地上匀速直线行驶时速度为2 m/s，此时汽油机的输出功率为4 kW，效率为25%.求：第1题图(1)耕地机静止时对水平地面的压强．(g＝10 N/kg)(2)耕地机以2 m/s匀速直线行驶时受到的阻力．(3)耕地机以2 m/s匀速直线行驶了2.3 km，消耗汽油的质量．(q汽油＝4.6×107 J/kg)2.(2021许昌模拟改编)歼－20是我国第五代隐身重型歼击机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性等优异性能，歼－20的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体使发动机获得向前的推力．若歼－20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720 km/h的速度沿水平方向匀速航行1 h，需要燃烧航空煤油6 000 kg.已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107 W，航空煤油的热值为4×107 J/kg，试求在这1 h 内：(1)航空煤油完全燃烧放出的热量；(2)发动机获得水平推力F；(3)该飞机发动机的热机效率．3.(2021郑州二模)如图甲所示是我省在建的洛宁抽水蓄能电站．深夜用过剩的电能通过抽水机把下蓄水池的水抽到高处的上蓄水池内，白天则通过闸门放水发电．如图乙所示，若上蓄水池长为150 m，宽为30 m，从深夜11时至清晨4时抽水，使上蓄水池水面增高20 m，而抽水过程中水上升的高度始终保持为80 m．请完成下列问题：(g取10 N/kg)第3题图(1)抽水机抽水是利用________原理工作的，发电机是根据________原理工作的．(2)不计抽水过程中其他能量损耗，在抽水过程中抽水机所做的功和功率．(3)开闸放水时，这些水的能量如果由热电站来提供，则需要燃烧多少kg的无烟煤？已知热电站的效率为30%，无烟煤的热值为3.4×107 J/kg.四力电综合类1.(2021平顶山三模)中国移动将5G智能机器人(如图所示)运用到校园环境监测中，进行红外智能测温以及校园消毒．为了实现其消毒功能，机器人上还安装了超声波雾化器自动喷枪，工作时，将消毒液雾化成大量1 μm～5 μm的超微粒子，再吹散到空气中消杀病毒．当机器人剩余电量减小为电池容量的20%时，会主动寻找充电器充电．下表为某智能机器人的部分参数：(1)机器人在水平路面上一边向前匀速直线运动，一边执行喷洒消毒任务，此过程中机器人的机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)．喷洒消毒液后整个校园都能闻到刺鼻的气味，这是________现象．(2)该机器人在正常工作状态下仅以0.4 m/s的速度匀速前进，此时受到路面的阻力为多少？(3)该机器人以正常工作状态行进并执行喷洒消毒任务，充满电后最多可连续工作多少小时？(4)若返回充电过程中受到的阻力为360 N，剩余电池容量支持正常工作所能做的电功的30%用于克服阻力做功，机器人为确保能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远多少米？第1题图2. (2021台州改编)图甲是某简易吊装机，其简化结构如图乙所示．第2题图(1)吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是________．(2)吊装机总重为1 500牛，其重力作用线通过A点．结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？(3)电动机的额定功率是1 200瓦，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能．当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小．(4)吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒．将同一配重分别放在图中D、E、F处时，能达到最佳防翻效果的是________．五电热综合类1.(2021商丘二模)河南风力资源丰富，为了合理利用风能，某地已建成风力发电站．若年平均风速为6 m/s，风能年等效利用时间为2 000 h，该区域发电厂安装24台风叶直径为15 m 的风力机组，如图所示．下表为不同风速下该地区风力发电机组输出的电功率．(1)风能属于________(选填“可再生”或“不可再生”)能源．利用风能发电的好处是________．(2)该风力发电厂每年大约发电多少千瓦时？如果采用200 kV高压输送，求高压输电线上的电流为多少？(3)若用火力发电，煤燃烧放出的能量有36%转化为电能，则该风力发电厂每年可节约多少吨标准煤？(q煤＝3×107 J/kg)第1题图2.如图甲为一款电饭锅的简化电路，其中R1和R2均为电热丝，煮饭时闭合开关S1、S2，饭熟后温控开关S2自动断开，电饭锅处于保温状态．图乙为电饭锅某次煮饭全过程功率随时间变化的图像．已知电饭锅保温挡的功率P1为110 W，电阻R2的阻值为88 Ω，家庭电路的电压U为220 V．当电饭锅正常工作时，求：第2题图(1)保温时的电流I1；(2)加热时电饭锅的功率P；(3)这次煮饭全过程电饭锅消耗的电能W.六力电热综合类1.(2021河师大三模)如图甲所示是某品牌电饭煲．图乙是该电饭煲的原理图．它有加热和保温两挡，通过开关S进行调节，R0与R为阻值不同的电热丝．现在将该电饭煲接在220 V 的电源上，用加热挡工作时，电路的总功率为1 000 W．用保温挡工作时，电路的总功率为440 W．已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)．求：第1题图(1)电饭煲在保温挡时，开关S应________(选填“闭合”或“断开”)．(2)电热丝R0的阻值是多少？(3)当电饭煲在额定功率下工作时，要使质量为2 kg的水温度升高30 ℃，需要多长时间(不计热量损失)?(4)若电饭煲的质量为2.5 kg，底面积为500 cm2，每次煲饭可加入1.5 kg的大米和1 kg的水，那么煲饭时，电饭煲对水平桌面的压强是多少(g取10 N/kg)?2.太阳能汽车利用太阳能来驱动，实现了零排放，减少了对环境的污染．太阳能汽车的工作原理是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车．某辆太阳能汽车接收太阳光能的面板面积S＝8 m2，正对太阳时产生U＝200 V的电压，并对整车提供最大为75 A的电流，汽车最大可获得12 kW的机械功率．太阳光照射到地面上1 m2面积上的辐射功率P0＝6 250 W.(1)太阳能转化为其他形式的能的方式有很多，除了光电转换外，还有________(写出一种能量转化形式)，列举相应的一个应用实例：________________．(2)求太阳能电池将太阳能转化为电能的效率；(3)当太阳能汽车以最大机械功率行驶，其运动时速度为20 m/s时，蓄电池充足一次电可以行驶160 km，求牵引力对汽车做的功；(4)如果汽车行驶160 km的能量由燃烧汽油获得，汽油机的效率为30%，求需要消耗汽油的质量．(假设汽油完全燃烧，汽油的热值q＝4.6×107 J/kg)题型四 综合应用题一 纯力学类1. 解：(1)10 min 内配送车的平均速度v ＝t s ＝10×60 s 1.2×103 m ＝2 m/s(2)G ＝mg ＝400 kg ×10 N/kg ＝4 000 N配送车匀速行驶时的牵引力F ＝f ＝0.05G ＝0.05×4 000 N ＝200 N(3)配送车对水平地面的压力F 压＝G ＝4 000 N配送车对水平地面的压强p ＝S F 压＝0.025 m24 000 N ＝1.6×105 Pa2. 解：(1)坦克对地面的压力F ＝G ＝mg ＝42×103 kg ×10 N/kg ＝4.2×105 N受力面积S ＝2S 1＝2×2 m 2＝4 m 2坦克对地面的压强p ＝S F ＝ 4 m24.2×105 N ＝1.05×105 Pa(2)坦克顶部所处的深度h ＝h 1－h 2＝5 m －2.3 m ＝2.7 m坦克顶部受到水的压强p 水＝ρ水gh ＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×2.7 m ＝2.7×104 Pa舱门受到水的压力F ′＝p 水S ′＝2.7×104 Pa ×0.8 m 2＝2.16×104 N(3)坦克受到的浮力F 浮＝G －F 支＝G －F 压＝4.2×105 N －105 N ＝3.2×105 N此时坦克完全浸没在水中，由F 浮＝ρ水gV 排可得，该坦克的体积V ＝V 排＝ρ水g F 浮＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg 3.2×105 N ＝32 m 33. 解：(1)货车对水平地面的压力F ＝G 总＝m 总g ＝4×103 kg ×10 N/kg ＝4×104 N货车对水平地面的压强p ＝S F ＝0.2 m24×104 N ＝2×105 Pa(2)货车行驶的速度v ＝72 km/h ＝20 m/s货车行驶的路程s ＝10 km ＝1×104 m由v ＝t s 可得，所用时间t ＝v s ＝20 m/s 1×104 m ＝500 s[或由v ＝t s 得t ＝v s ＝72 km/h 10 km ＝365 h ＝500 s](3)货车所受阻力f ＝0.1G 总＝0.1×4×104 N ＝4×103 N因为货车在平直公路上匀速行驶，货车的牵引力F 牵＝f ＝4×103 N[或因为货车在平直公路上匀速行驶，牵引力F 牵＝f ＝0.1G 总＝0.1×4×104 N ＝4×103 N] 牵引力所做的功W ＝F 牵s ＝4×103 N ×1×104 m ＝4×107 J(4)牵引力的功率P ＝t W ＝500 s 4×107 J ＝8×104 W[或由P ＝t W ＝t Fs ＝F v 可得P ＝F 牵v ＝4×103 N ×20 m/s ＝8×104 W]4. (1)b解：(2)B 积木的重力G B ＝m B g ＝0.9 kg ×10 N/kg ＝9 NB 积木对地面的压强p ＝S F ＝S GB ＝75×10－4 m29 N ＝1 200 Pa(3)C 积木的重力为G C ＝m C g ＝0.6 kg ×10 N/kg ＝6 NC 积木叠放在A 积木上克服重力做功为W 1＝G C h 1＝6 N ×0.02 m ＝0.12 JD 积木叠放在C 积木上克服重力做功为W 2＝G D h 2＝7 N ×(0.1 m ＋0.02 m)＝0.84 J总功为W ＝W 1＋W 2＝0.12 J ＋0.84 J ＝0.96 J则叠放过程中克服重力做功的功率为P ＝t W ＝8 s 0.96 J ＝0.12 W(4)积木的重心越高，越不稳，越容易倒塌．5. (1)形状 不变解：(2)河床受到河水的压强最大为p ＝ρ水gh ＝1×103 kg/m 3×10 N/kg ×11.62 m ＝1.162×105 Pa(3)已知s ＝3 890 m ＝3.89 km ，最小行驶时间t ＝4 min ＝151 h ，则隧道内限速为v ＝t s ＝ h 1＝58.35 km/h(4)已知P ＝8 688 kW ＝8.688×106 W ，F ＝199 504 kN ＝1.995 04×108 N ，则根据P ＝t W ＝t Fs ＝F v ，盾构机以最大推力匀速掘进时的速度为v ′＝F P ＝1.995 04×108 N 8.688×106 W ≈4.35×10－2 m/s盾构机每秒掘进s ′＝v ′t ′＝4.35×10－2 m/s ×1 s ＝0.043 5 m6. 解：(1)由图可知s ＝2h ＝2×2 m ＝4 mW 总＝Fs ＝400 N ×4 m ＝1 600 JP ＝t W 总＝10 s 1 600 J ＝160 W[或者v ＝t s ＝10 s 4 m ＝0.4 m/sP ＝F v ＝400 N ×0.4 m/s ＝160 W](2)G ＝mg ＝70 kg ×10 N/kg ＝700 NW 有＝Gh ＝700 N ×2 m ＝1 400 J η＝W 总W 有×100%＝1 600 J 1 400 J×100%＝87.5%(3)2F ＝G ＋G 动G 动＝2F －G ＝2×400 N －700 N ＝100 N[或者W 额＝W 总－W 有＝1 600 J －1 400 J ＝200 JW 额＝G 动hG 动＝h W 额＝2 m 200 J ＝100 N]7. (1)增大 使斜面的表面变光滑(或增大斜面的倾斜角度)解：(2)已知斜面长s ＝5 m ，木箱的速度v ＝t s ＝10 s 5 m ＝0.5 m/s拉力做的总功W 总＝Fs ＝400 N ×5 m ＝2 000 J拉力做功的功率P ＝t W 总＝10 s 2 000 J ＝200 W(3)木箱的重力G ＝mg ＝100 kg ×10 N/kg ＝1 000 N工人做的有用功W 有用＝Gh ＝1 000 N ×1.5 m ＝1 500 J斜面的机械效率η＝W 总W 有用×100%＝2 000 J 1 500 J ×100%＝75%(4)木箱对车厢底板的压力F 压＝G ＝1 000 N木箱对车厢底板的压强p ＝S F 压＝0.5 m21 000 N ＝2 000 Pa8. (1)省力解：(2)杠杆左端所受拉力F 左＝G A ＝m A g ＝2 kg ×10 N/kg ＝20 N由杠杆平衡条件可得，杠杆右端所受拉力即绳子对B 的拉力F B ＝F 右＝l2l1F 左＝0.2 m 0.5 m ×20 N ＝50 N因正方体B 对地面的压力等于B 的重力减去绳子对B 的拉力，所以B 的重力G B ＝F B ＋F 压＝50 N ＋20 N ＝70 N由G ＝mg 可得B 的质量m B ＝g GB ＝10 N/kg 70 N ＝7 kg正方体B 的体积：V B ＝L 3＝(0.1 m)3＝0.001 m 3正方体B 的密度ρB ＝VB mB ＝0.001 m37 kg＝7×103 kg/m 3(3)杠杆左端悬挂的物体A 的重力为15 N ，根据杠杆的平衡条件可得，正方体B 受到向上的拉力为F B ′＝l2GA ′×l1＝0.2 m 15 N ×0.5 m ＝37.5 N则此时正方体B 对地面的压力为F 压′＝G B －F B ′＝70 N －37.5 N ＝32.5 N正方体B 的底面积S B ＝L 2＝(0.1 m)2＝0.01 m 2正方体B 对地面的压强p ＝SB F 压′＝0.01 m232.5 N ＝3.25×103 Pa(4)增大配重到杠杆模型支点的距离二 可变电阻实际应用类1. (1)越大解：(2)当小明站在踏板上时，R 1＝I1UA ＝0.15 A 3 V ＝20 Ω由图像可知，当R 1＝20 Ω时，F ＝500 N小明的重力G ＝F ＝500 N小明的质量为m ＝g G ＝10 N/kg 500 N ＝50 kg(3)当小明站在踏板上时，R 2接入电路的阻值为40 Ω，电流表示数为0.36 A 电源U B 的电压U B ＝I 2(R 2＋R 3)＝0.36 A ×(40 Ω＋10 Ω)＝18 V当小红站在踏板上测身高时，电路中的电流I 2′＝R3UB －U2′＝10 Ω18 V －12 V ＝0.6 A则R 2接入电路的阻值为R 2′＝I2′U2′＝0.6 A 12 V ＝20 Ω又因为滑动变阻器接入电路的阻值与接入电路的长度成正比，其长度为80 cm所以k ＝80 cm 80 Ω＝1 Ω/cmΔR ＝R 2－R 2′＝40 Ω－20 Ω＝20 ΩΔl ＝k ΔR ＝1 Ω/cm 20 Ω＝20 cm所以小红的身高为h 2＝h 1－Δl ＝160 cm －20 cm ＝140 cm(4)140～1702. (1)S(2)触点1解：(3)通过路灯L 的电流I L ＝UL PL ＝220 V 22 W ＝0.1 A(4)根据杠杆的平衡条件，可得F A ×OA ＝F B ×OB ，所以F B ＝OB FA ×OA ＝ 1 cm 2.4 N ×0.5 cm ＝1.2 N由图乙知，吸引力F 与控制电路中的电流I 成正比，故当吸引力为1.2 N 时，对应的电流大小为I ＝2 N 1.2 N ×40 mA ＝24 mA此时光敏电阻的阻值R 2＝I U －R 1＝0.024 A 6 V －20 Ω＝230 Ω三 力热综合类1. 解：(1)因为耕地机静止在水平地面上所以F ＝G ＝mg ＝80 kg ×10 N/kg ＝800 Np ＝S F ＝20×10－4 m2800 N ＝4×105 Pa(2)由P ＝t W ＝t Fs ＝F v 得F 牵＝v P ＝ 2 m/s 4×103 W ＝2×103 N因为耕地机在水平土地上匀速直线行驶，所以f ＝F 牵＝2×103 N(3)解法一：W ＝F 牵s ＝2×103 N ×2.3×103 m ＝4.6×106 J由η＝Q 放W 得Q 放＝ηW ＝25%4.6×106 J ＝1.84×107 J由Q 放＝mq 得m 油＝q 汽油Q 放＝4.6×107 J/kg 1.84×107 J ＝0.4 kg解法二：由v ＝t s 得t ＝v s ＝ 2 m/s 2.3×103 m ＝1.15×103 s由P ＝t W 得W ＝Pt ＝4×103 W ×1.15×103 s ＝4.6×106 J由η＝Q 放W 得Q 放＝ηW ＝25%4.6×106 J ＝1.84×107 J由Q 放＝mq 得m 油＝q 汽油Q 放＝4.6×107 J/kg 1.84×107 J ＝0.4 kg2. 解：(1)煤油完全燃烧放出的热量为：Q 放＝mq ＝6 000 kg ×4×107 J/kg ＝2.4×1011 J(2)该飞机水平匀速飞行的速度v ＝720 km/h ＝200 m/s由P ＝F v 得，发动机获得的水平推力F ＝v P ＝200 m/s 3.2×107 W ＝1.6×105 N(3)该飞机沿水平方向匀速航行1 h ，则发动机做的功W ＝Pt ＝3.2×107 W ×3 600 s ＝1.152×1011 J发动机的热机效率η＝Q 放W ×100%＝2.4×1011 J 1.152×1011 J ×100%＝48%3. (1)大气压 电磁感应解：(2)水的质量m ＝ρ水V ＝1.0×103 kg/m 3×150 m ×30 m ×20 m ＝9×107 kg抽水机做的功W ＝Gh ＝mgh ＝9×107 kg ×10 N/kg ×80 m ＝ 7.2×1010 J抽水机的功率P ＝t W ＝5×3 600 s 7.2×1010 J ＝4×106 W(3)无烟煤放出的热量Q 放＝ηW ＝30%7.2×1010 J ＝2.4×1011 J无烟煤的质量m 煤＝q Q 放＝3.4×107 J/kg 2.4×1011 J ≈7.1×103 kg四 力电综合类1. (1)减小 扩散解：(2)由P ＝t W ＝t Fs ＝F v 可得机器人匀速运动时前进动力为F 动＝v P 行＝0.4 m/s 200 W ＝500 N机器人匀速前进，则由二力平衡可知，受到路面的阻力等于动力，即f ＝F 动＝500 N(3)电池最多储存电量为W 储＝UIt ＝15 V ×30 A ×1×3 600 s ＝1.62×106 J由于机器人剩余电量减小为电池容量的20%时，会主动寻找充电器充电，则最多消耗电能为W 耗＝W 储×80%＝1.296×106 J最多可连续工作时间为t ＝P 总W 耗＝P 行＋P 喷W 耗＝200 W ＋100 W 1.296×106 J ＝4 320 s ＝1.2 h(4)返回时剩余电池容量可用于克服阻力做功为W 阻＝W 储×20%×30%＝1.62×106 J ×20%×30%＝9.72×104 J则可支持移动的最大距离为s ＝f 返W 阻＝360 N 9.72×104 J ＝270 m即机器人为确保能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远270 m.2. (1)改变力的方向解：(2)吊装机的杠杆模型是以B 为支点，A 点力臂为：L 1＝1.5 m －1.25 m ＝0.25 m ；由杠杆平衡条件可得：G 物最大×L 2＝G 吊机×L 1；所以G 物最大＝L2G 吊机×L1＝ 1.25 m 1 500 N ×0.25 m ＝300 N(3)正常工作10 s 消耗的电能为：W ＝Pt ＝1 200 W ×10 s ＝12 000 J重物增加的机械能为：W 1＝12 000 J ×75%＝9 000 J重物受到的重力大小：G 物＝h W1＝ 3 m 9 000 J ＝3 000 N(4)F五 电热综合类1. (1)可再生 清洁、无污染解：(2)根据表格数据可知，当风速为6 m/s 时每个风力发电机组的功率为160 kW ，发电厂有24台发电机组，因此发电总功率P ＝24P 1＝24×160 kW ＝3 840 kW每年发电量W ＝Pt ＝3 840 kW ×2 000 h ＝7.68×106 kW ·h由功率公式P ＝UI 知，高压输电线上的电流I ＝U P ＝200×103 V 3 840×103 W ＝19.2 A(3)W ＝7.68×106 kW ·h ＝2.764 8×1013 J煤完全燃烧放出的热量Q 放＝ηW ＝36%2.764 8×1013 J ＝7.68×1013 J每年可节约煤的质量m ＝q 煤Q 放＝3×107 J 7.68×1013 J ＝2.56×106 kg ＝2.56×103 t2. 解：(1)保温时的电流I 1＝U P1＝220 V 110 W ＝0.5 A(2)加热时电阻R 2的功率P 2＝R2U2＝88 Ω（220 V ）2＝550 W加热时电饭锅的功率P ＝P 1＋P 2＝110 W ＋550 W ＝660 W(3)W 1＝Pt 1，W 2＝P 1t 2煮饭全过程电饭锅消耗的电能W ＝W 1＋W 2＝Pt 1＋P 1t 2＝0.66 kW ×0.4 h ＋0.11 kW ×0.2 h ＝0.286 kW·h(或1.029 6×106 J)六 力电热综合类1. (1)断开解：(2)当S 断开时，R 与R 0串联，总功率最小，为保温挡；当S 闭合时，电路为R 0的简单电路，总功率最大，为加热挡．由公式P ＝R U2得，电热丝R 0的阻值R 0＝P 加热U2＝ 1 000 W （220 V ）2＝48.4 Ω(3)水吸收的热量Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg ×30 ℃＝2.52×105 J 因为不计热量损失，所以电饭煲产生的热量被全部吸收，则Q 放＝ Q 吸＝2.52×105 J 由Q 放＝P 加热t 得，需要的时间t ＝P 加热Q 放＝ 1 000 W 2.52×105J ＝252 s(4)电饭煲对桌面的压力F ＝G 总＝(2.5 kg ＋1.5 kg ＋1 kg)×10 N/kg ＝50 N电饭煲对桌面的压强p ＝S F ＝500×10－4 m250 N ＝1 000 Pa2. (1)光热转换 太阳能热水器解：(2)太阳能电池对整车提供的功率P 电＝UI ＝200 V ×75 A ＝1.5×104 W太阳能电池吸收太阳光的功率P 太阳＝6 250 W/m 2×8 m 2＝5×104 W太阳能电池将太阳能转化为电能的效率η＝P 太阳P 电×100%＝5×104 W 1.5×104 W ×100%＝30%(3)已知汽车最大可获得12 kW 的机械功率，由公式v ＝t s 、P ＝t W 及W ＝Fs 可得P ＝F v ，汽车所受的牵引力F ＝v P 机＝20 m/s 12×103 W ＝600 N牵引力对汽车所做的功W ＝Fs ＝600 N ×160×103 m ＝9.6×107 J(4)汽油机的效率为30%，则汽油需要放出的热量为Q 放＝η汽油机W ＝30%9.6×107 J ＝3.2×108 J需要消耗汽油的质量m ＝q Q 放＝4.6×107 J/kg 3.2×108 J ≈6.96 kg。

