中考物理总复习专题5综合应用题.docx
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中考物理总复习专题5综合应用题
专题五 综合应用题
专题特征
【题型特点】
中考压轴题是人们对中考试卷中最后一道或两道题的习惯称谓。
压轴题的特点是:
综合性强、难度大、区分度高。
对于考生来说,若攻克了压轴题,就意味着能力强,可得高分;对命题者来说,把压轴题当作是一份试卷的“压轴戏”,常在“新颖”“综合”上下工夫。
【题型解读】
综合计算题是综合考查我们理解物理概念,掌握物理规律情况的有效手段之一,是评价理论联系实际能力、分类归纳能力、演绎推理能力、运算能力等各种能力高低的“试金石”,常为中考具有压轴意味、区分度较高的一种必考题型,考查的知识内容主要集中在力、电、热三块上,以力、电为主,不仅考查了学生对知识的掌握情况,还考查了学生的阅读能力、综合分析问题的能力、解题技巧、语言归纳及表述能力、计算能力及对数据的处理能力等,可谓是一题多用。
【解题方法】
下面介绍几种解答综合计算题的常见方法:
(1)简化法:
把题目中的复杂情景或现象进行梳理,找出相关环节或相关点,使要解决的复杂问题中突出某物理量或规律,使复杂得以简化,减少一些混淆和混乱,如画等效电路图,分析物体受力,将连结体看成一个整体分析受力等。
(2)隐含条件法:
通过审题,从题中叙述的物理现象的语言或给出的情景或元件设备等环节中,挖掘出解答问题所需要的隐含在其中的条件,使计算环节减少,答案误差减少,如灯泡正常发光,装水的矿泉水瓶倒过来后的压强、压力变化等。
(3)极值法:
也叫端点法,对不定值问题或变化范围问题的解答有重要的使用价值,解答这类问题,应弄清要研究的是哪个变化物理量的值或哪个物理量的变化范围,然后确定变化的规律或方向,最后用相对应的物理规律或物理概念,一个对应点一个对应点的计算取值,如求变阻器的阻值变化范围、功率变化范围;物体被拉出水面前后拉力变化范围或功率变化范围等。
题型一 力学综合计算题
考查内容:
1.基本物理量:
速度、密度、压强、功率。
2.主要规律:
二力平衡条件(受力分析)、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件、能量守恒及机械效率。
3.容易混淆的问题:
重力和压力、压力和压强、漂浮和悬浮功和功率、功和能量、功率和机械效率。
【例1】(2014遵义中考)一体重为600N,双脚与地面接触面积为0.05m2的工人,用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提高了0.5m,此时该滑轮组的机械效率为80%,求:
(不计绳重及摩擦)
(1)在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为多大。
(2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压强为多大。
(3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起多重的物体。
【解析】此题考查了压强、滑轮组等知识点,综合性较强,初看起来很复杂,我们可以将它们分解成一个个知识点来解答,由图可知,n=2,s=2h=2×0.5m=1m。
【答案】解:
(1)当提升G=800N的重物时,W有=Gh=800N×0.5m=400J;
已知η=80%,根据η=W有用,W总,拉力做功:
W总=W有用,η=400J,80%=500J;
根据公式W=Fs,拉力为:
F=W总,s=500J,1m=500N;
(2)地面受到的压力:
F压=G人-F=600N-500N=100N,S=0.05m2,
工人对地面的压强:
p=F压,S=100N,0.05m2=2×103Pa;
(3)根据公式F=1,n(G+G动),动滑轮重力G动=nF-G=2×500N-800N=200N;人的最大拉力F大=G人=600N,提升物体的最大重力G大=nF大-G动=2×600N-200N=1000N。
【方法归纳】平衡状态时分析物体受力关系从而进行简化分析,从题中提出的问题结合力的平衡、滑轮平衡中抽出物理模型进行分析解答。
解决问题的关键是找到滑轮组中承担物重的绳子的段数、物体的受力情况,需从装置图中获取有用信息。
正确理解有用功、总功、额外功。
题型二 电学综合计算题
1.电学公式和电路特点梳理
串联
并联
电压
总电压等于各部分用电器电压之和:
U总=U1+U2+U3+……+Un
与电源并联部分的用电器电压相等:
U总=U1=U2=U3=……=Un
电流
电路中电流处处相等:
I总=I1=I2=I3=……=In
干路中的电流等于各支路之和:
I干=I1+I2+I3
电阻
电路中总电阻等于各部分电阻之和:
R总=R1+R2+R3
总电阻的倒数等于各电阻倒数之和
欧姆定律
通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比:
电功
电功率
焦耳定律
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,与导体,电阻成正比,与通电时间成正比Q=I2Rt
推导规律
在串联电路中,各用电器的电阻之比等于电压值比:
R1∶R2=U1∶U2
在并联电路中,各用电器的电阻之比等于电流的倒数比:
R1∶R2=I2∶I1
2.解题步骤
做电学计算题,一般的按照以下几个步骤来求解
(1)判断电路中各用电器的连接关系
(2)了解各用电器在不同情况下会有怎样的结果
(3)选用公式,根据电路情况进行推算
【例2】(2015习水校级中考模拟)如图所示,电源的电压为12V,且保持不变,R0为“100Ω 0.5A”的滑动变阻器,R2=10Ω,cd和ef为两对接线柱,另有一只定值电阻R1和一根导线接在两对接线柱上。
当闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P置于最左端a时,滑动变阻器消耗的功率为1W;当闭合S、S2,断开S1,滑片P置于中点时,滑动变阻器消耗的功率为2W。
