为减少碳排放,国家鼓励发展电动车。综合续航里程是电动车性能的重要指标,我国目前测试综合续航里程的标准是:电动车充满电后,重复以下一套循环,将电能耗尽后实际行驶的里程就是综合续航里程。一套循环:由4个市区工况与1个市郊工况组成。市区工况是模拟在市区速度较低的情况,每1个市区工况平均时速 ,行驶时间 ;市郊工况是模拟交通畅通的情况,每1个市郊工况平均时速 ,行驶时间 。
国产某型号的电动汽车有四个相同的轮胎,空载整车质量 ,在水平地面上时每个轮胎与地面的接触面积是 ,使用的液冷恒温电池包充满电后蓄电池电能是 。
某次测试,在市区工况行驶过程中,电动汽车平均牵引力大小是 ,在市郊工况行驶过程中,电动汽车平均牵引力大小是 ,测得的综合续航里程是 。 取 。求:
(1)空载时轮胎对地面的压强。
(2)本次测试中,完成1个市区工况,电动汽车牵引力做的功。
(3)本次测试中,完成一套循环,电动汽车平均消耗多少 的电能。
经济建设中使用大量的机械设备,某种起重机结构如图所示,A处是动滑轮,B、O处是定滑轮,D是柱塞(起重时柱塞沿竖直DC方向对吊臂C点有支撑力),E是卷扬机。作用在动滑轮A上共有3股钢丝绳,卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮A提升重物,起重机的吊臂OCB可以看做杠杆,且OB:OC=5:1,用该起重机将浸没在水中的长方体集装箱匀速提出(忽略水的阻力),放在水平地面上,集装箱质量为4×10 4kg、底面积为10m 2、高为2m。(g取10N/kg,ρ 水=1.0×10 3kg/m 3)求:
(1)浸没在水中的集装箱受到的浮力;
(2)当集装箱放在水平地面上,起重机未对集装箱施力时,集装箱对地面的压强;
(3)若集装箱在水中被提升2m(没露出水面),集装箱受到的拉力所做的功;
(4)当集装箱被提起且仍浸没在水中时,若起重机立柱DC对吊臂C点竖直向上的作用力为2×10 6N,起重机的滑轮组的机械效率。(吊臂、定滑轮、钢丝绳的重力以及轮与绳的摩擦不计)
马剑同学利用如图甲所示电器,测定自己制作的玩具小飞机所需要的电动机工作数据,已知电源电压恒定,当滑动变阻器滑片从一端滑至另一端的过程中,两个电压表的读数与电流表的读数变化关系如图乙所示,当通过电动机的电流大于 时,电动机转子才转动。
(1)开关 闭合前,滑动变阻器滑片应滑至最 端(选填“左”或“右”);由图可知电源电压为 ,其中 (选填“ ”或“ ” 是表示 与 变化的规律;
(2)求电动机线圈的电阻和滑动变阻器的最大阻值;
(3)在这个过程中,求电动机的最大输出功率;当电动机输出功率最大时,求电动机的效率。
2014年2月在CCTV10“我爱发明”中对“水刀”的威力进行了探究,“水刀”是指超高压水切割,它是将普通水经过多级增压后,通过一个极细的喷嘴喷出一道高速“水箭”,对切割表面产生很大的压强。工业上常用“水刀”来切割大理石、牛皮、钢板等坚硬物体。下面是某高压水切割机技术参数:
型号 |
压强(Pa) |
喷嘴横截面积 (m2) |
排量 (L/min) |
油泵电机功率 (kW) |
电源 (V) |
2230 |
3×108 |
50×10-8 |
2.7 |
22.5 |
380 |
⑴高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的 。
⑵若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化,高压水流对切割面的压力为多大?
⑶高压水流1分钟做功多少?
⑷钢锯条在锯木头时锯条会发热, 有同学联想到水流在切割物体时也会导致水温升高,假如水流在切割过程中机械能的80%转化成水的内能,则水温将升高多少℃ ?
