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人教版九年级上学期期末复习：综合计算题1九年级上学期期末复习：综合计算题11.超高压水切割又称“水刀”（如图的设备），它是将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速”水箭”，对切割表面产生108109Pa的压强。工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体。下表是某高压水切割机技术参数：型号压强（Pa）喷嘴横截面积（m2）排量（L/min）油泵电机功率 （kw）换向方式电源（V）22303.0410851082.722.8电子380提示：表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升。1L1103m3。（1）正常工作时，流过油泵电机的电流是60A，工作一小时耗电22.8KWh（2）“水刀”有纯水切割和加磨料切割（磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂）两种。高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的动能（填一种能量名称），加入磨料后切割能力大大提高了，这是因为速度一定时流体的质量增加，动能增大。（3）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，高压水流对切割面的压力为多大？（4）高压水切割机的切割效率是多少？【解答】解：（1）PUI，电机工作时的电流为I60A，P，电机消耗的电能为WPt22.8kW1h22.8kWh；（2）高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的动能；速度一定时，流体的质量增加从而动能增大，加入磨料后切割能力大大提高了，是因为速度一定时流体的质量增加，从而动能增大。（3）p，FpS3.04108Pa5108m215.2N；（4）电机1min消耗的电能为W总P电t22800W60s1.368106J，切割线的长度为H5.4104m，W有用FS15.2N5.4104m8.208105J100%100%60%。答：（1）60；22.8；（2）动能；速度一定时流体的质量增加，动能增大；（3）高压水流对切割面的压力为15.2N；（4）高压水切割机的切割效率是60%。2在建设美丽新洲的过程中，问津新城、航天产业基地等项目正在有序推进，发展过程离不开重型机械。如图甲是常用的混凝土泵车，它由柴油机、泵、输送管道等组成输送系统，能将搅拌好的混凝土抽到高处进行浇灌（如图乙）（混凝土的密度2.5103kg/m3，g10N/kg，柴油的热值为4.32107J/kg）。（1）按照国家要求，车辆对地面的压强不得超过7105Pa，已知折叠状态时混凝土泵车质量为19.6t，则它的车轮与地面的总接触面积不得小于多少？（2）若高压输送泵输送管道的平均横截面积为150cm2，混凝土在输送管道中的流速为0.8m/s，混凝土输送高度为40m，泵车输送系统输送混凝土的效率为25%，则每小时泵车对混凝土做的功是多少？每小时消耗柴油多少kg？【解答】解：（1）折叠状态时混凝土泵车对地面的压力：FGmg19.6103kg10N/kg1.96105N，由p可得，混凝土泵车的车轮与地面的最大总接触面积：S0.28m2，即混凝土泵车的车轮与地面的总接触面积不得小于0.28m2；（2）泵车每小时输送混凝土的体积：VShSvt150104m20.8m/s3600s43.2m3，由可得，输送混凝土的质量：mV2.5103kg/m343.2m31.08105kg，将混凝土输送到40m高的楼上，克服混凝土重力所做的功：WGhmgh1.08105kg10N/kg40m4.32107J，由100%可得，消耗柴油完全燃烧释放的热量：Q放1.728108J，由Q放mq可得，消耗柴油的质量：m4kg。答：（1）混凝土泵车的车轮与地面的总接触面积不得小于0.28m2；（2）每小时泵车对混凝土做的功是4.32107J，每小时消耗柴油4kg。3如图所示为一种蓄水箱的人工放水装置，AOB是以O点为转轴的轻质杠杆，AO呈水平状态，A、O两点间的距离为40cmB、O两点间的水平距离为10cm，竖直距离为7cm，K是一轻质、横截面积为100cm2的盖板（恰好堵住出水口），它通过细绳与杠杆的A端相连，在水箱右侧水平地面上，重为600N的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，可以控制出水口上盖板，若水箱水深为50cm，当盖板恰好要被拉起时，水平地面对人的支持力为490N，人对绳子的拉力为F1，绳子对B点的拉力为F2，滑轮组的机械效率为，盖板的厚度、绳重与滑轮间的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上（g取10N/kg）求：（1）水箱中水深为50cm时。