中考综合应用题 6页

专题七　力学和热学综合应用题 ‎,专题特征)‎ 随着科技的迅速发展和知识的不断更新，中考综合性计算题也不断地推陈出新，特别是综合计算题，一道题会涉及到多方面的计算，形式上也体现多样性的变化，单纯的计算逐渐被计算与说理、计算与设计、计算与改进等新型计算题所取代，试题覆盖面广、容量大。综合性计算题对学生的自学能力、探究能力、思维能力、创新能力和加速反应能力进行综合考查。‎ ‎ ,典例剖析)‎ ‎【例】在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L＝5m、高h＝1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N(不计空气阻力)。求：‎ ‎(1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？‎ ‎(2)工人使用斜面做功的机械效率是多少？‎ ‎(3)物体和斜面之间的摩擦力是多大？‎ ‎【答案】解：(1)W总＝Fs＝FL＝300N×5m＝1500J；‎ ‎(2)W有＝Gh＝1200N×1m＝1200J；‎ η＝×100%＝×100%＝80%；‎ ‎(3)W额＝W总－W有＝1500J－1200J＝300J，根据W额＝fL，得到f＝＝＝60N。‎ 专题训练)‎ ‎1.(2016香城中考)某村在新农村建设中需在河道上修建一座石桥，图甲是使用吊车向河底投放圆柱形石块的示意图，在整个投放的过程中，石块始终以0.05m/s的速度匀速下降，图乙是吊车钢丝绳的拉力F随时间t的变化图像(水的阻力忽略不计)(g取10N/kg)。请求：‎ ‎(1)石块的重力为__7000__N，石块全部浸没在河水中时所受的浮力为__3000__N；‎ ‎(2)投放石块处河水的深度和水对河底的压强；‎ ‎(3)石块的密度(保留一位小数)。‎ 解：(2)h＝vt＝0.05m/s×100s＝5m，‎ p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×5m＝5×104Pa。‎ (3) 石块的质量为m＝＝＝700kg，‎ 石块的体积为V＝＝＝0.3m3，‎ 石块的密度为ρ＝＝≈2.3×103kg/m3。‎ xkb1.com2．(2016陕西中考)如图是一台两栖履带起重机。它可以在陆地和水深不超过2.5米的滩涂路面行驶工作。‎ ‎(1)起重机安装宽大的履带的目的是减小起重机对地面的__压强__。‎ ‎(2)当起重机吊起4.8×105N的货物时，货物匀速升高15m用时40s。若滑轮组的机械效率为75%，滑轮组上自由端的拉力及拉力的功率各是多少？‎ 解：解法一：提升重物时做的有用功W有＝G物h＝4.8×105N×15m＝7.2×106J，‎ 由η＝×100%得，拉力做的总功W总＝×100%＝＝9.6×106J。‎ 由W＝Fs得，拉力F＝＝＝＝3.2×105N，‎ 拉力做功的功率P＝＝＝2.4×105W。‎ 解法二：由η＝×100%＝×100%＝×100%得，拉力F＝＝＝3.2×105W。‎ 绳子自由端移动的速度v＝＝＝＝0.75m/s，‎ 则拉力做功的功率P＝＝Fv＝3.2×105N×0.75m/s＝2.4×105W。‎ ‎3．(2016河南中考)某款新型电动车的性能参数如表所示，请回答下列问题。‎ 工作电压 ‎400Vw w w .x k b 1.c o m 电动机功率 ‎40kW 百公里耗电量 ‎15kW·h ‎(1)电动机是电动车的核心部件，电动机正常工作时，电能转化为__机械__能，‎ 电动机的工作原理是__通电导体在磁场中受到力的作用__。‎ ‎(2)电动机正常工作时，通过线圈的电流是多大？‎ ‎(3)同类型号的燃油汽车在同等条件下百公里消耗汽油为10L，请通过计算比较两种汽车的百公里能耗，并说明能耗不同的主要原因。汽油的密度ρ＝0.7×103kg/m3，热值q＝4.6×107J/kg。‎ ‎(4)汽车在某段公路上匀速行驶时，进入某超声测速区域，如图所示。当该车运动到距测速仪370m时，测速仪向该车发出一超声波信号，2s后收到从车返回的信号。超声波在空气中传播速度为340m/s，求该车的速度。‎ 解：(2)I＝＝＝100A。‎ (3) 电动汽车百公里能耗W＝15kW·h＝15×3.6×106J＝5.4×107J，‎ 燃油汽车百公里油耗m＝ρV＝0.7×103×10×10－3kg＝7kg，‎ 燃油汽车百公里能耗Q＝mq＝7kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J，‎ 电动汽车百公里能耗小于燃油汽车百公里能耗，主要是因为电动汽车的效率高于燃油汽车的效率。‎ ‎(4)设汽车的速度为v，超声测速仪发出的信号＝1s后与汽车相遇，在这段时间内，汽车的路程与超声波的路程有关系式：v×1＋340×1＝370，解得v＝30m/s。‎ ‎4．(2016邵阳中考)在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6m/s，绳子自由端的拉力F是500N，该装置的机械效率是80%。