中考物理总复习 专题六 综合计算题考点跟踪1

1 专题六专题六 综合计算题综合计算题 类型一 力学综合计算题 1 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 5055 km/h 范围内行驶，一路绿灯。在绿波时段， 质量是 1.2103 kg 的汽车，经过绿波路段上相距 2.7103 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的牵引力保持 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)(导学号 0071246200712462) 解：(1)汽车行驶的平均速度v 15m/s54 km/h，因为 50 s t 2.7 103 m 180 s km/h54 km/h40 km/h，所以该货车在AB段行驶超速 (2)由p 可得，车轮对路面的最大压力FpS7105 Pa0.3 m22.1105 N，水平面上物体的 F S 压力和自身的重力相等即FG，沙子的重力G沙GG车2.1105 N5104 N1.6105 N，则沙子的质量m沙1.6104 kg，由 可得沙子 G沙 g 1.6 105 N 10 N/kg m V 17 的体积V沙8 m3 (3)由该货车在某路段平直公路上运动 60 s m沙 沙 1.6 104 kg 2.0 103 kg/m3 的速度时间图象可知，货车在这段时间内作匀速直线运动，其运动路程svt10 m/s60 s600 m，完全燃烧柴油放出的能量Qm汽油q0.2 kg4.5107 J/kg9106 J，由 100%可得WQ40%9106 J3.6106 J，由WFs可得F W Q W s 6000 N，因为匀速行驶，则这段时间内运动受到的阻力fF6000 N 3.6 106 J 600 m 2323(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。 (1)此站在扶梯上，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？(导学号 0071248400712484) 电梯类别负载情况 平均功 率/kW 平均每天 运行时间/h 节能自 动扶梯 负载(有人) 3.63 空载(无人) 0.411 普通电梯负载或空载 3.614 解：(1)人对扶梯的压力FG600 N，人对扶梯的压强 p 1.5104Pa F S 600 N 400 104 m2 (2)根据v 可得AB的长svt0.65 m/s20 s13 m，因为在 RtABC中， s t BAC30，所以扶梯的高度hBCAB 13 m6.5 m，扶梯克服人的重力做功 1 2 1 2 WGh600 N6.5 m3.9103 J，则功率P 195 W (3)由P 可得 W t 3.9 103 J 20 s W t 普通电梯一天消耗的电能W1P1t13.6 kW14 h50.4 kWh；节能自动扶梯一天消耗的 电能W23.6 kW3 h0.4 kW11 h15.2 kWh，则节能自动扶梯一年要节约的电能 W365(50.4 kWh15.2 kWh)12848 kWh 18 2424(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，A为 水位指示表(由量程为 00.6 A 电流表改成)，R0阻值为 10 ，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4.2103 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？(导学号 0071248500712485) 解：(1)因为电热丝加热时，P1500 W，U220 V，所以由P得 U2 R R 232.3 (2)水吸收的热量Qcmt4.2103 J/(kg)50 U2 P （220 V） 1500 W kg(50 30 )4.2106 J，又因为WQPt，所以t 2800 s Q P 4.2 106 J 1500 W (3)由丙图可知，h0.2 m 时，Rx150 ，则探测电路中的电流为I U RxR0 0.15 A 24 V 150 10 19 2525(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)030 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？(导学号 0071248600712486) 解：(1)由电路图可知，当开关 S 和 S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率 较大；同理可知，只闭合开关 S、断开 S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小；由 图乙可知，工作 30 min 中，P1440 W 时的功率时间t115 min900 s，P总660 W 时的 功率时间t230 min15 min15 min900 s，由QWUIt可得 030 min 内电饭煲产 生的总热量QQ1Q2W1W2P1t1P2t2440 W900 s660 W900 s9.9105 J (2)当 S 和 S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电饭煲的功率较大，由PUI可得，电路中的 总电流I总3 A (3)电饭煲正常工作时，由图丙可知，电饭煲从开始工作到 P总 U 660 W 220 V S1第一次自动断开时的时间t10 min600 s，此过程中产生的热量QWP总t660 W600 s3.96105 J，电饭煲最大功率时电路中的总电阻R U2 P总 （220 V）2 660 W 220 3 ，因在不同电压下，电饭煲从开始工作到 S1第一次自动断开产生的热量相同，所以，由 QWPt可得，在实际电压是 198 V 时电饭煲工作的时间t QR U实2 740.7 s 3.96 105 J 220 3 （198 V）2 20 2626(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？