專題二十一 學(xué)科內(nèi)綜合題 中考真題演練

第頁(yè)專題二十一學(xué)科內(nèi)綜合題一、選擇題1．(2013·北京)如圖是利用滑輪組勻速提升水中圓柱體M的示意圖，滑輪組固定在鋼架上，滑輪組中的兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等，繞在滑輪組上的繩子能承受的最大拉力為900N，連接圓柱體M與動(dòng)滑輪掛鉤的繩子能承受的最大拉力為3000N．圓柱體M高為3m，底面積為0.02m2，密度為4.5×103kg/m3.在繩端拉力F作用下，圓柱體M從其下表面距水面15m處勻速上升到其上表面與水面相平的過程中用了3min，在這個(gè)過程中，拉力F的功率為160W，滑輪組的機(jī)械效率為η，鋼架對(duì)定滑輪的拉力為T.在圓柱體M被緩慢拉出水的過程中，圓柱體M的下表面受到水的壓強(qiáng)為p.不計(jì)繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力，g取10N/kg.下列選項(xiàng)中正確的是 ()A．壓強(qiáng)p的最小值為15000PaB．拉力T的大小為2700NC．拉力F的大小為640ND．滑輪組的機(jī)械效率為90%解析對(duì)動(dòng)滑輪和物體整體受力分析如圖1所示，對(duì)定滑輪做受力分析如圖2所示．∵h(yuǎn)＝3mS＝0.02m2∴V＝0.06m3∴F?。溅阉甮V＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m3＝600Neq\f(GM,F浮)＝eq\f(ρ,ρ水)?GM＝4.5F?。?700N由已知可知：v＝eq\f(15m－3m,180s)＝eq\f(1,15)m/s∵P＝F·3v＝160W?∴F＝800N因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤．由平衡條件：F?。?F＝G輪＋GM代入數(shù)據(jù)可得：G輪＝300NT＝2F＋G輪＝1600N＋300N＝1900N因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤η＝eq\f(GM－F浮,GM＋G輪－F浮)＝eq\f(2100N,2400N)＝87.5%因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤．由已知Fmax＝900N，Tmax＝3000N可知，F(xiàn)浮min＝300N.∵F浮min＝Pmin·S∴Pmin＝eq\f(F浮min,S)＝eq\f(300N,0.02m2)＝1.5×104Pa因此A選項(xiàng)正確．答案A2．★(2014·浙江嘉興，17，8分)隨著生活水平的提高，掃地機(jī)器人逐步進(jìn)入普通家庭，掃地機(jī)器人具有主動(dòng)躲避障礙物、自動(dòng)吸塵、自動(dòng)返回充電等諸多智能功能，如圖是某款掃地機(jī)器人及銘牌上的部分參數(shù)，請(qǐng)回答下列有關(guān)問題：(1)機(jī)器人吸塵的工作原理是通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)內(nèi)部壓強(qiáng)________，從而使雜物進(jìn)入吸塵器．(2)電池容量“2000mAh”是指當(dāng)工作電流為2000mA時(shí)，能持續(xù)供電1小時(shí)．若充滿電后所有電量用于掃地，則可供機(jī)器人持續(xù)正常工作多長(zhǎng)時(shí)間？(3)機(jī)器人的供電系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)充電功能，當(dāng)檢測(cè)到電池容量低至10%時(shí)會(huì)自動(dòng)返回充電．若返回過程中受到的阻力為20N，為確保機(jī)器人能順利返回充電，需要充電時(shí)離充電座最遠(yuǎn)為多少米？(剩余電池容量的40%用于提供克服阻力做功)項(xiàng)目指標(biāo)參數(shù)工作電壓15V功率30W電池容量2000mAh解析(1)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將內(nèi)部空氣排出去，空氣變稀薄，壓強(qiáng)變小，在外界大氣壓的作用下，將雜物壓入吸塵器．