中考物理总复习题型复习(四)综合计算题第3讲力、热、电大综合的计算(含16年中考)试题新人教版

1、题型复习 ( 四)综合计算题第 3 讲 力、热、电大综合的计算题型之一 力、电综合计算1(2016 泸州 ) 电子秤因精准和便于携带已普遍取代杆秤某科技兴趣小组根据理想电压表的内部电阻无穷大、并联在电路两端时通过它的电流几乎为零和表盘刻度均匀的特点，用电压为3 V 的电源 U、阻值为10 的电阻 R、理想电压表及其他元件制作了如图所示的简易电子秤其中轻质托盘和弹簧的质量不计，当托盘中所称质量变化时，与电阻R相连的滑片P 平行地上下无摩擦滑动，电压表示数与被测物体的质量成正比当电子秤处于待称状态时滑片 P停在最上端 a 点，电压表示数为 0，当被测物体最大称量 m 30 kg 时，滑片 P 刚好

2、处于最下端 b 点问：(1) 当电子秤处于待称状态时，电路中的电流强度为多少？此状态下通电1 min 在电阻 R上产生的热量为多少？(2) 当电压表示数为U 1.2 V 时，被称量物体的质量m为多少？解： (1) 当电子秤处于待称状态时，R全部接入电路中工作，此时电流U3 VI R10 0.3 A1 min 产生的热量为：Q I 2Rt (0.3 A)210 60 s 54 J当电压表示数为 1.2 V 时，与电压表并联的电阻阻值为：R U 1.2 V 4 I0.3 A所以被称物体的质量：m 10 30 kg 12 kg2(2016 重庆 ) 物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪它主要是由探

3、头A和控制盒 B 构成，它们之间用有绝缘皮的细导线相连形成回路，如图甲所示其中探头A 是一个底面积为10 cm 2、高 5 cm 、重 2.5 N的圆柱体，探头 A的底部为压敏电阻R( R与水接触的表面涂有绝缘漆) ，工作时底部始终与水平面相平，压敏电阻R随表1/13面压力大小的变化如图乙所示A 和 B 间的电路连接关系如图丙所示，其中电源电压恒为3 V ，电流表盘改装成深度表 ( 导线的重力与体积均不计) 兴趣小组的同学将探头A 缓慢放入水中，求：1探头 A 有 体积浸入水中时， R底部受到水的压强是多少帕？2探头 A 全部浸入水中时，导线对探头A的拉力是多少牛？(3) 将探头投入看似不深的

4、水平池底，静止时( R与池底未紧密结合) 导线已松弛，电流表示数是0.4 A ，则表盘 0.4 A处应该标水的深度值为多少米？1解： (1) 探头 A有 2体积浸入水中时，R底部的深度：1h1 2 5 cm 2.5 cm 0.025 mR底部受到水的压强：111.0 1033p ghkg/m 10 N/kg 0.025 m 250 Pa(2) 探头 A 缓慢放入水中时处于平衡状态，探头A 全部浸入水中时，受到的浮力：F 浮 gV排 gV gSh1.0 10 3 kg/m 3 10 N/kg 10 10 4 m2 5 102 m 0.5 N对探头 A 进行受力分析有：F 浮 G F，导线对探头A

5、 的拉力：F GF 2.5 N 0.5 N 2 NU当电流表示数是 0.4 A 时，由 I R可得U3 VR的阻值： RI 0.4 A 7.5 由图乙可知，压敏电阻R表面压力F 75 N容器底部对A 的支持力：F 支GF浮2.5 N 0.5 N 2 N水对 A底部的压力：F 压FF支75 N2 N73 NF由 p S可得，压敏电阻受到的压强：F73 N4Pa2 7.3 10pS1010 4 m2水的深度：2/132 p2 7.3 104 Pa 7.3 mhg 1.0 103 kg/m3 10 N/kg所以，表盘0.4 A处应该标水的深度值为 7.3 m3(2016 枣庄 ) 如图甲所示是某压力

