初中物理力學(xué)電學(xué)綜合課題

...8/8初中物理力學(xué)電學(xué)綜合課題

一、計(jì)算題〔共14小題1.圖甲是建造大橋時(shí)所用的起吊裝置示意圖,使用電動(dòng)機(jī)和滑輪組〔圖中未畫(huà)出將實(shí)心長(zhǎng)方體A從江底豎直方向勻速吊起,鋼纜繩對(duì)A的拉力F1隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示．A完全離開(kāi)水面后,電動(dòng)機(jī)對(duì)繩的拉力F大小為8×103N,滑輪組的機(jī)械效率為75%,A上升的速度始終為0.1m/s〔g取10N/kg,不計(jì)鋼纜繩與滑輪間的摩擦及繩重,不考慮風(fēng)浪、水流等因素的影響．求：

〔1長(zhǎng)方體A未露出水面時(shí)受到的浮力；

〔2長(zhǎng)方體A完全離開(kāi)水面后,在上升過(guò)程中F的功率；

〔3把長(zhǎng)方體A按圖甲中方式放在水平地面上,它對(duì)地面的壓強(qiáng)．

2.在起重機(jī)吊臂前端裝有滑輪組,滑輪組的連接方式如圖所示．已知重物A的底面積為2m2,質(zhì)量是2.4t．當(dāng)與滑輪相連的每段繩子上的拉力為3×103N時(shí),靜止在水平地面的重物A對(duì)地面的壓強(qiáng)比它沒(méi)有受到拉力時(shí)減小了4×103Pa．不計(jì)繩重及滑輪輪與軸間的摩擦,g取10N/kg,求：

〔1動(dòng)滑輪所受重力G動(dòng)；

〔2當(dāng)重物A勻速上升時(shí),滑輪組的機(jī)械效率η．

3.如圖甲是一副小型起重機(jī)吊起貨物的圖片,貨物掛在動(dòng)滑輪的下端,繩子的自由端通過(guò)放置在起重機(jī)上的卷?yè)P(yáng)機(jī)豎直向上拉動(dòng),最右端時(shí)為了防止吊起貨物時(shí)起重機(jī)向左傾倒而掛的配重．起重機(jī)吊起重物時(shí)主要結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化成如圖乙所示．已知AB、CD、DE水平且長(zhǎng)度為1m,BC段的水平距離CF也為1m,前輪與地的接觸點(diǎn)在B點(diǎn)的正下方,后輪與地的接觸點(diǎn)在D點(diǎn)的正下方．起重機(jī)的自重〔含配重為3×104N,重心在CD中點(diǎn)．起重機(jī)的鋼絲繩重和滑輪與軸之間的摩擦不計(jì),g取10N/kg．

〔1為使起重機(jī)吊起貨物時(shí)不發(fā)生傾倒,求起重機(jī)最多能吊起貨物的質(zhì)量m；

〔2當(dāng)起重機(jī)吊起質(zhì)量m1=2×102kg的物體以v=0.5m/s的速度勻速上升時(shí),卷?yè)P(yáng)機(jī)的輸出功率P1=1.1kW．求此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率η；

〔3當(dāng)起重機(jī)吊起質(zhì)量m2=3×102kg的物體仍以v=0.5m/s的速度勻速上升時(shí),求卷?yè)P(yáng)機(jī)的輸出功率P2．

4.為了將放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高處．小明同學(xué)設(shè)計(jì)了圖1所示的滑輪組裝置．當(dāng)小明用圖2所示隨時(shí)間變化的豎直向下拉力F拉繩時(shí),重物的速度υ和上升的高度h隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象分別如圖3和4所示．若重物與地面的接觸面積S=5×10﹣2m2,不計(jì)摩擦,繩對(duì)滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向．求：〔1在2～3s內(nèi),拉力F的功率P及滑輪組的機(jī)械效率η．〔2在1～2s內(nèi),拉力F做的功W．〔3在0～1s內(nèi),重物對(duì)地面的壓強(qiáng)p．

