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2018年中考物理大专题（7）综合计算及压轴题课件（135页，含答案解析）
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这是一份2018年中考物理大专题（7）综合计算及压轴题课件（135页，含答案解析），共60页。
综合计算题是综合考查学生理解物理概念，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。这类题型的特点主要有：基础性、过程性、结果合理性、知识的综合性、应用性。
类型一 力学综合计算一、压强、浮力的综合计算压强和浮力的综合计算题往往将密度、受力平衡、固体压强、液体压强、气体压强、阿基米德原理、浮沉条件等知识综合交织在一起进行考查。根据题中条件确定对应的物理计算模型，进而选择恰当的公式或等式，再代入物理量进行计算求解，是解答该类试题的基本方法。
【例】(2017，青岛)小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。请画出与解题过程相应的受力分析示意图。(1)物体A的质量为50 kg，它的重力是多少？
(2)如图甲所示，小雨对绳子自由端的拉力为150 N时，地面对物体A的支持力是100 N。为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，并利用它将物体A在空气中匀速提升了2 m，小雨做的功是多少？(3)小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为1.5×103 kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中，拉力F随时间t变化的图象如图丙所示。已知F2与F1之差为50 N，在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%。液体密度是多少？
解：(1)物体A的重力：G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N；
(2)如图甲所示，由题意可知，小雨没有把重物A提起来，对A进行受力分析如下图1，由力的平衡条件可得G＝F拉＋F支，滑轮组对A的拉力：F拉＝G－F支＝500 N－100 N＝400 N，根据力的作用是相互的，A对滑轮组的拉力等于滑轮组对A的拉力，由图甲可知，n＝3，对甲滑轮组的动滑轮进行受力分析，如图2所示，由力的平衡条件可得3F＝F拉＋G动，所以动滑轮的重力：G动＝3F－F拉＝3×150 N－400 N＝50 N，为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，对乙图的动滑轮和A物体进行受力分析，如图3：
1．(2017，天水)如图甲所示，不吸水的长方体物块放在底部水平的容器中，物块的质量为0.2 kg，物块的底面积为50 cm2，物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连，当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置，停止注水，此时，物块上表面距水面10 cm，绳子竖直拉直，物块水平静止，绳子的拉力为2 N。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg。求：(导学号 14184181)(1)物块的重力；
(2)物块的密度；(3)注水过程中，绳子刚好竖直拉直时到图乙所示位置时，水对物块下表面压强的变化范围。
2．(2017，重庆A改编)不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端，位于水平地面上的圆柱形容器内，杆上端固定不动，如图甲所示，现缓慢向容器内注入适量的水，水对容器的压强p与注水体积V的变化关系如图乙所示。(导学号 14184182)(1)当p＝600 Pa时，求容器中水的深度。(2)若ρA＝0.5 g/cm3，当注水体积V＝880 cm3时，求杆对A的作用力大小。
3．(2017，重庆B)如图甲所示为中国首艘国产航母001 A下水时的情景。某中学物理兴趣小组的同学在实验室模拟航母下水前的一个过程，他们将一个质量为2 kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部，该柱形容器质量为6 kg，底面积为0.03 m2，高为0.4 m，如图乙所示。现在向容器中加水，当加水深度为0.1 m时，模型刚好离开容器底部，如图丙所示，继续加水直到深度为0.38 m，然后将一质量为0.9 kg的舰载机模型轻放在航母模型上，静止后它们一起漂浮在水面。求：(导学号 14184183)
(1)图丙中水对容器底部的压强为多少帕？(2)图丙中航母模型浸入水中的体积为多少立方米？(3)放上舰载机后整个装置静止时，相对于水深为0.38 m时，容器对水平地面的压强增加了多少帕？
解：(1)由题意可知，图丙中水的深度h＝0.1 m，则图丙中水对容器底部的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1×103 Pa。
二、简单机械的综合计算杠杆、滑轮和斜面等三种简单机械是该类试题考查的对象，杠杆平衡条件、滑轮组省力规律是试题重要的考查内容，而将功、功率和机械效率的知识糅杂其中的试题，更是屡见不鲜。
4．(2017，泰安)如图所示是工人利用滑轮组提升重为810 N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1 m/s，工人拉力F的功率为90 W，物体上升10 s，拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60 J，不计绳重。求：(导学号 14184184)(1)工人拉绳子的速度；(2)滑轮组的机械效率；(3)滑轮组中的动滑轮的重力。
5．(8分)(2017，枣庄)如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10 m，物体重G＝4×103 N，汽车重G车＝3×104 N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2×103 N，汽车受到的阻力为车重的0.05 倍。请计算：(导学号 14184185)(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？(2)滑轮组的机械效率是多少？(保留一位小数)(3)汽车的牵引力是多大？(4)将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？
(3)由题意可得，汽车受到的阻力为：f＝0.05 G车＝0.05×3×104 N＝1500 N；汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；由力的平衡条件可得牵引力：F牵＝F拉＋f＝2×103 N＋1500 N＝3500 N。(4)汽车运动的距离：s车＝s绳＝3h＝3×10 m＝30 m；牵引力做功为：W牵＝F牵s车＝3500 N×30 m＝1.05×105 J。
三、力学综合计算该类题型综合了力学中的诸多知识点整合在杠杆、滑轮组等常见的简单机械中，综合考查压强和浮力的计算，功、功率和机械效率的计算，难度较大。
6．(2017，德州)如图1所示是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30 m，宽15 m，排水量60 t，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105 W，假设接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2中甲所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图2中乙所示。(g取10 N/kg)求：(导学号 14184186)
