六：综合练习

1、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

2、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. 900N3. （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，气体往外喷出的速度为 v，4. 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 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

3、使圆环b上二四 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 匚二 i（ C ）A.P 应向上滑，B. P 应向下滑，C. P 应向上滑，D. P 应向下滑，5.在孤立点电荷一一竖直的N 大于 a 的重力N 大于 a 的重力N 小于 a 的重力N 小于 a 的重力Q 的电场中，一质子在距离点电荷 r0处若具有 ED的动能，即能够恰好逃 E 表示该场中某点的场强大小，用表 用 Ek表示质子在场中某点所逸此电场的束缚。若规定无穷远处电势为零，用示场中某点的电势，用 EP表示质子在场中所具有的电势能，具有的动能，用 r 表示该点距点电荷的距离，则如图7 所A.B.EoOC.丿LEkro示的图

4、像D.A.S则气体刚喷出时钢瓶左端对竖直墙的作用力大小是（2B丄SD.2S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 vo从 O 点进入电场，沿 x 轴正方向运 动。下列叙述正确的是A. 粒子从 O 运动到 xi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 vo至少为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

5、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）禾 I用水流和太阳能发电，可以为人类

6、提供清洁能源。水的密度P=1.0 X103kg/m3，太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率P。=1.0 x103W/nn，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5.0 x106kW 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6.62.11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 1.0X109m,平均流量 Q=1

7、.5X104m/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n=60%在地球同步轨道上，太阳光垂直照射时的辐射功率为 10P。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、白细胞减粒子在运动过程中的最大速度为D.若 vo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/m

8、。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=3X103kg。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 l=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

9、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 F0=4X1026W，太阳到地球的距离 r=1.5X1011m，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=10 的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率P=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

10、过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为，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，简述可米取的措施。（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12: （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

11、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，至加电高峰时，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de统计资料表明，该电站年抽水用电为 2.4X108kWh，年发电量 为 1.8X108kWh。则下列计算结果正确的是（水的密度为p,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）A.能用于发电的水的最大重力势能 EP=pVgHE.能用于发电的水的最大重力势能EPVg HC.电站的总效率达 75%D.该电站平均每

12、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） “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 sin 18。=0.31, cosl83=0.95,水的密度p=1.0 x1kg/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9= 18。，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

13、 为煤的初速度为 0），煤与传送带之间的动摩擦因 数卩=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=3.6x106m3,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n= 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

14、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n= 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

15、 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

16、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）图1图2图315. （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

17、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P，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（）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a粒子，其质量为 m、电量为 q。a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，a粒 子从 D 形盒边缘被引出。求：（1）a粒子被加速后获得的最大动能 Ek;（2）a粒子在第 n 次加速后进入一个 D 形盒中的回 紧接着第 n+1 次加速后进入另一个 D形盒后的回旋半径之