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【火线100天】2022中考物理 综合计算题 第3讲 力、热、电计算 力、电综合题

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第3讲力、热、电大综合的计算综合计算题综合多种物理过程,有的联系生活实际,常常立意于新的物理情境.解题过程运用多个物理概念及规律,分析多个研究对象,该类题型有:能量效率问题、电热结合、力热结合、电力结合等;要求学生在解题技巧上,仔细审题,对题目进行认真分析划分为子问题,划分步骤,逐层深入,建立有关方程,求解;要求学生关注生活中的物理,学会思考,学会知识迁移和建模,尝试用物理知识解决各类问题,逐步提高综合能力.题型之一力、电综合题该题型一般以发电机、电动机、压敏电阻、滑动变阻器、简单机械为载体,建立力与电之间的联系,或考查力电转换,或力与电并列设置问题进行考查.(2022·杭州)图甲是一个电子拉力计原理图.硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计).电压表量程为0~3V,ab是一根长为6cm的均匀电阻丝,阻值R1=30Ω,电源电压U=6V.(1)要保证电压表能正常工作,电路中R0至少应为多少欧?(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于a,闭合开关后电压表的读数为多少伏?(3)已知该弹簧伸长的长度Δl与所受拉力F间的关系如图乙所示,若R0=45Ω,通过计算说明,开关S闭合后,当电压表指针指在0.8V处,作用在拉环上水平向右的拉力为多大?此拉力计的量程是多少?点拨:为了保证电压表的正常工作,R0至少应分3V的电压.当滑片P处于a端时,开关闭合后电压表被短路.当电压表的示数为0.8V时,可先用欧姆定律求出电流中电流,进而求出R1的aP段阻值、滑片P移动的距离Δl,对比图像即可得出此时拉环上拉力的大小F.滑片P的最大移动距离Δl′=6cm,对比图像即可得出此时拉环上拉力的大小F.1.(2022·台州)重力灯是英国的里弗斯设计的一款概念环保灯,设计师为这款灯找到 了“可再生能源”,它就是通过一定的装置将重力势能转化为电能.已知重物质量为20kg, 每次被举高2m,LED灯的额定功率为1W,g取10N/kg.则: (1)重物每被举高一次,人至少对重物做了多少焦的功?9\n (2)重物重力做的功有50%转化为电能,每举高一次重物能使该灯正常照明多长时间?2.(2022·黄冈)当前城镇化建设进程中,在一些场馆和楼房建设工地上,常见一种“塔 吊”的起重设备,其主要组成为电动机和机械两部分,如图所示.假设某“塔吊”配置的 电动机铭牌上标有:额定电压380V,额定功率38kW,线圈电阻0.5Ω.在一次起吊中, 该“塔吊”电动机正常工作25s,把质量为3t的重物吊起22m(g取10N/kg).求: (1)电动机吊起重物的过程中消耗的电能. (2)电动机正常工作过程中线圈产生的热量. (3)该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率.3.(2022·荆州)建筑工地上常用电动机通过“龙门吊”提升重物,电动机带动绕有钢索 的轮轴转动,与钢索相连的重物就被匀速提升,如图所示.如果轮轴的周长L=40cm,电  动机带动轮轴每秒钟转1圈,被提升的重物质量m=600kg,电动机的电功率P=4kW,g 取10N/kg,求:9\n  (1)在1min内重物被提升的高度. (2)在1min内钢索对重物所做的功. (3)这套设备的机械效率为多少?4.(2022·绍兴)小敏看到超载损坏的新闻报道.设计了一个称量车重的模拟电路,将载 重量转化成电流表示数,如图甲.电路由电源,称重计(电流表,量程0~0.6A),定值  电阻R0,滑动变阻器R1,弹簧和开关组成.已知电源电压8伏,滑动变阻器R1长40厘米、 最大阻值20欧,且电阻的大小与其接入的长度成正比,弹簧的长度与受到压力之间的关 系如图乙,当没有载物时,变阻器滑片指向上端,电流表示数是0.1A. (1)定值电阻R0多大? (2)弹簧的长度与受到的力的关系是:在弹性限度内,.9\n (3)最大载重时,该模拟电路的电流表示数多大? (4)小华觉得最大称量时,该模拟电路的电流表示数应该过满量程的一半,则应选择定   值电阻;R2=20欧,R3=5欧和R4=1欧中哪个替换R0,替换后,最大称量时,电流表示   数多大?5.(2022·嘉兴)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、自动返回充电座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:  项目指标参数工作电压15V功率30W电池容量2000mAh (1)机器人吸尘的工作原理是通过电动机转动使内部压强_________,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,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少时间? (3)机械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9\n   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)6.(2022·庆阳)电动自行车是备受人们青睐的一种交通工具.电动骑行时,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?(g取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电动行驶多   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)7.(2022·福州)为反对浪费,响应“光盘行动”,小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘 仪”,餐盘放在载盘台上,若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值,人一旦离开餐桌, 提示器就会发出提示音,其原理图如图所示,电源电压3V不变,提示器的电阻R0恒为9\n 50Ω,传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示,开关S闭合后,求: 载盘台所载质量m/g100110120130140150160…传感器R1/Ω100908070605040… (1)根据表中数据,当载盘台所载质量是100g时,R1的阻值是多少?