(1)满载时太阳能船受到的浮力；(2)第50 s到第100 s内牵引力做的功；(3)第50 s到第100 s的运动过程中，太阳能驱动船的效率。
7．(2017，绵阳)蛟龙AG600水陆两栖飞机是我国自主研制的“三个大飞机”(运－20、AG600和G919)之一，被誉为国之重器。AG600主要用于大型灭火和水上救援，可以从地面起飞和降落，也可以从水面起飞和降落，2017年2月13日，实现全部四台发动机试车成功，之后又进行了系列测试。AG600空载时质量为41.5 t，最多可储水12 t。(取g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)(导学号 14184187)(1)某次试飞前，AG600蓄满水后静止在某湖面上，求其排开湖水的体积。
(2)在水面滑行测试中，AG600蓄一定质量的水，发动机牵引力的实际总功率为2 500 kW，飞机在水面上以36 km/h的速度匀速滑行了1 min，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍。求所蓄水的质量。(3)在一次灭火演习测试中，AG600蓄水后以最大巡航速度飞往假象火场并盘旋在火场上方155 m处，分次将所蓄水投下，每次投水100 kg，投下的水下落过程中由于重力和空气阻力的作用，先加速运动后匀速运动，匀速运动的速度是10 m/s，运动时间是14 s，加速过程的平均速度是匀速运动速度的0.25倍。求一次所投的水在下落过程中重力做功的平均功率。
8．(2017，南充)如图所示，杠杆MON在水平位置保持静止，A、B是实心柱形物体，它们受到的重力分别是GA＝13.8 N，GB＝10 N，B的底面积SB＝40 cm2，柱形容器中装有水，此时水的深度h1＝12 cm，容器的底面积S容＝200 cm2，B物体底面离容器底的距离h0＝5 cm，已知MO∶ON＝2∶3，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg。求：(导学号 14184188)1)水对容器底的压强和水对B物体的浮力。(2)A物体对水平地面的压力。(3)若打开开关K缓慢放水，当A物体对水平地面压力刚好为零时，容器中所放出水的质量有多大？
解：(1)水对容器底的压强：p水＝ρ水gh1＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m＝1 200 Pa；B排开水的体积：V排＝SB(h1－h0)＝40 cm2×(12 cm－5 cm)＝280 cm3＝2.8×10－4 m3，水对B物体的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2.8×10－4 m3＝2.8 N。
9．(2017，滨州)把一棱长为10 cm，质量为8 kg的正方体实心金属块，放入水平放置装水的平底圆柱形容器中。如图甲所示，金属块下沉后静止在容器底部(金属块与容器底部并未紧密接触)，水的密度是1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：(1)金属块的密度；(导学号 14184189)(2)金属块受到的浮力；(3)金属块对容器底部的压强；(4)若用图乙所示的滑轮组，把金属块在水中匀速提升30 cm(金属块未露出水面，忽略水对物体的阻力)，此过程滑轮组的机械效率为70%，那么绳子自由端的拉力F大小是多少？
【例】(2017，聊城)如图所示，电源电压保持12 V不变，电阻R1＝50 Ω，只闭合开关S3，将滑动变阻器滑片P移到中点时，电流表示数为0.2 A，小灯泡L的实际功率为1.8 W；电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求：(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，通过R1的电流是多少？(2)小灯泡的电阻是多少？只闭合开关S3，滑片P在中点时，电压表的示数是多少？(3)在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率是多少？
10．(2017，连云港)小灯泡作为中学最常使用的电学元件之一，通常认为其电阻不随温度而发生变化，但在实际应用中其电阻并非定值，现设计一个测量某种型号小灯泡I—U图象的电路如图甲所示，电源电压恒为6 V，滑动变阻器最大电阻为30 Ω。(导学号 14184190)
11．(2017，重庆B)如表所示为某电烤箱的铭牌，高温挡额定功率模糊不清。如图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图。R1和R2均为电热丝，R2＝72.6 Ω。电烤箱开关接1时是低温挡，接2时是高温挡，求：(导学号 14184191)
(1)电烤箱在低温挡正常工作10 min电流做的功；(2)R1的阻值；(3)在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“3 000 imp/(kW·h)”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2 min，求此时家庭电路两端的实际电压。
12．(2017，义乌)某兴趣小组设计的“温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合、温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200 V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40 Ω。求：
(1)当指示灯亮时，温度控制器处于________(填“加热”或“恒温”)状态。(2)指示灯的电阻值。(3)加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。(4)温度控制正常时，记录灯泡在一段时间内规律性亮灭情况如图乙所示，则温度控制器1小时所消耗的电能。(导学号 14184192)
13．(2017，大庆)如图(a)所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流变化关系如图(b)所示。(导学号 14184193)(1)求电源的电压U和滑动变阻器的最大阻值Rm。(2)当电流I＝1.0 A时，求电阻R1与R2消耗的功率之比P1∶P2。(3)写出电压表V2的示数与通过电阻R2的电流变化关系式，并写出V2大小的变化范围。
(2)当电流I″＝1.0 A时，由图象可得，U1＝4 V，则R2两端的电压：U2＝U－U1＝6 V－4 V＝2 V，电阻R1与R2消耗的功率分别为：P1＝U1I″＝4 V×1.0 A＝4 W；P2＝U2I″＝2 V×1.0 A＝2 W；电阻R1与R2消耗的功率之比P1∶P2＝4 W∶2 W＝2∶1。(3)V2测滑动变阻器R2的电压，电压表V2的示数与通过电阻R2的电流变化关系式：U2＝U－IR1＝6 V－I×4 Ω；当P在A端时，V2的示数为0 V；当P在B端时，R1两端电压最小，由图象可知UR1＝2 V，则U2＝U－UR1＝6 V－2 V＝4 V；所以电压表V2示数的变化范围为：0～4 V。
14．(2017，镇江)建设居民楼雨水蓄水系统是镇江市海绵城市建设项目之一，让市民不再“城市看海”。如图是小明设计的地下蓄水池(未画出)水位监测及排水电路，R为电阻箱，RF为置于池底的压力敏感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而变化，已知：电压U＝12 V；当电磁铁线圈中的电流I≤0.04 A时，铁质开关K被释放，当I≥0.048 A时，K被吸上，从而通过控制池底水泵将水位保持在一定的范围内；电磁铁线圈电阻不计，RF的阻值随池内水位变化关系如图所示。(导学号 14184194)
(1)当池内水位升高时，RF受到水的压力将变________；(2)请在如图中接入一电压表，要求当水位升高时电压表的示数增大。(3)若此电路能控制池内的最低水位0.5 m，求所能控制的最高水位。(4)为既能调高池内最高水位，又能使池内最高与最低水位的高度差保持不变，小明采取了减小R的调节方案，该该方案是________的(填“可行”或“不可行”)，你的理由是_____________________________________。
