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- 2021-05-13 发布
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一.解答题(共30小题)
1.为了节能减排,许多旅游点都用电动车取代燃油汽车,某电动观光车技术参数如下表
空车质量
1200kg
车身长度
3.5m
满载人员数
10人
电动机额定电压
48V
满载时轮胎与地面的总接触面积
0.1m2
最大时速
45km/h
电动机效率
80%
平均行驶里程
≤80km
根据以上参数,解答下列问题(g取1ON/kg):
(1)该车乘客质量平均每人为60kg,求满载时车对水平路面的压强;
(2)若观光电车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2×103N,求观光电车以最大速度匀速行驶0.5h,牵引力做的功.(电车行驶过程中所受阻力不受速度大小影响)
2.如图所示是中国海军装备的第一代舰载反潜直升机,最大起飞质量达13t,着水后可以在水上漂浮8h.直升机可将声呐探头吊放在100m深的海面下,声呐发出的超声波即可探测到隐藏在深海中潜艇的方位、距离(已知ρ海水=1.03×103kg/m3,声音在海水中传播的速度为1500m/s,g取10N/kg).问:
(1)海水对声呐探头的压强是多少?
(2)直升机漂浮时受到的浮力是多大?
(3)若声呐探头发出声波4s后接收到潜艇反射回来的信号,则潜艇离探头有多远?
3.2010年12月30日通车的湛徐高速,使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时,从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”.
今年“五•一”期间,爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点,汽车(包括车上的人和物品)质量为1.8×103kg,车轮与地面的总接触面积为0.09m2,当汽车以90km/h的速 度在平直路面上匀速行驶时,汽车发动机牵引力为1000N,效率为30%,汽油的热值为4.6×107J/kg(假设汽油完全燃烧,g取10N/kg).求:
(1)汽车静止时对路面的压强.
(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率.
(3)若汽车按照这种方式行驶,这次旅行全程往返250km,牵引力做的功是多少?李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg?
4. 2010年5月17日,浙江舟山的洋山港停靠了建港以来最大吃水船舶,名字叫“地中海伊凡娜”轮.该船长363m,船宽45m,总质量1.3×108kg,吃水深度达15m,停靠在洋山三期码头.(g=10N/kg,洋山港水密度约1.0×103kg/m3).
(1)该轮船受到的浮力多大?
(2)轮船底部受到的水的压强多大?
5.物体A为实心正方体金属块,边长为10cm,密度为7.9×103 kg/m3,将其浸没在水中,物体上表面距水面5cm(上表面与水面平行).若不计绳重和摩擦(g=10N/kg)求:
(1)物体下表面受到水的压强是多少?
(2)物体受到的浮力是多少?
(3)若实际所用的拉力F=46N,则动滑轮的机械效率是多少?
6.电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势.成为家庭常用的交通工具.如图所示的这辆电动车自身重量为600N,两个车轮与地面的总接触面积为200cm2,车胎能承受的最大压强为2×105Pa.
(1)该车的最大载重量是多大?
(2)该车每次充电能储存电能3×106J,电能转化为机械能的效率为80%.若车以某一速度匀速行驶,受到的阻力是40N,求该车充一次电后,最多能跑多远?
7.如图所示,用滑轮组提升质量为120kg、底面积为50cm2的长方体物块.
(1)物块未提之前静止在地面上,则物块对地面的压强是多少?(g=1ON/kg)
(2)在拉力F的作用下,物块竖直匀速上升3m,已知滑轮组的机械效率为80%,则拉力F做了多少功?(不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦)
(3)若仍用此滑轮组提升重力为150ON的物体,则滑轮组的机械效率为多少?
8.水陆两用坦克的车体呈船形,比普通坦克要大,既可在陆地上行驶,又可在水面上航行.已知坦克的总质量m=2.4×104 kg,取g=10N/kg.
(1)坦克在水平地面上行驶时,履带着地的总面积S=4m2,求它对地面的压力和压强的大小.
(2)坦克在水面上航行时,它受到的浮力大小和排开水的体积分别是多少?
9.一个重为4×104N、底面积为1m2的货物静止在水平地面上,用如图所示的吊车在40s内将货物匀速提升10m,求:
(1)起吊前货物对地面的压强是多少?
(2)吊车对货物做了多少功?
(3)吊车对货物做功的功率是多少?
10.(2011•南平)在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠的质量为490g,浸没在水中称时,测力计示数为4.5N.求:
(1)王冠受到的重力是多少?
(2)王冠浸没在水中受到的浮力是多少?
(3)若王冠体积为40cm3,它的密度是多少?
