第17講 綜合應(yīng)用專題復(fù)習(xí)

綜合應(yīng)用題作為中考試卷中的壓軸題，主要類型有：力學(xué)綜合、電學(xué)綜合、電與力綜合、電與熱綜合、電與能綜合等.這類試題通常以生產(chǎn)和生活中常見的器物和新科技產(chǎn)品為背景，把力、熱、光能、電的知識有機結(jié)合起來，以簡答和計算的綜合形式考查同學(xué)們綜合應(yīng)用、綜合分析和綜合計算的能力.

綜合應(yīng)用題具有開放、新穎、創(chuàng)新、探究、綜合等特點，在力學(xué)綜合中，主要考查壓強、密度、功率、速度等知識，在力、熱、電的綜合中，主要考查電能、電功率、能量轉(zhuǎn)化、熱量、效率等知識.在能量綜合中，主要考查新能源開發(fā)和利用，節(jié)能減排和效率問題，在綜合應(yīng)用題的一個大題中，要把力、熱、光能、電四個知識內(nèi)容中的兩個或三個考點以拼盤的形式設(shè)題，題中主要以問答和計算形式設(shè)有3—4個小問題，每個問題之間既相互聯(lián)系，又相互獨立.在一題的若干小題中，設(shè)置不同難度和層次，要求寫出推理過程和計算過程，針對此類題目，要進行綜合分析，找出不同體系知識的相互區(qū)別與聯(lián)系，將物理知識靈活運用到實際生產(chǎn)生活中，達到活學(xué)活用.

近年來中考試題著力從知識型向能力型轉(zhuǎn)化.綜合應(yīng)用注重學(xué)科知識的內(nèi)在聯(lián)系和整合，考查同學(xué)們處理信息的能力、物理模型的轉(zhuǎn)化能力、計算推理能力.分析綜合能力和表達能力，

在2014年的中考試題中，出現(xiàn)了字母運算的綜合應(yīng)用題，這樣的題目對同學(xué)們思維能力的要求有所提高，這是中考試題的發(fā)展趨勢，預(yù)測2015年綜合應(yīng)用題仍會以生活和生產(chǎn)中的實際問題為載體，以社會熱點問題為素材來考查速度、密度、壓強、功和功率的計算，考查電能、電功率、電熱、能量、效率等的計算，并有物理知識的應(yīng)用和對事物的情感態(tài)度與價值觀的語言表述.

第1節(jié)

重點考點

力學(xué)是初中物理課程的主要內(nèi)容之一.它有六個重要的物理量——速度、密度、壓強、浮力、功和功率，五個主要規(guī)律——牛頓第一定律、二力的平衡條件、液體內(nèi)部壓強規(guī)律、阿基米德原理和杠桿平衡條件，六對容易混淆的概念——重力和壓力、壓力和壓強、漂浮和懸浮、功和功率、功和能、功率和機械效率，在解力學(xué)綜合題時，考查的知識點較多，弄清楚各概念的定義及相互之間的內(nèi)在關(guān)系是解答這類題的關(guān)鍵，

中考常見題型

例1 （2014.錦州）某公園為推進旅游開發(fā)建設(shè)，購進一批旅游觀光艇，其部分技術(shù)參數(shù)如表1（取g=10N/kg），求：

（1）某旅游團隊乘坐觀光艇以最大航速行駛2h，行駛路程是多少？

（2）假設(shè)每位乘客的平均質(zhì)量為60kg，觀光艇滿載乘客時，所受浮力是多少？

（3）該艇以最大航速勻速行駛且發(fā)動機達到最大輸出功率，受到水的阻力是多少？

思路分析：本題考查了速度、浮力、功率計算公式的運用.綜合考查了同學(xué)們分析實際問題的能力.（1）已知速度和時間，用公式s=vt計算路程；（2）漂浮物體所受浮力等于重力；（3）利用功率變形式P= Fv，計算阻力大小，

解：（1）觀光艇以最大航速v最大=45 km/h航行，航行時間t=2h.則通過的路程s=vt=45km/hx2h=90km.

