2021年人教版物理中考专题特训 综合应用题

综合应用题

一'效率类综合计算

类型1机械效率

1.(2020牡丹江改编)如图所示，“塔吊”是建筑工地不可或缺的机械，

它是利用电动机通过滑轮组提升重物的.某次作业时，将质量为1000

kg的钢筋匀速提升12m,用时50s,施加在绳端的拉力为6000N.(g

取10N/kg)求：

电动机*

第1题图

(D使用滑轮组提升钢筋时，主要是为了.

(2)钢筋所承受重力是多少？

(3)钢筋上升的速度是多少？

(4)滑轮组的机械效率是多少？

2.(2020泰州改编)小明利用如图所示的滑轮组，将质量为90kg的物

体在1min内匀速提升5m,竖直向上的拉力为360N.求：

第2题图

⑴匀速提升物体的过程中，物体的机械能，惯性________.(均

选填“增大”“减小”或“不变”)

(2)物体的重力(g取10N/kg)；

(3)小明拉力的功率；

(4)滑轮组的机械效率(结果保留一位小数).

3.(2020洛阳二模)如图甲所示，工人用沿斜面向上，大小为500N的

推力H，将质量为80kg的货物从4点匀速推至8点；再用100N的

水平推力&使其沿水平台面匀速运动到C点，不计货物的长度；图

乙为物体从A点经B点到达C点的s-t图像.(g=10N/kg)求：

第3题图

(1)水平推力做功的功率为多少?

⑵斜面的机械效率为多少?

(3)斜面对货物的摩擦力为多少?

类型2力热转换效率

4.(2020本溪)图中是一辆满载防疫物资的货车，货车满载时，车轮与

水平地面接触的总面积为1m2,对地面的压强为5xl05Pa.货车到送货

地点要经过一座路面平直的桥梁，这座桥限重55t.(g取10N/kg,柴

油的热值q=4.3xl()7j/kg)

⑴请通过计算货车满载时车和货物的总质量，判断货车是否允许通过

这座桥.

⑵货车以20m/s的速度在平直公路行驶,发动机的输出功率为200kW,

求货车受到的阻力.

⑶若货车发动机的效率为40%,以20m/s的速度在该平直公路上行驶

17.2km,消耗柴油的质量是多少？

第4题图

5.（2020许昌一模）我国首款大型水陆两栖飞机“鲸龙”AG600如图所示,

已知飞机空载质量为41.5t,最大巡航速度500km/h,该飞机蓄满水

后总质量53.5t.为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行

测试.在灭火测试中：飞机盘悬在火场上方150m处将所蓄水分次投

下，每次投水200kg,历时20s到达地面.S水=1.0xl03kg/m3,g

=10N/kg）求：

（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积.

（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率.

⑶在某次水面滑行测试中，蓄有8.5t水的飞机，在水平面上以10m/s

的速度沿直线匀速滑行了60s,滑行过程中所受阻力为总重的0.5

倍.若发动机的效率是75%,则此时飞机每分钟燃烧掉的燃油是多少

千克？（燃油的热值4=4.6义1。7j7kg，保留两位小数）

类型3力电转换效率

6.动车是一种安全舒适、低碳环保的运输工具，如图所示.动车使用

电动机提供动力，额定电压为2.5X104V,动车使用的电动机效率为

80%.一列以150km/h速度行驶的动车消耗的电功率为1000kW.已知

动车的速度越大，消耗的电功率越大，且电功率与速度的三次方成正

比.

⑴能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类，电能属于

(选填“一”或"二”)次能源；高速铁路两边留有很宽的隔离带,

禁止行人车辆靠近，防止被动车“吸进去”，这是由于

(2)已知某段铁路长约1350km，如果动车以150km/h的速度匀速跑完

全程，消耗的电能为多少？

(3)若动车以300km/h速度匀速直线行驶时，动车受到的阻力大小为多

少？

(4)高铁列车与普通列车相比，具有哪些优点？(请写出两条即可)

第6题图

7.(2019枣庄)节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的

方向.某种型号纯电动汽车的部分参数如下表所示：

空车质量1380最大功率100kW

kg

轮胎与地面0.032120

最高时速

总接触面积m2km/h

42最大续行里

电池容量260km

kW-h程

假如汽车上只有司机一人，质量为60kg,汽车以60km/h的速度匀

速行驶36km,耗电9kWh,汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍.g

取10N/kg,试问：

(1)电动机的工作原理是(选填“电流的磁效应”“磁场

对电流的作用”或“电磁感应”).电动汽车前进和倒车是通过改变

来改变电动机的转动方向的.

