初中物理专题三综合计算课件（新版）北师大版

专题三综合计算考点一电学综合

1.涉及的公式:(1)欧姆定律:R=

(2)电功:W=UIt。(3)电功率:P=UI,P=

(4)电热:Q=I2Rt(焦耳定律)。2.涉及的规律:(1)串联电路:I=I1=I2,U=U1+U2,R=R1+R2。(2)并联电路:I=I1+I2,U=U1=U2,R=

(3)总功率:P=P1+P2(不分串、并联)。(4)总功:W=W1+W2(不分串、并联)。【特别提醒】纯电阻电路(电能全部转化为内能的电路)求电热可用Q=W;非纯电阻电路(电能没有全部转化为内能,如含有电动机电路)求电热只能用Q=I2Rt。【典例1】(2013·重庆中考)图甲为一款有高、低温两挡的家用蒸汽电熨斗,其电路原理如图乙所示,R1、R2为电热丝,其额定电压均为220V。电路的工作原理是:当S1闭合,S2断开时,电熨斗处于低温挡;当S1、S2都闭合时,电熨斗处于高温挡。正常工作时高温挡的电功率为1980W。(电源电压保持不变,不计电热丝电阻随温度的变化)(1)电熨斗正常工作时,在高温挡状态下电路中的总电流是多大?(2)若电热丝R2的电阻为44Ω,则电热丝R1的电阻为多少?(3)若电热丝R2烧毁了,要使电路恢复正常工作,小楠设计了这样一个方案:用两根都是“220V

550W”的电热丝并联替代R2。请你通过计算和分析,对小楠的方案作出评价。【解析】(1)电熨斗工作时,电流流过电热丝产生热量,对水加热,使水汽化为水蒸气,因此电熨斗是利用电流的热效应工作的;由电路图知,当闭合S1、S2时,两电热丝并联,电路电阻最小,电源电压U一定,由可知此时电路功率最大,电熨斗处于高温挡;由P=UI可得,

(2)由电路图知:当S1、S2都闭合时,电热丝R1和R2组成的是一个并联电路;U=U1=U2=220VI1=I-I2=9A-5A=4A(3)小楠的方案:设一根是“220V

550W”的电热丝的电阻为R3则用两根这样的电热丝并联后总电阻是44Ω,其总功率为1100W,正常工作时符合要求。但当其中一根电热丝烧坏,电路仍能工作,但P3=550W<1100W,且不能及时发现加以排除,可见小楠的方案也不是最佳方案。答案：(1)9A

(2)55Ω(3)通过计算和分析,小楠的方案不是最佳方案。虽然符合要求,但当其中一根电热丝烧坏时,电路仍能工作,但P3=550W<1100W,且不能及时发现加以排除,可见小楠的方案也不是最佳方案。【跟踪训练】(2012·泰安中考)如图所示的电路中,电源电压保持6V不变,电阻R1的阻值为20Ω。当S2断开,S1、S3闭合时,电流表的示数为0.45A。求:(1)电阻R2的阻值。(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电路消耗的总电功率是多少?【解析】(1)S2断开,S1、S3闭合时,电阻R1和R2并联通过电阻R1的电流通过电阻R2的电流I2=I-I1=0.45A-0.3A=0.15A电阻R2的阻值(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电阻R1和R2串联总电阻R串=R1+R2=20Ω+40Ω=60Ω电路消耗的总功率答案：(1)40Ω

(2)0.6W(2012·丹东中考)一个电热毯的简易电路图如图所示,R1是电热毯的电热丝,R2是定值电阻。当开关S闭合时,电热毯才处于高温加热状态,额定加热功率为110W;当开关S断开时,电热毯处于低温加热状态。求:(1)R1的阻值;(2)该电热毯处于高温加热状态时,10min消耗的电能;(3)已知R2的阻值为660Ω,当电热毯处于低温加热状态时,R1的实际功率为多少?【解析】(1)当开关S闭合时,只有R1接入电路中,则(2)电热毯处于高温加热状态时,10min消耗的电能W=P额t=110W×10×60s=6.6×104J(3)当开关S断开时,电热毯处于低温加热状态,R1、R2串联,电路中的电流R1的实际功率P实=I2R1=(0.2A)2×440Ω=17.6W答案：(1)440Ω