综合使用专题复习一、综述综合应用题一般有两类，一类是综合考查力学的相关知识，另一类是综合考查电学的相关知识．电能知识和机械能有时要结合热能知识一起考查．综合应用题要用到的知识及公式有：1．欧姆定律：U I R =；导体电阻=2,U U R R I P ==额额． 2．电能(功)：,W Pt W UIt ==3．电功率：,W P p UIt t== 4．焦耳定律：2,Q I Rt Q W pt ===．5．速度s v t=；密度m p V =；重力G=mg ． 6．增大和减小摩擦的方法：粗糙水准一定时增大压力、压力一定时增大粗糙水准能增大摩擦；粗糙水准一定时减小压力、压力一定时减小粗糙水准能减小摩擦．7．规则的和不规则的受力面积的测量，压强F P S=． 8．增大压强的方法：受力面积一定时增大压力、压力一定时减小受力面积能增大压强．减少小压强的方法：受力面积一定时减小压力、压力一定时增大受力面积能减小压强．9．机械功: W Fs =；功率：W p Fv t ==；机械效率：W W η=有总． 10．热量：Q=cm(t —to)；燃料热值：Q=mq ．11．热机的效率：W Qη=. (一)速度和压强(1)速度的计算是历年中考的必考点．速度的计算、单位换算、平均速度的考查常和列车时刻表、 交通标志牌、速度计算等联系生活实际的实例结合在一起．易错点：一是时间的确定和换算，即在 火车票、日期等具体环境中确定t 的大小并完成单位换算；二是速度的单位换算，如1 m ／s=3．6 km ／h ．(2)压强：压强是中考的热点．中考已将考查的侧重点转移到联系生活实际、用所学的压强知识 解决生活中的简单实际问题，并出现了较多新颖的题型．中考会以课标为依据，主要考查压强的简 单计算、探究压力作用效果的影响因素、探究液体内部压强的特点、联系日常生活中的现象考查增 大和减小压强的方法．P 压强的公式为F P S=．公式中F 表示压力，P 表示压强，S 表示受力面积．难 点是受力面积S 的确定，如在具体的生活情境中，比如汽车的轮子的个数和接触面的关系，人和动物走路和站立时的受力面积的大小．易错点是面积单位的换算，如1m 2=104cm 2．注意事项：如果物体是柱形的，比如正方体、长方体、圆柱体等，物体对地面的压强p=pgh ． (--)功、功率和机械效率功、功率和机械效率是中考的必考点之一，其中效率的意义有所拓展，比如热机的效率，灯泡的用电效率，太阳能的利用率，电热水器、微波炉、电磁炉、开水煲的用电效率等，这些都是综合应用题的出题热点．本部分知识点的考查会和日常生活联系在一起，注重考查在实际问题中应用知识解决问题的水平．(1)机械功：W=Fs ．难点：做功有两个必要因素，一是作用在物体上的力．二是物体在力的方向上移动的距离． 易错点：力F 做功多少只与F 和s 相关，与运动速度和运动的路径及接触面的粗糙水准、倾斜水准等无关．注意事项：很多实际应用中会考查用W=Pt 解决问题的水平．(2)机械功率：W F tρυ==． 综观最近几年的中考卷最后的综合应用题，用F ρυ=解决实际问题几乎每年必考，成了热点，主要和物体的运动相联系．注意事项：F ρυ=适用于物体匀速直线运动的情况．否则，还要用定义式W t ρ=来处理． (3)机械效率：W W η=有总(三)热量、热值和热机的效率热量Q cm t =∆或热值的相关计算公式Q=mq 及热机效率的考查是中考的必考点之一，题型大多在综合应用题中出现，重点还是考查和生活实际联系在一起的实例，比如汽车、厨房中的一些家用电器，包括电饭锅、电磁炉等．易错点：热值的运算都是指数运算，运算易错．例1 (1)为保证交通安全，交管部门规定“渣土车”在市区行驶的速度不得超过30km ／h ．在遵守交通规则的前提下，“渣土车”行驶3000m 至少需要h ．(2)某6轮“渣土车”装载渣土后总质量为12t 。

必考题型四：综合应用专题目录：专题剖析，把握中考定方向命题整合，分类梳理讲重难专题剖析，把握中考定方向综合应用题是中招的必考内容，具有开放、新颖、创新、探究、综合等特点，常以生活中常见器物和最新科技科研产品为研究对象，需要学生运用多个物理概念和规律，把力、热、光、电的知识有机地结合起来，考查学生综合思维和综合运用能力。

综合应用题常常含有多个物理过程、多个研究对象、运用到多个物理概念和规律，侧重考查综合思维和综合运用能力，在中招考试中常作为压轴题出现。

随着科技和社会的发展，综合应用题不断推陈出新。

中招考试涉及的主要命题点有力学类、热学类、电学类(含电与热综合)、推理类综合应用题等。

命题整合，分类梳理讲重难命题点一力学类综合应用题例1 (青岛中考)小雨用滑轮组提升重物。

每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10 N/kg。

请画出与解题过程相应的受力分析示意图。

(1)物体A的质量为50 kg，求物体A的重力是多少。

(2)如图甲所示，小雨对绳子自由端的拉力为150 N时，地面对物体A的支持力是100 N。

为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，并利用它将物体A在空气中匀速提升了2 m，求小雨做的功是多少。

(3)小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为1.5×103 kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中，拉力F随时间t变化的图像如图丙所示。

已知F2与F1之差为50 N，在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%。

求液体密度是多少。

【思路点拨】(1)已知物体A的质量，利用G＝mg可求重力。

(2)首先求出动滑轮的重力，再求出小雨做的功。

(3)首先求出G B，再利用公式求出体积，最后由浮力公式求出液体的密度。

例2 (德州中考)图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30 m，宽15 m，排水量60 t，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105 W，若接收的太阳能只用来驱动船前进。

