专题四综合应用题

专题综合应用题
类型一力学综合应用题
1、如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3 kg，要求对水
平地面压强不超过3000 Pa，机器人在水平地面运动时，所受推
力与速度关系如图乙所示．(g取10 N/kg)求：
(1)该机器人与水平地面的接触面积至少多少m2?
(2)该机器人所提供的水平推力为300 N时，匀速直线运动2 s
能通过多远路程？此时水平推力做了多少功？
(3)该机器人在水平地面上以0.5 m/s速度匀速直线运动时，水平
推力的功率是多大？
2、如图所示，将边长为10 cm的正方体合金块，用细绳挂在
轻质杠杆的A点处，在B点施加力F1＝30 N时，杠杆在水平位置
平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0.撤去F1，B点施加力F2
时，合金块对地面的压强为1.2×103 Pa.(OB＝3OA，g取10 N/kg)
(1)画出F2的力臂；(2)求合金块的质量；(3)求F2的大小．
3、某工人用如图所示的装置把一重为1200 N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10 s，已知斜面长6 m，高2 m，此装置的机械率为80%(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)．求：
(1)拉力F；(2)拉力F做功的功率；(3)箱子和斜面间的摩擦力．
4、体重为600 N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A.当A以0.1
m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400 N，滑轮组的机械效率为
80%(不计摩擦及绳重)．求：
(1)拉力F的功率；(2)物体A受到的重力；
(3)小聪拉动绳子前后对地面的压强之比；
(4)小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力．
5、如图所示，质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动，OA＝0.4 m，OB＝1.6 m．地面上质量为15 kg、横截面积为0.3 m2的圆柱体通过绳子与A端相连．现有大小不计、重为50 N 的物体在水平拉力F＝10 N的作用下，以速度v＝0.2 m/s从O点沿板面向右作匀速直线运动．g 取10 N/kg.求：
(1)物体开始运动前，圆柱体对地面的压强；
(2)物体在板面上运动的时间；
(3)物体在板面上运动过程中，拉力F做的功及功率．
6、如图所示，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6 N，底面积100 cm2，弹簧测力计的挂钩上挂有重为27 N的金属块，现将金属块浸没在水中，容器内水面由20 cm上升到30 cm(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)．求：
(1)金属块未放入水中时(如图甲)，容器底部受到的水的压强；金属
块浸没在水中静止后弹簧测力计的示数；
(2)金属块浸没在水中(未与底部接触，如图乙)，容器对桌面的压强．
7、如图所示，工人将一底面积为0.06 m2，高为2 m，密度为2.0×103 kg/m3
的圆柱形实心物体从水下匀速提升1 m，当物体未露出水面时，(g取10 N/kg)
求：
(1)此时，物体受到的浮力．
(2)若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是多少？
(3)若工人对绳的拉力为400 N，使物体匀速上升，此装置的机械效率是多少？
8、一带阀门的圆柱形容器，底面积是200 cm2，装有12 cm深的水，正
方体M边长为10 cm，重20 N，用细绳悬挂放入水中，有
1
5的体积露出水面，
如图所示．求：
(1)正方体M的密度；
(2)正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强；
(3)若从图示状态开始，通过阀门K缓慢放水，当容器中水面下降了2 cm
时，细绳刚好被拉断，则细绳能承受的最大拉力是多少？(g取10 N/kg)．
类型二电学综合运用题
1、创建生态文明城市需要我们共同关注环境，我市某兴趣小组为了检测空气质量的指数，设计了如图甲所示的检测电路．R为气敏电阻，其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示，已知电源电压12 V保持不变，R0＝5 Ω，当电压表示数为4 V时，求：
(1)通过R0的电流；
(2)2 min内R0消耗的电能；
(3)此时空气质量指数．
2、如图所示，电源电压保持不变，R1＝10 Ω.当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b 端，两电表示数变化关系用图中线段AB表示．求：
(1)电源电压；
(2)滑片P滑到ab中点时电压表的示数．
3、在图甲所示电路中，电源电压恒为9 V，灯泡L的额定电压为6 V，通过灯泡L的电流I 与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示，求：
(1)灯泡的额定功率；
(2)灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值；
(3)当电压表示数是5 V时，灯泡L的实际功率．
4、随州香菇远销世界各地，但种植香菇需要精心呵