11.如图所示,总质量为1500kg的小汽车每条轮胎与地面的接触面积为0.03m2,该车以72km/h的速度由小明家沿水平直路行驶到学校用了0.5h.已知汽车在行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍,g=10N/kg.求:
(1)汽车对地面的压强;
(2)小明家道学校的距离;
(3)在此过程中汽车牵引力做的功;
(4)若在此过程中汽车消耗了2kg汽油,汽油的热值为4.5×107J/kg,则汽车能的利用率多大.
12.今年春季我市旱情严重,为了全力抗旱保苗,政府下拨专项资金打井蓄水.某物理兴趣小组对一水井进行了考察.小组的同学用细线拴住一体积为2×10﹣4 m3的石块缓慢沉到水底,测出井中水的深度为3m;并观察到安装在井中抽水机铭牌上的部分参数如下表:(其中流量300m3/h表示每小时正常抽水300m3).求:(g取10N/kg)
型号
8B12
流量
300m3/h
功率
10kW
质量
111kg
(1)井底受到的水的压强是多大?
(2)石块浸没到井水中后受得的浮力是多大?
(3)若该抽水机连续正常工作1h,把水抽高8m,抽水机至少对水做了多少功?
(4)此时抽水机的效率是多少?
13.在水中放入质量为3kg的木块,木块静止时有3/5的体积浸入水中.求:(g=10N/kg)
(1)木块静止时所受的浮力.
(2)木块的体积.
14.你知道水陆两用坦克吗?水陆两用坦克的车体比普通坦克压大,呈船形,能在水中浮动,有的利用特制的履带划水前进,有的用螺旋桨推进,有的利用推进器喷水前进.中国某型号的水陆两用坦克(如图所示),它的总质量22吨,配备发动机的额定功率420千瓦,水上最大速度14千米/小时,陆地最大速度54千米/小时.(g=10N/kg)
(1)水陆两用坦克在水上航行时,排开水的体积约为22米3,则所受浮力约为 _________ 牛.(ρ水=1.0×103千克/米3)
(2)该水陆两用坦克停在水平地面上,履带着地总面积为4米2,坦克对地面的压强是多少帕?
(3)该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶54千米(发动机正常工作),行驶过程中受到的牵引力多大?
15.如图所示,工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组,把重为400N的箱子匀速向上提高5m,动滑轮的质量为8kg(不计绳重和摩擦,g取10N/kg).
(1)在图上用笔画线代替细绳组装滑轮组(要求:人用力向下拉细绳);
(2)在匀速提升箱子的过程中,人对绳子的拉力多大;
(3)滑轮组的机械效率为多少.
16.质量为6×103kg的四轮汽车在平直的公路上以10m/s的速度匀速行驶,在行驶过程中受到的阻力等于车重的0.08倍,每个轮胎与地面的接触面积为0.05m2,g取10N/kg.求:
(1)汽车所受重力的大小;
(2)汽车在1 min内通过的路程;
(3)汽车牵引力在1 min内做的功
(4)汽车静止在水平地面上时对地面的压强.
17.体积为2m3、密度为2.6×103 kg/m3的古代石像沉在河底,考古工作者用动滑轮将石像缓慢提升,如图所示,在没有将石像提出水面前,若不计摩擦和滑轮重力,求:
(1)石像的重力;
(2)石像在水中受到的浮力;
(3)作用于绳端的拉力F;
(4)若缓慢将石像提升3m,拉力做的功是多少?(g=10N/kg)
18.如图所示装置图,绳重及摩擦不计.装卸工人将重为800N的货物提至高处,人对绳的拉力F1为500N,货物在1min内匀速上升了5m.
(1)请在图上画出绳子的绕法;
(2)求滑轮组的机械效率;
(3)如果重物是600N,要把重物提升5m,求拉力做的功.
19.如图所示,小芳在研究动滑轮时,她用手沿竖直方向匀速向上拉动绳端使钩码上升,测得的实验数据如表所示.
钩码重G/N
手的拉力F/N
钩码上升高度h/m
手移动距离s/m
100
60
0.3
0.6
求:(1)手的拉力所做的有用功;
(2)手的拉力所做的总功.
20.现代社会,“变废为宝”已成为节约能源的重要途径,例如“填埋”和“焚烧”垃圾都可发电,这样既处理了垃圾,又起到了节能减排的效果.经研究表明每焚烧1t垃圾可发电8.1×108 J.请同学们计算一下1t垃圾发电产生的这些能量
(1)相当于完全燃烧多少kg的汽油放出的热量?(汽油的热值q=3×107 J/kg)
(2)可使效率为30%的汽车匀速前进多少km?(汽车匀速前进受到的摩擦力f=648N)
(3)如果这些能量全部被水吸收,可将多少kg 10℃的水烧开?[c水=4.2×103 J/(kg•℃)在一个标准大气压下.结果保留整数].
