六：綜合練習(xí)

1、1:如圖所示的裝置中，木塊 M 與地面間無摩擦，子彈 m 以一定的速度沿水平方向射入木塊 并留在其中，然后將彈簧壓縮至最短，現(xiàn)將木塊、子彈、彈簧作為研究對(duì)象，從子彈開始射 入木塊到彈簧壓縮至最短的過程中，系統(tǒng)的（）A.機(jī)械能守恒B.機(jī)械能不守恒c.產(chǎn)生的勢能等于子彈動(dòng)能的減少量D.彈簧壓縮至最短時(shí)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化成勢能2.在一次消防演習(xí)中， 質(zhì)量為 60kg 的消防員欲到達(dá)距離樓頂 l=40m 處的房間。 如圖所示，他沿一條豎直懸垂的輕繩從靜止開始勻加速下滑，當(dāng)他滑到該房間的窗戶 A 處時(shí)，突然停止下滑，同時(shí)用腳踢開窗戶，自己反彈了一下，然后進(jìn)入窗 內(nèi)。已知消防員從開始下滑到剛進(jìn)入窗內(nèi)共用了時(shí)間

2、t=10s,試估算他沿繩子下滑時(shí)受到的摩擦力 f 大小最接近（）A .100N B .300N C. 600N D. 900N3. （09.1 東城）如圖所示， 一個(gè)下面裝有輪子的貯氣瓶停放在光滑的水平地面上，左端與豎 直墻壁接觸現(xiàn)打開右端閥門 K,氣體往外噴出，設(shè)噴口面積為 S,氣體密度為，氣體往外噴出的速度為 v，4. 一個(gè)圓環(huán)形閉合導(dǎo)體線圈 a 平放在水平面上，在 a 的正上方固定 螺線管 b，b的鐵芯與 a 不接觸，a、b 的軸線重合。螺線管與電源和滑 動(dòng)變阻器連接成如圖的電路。當(dāng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭 P 時(shí)，圓環(huán) a 中 將產(chǎn)生感應(yīng)電流，同時(shí) a 對(duì)水平面的壓力 N將發(fā)生變化。如果要

3、使圓環(huán)b上二四 中產(chǎn)生圖中所示方向的感應(yīng)電流，則下面的說法中正確的是 匚二 i（ C ）A.P 應(yīng)向上滑，B. P 應(yīng)向下滑，C. P 應(yīng)向上滑，D. P 應(yīng)向下滑，5.在孤立點(diǎn)電荷一一豎直的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 的電場中，一質(zhì)子在距離點(diǎn)電荷 r0處若具有 ED的動(dòng)能，即能夠恰好逃 E 表示該場中某點(diǎn)的場強(qiáng)大小，用表 用 Ek表示質(zhì)子在場中某點(diǎn)所逸此電場的束縛。若規(guī)定無窮遠(yuǎn)處電勢為零，用示場中某點(diǎn)的電勢，用 EP表示質(zhì)子在場中所具有的電勢能，具有的動(dòng)能，用 r 表示該點(diǎn)距點(diǎn)電荷的距離，則如圖7 所A.B.EoOC.丿LEkro示的圖

4、像D.A.S則氣體剛噴出時(shí)鋼瓶左端對(duì)豎直墻的作用力大小是（2B丄SD.2S中， 表示關(guān)系正確的是（)6. （2012.5 在）靜電場方向平行于 x 軸，其電勢隨 x 的分布可簡化為如圖所示的折線。一 質(zhì)量為 m、帶電量為+ q 的粒子（不計(jì)重力），以初速度 vo從 O 點(diǎn)進(jìn)入電場，沿 x 軸正方向運(yùn) 動(dòng)。下列敘述正確的是A. 粒子從 O 運(yùn)動(dòng)到 xi的過程中速度逐漸增大B. 粒子從 X1運(yùn)動(dòng)到 X3的過程中，電勢能先減小后增大C. 要使粒子能運(yùn)動(dòng)到 X4處，粒子的初速度 vo至少為7:如圖 6 所示，將一個(gè)篩子用四根彈簧支起來（后排的兩根彈簧未畫出），篩子上裝一個(gè)電動(dòng)偏心輪，這就做成了一個(gè)共振

