z08专题八 综合计算题

1、1专题八专题八 返回目录返回目录 专题八专题八 综合计算题综合计算题 2专题阐述专题阐述返回目录返回目录 学科内综合计算题主要包括力学综合、电学综合学科内综合计算题主要包括力学综合、电学综合与电热综合，这些综合计算题一般作为压轴题在试卷与电热综合，这些综合计算题一般作为压轴题在试卷的最后出现，重在考查学生综合分析问题并能利用物的最后出现，重在考查学生综合分析问题并能利用物理知识解决问题的能力理知识解决问题的能力# #力学综合计算题一般可分为力学综合计算题一般可分为压强和浮力相关计算，功、功率和机械效率相关计算压强和浮力相关计算，功、功率和机械效率相关计算两大类，所选试题一般都以生活实践和现代的

2、科技为两大类，所选试题一般都以生活实践和现代的科技为背景，如结合背景，如结合“辽宁舰辽宁舰”、“蛟龙号蛟龙号”等考查压强和等考查压强和浮力知识；浮力知识；3专题阐述专题阐述返回目录返回目录电学综合计算题一般可分为纯欧姆定律及串并联电路电学综合计算题一般可分为纯欧姆定律及串并联电路特点的相关计算，电功、电功率相关计算两大类，所特点的相关计算，电功、电功率相关计算两大类，所选试题一般以特定的电路图为基础，在分析电路的基选试题一般以特定的电路图为基础，在分析电路的基础上进行解答；电热综合计算题则主要是结合电功、础上进行解答；电热综合计算题则主要是结合电功、电功率和热量相关计算公式进行计算电功率和热量

3、相关计算公式进行计算. .这类试题主要这类试题主要以现代家用电器为主要素材，如电热水壶等以现代家用电器为主要素材，如电热水壶等. .4针对训练针对训练返回目录返回目录1.1.（1313云南）云南）一轿车包括乘客的总质量为一轿车包括乘客的总质量为1 600 kg轿车静止时轮胎与水平地面接触的总面积为轿车静止时轮胎与水平地面接触的总面积为0.1 m2 . .该该轿车上午轿车上午11:30驶入黄城高速公路入口，下午驶入黄城高速公路入口，下午1:30 到到达青州出口，总共行驶了达青州出口，总共行驶了, ,240 km. .该段高速公路限速该段高速公路限速120 km/h，其间经过的隧道和桥梁限速为，其

4、间经过的隧道和桥梁限速为80 km/h.80 km/h.求：求：（1 1） 轿车静止在水平路面上时对地面的压强是多轿车静止在水平路面上时对地面的压强是多大？大？（2 2）轿车全程行驶的平均速度是多大？）轿车全程行驶的平均速度是多大？（3 3）轿车在行驶中有超速吗？为什么？）轿车在行驶中有超速吗？为什么？5针对训练针对训练返回目录返回目录解：解：（1 1）轿车静止在水平路面上，则轿车对水平地）轿车静止在水平路面上，则轿车对水平地面的压力等于其重力，面的压力等于其重力，F= =G= =mg=1 600 kg=1 600 kg10 N/kg=10 N/kg=16 000N16 000N所以轿车对地面

5、的压强为：所以轿车对地面的压强为：521 6 0 0 0 N1 .61 0P a0 .1 mFpS（2 2）行驶时间为）行驶时间为t=2 h=2 h，而行驶路程为，而行驶路程为s=240 km=240 km所以所以轿车全程行驶的平均速度为：轿车全程行驶的平均速度为：240km1202hsvtkm/h6针对训练针对训练返回目录返回目录（3 3）有超速）有超速. .因为隧道和桥梁路段限速因为隧道和桥梁路段限速80 km/h80 km/h，轿，轿车的平均速度应低于车的平均速度应低于120 km/h120 km/h才能不超速才能不超速2.2.（1313潍坊）潍坊）中国第一艘航母中国第一艘航母辽宁舰于辽