中考物理专题复习《综合应用题》测试卷-附带答案学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________方法指导对于计算题中的简答小问，一般的答题步骤是：(1)审题，寻找已知条件和要回答的问题(显性条件：题干中的文字、图表等；隐性条件：从显性条件或结论中挖掘物理知识)；(2)抓住已知条件和问题之间的联系，找出理论依据(物理概念、规律、公式、原理等)； (3)用精练的语言条理清晰地推理表述，做到有理可依，有据可循．例 一题多设问 有一满载货车总质量为4 t ，车轮与地面的总接触面积为0.2 m 2.求： 【思路引导】 (1)压强公式p ＝FS ↓→水平地面 则F ＝G 总＝m 总g 0.2 m 2 4 t ＝4×103 kg (2)时间公式t ＝sv s →10 km v →72 km/h注：题目问所用时间为多少秒，最终的计算结果为秒，所以要进行单位换算 (3)功公式W ＝Fs → s 由(2)可知 ↓匀速行驶，则F 牵＝f ，由题干可知， f ＝0.1G 总 (4)功率公式P ＝Wt →W 、t 由(2)(3)可得(5)密度公式ρ＝mV m →4.8 g V →正方体样本，则V ＝a 3(6)“不同车型设定不一样的最高行驶速度” 关键词：不同车型→质量不同以相同的速度运动时，质量大的动能大，制动距离大→从动能的影响因素方面解答 (1)此货车静止时，对水平地面的压强是多少？(2)此货车在某平直路段以72 km/h 的速度匀速行驶了10 km ，所用时间为多少秒？(3)若此货车所受阻力为车和货物总重的0.1倍，则此货车通过上述路程牵引力做了多少功？(4)此货车在该路段行驶时，牵引力的功率是多少？(5)若此货车满载着某种木材，截取一块边长a＝2 cm的正方体木材样本，测得该样本的质量为4.8 g，则该木材的密度为多少？(6)如图所示为高速公路上的限速标志牌，由标志牌可知，货车的最高行驶速度最低，请解释为什么在同一道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？例题图一、力学计算类型1简单运动类(10年8考)__1.如图所示，记录了两辆汽车在平直的公路上行驶时，在相同的时间内通过的路程．甲图中汽车做匀速运动，受到的阻力为1 200 N；乙图中汽车做加速运动．求：第1题图(1)甲图中汽车的速度；(2)乙图中汽车在前30 s内的平均速度；(3)甲图中汽车牵引力在40 s内所做的功；(4)乙图中的汽车在行驶过程中，是否受到平衡力作用，请说明理由．2. 如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度．已知小明的体重为500 N，握拳时手臂的长度为0.6 m，完成4次引体向上所用的时间为10 s．求：第2题图(1)他停留在单杠上时，对单杠的拉力；(2)小明完成1次引体向上所做的功；(3)10 s内小明做引体向上的功率；(4)请用物理知识解释为什么单杠运动员比赛时手上常会涂有镁粉．3. 一辆5G无人配送车，质量为400 kg，轮胎与路面的总接触面积为0.025 m2，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.05倍．如图是配送车某次运动的路程与时间图像．求：第3题图(1)10 min内配送车的平均速度；(2)配送车匀速行驶时的牵引力；(3)配送车对水平地面的压强；(4)请解释关闭发动机后配送车为什么还能继续前进．4. 如图为南通“濠河国际龙舟邀请赛”的比赛场景，500 m直线赛项目的冠军队所使用龙舟的质量为300 kg，运动员总质量为1 500 kg，比赛用时2 min 30 s，假设比赛中龙舟做匀速直线运动，且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍，g取10 N/kg.求：第4题图(1)龙舟的重力；(2)运动员坐上龙舟后排开水的体积；(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率；(4)划船时手移动较小的距离，就能使船桨在水中移动较大的距离，请运用所学的物理知识解释船桨的这个特点．类型2打捞类__5. 某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件．已知工件的体积为30 dm3，密度为3×103 kg/m3.每个滑轮的重力为20 N，不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力．(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：第5题图(1)工件浸没在水中时所受的浮力；(2)工件受到的重力；(3)工件在水中上升6 m的过程中(工件始终浸没在水中)，工人做了多少功；(4)工件未露出水面前，滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)．6. 如图甲所示，用钢丝绳将一个实心圆柱形混凝土构件从河里以0.05 m/s的速度竖直向上匀速提起，图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图像，整个提起过程用时100 s，已知河水密度为1.0×103 kg/m3，混凝土的密度为2.8×103 kg/m3，钢铁的密度为7.9×103 kg/m3，g 取10 N/kg，不计河水的阻力．求：第6题图(1)0～60 s内混凝土构件在河水里上升的高度；(2)0～60 s内钢丝绳拉力所做的功；(3)混凝土构件浸没在河水中时受到的浮力；(4)通过计算说明，此构件的组成是纯混凝土，还是混凝土中带有钢铁骨架？类型3工程机械类_7. 图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6 t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3 m2，起重时汽车轮胎离开地面．图乙是起重机吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1 200 kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5 000 N，货物上升过程中的s－t图像如图丙所示．(不考虑绳重，g取10 N/kg)求：第7题图(1)提升货物过程中起重车对水平地面的压强；(2)拉力F的功率；(3)提升货物过程中滑轮组的机械效率；(4)增加提升货物的重力，滑轮组的机械效率如何改变？8. 在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材．工人往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3 m长的斜面，把120 kg的箱子沿斜面匀速推到1 m高的车厢上，如图．推箱子做的额外功是300 J．(g取10 N/kg)求：第8题图(1)推箱子做的有用功；(2)斜面的机械效率；(3)沿斜面的推力；(4)要增大斜面的机械效率，可采取哪些措施．二、电学计算类型1动态电路类(10年6考)__1. 小明同学在物理实验室发现一个电学元件，是由一个标有“2 V 2 W”的小灯泡和一个定值电阻R0连接而成．小明同学将该元件接入如图所示的电路中，电源电压恒为6 V，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表的示数总在0.2 A～1 A的范围内变化(小灯泡的电阻不随温度变化，且电路元件始终完好)．求：第1题图(1)小灯泡正常工作时的电流和电阻；(2)定值电阻R0与小灯泡______(选填“串”或“并”)联；(3)定值电阻R0的阻值；(4)滑动变阻器R的最大阻值．2. 如图所示的电路，电源电压为6 V保持不变，R1＝4 Ω.开关闭合，滑动变阻器R2的滑片置于a端时，电压表的示数为2 V，求：第2题图(1)电压表的示数；(2)电流表的示数；(3)整个电路的功率；(4)当滑片滑到b端时，通电1 min电流做的功．3.在测量小灯泡电功率的实验中，电路如图甲所示，电源电压恒为4 V．小灯泡标有“2.5 V”字样，滑动变阻器规格为“50 Ω 1 A”．实验得到小灯泡的I－U图像如图乙所示．求：第3题图(1)小灯泡的额定功率；(2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值；(3)当小灯泡消耗的功率为0.2 W时，通电1 min，滑动变阻器R产生的热量．4. 如图甲为湿度表的简化工作原理图．电源电压恒为6 V，定值电阻R0＝5 Ω，R为湿敏电阻，其阻值R随环境湿度RH的变化如图乙所示，电压表量程为“0～3 V”，电流表量程为“0～0.6 A”，闭合开关S，在保证两表安全的情况下：第4题图(1)环境湿度增加，电流表的示数________．(2)当电路中电流表的示数为400 mA时，电阻R的阻值为多少？(3)环境湿度为60%时，电压表的示数为多少？(4)湿度表能够测量的最大环境湿度是多少？5. 如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“3 V0.6 A”的字样，定值电阻R的阻值为10 Ω，设灯丝电阻不变，求：第5题图(1)灯丝电阻；(2)当开关S1闭合、S2断开，电流表示数为0.2 A时，灯L两端电压；(3)当开关S1、S2均闭合时，定值电阻R消耗的电功率．6. 如图，电路中电源电压恒定，小灯泡L的额定电压为6 V，滑动变阻器R1标有“200 Ω1 A”，电压表量程为0～5 V．只闭合开关S2，当R1的滑片P移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表示数为0.5 A；再闭合S1，电流表的示数变为0.8 A．求：第6题图(1)灯泡的额定功率；(2)电阻R2的阻值；(3)只闭合S1，当电路总功率最小时，R1接入电路的阻值．类型2多挡位用电器类__7. 如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484 Ω，加热挡功率为1 200 W．用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75 ℃，需要的时间为375 s，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)．求：(1)该电蒸锅是利用电流的________工作的；第7题图(2)保温挡的功率；(3)电阻R2的阻值；(4)电蒸锅的加热效率．8.如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐．它有三段温控功能：高温炖、中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数．[ρ水＝1×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，g取10 N/kg]第8题图项目参数电源电压(V)220中温挡功率(W)400高温挡功率(W) 1 100容积(L)1(1)开关S1、S2处于什么状态，电炖锅为低温挡，说明判断依据；(2)求R1、R2的阻值；(3)在标准大气压下，使用高温挡将初温是12 ℃的一锅水烧开，若电炖锅高温挡加热效率为80%，求烧开一锅水需要的时间．9.为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示．控制电路中电压U1＝3 V，定值电阻R0＝50 Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中电压U2＝220 V，R1＝836 Ω，R2＝44 Ω.已知恒温调奶器容量为2 kg，水温达到80 ℃时衔铁会跳起．[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]第9题图(1)请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理；(2)求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流；(3)求工作电路在保温状态下的电功率；(4)当调奶器加满温度为25 ℃的水，加热元件工作500 s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率．10. 小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换．小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如下表．饮水机正常加热7 min，可将质量为1 kg的水从20 ℃加热到沸腾(标准大气压)，然后转入保温状态．请你结合小伟的调查研究，解决下列问题：额定电压U/V220加热功率P1/W 1 000保温功率P2/W100电阻R1/Ω435.6电阻R2/Ω48.4第10题图(1)在图中虚线框内画出导线、电阻R1和电阻R2三个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整．(旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通)(2)加热过程中，饮水机的加热效率．[水的比热容4.2×103 J/(kg·℃)]类型3电路改装类__11. 某科技兴趣小组用一个88 Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220 V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求：第11题图(1)通过R1的电流；(2)R1消耗的电功率；(3)小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装．①你认为应按照图________(选填“乙”或“丙”)进行改装；②闭合开关S后，通电10 min，求改装后电烤箱产生的热量．12. 如图甲所示是一款养生杯，图乙是其简易电路图，R1和R2是两根电热丝．给杯中倒入直饮水，放在底座上，底座就会根据水温自动调节电路状态：当水温低于52 ℃时，养生杯处于加热状态，水温达到52 ℃后养生杯自动调节为保温状态．某次给杯中倒入100 mL、22 ℃的直饮水放在底座上后，养生杯正常工作时功率随时间变化的图像如图丙所示．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]第12题图(1)刚开始将养生杯放在底座上时，工作的电热丝是________(选填“R1”、“R2”或“R1和R2”)；养生杯在工作时，应盖好杯盖，这样做可以__________(合理即可)．(2)此次将杯中100 mL、22 ℃的水加热到52 ℃的过程中，水吸收的热量是多少？(3)该养生杯的加热效率；(4)若只要求改变一根电热丝的阻值，将保温状态的功率提升至16 W，请通过计算说明如何改进？13.某物理兴趣小组为检测学校操场上的风力等级，小组成员共同设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示．装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连．挡风板的挡风面积为0.2 m2，光滑均匀电阻丝AB长为30 cm，阻值为15 Ω，电源电压U恒为9 V，保护电阻R0为3 Ω，电压表量程为0～3 V．弹簧弹力F与弹簧形变量x的关系如图乙所示．无风时，滑片P停留在A处，有风时，滑块向左移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风力等级．风力等级一级二级三级四级五级六级风速v(m/s)0.3～1．51.6～3．33.4～5．45.5～7．98.0～10．710.8～13．8风压 p (Pa)0.055 ～1.41.6～ 6．87.2～ 1818.9～ 3940～ 7272.9～ 119(1)无风时，求通过R 0的电流；(2)为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为几级；(3)某日从天气预报得知，第二天风力等级将会达到五级，风速v 预计为10 m/s ，在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上，电路将如何改进．在图丙的虚线框内将电路图补充完整，小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数，经查阅资料后得知，该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，其关系式为p ＝k v 2(其中k 为常量，数值为0.6)，假设你为该小组成员，请你计算出风速为10 m/s 时，改进后的电路中电压表的示数．第13题图参考答案例 解：(1)货车对水平地面的压力F ＝G 总＝m 总g ＝4×103 kg ×10 N/kg ＝4×104 N 货车对水平地面的压强p ＝F S ＝4×104 N 0.2 m 2＝2×105 Pa(2)货车匀速行驶的速度v ＝72 km/h ＝20 m/s 货车行驶的路程s ＝10 km ＝1×104 m由v ＝s t 可得，所用时间t ＝s v ＝1×104 m20 m/s ＝500 s(3)货车所受阻力f ＝0.1G 总＝0.1×4×104 N ＝4×103 N 因为货车在平直公路上匀速行驶，货车的牵引力 F 牵＝f ＝4×103 N牵引力所做的功W ＝F 牵s ＝4×103 N ×1×104 m ＝4×107 J (4)牵引力的功率P ＝W t ＝4×107 J500 s＝8×104 W(5)因同种物质状态相同时的密度相等，所以该木材的密度ρ＝ρ样本＝m 样本V 样本＝ 4.8 g （2 cm ）3＝0.6 g/cm 3＝0.6×103 kg/m 3 (6)机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同．一、力学计算1. (1)30 m/s (2)25 m/s (3)1.44×106 J (4)不受平衡力作用．原因是乙图中的汽车在行驶过程中做加速运动，并非处于静止或匀速直线运动状态．2. (1)500 N (2)300 J (3)120 W (4)镁粉具有很强的吸湿作用，可以吸去运动员手掌心的汗水，通过增大接触面的粗糙程度来增大掌心和器械之间的摩擦力，有利于运动员提高完成动作的质量和安全性．3. (1)2 m/s (2)200 N (3)1.6×105 Pa (4)关闭发动机后配送车还能继续前进是因为其具有惯性．4. 解：(1)龙舟的重力G ＝mg ＝300 kg ×10 N/kg ＝3 000 N (2)运动员的重力G ′＝m ′g ＝1 500 kg ×10 N/kg ＝15 000 N 运动员和龙舟的总重G 总＝G ＋G ′＝3 000 N ＋15 000 N ＝18 000 N根据浮沉条件，运动员坐上龙舟后龙舟受到的浮力等于运动员和龙舟的总重，根据阿基米德原理，龙舟排开水的体积V 排＝F 浮ρ水g ＝18 000 N1.0×103 kg/m 3×10 N/kg＝1.8 m 3 (3)龙舟受到的阻力f ＝0.1×G 总＝0.1×18 000 N ＝1 800 N因比赛中龙舟做匀速直线运动，根据二力平衡可知，比赛过程中龙舟获得的动力F ＝f ＝1 800 N所用时间t ＝2 min 30 s ＝150 s比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率 P ＝W t ＝Fs t ＝1 800 N ×500 m 150 s＝6 000 W(4)船桨在使用过程中动力臂小于阻力臂，故船桨是费力杠杆，使用费力杠杆可以省距离．划船时，手在船桨上的动力比水对船桨的阻力大，所以手只要移动较小的距离，就能使船桨在水中移动较大的距离．5. 解：(1)根据阿基米德原理可得，工件浸没在水中时所受的浮力F 浮＝ρ水gV 排＝ρ水gV ＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×30×10－3 m 3＝300 N(2)工件的质量m ＝ρV ＝3×103 kg/m 3×30×10－3 m 3＝90 kg 工件受到的重力G ＝mg ＝90 kg ×10 N/kg ＝900 N(3)物重被2段绳子承担，工件在水中上升6 m ，绳端移动的距离为2×6 m ＝12 m 拉力F ＝12(G ＋G 动－F 浮)＝12×(900 N ＋20 N －300 N)＝310 N工人做功W ＝Fs ＝310 N ×12 m ＝3 720 J (4)工件未露出水面前，滑轮组的机械效率η＝W 有用W 总×100%＝F 拉h Fs ×100%＝（G －F 浮）h Fnh ×100%＝G －F 浮Fn ×100%＝900 N －300 N 310 N ×2×100%≈96.8%6. 解：(1)0～60 s 内混凝土构件在河水里上升的高度h ＝v t ＝0.05 m/s ×60 s ＝3 m (2)0～60 s 内钢丝绳拉力所做的功W ＝F 1s ＝825 N ×3 m ＝2 475 J(3)由图乙可知t ＝60 s 前拉力F 1＝825 N ，因构件从河水中匀速提起，此时有F 浮＋F 1＝G ，t ＝80 s 后拉力F 2＝1 200 N ，此时有F 2＝G ，混凝土构件浸没在河水中时受到的浮力F 浮＝G －F 1＝1 200 N －825 N ＝375 N(4)由F 浮＝ρ液gV 排得，构件排开水的体积V 排＝F 浮ρ水g ＝375 N 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg＝3.75×10－2 m 3因构件完全浸没，则V ＝V 排＝3.75×10－2 m 3构件重力G ＝1 200 N ，由G ＝mg ＝ρVg 可得，构件的密度ρ件＝G Vg ＝1 200 N3.75×10－2 m 3×10 N/kg ＝3.2×103 kg/m 3＞2.8×103 kg/m 3所以此构件的组成是混凝土中带有钢铁骨架7. 解：(1)提升货物过程中，起重车对水平地面的压力F 压＝G 总＝G 车＋G 货＝m 车g ＋m 货g ＝9.6×103 kg ×10 N/kg ＋1 200 kg ×10 N/kg ＝1.08×105 N 支撑脚与地面的接触面积S ＝0.3 m 2×4＝1.2 m 2提升货物过程中起重车对水平地面的压强p ＝F 压S ＝1.08×105 N1.2 m 2＝9×104 Pa(2)由图丙可知，货物上升的速度v 物＝s t ＝2.5 m10 s＝0.25 m/s由图乙可知，承担物重的绳子段数n ＝3，所以绳端移动的速度v 绳＝n v 物＝3×0.25 m/s ＝0.75 m/s拉力F 的功率P ＝F v 绳＝5 000 N ×0.75 m/s ＝3.75×103 W(3)物体上升的距离s ＝2.5 m ，则绳端移动的距离s 绳＝nh ＝3×2.5 m ＝7.5 m 提升货物的重力G 货＝m 货g ＝1 200 kg ×10 N/kg ＝1.2×104 N所以提升货物过程中滑轮组的机械效率η＝W 有W 总×100%＝G 货s Fs 绳×100%＝1.2×104 N ×2.5 m 5 000 N ×7.5 m ×100%＝80%(4)增加提升货物的重力，滑轮组的机械效率将变大．8. (1)1 200 J (2)80% (3)500 N (4)增大斜面的倾斜程度；减小斜面的粗糙程度．二、电学计算1. 解：(1)小灯泡正常工作时的电流I 额＝P 额U 额＝2 W2 V ＝1 A小灯泡正常工作时的电阻R L ＝U 额I 额＝2 V 1 A＝2 Ω (2)串(3)当滑动变阻器R 接入电路的阻值为0时，定值电阻R 0与小灯泡串联，电路中最大电流为1 AR 最小总＝U I 最大＝6 V1 A＝6 Ω定值电阻R 0的阻值R 0＝R 最小总－R L ＝6 Ω－2 Ω＝4 Ω(4)当滑动变阻器R 接入电路的阻值为最大时，定值电阻R 0、小灯泡和滑动变阻器R 串联，电路中最小电流为0.2 A R 最大总＝U I 最小＝6 V0.2 A ＝30 Ω滑动变阻器R 的最大阻值R ＝R 最大总－R L －R 0＝30 Ω－2 Ω－4 Ω＝24 Ω2. 解：(1)由图可知，R 1、R 2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R 1两端电压，电压表测R 2两端电压，则电压表的示数U 2＝U －U 1＝6 V －2 V ＝4 V(2)电流表的示数I ＝U 1R 1＝2 V4 Ω＝0.5 A(3)整个电路的功率P ＝UI ＝6 V ×0.5 A ＝3 W(4)当滑片滑到b 端时，电路中只接入R 1，通电1 min 电流做的功W ＝U 2R 1t ＝（6 V ）24 Ω×60 s＝540 J3. 解：(1)由图乙可知，小灯泡的额定电流为0.3 A 则小灯泡的额定功率为P 额＝U 额I 额＝2.5 V ×0.3 A ＝0.75 W(2)小灯泡正常发光时，R 两端的电压为U R ＝U －U 额＝4 V －2.5 V ＝1.5 V 滑动变阻器R 接入电路的电阻为R ＝U R I 额＝1.5 V0.3 A＝5 Ω(3)由图乙可知，当U 灯＝1 V ，I 灯＝0.2 A 时，小灯泡的功率刚好为0.2 W 此时R 两端的电压为U R ′＝U －U 灯＝4 V －1 V ＝3 VR 通电1 min 产生的热量Q ＝W R ＝U R ′I 灯t ＝3 V ×0.2 A ×1×60 s ＝36 J 4. (1)增大解：(2)当电流表的示数为I ＝400 mA ＝0.4 A 时，电路中的总电阻为R 总＝U I ＝6 V0.4 A ＝15 Ω由串联电路的电阻规律可得，电阻R 的阻值为R ＝R 总－R 0＝15 Ω－5 Ω＝10 Ω (3)由R －RH 图像可知，当环境湿度为60%时，电阻R 的阻值为R ′＝7.5 Ω由I ＝U R 可得，此时电路中的电流为I ′＝U R 总′＝ 6 V 5 Ω＋7.5 Ω＝0.48 A则电压表的示数为U 0＝I ′R 0＝0.48 A ×5 Ω＝2.4 V(4)因电流表的量程为0～0.6 A ，所以当电路中的电流最大为I 大＝0.6 A 时，电路中的总电阻最小，环境湿度最大此时电路中的总电阻为R 总最小＝U I 大＝6 V 0.6 A＝10 Ω由串联电路的电阻规律可得，电阻R 的阻值为R 小＝R 总最小－R 0＝10 Ω－5 Ω＝5 Ω由串联电路分压原理可得，R 0两端的电压为3 V ，没有超过电压表量程，可以正常使用，所以由R －RH 图像可知，湿度表能够测量的最大环境湿度为80%. 5. 解：(1)灯丝电阻R L ＝U L I L ＝3 V 0.6 A＝5 Ω (2)当开关S 1闭合，S 2断开时，灯L 与定值电阻R 串联，电流表示数为0.2 A ，灯L 两端的电压U L ′＝IR L ＝0.2 A ×5 Ω＝1 V(3)当开关S 1闭合，S 2断开，灯L 与定值电阻R 串联，电流表示数为0.2 A ，定值电阻R 两端的电压U R ＝IR ＝0.2 A ×10 Ω＝2 V 电源电压U ＝U L ′＋U R ＝1 V ＋2 V ＝3 V当开关S 1、S 2均闭合时，只有定值电阻R 接入电路，定值电阻R 消耗的电功率P ＝U 2R ＝（3 V ）210 Ω＝0.9 W 6. 解：(1)只闭合开关S 2，当R 1的滑片P 移至最左端时，则电路为小灯泡的简单电路；此时小灯泡恰好正常发光，则电源电压等于小灯泡的额定电压6 V ．小灯泡的额定功率P 额＝U 额I 额＝6 V ×0.5 A ＝3 W(2)再闭合S 1，小灯泡L 与电阻R 2并联，电流表测干路电流电阻R 2两端电压为U ＝U 额＝6 V ，则通过电阻R 2的电流I ＝I 总－I 额＝0.8 A －0.5 A ＝0.3 A 电阻R 2的阻值R 2＝U I ＝6 V0.3 A＝20 Ω(3)只闭合S 1，则R 1、R 2串联．当电压表示数为5 V 时，R 1接入电路的阻值最大；此时，R 2两端电压为U 2＝U －U max ＝6 V －5 V ＝1 V 电路中的电流为I min ＝U 2R 2＝1 V 20 Ω＝0.05 A R 1接入电路的阻值为R 1＝U max I min ＝ 5 V0.05 A ＝100 Ω7. (1)热效应解：(2)只闭合S 1时，只有R 1接入电路，电蒸锅处于保温挡，保温挡的功率 P 保＝U 2R 1＝（220 V ）2484 Ω＝100 W(3)当S 1、S 2均闭合时，R 1、R 2并联，电蒸锅处于加热挡，电阻R 2的电功率P 2＝P 热－P 保＝1 200 W －100 W ＝1 100 W 电阻R 2的阻值R 2＝U 2P 2＝（220 V ）21 100 W＝44 Ω(4)水吸收的热量Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.2 kg ×75 ℃＝3.78×105 J 消耗的电能W ＝P 热t ＝1 200 W ×375 s ＝4.5×105 J该电蒸锅的加热效率η＝Q 吸W ×100%＝3.78×105 J4.5×105 J×100% ＝84%8. 解：(1)由电路图可知，当开关S 1断开，S 2接A 时，电阻R 1、R 2串联，此时电路中的总电阻最大，由P ＝U 2R可知，总功率最小，所以此时电炖锅为低温挡．(2)由电路图可知，当S 1闭合，S 2接A 时，R 2被短路，只有电阻R 1接入电路，电炖锅处于中温挡，则R 1的阻值为R 1＝U 2P 中＝（220 V ）400 W 2＝121 Ω当S 1闭合，S 2接B 时，R 1、R 2并联，电炖锅处于高温挡，则此时R 2消耗的功率为 P 2＝P 高－P 中＝1 100 W －400 W ＝700 W 则R 2的阻值为R 2＝U 2P 2＝（220 V ）2700 W≈69.14 Ω(3)由ρ＝m V可得，水的质量为m ＝ρ水V ＝1×103 kg/m 3×1×10－3 m 3＝1 kg水吸收的热量Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg ×(100 ℃－12 ℃)＝3.696×105 J 由η＝Q 吸W ×100%得，电炖锅消耗的电能W ＝Q 吸η＝3.696×105 J 80%＝4.62×105 J由P ＝Wt 可得，烧开一锅水需要的时间t ＝W P 高＝4.62×105 J 1 100 W ＝420 s9. 解：(1)由题意可知，水温低于80 ℃时，电磁铁吸引衔铁，工作电路R 2单独工作，调奶器加热，水温达到80 ℃时，衔铁跳起，R 1、R 2串联工作，调奶器保温．(2)由图乙可知，衔铁刚跳起时，R 的电阻为100 Ω，此时通过电磁铁线圈的电流为I ＝U 1R 0＋R ＝ 3 V50 Ω＋100 Ω＝0.02 A (3)衔铁跳起，R 1、R 2串联工作，调奶器处于保温状态，电功率为P 保＝U 22R 1＋R 2＝（220 V ）2836 Ω＋44 Ω＝55 W(4)水吸收的热量为Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg ×(80 ℃－25 ℃)＝4.62×105 J 加热状态下，工作电路R 2单独工作，消耗的电能为 W ＝U 22R 2t ＝（220 V ）244 Ω×500 s ＝5.5×105 J加热效率为η＝Q 吸W ×100%＝4.62×105 J5.5×105 J ×100%＝84%10. 解：(1)如答图所示或第10题答图(2)水吸收的热量Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg ×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J 饮水机加热7 min ，消耗的电能W ＝P 1t ＝1 000 W ×7×60 s ＝4.2×105 J 饮水机的加热效率η＝Q 吸W ×100%＝3.36×105 J4.2×105 J ×100%＝80%11. 解：(1)由I ＝U R 可得，通过R 1的电流I 1＝ U R 1＝220 V88 Ω＝2.5 A(2)由P ＝UI 可得，R 1消耗的电功率P 1＝UI 1＝220 V ×2.5 A ＝550 W (3)①乙②因R 2规格与R 1相同，则R 2＝R 1 根据P ＝U 2R可知，P 2＝P 1改装后电烤箱10 min 产生的热量为Q ＝W ＝Pt ＝(P 1＋P 2)t ＝2P 1t ＝2×550 W ×10×60 s ＝6.6×105 J12. (1)R 1 减少热量损失(或缩短加热时间、节约电能等) 解：(2)由ρ＝mV得，水的质量m ＝ρ水V ＝1.0×103 kg/m 3×100×10－6 m 3＝0.1 kg水吸收的热量Q 吸＝c 水m (t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg ×(52 ℃－22℃)＝1.26×104 J (3)由P ＝Wt 得，加热时消耗的电能W ＝P 加热t ＝40 W ×10×60 s ＝2.4×104 J养生杯的加热效率η＝Q 吸W ×100%＝1.26×104 J2.4×104 J×100%＝52.5%(4)当开关接触点2、3时，R 1和R 2串联，电路中的总电阻最大，由P ＝UI 和I ＝UR 得，养生杯的功率最小，为保温状态；当开关接触点3、4时，R 2被短路，R 1单独接入电路，电路中的总电阻最小，由P ＝UI和I ＝UR得，养生杯的功率最大，此时为加热状态．因只改变保温状态的功率，加热状态的功率不变，所以只能改变电路中R 2的阻值由P ＝UI 和I ＝U R 得，R 1的阻值为R 1＝U 2P 加热＝（220 V ）240 W ＝1 210 Ω当保温状态的功率提升至16 W 时，电路的总电阻 R 总＝U 2P 保温＝（220 V ）216 W ＝3 025 Ω则改进后R 2的阻值为R 2＝R 总－R 1＝3 025 Ω－1 210 Ω＝1 815 Ω 即将R 2换成阻值为1 815 Ω的电热丝即可．13. 解：(1)无论有无风时，滑动变阻器接入电路的阻值均为15 Ω 电流I ＝U R 0＋R P ＝9 V3 Ω＋15 Ω＝0.5 A(2)由图可知，风力越大，电压表测量部分电阻越长，电压表示数越大，电压表最大电压U max ＝3 V ；滑动变阻器分得的电压U P ＝IR P ＝0.5 A ×15 Ω＝7.5 V 当电压表示数最大时，滑片移动距离L ＝U U P L AB ＝3 V7.5 V ×30 cm ＝12 cm由图乙可得，弹簧产生的弹力F ＝6 N此时的风压p ＝F 风S ＝F 弹S ＝ 6 N0.2 m 2＝30 Pa ，查表可知，此时风力等级为四级第13题答图(3)当风速为10 m/s 时，风压p ＝k v 2＝0.6×(10 m/s)2＝60 Pa ＞30 Pa ，因此会超过电压表量程 弹簧弹力F 弹′＝F 风′＝pS ＝60 Pa ×0.2 m 2＝12 N由图乙可得，弹簧形变量为24 cm ，因此可将电压表测量对象更换为滑片左侧部分的电阻，此时滑片左侧电阻R ＝30 cm －24 cm30 cm ×15 Ω＝3 Ω此时电压表示数U 示＝R 左R 总×U ＝3 Ω18 Ω×9 V ＝1.5 V改装电路如答图所示(此电路只能在风力稳定时使用。