盖板上表面所受水的压强和压力。（2）人对绳子的拉力F1和绳子对B点的拉力F2。（3）滑轮组的机械效率（4）若与杠杆A、B两端选接的细绳足够结实，当水位至少达到多高时，人将无法拉起盖板。【解答】解：（1）水深h50cm时，盖板上表面所受水的压强：p水gh1.0103kg/m310N/kg0.5m5103Pa，由p得盖板上表面所受水的压力：FpS5103Pa100104m250N；（2）B、O两点间的水平距离为10cm，根据杠杆的平衡条件：FALAF2LB，即：50N40cmF210cm，所以F2200N；当盖板恰好要被拉起时，水平地面对人的支持力为490N，所以F1G人F支600N490N110N；（3）B点下降，A点上升，如图所示：根据三角形相似，即：，所以hA28cm，由图滑轮组通过动滑轮绳子的段数n2，绳重与滑轮间的摩擦均不计，滑轮组的机械效率：100%100%100%90.9%；（4）根据F1（F2+G动），G动2F1F22110N200N20N，人对绳子拉力最大等于人的重力，即绳子自由端拉力最大：F1G人600N，此时对B点的拉力：F22F1G动2600N20N1180N，根据杠杆的平衡条件：FALAF2LB，即：FA40cm1180N10cm，解得FA295N，水对盖板压力FpS水ghS，且FAF，所以h2.95m。答：（1）水箱中水深为50cm时。盖板上表面所受水的压强为5103Pa，压力为50N。（2）人对绳子的拉力F1为110N，绳子对B点的拉力F2为200N。（3）滑轮组的机械效率为90.9%。（4）若与杠杆A、B两端选接的细绳足够结实，当水位至少达到2.95m高时，人将无法拉起盖板。4如图甲是某科技兴趣小组设计的一种电压力锅（铭牌如表所示），图乙是简易原理图，A为密闭锅体，锅的内部直径为20cm，R1是加热电阻，R2是保温电阻，L为指示灯，其阻值为12，S1为电源开关，S2为压力开关。闭合S1后，R1通电给压力锅内的水加热，锅内气体压强增大，当锅内气体压强达到设定值时，水开始沸腾，此时压力开关S2与触点a分开，与触点b接通，R2通电给压力锅内的水保温，电流表的示数比加热状态时减少了4.9A，水的沸点与气体压强p的关系如图丙，取3.14求（1）当锅内气体压强达到设定值时，锅内气体对锅盖的压力（2）电压力锅内装有初温为20，质量为5kg的水，从开始加热到锅内气压达到设定值时，水吸收的热量相当于多少焦炭完全燃烧时产生的热量（不计热量损失，焦炭的热值为3107J/kg）（3）R2的阻值【解答】解：（1）由表格数据可知，当锅内气体压强达到设定值时，气体压强p200kPa2105Pa，锅盖面积S3.143.14102m2，由p可得，锅内气体对锅盖的压力FpS2105Pa3.14102m26280N，（3）当锅内气体压强达到设定值p200kPa时，水沸腾，由图丙可知此时锅内温度为120，水吸收的热量：Q吸cmt4.2103J/（kg）5kg（12020）2.1106J，不计热量损失，根据Q吸Q放2.1106J，则m焦炭0.07kg。（3）当开关S2与触点a点接通时，为加热状态，此时电流I加热5A，当开关S2与触点b接通时，R2与L串联，为保温状态，由题意可知，电路中的电流II加热I5A4.9A0.1A，保温时电路总电阻：R2200则R2的阻值：R2RRL2200122188；答：（1）当锅内气体压强达到设定值时，锅内气体对锅盖的压力为6280N，（2）水吸收的热量相当于0.07kg焦炭完全燃烧时产生的热量；（3）R2的阻值为2188。5电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具（如图）。它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。下表是 某型号电动自行车主要技术参数。 （1）行驶过程中轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，当一质量是60Kg的人骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（2）电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大？（3）蓄电池一次充足电可储存的能量是多少焦？（4）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？整 车整车质量40kg最高车速30km/h最大噪声62dB蓄电池电压50V容量10Ah电动机额定电压50V额定功率250W【解答】解：（1）当人骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压力：FG总（m车+m人）g（40kg+60kg）10N/kg1000N，地面受到的压强：p1105Pa；（2）由PUI可得，电动自行车以额定功率行驶时的工作电流：I5A；（3）蓄电池一次充足电可储存的能量：WUIt50V10A3600s1.8106J；（4）因蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，所以，电动车获得的机械能：W机械W1.8106J80%1.44106J，因电动机匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，由WFsfs可得，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶的距离：s3.6104m36km。