2019年中考物理总复习优化设计第二板块专题综合突破专题三综合计算专题专题提升演练新人教版.docx

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1、1专题三 综合计算专题专题提升演练1.为提高车辆通行质量,福州交警在市区一些道路某些时段推出“绿波通行”,即车辆在绿波路段以如图所示的 5055 km/h 范围内的速度行驶,一路绿灯。在绿波时段,质量是 1.2103 kg 的汽车,经过绿波路段上相距 2.7103 m 的两个路口,用时 180 s。(1)汽车行驶的平均速度是多少?是否“绿波通行”?(2)若汽车在这段距离内行驶的牵引力保持 3 000 N 不变,则汽车的输出功率是多少?(3)若轮胎与地面接触的总面积是 0.6 m2,汽车静止时对水平地面的压强是多少?( g 取 10 N/kg)答案 (1)54 km/h 是“绿波通行” (2)4

2、.5104 W(3)2104 Pa解析 (1)汽车行驶的平均速度v= =15m/s=54km/hst=2.7103m180s因为 50km/hv=54km/h55km/h,所以该汽车是“绿波通行”。(2)汽车的牵引力做的功W=Fs=3000N2.7103m=8.1106J则汽车的输出功率P= =4.5104WWt=8.1104J180s(3)汽车的重力G=mg=1.2103kg10N/kg=1.2104N,因为汽车静止在水平地面,所以汽车对水平地面的压力F 压 =G=1.2104N,则汽车静止时对水平地面的压强p= =2104PaF压S=1.2104N0.6m22.利用下图的滑轮组装置匀速拉动

3、水平面上的物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的 ,物体被匀速拉动的距离为 1 m。当物体质量为 2 kg 时,滑轮组的机械效率为 50%,不计绳重110和绳与滑轮间的摩擦力。求:2(1)物体质量为 2 kg 时,在水平面上受到的滑动摩擦力;(2)动滑轮的重力;(3)当物体质量为 10 kg,以 0.1 m/s 的速度匀速运动时,拉力 F 的功率。( g 取 10 N/kg)答案 (1)2 N (2)2 N (3)1.2 W解析 (1)物体受到的摩擦力Ff= G= 2kg10N/kg=2N。110110(2)因为 = ,W有W总 = FfsFns=FfnF故 F= NFf3 = 2N

4、350%=43由图知,滑轮组由 3 段绳子拉着动滑轮,由 F= (G 动 +Ff)得动滑轮重力13G 动 =3F-Ff=3 N-2N=2N43(3)当物体质量为 10kg 时,物体在水平面上受到的滑动摩擦力为Ff= G= 10kg10N/kg=10N110 110自由端的拉力为F= (G 动 +Ff)= (2N+10N)=4N13 13拉力功率为P= =Fv=4N30.1m/s=1.2WWt=Fst3.图甲为一款有高、低温两挡的家用蒸汽电熨斗,其电路原理如图乙所示, R1、 R2为电热丝,其额定电压均为 220 V。电路的工作原理:当 S1闭合,S 2断开时,电熨斗处于低温挡;当 S1、S 2

5、都闭合时,电熨斗处于高温挡。正常工作时高温挡的电功率为 1 980 W。(电源电压保持不变,不计电热丝电阻随温度的变化)3(1)电熨斗正常工作时,在高温挡状态下电路中的总电流是多大?(2)若电热丝 R2的电阻为 44 ,则电热丝 R1的电阻为多少?(3)若电热丝 R2烧毁了,要使电路恢复正常工作,小楠设计了这样一个方案:用两根都是“220 V 550 W”的电热丝并联替代 R2。请你通过计算和分析,对小楠的方案做出评价。答案 (1)9 A(2)55 (3)两根电热丝 R3并联后总电阻是 44 ,其电功率为 1 100 W,正常工作时符合要求,但当其中一根电热丝烧坏时,电路仍可工作,但 P3=5

