专题四(2017年物理中考复习之综合计算题)

专题四综合计算专题【技法点拨】1.解题方法:2.解题步骤:(1)认真审题:明确现象和过程,确定给出的条件或题目中隐含的条件。(2)找关系:针对题目内容综合分析,确定解决问题的方向,选择适合的规律和公式,找准相关物理量之间的关系。(3)列出表达式:根据公式或规律列出相应的表达式,并推导出待求物理量的计算式。(4)代入数据求解:把所用到的已知物理量的单位统一后,把已知量的数据代入计算式中,通过正确运算,得出答案。【答题规则】(1)包括“四部分”:解答文字说明+公式+数据+单位。①要有必要的文字说明。②要明确写出应用的公式。③注意公式的适用条件,即“同一性”和“同时性”,要注意使用上或下角标把各物理量区分开。④计算过程中要有单位,并且要统一;要有计算过程,要代入数据并计算正确答案。(2)4个规避:①过程中不能出现除号(÷),用“—”或“/”代替。②结果不能写成分数的形式,必须是整数或小数。③解答过程不能漏掉数据后的单位。④不要出现x、y,每一个物理量都用物理中特定的字母符号来表示。考向1力学【核心考题】1.(2016·通辽中考)钓鱼岛自古以来就是中国固有领土,早在1373年我国渔民就已经发现了钓鱼岛,如图所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船正在钓鱼岛附近巡航。(海水密度取1.02×103kg/m3,g取10N/kg)(1)若该船的声呐探头距海面深度为10m,则该声呐探头受到海水的压强是多少?(2)该船满载时排开海水体积为3000m3,此时船受到的浮力和重力各是多少?(3)该公务船以36km/h的速度匀速航行5h,若航行时受到阻力为船重的0.05倍,则这一过程中动力所做的功是多少?【解析】(1)该声呐探头受到海水的压强是p=ρgh=1.02×103kg/m3×10N/kg×10m=1.02×105Pa。(2)该船满载排开海水的体积为3000m3,则该船受到的浮力是F浮=ρgV排=1.02×103kg/m3×10N/kg×3000m3=3.06×107N,因船漂浮在水面上此时船受到的重力和浮力相等,即G=F浮=3.06×107N。(3)由v=可得,公务船行驶的距离为s=vt=36km/h×5h=180km=1.8×105m,船航行时受到的阻力为f=0.05G=0.05×3.06×107N=1.53×106N,船匀速行驶时动力等于船受到的阻力,即F=f=1.53×106N,则船的动力做功为W=Fs=1.53×106N×1.8×105m=2.754×1011J。st答案:(1)1.02×105Pa(2)3.06×107N3.06×107N(3)2.754×1011J2.(2015·济宁中考)物体重600N,放在水平地面上,与地面的接触面积是500cm2(如图甲所示)。(1)物体放在水平地面上时,对地面的压强是多少?(2)某工人用400N的力在10s内将物体匀速提高了5m(如图乙所示),拉力的功率是多少?滑轮组的机械效率是多少?【解析】本题是力学综合题目。综合考查了压强、滑轮组的功率、机械效率等相关知识的计算,是基础性题目。(1)物体对地面的压强:442F600Np1.210PaS50010m＝＝(2)由图可知,该装置承担物重的绳子股数n=2,拉力的功:W=Fs=400N×5m×2=4×103J拉力的功率:滑轮组的机械效率:答案:(1)1.2×104Pa(2)400W75%3W410JP400Wt10sWGh600N5m100%75%WFs400N10m有总＝3.(2016·厦门中考)“嘉庚号”科考船(图甲)于2016年5月8日下水,厦门大学由此成为中国大陆综合性大学中第一所拥有自己的全球级科考船的高校。科考船满载时排水量为3.5×103t,在某段航行中牵引力与速度的关系图象是双曲线,如图乙所示。求:(1)科考船满载航行时受到的浮力。(2)请根据图乙所示的规律计算,科考船航速为20km/h时受到的牵引力。(3)在该段航行中,科考船发动机每分钟所做的功。【解析】(1)因为排水量是轮船满载时排水的质量,所以,科考船满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=3.5×103×103kg×10N/kg=3.5×107N。(2)由图乙可知,科考船航行中牵引力与速度的关系是双曲线,所以有:F1v1=F2v2,则科考船航速为20km/h时受到的牵引力:651122Fv610N2km/hF610Nv20km/h。(3)科考船在该段航行时功率不变,根据可得,科考船发动机每分钟所做的功:W=Pt=F1v1t=6×106N×(2×)m/s×60s=2×108J。答案:(1)3.5×107N(2)6×105N(3)2×108JWFsPFvtt13.6考向2电学【核心考题】1.(2016·泉州中考)如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1=20Ω,闭合开关S后,电流表A的示数为0.6A,电流表A1的示数为0.2A。求:(1)R1两端的电压。(2)R2的阻值。(3)电路消耗的总功率。【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。(1)由I=可得,R1两端的电压:U1=I1R1=0.2A×20Ω=4V。UR(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流:I2=I-I1=0.6A-0.2A=0.4A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R2的阻值:(3)电路消耗的总功率:P=UI=U1I=4V×0.6A=2.4W。答案:(1)4V(2)10Ω(3)2.4W21222UU4VR10II0.4A。2.(2015·连云港中考)如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻。将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示,求:(1)滑动变阻器R的最大阻值。(2)R0的阻值和电源电压。(3)当滑片滑到滑动变阻器的中点时,电阻R0消耗的功率。