（柳州專版）2020版中考物理奪分復習 題型05 綜合應用專題試題

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1、題型(五)　 綜合應用題 |類型一　熱學綜合應用題| 1.【2019·濰坊】一定氣壓下，某種晶體熔化成同溫度液體時所吸收的熱量與其質(zhì)量之比叫該晶體的熔化熱，用字母 λ表示。在1個標準大氣壓下，用一個熱效率為40%的酒精爐為熱源，將500 g初溫為0 ℃的冰全部熔化為0 ℃的水，共燃燒了14 g 酒精，酒精的熱值為3×107 J/kg。求： （1）冰熔化過程中吸收的熱量。 （2）在1個標準大氣壓下，冰的熔化熱 λ冰。 2.太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設備。某太陽能熱水器每小時平均接收4.2×106 J的太陽能，在一天5小時的有效照射時間

2、內(nèi)，使熱水器中質(zhì)量為100 kg、初溫為20 ℃的水溫度升高到40 ℃。求：【水的比熱容c=4.2×103 J/（kg·℃）】 （1）熱水器中的水吸收的熱量。 （2）熱水器5小時內(nèi)接收到的太陽能。 （3）熱水器的效率η。 （4）若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤氣？（煤氣的熱值q=4.2×107 J/kg，假設煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收） |類型二　力學綜合應用題| 1.【2019·常州】某型號一次性聲吶，其內(nèi)部有兩個相同的空腔，每個空腔的容積為2×10-3 m3，每個空腔的側(cè)上方都用輕薄易腐蝕材料制成的密封蓋密封。密封蓋在海

3、水中浸泡24 h后，將被海水完全腐蝕。某次公海軍事演習，反潛飛機向海中投入該聲吶，聲吶在海中靜止后露出整個體積的14，處于探測狀態(tài)，如圖T5-1甲所示。24 h后，聲吶沒入海中處于懸浮狀態(tài)，停止工作，如圖乙所示。再經(jīng)過24 h，聲吶沉入海底，如圖丙所示。已知ρ海水=1.1×103 kg/m3，g取10 N/kg。請回答： （1）每個空腔能容納海水的重力有多大？ （2）聲吶整個體積有多大？ （3）圖甲中的聲吶有多重？ （4）圖丙中，海底對聲吶的支持力有多大？ 圖T5-1 2.【2018·遂寧】質(zhì)量為60 kg的工人站在水平地面上，用如圖T5-2所示裝置

4、勻速打撈浸沒在長方形水池中的物體，水池底面積為15 m2，物體重2000 N、體積為0.1 m3，物體未露出水面前，此裝置機械效率為80%。（不考慮水對物體的阻力、繩重及繩與滑輪間的摩擦，每個滑輪重一樣，g取10 N/kg） （1）求物體浸沒在水中受到的浮力。 （2）求動滑輪的重力。 （3）若工人雙腳與地面的接觸面積為500 cm2，當他對地面的壓強為2×103 Pa時，求池底受到水的壓強的變化量。 圖T5-2 3.【2018·威海】圖T5-3甲是海上打撈平臺裝置示意圖，使用電動機和滑輪組將實心物體A從海底豎直向上始終以0.05 m/s的速度勻速

5、吊起，圖乙是物體A所受拉力F隨時間t變化的圖像。請解答下列問題：（不計摩擦、水的阻力及繩重，g取10 N/kg）　 圖T5-3 （1）物體A的體積是多少？ （2）物體A完全浸沒在水中時滑輪組的機械效率為80%，當物體A完全離開水面后，滑輪組的機械效率是多少？（結(jié)果精確到0.01%） （3）當物體A完全離開水面后，電動機兩端電壓為380 V，通過的電流為5 A，電動機線圈的電阻為多少？（不計電動機內(nèi)部摩擦） 4.【2018·柳州】如圖T5-4甲所示，滑輪組通過輕質(zhì)彈簧懸掛于O點，下端懸掛一柱形物體并浸沒于裝有水的柱