6、50 W1 100 W,且不能及时发现加以排除,可见小楠的方案也不是最佳方案。解析 (1)高温挡状态下通过保险丝的电流 I= =9A。PU=1980W220V(2)电热丝 R2的功率 P2= =1100WU2R2=(220V)244电热丝 R1的功率 P1=P-P2=1980W-1100W=880W电热丝 R1的阻值 R1= =55。U2P1=(220V)2880W(3)小楠方案:设一根“220V 550W”的电热丝电阻为 R3R3= =88U2P3=(220V)2550W两根电热丝 R3并联后总电阻是 44,其电功率为 1100W,正常工作时符合要求,但当其中一根电热丝烧坏时,电路仍可工作,

7、但 P3=550W1100W,且不能及时发现加以排除,可见小楠的方案也不是最佳方案。4.下图是直流电动机通过电流做功提升重物,但在电能转化成机械能的过程中,有部分电能变成内能。已知线圈电阻为 1.5 ,电动机正常工作时,通过线圈的电流为 2 A,物体质量为 540 g,以 10 m/s 的速度匀速上升,不计绳的重力和一切摩擦, g 取 10 N/kg。物体上升 20 s 的过程中,求:(1)电压表读数。(2)电流通过线圈产生的热量。(3)提升物体的有用功。(4)电动机工作效率。答案 (1)30 V (2)120 J (3)1 080 J (4)90%解析 (1)电动机的功率P 电动机 =I2R

8、+mgv=(2A)21.5 +0.54kg10N/kg10m/s=60W由 P=UI 得电压表的示数 U= =30V。P电动机 I =60W2A4(2)电流通过线圈产生的热量 Q=I2Rt=(2A)21.5 20s=120J。(3)W 有用 =mgvt=0.54kg10N/kg10m/s20s=1080J。(4)由 P= 得,电流对电动机所做的总功WtW 总 =P 电动机 t=60W20s=1200J电动机工作效率 = 100%=90%。W有用W总 =1080J1200J5.(2018天津中考)下图为某电热器的电路原理图,通过将开关 S 置于不同的位置,可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换

9、,对应的额定功率分别为 800 W 和 40 W。(1)将开关 S 接“1”时,电热器处于 (选填“加热”或“保温”)状态。 (2)电热器在加热状态下正常工作,将 0.5 kg 初温为 20 的水加热到 100 ,需要多长时间?水的比热容为 4.2103 J/(kg),假设电能全部转化为水的内能答案 (1)加热 (2)210 s6.如图甲所示,某工程队在一次施工作业中,以恒定速度沿竖直方向将质量为 5103 kg 的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。绳子作用在工件上端的拉力 F 的功率 P 随工件上升高度h 变化的图象如图乙所示,不计水的阻力( 水 =1.0103 kg/m3,g 取

10、 10 N/kg),求:(1)工件上升的速度大小。(2)当工件露出水面 时所受的浮力大小是多少。12(3)工件的横截面积 S 是多大。答案 (1)0.4 m/s (2)510 3 N (3)0.5 m 2解析 (1)由题图可知工件离开水面后拉力 F1的功率 P1=20kW=2104W由于工件匀速上升,则 F1=G=mg=5103kg10N/kg=5104N又工件以恒定速度上升,则 P1=F1v,v= =0.4m/s。P1F1=2104W5104N(2)由题图可知工件全部在水中时拉力 F2的功率 P2=16kW=1.6104W同理 P2=F2v,则 F2= =4104NP2v=1.6104W0.

