电动、电力计算题(DOC)

1、综合计算题（一）1. （力学）如图1所示，先在空气中称出石块的重力为Gi,再将石块浸没在水中，弹簧测力计的示数为 G2,已知盛水烧杯的底面积为 S,请你根据所学的力学知识，按下表的 示例，再填写4个与本实验有关的物理量，并用题目给出的已知条件写出其计算表达式。编号物理量计算表达式示例石块质量m = Gg123参考答案：1 .解：每个2分，满分6分编号物理量计算表达式示例石块质量m=G1/g1石块受到的浮力F 浮=G 1-G22石块排开水的体积V排=61心2 / p水g3石块的体积V s=G1-G2 / p 水g4石块的密度p 石=1 p 水/G1-G25石块排开水的重力G 排= G1-G 26

2、容器中水面上升的高度 h=G 1-G2 / p 水 gS图22. （力学）如图2所示是高压锅的示意图，锅盖上有一个空心柱 为排气孔，空心柱上戴着一个帽子为限压阀，当高压锅内气体的压强 超过安全值时，锅内气体就会冲开限压阀，气体跑出一部分，使锅内 气体压强减小，现在一个直径为24cm，空心柱小孔的横截面积为10mm2,限压阀的质量为100g的高压锅，要用它来煮饭，若当时的大 气压为 1. 0X 10 Pa, （g 取 10N/kg ）问：此高压锅内气体能达到的最大压强为多少？经商品质量检测部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1. 8X 105Pa,要使此高压锅能继续安全使用， 原来的限压阀

3、还能使用吗？若不能，需配一个质量为多大的限压阀？ 参考答案：2.解：（1）此高压锅内气体能达到的最大压强为5-6 2P = P 气+P 物=P 气+mg/S=1 . 0X 10 Pa+0. 1kg x 10N/kg/10 x 10- m =2 x 105Pa 4 分55（2）因为 2X 10 Pa大于 1. 8X 10 Pa所以不能使用原来的限压阀应再配一个质量为Pi = P 气+P 物 1= P 气 + mig/S55621. 8x 10 Pa=1. 0x 10Pa+m1X 10N/kg/10-mm1 =0. 08kg=80g 4 分183. （力学综合）学校的建筑工地上用如图18所示的升降

4、机向高处输送建筑材料，钢丝绳所产生的拉力由电动机来提供。如果升降机每次 将质量为480kg的建材沿竖直方向匀速送到6米高处的施工现场，需要的时间为32s,不计绳重和摩擦，共做了 7200J的额外功。g取10N/kg 求：（1）（3分）这台升降机提升建材时的机械效率。（2）（3分）拉力F的移动速度。（3） （3分）如果用这台升降机匀速提升600kg的混凝土到相同高度，电动机在钢丝绳上产生的拉力是多少N ?参考答案：3.解：（1） n = W有用/W总=W有用/ （W有用+ W额外）=Gh/ （ Gh+ 7200J）=80%=480kg x 10N/kg x 6m/ （480kg x 10N/kg

5、 x 6m + 7200J） （2） v= SF/t = 6m x 3/32s= 0. 5625m/s3）根据F=（ G物+ G动）/n 2000N =（ 4800N + G 动）/3 G 动=1200N故：F' =（ 6000N + 1200N） /3= 2400N答：略4. （电学与力学综合） 同学们体检时常用到一种测量体重和身高的电子秤，其测重部分的原理图如图16中的虚线框表示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R （电阻值会随所受压力大小发生变化的电阻） ，显示体重大小的仪表 A （实质上是灵敏 电流表），其中OA: OB= 5: 1，传感器R的电阻与所受压力

6、的关系如下表所示。压力F/N050100150200250300电阻R/ Q300270240210180150120假设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒定为 6V。请求：（1）该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表表盘多少 A处？（2） 如果重为500N的同学站在该秤踏板上，电流表 刻的示数是多少？参考答案：4、解：（1）依题知，电子秤空载时，压力传感器受到的压力为0,由表知,此时压力传感器的电阻为 300 Q （1分）电路中的电流 11= U/R1 = 6v/300 Q = 0. 02A （2 分）所以，该秤的零起点的刻度线应标在电流表刻度盘的0

