力热电综合计算题(B4)

力学综合计算

1、（2012?随州）如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为0，且AO=1m，长木板的右端B用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当长木板AB水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N．一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下，从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动，求：

①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小 ②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率 ③滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平．

2、（2012?梅州）如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。该装置主要由不计重力的滑轮C、D，长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成．物块A通过细绳与C相连，物块B通过细绳与杠杆相连．杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO：ON=1：2．已知物块A密度为1.5×103kg/m3，底面积为0.04m2，高1m，物块B为100N．与转轴摩擦、杠杆与轴摩擦均忽略，g取10N/kg．求： （1）当物块A顶部刚没入水面时，底部受到水压强大小； （2）当物块A顶部刚没入水面时，物块A所受拉力大小； （3）若发生变化，当示数为55N时，求物块A浸入水中深度．

3、（2012?黄石）为了迎接黄石市第二届矿冶文化节和第三届国际乒乓节，某庆典公司正在调试载人热气球．已知载人热气球球内热气的体积为200m3，球内热气的密度为0.29kg/m3，球外空气的密度为1.29kg/m3，球壳、吊篮及其装备的总质量为120kg，吊篮里的人的质量为58kg，g取10N/kg．

（1）要使热气球和人能够静止在空中，需要在吊篮里加入多少质量的配重？（由于热气的体积远大于其他部分的体积，故只考虑热气所受的浮力．）

（2）若气球静止于离地h=10m的空中，人需要沿着绳子下滑到地面．如果人以相对地的速度v1=2m/s匀速下滑，根据反冲运动知识可知，人在下滑过程中，气球会以v2的速度上升，设人的质量为m，气球的总质量（包括热空气、球壳、吊篮以及装备和配重）为M，则他们的关系满足mv1=Mv2，若在人着陆时，绳子的末端刚好接触地面，求绳子的长度． （3）气球在上浮的过程中，空气的浮力是否对气球做了功？如果没有做功，请说明理由．如果做了功，求浮力做功的功率．

4、（2012?黄冈）2011年8月我国自主研制的深海探测器--“蛟龙号”（如图1所示）在太平洋海域成功完成5000m深海探测．2012年6月它将再赴马里亚纳海沟挑战7000m深海探测（不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）． （1）若“蛟龙号”能承受的最大压强是7.2×107Pa，则它能下潜的最大深度是多少？（不考虑大气压） （2）“蛟龙号”上一面积为50cm2的观测窗口：在上述两种深度的探测中承受的压力增加了多少？

（3）“蛟龙号”完成任务后．漂浮在海面上，由起重装置将其匀速竖直吊离水面，起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图2所示，图中P2=2P1．起吊过程中“蛟龙号”总质量为22吨，求t1时刻“蛟龙号”的排水体积（不考虑水的阻力）．

5、（2012?武汉）如图甲所示，我国“向阳红09”母船正在进行投放“蛟龙号”载人深潜器试验，调控两根伸缩杆，使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止，然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器．

处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆，OB表示“∩”形架，CD表示两根伸缩杆，O到CD的距离为2m，OD、OE的长度分别为3m、6m．不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力． （1）请在图乙中画出投放深潜器时“∩”形架的动力和阻力示意图

（2）深潜器的质量为25t，总体积为24.5m3．在绞车缓慢向下释放深潜器至刚浸没的过程中，两根伸缩杆的总拉力最多减少多少牛？

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6、（2012?北京）图是一种新型吊运设备的简化模型示意图，图中虚线框里是滑轮组（未画出），滑轮组绳子的自由端由电动机拉动．工人师傅用该吊运设备先后搬运水平地面上的圆柱形物体A和物体B．物体A的底面积为SA，密度为ρA，高度为h1；物体B的底面积为SB，密度为ρB，高度为h2．当物体A所受竖直向上拉力T1为1500N时，物体A静止，地面对物体A的支持力为N1，挂在滑轮组挂钩上的物体A匀速竖直上升4m的过程中，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力为F1，拉力F1做的功为W．当物体B所受竖直向上的拉力T2为1000N时，物体B静止，地面对物体B的支持力为N2．挂在滑轮组挂钩上的物体B以速度v匀速竖直上升的过程中，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F2为625N，拉力F2做功的功率P为500W，滑轮组的机械效率为80%．已知：N1=2N2，5SA=4SB，8ρA=7ρB，2hA=5hB，不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦．求：

（1）物体B匀速上升的速度v： （2）拉力F1做的功W．

（2）在原来连线的基础上，再用导线连接A、C，闭合开关S，当把滑片P移到最左端时，电流表的示数是多少？ （3）拆除上述在A、B、C、M、O、N间所有连接导线．把M、O、N分别与A、B、C相连，闭合开关S，电流表示数为0.35A，此时滑动变阻器连入电路的电阻为2Ω，小灯泡消耗的实际功率为多少？

3、（2012?连云港）如图是某电器设备内的一部分电路，电源电压恒为12V，R1为定值电阻，R2为标有“100Ω 0.5A”字样的滑动变阻器．R3为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻．