(2)电动汽车对水平地面的压强是多少？

(3)电动汽车牵引力所做的功是多大？

(4)电动汽车电能转化为机械能的效率是多大？

类型4电热转换效率

8.北京大兴国际机场现已投入运营，乘客可由北京乘坐高铁前往机

场.大兴机场是全国可再生能源使用比例最高的机场.耦合式地源热

泵系统方案可实现年节约1.8万吨标准煤.试求：

（1）1.8万吨标准煤完全燃烧放出的热量是多少？（标准煤的热值q=

3.6xlO7J/kg）

⑵若以上标准煤完全燃烧放出的热量中仅有36%转化为电能，则可以

发电多少度？

⑶这些电力可让功率8800kW的高铁运行多少小时？若高铁此时的

工作电压为25kV,则通过电动机的电流为多少？

⑷我国正积极推进能源结构调整，大力发展可再生能源.你认为我国

可大力发展的可再生能源有哪些？（举出两例）

9.（2020益阳改编）对生活垃圾进行分类既是当前的一种时尚，更是生

态环保的需要.目前我市每天能产生900t左右的生活垃圾，若进行

分类后，除去可回收垃圾和需要特殊处理的垃圾，将还有800t左右

的垃圾需要处理.为了处理这些垃圾，益阳市建成了光大生活垃圾焚

烧发电厂，它每天可以焚烧800t生活垃圾发电，经实践检测每完全

燃烧1t生活垃圾可发电300kW・h.设整个发电过程中的效率为30%,

求：

⑴利用生活垃圾发电时将化学能最终转化为能；发电机的原

理是.

(2)生活垃圾的热值q；

⑶完全燃烧1t生活垃圾产生的热量若用来烧开水，其中70%的热量

被水吸收，可烧开多少吨1标准大气压下20℃的冷水.[c水=4.2x103

J/(kg℃)]

10.便携式电热水杯因体积小巧，便于携带深受旅行者的喜爱.它的

电源线为内藏式，使用时将其接入电路，很快即可将水杯中的水烧

开.如图所示是一款便携式电热水杯，相关参数如下表所示.已知c

水=4.2xl()3j/(kg.。。),g取10N/kg,试问：

额定

额定

额定保额定最大装

加热

电压温功频率水容量

功率

率

350

220V440W40W50Hz

mL

⑴便携式电热水杯是利用电流的来工作的；使用该便携式电

热水杯烧水时不能倒放、横放，内胆装的水不能超过最大标线，以免

电热杯中的液体煮沸后溢出，容易造成电路，发生危险.

（2）该电热水杯正常加热工作时的电流和电阻；

（3）该电热水杯正常工作时将350mL初温为20℃的水烧开，水吸收的

热量是多少？（在标准大气压下）

（4）如果该电热水杯的热效率是80%,该电热水杯至少需要通电多长时

间？（计算结果保留整数）

第10题图

11.如图甲为某种型号的电热饮水机，额定电压为220V,具有“加热”、

“保温”两种功能，保温功率为40W.图乙是其电路简图，R、&均为

电热丝（阻值恒定不变），4的阻值为121Q某次利用饮水机将初温为

20℃、1kg的水正常加热至沸腾（一标准大气压下），用时15min」c水

=4.2x103J/（kg.C。试问:

甲

第11题图

(1)电热饮水机是利用了电流的效应来工作的，当开关S］、s2

闭合时可以实现功能.

(2)电热饮水机的加热功率和电热丝心的阻值分别是多少？

(3)水吸收的热量是多少？

(4)饮水机的热效率约为多少？(结果保留一位小数)

12.多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和

欢迎，如图甲所示.图乙是某品牌养生壶简化电路图.[/＞水=1X103kg/m3,

c水=4.2x103j/(kg.℃),g取10N/kg]

项目参数

电源电压(V)220

低温挡功率

275

(W)

中温挡功率

550

(W)

高温挡功率

1100

(W)

容积(L)1

第12题图

⑴开关，、S2处于什么状态，养生壶为高温挡，说明判断依据;

⑵求凡的阻值；

⑶养生壶处于低温挡工作时，求电路中的电流大小；

(4)在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，若养

生壶高温挡加热效率为80%,求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时

间.

