中考物理复习专题五-知识综合应用与综合计算题

专题五知识综合应用与综合计算题类型一知识综合应用题类型二综合计算题类型一知识综合应用题（专题阐述）知识综合应用题是中考近年的常考内容，具有开放、新颖、创新、探究、综合等特点，常以生产、生活中常见的器物（如电热取暖器、电子秤、抽水机、电焊机、电热锅等）和新科技产品（如太阳能汽车、太阳能热水器、风力测试仪、充电鞋、可燃冰等）为背景，考查电热综合（主要通过用电器的铭牌、实物图或电路图考查力学和电学公式的综合应用）、力电综合（通过结合电路图与Ｕ－Ｉ图像综合考查力学与电学公式的应用）、力热综合（一般以一个新兴物体为背景考查力学与热学公式的综合应用），难度相对较大．针对此类题目，应进行综合分析，找出不同体系知识的相互区别与联系，将物理知识灵活运用到实际生产生活中，达到活学活用．1.（’13玉林、防城港）如图所示是一台电热水器铭牌上的部分信息．请根据铭牌提供的信息解答下列问题：［c水=4.2×103

J/（kg·℃）］（1）若给该电热水器装满水进行加热，使水的温度从22℃升高到62℃，求水吸收的热量．（2）如果电热水器正常工作时，所产生的热量有80%被水吸收，则上一问中给水加热的时间是多少？（3）当电热水器通电后水温达到最高时，为什么与电热水器连接的铜导线却不怎么热？类型一知识综合应用题（针对训练）解：（1）水的质量m＝ρＶ＝1×103kg/m3×10×10-3m3=10kg水吸收的热量Q=cm（t－t0）=4.2×103（J/kg·℃）×10kg×（62℃－22℃）=1.68×106J（2）消耗的电能W=Q÷η=1.68×106J

÷80%=2.1×106J加热时间（3）因为铜导线的电阻小，通过铜导线和电热器的电流相同，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在通电时间相同时，电阻小的电线产生的热量少，所以铜导线却不怎么热．类型一知识综合应用题（针对训练）2.（’11百色）“节能减排”是当今社会的主题，充分利用太阳能，是当今社会发展的需要．太阳能热水器已经走进千家万户．如图所示是小佳家的太阳能热水器；它在晴天利用太阳能集热，在阴雨连绵的天气，则用标有“220V2000W”字样的电热管对水进行加热．（2）该热水器的电热管正常工作时的电阻是多大？求：（1）该太阳能热水器水箱容积为0.12m3，当水箱装满水时，水的质量是多少？［水的密度是：1.0×103kg/m3］类型一知识综合应用题（针对训练）（3）利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃，水吸收的热量是多少？［水的比热容是：4.2×103J/（kg·℃）］（4）如用电热管来给水加热，加热的效率为84%，则电热管把满箱水的温度从25℃加热到75℃需要消耗多少电能？这些电能可供“220V

40W”电灯正常工作多长时间？类型一知识综合应用题（针对训练）解：（1）ｍ＝ρＶ＝1.0×103kg/m3×0.12m3＝120kg（3）Q=cm（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×120kg×（75℃－25℃)=2.52×105J类型一知识综合应用题（针对训练）类型一知识综合应用题（针对训练）3.（’13钦州）小刚家电能表表盘如图所示，表格中列出了他家主要用电器的相关参数，请根据图表信息解答下列问题：（1）小刚家的电视机的待机功率为0.5W，若某次看完电视后使其待机10h，则这次待机电视机消耗了多少电能？（2）电水壶正常工作时，若有16%的能量损失，则将1kg的水从20℃加热到100℃需要多少时间？类型一知识综合应用题（针对训练）（3）在用电高峰期，如果将其他用电器关闭，只让电水壶工作，小刚发现电能表转盘在100s内转了27转，那么这时电水壶的实际功率是多少？类型一知识综合应用题（针对训练）解：（1）已知电视机的待机功率P=0.5W

=0.0005kW，电视机消耗的电能W

=Pt=0.0005kW×10h=0.005kW

·h（2）Q=cmΔt

=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃－20℃)=3.36×105J类型一知识综合应用题（针对训练）类型一知识综合应用题（针对训练）4.（’13北海）某厂家研制一种以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量为2.5×103kg，该汽车蓄电池充满电一次，测试时可供汽车以某一速度匀速行驶150km，蓄电池提供给电动机的工作电流为50A，工作电压为300V

