电学、力学、热学综合计算题练习题.pdf
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1、过关演练 277.( 2010辽宁大连) 某建筑工地用升降机提升实心砖的示意图如图9-12 所示 . 升降机货 箱的重力是300N,g 取 10N/kg. 不计滑轮和钢丝绳的重力,不计摩擦. 试求: (1)已知砖的密度是210 3kg/m3,每块转的体积是 1.5 10 -3 m 3, 则 每块砖的重力是多少? (2)如果钢丝绳上允许施加的最大拉力是2100N,则该升降机一次最多能匀速提升多少块 砖? (3)某次提升中,升降机在50s 内将货物匀速提升了10m ,钢丝绳 的拉力是 2000N.则钢丝绳的拉力的功率是多少? 278.( 2010江苏连云港) 打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工机
2、械. 图 9-13 甲是落锤 式打桩机实物图. 桩锤由卷扬机用吊钩提升,释放后自由下落而打桩. 其原理如图乙所示. 已知桩锤的质量M=400Kg ,桩锤底面积S1=0.1m 2,桩的顶面积 S2=0.04m 2,g 取 10N/Kg. (1)若桩锤自由下落打在桩上的瞬时压力为F=2.0 10 3N,求此时桩锤对桩的压强 . (2) 若卷扬机把桩锤匀速提升1.8m, 所用时间为2s, 在此提升过程中卷扬机的效率为60, 求卷扬机的功率. 甲乙 图 9-13 图 9-12 279.( 2011湖南娄底)小聪知道今年初中毕业升学体育考试必考中长跑、跳绳和实心球等 三个项目后,每天进行体育锻炼. 质量
3、为 40kg 的他经过一段时间的刻苦训练后. 对自已 进行了粗略的测试:实心球投掷超过10m ,跳绳 l 分钟能跳l50 次以上, 并且能沿200m 的跑道用 5m/s 的速度匀速跑5 圈以上 (g 取 10N/kg). (1) 小聪在进行实心球训练中感觉很累,能量消耗很大,那么他每次将实心球用力掷出的过 程中 (球从静止开始到离开手) ,人的化学能转化为实心球的能. (2) 小聪双脚站立,双手将质量为2kg 的实心球举起准备投掷时,对水平地面的压强是多少 ( 假设小聪单脚与地面的接触面积为l50cm 2)? (3) 若小聪跳绳过程中,每次跳起高度约5cm ,那么他每跳一次需克服重力做功大约多
4、少焦? 若他跳一次用时0.4s ,则他做功的功率为多大? (4) 体育老师对小聪说: “在正式考试时,只要你能保持粗测成绩,一定会获得l000m 中长跑 项目的满分” , 那么, 请你计算并对照2011 年初中华业升学体育考试评分标准( 如表 9-1) , 判断体育老师的说法是否可信? 280. (2011福建莆田)西游记中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描述:“悟空撩衣上 前,摸了一把,乃是一根铁柱子,两头是两个金箍,紧挨金箍有镌成的一行字. 如意 金箍棒一万三千五百斤,约丈二长短,碗口粗细” ,如图 9-14 所示 . 以国际单位制, 金 箍棒质量为6750kg,体积约0.2m 3 ,问:
5、表 9-1 (1) 在海底将上述棒抽出后,棒受到的重力和浮力多大( g=10N/kg, 水=1.0 10 3kg/m3 ) ? (2)在海水中将上述棒竖直上提1000m ,孙悟空至少要做多大的功? (3)为了方便用力,孙悟空将棒变得细短了许多(质量不变). 而思思同学认为孙悟空可以 不做功就能让棒上升到海面. 请你说说悟空要怎么做? 281. (2011四川泸州)我国是世界上第一个成功完成海底沉船整体打捞工作的国家,图 9-15 甲是起重工程船将“南海1 号”沉船打捞出水的情况. 为分析打捞工作,我们可以 将实际打捞过程简化为如图9-15 乙所示的滑轮组竖直向上提升水中的金属物. 已知正 方体
