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1、專題十一綜合計算題 專題十一綜合計算題 類型一力學(xué)計算 1. (2021?重慶A)如下圖，某公司研發(fā)的智能效勞機(jī)器人，它具有凈化室內(nèi)空氣、 陪伴老人聊天散步等功能。假設(shè)它在50 N的牽引力作用下，以0?5 m/s的速度 在水平地面勻速直線行駛60 s,求： ⑴它行駛的路程； ⑵此過程中牽引力所做的功。 2. (2021?福建A)航天迷小偉利用自制降落傘模擬返回艙的降落過程。將帶有降 落傘的重物從高處釋放，一段時間后翻開降落傘。重物在離地4 m高處開始勻速 下落,速度為5 m/s。假設(shè)翻開降落傘后,降落傘和重物受到的阻力f與速度v滿 足關(guān)系 f=kv2,k=3 N?S2/m2。求：

2、 (1) 重物從開始勻速下落到落地所用的時間； ⑵降落傘和重物的總重。 3. (2021 ?陜西)如圖為某型號中型履帶式水陸兩棲突擊車,它采用了輕質(zhì)鋁合 金裝甲車體,進(jìn)一步增強(qiáng)了水中浮渡能力。該兩棲車裝配有輸出功率為1.1 X106 W的發(fā)動機(jī)。 ⑴在海面訓(xùn)練過程中，發(fā)射多枚炮彈后，車體向上浮起了一些，車體底部受到水 的壓強(qiáng)將 ;在陸地上行駛，履帶可以 車體對地的壓強(qiáng)(均選填 “增大〃“減小〃或“不變〃)。 (2) 兩棲車的總質(zhì)量約為30 t,在深水中漂浮時，它受到的浮力是多少牛？ (g取10 N/kg) (3) 兩棲車在陸地上以36 km/h勻速行駛72 km時,假設(shè)兩棲車發(fā)動機(jī)

3、的輸出功 率全部用于做機(jī)械功，發(fā)動機(jī)做了多少焦耳的功？ 類型二電學(xué)計算 4. 某品牌智能滾筒洗衣機(jī)具有洗凈度高、不傷衣物、可設(shè)定洗滌溫度、方便平 安等優(yōu)點(diǎn)。其簡化等效電路如下圖,此時處于空擋位置。閉合開關(guān)S,旋鈕繞P轉(zhuǎn) 動,實(shí)現(xiàn)擋位轉(zhuǎn)換，旋至1擋時R、R同時工作，洗衣機(jī)處于加熱狀態(tài);旋至2擋時 1 2 R2和電動機(jī)同時工乍,洗衣機(jī)處于保溫洗滌狀態(tài)。％和A?均為電熱絲,其阻值不受 溫度影響,R=22 Q,主要參數(shù)如下表。[c =4.2X103 J/(kg ?°C)] 1 水 XX牌智能滾筒洗衣機(jī) 額定電壓 220 V 加熱功率 2 400 W 設(shè)定溫度范圍 30 C~90 C

4、 電動機(jī)功率 240 W 防電墻電阻 1X106 Q (1) 洗衣機(jī)內(nèi)注入10 kg的水，在額定電壓下連續(xù)加熱1 050 秒,水溫由20 C上 升到50 C,此過程中的加熱效率是多少？ (2) R阻值是多少？ 2 (3) 洗衣機(jī)處于保溫洗滌狀態(tài)時，干路電流是多少？ (4) 防電墻技術(shù)的應(yīng)用是洗衣機(jī)未來開展的趨勢。防電墻通過在洗衣機(jī)內(nèi)部形成 永久性電阻保證人的平安。異常漏電情況下，電流依次經(jīng)防電墻和人體流入大地, 假設(shè)人體的最大電阻為1X105 Q,人體的平安電壓不高于36 V,那么防電墻技術(shù) 能否保證人的平安？ 5. (2021 ?通遼)圖甲是芳芳家某型號電熱加濕器的原理圖，下

5、表丙為其局部技 術(shù)參數(shù)。R、R為發(fā)熱電阻，不考慮溫度對電阻的影響，且R=3R,S為旋轉(zhuǎn)型開 1 2 2 1 關(guān),1、2、3、4為觸點(diǎn)，通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)S可實(shí)現(xiàn)“關(guān)〃“低擋〃“高擋〃之間的 切換(低擋為小功率加熱，高擋為大功率加熱)。 (1) 求加濕器處于低擋位置時的發(fā)熱功率； ⑵某次使用加濕器工作時，加濕器注水倉中加注冷水已到達(dá)最大注水量。如圖 乙所示是該次使用加濕器工作30 min的圖像，請計算加濕器在高擋正常工作時 消耗的電能。如果電阻兀在此次高擋加熱時產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，可以使注 水倉中冷水的溫度升高多少C?[計算結(jié)果保存整數(shù),水的比熱容為4. 2X103 J/(kg? C)]