(1)通过计算确定电阻R1及导线的位置并求出R1的阻值。
(2)闭合S、S2,断开S1,使R2消耗的功率不小于0.9W,且保持电路安全工作,求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【解析】
(1)假设导线在ef间,则当闭合S、S1,断开S2,滑片P位于左端a点时,只有变阻器接入电路,由变阻器的实际功率即可判定是否正确,可判定R1及导线位置,由P=I2R求出电流I,从而可求出R1。
(2)闭合S、S2,断开S1,变阻器与R2串联,由P=I2R求出电路中最小电流,R2两端最小电压,从而可求出滑动变阻器接入电路的最大阻值,同理根据变阻器额定电流可判断出电路能达到的最大电流,从而可求出变阻器接入电路中的最小阻值。
【答案】解:
(1)假设导线位置在ef间,则当闭合S、S1,断开S2,滑片P位于最左端时只有变阻器接入电路,P变=U2,R0=(12V)2,100Ω=1.44W,因为P变>P实1,所以ef间不是导线而是电阻R1,导线在cd间,此时I1=P实1,R0=1W,100Ω=0.1A,U实大=I1R0=0.1A×100Ω=10V,R1=U1,I1=U-U实1,I1=12V-10V,0.1A=20Ω;
(2)闭合S、S2断开,S1,变阻器与R2串联,使R2的功率不小于0.9W,则Imin=P2min,R2=0.9W,10Ω=0.3A,R2最小电压U2min=IminR2=0.3A×10Ω=3V,R0max=U0max,Imin=12V-3V,0.3A=30Ω,I变额=0.5A,Imax=0.5A,U2max=ImaxR2=0.5×10Ω=5V,则R0max=U0min,Imax=12V-5V,0.5A=14Ω,滑动变阻器的取值范围14~30Ω。
【方法归纳】电学计算应先根据题目要求画出对应的等效电路,弄清电路的连接方式,再根据串、并联电路的特点,结合欧姆定律、电功率列等式计算。
题型三 力、电、热综合计算
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。
此类综合计算题在遵义物理历年中考中常常以发电机、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;同时以电热器为载体,利用电流的热效应给水等物质加热。
焦耳定律是试题考查的重要知识点,能量转化方向是试题的热点。
或结合汽车、汽艇、飞机、推土机等机械,构建了力、热之间的联系,因而成为了力、热综合题的载体v=s,t、P=F,s、P=W,t、W=Fs、P=Fv、Q=qm是解题常用的公式。
【例3】(2013遵义中考)遵义市余庆县境内的构皮滩电站是乌江干流上最大的水电站,电站大坝高为232.5m,坝内水深最大可达150m,装机容量达300万千瓦,多年年平均发电量为96.67亿千瓦时(9.667×109kW·h),修建水电站,用水力发电代替火力发电,可以节约大量的煤炭资源。
(1)该水电站坝内水产生的压强为多少?
(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(2)该水电站在丰水期可实现满装机容量连接发电,若丰水期为一个月(按30天计),则丰水期可发电多少千瓦时?
(3)若火力发电站的发电效率为36%(发电能量与所消耗燃料完全燃烧放出的热量之比),煤炭的热值取3.3×107J/kg,以构皮滩电站的多年年均发电量计,若改用火力发电,每年需消耗多少煤炭?
(结果保留两位有效数字,1kW·h=3.6×106J)
【答案】解:
(1)水产生的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×150m=1.5×106Pa;
(2)丰水期的发电量W=Pt=3×106kW·h×24h×30=2.16×109kW·h;
(3)煤完全燃烧释放的热量
Q=W,η=9.667×109×3.6×106J,36%=9.667×1016J,
∵Q=mq,
∴煤的质量m=9.667×1016J,3.3×107J/kg=2.9×109kg=2.9×106t。
专题训练
1.(2015遵义中考)一矿石样品的质量为58g,将其放入盛有50mL酒精的量筒中,样品完全浸入酒精后酒精的液面上升至70mL处。
已知空量筒质量为60g,量筒底面与水平桌面的接触面积为2cm2。
(g取10N/kg,酒精密度为0.8×103kg/m3,1mL=1cm3)求:
(1)矿石的密度。
(2)将矿石样品放入盛酒精的量筒中后,三者的总质量。
(3)将矿石样品放入盛酒精的量筒中后,放置于水平桌面上,量筒对桌面的压强。
解:
(1)样品矿石的体积:
V矿石=V总-V酒精=70mL-50mL=20mL=20cm3,
矿石的密度:
ρ矿石=m矿石,V矿石=58g,20cm3=2.9g/cm3;
(2)量筒中酒精的体积:
V酒精=50mL=50cm3,
酒精的质量:
m酒精=ρ酒精V酒精=0.8g/cm3×50cm3=40g,
将矿石样品放入盛酒精的量筒中后,三者的总质量:
m=m酒精+m量筒+m矿石=40g+60g+58g=158g=0.158kg;
(3)将矿石样品放入盛酒精的量筒中后,放置于水平桌面上时,量筒对桌面的压力:
F=G=mg=0.158kg×10N/kg=1.58N,
2.(2016遵义中考)搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m,所用的拉力为50N,不计绳重及摩擦。
求:
(1)滑轮组的机械效率。
(2)动滑轮的重。
(3)若用该滑轮组同时拉4个这样的物体,拉力为多大。
解:
由图可知,n=3;
(1)滑轮组的机械效率:
η=W有,W总×100%=Gh,Fs×100%=G,3F×100%=120N,3×
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