(2)吸塵器工作電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(30W,15V)＝2A，故可工作時(shí)間為t＝eq\f(2000mAh,2A)＝1h．(3)充電時(shí)剩余電量為2000mAh×10%＝200mAh，能量為W總＝UIt＝15V×200mAh＝15V×0.2A×3600s＝10800J．克服阻力做的功W有用＝ηW總＝40%×10800J＝4320J，可運(yùn)動(dòng)的最大距離：s＝eq\f(W有用,f)＝216m.答案(1)減小(2)1h(3)216m3．(2014·湖北鄂州，38，6分)小華同學(xué)為探究水流對(duì)不同形狀物體的沖擊力，設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，如圖甲所示．電源電壓保持3V不變，電流表量程為0～1A，電阻不計(jì)，粗細(xì)均勻的電阻絲MN全長(zhǎng)12cm，總電阻為9Ω，它的阻值與其接入電路的長(zhǎng)度成正比．水平光滑桿AB上套有彈簧，彈簧彈力與其伸長(zhǎng)量x的關(guān)系如圖乙所示，彈簧左端固定，右端連接有滑塊，滑塊與滑片P、物體Q通過硬桿相連．滑片與電阻絲始終保持良好接觸．水流沖擊力為零時(shí)，滑片P剛好與電阻絲左端相接觸，此時(shí)電流表滿偏．測(cè)量時(shí)，滑塊穩(wěn)定后，小華通過電流表示數(shù)可計(jì)算出物體受到的水流沖擊力大?。滓?1)電阻R0的阻值為多少？(2)當(dāng)電流表讀數(shù)為0.5A時(shí)，物體所受的沖擊力大小為多少？解析(1)電流表滿偏時(shí)，電流I＝1AR0＝eq\f(U,I)＝eq\f(3V,1A)＝3Ω(2)電流為I＇＝0.5A時(shí)電阻絲電阻R＝eq\f(U,I′)－R0＝eq\f(3V,0.5A)－3Ω＝3Ω接入電路的長(zhǎng)度為4cm由圖知：F＝kx；k＝4N/cm當(dāng)x＝4cm時(shí)F＝16N答案(1)3Ω(2)16N4．(2013·福建福州，17，2分)豆?jié){機(jī)的機(jī)頭主要由一個(gè)電熱器和一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的打漿器組成，制作豆?jié){的過程是先加熱，再打漿，再加熱煮熟，即加熱和打漿交替進(jìn)行．由此可知，豆?jié){機(jī)中的電動(dòng)機(jī)和電熱器是________聯(lián)的．若把1.5kg的清水放入豆?jié){機(jī)中，從25℃加熱到85℃，水吸收的熱量是________J，在加熱過程中，電能轉(zhuǎn)化為________能．[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]解析(1)加熱和打漿交替進(jìn)行，互不影響，所以電動(dòng)機(jī)和電熱器是并聯(lián)的；(2)水吸收的熱量：Q＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(85℃－25℃)＝3.78×105J；(3)在加熱過程中，電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．答案并3.78×105內(nèi)5．(2013·江蘇連云港，15)為節(jié)能環(huán)保，連云港市的出租車采用天然氣作燃料．某出租車重為1.2×104N，每個(gè)輪子與地面的接觸面積為0.03m2，該車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為________Pa.一乘客乘坐該車去90km外的某地，用了1.5h，消耗天然氣4kg，則該車的平均速度為________km/h.假設(shè)天然氣完全燃燒，將釋放_(tái)_______J的熱量(天然氣的熱值q＝4.4×107J/kg)．答案105601.76×1086．(2012·遼寧丹東，39，7分)伴隨著“環(huán)保低碳、節(jié)能減排”的生活新理念，太陽(yáng)能汽車營(yíng)運(yùn)而生．這款汽車?yán)锰?yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動(dòng)機(jī)為汽車提供動(dòng)力．若電池板提供給電動(dòng)機(jī)的功率為1600W，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電流為10A．