山东省潍坊市中考物理 专题复习攻略五 综合计算专题Word文件下载.docx

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3.常用公式

题型1电、力综合计算

【例1】（2016·

重庆）物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪。

它主要是由探头A和控制盒B构成，它们之间用有绝缘皮的细导线相连形成回路，如图专5-1甲所示。

其中探头A是一个底面积为10、高5cm、重2.5N的圆柱体，探头A的底部为压敏电阻R（R与水接触的表面涂有绝缘漆），工作时底部始终与水平面相平，压敏电阻R随表面压力大小的变化如图乙所示。

A和B间的电路连接关系如图丙所示，其中电源电压恒为3V，电流表改装成深度表（导线的重力与体积均不计）。

兴趣小组的同学将探头A缓慢放入水中，（g取10N/kg）求：

甲乙丙

图专5-1

（1）探头A有体积浸入水中时，R底部受到水的压强是多少帕？

（2）探头A全部浸入水中时，导线对探头A的拉力是多少牛？

（3）将探头投至看似不深的水平池底，静止时（R与池底未紧密结合）导线已松弛，电流表示数是0.4A，则表盘0.4A处应该标水的深度值为多少米？

【解析】

（1）探头A有体积浸入水中时，R底部的深度＝h＝×

5cm＝2.5cm＝0.025m，R底部受到水的压强＝＝×

10N/kg×

0.025m＝250Pa；

（2）探头A缓慢放入水中时处于平衡状态，探头A全部浸入水中时，受到的浮力＝＝ρgV＝ρgSh＝×

10m＝0.5N，由＝G-F′可得，导线对探头A的拉力F′＝＝2.5N-0.5N＝2N；

（3）当电流表示数是0.4A时，由I=可得，R的阻值R=＝＝7.5Ω，由图乙可知，压敏电阻R表面压力F＝75N，容器底部对A的支持力＝＝2.5N-0.5N＝2N，水对A底部的压力＝＝75N-2N＝73N，由p=可得，压敏电阻受到的压强＝＝＝Pa，水的深度＝＝＝7.3m，所以表盘0.4A处应该标水的深度值为7.3m。

【答案】

（1）探头A有体积浸入水中时，R底部受到水的压强是250Pa。

（2）探头A全部浸入水中时，导线对探头A的拉力是2N。

（3）表盘0.4A处应该标水的深度值为7.3m。

题型2电、热综合计算

【例2】家用豆浆机的外形如图专5-2甲所示，其机头主要由一个电热器（电热丝）R和一个电动机M带动的打浆器构成，内部电路简化图如图乙所示。

制作豆浆的过程是加热、打浆、加热、打浆……再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的。

某品牌豆浆机铭牌上的部分技术参数如表。

额定电压

220V

额定频率

50Hz

电热器额定功率

1000W

电动机额定功率

180W

净重

2.4kg

（1）豆浆机在额定电压下打浆，通过电动机的电流是多少？

（2）小明同学想测算该豆浆机的加热效率，他把100g大豆和1.4kg清水放入豆浆机中，测出其初温为20℃，当电热器正常工作时加热总时间为9分钟豆浆沸腾，测其温度为100℃。

请你帮他计算豆浆吸收了多少热量？

豆浆机的加热效率是多少？

＝J/（kg·

℃）]

（3）小明同学晚上使用该豆浆机，在与第

（2）问条件相同情况下，发现电热器加热总时间由以前的9分钟变为10分钟，豆浆机的加热电阻R和加热效率均不变，求晚上的实际电压值。

已知≈0.95。

甲乙

图专5-2

（1）根据P＝UI可得：

豆浆机在额定电压下打浆时通过的电流：

＝＝≈0.82A。

（2）大豆吸收的热量：

＝＝J∕（kg·

℃）×

0.1kg×

（100℃-20℃）＝J，

水吸收的热量：

1.4kg×

豆浆吸收的热量Q＝＝J＝J，

由P＝可得，电流通过电热器做的功：

W＝＝1000W×

9×

60s＝J，

电热器的加热效率：

η＝×

100%＝×

100%≈90%。

（3）由I=、P＝UI可得，R＝＝＝48.4Ω，已知＝W＝J，由P=可得，＝＝＝900W，由P=可得，＝＝≈209V。

（1）豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流约为0.82A。

（2）豆浆吸收的热量为J，豆浆机电热器的加热效率大约是90%。

（3）晚上的实际电压值约为209V。

题型3力、热综合计算

【例3】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下表：

速度v/

100

200

300

400

500

阻力f/N

0.3

1.2

2.7

4.8

7.5

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J/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？

