专题四力热电综合.docx
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专题四力热电综合
专题四力热电综合（世纪金榜）
【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。
类型1：
力学综合计算题
【方法锦囊】
1.记忆法：
熟记常考的力学公式。
速度：
v=;密度：
ρ=;重力：
G=mg;
压强：
p=,p液=ρ液gh;
浮力：
F浮=G排=ρ液gV排,F浮=G-F
F浮=G物（漂浮、悬浮）;
功：
W=Fs;功率：
P=,P=Fv;
机械效率：
η=×100%。
2.逐步推理法：
根据已知量→求得未知量。
3.逆推法：
根据所求未知量→需要的已知量→从题干中提取。
4.比较法：
把类似的物理量或公式放在一起比较,防止混淆。
例如,
功率和效率、p=ρgh和F浮=ρ液gV排、p=和P=等。
【考题回访】
1.（2015·临沂中考）2015年6月5日是新环保法实施后的首个“环境日”。
今年“环境日”的活动主题是“践行绿色生活”,为此,李明采取骑山地车的出行方式参与活动,则：
（1）李明周末骑车去距家30km远的动植物园游玩,途中的平均速度为15km/h,他从家到达动植物园需要多长时间?
（2）若李明和他的山地车的总质量为60kg,车轮胎和地面总的接触面积大约15cm2,他骑行时对地面的压强约是多大?
（g取10N/kg）
（3）李明想估测匀速骑行过程中的功率,通过查资料得知人骑自行车时的阻力大约为人车总重的0.06倍,他从家到动植物园这一骑行过程中的功率大约是多少?
2.（2015·娄底中考）如图是我国自主研发的战略重型运输机“运20”,它能跻身全球十大运力最强运输机之列,它对于推进我国经济和国防现代化建设,应对抢险救灾,人道主义援助等紧急情况,具有重要意义。
求：
（1）该机的最大速度约为700km/h,从我国广州到澳大利亚珀斯的距离大约为6160km,该机从广州飞到珀斯至少需要多长时间?
（2）若飞机在空中水平飞行时,所受平均阻力为8×104N,求飞机飞行
10000m的过程中,克服阻力所做的功为多少?
（3）该机有14个轮子,每个轮子与地面的接触面积约为0.3m2,一次试飞时的总质量为2.1×105kg,该机静止在水平跑道上时对地面的压强约为多少?
3.（2014·黄冈中考）2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻。
其外形与潜艇相似（如图甲所示）,相关标准参数为：
体积1m3、质量750kg,最大潜水深度4500m,最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg）。
（1）假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口,当它由海水中
2000m处下潜至最大潜水深度处,问该探测窗口承受海水的压力增加了多少?
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时露出海面体积为多大?
（3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”,由起重装置将其匀速竖直吊离海面。
起重装置拉力的功率随时间变化的图像如图乙所示,图中P3=3P1。
求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力（不考虑水的阻力）。
类型2：
电学综合
【方法锦囊】
1.记忆法：
熟记常考的电学公式和基本规律。
（1）涉及公式：
欧姆定律：
I=;
电功：
W=UIt=Pt（基本公式）,W=t=I2Rt（推导公式）;
电功率：
P=UI=（基本公式）,P=I2R=（推导公式）。
（2）基本规律：
串联电路：
I1=I2,U=U1+U2,R=R1+R2,
P1∶P2=U1∶U2=R1∶R2。
并联电路：
I=I1+I2,U=U1=U2,R=
P1∶P2=I1∶I2=R2∶R1。
总功率：
P=P1+P2;总功：
W=W1+W2（不分串、并联）。
2.分析法（逆推法）：
3.综合法（正推法）：
【考题回访】
1.（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间的关系图像如图乙所示,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。
2.（2014·凉山州中考）如图所示,小灯泡标有
“6V 3W”字样,R1=6Ω,R2=3Ω。
设灯丝的
电阻不变,求：
（1）当S1断开,S2闭合时,灯恰好正常发光,求电源电压。
（2）当S1、S2都闭合时,电流表的示数是多少?
（3）当S1、S2都断开时,电路中的总功率是多少?