求：(1)電池板提供給電動(dòng)機(jī)的電壓為多少？(2)如果電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%，汽車的功率為多少？(3)如果該車在30min內(nèi)沿直線勻速行駛的距離為18km，則車受到的阻力為多少？答案(1)160V(2)1200W(3)120N7．(2011·重慶，21)在新農(nóng)村建設(shè)中很多樓房頂上裝有如圖所示的太陽(yáng)能熱水器，下圖是內(nèi)部水箱的結(jié)構(gòu)示意圖．S1是自動(dòng)溫控開關(guān)，當(dāng)水溫低于20℃時(shí)閉合，輔助加熱電阻R開始加熱；當(dāng)水溫高于60℃時(shí)斷開，輔助加熱電阻R停止加熱．A、B是水箱中兩個(gè)相同的實(shí)心圓柱體，密度為1.8×103kg/m3，懸掛在水箱頂部的壓力傳感開關(guān)S2上．當(dāng)S2受到豎直向下的拉力達(dá)到16N時(shí)閉合，電動(dòng)水泵M開始向水箱注水；當(dāng)拉力小于等于10N時(shí)，S2斷開，電動(dòng)水泵M停止注水．取g＝10N/kg.求：(1)若水箱內(nèi)有100kg的水，夜晚在輔助加熱系統(tǒng)作用下，水溫升高了20℃，水吸收的熱量．[c水＝4.2×103J/(kg·℃)](2)A、B的體積均為500cm3，A、B的總重力．(3)正常情況下水箱中的水面最高時(shí)，A受到的浮力．(開關(guān)S2下的細(xì)繩和A、B間的細(xì)繩質(zhì)量與體積均忽略不計(jì)．)答案(1)8.4×106J(2)18N(3)3N8．(2012·山東濱州，23，11分)為節(jié)約能源，某型號(hào)汽車在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，通過小型發(fā)電機(jī)將減速運(yùn)動(dòng)過程的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中．表中所示是該型號(hào)汽車的部分技術(shù)參數(shù)，其中，耗油量是指汽車正常行駛100km消耗燃油的體積．(燃油的密度ρ＝0.7×103kg/m3，熱值q＝4.6×107J/kg)××型汽車總質(zhì)量(kg)1200儲(chǔ)能效率(%)60耗油量(L/100km)10(1)發(fā)電機(jī)的工作原理是________．發(fā)電過程中，動(dòng)能除了轉(zhuǎn)化為電能外，由于線圈有電阻，還有部分能量轉(zhuǎn)化為________能．(2)據(jù)表中信息，求汽車正常行駛100km消耗燃油的質(zhì)量和完全燃燒這些燃油產(chǎn)生的熱量．(3)若汽車沿平直公路在800N的牽引力作用下，以25m/s的速度勻速行駛1000m，求此過程中，汽車牽引力做的功和牽引力的功率．解析(1)發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；在發(fā)電過程中，動(dòng)能除了轉(zhuǎn)化為電能外，由于線圈有電阻，還有部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；(2)汽油的體積：V＝10L＝10×10－3m3，汽油的質(zhì)量：m＝ρV＝0.7×103kg/m3×10×10－3m3＝7kg，完全燃燒這些燃油產(chǎn)生的熱量：Q放＝mq＝7kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J；(3)汽車牽引力做的功：W＝Fs＝800N×1000m＝8×105J，牽引力的功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv＝800N×25m/s＝2×104W.答案(1)電磁感應(yīng)內(nèi)(2)7kg3.22×108J(3)8×105J2×104W9．(2013·湖北武漢，28，8分)如圖所示是八浮子波浪發(fā)電機(jī)的俯視圖．當(dāng)浮子隨著海面波浪向上浮動(dòng)時(shí)，會(huì)通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電．已知每個(gè)浮子的重力為20N，體積為0.016m3，若它在水中上浮帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，露出水面的體積為0.004m3，則：(1)每個(gè)浮子上浮帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，受到的浮力是多少N?