答：（1）地面受到的压强是1105Pa；（2）电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是5A；（3）蓄电池一次充足电可储存的能量是1.8106J；（4）蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶36km。6随着生活水平的提高，小明家买了新房，并在五一假期搬进了新家，为了淋浴方便，他家购置了一款某型号的电热水器，细心的小明观察到工人师傅安装时，先根据尺寸在卫生间的墙壁上用电钻打两个孔，然后装上膨胀螺钉，再安装两个L型挂钩，然后被热水器的固定支架挂在L型挂钩上如图甲所示即安装完成，如图乙所示是电热水器的尺寸及其受力示意图，在竖直方向上热水器受到每个挂钩拉力F2和重力G，在水平方向上热水器受到每个膨胀螺钉对它的拉力F1和墙壁对它的支持力F3，小明还观察了该热水器的铭牌如表，请思考如下问题：该热水器装满水时，每个膨胀螺钉的拉力F1是多大？某型号电热水器额定电压/V220额定电功率/W2420自重/kg20容积/dm350商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮（2）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min，热水器上的温度示数由22上升到46.2，已知水的比热容为4.2103J/（kg），水的密度为1.0103kg/m3，求此过程中电热水器的热效率。（3）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为2.4106J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压。【解答】解：（1）根据图示可知，F1和F2的力臂分别是280mm和0；电热水器的总重：G（20kg+水V）g（20kg+1000kg/m350103m3）10N/kg70kg10N/kg700N，因L形挂钩静止，以悬挂架下端为支点，把热水器看成杠杆，则根据杠杆的平衡条件FL1GL2可得：F1280mmG200mm，即：F1280mm700N200mm解得：F1500N。（2）根据可得，水箱中水的质量：mV1.0103kg/m350103m350kg，水箱中的水吸收的热量： Qcm（tt0）4.2103J/（kg）50kg（46.222）5.082106J，水箱中的水在额定电压下连续加热40min消耗的电能：WPt2420W4060s5.808106J，电热水器加热时的热效率：100%100%87.5%；（3）根据P可得，电热水器的电阻：R20，根据QI2Rt可得，通过热水器的电流：I10A，根据欧姆定律可得，工作的实际电压：U实IR10A20200V；答：（1）该热水器装满水时，每个膨胀螺钉的拉力F1是500N；（2）此过程中电热水器的热效率87.5%；（3）通过电热水器的电流10A；它工作的实际电压200V。7如图甲所示为某种遥控航拍无人机，由于体积小，重量轻，拍摄效果好，操控方便，深受航模爱好者喜欢。下表是它部分技术参数。（1）图乙是它的螺旋桨，形状跟机翼相似，螺旋桨高速旋转，给无人机提供上升的动力，所利用的原理是在气体中流速越大的位置压强越小，在图乙中画出飞机在空中盘旋时所受的这个力的示意图。（2）无人机在上升过程中，被拍摄景物所成的像逐渐变小，拍摄范围变大。（选填“变大”、“变小”或“不变”）（3）技术参数中“能量”一栏数值是多少？（结果取整数）技术参数飞机器质量（含电池及桨）1280g最大上升速度5m/s最大下降速度3m/s最大水平飞行速度15m/s最大上升高度6000m智能飞行电池容量4480mAh正常工作电压15.2V飞行时间约23min能量68Wh相机镜头焦距20mm（4）某次航拍过程中，无人机以1.2m/s速度匀速竖直上升，正常工作时它将电能转化为机械能的效率为92%，则该过程中智能飞机电池工作电流多大？（不计空气阻力，结果保留一位小数）【解答】解：（1）无人机机翼的横截面设计成如图乙所示的形状，是利用了在气体中流速越大的位置压强越小的原理，从而使机翼的上下表面产生压强差，为飞机提供升力，力的方向是竖直向上的，如图所示：（2）凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小，无人机在上升过程中，物距变大，像变小，拍摄范围变大。（3）技术参数中“能量”WUQ15.2V4.480A68Wh683600s2.448105J。