专题42串并联电路电流、电压规律综合问题应用题1．如图所示电路，电流表A1读数为0.18A，电流表A2读数为0.32A，通过灯泡L3的电流为0.15A，求：（1）通过L1和L2的电流分别是多大？（2）电流表A3的读数是多少？【答案】见解析。

【解析】（1）I1=I A1=0.18AI2=I A2-I A1=0.32A-0.18A=0.14A（2）I A3=I A2+I3=0.32A+0.15A=0.47A2.如图所示，电源电压为3V，开关闭合后，电流表A的示数为0.3A，电流表A1的示数为0.2A。

求：（1）灯泡L1两端的电压；（2）通过灯泡L2的电流。

【答案】（1）3V（2）0.1A【解析】（1）由电路图可知，灯泡L1、L2并列的接在电路两点间，所以L1、L2的连接方式是并联。

根据并联电路电压特点可知，L1和L2两端的电压等于电源电压，所以灯泡L1两端的电压为3V。

（2）由电路图可知，电流表A1测通过L1的电流，电流表A测干路电流，根据并联电路电流特点可知，通过灯泡L2的电流为I2=I-I1=0.3A-0.2A=0.1A3.如图所示电路，三个电阻的阻值都为R0，当开关S闭合时，电流表A1、A2、A3的读数分别是I1、I2、I3，试求它们三者的比。

【答案】I1：I2：I3=1:2:3【解析】三个相同电阻并联，电压相等，各个支路流经电流相等。

I2=I1+I1=2I1I3=I1+I2=I1+2I1=3I1所以I1：I2：I3=I1：2I1：3I1=1:2:34.如图甲电路，闭合开关S后，两个灯泡都能发光，乙图为电流表A1指针的位置，如果电流表A2读数是0.6A。

求：（1）通过灯L1的电流；（2）电路的干路电流。

【答案】（1）0.9（2）1.5A【解析】（1）由图甲知，电流从正极流出经电流表A1后分成两支，一支通过L1，另一支通过L2和电流表A2，所以两灯并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测L2的电流；因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且电流表A2读数是0.6A，由图乙知，电流表A1应选择0~3A的量程，A1读数为1.5A，通过L1的电流I1=I−I2=1.5A−0.6A=0.9A（2）电流表A1测干路电流，为电流表读数，即1.5A5.如图所示，电源电压为6V，闭合开关，电压表的示数为4V。

专题39斜面问题综合难题应用题1.（2023安徽）如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m，物体上升的高度为0.3m，弹簧测力计的示数为4N。

求此过程中。

（1）做的有用功；（2）该装置的机械效率。

2.（2023湖北荆州）以“‘荆歌’铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣枪起跑。

在开赛场地建设过程中，工人利用长度L=3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到h=1m高处，如图所示，工人所用推力F=1000N。

g取10N/kg。

求：（1）推力做的有用功；（2）斜面的机械效率；（3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，共用时20s，工人推力做功的功率。

3.（2023湖南益阳）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。

如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。

某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。

求此次取水的过程中（1）人做的有用功为多少？（2）辘轳的机械效率多大？（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？4.天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。

为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。

现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。

（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？（2）盘山公路的机械效率为多少？（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？汽车受到的阻力为多少？5.如图所示，斜面长s=8m，高h=3m．用平行于斜面F=50N的拉力，将重力为G=100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s．求：（1）有用功W有（2）拉力做功的功率P（3）物体受到的摩擦力f（4）该斜面的机械效率η．6．一辆质量为1.68t 的氢燃料新能源汽车行驶在一段盘山公路上（可简化成斜坡），在11200N 的牵引力作用下，从坡底以5m/s 的速度匀速行驶2min 到达高为100m 的坡顶，在此过程中，汽车显示共消耗氢96g；（g 取10N/kg，氢的热值为1.4×108J/kg）（1）汽车牵引力做了多少功？（2）斜坡的机械效率是多大？（3）求汽车发动机的热机效率。

专题54电学（含图像）综合计算应用题1.（2023苏州）如图甲，R 1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L 的U～I 图像。

闭合开关S、1S ，断开2S，电流表示数为0.4A，再闭合开关2S ，电流表示数变为0.6A。

求：（1）电源电压；（2）2R 的阻值；（3）若只闭合S，1min 内电阻1R 产生的热量。

【答案】（1）8V；（2）40 ；（3）108J【解析】（1）闭合开关S、S 1，只有R 1接入电路，则电源电压1110.4A 20Ω8VU U I R （2）再闭合开关S 2，R 1与R 2并联，则通过R 2的电流210.6A 0.4A 0.2AI I I R 2的阻值22228V 40Ω0.2AU U R I I （3）若只闭合S，R 1与L 串联，由于电源电压为8V，利用图乙分析可知，通过R 1的电流为0.3A，则1min 内电阻R 1产生的热量2211'0.3A 20Ω60s 108J Q I R t 答：（1）电源电压为8V；（2）R 2的阻值是40Ω；（3）若只闭合S，1min 内电阻R 1产生的热量为108J。

2.（2022湖南岳阳）音乐喷泉是集光机电技术于一体的装置，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。

图甲是某段时间内红、绿两色灯功率随时间变化的图像。

（1）第28s 红灯两端的电压为100V，求此时通过红灯的电流；（2）请计算0～30s 内红灯和绿灯消耗的总电能；（3）图乙是控制喷泉水柱工作的模拟电路。

AB 两端输入如图丙所示的周期性变化的电压U AB ，定值电阻R=2Ω，D 为特殊电子元件。

当U AB <6V 时，D 两端的电压U D =U AB ；当6V AB U 时，U D 恒为6V 不变当通过R 的电流满足2A I 时，电路启动喷水，此时U AB 至少为多少伏？该电路工作l0min，其中喷水时间有多少秒？【答案】（1）2A；（2）6000J；（3）10V，200s【解析】（1）由图甲可知，第28s 时红灯的功率是200W，红灯两端的电压为100V，则此时通过红灯的电流为200W 2A 100VP I U （2）如图甲所示，根据W Pt 可知，要计算0～30s 内红灯和绿灯消耗的总电能，即总电能大小为P-t 图像与横坐标轴围成的面积大小。