（2）因為觀光艇行駛時處于漂浮狀態(tài)，所以F浮=G總=G艇+GA=（m艇+m人）g=（900kg+20x60kg） xl0N/kg=2.1×104N.

（3）觀光艇的最大功率P=45 kW=4.5 xl04W，觀光艇的最大速度v=45km/h：12.5m/s，則牽引力 4.5×l04w：3600 N，受到水的阻力f=F=3600 N. 12.5 m/s

方法點撥：力學(xué)綜合題中會對力學(xué)的多個知識點進行考查，分清各個量的實際意義，并從題目中找出解題需要的量.力學(xué)解題主要涉及的公式有：密度公式p= ，壓強公式p= ，功的公式 ，功率公式

，機械效率公式

第2節(jié)

重點考點.

電與力綜合題，一般有兩種類型：一是電和力以電能轉(zhuǎn)化為機械能為橋梁結(jié)合在一起，通過電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率公式 把電能與機械能連接在一起，綜合性較強，體現(xiàn)了物理與生活相聯(lián)系的思想.另一類是通過結(jié)合R-F圖象或圖表，綜合考查力學(xué)與電學(xué)公式的應(yīng)用.這類題目中各小問的知識，有力學(xué)量的計算，也有電學(xué)量的計算，它們之間的聯(lián)系一般為電阻和壓力的圖象或圖表，在題目中壓力的變化引起電路中電阻的變化，將“滑片變化與實際測量的變化”現(xiàn)象結(jié)合（如在題中壓力變化會引起滑片位置變化），用電表示數(shù)反映實際測量的量（如測量計）.能從圖象或圖表中獲取電阻與外力的對應(yīng)關(guān)系和所需信息，是解題關(guān)鍵之所在.

中考常見題型

例2 （2014.莆田）某玻璃廠要研發(fā)一款新型玻璃，要求每平方米能承受Sxl05 N的撞擊力.測試時，取一小塊玻璃樣品（質(zhì)量可不計），平放在如圖1甲所示電路中的壓力傳感器上，閉合開關(guān)S，釋放重物，經(jīng)撞擊后玻璃仍完好無損，電流表的示數(shù)隨時間變化的圖象如圖1乙所示（不考慮 時刻之后的情況）.已知壓力傳感器的阻值RN隨壓力F變化的圖象如圖1丙所示，玻璃受到最大撞擊力時與重物的接觸面積 ，電源電壓U=36V，定值電阻 則：

（1）從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時間內(nèi)，電阻Ro兩端的電壓是多少？

（2）玻璃樣品受到的最大撞擊力多大？

（3）請通過計算說明該樣品是否滿足設(shè)計要求.

思路分析：本題是電力綜合題，計算涉及電學(xué)的歐姆定律和力學(xué)的壓強，要用對應(yīng)的知識和公式解決各個問題.從圖象中求出電流是正確解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用串聯(lián)電路特點、歐姆定律、壓強公式即可正確解題，在題中，樣品受到最大撞擊力時有最大電流，應(yīng)用歐姆定律的變形公式求出電阻兩端電壓和此時壓力傳感器電阻阻值，再由R-F圖象找出RN此時對應(yīng)的壓力值，由

求出壓強，再判斷樣品是否符合要求.

（1）由圖乙求出電流，然后由歐姆定律求出電壓.

（2）由圖乙求出最大電流，然后求出壓力傳感器電阻，再由圖丙求出撞擊力.

（3）由壓強公式求出壓強，然后分析答題.

解：（1）由圖乙知，撞擊前， ，電阻兩端電壓

（2）由圖乙知，當樣品受到最大撞擊力時 此時電阻兩端電壓 ，壓力傳感器電阻阻值

由圖丙知，RN=10 n時，壓力傳感器受到的最大撞擊力為600 N，即樣品受到的最大撞擊力 .

（3）設(shè)計要求玻璃能承受的壓強

因為 ，故樣品滿足設(shè)計要求.

