2025年四川省中考物理二轮复习题型突破训练课件：综合应用题型专题三 力、热、电综合

专题三　力、热、电综合 1. [2024·兰州]小明家所在的小区要修建一个景观池，景观池的造型是一个底面积S1＝20m2的长方体水槽。图甲是小明为小区景观池设计的自动补水系统示意图，其中控制电路的电源电压恒为9V，R0为保护电阻，R是一个固定于景观池底部的压敏电阻，它在水中的有效受力面积S2＝4cm2。在最高、最低水位设计深度变化范围内，压敏电阻R的阻值与其所受压力的大小变化关系如图乙所示。当控制电路中的电流I≤0.3A时，弹簧将衔铁拉起，工作电路接通，水泵开始为景观池供水；当控制电路中的电流I≥0.6A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止为景观池供水。计算时不考虑电磁铁线圈的阻值和压敏电阻的厚度，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： 类型1　 力电综合 1 2 3 4 5 （1）保护电阻R0的阻值； 解：由题可知，最小电流I＝0.3A，由题图乙可知， 此时R＝20Ω， 此时电路总电阻R总＝＝＝30Ω， 保护电阻的阻值R0＝R总－R＝30Ω－20Ω＝10Ω。 1 2 3 4 5 （2）景观池最低水位设计深度； 解：由题图乙可知，压力最小时压敏电阻正上方水的重力 G＝F＝0.8N， 水的质量m＝＝＝0.08kg， 水的体积V＝＝＝8×10－5m3＝80cm3， 景观池最低水位设计深度h＝＝＝20cm。 1 2 3 4 5 （3）景观池每次补水的最大质量。 解：压力最大时压敏电阻正上方水的重力G'＝F'＝2.0N， 水的质量m'＝＝＝0.2kg， 水的体积 V'＝＝＝2×10－4m3＝200cm3， 景观池最高水位设计深度h'＝＝＝50cm， 所补水的深度Δh＝h'－h＝50cm－20cm＝30cm＝0.3m， 每次补水的最大体积ΔV＝S1Δh＝20m2×0.3m＝6m3， 每次补水的最大质量 Δm＝ρ水ΔV＝1.0×103kg/m3×6m3＝6×103kg。 1 2 3 4 5 2. [2024·南充]图甲是科创小组设计利用电流表测量质量的装置，现截取适当长度的电阻片R（它的阻值随长度L的变化图像如图乙所示）作为滑动变阻器接入电路，电源电压为6V恒定不变，电流表量程为0～0.6A，当滑片P在最下端时，电流表示数为0.6A。图甲托盘与圆柱形实心塑料浮筒M通过硬质绝缘细杆固定连接，整体漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中，且只能竖直移动。托盘的质量为0.27kg；M高为22cm，底面积为300cm2，质量为0.33kg；容器的底面积为400cm2，托盘通过滑杆带动滑片P上下移动。托盘中未放物体时，调节水量，使滑片P正好位于R最上端；托盘中放入物体A时，M刚好浸没，滑片P正好位于R最下端。已知g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，不计滑片、滑杆、细杆的质量，忽略摩擦阻力，工作中水不溢出。求： 1 2 3 4 5 （1）R0的阻值； 解：当滑片P位于下端时，滑动变阻器接入的阻值为0， R0的阻值R0＝＝＝10Ω。 1 2 3 4 5 （2）物体A的质量； 解：物体M的体积 VM＝Sh＝300cm2×22cm＝6 600cm3＝6.6×10－3m3， 物体M浸没时受到的浮力 F浮＝ρ水VMg＝1.0×103kg/m3×6.6×10－3m3×10N/kg＝66N， 对浮筒M作受力分析，根据力的平衡，则有 F浮＝GM＋G盘＋GA， 所以GA＝F浮－（GM＋G盘）＝66N－ （0.33kg＋0.27kg）×10N/kg＝60N， 物体A的质量m＝＝＝6kg。 1 2 3 4 5 （3）托盘中未放物体时，电流表的示数。 解：没放物体A时浮筒M受到的浮力 F浮1＝G盘＋GM＝（0.27kg＋0.33kg）×10N/kg＝6N， 浮筒排开水的体积 V排1＝＝＝6×10－4m3， 浮筒M浸入的深度 h1＝＝＝0.02m， 放入物体A后增加的浮力为A的重力 ΔF浮＝GA＝60N， 1 2 3 4 5 所以ΔV排＝＝＝6×10－3m3， 液面升高的距离 Δh＝＝＝0.15m， 滑片P移动的距离 L＝h－（h1＋Δh）＝0.22m－（0.02m＋0.15m）＝0.05m＝5cm， 由题图乙可知R的阻值为R＝50Ω， 所以托盘中未放物体时，电流表的示数 I0＝＝＝0.1A。 1 2 3 4 5 3. 寒假期间，小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉（如图甲），铭牌上 标有“220V　484W”字样，电炉只有一根电阻丝。为检测电炉能否工 作，将其单独接入家庭电路中，观察到表盘如图乙的电能表的指示灯在 120s内闪烁了16次，忽略温度对电阻的影响。求： 类型2　 电热综合 1 2 3 4 5 （1）电炉电阻丝的阻值； 解：电炉电阻丝的阻值R＝＝＝100Ω。 （2）检测时电炉的实际功率； 解：指示灯闪烁16次，电炉消耗的电能 W＝＝kW·h＝4.8×104J， 检测时电炉的实际功率P实＝＝＝400W。 