(导学号 0071248700712487) 解：(1)水下机器人在 100 m 深的湖底取样时受到水的压强pgh1.0103 kg/m310 N/kg100 m1106 Pa (2)由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的 电压，电流表测电路中的电流，由图丙可知，当容器内水的深度在 0h1时，电压表的示数 U12 V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R0两端的电压U0UU16 V2 V4 V，电路中的电流I1，由图丙可知，当容器内水的深度大于h2时，电压表的 U0 R0 4 V R0 示数U24 V，R0两端的电压U0UU26 V4 V2 V，电路中的电流 I2，因电流表示数变化值为 0.2 A，所以，I1I20.2 A，解得 U0 R0 2 V R0 4 V R0 2 V R0 R010 (3)当容器内水的深度在 0h1时，电路中的电流I10.4 A，滑动 U0 R0 4 V 10 变阻器接入电路中的电阻R15 ，由容器内水的深度大于h2时，电路中的电 U1 I1 2 V 0.4 A 流I20.2 A，滑动变阻器接入电路中的电阻R220 ，由图 U0 R0 2 V 10 U2 I2 4 V 0.2 A 乙可知，此时拉力F215 N，由于是往容器中缓慢注水，结合图丙可知：当容器内水的 深度在在 0h1时，矿石没有浸在水中，不受浮力，此时弹簧的拉力与重力平衡，拉力最大； 当容器内水的深度在h1h2时，矿石浸在水中受浮力的作用，水的深度增加，浮力增大， 拉力减小；当容器内水的深度大于h2时，矿石浸没在水中，浮力最大且不变，此时拉力 最小，由于F122.5 NF215 N，结合上述分析可知，矿石的重GF122.5 N，矿石浸 没在水中时拉力为F215 N，根据称量法测浮力可知，矿石浸没在水中时受到的浮力F浮 21 GF222.5 N15 N7.5 N；根据F浮水gV排可得矿石的体积VV排 F浮 水g 7.5104 m3；矿石M的密度 7.5 N 1 103 kg/m3 10 N/kg m V G g V G gV 3103 kg/m3 22.5 N 10 N/kg 7.5 104 m3 类型四 计算推导题 2727(2016宜昌)如图所示，把一个底面积为S、高为l的长方体浸没在密度为的 液体中，上、下表面分别距液面为h1和h2，因为液体内部存在压强，所以长方体各表面都 受到液体的压力。 (1)分析图中长方体的受力情况，其受到浮力的原因是_上、下表面存在压力差_，浮 力的方向是_竖直向上_。 (2)大量的实验结果表明：“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的 重力” 。请从浮力产生原因的角度推导出这一结论。(导学号 0071248800712488) 解：(2)由液体压强公式pgh及压强公式p 得：长方体上表面受到液体的压力 F S F1p1S液gh1S；长方体下表面受到液体的压力F2p2S液gh2S，上、下两表面的压 力差为F2F1液gh2S液gh1S液g(h2h1)S，长方体浸没在液体中，则长方体 排开液体的体积V排S(h2h1)，所以，结合浮力的产生原因有F浮F2F1液 g(h2h1)S液gV排m排gG排 2828(2016杭州)小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉 动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。(支点和杠杆的摩擦不计)问： (1)重为 5 N 的钩码挂在A点时，人的拉力F为 4 N，钩码上升 0.3 m 时，动力作用点 22 C上升 0.5 m，此时机械效率1为多大？ (2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移 到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升 0.5 m。问：人的拉力F与第一次相比 _(选填“变大” “变小”或“不变”)。比较此时的机械效率2与1的大小并用学过的 知识给以推导。(导学号 0071248900712489) 解：(1)有用功W有用Gh5 N0.3 m1.5 J；总功W总Fs4 N0.5 m2 J，机 械效率100%100%75% (2)钩码的悬挂点在A点时，由于杠杆的重 W有用 W总 1.5 J 2 J 力会阻碍杠杆转动，则由杠杠的平衡条件得到GOAG杠杆OCFOC，观察比较可知， 1 2 悬挂点移至B点时，OBOA，即钩码重力的力臂变小，所以拉力F也变小；杠杆的机械效率 ；因为杠杆升高的高度不变，所以克服杠杆自重所做的额 W有用 W总 W有用 W有用W额 1 1W额 W有 外功不变(即W额G杠杆h杠杆不变)；由于悬挂点B更接近支点，所以钩码提升的高度减小， 根据W有用Gh可知，有用功减小；从上面的表达可知：W有用减小、W额不变，所以 变大，分母变大，就减小；即21 W额 W有用 2929(2016青岛)制作电子拉力计：现有如下器材：一个电压恒为 12 V 的电源；一个 阻值为 20 的定值电阻R0；一个量程为 00.6 A 的电流表；一个开关；若干导线；一根 长为 8 cm、阻值为 40 的均匀电阻丝R1(它的阻值与其长度成正比)；一根轻质弹簧，一 端可以固定，另一端和金属滑片 P 固定在一起(P 与R1间的摩擦不计)，它的伸长量与受到的 拉力关系图象如图乙所示。 23 (1)请利用上述器材制作电子拉力计，在图甲所示方框中画出设计的电路图。 (2)请推导出拉力F与电流表示数I的关系式，并在图丙所示的电流表表盘上标出拉力 为 0 N、20 N、40 N 对应的刻度值。(导学号 007124900071