7、. 02A(2) 当重500N的同学站在踏板上，压杆受到传感器的支持力F2，由杠杆平衡条件知F 2 OA = G OBF2= G OB/OA = 500N X 1/5= 100N ( 3 分)由表知，此时传感器的电阻R2= 240 Q (1分)I2= U/R2= 6v/24 Q =0. 025A (2 分)5. (力学综合)电动车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱， 下表是某型号 电动自行车的相关数据。若骑车人的质量是60kg，在10min内连续行驶3km，根据相关信息求：质量m/kg40行驶过程中轮胎与地面接触的总面积/m238X10电能转化为机械能的效率75%工作电压U/V32速度

8、 v/ ( m-s-1)< 10骑车人质量60kg时的平均阻力F/N20(1) 该电动自行车行驶的平均速度。(2) 在行驶过程中，车对地面的压强是多大( g取10N/kg )。(3) 该电动自行车在10min内克服阻力所做的功(即有用功)(4) 该电动自行车的有用功率。(5) 电动机的输入功率(总功率)。参考答案：5.解：(1) t= 10min = 600s, S= 3km = 3000m 根据公式 v=s/t =3000m/600s = 5m/s(2) F 总=(m 车 + m 人)g=( 40kg + 60kg) X 10N/kg = 1000N P 压=F/S= 1000N/8X

9、10-3m2= 125000Pa(3) W 有=FS= 20NX 3000m = 6X104j(4) P 有=W 有/t= 6X104j/600s= 100W(5) W 总=6 X104j/75% = 8 X104J图3P 总=W 总/t= 133 . 3W6. (力学综合)如图3所示，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容 器重4N，底面积100cm2，弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块，现将物块浸没水中，容器内水面由16cm上升到20cm。求：(1) 物块未放入水中时，容器底受到的水的压强;(2) 物块的密度；(3) 物块受到的浮力。(g取10N/kg )(2 分);(2) 2. 5 X103

10、kg/m3参考答案：6、(6分)(1) 2X03Pa(2 分；(3) 4N (2 分)7. （力学综合）家住山区小河边的晓军同学，学了浮力知识后自制了一个救生木筏， 质量为50kg，体积为0. 60m3。求：（1）救生木筏漂浮在水面上时，它所受到的浮力多大？（2） 当10名同学站在救生木筏上面时，救生木筏刚好完全浸没在水中，则这10名同 学的平均质量是多少？（ g取10N/kg ）参考答案：7、（1） 500N; （2） 55kg。8. （热学与力学综合）小强同学想知道小汽车的实际效率是多少？他从驾驶员那了解到，该车行驶行驶速度为80km/h, 100km的耗油量约为 7kg。从书上查得汽油的

11、热值q =4. 6 X107J/kg ,他又测出在平直公路上，用644N的水平拉力可使该车匀速前进，若空气阻力不计，试求：该小汽车行驶100km，消耗的总能量是多少？（2）该小汽车匀速行驶 100km，所用时间是多少？做的有用功是多少？（3）该小汽车的效率是多少？若汽油充分燃烧，释放的能量绝大部分转化成了什么形式的参考答案：8、（ 1） 3.22X 108 J （2） 1.25h （ 3） 20% 内能（热能）9. （力学综合）乌鸦喝水的故事大家都很熟悉.假若它碰到的是一个放在水平地面上容积为8X0一4m3圆柱形容器（器壁厚度不计），该容器的底面积为 2X03m2，里面装有4X10 4m3的水

12、，这只口渴的乌鸦将地上的小石块逐个投入瓶内。当瓶内石块的质量达到1kg时，水面刚好升到瓶口，乌鸦喝到了水。求：（1）瓶内石块的总体积；（2）这时水对容器底的压强；（3）瓶内石块受到的浮力共为多大？（4）容器对地面的压强共增加了多少？参考答案：9、(1) 4X 10-4 m3(2) 4X 103 Pa(3) 4N (4) 5X 103 Pa图1510. （力学综合）如图15所示，小型牵引车通过滑轮组打捞深井中 的物体，已知物体重1 .2 X 103n,物体体积为0.075m3,动滑轮重300N 若 不计摩擦、绳重和水的阻力，求物体出水前，滑轮组拉物体的力是多大？ 滑轮组的机械效率是多大？（取 g

13、= 10N/kg ）参考答案：10、物体在水中受到的浮力333F 浮=p gV 排=1. 0X 10 kg/m X 10N/kg X 0. 075m =750N （3 分）物体未出水前滑轮组对物体的拉力F = G F 浮=1200N 750N=450N （1 分）由题图可知滑轮组承担重物的绳子的股数n= 3S=3h （1 分）汽车拉滑轮组的力F 拉=（G 动 +F） /3=（ 300N+450N ） /3= 250N （2 分）滑轮组的机械效率n = W 有用 /W 总=Gh/F 拉 S=450N/ （ 250NX 3） =60% （3 分）10.（电学与力学综合） 医院、宾馆等公共场所普遍使