6、实心金属物的体积V=110 -2 m 3,密度 金=7.9 10 3kg/m3, 水=110 3kg/m3,绳子 重力不计 . 请问: (1)若不计摩擦和滑轮重,当金属物始终浸没在水中时,需要多大的竖直向上拉力作用于 绳子自由端才能将金属物匀速提升? (2)若仍不计摩擦, 但动滑轮重G0=60N,要求在 1min 内将始终浸没在水中的金属物匀速提 升 6m ,求绳子自由端竖直向上拉力的功率; (3) 若将金属物完全提出水面后继续向上匀速提升的过程中,该滑轮组的机械效率为94% , 问作用于绳子自由端竖直向上的拉力是多大(计算结果保留整数)? 图 9-15 图 9-14 282. (2011 江
7、苏常州 ) 江浙两省居民的食用油以大豆油、菜籽油为主. 然而有些不法商家为 了获取暴利, 大量购买地沟油用来加工各种食品,严重危害消费者的身心健康,为探究 地沟油的检测方法,同学们进行了多种尝试. (1)小明查阅资料发现:菜籽油的密度是0.91 l0 3 kgm 30.92 l03 kgm 3,大豆油的 密度是 0.92 l0 3 kg m30.94 l03 kg/m3. 他质疑:地沟油的密度与大豆油、菜籽油 的密度会有明显差异吗?于是,小明利用简易器材展开了实验测量,如图9-16 所示: (a)实验测得地沟油的密度是多少(g 取 l0N/kg ,请完整书写解题过程)? (b)用密度测量法来检
8、测地沟油是(有效无效)的. (2)小华查阅资料发现:菜籽油的凝固点是-10,大豆油的凝固点是-18 ,她质疑:地 沟油的凝固点与大豆油、菜籽油的凝固点会有明显差异吗?于是,小华利用实验室制冷 设备展开地沟油的冷冻、观察实验,实验数据如表9-2 所示: 时间 min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 温度2 0 -2 -4 -4 -4 -4 -6 -8 -10 状态液液液固液 混合 固液 混合 固液 混合 固液 混合 固固固 (c) 小华在实验室测得地沟油的凝固点是. (d)用凝固点测量法来检测地沟油是(有效无效)的. (3)小丽走访有关部门,得知:长期食用地沟油,会明显增加脂肪肝、高血脂
9、、高血压、 胆囊炎、胃病、 肥胖、 心脏病和多种癌症的发病率;不法商贩通常会把地沟油与合格菜 籽油、 大豆油勾兑, 手段更为隐蔽;江苏化工学院已摸索出新型检测方法,能让勾兑于 菜籽油、大豆油中的地沟油“暴露踪迹”,只是检测较为繁复、成本也较高;地沟油其 实是生产高级润滑油以及清洁柴油的优质原料,关于地沟油的整治和利用,请向有关部 门提出合理化建议:(一条即可) . 表 9-2 图 9-16 283. (2011陕西)某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置,它的底部较重, 可以竖直漂浮在水面,总质量为0.21kg 、底面积为310 -3 m 2. 不放物体时,在与水面所 对应位置处标为质
10、量的“0”刻度线,如图9-17 甲. 请解答下列问题: (g 取 10N/kg ) (1)不放物体时,该装置所受的浮力是多大? (2)如图 9-17 乙所示, 在该装置中放入一个体积为1.5 10 -5m3 的物块 A,它的底部在水面 下的深度 h=0.11m. 此时,该装置受到的浮力是多大?与水面所对应位置处的刻度线应 标为多少克? (3)物块 A的密度是多少? 284. (2011湖南长沙)在长沙市地铁二号线建设工地,有一“塔吊”正在准备起吊一底面 积为 0.8m 2、质量为 2400kg 的圆柱形重物;如图9-18 所示, A为塔吊的配重,OB为塔 吊的起重臂,C为能在起重臂上移动的载重
11、小车,载重小车下挂有滑轮组,OB=25m. 当 载重小车在B点时,能安全起吊重物的最大质量是1200kg. 现在载重小车从距离O点为 10m的载重臂上,准备起吊该圆柱形重物(不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩 擦,g=10N/kg ). 问: (1)起吊前,该重物对地面的压强为多大? (2)起吊后,当重物匀速上升时,载重小车下每段钢丝绳的拉力为多大? 图 9-18 甲乙 图 9-17 (3)如果将重物匀速提升20m ,则拉力做功多少? (4)塔吊将重物从起吊点提升20m后,载重小车最多能向B点方向再平移多少米,才能保 证安全工作? 285.( 2011湖北黄石)据报道,我市某水库库底是一座旧城遗址