电路中的电流是   多少? (2)在第(1)问的基础上,通电5s,电流通过R1产生的热量是多少? (3)当电路中的电流达到0.03A时,提示器会发出提示音,若空餐盘质量为100g,此    时盘内剩余食物的质量是多少?8.(2022·泰安)如图甲是某工厂生产流水线产品输送计数装置示意图(俯视图),立方 体产品在水平传送带上与传送带以相同速度v=1m/s匀速运动,产品的质量m=0.8kg.计 数器由电流表和电路计数元件组成(电流表和电路计数元件的电阻不计),通过电路中电 流的变化计数产品,a为激光源,R1为光敏电阻,R2为保护电阻.当激光射向R1时,R1的阻 值变小,每当产品运动通过a与R1之间时,射向R1的光线会被产品挡住,R1阻值变大.闭 合开关,电路中计数器中电流的示数I随时间t的变化图像如图乙所示.(g取10N/kg) (1)不计空气阻力,求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小和方向.9\n (2)求每个产品的边长L1和产品的间隔L2.每个产品对传送带的压强大小. (3)已知电源电压U=3V,R2=1kΩ,求传送带匀速运输产品过程中1min内光敏电阻   R1消耗的电能.第3讲力、热、电大综合的计算题型之一力、电综合题例1(1)电压表示数最大时,R0有最小值,此时电路中的电流I1=U/R1=3V/30Ω=0.1A,R0=UR0/I1=(6V-3V)/0.1A=30Ω.(2)当滑片P处于a端时,开关闭合后电压表被短路,其示数为0.(3)当电压表的示数为0.8V时,电路中的电流I2=U/R=6V/(30Ω+45Ω)=0.08A,RaP=UaP/I2=0.8V/0.08A=10Ω,R1的aP段laP=6cm×10Ω/30Ω=2cm,即滑片P移动的距离为2cm,由图像可知,此时拉环上拉力F=200N.由于电阻丝ab的长度为6cm,则滑片P的最大移动距离Δl′=6cm,由图像可知,此时拉环上拉力F′=600N,即拉力计的量程为0~600N.针对训练1.(1)重物的重力:G=mg=20kg×10N/kg=200N人对重物做的功:W=Fs=Gh=200N×2m=400J(2)重物重力做的功转化的电能:W电=Wη=400J×50%=200J每举高一次重物能使该灯正常照明的时间:t===200s2.(1)由于电动机正常工作,消耗的功率等于额定功率,即P=38kW=3.8×104W,工作时间t=25s,所以电动机消耗的电能W=Pt=3.8×104W×25s=9.5×105J(2)电动机正常工作时的电流:I==P额/U额=3.8×104W/380V=100A线圈产生的热量:Q=I2Rt=(100A)2×0.5Ω×25s=1.25×105J(3)线圈电流产生热量即该“塔吊”本身消耗的电能为W1=Q=1.25×105J,所以“塔吊”电能转化为机械能的总量,9\n即机械部分所做的总功W总=W-W1=9.5×105J-1.25×105J=8.25×105J又因为η==,所以该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率η=3×103kg×10N/kg×22m8.25×105J=80%3.(1)轮轴在1min内转过的圈数N=nt=1×60=60转故重物上升的高度h=NL=60×0.4m=24m(2)钢索对重物做功W物=mgh=600×10×24J=1.44×105J(3)电动机在1min消耗的电能W总=Pt=4000×60J=2.4×105J故该装置的机械效率η=W物/W总=1.44×105J/(2.4×105J)=60%4.(1)R总=U/I1=8V/0.1A=80Ω,R0=80Ω-20Ω=60Ω.(2)受到的压力越大,弹簧的长度越短.(3)模拟电路最大载重时弹簧长度为24厘米,此时滑动变阻器的电阻为R′120Ω/40cm=R′1/24cm,R′1=12ΩI′=U/R=8V/(60Ω+12Ω)=0.11A.(4)I>0.3AU/(R′1+R)>0.3A8V/(12Ω+R)>0.3AR<14.67ΩI≤0.6AU/(R′1+R)≤0.6A8V/(12Ω+R)≤0.6AR≥1.33Ω.∴选R3,电阻最大载重电流I=UR=8V(12Ω+5Ω)=0.47A.5.(1)减小(2)I===2A=2000mA=1h(3)克服阻力做的功:W=UIt=15V×2000mAh×10%×40%=4320Js===216m6.(1)地面受到的压强p=F/S=(40kg+50kg)×10N/kg/0.01m2=0.9×105Pa(2)蓄电池储存的电能W电=0.576kW·h=2073600J电动自行车行驶克服阻力做功W机=W电η=2073600J×80%=1658880J电动自行车能连续行驶的路程s=W机/F=1658880J/40N=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.9\n7.(1)由表可知,R1=100ΩR=R1+R0=100Ω+50Ω=150Ω电路中的电流I===0.02A(2)电流通过R1产生的热量:Q=I2R1t=(0.02A)2×100Ω×5s=0.2J(3)当电路中的电流达到0.03A时R′===100ΩR1′=R′-R0=100Ω-50Ω=50Ω查表可知,载盘所载质量为150g剩余食物的质量m余=150g-100g=50g8.(1)F=G=mg=0.8kg×10N/kg=8N;竖直向上(2)L1=vt1=1m/s×0.1s=0.1mL2=vt2=1m/s×0.2s=0.2mF压=G=mg=0.8kg×10N/kg=8Np=F压/S=8N/0.01m2=800Pa(3)在0~0.2s内,I1=2×10-3AU2=I1R2=2×10-3A×103Ω=2VU1=U-U2=3V-2V=1VW1=I1U1t1=2×10-3A×1V×0.2s=4×10-4J在0.2s-0.3s内,I2=1×10-3AU3=I2R2=1×10-3A×102Ω=1VU4=U-U3=3V-1V=2VW2=I2U4t2=1×10-3A×2V×0.1s=2×10-4J在1min内,W=60s/0.3s·(W1+W3)=200×(4×10-4J+2×10-4J)=0.12J.9

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发布时间:2022-08-25 21:08:24 页数:9
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文章作者:U-336598

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