14、用高温高压蒸气消毒锅对物品消 毒。图16甲为自动测定锅内温度的电路原理图，其中Ro为定值电阻，A为温度指示表（实质是一只电流表），Rx为热敏电阻（其电阻值随锅内温度的变化而变化）。热敏电阻的阻值与温度的对应关系如表 4所示，电源两端的电压不变。锅内温度值/C253750627587100112125Rx对应的电阻值/ Q1508050302015107（1） 若锅内温度为75 C时电流表指针指向 0. 24A ;若锅内温度为112C时电流表指针 指向0. 50A ;若锅内温度为125 C时电流表指针指向 0. 60A ;求锅内温度为125 C时热敏 电阻的阻值Rx。（2）高温高压蒸气消毒锅内温

15、度与锅内气压的关系如下表所示。锅内温度T/C87100112125锅内气压值/ Pa1 . 8X 1052. 0X 1052. 5X 1053. 3X 105为了使高温高压蒸气消毒锅内温度不超过112C，高压锅盖上有一限压阀，图16乙为限压阀的原理图，限压阀由一直立圆柱形金属体和滤网型外套组成。当锅内温度接近112C时，锅内高压气体将圆柱形金属体顶起，并对外 排气减压，从而起到限压的作用。已知圆柱形金 属体的底面积m。图16s为0. 2cm2,求该金属体的质量5p 外=1. 0X10 Pa, g 取 10N/kg )参考答案:10（外界大气压o5A.KFl.11. （力学综合）一辆汽车不慎陷入

16、泥坑，司机用图 20所示的滑轮组将汽车拖出。已知 整个过程中，水平拉力 F是2X 104n，汽车沿水平方向匀速移动了 3m，滑轮组的机械效率 为80%。求：(1) 拉力F做的总功。(3分)(2) 有用功为多大？(2分)参考答案：解：ffi 20(1) 由图可知，绳子自由端移动距离 是车移动距离 S车的3倍，即S=3S车=3 x 3m=9m8X 105J拉力F做的总功 W总=FS=2 x 104n x 9m=1.(2) )有用功12. (力学综合)如图17所示，某矿区工人用 200N的水 平拉力，抓紧绳子的一端，沿水平地面匀速向右运动，在10s内将矿井内质量为 32kg的物体提升4m。根据题目所

17、给出的条件, 请你计算出与本题相关的5个物理量，要求写出简要的文字说明和结果。(g取1ON/kg )图17参考答案：12.物重G 物=320N ;W 有用=1280J;W 总=1600J;W 额外=320J; n = 80% ;(6) P 总=160W;(7) v 物=0. 4m/s。13. (力学综合)“曹冲称象”是家喻户晓的典故，某校科技小组模 仿这一现象，制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中， 如图10所示，已知玻璃杯的质量为 200g,底面积为30cm2,高度为15cm。 求：(1) 将杯子开口向上竖直放入水中时(水未进入杯内)，杯子受到的浮力。(2) 此时杯子浸入水中

18、的深度(即为该浮力秤的零刻度位置)。(3) 此浮力秤的最大称量(即量程)。图10参考答案：13. (1) 2N (2) 0. 067( 3) 2. 5N14.(电学与力学综合) 目前市场上卖的一种电动自动车，是用一个电瓶(即蓄电池) 来驱动的，已知一电动自动车的规格如下：型号额定电压额疋电流最大载重最大时速自重X2004HGX36V5A55kg20km / h20kg(1) 当该车满载匀速行驶 1h,克服摩擦做的功最大是多少？(已知他所受的阻力是车 自重的O. 04倍)(2) 1小时内此车所消耗的电能是多少？(3) 此电动车的效率是多少？(第30题解答要求：要写出必要的文字说明，依据的主要公式

19、或变形公式，要有数据 代入和运算结果)参考答案 14. (1) 6X 105J; (2) 6. 48x 105J; ( 3) 92 . 6%。15. (力学综合)家住山区小河边的晓军同学，学了浮力知识后自制了一个救生木筏,其质量为50kg，体积为0. 60m 由(2)问表格中的数据，求出球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度 v的关系; 由(2)问表格中的数据，求出球形物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系。求：(1) 救生木筏漂浮在水面上时，它所受到的浮力多大？(2) 当10名同学站在救生木筏上面时，救生木筏刚好完全浸没在水中，则这10名同 学的平均质量是多少？( g取10N/kg )参考答