（4）FGmg1.280kg9.8N/kg12.544N，P机械Fv12.544N1.2m/s15.0528W，由可得，P16.36W，由PUI可得，智能飞机电池工作电流I1.07A。故答案为：（1）在气体中流速越大的位置压强越小；见上图；（2）变小；变大；（3）68；（4）该过程中智能飞机电池工作电流为1.07A。8空调由室内机与室外机两部分组成，室内机、室外机的主体都是热交换器，为了减小室内的噪声，压缩机装在室外机内。（1）如图1是空调制冷时制冷剂循环的简化图，气态制冷剂由压缩机（可视为电动机）压入室外机的热交换器，在热交换器内液化放热，将热交给室外的空气，然后在室内热交换器内汽化吸热（填“吸”或“放”），从而降低室内空气的温度。其中气态制冷剂是通过压缩体积的方式液化的。（2）空调的压缩机在工作时消耗电能，转化为机械能。（3）下表是某品牌柜式空调铭牌上的部分参数。额定制冷量室内机循环风量额定制冷输入功率质量（室内/室外）防触电类型5000W750m3/h1750W43kg/53kgI类已知理想情况下，空气的密度为1.29Kg/m3；空气的比热容为103J/（kg）额定制冷量：制冷剂的吸热功率，即正常工作时制冷剂发生物态变化时每秒从室内吸走的热量，实际制冷量为额定制冷量的95%此空调的室内机出风口与进风口的温差可达到多少？（g10N/Kg、750m3/h：1h由室内机进风口进入，由出风口流出的空气为750m3；）【解答】解：（1）空调的制冷剂，气态制冷剂由压缩机压入室外机的热交换器，在交换器内放热液化，然后在室内热交换器内吸热由液态又变为气态，发生汽化。从而降低室内空气的温度。在室外的热交换器中，气态制冷剂通过压缩体积又变为液态。（2）电动压缩机工作的过程是靠压缩机将制冷物质加压液化，压缩机实际上是一个电动机，电动机工作时，把电能转化为机械能。（3）由题意知，1h由室内机进风口进入，由出风口流出的空气为750m3，由得1h由室内机进风口进入，由出风口流出的空气的质量：mV1.29kg/m3750m3967.5kg，制冷剂1h从室内吸走的热量：Q吸Pt5000W3600s1.8107J，这些热是由流经进风口热空气提供的，则热空气放出的热量为：Q放Q吸95%1.8107J1.71107J，由Q放cmt得空气降低的温度：t17.67。答：此空调的室内机出风口与进风口的温差可达到17.67。故答案为：（1）放；吸；压缩体积；（2）电；机械；（3）此空调的室内机出风口与进风口的温差可达到17.67。9如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。（1）起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是相互的。在空中飞行时，只要增加右侧两个旋翼的转速，就能使无人机右侧抬升，向左倾斜飞行。（2）若该机在30秒内匀速竖直上升120米进行空中拍摄，则它飞行的速度是多少米/秒？（3）该机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电压为15伏，电动机正常工作时，通过的电流为多少安？（4）该机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为5000mAh的电池提供，若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100W，则该机最多能飞行多少时间？【解答】解：（1）增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是相互的；增大右侧转速，使右侧旋翼对空气下向的作用力变大，根据物体间力的作用是相互的，从而使空气对右侧旋翼作用力变大，使右侧抬升。（2）它飞行的速度是：v4m/s；（3）电动机的额定功率为30W，额定电压为15V，故额定电流为：I2A；（4）电池储存的能量：WUIt15V5A3600s2.7105J，根据可得，电能转为的机械能：W机W80%2.7105J80%2.16105J，根据P可得，该机最多能飞行的时间：t2160s。答：（1）相互的；右；（2）它飞行的速度是4m/s；（3）通过的电流为2A；（4）该机最多能飞行2160s。10随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：（1）机器人吸尘的工作原理是通过电机转动使内部压强小于（选填“变大”“不变”或“变小”），从而使杂物进入吸尘器。（2）电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时。若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间？（3）已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比。则达到最大集尘量时机器人运动的速度为多少？（4）机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米？