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1、第二部分专题六 1一卷细铜丝电线质量为m，密度为之，横截面积为S，求它的长度L. 解： 体积V m 长度L V S m S 2图为冰壶世锦赛的瞬间若把冰壶近似看作圆柱体，其质量为m，底面直径为d，高 为h. 求： (1) 冰壶的密度； (2) 冰壶对水平冰道的压强 解： (1) 4 m d 2h(2)p4 mg d 2 3如图所示，建筑物的“整体平移”就是将大楼托换到一个托架上，这个托架下部有 滚轴， 滚轴下部有轨道，然后将建筑物与地基切断，这样建筑物就形成了一个可移动体，然 后用牵引设备将其移动到固定的新基础上 (1) 某次平移过程中，机械用410 6 N 的水平拉力拉动质量达 110 7
2、kg 的别墅缓慢平 移了 50 m，机械对别墅做了多少功？ (2) 若新基础的地面能承受的最大压强不能超过510 5 Pa，为防止房屋下陷，支承面至 少要多大面积？( 支承面的质量忽略不计)(g取 10 N/kg) 解： (1) WFs 410 6 N50 m 2108 J (2)FGmg110 7 kg 10 N/kg 1108 N S F p 110 8 N 510 5 Pa 200 m 2 4(2015孝感 ) 孝感城区每天清晨都要进行洒水，若一辆洒水车空车质量6 t ，水罐 容积 5 m 3. 装满水后，车轮与地面的总接触面积为 0.5 m 2.( g取 10 N/kg， 水1.0 1
3、0 3 kg/m 3) 问： (1) 该车最多能装水的质量为多少？ (2) 洒完一半水时，洒水车对地面的压强为多少？ (3) 若罐内水深1.5 m ，则水对罐底的压强为多少？ 解： (1)m水V1.0 10 3 kg/m35 m35103 kg (2) 洒完一半水时，水的质量m2.5 10 3 kg 汽车和水的总质量m总m车m610 3 kg 2.5 103 kg 8.5 10 3 kg FGm总g8.5 10 3 kg 10 N/kg 8.5 10 4 N p F S 8.5 10 4 N 0.5 m 21.7 10 5 Pa (3) 水对罐底的压强p水水gh1.0 10 3 kg/m310
4、 N/kg 1.5 m 1.5 104 Pa 5(2015苏州 ) 一名体重为500 N、双脚与地面接触面积为0.04 m 2 的学生站在水平地 面上，要用滑轮组在20 s 内将 600 N 的重物匀速提升1 m. (1) 他站在地面上时对地面的压强多大？ (2) 画出图中滑轮组的绕线方式； (3) 若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75% ，拉力F多大？拉力做功的功率多大？ 解： (1) 他站在地面上时对地面的压力：FG500 N， 对地面的压强：p F S 500 N 0.04 m 21.2510 4 Pa； (2) 因为滑轮组要求站在地面上提升重物，所以，最终的绳子自由端方向向下，则绳子
5、 的起始端应在动滑轮上，如答图所示； (3) 由图可知，n2，则绳端移动的距离：snh21 m 2 m，拉力做的有用功：W有 Gh600 N1 m 600 J，由 W有 W总100% 可得，拉力做的总功： W总 W有 600 J 75% 800 J， 由WFs可得，拉力的大小：FW 总 s 800 J 2 m 400 N， 拉力的功率：P W 总 t 800 J 20 s 40 W. 6小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6 kg 的水，水面的表面积为0.1 m 2，经太阳垂直照射 15 min ，温度升高了5 . 请计算： (1) 实验时 6 kg 的水吸收了
6、多少热量？ (2) 若地表植物接收太阳能的能力与水相等，每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多 少焦耳？ 解： (1)Q吸cm(tt0) 4.2 10 3 J/ (kg ) 6 kg 5 1.26105 J ； (2) 每平方米水面1 s 吸收的太阳能： Q吸 1.26 10 5 J 0.1 1560 s 1 400 J ， 由题知， 地表植物接收太阳能的能力与水相等，所以每平方米绿色植物每秒接收的太阳 能为 1 400 J. 7天然气是现在家庭大量使用的燃料，小明进行了调查，得出了下列数据，请按要求 回答下列问题： (1) 若小明把1 kg 水从 28 加热到100 ，需吸收多少热量？ (2)