题型五综合应用题一、力学(6年4考)类型1简单机械类(2017.20)1.(2020铜仁)建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示．在匀速吊起重为4.8×103N 的物体时，物体4 s内上升了6 m，在此过程中，拉力F为2×103 N．求：(1)起重机吊起重物过程中所做的有用功；(2)滑轮组的机械效率；(3)拉力F的功率．第1题图2.(2020青海省卷)使用如图所示的机械装置，某人从井里提升78 kg的重物，在10 s内沿水平地面向右匀速行走了8 m，该人拉绳子的力是400 N(绳重与摩擦忽略不计)．g取10 N/kg，求：(1)物体上升的速度是多少？(2)拉力的功率是多少？(3)该装置的机械效率是多少？(4)动滑轮的重力是多少？第2题图3.(2019泰州)如图，使用杠杆提升重物，拉力F竖直向下，重物匀速缓慢上升，相关数据如下表．求：物重G/N 拉力F/N 时间t/sA端上升的竖直距离h/mB端下降的竖直距离s/m200 500 0.5 0.4 0.2(1)拉力所做的功．(2)拉力做功的功率．(3)此过程中，该杠杆的机械效率．第3题图4. (2020洛阳二模)如图甲所示，工人用沿斜面向上，大小为500 N的推力F1，将质量为80 kg的货物从A点匀速推至B点；再用100 N的水平推力F2使其沿水平台面匀速运动到C点，不计货物的长度；图乙为物体从A点经B点到达C的s－t图像．(g取10 N/kg)求：(1)水平推力做功的功率为多少？(2)斜面的机械效率为多少？(3)斜面对物体的摩擦力为多少？第4题图类型2情景模型类(2016.20)5.(2018淄博改编)骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆．如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力．质量为60 kg的小明在1 min内完成50个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是9 cm.(g取10 N/kg)试问：第5题图(1)人踮脚时，人的脚是一个________杠杆，人走路时两只脚的前后位置会交替变化，后脚离开地面前要蹬地，此时地面对脚的摩擦力向________(选填“前”或“后”)．(2)踮脚时小腿肌肉对每只脚的拉力是多少？(3)小明踮脚过程中克服重力做功的功率是多少？6.“转大运”是大力士比赛中的一个项目，如图甲所示，长为4 m 的杠杆一端固定并保持水平，将重量300 kg的重物系在距离支点2.5 m的位置，选手将重物抬离地面后，沿顺时针绕圈30 s，杠杆转动角度为180°，如图乙所示．(杠杆重力不计，g取10 N/kg，π＝3.14)第6题图(1)若重物底面积为0.25 m2，则重物放在水平地面上时对地面的压强是多少？(2)选手要将重物刚好抬离地面，至少需要施加多大的力？(3)该选手绕圈过程中的平均速度是多少？(计算结果保留2位小数)二、力热综合(2015.21)1.(2020河南大模考)为防控新型冠状病毒感染的肺炎疫情，河南省郑州市紧急建成一座被称为河南“小汤山医院”的郑州市第一人民医院传染病医院，如图所示为建设过程中使用的某型号挖掘机的实物图(甲) 和作业范围图(乙)，它以柴油为燃料，下表为该挖掘机的部分数据．施工过程中挖掘机以额定功率在6 s内将装满铲斗的800 kg泥土从最大挖掘深度处匀速提升到位于最大卸料高度的装载车上．g取10 N/kg，q柴油＝4×107 J/kg.试问：(1)挖掘机宽大的履带是为了________(选填“增大”或“减小”)压强；挖掘机可以挖开地面，说明力可以改变物体的________．(2)挖掘机未开始工作静止在水平地面上时对地面的压强为多少？(3)本次作业中挖掘机对泥土所做的功是多少？(4)挖掘机完成这次作业需消耗多少kg柴油？第1题图整机质量 5 tA最大挖掘深度 3 mB最大卸料高度 5 m履带总触地面积 4 m2额定功率40 kW柴油机效率40%2.(2020开封二模)我国第二艘航空母舰已经正式下水服役．该航母满载时的排水量达6.4×104 t，可搭载40架舰载机，每架舰载机的质量约为20 t，静止时轮胎与甲板的总接触面积为0.5 m2.航母的动力是由蒸汽轮机提供，最大功率可以达到3×104kW(海水密度ρ取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)．(1)为了使舰载机更易于起飞，航母最好________(选填“逆风”或“顺风”)航行．(2)舰载机静止在甲板上时对甲板的压强是多少？(3)40架舰载机全部起飞后，该航母浸在海水中的体积变化了多少立方米？(4)若航母以15 m/s的速度匀速直线航行540 km，蒸汽轮机的功率为2.0×104kW，消耗燃油72 t，蒸汽轮机的效率为多少？(燃油的热值取4.0×107 J/kg)第2题图3.(2020安阳一模)我国自主研制的某新型战斗机，具备超音速巡航、电磁隐身、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37 t，最大飞行高度达20 000 m，最大航行速度达2.5倍声速(合3 060 km/h)，最大载油量为10 t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如下表：速度v(m/s)100 200 300 400 500阻力f/N 0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104飞机使用的航空燃油的热值为5×107 J/kg.求：(1)飞机发动机完全燃烧10 t 燃油获得的能量是多少焦？(2)当飞机以300 m/s 的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？(3)若在飞机油箱中加满燃油，并且以500 m/s 的速度巡航时，飞机的最大航程约是2.6×103 km，则飞机发动机的效率约为多少？三、力电综合(6年4考)类型1力电转换交通工具(2019.20)1.(2019枣庄)节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向．某种型号纯电动汽车的部分参数如下表所示：空车质量 1 380 kg 最大功率100 kW轮胎与地面总接触面积0.032 m2最高时速120 km/h电池容量42 kW·h 最大续行里程260 km假如汽车上只有司机一人，质量为60 kg，汽车以60 km/h的速度匀速行驶36 km，耗电9 kW·h，汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍．g＝10 N/kg，试问：(1)电动机的工作原理是________________(选填“电流的磁效应”“磁场对电流的作用”或“电磁感应”)．电动汽车前进和倒车是通过改变________来改变电动机的转动方向的．(2)电动汽车对水平地面的压强是多少？(3)电动汽车牵引力所做的功是多大？(4)电动汽车电能转化为机械能的效率是多大？2.如图所示为某小型四轴无人机，它可以进行航空拍摄、交通管理、喷洒农药等．机身装有蓄电池，采用4个电机带动旋翼(螺旋桨)转动，对下方空气施力的同时获得升力．表中是该无人机喷洒农药时的部分参数．试问：第2题图锂蓄电池20 000 mAh，24 V电动机数量 4农药箱容量18 L喷洒流量 1 200 mL/min(1)遥控该无人机同卫星定位一样，是通过________来传递信息的，该无人机工作时消耗的电能主要转化成了________能．(2)该无人机将装满的农药全部洒完需要多长时间？(3)该无人机每个旋翼的电动机额定功率为120 W，额定电压为24 V，则电动机正常工作时，通过每个电动机的电流是多大？(4)若蓄电池电能的80%可用于无人机飞行，则该蓄电池充满电后，无人机最多能正常飞行多长时间？类型2实际应用类(6年3考)3.如图甲所示，是一个能显示油箱中油量多少的装置，电源电压为6 V不变，油量表是由电流表改装而成，轻质金属细杆(外表面已做绝缘处理)可绕支点O自由转动，左端用细线系着一个浮球，右端作为电位器(相当于滑动变阻器)的滑片．已知浮球的体积是600 cm3，该装置正常工作时浮球浸入油面的体积始终为总体积的一半．当油面最高时，浮球所受拉力为0.2 N，滑片在电位器的最下端，此时油的深度为60 cm；当油的深度降低到10 cm时会触发报警装置(报警装置图中未画出)．电路中的电流I和油箱中油的深度h的关系图像如图乙所示．(忽略细线、金属细杆的重力和受到的摩擦力，g取10 N/kg，油的密度为ρ油＝0.8×103 kg/m3)试问：(1)当油箱中油量减少，浮球静止时所受浮力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)．(油面高于最低油面)(2)浮球的质量是多少？(3)当报警装置开始报警时，滑动变阻器两端的电压是多少？(4)该装置使用过程中电源电压略有降低，为了使报警装置仍在油的深度为10 cm时报警，应用阻值________(选填“较大”或“较小”)的定值电阻替换定值电阻R1，并简要说明理由．第3题图4. (强烈推荐)(2019福建)空气质量指数是环境监测的重要指标，下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的．某兴趣小组自制的空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路图如图．已知电源电压U＝18 V，电压表量程为0～15 V，定值电阻R0的阻值为100 Ω，气敏电阻阻值R与A的关系为R＝6A×103Ω.空气质量指数A 0～5051～100101～150151～200201～300＞300空气质量等级优良轻度污染中度污染重度污染严重污染(1)通过计算，判断电压表示数为10 V时对应的空气质量等级；(2)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围，若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A ＝400，则更换后的定值电阻R0′的阻值应为多大？第4题图四、电热综合(2020.21，2018.20)1. (2020黔东南州改编)小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆(如图所示)，内部由加热系统和按摩系统两部分组成．加热系统的加热电阻额定电压为220 V，额定功率为605 W，问：(1)电热足浴盆加热水的过程中是将________转化为内能．(2)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6 kg初温为20 ℃的水，加热系统的加热电阻正常工作16 min将水加热到40 ℃，加热系统加热时的热效率是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，结果保留1位小数](3)当小明家的实际电压是200 V，加热电阻工作的实际功率是多少？(加热电阻阻值不随温度变化而变化)(4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12 V(按摩系统将交流电压转换为12 V)，工作电流为4 A，其电阻为0.5 Ω，电动机工作中因发热损失．．．．的功率是多少？第1题图2. (2020孝感改编)如图甲所示为便携式可折叠电热壶，额定电压为220 V．电热壶具有加热、保温两挡，保温挡的额定功率为110 W．内部简化电路如图乙所示，当双触点开关接触1和2时为关闭状态，接触2和3时为保温挡，接触3和4时为加热挡．R1、R2是两个阻值不变的发热元件，R2＝48.4 Ω，现将电热壶接到220 V的家庭电路中，求：(1)该电热水壶工作时必须使用三脚插头，主要目的是将其外壳与________相连．(2)R1的阻值；(3)加热挡的电功率；(4)若电热壶内装有0.5 kg的水，现用加热挡使水从25 ℃升高到100 ℃，加热效率为63%，则需要工作多少秒[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，结果保留一位小数]．第2题图3. (2020河南大模考)小明家新买了一台如图甲所示的冷暖两用空调扇，其兼具送风、制冷、加湿等多功能于一身，其简化电路如图乙所示，其中R为电热丝，为电动机．试问：第3题图(1)夏天使用空调扇制冷时，开关S1闭合，S2应________(选填“闭合”或“断开”)；冬天使用空调扇吹暖风时，电热丝产生的热量被空气吸收，通过________的方式改变室内空气的内能．(2)某次只打开空调扇的吹风功能，正常工作1 h消耗的电能为0.055 kW·h，此时通过电动机的电流是多少？(3)冬天时，某次小明进行了试验：关闭家里其他用电器，让空调扇送暖风，观察到家里如图丙所示的电能表的表盘在6 min内转动了40转．电阻R的阻值为多大？(计算结果保留2位小数)(4)若不计热量损失，试验过程中可以将室内质量为50 kg的空气温度提高多少摄氏度？[空气的比热容为1.0×103 J/(kg·℃)]五、光热综合1.(2020开封一模)小阳家住在节能示范小区，小区建设时为每家都设计了如图所示的嵌入式太阳能阳台，它的集热器作为阳台部分，与建筑完美结合，同时该太阳能热水器还具备电辅助加热功能，可不间断地为家庭提供生活热水．其相关参数见下表.集热器面积/m2水箱容积/L 电辅助加热功率/W2.4 120 2 000(1)保温水箱安装于阳台上方，通过自然循环换热，将热能储存到水箱，没有其他能源消耗(完全免费热水)．热水器的集热器将太阳能转化为__________能．热水之所以能自然向上循环到水箱，是因为集热器中的水温度升高，密度变__________(选填“大”或“小”)．(2)小阳查阅资料得知，当地夏季晴天时，平均太阳辐射功率为1.95×106 J/(m2·h)，平均每天光照时间为10 h，该热水器一天内能将水箱中的水从20 ℃加热至70 ℃.则一天内此水箱中的水吸收的热量是多少？该太阳能热水器的光热转换效率是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，百分号前保留一位小数](3)如果连续阴雨天(不计太阳辐射)，需要开启电辅助加热，要升高相同温度，至少需要正常工作多长时间？第1题图六、力电热综合(2016.21)1.(2020洛阳二模)如图是小洛家新买的养生壶，它有低、中、高三个加热挡位，养生壶的部分参数如下表格所示[ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]．项目参数额定电压/V 220高温挡功率/W 1 000中温挡功率/W 800低温挡功率/W 200容量/L 1第1题图(1)若养生壶的质量为1.5 kg，底面积为200 cm2，求装满水后壶对桌面的压强．(2)在1标准大气压下，将初温为20 ℃的一壶水烧开，不计加热过程的热损失，求至少需要多长时间．(3)销售人员介绍说：养生壶内部有两个加热管(电阻)，请你根据销售人员的介绍和上表中的部分参数，猜测并在虚线框内画出内部加热电路的主要结构(简化的等效电路图)，然后依据你的猜想，计算出每个加热管的电阻值．2.(2020焦作二模)西气东输使我们焦作地区大部分家庭用上了天然气，小明想对天然气烧水进行探究．他用一个底面积为0.25 m2、质量为1 kg的锅来烧水，锅中加入水的质量为5 kg.当将锅放到燃气灶的支架上时，锅与支架的接触面积为锅底面积的4%，如图甲所示．烧水前燃气表示数为1 262.555 m3，把水从20 ℃加热到80 ℃时，小明再观察燃气表发现示数如图乙所示，已知天然气的热值为3×107 J/m3，g取10 N/kg[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]．则：(1)锅对支架的压力为________N，锅对支架的压强为________Pa.(2)天然气烧水的效率为多少？(3)若用额定电压为220 V、额定功率为2 100 W、烧水效率为90%的电磁炉烧水，也让5 kg 的水从20 ℃升高到80 ℃，需要加热多长时间？(结果保留整数)第2题图答案题型五 综合应用题一、力学1. 解：(1)起重机所做的有用功：W 有＝Gh ＝4.8×103 N ×6 m ＝2.88×104 J (2)由图可知，承担动滑轮绳子的段数为：n ＝3 绳子自由端移动的距离：s ＝nh ＝3×6 m ＝18 m 拉力做的总功：W 总＝Fs ＝2×103 N ×18 m ＝3.6×104 J 滑轮组的机械效率：η＝W 有W 总×100%＝2.88×104 J3.6×104 J ×100%＝80% (3)拉力F 的功率：P 总＝W 总t ＝3.6×104 J4 s ＝9×103 W2. 解：(1)由图可知，承担物重的绳子段数n ＝2 由s ＝nh 可得，物体上升的高度：h ＝s n ＝8 m2＝4 m 物体上升的速度：v 物＝h t ＝4 m10 s ＝0.4 m/s (2)拉力做的功：W 总＝Fs ＝400 N ×8 m ＝3 200 J 拉力的功率：P 总＝W 总t＝3 200 J 10 s ＝320 W(3)物体的重力：G ＝mg ＝78 kg ×10 N/kg ＝780 N 有用功：W 有＝Gh ＝780 N ×4 m ＝3 120 J滑轮组的机械效率：η＝W 有W 总×100%＝3 120 J3 200 J ×100%＝97.5% (4)不计绳重和摩擦，由F ＝12(G ＋G 动)可得，动滑轮的重力：G 动＝2F －G ＝2×400 N －780 N ＝20 N3. 解：(1)拉力所做的功：W ＝Fs ＝500 N ×0.2 m ＝100 J (2)拉力做功的功率：P ＝W t ＝100 J0.5 s＝200 W(3)杠杆的机械效率：η＝W 有W 总×100%＝GhW ×100%＝200 N ×0.4 m 100 J ×100%＝80% 4. 解：(1)由图乙可知，货物在水平面上运动的路程：s BC ＝4.5 m －3 m ＝1.5 m 货物在水平面上运动的时间：t BC ＝16 s －6 s ＝10 s 货物在水平面上运动的速度：v BC ＝s BC t BC ＝1.5 m10 s ＝0.15 m/s 水平推力做功的功率：P BC ＝W BC t BC ＝F 2s BCt BC＝F 2v BC ＝100 N ×0.15 m/s ＝15 W (2)在斜面上推力做的功：W 总＝F 1s AB ＝500 N ×3 m ＝1 500 J货物的重量为：G ＝mg ＝80 kg ×10 N/kg ＝800 N 推力做的有用功：W 有＝Gh ＝800 N ×12×3 m ＝1 200 J斜面的机械效率为：η＝W 有W 总×100%＝1 200 J1 500 J ×100%＝80% (3)克服斜面对物体摩擦力所做的额外功：W 额＝W 总－W 有＝1 500 J －1 200 J ＝300 J 则斜面对物体的摩擦力：f ＝W 额s AB ＝300 J3 m ＝100 N5. 解：(1)省力 前(2)踮脚时的阻力F 2＝G ＝mg ＝60 kg ×10 N/kg ＝600 N根据杠杆的平衡条件F 1L 1＝F 2L 2，即F 1×(8 cm ＋4 cm)＝600 N ×8 cm 解得F 1＝400 N小腿肌肉对每只脚的拉力F ＝F 12＝200 N(3)根据相似三角形知识可知，每次垫脚过程中重心升高的高度h ＝8 cm8 cm ＋4 cm ×9 cm ＝6 cm＝0.06 m每次踮脚时克服重力做功W 0＝Gh ＝600 N ×0.06 m ＝36 J 1 min 内踮脚克服重力做功W ＝50W 0＝50×36 J ＝1 800 J 小明踮脚过程中克服重力做功的功率P ＝W t ＝1 800 J60 s ＝30 W 6. 解：(1)重物的重力G ＝mg ＝300 kg ×10 N/kg ＝3 000 N 对水平地面的压力F ＝G ＝3 000 N对水平地面的压强p ＝F S ＝3 000 N 0.25 m 2＝1.2×104Pa (2)选手抬离重物时，根据杠杆平衡条件可得F ′L ＝GL 0 则选手至少需要施加的力F ′＝GL 0L ＝3 000 N ×2.5 m4 m＝1 875 N (3)选手绕圈一周运动的距离s 0＝2πL绕圈180°运动的距离s ＝12s 0＝12×2×3.14×4 m ＝12.56 m选手绕圈的平均速度v ＝s t＝12.56 m30 s ≈0.42 m/s 二、力热综合1. (1)减小 形状(2)解：挖掘机静止时对水平地面的压力F ＝G ＝m 机g ＝5×103 kg ×10 N/kg ＝5×104 N 对水平地面的压强p ＝F S ＝5×104N4 m 2＝1.25×104 Pa (3)泥土的重力G 土＝m 土g ＝800 kg ×10 N/kg ＝8×103 N 提升高度h ＝h A ＋h B ＝3 m ＋5 m ＝8 m挖掘机对泥土所做的功W ＝G 土h ＝8×103 N ×8 m ＝6.4×104 J (4)本次作业柴油机做的功W 有＝Pt ＝4×104 W ×6 s ＝2.4×105 J由η＝W 有Q 放×100%可得，柴油完全燃烧释放的热量Q 放＝W 有η＝2.4×105 J 40%＝6×105 J 由Q 放＝mq 可得，消耗柴油的质量m ＝Q 放q 柴油＝6×105 J4×107 J/kg＝0.015 kg 2. (1)逆风 【解析】在舰艇上的跑道不可能很长，飞机逆风起飞时飞机就可以相对空气有一个较大的相对速度，飞机的速度不需要加速到很大，就能获得足够的升力．解：(2)舰载机静止在甲板上时对甲板的压强：p ＝F S ＝G S ＝mg S ＝2×104kg ×10 N/kg0.5 m2＝4×105 Pa(3)船母的体积变化：ΔV ＝ΔF 浮ρg＝Δmg ρg ＝40×2×104 kg 1.0×103 kg/m 3＝800 m 3(4)航母航行的时间：t ＝s v ＝5.4×105m15 m/s＝3.6×104 s 蒸汽轮机的效率：η＝W Q ×100%＝Ptmq ×100%＝2.0×104×103 W ×3.6×104 s 7.2×104 kg ×4.0×107 J/kg ×100%＝25%3. 解：(1)燃油完全燃烧放出的热量： Q 放＝mq ＝10×103 kg ×5×107 J/kg ＝5×1011 J (2)飞机以300 m/s 的速度巡航时，由表格可知所受阻力f ＝2.7×104 N ，牵引力F ＝f ＝2.7×104 N则飞机发动机的输出功率为：P ＝W t ＝Fst ＝F v ＝2.7×104 N ×300 m/s ＝8.1×106 W ＝8 100 kW(3)由(1)可知Q 放＝5×1011 J, 根据表格查出飞机航行速度为500 m/s 时所受的阻力f ′＝7.5×104 N ，牵引力F ′＝f ′＝7.5×104 N则有用功为：W 有＝F ′s ＝7.5×104 N ×2.6×106 m ＝1.95×1011 J所以飞机发动机的效率：η＝W 有W 总× 100%＝W 有Q 放×100%＝1.95×1011 J 5×1011 J×100%＝39% 三、力电综合类型1 力电转换交通工具 1. (1)磁场对电流的作用 电流方向解：(2)电动汽车对水平地面的压力是F ＝G 总＝(m 1＋m 2)g ＝(1 380 kg ＋60 kg)×10 N/kg ＝14 400 N电动汽车对水平地面的压强：p ＝F S ＝14 400 N 0.032 m 2＝4.5×105Pa (3)电动汽车所受牵引力F 牵＝F 阻＝0.05 G 总＝0.05×14 400 N ＝720 N 电动汽车牵引力所做的功W ＝F 牵s ＝720 N ×36 000 m ＝2.592×107 J (4)由题可知W 电＝9 kW·h ＝3.24×107 J电动汽车电能转化为机械能的效率为η＝WW 电×100%＝2.592×107 J3.24×107 J×100%＝80%2. (1)电磁波 机械解：(2)喷洒完18 L 的药量所需要的时间为t ＝18×103 mL1 200 mL/min ＝15 min (3)由P ＝UI 得，电动机正常工作时电流为I ＝P U ＝120 W24 V＝5 A(4)蓄电池充满一次电时储存的电能W ＝UIt ＝24 V ×20 000 mAh ＝24 V ×20 A ×3 600 s ＝1.728×106 J 由η＝W 有W 机×100%可转化为无人机飞行的能量W 机＝Wη＝1.728×106 J ×80%＝1.382 4×106 J 该无人机充满电后能飞行的时间t ＝W 机4P ＝1.382 4×106 J4×120 W ＝2 880 s ＝48 min 3. (1)不变解：(2)该装置正常工作时浮球排开油的体积V 排＝0.5V ＝0.5×600 cm 3＝3×10－4 m 3浮球所受浮力：F 浮＝ρ油gV 排＝0.8×103 kg/m 3×10 N/kg ×3×10－4 m 3＝2.4 N由于浮球静止时处于漂浮状态，所以有G ＝F 浮＋F 拉＝2.4 N ＋0.2 N ＝2.6 N 浮球的质量m ＝Gg ＝2.6 N 10 N/kg＝0.26 kg (3)当油面最高时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，此时电路中只有电阻R 1工作，由图像可知此时电流为0.6 A ，则R 1＝U I ＝6 V0.6 A＝10 Ω 当开始报警时，油的深度为10 cm ，由图乙可知此时电路中的电流为0.1 A ，则电路的总电阻R 总＝U I ′＝6 V0.1 A＝60 Ω 故R 2＝R 总－R 1＝60 Ω－10 Ω＝50 Ω滑动变阻器两端的电压U 滑＝I ′R 2＝0.1 A ×50 Ω＝5 V (4)较小 当电源电压减小时，根据I ＝UR 1＋R 2可知电路中的电流变小，要使报警装置仍在油的深度为10 cm 时报警，须增大电路中的电流，所以应减小电路中的总电阻，故应用阻值较小的定值电阻替换定值电阻R 1.4. 解：(1)电压表示数为10 V 时，电路电流I ＝UR 0R 0＝10 V100 Ω＝0.1 A 气敏电阻两端的电压U R ＝U －UR 0＝18 V －10 V ＝8 V根据欧姆定律R ＝U I ，气敏电阻阻值R ＝U R I ＝8 V 0.1 A ＝80 Ω.由R ＝6A ×103Ω得A ＝6×103 Ω80 Ω＝75，根据图表可知对应的空气质量等级为良．(2)当A ＝400时，由R ＝6A ×103Ω，得气敏电阻阻值R ′＝6×103 Ω400＝15 Ω，电压表 偏时UR 0′＝15 V ，气敏电阻两端的电压U R ′＝U －UR 0′＝18 V －15 V ＝3 V根据欧姆定律，通过的电流I ′＝U R ′R ′＝3 V 15 Ω＝0.2 A 根据欧姆定律，更换的定值电阻R 0′＝UR 0′I ′＝15 V0.2 A ＝75 Ω 四、电热综合1. (1)电能解：(2)水吸收的热量为Q 吸＝c 水m 水(t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×6 kg ×(40 ℃－20 ℃)＝5.04×105 J加热系统的加热电阻加热时间t ＝16 min ＝960 s加热系统消耗的电能W ＝Pt ＝605 W ×960 s ＝5.808×105 J加热系统加热时的效率η＝Q 吸W ×100%＝5.04×105 J 5.808×105 J×100%≈86.8% (3)由P ＝U 2R 得，正常工作时加热电阻值R ＝U 2额P 额＝（220 V ）2605W ＝80 Ω 加热电阻的实际功率P 实＝U 2实R ＝（200 V ）280 Ω＝500 W(4)电动机工作中因发热损失的功率为P 损＝I 2R ′＝(4 A)2×0.5 Ω＝8 W 2. (1)大地解：(2)由P ＝U 2R 可得R 1的阻值R 1＝U 2P 1＝（220 V ）2110 W＝440 Ω (3)由题图可知，当双触点开关接触3和4时，处于高温挡，此时电阻R 1、R 2并联，则R 2消耗的功率为P 2＝U 2R 2＝（220 V ）248.4 Ω＝1 000 W加热挡的电功率P 加＝P 1＋P 2＝110 W ＋1 000 W ＝1 110 W (4)由Q 吸＝cm Δt 知，水吸收的热量Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg ×(100－25) ℃＝1.575×105 J 由η＝Q 吸W 知电热壶消耗的电能W ＝Q 吸η＝1.575×105 J63%＝2.5×105 J 由P ＝W t 可得，加热时间t ＝W P 加＝2.5×105 J 1 110 W≈225.2 s3. (1)断开 热传递解：(2)电动机功率P 动＝W t ＝0.055 kW·h1 h ＝0.055 kW ＝55 W通过电动机的电流I ＝P 动U ＝55 W220 V ＝0.25 A(3)空调扇送暖风时消耗的电能 W ′＝40 r2 000 r/（kW·h ）＝0.02 kW·h ＝0.02×3.6×106 J ＝7.2×104 J空调扇的总功率P 总＝W ′t ′＝7.2×104J6×60 s＝200 W电流通过R 做功的功率P R ＝P 总－P 动＝200 W －55 W ＝145 W 电阻的阻值R ＝U 2P R ＝（220 V ）2145 W≈333.79 Ω(4)试验过程中电热丝产生的热量Q ＝W ＝P R t ′＝145 W ×6×60 s ＝5.22×104 J 不计热量损失，空气吸收的热量Q 吸＝Q ＝5.22×104 J空气温度上升量Δt ＝Q 吸cm ＝5.22×104 J 1.0×103 J/（kg·℃）×50 kg＝1.044 ℃ 五、光热综合1. (1)内 小解：(2)水的体积V ＝120 L ＝120 dm 3＝0.12 m 3，由ρ＝mVm ＝ρV ＝1×103 kg/m 3×0.12 m 3＝120 kg水吸收的热量Q 吸＝cm Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×120 kg ×(70 ℃－20 ℃)＝2.52×107 J 该热水器一天吸收的太阳能E ＝1.95×106 J/(m 2·h)×2.4 m 2×10 h ＝4.68×107 J 该热水器将太阳能转化为内能的效率η＝Q 吸E ×100%＝2.52×107 J 4.68×107 J ×100%≈53.8% (3)如果连续阴雨天(不计太阳辐射)，开启电辅助加热，消耗的电能W 电＝Q 吸＝2.52×107 J 由W 电＝Q 吸＝Pt 可得需要加热时间t ＝W 电P ＝2.52×107 J2 000 W＝12 600 s ＝3.5 h六、力电热综合1. 解：(1)养生壶内水的体积：V ＝1 L ＝1 dm 3＝1×10－3 m 3由ρ＝m V m ＝ρ水V ＝1×103 kg/m 3×1×10－3 m 3＝1 kg养生壶对桌面的压力：F ＝G 总＝m 总g ＝(1.5 kg ＋1 kg)×10 N/kg ＝25 N 养生壶对桌面的压强p ＝F S ＝25 N 200×10－4 m 2＝1.25×103Pa (2)在1标准大气压下水的沸点为100 ℃，则水吸收的热量：Q 吸＝c 水m (t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg ×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J 由P ＝W t ＝Q 吸t 可得，养生壶工作时间：t ＝Q 吸P ＝3.36×105 J 1 000 W＝336 s(3)由表格数据可知，热水器的三挡位的功率P 1＝1 000 W ，P 2＝800 W ，P 3＝200 W ，由P 1＝P 2＋P 3可知，两加热管的连接方式为并联，猜测得热水器加热部分的等效电路图如答图所示：第1题答图其中加热管R 1的额定功率为800 W ，电热管R 2的额定功率为200 W由P ＝UI ＝U 2R可得，加热管的电阻分别为： R 1＝U 2P 2＝（220 V ）2800 W＝60.5 Ω R 2＝U 2P 3＝（220 V ）2200 W＝242 Ω 2. (1)60 6 000 【解析】锅对支架的压力等于锅和水的总重量，所以F ＝G 总＝(m 锅＋ m 水)g ＝(1 kg ＋5 kg)×10 N/kg ＝60 N支架的受力面积：S ＝0.25 m 2×4%＝0.01 m 2锅对支架的压强：p ＝F S ＝60 N 0.01 m 2＝6 000 Pa 解：(2)水从20 ℃升高到80 ℃，需要吸收的热量Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg· ℃)×5 kg ×(80 ℃－20 ℃)＝1.26×106 J 消耗天然气体积V ＝1 262.625 m 3－1 262.555 m 3＝0.07 m 3天然气燃烧放出的热量为Q 放＝qV ＝3×107 J/m 3×0.07 m 3＝2.1×106 J天然气烧水的效率η＝Q 吸Q 放×100%＝1.26×106 J 2.1×106 J×100%＝60 % (3)用电磁炉烧水，需要做功W ＝Q 吸η′＝1.26×106 J 90%＝1.4×106 J 由P ＝W t 得需要加热的时间t ＝W P ＝1.4×106 J 2 100 W≈667 s。

