专题二十一 学科内综合题 中考真题演练.docx

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专题二十一学科内综合题中考真题演练

专题二十一学科内综合题

一、选择题

1．（2013·北京）如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N，连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N．圆柱体M高为3m，底面积为0.02m2，密度为4.5×103kg/m3.在绳端拉力F作用下，圆柱体M从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min，在这个过程中，拉力F的功率为160W，滑轮组的机械效率为η，钢架对定滑轮的拉力为T.在圆柱体M被缓慢拉出水的过程中，圆柱体M的下表面受到水的压强为p.不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N/kg.下列选项中正确的是（　　）

A．压强p的最小值为15000Pa

B．拉力T的大小为2700N

C．拉力F的大小为640N

D．滑轮组的机械效率为90%

解析　对动滑轮和物体整体受力分析如图1所示，对定滑轮做受力分析如图2所示．

∵h＝3mS＝0.02m2∴V＝0.06m3

∴F浮＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m3＝600N

＝

⇒GM＝4.5F浮＝2700N

由已知可知：

v＝

＝

m/s

∵P＝F·3v＝160W⇒∴F＝800N　因此C选项错误．

由平衡条件：

F浮＋3F＝G轮＋GM

代入数据可得：

G轮＝300N

T＝2F＋G轮＝1600N＋300N＝1900N　因此B选项错误

η＝

＝

＝87.5%　因此D选项错误．

由已知Fmax＝900N，Tmax＝3000N可知，F浮min＝300N.

∵F浮min＝Pmin·S

∴Pmin＝

＝

＝1.5×104Pa　因此A选项正确．

答案　A

2．★（2014·浙江嘉兴，17，8分）随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭，扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电等诸多智能功能，如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：

（1）机器人吸尘的工作原理是通过电机转动时内部压强________，从而使杂物进入吸尘器．

（2）电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA时，能持续供电1小时．若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多长时间？

（3）机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电．若返回过程中受到的阻力为20N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米？

（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）

项目

指标参数

工作电压

15V

功率

30W

电池容量

2000mAh

解析　

（1）电机转动时将内部空气排出去，空气变稀薄，压强变小，在外界大气压的作用下，将杂物压入吸尘器．

（2）吸尘器工作电流I＝

＝

＝2A，故可工作时间为t＝

＝1h．（3）充电时剩余电量为2000mAh×10%＝200mAh，能量为W总＝UIt＝15V×200mAh＝15V×0.2A×3600s＝10800J．克服阻力做的功W有用＝ηW总＝40%×10800J＝4320J，可运动的最大距离：

s＝

＝216m.

答案　

（1）减小　

（2）1h　（3）216m

3．（2014·湖北鄂州，38，6分）小华同学为探究水流对不同形状物体的冲击力，设计了一个实验装置，如图甲所示．电源电压保持3V不变，电流表量程为0～1A，电阻不计，粗细均匀的电阻丝MN全长12cm，总电阻为9Ω，它的阻值与其接入电路的长度成正比．水平光滑杆AB上套有弹簧，弹簧弹力与其伸长量x的关系如图乙所示，弹簧左端固定，右端连接有滑块，滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连．滑片与电阻丝始终保持良好接触．水流冲击力为零时，滑片P刚好与电阻丝左端相接触，此时电流表满偏．测量时，滑块稳定后，小华通过电流表示数可计算出物体受到的水流冲击力大小．

甲

乙

（1）电阻R0的阻值为多少？

（2）当电流表读数为0.5A时，物体所受的冲击力大小为多少？

解析　

（1）电流表满偏时，电流I＝1A

R0＝

＝

＝3Ω

（2）电流为I＇＝0.5A时

电阻丝电阻R＝

－R0＝

－3Ω＝3Ω

接入电路的长度为4cm

由图知：

F＝kx；k＝4N/cm

当x＝4cm时F＝16N

答案　

（1）3Ω　

（2）16N

4．（2013·福建福州，17，2分）豆浆机的机头主要由一个电热器和一个电动机带动的打浆器组成，制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆交替进行．由此可知，豆浆机中的电动机和电热器是________联的．若把1.5kg的清水放入豆浆机中，从25℃加热到85℃，水吸收的热量是________J，在加热过程中，电能转化为________能．[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

解析　

（1）加热和打浆交替进行，互不影响，所以电动机和电热器是并联的；

（2）水吸收的热量：

Q＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×1.5kg×（85℃－25℃）＝3.78×105J；（3）在加热过程中，电流做功将电能转化为内能．

答案　并　3.78×105　内

5．（2013·江苏连云港，15）为节能环保，连云港市的出租车采用天然气作燃料．某出租车重为1.2×104N，每个轮子与地面的接触面积为0.03m2，该车静止时对水平地面的压强为________Pa.一乘客乘坐该车去90km外的某地，用了1.5h，消耗天然气4kg，则该车的平均速度为________km/h.假设天然气完全燃烧，将释放________J的热量（天然气的热值q＝4.4×107J/kg）．

答案　105　60　1.76×108

6．（2012·辽宁丹东，39，7分）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？

答案　

（1）160V　

（2）1200W　（3）120N

7．（2011·重庆，21）在新农村建设中很多楼房顶上装有如图所示的太阳能热水器，下图是内部水箱的结构示意图．S1是自动温控开关，当水温低于20℃时闭合，辅助加热电阻R开始加热；当水温高于60℃时断开，辅助加热电阻R停止加热．A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为1.8×103kg/m3，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S2上．当S2受到竖直向下的拉力达到16N时闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力小于等于10N时，S2断开，电动水泵M停止注水．取g＝10N/kg.求：