(2)6.6×104J

(3)17.6W考点二力学综合

1.基本公式:(1)速度:v=

(2)密度:ρ=(3)重力:G=mg。(4)压强:p=

p液=ρ液gh。(5)浮力:F浮=G排=ρ液gV排,F浮=G-F,F浮=G物(漂浮、悬浮)。(6)功:W=Fs。(7)功率:P=

P=Fv。(8)机械效率:η=

2.与简单机械有关的公式:(1)杠杆平衡条件:F1L1=F2L2。(2)滑轮(组):F=

(不计摩擦),s=nh。(3)斜面:FL=Gh。【典例2】(2013·河北中考)如图所示,重为1140N的物体,它与水平地面的接触面积为1.5×103cm2。工人师傅用600N的力匀速提升物体,物体的速度为0.2m/s。(不计摩擦及绳重)求:(1)工人师傅拉绳的功率;(2)滑轮组的机械效率;(3)体重为450N的小明用此滑轮组提升物体,但物体没有被拉动,物体对地面的最小压强为多大。【解析】(1)绳子移动的速度拉绳的功率:P=Fv=600N×0.4m/s=240W(2)滑轮组的机械效率:(3)动滑轮的重力:G动=2F-G=2×600N-1140N=60N绳子对滑轮的拉力:F拉=2×450N=900N物体对地面的压力:F压=G+G动-F拉=1140N+60N-900N=300N受力面积:S=1.5×103cm2=0.15m2物体对地面的压强:答案：(1)240W

(2)95%

(3)2000Pa【跟踪训练】(2013·长沙中考)中国第一艘航母——“辽宁舰”已于2012年10月正式服役,其最大吃水深度为10.5m(指最底部到水面的竖直距离),排水量达6.7×104t,舰载机50余架,它将为保卫我国领土领海发挥重要的作用。(取ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)(1)每次战机从甲板起降前,机组成员要对甲板进行地毯式排查。已知飞行甲板长300m,排查时人的行走速度约为1.5m/s,则机组成员从船头到船尾进行一次排查需要多长时间?(2)当“辽宁舰”达到最大吃水深度时,其底部受到海水的压强为多大?(3)当一架质量为20t的舰载机起飞后,航母排开海水的体积减小了多少?【解析】(1)(2)p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m=1.05×105Pa(3)舰载机起飞后,减小的浮力F浮=G=mg=2×104kg×10N/kg=2×105N由F浮=ρ海水gV排得答案：(1)200s

(2)1.05×105Pa

(3)20m3(2012·揭阳中考)某型号挖掘机的质量为3000kg,两履带与地面接触的总面积为2。挖掘机在6s内将装满铲斗质量为的泥石送到岸边,挖掘深度H=2m。(如图乙所示)(取g=10N/kg)求:(1)挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强多大?(2)挖掘机每挖一次泥土并水平移送到岸边,对泥土做功多少?(3)若发动机的总功率是20kW,挖泥过程中挖掘机的机械效率多大?【解析】(1)因为挖掘机在水平地面上,它对地面的压力F=G机=m机g=3000kg×10N/kg=3×104N挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强(2)挖掘机挖一次泥土的质量m土=0.75t=750kg其重力G土=m土g=750kg×10N/kg=7.5×103N挖掘机对泥土做的功W有用=G土h=7.5×103N×2m=1.5×104J(3)挖掘机每挖一次泥土所做的总功W总=Pt=2×104W×6s=1.2×105J挖泥过程中挖掘机的机械效率答案：(1)2×104Pa