中考物理综合应用题（后附答案）类型一力学综合计算题1．(2016，福州)为提高车辆通行质量，福州交警在市区一些道路某些时段推出“绿波通行”，即车辆在绿波路段以如图所示的50～55 km/h范围内行驶，一路绿灯．在绿波时段，质量是1.2×103 kg的汽车，经过绿波路段上相距2.7×103 m的两个路口，用时180 s，问：(1)汽车行驶的平均速度是多少？是否“绿波通行”？(2)若汽车在这段距离内行驶时牵引力保持3000 N不变，则汽车的输出功率是多少？(3)若轮胎与地面接触的总面积是0.6 m2，汽车静止时对水平地面的压强是多少？(g取10 N/kg)2．(2016，雅安)人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10 N/kg.(1)若某次运送建材的质量为50 kg，则建材的重力是多少？(2)若工人在1 min内将建材匀速竖直向上提升了12 m，作用在钢绳上的拉力为200 N，求拉力的功率．(3)当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？3．(2016，青岛)小雨通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图象如图乙所示．其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%.每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力．求：(1)物体在空中上升1 m，小雨做的功是多少？(2)每个滑轮的重力是多少？(3)物体的密度是多少？4．(2016，黄冈)图甲为研究匀速直线运动的实验装置，一个半径为2 cm的球由于磁铁的吸引静止在盛水的玻璃管底，水深1 m．移除磁铁后，球在玻璃管中上升，图乙为球在露出水面前运动速度与时间的关系图象，其中v0＝0.05 m/s，水的密度为1.0×103 kg/m3，求：(1)移除磁铁前，玻璃管底受到水的压强．(2)球在玻璃管上升过程中前4 s的平均速度．(3)已知球上升时受到水的阻力与其速度的关系为f＝kv，球的体积用V，水的密度用ρ0表示，请推导球的密度表达式(用字母表示)．5．(2016，威海)如图是利用电子秤显示压力大小反映水箱水位变化的装置示意图．该装置由滑轮C，长方体物块A、B以及杠杆DE组成．物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B放在电子秤上并通过细绳与杠杆相连．杠杆可以绕支点O转动并始终在水平位置平衡，且DO∶OE＝1∶2，已知物块A的密度为1.5×103 kg/m3，底面积为0.04 m2，高1 m，物块A的上表面与水箱顶部相平，物块B的重力为150 N．滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦以及滑轮、杠杆和绳的自重均忽略不计(g取10 N/kg，水的密度为1.0×103 kg/m3)．请解答下列问题：(1)当水箱装满水时，物块A的下表面受到水的压强是多大？此时物块A所受的拉力是多大？(2)从水箱装满水到水位下降1 m，电子秤所显示的压力示数变化范围是多少？6．(2016，黔东南州)如图所示是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400 cm2，高为0.2 m，盖片B的面积为60 cm2(盖片B的质量，厚度不计)，连接AB的是长为0.4 m，体积和质量都不计的硬杆，当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所．(已知水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)请解答下列问题：(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？(2)浮筒A的重力是多少？(3)水箱中水多深时盖片B又自动关上？7．(2016，黄石)测量液体密度的仪器叫做密度计．图甲和图乙是自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入盛有不同液体的两个烧杯中． (1)请判断哪杯液体密度大，并说明理由．(2)实验室的密度计的上部是一个用来标刻度的空心圆柱形玻璃管，管下部为一玻璃泡，内装有铅粒．如图丙所示，该密度计圆柱形玻璃管长L ＝10 cm ，横截面积S ＝2.5 cm2，总质量m ＝20 g ，将它放入水中静止时，水面距玻璃管上端为4 cm ；将此密度计放入未知液体中静止时，发现液面距玻璃管上端为2 cm.求这种液体的密度以及密度计玻璃管上能标出的最大刻度值和最小刻度值．(已知水的密度为1.0×103 kg/m3，g 取10N/kg)8．(2015，贵港)一个带阀门的圆柱形容器，底面积是200 cm2，装有12 cm 深的水，正方体M 边长为10 cm ，重20 N ，用细绳悬挂放入水中，有15的体积露出水面，如图所示．求：(1)正方体M 的密度．(2)正方体M 受到的浮力以及此时水对容器底部的压强.(3)若从图示状态开始，通过阀门K 缓慢放水，当容器中水面下降了2 cm 时，细绳刚好被拉断，则细绳能承受的最大拉力是多少？(g 取10 N/kg ，水的密度为1.0×103 kg/m3)9．(2016，德州)近日，我国新型战略核潜艇(如图甲所示)为保障国家安全，进行了战略巡航．下表是核潜艇的部分性能参数．求：( 1)核潜艇以水下最大航速行驶到距离2700 km 外的某海域执行任务所用的时间；(1节≈0.5 m/s)(2)核潜艇在水面航行时受到的浮力；下潜到最大深度时受到水的压强；(g 取10 N/kg ，海水的密度ρ海水＝1.03×103 kg/m3)(3)若核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，所受阻力与速度的关系如图乙所示，它的动力功率是多少？10．(2016，孝感)用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率．如图所示，是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知电动机工作时拉绳子的功率为1100 W 保持不变，箱子质量为300 kg 、体积为0.1 m3，每个滑轮重200 N ，水深6 m ，水面离地面4 m ，将箱子从水底提到地面时，用时24 s(不计绳重、摩擦和水的阻力，g 取10 N/kg)．求：(1)箱子在水底时下表面受到水的压强． (2)电动机把箱子提升到地面做的总功．(3)整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值． (4)整个打捞过程中，箱子上升的最大速度．类型二 电学综合计算题11．(2016，聊城)如图所示，小灯泡L 标有“6 V 3 W ”的字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器的最大阻值R 为24 Ω，电源电压保持不变．当S 闭合，S1、S2断开，滑片P 滑到中点时，小灯泡恰好正常发光．保持滑片P 的位置不变，闭合S 、S1、S2，发现电流表的示数变化了1 A ．求： (1)小灯泡正常发光时的电流． (2)电源电压．(3)当开关S 、S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值．12．(2016，德州)在如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R 为滑动变阻器，电源电压不变，闭合开关S 后，调节滑片P 从a 端移动到b 端过程中，电流表示数I 与电压表示数U 的变化关系如图乙所示．求： (1)电路中电流最小时，1 min 内电流通过电阻R 做的功． (2)电源电压和定值电阻R0.(3)若电压表量程为0～15 V ，电流表量程为0～3 A ，为保证电表正常工作，定值电阻R0消耗的功率范围．13．(2016，随州)如图，电路中电源电压U ＝6 V ，三个滑动变阻器R1、R2、R3完全相同．下表列出了电路的两水下排水量 11500吨 水下最大航速 36节 水面排水量 9000吨 水下巡航速度 20节 艇长 135米最大潜深 350米 艇宽 13米 发动机最大功率 25000千瓦个状态对应的变阻器滑片P1、P2、P3所处的位置．已知电路处于状态“1”时，电流表的读数为0.6 A．求：(1)R1的最大电阻值．(2)状态“2”时电压表读数为多少．(3)状态“2”时三个变阻器电功率的总和是多少．14．(2016，无锡)如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路．L为“220 V22 W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，控制电路中，电源由两节干电池串联而成，电压为2.8 V，R1为阻值10 Ω的定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值会随着光强度的变化而变化．(1)①灯L正常工作时，通过它的电流是多少？②受控电路中导线a端应连接照明电路的火线还是零线？(2)当电压表示数为2.1 V时，光敏电阻的阻值为多大？(电磁铁A的线圈电阻忽略不计)(3)如果控制电路的电源换成两节新的干电池，照明灯L有没有可能在白天就发光？请说明理由．15．(2015，梅州)如图甲所示，已知小灯泡L上标有“6 V 3 W”字样，R0＝20 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为100 Ω.求：(1)小灯泡的电阻(设灯丝电阻不随温度变化)；(2)只闭合S1，移动滑动变阻器滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示；当滑片置于某点a 时，电压表示数Ua＝8 V．求此时电流表示数及电源电压．(3)已知电压表量程为0～15 V，在电压表示数不超过量程，灯泡两端电压不超过额定值的情况下，只闭合S2时，求滑动变阻器连入电路的阻值范围．16．(2016，宜宾)如图是某电器设备的部分电路，电源电压U＝4.5 V保持不变，灯泡L标有“6 V 6 W”字样．已知闭合开关S1和S3时，电路消耗的功率为2.025 W，不计灯丝电阻随温度的变化．(1)求定值电阻R1的阻值．(2)三个开关S1，S2，S3都闭合时，求通过电流表的电流大小．(3)电压表的量程为0～3 V，电流表的量程为0～0.6 A，滑动变阻器R2的阻值在0～20 Ω内可调，只闭合开关S2，在保证电表安全的情况下，求灯泡L消耗的电功率的变化范围．17．(2016，遂宁)如图所示，电源电压恒为20 V．灯泡L上标有“12 V 6 W”字样，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～15 V．当滑动变阻器R的滑片P在B点，且RAB＝15R时，只闭合S和S1，灯泡L恰好正常发光．当只闭合S和S2，滑动变阻器R的滑片P分别在中点O和B点时，电压表示数之比UAO∶UAB＝3∶2.(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求：(1)滑动变阻器R的最大电阻值．(2)当滑动变阻器R的滑片P在中点O时，只闭合S和S1，电压表的示数是多少？(3)当只闭合S和S2，在保证电路安全的情况下，电阻R0消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率是多少？类型三力、电、热综合计算题18．(2015，连云港)2015年4月21日，重达2.3 t的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场．如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65 kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140 km/h.假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1 m2.(g取10 N/kg)求：(1)飞机停在水平地面时，对地面的压强大小；(2)当飞机发动机的输出功率保持60 kW，并以108 km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；(3)若飞机发动机保持60 kW的输出功率匀速飞行1 h，发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？(航空燃油的热值取4×107 J/kg，密度取0.75×103 kg/m3)状态开关P1P2P31K、K1、K2均闭合最右端最右端最右端2K闭合，K1、K2均断开最左端正中间最右端19．(2016，武汉)如图甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车．其亮点是列车可以小角度转弯，安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置．(1)当列车转弯时，水平轮胎发生形变，起到导向和稳定作用，如图乙是轮胎与接触面的平面图，请在图乙中画出轮胎对接触面压力的示意图．(2)当高压细水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强p＝10 MPa，水雾喷出的速度υ≥10 m/s，若喷孔的总面积S＝5×10－5m2，则水枪的功率至少为多少瓦？(不计大气压强)(3)列车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能．当列车在平直轨道上制动减速时，电能W1与内能W2之比为9∶16，如图丙是机械能的变化量ΔW与速度变化量Δυ的关系图象，若列车从72 km/h开始减速，转化的电能可供总功率为1000 W的照明灯正常发光1 h，则列车的速度会减小到多少千米/时？20．(2015，宜宾)寒冷的冬天，孝顺的小茜用自己平时积攒的零花钱给住在偏远农村的奶奶买了一个“暖手宝”，铭牌如表中所示，请回答下列问题．(1)该“暖手宝”正常工作时的电流和电阻各是多少？(2)该“暖手宝”正常工作5分钟产生的热量是多少？(3)在奶奶家，到晚上用电高峰期小茜再次给“暖手宝”加热时，发现加热时间明显比白天长．聪明的小茜知道这是因为电压降低了的缘故，于是专门进行了一番测量：她关掉其他用电器，单独给这个“暖手宝”通电6分钟，观察到家里的电能表(如图所示)转盘转了44转．请你帮小茜计算出这时她奶奶家实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)21．(2016，黄冈)热风枪常用于工程装修、服装制造等行业．工作时，利用其吹出的热风使材料熔化或软化，从而达到去除旧漆膜、弯曲塑料管．换装瓷砖等目的，图甲是某型号热风枪的简化电路图，其中电热丝R1的最大功率为2000 W，R2、R3可分别调节温度和风量，(不计温度对R1阻值的影响)请解答：(1)图乙中的P、Q处为该型号热风枪的电热丝和电动机预留安装位置，应将电动机安装在_P_处，否则_电热丝产生的热量可能损坏电动机_．(说出一点即可)(2)当R2接入电路电阻为30.8 Ω时，R1上消耗的功率是多少？(3)已知R1达到最大功率时，从出风口吹出的空气温度升高了400 ℃，若将R1的功率调为1500 W，则从出风口吹出的空气温度升高了多少？(设热效率相同、相同时间内吹出的空气质量相同)22．(2016，泸州)据统计，全国发生的车祸中有超过半数以上是超速、超载引起的．我市加大了道路交通安全监控管理力度，将“区间测速”作为判断是否超速的依据之一．所谓的“区间测速”，就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速即被判为超速．若监测点A、B相距18 km，全程限速40 km/h，由“电子眼”抓拍到装有沙子的某型号货车通过监测点A、B的速度分别为30 km/h和456 km/h，通过A、B两个监测点的时间为20 min.问：(1)按“区间测速”标准判断该货车在AB段行驶是否超速？(2)按照规定，载货车车轮对地面的压强超过7×105 Pa即被判为超载．该型号货车部分参数如表所示．根据表中参数计算，该货车在不超载的情况下，在水平路面上运动时最多能装沙子的体积为多少？(ρ沙＝2.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)(3)该货车在某路段平直公路上运动60 s的速度—时间图象如图所示，这段时间内发动机完全燃烧柴油0.2 kg，(已知发动机的效率η＝40%，柴油的热值q＝4.5×107 J/kg)则货车在这段时间内运动受到的阻力为多大？23．(2016，荆门)如图甲所示是某大型超市上的节能自动扶梯．图乙是其示意图，扶梯与水平面成30°角．扶梯空载(无人)时的速度为0.13 m/s，当有人即将步入扶梯时，扶梯通过光电传感器感知后即以0.65 m/s的速度运行．现有一个体重为600 N的人乘扶梯上楼．产品名称暖手宝产品货号QB32额定功率440W额定电压220 V通电储热5～8分钟电源线长约80 cm(1)此人站在扶梯上，鞋与扶梯的接触面积为400 cm2，则人对扶梯的压强有多大？(2)若此人乘扶梯从A到B所用时间为20 s，则扶梯克服人的重力做功的功率有多大？(3)下表是节能自动扶梯与普通电梯的有关参数．与普通电梯比，节能自动扶梯一年(按360天计)要节约多少电能？24．(2015，黄冈)如图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其电热丝加热的额定功率为1500 W．图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24 V，为水位指示表(由量程为0～0.6 A 电流表改成)，R0阻值为10 Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示.(1)热水器正常加热时，电热丝电阻多大？(结果保留一位小数)(2)阴雨天，将储水箱中50 kg、30 ℃的水加热到50 ℃，正常通电要多长时间？[设电热全部被水箱中的水吸收且无热损失，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]；(3)当水位指示表指示储水箱水深为0.2 m时，探测电路中的电流多大？25．(2016，岳阳)图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220 V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关．将电饭煲接入220 V电路中，在电饭煲工作的30 min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示．求：(1)0～30 min，电饭煲产生的总热量．(2)S和S1均闭合，电路中的总电流．(3)在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同．用电高峰期，当实际电压为198 V 时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间？