5、篩。工作時(shí)偏心輪被電動(dòng)機(jī)帶動(dòng) 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而給篩子施加與偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)周期相同的周期性驅(qū)動(dòng)力， 使它做受迫振動(dòng)。現(xiàn)有一個(gè)固有周期為 0.80s 的共振篩，電動(dòng)偏心輪 的轉(zhuǎn)速是 80r/min，在使用過程中發(fā)現(xiàn)篩子做受迫振動(dòng)的振幅較小。 已知增大偏心輪電動(dòng)機(jī)的輸入電壓，可使其轉(zhuǎn)速提高；增加篩子的 質(zhì)量，可以增大篩子的固有周期。下列做法中可能實(shí)現(xiàn)增大篩子做 受迫振動(dòng)的振幅的是A. 適當(dāng)增大篩子的質(zhì)量B. 適當(dāng)增大偏心輪電動(dòng)機(jī)的輸入電壓C. 適當(dāng)增大篩子的質(zhì)量同時(shí)適當(dāng)增大偏心輪電動(dòng)機(jī)的輸入電壓D. 適當(dāng)減小篩子的質(zhì)量同時(shí)適當(dāng)減小偏心輪電動(dòng)機(jī)的輸入電壓8. （18 分）禾 I用水流和太陽能發(fā)電，可以為人類

6、提供清潔能源。水的密度P=1.0 X103kg/m3，太陽光垂直照射到地面上時(shí)的輻射功率P。=1.0 x103W/nn，地球表面的重力加速度取g=10m/s2。（1） 三峽水電站發(fā)電機(jī)輸出的電壓為18kV。若采用 500kV 直流電向某地區(qū)輸電5.0 x106kW 要求輸電線上損耗的功率不高于輸送功率的5%求輸電線總電阻的最大值；（2） 發(fā)射一顆衛(wèi)星到地球同步軌道上（軌道半徑約為地球半徑的6.62.11倍）利用太陽能發(fā)電，然后通過微波持續(xù)不斷地將電力輸送到地面，這樣就建成了宇宙太陽能發(fā)電站。求衛(wèi)星在地球同步軌道上向心加速度的大??；（3） 三峽水電站水庫面積約 1.0X109m,平均流量 Q=1

7、.5X104m/s，水庫水面與發(fā)電機(jī) 所在位置的平均高度差為 h=100m 發(fā)電站將水的勢能轉(zhuǎn)化為電能的總效率n=60%在地球同步軌道上，太陽光垂直照射時(shí)的輻射功率為 10P。太陽能電池板將太陽能 轉(zhuǎn)化為電能的效率為 20%，將電能輸送到地面的過程要損失50%若要使（2）中的宇宙太陽能發(fā)電站相當(dāng)于三峽電站的發(fā)電能力，衛(wèi)星上太陽能電池板的面積至少 為多大？9.過強(qiáng)的電磁輻射能對(duì)人體有很大危害，影響人的心血管系統(tǒng)，使人心悸、失眠、白細(xì)胞減粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為D.若 vo少、免疫功能下降等。按照有關(guān)規(guī)定，工作場所受電磁輻射強(qiáng)度（單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量）不得超過0.5W/m

8、。一個(gè)人距離無線電通訊裝置 50m 為保證此人的安全，無線電通訊裝置的電磁輻射功率至多為多大（）A. 451 kW B. 314kW C. 78kW D. 15.7 kW10:環(huán)保汽車將為 2008 年奧運(yùn)會(huì)場館服務(wù)。某輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車，總質(zhì)量m=3X103kg。當(dāng)它在水平路面上以 v=36km/h 的速度勻速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電流 l=50A, 電壓 U=300V。在此行駛狀態(tài)下：求驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率P電；若驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?90%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī)，求汽車所受阻力與車重的比值（g 取10m/s2）;設(shè)想改用太陽能電池給該車供電，其他條件不變，求所

9、需太陽能電池板的最小面 積。結(jié)合計(jì)算結(jié)果，簡述你對(duì)該設(shè)想的思考。已知太陽輻射的總功率 F0=4X1026W，太陽到地球的距離 r=1.5X1011m，太陽光傳播到達(dá) 地面的過程中大約有 30%的能量損耗，該車所用太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%。11 （08 北京）：風(fēng)能將成為 21 世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能（氣流的動(dòng)能）轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等，如圖所示（1） 利用總電阻 R=10 的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能。輸送功率P=300kW,輸電 電壓 U=10kV,求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值；（2） 風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃

10、過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為，氣流速度為 v,風(fēng)輪機(jī)葉片長度為 r。求單位時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪 機(jī)的最大風(fēng)能 Pm；在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的情況下，要提高風(fēng)輪機(jī)單位 時(shí)間接受的風(fēng)能，簡述可米取的措施。（3）已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率 P 與 Pm成正比。某 風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速 V1=9m/s 時(shí)能夠輸出電功率 P1=540kW。我國某地區(qū)風(fēng)速不低于 V2=6m/s 的時(shí)間每年 約為 5000 小時(shí)，試估算這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在該地區(qū)的最小 年發(fā)電量是多少千瓦時(shí)12: （06 江蘇）.我省沙河抽水蓄能電站自 2003 年投入運(yùn)行以來，在緩解用電高峰電力緊張方 面，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效

11、益。抽水蓄能電站的工作原理是，在用電低谷時(shí)（如深 夜），電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池中，至加電高峰時(shí)，再利用蓄水池中的水發(fā) 電。如圖，蓄水池（上游水庫）可視為長方體，有效總庫容量（可用于發(fā)電）為 V,蓄水后水位高出下游水面 H,發(fā)電過程中上游水庫水位最大落差為de統(tǒng)計(jì)資料表明，該電站年抽水用電為 2.4X108kWh，年發(fā)電量 為 1.8X108kWh。則下列計(jì)算結(jié)果正確的是（水的密度為p,重力加速度為 g,涉及重力勢能的計(jì)算均以下游水面為零勢能 面）A.能用于發(fā)電的水的最大重力勢能 EP=pVgHE.能用于發(fā)電的水的最大重力勢能EPVg HC.電站的總效率達(dá) 75%D.該電站平均每

12、天所發(fā)電能可供給一個(gè)大城市居民用電（電功率以105kW 計(jì)）約 10h13:（西城二模 08） “潮汐發(fā)電”是海洋能利用中發(fā) 展最早、規(guī)模最大、技術(shù)較成熟的一種方式。某海 港的貨運(yùn)碼頭，就是利用“潮汐發(fā)電”為皮帶式傳 送機(jī)供電，圖 1 所示為皮帶式傳送機(jī)往船上裝煤。本題計(jì)算中取 sin 18。=0.31, cosl83=0.95,水的密度p=1.0 x1kg/m3,g=10m/s2。（1）皮帶式傳送機(jī)示意圖如圖 2 所示，傳送帶 與水平方向的角度9= 18。，傳送帶的傳送距離為 L = 51.8m,它始終以 v = 1.4m/s 的速度運(yùn)行。在傳送 帶的最低點(diǎn)，漏斗中的煤自由落到傳送帶上（可認(rèn)

13、 為煤的初速度為 0），煤與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因 數(shù)卩=0.4。求：從煤落在傳送帶上到運(yùn)至傳送帶最 高點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間 t;（2） 圖 3 為潮汐發(fā)電的示意圖。 左側(cè)是大海，中間有水壩，水壩下裝有發(fā)電機(jī)，右側(cè)是水庫。當(dāng) 漲潮到海平面最高時(shí)開閘，水由通道進(jìn)入海灣水 庫，發(fā)電機(jī)在水流的推動(dòng)下發(fā)電， 待庫內(nèi)水面升至 最高點(diǎn)時(shí)關(guān)閉閘門；當(dāng)落潮到海平面最低時(shí)，開閘 放水發(fā)電。設(shè)某潮汐發(fā)電站發(fā)電有效庫容 V=3.6x106m3,平均潮差 h = 4.8m，一天漲落潮兩次，發(fā) 電四次。水流發(fā)電的效率n= 10%。求該電站一天 內(nèi)利用潮汐發(fā)電的平均功率 P；（3） 傳送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，1 秒鐘有 m = 50kg