(4)R的阻值调小时，RF1和FF2的阻值都会增大，所以池内最高水位也会增大，但是最高和最低水位时，RF的对应的阻值差(RF1－RF2)却保持不变，由图象可知池内最高与最低水位的高度差ΔH会增大。
15．(2017，东营)某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图所示，此时处于空挡位置。闭合开关S，旋钮绕P转动，实现挡位转换，旋至1挡时R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2挡时R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22 Ω，主要参数如下表。(c水＝4.2×103 J/(kg·℃))(导学号 14184195)
(1)洗衣机内注入10 kg的水，在额定电压下连续加热1 050 s，水温由20 ℃上升到50 ℃，此过程中的加热效率是多少？(2)R2阻值是多少？(3)洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？
(4)防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电阻为1×105 Ω，人体的安全电压不高于36 V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全。
16．(2017，宜宾)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端，测得电阻R1两端的电压与通过R1的电流的变化关系如图乙所示。求：(导学号 14184196)(1)电阻R1的阻值；(2)变阻器R2的最大阻值；(3)电压表V2的示数变化范围；(4)变阻器R2的最大电功率。
(3)当滑片位于a端时，电路为R1的简单电路，电压表V2的示数最小为0 V，当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电压表V2的示数最大，最大为16 V，所以，电压表V2的示数变化范围为0～16 V。
17．(2017，泰安)小明同学设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6 V，R0为定值电阻，指示灯规格均为“6 V 3 W”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电压与电流的变化规律如下表所示：
(1)若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点________(填“1和2”“2和3”“3和4”或“4和5”)接通。(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变化规律如图乙所示，已知当右转指示灯微弱发光时，右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1∶4，求定值电阻R0的阻值。(3)右转指示灯交替闪烁工作15 s时，求指示灯和R0消耗的电能分别是多少？(导学号 14184197)
(3)由图乙可知，右转指示灯交替闪烁工作15 s内，亮、暗发光的时间分别为t1＝5 s、t2＝10 s；消耗的电能分别是：W1＝Pt1＝3 W×5 s＝15 J；W2＝ULIt2＝1.2 V×0.12 A×10 s＝1.44 J；灯消耗的总电能为：W＝W1＋W2＝15 J＋1.44 J＝16.44 J；灯泡正常发光时，R0不工作，灯泡发光较暗时，R0工作，故15 s内R0工作的时间为t＝10 s，则R0消耗的电能为：W0＝U0It＝4.8 V×0.12 A×10 s＝5.76 J。
类型三 力、热、电综合该类题型综合多种物理知识点，紧密联系生活实际，立意于新的物理情景，知识跨度大，综合性强，难度高，解题过程中，应结合题中条件，联系对应的物理模型，选择适当的物理知识分析求解。【例】(2017，嘉兴)最近我市出现了许多共享电动汽车，这种新型低碳的交通工具，深受市民的喜爱。某品牌电动汽车的部分参数如下表所示。请回答：
(1)如图1所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。刷卡所用的原理是__________。
(2)某次启动后，汽车显示屏上出现如图2所示的输出电压与电流，求此时电动汽车的输出功率为多少瓦？(3)根据表中的数据，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要多少时间？充满电后，该车在水平地面上匀速行驶的最大距离为140千米，则行驶时该车受到的阻力为多少牛。
一、电、热综合计算18．(2017，随州)小洋妈妈在国外旅游时买了一台家用智能电热马桶盖(如图甲所示)，小洋从此立志学好物理，长大后创新设计推进“中国造”。图乙是小洋设计的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻(表示两个电热丝)，单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能(见下表)。(导学号 14184198)
(1)求R1和R2的阻值；(2)求出表中的“Px”；(3)老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升高4 ℃，则用“中温挡”加热的方式需要多长时间。(设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m＝500 g，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103 J/(kg·℃))
19．(2017，江西)如图所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式。该电热水壶有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为500 W。求：(导学号 14184199)
(1)电热水壶调至中温挡正常加热，将2 kg温度为30 ℃的水烧开(标准大气压下)需要20 min，水所吸收的热量及电热水壶的效率；(2)电热水壶高温度挡的额定功率；(3)若某次电热水壶用高温档加热0.1 h，耗电0.09 kW·h，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作？
20．(2017，孝感)小芳给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲所示，足浴器某次正常工作时， 加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙所示，求：
(1)此时足浴器的工作电流。(计算结果保留一位小数)。(2)足浴器装入最大容量初温为25 ℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。(3)上述加热过程用时15 min，该足浴器热效率。(4)整个加热过程中，水温降至40 ℃时，足浴器自动加热至45 ℃，水温随时间变化的图象如图丙所示。当水温第一次加热至45 ℃时，小芳开始给爷爷足浴1小时，求这次足浴给水加热消耗的电能。(导学号 14184200)
21．(2017，威海)某生态园设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图所示，电源电压恒为220 V，R1和R2是两个电热丝(不考虑温度对电阻的影响)，R2＝30 Ω，L是标有“220 V 160 W”的照明灯泡，白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10 h，此时R1和R2的电功率之比为1∶3，晚上温度较低的时候，需开启加热和照明功能。灯泡正常发光此状态下系统也需连续工作10 h，q沼汽＝1.8×107 J/m3，请解答下列问题：(导学号 14184201)
(1)晚上工作时电路的总功率是多大？(2)若一天中工作的20 h内电热丝放出的热量完全由该生态园自产的沼气提供，其热效率为50%，则每天需要完全燃烧多少m3的沼气？
