人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页．钻木取火的一种

更新 2022-09-03
科目物理
题型计算题
难度中等
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人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页．钻木取火的一种方法是将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓．木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧．因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25克．巳知：来回拉一次钻弓需1.0秒，钻弓长为s=0.25米，人拉钻弓的力为16牛顿，木头比热容c=2×10³焦／(千克·℃)，室温为20℃，问：
（1）人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少?
（2）人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25％被木棒尖端吸收，则1秒内可使木棒尖端温度提高多少℃?
（3）请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来?

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如图所示，一个质量 $600 kg$ 、体积 $0.2 m^{3}$ 的箱子沉入 $5 m$ 深的水底，水面距离地面 $2 m$ ，若利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，以 $0.5 m / s$ 的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重 $100 N$ （不计绳重、摩擦和水的阻力， $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g = 10 N / kg)$ 。求：

（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；

（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；

（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的

机械效率；

（4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。

题型：未知
难度：未知

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如图所示，将标有“ $2.5 V 0.625 W$ ”字样的小灯泡接入电源电压 $4.5 V$ （电压保持不变）电路中，为调节灯泡亮度，在电路中串联一个滑动变阻器，两个电压表的量程都是 $3 V$ 。

（1）移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，灯泡正常发光时的电阻是多大？

（2）在小灯泡正常发光的情况下，通电5分钟，滑动变阻器消耗的电能是多少？

（3）为保证两个电压表两端的电压不超过 $3 V$ ，小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，滑动变阻器允许的取值范围是多少？（假定灯丝电阻保持不变）

题型：未知
难度：未知

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3月12日，我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航，其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。 $(g$ 取 $10 N / kg$ ， $ρ_{水}$ 取 $1.0 \times 10^{3} kg / m^{3})$ 主要参数如下表。

项目	参数
总长度 $(m)$	140
宽度 $(m)$	27.8
吸 $/$ 排管径 $(mm)$	$1000 / 1000$
满载排水量 $(t)$	$1.7 \times 10^{4}$
满载吃水深度 $(m)$	6.5
泥泵输送功率 $(W)$	$1.7 \times 10^{7}$

（1）满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？

（2）满载时，求“天鲲号”底部受到水的压强是多少？若船底需要安装探测仪器，其面积为 $40 c m^{2}$ ，求探测仪器受到水的压力是多少？

（3）“天鲲号”去某水域执行任务，其工作量相当于将 $1.36 \times 10^{4} t$ 的淤泥输送至 $15 m$ 高的台田上。假设“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵的机械效率为 $30 %$ ，求完成此任务需要的时间是多少？

题型：未知
难度：未知

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图甲为新型风暖浴霸，因其安全性能好、发热柔和，深受大家喜爱。它是利用电动机鼓动空气流动，通过加热元件加热冷空气带动室内升温。图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图，其发热元件是两根阻值不变的电热丝 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ ．主要参数如下表。

项目	参数
额定电压 $(V)$	220
$R_{1}$ 额定功率 $(W)$	1936
$R_{2}$ 额定功率 $(W)$	968
电动机功率 $(W)$	44
适用面积 $(m^{2})$	10

（1）开关均闭合，求浴霸正常工作时的干路电流是多少？

（2）正常工作时，求 $R_{1}$ 的阻值是多少？

（3）实际电压为 $200 V$ 时，求 $R_{2}$ 的实际功率是多少？

（4）浴霸正常工作时，使容积为 $20 m^{3}$ 的房间空气温度升高 $20^{°} C$ ，求室内空气吸收的热量是多少？ $(ρ_{空气}$ 取 $1.2 kg / m^{3}$ ， $c_{空气}$ 取 $1.0 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{°} C)$ ，不考虑其他因素影响）

题型：未知
难度：未知

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如图（a）所示电路，电源电压保持不变。小灯泡 $L$ 标有“ $4 V 0.5 A$ ”字样，电流表量程 $0 ~ 0.6 A$ ，电压表量程 $0 ~ 3 V$ ，滑动变阻器 $R_{1}$ 的最大阻值 $20 Ω$ ，只闭合开关 $S$ 、 $S_{1}$ ，调节滑动变阻器滑片 $P$ ，得到电流表与电压表示数关系如图（b）所示。

求：

（1）小灯泡的额定功率；

（2）电源电压及定值电阻 $R_{2}$ 的阻值；

（3）只闭合开关 $S$ 和 $S_{2}$ ，移动滑动变阻器的滑片 $P$ ，小灯泡 $L$ 的 $I - U$ 图象如图（c）所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器 $R_{1}$ 允许的取值范围。

题型：未知
难度：未知

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