求：‎ ‎(1)故障车在30s内通过的路程；新$课$标$第$一$网 ‎(2)拉力F在30s内所做的功；‎ ‎(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。‎ 解：(1)s＝vt＝6m/s×30s＝180m。‎ (2) 设绳子自由端移动的距离是s′。‎ ‎∵s′＝3s＝3×180m＝540m，‎ W总＝Fs′＝500N×540m＝2.7×105J。‎ (3) 设小汽车受到的阻力为f，绳子对故障车的拉力为F′，‎ η＝＝，‎ F′＝＝＝1.2×103N。‎ ‎∵f与F′是一对平衡力，‎ ‎∴f＝F′＝1.2×103N。‎ ‎5．(2016西宁中考)如图是太阳能热水器内部水箱的结构示意图。A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为2×103kg/m3，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S上。当S受到竖直向下的拉力达到一定值时闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力等于10N时，S断开，电动水泵M停止注水，此时水箱水位最高为1.2m。g取10N/kg。求：‎ ‎(1)若水箱内有100kg的水，该太阳能热水器将水从20℃加热到50℃时水吸收的热量。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]‎ ‎(2)停止注水后水箱底部受到的水的压强。‎ ‎(3)若A、B的体积均为400cm3，A、B受到的总重力。xkb1.com ‎(4)正常情况下水箱中的水位最高时如图所示，A受到的浮力(开关S下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计)。‎ 解：(1)Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(50－20)℃＝1.26×107J。‎ (2) p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×1.2m＝1.2×104Pa。‎ (3) G总＝m总g＝ρV总g＝ρ(VA＋VB)g＝2×103kg/m3×(4×10－4m3＋4×10－4m3)×10N/kg＝16N。‎ ‎（4）正常情况下，当水位最高时，绳子受到的拉力最小，此时F总浮＝G总－F＝16N－10N＝6N，‎ FB浮＝ρ水gVB＝1.0×103kg/m3×4×10－4m3×10N/kg＝4N，‎ FA浮＝F总浮－FB浮＝6N－4N＝2N。‎ ‎6．(2016内江中考)严重的雾霾天气，对国计民生已造成严重的影响，其中，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源。城市地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油汽车的使用，减少汽车尾气的排放。现有一沿直线运动的地铁列车，以恒定功率6×103kW从甲站由静止开始起动，先以36km/h的平均速度加速运动20s后，再以72km/h的速度匀速运动80s，接着关闭发动机，列车失去牵引力，以加速运动时的平均速度做减速运动，经过15s后到达乙站停止。求：‎ ‎(1)甲站到乙站的距离。‎ ‎(2)牵引力做的功。‎ 解：(1)根据速度v1＝v3＝36km/h＝10m/s，v2＝72km/h＝20m/s。‎ 列车加速运动的距离s1＝v1t1＝10m/s×20s＝200m，‎ 列车匀速运动的距离s2＝v2t2＝20m/s×80s＝1600m，‎ 列车减速运动的距离s3＝v3t3＝10m/s×15s＝150m，‎ 甲站到乙站的距离s＝s1＋s2＋s3＝200m＋1600m＋150m＝1950m。‎ (2) 列车在加速过程中做的功W1＝Pt1＝6×106W×20s＝1.2×108J，‎ 列车在匀速过程中做的功W2＝Pt2＝6×106W×80s＝4.8×108J，‎ 牵引力做的功W＝W1＋W2＝1.2×108J＋4.8×108J＝6×108J。‎ ‎7．(2016孝感中考)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1100W保持不变，箱子质量300kg、体积0.1m3，每个滑轮重200N，水深6m，水面离地面4m，将箱子从水底提到地面时，用时间24s(不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10N/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。‎ 解：(1)p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6m＝6×104Pa。‎ (2) W总＝Pt＝1100W×24s＝26400J。‎ (3) 箱子完全出水后，箱子上升，滑轮组的机械效率最大，η＝＝＝＝＝＝＝93.75%。