2021年人教版物理中考專題特訓(xùn) 綜合應(yīng)用題

綜合應(yīng)用題

一'效率類綜合計(jì)算

類型1機(jī)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(jī)械，

它是利用電動(dòng)機(jī)通過滑輪組提升重物的.某次作業(yè)時(shí)，將質(zhì)量為1000

kg的鋼筋勻速提升12m,用時(shí)50s,施加在繩端的拉力為6000N.(g

取10N/kg)求：

電動(dòng)機(jī)*

第1題圖

(D使用滑輪組提升鋼筋時(shí)，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(jī)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(zhì)量為90kg的物

體在1min內(nèi)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(jī)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(jī)械效率(結(jié)果保留一位小數(shù)).

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(zhì)量為80kg的貨物從4點(diǎn)勻速推至8點(diǎn)；再用100N的

水平推力&使其沿水平臺面勻速運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，不計(jì)貨物的長度；圖

乙為物體從A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)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(jī)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(zhuǎn)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(shí)，車輪與

水平地面接觸的總面積為1m2,對地面的壓強(qiáng)為5xl05Pa.貨車到送貨

地點(diǎn)要經(jīng)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(jì)算貨車滿載時(shí)車和貨物的總質(zhì)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(dòng)機(jī)的輸出功率為200kW,

求貨車受到的阻力.

⑶若貨車發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhì)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(jī)“鯨龍”AG600如圖所示,

已知飛機(jī)空載質(zhì)量為41.5t,最大巡航速度500km/h,該飛機(jī)蓄滿水

后總質(zhì)量53.5t.為檢測飛機(jī)性能，先后進(jìn)行了模擬滅火和水面滑行

測試.在滅火測試中：飛機(jī)盤懸在火場上方150m處將所蓄水分次投

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

=10N/kg）求：

（1）飛機(jī)蓄滿水靜止在水面上時(shí)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(jī)，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(dòng)機(jī)的效率是75%,則此時(shí)飛機(jī)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(shù)）

類型3力電轉(zhuǎn)換效率

6.動(dòng)車是一種安全舒適、低碳環(huán)保的運(yùn)輸工具，如圖所示.動(dòng)車使用

電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，額定電壓為2.5X104V,動(dòng)車使用的電動(dòng)機(jī)效率為

80%.一列以150km/h速度行駛的動(dòng)車消耗的電功率為1000kW.已知

動(dòng)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(jìn)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(dòng)車“吸進(jìn)去”，這是由于

(2)已知某段鐵路長約1350km，如果動(dòng)車以150km/h的速度勻速跑完

全程，消耗的電能為多少？

(3)若動(dòng)車以300km/h速度勻速直線行駛時(shí)，動(dòng)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(diǎn)？(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(dòng)汽車的部分參數(shù)如下表所示：

空車質(zhì)量1380最大功率100kW

kg

輪胎與地面0.032120

最高時(shí)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(jī)一人，質(zhì)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(dòng)機(jī)的工作原理是(選填“電流的磁效應(yīng)”“磁場

對電流的作用”或“電磁感應(yīng)”).電動(dòng)汽車前進(jìn)和倒車是通過改變

來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的.

(2)電動(dòng)汽車對水平地面的壓強(qiáng)是多少？

(3)電動(dòng)汽車牽引力所做的功是多大？

(4)電動(dòng)汽車電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多大？

類型4電熱轉(zhuǎn)換效率

8.北京大興國際機(jī)場現(xiàn)已投入運(yùn)營，乘客可由北京乘坐高鐵前往機(jī)

場.大興機(jī)場是全國可再生能源使用比例最高的機(jī)場.耦合式地源熱

泵系統(tǒng)方案可實(shí)現(xiàn)年節(jié)約1.8萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤.試求：

（1）1.8萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出的熱量是多少？（標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值q=

3.6xlO7J/kg）

⑵若以上標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出的熱量中僅有36%轉(zhuǎn)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(yùn)行多少小時(shí)？若高鐵此時(shí)的

工作電壓為25kV,則通過電動(dòng)機(jī)的電流為多少？

⑷我國正積極推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力發(fā)展可再生能源.你認(rèn)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(jìn)行分類既是當(dāng)前的一種時(shí)尚，更是生

態(tài)環(huán)保的需要.目前我市每天能產(chǎn)生900t左右的生活垃圾，若進(jìn)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(jīng)實(shí)踐檢測每完全

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

求：

⑴利用生活垃圾發(fā)電時(shí)將化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為能；發(fā)電機(jī)的原

理是.