5.如圖所示,體重為600N的小明利用滑輪組勻速提升重物時(shí),他使用的最省力的繞繩方式,繞在滑輪組上的繩子〔圖中未畫(huà)出能承受的最大拉力為1000N,動(dòng)滑輪總重300N,連接重物與動(dòng)滑輪掛鉤的繩子能承受的最大拉力為3000N．不計(jì)繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力,g取10N/kg．求：〔1小明用此滑輪組勻速地將物體全部提出水面,則物體的最大物重不能超過(guò)多少？〔2小明用此滑輪組勻速提升一個(gè)高為2m,底面積為的圓柱體A,若此過(guò)程中A始終不露出水面,則A的密度不能超過(guò)多少？〔3現(xiàn)有一個(gè)與圓柱體A形狀完全相同的圓柱體B,其下表面距水面10m．小明用300N的拉力將其以0.1m/s的速度勻速提升了5m．在此過(guò)程中,拉力的功率和滑輪組的機(jī)械效率各是多少？

6.如圖1是帶烘干功能的滾桶洗衣機(jī),工作電壓為220V．并聯(lián)在電源上的電動(dòng)機(jī)和電熱絲是洗衣機(jī)中兩個(gè)重要的能量轉(zhuǎn)換部件,受電腦芯片的控制,它們?cè)谙礈臁⒚撍⒑娓森h(huán)節(jié)的電功率是不同的,其具體的工作情況如圖2所示,其中電熱絲只在烘干環(huán)節(jié)工作．求：