6、形容器中，物體上表面恰好與水面相平，繩子A端固定，忽略滑輪重、繩重及摩擦。已知容器底面積為200 cm2，水深20 cm，物體的底面積為100 cm2、高為12 cm、重為24 N，g取10 N/kg?！? 圖T5-4 （1）求水對容器底的壓強。 （2）求水對物體的浮力大小。 （3）求彈簧所受拉力的大小。 （4）若要使柱形物體有34的高度露出水面，需打開閥門K放出多少千克的水？（題中彈簧所受拉力F與其伸長量Δx的關(guān)系如圖乙所示） |類型三　電學綜合應用題| 1.【2018·廣西北部灣】如圖T5-5甲是定值電阻R0和標有

7、“6 V　6 W”字樣燈泡L的信息圖像。將它們接入圖乙所示的電路，其中電源電壓不變，滑動變阻器R最大阻值為8 Ω。當只閉合開關(guān)S、S1，滑片P位于R最右端時，燈泡L的實際功率為1 W。求： （1）R0的阻值。 （2）燈泡正常發(fā)光100 s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量。 （3）電源電壓。 （4）電路消耗的最大電功率。 圖T5-5 2.【2018·遂寧】如圖T5-6所示電路，電源電壓18 V不變，小燈泡上標有“12 V”的字樣，滑動變阻器的規(guī)格為“200 Ω　1 A”，電流表量程為0~ 0.6 A，電壓表量程為0~

8、15 V。調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片至某一位置時再閉合開關(guān)，小燈泡L恰好正常發(fā)光，此時電流2 s內(nèi)對小燈泡L做功12 J，不考慮溫度對燈絲電阻的影響。 （1）求小燈泡L正常發(fā)光時的電流。 （2）求滑動變阻器接入電路的阻值在什么范圍時才能保證電路的安全。 （3）小燈泡L兩端電壓為何值時，滑動變阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？ 圖T5-6 3.【2018·攀枝花】如圖T5-7所示，燈泡L上標有“6 V　2.4 W”字樣，電流表量程為0~0.6 A，電壓表量程為0~15 V?；瑒幼冏杵鞯淖畲箅娮铻?60 Ω。只閉合S1，滑片置于某點a時，滑動變阻器

9、接入電路中的電阻Ra=40 Ω，電壓表示數(shù)Ua=12 V，電流表示數(shù)為Ia；只閉合S2，滑片置于某點b時，滑動變阻器接入電路中的電阻為Rb，電流表示數(shù)為Ib。已知Ia∶Ib=3∶4，Rb∶R0=3∶2，滑片移動過程中，燈泡電壓不超過額定值，電表示數(shù)不超過量程。（燈絲電阻不隨溫度變化，圖中未畫出a、b兩點） （1）求小燈泡正常發(fā)光時的電阻。 （2）求定值電阻R0和電源電壓U。 （3）只閉合S1時，求電路消耗的最小功率。 圖T5-7 4.【2019·寧波】如圖T5-8所示電路，電源電壓U不變，燈L1、L2上都標有“3 V”字樣，且燈絲阻值不

10、變，R1是定值電阻。閉合開關(guān)S1后，依次進行如下操作：①開關(guān)S2接1、2，移動滑片P，使電壓表V1示數(shù)為3 V，此時電流表示數(shù)為0.3 A；②開關(guān)S2接2、3，電流表示數(shù)為0.4 A；③開關(guān)S2接4、5，電流表示數(shù)仍為0.4 A，電壓表V2示數(shù)為2 V。 圖T5-8 請解答下列問題： （1）燈L1、L2的額定功率分別是多少？ （2）小科根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，計算R1的阻值，分析如下： 操作①中，L1與R0串聯(lián)，L1兩端電壓為3 V，通過L1的電流大小為0.3 A。 操作②中，L1與R1并聯(lián)后（可看作一個阻值變小的電阻）與R0串聯(lián)，通過L1與R1的總電流I大小為0.4 A。假設此

11、時L1兩端電壓為U1'，通過的電流為IL1。 可求得R1=U1'IR=U1'I-IL1=3V0.4A-0.3A=30 Ω。 老師指出：求解R1時，代入的“3 V”“0.4 A”“0.3 A”三個數(shù)據(jù)中有錯誤。請你指出錯誤的數(shù)據(jù)：　　　　，并正確求解R1。? （3）當開關(guān)S2接4、5時，滑片P怎樣移動才能使L2正常工作？（要求說明移動方向和變化的阻值大?。? 【參考答案】 類型一 1.解：（1）14 g酒精完全燃燒放出的熱量 Q放=q酒精m酒精=3×107 J/kg×0.014 kg=4.2×105 J, 由η=Q吸Q放×100%可得,冰熔化成水