类型5光热转换效率

13.(2020开封一模)小阳家住在节能示范小区，小区建设时为每家都设

计了如图所示的嵌入式太阳能阳台，它的集热器作为阳台部分，与建

筑完美结合，同时该太阳能热水器还具备电辅助加热功能，可不间断

地为家庭提供生活热水.其相关参数见下表.

集热器面积水箱容积电辅助加热功

/m2/L率/W

2.41202000

⑴保温水箱安装于阳台上方，通过自然循环换热，将热能储存到水箱，

没有其他能源消耗（完全免费热水）.热水器的集热器将太阳能转化为

能.热水之所以能自然向上循环到水箱，是因为集热器中的

水温度升高，密度变（选填“大”或“小”）.

⑵小阳查阅资料得知，当地夏季晴天时,平均太阳辐射功率为1.95x106

J/（m2.h）,平均每天光照时间为10h,该热水器一天内能将水箱中的水

从20℃加热至70℃厕一天内此水箱中的水吸收的热量是多少？该

太阳能热水器的光热转换效率约为多少？（百分号前保留一位小数）

（3）如果连续阴雨天（不计太阳辐射），需要开启电辅助加热，要升高相

同温度，至少需要正常工作多长时间？

第13题图

类型6光电转换效率

14.（2020焦作一模）如图是科学家新研制的一款球形太阳能发电机，玻

璃球内充满水，透光率达到99%,白天产生电能，晚上可以作为绚丽

的景观灯.通过设计出不同大小的型号，既可以为电动汽车充电，也

可以为手机充电.如图某款，在白天正常的日照下，每秒可获得1000

J的电能.

⑴图中球形发电机将能转化为电能，玻璃球类似于

（填光学元件）.

（2）如果每天按8小时的日照时间来计算，该球形发电机一个月（按25

天正常日照）可发电多少千瓦时？

（3）用10个本款球形太阳能发电机替代发电效率仅为40%的火力发电

站，一年（按300天正常日照）可以节约多少吨的煤？（煤的热值q=

3xl07J/kg)

（4）从物理学角度说出太阳能发电的优点.（答一条即可）

第14题图

二'实际应用类综合计算

类型1滑片移动类

1.（2020岳阳改编）某物理兴趣小组设计了一个拉力传感器，工作原理

如图所示.其中M、N均为绝缘材料，将N固定在地面上，P、。间

是可伸缩导线（电阻不计）弹簧上端M和滑动变阻器&的滑片。固定

在一起，电源电压为12V,拉力厂竖直向上.闭合开关S,当拉力为

10N时-，电流表示数为1A,电压表示数为2V.

（1）当拉力增大时，电压表的示数（选填“变大”“变小”或“不变”）.

⑵拉力厂为10N时，求私接入电路的阻值大小；

⑶拉力厂为10N时，求10s内凡产生的热量；

（4）已知拉力F的大小与滑动变阻器当接入电路的阻值大小成正比例

关系，即：F=kR2,求攵的数值；拉动M,当电压表示数为8V时，

求拉力尸的大小.。

第1题图

2.如图所示是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图.电源电

压恒为6V,定值电阻R°=20Q,R是一只固定着的、竖直放置的硬

电阻棒，总长为40cm,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比；

金属棒〃和（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计.小明用

该测量仪对甲、乙两位同学的身高进行了测量，其数据见下表.若甲

同学测量时，滑片恰在电阻棒M的中点位置.试问：

甲同乙同

学学

电流表读数

0.150.2

//A

电压表读数

32

UN

身高h/m1.7

(1)定值电阻Ro的作用是

(2)电阻棒的总电阻是多大?

⑶测乙同学身高时通电5s,求这段时间凡)消耗的电能是多少？乙同

学的身高是多少m?

(4)将电压表改成测量身高的仪表，其刻度是.(选填“均匀”或

“不均匀'')的，请简述理由.

//////

C

04b

第2题图

类型2敏感电阻类

3.（2020开封一模）超载是严重的道路交通违法行为，危及人民群众的

生命财产安全，被称为头号“公路杀手”和“事故元凶”.在中学生科技

创新大赛中，小周为交警部门设计了如图甲所示的“汽车超载记录器”

原理图，电源电压U=6V,R为压敏电阻，其所受压力与电阻的关系

如图乙所示.

第3题图

⑴请将图甲连接完整，要求：不超载时，绿灯亮；超载时，红灯亮,

同时电控照相机启动，抓拍违法车辆.