类型3：
电力综合
【方法锦囊】
1.试题特点：
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、压力、压强、能量的转化效率等。
2.解题方法：
解题时要认真阅读图表,获取有用信息,弄清电路的连接方式,选准电学、力学中的规律和公式进行解答。
【考题回访】
1.（2015·淮安中考）为提倡环保,促进节能减排,鼓励使用新能源,
2015年5月18日,国家税务总局等部门出台相关免征车船税优惠政策,纯
电动车也在免税之列。
一辆纯电动客车铭牌上部分参数如表格所示。
最大允许总质量
18000kg
额定载客人数
57
电动机额定功率
90kW
电动机额定电压
600V
电池容量
600A·h
某次搭载乘客时车与人的总质量为15000kg,假如车在额定功率下以20m/s的速度沿水平路面匀速行驶20min,所受阻力为车与人总重力的0.02倍,g取10N/kg。
求：
（1）电动机的额定电流。
（2）该过程客车消耗的电能。
（3）该过程客车所受阻力的大小。
（4）该过程客车牵引力所做的功。
2.（2015·威海中考）某商厦每层高3m,小明看到工
作人员将360kg的货物在一楼放入载货电梯内,闭
合开关,仅用25s的时间,便将货物运到六楼,小明
对载货电梯产生了浓厚的兴趣,他通过查阅资料了
解到该载货电梯的结构及工作电路如图所示,电梯是通过电动机带动钢丝绳提升货物的,电动机线圈电阻为2.4Ω,电梯厢（含动滑轮）的质量为140kg,提升上述货物时电流表的示数为20A,不计钢丝绳的重力和一切摩擦,请解答下列问题（g取10N/kg）：
（1）匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大?
（2）电梯工作时消耗的总电能是多少?
（3）电动机工作时的效率多大?
3.伴随着“环保低碳、节能减排”的生活新理念，太阳能汽车营运而生．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？
4（2015内江）如图甲所示，在2015年某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受的撞击力进行测试。
在测试时将材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关
，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损。
从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数
随时间
变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力
变化的图像如图丙所示。
电源的电压=24V，定值电阻R0=10Ω。
求:
（1）在重物下落的过程中， 压力传感器的电阻是多少?
（2）在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少?
5.（2015咸宁）太阳能清洁无污染，是人类能源的宝库，某太阳能汽车
类型4：
电热综合
【方法锦囊】
1.试题特点：
一般给出电器的铭牌信息,获知容积（水的最大体积）,结合密度、质量和体积关系计算出水的质量,结合水的比热容和水的温度变化即可求出水吸收的热量。
该能量若由电能转化得到,结合用电器的额定功率即可求加热时间等信息。
在加热过程中电热转化效率不可能是100%,可以根据Q=ηW进一步计算出效率、时间等相关物理量。
2.涉及公式：
密度公式：
m=ρV（若告诉水的体积,可求出水的质量）;
热学公式：
Q吸=cm（t2-t1）,Q放=cm（t1-t2）,
Q放=mq,η=;
电学公式：
W=UIt=Pt,P=UI,Q=I2Rt。
3.单位换算：
1L=10-3m3（最易忽略）。
【考题回访】
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：
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
（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。
2.（2015·枣庄中考）电吹风是现代家庭的常用电器。
如图甲所示是电吹风的电路原理图,R是电热丝,M是带动风扇转动的电动机,三角牌电吹风的主要技术参数如图乙所示,求：
（1）当只闭合S1时,电动机正常工作,通过电动机的电流为多大?
（2）当同时闭合S1、S2时,电吹风正常工作,10min内电流通过电热丝R产生的热量是多少?
（3）小明家的电能表如图丙所示,当小明家其他用电器都关闭,只有电吹风正常工作且吹热风时,在15min内电能表的转盘能转多少圈?
3.（2014·陕西中考）中国有着悠久的茶文化历史,不同的茶叶冲泡方式不同。
图甲所示为一煮茶器,图乙是它工作电路的简化图。
接通电源后,当水温达到沸点时温控开关自动断开。
沸腾后,当水温降低到80℃时温控开关再次闭合,直到水温升到85℃时电路再次断开。
它的铭牌如表所示：
型号
XB-6991
额定电压
220V
发热管功率
600W
频率
50Hz
加热方式
底盘加热
（1）水沸腾后,煮茶器能将水温保持在80℃到85℃之间,原因是__________（填写选项前的字母）。
A.发热管的功率变小
B.发热管间歇性工作
C.温控开关闭合时,电路中的电流减小了
（2）若指示灯开始工作时的电压为55V,与它串联的电阻是560kΩ,通过指示灯的电流是多少毫安?
（计算结果保留两位小数）
（3）煮茶器正常工作时,发热管的阻值是多少?
若把质量为0.8kg的水从21℃加热到96℃所用时间为8min,加热效率是多大?
[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
类型5：
力热综合
【方法锦囊】
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,掌握并熟记相应的计算公式是解答此类题目的关键。
【考题回访】
1.（2015·河南中考）质量为3t的小型载重汽车,额定功率为100kW,车上装有6t的砂石。
汽车先以10m/s的速度在平直公路上以20kW的功率匀速行驶了10min,消耗汽油1.2kg,然后又以额定功率用了2min的时间,将砂石从山坡底运送到50m高的坡顶施工现场。
g取10N/kg。
试问：
（1）1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少?
（已知汽油的热值为4.5×107J/kg）
（2）汽车在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力为多少?
（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少?