1 2 3 4 5 （3）小丽想为外婆制作一个可调温的发热坐垫，在父母的陪同下，她 拆下整根电阻丝并分成两段，将其中一段制作为阻值可调的电阻丝；将 两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中，在通过电阻丝 的电流不超过其额定电流的情况下，坐垫的最大功率为27W，发热坐垫 在最小功率状态下工作10s产生的热量。 解：电阻丝的额定电流I＝＝＝2.2A， 电阻丝分成两段后，每一段电阻丝通过的电流 不能超过其额定电流，若两段电阻丝串联接入 电路，电路中的电流I'＝＝＝2.7A＞2.2A， 1 2 3 4 5 所以两段电阻丝不是串联接入电路，而是并联接入电路中，则其中可调 电阻丝的最大电功率P1＝U'I＝10V×2.2A＝22W， 则定值电阻丝的电功率P2＝P大－P1＝27W－22W＝5W， 定值电阻丝的阻值R2＝＝＝20Ω， 则可调电阻丝的最大阻值R1＝R－R2＝100Ω－20Ω＝80Ω， 当可调电阻丝接入电路中的阻值最大为80Ω时， 可调电阻丝的最小电功率P'1＝＝＝1.25W， 则发热坐垫在最小功率P小＝P'1＋P2＝1.25W＋5W＝6.25W， 发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量 Q＝W小＝P小t小＝6.25W×10s＝62.5J。 1 2 3 4 5 4. 图甲是一款多功能养生壶，图乙是它的简化电路图，其中R1、R2均为 电热丝，R1＝R2且电阻不变。该养生壶的铭牌如下表所示，其中高温挡 功率已模糊不清，已知c水＝4.2×103J/（kg·℃），ρ水＝ 1.0×103kg/m3。在正常工作的情况下，求： 项目 参数 电源电压/V 220 低温挡功率/W 200 中温挡功率/W 400 高温挡功率/W ？ 容积/L 1.5 1 2 3 4 5 （1）在1标准大气压下，将初温为30℃的一满壶水烧开，水需要吸收的 热量； 解：一满壶水的体积V＝1.5L＝1.5dm3＝1.5×10－3m3， 水的质量 m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.5×10－3m3＝1.5kg， 在1标准大气压下水的沸点为100℃，水吸收的热量 Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×1.5kg×（100℃－30℃）＝ 4.41×105J。 1 2 3 4 5 （2）高温挡功率； 解：当开关S2接A、S1断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，电源 电压一定，由P＝可知此时总功率最小，养生壶处于低温挡；当开关 S2接B、S1闭合时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，此时总功率最 大，养生壶处于高温挡；当开关S2接A、S1闭合时，只有R1工作，养生 壶处于中温挡。因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且R1＝R2， 所以，高温挡时R1、R2消耗的功率P1＝P2＝P中，则养生壶高温挡的功率 P高＝P1＋P2＝2P中＝2×400W＝800W。 1 2 3 4 5 （3）若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75％，烧开这一满壶水需 要的时间。 解：消耗的电能W热＝＝＝5.88×105J， 用高温挡来加热，烧开一满壶水需要的时间 t＝＝＝735s。 1 2 3 4 5 5. 某品牌汽车空载静止时对水平地面的压强为3×105Pa，轮胎与地面总 接触面积为400cm2。当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶时，功率 为50kW。 （1）汽车的重力是多少？ 解：汽车空载静止时对水平地面的压力 F＝pS＝3×105Pa×400×10－4m2＝1.2×104N， 汽车的重力G＝F＝1.2×104N。 类型3　 力热综合 1 2 3 4 5 （2）当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶时，所受到的阻力是 多少？ 解：汽车的速度v＝120km/h＝m/s， 当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶时，处于平衡状态，所受阻力 和牵引力大小相等，由P＝＝＝Fv得， 汽车所受阻力f＝F牵＝＝＝1 500N。 1 2 3 4 5 （3）当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶100km时，燃烧10kg汽 油，则发动机的效率是多少？（q汽油＝4.6×107J/kg，计算结果精确到 0.1％） 解：当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶100km时，牵引力做功W＝ F牵s＝1 500N×100×103m＝1.5×108J， 10kg汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝q汽油m＝4.6×107J/kg×10kg＝4.6×108J， 发动机的效率η＝＝×100％≈32.6％。 $$