⑵电磁继电器线圈电阻Ho=lOQ，当通过线圈的电流达到0.1A时、

电磁继电器的衔铁被吸下.若某路段要求压力大于或等于2.0x105N

时，报警系统启动，则电阻箱凡的阻值应调为多少？

(3)乡村道路的抗压能力一般比交通主干道弱得多，若把此限载报警器

应用到乡村道路，就要适当调低报警器的限载重量，可以将R调

(选填“大”或“小”).该限载报警器能检测到车辆的最小质量为

多少t?(g取10N/kg)

(4)运用所学的物理知识，简要说明超载可能造成的两个危害.

4.(2020三门峡二模)在中学生创新大赛中，某初中参赛小组设计了一

种测定风力的装置如图甲所示，迎风板与压敏电阻以连接，工作时迎

风板总是正对风吹来的方向.压敏电阻的阻值随风力变化而变化，其

阻值以与风力/的关系如图乙所示.已知电源电压恒为5V,定值电

阻R=5Q.

第4题图

⑴开关闭合后，风力增加时，电压表的示数是增大还是减小？

（2）无风时，压敏电阻的功率为多少？（小数点后保留两位小数）

⑶若电压表的量程为0〜3V,该装置所能测量的最大风力为多少？

（小数点后保留一位小数）

5.（2020南京改编）科技小组为灯暖型浴霸（一种取暖用的电器）设计了

一个可自动控制温度的装置.如图甲所示，控制电路电压5恒为12V,

继电器线圈的电阻R为20Q,定值电阻R为40Q,热敏电阻&的

阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路电压上恒为220V,安

装两只标有“220V275W”的灯泡.闭合开关S,当继电器线圈中的

电流大于或等于50mA时-，继电器的衔铁被吸合，开关So自动断开，

工作电路停止工作，当继电器的衔铁弹回时一，开关So自动闭合.

第5题图

⑴工作电路工作时，A端应与(选填“3”或“。)端相连接.

⑵工作电路工作时的总电流为多大？

(3)浴室里控制的温度而为多高？

三、情景模型类纯力学综合计算

1.（2020甘肃省卷）爸爸给小林买了一部电动平衡车.小林从家骑该电

动平衡车以12km/h的速度匀速行驶，用15min到达了市民广场.小

林的质量为40kg,g取10N/kg,求：

⑴小林家到市民广场的距离是多少？

（2）小林在市民广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是多少？

⑶若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的01倍，则小林在市民广

场中以最高速度骑行时，平衡车动力的功率是多少？

平衡车参数

镁合金高弹性

材质

车架

10kg（含电池

净重

组）

最高车速18km/h

充电时间约4小时

轮胎个数2

轮胎总触地

5cm2

面积

第1题图

2.如图为某款擦窗机器人，总质量为1.2kg,它凭借其底部的真空泵

在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上.g取10N/kg,

请回答：

(1)当它静止在竖直玻璃上时，受到摩擦力的方向是.

⑵擦窗机器人的擦试速度是4min/m2,要擦完总面积为3m2的窗玻璃

需要多久？

⑶工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28N,内外气压差达到800Pa,

求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少m2?

(4)擦窗机器人工作时的实际功率为80W,它在竖直向上擦窗过程中

有0.25%的电能用于克服重力做功，若窗户足够高，持续竖直向上擦

窗20min,擦窗机器人可上升的最大高度为多少m?

0

第2题图

3.“转大运”是大力士比赛中的一个项目，如图甲所示，长为4m的杠

杆一端固定并保持水平，将300kg的重物系在距离支点2.5m的位置，

选手在杠杆的另一端将重物抬离地面后，沿顺时针绕圈30s,杠杆转

动角度为180°,如图乙所示.(杠杆重力不计，g取10N/kg,兀取3.14)