21.小丽家电热淋浴器的额定功率为2000W,水箱最多可容纳50kg水,注满水的淋浴器连续正常加热40min,淋浴器上温度示数由22℃上升到42℃.[c水=4.2×103J/(kg•℃)]求:
(1)此过程中水箱中水吸收的热量;
(2)该电热淋浴器加热时的热效率.
22.天然气灶烧水,燃烧0.5m3的天然气,使100kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容为C=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为q=7.0×107J/m3.求:
(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放.
(2)水吸收的热量Q吸.
(3)燃气灶的效率η.
23.汽车已进入百姓家庭,汽车发动机性能的好坏倍受人们关注.在汽车发动机的设计过程中,既要考虑能量的有效利用,又要考虑发动机的冷却问题.
[汽油热值为4.6×107 J/kg,汽油密度为0.7×103 kg/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg•℃)]
(1)为了防止发动机过热,汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度.5kg水在冷却系统中温度升高50℃,所吸收的热量是多少?
(2)10L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧30min,可以释放出多少能量(假设汽油完全燃烧)?若发动机输出的功率为6×104 W,则此汽车发动机的效率是多少?(汽车发动机效率的计算结果精确到1%)
24.刘芳同学制作了一个底面积为1m2的透明玻璃箱,中午测得玻璃箱吸收太阳能的功率 为100W,经过太阳100min的照射.则
(1)在这段时间内玻璃箱所吸收太阳的能量是多少?
(2)在玻璃箱内装有质量为l0kg温度是20℃的水,若有42%的太阳能被水吸收,这些太阳能可以使玻璃箱内的水温度升高到多少℃?
(3)若改用热值为2.1×107J/kg的生物燃油给水加热,燃油完全燃烧所产生的热量只有20%被水吸收,要使同样的水升高相同的温度至少需要燃烧多少kg的燃油?
若燃油的密度为0.75×103kg/m3,则这些燃油的体积是多少?
25.某太阳能热水器的水箱内装有50kg的水,太阳光照射一段时间后,水温从20℃升高到60℃.水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),焦炭的热值是3.O×107J/kg.试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭?
26.一台电热水器装有2kg水,通电加热过程中,水温随时间变化情况如图.求:
(1)加热2分钟,水吸收了多少热量?
(2)如果电热水器功率为1000W,加热2分钟,放出多少热量?
(3)此电热水器的效率η是多少?(η为水吸收的热量与电热水器放出热量的比值)
27.某电热淋浴器的铭牌如右下表,求该电热淋浴器:
(1)一满箱水从25℃加热到45℃吸收的热量是多少焦耳?
(2)正常工作时的电流是多少安培?
(3)正常工作0.5小时消耗的电能是多少千瓦•时?
28.一种太阳能热水器,装有160L的水.
(1)在太阳辐射下,水温由15℃升高到65℃.水箱中的水吸收的热量为多少?(不计热量损失)
(2)如果水吸收的热量由效率为40%的煤气灶提供,则需燃烧多少煤气.ρ水=4.2×103 J/(kg•℃),煤气的热值约为 q=4.O×107J/kg}.
29. 2009年10月1日的国庆联欢晚会上,有一个漂亮的“光立方”,它是由4028棵“发光树”组成的.如图所示,每棵“发光树”上有168个LED灯(发光二极管),在得到同样亮度的情况下,其耗电量不到白炽灯的十分之一.
(1)若每个LED灯的功率为0.1W,则一棵“发光树”正常工作100min消耗了多少电能?
(2)若一棵这样的“发光树”正常工作100min消耗的电能全部用来给水加热,在一标准大气压下可以把质量为多少kg20℃的水烧开?
30.荣荣同学家安装了一台太阳能热水器,晴天可利用太阳能集热,阴雨天可用电辅助加热,铭牌如下,求:
额定电压 220V
容积 100L
额定功率 1650W
频率 50Hz
(1)太阳能热水器贮满水,水温从20℃升高到50℃时,需要吸收多少热量?
(2)用电加热时,热水器正常工作的电流有多大?
(3)贮满水的热水器,阴天里要使水温从20℃升高到50℃,其中55%的热量是由电来辅助提供的,则热水器正常工作时需加热多长时间?(不计热量损失)