(2)1.5×104J

(3)12.5%考点三热学综合

1.热量计算公式:(1)吸热公式:Q吸=cm(t-t0),Q吸=cmΔt。(2)放热公式:Q放=cm(t0-t),Q放=cmΔt。2.燃料完全燃烧放热公式:Q放=qm,Q放=qV(气体)。3.有关效率的计算公式:(1)热机效率:η=×100%。(2)燃具效率:η=×100%。【典例3】(2012·常州中考)液化石油气的热值高达4.6×107J/kg,一些不法商贩为牟取暴利,常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×107J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户。常州市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测:将质量为100kg、初始温度为31℃的水装入容器内,用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100℃恰好沸腾,瓶内燃气消耗了0.84kg。通过高效炉灶,水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75%。已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃),问:(1)瓶内燃气的热值是多少?(2)该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚?【解析】(1)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(100℃-31℃)=2.9×107J燃气放出的热量燃气的热值(2)由于该种燃气的热值q=4.6×107J/kg等于液化石油气的热值,故该液化石油气站销售的瓶装液化石油气没有掺混二甲醚。答案：(1)4.6×107J/kg

(2)见解析【跟踪训练】(2011·锦州中考)汽车已进入百姓家庭,汽车发动机性能的好坏备受人们关注。在汽车发动机的设计过程中,既要考虑能量的有效利用,又要考虑发动机的冷却问题。[汽油热值为4.6×107J/kg,汽油密度为0.7×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)](1)为了防止发动机过热,汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度,5kg水在冷却系统中温度升高50℃所吸收的热量是多少?(2)10L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧30min,可以释放出多少能量(假设汽油完全燃烧)?若发动机输出的功率为6×104W,则此汽车发动机的效率是多少?(汽车发动机效率的计算结果精确到1%)【解析】(1)水在冷却系统中温度升高所吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×50℃=1.05×106J(2)汽油的体积V=10L=0.01m3汽油的质量m=ρV=0.7×103kg/m3×0.01m3=7kg汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J发动机的工作时间t=30min=1800s发动机所做的有用功W=Pt=6×104W×1800s=1.08×108J此汽车发动机的效率答案：(1)1.05×106J

(2)3.22×108J

34%(2012·大连中考)用煤气灶烧水时,把2kg的水从25℃加热到75℃,燃烧了0.03m3的煤气。设煤气完全燃烧。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值约为4.0×107J/m3。试求:(1)水吸收的热量是多少?(2)煤气灶烧水时的效率是多少?【解析】(1)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(75℃-25℃)=4.2×105J(2)完全燃烧3煤气放出的热量Q放3×4×107J/m3=1.2×106J煤气灶的效率答案：(1)4.2×105J

(2)35%考点四电力综合

一般通过图表提供信息,如(拉、压)力与电阻的关系、弹力与弹簧长度的关系图像,电动自行(汽)车的技术参数、电动机的铭牌,求解电流、电压、电阻、电功、电功率、能量的转化效率等。【典例4】(2013·台州中考)有一种电子秤的原理如图,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆ABO,压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示重力大小的仪表(实质是电流表)。其中AO长20cm,BO长5cm,压力传感器R的阻值与所受压力的关系如表所示。踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,电源电压为6V。压力F/N050100150200250300……电阻R/Ω30272421181512……(1)重300N的学生站在踏板上时,双脚与踏板的接触面积为0.04m2,此时对踏板的压强为多少帕?(2)电子秤开机后,没有称量物体时压力传感器R消耗的电功率为多少瓦?(3)当重300N的学生站在踏板上时,通过压力传感器R的电流为

A。(答案保留两位小数)(4)电子秤的电池使用较长时间后,电源电压会降低,为了保证称量准确,则踏板触点B应向

方向移动。【解析】本题考查欧姆定律和杠杆的平衡条件。(1)根据压强的计算式p=可以计算学生对踏板的压强,则=7.5×103Pa(2)踏板上的压力为0时,压杆对压力传感器的压力为0,传感器的电阻为30Ω,电源电压是6V,=0.2A,则P=UI=6V×0.2A=1.2W(3)当踏板上压有重300N的学生时,学生对杠杆的压力为300N,根据杠杆的平衡条件,F·OA=G·OB,OB=5cm,AO=20cm,G=300N,故F=75N,则传感器的电阻约为25.5Ω,则电路中的电流I′=(4)电源电压降低时,则在相同压力时,通过电路的电流减小,要保证示数的准确性,应适当的增大踏板对传感器的压力,使传感器接入电路的电阻变小,从而适当增大电路中的电流。根据杠杆的平衡条件F1LOA=F2LOB,在LOA、F2保持不变的情况下,可以适当地增大LOB以达到增大F1的目的,即触点B向左(或向A)移动。答案：(1)7.5×103Pa

