广西百色中考物理重点题型专题突破卷综合应用题.docx
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广西百色中考物理重点题型专题突破卷综合应用题
(综合应用题)
1.(6分)汽车在公路上匀速行驶,驾驶员发现前方路口信号灯转为红色,经一定反应时间后开始踩刹车,汽车车速随时间t的变化关系如图所示,请解答下列问题:
(1)在反应时间内汽车驶过的距离为多少?
(2)从开始刹车到停止,车子滑行距离为多少?
(3)若驾驶员饮酒,从发现红灯到完全停止,汽车共前进了15m,则此时的反应时间为多少?
2.(6分)某班进行卫生大扫除,一名男同学负责提水。
一桶水连桶质量共10kg,求:
(g取10N/kg)
(1)若提水距离为12m,用时15s,该同学的行进速度。
(2)提水时手的受力面积为0.8×10-3m2,提水时手受到的压强。
(3)该同学的质量为50kg,将一桶水从一楼提到三楼,楼层高3m,他一共做了多少功?
3.(6分)氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是21世纪最理想的能源,氢燃料新能源公交车逐渐在广西不少城市投放使用。
氢燃料的热值为1.4×108J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃),求:
(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。
(2)若放出的热量全部被质量为400kg、温度为15℃的水吸收,则水升高的温度。
(3)如果氢燃料公交车发动机的效率为60%,则燃烧0.6kg的氢燃料可使以140kW恒定功率匀速行驶的公交车匀速行驶多长时间?
4.(8分)潜水艇为增强国防力量、维护祖国安定发挥了重要作用。
潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。
我国某型号潜水艇的总体积为2×103m3,水舱未充海水时潜水艇总重为1.26×107N,最大下潜深度可达400m。
海水密度取1.03×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)最大下潜深度处的海水压强。
(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力。
(3)潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
5.(8分)工人借助如图所示的滑轮组,在20s时间内将重为700N的货物匀速提升了4m,已知他对绳子的拉力为500N。
求:
(1)拉力做的有用功。
(2)工人拉绳时的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
6.(8分)如图所示,灯L标有“6V 3W”字样,电源电压恒为6V,定值电阻R=18Ω。
(不考虑灯丝电阻随温度的变化)求:
(1)灯丝的电阻。
(2)闭合S1、S2,断开S3时,电阻R在1min内消耗的电能。
(3)闭合S3,断开S1、S2时,电路消耗的总功率。
7.(10分)如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图,每个滑轮重为100N,均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3,金属块的质量为80kg。
绳重、绳子与滑轮之间的摩擦、滑轮与轴之间的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计,金属块一直匀速上升。
(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)在金属块未露出水面时,求此时金属块所受到的浮力。
(2)在金属块未露出水面时,求人的拉力F。
(3)金属块在水中匀速上升2m,且金属块未露出水面时,求人的拉力所做的功。
解:
(1)因为金属块浸没在水中,所以金属块排开水的体积
8.(10分)某家用电热水壶有加热和保温两挡,内部电路简化示意图如图甲所示,其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。
某次使用该电热水壶烧水过程中,消耗的电功率随时间变化的图像如图乙所示。
求:
(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比。
(2)电阻R2的阻值。
(3)给1.2kg的水加热,使水温从20℃升至80℃,热水壶的工作效率为90%,需要多长加热时间?
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
9.(10分)如图甲所示,电源电压可调,R1、R2为定值电阻,灯泡的额定电压为2.5V,图乙是该灯泡的IU图像。
闭合开关S,把电源电压调到4V,R2的功率为0.8W。
甲)
乙)
(1)求通过R2的电流。
(2)若小灯泡正常发光,则1min内电流在R1上做的功是多少?
(3)现把电源电压调到某一值时,通过R2的电流为0.1A,灯泡与R2两端的电压之比为1∶2,则灯泡的实际功率是多少?
10.(10分)如图为093改进型攻击核潜艇正在进行战略巡航。
该潜艇最大核动力功率为2.8×104kW,完全下潜到海面下后的排水量为6.8×103t(取海水密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
问:
(1)该潜艇悬浮时,其上一面积为0.05m2的整流罩距海面深度为200m,此时整流罩受到海水的压力为多少?
(2)若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为80%,该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时,受到的水平推力为1.6×106N,此时潜艇的巡航速度为多少?
(3)该潜艇浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为1.5×103m3,此时潜艇的总重力是多少?
解:
(1)潜艇下潜到200m深处时,h=200m,
答案
(综合应用题)
1.(6分)汽车在公路上匀速行驶,驾驶员发现前方路口信号灯转为红色,经一定反应时间后开始踩刹车,汽车车速随时间t的变化关系如图所示,
请解答下列问题:
(1)在反应时间内汽车驶过的距离为多少?
(2)从开始刹车到停止,车子滑行距离为多少?