6、宁舰于2012 2012 年年9 9月正式服役月正式服役. .该舰长该舰长304 m304 m，宽，宽70.5 m70.5 m，满载时排，满载时排水量水量67 500 t67 500 t，最高航速，最高航速60 km/h.60 km/h.已知海水的密度约已知海水的密度约为为1.01.010103 3 kg/m kg/m3 3，g g取取10 N/kg,10 N/kg,求求: :（1 1）满载时该舰受到的浮力）满载时该舰受到的浮力. .（2 2）海面下）海面下7 m7 m处的舰体受到海水的压强处的舰体受到海水的压强. .（3 3）辽宁舰在执行任务时，以）辽宁舰在执行任务时，以,40 km/h,4

7、0 km/h的速度匀速的速度匀速航行航行5 h5 h，若航行时的阻力为，若航行时的阻力为1.01.010105 5 N N，则这一过则这一过程中动力所做的功是多少？程中动力所做的功是多少？7针对训练针对训练返回目录返回目录解：解：（1 1）船舰一般漂浮在水面上，由二力平衡知识）船舰一般漂浮在水面上，由二力平衡知识分析可得该舰满载时受到的浮力大小等于满载时的重分析可得该舰满载时受到的浮力大小等于满载时的重力，由重力公式力，由重力公式G= =mg=675 000=675 00010103 3 kg kg10 N/kg=10 N/kg=6.756.7510108 8 N. N.得浮力得浮力F=6.7

8、5=6.7510108 8 N N（2 2）由液体压强计算公式得：）由液体压强计算公式得：p= =gh=1.0=1.010103 3 kg/mkg/m3 310 N/kg10 N/kg7 m=77 m=710104 4 Pa Pa（3 3）由于该舰做匀速运动，处于平衡状态，由二力）由于该舰做匀速运动，处于平衡状态，由二力平衡知识分析可得该舰的动力等于阻力，所以动力做平衡知识分析可得该舰的动力等于阻力，所以动力做的功的功W= =Fs= =fs= =fvt=1.5=1.510103 3 N N404010103 3 m/h m/h5 h=5 h=3 310108 8 J J8针对训练针对训练返回目

9、录返回目录3.3.（1313毕节）毕节）用如图所示的滑轮组在用如图所示的滑轮组在5 s内将静止内将静止在水平地面上质量在水平地面上质量 m=40 kg、底面积、底面积 S=1 m2的物的物体匀速竖直提升体匀速竖直提升3 m，所用拉力，所用拉力 F=250 N. .求：求：（1 1）提升前，物体静止在水平地面）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强是多大？上时对地面的压强是多大？（g=10 N/kg）（2 2）滑轮组提升物体过程中做的有）滑轮组提升物体过程中做的有用功是多少？用功是多少？（3 3）拉力）拉力 F 的功率是多少？的功率是多少？（4 4）滑轮组的机械效率是多少？）滑轮组的机械效率

10、是多少？9针对训练针对训练返回目录返回目录解：解：（1 1）对地面的压强：）对地面的压强：240kg 10400Pa1mFGmgpSSSN/kg（2 2）有用功：）有用功：W W有有= =GhGh=400 N=400 N3 m=1 200 J3 m=1 200 J（3 3）拉力）拉力F F 移动的距离：移动的距离：s s= =nhnh=2=23 m=6 m3 m=6 m拉力拉力F F 做功；做功；W W总总= =FsFs=250 N=250 N6 m=1 500 J6 m=1 500 J拉力拉力F F 的功率：的功率：1500J300W5sWPt总10针对训练针对训练返回目录返回目录（4 4）

11、滑轮组的机械效率：）滑轮组的机械效率：1200J80%1500JWW有总4.4.（1313淄博）淄博）如图所示是一种太阳能路灯的电路如图所示是一种太阳能路灯的电路示意图，光控开关示意图，光控开关 S S 白天与白天与 a a 点接触，太阳能电点接触，太阳能电池板给蓄电池充电，晚上与池板给蓄电池充电，晚上与 b b 点接触，蓄电池给点接触，蓄电池给路灯供电路灯供电. .太阳能电池板在晴天时每天可接收太阳能太阳能电池板在晴天时每天可接收太阳能7.5 kWh7.5 kWh，能使，能使“ “ 12 V 30 W 12 V 30 W ”的一盏路灯正常的一盏路灯正常工作工作 5 5 天（路灯平均每天工作天

