第15講 綜合應(yīng)用專題復(fù)習(xí)

劉文濤

綜合應(yīng)用題結(jié)合現(xiàn)實生活中的實例、社會熱點等，綜合考查同學(xué)們用所學(xué)知識解決實際問題的能力.同學(xué)們對生活實例要多觀察，對各板塊知識及其公式要理解透徹.

綜合應(yīng)用題的題型可以分為三大部分，分別為力學(xué)類計算、電學(xué)類計算和力電綜合類計算.力學(xué)類計算又可以細(xì)分為力學(xué)模型和力熱綜合;電學(xué)類計算可分為電熱綜合和電與能綜合：力電綜合類可分為簡單力電綜合和滑動變阻器及敏感電阻類綜合等.它們靈活新穎，但也有一些共同的答題技巧：（1）仔細(xì)審題，標(biāo)記條件.（2）知識遷移，構(gòu)建模型.（3）“順瓜摸藤”，逆向思維.（4）化整為零，化繁為簡.（5）詳略得當(dāng)，條理答題.（6）注意細(xì)節(jié)，單位統(tǒng)一.

“力學(xué)樊計算”板塊

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(qiáng)、浮力、功和功率，五個主要規(guī)律——牛頓第一定律、二力平衡、液體內(nèi)部壓強(qiáng)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(qiáng)、漂浮和懸浮、功和功率，功和能、功率和機(jī)械效率.在解力學(xué)綜合題時，弄清楚各概念的定義及相互之間的內(nèi)在關(guān)系是解題的關(guān)鍵.近幾年的中考試題，根據(jù)設(shè)置問題的不同，有易有難，考查知識多集中在功、功率、機(jī)械效率上.

第1節(jié) 力學(xué)模型

重點考點

建模能力是物理學(xué)習(xí)過程中一種很重要的能力，而力學(xué)模型是近幾年中考中考查的一個重點，常見的力學(xué)模型有木塊模型、浮子模型、杠桿模型、滑輪模型、斜面模型等，重點對壓強(qiáng)、浮力、杠桿平衡、功、功率、機(jī)械效率等知識進(jìn)行考查，綜合性較強(qiáng)，是未來中考考查的一個趨勢.

中考常見題型

例1（2019.無錫）在更換家用轎車的輪胎時，剪式千斤頂是一種常用工具，圖1甲是某型號剪式千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖.使用時，將底部支撐臺置于水平地面，保持千斤頂豎直，將頂升置于汽車車身下，用手搖動扳手使扳手繞D點不斷旋轉(zhuǎn)，帶動絲桿轉(zhuǎn)動，通過絲桿水平拉動右端鉸鏈，使支架向內(nèi)收縮，頂升升高，從而將汽車車身頂起，絲桿上刻有梯形扣，圖1乙是梯形扣的實物圖.

（1）該型號的剪式千斤頂是由一些簡單機(jī)械組合而成的，在頂起車身的過程中，絲桿上的梯形扣屬于下列簡單機(jī)械中的（

）.

A.滑輪

B.滑輪組

C.杠桿

D.斜面

（2）現(xiàn)使用該剪式千斤頂更換輪胎，頂起汽車車身后，若頂升受到車身豎直向下的壓力大小始終為10 000 N，且等于頂升對車身的支持力，千斤頂自重忽略不計，

①若底部支撐臺與地面接觸面積為0.04 m2，頂起汽車車身后手不再用力，則千斤頂對地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)是多大？

②頂起汽車車身后，為了方便更換輪胎，需要繼續(xù)搖動扳手，使頂升繼續(xù)升高一段距離.若人搖動扳手使頂升在1 min內(nèi)升高12 cm，用千斤頂頂起車身時的機(jī)械效率為80%，則人做功的功率是多大？

思路分析：（1）絲桿上的梯形扣是變形的斜面，可以達(dá)到省力的目的，故選D.

第2節(jié) 力熱綜合

重點考點

力熱綜合類題型主要考查力學(xué)知識和熱學(xué)知識的綜合應(yīng)用，通常以熱機(jī)的應(yīng)用為載體，以能量為橋梁，考查內(nèi)能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化，如汽油機(jī)汽車、柴油機(jī)汽車、熱力發(fā)電機(jī)等燃油工具的使用.