甲

第3题图

（1）选手将重物抬离地面后转圈过程中，选手对重物（选填“做

功”或“不做功”）

（2）若重物底面积为0.25m2,则重物放在水平地面上时对地面的压强

是多少？

⑶选手要将重物刚好抬离地面，至少需要施加多大的力？

（4）该选手绕圈过程中的平均速度是多少？（计算结果保留2位小数）

4.（2020黑白卷）河南省是我国主要的粮食生产大省，农用机械普及前,

劳动人民常利用如图甲所示的碌磕（Liuzhou,又称碌轴）碾压粮食进行

脱粒，是一种重要的打场农具，古代农业专著《齐民要术》中记载“治

打时稍难，唯伏日用碌磕碾”.碌磕主要由圆柱体石碾（其中心轴的位

置刻有凹孔）和木质外框制成，将外框套在石碾外边，通过绳子拉动外

框，即可使石碾绕着其中心轴滚动.小强到外婆家，对院子放的一个

碌磕产生了兴趣，他先测出圆柱体石碾的直径为50cm、高为60cm,

然后利用绳子水平拉着碌磕在水平地面沿直线匀速运动6m,用时30

s（如图乙所示），已知石碾滚动过程中受到的摩擦力为总重的0.1倍，〃

33

s=2.8xl0kg/m,兀取3.14,g取10N/kg.（忽略外框的重力）试问：

⑴小强拉碌磕过程中，碌磕的石碾受力滚动，说明力可以改变物体的

;滚动过程中碌磕所受外力突然全部消失，则碌磕将做

匀速直线运动，说明力是物体运动状态的原因.

⑵若石碾与水平地面的接触面积为20cm2,求石碾静止时对水平地面

的压强；

(3)小强对绳子的拉力是多少？

(4)求拉碌磕过程中小强对碌磕做的功及其功率.

第4题图

5.跳绳是一项很好的体育健身活动，甲图是同学们在体育课上练习跳

绳的场景.图乙是小明某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的

图像，已知小明质量为50kg,他每只脚的着地面积为20cm2.(g取10

N/kg)

求：

/7/cm

00.220.40.620.8,/s

乙

第5题图

⑴小明起跳后离开地面，能继续向上运动，是因为他具有

在上升的过程中，不计空气阻力，动能转化为.

⑵小明起跳前对地面的压强是多少Pa?

(3)1min内克服重力做功的功率是多少W?

(4)1分钟跳绳的标准为：每分钟180个为满分.若他以⑶问求出的功

率跳绳，请你通过计算说明小明能否取得满分？

6.小强所在的研究小组，对一个半径为r=50cm,质量m=40kg、

质量分布均匀的圆柱体进行了测量和研究.g取10N/kg.

第6题图

⑴如图甲所示，求圆柱体竖立在水平地面上的压强.(兀取3.14,结果

保留整数)

⑵如图乙所示，要把圆柱体通过滚动的方式推上/?=20cm的台阶需

要使圆柱体离开地面绕台阶的C点转动，求此时作用在圆柱体上的最

小力F.