12、,目前正在进行试探性发 掘和打捞 . 某次试探性打捞作业时,用绳子将实心物体从水面下12m 深处沿竖直方向匀 速提升到离水面1.5m 深处的过程所用时间为42s,拉力 F 做功的功率为90W.当物体被 拉到有 4/5 的体积露出水面时,让其静止,此时绳子的拉力F=520N.不计绳子的重力 和水的阻力(水的密度0=1.0 10 3kg/m3, g=10N/kg ) . 求: (l )物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m 深处过程中,物体匀速运动的速度v; (2)物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力F; (3)物体浸没在水中时所受的浮力F浮; (4)物体的密度 物. 286. (201
13、1浙江温州)电梯为居民出入带来很大的便利,出于安全考虑,电梯都设置超载 自动报警系统, 其工作原理如图9-19 甲所示 . 已知控制电路的电源电压U=6伏,保护电 阻 R1=l00 欧,压敏电阻 R2的阻值随压力F大小变化如图9-19 乙所示, 电梯底架自重和 电磁铁线圈的阻值都忽略不计. (1) 当压敏电阻R.受到的压力F增大时,其阻值减小,控制电路中的电流增大,从而使电磁 铁的磁性增强.电梯超载时,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点接触,电铃 发出警报声 . 甲乙 图 9-19 (2) 若电梯在20 秒内将一位重600 牛的乘客匀速提升l5 米,求电梯对乘客做功的功率. (3) 当电磁铁线圈电
14、流达到20 毫安时:衔铁刚好被吸住. 若该电梯厢内站立总质量为1000 千克的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载 (g取 l0 牛 / 千克 ) . 287. (2010安徽芜湖)家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率. 某同学在家中做了 如下实验:他首先查看自己家的电能表,表上标有“3600RkW h”字样;随后他关闭 了家中所有用电器,只让一只标有“220V、1210W ”的电水壶盛满水持续工作,与此同 时,观察到电能表转盘3 分钟转过180 圈. 假设电水壶的电阻保持不变,求: (1) 电水壶的电阻; (2) 电水壶工作时的实际电功率; (3) 该同学家的实际电压. 288. (200
15、9湖南长沙)某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计,如图9-20 甲 是其原理图 . 放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连. 弹簧上端和金属滑片P 固定在一起(弹簧的电阻不计, P与 R2接触良好且不计摩擦) . 已知物体 A的质量为 100kg, 定值电阻 R1=6?,R2是一根长为6cm的均匀电阻线(阻值与其长度成正比),其最大阻 值为 24? ,电源电压为6V,电流表的量程为0 0.6A. 当不拉拉环是时,金属滑片P刚 好处于 a 端. 已知该弹簧伸长的长度l 与所受竖直向上的拉力F间的关系如图9-20 乙 所示,问: (1)要把电流表的表盘改为拉力计的表盘,则拉力计表盘的
16、零刻度应标在电流表表盘的何 处? (2)闭合开关,当电流表示数为0.6A 时, R2接入电路中的电阻为多少? 甲乙 图 9-20 (3)在保证电路安全的条件下,物块A对地面的压力范围是多少(g=10N/kg )? 289. (2010江西南昌)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 9-21 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)