(2)1.2W

(4)左(或A)【跟踪训练】(2013·呼和浩特中考)如图所示,直流电动机通过电流做功提升重物,但在电能转化成机械能的过程中,有部分电能变成内能。已知线圈电阻1.5Ω,电动机正常工作时,通过线圈电流2A,物体质量540g,以10m/s匀速上升,不计绳的重力和一切摩擦。物体上升20s的过程中。求:(1)电压表读数;(2)电流通过线圈产生的热量;(3)提升物体的有用功;(4)电动机工作效率。【解析】(1)由P=UI=I2R+mgv得(2)Q=I2Rt=(2A)2×1.5Ω×20s=120J(3)W有=mgh=mgvt=0.54kg×10N/kg×10m/s×20s=1080J(4)η=答案：(1)30V

(2)120J

(3)1080J

(4)90%(2012·丹东中考)伴随着“环保低碳、节能减排”的生活新理念,太阳能汽车应运而生。这款汽车利用太阳能电池板将太阳能转化为电能,再利用电动机为汽车提供动力。若电池板提供给电动机的功率为1600W,电动机工作时的电流为10A。求:(1)电池板提供给电动机的电压为多少?(2)如果电能转化为机械能的效率为75%,汽车的功率为多少?(3)如果该车在30min内沿直线匀速行驶的距离为18km,则车受到的阻力为多少?【解析】(1)电池板提供给电动机的电压(2)汽车的功率P机=Pη=1600W×75%=1200W(3)汽车行驶的速度汽车受到的牵引力因为汽车匀速行驶时,处于平衡状态,所以水平方向受到的阻力和牵引力是一对平衡力,二者大小相等,故汽车受到的阻力为120N。答案：(1)160V

(2)1200W

(3)120N考点五电热综合

电热综合题通常以电热水壶(饮水机)、电热水器、电磁炉(微波炉)、洗衣机、发电机、输电线、工业设备等为研究对象,通过用电器铭牌、实验表格等方式提供数据,结合效率、环保、能源、节能等社会热点问题设置情境,提出研究问题。【典例5】(2012·福州中考)某微电热水壶具有温度可控、自动抽水等优点,如表是该电热水壶的铭牌。(1)小电动机将1.2kg的水从桶中提升了0.5m,电动机对水做的功至少是多少?(g取10N/kg)(2)为了泡绿茶要将水从25℃加热到85℃,则1.2kg的水需吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)](3)若加热题(2)中的水需用时315s,电热水壶加热效率为96%,则它的实际工作电压是多少?【解析】(1)电动机对水做的功W=Fs=Gh=mgh=1.2kg×10N/kg×0.5m=6J(2)Q吸=c水m(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×1.2kg×(85℃-25℃)=3.024×105J(3)电热水壶做的功电热水壶的实际功率电热水壶的实际电压答案：(1)6J

(2)3.024×105J

(3)200V【跟踪训练】(2012·山西中考)图甲是小梦家豆浆机的工作原理图,其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的,额定功率是200W。R是加热电阻,额定功率是1100W。图乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息。小梦妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg,求:(1)豆浆机的加热电阻是多少?(2)从第6min至第9min,豆浆吸收的热量是多少?[c豆浆=4.0×103J/(kg·℃)](3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少?【解析】(1)豆浆机正常加热时,电路中的电流加热电阻的阻值(2)豆浆吸收的热量Q=c豆浆m(t-t0)=4.0×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-70℃)=1.8×105J(3)总共消耗电能W=W1+W2=P1t1+P2t2=1100W×(5+3+3)×60s+200W×(1+1)×60s=7.5×105J答案：(1)44Ω

(2)1.8×105J

(3)7.5×105J1.(2012·毕节中考)在“家电下乡”活动中,小华家买了一台快速电水壶,这台电水壶的铭牌如表,小华对铭牌中加热效率大于92%有点怀疑。他用所学知识和爸爸合作进行了如下实验:关掉家里所有电器,将该电水壶装满水,接入家庭电路中,测得壶中水从20℃上升到31℃所用的时间是50s,同时观察到家中“220V