(2)當(dāng)海浪的波高為3m、起伏周期為6s時(shí)，假設(shè)浮子沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，平均每秒每個(gè)浮子帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)勻速上浮的高度為0.8m，傳動(dòng)裝置和發(fā)電機(jī)的總效率為30%，求：①每個(gè)浮子對(duì)與之相連的硬桿產(chǎn)生的豎直向上的推力是多少N?②波浪發(fā)電機(jī)的輸出功率是多少W?解析(1)F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.016m3－0.004m3)＝120N.(2)①硬桿對(duì)浮子豎直向下的作用力F＝F浮－G＝120N－20N＝100N，浮子對(duì)硬桿豎直向上的推力F′＝F＝100N.②每秒內(nèi)8個(gè)浮子對(duì)硬桿豎直向上的推力所做的總功：W總＝F′s×8＝100N×0.8m×8＝640J，波浪發(fā)電機(jī)輸出的電能W電＝ηW總＝30%×640J＝192J，波浪發(fā)電機(jī)輸出功率P＝eq\f(W電,t)＝eq\f(192J,1s)＝192W.答案(1)120N(2)①100N②192W10．★(2013·廣東廣州，20，9分)效率是30%，水平叉臂面積為1m2的電動(dòng)叉車(如圖甲)，托著重量為6000N，底面積為6m2的貨物(如圖乙)，5s內(nèi)從A點(diǎn)勻速水平移動(dòng)到B點(diǎn)，再?gòu)腂點(diǎn)勻速豎直提升10s到達(dá)C點(diǎn)，所用時(shí)間及各點(diǎn)間距離如丙圖所示．求：(1)A到B過程，貨物對(duì)叉臂的壓強(qiáng)．(2)A到C過程，叉車對(duì)貨物的支持力做的功；(3)B到C過程，叉車對(duì)貨物做功的功率；(4)B到C過程，叉車消耗的電能．解析(1)A到B過程中，貨物對(duì)叉臂的壓力為貨物的重6000N，受力面積為叉臂面積1m2.由固體壓強(qiáng)公式：p＝eq\f(F,S)＝eq\f(6000N,1m2)＝6000Pa.(2)A到C過程中，叉車對(duì)貨物支持力只在B到C過程做功，支持力做的功為：W＝Fs＝6000N×1m＝6000J.(3)B到C過程中叉車對(duì)貨物做功功率為：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(6000J,10s)＝600W.(4)由(2)知，叉車對(duì)貨物做的有用功為W＝6000J，其效率為30%，故叉車消耗的電能為：W電＝eq\f(W,η)＝eq\f(6000J,30%)＝2×104J.答案(1)6000Pa(2)6000J(3)600W(4)2×104J11．(2013·甘肅慶陽(yáng)，28，6分)電動(dòng)自行車(如圖)是倍受人們青睞的一種交通工具．騎電動(dòng)車時(shí)，蓄電池對(duì)車上電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車提供動(dòng)力．下表是某型號(hào)電動(dòng)自行車主要技術(shù)參數(shù).整車整車質(zhì)量40kg最高車速≤30km/h最大噪聲≤62dB蓄電池蓄電容量0.576kW·h電動(dòng)機(jī)額定電壓48V額定功率240W(1)行駛過程中每個(gè)輪胎與地面的接觸面積為50cm2，當(dāng)一個(gè)質(zhì)量為50kg的中學(xué)生騎著該電動(dòng)自行車在平直的公路上行駛時(shí)，地面受到的壓強(qiáng)是多大？(取g＝10N/kg)(2)若蓄電池儲(chǔ)存能量的80%用于電動(dòng)自行車行駛克服阻力做功，電動(dòng)自行車在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的平均阻力為40N，蓄電池充滿一次電最多能連續(xù)行駛多遠(yuǎn)？(3)從環(huán)保的角度，與摩托車相比，電動(dòng)自行車有什么優(yōu)缺點(diǎn)？(各舉一條)解析(1)地面受到的壓強(qiáng)：p＝eq\f(F,S)＝eq\f(G,S)＝eq\f(（40kg＋50kg）×10N/