〔1烘干時(shí)電熱絲的電阻是多大？

〔2這次洗衣過(guò)程中,洗衣機(jī)的最大工作電流是多少？

〔3若每度電0.5元,這次洗衣共花電費(fèi)多少錢(qián)？〔不計(jì)其他部件耗電

7.海爾FCD﹣JTHC50電熱水器銘牌如表所示防電墻技術(shù)就是在電熱水器內(nèi)部形成永久性電阻,從而降低異常情況下經(jīng)過(guò)人體的電流值．經(jīng)過(guò)防電墻處理后,人體承受的電壓不高于12V,這就保證了人體安全．人體的最大電阻約為2×107Ω．〔1求出熱水器加熱時(shí)的電流．〔2人體與防電墻是串聯(lián)還是并聯(lián)的？〔3防電墻的電阻大約是多少？8.如圖是一種測(cè)量小汽車油箱內(nèi)油量裝置的原理圖,壓力傳感器R的電阻會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化,油量表〔電流表改裝而成指針能指示出油箱里油的多少．已知壓力傳感器的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示,若壓力傳感器R上的表面積為5×10﹣4m2,汽油密度為0.7×103kg/m3,電源電壓恒定為6V,g取10N/kg,請(qǐng)計(jì)算回答：〔1當(dāng)油與箱總重為300N時(shí),壓力傳感器R受到的壓強(qiáng)是多大？〔2如果空油箱質(zhì)量為6kg,油量表指針指向2×10﹣2m3時(shí),電路的電流是多少安？9.如圖是一種測(cè)定油箱內(nèi)油量的裝置,其中R為壓敏電阻,其阻值與所受壓力之間滿足關(guān)系式F=﹣5R+1200〔關(guān)系式中壓力F的單位是牛頓,電阻R的單位是歐姆,R0為定值電阻,電源電壓保持9V不變,油量表由量程為0～3V的電壓表改裝而成．已知油箱重80N,壓敏電阻R能夠承受的最大壓力為800N．〔g取10N/kg〔1油箱內(nèi)所裝的油增多時(shí),電壓表的示數(shù)將增大〔選填"增大"、"不變"或"減小"．〔2若油箱內(nèi)油的密度為0.8×l03kg/m3,則此油箱最多可裝多少體積的油？〔3若壓敏電阻受到最大壓力時(shí),電壓表的示數(shù)達(dá)到最大值,則定值電阻R0的阻值為多大？〔4電路正常工作時(shí),整個(gè)電路消耗的最大功率是多大？10.有一種測(cè)量人的體重和身高的電子秤,其測(cè)體重部分的原理如圖中的虛線框所示,它主要由三部分構(gòu)成：踏板和壓力杠桿ABO,壓力傳感器R〔電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻,顯示體重大小的儀表A〔實(shí)質(zhì)是電流表．其中AO：BO=5：1,壓力傳感器R表面能承受的最大壓強(qiáng)為2×106Pa,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示．設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計(jì),接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V．請(qǐng)回答：〔1踏板空載時(shí),電流表讀數(shù)是多少mA？〔2若壓桿與壓力傳感器之間的接觸面積是2×10﹣4m2,則該秤的最大稱量值是多少？〔3一個(gè)體重為500N的中學(xué)生站在此臺(tái)秤上,電流表讀數(shù)應(yīng)為多少？11.如圖甲所示是某生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品輸送及計(jì)數(shù)裝置示意圖．已知計(jì)數(shù)器電路的電源電壓恒為6V,其中S為一激光源,R1為光敏電阻〔有光照射時(shí),阻值較??；無(wú)光照射時(shí),阻值較大,R2為定值保護(hù)電阻,其阻值為20Ω,a、b間接一"示波器"〔示波器的接入不影響電路．光敏電阻兩端的電壓隨時(shí)間變化的圖象可由示波器顯示出來(lái)．水平傳送帶勻速前進(jìn),每當(dāng)產(chǎn)品從傳送帶上通過(guò)S與R1之間時(shí),射向光敏電阻的光線會(huì)被產(chǎn)品擋?。暨\(yùn)送邊長(zhǎng)為0.1m的均勻正方體產(chǎn)品時(shí),示波器顯示的電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示．求：〔1正方形產(chǎn)品隨傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是多少？〔2光敏電阻在有光照狀態(tài)下的電阻是多少？〔3整個(gè)電路工作1h消耗的電能是多少？12.如圖甲是家用電吹風(fēng)的工作原理圖、電吹風(fēng)工作時(shí)可以吹出熱風(fēng)也可以吹出涼風(fēng)．〔第〔2小題需寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程〔1要讓電吹風(fēng)工作時(shí)吹出熱風(fēng),它的開(kāi)關(guān)應(yīng)置于題圖甲中〔選填"1""2"或"3"位置,此時(shí)電風(fēng)扇與電熱絲的連接方式使．〔2某次用該電吹風(fēng)將頭發(fā)吹干的過(guò)程中,電吹風(fēng)的功率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示,則①吹熱風(fēng)時(shí)通過(guò)電路的總電流多大？電熱絲的發(fā)熱功率多大？②在該次吹干頭發(fā)過(guò)程中電吹風(fēng)消耗的總電能是多少？13.小明觀察家里的電飯鍋銘牌：額定電壓為220Ⅴ,保溫時(shí)電熱絲功率為20W,但加熱功率已經(jīng)磨損,電飯鍋的工作原理如圖所示,通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S調(diào)節(jié)加熱和保溫兩種狀態(tài),R0為電熱絲．他想利用家里的電能表測(cè)出它的加熱功率,于是他關(guān)閉了家里所有其它用電器,只讓電飯鍋工作,觀察了電能表,發(fā)現(xiàn)上面標(biāo)有"3000R/kW?h",請(qǐng)你幫助小明解決下列問(wèn)題．〔1電飯鍋在加熱狀態(tài)時(shí),開(kāi)關(guān)S應(yīng)與觸點(diǎn)連接；〔2他發(fā)現(xiàn)正常加熱了6min電飯鍋就轉(zhuǎn)為保溫狀態(tài),在這6min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤(pán)剛好轉(zhuǎn)了300轉(zhuǎn),則該電飯鍋的加熱功率是W；〔3如果該電飯鍋正常加熱消耗了6.72×105J電能,這些能量如果全部被水吸收,能將kg水在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下由20℃加熱至沸騰〔水的比熱容為4.2×103J/〔kg?℃〕；〔4保溫10min,電熱絲R0產(chǎn)生的熱量為J．

14.如圖1是帶烘干功能的滾桶洗衣機(jī),工作電壓為220V．并聯(lián)在電源上的電動(dòng)機(jī)和電熱絲是洗衣機(jī)中兩個(gè)重要的能量轉(zhuǎn)換部件,受電腦芯片的控制,它們?cè)谙礈?、脫水、烘干環(huán)節(jié)的電功率是不同的,其具體的工作情況如圖2所示,其中電熱絲只在烘干環(huán)節(jié)工作．求：

〔1烘干時(shí)電熱絲的電阻是多大？

〔2這次洗衣過(guò)程中,洗衣機(jī)的最大工作電流是多少？

〔3若每度電0.5元,這次洗衣共花電費(fèi)多少錢(qián)？〔不計(jì)其他部件耗電

二、解答題〔共6小題15.工人用圖甲所示的滑輪組運(yùn)送建材上樓,每次運(yùn)送量不定．滑輪組的機(jī)械效率隨建材重變化的圖象如圖乙,不計(jì)滑輪和鋼繩的重力及摩擦,g取10N/kg．