(2)生活垃圾的熱值q；

⑶完全燃燒1t生活垃圾產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)藏式，使用時(shí)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(guān)參數(shù)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(shí)不能倒放、橫放，內(nèi)膽裝的水不能超過最大標(biāo)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(xiǎn).

（2）該電熱水杯正常加熱工作時(shí)的電流和電阻；

（3）該電熱水杯正常工作時(shí)將350mL初溫為20℃的水燒開，水吸收的

熱量是多少？（在標(biāo)準(zhǔn)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(shí)

間？（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）

第10題圖

11.如圖甲為某種型號的電熱飲水機(jī)，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(jī)將初溫為

20℃、1kg的水正常加熱至沸騰（一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），用時(shí)15min」c水

=4.2x103J/（kg.C。試問:

甲

第11題圖

(1)電熱飲水機(jī)是利用了電流的效應(yīng)來工作的，當(dāng)開關(guān)S］、s2

閉合時(shí)可以實(shí)現(xiàn)功能.

(2)電熱飲水機(jī)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(jī)的熱效率約為多少？(結(jié)果保留一位小數(shù))

12.多功能養(yǎng)生壺具有精細(xì)烹飪、營養(yǎng)量化等功能，深受市場認(rèn)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(xiàng)目參數(shù)

電源電壓(V)220

低溫?fù)豕β?/p>

275

(W)

中溫?fù)豕β?/p>

550

(W)

高溫?fù)豕β?/p>

1100

(W)

容積(L)1

第12題圖

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

⑵求凡的阻值；

⑶養(yǎng)生壺處于低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，求電路中的電流大小；

(4)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，使用高溫?fù)鯇⒊鯗厥?2℃的一壺水燒開，若養(yǎng)

生壺高溫?fù)跫訜嵝蕿?0%,求水吸收的熱量和燒開一壺水需要的時(shí)

間.

類型5光熱轉(zhuǎn)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(shè)時(shí)為每家都設(shè)

計(jì)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(jié)合，同時(shí)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(guān)參數(shù)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(chǔ)存到水箱，

沒有其他能源消耗（完全免費(fèi)熱水）.熱水器的集熱器將太陽能轉(zhuǎn)化為

能.熱水之所以能自然向上循環(huán)到水箱，是因?yàn)榧療崞髦械?/p>

水溫度升高，密度變（選填“大”或“小”）.

⑵小陽查閱資料得知，當(dāng)?shù)叵募厩缣鞎r(shí),平均太陽輻射功率為1.95x106

J/（m2.h）,平均每天光照時(shí)間為10h,該熱水器一天內(nèi)能將水箱中的水

從20℃加熱至70℃廁一天內(nèi)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(zhuǎn)換效率約為多少？（百分號前保留一位小數(shù)）

（3）如果連續(xù)陰雨天（不計(jì)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(shí)間？

第13題圖

類型6光電轉(zhuǎn)換效率

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

璃球內(nèi)充滿水，透光率達(dá)到99%,白天產(chǎn)生電能，晚上可以作為絢麗

的景觀燈.通過設(shè)計(jì)出不同大小的型號，既可以為電動(dòng)汽車充電，也

可以為手機(jī)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(jī)將能轉(zhuǎn)化為電能，玻璃球類似于

（填光學(xué)元件）.