6、 ⑶一天，芳芳斷開家中其他所有用電器,只接通加濕器在低擋加熱，發(fā)現(xiàn)家中如 圖丁所示的電能表的轉(zhuǎn)盤在5 min內(nèi)轉(zhuǎn)了 27圈，求此時電阻R的實(shí)際加熱功率 2 是多少？ 類型三熱學(xué)計算 6. 可燃冰是一種新型能源,它是水和天然氣在高壓低溫情況下形成的類冰狀結(jié) 晶物質(zhì)，主要成分是甲烷，其開采是世界難題，據(jù)中央電視臺2021年5月18日報 道，我國可燃冰已試采成功,技術(shù)處于世界領(lǐng)先,用燃?xì)忮仩t燒水時,把質(zhì)量為 500 kg、初溫為20 °C的水加熱到100 °C,共燃燒了 12 m3天然氣，水的比熱容c 水=4?2燈03 J/(kg?C)，天然氣的熱值q=4?2X107 J/m3,可燃冰的

7、熱值為同體積 天然氣的160倍，求： (1) 水吸收的熱量； (2) 燃?xì)忮仩t燒水時的效率； (3) 假設(shè)換用可燃冰，應(yīng)使用多少m3可燃冰。 7. 同學(xué)們學(xué)習(xí)了 “能源與可持續(xù)開展〃的內(nèi)容后，知道熱電站既能發(fā)電，又能供 熱，隨著熱電站技術(shù)不斷更新，煤的燃燒程度比傳統(tǒng)火電站更充分。為深入了解， 他們對某熱電站進(jìn)行調(diào)査，獲取信息如下： 工作時間 燃煤 發(fā)電總功率 廢氣 XX熱電站 20 h 4 000 t 5X105 kW 向周邊居民供熱3?4X10】3 J (1) ①4 000 t煤完全燃燒放出多少熱量？ ②20 h發(fā)電多少千瓦時？(q =3X107 J/kg) 煤 (2)

8、該熱電站的能量利用率是多少？ ⑶請你結(jié)合以上信息，寫出提高熱電站能量利用率的方法。 類型四 力、熱、電綜合計算 8?我國南海海底存儲著豐富的“可燃冰〃資源?？扇急灰暈?1世紀(jì)新型綠色 能源，可燃冰的主要成分是甲烷,1 m3的可燃冰可轉(zhuǎn)化生成164 m3的甲烷氣體和 0.8 m3的水。甲烷氣體的熱值是3. 6X107 J/m3。某市公交車以天然液化氣為燃 料,其主要成分就是甲烷。如果一輛公交車滿載乘客時總質(zhì)量是6 000 kg,那么 1 m3可燃冰轉(zhuǎn)化生成的甲烷氣體完全燃燒產(chǎn)生的能量可供公交車滿載時以 36 km/h的速度勻速行駛1 640 min。勻速行駛中公交車受到的平均阻力為車

9、重的 0.05。求： (1) 公交車滿載乘客時的重力；(g=10 N/kg) ⑵這段時間內(nèi)公交車牽引力所做功的功率； (3) 1 m3的可燃冰轉(zhuǎn)化生成的甲烷氣體完全燃燒所產(chǎn)生的能量能將多少千克的水 從20 °C加熱到沸騰？［標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,c 水=4.2X103 J/（kg? °C）,結(jié)果保存整數(shù)］ 水 ⑷這段時間內(nèi)公交車發(fā)動機(jī)的效率是多大？ 9. 某款油電混合動力小汽車，具有省油、能量利用率高等特點(diǎn)，其相關(guān)信息如表。 在某次水平道路測試中,該車以中速勻速行駛170 km,共消耗汽油10 L。測試過 程中，內(nèi)燃機(jī)既向車輪提供能量,又向蓄電池充電，同時蓄電池又將局部能量通 過電動機(jī)

10、向車輪輸送，此時，內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)共同驅(qū)動車輛前進(jìn)。之后，工作人員 又進(jìn)行了制動測試，描繪出了制動距離（從剎車開始到車停止的距離）與制動時 的速度關(guān)系圖像，如下圖。 純電動 啟動、低速 驅(qū)動模式 油電混動 中速 純?nèi)加? 高速 汽車質(zhì)量 1 200 kg 車輪與地面總接觸面積 0.096 m2 ⑴由圖像可知,車速越 ,制動距離越長。 ⑵該車空載靜止時,對水平地面的壓強(qiáng)是多少？ （g取10 N/kg） ⑶在水平道路中速勻速行駛測試中，假設(shè)平均阻力為1 000 N,牽引力做的功是 多少？ ⑷在水平道路中速勻速行駛測試中，假設(shè)該車內(nèi)燃機(jī)的效率為53%,此過

11、程最終 使蓄電池增加了多少能量？（忽略蓄電池和電動機(jī)的熱損失，P 取0. 7X103 汽油 kg/m3,q =4. 6X10? J/kg） 汽油 10. 城市街頭出現(xiàn)了一種共享電動汽車（如圖甲所示）。下表是這種汽車的主要參 數(shù)。（g 取 10 N/kg） 空車質(zhì)量 800 kg 每個輪胎與地面接觸面積 50 cm2 電池容量 44 kW?h 標(biāo)準(zhǔn)承載 200 kg 最大續(xù)航（充滿電最大行駛路程） 200 km 所受阻力與汽車總重的比值 ⑴電動機(jī)是電動汽車的核心局部，電動機(jī)工作時能量的轉(zhuǎn)化 是 。 電動機(jī)的工作原理 是 。 (2) 標(biāo)準(zhǔn)承載下，

