劉文濤
綜合應(yīng)用題結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)例、社會(huì)熱點(diǎn)等,綜合考查同學(xué)們用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.同學(xué)們對(duì)生活實(shí)例要多觀察,對(duì)各板塊知識(shí)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(jì)算、電學(xué)類計(jì)算和力電綜合類計(jì)算.力學(xué)類計(jì)算又可以細(xì)分為力學(xué)模型和力熱綜合;電學(xué)類計(jì)算可分為電熱綜合和電與能綜合:力電綜合類可分為簡(jiǎn)單力電綜合和滑動(dòng)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(shí)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(jiǎn).(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(jì)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(gè)重要的物理量——速度、密度、壓強(qiáng)、浮力、功和功率,五個(gè)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(duì)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(shí),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(wèn)題的不同,有易有難,考查知識(shí)多集中在功、功率、機(jī)械效率上.
第1節(jié) 力學(xué)模型
重點(diǎn)考點(diǎn)
建模能力是物理學(xué)習(xí)過(guò)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(gè)重點(diǎn),常見(jiàn)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(diǎn)對(duì)壓強(qiáng)、浮力、杠桿平衡、功、功率、機(jī)械效率等知識(shí)進(jìn)行考查,綜合性較強(qiáng),是未來(lái)中考考查的一個(gè)趨勢(shì).
中考常見(jiàn)題型
例1(2019.無(wú)錫)在更換家用轎車的輪胎時(shí),剪式千斤頂是一種常用工具,圖1甲是某型號(hào)剪式千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖.使用時(shí),將底部支撐臺(tái)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(dòng)扳手使扳手繞D點(diǎn)不斷旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)絲桿水平拉動(dòng)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(shí)物圖.
(1)該型號(hào)的剪式千斤頂是由一些簡(jiǎn)單機(jī)械組合而成的,在頂起車身的過(guò)程中,絲桿上的梯形扣屬于下列簡(jiǎn)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(duì)車身的支持力,千斤頂自重忽略不計(jì),
①若底部支撐臺(tái)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(duì)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(dòng)扳手,使頂升繼續(xù)升高一段距離.若人搖動(dòng)扳手使頂升在1 min內(nèi)升高12 cm,用千斤頂頂起車身時(shí)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(diǎn)考點(diǎn)
力熱綜合類題型主要考查力學(xué)知識(shí)和熱學(xué)知識(shí)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(jiàn)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(shí)的質(zhì)量為600 kg,每個(gè)車輪與沙灘的接觸面積為500 cm2.某日此卡丁車滿載時(shí)在水平沙灘上做勻速直線運(yùn)動(dòng),10 min行駛6 km,它的發(fā)動(dòng)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(jì)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(gè)物理量,兩個(gè)重要定律——?dú)W姆定律和焦耳定律,電學(xué)綜合類的題型主要考查的知識(shí)點(diǎn)有串、并聯(lián)電路特點(diǎn),歐姆定律、電功、電功率、焦耳定律等相關(guān)公式的運(yùn)用,
第3節(jié) 電熱綜合
重點(diǎn)考點(diǎn)
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(shí)的綜合計(jì)算.
中考常見(jiàn)題型
例3(2019.孝感)家用電飯鍋中自動(dòng)開(kāi)關(guān)一般由感溫鐵氧體組成,將電飯鍋的自動(dòng)開(kāi)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(shí)失去磁性,被吸鐵塊由彈簧彈開(kāi),使電飯鍋進(jìn)入保溫狀態(tài).某家用電飯鍋內(nèi)部電路簡(jiǎn)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(guò)程中,通過(guò)的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖3乙所示.
(1)當(dāng)鍋內(nèi)溫度為100℃時(shí),自動(dòng)開(kāi)關(guān)S與____(填“1”或“2”)連接,此時(shí)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(gè)阻值為多大的電阻R3?
思路分析:(1)由題意得,溫度為100℃時(shí),低于103℃,電飯鍋處于加熱狀態(tài),開(kāi)關(guān)S與“1”連接,
第4節(jié) 電與能(新能源)綜合
重點(diǎn)考點(diǎn)
近年來(lái)新能源常常出現(xiàn)在中考的綜合應(yīng)用題中,涉及太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等多種形式的新能源,常以太陽(yáng)能電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等作為命題背景,重點(diǎn)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(shí)點(diǎn).
中考常見(jiàn)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(wú)光”時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電,“有光無(wú)風(fēng)”時(shí)太陽(yáng)能電池板發(fā)電,二者皆備時(shí)同時(shí)發(fā)電,并日夜蓄能,某型號(hào)的該路燈額定功率為50 W.太陽(yáng)能電池板的面積為1m2.平均輸出功率為100W,問(wèn):
(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(yáng)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(yáng)能為800 J),則太陽(yáng)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(shuō)出這種風(fēng)光互補(bǔ)路燈的優(yōu)點(diǎn)有哪些?(答兩點(diǎn)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(gè)月(30天)的總時(shí)間t=30t,:30x10 h=300 h,由公式P=W/t
得,安裝100盞這種路燈一個(gè)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)能和風(fēng)能,使用這些能源的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約能源,清潔無(wú)污染,可再生,保護(hù)環(huán)境,易安裝等.
“力電綜合類計(jì)算”板塊
本板塊重點(diǎn)指那些將力學(xué)和電學(xué)知識(shí)結(jié)合起來(lái)考查的題型.這類中考試題主要分為兩類:簡(jiǎn)單力電綜合及滑動(dòng)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(jiǎn)單力電綜合
重點(diǎn)考點(diǎn)
簡(jiǎn)單力電綜合類題型主要考查力學(xué)知識(shí)和電學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用,通常以電動(dòng)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(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、電動(dòng)起重機(jī)等工具的使用.
中考常見(jiàn)題型
例5 (2019.郴州,改編)一輛重為2x104 N的電動(dòng)汽車,以恒定功率50 kW在平直的公路上勻速行駛3 km.用時(shí)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(dòng)機(jī)的機(jī)械效率(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)).
分析與解答: (1)因電動(dòng)汽車勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力是
第6節(jié) 滑動(dòng)變阻器與敏感電阻類綜合
重點(diǎn)考點(diǎn)
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(dòng)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(shí)的綜合計(jì)算,探究性、開(kāi)放性、綜合性較強(qiáng).
中考常見(jiàn)題型
例6 (2019.畢節(jié))某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)利用圖5甲所示的電路來(lái)測(cè)量海水的深度,其中R1=2 Ω是一個(gè)定值電阻,R中2是一個(gè)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(gè)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(gè)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(shí),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(shí),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(cè)量值為0.6 A,則使用此方法能測(cè)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(jiàn)》指出:試題命制既要考查基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能,還要注重考查思維過(guò)程、創(chuàng)新意識(shí),以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力;提高探究性、開(kāi)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(jì)水平,因此,預(yù)測(cè)2020年綜合應(yīng)用題仍會(huì)以生活、生產(chǎn)中有地方特色的實(shí)際問(wèn)題為載體,以當(dāng)下最新的科研成果為素材,來(lái)解決生活、生產(chǎn)的熱點(diǎn)問(wèn)題.