专题五 综合应用题
近几年来，陕西中考综合题主要是力学综合题和电学综合题。 1．力学综合题(必考)
分析2012～2016年陕西中考真题发现其命题背景主要有三类：一是以匀速直线运动为背景综合考查力学的计算(2013年、2012年)，其主要包括速度、力、功和功率的计算；二是借助生活现象创设问题情景(2014年)考查压强、浮力的知识；三是以简单机械为平台(2015年、2016年)考查速度、压强、功、功率和机械效率的计算。
2．电学综合题(必考)
分析2012～2016年陕西中考真题发现其考查时多以最新家用电器为背景，且多附带电路图、用电器铭牌等，有时也会以现代科技产品为平台，主要考查欧姆定律的应用、电功率、电热及利用比热容计算热量等电学知识综合计算。
力学综合计算题
【例1】(2016，德州)近日，我国新型战略核潜艇(如图所示)为保障国家安全，进行了战略巡航，下表是核潜艇的部分性能参数。
水下排水量 水面排水量 艇长 艇宽 11500 t 9000 t 135 m 13 m 水下最大航速 水下巡航速度 最大潜深 发电机最大功率 36节 20节 350 m 25000 kW (1)核潜艇以水下最大航速行驶，到距离2700 km外的某海域执行任务所用的时间。(1节≈0.5 m/s)
(2)核潜艇在水面航行时受到的浮力；下潜到最大深度时受到水的压强。(g取10 N/kg，
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海水的密度ρ海水＝1.03×10 kg/m)
(3)若核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，所受阻力与速度的关系如图乙所示，它的动力功率是多少？
【解析】(1)知道核潜艇水下最大航速和距离，利用t＝求所用时间；(2)由表格可知，
sv在水面上航行时的排水量，利用浮沉条件可求受到的浮力；已知下潜最大深度，利用p＝ρgh求受到海水的压强；(3)核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，受到的动力和阻力是一对平衡力，大小相等，由图象可知阻力，求出动力，利用P＝Fv求动力的功率。
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【答案】(1)核潜艇水下最大航速v＝36×0.5 m/s＝18 m/s，s＝2700 km＝2.7×10 m，
ss2.7×106m5
由v＝得所用时间t＝＝＝1.5×10 s；(2)由表格数据可知，在水面上航行时，
tv18 m/sm排＝9000 t＝9×106 kg，则核潜艇在水面航行时受到的浮力F浮＝G排＝m排g＝9×106 kg×
733
10 N/kg＝9×10 N，下潜最大深度h＝350 m，受到海水的压强p＝ρgh＝1.03×10 kg/m
×10 N/kg×350 m＝3.605×10 Pa；(3)核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，受到的动力和阻力是一对平衡力，大小相等，它在水下航行速度为20节时，由图象可知F＝f＝
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30×10 N，因此动力的功率P＝Fv＝30×10 N×20×0.5 m/s＝3×10 W。
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电学综合计算题
【例2】(2016，安顺)如图所示电路，电源电压恒为12 V，电阻R1的阻值为5 Ω，滑动变阻器R2上标有“10 Ω 3 A”的字样，小灯泡L上标有“12 V 6 W”的字样，电流表的量程为0～3 A。
(1)当开关S1、S2、S都闭合时，求小灯泡L在5 min内产生的热量。(滑动变阻器R2连
入电路的电阻不为0)
(2)当开关S1、S2、S都闭合，电流表的示数为2 A时，求R2消耗的电功率。
1
(3)当开关S1、S2都断开，S闭合时，要求电流表示数不小于其量程的，求滑动变阻器
3
R2接入电路的最大阻值。
【解析】(1)当开关S1、S2、S都闭合时，L与R2并联，额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据Q＝W＝Pt求出小灯泡L在5 min内产生的热量；(2)当开关S1、S2、S都闭合时，电流表测干路电流，根据P＝UI求出通过L的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，利用P＝UI求出R2消耗的电功率；(3)当开关S1、S2都断开，S闭合时，R11
与R2串联，根据电流表示数不小于其量程的可求电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电3路中的总电阻，利用电阻的串联特点求出滑动变阻器R2接入电路的最大阻值。
【答案】(1)当开关S1、S2、S都闭合时，L与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，所以，小灯泡L在5 min内产生的热量QL＝WL＝PLt＝6 W×5×60 s＝1800 J；(2)当开关S1、S2、S都闭合时，电流表测干路电流，由P＝UI可得通过L的电流IL＝＝
PL6 W
＝0.5 A，因并联电路中干路电流等于各支路
UL12 V
电流之和，所以通过R2的电流I2＝I－IL＝2 A－0.5 A＝1.5 A，则R2消耗的电功率P2＝UI2＝12 V×1.5 A＝18 W；(3)当开关S1、S2都断开，S闭合时，R1与R2串联，因电流表示数不11
小于其量程的，且电流表的量程为0～3 A，所以，电路中的最小电流Imin＝×3 A＝1 A，
33电路中的总电阻R＝
U12 V
＝＝12 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动Imin1 A
变阻器R2接入电路的最大阻值R2＝R－R1＝12 Ω－5 Ω＝7 Ω。
力、电、热综合
【例3】(2016，通辽)养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，类似于电水壶，其最大的特点是釆用一种新型的电加热材料，通过髙温把电热膜电子浆料(金属化合物)喷涂在玻璃表面形成面状电阻，在两端制作银电极，通电后产生热量把壶内的水加热。小明家买了一个养生壶(图甲)，其铭牌如表所示。
型号 额定电压 频率 额定功率 HX－201504 220 V 50 Hz 1210 W (1)该养生壶正常工作时，面状电阻的阻值多少？
(2)若壶内装有2 L温度为20 ℃的水，在一个标准大气压下，将水烧开，此过程中水
3－33
吸收的热量是多少？[c水＝4.2×10 J/(kg·℃)，1 L＝1×10 m]
(3)小明关闭了家中的其他所有用电器，只用该壶在加热过程中家用电能表(图乙)的转盘 5 min内转了300转，此过程中养生壶消耗的电能和实际电功率各是多少？
U
【解析】(1)该养生壶正常工作时的功率和额定功率相等，根据P＝求出面状电阻的阻
R值。
(2)知道水的体积，根据m＝ρV求出水的质量，在一个标准大气压下水的沸点是100 ℃，根据Q吸＝cm(t－t0)求出水吸收的热量。
(3)3000 resv/(kW·h)表示的是电路中每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转3000圈，据此求出转300转消耗的电能，再根据P＝求出实际功率。
2
WtU2U2（220 V）2
【答案】(1)由P＝可得，面状电阻的阻值R＝＝＝40 Ω；(2)水的体积VRP1210 W
＝2 L＝2×10 m，由ρ＝可得水的质量m＝ρV＝1.0×10 kg/m×2×10 m＝2 kg，在一个标准大气压下水的沸点是100 ℃，则水所需吸收热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×10
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J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃－20 ℃)＝6.72×10 J；(3)此过程中养生壶消耗的电能W＝300V0.1 kW·h
kW·h＝0.1 kW·h，实际功率P′＝＝＝1.2 kW。 3000t′5
h60
3
－3
3
mV33－33
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