2.（2014·齐齐哈尔中考）今年“五一”期间,爸爸开车带着鲁鲁去旅游。
汽车（包括车上的人和物品）质量为1.6×103kg,汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km,所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍,汽车发动机的效率为25%,汽油的热值是4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧）。
（1）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,汽车发动机的牵引力是多少?
（2）汽车行驶230km牵引力做了多少功?
（3）汽车全程消耗汽油多少千克?
3.（2014·威海中考）我国自主研制的某型新一代战斗机,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能,该飞机最大起飞质量为37t,最大飞行高度达20000m,最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h）,最大载油量为10t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：
速度v/（m·s-1）
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。
求：
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦?
（2）当飞机以400m/s的速度巡航时,飞机发动机的输出功率是多少千瓦?
（3）若在飞机油箱中加满燃油,并且以500m/s的速度巡航时,飞机的最大航程约是多少千米?
类型六：
电热力综合
1（2015龙东）如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如下表所示。
请完成下列各题：
额定电压
额定加热功率
指示灯功率
袋内充水
自动断电温度
220V
500W
≤0.2W
1L
65℃
（1）请你计算电热水袋中充水的质量。
（2）给它通电，当达到断电温度时，水共吸收了2.1×105J的热量，袋内水的初温是多少？
（3）电热水袋此次在额定电压下通电10分钟指示灯熄灭，则电热水袋的发热效率是多少？
2.（2015朝阳））我国拥有自主知识产权的某新款油电混合动力小汽车，正在进行性能测试，在一段平直的公路上匀速行驶了50km，用了半小时，已知车的总质量为1.6×103kg，车受到的阻力为车重的
，g取10N／kg，求：
（1）该车行驶的速度，该车牵引力做了多少功？
（2）若在这一过程中消耗燃油5×10－3m3，燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×103kg／m3，热值为4.6×107J／kg，求这一过程中燃油燃烧放出的热量．
（3）化石能源终将枯竭且造成环境污染，电动汽车这类新能源汽车将会成为未来车市的主流．若该车改用电动力进行上述测试，已知使用电动力每行驶100km，消耗电能100kW·h，求此过程的效率．
3（2015•连云港）2015年4月21日，重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场．如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料．机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140km/h．假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m2，g取10N/kg．求：
（1）飞机停在水平地面时对地面的压强大小；
（2）当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以108km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；
（3）若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大？
这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？
航空燃油的热值取4×103J/kg，密度取0.75×103kg/m3．
4随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭。
仔细观察和思考，可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
⑴小汽车的外形设计成流线型（如图所示），当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力 （大于/等于/小于）静止时对路面的压力，其原因是 。
⑵汽车发动机工作时，缸体的温度很高，为确保发动机正常工作，需对缸体进行冷却。
汽车发动机常用水作为冷却剂，这主要利用了水的 的特性。
若汽车的水箱中装有10kg水，当水温升高50℃时吸收的热量是 J。
⑶你还发现小汽车的哪些设计和使用过程中的哪些现象与物理知识有关？
试举一例（要求写出设计或现象，以及所涉及的物理知识）。
示例：
设计或现象：
高速行驶的汽车急刹车后还要滑行一段距离。
涉及的物理知识：
物体具有惯性。
设计或现象：
。
涉及的物理知识：
。
⑷如图甲为某小汽车测定油箱内油量的电路原理图．其中：
Rx为压力传感器，它的电阻值随受到压力的变化而变化，阻值随压力变化的关系如图乙所示；表A为油量表，它实质是一只电流表，油箱内油量的变化通过电流表示数的变化显示出来． R0是阻值为5Ω的定值电阻，电源电压恒为15V，油箱位于压力传感器Rx上，空油箱重50N．若电流表的量程为0～0.6A，该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度，求：
（1）加满油时R0两端的电压是多少？
Rx的阻值是多少？
（2）油箱最多能储油多少升？
（取g=10N/kg、ρ汽油=0.7×103kg/m3）
⑸小汽车给人们带来诸多方便，但也造成了一些负面影响，如能源消耗、尾气污染、噪声污染、交通阻塞等。
请你从可持续发展的角度，就如何减小汽车的负面影响，提出一条合理化建议：
【备选习题】1.（2014·鞍山中考）有一台热水
器,内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝。
R1=88Ω,R2=22Ω。
（1）如何控制S1和S2,使热水器处于高温挡?