⑶若小强将圆柱体推上台阶需要的时间为2s,求小强克服圆柱体重

力所做功的功率是多少？

一、效率类综合计算

1.(1)省力

解：(2)钢筋所受重力G=mg=l000kgX10N/kg=1X104N

(3)钢筋上升的速度v细筋="=架=0.24m/s

tmDUs

(4)有用功Wmi=Gh=\X104NX12m=1.2XIO5J

由题图可知，n=2,则绳子自由端移动的距离s=〃/?=2X12m=24m

拉力做的总功WM=FS=6000NX24m=144X1()5J

滑轮组的机械效率〃=*X100%=；鼠*5；义100%Q83.33%

2.(1)增大不变

解：(2)物体的重力G=wg=90kgX10N/kg=900N

(3)由题图可知，承担物重的绳子段数〃=3,物体匀速提升5m时，绳端移动的距离$=励=

3X5m=15m

小明拉力做功卬总=打=360NX15m=5400J

讣

小明拉力的功率2=拳W=皆54002I=90W

（4）有用功WU=G〃=900NX5m=4500J

滑轮组的机械效率n=—X1。0%=京万JX100%"83.3%

3.解：(1)由图乙可知，货物在水平推力的作用下移动了1.5m,所用时间为10s.水平推力

做的功％=F2s2=100NX1.5m=150J

推力做功的功率2=牛=畏=15W

⑵由图甲可知，货物在斜面上运动时上升的高度为斜面的一半，由图乙可知，货物在推力

Q的作用下移动了3m,即斜面的长度为3m,则货物上升的高度为1.5m

在斜面上推力做的总功Wa=Qsi=500NX3m=l500J

有用功为Wfm=Gmh=m^gh=S0kgX10N/kgX1.5m=l200J

斜面的机械效率n=富*ioo%=*得x100%=80%

W总1J

(3)克服斜面对货物摩擦力所做的额外功卬制=卬怂一卬什用=1500J—1200J=300J

则斜面对物体的摩擦力六野=誓=100N

4.解:(1)货车满载时的重力G=F=〃S=5X1()5PaXl012=5X1()5N

「sx1(段N

车和货物的总质量/v„=5X104kg=50t

61UINN/Kg

因为50t<55t,所以货车允许通过大桥

(2)货车做匀速直线运动，所以/奉=/阳，根据P=¥=F。

货车受到的阻力九I=尸率=?=型端黑=1X1()4N

(3)货车做功为W=尸率s=lX104NX17.2XIO3m=1.72X108J

W177X]()8i

柴油燃烧产生的热量。===.an。/—=4.3XIO®j

Q4U/o

q43X10^I

则消耗柴油的质量m=,=43X]07j/kg=10kg

3

5.解：(1)飞机蓄满水静止在水面上时处于漂浮状态，所受浮力F3=G>«=»li^=53.5X10kg

X10N/kg=5.35X105N

由阿基米德原理可得：

汽浮________5.35XIO、N_______3

V*=。，kg=1.0X1O,kg/n/义10N/kg=53.5m-

(2)每次投下的水在下落过程中重力对水做的功W=G，k〃=山水g〃=200kgX10N/kgX150m

=3X1()5j

TIZ3X1f)51

4

则每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率P=y=-^s=l.5X10W

(3)飞机受到的阻力f=O5G总=O5m悬g=0.5X(41.5+8.5)Xl()3kgX10N/kg=2.5XIO5N

因飞机匀速直线滑行，所以牵引力尸=『=2.5XI()5N

牵引力1min做的功yV=ft=2.5X105NX10m/sX60s=1.5X108J

由〃=^X100%得，燃油燃烧释放的热量Q放=¥=I,黑J=2X心J

则此时飞机每分钟燃烧掉的燃油m汕4=4;黑;『435kg

6.(1)二流体流速越大的地方压强越小

解：(2)由。=，得，动车运行时间f=E=|^M=9h

则动车消耗的电能W=Pt=1000kWX9h=9000kW-h=3.24X1010J

⑶根据题意可知自=?，即1000kW(150km/h)’

3

~P2(300km/h)

解得P2=8000kW=8X106W

66

故动车的有用功率p'=Z7A=80%X8X10W=6.4X10W

因为动车匀速直线行驶，所以牵引力和受到的阻力是一对平衡力，所以，由2=网可得，动

P'6.4X106W4

车受到的阻力片尸=彳=45--------=7.68X104N

3?6m/s

(4)高铁列车与普通列车相比，具有速度快、安全性好、舒适方便、能耗较低等优点.

7.(1)磁场对电流的作用电流方向

解：⑵电动汽车对水平地面的压力尸=G,(j=(〃h+加2)g=(l380kg+60kg)X10N/kg=14400

N

p14400N<

则电动汽车对水平地面的压强0=5=卷裁?=4'X好Pa

(3)电动汽车所受牵引力F,?：=F81=0.05Ga=0.05X14400N=720N

则电动汽车牵引力所做的功卬=尸牵$=720NX36000m=2.592X107J

(4)消耗的电能卬电=9kW•h=3.24X107J

W2592X1I

则电动汽车电能转化为机械能的效率〃=^x1OO%=-3~24X1O7-X100%=80%

8.解：(1)1.8万吨标准煤完全燃烧放出的热量。=〃？设q«=1.8X107kgX3.6X107J/kg=

6.48X10l4J

⑵标准煤完全燃烧放出的热量中仅有36%转化为电能，则电能为〃Q=W电=

36%X6.483IO14J=2.3328X1014J

「.心占2.3328X10,4J774

可发电皿电=36X1()6J/(kW-h)=648X107kW-h=6.48X⑹度

64XX10’kW・h

⑶这些电力可让功率8800kW的高铁运行的时间『卞=.aanrTCw—弋7.36X103h

rooUUKW

则通过电动机的电流/=与=8=352A

UZ；器JAIU；?「V"

(4)太阳能、风能

9.(1)电电磁感应

5i.…位卬电300X3.6X106J9

解：(2)完全燃烧1t生活垃圾释放的热量。=7=-----30%-----=36X10J

，———。3.6X109J6

生活垃圾的热值y上—-3.6X10J/kg

1/XjvKg

(3)水吸收的热量Q吸=〃0=7O%X3.6X109J=2.52X109J

由2^=。〃9—幻可得，可烧开1标准大气压下20°C的冷水的质量加=―色不

C水KI-IQ)

