中考物理大复习第二编重点题型专题突破篇专题七综合应用题时力学和热学综合应用题试题

专题七 综合应用题

第一课时 力学和热学综合应用题

,专题特征)

随着科技的迅速发展和知识的不断更新，中考综合性计算题也不断地推陈出新，特别是综合计算题，一道题会涉及到多方面的计算，形式上也体现多样性的变化，单纯的计算逐渐被计算与说理、计算与设计、计算与改进等新型计算题所取代，试题覆盖面广、容量大。综合性计算题对学生的自学能力、探究能力、思维能力、创新能力和加速反应能力进行综合考查。

,典例剖析)

【例】在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N 的物体沿着长L ＝5m 、高h ＝1m 的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N(不计空气阻力)。求：

(1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？ (2)工人使用斜面做功的机械效率是多少？ (3)物体和斜面之间的摩擦力是多大？

【答案】解：(1)W 总＝Fs ＝FL ＝300N×5m＝1500J ； (2)W 有＝Gh ＝1200N×1m＝1200J ；

η＝W 有W 总×100%＝1200J 1500J

×100%＝80%；

(3)W 额＝W 总－W 有＝1500J －1200J ＝300J ，根据W 额＝fL ，得到f ＝W 额L ＝300J

5m

＝60N 。

,专题训练)

1.(2016香城中考)某村在新农村建设中需在河道上修建一座石桥，图甲是使用吊车向河底投放圆柱形石块的示意图，在整个投放的过程中，石块始终以0.05m/s 的速度匀速下降，图乙是吊车钢丝绳的拉力F 随时间t 的变化图像(水的阻力忽略不计)(g 取10N/kg)。请求：

(1)石块的重力为__7000__N ，石块全部浸没在河水中时所受的浮力为__3000__N ； (2)投放石块处河水的深度和水对河底的压强； (3)石块的密度(保留一位小数)。

解：(2)h ＝vt ＝0.05m/s×100s＝5m ，p ＝ρ水gh ＝1×103

kg/m 3

×10N/kg ×5m ＝5×104

Pa 。(3)石块的质量为m

＝G g ＝7000N 10N/kg ＝700kg ，石块的体积为V ＝F 浮ρ水g ＝3000N 1×103kg/m 3

×10N/kg ＝0.3m 3，石块的密度为ρ＝m V ＝700kg 0.3m 3

≈2.3×103

kg/m 3

。

2．(2016陕西中考)如图是一台两栖履带起重机。它可以在陆地和水深不超过2.5米的滩涂路面行驶工作。 (1)起重机安装宽大的履带的目的是减小起重机对地面的__压强__。