12、（路灯平均每天工作 10 h 10 h ）. .求：求：11针对训练针对训练返回目录返回目录（1 1）路灯正常工作时的电阻）路灯正常工作时的电阻. .（2 2）正常工作时每盏路灯每天消耗的电能）正常工作时每盏路灯每天消耗的电能. .（3 3）太阳能电池板把光能转化为电能的效率）太阳能电池板把光能转化为电能的效率. .12针对训练针对训练返回目录返回目录解：解：（1 1）由额定电压、额定功率、电阻三者之间的）由额定电压、额定功率、电阻三者之间的关系可知：关系可知：2212V4.830WURP（）（2 2）每盏路灯正常工作时消耗的电能由电能公式）每盏路灯正常工作时消耗的电能由电能公式W W = =

13、Pt Pt =30 W=30 W10 h=0.3 kWh10 h=0.3 kWh（3 3）由题意知太阳能电池板将光能转化为电能的效）由题意知太阳能电池板将光能转化为电能的效率等于路灯率等于路灯5 5天可消耗的电能与天可消耗的电能与1 1天接收的太阳能之比天接收的太阳能之比：0.3100%100%250%7.5WW h hkWkW电太13针对训练针对训练返回目录返回目录5.5.（1313山西改编）山西改编）电压力锅是一种新型家用电器，电压力锅是一种新型家用电器，集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保. .如图如图所示是某型号电压力锅的工作电路简图，下表是

14、其部所示是某型号电压力锅的工作电路简图，下表是其部分参数分参数. .其中其中 R1 是主加热器，是主加热器， R2 是保压加热器是保压加热器. .接接通电路后，开关通电路后，开关 S 自动与触点自动与触点 a、b 接通，开始加接通，开始加热热. .当锅内温度达到当锅内温度达到105 时，开关时，开关 S 自动与自动与 a、b断开，并与触点断开，并与触点 c 接通，开始保压，此时锅内水温接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾不变，且未沸腾. .小明将小明将 3 L 初温为初温为 25 的水加入的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作压力锅中，接通电路使其正常工作 30 min. .已知消耗已知

15、消耗的电能有的电能有 90% 被有效利用，水的比热容为被有效利用，水的比热容为 4.2103 J/（kg ）. .求：求：14针对训练针对训练返回目录返回目录（1 1）电压力锅在加热状态时的电流）电压力锅在加热状态时的电流. .（2 2）电压力锅多少秒后开始保压？）电压力锅多少秒后开始保压？（3 3）电压力锅在此）电压力锅在此 30 min 30 min 内消耗的电能内消耗的电能. .（4 4）小明发现在夜晚时使用电压力锅烧开同样多）小明发现在夜晚时使用电压力锅烧开同样多的水时间变长，试分析其原因的水时间变长，试分析其原因. .15针对训练针对训练返回目录返回目录解：解：（1 1）当压力锅处于

16、加热状态时，）当压力锅处于加热状态时，R R1 1、R R2 2并联同时并联同时工作，根据工作，根据P P= =UIUI可知，加热状态时电流可知，加热状态时电流800W200W4.5A200VPIU总（2 2）3 L3 L水的质量水的质量m m水水= =V V =1.0=1.010103 3 kg/m kg/m3 33 31010-3-3 m m3 3=3 kg=3 kg所以水吸收的热量所以水吸收的热量Q Q吸吸= =cmt cmt = = 4.24.210103 3 J/ J/（kgkg）3 kg3 kg（105 25 105 25 ）=1.008=1.00810106 6 J. J.因为因

17、为Q Q吸吸=90%=90%W W总总，所以锅内温度达到，所以锅内温度达到105 105 所用时间，所用时间， 16针对训练针对训练返回目录返回目录611.008 10 J1120s0.90.9 1000WWQtPP总吸总总（3 3）保压时间：）保压时间：t t2 2= =t tt t1 1= 30= 3060 s1 120 s=60 s1 120 s=680 s680 s；保压消耗电能；保压消耗电能W W2 2 = =P P2 2t t2 2 = 200 W= 200 W680 s=680 s=1.361.3610105 5 J J；加热消耗电能；加热消耗电能W W1 1= =P P总总t