14、的煤從漏斗中落到傳送帶上。帶動(dòng)傳送帶的電動(dòng)機(jī)將輸入電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率n= 80%，電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械能的 20%用來克服傳送帶各部件間的摩擦（不包括傳送帶與煤之間的摩擦）以維持傳送帶的正常運(yùn)行。若用潮汐發(fā)電 站發(fā)出的電給傳送機(jī)供電，能同時(shí)使多少臺(tái)這樣的傳送機(jī)正常運(yùn)行？14.（18 分）（2012.5 東城）環(huán)?；旌蟿?dòng)力車是指使用汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)和利用蓄電池所儲(chǔ)存的電 能驅(qū)動(dòng)的汽車。它可按平均需要使用的功率來確定汽油機(jī)的最大功率，此時(shí)處于油耗低、 污染少的最優(yōu)工況下工作。汽車需要大功率而汽油機(jī)功率不足時(shí)由電動(dòng)機(jī)來補(bǔ)充，電動(dòng)機(jī)的電源為蓄電池；汽車負(fù)荷少時(shí)，電動(dòng)機(jī)可作為發(fā)電機(jī)使用，汽油機(jī)的一部分功率用來驅(qū)

15、 動(dòng)汽車，另一部分功率驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，可發(fā)電給蓄電池充電。有一質(zhì)量 m=1200kg 的混合動(dòng)力轎車，在平直公路上以 V1=90km/h 勻速行駛，汽油發(fā)動(dòng) 機(jī)的輸出功率為 P=60kW。當(dāng)駕駛員看到前方有 80km/h 的限速標(biāo)志時(shí)，保持汽油發(fā)動(dòng)機(jī)功率 不變，立即啟動(dòng)發(fā)電機(jī)工作給蓄電池充電，此時(shí)轎車的動(dòng)力減小，做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)距離 s=80m 后，速度變?yōu)?V2=72km/h。此過程中汽油發(fā)動(dòng)機(jī)功率的 25%用于轎車的牽引，75%用于供給發(fā) 電機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能。假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力保持不變。試求：（1）轎車以 90km/h 在平直公路上勻

16、速行駛時(shí)，所受阻力 Ff的大?。唬?）轎車從 90km/h 減速到 72km/h 的這一過程中，蓄電池獲得的電能 E電；（3）若電動(dòng)機(jī)的輸出功率也為 60 kW,此時(shí)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同工作的最大功率可以達(dá)到 Pm=108kW,汽車駛上與水平地面成 30角斜坡，汽車爬坡過程中所受阻力為重力的 0.1 倍，設(shè)斜坡足夠長，求汽車在斜坡上做勻速運(yùn)動(dòng)的最大速度Vm。（g 取 10m/s2）圖1圖2圖315. （12.4 豐臺(tái)）法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設(shè)想，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)裝置的示 意圖如圖所示，兩塊面積均為 S 的矩形金屬板，平行、正對(duì)、豎直地全部浸在河水中， 間距為 d。水流速度處處相

17、同，大小為 V，方向水平，金屬板與水流方向平行。地磁場磁 感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量為 B,水的電阻率為P，水面上方有一阻值為 R 的電阻通過絕緣導(dǎo) 線和電鍵 K 連接到兩個(gè)金屬板上，忽略邊緣效應(yīng)。則電阻R 消耗的電功率（）16.（11.4 東城）（18 分）回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示。它的核心部分 是兩個(gè) D 形金屬盒，兩盒相距很近（縫隙的寬度遠(yuǎn)小于盒半徑），分別和高頻交流電源相連接， 使帶電粒子每通過縫隙時(shí)恰好在最大電壓下被加速。兩盒放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于 盒面，帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，粒子通過兩盒的縫隙時(shí)反復(fù)被加速，直到最大圓周半 徑時(shí)通過特殊裝置被引出。若 D 形盒半徑為 R,狹縫之間的距離為 d，所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng) 度為 B。設(shè)兩 D 形盒之間所加的交流電壓的最大值為 U,被加速的粒子為a粒子，其質(zhì)量為 m、電量為 q。a粒子從 D 形盒中央開始被加速（初動(dòng)能可以忽略），經(jīng)若干次加速后，a粒 子從 D 形盒邊緣被引出。求：（1）a粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能 Ek;（2）a粒子在第 n 次加速后進(jìn)入一個(gè) D 形盒中的回 緊接著第 n+1 次加速后進(jìn)入另一個(gè) D形盒后的回旋半徑之