方法點撥：在本題中，R-F圖象為力電綜合知識的連接關(guān)系，可以從R-F圖象中找出不同情況下的電阻 與壓力F的關(guān)系.在題中 為壓力傳感器的電阻值，隨受到的壓力變化而變化，在電路中相當于一個可變電阻器，本題的解題關(guān)鍵是要弄清電路中的連接和變化情況，然后結(jié)合電路特點和歐姆定律解決問題.

第3節(jié)

重點考點

在近年的中考試題中，電熱綜合題多與水加熱有關(guān).水吸收的熱量可用 求出，與電熱器放出的熱量和電熱器的規(guī)格或電器說明書上的一些參數(shù)有關(guān)，電熱器是純電阻電路，電流做功全部轉(zhuǎn)化為電熱，計算電熱的公式是 ；同時還要認識到任何電熱器都有效率問題，不可能將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，其關(guān)系為

中考常見題型

例3（2014.遼陽）如圖2甲是某同學(xué)家的水族箱，箱內(nèi)盛水40L，為了讓熱帶魚有一個舒適的生活環(huán)境，箱內(nèi)裝有一個“220V 200W”的電加熱棒給水加熱，當水溫升到設(shè)定值時加熱棒便自動停止工作，待水溫自然冷卻到一定溫度后再次加熱，使箱內(nèi)水溫穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。水溫隨時間變化的圖象如圖2乙所示.求：

（1）水族箱內(nèi)水的質(zhì)量.

（2）正常工作時，通過電加熱棒的電流.（保留一位小數(shù)）

（3）電加熱棒給水加熱時的效率.

思路分析：本題考查了密度公式、電功率公式、吸熱公式、效率公式的應(yīng)用，從圖象中得出加熱時間和溫度的變化是關(guān)鍵.

（1）知道水的體積，根據(jù)密度公式求出水的質(zhì)量.

（2）電加熱棒正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出通過的電流.

（3）由圖乙可知加熱時間和溫度的變化，根據(jù)Q吸=cm（t-to）求出水吸收的熱量，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，利用 求出加熱棒給水加熱時的效率，

解：（1）水的體積V=40L=0.04m3.

水族箱內(nèi)水的質(zhì)量

m=pV=l.Oxl03kg/m3x0.04m3=40kg.

（2）正常工作時，通過電加熱棒的電流

（3）由圖可知，加熱過程中溫度由22℃加熱到28℃.加熱時間為100 min，水吸收的熱量

Q吸-cm （t-to） =4.2xl03 J/（ kg.℃）x40 kgx （280C-22℃）=1.008xl06 J.

消耗的電能W=Pt=200WxlOOx60s=1.2xl06J，

電加熱棒給水加熱時的效率

例4 （2014.濟寧）小夢家新買了一口電飯鍋，如圖3所示，通過查看說明書，發(fā)現(xiàn)電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)的水燒干以前的加熱狀態(tài)，另一種是水燒干后的保溫狀態(tài).圖中乙是電飯鍋的電路圖，R1是電阻，R2是加熱用的電熱絲.

（1）自動開關(guān)S接通或斷開時，電飯鍋分別處于哪種狀態(tài)？說明理由.

（2）若R2在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)下的去，風(fēng)與R2應(yīng)滿足什么關(guān)系？

（3）“母親節(jié)”到了，小夢想為媽媽準備泡腳水，由于水溫較低，小夢從盛有5kg水的桶中取出2kg水倒入電飯鍋中加熱4min后，將水倒回水桶中，經(jīng)過測量桶中水溫升高了20℃（整個過程不計能量損失），請計算R2的阻值.（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

思路分析：本題考查了對功率公式的理解、對電飯煲電路的分析，以及吸熱公式和電功計算公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是結(jié)合歐姆定律和功、功率的公式綜合分析求解，注意不計熱量損失時，水吸收的熱量等于消耗的電能.（1）先判斷自動開關(guān)斷開或閉合時電路的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù) 分析電路的工作狀態(tài).（2）結(jié)合功率的公式求出兩電阻間的關(guān)系.（3）根據(jù) 求出水吸收的熱量，不計能量損失，根據(jù)W=Q吸，以及 即可求出R2的阻值.

