力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)的綜合計(jì)算壓軸題

1、專題27力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)的綜合計(jì)算、計(jì)算題1 .小麗家新買了一臺(tái)電熱水器，下表是該熱水器的一些技術(shù)參數(shù)型號(hào)FED - H50額定電壓220V最大水量150L額定功率2000W現(xiàn)將水箱中裝滿水，通電后正常工作40min,水溫從25C上升到45C,求:(1)此過(guò)程中水所吸收的熱量；(2)熱水器中電熱絲的電阻；(3)熱水器的效率.2 .混合動(dòng)力汽車是一種新型汽車，它有兩種動(dòng)力系統(tǒng)。汽車加速，汽油機(jī)提供的動(dòng)力不足時(shí)，蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使汽車加速更快；汽車減速，汽車動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，由蓄電池貯存起來(lái)， 減少能量的浪費(fèi)。兩種動(dòng)力系統(tǒng)也可以獨(dú)立工作，只有汽油機(jī)工作時(shí)，與一般的汽車相同；只使用電力時(shí)，由電

2、動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。右表是國(guó)產(chǎn)某混合動(dòng)力汽車蓄電池的銘牌，其中電池容量是蓄電池貯存的最大電能。該汽車勻速行駛時(shí)受到的阻力為 720N 。求：電池容H44>vr ? h輸入電壓220V輸入電遵20A輸出電壓150V(1)在家庭電路中對(duì)放電完畢的蓄電池充滿電要多長(zhǎng)時(shí)間？(2)僅由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，汽車勻速持續(xù)行駛的最大距離是多少？不考慮電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時(shí)能量的損失。(3)僅由汽油機(jī)提供動(dòng)力，汽車勻速行駛每百公里的油耗是多少開(kāi)？假設(shè)汽車受到的阻力不變，汽油的熱值為3.0 >10 7J/L (即焦耳/升)，汽油機(jī)的效率為 24% o20?其工作原理是：底部的儲(chǔ)水箱注3 .如圖所示為某品牌蒸汽掛燙機(jī)

3、，為了便于移動(dòng)，它底部裝有四個(gè)輪子纖維？下滿水后，水通過(guò)進(jìn)水閥門(mén)流到發(fā)熱體迅速沸騰，弁變成灼熱的水蒸氣，不斷噴向衣物，軟化衣物表是這種蒸汽掛燙機(jī)的部分參數(shù).g=10N/kg , C水=4.2 >10 1 2 3J/ ( kg?C) , g=10N/kg4.燈,發(fā)熱功率880W額定電壓220V儲(chǔ)水箱注滿水量2kg掛燙機(jī)凈重4kg輪子與地面接觸的總面積12cm 4如圖是一種配有風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能電池板的新型路 路燈的額定功率為 0.12kW，光電池接收太陽(yáng)光風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效輻射的功率為1kW,吹向風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片上的風(fēng)功率與風(fēng)速之間的關(guān)系如下表所示,1 儲(chǔ)水箱注滿水后掛燙機(jī)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是

4、多少？2 該蒸汽掛燙機(jī)正常工作時(shí)通過(guò)發(fā)熱體的電流是多少？3如果發(fā)熱體每分鐘能把 25g水由20C加熱至100 C,在這一過(guò)程中水吸收了多少熱量？發(fā)熱體產(chǎn)生多少熱量4若某公園想采購(gòu)一批太陽(yáng)能荷花燈，要求每天亮燈不小于6小時(shí)。那么此燈是否符合要求 ？風(fēng)速（m/s）2468101216風(fēng)功率（W）151254201000200033758000率為4%,光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率為n光.池板產(chǎn)生的電能可使路燈正常工作無(wú)風(fēng)的晴天，光照 6h,太陽(yáng)能電10h,則路燈消耗的電能是多少kW?h ?光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的功率n光為多大?（2）常工作在有風(fēng)的晴天，經(jīng) 3h的光照和風(fēng)吹，路燈可正7h,則當(dāng)時(shí)的