7、 妈妈用天然气把这么多水烧开，加热前后，天然气表的示数如图甲、乙所示，试求 该气炉的热效率( 煤气的热值为1.8 10 7 J/ m3) 解： (1)Q吸cm(tt0) (100 28 ) 1 kg 4.2 10 3 J/ (kg ) 3.024105 J (2) 由图可知消耗的天然气为123.490 m 3123.450 m30.040 m3，所以 Q放Vq0.04 m 31.8 107 J/m37.2 105 J Q吸 Q放 100% 3.024 10 5 J 7.2 10 5J100% 42% 8如图所示电源电压保持不变，R18 ，R2 12 . (1) 当开关 S1、S2都断开时，电流
8、表示数为0.6 A ，求：电源电压为多大？ (2) 当开关S1、S2都闭合时，电流表示数为2.5 A ，通电时间1 min. 求：R3的阻值为多 大？电流对R1做的功为多少？ 解： (1) 当开关 S1、S2都断开时，R1与R2串联，R3断路 . R总R1R220 UIR总0.6 A 20 12 V (2) 当开关 S1、S2都闭合时，R1与R3并联，R2被短路 . U1U3U 12 V I1 U R1 12 V 8 1.5 A I3I 总I12.5 A 1.5 A 1 A R3 U I3 12 V 1 A 12 电流对R1做的功为W1UI1t12 V1.5 A 60 s 1 080 J 9
9、某校学生宿舍走廊的路灯，原来用一盏“ 220 V40 W ”的白炽灯， 每晚亮 10 小时同 学们发现灯泡容易损坏，需要经常更换后来，学校电工用两盏“220 V40 W ”的灯泡串 联后代替原路灯结果，两盏灯的亮度比改装前要暗，但灯泡使用寿命明显延长求. (1) 改装前，一盏路灯每晚需要消耗多少电能？ (2) 改装后两灯的总功率是多少？比原来省电还是费电？ 解： (1)WPt0.04 kW10 h0.4 kWh 或WPt40 W 103 600 s 1.4410 6 J (2)RU 2 P （220 V） 2 40 W 1 210 R总1 210 1 210 2 420 P总 U 2 R总 （
10、220 V） 2 2 420 20 W，所以省电 10怀丙打捞铁牛的故事相信大家都听说过为打捞陷入淤泥的铁牛，怀丙准备了两只 很大的木船，先装满泥沙，拴好铁牛后，把船上的泥沙都铲到黄河里去， 船身慢慢地向上浮，把铁牛拉出了淤泥如图为打捞过程的示意图，若被打捞铁牛的体 积为V，铁的密度、水的密度均已知求. (1) 求铁牛露出淤泥后在水下h深处受到水的压强； (2) 求铁牛被埋在淤泥里和刚刚全部露出淤泥时受到的浮力； (3) 若每只木船质量为m，求铁牛刚刚全部露出淤泥时两只船总共排开水的体积 解： (1) 铁牛露出淤泥后在水下h深处受到水的压强为p 水gh (2) 铁牛被埋在淤泥里时，F浮0 N，
11、刚刚全部露出淤泥时F浮水gV (3) 因为F浮船F浮铁G船G铁 两只船受到的浮力F浮船2mg铁gV 水gV 所以铁牛刚刚全部露出淤泥时两只船总共排开水的体积V排 F浮船 水g 2m铁V水V 水 11(2015台州 ) 如图甲所示， 传统的电车要由2 条“辫子”供电，行驶中容易掉“辫 子”， 已逐渐被淘汰 我国最新研发的超级电容储能式新型电车( 如图乙 ) ，没有传统电车的 “辫子”， 可在乘客上下车的短时间内充满电，还可以把刹车时减小的机械能转化成电能回 收储存再利用 某型号新型电车的有关技术参数如下表： 空车质量 ( 千克 ) 10 000 满载乘员数 (人) 80 满载时轮胎与地面接触总面
12、积( 厘米 2) 5 000 最大车速 ( 千米 / 时) 80 (1) 传统电车掉“辫子”时，电路处于_开( 或断 )_ 路状态，无法对电车持续供电 (2) 假设每位乘员的质量为60 千克，新型电车满载停在水平路面时，对路面的压强有多 大？ (g取 10 牛/ 千克 ) (3) 新型电车在某次行驶中，刹车时减小的机械能总量为110 7 焦，这部分能量的80% 回收再利用，可供电车在阻力为110 4 牛的水平路面匀速行驶多少路程？ 解： (2) 新型电车满载停在水平路面时，对地面的压力FGmg (10 000 kg 60 kg80)10 N/kg 1.48 10 5 N 受力面积：S5 000