‎ (4) 箱子完全浸没在水中时箱子上升的速度最大，F拉＝G－F浮＝mg－ρ水gV＝300kg×10N/kg－1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝2000N，‎ F′＝＝＝1100N，‎ v＝＝＝1m/s，‎ v最大＝＝＝0.5m/s。‎ ‎8．(2016贵阳中考)小强一家驾车郊游，车行至一个水平弯道处，坐在副驾驶座位上的小强不由自主靠向车门，并与车门产生挤压，如图甲所示。小强问爸爸：我向外靠是因为惯性所致，但我和车门挤压时，显然车门对我有一个反向的作用力，这个力有什么作用呢？爸爸解释道：刚才我们在弯道上的运动是圆周运动，而做圆周运动的物体，需要有指向圆心的力来维持物体做这种运动，这种力叫向心力，刚才车所需的向心力就是由地面对车的摩擦力提供的。小强恍然：那刚才车门对我的力就是提供我做圆周运动的向心力啦！‎ 小强进一步查阅资料得知：如图乙所示，若一个质量为m的物体，沿半径为r的圆弧做圆周运动，其运动的速度为v(即单位时间内物体通过的圆弧长)，那么物体所需向心力的大小为F向＝m。‎ ‎(1)他们在弯道处的行驶速度为54km/h，合__15__m/s。‎ ‎(2)小强的质量m＝45kg，弯道处的圆弧半径r＝45m，行驶速度v＝15m/s，求在转弯过程中他所需向心力的大小。‎ ‎(3)你认为小强当时说的“刚才车门对我的力就是提供我做圆周运动的向心力啦！”这句话对吗？为什么？‎ ‎(4)已知在考虑其他外界因素影响的情况下，汽车在水平弯道上行驶时，所需向心力仅由地面对它的摩擦力提供，那么，不同质量的车辆在同一弯道处的限速是否相同？请推导说明。(设：此时车辆受到的最大摩擦力与它对地面的压力成正比)‎ 解：(2)F向＝m＝45kg×＝225N。‎ (3) 不对。向心力就是由地面对车的摩擦力提供的，车门对小强的力不是提供给他做圆周运动的向心力，因为这两个力施力物体不同。‎ ‎(4)相同。f＝kF压＝kmg＝m，v＝，可见速度与质量无关。‎ 第二课时　电学综合应用题 ‎,典例剖析)‎ ‎【例】(2016乐山中考)如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V　3W”的字样，滑动变阻器R1的阻值变化范围为0～36Ω，当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，小灯泡L刚好正常发光，电流表示数为0.75A。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)求：‎ ‎(1)电源电压；‎ ‎(2)R2的阻值；‎ ‎(3)在功率不为0的情况下，电路中最小功率与最大功率之比。‎ ‎【答案】(1)当S1、S2、S3都闭合，滑动变阻器滑到a端时，R2和L并联，且小灯泡刚好正常发光，∴U源＝UL＝6V。‎ (2) 小灯泡正常发光时：RL＝＝＝12Ω，‎ IL＝＝＝0.5A。‎ 因为R2与L并联，电流表为0.75A。‎ I2＝I－IL＝0.75A－0.5A＝0.25A，‎ R2＝＝＝24Ω。‎ (3) 当滑动变阻器的滑片滑到b端，开关S1断开，S2、S3闭合时，R1与R2串联，电路中总电阻最大，电路中总功率最小。Pmin＝＝＝0.6W。‎ 当滑动变阻器的滑片滑到a端，S1、S2、S3都闭合时，R2和L并联，电路中的总电阻最小，电路中的总功率最大，R＝＝＝8Ω，Pmax＝＝＝4.5W，‎ 则最小功率与最大功率之比为：＝＝。‎ ‎,专题训练)‎ ‎1．(2016崇左中考)图中是一台电热水壶铭牌上的部分信息。请根据铭牌所提供的信息[水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)]，求：‎ ‎(1)电热水壶正常工作时的电流；‎ ‎(2)电热水壶装满水时水的质量；‎ ‎(3)若给该电热水壶装满水进行加热，使水的温度从28℃升高到72℃，则水吸收的热量是多少？‎ ‎(4)若电热水壶正常工作时，所产生的热量有80%被水吸收，则在第(3)小问中给水加热的时间是多少秒？‎ 解：(1)I＝＝＝10A。‎ ‎(2)m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10－3m3＝1kg。‎ ‎(3)Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(72℃－28℃)＝1.848×105J。[来源:学#科#网Z#X#X#K]‎ ‎(4)W＝＝＝2.31×105J。‎ t＝＝＝105s。‎ ‎2．(2016邵阳中考)手电筒是人们生活中常用的照明工具。如图甲是常用手电筒的结构示意图，图乙是它所用小灯泡的型号。若小灯泡的电阻是10Ω，不考虑温度对小灯泡电阻值的影响，电源电压是3V。‎ ‎(1)闭合开关时，求通过手电筒小灯泡的电流；‎ ‎(2)求小灯泡的额定功率；‎ ‎(3)闭合开关时，手电筒小灯泡是正常发光吗？请简单说明原因。‎ 解：(1)I＝＝＝0.3A。‎ (2) 由图可知，小灯泡的额定电压为3.8V。‎ 解法一：I额＝＝＝0.38A，‎ P额＝U额I额＝3.8V×0.38A＝1.444W。‎ 解法二：P额＝＝＝1.444W。‎ ‎(3)闭合开关时，手电筒小灯泡不是正常发光。‎ ‎∵U实＝3V，U额＝3.8V，U实