中考常見題型

例2（2019.安順，改編）圖2所示是一款新型四輪沙灘卡丁車，其滿載時的質(zhì)量為600 kg，每個車輪與沙灘的接觸面積為500 cm2.某日此卡丁車滿載時在水平沙灘上做勻速直線運動，10 min行駛6 km，它的發(fā)動機(jī)功率恒為11.5 kW.求：

（1）此次行駛中卡丁車所受的阻力為多少？

（2）該卡丁車以汽油為燃料，若在這次行駛中消耗汽油0.6 kg，求該卡丁車汽油機(jī)的效率.（q汽油=4.6x10⁷J/kg）

“電學(xué)類計算”板塊

電學(xué)部分主要有電流、電壓、電阻、電能、電功、電功率六個物理量，兩個重要定律——歐姆定律和焦耳定律，電學(xué)綜合類的題型主要考查的知識點有串、并聯(lián)電路特點，歐姆定律、電功、電功率、焦耳定律等相關(guān)公式的運用，

第3節(jié) 電熱綜合

重點考點

該類題型通常以電熱器的應(yīng)用為載體，以能量為橋梁，并結(jié)合銘牌信息、工作原理、電路圖進(jìn)行命題，如電飯鍋、電熱水器、電熨斗等工具的使用及熱力發(fā)電機(jī)等，考查有關(guān)電能、熱量、效率等相關(guān)知識的綜合計算.

中考常見題型

例3（2019.孝感）家用電飯鍋中自動開關(guān)一般由感溫鐵氧體組成，將電飯鍋的自動開關(guān)S按下，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，感溫鐵氧體溫度達(dá)到103℃時失去磁性，被吸鐵塊由彈簧彈開，使電飯鍋進(jìn)入保溫狀態(tài).某家用電飯鍋內(nèi)部電路簡化示意圖如圖3甲所示，某次使用該電飯鍋在220 V的電壓下煮飯的過程中，通過的電流隨時間變化的圖象如圖3乙所示.

（1）當(dāng)鍋內(nèi)溫度為100℃時，自動開關(guān)S與____（填“1”或“2”）連接，此時電飯鍋處于____（填“加熱”或“保溫”）狀態(tài).

（2）該電飯鍋此次工作30 min消耗的電能為多少？

（3）電阻R1與R2的阻值之比為多少？

（4）若要使該電飯鍋的加熱功率提高到1100 W，可以給電阻R1并聯(lián)一個阻值為多大的電阻R3？

思路分析：（1）由題意得，溫度為100℃時，低于103℃，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，開關(guān)S與“1”連接，

第4節(jié) 電與能（新能源）綜合

重點考點

近年來新能源常常出現(xiàn)在中考的綜合應(yīng)用題中，涉及太陽能、風(fēng)能、水能等多種形式的新能源，常以太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等作為命題背景，重點考查不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，綜合考查能量、效率、機(jī)械能、功率和電功率等知識點.

中考常見題型

例4圖4是某市新農(nóng)村建設(shè)中一道靚麗的風(fēng)景——風(fēng)光互補(bǔ)路燈，“有風(fēng)無光”時風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，“有光無風(fēng)”時太陽能電池板發(fā)電，二者皆備時同時發(fā)電，并日夜蓄能，某型號的該路燈額定功率為50 W.太陽能電池板的面積為1m2.平均輸出功率為100W，問：

（1）某“幸福村寨”安裝這種風(fēng)光互補(bǔ)路燈100盞，若每天路燈正常工作10 h，一月（30天）消耗的電能是多少？這些電能相當(dāng)于完全燃燒多少千克的煤所放出的熱量？（煤的熱值為3.4x10⁷J/kg，結(jié)果保留一位小數(shù)）

（2）若太陽能照射到電池板的輻射功率為800 J/（s.m2）（Is內(nèi)輻射在1 m2電池板上的太陽能為800 J），則太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)化效率為多少？

（3）從物理學(xué)的角度說出這種風(fēng)光互補(bǔ)路燈的優(yōu)點有哪些？（答兩點即可）

分析與解答：（1）安裝100盞這種風(fēng)光互補(bǔ)路燈的總功率P=100P1=100 x50 W=5 000 W=5 kW，正常工作一個月（30天）的總時間t=30t，：30x10 h=300 h，由公式P=W/t

得，安裝100盞這種路燈一個月（30天）消耗的電能W=Pt=5 kWx300 h=1 500 kW.h=5.4x10⁹J.由題意知，煤完全燃燒所放出的熱量Q放=W=5.4x10⁹J，由公式可知，需要完全燃燒的煤的質(zhì)量m=Q放/q=5.4×10⁹J =158.8 kg.