12、共吸收的熱量 Q吸=Q放×η=4.2×105 J×40%=1.68×105 J。 （2）冰的熔化熱 λ冰=Q吸m冰=1.68×105J0.5 kg=3.36×105 J/kg。 2.解：（1）水吸收的熱量 Q吸=cmΔt=4.2×103 J/（kg·℃）×100 kg×（40 ℃-20 ℃）=8.4×106 J。 （2）5小時內(nèi)接收到的太陽能E=4.2×106 J/h×5 h=2.1×107 J。 （3）熱水器的效率η=Q吸E×100%=8.4×106 J2.1×107 J×100%=40%。 （4）Q吸=Q放=qm煤,則m煤=Q吸q=8.4×106 J4.2×107 J/kg

13、=0.2 kg。 類型二 1.解：（1）每個空腔能容納海水的重力 G=mg=ρ海水Vg=1.1×103 kg/m3×2×10-3 m3×10 N/kg=22 N。 （2）由于圖甲中聲吶漂浮,重力等于浮力,則G1=F浮1=ρ海水gV總×1-14①, 圖乙中聲吶懸浮,則G2=F浮2,即G1+G=G1+22 N=ρ海水gV總②, ①②聯(lián)立解得,V總=8×10-3 m3。 （3）由已知,G1=ρ海水gV總×1-14=1.1×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-3 m3×34=66 N。 （4）圖丙中,G3=G1+2G=66 N+2×22 N=110 N, 浮力F浮=ρ海水g

14、V總=1.1×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-3 m3=88 N, 則海底對聲吶的支持力F支=G3-F浮=110 N-88 N=22 N。 2.解：（1）當物體浸沒在水中時,物體排開水的體積V排=V物=0.1 m3,物體所受的浮力為F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m3=1000 N。 （2）由圖知n=4,由題知,當物體浸沒在水中時,滑輪組的機械效率為80%,則有η=W有用W總×100%=G-F浮4F×100%, 代入數(shù)據(jù)有80%=2000N-1000N4F×100%, 解得F=312.5 N。 由圖知,由4段繩子承擔對物體的拉力,

15、且不計水對物體的阻力、繩重及滑輪間的摩擦,則當物體浸沒時有F=1n（G-F浮+2G輪）, 代入數(shù)據(jù)有312.5 N=14（2000 N-1000 N+2G輪）, 解得G輪=125 N。 （3）人對地面的壓力F壓=pS=2×103 Pa×500×10-4 m2=100 N, 地面對人的支持力F支=F壓=100 N, 此時對人進行受力分析有F拉'+F支=G人, 所以F拉'=G人-F支=60 kg×10 N/kg-100 N=500 N, 則人對繩的拉力F拉=F拉'=500 N； 因為4F拉=2G輪+G-F浮1, 所以F浮1=2G輪+G-4F拉=2×125 N+2000 N-4×

16、500 N=250 N, 則池底受到水的壓強的變化量為 Δp=ΔF浮S'=F浮-F浮1S'=1000N-250 N15m2=50 Pa。 3.解：（1）由圖乙可知,物重G=F1=3×104 N, 物體在水中完全浸沒時受到的浮力F浮=G-F2=3×104 N-2×104 N=1×104 N, 物體A的體積 V=V排=F浮ρ水g=1×104 N1×103 kg/m3×10N/kg=1 m3。 （2）物體A完全浸沒在水中時滑輪組的機械效率η=W有用W總×100%=F2hF2h+G動h×100%=F2F2+G動×100%=2×104 N2×104 N+G動×100%=80%,所以G動=50