6、测力计的电路原理示意图，图中电源电压为6 V( 保持不变 ) ；定值电阻R 的规格是“ 5200. 01 A”，起保护电路的作用；测力显示器是由电流表改装成的( 电阻忽略不计 ) ， R是一0种新型电子元件，其阻值R随压力 F 大小变化的关系如图乙所示求：R0 允许消耗的最大功率是多少？(2) 通过分析图乙，请直接写出电子元件的阻值R随压力 F 变化的关系式该测力计所能测量的最大压力是多少？若要增大该测力计所能测量的最大压力，请写出一种改进方法解： (1) 由定值电阻R0 的规格可知，电阻R0 允许通过的最大电流I 0 0.01 A ，则 R0 允许消耗的最大功率：P0 I 02R0(0.01

7、 A)2 520 0.052 W由图乙可知，电子元件的阻值R随压力 F 变化的关系式为 R 0.4 /N F200 UU6 V(3) 电路中的最大电流I 00.01 A ，由 I R可得，电路中的总电阻：R总 I0 0.01 A 600 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R的最小阻值：Rmin R总 R0600 520 80 由图乙可知，此时压力最大为F 300 N增大 R0 的阻值或减小电源电压4(2016 河池 ) 小华到商厦看到载货电梯后，对其结构和工作原理产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到，电梯是通过电动机带动钢丝绳，利用滑轮组来提升重物，其机械部分结构如图甲所示某次工作电

8、梯在25s 内将质量为500 kg 的重物匀速提升15 m ，电动机对钢丝绳的拉力F310 3 N 为了安全，电梯设置有超载自动报警系统，其控制电路工作原理如图乙所示，已知电源电压U 8 V ，保护电阻R1100 ，电阻式压力传感器( 压敏电阻 ) R2 的阻值随压力F 大小变化如图丙所示求：3/13提升物体的有用功率；滑轮组的机械效率；当电流表的示数达到 20 mA 时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于多少牛？解： (1)根据题意可知有用功即是对重物所做的功W Gh500 kg 10 N/kg 15 m7.5 104J有用物W有用 7.5 104 J有用功的功率 P有用 3 00

9、0 Wt25 s(2) 滑轮组的机械效率 W有用100% G物 h 100%G物 h100% G物 100%5000N100%56%W总FsF3h3F3000N3U(3) 当电流表的示数达到20 mA 时，电梯会发出超载警报声，说明此时电梯承载的物重达最大值，由IR得8 V此时电路中的电阻： R I 0.02 A 400 R1、 R2 串联，根据串联电路电阻大小有关系有R R R400 100 30021由图丙可知，当2300 时，2 所受的压力8 000 NRRF根据二力平衡知识可知，电梯承载的物重GF 8 000 N ，即电梯承载的物重应小于8000 牛4/13题型之二电、热综合计算1(2

10、016 临沂 ) 容量为 5.0 L的某品牌电热水壶如图甲所示，其加热功率为2 kW，保温功率为121 W简化电路图如图乙所示，S 是保温和加热的自动转换开关，在1 个标准大气压下，让该壶正常工作，将一满壶初温为20 的水烧开求： 水的比热容为4.2 10 3 J/ (kg )水吸收的热量加热时间 ( 不计热量损失 ) 电阻 R2 的阻值m水的质量 m V1.0 1033 33解： (1) 由 V得 5.0 Lkg/m 5.0 10m 5.0 kg水吸收的热量Q cmt4.2 103 J/ (kg ) 5.0 kg (100 20) 1.68 106 J(2)WtWQ1.68 106 J由 得

11、P热P热840 sP t2103 W(3)当开关 S 闭合时，电热水壶处于加热状态，只有2U2R 接入电器中工作，由P R得U2（220 V ）2R2 P热 2103 W 24.2 2(2016 滨州 ) 有一只电热水壶，其铭牌上标有“ 220 V 1 210 W”的字样，不考虑温度对电阻的影响，水的比热容 4.2 10 3 J/ (kg ) ， g 取 10 N/kg. 求：它正常工作时通过电阻丝的电流有多大？它正常工作时电阻丝的电阻有多大？(3) 当实际电压为 200 V 时，该电热水壶的效率为 80%，在一标准大气压下将壶内 1 kg 的水由 20 加热至沸腾，需要加热多少分钟？解(1)

