(陕西地区)2017中考物理总复习第二篇专题聚焦专题五综合应用题检测1

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专题五 综合应用题
近几年来,陕西中考综合题主要是力学综合题和电学综合题。
1.力学综合题(必考)
分析2012~2016年陕西中考真题发现其命题背景主要有三类:一是以匀速直线运动为
背景综合考查力学的计算(2013年、2012年),其主要包括速度、力、功和功率的计算;二
是借助生活现象创设问题情景(2014年)考查压强、浮力的知识;三是以简单机械为平台
(2015年、2016年)考查速度、压强、功、功率和机械效率的计算。
2.电学综合题(必考)
分析2012~2016年陕西中考真题发现其考查时多以最新家用电器为背景,且多附带电
路图、用电器铭牌等,有时也会以现代科技产品为平台,主要考查欧姆定律的应用、电功率、
电热及利用比热容计算热量等电学知识综合计算。
力学综合计算题
【例1】(2016,德州)近日,我国新型战略核潜艇(如图所示)为保障国家安全,进行了
战略巡航,下表是核潜艇的部分性能参数。

水下排水量 11500 t 水下最大航速 36节
水面排水量 9000 t 水下巡航速度 20节
艇长 135 m 最大潜深 350 m
艇宽 13 m 发电机最大功率 25000 kW
(1)核潜艇以水下最大航速行驶,到距离2700 km外的某海域执行任务所用的时间。
(1节≈0.5 m/s)
(2)核潜艇在水面航行时受到的浮力;下潜到最大深度时受到水的压强。(g取10 N/kg,
海水的密度ρ海水=1.03×103 kg/m3)
(3)若核潜艇在水下巡航时,做水平匀速直线运动,所受阻力与速度的关系如图乙所示,
它的动力功率是多少?

【解析】(1)知道核潜艇水下最大航速和距离,利用t=sv求所用时间;(2)由表格可知,
在水面上航行时的排水量,利用浮沉条件可求受到的浮力;已知下潜最大深度,利用p=
ρgh
求受到海水的压强;(3)核潜艇在水下巡航时,做水平匀速直线运动,受到的动力和阻力是
一对平衡力,大小相等,由图象可知阻力,求出动力,利用P=Fv求动力的功率。
【答案】(1)核潜艇水下最大航速v=36×0.5 m/s=18 m/s,s=2700 km=2.7×106 m,

由v=st得所用时间t=sv=2.7×106m18 m/s=1.5×105 s;(2)由表格数据可知,在水面上航行时,
m排=9000 t=9×106 kg,则核潜艇在水面航行时受到的浮力F浮=G排=m排g
=9×106 kg×

10 N/kg=9×107 N,下潜最大深度h=350 m,受到海水的压强p=ρgh=1.03×103 kg/m
3
×10 N/kg×350 m=3.605×106 Pa;(3)核潜艇在水下巡航时,做水平匀速直线运动,受到
的动力和阻力是一对平衡力,大小相等,它在水下航行速度为20节时,由图象可知F=f=
30×104 N,因此动力的功率P=Fv=30×104 N×20×0.5 m/s=3×106 W。

电学综合计算题
【例2】(2016,安顺)如图所示电路,电源电压恒为12 V,电阻R1的阻值为5 Ω,滑
动变阻器R2上标有“10 Ω 3 A”的字样,小灯泡L上标有“12 V 6 W”的字样,电流表
的量程为0~3 A。

(1)当开关S1、S2、S都闭合时,求小灯泡L在5 min内产生的热量。(滑动变阻器R2连
入电路的电阻不为0)
(2)当开关S1、S2、S都闭合,电流表的示数为2 A时,求R2消耗的电功率。

(3)当开关S1、S2都断开,S闭合时,要求电流表示数不小于其量程的13,求滑动变阻器
R
2
接入电路的最大阻值。

【解析】(1)当开关S1、S2、S都闭合时,L与R2并联,额定电压下灯泡的实际功率和额
定功率相等,根据Q=W=Pt求出小灯泡L在5 min内产生的热量;(2)当开关S1、S2、S都
闭合时,电流表测干路电流,根据P=UI求出通过L的电流,根据并联电路的电流特点求出
通过R2的电流,利用P=UI求出R2消耗的电功率;(3)当开关S1、S2都断开,S闭合时,
R
1

与R2串联,根据电流表示数不小于其量程的13可求电路中的最大电流,根据欧姆定律求出电

路中的总电阻,利用电阻的串联特点求出滑动变阻器R2接入电路的最大阻值。
【答案】(1)当开关S1、S2、S都闭合时,L与R2并联,因并联电路中各支路两端的电压
相等,且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,所以,小灯泡L在5 min内产生的热
量QL=WL=PLt=6 W×5×60 s=1800 J;(2)当开关S1、S2、S都闭合时,电流表测干路电

流,由P=UI可得通过L的电流IL=PLUL=6 W12 V=0.5 A,因并联电路中干路电流等于各支路
电流之和,所以通过R2的电流I2=I-IL=2 A-0.5 A=1.5 A,则R2消耗的电功率P2=
UI
2

=12 V×1.5 A=18 W;(3)当开关S1、S2都断开,S闭合时,R1与R2串联,因电流表示数不

小于其量程的13,且电流表的量程为0~3 A,所以,电路中的最小电流Imin=13×3 A=1 A,

电路中的总电阻R=UImin=12 V1 A=12 Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动
变阻器R2接入电路的最大阻值R2=R-R1=12 Ω-5 Ω=7 Ω。

力、电、热综合
【例3】(2016,通辽)养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器,类似于电水壶,
其最大的特点是釆用一种新型的电加热材料,通过髙温把电热膜电子浆料(金属化合物)喷涂
在玻璃表面形成面状电阻,在两端制作银电极,通电后产生热量把壶内的水加热。小明家买
了一个养生壶(图甲),其铭牌如表所示。
型号 HX-201504
额定电压 220 V
频率 50 Hz
额定功率 1210 W
(1)该养生壶正常工作时,面状电阻的阻值多少?
(2)若壶内装有2 L温度为20 ℃的水,在一个标准大气压下,将水烧开,此过程中水
吸收的热量是多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃),1 L=1×10-3 m3]
(3)小明关闭了家中的其他所有用电器,只用该壶在加热过程中家用电能表(图乙)的转
盘 5 min内转了300转,此过程中养生壶消耗的电能和实际电功率各是多少?

【解析】(1)该养生壶正常工作时的功率和额定功率相等,根据P=U2R求出面状电阻的阻
值。
(2)知道水的体积,根据m=ρV求出水的质量,在一个标准大气压下水的沸点是100 ℃,
根据Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量。
(3)3000 resv/(kW·h)表示的是电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转3000

圈,据此求出转300转消耗的电能,再根据P=Wt求出实际功率。

【答案】(1)由P=U2R可得,面状电阻的阻值R=U2P=(220 V)21210 W=40 Ω;(2)水的体积
V
=2 L=2×10-3 m3,由ρ=mV可得水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg,在
一个标准大气压下水的沸点是100 ℃,则水所需吸收热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103
J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J;(3)此过程中养生壶消耗的电能W=
3003000kW·h=0.1 kW·h,实际功率P′=Vt′=0.1 kW·h
5
60
h

=1.2 kW。