17、00 N。 當物體A完全離開水面后,滑輪組的機械效率 η1=W有用1W總1×100%=GhGh+G動h×100%=GG+G動×100%=3×104 N3×104 N+5000N×100%≈85.71%。 （3）物體A完全離開水面后,電動機所做機械功的功率 P機=Wt=Fst=Fv=12（G+G動）×2v=（G+G動）v=（3×104 N+5000 N）×0.05 m/s=1750 W, 電動機的總功率P=UI=380 V×5 A=1900 W, 電動機的發(fā)熱功率 P熱=P-P機=1900 W-1750 W=150 W, 所以電動機線圈的電阻R=P熱I2=150W（5A）2=6

18、Ω。 4.解：（1）水對容器底的壓強 p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2000 Pa。 （2）物體的體積V=S物h物=100×10-4 m2×12×10-2 m=1.2×10-3 m3, 物體浸沒時排開水的體積V排=V=1.2×10-3 m3, 水對物體的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.2×10-3 m3=12 N。 （3）因忽略滑輪重、繩重及摩擦,所以動滑輪和物體受向上3段繩的拉力、向上的浮力、向下的物體重力,依據(jù)力的平衡可得3F拉+F浮=G,則繩端拉力F拉=G-F浮3=24N-12 N3=4 N, 由

19、題圖可知,彈簧承擔兩段繩子的拉力, 彈簧所受拉力F彈=2F拉=2×4 N=8 N。 （4）當柱形物體有34的高度露出水面時,受到的浮力F浮'=（1-34）F浮=14×12 N=3 N, 此時繩端拉力F拉'=G-F浮'3=24 N-3 N3=7 N, 彈簧此時受到的拉力F彈'=2F拉'=2×7 N=14 N, 彈簧所受拉力增加了ΔF拉=F彈'-F彈=14 N-8 N=6 N； 由圖乙可知彈簧所受拉力與彈簧伸長量的關(guān)系為F=Δx·2 N/cm,則Δx=F·0.5 cm/N； 當彈簧受力增加6 N時,彈簧伸長了6 N×0.5 cm/N=3 cm,動滑輪向下移動的距離L=3cm×23=2

20、 cm, 則需放水的體積V放=S容L+（S容-S物）34h物=200×10-4 m2×2×10-2 m+（200×10-4 m2-100×10-4 m2）×34×12×10-2 m=1.3×10-3 m3, 放出水的質(zhì)量m放=ρ水V放=1.0×103 kg/m3×1.3×10-3 m3=1.3 kg。 類型三 1.解：（1）由圖甲可知,R0兩端電壓為2 V時,通過的電流為0.2 A,根據(jù)歐姆定律,R0的電阻：R0=U0I0=2 V0.2 A=10 Ω。 （2）燈泡正常發(fā)光100 s,電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量 Q=PLt=6 W×100 s=600 J。 （3）當只閉合開關(guān)S、S1,

21、滑片P位于R最右端時,燈泡L與滑動變阻器R最大阻值串聯(lián),燈泡L的實際功率為1 W,由圖甲可得,UL=2 V,IL=0.5 A,由歐姆定律可得滑動變阻器兩端的電壓 UR=ILR=0.5 A×8 Ω=4 V, 電源電壓U=UL+UR=2 V+4 V=6 V。 （4）根據(jù)P=U2R可知電路中電阻最小時,電功率最大。開關(guān)S、S1、S2均閉合,滑動變阻器的滑片在最左端時,燈泡L與R0并聯(lián),此時電路消耗的電功率最大, 則P大=PL+P0=PL+U2R0=6 W+（6 V）210 Ω=9.6 W。 2.解：（1）小燈泡正常發(fā)光時的電流為IL=WLULt=12J12 V×2 s=0.5 A。 （2

22、）小燈泡的電阻RL=ULIL=12 V0.5 A=24 Ω。 由圖知,小燈泡與滑動變阻器串聯(lián),電流表測電路電流,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。 電路的最大電流應為小燈泡正常發(fā)光時的電流0.5 A,故滑動變阻器接入電路的最小電阻為R滑小=U滑IL=18 V-12 V0.5 A=12 Ω。 當電壓表的示數(shù)為最大值15 V時,小燈泡兩端的電壓最小為3 V,則通過小燈泡的電流最小為IL'=UL'RL=3 V24 Ω=18 A, 滑動變阻器能接入電路的最大阻值為R滑大=U滑'IL'=15V18 A=120 Ω, 故滑動變阻器接入電路的阻值在12~120 Ω時才能保證電路的安全。 （3）滑動變