【解析】(1)当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电路中的电阻变小,电流变大,R0两端的电压变大,电压表示数变小。滑片位于a端时,对应的电压表和电流表的示数分别为8.0V和0.4A;滑片位于b端时,电压表示数为0,电流表示数为1.2A,则滑动变阻器的最大阻值U8.0VR20I0.4A(2)当滑片位于a端时,有U总=8.0V+0.4A×R0;当滑片位于b端时,有U总=1.2A×R0;由以上两式解得R0=10Ω,U总=12V。(3)当滑片滑到滑动变阻器的中点时,电路中的电流电阻R0消耗的功率P0=I'2R0=(0.6A)2×10Ω=3.6W答案:(1)20Ω(2)10Ω12V(3)3.6W0U12VI0.6AR20R1022考向3电热【核心考题】1.(2015·聊城中考)如图是某品牌家用贮水式电热水器,装满水,其主要参数如表所示。某次加热,水吸收的热量为8.4×106J。已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:贮水式电热水器(1)水升高的温度。(2)正常工作时,如果电热水器的热效率为80%,完成上述加热,需通电多长时间。型号FCD—JTHQB50—Ⅲ额定电压220V容积50L额定频率50Hz温度设定范围35～75℃额定功率1500W【解析】(1)水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg水升高的温度63Q8.410Jt40cm4.210J/kg50kg水℃（℃）(2)消耗的电能加热时间答案:(1)40℃(2)7×103s67Q8.410JW1.0510J80%73W1.0510Jt710sP1500W2.(2016·陕西中考)如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机,它的正常工作电压为220V。水箱装水最多0.3kg,加热功率有大小两个挡位。设计师最初设计的内部电路有如图甲、乙两种接法,其中电热丝R1=56Ω,R2=44Ω。(1)高温水蒸气熨烫衣服时,水蒸气遇到衣服迅速________成小水珠,放出热量,将衣服熨平(填物态变化名称)。(2)如果选择甲电路,电路中最大电流为________A;如果选择乙电路,电路中最大电流为________A,由于两个电路中所选熔断器里的熔丝允许通过的最大电流为8.2A,故设计师最终选择了甲电路。(计算结果保留一位小数)(3)请分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率。(4)若将水箱中0.22kg的水从25℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热多长时间?[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]【解析】本题考查液化、电路连接、欧姆定律、电功率、热量的计算。(1)高温水蒸气熨烫衣服时,由于衣服的温度相对较低,所以水蒸气会发生液化,放出热量。(2)在甲电路中,开关打到“1”时,两电阻串联在电路中;开关打到“2”时,R1被短路,只有R2连入电路中,此时电流较大,在乙电路中,开关打到“1”时,只有R1工作;开关打到“2”时,两电阻并联,总电阻为此时电流较大,2U220VI5AR44甲＝＝＝；1212RR5644R24.64RR5644并＝＝＝，U220VI8.9AR24.64乙并＝＝。(3)解法一:挂烫机大功率挡工作时,电路中的电流为5A,此时功率P大=UI=220V×5A=1100W挂烫机小功率挡工作时,两电阻串联,电路电阻为R串=R1+R2=56Ω+44Ω=100Ω电路中的电流小功率挡的功率P小=UI小=220V×2.2A=484WU220VI2.2AR100小串＝＝＝解法二:挂烫机大功率挡工作时,只有R2接入电路,此时功率挂烫机小功率挡工作时,两电阻串联,此时功率222220VUP1100WR44大＝＝＝；22220VUP484WR5644小串＝＝＝。(4)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.22kg×(100℃-25℃)=6.93×104J要使加热时间最短,应选用大功率挡,且电流产生的热量全部被水吸收,加热时间4QW6.9310Jt63sPP1100W吸大大＝＝＝＝答案:(1)液化(2)58.9(3)1100W484W(4)63s考向4力电热【核心考题】1.(2016·山西中考)如图甲所示是小梦家新购买未拆封的电热水器,他发现包装箱上有一铭牌,如图乙所示。待电热器安装完毕注满水后,他关闭了家中的其他用电器,只让电热水器工作,观察到家里的电能表(如图丙所示)的转盘1min转了20圈,电热水器中的水从15℃升高到35℃用了40min。请你结合包装箱上的铭牌和电能表实物图提供的有关参数信息解决以下问题。[ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]问题一:铭牌上标有“堆码层数极限4”,指包装箱平放时最大堆放层数为4,超过则可能把最底层包装箱压坏。根据包装箱尺寸计算平放时底面积为0.6m2,如果在水平地面上整齐平放堆放4层装有电热水器的包装箱,求上面3层包装箱对最下层包装箱的压强。问题二:工人师傅把一个装有热水器的包装箱从地面匀速搬到10m高的小梦家,求工人师傅对包装箱所做的功。问题三:求电热水器中的水从15℃升高到35℃吸收的热量。问题四:求电热水器的实际功率和加热效率。【解析】本题考查压强、功、热量计算、电功率及效率的综合计算。问题一:由包装箱铭牌可知,一个包装箱的总质量m1=20kg上面3层对最下层包装箱的压力F=3G1=3m1g=3×20kg×10N/kg=600N对最下层包装箱的压强2F600Np1000PaS0.6m＝＝＝问题二:工人师傅对包装箱做的功W=F1s=G1h=m1gh=20kg×10N/kg×10m=2000J问题三:由包装箱铭牌可知,电热水器中水的体积V水=50L=5×10-2m3由ρ=得水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×5×10-2m3=50kg水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(35℃-15℃)=4.2×10