我国南海海底存储着丰富的可燃冰资源。可燃冰被视为21世纪新型

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更新 2022-09-04
科目物理
题型计算题
难度较难
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我国南海海底存储着丰富的”可燃冰“资源。可燃冰被视为21世纪新型绿色能源，可燃冰的主要成分是甲烷，1m³的可燃冰可转化生成164m³的甲烷气体和0.8m³的水。已知甲烷气体的热值是3.6×10⁷J/m³．我市公交车以天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷。如果一辆公交车满载乘客时总质量是6000kg，那么1m³可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶1640min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍。求：

（1）公交车满载乘客时的重力；（g＝10N/kg）

（2）这段时间内公交车牵引力所做功的功率；

（3）1m³的可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧所产生的能量能将多少千克的水从20℃加热到沸腾。（标准大气压，c_水＝4.2×10³J/（kg•℃），结果保留整数）

（4）这段时间内公交车发动机的效率是多大？

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利用如图所示的滑轮组，用 $F = 1000 N$ 的力拉绳子自由端，货物 $A$ 以0.1 $m / s$ 的速度匀速直线运动 $10 s$ ，整个过程中，滑轮组的机械效率为 $75 %$ ．求：

（1）货物 $A$ 在10 $s$ 内移动的距离：

（2）这个过程中拉力 $F$ 的功率：

（3）水平地面对货物 $A$ 的摩擦力大小。

题型：未知
难度：未知

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2016年11月，常州出入境检验检疫局查获一批进口不合格电烤箱，电路存在安全隐患，检验人员在实验室按照规范重新连接烤箱电路，并将相关参数填入铭牌，请选择其中一种方法完成电路设计并计算出相应答案（两种方法都做，以第一种为准）

方法一

方法二

功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关 $S$ 转动至断开位置，电路不工作；开关 $S$ 转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热；开关 $S$ 转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热。

（1）请以笔画线代替导线完成电路连接。

测量：实验室内， $220 V$ 电源只接通电烤箱，电烤箱处于高挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在 $5 \min$ 内闪烁了132次。

（2）此过程中，电烤箱消耗电能　　 $J$

单根电阻丝的阻值为　　 $Ω$

（3）铭牌

额定电压	$220 V$
低档功率	$W$
高档功率	$W$

功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关 $S$ 转动至断开位置，电路不工作；开关 $S$ 转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，仅有一根电阻丝发热；开关 $S$ 转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热。

（4）请以笔画线代替导线完成电路连接。

测量：实验室内， $220 V$ 电源只接通电烤箱，电烤箱处于低挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在 $5 \min$ 内闪烁了132次。

（5）此过程中，电烤箱消耗电能　　 $J$

单根电阻丝的阻值为　　 $Ω$

（6）铭牌

额定电压	$220 V$
低档功率	$W$
高档功率	$W$

题型：未知
难度：未知

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某次旅游，密闭大巴内坐满了游客，司机忘了打开换气设备，时间一久，车内二氧化碳浓度上升，令人头晕脑胀。为此，小明设计了车载自动换气设备

（一 $)$ 小明找来二氧化碳气敏电阻 $R_{x}$ ，其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示，其中二氧化碳浓度为0时， $R_{x}$ 阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量

二氧化碳浓度 $/ %$	0	5	10	15	20	25	30
$R_{x} / Ω$		28	22	17	13	10	8

小明把空气通过氢氧化钠溶液，得到二氧化碳浓度为0的空气，并收集于集气瓶中，再将 $R_{x}$ 置于其中

（1）图甲电源电压恒为 $6 V$ ，请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接。要求，滑片 $P$ 向 $B$ 端移动时，电压表、电流表的示数都变大

（2）开关 $S$ 闭合前，滑片 $P$ 应移至　　（选填“ $A$ ”或“ $B$ ” $)$ 端。

（3）闭合开关 $S$ ，发现电流表无示数，电压表有示数。电路某一故障可能为　　。

$A$ 、 $S$ 断路 $B$ 、 $R^{'}$ 断路 $C$ 、 $R_{x}$ 短路 $D$ 、 $R_{x}$ 断路

（4）排除故障后，移动滑片 $P$ ，电压表、电流表示数如图乙所示，二氧化碳为0时， $R_{x}$ 的阻值为　　 $Ω$

（5）请在丙图中画出 $R_{x}$ 阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图像

（二 $)$ 小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备，如图丁所示，控制电路，恒为 $6 V$ 的蓄电池，开关 $S$ ，定值电阻 $R_{0}$ ，二氧化碳气敏电阻 $R_{x}$ ，电磁继电器的线圈电阻不计，线圈电流大于 $0.1 A$ 时衔铁被吸下，线圈电流小于 $0.1 A$ 衔铁被弹回，受控电路包括，恒为 $24 V$ 的蓄电池，额定电压均为 $24 V$ 的绿灯、红灯、换气扇。

（6）请以笔画线完成电路连接，要求：闭合开关 $S$ ，周围空气中二氧化碳浓度小于 $8 %$ 时，绿灯亮；大于 $8 %$ 时，红灯亮且换气扇正常工作。

（7）定值电阻 $R_{0}$ 的阻值应为　　 $Ω$ 。

题型：未知
难度：未知

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2012年某日，太平洋某海域，“蛟龙号”完成了下潜前的准备，腹部挂好压载铁块；舱内科考队员均就位；舱门封闭如图甲所示，此时“蛟龙号”的工作参数如表格所示 $(g$ 取 $10 N / kg)$

状态	满载
整体体积	$22.3 m^{3}$
整体质量	$24.95 t$
海水密度	$1.1 \times 10^{3} kg / m^{3}$

问：（1）在海水中 $1.2 km$ 深处完成科考任务后，发现液压系统故障，无法抛掉压载铁块，只得启动“蛟龙号”两侧的螺旋桨，两侧螺旋桨共同作用使“蛟龙号”获得竖直向上的推力 $F_{推}$ ，帮助“蛟龙号”匀速上升，不计海水对“蛟龙号”的阻力，匀速上升过程中， $F_{推}$ 有多大？

（2）上升过程耗时 $2 h$ ， $F_{推}$ 做功的功率多大？

（3）为保障电动机驱动螺旋桨用电，舱内其他用电器都被关闭，仪表显示上升过程中耗电 $2 kW \cdot h$ ，此过程中，电能转化为 $F_{推}$ 做功的效率有多大

（4）接近水面时，关闭两侧螺旋桨，轮船用滑轮组将“蛟龙号”从水中匀速吊离水面至高处，如图乙、丙所示，已知动滑轮总质量为 $50 kg$ ，不计绳重及轮、轴之间摩擦，此过程中，滑轮组绳端拉力的最大值多大？与之对应的滑轮组机械效率的最大值为多大？

题型：未知
难度：未知

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如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内 $20^{°} C$ ， $5 kg$ 水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为 $28 %$ ，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程中，还可额外把炉壁间 $10 kg$ 水从 $20^{°} C$ 加热至 $40^{°} C$ ， $q_{煤} = 3 \times 10^{7} J / kg$ ， $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ ，以上过程中，

问：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？

（2）双加热煤炉的烧水效率有多大？

题型：未知
难度：未知

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