5、風(fēng)速為多大？5.滿電，晚上電池給LED燈照明供電。如圖是一盞漂浮在水面的太陽(yáng)能荷花燈,白天太陽(yáng)能發(fā)電板給電池充該燈的銘牌上標(biāo)有“6V 0.3W字樣,閱讀說(shuō)明書(shū)后可知，該燈的電池最大輸出電能為8640焦耳。6.如圖是小林家里電熱水器的工作原理圖，兩根加熱管電阻相同?電熱水器功率有高、中、低三檔 ？當(dāng) 斷開(kāi)，S2 Si接b時(shí)，其功率為低檔，大小為 1000W .(1) 請(qǐng)指出電熱水器的高、中檔功率分別是多少瓦.(不必寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程)(2) 小林選用某功率檔加熱水箱里的50L水，水溫升高40C用了 40min,求此過(guò)程電熱水器的功率.【水 的比熱容 c=4.2 >10 3j/ ( kg?C)】7

6、.明亮同學(xué)的家中有一臺(tái)微電腦控制的電熱水壺，如圖所示？該電熱水壺可以將水從桶中自動(dòng)抽到壺中弁自動(dòng)加熱至水燒開(kāi)？明亮同學(xué)觀察該電熱水壺的銘牌時(shí)發(fā)現(xiàn)其額定加熱功率模糊不清晰，其它銘牌標(biāo)記均清晰(如表所示)；燒水前他關(guān)掉家里其它用電器，只接通電熱水壺控制開(kāi)關(guān)，小電動(dòng)機(jī)開(kāi)始額定電壓下此時(shí)顯示水溫為 20C,電熱水壺用 5s 時(shí)間將水從桶中提升了0.8m 加至電熱水壺滿刻度處自動(dòng)停止加水，加滿水后開(kāi)始在額定電壓下燒水至水溫為100C時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)電路停止工作？明亮同學(xué)還觀察到，在電熱水壺?zé)倪^(guò)程中，家里標(biāo)有3000r/kW?h的電能表在 30s內(nèi)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了 50轉(zhuǎn).(g=10N/kg , p水=1.0 &g

7、t;10 3kg/m 33c 水=4.2 X0 J/ ( kg?C).型號(hào)MH- 200顫定電壓22OV額定頻率50Hz額定加熱功率小電動(dòng)機(jī)額定功率5W容量2.OL求：(1)小電動(dòng)機(jī)提升水的工作效率；(2)電熱水壺的額定加熱功率；90% ,電熱水壺在此電壓下燒水時(shí)的加熱(3)如果在用電高峰時(shí)明亮同學(xué)家中的實(shí)際電壓是額定電壓的效率為90% ,試計(jì)算在用電高峰時(shí)燒開(kāi)該壺水所需的時(shí)間.8 .小明買了一輛電動(dòng)自行車，該車電動(dòng)機(jī)的工作電壓為32V,電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%車輪與地面接觸的總面積為 40cm 2。小明騎電動(dòng)自行車在水平公路上以6m/s的速度勻速直線行駛了10min ,牽引力為20N

8、,人和車的總質(zhì)量為100kg ,在此過(guò)程中：(1)電動(dòng)自行車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？(2)電動(dòng)自行車通過(guò)的路程是多少？牽引力做功為多少(3)電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)的工作電流為多少9 .有一混合動(dòng)力汽車，由汽車發(fā)動(dòng)機(jī) (汽油機(jī))和電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)每一個(gè)工作循環(huán)活塞經(jīng)歷四個(gè)沖程，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈，該汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率是69kW,以最大功率工作時(shí)曲軸轉(zhuǎn)速為5000r/min .活塞從氣缸一端運(yùn)動(dòng)到另一端所掃過(guò)的容積為氣缸排氣量，氣缸容積與燃燒室容積之比為壓縮比，如圖為氣缸容積和燃燒室容積的示意圖，該車排氣量是1.8L,壓縮比為10 : 1,動(dòng)力蓄電池額定電壓為200V,容

9、量(蓄電池放電電流和放電時(shí)間乘積)為150A?h ,已知該車的動(dòng)能 E與其速度v的關(guān)系如下表所示.(1)該汽車的動(dòng)力蓄電池最多可儲(chǔ)存多少焦的電能(2) a.當(dāng)這輛汽車在平直公路上以108km/h的速度勻速行駛時(shí)，動(dòng)力完全由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)提供，若汽車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為54kW ,則此時(shí)汽車所受的阻力是多大 ？b.當(dāng)駕駛員看到前方限速標(biāo)志時(shí)，立即減速弁啟動(dòng)充電裝置給動(dòng)力蓄電池充電，汽車速度由108km/h減小到72km/h ,若在此過(guò)程中動(dòng)力蓄電池獲得的電能為汽車所減少動(dòng)能的50% ,則動(dòng)力蓄電池獲得的電能為多少焦？(3)若該汽車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)以最大功率工作時(shí)，吸氣沖程末氣缸內(nèi)每升混合氣體中汽油質(zhì)量是