二、力、电综合计算22．(2017，无锡)图甲是某型号视频展示台，其摄像头中的镜头相当于一个焦距可调的凸透镜，使用时，将物品放在展示台的投影面板上。(导学号 14184202)(1)该视频展示台摄像头的镜头焦距可调范围为5.4 mm～64.8 mm，把一张照片放在投影面板上，镜头离投影面板的距离为40 cm，照片通过镜头成的像是________A．放大的实像 B．缩小的实像C．放大的虚像 D．缩小的虚像
(2)与视频展示台配套使用的投影幕是依靠电动机来控制升降的，小明用如图乙所示的电路进行模拟研究，电路中直流电动机的线圈电阻为2 Ω，R0为阻值是10 Ω的定值电阻，电源电压保持12 V不变，闭合开关S，当电动机正常工作时，匀速提升重为0.4 N的物体，此时电压表示数为6 V，求：
①电动机正常工作时，通过电阻R0的电流是多大？②电动机正常工作2秒所消耗的电能是多少？③若电动机正常工作时，有5%的机械能用来提升物体，物体在2秒内上升的高度是多少？
23．(2017，西宁)物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪，如图甲所示，它主要是由探头A和控制盒B构成，它们之间用有绝缘皮的细导线相连形成回路。其中探头A是一个底面积为1×10－3 m2、高0.1 m、重4 N的实心圆柱体，探头A的底部有压敏电阻R(R与水接触的表面涂有绝缘漆，R的体积和重力均不计)，工作时底部始终与水平面相平，压敏电阻R的阻值随表面压力大小的变化如图乙所示。A和B间的电路连线如图丙所示，其中电源电压恒为3 V，电流表改装成深度表(导线的重力与体积均不计)。兴趣小组的同学将探头A缓慢放入水中，求(g＝10 N/kg)：
(1)探头A的密度是多少？(2)探头A一半体积浸入水中时，底部受到水的压强是多少？(3)探头A全部浸入水中时(不接触池底)，导线对探头A的拉力是多少？(4)将探头A投入水池中某深度处(不接触池底)，电流表示数为0.4 A，则此处水的深度为多少？(导学号 14184203)
24．(2017，山西)小明携带质量为10 kg的行李箱从太原到运城，选择了尾气零排放的动车组D2503次列车出行。经查询，D2503次列车时刻表如表。若该动车组列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.8×105 N，供电电路输入动车组列车的电功率恒为2×107 W。
请你根据以上信息，解决下列问题：问题一：若小明的行李箱底部与列车行李架的接触面积为0.2 m2，求此行李箱对水平行李架的压强。(g取10 N/kg)问题二：求该动车组列车从太原南站到运城北站牵引力所做的功。问题三：求该动车组列车从太原南站到运城北站将电能转化为机械能的效率。问题四：若大型客运燃油汽车运行中做的功与该动车组列车从太原南站至运城北站牵引力所做的功相等，求该燃油汽车排放气态污染物的质量。(大型客运燃油汽车每做1焦耳的功排放气态污染物5×10－6g)。(导学号 14184204)
25．(2017，温州)某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲所示，控制电路电源电压U1＝12 V，R0为定值电阻，Rr为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，压敏电阻Rr放置于水箱底部(如图乙所示)，其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表所示，工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2＝220 V。圆柱体水箱底面积S＝0.4 m2，当水箱内的水位上升到2 m时，通过电磁铁线圈的电流I水＝0.1 A，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流示数I1＝1 A，当水位下降到1 m时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2＝2 A。(导学号 14184205)
(1)当水箱内水位达到2 m时，控制电路中压敏电阻Rr的功率为____W。(2)当水箱内水位下降到1 m时，通电电磁铁线圈的电流Ib为多少A?(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001 m3，注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005 m3，求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。
解：(1)由图知，控制电路中R0、Rr电磁铁丝圈串联，由表中数据知，当水箱内水位达到2米时，Rr＝60 Ω，控制电路中电流I水＝0.1 A，所以Rr的功率：Pr＝I水2Rr＝(0.1 A)2×60 Ω＝0.6 W；
三、力、热综合计算26．(2017，内江)汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例，决定了汽车的动力性能和经济性能。某汽车四冲程汽油发动机的气缸总排量为2 L(发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为气缸排量)，发动机工作时，吸入气缸的是由汽油和空气所形成的混合物，混合物的密度ρ＝1.44 kg/m3，汽油和空气的质量比为1∶15，汽油的热值q＝4.5×107 J/kg。如果发动机曲轴在1 min转动3×103 转，发动机的效率为40%，那么在这种情况下：(导学号 14184206)
(1)汽车在1 min做的有用功是多少？(2)汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为f＝3×103 N，汽车行驶的速度是多少？
四、力、电、热综合计算27．(2017，广州)如图是某手机充电示意图及简化电路图。如下表是充电过程中某些时段相关数据。(导学号 14184207)
(1)求0～10 min数据线和手机消耗的总电能。(2)求D阶段流经数据线的电流。(3)充电过程中数据线阻值可认为不变，分析数据线在A、D哪段时间产生的热量多。
(4)智能手机的“近场通讯”、“篮牙”功能分别使用1.356×107 Hz、2.4×109 Hz这两个波段的电磁波进行通迅(如图2)。近场通讯、蓝牙使用的电磁波。①都是无线电波②都能在真空传播③真空中传播的速度一样大④蓝牙的波长比近场通讯的大上述哪些说法是正确的________。(选填序号)
解：(1)A阶段0～5 min消耗的电能：WA＝PAtA＝22 W×5×60 s＝6 600 J；B阶段5 min－10 min消耗的电能：WB＝PBtB＝18 W×5×60 s＝5 400 J；0～10 min数据线和手消耗的总电能：W＝WA＋WB＝6 600 J＋5 400 J＝1 2000 J；
(3)充电过程中数据线阻值不变，tA＝tD，IA＞ID，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，QA＞QD，所以A段产生的热量多。(4)①无线电波的范围为106 Hz～1012 Hz，“近场通讯”、“蓝牙”功能分别使用1.356×107 Hz、2.4×109 Hz，在无线电波的范围内，故它们都是电磁波。故①正确；②“近场通讯”、“蓝牙”都是电磁波，电磁波可以在真空中传播；故②正确；电磁波的传播速度为一定值，都为3×108 m/s，故③正确；④根据c＝λf知λ与f成反比，因为“蓝牙”频率高，故蓝牙波长短，故④错误。
28．(2017，东营)进入三月份以来，东营街头出现了一种共享电动汽车。下表是这种汽车的主要参数。(g取10 N/kg)(导学号 14184208)(1)电动机是电动汽车的核心部分，电动机工作时能量的转化是____________。电动机的工作原理是____________。
(2)标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是多少？(3)乙图是电动汽车行驶在某路段的路程与时间图象，标准承载下，电动汽车以此速度匀速行驶1分钟的耗电量为0.4 kW·h，电动机的效率是多少？(4)若某燃油汽车百公里耗油6升，每升油5.5元，电动汽车充电每度0.8元，通过计算比较使用燃油汽车与电动汽车哪种更经济？