，汽车受到的阻力为车重的0.04倍．求：（1）汽车在匀速行驶时受到的牵引力．（2）若汽车动力装置（包含蓄电池、电动机）的效率为75%，则蓄电池充满一次电，动力装置储蓄的能量为多少焦？类型一知识综合应用题（针对训练）（3）太阳光照射到电池板上的辐射功率为1000W/m2，电池板将太阳能转换为电能的效率为15%，如果用太阳能电池作为该环保汽车的驱动能源，其他条件不变，求太阳能电池板的最小面积？解：（1）汽车受到的阻力：f=0.04G=0.04mg

=0.04×2.5×103kg×10N/kg=1×103N，匀速行驶时汽车受到的牵引力与阻力大小相等，即F=f=1×103N；（2）该汽车蓄电池充满电一次，可供汽车匀速行驶距离s

=150km=1.5×105m，则动力装置对汽车做的功为W有用=Fs=1×103N×1.5×105m=1.5×108J，类型一知识综合应用题（针对训练）（3）汽车行驶时电动机的功率为P1

，太阳光辐射到电池板的辐射功率为P2

，太阳能电池板的最小面积为

S，P1=UI=

300V×50A=1.5×104W，由题可知P2S×15%=P1，类型一知识综合应用题（针对训练）5.（’13贵港）目前，小汽车已进入寻常百姓家．如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12V，R0为定值电阻，为油量表（实际是一只量程为0~

0.6A的电流表），

Rx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）．关于压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系如下表所示（汽油的密度为0.71×103kg/m3，g=10N/kg）：类型一知识综合应用题（针对训练）（1）该汽车油箱是长方形容器，底面积为0.3m2，油箱内汽油高度达到18cm时，油箱即装满，则油箱装满时汽油的质量是多少？（2）油箱装满时，油量表的示数如图乙所示，求定值电阻R0

的值．（3）当油箱内汽油用完时，油量表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值．（4）为了测试该汽车的油耗，将汽车油箱装满后，沿高速公路行驶300km的路程，油量表的指针向左逐渐偏转到“E”处，如图丙所示，问该汽车每行类型一知识综合应用题（针对训练）驶100km消耗汽油多少L（1L=1dm3

）？类型一知识综合应用题（针对训练）解：（1）油箱内汽油的高度为h=18cm，汽油的体积为V

=Sh=0.3m2×0.18m=0.054m3，得汽油的质量为m=ρV=0.71×103kg/m3×0.054m3

=

38.34kg．（2）汽油对油箱底面积的压强

查表可知Rx

=10Ω，装满油后电流表的示数为0.6A，所以此时电路中的总电阻因为R0和Rx串联，此时R0=R总－Rx=20Ω－10Ω＝10Ω．类型一知识综合应用题（针对训练）（3）当油用完后，查阅表格可知Rx=90

Ω，R总=R0+Rx=10Ω+90Ω=100Ω，此时电路中的总电流（4）行驶300km，当到达E

处，Ｉ′=0.3A，查阅表格可以知道此时所收到的压强为852Pa，压力F=pS=852Pa×0.3m2=255.6N，油的质量类型一知识综合应用题（针对训练）耗掉的油的体积为0.054m3

－0.036m3=0.018m3=18L.所以每行驶100km消耗汽油6L.类型一知识综合应用题（针对训练）22综合计算题主要包括力学综合、电学综合与电热综合，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.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“辽宁舰”、“蛟龙号”等考查压强和浮力知识；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、电功率和热量相关计算公式进行计算.这类试题主要以现代家用电器为主要素材，如电热水壶等.类型二综合计算题（专题阐述）231.（’13云南）一轿车包括乘客的总质量为1600kg轿车静止时轮胎与水平地面接触的总面积为0.1m2.该轿车上午11:30驶入黄城高速公路入口，下午1:30

到达青州出口，总共行驶了,240km.该段高速公路限速120km/h，其间经过的隧道和桥梁限速为80km/h.求：（1）

轿车静止在水平路面上时对地面的压强是多大？（2）轿车全程行驶的平均速度是多大？（3）轿车在行驶中有超速吗？为什么？类型二综合计算题（针对训练）24解：（1）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，F=G=mg=1600kg×10N/kg=16000N所以轿车对地面的压强为：（2）行驶时间为t=2h，而行驶路程为s=240km所以轿车全程行驶的平均速度为：类型二综合计算题（针对训练）（3）有超速.因为隧道和桥梁路段限速80km/h，轿车的平均速度应低于120km/h才能不超速252.（’13潍坊）中国第一艘航母——辽宁舰于2012年9月正式服役.该舰长304m，宽70.5m，满载时排水量67500t，最高航速60km/h.已知海水的密度约为1.0×103kg/m3，g取10N/kg,求:（1）满载时该舰受到的浮力.（2）海面下7m处的舰体受到海水的压强.（3）辽宁舰在执行任务时，以,40km/h的速度匀速航行5h，若航行时的阻力为1.0×105N，则这一过程中动力所做的功是多少？类型二综合计算题（针对训练）26解：（1）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力，由重力公式G=mg=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N.得浮力F=6.75×108N（2）由液体压强计算公式得：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7m=7×104Pa（3）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，所以动力做的功W=Fs=fs=fvt=1.0×105N×40×103m/h×5h=3×1010J类型二综合计算题（针对训练）273.（’13毕节）用如图所示的滑轮组在5s内将静止在水平地面上质量m=40kg、底面积