10、7.2 >10 5kg,此時(shí)這臺(tái)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？( q汽油=4.6 xi0 7J/kg)v/ms - 1I2A-1020E/J5.0X10 ;2.4X10 J49.6X10 s3X102.4X1O 510.有一電熱水器，質(zhì)量為20kg ,裝滿水后的總質(zhì)量為70kg ,該熱水器額定電壓是 220V,內(nèi)部有兩個(gè)加熱 管，有三檔不同的加熱功率，其中最大額定功率是2000W,如圖是電熱水器安裝的尺寸及其受力示意圖，在豎直方向上熱水器受到掛鉤拉力F2和重力G,在水平方向上熱水器受到膨脹螺釘對(duì)它的拉力Fi和墻壁對(duì)它的支持力 F3. ( g 取 10N/kg , p水=1.0 X103kg/m

11、3 )(1)該熱水器最多能蕓多少立方米的水?該熱水器裝滿水時(shí)，膨脹螺釘?shù)睦θ魺崴鲀?nèi) 部?jī)蓚€(gè)加熱管的電阻阻值相同,Fi是多大？則每個(gè)加熱管的電阻是多少11.示，進(jìn)水管管口的閥門(mén)由輕質(zhì)浮子某電開(kāi)水器的結(jié)構(gòu)如圖甲所示(剖面圖)，簡(jiǎn)化的內(nèi)部電路如圖乙所1 和與它們相連的兩根輕質(zhì)硬桿控制，只有進(jìn)水管中的水壓在正常范圍內(nèi)，冷水箱和煮水箱中的水位就比出水管管口低，冷水不會(huì)從出水管流出。當(dāng)冷水箱中的水位達(dá)到一定高的時(shí)，浮子2浮起，會(huì)觸動(dòng)單刀三擲開(kāi)關(guān)$,煮水電熱管 Ri通電發(fā)熱，冷水被煮沸，水面升高，開(kāi)水就從出水管進(jìn)入貯水箱，當(dāng)貯水箱中水位達(dá)到一定高度時(shí)，浮子 3浮起，又會(huì)觸動(dòng)單刀三擲開(kāi)關(guān) Si,煮水暫停，

12、一旦貯水箱中水溫下降使溫控開(kāi)關(guān)S2閉合，保溫電熱管 R2就會(huì)通電發(fā)熱，開(kāi)水處于保溫狀態(tài)。邀水管乙（1）已知煮水電熱管 Ri的阻值為12.1 Q,保溫電熱管R2的阻值為48.4 Q,求電開(kāi)水器的最大發(fā)熱功率。（2） 圖甲中，當(dāng)浮子1上升到最高處后，它的最上端恰好和出水管管口相平，閥門(mén)就會(huì)將進(jìn)水管管口關(guān)閉，止匕時(shí)AC桿沿豎直方向。已知浮子 1的體積V=2.5X10-4m3,進(jìn)水管管口和閥門(mén)的橫截面積S均為1 X10-4m2（不計(jì)閥門(mén)的質(zhì)量、管壁的厚度及兩者之間的摩擦）；BO : BA=20 : 1 （O為輕質(zhì)浮子1的球心、A為兩輕質(zhì)硬桿的相交處，B為輕質(zhì)硬桿.BO的轉(zhuǎn)軸），水箱內(nèi)水面上方的氣壓Po

13、=1 X10 5Pa。為了不讓冷水直接進(jìn)入貯水箱，進(jìn)水管管口閥門(mén)的上表面受到的壓強(qiáng)不能超過(guò)多少Pa?12 .如圖甲是某工廠生產(chǎn)流水線產(chǎn)品輸送計(jì)數(shù)裝置示意圖（俯視圖），立方體產(chǎn)品在水平傳送帶上與傳送帶共同以v =1m/s的速度勻速前進(jìn)，產(chǎn)品的質(zhì)量 m =0.8kg。計(jì)數(shù)器由電流表和電路計(jì)數(shù)元件組成（電流表和計(jì)數(shù)元件的電阻不計(jì)），通過(guò)電路中電流的變化計(jì)數(shù)產(chǎn)品，a為激光源，Ri為光敏電阻，R2為保護(hù)電阻。當(dāng)激光射向Ri時(shí)，Ri阻值變小，每當(dāng)產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)通過(guò)a與Ri之間時(shí)，射向Ri的光線會(huì)被產(chǎn)品擋住，Ri阻值變大。閉合開(kāi)關(guān)，電路中計(jì)數(shù)器中電流的示數(shù)I隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示。（g取iON/kg ）(1