_______________2.52X10。_______________3_

=4.2X103J/(kg-℃)X(100℃-20℃)=7-5X10kg=7-51

10.(1)热效应短路

u1p440W

解：(2)由2=。/=万可得，该电热水杯正常加热工作时的电流/=刀=标\7=2A

AUZZUV

」“rU2(220V)2

电阻R=~^=~“0w—=11°C

(3)水的体积V=350mL=350cm3

水的质量，"="夕=1g/cm3x350cn?=350g=0.35kg

标准大气压下水的沸点是100℃,水吸收的热量

。吸=c水机(f—fo)=4.2X103J/(kg-℃)X0.35kgX(100℃—20℃)=1.176X105J

(4)根据7?=%X100%,电热水杯消耗的最少电能卬=与」,7窗10J=]47X1()5J

WrjoU/o

w147XIO5J

电热水杯的最短通电时间T=叫)京出334s

/44UW

11.⑴热加热

解：（2）当开关Si、S2闭合时，电路中只有此时电路中的总电阻最小，由P=U/=§■可

知，电路的总功率最大，饮水机处于加热挡.

U2(220V)2

加热功率P加热=-=400W

Ri~I2lQ

当开关Si闭合、S2断开时，两电阻串联，此时饮水机处于保温挡，此时电路中的总电阻

2

£(220V)

R总=-=l210Q

尸海40W

根据串联电路电阻的特点可知，&=火总一R=l210Q—121c=1089。

⑶水吸收的热量。吸=c水皿L/O)=4.2X103J/(kg-℃)X1kgX(100℃-20℃)=3.36X105J

(4)消耗的电能W电=尸加热，=400WX15X60s=3.6X105J

,,I4_口A,+4,+Q吸3.36X105J

X

饮水机的热效率〃=力义100%=-yVin>i'100%Q93.3%

W电3.0X1UJ

12.解：（l）由题图可知，当开关,闭合，S2接8时，电阻R、&并联，电路中的总电阻最

（/2__

小，由。=,可知，总功率最大，所以此时养生壶为高温挡.

⑵由题图可知，当开关S1断开，S2接A时，电阻/?|、色串联，电路中的总电阻最大，由尸

=方可知，总功率最小，此时为低温挡；当S2接A,S1闭合时，R2被短路，只有电阻用接

入电路，养生壶处于中温挡.

由尸=。/得，养生壶处于中温挡时，正常工作通过此的电流为八=令=含3=2.5A

由/=/得，犬|=?=普量=88。

Ki\Z.3A

⑶由P=U1得,养生壶在低温挡工作时电路中的电流为/低=令=皆牛=1.25A

(4)由可得，水的质量加="水V=1X1()3kg/m'x1X103m3=1kg

水吸收的热量。吸=c水加L访)=4.2X103J/(kg・℃)X1kgX(100℃-12℃)=3.696XIO5J

由〃=帚*100%和W=Pf得，烧开一壶水需要的时间为上券=悬~=］；器;黑［=420

13.⑴内小

解：⑵水的体积丫=l20L=l20dm3=Ol2m3

由P=皆可得水的质量m=pV=IXIO3kg/m3X0.12m3=120kg

水吸收的热量Q吸=cmAf=4.2XI()3〃(］§.©)X120kgX(70℃—20℃)=2.52XI(/j

27

该热水器一天吸收的太阳能E=195X1()6j/(m2•h)x2.4mX10h=4.68X10J

QOf\Z1()7I

该热水器将太阳能转化为内能的效率〃=^x100%=46嬴107产100%Q53.8%

(3)如果连续阴雨天(不计太阳辐射)，开启电辅助加热，消耗的电能W，t，=Q吸=2.52X107J

上一后“，鬲皿」卬电2.52X107J.

由Wiij—Q«»—Pt可得，至少需要加热时间t—p——200()w-=12600s—3.5h

14.⑴太阳凸透镜

解：(2)在白天正常的日照下，每秒可获得I000J的电能，则发电机的功率为2=?=号詈

=I000W=IkW

每天按8小时的日照时间来计算，该球形发电机一个月(按25天正常日照)可发的电能为W'

=Pt'=lkWX25X8h=200kWh

⑶10个本款球形太阳能发电机一年产生的电能为Wo=lOPf()=10XI000

WX300X8X60X60s=8.64Xl0'°J

火力发电站的效率为40%,则煤产生的热量为0=4=86蓝？"J=2」6X1()UJ

…好从工目城Q2.16X1O"J

则煤的质里为m=q=3义10,J/kg=720°kg=7.2t

(4)太阳能是新型的可再生能源，越来越被广泛利用，它的优点很多，比如：太阳能分布广阔，

获取方便；清洁不会造成环境污染等.

