六：综合练习.doc

1：如图所示的装置中，木块M与地面间无摩擦，子弹m以一定的速度沿水平方向射入木块并留在其中，然后将弹簧压缩至最短，现将木块、子弹、弹簧作为研究对象，从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中，系统的( )A机械能守恒B机械能不守恒c产生的势能等于子弹动能的减少量D弹簧压缩至最短时，动能全部转化成势能2. 在一次消防演习中，质量为60kg的消防员欲到达距离楼顶l=40m处的房间。如图所示，他沿一条竖直悬垂的轻绳从静止开始匀加速下滑，当他滑到该房间的窗户A处时，突然停止下滑，同时用脚踢开窗户，自己反弹了一下，然后进入窗内。已知消防员从开始下滑到刚进入窗内共用了时间t=10s，试估算他沿绳子下滑时受到的摩擦力f大小最接近（ ）A .100N B .300N C. 600N D. 900N 3（09.1东城）如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，左端与竖直墙壁接触现打开右端阀门K，气体往外喷出，设喷口面积为S，气体密度为r ，气体往外喷出的速度为v，则气体刚喷出时钢瓶左端对竖直墙的作用力大小是（ ）KArnSBCDrn2SbaP4一个圆环形闭合导体线圈a平放在水平面上，在a的正上方固定一竖直的螺线管b，b的铁芯与a不接触，a、b的轴线重合。螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图的电路。当移动滑动变阻器的触头P时，圆环a中将产生感应电流，同时a对水平面的压力N将发生变化。如果要使圆环a中产生图中所示方向的感应电流，则下面的说法中正确的是 （ C ）AP应向上滑，N大于a的重力BP应向下滑，N大于a的重力CP应向上滑，N小于a的重力DP应向下滑，N小于a的重力EOABCDrOrEPOrEkOE0r0-E0r0图75在孤立点电荷Q的电场中，一质子在距离点电荷r0处若具有E0的动能，即能够恰好逃逸此电场的束缚。若规定无穷远处电势为零，用E表示该场中某点的场强大小，用表示场中某点的电势，用EP表示质子在场中所具有的电势能，用Ek表示质子在场中某点所具有的动能，用r表示该点距点电荷的距离，则如图7所示的图像中，表示关系正确的是（ ）6（2012.5在）静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线。一质量为m、带电量为q的粒子（不计重力），以初速度v0从O点进入电场，沿x轴正方向运动。下列叙述正确的是 0x/mx1/Vx2x3x4A粒子从O运动到x1的过程中速度逐渐增大B粒子从x1运动到x3的过程中，电势能先减小后增大C要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为D若v0，粒子在运动过程中的最大速度为图6偏心轮筛子7：如图6所示，将一个筛子用四根弹簧支起来（后排的两根弹簧未画出），筛子上装一个电动偏心轮，这就做成了一个共振筛。工作时偏心轮被电动机带动匀速转动，从而给筛子施加与偏心轮转动周期相同的周期性驱动力，使它做受迫振动。现有一个固有周期为0.80s的共振筛，电动偏心轮的转速是80r/min，在使用过程中发现筛子做受迫振动的振幅较小。已知增大偏心轮电动机的输入电压，可使其转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期。下列做法中可能实现增大筛子做受迫振动的振幅的是A适当增大筛子的质量 B适当增大偏心轮电动机的输入电压C适当增大筛子的质量同时适当增大偏心轮电动机的输入电压D适当减小筛子的质量同时适当减小偏心轮电动机的输入电压8（18分）利用水流和太阳能发电，可以为人类提供清洁能源。水的密度=1.0103kg/m3，太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率P0 =1.0103W/m2，地球表面的重力加速度取g=10m/s2。（1）三峡水电站发电机输出的电压为18kV。若采用500kV直流电向某地区输电5.0106kW，要求输电线上损耗的功率不高于输送功率的5%，求输电线总电阻的最大值；（2）发射一颗卫星到地球同步轨道上（轨道半径约为地球半径的6.6倍）利用太阳能发电，然后通过微波持续不断地将电力输送到地面，这样就建成了宇宙太阳能发电站。求卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小；（3）三峡水电站水库面积约1.0109m2，平均流量Q=1.5104m3/s，水库水面与发电机所在位置的平均高度差为h=100m，发电站将水的势能转化为电能的总效率=60%。在地球同步轨道上，太阳光垂直照射时的辐射功率为10P0。太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为20，将电能输送到地面的过程要损失50%。若要使（2）中的宇宙太阳能发电站相当于三峡电站的发电能力，卫星上太阳能电池板的面积至少为多大？9过强的电磁辐射能对人体有很大危害，影响人的心血管系统，使人心悸、失眠、白细胞减少、免疫功能下降等。按照有关规定，工作场所受电磁辐射强度（单位时间内内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.5W/m2。一个人距离无线电通讯装置50m，为保证此人的安全，无线电通讯装置的电磁辐射功率至多为多大 ( ) A. 451 kW B. 314kW C. 78kW D. 15.7 kW10：环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m=3103kg。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300V。在此行驶状态下：求驱动电机的输入功率P电；若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10m/s2）；设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。已知太阳辐射的总功率P0=41026W，太阳到地球的距离r=1.51011m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。11（08北京）：风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等，如图所示。