11、4m/s5又 F2+F 浮 =G,则 F 浮 =G-F2=5104N-4104N=1104N工件有 露出水面时所受浮力 F 浮 = F 浮 = 1104N=5103N。12 12 12(3)由题图可知工件高 h=2mV 物 =V 排 = =1m3F浮 水 g= 1104N103kg/m310N/kgS= =0.5m2。V物h=1m32m7.用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体 M1,动滑轮 A 所受重力 G1,物体 M1完全在水面下以速度 v匀速竖直上升的过程中,卷扬机加在绳子自由端的拉力为 F1,拉力 F1做功的功率为 P1,滑轮组的机械效率为 1;为了提高滑轮组的机械效率,用所受重力为 G2

12、的动滑轮 B 替换动滑轮 A,如图乙所示,用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体 M2,物体 M2完全在水面下以相同的速度 v 匀速竖直上升的过程中,卷扬机加在绳子自由端的拉力为 F2,拉力 F2做功的功率为 P2,滑轮组的机械效率为 2。已知:G1-G2=30 N, 2- 1=5%, ,M1、M 2两物体的质量相等,体积 V 均为 410-2 m3,g 取 10 N/kg,绳P1P2=1615重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。求:(1)物体 M1受到的浮力 F 浮 。(2)拉力 F1与 F2之比。(3)物体 M1受到的重力 G。答案 (1)400 N (2)16 15 (3)760 N解

13、析 (1)物体 M1浸没时, V 排 =V 物 =410-2m3根据阿基米德原理可知,物体 M1受到的浮力F 浮 = 水 gV 排 =1103kg/m310N/kg410-2m3=400N。(2)由题图可知,物重由两股绳子承担,绳子自由端移动的速度为重物上升速度的 2 倍,由于重物做匀速直线运动,故拉力 F1的功率 P1=F1v1=F12v,拉力 F2的功率 P2=F2v2=F22v,故。F1F2=P12v2vP2=P1P2=1615(3)把动滑轮 A 和 M1看成一个整体,把动滑轮 B 和 M2看成一个整体,分别受力分析如图所示6G1=2F1+F浮 -GG2=2F2+F浮 -GG1-G2=3

14、0N 由 得 2F1-2F2=30N由(2)可知F1F2=1615解得 F1=240N,F2=225N滑轮组甲的机械效率 1=W有W总 =(G-F浮 )hF12h滑轮组乙的机械效率 2=W有W总 =(G-F浮 )hF22h由题意知 2- 1= =5%,F 浮 =400NG-F浮2F2 -G-F浮2F1解得 G=760N。8.物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪,如图甲所示,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。其中探头 A 是一个底面积为 110-3 m2、高为 0.1 m、重力为 4 N 的实心圆柱体,探头 A 的底部有压敏电阻 R(R 与水接触的

15、表面涂有绝缘漆, R 的体积和重力均不计),工作时底部始终与水平面相平,压敏电阻 R 的阻值随表面压力大小的变化如图乙所示。A 和 B 间的电路连接如图丙所示,其中电源电压恒为 3 V,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 10 N/kg)(1)求探头 A 的密度;(2)求探头 A 一半体积浸入水中时,底部受到水的压强;(3)求探头 A 全部浸入水中时(不接触池底),导线对探头 A 的拉力;(4)将探头 A 投入水池中某深度处(不接触池底),电流表示数为 0.4 A,则此处水的深度为多少?答案 (1)4103 kg/m3 (2)500

16、 Pa (3)3 N (4)7.5 m9.两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具,倍受年轻人的喜爱(如图所示),下表是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数。请通过计算回答下列问题。7整车质量 20kg锂电池电压 48V锂电池容量 12Ah电动机额定电压 48V电动机额定功率 350W(1)图中小景的质量为 40 kg,轮胎与地面的总接触面积为 0.01 m2,求地面受到的压强( g 取 10 N/kg);(2)若电动机以额定功率工作,求锂电池充足一次电最多可骑行的时间;(3)锂电池充足电后,电动车在平直的公路上匀速行驶,受到的平均阻力为 96 N,最多能连续行驶17.28 km,求电动车工作的效率。答案 (1)6104 Pa (2)5 924.6 s (3)80%