18、t1 1=1 000 W=1 000 W1 120 s=1.121 120 s=1.1210106 6 J J；所以；所以30 min30 min消耗电能消耗电能W W= =W W1 1+ +W W2 2=1.12=1.1210106 6 J +1.36 J +1.3610105 5 J=1.256 J=1.25610106 6 J J （4 4）夜晚处于用电高峰期，电压达不到）夜晚处于用电高峰期，电压达不到 220 V220 V，电，电压力锅实际功率变低压力锅实际功率变低17针对训练针对训练返回目录返回目录6.6.（1313铁岭）铁岭）用电取暖是近几年新兴起的一种家庭用电取暖是近几年新兴起的

19、一种家庭供暖方式，它依靠电热管产生热量，并由电动机将热供暖方式，它依靠电热管产生热量，并由电动机将热空气送入房间空气送入房间. .下面是某电取暖装置的电路图及相关下面是某电取暖装置的电路图及相关参数参数. .（1 1）电动机正常工作时的电流是多少？）电动机正常工作时的电流是多少？（2 2）电热管）电热管 R 正常工作正常工作 70 min 能产生多少热量？能产生多少热量？18针对训练针对训练返回目录返回目录（3 3）若仍采用老式水暖系统供热并忽略暖气片吸）若仍采用老式水暖系统供热并忽略暖气片吸, ,收收的热量，暖气片进水管的水温是的热量，暖气片进水管的水温是 60 出水管的水温出水管的水温是是

20、 40 ，那么，那么电电热管热管 R 正正常工作常工作 70 min 所所产生产生的热量需要由多少暖气水来提供的热量需要由多少暖气水来提供？【已【已知暖气水知暖气水的的比比热容热容 c 暖气水暖气水= =4.2103 J/（kg ）】解：解：（1 1）由）由P = = UI 得得40W0.18A220VPIU19针对训练针对训练返回目录返回目录（2 2）由）由WQPtt得得6800W70 60s3.36 10 JQPt放（3 3）0Qcm放（ - ）tt 得得0Qmc放（ - ）tt633.36 10 J4.2 10 J /60（ kg ） （ -40 ）4 0 k g20针对训练针对训练返回

21、目录返回目录7.7.（1313黔东南州）黔东南州）小明同学家里新买了一台电热小明同学家里新买了一台电热饮水机，该电热饮水机有加热和保温两种功能，铭饮水机，该电热饮水机有加热和保温两种功能，铭牌的部分参数如下表所示牌的部分参数如下表所示. .经分析得知，当开关经分析得知，当开关 S 闭合时，饮水机处于加热状态；当闭合时，饮水机处于加热状态；当 S 断开时，饮水断开时，饮水机处于保温状态，其工作电路图如图所示机处于保温状态，其工作电路图如图所示. .21针对训练针对训练返回目录返回目录为了测定其加热时的实际功率，小明断开家中其他为了测定其加热时的实际功率，小明断开家中其他所有的用电器，只将饮水机接

22、入电路中，闭合开关所有的用电器，只将饮水机接入电路中，闭合开关 S，测得热水箱中初温为，测得热水箱中初温为 20 的水烧开，共用了的水烧开，共用了 7.5 min（在标准大气压下），同时观察到家中标有（在标准大气压下），同时观察到家中标有“ “ 1 200 r/（kWh） ”电能表转盘转过电能表转盘转过 120 转转. .根据以根据以上信息，求：上信息，求：（1 1）热水箱中的）热水箱中的水从水从 20 烧开所吸收的热量烧开所吸收的热量. .【已知已知c水水= 4.2 103 J/（kg ）】（2 2）饮水机加热时的实际电功率）饮水机加热时的实际电功率. .（3 3）饮水机加热过程中的热效率）