12、電動汽車靜止時對水平地面的壓強(qiáng)是多少？ (3) 圖乙是電動汽車行駛在某路段的路程與時間圖像，標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動汽車以 此速度勻速行駛1分鐘的耗電量為0?4 kW?h,電動機(jī)的效率是多少？ ⑷假設(shè)某燃油汽車百公里耗油6 升,每升油5.5元電動汽車充電每度0.8元 那么使用燃油汽車與電動汽車哪種更經(jīng)濟(jì)? 2021家用蒸汽電熨斗的示意圖,下表是其局部參數(shù),使用時儲水器中的水滴入氣 室,加熱的鐵質(zhì)底板使水迅速汽化變成蒸汽,從底板噴出。 額定電壓 220 V 功能 汽熨、干熨 額定頻率 50 Hz 蒸汽方式 滴下式 額定功率 1 000 W 放置方式 自立式 底板面積 1

13、60 cm2 質(zhì)量 1.6 kg (1)求電熨斗正常工作時的電流。 ⑵熨燙前(未加水)，電熨斗自然平放在衣服上，求它對衣服的壓強(qiáng)。 (3)汽熨前先預(yù)熱，使底板的溫度從20 °C升高到220 °C,然后溫控開關(guān)自動斷開。 底板的質(zhì)量為1 kg,鐵的比熱容為0.46X103 J/(kg?°C),求預(yù)熱過程底板吸收 的熱量。 ⑷汽熨時，滴汽室的水汽化帶走熱量，當(dāng)?shù)装鍦囟冉档?90 C時,溫控開關(guān)自動 閉合，當(dāng)加熱到220 C時又?jǐn)嚅_，如此反復(fù)，假設(shè)蒸汽電熨斗按如圖b所示的程序 工作，熨一件衣服用時10 min。求共消耗的電能。 12.兩輪自平衡電動車作為一種新興的交通工具,倍受年輕人的

14、喜愛(如下圖)。 下表是某型號兩輪自平衡電動車的主要技術(shù)參數(shù)。 整車質(zhì)量 20 kg 鋰電池電壓 48 V 鋰電池容量 12 A?h 電動車額定電壓 48 V 電動機(jī)額定功率 350 W ⑴圖中小景的質(zhì)量為40 kg,輪胎與地面的總接觸面積為0.01 m2,求地面受到的 壓強(qiáng)。(g 取 10 N/kg) (2) 假設(shè)電動機(jī)以額定功率工作，求鋰電池充足一次電最多可騎行的時間。(精確 到0?1) (3) 鋰電池充足電后，電動車在平直的公路上勻速行駛，受到的平均阻力為96 N, 最多能連續(xù)行駛17. 28 km,求電動車工作的效率。 13?某一型號的房車在一段平直公

15、路上勻速行駛了 56 km,用時半小時，車的總質(zhì) 量為3X103 kg,受到的阻力為車重的0.1。求： ⑴該房車的行駛速度； ⑵該房車牽引力所做的功； ⑶這一過程消耗燃油1. 5X10-2 m3,那么熱機(jī)在這一過程中消耗的總能量(假設(shè) 燃油完全燃燒，燃油密度P為0?8X103 kg/m3,燃油熱值q為4. 5X107 J/kg); (4) 假設(shè)將該房車改裝成純電動汽車,那么可使二氧化碳排放量由每消耗1 kg汽 油排放2.2 kg二氧化碳降為零。改裝后的房車每行駛一百公里能耗為160 kW?h, 那么該房車的效率。 答案精解精析 必勝題?測易 1.答案 (1)30 m (2)1 5

16、00 J 2.答案 (1)0.8 s (2)75 N 3?答案 ⑴減小 減小 (2)3X105 N (3)7.92X109 J 4?答案 (1)50% (2)242 Q (3)2 A (4)能 5. 答案 (1)100 W (2)2.4 X105 J 19 °C (3)60.75 W 6. 答案 (1)1.68X108 J (2)33.3% (3)0.075 m3 7?答案 ⑴①1.2X1014 J ② 107kW?h (2)58.3% (3)①使燃料燃燒更充分(或“充分燃燒燃料〃；“充分燃燒煤") ② 提高發(fā)電效率 ③ 提高“廢氣〃的能量利用率 8?答案 (1)6X104 N (2)3X104 W (3)17 571 kg (4)50% 9?答案 (1)大 (2)1.25X105 J (3)1.7X108 J (4)6.6X105 J 10?答案(1)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動 (2)5X105 Pa (3)75% ⑷電動汽車更經(jīng)濟(jì) 11. 答案 (1)4.55 A (2)1 000 Pa (3)9.2X104 J (4)4.5X105 J 12. 答案 (1)6X104 Pa (2)5 924.6 s (3)80% 13?答案 (1)112 km/h (2)1.68X108 J (3)5 ?4 X10? J (4)52%