综合计算题是综合考查学生理解物理概念，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。这类题型的特点主要有：基础性、过程性、结果合理性、知识的综合性、应用性。
类型一 力学综合计算一、压强、浮力的综合计算压强和浮力的综合计算题往往将密度、受力平衡、固体压强、液体压强、气体压强、阿基米德原理、浮沉条件等知识综合交织在一起进行考查。根据题中条件确定对应的物理计算模型，进而选择恰当的公式或等式，再代入物理量进行计算求解，是解答该类试题的基本方法。
【例】(2017，青岛)小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。请画出与解题过程相应的受力分析示意图。(1)物体A的质量为50 kg，它的重力是多少？
(2)如图甲所示，小雨对绳子自由端的拉力为150 N时，地面对物体A的支持力是100 N。为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，并利用它将物体A在空气中匀速提升了2 m，小雨做的功是多少？(3)小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为1.5×103 kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中，拉力F随时间t变化的图象如图丙所示。已知F2与F1之差为50 N，在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%。液体密度是多少？
解：(1)物体A的重力：G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N；
(2)如图甲所示，由题意可知，小雨没有把重物A提起来，对A进行受力分析如下图1，由力的平衡条件可得G＝F拉＋F支，滑轮组对A的拉力：F拉＝G－F支＝500 N－100 N＝400 N，根据力的作用是相互的，A对滑轮组的拉力等于滑轮组对A的拉力，由图甲可知，n＝3，对甲滑轮组的动滑轮进行受力分析，如图2所示，由力的平衡条件可得3F＝F拉＋G动，所以动滑轮的重力：G动＝3F－F拉＝3×150 N－400 N＝50 N，为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，对乙图的动滑轮和A物体进行受力分析，如图3：
1．(2017，天水)如图甲所示，不吸水的长方体物块放在底部水平的容器中，物块的质量为0.2 kg，物块的底面积为50 cm2，物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连，当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置，停止注水，此时，物块上表面距水面10 cm，绳子竖直拉直，物块水平静止，绳子的拉力为2 N。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg。求：(导学号 14184181)(1)物块的重力；
(2)物块的密度；(3)注水过程中，绳子刚好竖直拉直时到图乙所示位置时，水对物块下表面压强的变化范围。
2．(2017，重庆A改编)不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端，位于水平地面上的圆柱形容器内，杆上端固定不动，如图甲所示，现缓慢向容器内注入适量的水，水对容器的压强p与注水体积V的变化关系如图乙所示。(导学号 14184182)(1)当p＝600 Pa时，求容器中水的深度。(2)若ρA＝0.5 g/cm3，当注水体积V＝880 cm3时，求杆对A的作用力大小。
3．(2017，重庆B)如图甲所示为中国首艘国产航母001 A下水时的情景。某中学物理兴趣小组的同学在实验室模拟航母下水前的一个过程，他们将一个质量为2 kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部，该柱形容器质量为6 kg，底面积为0.03 m2，高为0.4 m，如图乙所示。现在向容器中加水，当加水深度为0.1 m时，模型刚好离开容器底部，如图丙所示，继续加水直到深度为0.38 m，然后将一质量为0.9 kg的舰载机模型轻放在航母模型上，静止后它们一起漂浮在水面。求：(导学号 14184183)
(1)图丙中水对容器底部的压强为多少帕？(2)图丙中航母模型浸入水中的体积为多少立方米？(3)放上舰载机后整个装置静止时，相对于水深为0.38 m时，容器对水平地面的压强增加了多少帕？
解：(1)由题意可知，图丙中水的深度h＝0.1 m，则图丙中水对容器底部的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1×103 Pa。
二、简单机械的综合计算杠杆、滑轮和斜面等三种简单机械是该类试题考查的对象，杠杆平衡条件、滑轮组省力规律是试题重要的考查内容，而将功、功率和机械效率的知识糅杂其中的试题，更是屡见不鲜。
4．(2017，泰安)如图所示是工人利用滑轮组提升重为810 N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1 m/s，工人拉力F的功率为90 W，物体上升10 s，拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60 J，不计绳重。求：(导学号 14184184)(1)工人拉绳子的速度；(2)滑轮组的机械效率；(3)滑轮组中的动滑轮的重力。
5．(8分)(2017，枣庄)如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10 m，物体重G＝4×103 N，汽车重G车＝3×104 N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2×103 N，汽车受到的阻力为车重的0.05 倍。请计算：(导学号 14184185)(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？(2)滑轮组的机械效率是多少？(保留一位小数)(3)汽车的牵引力是多大？(4)将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？
(3)由题意可得，汽车受到的阻力为：f＝0.05 G车＝0.05×3×104 N＝1500 N；汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；由力的平衡条件可得牵引力：F牵＝F拉＋f＝2×103 N＋1500 N＝3500 N。(4)汽车运动的距离：s车＝s绳＝3h＝3×10 m＝30 m；牵引力做功为：W牵＝F牵s车＝3500 N×30 m＝1.05×105 J。
三、力学综合计算该类题型综合了力学中的诸多知识点整合在杠杆、滑轮组等常见的简单机械中，综合考查压强和浮力的计算，功、功率和机械效率的计算，难度较大。
6．(2017，德州)如图1所示是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30 m，宽15 m，排水量60 t，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105 W，假设接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2中甲所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图2中乙所示。(g取10 N/kg)求：(导学号 14184186)
(1)满载时太阳能船受到的浮力；(2)第50 s到第100 s内牵引力做的功；(3)第50 s到第100 s的运动过程中，太阳能驱动船的效率。