（1）当闭合S、S1、S2时，电流表的示数为0.3A，求R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率．

（2）当闭合S，断开S1、S2时，为保证整个电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围．

4、（2012?泸州）如甲图所示的电加热恒温箱，由控制电路和加热电路两部分构成，其中控制电路由U1=6V的电源、电磁继电器（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串联而成．加热电路由U2=220V的电源和R0=48.4Ω的电热丝串联而成．恒温箱内包含了图中虚线框内的电热丝R0和热敏电阻R1．乙图是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图象．当控制电路中的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，加热电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作，根据以上信息回答下列问题： （1）当恒温箱中温度保持在60℃时，在乙图中读出对应的热敏电阻的阻值为多大？ （2）加热电路正常工作1min，电热丝R0产生的电热是多少？

电学综合计算

（2012?山西）如图甲是小梦家豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率是200W．R是加热电阻，额定功率是1100W，图乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息．小梦的妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg，求： （1）豆浆机的加热电阻是多少？ （2）从第6min至第9min，豆浆吸收的热量是多少？[C豆浆=4.0×103J/（kg?℃）] （3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？

2、（2012?南京）如图甲所示，透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L和一个由某种金属材料制成的电阻R，A、B、C是其外露的三个接线柱．图乙为电源电压恒为6V的实验装置，其中M、O、N为三个接线柱．用导线先把，M、N分别与A、B相连，再把O与M相连，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，测得多组电压表与电流表的读数，并绘制成如图丙所示的图线．求： （1）小灯泡L正常发光时的电阻．

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（3）通过调节控制电路中滑动变阻器R2接入电路的电阻，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度．如果滑动变阻器R2的最大电阻为90Ω，该恒温箱能够设定的温度范围是多少？

2、（2012?无锡）有一种环保汽车，以蓄电池为驱动能源．此环保汽车运动时，蓄电池为车上的电动机 供电，电动机为汽车提供动力．某辆这种类型的环保汽车，总质量为3×103 kg，汽车轮胎与 地面的总接触面积为0.1m2．当它在永平路面上匀速行驶时，电动机工作电流为50A，工作电压为300V，汽车所受阻力为车重的0.04倍．（g取10N/kg） （1）汽车对路面的压强多大？

（2）若该汽车用于牵引汽车前进的机械功率和电动机电功率的比值为4：5，则该车匀速前进的速度多大？

（3）如果改用太阳能电池给车上的电动机供电，其它条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积．结合计算结果对该设想中的太阳能汽车写出一条改进建议，已知太阳辐射的总功率为4×1026W，太阳到地球的距离为1.5×1011m，半径为r的球其表面积为4πr2．太阳光传播到地面的过程中，设有29.35%的能量损耗．该车所用太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为15%．

3、（2012?潍坊）寿光是闻名全国的蔬菜之乡，一年四季向全国供应优质新鲜蔬菜，如图为寿光三元朱村所建的密封冬暖蔬菜大棚示意图，大棚东西走向，长度为100m，容积为2×103m3．大棚顶部长方形塑料薄膜的宽度为10m，空气的比热容为1.0×103J/（kg?℃）

（1）天气晴朗的某天，从早上8点到中午12点，棚内温度由15℃升高到35℃．塑料薄膜每平米每小时透过的光能量平均为3×104J．透射到棚内的光能量全部被棚内空气吸收，但由于内外温差较大，所吸收的能量有60%又散失到大棚外．求棚内气体的密度．

（2）阴天时，要在塑料薄膜上面覆盖厚厚的草帘，并改用电炉子为大棚取暖，大棚内气体吸收的热量为电炉子释放热量的

2/3，要想用2h将棚内的温度由15℃升高到35℃，需要将多少个阻值为24.2Ω的电炉子并联接入到220V的电路中？

力热电综合计算

1、（2012?连云港）连云港市正在建设的“BRT”系统，是连接中心城区与外围区域的快速公交系统，它具有专用的车道和站点，有利于中心城区各项功能的向外辐射和向心聚焦．

（1）已知从起点海州站到终点墟沟站的距离约为34km，若“BRT”专用车的平均速度80km/h，求从起点到终点的运行时间为多少分钟？

（2）目前，由于堵车现象严重，再加上红绿灯较多，该路段开轿车上班的平均速度仅约40km/h，该系统运行后，乘坐“BRT”专用车比开轿车上班从起点到终点可以节约时间多少分钟？

（3）已知每辆“BRT“专用车一次往返平均耗油80L，而一辆轿车一次往返平均耗油7.25L．按每辆“BRT”专用车载客量相当于40辆轿车载客量计算，若40辆轿车上的乘客全部改乘一辆“BRT”专用车，一次往返可节约燃油多少升？如果这些燃油完全燃烧释放的能量用来烧水且全部被水吸收，可以将多少千克的水从20℃升高到100℃？（已知每升燃油完全燃烧放出的热量为3.2×l07J，水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃））

（4）从以上计算以及你对“BRT”的了解，你认为该系统的主要优点有哪些？（只需写出两点即可）

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