10A(40A)

3200imp/(kW·h)”的电子式电能表耗电指示灯闪烁了80imp(imp表示闪烁次数)。请根据相关信息解答下列问题:[c水=4.2×103J/(kg·℃)]额定电压220V额定功率2000W额定频率50Hz最大容积1.8L加热效率>92%防触电保护类1类(1)电水壶烧水时的实际功率;(2)电水壶加热的效率;(3)我国出台一系列对购买高能效、低能耗的家电产品实行政府财政补贴,就国家这一项政策对能源与社会发展带来的影响,说说你的看法。(至少说出两点)【解析】(1)电水壶消耗的电能电水壶烧水时的实际功率(2)电水壶装满水时的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10-3m3=1.8kg水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.8kg×11℃=8.316×104J电水壶加热的效率(3)我国能源消耗以化石能源为主,鼓励使用高效节能产品,可有效提高能源利用率,实现节能减排,保护环境,促进社会可持续发展。答案：(1)1800W

(2)92.4%

(3)见解析2.(2012·茂名中考)小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器。平常使用太阳能,在阳光不足时,用电热丝辅助加热。热水器铭牌如下:××牌热水器型号HM-20集热管数28支额定频率50Hz水箱容积200L集热管管长180cm额定电压220V防水等级A系统承压3.0MPa额定功率4400W(1)电热水器正常工作时,电热丝的电阻和电流各是多少?(2)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量?(1L=10-3m3)(3)若通过完全燃烧天然气加热一满箱水,使其温度从20℃升高到50℃时,不考虑热量的损失,需要多少立方米天然气?(天然气的热值为4.0×107J/m3)(4)由于寒冷阴雨,太阳能热水器只将水加热到35℃,现要通过电热丝将水加热到50℃使用,需电加热器正常工作多长时间?(设电能全部转化为内能)【解析】(1)电热丝的电阻通过电热丝的电流(2)一满箱水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.2m3=200kg水的温度从20℃升高到50℃时吸收的热量Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200kg×(50℃-20℃)=2.52×107J(3)由Q=qV得需要天然气的体积(4)水的温度从35℃升高到50℃时吸收的热量Q′=cm(t-t′0)=4.2×103J/(kg·℃)×200kg×(50℃-35℃)=1.26×107J由Q′=W=Pt得电加热器正常工作的时间答案：(1)11Ω

20A

(2)2.52×107J

(3)0.63m3

(4)2863.6s考点六力热综合

力热综合题主要以汽车为研究对象,针对车辆行驶、使用中的一些现象提出问题,涉及压强、速度、牵引力、功、功率、机械效率、燃料热值、燃烧放热和机械能与内能的转化等知识。【典例6】(2012·滨州中考)为节约能源,某型号汽车在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动过程的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数,其中,耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。(燃油的密度ρ=0.7×103kg/m3,热值q=4.6×107J/kg)××型汽车总质量(kg)1200储能效率(%)60耗油量(L/100km)10(1)发电机的工作原理是

。发电过程中,动能除了转化为电能外,由于线圈有电阻,还有部分能量转化为

能。(2)据表中信息,求汽车正常行驶100km消耗燃油的质量和完全燃烧这些燃油产生的热量。(3)若汽车沿平直公路在800N的牵引力作用下,以25m/s的速度匀速行驶1000m,求此过程中,汽车牵引力做的功和牵引力的功率。【解析】(1)发电机是利用电磁感应现象制成的,在工作时将机械能转化为电能;发电过程中,动能除了转化为电能外,由于线圈有电阻,存在电流的热效应,还有一部分动能转化为内能。(2)V=10L=10×10-3m3由ρ=得,燃油的质量:m=ρV=0.7×103kg/m3×10×10-3m3=7kg完全燃烧产生的热量:Q=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J(3)牵引力做的功:W=Fs=800N×1000m=8×105J牵引力的功率:P=Fv=800N×25m/s=2×104W答案：(1)电磁感应现象内(2)7kg

3.22×108J(3)8×105J

2×104W【解析】(1)发动机做功的功