12、 由 PUI 得I P/ U1 210 W/220 V 5.5 A(2) 由I /得 / 220 V/5.5 A40 U RR U I水吸收的热量Q吸 cm( t t 0) 4.2 10 3 J/ (kg ) 1 kg (100 20 ) 3.36 10 5 J5/13由 Q/ W得 WQ55/ 3.36 10J/80% 4.2 10 J吸吸P 实U实2/ R(200 V) 2/ 40 1 000 W由 PW/ t 得 t W/ P 实 4.2 10 5 J/1 000 W 420 s 7 min3(2016 泰安 ) 如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数接通电路后，开关S

13、自动与触点a、b接通， 1 挡加热器开始加热当锅内混合物质温度达到102 时，开关 S自动与、b断开，并与触a点 c 接通， 2 挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态现将质量为2.0kg，初温为 36 的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作20 min. 假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热容为c4.0 10 3 J/ (kg ) 求：额定电压 /V2201 挡加热器额550定功率 /W2 挡加热器额110定功率 /W最大容积 /dm33(1) R1、 R2 的阻值保压温度 / 102(2) 电压力锅加热多少秒后开始保压？电压力锅最后

14、2 min 内消耗的电能解： (1) 根据题意知：开关 S 自动与 a、 b 断开，并与触点c 接通， 2挡加热器工作，此时只有R2 接入电路中U2U2（220 V）2工作，由 P R得 R2 P2110 W 440开关 S 自动与触点 a、 b 接通， 1 挡加热器开始加热，此时121212R、R 并联，则 PP P， PPP550 W110W 440 W由 U21U2 （220 V ）2得110 PRRP1440 W锅内混合物吸收的热量3(kg ) (102 36) 2.0 kg 5.285Q吸 cmt4.0 10 J/10J不计热量损失，有Q吸电 1 ，所以加热到保压的时间t Q吸5.2

15、8105 J 960 sWP tP1550 W(3) 最后 t 2 2 min 内， 2 挡加热器工作 W P2t 2110 W260 s 1.32 10 4 J4(2016 怀化 ) 爱好科学的小明同学找来了一种电热饮水机如图甲是饮水机的简化示意图，S 是温控开关，当 S、S1 都闭合时为加热状态，S 断开、 S1 闭合为保温状态图乙是饮水机的铭牌参数请你帮他求出：甲型号： YSJ 66额定电压： 220 V额定加热功率：1 000 W6/13额定保温功率：44 W满箱水的质量：2 kg频率： 50 Hz乙(1) 初温为 20 的一满箱水，用此饮水机将水加热到90 需要吸收的热量是多少？ c

16、 水4.2 10 3J/ (kg )电阻丝 R2 的阻值多大？在正常加热状态下，加热 5 min 需要消耗的电能是多少焦耳？解： (1) 水吸收的热量：Q吸(0)4.2103J/ (kg ) 2 kg (90 20 ) 5.88 105 Jcm ttU2(2)S 断开、 S1闭合为保温状态此时电路为R2 的简单电路，已知P保温 44 W，由 P R可得，22U2（220 V）21 100电阻丝 R 的阻值： R P保温 44 W(3) 已知 P 加热 1 000 W ， t 5 min 300 s由W5 min 需要消耗的电能：t1 000 W300 s 3105J 可得，加热加热PtW P7

17、/13题型之三力、热综合计算1(2015 滨州 ) 小明是个很善于把物理知识应用于实际的同学，最近他家中新安装了天然气热水器，如图所示小明仔细观察了包装箱、热水器铭牌，获得了以下信息：包装箱及热水器的总质量为16 kg；“堆码层数极限”标志数为11，即该包装箱在仓储时从地面开始，平放时最大堆放层数是11 层，超过则可能把最底层的包装箱压坏；根据包装箱尺寸计算出平放时的底面积为20.4 m；热效率为 87%，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能有87%转化为水的内能；加热模式为“即热式”，即用热水器给水加热时，只要接通开关让自来水流过热水器，流出的水即可达到设定的水温小明想估测该热水

