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1、专题四中考压轴题类型1：力学综合计题题1(2014，德州)如图所示是蓝鳍金枪鱼21型自主式水下航行器的示意图，它是一种专业水下搜寻设备，在搜寻马航失联客机MH370的过程中发挥了较大的作用。航行器质量约为750 kg，体积约为1 m3，可潜入水下4 500 m深处，在配置声呐系统后能以较高的分辨率搜寻水下物体。(海水密度海水1.03103 kg/m3，g取10 N/kg)求：(1)航行器下潜至水下3000 m深处时，所受海水的压强和浮力。(2)航行器停留在水下3 000 m深处作业时，若遇故障发动机关闭，试分析判断航行器的浮沉情况。(3)航行器完成水下3 000 m作业后返航，在它上浮2 00
2、0 m的过程中，海水浮力对航行器所做的功是多少？解：(1)由液体压强公式得p海水gh1.03103 kg/m310 N/kg3 000 m3.09107 Pa，由阿基米德原理，得F浮海水gV排1.03103 kg/m310 N/kg1 m31.03104 N(2)由题意知，航行器发动机关闭后，在海水中只受浮力和重力，由重力的计算公式，得Gmg750 kg10 N/kg7.5103 N，因为F浮G，所以航行器在海水中将上浮(3)由题意知，航行器在海水中上升距离s2 000 m，由功的计算公式，得WF浮s1.03104 N2000 m2.06107 J2(2014，陕西)在缺水地区，需要时刻储备生
3、活用水。如图所示为一种具有自动蓄水功能的长方形水池。A是一个底面积为100 cm2的方形塑料盒，与塑料盒连接的直杆可绕固定点O转动，当蓄水量达到2.4 m3时，活塞B堵住进水管，注水结束，水位为H。(水的密度是1.0103 kg/m3，g取10 N/kg)(1)注水的过程中，随着水位上升，水对水池底部的压强逐渐_变大_。(2)注水结束时，水池中水的质量是多少？此时塑料盒浸入水中的深度是10 cm，塑料盒所受的浮力是多大？(3)若在塑料盒内放入质量为0.3 kg的物体，注水结束时水位H升高了多少？解：(2)水池中水的质量mV1.0103 kg/m32.4 m32.4103 kg，塑料盒排开水的体
4、积V排Sh100 cm210 cm103 cm3103 m3，塑料盒受到的浮力F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg103 m310 N(3)物体重力Gmg0.3 kg10 N/kg3 N，注水结束时，塑料盒受到的浮力应增加3 N，塑料盒排开水的体积增加值V3104 m3，水位H升高了h0.03 m3 cm3(2013，自贡)如图所示(滑轮组的绕绳未画出)，人以600 N的力向下拉动绕在滑轮组上的绳子一端10 s，使绳端向下移动了1.5 m，重物匀速上升了0.5 m，已知滑轮组的机械效率为70%(g取10 N/kg)。(1)按题意画出滑轮组的绕绳。(2)人所做功的功率多大？(3)被
5、吊起的重物质量多大？解：(1)作用在动滑轮上绳子段数是n3，所以绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如图所示。(2)拉力做的功为W总Fs600 N1.5 m900 J，拉力的功率为P90 W(3)因为，所以W有用W总900 J70%630 J。因为W有用Gh，所以G1 260 N，又因为Gmg，所以物体的质量为m1 260 N/10 N/kg126 kg4(2014，黄冈)2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻。其外形与潜艇相似(如图甲所示)，相关标准参数为：体积1 m3、质量750 kg，最大潜水深度4500 m，
6、最大航速7.4 km/h(不考虑海水密度变化，密度取1.0103 kg/m3，g取10 N/kg)。甲乙(1)假设“金枪鱼”上有面积为20 cm2的探测窗口，当它由海水中2 000 m处下潜至最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为多大？(3)若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中P33P1。求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力(不考虑水的阻力)。解：(1)海面下2 000 m处的压强p1gh11.0103 kg/m310 N
7、/kg2 000 m2107 Pa，下潜至最大潜水深度处压强p2gh21.0103 kg/m310 N/kg4500 m4.5107 Pa，增加的压强pp2p14.5107 Pa2107 Pa2.5107 Pa，由FpS得探测窗口承受海水的压力增加FpS2.5107 Pa20104 m25104 N(2)由于“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，所以有F浮G，又由F浮gV排，Gmg，得gV排mg，V排0.75 m3，露出海面体积为V露VV排1 m30.75 m30.25 m3(3)由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直离开海面，所以速度保持不变，即v1v3，由PFv，得P1F1v1，P3F