（2）如果每天按8小時(shí)的日照時(shí)間來計(jì)算，該球形發(fā)電機(jī)一個(gè)月（按25

天正常日照）可發(fā)電多少千瓦時(shí)？

（3）用10個(gè)本款球形太陽能發(fā)電機(jī)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(xué)角度說出太陽能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn).（答一條即可）

第14題圖

二'實(shí)際應(yīng)用類綜合計(jì)算

類型1滑片移動(dòng)類

1.（2020岳陽改編）某物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)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(dǎo)線（電阻不計(jì)）彈簧上端M和滑動(dòng)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(guān)S,當(dāng)拉力為

10N時(shí)-，電流表示數(shù)為1A,電壓表示數(shù)為2V.

（1）當(dāng)拉力增大時(shí)，電壓表的示數(shù)（選填“變大”“變小”或“不變”）.

⑵拉力廠為10N時(shí)，求私接入電路的阻值大?。?/p>

⑶拉力廠為10N時(shí)，求10s內(nèi)凡產(chǎn)生的熱量；

（4）已知拉力F的大小與滑動(dòng)變阻器當(dāng)接入電路的阻值大小成正比例

關(guān)系，即：F=kR2,求攵的數(shù)值；拉動(dòng)M,當(dāng)電壓表示數(shù)為8V時(shí)，

求拉力尸的大小.。

第1題圖

2.如圖所示是小明設(shè)計(jì)的一個(gè)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(jì).小明用

該測量儀對甲、乙兩位同學(xué)的身高進(jìn)行了測量，其數(shù)據(jù)見下表.若甲

同學(xué)測量時(shí)，滑片恰在電阻棒M的中點(diǎn)位置.試問：

甲同乙同

學(xué)學(xué)

電流表讀數(shù)

0.150.2

//A

電壓表讀數(shù)

32

UN

身高h(yuǎn)/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(xué)身高時(shí)通電5s,求這段時(shí)間凡)消耗的電能是多少？乙同

學(xué)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(yán)重的道路交通違法行為，危及人民群眾的

生命財(cái)產(chǎn)安全，被稱為頭號“公路殺手”和“事故元兇”.在中學(xué)生科技

創(chuàng)新大賽中，小周為交警部門設(shè)計(jì)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(guān)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(shí)，綠燈亮；超載時(shí)，紅燈亮,

同時(shí)電控照相機(jī)啟動(dòng)，抓拍違法車輛.

⑵電磁繼電器線圈電阻Ho=lOQ，當(dāng)通過線圈的電流達(dá)到0.1A時(shí)、

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(shí)，報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng)，則電阻箱凡的阻值應(yīng)調(diào)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(bào)警器

應(yīng)用到鄉(xiāng)村道路，就要適當(dāng)調(diào)低報(bào)警器的限載重量，可以將R調(diào)

(選填“大”或“小”).該限載報(bào)警器能檢測到車輛的最小質(zhì)量為

多少t?(g取10N/kg)

(4)運(yùn)用所學(xué)的物理知識，簡要說明超載可能造成的兩個(gè)危害.

4.(2020三門峽二模)在中學(xué)生創(chuàng)新大賽中，某初中參賽小組設(shè)計(jì)了一

種測定風(fēng)力的裝置如圖甲所示，迎風(fēng)板與壓敏電阻以連接，工作時(shí)迎

風(fēng)板總是正對風(fēng)吹來的方向.壓敏電阻的阻值隨風(fēng)力變化而變化，其

阻值以與風(fēng)力/的關(guān)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(guān)閉合后，風(fēng)力增加時(shí)，電壓表的示數(shù)是增大還是減??？

（2）無風(fēng)時(shí)，壓敏電阻的功率為多少？（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位小數(shù)）

⑶若電壓表的量程為0?3V,該裝置所能測量的最大風(fēng)力為多少？

（小數(shù)點(diǎn)后保留一位小數(shù)）

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(shè)計(jì)了

一個(gè)可自動(dòng)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(biāo)有“220V275W”的燈泡.閉合開關(guān)S,當(dāng)繼電器線圈中的

電流大于或等于50mA時(shí)-，繼電器的銜鐵被吸合，開關(guān)So自動(dòng)斷開，

工作電路停止工作，當(dāng)繼電器的銜鐵彈回時(shí)一，開關(guān)So自動(dòng)閉合.