3.4x10⁷J/Kg

（2）太陽能照射到電池板的輻射功率為800 J/（s.m2），即1s內(nèi)輻射在1m2電池板上的太陽能W太=800 J，由公式P=W/t可知，電

池板Is內(nèi)平均輸出電能w電=P輸出t=100 W×1 s=100 J，則太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)化效率η= W電/W太=100J/800J=12.5%.

（3）風(fēng)光互補(bǔ)路燈利用的是太陽能和風(fēng)能，使用這些能源的優(yōu)點是節(jié)約能源，清潔無污染，可再生，保護(hù)環(huán)境，易安裝等.

“力電綜合類計算”板塊

本板塊重點指那些將力學(xué)和電學(xué)知識結(jié)合起來考查的題型.這類中考試題主要分為兩類：簡單力電綜合及滑動變阻器和敏感電阻類綜合.這類試題屬于中考的高頻題型.

第5節(jié) 簡單力電綜合

重點考點

簡單力電綜合類題型主要考查力學(xué)知識和電學(xué)知識的綜合應(yīng)用，通常以電動機(jī)的應(yīng)用為載體，以能量為橋梁，考查電能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化，如電動自行車、電動汽車、電動起重機(jī)等工具的使用.

中考常見題型

例5 （2019.郴州，改編）一輛重為2x104 N的電動汽車，以恒定功率50 kW在平直的公路上勻速行駛3 km.用時3 min.已知汽車在行駛中所受阻力為車重的1/10，汽車輪胎與地面接觸的總面積為0.5 m2，求：

（1）汽車的牽引力所做的功.

（2）汽車發(fā)動機(jī)的機(jī)械效率（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）.

分析與解答： （1）因電動汽車勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是

第6節(jié) 滑動變阻器與敏感電阻類綜合

重點考點

該類題型通常以電磁繼電器、各種敏感電阻（如熱敏電阻、壓敏電阻、光敏電阻等）或滑動變阻器為載體，并結(jié)合電路圖和圖象，考查有關(guān)受力分析、歐姆定律、電功率、電能等知識的綜合計算，探究性、開放性、綜合性較強(qiáng).

中考常見題型

例6 （2019.畢節(jié)）某同學(xué)設(shè)計了一個利用圖5甲所示的電路來測量海水的深度，其中R1=2 Ω是一個定值電阻，R中2是一個壓敏電阻，它的阻值隨所受液體壓力F的變化關(guān)系如圖5乙所示.電源電壓保持6V不變，將此壓敏電阻用絕緣薄膜包好后放在一個硬質(zhì)凹形絕緣盒中，放人海水中保持受力面水平，且只有一個面積為0.02 m2的面承受海水壓力.（設(shè)海水的密度ρ水_=1.0x 10³kg/m3，取g=10 N/kg）

（1）當(dāng)電流表示數(shù)為0.2 A時，求壓敏電阻R2的阻值.

（2）如圖5乙所示，當(dāng)壓敏電阻R2的阻值為20Q時，壓敏電阻R2所在深度處的海水壓強(qiáng)為多少？

（3）若電流的最大測量值為0.6 A，則使用此方法能測出海水的最大深度是多少？

2019年教育部印發(fā)的《教育部關(guān)于加強(qiáng)初中學(xué)業(yè)水平考試命題工作的意見》指出：試題命制既要考查基礎(chǔ)知識、基本技能，還要注重考查思維過程、創(chuàng)新意識，以及分析問題、解決問題的能力;提高探究性、開放性、綜合性試題比例，積極探索跨學(xué)科命題，提升試題情景設(shè)計水平，因此，預(yù)測2020年綜合應(yīng)用題仍會以生活、生產(chǎn)中有地方特色的實際問題為載體，以當(dāng)下最新的科研成果為素材，來解決生活、生產(chǎn)的熱點問題.