23、饮水机加热过程中的热效率. .22针对训练针对训练返回目录返回目录解：解：（1 1）331.0 101 101kgmV Qcm tcm 初末（ -）tt 351100203.36 10 J =4.2 10（ -） （2 2）由）由QP t实得得53.36 10 J800W7.5 60sQPt实23针对训练针对训练返回目录返回目录（3 3）则供用的电能为）则供用的电能为5h1200.1kW3.6 10 J1200r /（ kW ）553.36 10100%93.3%3.6 10QW总24针对训练针对训练返回目录返回目录8.8.（1313河南）河南）小强利用压力传感器、电磁继电器、小强利用压力传感

24、器、电磁继电器、阻值可调的电阻阻值可调的电阻 R 等元件，设计了一个汽车超载自等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示动报警电路，如图甲所示. .他了解到这种压力传感器他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压所受压力越大时，输出的电压 U 就越大，二者的关就越大，二者的关系如图乙所示系如图乙所示. .闭合开关闭合开关 S ，当继电器线圈中电流大，当继电器线圈中电流大于或等于于或等于 20 mA 时，衔铁被吸合时，衔铁被吸合. .已知传感器的输出已知传感器的输出电压电压 U 即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为阻为 20 . .（1

25、1）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载. .请你判断灯请你判断灯 （选填（选填“L1”或或“L2”）是红灯）是红灯. .L225针对训练针对训练返回目录返回目录（2 2）某水平公路桥禁止质量大于或等于）某水平公路桥禁止质量大于或等于 20 t 的车的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R R 的阻值的阻值应调节为多少？（应调节为多少？（ g 取取10 N/kg ）（3 3）在水平路面上，要使该装置报警）在水平路面上

26、，要使该装置报警$ $通过车辆的最通过车辆的最小重力为多少？小重力为多少？（4 4）请你运用所学物理知识，说明超载的一项危害）请你运用所学物理知识，说明超载的一项危害. .26针对训练针对训练返回目录返回目录解：解：（2 2）地面的压力）地面的压力F F = =G G = =mg mg =20=2010103 3 kg kg10 10 N/kg =2N/kg =210105 5 N N由图可知此时输出电压为由图可知此时输出电压为 1 V 1 V 此时电路的总电阻为此时电路的总电阻为1V500.02AURI总R R 的阻值应调到的阻值应调到0502030RRR 总（3 3）要使车辆的重力最小则将

27、）要使车辆的重力最小则将R R的阻值调到零，此时的阻值调到零，此时电源电压为电源电压为U U= =IRIR0 0=0.02 A=0.02 A20 =0.4 V20 =0.4 V由图像可知重力为由图像可知重力为0.80.810105 5 N N （4 4）超载时对地面的压强过大，容易压坏路面）超载时对地面的压强过大，容易压坏路面27针对训练针对训练返回目录返回目录9.9.（1313贵港）贵港）目前，小汽车已进入寻常百姓家目前，小汽车已进入寻常百姓家. .如如图甲所示为某汽车自动测定油箱内油面高度的电路图甲所示为某汽车自动测定油箱内油面高度的电路原理图，其中电源电压恒为原理图，其中电源电压恒为 1

28、2 V ，R0 为定值电阻为定值电阻，A为油量表（实际是一只量程为为油量表（实际是一只量程为 00.6 A 的电流的电流表），表），Rx 为压敏电阻（其电阻值随电阻表面受到的为压敏电阻（其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小）液体压强增大而减小）. .关于压敏电阻关于压敏电阻 Rx 的阻值与的阻值与所受汽油压强的关系如下表所示（所受汽油压强的关系如下表所示（ 汽油的密度为汽油的密度为0.71103 kg/m3，g =10 N/kg）：）：28针对训练针对训练返回目录返回目录（1 1）该汽车油箱是长方形容器，底面积为）该汽车油箱是长方形容器，底面积为 0.3 m3，油箱内汽油高度达到油箱内汽油高度达到 18 cm 时，油箱即装满，则油时，油箱即装满，则油箱装满时汽油的质量是多少？箱装满时汽油的质量是多少？（2 2）油箱装满时，油量表的示数如图乙所示，求定）油箱装满时，油量表的示数如图乙所示，求定值电阻值电阻 R0 的值的值.