7．(2017，绵阳)蛟龙AG600水陆两栖飞机是我国自主研制的“三个大飞机”(运－20、AG600和G919)之一，被誉为国之重器。AG600主要用于大型灭火和水上救援，可以从地面起飞和降落，也可以从水面起飞和降落，2017年2月13日，实现全部四台发动机试车成功，之后又进行了系列测试。AG600空载时质量为41.5 t，最多可储水12 t。(取g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)(导学号 14184187)(1)某次试飞前，AG600蓄满水后静止在某湖面上，求其排开湖水的体积。
(2)在水面滑行测试中，AG600蓄一定质量的水，发动机牵引力的实际总功率为2 500 kW，飞机在水面上以36 km/h的速度匀速滑行了1 min，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍。求所蓄水的质量。(3)在一次灭火演习测试中，AG600蓄水后以最大巡航速度飞往假象火场并盘旋在火场上方155 m处，分次将所蓄水投下，每次投水100 kg，投下的水下落过程中由于重力和空气阻力的作用，先加速运动后匀速运动，匀速运动的速度是10 m/s，运动时间是14 s，加速过程的平均速度是匀速运动速度的0.25倍。求一次所投的水在下落过程中重力做功的平均功率。
8．(2017，南充)如图所示，杠杆MON在水平位置保持静止，A、B是实心柱形物体，它们受到的重力分别是GA＝13.8 N，GB＝10 N，B的底面积SB＝40 cm2，柱形容器中装有水，此时水的深度h1＝12 cm，容器的底面积S容＝200 cm2，B物体底面离容器底的距离h0＝5 cm，已知MO∶ON＝2∶3，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg。求：(导学号 14184188)1)水对容器底的压强和水对B物体的浮力。(2)A物体对水平地面的压力。(3)若打开开关K缓慢放水，当A物体对水平地面压力刚好为零时，容器中所放出水的质量有多大？
解：(1)水对容器底的压强：p水＝ρ水gh1＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m＝1 200 Pa；B排开水的体积：V排＝SB(h1－h0)＝40 cm2×(12 cm－5 cm)＝280 cm3＝2.8×10－4 m3，水对B物体的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2.8×10－4 m3＝2.8 N。
9．(2017，滨州)把一棱长为10 cm，质量为8 kg的正方体实心金属块，放入水平放置装水的平底圆柱形容器中。如图甲所示，金属块下沉后静止在容器底部(金属块与容器底部并未紧密接触)，水的密度是1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：(1)金属块的密度；(导学号 14184189)(2)金属块受到的浮力；(3)金属块对容器底部的压强；(4)若用图乙所示的滑轮组，把金属块在水中匀速提升30 cm(金属块未露出水面，忽略水对物体的阻力)，此过程滑轮组的机械效率为70%，那么绳子自由端的拉力F大小是多少？
【例】(2017，聊城)如图所示，电源电压保持12 V不变，电阻R1＝50 Ω，只闭合开关S3，将滑动变阻器滑片P移到中点时，电流表示数为0.2 A，小灯泡L的实际功率为1.8 W；电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求：(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，通过R1的电流是多少？(2)小灯泡的电阻是多少？只闭合开关S3，滑片P在中点时，电压表的示数是多少？(3)在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率是多少？
10．(2017，连云港)小灯泡作为中学最常使用的电学元件之一，通常认为其电阻不随温度而发生变化，但在实际应用中其电阻并非定值，现设计一个测量某种型号小灯泡I—U图象的电路如图甲所示，电源电压恒为6 V，滑动变阻器最大电阻为30 Ω。(导学号 14184190)
11．(2017，重庆B)如表所示为某电烤箱的铭牌，高温挡额定功率模糊不清。如图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图。R1和R2均为电热丝，R2＝72.6 Ω。电烤箱开关接1时是低温挡，接2时是高温挡，求：(导学号 14184191)
(1)电烤箱在低温挡正常工作10 min电流做的功；(2)R1的阻值；(3)在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“3 000 imp/(kW·h)”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2 min，求此时家庭电路两端的实际电压。
12．(2017，义乌)某兴趣小组设计的“温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合、温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200 V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40 Ω。求：
(1)当指示灯亮时，温度控制器处于________(填“加热”或“恒温”)状态。(2)指示灯的电阻值。(3)加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。(4)温度控制正常时，记录灯泡在一段时间内规律性亮灭情况如图乙所示，则温度控制器1小时所消耗的电能。(导学号 14184192)
13．(2017，大庆)如图(a)所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流变化关系如图(b)所示。(导学号 14184193)(1)求电源的电压U和滑动变阻器的最大阻值Rm。(2)当电流I＝1.0 A时，求电阻R1与R2消耗的功率之比P1∶P2。(3)写出电压表V2的示数与通过电阻R2的电流变化关系式，并写出V2大小的变化范围。
(2)当电流I″＝1.0 A时，由图象可得，U1＝4 V，则R2两端的电压：U2＝U－U1＝6 V－4 V＝2 V，电阻R1与R2消耗的功率分别为：P1＝U1I″＝4 V×1.0 A＝4 W；P2＝U2I″＝2 V×1.0 A＝2 W；电阻R1与R2消耗的功率之比P1∶P2＝4 W∶2 W＝2∶1。(3)V2测滑动变阻器R2的电压，电压表V2的示数与通过电阻R2的电流变化关系式：U2＝U－IR1＝6 V－I×4 Ω；当P在A端时，V2的示数为0 V；当P在B端时，R1两端电压最小，由图象可知UR1＝2 V，则U2＝U－UR1＝6 V－2 V＝4 V；所以电压表V2示数的变化范围为：0～4 V。
14．(2017，镇江)建设居民楼雨水蓄水系统是镇江市海绵城市建设项目之一，让市民不再“城市看海”。如图是小明设计的地下蓄水池(未画出)水位监测及排水电路，R为电阻箱，RF为置于池底的压力敏感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而变化，已知：电压U＝12 V；当电磁铁线圈中的电流I≤0.04 A时，铁质开关K被释放，当I≥0.048 A时，K被吸上，从而通过控制池底水泵将水位保持在一定的范围内；电磁铁线圈电阻不计，RF的阻值随池内水位变化关系如图所示。(导学号 14184194)
(1)当池内水位升高时，RF受到水的压力将变________；(2)请在如图中接入一电压表，要求当水位升高时电压表的示数增大。(3)若此电路能控制池内的最低水位0.5 m，求所能控制的最高水位。(4)为既能调高池内最高水位，又能使池内最高与最低水位的高度差保持不变，小明采取了减小R的调节方案，该该方案是________的(填“可行”或“不可行”)，你的理由是_____________________________________。
(4)R的阻值调小时，RF1和FF2的阻值都会增大，所以池内最高水位也会增大，但是最高和最低水位时，RF的对应的阻值差(RF1－RF2)却保持不变，由图象可知池内最高与最低水位的高度差ΔH会增大。