护．如图为“神农”牌香菇种植塑料温棚内的电路图，灯泡
L上标有“220 V100 W”．
一天中，夜晚和白天耗电情况以及电路连接状况见下表
(
21
5、如图所示电路，定值电阻R0＝6 Ω，灯L标有“6 V 3 W”字样，灯L的阻值及电源电压保持不变．闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P置于最左端时，电流表的示数为0.8 A；滑片P置于最右端时，电流表的示数为0.55 A．求：
(1)灯L正常工作时的电阻；
(2)滑动变阻器的最大值；
(3)滑动变阻器滑片P置于最右端，通电10 s，灯L消耗的电能．
6、如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6 V 3 W”字样，当开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.8 A．求：
(1)电源的电压U；(2)滑动变阻器的最大阻值R1；
(3)当开关S1闭合、S2断开，滑片P置于a端时，电流表的示数为0.2 A，求此时R2的电功率．
7、磁场的强弱可用磁感应强度B表示，单位为特斯拉(T)．小华设计了磁感应强度测量仪，图为其原理图．该仪器显示计由电流表改装，电源电压为6 V，定值电阻R0为40 Ω，磁敏电阻R B
在常温下的阻值随外加磁感应强度变化的对应关系如下表所示，求：
(1)当待测磁感应强度为0 T时，磁敏电阻R B是多少？
(2)用该测量仪测得某处的磁感应强度是0.08 T，电路中的电流是多少？磁敏电阻R B两端的电压是多少？
(3)若把该测量仪放在某处，闭合开关，电路消耗的总功率为0.12 W，则该处磁感应强度是多少？
类型三力、电、热学综合运用题
1、某商厦每层楼高3 m，小明看到工作人员将360 kg的货物在一楼放入载货电梯内，闭合开关，仅用25 s的时间，便将货物运到六楼，小明对载货电梯产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到该载货电梯的结构及工作电路如图所示，电梯是通过电动机带动钢丝绳提升货物的，电
动机线圈电阻为2.4 Ω，电梯厢(含动滑轮)的质量140 kg，提升上述货物时电流表的示数为20 A，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，请解答下列问题(g取10 N/kg)．
(1)匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大？
(2)电梯工作时消耗的总电能是多少？
(3)电动机工作时的效率多大？
2、为了比赛的公平公正，小芸为学校短跑比赛设计了一款防抢跑装置，该装置安装在起跑线前，如图甲所示，丙图是其工作原理图：起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，K与A 端相连，绿灯亮；发令枪扳机和开关S2相连动，扣动扳机，枪响同时开关S2断开；当电流表示数小于或等于30 mA时，在弹簧弹力作用下，K与A端相连，绿灯亮，无人抢跑；当电流表示数大于30 mA时，衔铁被吸下，K与B端相连，红灯亮同时铃声响，有人抢跑．已知两电路电源电压均为6 V，保持不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示，压板重力不计，电磁铁线圈电阻不计.
(1)起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人(压力F＝0 N)时，左端电路消耗的电功率为多少？
(2)比赛时，起跑发令枪发令前，抢跑同学踩在压板上的压力F为900 N时，左端电路电流表读数为多少？
(3)比赛时，枪声响起后，若某同学踩在压板上的力为1500 N时，要使得红灯不亮，电阻R0至少为多大？
3、图1所示为一种自动蓄水装置示意图：轻质弹簧上端固定，下端与木块相连，轻质滑片P 的右端固定在弹簧最下端，左端位于粗细均匀的金属电阻R2的最下端A处且接触良好，闭合S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水，当P上滑至B处(R2的中点)时，水面到达设定高度，水泵自动停止注水，在此过程中，弹簧弹力F与滑片P上滑长度x之间的关系如图2所示．已知：电阻箱R1接入电路中的阻值为20 Ω，R2的总电阻为20 Ω，长度为l；当线圈中电流I≥0.1 A时，衔铁被吸下．g取10 N/kg，弹簧始终处于弹性限度范围内，不考虑线圈的电阻和滑片P滑动时的摩擦. 求：
(1)电源电压U;
(2)木块所受的重力；
(3)当P滑至B处时，求木块浸入水中的体积；
(4)若将R1调至10 Ω，则水箱内最高水位与原设定水位的高度差Δh____(填“>”“<”或“＝”)0.5l，你判断的理由是____．
4、电动蛙式打夯机(图甲)是利用冲击和冲击振动来夯实、
平整场地的机械，由电动机、皮带轮、偏心块、夯架、夯锤
等组成(图乙)．启动电动机，在旋转着的偏心块离心力作用下，
夯架绕后轴上下摆动，当夯架向下摆动时夯锤就夯击土层，
向上摆动时使打夯机前移，故每夯击一次，机身即向前移
动一次．下表是某型号电动蛙式打夯机的部分参数(设夯
锤夯击土层的能量全部用于夯实土层).
(1)若打夯机以10 m/min 的平均速度沿直线前进，则
10 min 前进了多少米？
(2)为了估算某次夯锤夯击土层时的冲击力，小明将
重为4 N、底面积为1 cm2的圆柱体竖直平放在被夯击土
层上，土层被压下的深度与夯锤夯击的深度相同，则此次
夯击时的平均冲击力为多少牛顿？
(3)施工时，若打夯机前移消耗的能量为200 J/次，则
打夯机的机械效率是多少？。