〔1若某塊建材的密度是2.8×103kg/m3,體積為1.0×10﹣2m3,求其重為多少？

〔2若工人在1min內(nèi)將建材勻速豎直向上提升了15m,作用在鋼繩上的拉力為200N,求拉力的功率？

〔3若滑輪組的機(jī)械效率最大值為75%,求工人的體重？

16.20XX4月14日,為尋找失聯(lián)的MH370航班,啟用了"藍(lán)鰭金槍魚(yú)﹣21"〔簡(jiǎn)稱"金槍魚(yú)"自主水下航行器進(jìn)行深海搜尋．其外形與潛艇相似〔如圖甲所示,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為：體積1m3、質(zhì)量750kg,最大潛水深度4500m,最大航速7.4km/h〔不考慮海水密度變化,密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg．

〔1假設(shè)"金槍魚(yú)"上有面積為20cm2的探測(cè)窗口,當(dāng)它由海水中2000m處下潛至最大潛水深度處,問(wèn)該探測(cè)窗口承受海水的壓力增加了多少？

〔2"金槍魚(yú)"搜尋任務(wù)完成后,變?yōu)樽灾貢r(shí)恰能靜止漂浮在海面上,此時(shí)露出海面體積為多大？

〔3若上述漂浮在海面的"金槍魚(yú)",由起重裝置將其勻速豎直吊離海面．起重裝置拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示,圖中P3=3P1．求t1時(shí)刻起重裝置對(duì)"金槍魚(yú)"的拉力〔不考慮水的阻力．

17.美化環(huán)境造福人民,XX區(qū)在治理北小河時(shí)修建一座橋,使用吊車向河底投放圓柱形混凝土構(gòu)件如圖甲所示,在整個(gè)投放過(guò)程中,混凝土構(gòu)件以0.05m/s的速度勻速豎直下降,圖乙是鋼絲繩的拉力F隨時(shí)間t變化的圖象,當(dāng)t=0s時(shí)吊車開(kāi)始投放混凝土構(gòu)件到100s時(shí)結(jié)束,此時(shí)構(gòu)件豎立在河中．〔已知混凝土的密度為2.8×103kg/m3,鋼鐵的密度為7.9×103kg/m3,g取10N/kg,水的阻力可以忽略不計(jì)求：

〔1混凝土構(gòu)件完全浸沒(méi)在水中時(shí)所受的浮力；

〔2混凝土構(gòu)件的體積；

〔3投放結(jié)束時(shí)混凝土構(gòu)件頂部受到水的壓強(qiáng)；

〔4通過(guò)計(jì)算說(shuō)明這種混凝土構(gòu)件有沒(méi)有鋼筋制作的骨架．

18.如圖所示,某工地用固定在水平工作臺(tái)上的卷?yè)P(yáng)機(jī)〔其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力通過(guò)滑輪組勻速提升貨物,已知卷?yè)P(yáng)機(jī)的總質(zhì)量為120kg,工作時(shí)拉動(dòng)繩子的功率恒為400W．第一次提升質(zhì)量為320kg的貨物時(shí),卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力為F1,對(duì)工作臺(tái)的壓力為N1；第二次提升質(zhì)量為240kg的貨物時(shí),卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力為F2,對(duì)工作臺(tái)的壓力為N2．已知N2與N1之比為25﹕23,取g=10N/kg,繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計(jì)．求：

〔1卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F1的大?。?/p>

〔2第一次提升貨物過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率；

〔3前后兩次提升貨物過(guò)程中貨物豎直向上運(yùn)動(dòng)的速度之比．

19.如圖甲所示是家用電吹風(fēng)機(jī)的工作原理圖,電吹風(fēng)工作時(shí)可以分別吹出涼風(fēng)和熱風(fēng)．〔1當(dāng)開(kāi)關(guān)S置于圖甲中哪個(gè)檔位,電吹風(fēng)可以吹出涼風(fēng)？當(dāng)開(kāi)關(guān)S置于圖甲中哪個(gè)檔位,電吹風(fēng)可以吹出熱風(fēng)？請(qǐng)畫(huà)出電吹風(fēng)兩種工作狀態(tài)的等效