第5題圖

⑴工作電路工作時(shí)，A端應(yīng)與(選填“3”或“。)端相連接.

⑵工作電路工作時(shí)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(xué)綜合計(jì)算

1.（2020甘肅省卷）爸爸給小林買了一部電動(dòng)平衡車.小林從家騎該電

動(dòng)平衡車以12km/h的速度勻速行駛，用15min到達(dá)了市民廣場.小

林的質(zhì)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(shí)，車對地面的壓強(qiáng)是多少？

⑶若騎行平衡車時(shí)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(shí)，平衡車動(dòng)力的功率是多少？

平衡車參數(shù)

鎂合金高彈性

材質(zhì)

車架

10kg（含電池

凈重

組）

最高車速18km/h

充電時(shí)間約4小時(shí)

輪胎個(gè)數(shù)2

輪胎總觸地

5cm2

面積

第1題圖

2.如圖為某款擦窗機(jī)器人，總質(zhì)量為1.2kg,它憑借其底部的真空泵

在機(jī)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(dāng)它靜止在豎直玻璃上時(shí)，受到摩擦力的方向是.

⑵擦窗機(jī)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(shí)擦窗機(jī)器人對玻璃的壓力為28N,內(nèi)外氣壓差達(dá)到800Pa,

求擦窗機(jī)器人與玻璃的接觸面積至少為多少m2?

(4)擦窗機(jī)器人工作時(shí)的實(shí)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(jī)器人可上升的最大高度為多少m?

0

第2題圖

3.“轉(zhuǎn)大運(yùn)”是大力士比賽中的一個(gè)項(xiàng)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(diǎn)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(shí)針繞圈30s,杠桿轉(zhuǎn)

動(dòng)角度為180°,如圖乙所示.(杠桿重力不計(jì)，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(zhuǎn)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(shí)對地面的壓強(qiáng)

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(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù)）

4.（2020黑白卷）河南省是我國主要的糧食生產(chǎn)大省，農(nóng)用機(jī)械普及前,

勞動(dòng)人民常利用如圖甲所示的碌磕（Liuzhou,又稱碌軸）碾壓糧食進(jìn)行

脫粒，是一種重要的打場農(nóng)具，古代農(nóng)業(yè)專著《齊民要術(shù)》中記載“治

打時(shí)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(zhì)外框制成，將外框套在石碾外邊，通過繩子拉動(dòng)外

框，即可使石碾繞著其中心軸滾動(dòng).小強(qiáng)到外婆家，對院子放的一個(gè)

碌磕產(chǎn)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(yùn)動(dòng)6m,用時(shí)30

s（如圖乙所示），已知石碾滾動(dòng)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(qiáng)拉碌磕過程中，碌磕的石碾受力滾動(dòng)，說明力可以改變物體的

;滾動(dòng)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(yùn)動(dòng)，說明力是物體運(yùn)動(dòng)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(shí)對水平地面

的壓強(qiáng)；

(3)小強(qiáng)對繩子的拉力是多少？

(4)求拉碌磕過程中小強(qiáng)對碌磕做的功及其功率.

第4題圖

5.跳繩是一項(xiàng)很好的體育健身活動(dòng)，甲圖是同學(xué)們在體育課上練習(xí)跳

繩的場景.圖乙是小明某次跳繩時(shí)重心移動(dòng)的高度h隨時(shí)間t變化的

圖像，已知小明質(zhì)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(yùn)動(dòng)，是因?yàn)樗哂?/p>

在上升的過程中，不計(jì)空氣阻力，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為.

⑵小明起跳前對地面的壓強(qiáng)是多少Pa?

(3)1min內(nèi)克服重力做功的功率是多少W?

(4)1分鐘跳繩的標(biāo)準(zhǔn)為：每分鐘180個(gè)為滿分.若他以⑶問求出的功

率跳繩，請你通過計(jì)算說明小明能否取得滿分？

6.小強(qiáng)所在的研究小組，對一個(gè)半徑為r=50cm,質(zhì)量m=40kg、

質(zhì)量分布均勻的圓柱體進(jìn)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(qiáng).(兀取3.14,結(jié)果

保留整數(shù))

⑵如圖乙所示，要把圓柱體通過滾動(dòng)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(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，求此時(shí)作用在圓柱體上的最

小力F.