13、 cm 20.5 m2，对路面的压强 p F S 1.48 10 5 N 0.5 m 22.9610 5 Pa (3) 回收再利用的能量：W110 7 J 80% 8106 J 由WFsfs得，可供电车在水平路面匀速行驶的路程：s W f 810 6 J 110 4 N800 m 12(2015黄冈 ) 如图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其电加热的额 定功率为1 500 W 图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24 V，为水位 指示表 ( 由量程为00.6 A 电流表改成 ) ，R0阻值为 10 ，Rx为压敏电阻，其阻值与储水 箱水深的关系如图丙所示 (1) 热水器正
14、常加热时，电热丝电阻多大？( 结果保留一位小数) (2) 阴雨天，将储水箱中50 kg、30 的水加热到50 ，正常通电要多长时间？ 设电 热全部被水箱中的水吸收且水无热量损失，c水4.2 10 3 J/ (kg ) (3) 当水位指示表指示储水箱水深为0.2 m 时，探测电路中的电流多大？ 解： (1)R U 2 P （220 V ） 2 1 500 W 32.3 (2)WPt，Q吸c水m(tt0) 由WQ得，Ptc水m(tt0) t c水mt P 4.2 10 3 J/ （kg） 50 kg （ 5030） 1 500 W 2 800 s (3) 当h0.2 m 时，Rx150 探测电路中
15、的电流为I U RxR0 24 V 150 10 0.15 A 13在一次研究性学习活动中，我校某课外活动兴趣小组对街上行驶的电动自行车和摩 托车做了一个调查下表中所列的是某品牌电动自行车和摩托车的部分技术参数： 电动自行车摩托车 最高车速 20 km/h最高车速 90 km/h 一次充电耗电量0.6 kWh一次加油量10 L 一次充电连续行驶里程50 km 一次加油连续行驶里程400 km 电动机效率75% 发动机效率30 % 最大骑行噪声 62 dB行驶噪声 90 dB (1) 与摩托车相比，电动自行车有哪些优势？( 说出两个方面 ) (2) 假设给电动自行车的蓄电池充电时，消耗的电能全部
16、转化为蓄电池的化学能那么， 电动自行车每行驶1 km 电动机平均做的有用功大约是多少？当自行车以最高车速匀速行驶 时，电动机的有用功率大约是多大？ (3) 摩托车每行驶1 km 大约要消耗多少能量？( 汽油的密度： 0.7110 3 kg/m3；汽油的 热值： 4.6 10 7 J/kg ；g 取 10 N/kg) 解： (1) 噪声低，污染小(节能减排 ) (2) 充电一次做的总功W总 0.6 kWh 2.1610 6 J ，每行驶 1 km 做的有用功 W有 W 总 50 75% 2.16 10 6 J 50 3.24 10 4J t s v 50 km 20 km/h 2.5 h2.5
17、3 600 s9 000 s P W有 t W 总 t 75% 2.16 10 6 J 9 000 s 180 W (3) 10 L汽油完全燃烧放出的热量QmqVq0.71 10 3 kg/m3 10103m34.6 10 7 J/kg 3.266 108 J ，每 1 km 消耗的能量 EQ s 3.266 10 8 J 400 km 8.165 10 5 J 14据不完全统计， 很多去日本旅游的中国游客，回来总爱带回日本的电饭锅，觉得日 本的电饭锅技术比中国强，其实这完全是一种误区新型电饭锅采用“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，我国技术一点也不比
18、外国 差某国产电饭锅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) 电饭锅是利用电流的热效应，当开关S、S1均闭合时，电阻R1、R2并联，处于加 热状态，本题中的010 min和 1520 min时间段都处于加热状态，共用时15 min；当闭 合S、断开S1时，处于保温状态，本题中的10 15 min和 2030 min时间段内处于保温状 态，
19、共用时15 min. 两个开关都闭合时处于加热状态，电路中电流大，根据电路中的I t 图象可知此时的电流为3 A，电饭锅的功率为P加UI加220 V3 A660 W； (2) 当电饭锅处于保温状态时，只有R1接入电路， R1中的电流为2 A，根据并联电路互 不影响的特点， 当两个开关都闭合时，R1中的电流仍为2 A，则 R2中的电流为3 A2 A 1 A. 电阻 R2的电阻为： R2 U I2 220V 1 A 220 (3) 当电饭锅处于保温状态时的功率为P保UI保220 V2 A 440 W 则 30 min内电饭锅产生的热量为QW Pt660 W900 s440 W900 s9.9 10 5 J