二、实际应用类综合计算

1.(1)变大

解：由电路可知，定值电阻R和滑动变阻器&串联，电流表测电路中的电流，电压表测的

是&两端的电压.

⑵当拉力为10N时，电压表的示数为2V,电流表的示数为1A,则&接入电路的阻值&

⑶当拉力为10N时，由串联电路的规律可知通过修的电流为八=/2=1A

/?,两端的电压为(71=0-5=12V-2V=10V

则10s内R产生的热量

Q=U"if=10VXlAX10s=100J

FION

(4)因尸=H?2，贝IJ%="=k=5N/Q

I\2Z

由(3)可知，电阻凡=率=曾=10。

111

当电压表的示数为8V时，电路中的电流为

,U-U-,'12V-8V

1=~瓦-=_Foo-=04A

则凡此时连入电路中的电阻为

&-V-0.4A—20c

则尸'=kR{=5N/CX20C=100N

2.(1)保护电路

解：(2)测量甲时，滑片在电阻棒的中点，则前=曰=焉「=20。

故电阻棒的电阻R=40。

⑶测量乙时品消耗的电能为

W=M=(0.2A)2X2OQX5S=4J

由(2)和题意可知，40cm的电阻棒总电阻为40。，则电阻棒1cm对应的电阻值为1C

乙测量时电阻棒接入电路中的电阻

&=先藕=］。。

电阻棒接入电路中的长度为仁=10cm

1丹Q/cm

乙的身高为h乙=170cm—20cm+10cm=160cm=1.6m

(4)不均匀

设电源电压为U,测身高时电压表的示数为

rr__JR__匕

JR+心一、嚏

电压表示数UR和电阻棒接入电路中电阻不是一次函数关系，因此其刻度不均匀.

3.(1)如答图所示

第3题答图

解：(2)由题意可知，报警系统刚好启动时，通过线圈的电流为0.1A,由/=*可得，此时电

路总电阻R总=7=()]A=60Q

由图乙可知，当压力尸=2.OX1()5N时，压敏电阻R=20Q,根据串联电路的总电阻等于各

分电阻之和可得，电阻箱的阻值Ri=R总一R—R<)=60Q-20Q-10C=30Q

⑶小

(4)车辆超载时，质量大，车的惯性也大，遇到紧急情况时不容易停下来，易造成交通事故;

同时车辆超载时对地面产生的压强大，易破坏公路.

4.(1)增大

解：(2)由图像可知，当无风时，压敏电阻&=7。，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以电路中的电流„—7-in=T?A

I—A„I।AjJo十/71Z

压敏电阻&消耗的电功率

P.r=pR*=淄A)2X7Q-1.22W

(3)由图像可知，&与尸图像为一次函数，设&="尸+儿当尸=0时，&=7。，

所以7C=aX0+b,可得b=7C

当尸=600N时，&=1Q,

所以1C=aX600N+7C,可得”=-0.01C/N

则：Rx=-0.01Q/NXF+7Q

当所测风力最大时，尺的阻值最小，电路中电流最大，则电压表的示数最大，即UR=3V,

因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以&两端的电压上=U-UK=5V-3V=2V

因串联电路中各处的电流相等，所以此时电路中的电流/'=牛=言=0.6人

则压敏电阻的阻值&'="=怒=与Q

IU.OAJ

所以4Q=-0.01Q/NXF+7Q,

解得广〜366.7N

所以该装置所能测量的最大风力为366.7N.

5.⑴C

解：(2)工作电路工作时的总功率尸&=PI+B=275W+275W=550W

工作电路工作时的总电流/a=粤=焉静=2.5A

⑶当/=50mA=0.05A时，此时达到浴室里控制的温度

控制电路中的总电阻尺总=9=羔*=240。

因为RK，=RO+RI+R2，所以

R2=RB-RO—RI=240Q-20C-40C=180C

由图像可得，fo=38℃

三、情景模型类纯力学综合计算

1.解：(1)由。=，可得，小林家到市民广场的距离

s="=12km/hX卷h=3km

(2)小林在骑车的过程中，车和人的总重力G=(机车+加入)g=(10kg+40kg)X10N/kg=500N

此时车对水平路面的压强为1X106P