消防员趴在淤泥地上,受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离,这与压强的知识有关。图1模拟受困者双脚站立时的场景,他对水平地面的压强为 15000 Pa ;图2模拟消防员趴在淤泥地上的场景,当受困者完全伏在消防员背上后,消防员与水平地面的接触面积为 0 . 5 m 2 ,受困者与消防员的质量分别为 60 kg 和 50 kg , g 取 10 N / kg 。
(1)求受困者所受的重力;
(2)求图1中受困者双脚与地面的接触面积;
(3)当受困者完全伏在图2中消防员背上后,求消防员对地面的压强。
小金对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动机,测得它的内阻为 1 . 5 Ω .为测量电动机工作时的电流,利用身边现有器材,设计了如图所示的电路(符号表示数值可读的变阻器)。已知电源电压为 12 V ,当变阻器的阻值为 6 Ω 时,电压表的读数为 3 V .计算此时:
(1)通过电动机的电流;
(2)电动机消耗的电功率。
风是永不枯竭的能源。自古以来风能就受到人们的青睐,帆船、风车都是对风能的利用。现在,由于电能的广泛利用,风力发电得到世界各国的高度重视。
(1)风力发电机是根据 原理制成的。为提高捕获风能的效率,叶片设计是风力发电机研制的核心技术之一,叶片截面制成图甲的形状,当风以图乙所示的角度流经叶片时,叶片会按 方向转动(选填“顺时针”或“逆时针” ) 。
(2)由于远海的风能资源更丰富,海上发电必定会向远海发展。远海发电机需安装在漂浮式基础上(如图丙),若它们的总质量达11200吨,则漂浮式基础的总体积至少需要多少米 3 ?(海水密度取 1 . 0 × 10 3 千克 / 米 3 )
(3)传统的火力发电不仅会释放各种大气污染物,而且效率不高,每生产1千瓦时的电能需要消耗标准煤约0.4千克。若功率为30000千瓦的风力发电机组工作24小时,相当于替代标准煤多少吨?
【考点阿基米德原理的应用;电功与电能的计算
炎热的天,某些城市的街道上有雾炮车在向空中喷水,它比普通洒水车的降温、净化空气的效果更好(雾炮车的参数如下表所示)
(1)雾炮车净化空气主要针对的污染物是 。
(2)雾炮车的降温效果更好,原因是喷出的极细水珠增加了 ,从而加快了水的蒸发。
(3)已知某古桥的桥面能承受的最大压强为 6 × 10 5 帕,通过计算判断该雾炮车能否满载通过?
雾炮车的部分参数
空载时质量
最大装水量
满载时轮胎与地面的总接触面积
6000千克
10000千克
0.4米 2
某电热砂锅的简化电路如图甲。 R 1 、 R 2 为发热电阻, S 为旋转型开关, a 、 b 、 c 、 d 为触点,通过旋转开关 S 可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换,工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾,再用低档持续加热食物,使食物“汤浓味鲜”。
(1)高档加热时,开关 S 应旋至触点 (选填“ ab ”、“ bc ”或“ cd ” ) 位置。
(2)某次烹饪一共用时6小时,电功率与加热时间的关系如图乙所示,则本次烹任共消耗多少电能?
(3)发热电阻 R 1 和 R 2 的阻值分别为多少?
(4)生活中,有时也会选择电压力锅烹饪,因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物,通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度,结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。
某科技节,同学们进行了如图的“纸桥承重”比赛。
(1)纸桥放重物会被压弯,这是因为力能使物体发生 。
(2)比赛时需要知道每座参赛纸桥本身的质量(不超过50克),三位同学选择的测量工具分别是:
①量程为1牛的弹簧测力计;
②量程为10牛的弹簧测力计;
③量程为100克的天平。
你认为哪位同学选择的测量工具最合适,并说明理由 。
(3)压在纸桥上的重物质量一定时,通常重物跟桥面的接触面积越大,桥越不容易损坏,因为 。