26. (2016，日照)吴丽发现家中电视机的额定功率为121 W，额定电压为220 V．电饭锅上的铭牌如下表，工作电路如图所示．求：(1)电饭锅加热电阻的阻值是多少？(2)已知电饭锅在额定电压下正常工作600 s，恰好能将1标准大气压下1.65 kg、20 ℃的水烧开．该电饭锅烧开这些水时的工作效率是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)](3)当吴丽家中的电器只有电视机和电饭锅工作时，将1标准大气压下1.65 kg、20 ℃的水烧开用了726 s．她通过观察电能表的转动圈数，计算得到该过程共耗电0.2035度．求吴丽家中电路的实际电压和通过电视机的实际电流各是多少？(不考虑电压变化对电饭锅工作效率的影响)27．(2016，天门)某物理兴趣小组设计了探测湖底未知属性的矿石密度的装置，其部分结构如图甲所示．电源电压为6 V，R0为定值电阻，滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙所示，T为容器的阀门．某次探测时，水下机器人潜入100 m深的湖底取出矿石样品M.返回实验室后，将矿石样品M悬挂于P点放入容器中，保持静止状态．打开阀门T，随着水缓慢注入容器，电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示．在电压表示数从2 V变为4 V的过程中，电流表示数变化值为0.2 A(弹簧电阻忽略不计，矿石M不吸水，湖水密度与水相同，g取10 N/kg)．求：(1)水下机器人在100 m深的湖底取样时受到水的压强为多少？(2)定值电阻R0的阻值是多少？(3)矿石M的密度是多少kg/m3?型号WKF－315S电源220 V50 Hz加热功率1100 W保温功率330 W制造商××小家电有限公司参考答案1.(1)汽车行驶的平均速度v ＝s t ＝2.7×103 m180 s ＝15 m/s ＝54 km/h ，因为50 km/h ＜54 km/h<55 km/h ，所以该汽车是“绿波通行” (2)汽车的牵引力做的功W ＝Fs ＝3000 N ×2.7×103 m ＝8.1×106 J ，则汽车的输出功率P ＝Wt ＝8.1×106 J180 s ＝4.5×104 W (3)汽车的重力G ＝mg ＝1.2×103 kg ×10 N/kg ＝1.2×104 N ，因为汽车静止在水平地面，所以汽车对水平地面的压力F 压＝G ＝1.2×104 N ，则汽车静止时对水平地面的压强p ＝F 压S ＝1.2×104 N0.6 m2＝2×104Pa2.(1)建材的重力G ＝mg ＝50 kg ×10 N/kg ＝500 N (2)由图可知：承担重物绳子的段数n ＝2，则1 min 绳子自由端移动的距离s ＝2 h ＝2×12 m ＝24 m ，拉力做的功W ＝Fs ＝200 N ×24 m ＝4800 J ，拉力的功率P ＝W t ＝4800 J60 s ＝80 W (3)由图象可知，当η＝50%时，重物G ＝400 N ，因为η＝W 有W 总＝W 有W 有＋W 额＝Gh Gh ＋G 动h ＝GG ＋G 动，所以，50%＝400 N400 N ＋G 动，解得G 动＝400 N ，当η′＝60%时，η′＝G ′G ′＋G 动，即60%＝G ′G ′＋400 N ′，解得，G ′＝600 N3.(1)由图乙可知，绳子自由端移动的距离为0～4 m 时，拉力为100 N 不变，此时物体没有露出水面，4～6 m 时，物体开始逐渐露出水面，拉力不断增大，6～8 m 时拉力为200 N 不变，此时物体完全离开水面，故物体在空中匀速上升过程中受到的拉力F ＝200 N ，由图可知n ＝4，所以绳子自由端移动的距离s ＝nh ＝4×1 m ＝4 m ，小雨做的功是W ＝Fs ＝200 N ×4 m ＝800 J (2)根据η＝W 有用W 总可得，物体在空中上升1 m 做的有用功W 有用＝ηW总＝85%×800 J ＝680 J ，根据W ＝Gh 可得，物体的重力G ＝W 有用h ＝680 J 1 m ＝680 N ，根据F ＝1n (G ＋2G 动)可得，2G 动＝4F －G ＝4×200 N －680 N ＝120 N ，所以每个滑轮的重力G 动＝120 N2＝60 N (3)物体没有露出水面之前受到的拉力为F ′＝4×100 N ＝400 N ，重力G ＝680 N ，两个动滑轮的重力为120 N ，所以，物体完全浸没时受到的浮力F 浮＝G ＋2G 动－F ′＝680 N ＋120 N －400 N ＝400 N ，根据F 浮＝ρ水gV 排可得物体的体积V ＝V 排＝F 浮ρ水g ＝400 N 1×103 kg/m3×10 N/kg ＝4×10－2 m3，物体的质量m ＝G g ＝680 N 10 N/kg ＝68 kg ，则物体的密度ρ＝m V ＝68 kg4×10－2 m3＝1.7×103 kg/m34.(1)移除磁铁前，玻璃管底受到水的压强p ＝ρgh ＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg ×1 m ＝1.0×104 Pa (2)由图可知，球在露出水面前运动的时间为21 s ，根据v ＝st 可得，4～21 s 球上升的距离s0＝v0t ＝0.05 m/s ×17 s ＝0.85 m ，则球在玻璃管上升过程中前4 s 上升的距离s ′＝1 m －0.85 m －2×0.02 m ＝0.11 m ，所以球在玻璃管上升过程中前4 s 的平均速度v ′＝s ′t ′＝0.11 m4 s ＝0.0275 m/s (3)由图可知，球4～21 s 时匀速上升，受力平衡，所以G ＋f ＝F浮，根据G ＝mg ，ρ＝mV 可得G ＝ρVg ，又知f ＝kv ，F 浮＝ρogV ，则ρVg ＋kv ＝ρ0gV ，球的密度ρ＝ρ0gV －kv Vg ＝ρ0－kvVg5.(1)物体A 下表面受到水的压强p ＝ρ水gh ＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg ×1 m ＝1×104 Pa ，物体A 的体积V A ＝Sh ＝0.04 m2×1 m ＝0.04 m3，浸没时V 排＝V A ＝0.04 m3，物体A 受到浮力F 浮＝ρ水gV 排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg ×0.04 m3＝400 N ，物体A 受到重力GA ＝ρAgV A ＝1.5×103 kg/m3×10 N/kg ×0.04 m3＝600 N ，物体A 所受的拉力F ＝GA －F 浮＝600 N －400 N ＝200 N (2)当物体A 浸没时，对D 点拉力FD ＝F 2＝200 N2＝100 N ，由杠杆平衡条件FD ×DO ＝FE ×OE 得，FE ＝FD ×DO OE ＝100 N ×DO2DO ＝50 N ，电子秤示数F 压＝GB －FB ＝150 N－50 N ＝100 N ；当水位下降1 m 时，即物体A 全部露出水面时，对D 点拉力FD ＝GA 2＝600 N2＝300 N ，由杠杆平衡条件FD ×DO ＝F ′B ×OE 得F ′B ＝FD ×DO OE ＝300 N ×DO2DO ＝150 N ，电子秤示数F 压＝GB －F ′B ＝150 N－150 N ＝0 N ，所以从水箱装满水到水位下降1 m ，电子秤示数变化范围0 N ～100 N6.(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A 时，水深h ＝0.4 m ＋0.2 m ＝0.6 m ，水对盖片B 的压强p ＝ρgh ＝1×103 kg/m3×10 N/kg ×0.6 m ＝6000 Pa ，水对盖片B 的压力F ＝pS ＝6000 Pa ×60×10－4 m2＝36 N (2)杆对浮筒的拉力等于水对盖片B 的压力，即F ′＝36 N ，当水箱的水刚好浸没浮筒A 时，浮筒受到的浮力F 浮＝ρ水V 排g ＝1×103 kg/m3×400×10－4 m2×0.2 m ×10 N/kg ＝80 N ，浮筒受到的浮力等于浮筒重加上杆对浮筒的拉力，即F 浮＝GA ＋F ′，则浮筒A 的重力GA ＝F 浮－F ′＝80 N －36 N ＝44 N (3)设圆柱体浮筒A 浸在水中的深度为h1时，盖片B 又自动关上，则F 浮′＝GA 即ρ水V 排g ＝GA ，1×103 kg/m3×400×10－4 m2×h1×10 N/kg ＝44 N ，解得h1＝0.11 m ，水箱中水的深度h1＝0.11 m ＋0.4 m ＝0.51 m7.(1)图乙中液体密度大，根据漂浮条件mg ＝ρ液gV 排，图乙中密度计浸入液体中的体积小些，所以液体密度大些 (2)设密度计总体积为V ，将它放入水中静止时mg ＝ρ水g(V －Sl1)，l1＝4 cm ，得V ＝30 cm3，将它放入未知液体中静止时mg ＝ρ液g(V －Sl2)，l2＝2 cm ，得ρ液＝0.8 g/cm3＝0.8×103 kg/m3，当玻璃管上端恰好没入液体中时，此刻度线为最小刻度值，根据漂浮条件mg ＝ρmingV 得ρmin ＝0.67×103 kg/m3，当玻璃管下端恰好浸入液体中时，此刻度线为最大刻度值，根据漂浮条件mg ＝ρmaxg(V －SL) 得ρmax ＝4.0×103 kg/m3 8.(1)正方体M 的质量mM ＝GM g ＝20 N10 N/kg＝2 kg ，体积为VM ＝(10 cm)3＝1000 cm3＝1×10－3 m3，所以密度ρM ＝mM VM ＝ 2 kg 1×10－3 m3＝2×103 kg/m3 (2)由于M 用细绳悬挂放入水中，有15的体积露出水面，则V 排1＝(1－15)V A ＝45×1×10－3 m3＝8×10－4 m3，受到浮力为F 浮1＝ρ水gV 排1＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg ×8×10－4 m3＝8 N ，设M 放入水中后水深为h ′，则有Sh ′＝Sh ＋V 排1，则h ′＝h ＋V 排1S ＝0.12 m ＋8×10－4 m3200×10－4 m2＝0.16 m ，此时水对容器底部的压强p ＝ρ水gh ′＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg ×0.16 m ＝1.6×103 Pa (3)原来M 浸入水中深度为h1＝(1－15)L ＝45×10 cm ＝8 cm ，水面下降2 cm 时正方体M 浸入水中深度为h2＝h1－2 cm ＝8 cm－2 cm ＝6 cm ，则V 排2＝L2h2＝(10 cm)2×6 cm ＝600 cm3＝6×10－4 m3，F 浮2＝ρ水gV 排2＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg ×6×10－4 m3＝6 N ；当绳子刚被拉断时有Fmax ＋F 浮2＝G ，所以细绳能承受的最大拉力Fmax ＝G－F 浮2＝20 N －6 N ＝14 N9.(1)核潜艇水下最大航速v ＝36×0.5 m/s ＝18 m/s ，s ＝2700 km ＝2.7×106 m ，所用时间t ＝s v ＝2.7×106 m18 m/s ＝1.5×105 s(2)由表格数据可知，在水面上航行时，m 排＝9000t ＝9×106 kg ，则核潜艇在水面航行时受到的浮力F 浮＝G 排＝9×106 kg ×10 N/kg ＝9×107N ；下潜最大深度h ＝350 m ，受到海水的压强p ＝ρgh ＝1.03×103 kg/m3×10 N/kg ×350 m ＝3.605×106 Pa (3)核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，受到的动力和阻力是一对平衡力，大小相等，它在水下航行速度为20节时，由图象可知F ＝f ＝30×104 N ，因此动力的功率P ＝Fv ＝30×104 N ×20×0.5 m/s ＝3×106 W 10.(1)箱子在水底时，下表面的深度H ＝6 m ，此处水产生的压强p ＝ρgh ＝1×103 kg/m3×10 N/kg ×6 m ＝6×104 Pa (2)电动机工作时拉绳子的功率为1100 W 保持不变，将箱子从水底提到地面用时t ＝24 s ，由P ＝Wt 得电动机所做的总功W 总＝Pt ＝1100 W ×24 s ＝2.64×104 J (3)在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功；由η＝W 有用W 总＝W 有用W 有用＋W 额＝F 动拉箱h F 动拉箱h ＋G 动h ＝F 动拉箱F 动拉箱＋G 动可知，动滑轮对箱子的拉力越大，滑轮组的机械效率越大，所以出水后滑轮组的机械效率最大，箱子的重力G ＝mg ＝300 kg ×10 N/kg ＝3000 N ；出水后，最大机械效率η最大＝GG ＋G 动×100%＝3000 N3000 N ＋200 N×100%＝93.75% (4)由于电动机工作时拉绳子的功率保持不变，所以，根据P ＝Fv 可知，电动机的拉力最小时，绳端的速度最大，此时箱子上升的速度也最大．当箱子所受浮力最大时(箱子浸没在水中上升时)，电动机的拉力最小，箱子上升的速度最大；箱子所受的浮力F 浮＝ρgV 排＝1000 kg/m3×10 N/kg ×0.1 m3＝1000 N ，则电动机的最小拉力F ＝12(G 箱＋G 动－F 浮)＝12(3000 N ＋200 N －1000 N)＝1100 N ；由P ＝Fv 可得，绳端的最大速度v 最大＝P F ＝1100 W 1100 N ＝1 m/s ，则箱子上升的最大速度v 最大′＝12v 最大11.(1)由P ＝UI 可得，小灯泡正常工作时的电流IL ＝PL UL ＝3 W6 V＝0.5 A (2)当S 闭合，S1、S2断开，滑片P 滑到中点时，L 与12R 串联，由I ＝U R 可得，灯泡的电阻RL ＝UL IL ＝6 V 0.5 A ＝12 Ω，所以，电源的电压U ＝I(RL ＋R2)＝IL(RL＋R 2)＝0.5 A ×(12 Ω＋24 Ω2)＝12 V (3)保持滑片P 的位置不变，开关S 、S1、S2都闭合时，R0与12R 并联，干路电流变大，此时干路电流I ′＝I ＋△I ＝IL ＋△I ＝0.5 A ＋1 A ＝1.5 A ，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以通过滑动变阻器的电流I 滑＝U R 2＝12 V 24 Ω2＝1 A ，则通过定值电阻R0的电流I0＝I ′－I 滑＝1.5 A －1 A ＝0.5 A ，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以滑片移动时通过R0的电流不变，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小，通过滑动变阻器的电流I 滑′＝U R ＝12 V24 Ω＝0. 5 A ，干路电流I ″＝I0＋I 滑′＝0.5 A ＋0.5 A ＝1 A ，电路消耗的最小功率P ＝UI ″＝12 V ×1 A ＝12 W＝12×1 m/s ＝0.5 m/s 12.由电路图可知，R 与R0串联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流 (1)由图乙可知，电路中的最小电流I 小＝0.2 A ，R 两端的电压UR ＝20 V ，1 min 内电流通过电阻R 做的功WR ＝URI 小t ＝20 V ×0.2 A ×60 s ＝240 J (2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，电源的电压U ＝I 小R0＋UR ＝0.2 A ×R0＋20 V ，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流I 大＝1.2 A ，则电源的电压U ＝I 大R0＝1.2 A ×R0，因电源的电压不变，所以，0.2 A ×R0＋20 V ＝1.2 A ×R0，解得R0＝20 Ω，电源的电压U ＝I 大R0＝1.2 A ×20 Ω＝24 V (3)当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大，则R0消耗的最大功率PR0大＝I 大2R0＝(1.2 A)2×20 Ω＝28.8 W ，当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R0消耗的电功率最小，此时R0两端的电压UR0小＝U －UR 大＝24 V －15 V ＝9 V ，R0消耗的最小功率PR0小＝UR0小2R0＝（9 V ）220 Ω＝4.05 W ，定值电阻R0消耗的功率范围为4.05～28.8 W13.(1)由图和表格信息可知，状态“1”时，R1、R2并联，电流表测干路电流，滑片P 都在最右端，连入阻值都为最大；由于滑动变阻器R1、R2、R3完全相同，设每个滑动变阻器的最大阻值均为R ，由并联电路的电流特点和欧姆定律有I ＝I1＋I2＝U R ＋U R ＝2U R ，所以，R ＝2U I ＝2×6 V0.6 A ＝20 Ω，即R1的最大电阻值为20 Ω (2)由图和表格信息可知，状态“2”时，R2、R3串联，电压表测R3两端电压，P2在正中间，P3在最右端，则R2＝12R ＝12×20 Ω＝10 Ω，R3＝R ＝20 Ω，由串联电路的特点和欧姆定律可得电路中电流I2′＝I3′＝I ′＝U R 总＝6 V10 Ω＋20 Ω＝0.2 A ，所以电压表示数U3′＝I ′R3＝0.2 A ×20 Ω＝4 V (3)由P ＝UI 可得，状态“2”时电路消耗的总功率P 总＝UI ′＝6 V ×0.2 A ＝1.2 W14.(1)①由P ＝UI 可得，灯L 正常工作时通过的电流IL ＝PL UL ＝22 W220 V ＝0.1 A ②开关控制灯泡时，开关接在火线上，所以受控电路中导线a 端应连接照明电路的火线 (2)当电压表示数为2.1 V 时，R1两端的电压U1＝U －U2＝2.8 V －2.1 V ＝0.7 V ，电路中的电流I ＝U1R1＝U2R2，即0.7 V 10 Ω＝2.1 V R2，解得R2＝30 Ω (3)如果控制电路的电源换成两节新的干电池，则电源的电压增大，由欧姆定律可知，电路中的电流增大，在天暗时，控制电路的电流还没达到电磁铁断开的电流，照明灯L 不发光，所以，照明灯L 没有可能在白天就发光15.(1)由P ＝U2R 可得灯泡电阻RL ＝UL2PL ＝（6 V ）23 W＝12 Ω (2)只闭合S1，R0与R 串联，由图乙可知，当电压表示数Ua ＝8 V 时，R ＝16 Ω，因串联电路中各处的电流相等，则电路中的电流I ＝Ia ＝Ua R ＝8 V16 Ω＝0.5 A ，总阻值R 总＝R0＋R ＝20 Ω＋16 Ω＝36 Ω；由欧姆定律得电源电压U ＝IR 总＝0.5 A ×36 Ω＝18 V (3)只闭合S2时，灯泡L 与变阻器串联，由于灯泡的额定电压为6 V ，则灯泡两端的最大电压为6 V ；则由P ＝UI 得电路中的最大电流I 最大＝IL ＝P 额U 额＝3 W 6 V ＝0.5 A ，由欧姆定律得总电阻R 总最小＝U I 最大＝18 V0.5 A＝36 Ω；变阻器接入电路中的最小电阻R 最小＝R 总最小－RL ＝36 Ω－12 Ω＝24 Ω；为保护电压表的量程，则电压表的最大示数为15 V ，此时灯泡两端的电压为UL ′＝U －UR 最大＝18 V －15 V ＝3 V ，则通过灯泡的最小电流I 最小＝UL ′RL＝。