20、案：15. (1) 500N; (2) 55kg。16. (电学与力学综合)(4分)太阳能是新世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。有一种太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积S= 8m2,太阳光照射到电池板上的辐射功率为P0= 1kw/tfo在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U = 120V，并对车上的电动机提供1= 10A的电流，试问：(1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？(2)如果这辆汽车的电动机将电能转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为 15

21、0N，则汽车的行驶速度是多大？参考答案：18、(4 分)(1) 15% (2 分)；(2) 6m/s (2 分)18 (力学综合题).从高空下落的物体，速度越来越大，所受空气阻力也会随速度的增 大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度。求：(1) 一质量m = 0. 3kg的小球在加速下落 20m高度的过程中重力所做的功(g取10N/kg );(2 )研究发现，相同环境条件下，空气对不同材质的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。下表为某次研究的实验数据，根据表格中的数据，求出编号为2, 3的小球在参考答案:18. (1)W n mgh = 60

22、J,达到收尾速度时所受的空气阻力之比；小琲博号123小球 量 OC 10'"251540 |,0. 50.51. 52屮蛭的收尾速度16404020(2)小球达到收尾速度时做匀速运动，受力平衡，f= mg。所以(3) 由编号为1, 2的两个小球的数据分析，在半径r相同的情况下，有岂=Z收尾速度之比几_阿尺_ 2空气阻力之比Ji 叫挥 5得出结论：f与v成正比。(4) 由编号为2、3的两个小球的数据分析，在收尾速度v相同的情况下，有半径之比 '-厶一竺£ =空气阻力之比-'得出结论：f与r2成正比。(提示：由于小球在以收尾速度运动时，是做匀速运动，空气

23、阻力与重力是平衡力，所以要探究f与r、v的关系，就可以转化为探究 m与r、v的关系。分析数据时要采用控制变量法。)19. 某城市高架桥工程建设，为兼顾城市发展和保护历 史文化遗产，需将一栋古建筑平移。在移动过程中，施工人员 先在古建筑四周深挖，把古建筑连同地基挖起。然后在地基下 铺设平行轨道，如图6所示。再用四个推力均为8X105n的千斤 顶同时推动古建筑沿机道缓慢滑动50m，在新地点安放、固定、复原。若古建筑连同地基的总重量为1. 5X107n，铺设轨道的地面能承受的最大压强为 7. 5X105pa。问：(1) 为防止移动过程中轨道下陷，执道对地面压力的作用面积至少是多大？(2) 在古建筑的

24、整个平移过程中，四个千斤顶对古建筑做的功是多少？(3 )若使用电动机通过滑轮组移动古建筑，已知电动机对滑轮组做功的功率为80kW，滑轮组的机械效率为 80%，古建筑移动的速度是多大？化 口 X 1屮世TF 4 X8X 10sN(X 02rti/s.参考答案：八 zFL5X 10?N“ r19.(2)W = 4Fs 】.6 X 10J若物体的密度为20. 某人用一根绳子系住水中的一个物体，试图将这个物体打捞出水。3xi03kg/m3,体积为 10dm3, g 取 10N/kg。求：(1)要将物体提出水面，所用的绳子至少应能承受多大的拉力。(2)在从水中向上提升物体的过程中，绳子承受的最小拉力是多

25、大。参考答案：20. ( 1)将物体提出水面，绳子应能承受的拉力至少等于物重，F = G= 300N。(2 分)(2)物体浸没水中时所受浮力最大，绳子承受的最小拉力是F = G-F 浮=200N。(2 分)图1121 (力学综合)、有一个弹簧测力计挂着一个实质圆柱体，当圆柱 体逐渐浸入装有水的柱形烧杯过程中(如图 11所示)，观察记录弹簧测圆柱体浸入深度h (cm)00. 61 . 21 . 82 . 43 . 03 . 64 . 24 . 86测力计示数F ( N)32. 852. 702 . 552 . 42 . 42 . 42 . 42 . 42 . 4试根据表中所给条件求:(1)当圆柱体浸入深度为 0. 3cm时其底面所受的压强;(2) 圆柱体的质量;(3) 圆柱体的密度。参考答案：21、解(1)当圆柱体浸入深度为 3 . 0cm时，h=3 . 0cm=0 . 03m其底面所受的压