18、器的实际热效率，以核对铭牌上的数值是否准确他接通热水器工作开关，当流出40 kg热水时，让热水器停止工作已知当时自来水的温度是15 ，热水器输出的热水温度为40 ，观察天然气表得3的天然气天然气的热值为3.2 10733J/( kg ) ， g 取 10N/ kg. 请知共用了 0.15 mJ/ m，水的比热容 4.2 10帮小明解答下列问题：若在仓储时堆码层数达到了极限11 层，则最下层的包装箱承受的压强是多大？小明在估测过程中：流过热水器的水吸收的热量是多少？天然气完全燃烧释放的热量是多少？该热水器的实际热效率是多少？解： (1) 最下层的包装箱受到的压力：F G总 10m总 g1016k

19、g10 /1 600NN kgF 1600N 4 000 Pa它所承受的压强： p S 0.4 m2(2) 水吸收的热量： Q吸 c 水 m水t 4.2 10 3 J/( kg ) 40kg (40 15) 4.2 10 6 J天然气完全燃烧释放的热量是：7J/336JQ放 qV3.2 10m 0.15m4.810Q吸4.2106 J(3) 热水器的实际热效率为：Q放 100%4.8106 J 100% 87.5%2(2016 镇江 ) 最近，一项“中国原创”重大发明成为世界关注的焦点！它被称为“空中奔跑的巴士”( 又称巴铁 ) ，预计今年7 月进行测试，巴铁依靠电力驱动在钢轨上行驶，相当于4

20、0 辆柴油公交车的运量，若1 辆柴油公交车日常行驶时发动机的平均输出功率为60 kW，发动机的效率为30%，每消耗1 kg 柴油排放二氧化碳约为3 kg ，柴油的热值取q4.0 10 7 J/kg.(1) 若巴铁在100 s 内沿直线行驶了1 500 m ，求这段时间内巴铁的平均速度；(2) 按柴油公交车每日行驶 10 h 计算，镇江若引进 1 辆巴铁取代 40 辆柴油公交车，则每日可减少二氧化碳排放量多少千克？巴铁车内电器每天需消耗 60 kWh 的电能，若这些电能全部由车顶上的太阳能电池板来提供，已知该太阳能电池板1 m2 面积上接收到的太阳平均辐射功率为1 kW，光电转化效率为20%，每

21、天日照时间按6 h 计算，求需太阳能电池板的最小面积s1 500 m解： (1)巴铁的平均速度v t 100 s 15 m/s8/13(2) 根据W60103W 103 600 s 2.16 109J 可得，每日每辆公交车发动机做的功P tW PtWW2.16 109 J9根据 Q可得，放出的热量Q 30%7.2 10 J7.2 109 J根据 Q qm可得，消耗柴油的质量m q 4.0 107 J/kg 180 kg则引进一辆巴铁每日减少的二氧化碳排放量m 180 kg 340 21 600 kgE电EE电60 kWh(3) 根据 E光可得，接收的太阳能光 20%300 kWh接收光的功率

22、PE光300 kWh光 t 6 h50 kW已知该太阳能电池板 1 m2 面积上接收到的太阳平均辐射功率为1 kW，则电池板的面积S 50 kW 50 m21 kW/m23(2015 德州 ) 混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电汽车所受阻力与车速的关系如图所示在某次测试中，蓄电池储存的电能为 5.12 10 8 J 由内燃机提供能量，汽车以 50 km/h 的速度匀速行驶了 0.5 h ，同时蓄电池的电能增加了10%，

23、求：汽车牵引力做的功(2) 若所用燃料的热值是 4.5 10 7 J/kg ，测试过程中消耗 8 kg 的燃料 ( 假设燃料完全燃烧 ) ，则放出的总热量是多少(3) 内燃机的效率解： (1) 由速度公式vs变形得vt50 km/h 0.5 h 25 km2.5 10 4mts由图象可知，汽车速度为50 km/h 时，所受阻力为 4 000 N由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力：F f 4 000 N牵引力做功：W Fs4 000 N 2.5 10 4 m110 8 J燃料完全燃烧放出的热量： Q放 qm4.5 10 7 J/kg 8 kg 3.6 10 8 J增加的电能： W电5.12 10 8