（1）利用总电阻R=10W的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率P0=300kW，输电电压U=10kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值；（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为r，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。（3）已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机在风速v1=9m/s时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。 H上游水库下游水面d12：（06江苏)我省沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来，在缓解用电高峰电力紧张方面，取得了良好的社会效益和经济效益。抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。如图，蓄水池（上游水库）可视为长方体，有效总库容量（可用于发电）为V，蓄水后水位高出下游水面H，发电过程中上游水库水位最大落差为d。统计资料表明，该电站年抽水用电为2.4108kWh，年发电量为1.8108kWh。则下列计算结果正确的是（水的密度为，重力加速度为g，涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面） 能用于发电的水的最大重力势能EP=VgH能用于发电的水的最大重力势能电站的总效率达75%该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电（电功率以105kW计）约10h13：(西城二模08)大海涡轮机水坝水库图3图1图2“潮汐发电”是海洋能利用中发展最早、规模最大、技术较成熟的一种方式。某海港的货运码头，就是利用“潮汐发电”为皮带式传送机供电，图1所示为皮带式传送机往船上装煤。本题计算中取sin18o=0.31，cos18o=0.95，水的密度 =1.0103kg/m3，g=10m/s2。（1）皮带式传送机示意图如图2所示, 传送带与水平方向的角度 = 18o，传送带的传送距离为L = 51.8m，它始终以v = 1.4m/s的速度运行。在传送带的最低点，漏斗中的煤自由落到传送带上（可认为煤的初速度为0），煤与传送带之间的动摩擦因数 = 0.4。求：从煤落在传送带上到运至传送带最高点经历的时间t；（2）图3为潮汐发电的示意图。左侧是大海，中间有水坝，水坝下装有发电机，右侧是水库。当涨潮到海平面最高时开闸，水由通道进入海湾水库，发电机在水流的推动下发电，待库内水面升至最高点时关闭闸门；当落潮到海平面最低时，开闸放水发电。设某潮汐发电站发电有效库容V =3.610 6m3，平均潮差h = 4.8m，一天涨落潮两次，发电四次。水流发电的效率1 = 10。求该电站一天内利用潮汐发电的平均功率P；（3）传送机正常运行时，1秒钟有m = 50kg的煤从漏斗中落到传送带上。带动传送带的电动机将输入电能转化为机械能的效率2 = 80%，电动机输出机械能的20%用来克服传送带各部件间的摩擦（不包括传送带与煤之间的摩擦）以维持传送带的正常运行。若用潮汐发电站发出的电给传送机供电，能同时使多少台这样的传送机正常运行？14（18分）（2012.5东城）环保混合动力车是指使用汽油机驱动和利用蓄电池所储存的电能驱动的汽车。它可按平均需要使用的功率来确定汽油机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。汽车需要大功率而汽油机功率不足时由电动机来补充，电动机的电源为蓄电池；汽车负荷少时，电动机可作为发电机使用，汽油机的一部分功率用来驱动汽车，另一部分功率驱动发电机，可发电给蓄电池充电。有一质量m=1200kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶，汽油发动机的输出功率为P=60kW。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持汽油发动机功率不变，立即启动发电机工作给蓄电池充电，此时轿车的动力减小，做减速运动，运动距离s=80m后，速度变为v2=72km/h。此过程中汽油发动机功率的25%用于轿车的牵引，75%用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为蓄电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。试求：（1）轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力Ff的大小；（2）轿车从90km/h减速到72km/h的这一过程中，蓄电池获得的电能E电；（3）若电动机的输出功率也为60 kW，此时汽油发动机和电动机共同工作的最大功率可以达到Pm=108kW，汽车驶上与水平地面成30角斜坡，汽车爬坡过程中所受阻力为重力的0.1倍，设斜坡足够长，求汽车在斜坡上做匀速运动的最大速度vm。（g取10m/s2）15（12.4丰台）法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置的示意图如图所示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为v，方向水平，金属板与水流方向平行。地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻率为，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电键K连接到两个金属板上，忽略边缘效应。则电阻R消耗的电功率（ ）dKRSBv金属板AP=BP=CP=DP=16（11.4东城）（18分）回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示。它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近（缝隙的宽度远小于盒半径），分别和高频交流电源相连接，使带电粒子每通过缝隙时恰好在最大电压下被加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面，带电粒子在磁场中做圆周运动，粒子通过两盒的缝隙时反复被加速，直到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。若D形盒半径为R，狭缝之间的距离为d，所加磁场的磁感应强度为B。设两D形盒之间所加的交流电压的最大值为U，被加速的粒子为粒子，其质量为m、电量为q。粒子从D形盒中央开始被加速（初动能可以忽略），经若干次加速后，粒子从D形盒边缘被引出。求：（1）粒子被加速后