8、3v3，又P33P1，所以有F33F1，F1，在t3时刻“金枪鱼”离开水面，由图象分析知，此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼”的重力，即F3mg，所以t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力F12 500 N类型2：电学综合计算题5.(2014，抚州)如图所示电路中，电源电压恒定不变，R为定值电阻，小灯泡L上标有“6 V3 W”字样(不考虑小灯泡阻值的变化)。(1)当S1、S3闭合，S2断开时，小灯泡L正常发光，电流表示数为0.6 A，求电源电压和电阻R的阻值。(2)当S2闭合，S1、S3断开时，求小灯泡L工作1 min所消耗的电能。解：(1)U总U灯额6 V，I灯额0.5 A，R60 (2
9、)R灯12 ，R总RR灯12 60 72 ，I灯I总，WI灯2R灯t(1/12 A)212 60 s5 J6(2014，盐城)新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。煮饭时，把电饭锅接入220 V电路中，在电饭锅工作的30 min内，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。求：(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率。(2)电热丝R2的阻值。(3)这30 min内电饭锅产生的热量。解：(1)S和S1都闭合时，R1和R2并联，由图象可知I3 A，所以电饭锅的功率为PUI220 V3 A6
10、60 W(2)S闭合，S1断开时，只有R1工作，由图象可知I12 A，所以R1的功率为P1UI1220 V2 A440 W；R2工作时的功率P2PP1660 W440 W220 W，R2的阻值为R2220 (3)30 min内电热锅产生的热量QPt1P1t2660 W1560 s440 W1560 s9.9105 J7(2014，襄阳)如图甲所示的电路中，R2为滑动变阻器，R1、R3为定值电阻，电源两端电压保持恒定不变。改变滑片P的位置，两电压表的示数与电流表的示数对应关系的图象分别表示在如图乙所示的坐标系中。则：(1)当滑片移至a端时，对应的是图乙中的_B_点。(2)当滑片移至b端时，电路中
11、的电流为_1_A。(3)R1的阻值为多少？(4)电源的电压为多少？解：(3)由图象可知R11 (U1和I1分别代入2 V、2 A和1 V、1 A都可以)(4)解法一：()()联合解之得U12 V解法二：由图象可知：R9 ，由题意得I1(R1R3)I2(RR3)，3 A(1 R3)1 A(9 R3)，R33 ，UI1(R1R3)3 A(1 3 )12 V8(2014，苏州)如图所示的电路中，电源电压恒为12 V，电阻R1的阻值为10 ，电阻R2的阻值为30 ，电流表的量程取00.6 A。闭合开关S。(1)求通过电路的电流I。(2)求电阻R1消耗的功率P1。(3)现用标有“20 1 A”字样的滑动
12、变阻器R0替换电阻R2。为使电路中各元件安全，求变阻器R0连入电路的阻值范围。解：(1)电路的总电阻RR1R210 30 40 ，电路的电流I0.3 A(2)电阻R1两端的电压U1IR10.3 A10 3 V，电阻R1消耗的功率PU1I3 V0.3 A0.9 W(3)电路允许通过的最大电流I最大0.6 A，电路总电阻的最小值R0最小20 ，变阻器R0的最小值R0最小R最小R120 10 10 ，变阻器R0的最大值即为R0最大20 ，变阻器R0连入电路的阻值范围为1020 9(2014，南京)在综合实践活动课上，小明设计了模拟调光灯电路。此电路中电源电压不变，灯泡L标有“6 V3 W”字样，定值
13、电阻R1的阻值为6 。将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6 V和0.3 A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表的示数分别为1 V和0.5 A。(1)灯泡L正常发光时的电阻多大？(2)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率多大？(3)为使灯泡安全工作，R2的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应采取怎样的保护措施？请具体说明。解：(1)灯泡正常发光时的电阻RL12 (2)P在某一位置时，U21 V，I0.5 A，而灯泡正常发光时的电流为0.5 A，所以此时灯泡正常发光，UL6 V，电阻R1两端的电压U1IR10.5 A6
14、 3 V，电源电压UULU1U26 V3 V1 V10 V，当P在最右端时，U26 V，I0.3 A，电阻R1两端的电压U1IR10.3 A6 1.8 V，灯泡两端的实际电压ULUU1U210 V1.8 V6 V2.2 V，灯泡L的实际功率PLULI2.2 V0.3 A0.66 W(3)根据题意，滑片P滑至最左端时，灯泡正常发光，此时电路中总电阻R20 ，所以，需要在电路中再串联一个定值电阻，即RRRLR120 12 6 2 10(2014，德州)汽车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一，某物理实验小组的同学们设计了如图所示的有害尾气排放检测电路。在一项针对某种有害尾气浓度进行的测试中，气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示。已知电源电压12 V恒定不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻。有害尾气浓度/%Vol57.51012.515R/5.23.932.52(1)测试过程中，当电压表读数为7 V时，电流表读数为1 A，求电阻R0的阻值。(2)当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时，求电压表的示数(结果保留一位小数)。(3)当
