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专题知识综合应用题专题阐述知识综合应用题是河南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（如电热取暖机、电子秤、抽水机、电焊机、电热锅、塔吊）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、和谐号）为背景，考查电热综合（近三年共考查８次，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（近三年共考查６次，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（近三年共考查３次，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．针对训练1.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=4.2×103J/（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？解：（1）水的质量：m＝ρＶ＝1×103kg/m3×10×10-3m3=10kg水吸收的热量：Q吸=cm（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×10kg×（62℃－22℃）=1.68×106J62.110J1050s2000WWtP（2）消耗的电能：W=Q吸/η=1.68×106J/80%=2.1×106J（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．加热时间：2.“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］（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“220V40W”电灯正常工作多长时间？解：（1）ｍ＝ρＶ＝1.0×103kg/m3×0.12m3＝120kg2224.22000W2URP额额（220V）（）（3）Q吸=cm（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×120kg×（75℃－25℃)=2.52×107J77752.5210J310J84%310J710s40WQWtP（4）=得=QWW3.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？（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？解：（1）已知电视机的待机功率：P=0.5W=5.0×10-4kW，电视机消耗的电能：W=Pt=5.0×10-4kW×10h=5.0×10-3kW·h（2）Q吸=cm（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃－20℃)=3.36×105J553.3610J410JQW电热水壶消耗的电能（1-16%）5410J400s1000WWtP工作时间6·h3.610J（3）1kW427r8.110J1200r/hnN电水壶实际消耗的电能=（kW）W48.110J810W100sWPt电水壶的实际功率4.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，使动力装置储蓄的能量为多少焦？（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，881.510J210s75%有用总总有用由=得：动力装置储蓄的能量（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%=P1，421221.1510W100m15%1000W/m15%PSP即5.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，电流表为油量表（量程为0~0.6A），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）：（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，问该汽车每行驶100km消耗汽油多少L？解：（1）h=18cm=0.18mV=Sh=0.3m2×0.18m=0.054m3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=２20Ω－10Ω＝10Ω．238.34kg10N/kg1278Pa0.3mFmgpSS，12V200.6AURI总总，12V0.12A100UIR总总总（4）行驶300km，当到达E处，Ｉ′=0.3A012V400.3A401030.xURIRRR总总总，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:255.6N25.56kg10N/kgGFmgg，33325.56kg0.036m0.7110kg/mmV油的体积，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.（3）当油用完后，查阅表格可知Rx=90Ω，R总=R0+Rx=10Ω+90Ω=100Ω此时电路中的总电流