(3)若驾驶员饮酒,从发现红灯到完全停止,汽车共前进了15m,则此时的反应时间为多少?
解:
(1)由图像可知,汽车匀速行驶的速度为10m/s,反应时间为0.5s,则由v=
可得,在反应时间内汽车驶过的距离s=vt=10m/s×0.5s=5m。
(2)由图像可知,从开始刹车到汽车停止的平均速度v′=
=5m/s,车子滑行的时间t′=1.5s-0.5s=1s,由v=
可得,车子滑行距离s′=v′t′=5m/s×1s=5m。
(3)若驾驶员饮酒,从发现红灯到完全停止,汽车共前进了15m,由于车滑行的距离5m不变,则此时的反应距离s″=15m-5m=10m,由v=
可得,此时的反应时间t″=
=
=1s。
2.(6分)某班进行卫生大扫除,一名男同学负责提水。
一桶水连桶质量共10kg,求:
(g取10N/kg)
(1)若提水距离为12m,用时15s,该同学的行进速度。
(2)提水时手的受力面积为0.8×10-3m2,提水时手受到的压强。
(3)该同学的质量为50kg,将一桶水从一楼提到三楼,楼层高3m,他一共做了多少功?
解:
(1)该同学的行进速度v=
=
=0.8m/s。
(2)提水时手受到的压力F=G=mg=10kg×10N/kg=100N,手受到的压强p=
=
=1.25×105Pa。
(3)该同学做的总功W总=G总h=(m+m人)gh=(10kg+50kg)×10N/kg×6m=3600J。
3.(6分)氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是21世纪最理想的能源,氢燃料新能源公交车逐渐在广西不少城市投放使用。
氢燃料的热值为1.4×108J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃),求:
(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。
(2)若放出的热量全部被质量为400kg、温度为15℃的水吸收,则水升高的温度。
(3)如果氢燃料公交车发动机的效率为60%,则燃烧0.6kg的氢燃料可使以140kW恒定功率匀速行驶的公交车匀速行驶多长时间?
解:
(1)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放=m氢q=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J。
(2)由题意可知水吸收的热量Q吸=Q放=8.4×107J,由Q吸=cmΔt得水升高的温度Δt=
=
=50℃。
(3)公交车发动机所做的功W=ηQ放=60%×8.4×107J=5.04×107J,由P=
得公交车行驶时间t=
=
=360s。
4.(8分)潜水艇为增强国防力量、维护祖国安定发挥了重要作用。
潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。
我国某型号潜水艇的总体积为2×103m3,水舱未充海水时潜水艇总重为1.26×107N,最大下潜深度可达400m。
海水密度取1.03×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)最大下潜深度处的海水压强。
(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力。
(3)潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
解:
(1)最大下潜深度处的海水压强p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×400m=4.12×106Pa。
(2)潜水艇完全潜入海水中时,排开海水的体积V排=V艇=2×103m3,潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×2×103m3=2.06×107N。
(3)潜水艇悬浮在海水中时,受力平衡,浮力等于重力,即F浮=G海水+G艇,则G海水=F浮-G艇=2.06×107N-1.26×107N=8×106N,所以水舱中充入海水的质量m海水=
=
=8×105kg。
5.(8分)工人借助如图所示的滑轮组,在20s时间内将重为700N的货物匀速提升了4m,已知他对绳子的拉力为500N。
求:
(1)拉力做的有用功。
(2)工人拉绳时的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
解:
(1)拉力做的有用功W有=Gh=700N×4m=2800J。
(2)由图知,有两段绳子承担总重,绳子自由端移动的距离s=2h=2×4m=8m,
拉力做的总功W总=Fs=500N×8m=4000J,拉力的功率P=
=
=200W。
(3)滑轮组的机械效率η=
×100%=
×100%=70%。
6.(8分)如图所示,灯L标有“6V 3W”字样,电源电压恒为6V,定值电阻R=18Ω。
(不考虑灯丝电阻随温度的变化)求:
(1)灯丝的电阻。
(2)闭合S1、S2,断开S3时,电阻R在1min内消耗的电能。
(3)闭合S3,断开S1、S2时,电路消耗的总功率。
解:
(1)由R=
、P=UI得,灯丝的电阻
RL=
=
=12Ω。
(2)闭合S1、S2,断开S3时,电阻R与灯L并联,
通过电阻R的电流IR=
=
=
A,
电阻R在1min内消耗的电能
WR=UIRt=6V×
A×60s=120J。
(3)当闭合S3,断开S1、S2时,电阻R与灯L串联,
通过电路的电流I=
=
=0.2A,
电路消耗的总功率P=UI=6V×0.2A=1.2W。
7.(10分)如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图,每个滑轮重为100N,均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3,金属块的质量为80kg。
绳重、绳子与滑轮之间的摩擦、滑轮与轴之间的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计,金属块一直匀速上升。
(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)在金属块未露出水面时,求此时金属块所受到的浮力。
(2)在金属块未露出水面时,求人的拉力F。
(3)金属块在水中匀速上升2m,且金属块未露出水面时,求人的拉力所做的功。
解:
(1)因为金属块浸没在水中,所以金属块排开水的体积
V排=VA=
=
=0.01m3,
金属块所受的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N。
(2)由图知,使用的滑轮组n=2,在金属块未露出水面时,绳重、绳子与滑轮之间的摩擦、滑轮与轴之间的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计,则人的拉力
F=
(GA-F浮+G动)=
×(80kg×10N/kg-100N+100N)=400N。
(3)拉力端移动距离s=2h=2×2m=4m,
人的拉力所做的功W=Fs=400N×4m=1600J。
8.(10分)某家用电热水壶有加热和保温两挡,内部电路简化示意图如图甲所示,其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。
某次使用该电热水壶烧水过程中,消耗的电功率随时间变化的图像如图乙所示。
求:
(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比。
(2)电阻R2的阻值。
(3)给1.2kg的水加热,使水温从20℃升至80℃,热水壶的工作效率为90%,需要多长加热时间?