S=1m2的物体匀速竖直提升3m，所用拉力F=250N.求：（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强是多大？（g=10N/kg）（2）滑轮组提升物体过程中做的有用功是多少？（3）拉力F

的功率是多少？（4）滑轮组的机械效率是多少？类型二综合计算题（针对训练）28解：（1）对地面的压强：（2）有用功：W有=Gh=400N×3m=1200J（3）拉力F移动的距离：s=nh=2×3m=6m拉力F做功；W总=Fs=250N×6m=1500J拉力F的功率：类型二综合计算题（针对训练）（4）滑轮组的机械效率：294.（’13淄博）如图所示是一种太阳能路灯的电路示意图，光控开关S白天与a点接触，太阳能电池板给蓄电池充电，晚上与b点接触，蓄电池给路灯供电.太阳能电池板在晴天时每天可接收太阳能7.5kW·h，能使“12V30W”的一盏路灯正常工作5天（路灯平均每天工作10h）.求：类型二综合计算题（针对训练）（1）路灯正常工作时的电阻.（2）正常工作时每盏路灯每天消耗的电能.（3）太阳能电池板把光能转化为电能的效率.30解：（1）由额定电压、额定功率、电阻三者之间的关系可知：（2）每盏路灯正常工作时消耗的电能由电能公式W=Pt=30W×10h=0.3kW·h（3）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5天可消耗的电能与1天接收的太阳能之比：类型二综合计算题（针对训练）315.（’13山西改编）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.如图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.其中R1

是主加热器，

R2

是保压加热器.接通电路后，开关

S

自动与触点

a、b

接通，开始加热.当锅内温度达到105℃时，开关

S

自动与

a、b断开，并与触点c

接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾.小明将

3L

初温为25℃

的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作30min.已知消耗的电能有90%

被有效利用，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）.求：类型二综合计算题（针对训练）32（1）电压力锅在加热状态时的电流.（2）电压力锅多少秒后开始保压？（3）电压力锅在此30min内消耗的电能.（4）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.类型二综合计算题（针对训练）33解：（1）当压力锅处于加热状态时，R1、R2并联同时工作，根据P=UI可知，加热状态时电流（2）3L水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×3×10-3m3=3kg所以水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×3kg×（105℃—25℃）=1.008×106J.因为Q吸=90%×W总，所以锅内温度达到105℃所用时间，类型二综合计算题（针对训练）34（3）保压时间：t2=t-t1=30×60s-1120s=680s；保压消耗电能W2=P2t2=200W×680s=1.36×105J；加热消耗电能W1=P总t1=1000W×1120s=1.12×106J；所以30min消耗电能W=W1+W2=1.12×106J+1.36×105J=1.256×106J（4）夜晚处于用电高峰期，电压达不到220V，电压力锅实际功率变低类型二综合计算题（针对训练）356.（’13铁岭）用电取暖是近几年新兴起的一种家庭供暖方式，它依靠电热管产生热量，并由电动机将热空气送入房间.下面是某电取暖装置的电路图及相关参数.（1）电动机正常工作时的电流是多少？（2）电热管

R

正常工作

70min

能产生多少热量？类型二综合计算题（针对训练）36（3）若仍采用老式水暖系统供热并忽略暖气片吸收的热量，暖气片进水管的水温是

60℃出水管的水温是

40℃，那么电热管R

正常工作70min所产生的热量需要由多少暖气水来提供？【已知暖气水的比热容c暖气水=4.2×103J/（kg·℃）】解：（1）由P=UI得类型二综合计算题（针对训练）37（2）由得（3）得类型二综合计算题（针对训练）387.（’13黔东南州）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，铭牌的部分参数如下表所示.经分析得知，当开关

S

闭合时，饮水机处于加热状态；当

S

断开时，饮水机处于保温状态，其工作电路图如图所示.类型二综合计算题（针对训练）39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，只将饮水机接入电路中，闭合开关

S，测得热水箱中初温为20℃的水烧开，共用了

7.5min（在标准大气压下），同时观察到家中标有“1200r/（kW·h）

”电能表转盘转过

120转.根据以上信息，求：（1）热水箱中的水从

20℃烧开