电学、力学、热学综合计算题练习题

电学 力学 热学综合计算题练习题电学 力学 热学综合计算题练习题 1 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 2 103kg m3 每块转的体积是 1 5 10 3m3 则每块砖的重力是多少 图 9 12 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 2 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 1m2 桩的顶面积 S2 0 04m2 g 取 10N Kg 甲 乙 图 9 13 1 若桩锤自由下落打在桩上的瞬时压力为 F 2 0 103N 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 3 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 表 9 1 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 l50cm2 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 4 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 2m3 问 图 9 14 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 103kg 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 5 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 方体实心金属物的体积 V 1 10 2m3 密度 金 7 9 103kg m3 水 1 103kg m3 绳子重力不计 请问 图 9 15 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 6 2011 江苏常州 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 图 9 16 1 小明查阅资料发现 菜籽油的密度是 0 91 l03 kg m3 0 92 l03 kg m3 大豆油 的密度是 0 92 l03 kg m3 0 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 0123456789 温度 20 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 表 9 2 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 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 7 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 3 10 3m2 不放物体时 在与水面 所对应位置处标为质量的 0 刻度线 如图 9 17 甲 请解答下列问题 g 取 10N kg 甲 乙 图 9 17 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 8 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 8m2 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 图 9 18 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 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 9 2011 湖北黄石 据报道 我市某水库库底是一座旧城遗址 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 103kg 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 10 2011 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 甲 乙 图 9 19 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 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 11 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 3600R kW 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 12 2009 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 甲 乙 图 9 20 1 要把电流表的表盘改为拉力计的表盘 则拉力计表盘的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 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 13 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 图 9 21 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 14 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 图 9 22 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 15 2011 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 103kg m3的相同正方体 当水平传 送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 g 10N kg 则 图 9 23 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 16 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 图 9 24 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 17 2010 江苏泰州 如图 9 25 所示的装置很有创意 它将比较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 2 求脱水时的正常工作电流 图 9 25 表 9 3 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 l03J kg 18 2010 湖北武汉 如图 9 26 是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 滚筒式洗衣机 电压 V 220 洗衣功率 W 200 胶水功率 W 330 最大洗涤容量 kg 5 水加热功率 W 2000 图 9 26 表 9 4 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 103J kg 19 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 图 9 27 表 9 5 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 不计能量损失 c水 4 2 103J kg 容积 4 5L 额定电压 220V 保温功率 80W 加热功率 500W 热水箱水量额定电压加热时功率保温时功率 2kg220V440W40W 20 2011 重庆 在新农村建设中很多楼房顶上装有如图 9 28 甲所示的太阳能热水器 图 9 28 乙是内部水箱的结构示意图 S l是自动温控开关 当水温低于 20 时闭合 辅助加热电阻 R 开始加热 当水温达到 60 时断开 辅助加热电阻 R 停止加热 A B 是水箱中两个相同的实心圆柱体 密度为 1 8 103kg m3 悬挂在水箱顶部的压力传 感开关 S2上 当 S2受到竖直向下的拉力达到 16 N 时闭合 电动水泵 M 开始向水箱注水 当拉力小于等于 10N 时 S2断开 电动水泵 M 停止注水 取 g 10N kg 求 甲 乙 图 9 28 1 若水箱内有 100 kg 的水 夜晚在辅助加热系统作用下 水温升高了 20 水吸收的 热量 C水 4 2 103J kg 2 A B 的体积均为 500 cm3 A B 的总重力 3 正常情况下水箱中的水面最高时 A 受到的浮力 开关 S2下的细绳和 A B 间的细绳质 量与体积均忽略不计 21 2011 江西 长岭风电场系江西省已建成规模最大的风力电场 场址位于九江市庐山 区海会镇 年上网电量约为 6915 万 kwh 该风力电厂技术先进 在机房监视屏上可以 看到各风电机组工作情况 如图 9 29 所示 其中 CLA 08 机组 显示风速为 4m s 发 电功率为 135kw 若该地区空气密度为 1 3kg m3 一台风车的轮叶转动时按有效扫风 面积为 100m2的圆面计算 则 图 9 29 1 1min 内有多少 kg 的空气冲击这台风车轮叶转动形成的有效圆面 2 这台风车工作 1h 输出的电能是多少 kwh 相当于完全燃烧多少 kg 的煤 煤的热值为 3 107J kg 3 从机房监视屏上 可以发现什么规律 22 2011 山东德州 随着人们生活水平的不断提高 私家车已日益普及 如图 9 30 所示 是一种测量小气车油箱内油量的装置原理图 它主要由电源 压敏电阻R 电阻随所 受压力的变化而变化 油量表 由电阻可忽略不计的电流表改装而成且量程足够大 等组成电路 压敏电阻R在一定范围内的阻值与所受压力的关系如表 9 6 所示 油箱位 于压敏电阻上方 电源电压为 6V 问 图 9 30 表 9 6 1 未放油箱时 电路中的电流是多少 2 请根据表格数据推测 当油箱和油总重为 200N 时 压敏电阻 R 的阻值是多少 3 若油箱的质量为 6 5kg 当油量表示数为 5 5 102m3时 电路中的电流是多少 汽 油 0 7 103kg m3 g 10N kg 23 2011 黑龙江哈尔滨 某电水壶的铭牌信息如图 9