17、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? 290. (2010辽宁大连)小明制作了一个简易电加热器,其电路图如图9-22 所示 .R1、R2是 发热电阻, 开关 s 接“1”时为高温挡、 接“2”时为低温挡, 在每个挡内温度是可调的. 电源电压是12V, 变阻器 R的最大电阻是10, R2的电阻是32. 试求: (1)开关 s 接“ 1”时,变阻器的滑片在a 端, R1的功率是8W.则 R1的电阻是多少? (2)开关 s 接“ 2”时,变阻器的滑片在b 端,则 R1和 R2的总功率是多少? 291. (20
18、11 四川内江 ) 如图 9-23 甲所示,是某工厂的水平传送带上的产品运输及计数装置 示意图 . 其中,电源电压为3V,定值电阻R0的阻值为200;S为激光光源,能发射一 条粗细忽略不计的光线;R为光敏电阻,当有光照射时,其阻值较小,无光照射时,其 阻值较大 . 水平传送带上的产品均是密度=2.5 10 3kg/m3 的相同正方体. 当水平传送 图 9-22 图 9-21 带上的产品和传送带一起以速度v =0.5m/s 匀速通过S与 R之间时, 射向光敏电阻的光 线被产品挡住, 光线始终与正方体靠近光源一侧的表面垂直,通过电压表测出光敏电阻 R两端电压随时间变化的规律如图9-23 乙所示 (
19、g=10N/kg).则: (1)定值电阻R0消耗的最大功率是多少? (2)水平传送带对每个产品的支持力为多少? 292.(2010 江苏扬州 ) 如图 9-24 所示,电源电压为12V,且保持不变,己知滑动变阻器R3 的最大阻值为20,定值电阻R1 =10,R2= 15 ,电流表的量程为0.6A. (l)S ,S1闭合, S2断开时,要使电流表的示数最小,则滑动变阻器的滑片P应滑到何处 ?此 时电压表的示数为多少? 10min 内电流通过R1产生的热量是多少? (2)S 、S2闭合, S1断开时,求电路允许消耗的最大功率. 293. (2010江苏泰州)如图9-25 所示的装置很有创意它将比较
20、耗水的洗衣机和同样 耗水但不太讲究水质的马桶连在一起:表 9-3 是洗衣机有关技术参数铭牌. 洗衣机还设 有加热功能,洗涤前先将水加热到适宜温度. 可以提高洗涤效果. (1)冲一次马桶需要5L 水,若一次洗衣服用的总水量是50L,则可供马桶冲几次? 滚筒式洗衣机 电压 /V 220 图 9-24 图 9-23 (2)求脱水时的正常工作电流; (3)某次洗衣时,首次进水量为15L,正常加热15min 水温达到设定要求. 求首次进水 的质量;求加热过程消耗的电能;若加热时电能的84转化为水的内能,求水升 高的温度 c水=4.2 l0 3J(kg ). 294. (2010湖北武汉)如图9-26 是
21、一种煲汤用的电热锅工作原理图,其中温控器的作用 是每当水沸腾后能自动断电一段时间. 电热锅的部分参数如表9-4 所示 . 三脚插头上标着E的导线和相连,插座上相应的导线和相连 . 调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态,则原理图中的 切换开关连接触点 “” 时为保温档 . 小明发现,当电热锅处于保温档正常工作时, 不论加热多长时间,都不能使锅内的汤水沸腾,原因可能是 . 该电热锅处于高温档正常工作时,使4.5L 的水温度升高54需要 42min,那么电热锅的 效率为多少?c水4.2 10 3J/(kg ) 洗衣功率 /W 200 胶水功率 /W 330 最大洗涤容量/
22、kg 5 水加热功率 /W 2000 容积4.5L 额定电压220V 保温功率80W 加热功率500W 表 9-4 图 9-26 表 9-3 图 9-25 295. (2010江苏宿迁)小明家的电热饮水机,有加热和保温两种工作状态,饮水机热水箱 内水温达到92时开关S1自动断开,处于保温状态;当水温降至一定温度t时, S1又 闭合重新加热.电路原理图如图9-27 所示,饮水机的铭牌数据如表9-5 所示: (1) 求电阻R1的阻值; (2) 求正常加热时通过饮水机的电流; (3) 在无人取水情况下,饮水机重新加热一次的时间为5min. 加热一次消耗的电能是多少? 重新加热前的水温t是多少 不计能
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