15．(2017，东营)某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图所示，此时处于空挡位置。闭合开关S，旋钮绕P转动，实现挡位转换，旋至1挡时R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2挡时R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22 Ω，主要参数如下表。(c水＝4.2×103 J/(kg·℃))(导学号 14184195)
(1)洗衣机内注入10 kg的水，在额定电压下连续加热1 050 s，水温由20 ℃上升到50 ℃，此过程中的加热效率是多少？(2)R2阻值是多少？(3)洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？
(4)防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电阻为1×105 Ω，人体的安全电压不高于36 V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全。
16．(2017，宜宾)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端，测得电阻R1两端的电压与通过R1的电流的变化关系如图乙所示。求：(导学号 14184196)(1)电阻R1的阻值；(2)变阻器R2的最大阻值；(3)电压表V2的示数变化范围；(4)变阻器R2的最大电功率。
(3)当滑片位于a端时，电路为R1的简单电路，电压表V2的示数最小为0 V，当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电压表V2的示数最大，最大为16 V，所以，电压表V2的示数变化范围为0～16 V。
17．(2017，泰安)小明同学设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6 V，R0为定值电阻，指示灯规格均为“6 V 3 W”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电压与电流的变化规律如下表所示：
(1)若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点________(填“1和2”“2和3”“3和4”或“4和5”)接通。(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变化规律如图乙所示，已知当右转指示灯微弱发光时，右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1∶4，求定值电阻R0的阻值。(3)右转指示灯交替闪烁工作15 s时，求指示灯和R0消耗的电能分别是多少？(导学号 14184197)
(3)由图乙可知，右转指示灯交替闪烁工作15 s内，亮、暗发光的时间分别为t1＝5 s、t2＝10 s；消耗的电能分别是：W1＝Pt1＝3 W×5 s＝15 J；W2＝ULIt2＝1.2 V×0.12 A×10 s＝1.44 J；灯消耗的总电能为：W＝W1＋W2＝15 J＋1.44 J＝16.44 J；灯泡正常发光时，R0不工作，灯泡发光较暗时，R0工作，故15 s内R0工作的时间为t＝10 s，则R0消耗的电能为：W0＝U0It＝4.8 V×0.12 A×10 s＝5.76 J。
类型三 力、热、电综合该类题型综合多种物理知识点，紧密联系生活实际，立意于新的物理情景，知识跨度大，综合性强，难度高，解题过程中，应结合题中条件，联系对应的物理模型，选择适当的物理知识分析求解。【例】(2017，嘉兴)最近我市出现了许多共享电动汽车，这种新型低碳的交通工具，深受市民的喜爱。某品牌电动汽车的部分参数如下表所示。请回答：
(1)如图1所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。刷卡所用的原理是__________。
(2)某次启动后，汽车显示屏上出现如图2所示的输出电压与电流，求此时电动汽车的输出功率为多少瓦？(3)根据表中的数据，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要多少时间？充满电后，该车在水平地面上匀速行驶的最大距离为140千米，则行驶时该车受到的阻力为多少牛。
一、电、热综合计算18．(2017，随州)小洋妈妈在国外旅游时买了一台家用智能电热马桶盖(如图甲所示)，小洋从此立志学好物理，长大后创新设计推进“中国造”。图乙是小洋设计的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻(表示两个电热丝)，单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能(见下表)。(导学号 14184198)
(1)求R1和R2的阻值；(2)求出表中的“Px”；(3)老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升高4 ℃，则用“中温挡”加热的方式需要多长时间。(设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m＝500 g，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103 J/(kg·℃))
19．(2017，江西)如图所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式。该电热水壶有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为500 W。求：(导学号 14184199)
(1)电热水壶调至中温挡正常加热，将2 kg温度为30 ℃的水烧开(标准大气压下)需要20 min，水所吸收的热量及电热水壶的效率；(2)电热水壶高温度挡的额定功率；(3)若某次电热水壶用高温档加热0.1 h，耗电0.09 kW·h，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作？
20．(2017，孝感)小芳给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲所示，足浴器某次正常工作时， 加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙所示，求：
(1)此时足浴器的工作电流。(计算结果保留一位小数)。(2)足浴器装入最大容量初温为25 ℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。(3)上述加热过程用时15 min，该足浴器热效率。(4)整个加热过程中，水温降至40 ℃时，足浴器自动加热至45 ℃，水温随时间变化的图象如图丙所示。当水温第一次加热至45 ℃时，小芳开始给爷爷足浴1小时，求这次足浴给水加热消耗的电能。(导学号 14184200)
21．(2017，威海)某生态园设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图所示，电源电压恒为220 V，R1和R2是两个电热丝(不考虑温度对电阻的影响)，R2＝30 Ω，L是标有“220 V 160 W”的照明灯泡，白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10 h，此时R1和R2的电功率之比为1∶3，晚上温度较低的时候，需开启加热和照明功能。灯泡正常发光此状态下系统也需连续工作10 h，q沼汽＝1.8×107 J/m3，请解答下列问题：(导学号 14184201)
(1)晚上工作时电路的总功率是多大？(2)若一天中工作的20 h内电热丝放出的热量完全由该生态园自产的沼气提供，其热效率为50%，则每天需要完全燃烧多少m3的沼气？