24、 J 10%5.12 10 7 J有用能量：W有用 WW电110 8 J 5.12 10 7 J 1.512 10 8 JW有用1.512 108 J内燃机的效率： Q放 100%3.6 108 J 100% 42%9/134(2016 泸州 ) 据统计，全国发生的车祸中有超过半数以上是超速、超载引起的我市加大了道路交通安全监控管理力度，将“区间测速”作为判断是否超速的依据之一所谓的“区间测速”，就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速即被判为超速若监测点A、 B 相距 18 km，全程限速40km/h，由“电子眼”抓拍到装有沙子的某型号货车通过监测点A、 B 的速度

25、分别为30 km/h 和 45 km/h ，通过 A、 B两个监测点的时间为20 min. 问：货车自重510 4 N(1)按“区间测速”标准判断轮胎触地总面积0.3 m2该货车在 AB段行驶是否超速？(2)按照规定，货车车轮对地车厢容积10 m3面的压强超过 710 5 Pa 即被判为超载该型号货车部分参数如表所示根据表中参数计算，该货车在不超载的情况下，在水平路面上运动时最多能装沙子的体积为多少？( 沙 2.0 10 3 km/m 3， g 取 10 N/kg)(3) 该货车在某路段平直公路上运动60 s 的速度时间图象如图所示，这段时间内发动机完全燃烧柴油0.2kg，已知发动机的效率 4

26、0%，柴油的热值 q 4. 5107J/kg ，则货车在这段时间内运动受到的阻力为多大？18 km解： (1) 该货车在 AB段行驶时的平均速度vt 1 54 km/h ，因为全程限速40 km/h3 h54 km/h 40 km/h ，所以该货车在AB段行驶超速F71052105N(2) 由 可得，车轮对路面的最大压力：Pa 0.3 m 2.1pSF pS水平面上物体的压力和自身的重力相等F G沙子的重力545NG沙 G G车 2.1 10N510 N 1.6 10则沙子的质量G沙1.6 105 N1.6 104kgm g 10 N/kg沙mm沙1.6 104 kg3由 V可得沙子的体积V沙

27、 沙 2.0 103 kg/m3 8 ms由图象可知，货车在这段时间内作匀速直线运动，由v t 可得，这段时间内的路程s v t 10 m/s 60 s 600 m完全燃烧柴油放出的热量Q m汽油 q 0.2 kg 4.5107 J/kg 910 6 JW6J 3.6106J由 100%可得 W Q40%910Q3.6 106 J由 WFs 可得， F s 600 m6 000 N因为匀速行驶，则在这段时间内运动受到的阻力f F6 000 N5(2016 西宁 ) 如图是太阳能热水器内部水箱的结构示意图、是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为 210 3 kg/m 3，悬挂在水箱顶部的压力传感开

28、关A BS 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10 N 时， S 断开，电动水泵 M停止注水，此时水箱水位最高为1.2 m g 取 10 N/kg.求：10/13(1) 若水箱内有 100 kg 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 10 3 J/ (kg )停止注水后水箱底部受到的水的压强若 A、 B的体积均为 400 cm 3， A、B 受到的总重力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) 水箱内的水吸收的

29、热量Q吸 cmt4.2 10 3 J/ (kg ) 100 kg (50 20 ) 1.26 107 J停止注水后水箱底部受到的水的压强pgh110 3 kg/m 310 N/kg 1.2 m 1.2 10 4 PaG总 m总 g V总 g ( VA VB) g210 3 kg/m 3(4 10 4 m3410 4 m3) 10 N/kg 16 N(4) 正常情况下，当水位最高时，绳子受到的拉力F最小，此时F总浮 G总 16 N10 N 6 NFFB 浮 水 gVB1.0 10 3 kg/m 34 104 m3 10 N/kg 4 NFA浮F 总浮 FB浮6 N 4 N2 N题型之四力、热、电综合计算1(2016 河南 ) 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400 V电动机功率40 kW百公里耗电量15 kWh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力转动电动机正常工作时，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10 L ，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0.7 10 3 kg/m 3，热值 q4.6 10 7 J/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370