专题51电功率综合计算应用题1.如图，电源两端电压为12V且保持不变，灯泡L标有“6V6W”的字样。

滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω。

（不考虑温度对灯泡电阻的影响）求：（1）灯泡的电阻；（2）当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器R2接入电路的电阻为18Ω时，灯泡两端的电压；（3）当开关S、S1、S2都闭合，将滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表示数为1.5A，此时R1消耗的电功率。

2.（2023湖南益阳）如图所示，电源电压U=24V，定值电阻R0=4Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω2A”，电压表量程为0～15V。

（1）求当电压表示数U0=6V时，通过定值电阻R0的电流；（2）求电路消耗的最小电功率；（3）请分析说明，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值。

I ，设灯丝电阻3.如图所示电路，电源电压恒为3V。

闭合开关S，电流表的示数为0.5A，干路电流 1.5A不变，求：（1）通过灯1L的电流1I。

（2）灯1L消耗的电功率1P。

（3）灯2L的阻值2R。

4.（2023甘肃金昌）如图所示，电源电压为9V 且保持不变。

闭合开关后，电流表1A 的示数为0.4A，电阻215R 。

求：（1）电流表2A 的示数；（2）1分钟内，电阻2R 上产生的热量。

5.小明家买了一个额定电压为220V 的家用电吹风。

其简化电路图如图所示。

已知吹热风时的额定功率比吹冷风时的额定功率大880W，求：（1）当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率大；（用AB、BC 或CD 表示）（2）若电吹风正常工作5分钟，吹热风比吹冷风多消耗的电能；（3）电热丝正常工作时的电阻；（4）在正常工作情况下，电吹风吹热风时比吹冷风时通过导线MN 的电流大多少。

6.很多家庭的卫生间里安装着浴霸，小李家的浴霸如图甲，由4个“大灯”、1个“小灯”和1个换气扇组成。

每个“大灯”都是“220V 250W”，“小灯”标有“220V 16W”，换气扇的参数是“220V 50W”。