项目指标参数工作电压10V净重4kg最大集尘量1kg功率30W电池容量2000mAh【解答】解：（1）高速旋转的叶轮把空气排出风机，同时使外部空气和灰尘不断地补充进风机，吸尘器就能“吸尘”了，其原理利用了流体流速大的地方压强小。（2）电池的容量为WUIt10V2A3600s72000J，由P得：t2400s；（3）吸尘器压力等于其重力。由题，摩擦力与压力成正比。，达到最大最大集尘量时的摩擦力f2为：，解得：f220N，消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。所以40%PFvf2v，机器人运动的速度：v0.6m/s；（4）机器人吸尘器达到最大吸尘量时，克服摩擦力做到功为：WW72000J10%40%2880J；根据WFsf2s得：s144m。故答案为：（1）变小；（2）可供机器人持续正常工作2400s；（3）最大集尘量时机器人运动的速度为0.6m/s；（4）需要充电时离充电座最远为144m。11阅读短文，回答问题。智能洗碗机 智能洗碗机是自动清洗碗、筷、盘、碟等餐具的设备，具有洗涤、烘干等功能。为家庭、机关食堂的炊事人员减轻了劳动强度，提高了工作效率。 如图甲，某智能洗碗机安装时，洗碗机进水管的一端与自来水龙头连通；工作时，将水加热至设定的温度，掺入清洁剂后压至高处，由喷嘴喷出以冲洗餐具。洗净的餐具用传送带输送至指定位置。该洗碗机的部分参数如表一所示，表中流量指单位时间内由喷嘴喷出水的质量。 使用中，可通过光敏电阻调节从喷嘴喷出水的速度来改变冲洗的位置。测得相关数据如表二，其中v表示水从喷嘴喷出的速度大小，x表示水流落点与洗碗机后壁之间的水平距离。表一：额定电压220V耗水量（经济洗）10L喷水最大流量230g/s烘干机额定功率150W加热器额定功率2000W表二：速度v/（ms1）1.01.21.51.82.02.5距离x/cm2529414555（1）智能洗碗机应选用三线插头。若烘干机每正常工作一次，其消耗的电能会使标有“3000imp/（kWh）”的电能表指示灯闪烁75次，则烘干机正常工作一次历时600s。（2）下列说法正确的是B。 A水平匀速运输餐具过程中，传送带对餐具做功 B水温升高，水分子运动加剧，可使洗涤更干净 C将水压至喷嘴处的过程中，水的机械能减小 D用湿布擦拭洗碗机表面时无需将电源切断（3）某次洗涤前，加热器在额定功率下按经济洗水量将水加热至60，加热用时20min则水升温所吸收的热量为1.68106J，加热器的效率为70%水的比热容c4.2103J/（kg），室温为20（4）分析表二数据可得，当水速为1.5m/s时，对应距离为35cm；现测得水流落点与洗碗机后壁之间的最大水平距离为97cm，则喷嘴的横截面积为0.5cm2。（5）如图乙所示为利用光敏电阻控制电路的原理图，其中R1为光敏电阻，R2为电阻箱，电源电压U恒为12V保持R2的阻值不变，当物品将光挡住而不能照射到R1上时，R1两端电压为U1；光从两物体的间隙照射到R1上时，R1两端电压为U1，R1两端电压随时间变化的关系如图丙。信号处理系统根据所测电压高低的变换实施控制。光敏电阻R1的阻值随光照强度的增大而减小（选填“增大”或“减小”）；将R2的阻值调为4，有光照射时，R1消耗的电功率为8W，则此时R2消耗的电功率为16W。【解答】解：（1）由图甲可知，智能洗碗机有金属外壳，应使用三线插头和三孔插座，正确连接后，即使内部线路老化导致外壳带了电也会导入大地，不会使人触电发生危险；因3000imp/（kWh）表示电路中每消耗1kWh的电能，指示灯闪烁3000次，所以，指示灯闪烁75次消耗的电能：WkWh0.025kWh9104J，烘干机正常工作的功率P150W，由P可得，烘干机正常工作一次的时间：t600s；（2）A水平匀速运输餐具过程中，餐具处于平衡状态，水平方向不受力，所以传送带没有对餐具做功，故A错误；B水温升高，水分子运动加剧，可使洗涤效果更好，故B正确；C将水压至喷嘴处的过程中，水的质量不变，速度增大，高度越高，水的机械能增大，故C错误；D用湿布擦拭洗碗机表面时，应将电源切断，防止漏电造成触电事故，故D错误；故选B。（3）由表一可知，经济洗水量V10L10dm30.01m3，由可得，水的质量：mV1.0103kg/m30.01m310kg，水吸收的热量：Q吸cm（tt0）4.2103J/（kg）10kg（6020）1.68106J，由P可得，消耗的电能：WPt12000W2060s2.4106J，加热器的效率：100%100%70%；（4）由表二中前两组数据可知，喷嘴喷出的速度增大0.2m/s时，水流落点增大4cm，由表二中最后两组数据可知，喷嘴喷出的速度增大0.5m/s时，水流落点增大10cm，综上可知，数值大小上水流落点的增大量是喷嘴喷出的速度增大量的20倍，所以，喷嘴喷出的速度由1.2m/s增加到1.5m/s时的增加量为0.3m/s，则水流落点的增大量为200.3cm6cm，即当水速为1.5m/s时，对应距离为29cm+6cm35cm；现测得水流落点与洗碗机后壁之间的最大水平距离为97cm，