⑶若小強(qiáng)將圓柱體推上臺階需要的時(shí)間為2s,求小強(qiáng)克服圓柱體重

力所做功的功率是多少？

一、效率類綜合計(jì)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(xì)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(dòng)的距離s=〃/?=2X12m=24m

拉力做的總功WM=FS=6000NX24m=144X1()5J

滑輪組的機(jī)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(dān)物重的繩子段數(shù)〃=3,物體勻速提升5m時(shí)，繩端移動(dòng)的距離$=勵(lì)=

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(jī)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(dòng)了1.5m,所用時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)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(jī)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(shí)的重力G=F=〃S=5X1()5PaXl012=5X1()5N

「sx1(段N

車和貨物的總質(zhì)量/v?=5X104kg=50t

61UINN/Kg

因?yàn)?0t<55t,所以貨車允許通過大橋

(2)貨車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以/奉=/陽，根據(jù)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(chǎn)生的熱量。===.an。/—=4.3XIO?j

Q4U/o

q43X10^I

則消耗柴油的質(zhì)量m=,=43X]07j/kg=10kg

3

5.解：(1)飛機(jī)蓄滿水靜止在水面上時(shí)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(jī)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(jī)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(shí)飛機(jī)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(qiáng)越小

解：(2)由。=，得，動(dòng)車運(yùn)行時(shí)間f=E=|^M=9h

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

⑶根據(jù)題意可知自=?，即1000kW(150km/h)’

3

~P2(300km/h)

解得P2=8000kW=8X106W

66

故動(dòng)車的有用功率p'=Z7A=80%X8X10W=6.4X10W

因?yàn)閯?dòng)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(wǎng)可得，動(dòng)

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(diǎn).

7.(1)磁場對電流的作用電流方向

解：⑵電動(dòng)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(dòng)汽車對水平地面的壓強(qiáng)0=5=卷裁?=4'X好Pa

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

則電動(dòng)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(dòng)汽車電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率〃=^x1OO%=-3~24X1O7-X100%=80%

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

6.48X10l4J

⑵標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出的熱量中僅有36%轉(zhuǎn)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(yùn)行的時(shí)間『卞=.aanrTCw—弋7.36X103h

rooUUKW

則通過電動(dòng)機(jī)的電流/=與=8=352A

UZ；器JAIU；?「V"

(4)太陽能、風(fēng)能

9.(1)電電磁感應(yīng)

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(biāo)準(zhǔn)大氣壓下20°C的冷水的質(zhì)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(yīng)短路

u1p440W

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

AUZZUV

」“rU2(220V)2

電阻R=~^=~“0w—=11°C

(3)水的體積V=350mL=350cm3

水的質(zhì)量，"="夕=1g/cm3x350cn?=350g=0.35kg

標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃,水吸收的熱量

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

(4)根據(jù)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(shí)間T=叫)京出334s

/44UW

11.⑴熱加熱

解：（2）當(dāng)開關(guān)Si、S2閉合時(shí)，電路中只有此時(shí)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(jī)處于加熱擋.

U2(220V)2

加熱功率P加熱=-=400W

Ri~I2lQ

當(dāng)開關(guān)Si閉合、S2斷開時(shí)，兩電阻串聯(lián)，此時(shí)飲水機(jī)處于保溫?fù)?，此時(shí)電路中的總電阻

2

￡(220V)

R總=-=l210Q

尸海40W

根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)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(jī)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(dāng)開關(guān),閉合，S2接8時(shí)，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(shí)養(yǎng)生壺為高溫?fù)?

⑵由題圖可知，當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2接A時(shí)，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(shí)為低溫?fù)酰划?dāng)S2接A,S1閉合時(shí)，R2被短路，只有電阻用接

入電路，養(yǎng)生壺處于中溫?fù)?