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
解:
(1)由图乙知,加热功率P1=1600W,保温功率P2=400W,根据P=UI,在电压不变时,功率与电流成正比,则该电热水壶加热和保温时的电流之比为1600W∶400W=4∶1。
(2)开关S接1时为R1的简单电路,开关S接2时两电阻串联,由P=
可知,S接1时为加热挡,S接2时为保温挡,加热状态时电路中的电阻R1=
=
=30.25Ω,保温状态时电路的总电阻R串=
=
=121Ω,则R2的阻值R2=R串-R1=121Ω-30.25Ω=90.75Ω。
(3)水温从20℃升至80℃需要吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.2kg×(80℃-20℃)=3.024×105J,加热时热水壶的工作效率为90%,则消耗的电能W=
=
=3.36×105J,所以需要的加热时间t=
=
=210s。
9.(10分)如图甲所示,电源电压可调,R1、R2为定值电阻,灯泡的额定电压为2.5V,图乙是该灯泡的IU图像。
闭合开关S,把电源电压调到4V,R2的功率为0.8W。
甲)
乙)
(1)求通过R2的电流。
(2)若小灯泡正常发光,则1min内电流在R1上做的功是多少?
(3)现把电源电压调到某一值时,通过R2的电流为0.1A,灯泡与R2两端的电压之比为1∶2,则灯泡的实际功率是多少?
解:
(1)由P=UI可得,通过R2的电流I2=
=
=0.2A。
(2)由图乙可知,当灯泡正常发光时,UL=2.5V,IL=0.3A,
所以R1两端电压U1=U-UL=4V-2.5V=1.5V,
通过R1的电流I1=IL=0.3A,
则1min内电流在R1上做的功W=U1I1t=1.5V×0.3A×60s=27J。
(3)由P=
可得,R2的阻值R2=
=
=20Ω,
由I=
可得,R2两端电压U2′=I2′R2=0.1A×20Ω=2V,
由
=
可得,灯泡两端的电压U′L=
U′2=
×2V=1V,
由图乙可知,当U′L=1V时,I′L=0.2A,
则灯泡的实际功率P′L=U′LI′L=1V×0.2A=0.2W。
10.(10分)如图为093改进型攻击核潜艇正在进行战略巡航。
该潜艇最大核动力功率为2.8×104kW,完全下潜到海面下后的排水量为6.8×103t(取海水密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
问:
(1)该潜艇悬浮时,其上一面积为0.05m2的整流罩距海面深度为200m,此时整流罩受到海水的压力为多少?
(2)若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为80%,该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时,受到的水平推力为1.6×106N,此时潜艇的巡航速度为多少?
(3)该潜艇浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为1.5×103m3,此时潜艇的总重力是多少?
解:
(1)潜艇下潜到200m深处时,h=200m,
此时整流罩所受海水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa,
整流罩的面积S=0.05m2,由p=
得,整流罩所受压力
F压=pS=2×106Pa×0.05m2=1×105N。
(2)最大核动力功率P总=2.8×104kW=2.8×107W,
根据η=
×100%可得水平推力功率P有=ηP总=80%×2.8×107W=2.24×107W,
由P=Fv得潜艇的巡航速度v=
=
=14m/s。
(3)完全下潜到海面下后的排水量为6.8×103t,则V=V排=
=
=6.8×103m3,
潜艇浮出海面处于漂浮时,排开水的体积V排′=V-V露=6.8×103m3-1.5×103m3=5.3×103m3,
根据漂浮条件和F浮=ρ液gV排可得,此时潜艇的总重力
G=F浮=ρgV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×5.3×103m3=5.3×107N。
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