14、)不計(jì)空氣阻力，求傳送帶勻速運(yùn)送產(chǎn)品過(guò)程中對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品的作用力大小和方向(2)求每個(gè)產(chǎn)品的邊長(zhǎng) Li和產(chǎn)品的間隔L2。每個(gè)產(chǎn)品對(duì)傳送帶的壓強(qiáng)大小。(3)產(chǎn)品過(guò)程中已知電源電壓 U=3V , R =ik Q,求傳送帶運(yùn)輸 imin內(nèi)光敏電阻Ri消耗的電能。(3)80%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，正常加熱某次洗衣時(shí)，首次進(jìn)水量為14min水的溫度升20kg ,加熱時(shí)電能的上部13 .如圖所示的裝置很有創(chuàng)意-它將比較耗水的洗衣機(jī)和同樣耗水但不太講究水質(zhì)的馬桶連在一起是洗衣機(jī)(有關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)銘牌)，下部是馬桶，中間設(shè)有儲(chǔ)水箱？洗衣機(jī)還設(shè)有加熱功能，(銘牌上水的加熱功率已模糊)，洗滌前先將水加熱到適宜溫度，可以提高

15、洗滌效果x式既衣機(jī)電壓八，220撫衣功宰/w200脫水功率/誓330最大洗滌容八H5加坍功事/舔 請(qǐng)問(wèn)這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：？(請(qǐng)至少說(shuō)出一個(gè)觀點(diǎn)(2)求洗衣機(jī)脫水時(shí)的正常工作電流高10C就達(dá)到設(shè)定要求，由于洗衣機(jī)銘牌上的加熱功率模糊，求：水吸收的熱量，洗衣機(jī)的加熱功率3c 水=4.2 M0 J/ ( kg?C). 遵義市余慶縣境內(nèi)的構(gòu)皮灘電站是烏江干流上最大的水電站，電站大壩高為232.5m ,壩內(nèi)水深最大可達(dá)150m ,裝機(jī)容量達(dá)300萬(wàn)千瓦，多年年平均發(fā)電量為 96.67億千瓦時(shí)(9.667 XI0 9kW?h),修建水電站,用水力發(fā)電 代替火力發(fā)電，可以節(jié)約大量的煤炭資源.(1)該水電站壩內(nèi)

16、水產(chǎn)生的壓強(qiáng)為多少？( p水=1.0 X03kg/m 3, g取10N/kg )30 天計(jì) ) ，則豐水期可發(fā)電（2） 該水電站在豐水期可實(shí)現(xiàn)滿裝機(jī)容量連接發(fā)電，若豐水期為一個(gè)月( 按 多少 kW?h36% （發(fā)電能量與 ,煤炭的熱值取6m2的貨所用時(shí)間（3） 若火力發(fā)電站的發(fā)電效率為所消耗燃料完全燃燒放出的熱量之比）3.3 X05 6 7J/kg,以構(gòu)皮灘電站的多年年均發(fā)電量計(jì)，若改用火力發(fā)電，每年需消耗多少煤炭？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，1kW?h=3.6X 10 6J）15.效率是30%,水平叉臂面積為 1m 5 6 7 8的電動(dòng)叉車（如圖甲），托著重量為 6000N ,底面積為物（如圖乙），5s內(nèi)從A點(diǎn)勻速水平移動(dòng)到B點(diǎn)，再?gòu)腂點(diǎn)勻速豎直提升10s到達(dá)C點(diǎn)及各點(diǎn)間距離如內(nèi)圖所示，求：乙Itjj-lm ij-JOsJA16.有一種環(huán)保汽車，以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源?此環(huán)保汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)，蓄電池為車上的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為汽車提供動(dòng)力？某輛這種類型的環(huán)保汽車,總質(zhì)量為3X103 kg,汽車輪胎與 地面的總接觸面積為 0.1m 2二路面上勻速行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作電流為50A,工作 電壓為300V,汽車所受阻力為車重的0.04倍.（g它在永平10N/kg ）/5球若該汽車用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率4:5,則該車勻速前進(jìn)的速度多大？(1)汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)多大