2021年中考物理重点难点33综合计算含解析

专项七计算专题

重难点33综合计算

【知识梳理】

初中物理常见的综合计算类型，主要是力学综合、电学综合、力电综合、电热综合（已有专

题讨论，不再在本做专题讨论）、力热电综合。综合题目涉及知识面广、难度较大。在做这

类题目时，首先要克服畏惧心理,综合题不一定就是难题，题目很长的题目也不一定时难题。

我们要认真读题，仔细分析题目所呈现的情景、给出的数据，将它们一一分解成单一的小问

题，按照我们一般的计算题解题思路去完成即可。

【典例分析】

【例1】（2020潍坊24）某型号汽车的油量显示电路如图甲所示，其中定值电阻R°=10Q,R

为压敏电阻（厚度不计），位于油箱底部，A表是一量程为。〜0.6A的电流表，作为油量指

示表。压敏电阻的电阻值随汽油产生的压强的变化而变化，其对应关系如图乙所示。已知加

满汽油时油的深度为0.4m,A表示数为0.6A,汽油密度P曲=0.7XK/kg/mMg取10N/kg,

求：

（1）加满汽油时汽油在油箱底部产生的压强；（2）电源的电压；（3）汽油耗尽时电流表的示数。

【答案】（l）2.8X103pa（2）12V（3）0.1A

【分析】（1）加满汽油时油的深度为0.4m,所以加满汽油时汽油在油箱底部产生的压强为:

p=pagh=O.7X103kg/m'XlON/kgX0.4m=2.8X10‘Pa。

（2）加满汽油时油的深度为0.4m,A表示数为0.6A,汽油产生的压强为：2.8X10，Pa,由乙

图可知：此时压敏电阻的电阻值R=10Q,Ro=10Q,根据串联电路的特点和I=U/R可得：电

源电压为：U=I（R+Ro）=0.6AX（10Q+10Q）=12V。

（3）汽油耗尽时，压敏电阻受压强为0,由图象知此时压敏电阻连入电路的阻值R'=110。，

由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路中电流为：I'=0=0-lAo

电+Rlon+iion

【思路小结】这是一道力学与电学的基础综合计算题。在阅读题目的过程中带着待求的问题

去有意识的收集数据，然后结合有关的公式求解即可。

【真题操练】

1.（2020泰安24）利用叉车运送货物，已知货物质量为500kg、底面积为5m货物与叉车水

平叉臂的接触面积为0.8m?,g取10N/kg。（1）叉车托着货物匀速水平移动，求货物对叉车水

平叉臂压强；（2）叉车在20s内将货物匀速举高L8m,求叉车支持力对货物做功的功率。

【答案】（1）6.25X10:iPa（2）450W

【解析】（1）货物对叉臂的压力：F=G=mg=500kgX10N/kg=5X103N；货物对叉车水平叉

臂的压强：p=f=山喀=6.25X10：lPa»

S0.8m*

（2）叉车对货物的支持力：F'=G=5510%；

叉车支持力对货物做的功：W=F'S=5X103NX1.8m=9X103J；

叉车支持力对货物做功的功率：P=上=艺空=450Wo

t20s

答：（1）货物对叉臂的压强是6.25XIO'Pa；（2）叉车对货物做功的功率是450W。

2.（2020威海26）采购员小明骑着摩托车外出采购食品。小明质量为70kg,摩托车质量为

150kg（歹10N/kg）。（1）小明买食品时，将摩托车停在超市门前的水平地面上，摩托车与地

面接触面积为150cm2,求摩托车对地面的压强；（2）采购食品后,小明将80kg的食品装上车，

在限速为80km/h的水平路面上以72km/h的速度匀速行驶50s,行驶时受到的阻力为总重力

的0.1倍，若消耗的汽油完全燃烧放出IXIO'J的热量，求摩托车发动机的实际输出功率和

效率。

【答案】（1）lX105Pa（2）6000W30%

【解析】（1）摩托车静止在水平地面时对地面的压力：F=G=mg=150kgX10N/kg=1500N；摩托

车与地面接触面积：S=150cm2=1.5X10W;摩托车静止在水平地面时对地面的压强：

2

1500N=lX105Pa,

P=31.5X10-2m2

(2)由题意可知：摩托车匀速行驶时受到的摩擦力：f=0.1G总=0.1(m/m人+mQg=

(150kg+70kg+80kg)XION/kgXO.l=300N；因为摩托车匀速直线行驶，所以F^fuBOON。

摩托车的速度：产72km/h=20m/s；摩托车的功率：P=F奉v=300NX20m/s=6000W。

摩托车行驶50s输出的用功：W=Pt=6000WX50s=3X10$J；摩托车发动机的效率:

n=^xioo%=喘xioo脏30%。

答：(1)摩托车对地面的压强为lXloTa；(2)摩托车发动机的实际输出功为6000%摩托

车发动机的效率为30%»