小金看到工人为水平广场换新的地砖,他发现砖已经被太阳晒得很热,这引起了他的兴趣:地砖经过一整天的暴晒,温度能达到多高?这么多地砖对广场地面会产生多大的压强?他发现地砖包装盒上印着砖的规格 ;每块质量为 ;密度为 ,小金用红外线温度计测得一天内,砖的最高温度为 ,最低温度为 . ,砖的比热为 根据上述数据,回答下列问题:
(1)广场受到地砖产生的压强为多大。
(2)一块广场砖的温度从 升高到 ,需要吸收热量是多少?
(3)小金查到,晴天时地球表面每平方接受到太阳辐射功率大约为 .若根据这一数据,实际辐射到这块地砖上的太阳能将远远大于问题(2)的计算结果,由此可得地砖的温度将远远高于 ,为什么出现如此大的差异呢?请你做出分析。
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如图所示的闭合回路,当AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。请回答下列问题:
(1)如图所示,①其它条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,电路电流 。②其它条件不变,移去酒精灯,将B放入另一杯冰水混合物中,稳定后,电路电流 (各空格均选填"变大"、"变小、"、"不变"、"变为零")
(2)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由 能转化而来。
(3)热电偶电路可以把温度信号换成 信号,利用这种性质可以把热电偶做成 (写出一种应用)。
如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图,它既能遮阳,还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板(以下简称电池板),其工作电路示意图如图乙所示,电池板将太阳能转化为电能(转化效率为10%),为蓄电池充电,蓄电池再向节能灯供电。设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×10 3J(即为1.2×10 3W/m 2),电池板对蓄电池充电的功率为60W;蓄电池充满电后,能够让10盏"12V 3W"节能灯正常工作6小时,不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则:
(1)电池板对蓄电池充电,是将电能转化为 能的过程。
(2)白天蓄电池处于充电不供电状态,在图乙中应闭合开关 。
(3)10盏"12V 3W"节能灯正常工作时的总电功率为 W。
(4)要将剩余一半电量的蓄电池充满电,电池板需对蓄电池充电 小时。若充电电压为20V,则充电电流为 A。
(5)该百叶窗电池板的面积为 m 2。
爱动脑筋的小华对如图甲所示的钟进行了如下探究;
(1)当要设定响铃时间时,先将闹铃开关闭合,再将定时指针调到指定时间,只有当时针转至与定时指针重叠时,定时开关也闭合,此时电动机工作,带动铃锤敲击铃碗,铃才能发声。下列图乙中A、B、C三个电路图,能满足上述要求的是 ;
(2)图丙是闹铃的结构示意图。其中凸轮是一种具有凸起的呈曲面状的零件,弹性金属片上端连接铃锤,下端固定在∩形塑料架的顶端。如图丁所示,目前凸轮安装在N位置,为了达到不同的响度效果,凸轮的转轴还可以调换到M、P两个不同的位置。
图戊是凸轮转动一周过程中四个位置的工作示意图。电动机工作带动凸轮连续转动,凸轮反复交替推动∩形架的A、B两柱,使得∩形架绕O轴左右摆动,通过弹性片带动铃锤交替敲击两个铃碗,实现铃碗振动发声。
F为凸轮对A柱的作用力,请你在图戊的④中,画出此时F的力臂L;
(3)电动机工作时将电能转化为 能。根据图戊反映的工作原理,在凸轮转动一周的过程中,铃锤共敲击铃碗 次;
(4)小华发现闹钟铃声过大,会影响到他人休息。她应该怎样调节凸轮的位置,使铃声的响度减小?答 。这属于在 处减弱噪声。
如图甲所示是我们经常看到的场景,满载木材的货车,车厢尾部没有任何遮挡,一旦货车突然向前加速,木材就可能向后滑出,对后面的车辆造成严重伤害。这引起了小光的思考:只要货车加速,木材就都会滑出吗?