23、阻器的功率為P滑=I'2R滑=（URL+R滑）2R滑=U2R滑（RL-R滑）2+4RLR滑=　　　 　U2　 　　?。≧L-R滑）2+4RLR滑R滑=U2（RL-R滑）2R滑+4RL, 由上式可知,只有當R滑和RL相等時,滑動變阻器消耗的功率才最大, 故電路的電流為I″=UR總=18 V24 Ω+24 Ω=38 A, 小燈泡兩端的電壓為UL″=I″RL=38 A×24 Ω=9 V。 滑動變阻器的最大功率為P滑大=U滑″I″=（U-UL″）I″=（18 V-9 V）×38 A=3.375 W。 3.解：（1）由于U額=6 V,P額=2.4 W,則燈泡正常發(fā)光時的電阻RL=U額2P額=（

24、6 V）22.4 W=15 Ω。 （2）只閉合S1時,滑動變阻器和定值電阻R0串聯(lián),當滑片置于a點時,電壓表示數(shù)Ua=12 V,滑動變阻器連入電路的電阻Ra=40 Ω,此時電路中電流即電流表示數(shù)為Ia=UaRa=12 V40 Ω=0.3 A,則電源電壓U=Ia（Ra+R0）=0.3 A×（40 Ω+R0）①； 只閉合S2時,滑動變阻器和燈泡L串聯(lián),當滑片置于b點時,由題意知Ia∶Ib=3∶4,則Ib=43Ia=43×0.3 A=0.4 A,則電源電壓U=Ib（Rb+RL）=0.4 A×（Rb+15 Ω）②； 已知Rb∶R0=3∶2③； 聯(lián)立①②③解得：R0=20 Ω,U=18 V。

25、（3）只閉合S1時,滑動變阻器和定值電阻R0串聯(lián),要使電路消耗的功率最小,則滑動變阻器連入電路的阻值應達到電路允許的最大值,設為R最大,且滑動變阻器兩端的電壓可以達到電壓表的最大量程15 V,則電路中的電流為I最小=U-U最大R0=18 V-15 V20 Ω=0.15 A, 則滑動變阻器連入電路的最大電阻R最大=U最大I最小=15 V0.15 A=100 Ω<160 Ω, 所以閉合開關(guān)S1時,電路消耗的最小功率P最小=UI最小=18 V×0.15 A=2.7 W。 4.解：（1）操作①中,開關(guān)S2接1、2時,L1與R0串聯(lián), 電壓表V1測L1兩端電壓,為U1=3 V,則此時L1正常發(fā)光

26、,電流表測電路中的電流, 則燈L1的額定功率P1額=U1I1=3 V×0.3 A=0.9 W。 操作③中,開關(guān)S2接4、5,L2與R0串聯(lián),電壓表V2測L2兩端電壓,電流表測電路中的電流, 由歐姆定律得,燈L2的電阻RL2=U2I2=2V0.4A=5 Ω, 則燈L2的額定功率P2額=U2額2R2=（3V）25Ω=1.8 W?！? （2）3 V、0.3 A 在操作①中,由歐姆定律得,燈L1的電阻：RL1=U1I1=3V0.3A=10 Ω。 由于操作②和③中,電流表示數(shù)都是0.4 A, 說明R1、L1并聯(lián)后與L2對電路的影響是等效的, 即R1、L1并聯(lián)后的總電阻為5 Ω, 則有1R1+110Ω=15Ω, 解得R1=10 Ω。 （3）在操作①中,電源電壓U=3 V+0.3 A×R0①, 在操作③中,電源電壓U=2 V+0.4 A×R0②, 聯(lián)立①②解得：R0=10 Ω,U=6 V。 當開關(guān)S2接4、5時,R0與L2串聯(lián),要使L2正常發(fā)光,即UL2=U2額=3 V, 則R0兩端的電壓U0'=U-UL2=6 V-3 V=3 V, 根據(jù)串聯(lián)分壓特點可知,U0'R0'=UL2RL2,即3VR0'=3V5Ω, 解得R0'=5 Ω。 所以,R0減小的阻值：ΔR=R0-R0'=10 Ω-5 Ω=5 Ω, 故滑片應向左移動。