3.(2020威海28)某游乐场有一种水上娱乐球项目。娱乐球(以下简称“球”)是质量分布均

匀的空心球，半径为5,质量为10kg。(。水GXIOTg/n?,钎10N/kg)

(1)质量为80kg的游客坐在球中，当球静止在水面上时，球浸入水中的体积为多少立方米？

(2)游玩结束后，为了将球中的游客安全送上岸，安全员先将水中的球推到岸边随后安全员

始终对球施加最小的力，使球绕岸边的A点始终匀速缓慢转动。球转动期间，游客的重心B

与球心0始终在竖直方向的同一条直线上；

①当球转动到如图甲所示位置时，0A与竖直方向的夹角为30°,球浸入水中的体积变为

0.02m\请计算此时安全员施力的大小；

②当球离开水面后，安全员继续用最小的力，将球转动至图乙所示位置，请说出此过程中施

力的大小如何变化？

【答案】⑴9X10V(2)①175N②变小

【解析】(1)球静止在水面上，根据二力平衡，排开水的重力等于物体重力，根据公式m=P

V可得：V=巴==9。4+芈=9X102m\

ppXXlO^kg/m3

(2)①如图为一个省力杠杆，安全员始终对球施加最小的力，排开水的重力为:

3

G=mg=PVg=lX103kg/m3X0.02m:(X10N/kg=200N

总重力为:G总=mg=(80kg+10kg)X10N/kg=900N；阻力为：F=G

2JB-G=900N-200N=700N»

动力臂要最大,为2R,根据直角三角形30°所对应直角边为斜边的一半，此时阻力臂为R/2,

根据公式FL=FL可得：产仁=理誓=175N»

②当球离开水面后，安全员继续用最小的力，OA与竖直方向的夹角变小，因此阻力臂变小，

而动力臂不变，因此动力不断变小。

答：(1)当球静止在水面上时，球浸入水中的体积为9X10%3；(2)①此时安全员施力的大

小为175N；②当球离开水面后，安全员继续用最小的力，将球转动至图乙所示位置，此过

程中施力的大小不断变小。

4.(2020武威22)爸爸给小林买了一部电动平衡车。小林从家骑该电动平衡车以12km/h的速

度匀速行驶，用15min到达了市民广场。小林的质量为40kg,g取10N/kg,求：

RK©

平衡车参数

材质镁合金高弹性车架

净重10kg(含电池组)

最高车速18km/h

充电时间约4小时

轮胎个数2

轮胎总触地面积5cm2

(1)小林家到市民广场的距离是多少？(2)小林在市民广场水平路面上骑行时，车对地面的

压强是多少？(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小林在市民广场中以

最高速度骑行时，平衡车动力的功率是多少？

【答案】(l)3km⑵IXlO'Pa(3)250W

4

【解析】(1)小林运动的时间为t=15min=0.25h；小林家到市民广场的距离:

s=vt=12km/hX0.25h=3km。

(2)车对地面的压力：F=G=(G^+Gx)g=(10kg+40kg)X10N/kg=500N；车对地面的压强:

500N6

lX10Pao

5X10Tm2

(3)车受到的阻力：f=0.1G=O.1X5OON=5ON；车的最大速度:片18km/h=5m/s；车匀速行驶,

受到的动力和阻力是平衡力，动力F=f=50N；平衡车动力的功率：

P=-=-=Fv=50NX5m/s=250W

tto

答：(1)小林家到市民广场的距离是3km；(2)小林在市民广场水平路面上骑行时，车对地面

的压强是IXlO'Pa；(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小林在市民广

场中以最高速度骑行时，平衡车动力的功率是250W。

5.(2020泰安25)小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力检测装置，他利用学过

的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆,

0B长1m,0为支点，0A：AB=1：4,平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定

值电阻R。的阻值为10C,压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图

乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。

(1)当电池组电压U°=12V,平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S,分另U

求出电流表的读数；

(2)电池组用久后电压变小为U”这时平板上物体重100N时，电流表读数为0.3A,求山的

大小；

(3)在第(2)问情况中，电池组电压大小为山，要求平板上重为100N的物体对应的电流表读

5

数和电池组电压U°=12V的情况下相同，小明采取了两种解决办法：

①其它条件不变，只更换电阻R。，试求出更换后的R。’的大小。

②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算触点A应向哪个方向移动？

移动多少厘米？

【答案】(1)0.3A和0.4A(2)9V(3)①2.5。②触点/应向左移动，移动3厘米

【解析】⑴由杠杆平衡条件可知，当峰=80N,FM=100NFM•OA=FB1•OB,80N•0A=

FB1•OB,FA2•0A=FB2•OB,100N•0A=FB2•OB。由题意可知OA：AB=1：4,OA：OB=1：5,

解得：FB1=16N,FB2=20NO由R的阻值随所受压力F变化关系图象得：R=30Q；R2=20Q=

12V__Ua_=u<>=22V

由欧姆定律得I尸片二枭0.3A；T0.4Ao

son+ionRBJRz+Ro2on+ion

(2)U,的大小：UFIR、=L(的+Ro)=0.3AX(20C+10Q)=9V。

(3)①其它条件不变,只更换电阻R。为R。',由题意得：Ui=l2R&2'=Iz(Rz+Ro');HP9V=0.4A

X(20O+Ro')o解得：Ro'=2.5Q。

②其它条件不变，只向左调节A触点Lem,压力传感器阻值为只。UI=LR/3=I2点+R0)，即

9V=0.4AX(R3+10Q),解得：9=12.5Q。

从图象可知R*=23N,由杠杆平衡条件FB3•0B=%•(OA+L),即23NXlm=100NX(lm/5

+L),解得：L=3cm。

答：(1)平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S,电流表的示数分别为0.3A

和0.4A；(2)口的大小是9V：(3)①其它条件不变，只更换电阻R。，更换后的R。.的大小是

2.5Q；②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，触点A应向左移动，移动3厘

米。

6.(2020黔南州20)小聪的体重是500N,家住19楼(楼的层高为3m),家里用燃气灶烧水、

做饭。如果他从1楼步行上楼到家里(走了18层楼)，用时3min。已知天然气的热值3.0

X107J/m\水的比热容是4.2X1O：'J/(kg・℃)。问：(1)他上楼克服重力做的功是多少？做

功的功率是多少？(2)完全燃烧多少立方米天然气放出的热量与小聪做的功相等？如果这些

热量有35%被水吸收，能使0.5kg水的温度升高多少？

【答案】(1)2.7X1O'J150W(2)9X10'm34.5℃

【解析】(1)上楼的高度为：h=3mX18=54m；上楼克服重力做的功是：W=Gh=500NX54m=2.7

XIO'J；做功的功率是：P=Y=i50W„

3X60S

6

（2）由题意可知：Q放=1丫=2.7X10'J；根据Q^Vq可得：V=三=巴=..二。*=9X10Wo

qq3.0X10J,m3

水吸收热量：Q/=Q般n=2.7X10'JX35%=9450JO由Q贮cmZ\t可得：

△t=%=----；~-------=4.5a

cm4^X1C'J/Ckc-^C）X0.5kg

答：（1）他上楼克服重力做的功是2.7X1O'J。做功的功率是150W；（2）完全燃烧0.0009m3

天然气放出的热量与小聪做的功相等。如果这些热量有35%被水吸收，能使0.5kg水的温

度升高4.5℃。

7.（2020陕西23）海洋科学钻探船被称为海洋科学领域的“航空母舰:如图所示为一艘满

载时排水量为5X10%的海洋科学钻探船。甲板上装有很高的钻塔，可以安装并控制钻杆进

行拉升作业，使钻头和钻杆最深可在4000m深的海底向下钻取岩芯进行研究。（P水=1.03

XlO-kg/nAg取10N/kg）。（1）该钻探船满载时受到海水的浮力是多少？（2）满载时，该

钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域，钻探船排开海水的体积（选填

“变大”“变小”或“不变”）（3）钻头在4000m深的海底处受到海水的压强是多少？（4）

该钻探船以36km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为4X10，W,则船受到的牵

引力是多少？

【答案】（1）5X10%（2）变小（3）4.12X10'Pa（4）4X106N

【解析】（1）钻探船满载时受到海水的浮力:F浮=G加=01wg=5X1O'X10%gX10N/kg=

5X108N»

（2）满载时，该钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域，都处于漂浮状态，受

到的浮力不变，都等于船的重力，由F浮MPiftgV排可知，排开海水的体积变小。

（3）钻头在4000m深的海底处受到海水的压强:p=P水gh=1.03XIO'kg/m'xiON/kgX4000m

=4.12X107Pa«

（4）钻探船匀速航行的速度：v=36km/h=10m/s,由P=Fv可得,船受到的牵引力：

F=营=4X10W=4X10%。

viom/s

7

答：（1）该钻探船满载时受到海水的浮力是5X10'N；（2）变小；（3）钻头在4000m深的海

底处受到海水的压强是4.12X10，Pa；（4）船受到的牵引力是4X1赤。

8.（2020岳阳23）某物理兴趣小组设计了一个拉力传感器，工作原理如图所示。其中M、N

均为绝缘材料，将N固定在地面上，P、Q间是可伸缩导线（电阻不计），弹簧上端M和滑动

变阻器Rz的滑片P固定在一起，电源电压为12V,拉力F竖直向上。闭合开关S,当拉力为

10N时，电流表示数为1A,电压表示数为2V。求（1）拉力F为10N时，求Ra接入电路的阻

值大小；（2）拉力F为10N时，求10s内R产生的热量；（3）己知拉力F的大小与滑动变阻

器R?接入电路的阻值大小成正比例关系，即F=kR2,求k的数值，拉动M,当电压表示数为

8V时,求拉力F的大小。

【答案】(1)2。(2)100J(3)5N/Q100N

【解析】（1）由图可知：Ri、Rz串联，电压