由尸=。/得，養(yǎng)生壺處于中溫?fù)鯐r(shí)，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?fù)豕ぷ鲿r(shí)電路中的電流為/低=令=皆牛=1.25A

(4)由可得，水的質(zhì)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(shí)間為上券=懸~=］；器;黑［=420

13.⑴內(nèi)小

解：⑵水的體積丫=l20L=l20dm3=Ol2m3

由P=皆可得水的質(zhì)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(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率〃=^x100%=46嬴107產(chǎn)100%Q53.8%

(3)如果連續(xù)陰雨天(不計(jì)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(shí)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(jī)的功率為2=?=號詈

=I000W=IkW

每天按8小時(shí)的日照時(shí)間來計(jì)算，該球形發(fā)電機(jī)一個(gè)月(按25天正常日照)可發(fā)的電能為W'

=Pt'=lkWX25X8h=200kWh

⑶10個(gè)本款球形太陽能發(fā)電機(jī)一年產(chǎn)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(chǎn)生的熱量為0=4=86藍(lán)？"J=2」6X1()UJ

…好從工目城Q2.16X1O"J

則煤的質(zhì)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(diǎn)很多，比如：太陽能分布廣闊，

獲取方便；清潔不會(huì)造成環(huán)境污染等.

二、實(shí)際應(yīng)用類綜合計(jì)算

1.(1)變大

解：由電路可知，定值電阻R和滑動(dòng)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(dāng)拉力為10N時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V,電流表的示數(shù)為1A,則&接入電路的阻值&

⑶當(dāng)拉力為10N時(shí)，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(nèi)R產(chǎn)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(dāng)電壓表的示數(shù)為8V時(shí)，電路中的電流為

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

1=~瓦-=_Foo-=04A

則凡此時(shí)連入電路中的電阻為

&-V-0.4A—20c

則尸'=kR{=5N/CX20C=100N

2.(1)保護(hù)電路

解：(2)測量甲時(shí)，滑片在電阻棒的中點(diǎn)，則前=曰=焉「=20。

故電阻棒的電阻R=40。

⑶測量乙時(shí)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(yīng)的電阻值為1C

乙測量時(shí)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(shè)電源電壓為U,測身高時(shí)電壓表的示數(shù)為

rr__JR__匕

JR+心一、嚏

電壓表示數(shù)UR和電阻棒接入電路中電阻不是一次函數(shù)關(guān)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(bào)警系統(tǒng)剛好啟動(dòng)時(shí)，通過線圈的電流為0.1A,由/=*可得，此時(shí)電

路總電阻R總=7=()]A=60Q

由圖乙可知，當(dāng)壓力尸=2.OX1()5N時(shí)，壓敏電阻R=20Q,根據(jù)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(shí)，質(zhì)量大，車的慣性也大，遇到緊急情況時(shí)不容易停下來，易造成交通事故;

同時(shí)車輛超載時(shí)對地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)大，易破壞公路.

4.(1)增大

解：(2)由圖像可知，當(dāng)無風(fēng)時(shí)，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(shù)，設(shè)&="尸+兒當(dāng)尸=0時(shí)，&=7。，

所以7C=aX0+b,可得b=7C

當(dāng)尸=600N時(shí)，&=1Q,

所以1C=aX600N+7C,可得”=-0.01C/N

則：Rx=-0.01Q/NXF+7Q

當(dāng)所測風(fēng)力最大時(shí)，尺的阻值最小，電路中電流最大，則電壓表的示數(shù)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(shí)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(fēng)力為366.7N.

5.⑴C

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

工作電路工作時(shí)的總電流/a=粵=焉靜=2.5A

⑶當(dāng)/=50mA=0.05A時(shí)，此時(shí)達(dá)到浴室里控制的溫度

控制電路中的總電阻尺總=9=羔*=240。

因?yàn)镽K，=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(xué)綜合計(jì)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(jī)車+加入)g=(10kg+40kg)X10N/kg=500N

此時(shí)車對水平路面的壓強(qiáng)為1X106P