解：（1）S斷開時，R1、R2串聯(lián)，此時電飯鍋的功率

s閉合時，R1被短路，此時電飯鍋的功率 .

因為P1

（2）由 ，以及R2在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)下的 可得 .

化簡可得R1=4R2.

所以當R1=4R2時，R2保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)下的 .

（3）水吸收的熱量

由W=Q吸和 可得，

方法點撥：根據(jù)家用電熱器的電路對題中的問題進行分析時要注意，一般家用電器都是在家庭電路中工作，所接電源電壓為220V.當電源電壓一定時，由P= 可知，電路中總電阻越大，用電器的實際功率越小-在電路中，用多擋電熱器時，電路中的R總越大，電路中的實際功率越小.這也就是我們常說的加熱時，電路中接小電阻，電熱器是大功率（高擋）；保溫時，電熱器是小功率（低擋），電路接大電阻.

第4節(jié)

電與能綜合

重點考點

電與能綜合題是利用能量為橋梁，把電能與能量的轉(zhuǎn)化聯(lián)系在一起.電能與太陽能、內(nèi)能的轉(zhuǎn)換的題目是在新能源和節(jié)約環(huán)保這一大背景下，利用能量轉(zhuǎn)化和守恒、效率等多個知識點巧妙地把電學(xué)知識和能量綜合在一起，對太陽能的定量計算，一般有兩種形式：一種是每小時有多少太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能或其他形式的能；另一種是在太陽能熱水器上，每平方米在th內(nèi)得到的太陽能為多少焦，接收到太陽能的百分之多少轉(zhuǎn)變?yōu)樗膬?nèi)能.電學(xué)知識中熱量用公式 計算，太陽能熱水器中水吸收的熱量用公式 來計算.

中考常見題型

例5如圖4是一種電能輔助式太陽能熱水器，晴天時接收太陽能的真空鍍膜管每小時能將2.1×l06J的太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，電熱管上標有“220V 1500W”.

（1）晴天時用太陽能加熱，一天以10h計算，可以將100kg，初溫為20℃的水加熱到多高的溫度？

（2）陰雨天時用電加熱，如果消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，熱水器在額定電壓下工作，將上述同樣質(zhì)量的初溫相同的水加熱到同樣的溫度需要多長時間？

（3）實際上用電加熱時間比計算值大一些，實際加熱時間長的原因是什么？使用太陽能有什么優(yōu)點？

思路分析：本題考查了太陽能的轉(zhuǎn)化、水的溫度變化、電加熱的時間、利用太陽能的優(yōu)點，知識面廣，難度大.要求同學(xué)們要掌握各方面的知識，題中的計算主要用到了太陽能熱水器中的熱量和電能的計算.（1）由題干條件可以計算出10h水吸收的熱量，利用吸熱公式求水吸熱升高后的溫度.（2）知道每天水吸熱和電熱管的額定功率，利用 計算熱水器在額定電壓下1：作所需的加熱時間.（3）實際加熱時間長的原因是有熱量損失或當時的實際電壓較低等，使用太陽能的優(yōu)點可以從經(jīng)濟、可再生、環(huán)保方面分析.

解：（1）1天10h太陽能熱水器吸收的熱量

由 得水升高后的溫度

（2）陰天改用電加熱時，由于 熱水器在額定電壓下工作，將上述同樣質(zhì)量初溫相同的水加熱到同樣的溫度需要的時間

（3）實際加熱時間長的原因是有熱量損失或?qū)嶋H電壓低于220V.使用太陽能的優(yōu)點有環(huán)保、節(jié)約常規(guī)能源等，

方法點撥：太陽能是新能源之一.太陽能的直接應(yīng)用有加熱和光電轉(zhuǎn)換，由 可得到有用部分的太陽能，這部分能量在利用太陽能的直接加熱過程中，等于被加熱物體獲得的熱量；在光電轉(zhuǎn)化中，等于轉(zhuǎn)化為電能的那部分能量，在解決此類問題時，若沒有分清能量的用途，解題時就無法得出正確的結(jié)果.