(2)当起重机吊起4.8×105

N 的货物时，货物匀速升高15m 用时40s 。若滑轮组的机械效率为75%，滑轮组上自由端的拉力及拉力的功率各是多少？

解：解法一：提升重物时做的有用功W 有＝G 物h ＝4.8×105

N ×15m ＝7.2×106

J ，由η＝

W 有

W 总

×100%得，拉力做的总功W 总＝W 有η×100%＝7.2×106

J 75%＝9.6×106J 。由W ＝Fs 得，拉力F ＝W 总s ＝W 总2h ＝9.6×106J 2×15m

＝3.2×105

N ，拉力做功的

功率P ＝W 总t ＝9.6×106J 40s

＝2.4×105

W 。

解法二：由η＝W 有W 总×100%＝Gh Fs ×100%＝G 2F ×100%得，拉力F ＝G 物2η＝4.8×105N 2×75%＝3.2×105

W 。绳子自由端移动

的速度v ＝s t ＝2h t ＝2×15m 40s ＝0.75m/s ，则拉力做功的功率P ＝W t

＝Fv ＝3.2×105N ×0.75m/s ＝2.4×105

W 。

3．(2016河南中考)某款新型电动车的性能参数如表所示，请回答下列问题。

工作电压

400V 电动机功率 40kW 百公里耗电量

15kW·h

(1)电动机是电动车的核心部件，电动机正常工作时，电能转化为__机械__能，电动机的工作原理是__通电导

体在磁场中受到力的作用__。

(2)电动机正常工作时，通过线圈的电流是多大？

(3)同类型号的燃油汽车在同等条件下百公里消耗汽油为10L ，请通过计算比较两种汽车的百公里能耗，并说明能耗不同的主要原因。汽油的密度ρ＝0.7×103

kg/m 3

，热值q ＝4.6×107

J/kg 。

(4)汽车在某段公路上匀速行驶时，进入某超声测速区域，如图所示。当该车运动到距测速仪370m 时，测速仪向该车发出一超声波信号，2s 后收到从车返回的信号。超声波在空气中传播速度为340m/s ，求该车的速度。

解：(2)I ＝P U ＝4×104W 400V

＝100A 。(3)电动汽车百公里能耗W ＝15kW·h＝15×3.6×106J ＝5.4×107

J ，燃油汽车

百公里油耗m ＝ρV ＝0.7×103

×10×10－3

kg ＝7kg ，燃油汽车百公里能耗Q ＝mq ＝7kg×4.6×107

J/kg ＝3.22×108

J ，电动汽车百公里能耗小于燃油汽车百公里能耗，主要是因为电动汽车的效率高于燃油汽车的效率。(4)设汽车的速度为v ，超声测速仪发出的信号2s

2＝1s 后与汽车相遇，在这段时间内，汽车的路程与超声波的路程有关系

式：v ×1＋340×1＝370，解得v ＝30m/s 。

4．(2016邵阳中考)在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路，交警只用了30s 的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t 的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6m/s ，绳子自由端的拉力F 是500N ，该装置的机械效率是80%。求：

(1)故障车在30s 内通过的路程； (2)拉力F 在30s 内所做的功； (3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。

解：(1)s ＝vt ＝6m/s×30s＝180m 。(2)设绳子自由端移动的距离是s ′。∵s ′＝3s ＝3×180m＝540m ，W

总

＝

Fs ′＝500N×540m＝2.7×105J 。(3)设小汽车受到的阻力为f ，绳子对故障车的拉力为F ′，η＝W 有W 总＝F ′s

W 总，F ′

＝W 总ηs ＝2.7×105J ×80%180m

＝1.2×103N 。∵f 与F ′是一对平衡力，∴f ＝F ′＝1.2×103N 。

5．(2016西宁中考)如图是太阳能热水器内部水箱的结构示意图。A 、B 是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为2×103

kg/m 3

，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S 上。当S 受到竖直向下的拉力达到一定值时闭合，电动水泵M 开始向水箱注水；当拉力等于10N 时，S 断开，电动水泵M 停止注水，此时水箱水位最高为 1.2m 。g 取10N/kg 。求：

(1)若水箱内有100kg 的水，该太阳能热水器将水从20℃加热到50℃时水吸收的热量。[c 水

＝4.2×

103

J/(kg·℃)]

(2)停止注水后水箱底部受到的水的压强。

(3)若A 、B 的体积均为400cm 3

，A 、B 受到的总重力。

(4)正常情况下水箱中的水位最高时如图所示，A 受到的浮力(开关S 下的细绳和A 、B 间的细绳质量与体积均忽略不计)。

解：(1)Q

吸

＝cm Δt ＝4.2×103J /(kg·℃)×100kg×(50－20)℃＝1.26×107J 。(2)p ＝ρgh ＝1×103kg/m 3

×

10N/kg ×1.2m ＝1.2×104

Pa 。(3)G 总＝m 总g ＝ρV 总g ＝ρ(V A ＋V B )g ＝2×103

kg/m 3

×(4×10－4m 3

＋4×10－4m 3

)×10N/kg ＝16N 。(4)正常情况下，当水位最高时，绳子受到的拉力最小，此时F

总浮

＝G 总－F ＝16N －10N ＝6N ，F B 浮＝ρ水gV B

＝1.0×103

kg/m 3

×4×10－4m 3

×10N/kg ＝4N ，F A 浮＝F 总浮－F B 浮＝6N －4N ＝2N 。