二、力、电综合计算22．(2017，无锡)图甲是某型号视频展示台，其摄像头中的镜头相当于一个焦距可调的凸透镜，使用时，将物品放在展示台的投影面板上。(导学号 14184202)(1)该视频展示台摄像头的镜头焦距可调范围为5.4 mm～64.8 mm，把一张照片放在投影面板上，镜头离投影面板的距离为40 cm，照片通过镜头成的像是________A．放大的实像 B．缩小的实像C．放大的虚像 D．缩小的虚像
(2)与视频展示台配套使用的投影幕是依靠电动机来控制升降的，小明用如图乙所示的电路进行模拟研究，电路中直流电动机的线圈电阻为2 Ω，R0为阻值是10 Ω的定值电阻，电源电压保持12 V不变，闭合开关S，当电动机正常工作时，匀速提升重为0.4 N的物体，此时电压表示数为6 V，求：
①电动机正常工作时，通过电阻R0的电流是多大？②电动机正常工作2秒所消耗的电能是多少？③若电动机正常工作时，有5%的机械能用来提升物体，物体在2秒内上升的高度是多少？
23．(2017，西宁)物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪，如图甲所示，它主要是由探头A和控制盒B构成，它们之间用有绝缘皮的细导线相连形成回路。其中探头A是一个底面积为1×10－3 m2、高0.1 m、重4 N的实心圆柱体，探头A的底部有压敏电阻R(R与水接触的表面涂有绝缘漆，R的体积和重力均不计)，工作时底部始终与水平面相平，压敏电阻R的阻值随表面压力大小的变化如图乙所示。A和B间的电路连线如图丙所示，其中电源电压恒为3 V，电流表改装成深度表(导线的重力与体积均不计)。兴趣小组的同学将探头A缓慢放入水中，求(g＝10 N/kg)：
(1)探头A的密度是多少？(2)探头A一半体积浸入水中时，底部受到水的压强是多少？(3)探头A全部浸入水中时(不接触池底)，导线对探头A的拉力是多少？(4)将探头A投入水池中某深度处(不接触池底)，电流表示数为0.4 A，则此处水的深度为多少？(导学号 14184203)
24．(2017，山西)小明携带质量为10 kg的行李箱从太原到运城，选择了尾气零排放的动车组D2503次列车出行。经查询，D2503次列车时刻表如表。若该动车组列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.8×105 N，供电电路输入动车组列车的电功率恒为2×107 W。
请你根据以上信息，解决下列问题：问题一：若小明的行李箱底部与列车行李架的接触面积为0.2 m2，求此行李箱对水平行李架的压强。(g取10 N/kg)问题二：求该动车组列车从太原南站到运城北站牵引力所做的功。问题三：求该动车组列车从太原南站到运城北站将电能转化为机械能的效率。问题四：若大型客运燃油汽车运行中做的功与该动车组列车从太原南站至运城北站牵引力所做的功相等，求该燃油汽车排放气态污染物的质量。(大型客运燃油汽车每做1焦耳的功排放气态污染物5×10－6g)。(导学号 14184204)
25．(2017，温州)某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲所示，控制电路电源电压U1＝12 V，R0为定值电阻，Rr为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，压敏电阻Rr放置于水箱底部(如图乙所示)，其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表所示，工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2＝220 V。圆柱体水箱底面积S＝0.4 m2，当水箱内的水位上升到2 m时，通过电磁铁线圈的电流I水＝0.1 A，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流示数I1＝1 A，当水位下降到1 m时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2＝2 A。(导学号 14184205)
(1)当水箱内水位达到2 m时，控制电路中压敏电阻Rr的功率为____W。(2)当水箱内水位下降到1 m时，通电电磁铁线圈的电流Ib为多少A?(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001 m3，注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005 m3，求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。
解：(1)由图知，控制电路中R0、Rr电磁铁丝圈串联，由表中数据知，当水箱内水位达到2米时，Rr＝60 Ω，控制电路中电流I水＝0.1 A，所以Rr的功率：Pr＝I水2Rr＝(0.1 A)2×60 Ω＝0.6 W；
三、力、热综合计算26．(2017，内江)汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例，决定了汽车的动力性能和经济性能。某汽车四冲程汽油发动机的气缸总排量为2 L(发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为气缸排量)，发动机工作时，吸入气缸的是由汽油和空气所形成的混合物，混合物的密度ρ＝1.44 kg/m3，汽油和空气的质量比为1∶15，汽油的热值q＝4.5×107 J/kg。如果发动机曲轴在1 min转动3×103 转，发动机的效率为40%，那么在这种情况下：(导学号 14184206)
(1)汽车在1 min做的有用功是多少？(2)汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为f＝3×103 N，汽车行驶的速度是多少？
四、力、电、热综合计算27．(2017，广州)如图是某手机充电示意图及简化电路图。如下表是充电过程中某些时段相关数据。(导学号 14184207)
(1)求0～10 min数据线和手机消耗的总电能。(2)求D阶段流经数据线的电流。(3)充电过程中数据线阻值可认为不变，分析数据线在A、D哪段时间产生的热量多。
(4)智能手机的“近场通讯”、“篮牙”功能分别使用1.356×107 Hz、2.4×109 Hz这两个波段的电磁波进行通迅(如图2)。近场通讯、蓝牙使用的电磁波。①都是无线电波②都能在真空传播③真空中传播的速度一样大④蓝牙的波长比近场通讯的大上述哪些说法是正确的________。(选填序号)
解：(1)A阶段0～5 min消耗的电能：WA＝PAtA＝22 W×5×60 s＝6 600 J；B阶段5 min－10 min消耗的电能：WB＝PBtB＝18 W×5×60 s＝5 400 J；0～10 min数据线和手消耗的总电能：W＝WA＋WB＝6 600 J＋5 400 J＝1 2000 J；
(3)充电过程中数据线阻值不变，tA＝tD，IA＞ID，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，QA＞QD，所以A段产生的热量多。(4)①无线电波的范围为106 Hz～1012 Hz，“近场通讯”、“蓝牙”功能分别使用1.356×107 Hz、2.4×109 Hz，在无线电波的范围内，故它们都是电磁波。故①正确；②“近场通讯”、“蓝牙”都是电磁波，电磁波可以在真空中传播；故②正确；电磁波的传播速度为一定值，都为3×108 m/s，故③正确；④根据c＝λf知λ与f成反比，因为“蓝牙”频率高，故蓝牙波长短，故④错误。
28．(2017，东营)进入三月份以来，东营街头出现了一种共享电动汽车。下表是这种汽车的主要参数。(g取10 N/kg)(导学号 14184208)(1)电动机是电动汽车的核心部分，电动机工作时能量的转化是____________。电动机的工作原理是____________。
(2)标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是多少？(3)乙图是电动汽车行驶在某路段的路程与时间图象，标准承载下，电动汽车以此速度匀速行驶1分钟的耗电量为0.4 kW·h，电动机的效率是多少？(4)若某燃油汽车百公里耗油6升，每升油5.5元，电动汽车充电每度0.8元，通过计算比较使用燃油汽车与电动汽车哪种更经济？
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