（1）若水箱内有100kg的水，夜晚在辅助加热系统作用下，水温升高了20℃，水吸收的热量．[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

（2）A、B的体积均为500cm3，A、B的总重力．

（3）正常情况下水箱中的水面最高时，A受到的浮力．（开关S2下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计．）

答案　

（1）8.4×106J　

（2）18N　（3）3N

8．（2012·山东滨州，23，11分）为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动过程的部分动能转化为电能储存在蓄电池中．表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中，耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积．（燃油的密度ρ＝0.7×103kg/m3，热值q＝4.6×107J/kg）

××型汽车

总质量（kg）

1200

储能效率（%）

60

耗油量（L/100km）

10

（1）发电机的工作原理是________．发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，还有部分能量转化为________能．

（2）据表中信息，求汽车正常行驶100km消耗燃油的质量和完全燃烧这些燃油产生的热量．

（3）若汽车沿平直公路在800N的牵引力作用下，以25m/s的速度匀速行驶1000m，求此过程中，汽车牵引力做的功和牵引力的功率．

解析　

（1）发电机的工作原理是电磁感应现象；在发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，还有部分能量转化为内能；

（2）汽油的体积：

V＝10L＝10×10－3m3，汽油的质量：

m＝ρV＝0.7×103kg/m3×10×10－3m3＝7kg，完全燃烧这些燃油产生的热量：

Q放＝mq＝7kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J；（3）汽车牵引力做的功：

W＝Fs＝800N×1000m＝8×105J，牵引力的功率：

P＝

＝

＝Fv＝800N×25m/s＝2×104W.

答案　

（1）电磁感应　内　

（2）7kg　3.22×108J

（3）8×105J　2×104W

9．（2013·湖北武汉，28，8分）如图所示是八浮子波浪发电机的俯视图．当浮子随着海面波浪向上浮动时，会通过传动装置带动发电机发电．已知每个浮子的重力为20N，体积为0.016m3，若它在水中上浮带动发电机发电时，露出水面的体积为0.004m3，则：

（1）每个浮子上浮带动发电机发电时，受到的浮力是多少N?

（2）当海浪的波高为3m、起伏周期为6s时，假设浮子沿竖直方向运动，平均每秒每个浮子带动发电机发电时匀速上浮的高度为0.8m，传动装置和发电机的总效率为30%，求：

①每个浮子对与之相连的硬杆产生的竖直向上的推力是多少N?

②波浪发电机的输出功率是多少W?

解析　

（1）F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.016m3－0.004m3）＝120N.

（2）①硬杆对浮子竖直向下的作用力F＝F浮－G＝120N－20N＝100N，

浮子对硬杆竖直向上的推力F′＝F＝100N.

②每秒内8个浮子对硬杆竖直向上的推力所做的总功：

W总＝F′s×8＝100N×0.8m×8＝640J，

波浪发电机输出的电能W电＝ηW总＝30%×640J＝192J，

波浪发电机输出功率P＝

＝

＝192W.

答案　

（1）120N　

（2）①100N　②192W

10．★（2013·广东广州，20，9分）效率是30%，水平叉臂面积为1m2的电动叉车（如图甲），托着重量为6000N，底面积为6m2的货物（如图乙），5s内从A点匀速水平移动到B点，再从B点匀速竖直提升10s到达C点，所用时间及各点间距离如丙图所示．

求：

（1）A到B过程，货物对叉臂的压强．

（2）A到C过程，叉车对货物的支持力做的功；

（3）B到C过程，叉车对货物做功的功率；

（4）B到C过程，叉车消耗的电能．

解析　

（1）A到B过程中，货物对叉臂的压力为货物的重6000N，受力面积为叉臂面积1m2.由固体压强公式：

p＝

＝

＝6000Pa.

（2）A到C过程中，叉车对货物支持力只在B到C过程做功，支持力做的功为：

W＝Fs＝6000N×1m＝6000J.

（3）B到C过程中叉车对货物做功功率为：

P＝

＝

＝600W.

（4）由

（2）知，叉车对货物做的有用功为W＝6000J，其效率为30%，故叉车消耗的电能为：

W电＝

＝

＝2×104J.

答案　

（1）6000Pa　

（2）6000J　（3）600W　（4）2×104J

11．（2013·甘肃庆阳，28，6分）电动自行车（如图）是倍受人们青睐的一种交通工具．骑电动车时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．下表是某型号电动自行车主要技术参数.

整车

整车质量

40kg

最高车速

≤30km/h

最大噪声

≤62dB

蓄电池

蓄电容量

0.576kW·h

电动机

额定电压

48V

额定功率

240W

（1）行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为50cm2，当一个质量为50kg的中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？

（取g＝10N/kg）

（2）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续行驶多远？

（3）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？

（各举一条）

解析　

（1）地面受到的压强：

p＝

＝

＝

＝9×104Pa.

（2）蓄电池储存的电能：

W＝0.576kW·h＝2073600J，

因蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功：

W′＝W·η2073600J×80%＝Fs，

所以，电动自行车能连续行驶的路程：

s＝

＝

＝41472m.

（3）优点：

无尾气，噪音小，缺点：

蓄电池一般使用一年左右就需更换，废弃后的电池污染环境．

答案　

（1）9×104Pa

（2）41472m

（3）优点：

无尾气；噪音小．缺点：

蓄电池一般使用一年左右就需更换，废弃后的电池污染环境．