【解析】新一代战斗机是一项高科技的研究成果，它包含了众多与物理学相关的知识，我们应该学会通过分析材料找出里面所包含的物理信息，并解答相关的疑问。

（1）已知燃油的质量，根据Q＝mq求出放出的热量；

（2）根据表中提供的数据，利用P=＝＝Fv可求得飞机发动机的输出功率是多少千瓦；

（3）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%，求得机械能，从表中查到500m/s时的阻力，利用W＝fs可求得飞机的最大航程。

（1）燃油完全燃烧放出的热量：

Q＝mq＝J/kg＝J。

（2）由表中数据可知，飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为N，则飞机发动机的输出功率P=＝＝Fv＝N×

400m/s＝W＝kW。

（3）由

（1）可知Q＝J，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%，则有用功W＝40%×

Q＝J＝J，根据表格查出巡航速度为500m/s时的阻力为N，则由W＝fs＝Fs，可得s＝＝m＝km。

题型4力、热、电综合计算

【例4】小明家的电热水壶具有自动加水和加热两种功能，其装置如图专5-3所示。

烧水时，先按一下加水按钮，自吸泵把水从水桶抽到壶内，当壶内水位达到规定容量时，自吸泵自动停止抽水；

再按一下加热按钮，加热装置将对壶内的水加热，当水沸腾时，加热装置自动停止加热。

已知水的比热容＝J/（kg·

℃），水的密度＝，g取10N/kg，电热水壶的铭牌数据如下表。

图专5-3

（1）如果自吸泵抽水效率为60%，求自吸泵将1.2L水提升0.5m消耗的电能。

（2）电热水壶正常工作时，把1.2L水从20℃加热到100℃用的时间是6min，求电热水壶的热效率。

【解析】本题考查了密度、重力、功、吸热公式、电功公式以及热效率公式的应用，知识点多、联系实际生活，属于中考常见题型，从电热水壶铭牌得出相关信息是本题的关键。

（1）先根据密度的变形公式求出水的质量，再根据＝Gh求出有用功，最后利用η=即可求出自吸泵消耗的电能；

（2）先根据W＝Pt求出消耗的电能，然后根据＝cmΔt求出水吸收的热量，然后根据η＝求出电热水壶的热效率。

（1）1.2L水的质量＝＝1.2kg

自吸泵对水做的功＝mgh＝1.2kg×

0.5m＝6J

自吸泵消耗的电能==＝10J。

（2）水吸收的热量

＝＝J/（kg·

1.2kg×

（100℃-20℃）＝J

电热水壶正常工作时消耗的电能W＝Pt＝1200W×

360s＝J

电热水壶的热效率η＝＝≈93.3%。

题型5新能源的应用综合

【例5】如图专5-4甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机主要由风机叶片和发电机组成。

甲乙丙

图专5-4

（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小、硬度________（选填“大”或“小”）的复合材料制成；

叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向________（选填“上”或“下”）的力使风叶旋转。

（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用________原理，使机械能转化为电能。

（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的有_____________

A.只要有风，机组就能产生电能

B.风速过大，机组不会产生电能

C.风速越大，机组产生的电功率一定越大

D.风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变

（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：

平均风速（m/s）

5

10

15

20

1s内获得的能量（J）

1

8

27

64

对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是______________

（用文字叙述）。

（1）风能可以在自然界中源源不断地得到，风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生能源。

（2）①风机叶片材料质量轻、强度大、耐磨损、密度小、硬度大，可以减小阻力，延长使用寿命，便于安装等；

②由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力。

（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象。

（4）由丙图知，在风很小和很大时，不能产生电能。

故选项A不符合题意。

风速过大，机组不会产生电能。

故选项B符合题意。

在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率越大；

在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率可能不变，故选项C不符合题意，选项D符合题意。

（5）由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的倍……所以风机获得的能量与风速的三次方成正比。

（1）可再生

（2）大上（3）电磁感应（4）BD（5）风机1s获得的能量与风速的三次方成正比

1.图专5-5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