（2）求中温挡正常工作时热水器的功率。
（3）低温挡正常工作10min电热丝产生的热量。
2.（2014·泰安中考）如图甲是某工厂生产流水线产品输送计数装置示意图（俯视图）,立方体产品在水平传送带上与传送带以相同速度v=1m/s匀速运动,产品的质量m=0.8kg。
计数器由电流表和电路计数元件组成（电流表和电路计数元件的电阻不计）,通过电路中电流的变化计数产品,a为激光源,R1为光敏电阻,R2为保护电阻。
当激光射向R1时,R1的阻值变小,每当产品运动通过a与R1之间时,射向R1的光线会被产品挡住,R1阻值变大。
闭合开关,电路中计数器中电流的示数I随时间t的变化图像如图乙所示。
（g取10N/kg）
（1）不计空气阻力,求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小和方向。
（2）求每个产品的边长L1、产品的间隔L2和每个产品对传送带的压强大小。
（3）已知电源电压U=3V,R2=1kΩ,求传送带匀速运输产品过程中1min内光敏电阻R1消耗的电能。
3.（2014·东营中考）无内胆饮水机——管线机的电路原理如图,电热丝R1、R0绕在出水管上,水经过出水管时被加热,通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”）,可以选择出温水或开水。
该管线机的额定电压是220V,开水加热电功率是2200W,温水加热电功率是1100W。
已知：
电热丝R1、R0电阻不随温度变化,水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）,水的密度ρ=1×103kg/m3,g取10N/kg。
问：
（1）“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何?
（2）饮水机正常工作,出开水时电热丝中的电流是多少?
电热丝R0的电阻是多少?
（3）现在需要100℃的开水500mL,已知水的初温是20℃,水需要吸收多少热量?
如果电能转化为水的内能的效率是80%,饮水机正常工作时,烧开这些水需要多少时间?
4.（2014·烟台中考）如图是一种老式电饭锅的简化电路原理图,该锅的部分参数如表。
煮饭时,温控开关S是闭合的,饭熟后,锅内温度达到103℃时,温控开关S自动断开,电饭锅转入保温状态。
型号
YJ408G
额定功率
煮饭
880W
保温
176W
额定电压
220V
容量
4L
质量
3.8kg
加热方式
底盘加热
（1）在通常情况下用这种电饭锅烧水,开关S的自动断电功能不起作用,这是为什么?
（2）发热板R1的阻值是多少?
（3）保温时,发热板的发热功率是多少?
（4）从能量利用率的角度计算说明这种电饭锅的不合理性。
5.（2014·淄博中考）汽车已进入千家万户,给人们的出行带来方便,为了防止交通事故的发生,要加大交通法规的宣传力度,增强人们的交通安全意识。
下面几个问题与交通安全紧密相关,请同学们帮助解决。
（1）司机驾驶大货车在公路上行驶,看到如图所示的交通标志牌,在遵守交通规则的前提下,从此标志牌处到达淄博,所用的时间最少是多少?
（2）假如大货车在途中以60kW的功率匀速直线行驶了10min,发动机提供的牵引力为3×103N,那么大货车在这10min内是否超速?
（3）按照规定,车辆对地面的压强不得超过7×105Pa,该车为自重4.8t的6轮大货车,如果每个车轮与路面的接触面积为0.04m2,该车最多可以装载多少吨货物?
（g取10N/kg）
6.（2014·天水中考）在天水市科技创新大赛中,王浩同学所在的科技小组设计了一个测量物体质量的“电子托盘秤”,如图甲是其原理的示意图,其中托盘上放置物体时,压力传感器R电阻值会随所受压力大小发生变化,杠杆ABO可绕O点转动,电压表的量程为0～3V（可显示质量大小）。
已知OB长10cm,AB长30cm,电阻R0=100Ω,压力传感器R表面能承受的最大压强为4×106Pa,压杆与压力传感器的接触面积为1cm2,压力传感器R的电阻值随所受压力变化的图像如图乙所示,电源电压恒定不变,秤达到最大称量时,电压表的示数也达到最大值,托盘和杠杆组件的质量忽略不计。
（g取10N/kg）
1）压力传感器所能承受的最大压力是多少?
（2）电源电压是多少?
（3）当电压表的示数为2V时,托盘上被测物体的质量是多少?
7.（2014·丹东中考）小明买了一辆电动自行车,该车电动机的工作电压为32V,电能转化为机械能的效率为75%,车轮与地面接触的总面积为40cm2。
小明骑电动自行车在水平公路上以6m/s的速度匀速直线行驶了10min,牵引力为20N,人和车的总质量为100kg,在此过程中：
（1）电动自行车对水平地面的压强是多少?
（2）电动自行车通过的路程是多少?
牵引力做功为多少?
（3）电动自行车匀速行驶时,电动机的工作电流为多少?
8.（2014·阜新中考）小明家新买了一个快速煮蛋器,其外观如图所示。
该煮蛋器一次可煮6只鸡蛋,铭牌如表所示。
一次,妈妈将6只质量均为50g的鸡蛋装入煮蛋器,一段时间后妈妈断开电源,小明观察到标有“3600r/kW·h”的电能表在这段时间内转了63转,过一会儿,妈妈从煮蛋器中取出已煮熟的鸡蛋,求：
型号
2010
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