为此他请教了老师,老师解释道:这要看车加速的程度,物理学中用"加速度"这个物理量来描述物体加速的快慢程度,要让物体加速运动,就需要有外力对它作用。要使木材不滑落,必须有其他物体对它施加摩擦力,使它产生和车相同大小的加速度,与车保持相对静止,一起向前运动。
小光将以上情景简化成了如图乙所示的模型,水平车厢中有一根质量分布均匀的木头。
请你根据以上信息解答下列问题:
(1)若木头的质量为100kg,它的重力是多大?(取g=10N/kg)
(2)若车厢长3m,木头长4m,在木头从车厢滑出的过程中,车厢对木头的摩擦力为100N,则这一过程中摩擦力至少对木头做了多少功?(提示:木头重心O在其中点处,当重心滑过车厢尾部,木头会倾倒)
(3)小光查阅资料得知:物体运动时加速度与外力的合力大小关系为: ,a表示加速度,其单位是m/s 2.若货车加速度为1.5m/s 2,请结合上述数据计算说明这根木头是否会滑落。
(4)在甲图场景中,若货车在水平路面上沿直线加速行驶,请指出车厢哪一部分木材最易滑落?并解释为什么另一部分不易滑落?
小益家的豆浆机铭牌和简化电路如图所示。豆浆机工作时加热器先加热,待水温达到 时温控开关闭合,电动机开始打磨且加热器继续加热,直到产出豆浆成品,电源开关自动断开。小益用初温 ,质量 的水和少量豆子制作豆浆,设电源电压为 恒定不变,不计导线的电阻。求:
豆浆机铭牌 |
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最大容积 |
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额定频率 |
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额定电压 |
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加热器功率 |
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电动机功率 |
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(1)从物理学的角度解释热气腾腾的豆浆散发出香味的原因:
(2)加热器单独工作时电路中的电流;
(3)质量为 的水从 加热到 需要吸收的热量 ;
(4)本次制作豆浆共计用了 的时间。如果在温控开关闭合前加热器产生的热量 被水吸收,且不计豆子吸收的热量。求本次制作豆浆共消耗的电能。
足够长的光滑水平面上,有10个相同的小球沿着直线等间隔均匀分布,总长度为 ,并以相同的速度 向右运动。如图甲所示,在小球的正前方有一“加速带” ,当小球从左端 进入加速带后在水平恒力作用下被加速,直至从右端 离开,小球经过加速带前后速度的变化情况如图乙所示,已知1号球刚从 端离开时,4号球刚好从 端进入,不考虑球的大小,请解答下列问题。(结果用已知物理量的字母表示)
(1)小球在加速带上运动的时间 。
(2)最终10个小球分布的总长度 。
(3)已知小球在加速带上运动的平均速度为 ,所受水平恒力为 ,试求加速带对10个小球做功的总功率 。
妈妈为了给小丽增加营养,买了一款煲汤用的电热锅,额定电压是220V,加热时的额定功率是1100W,加热效率为84%,简化电路如图所示,S 1为温控开关,发热电阻R 1与R 2的阻值恒定,电阻R 2在保温状态与加热状态时的功率之比为
4:25.请解答:
(1)当同时闭合开关S、S 1时,电热锅处于 (选填"加热"或"保温")状态;
(2)若正常工作时,电热锅将4L水从40℃加热到65℃,水吸收的热量是多少?
(3)电阻R 1的阻值是多少?
(4)在用电高峰期,家中只有电热锅和液晶电视机工作时,电热锅将4L水从40℃加热到65℃,实际用时550s。若此过程中共消耗6.1×10 5J的电能,计算这时通过液晶电视机的电流是多少?(假设加热过程中电热锅的加热效率不变)
如图甲为家用电热饮水机,图乙为它的电路原理图,下表为它的铭牌数据。
水桶容量 |
20L |
热水箱容量 |
1L |
额定电压 |
220V |
加热功率 |
400W |
保温功率 |
44W |
(1)当S 1闭合,S 2断开时,电热饮水机处于 状态(填"加热"或"保温"),此时电路中的电流是多大?
(2)饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20℃加热到90℃,求:水吸收的热量是多少?(水的比热容4.2×10 3J/(kg•℃))
(3)电热饮水机正常工作时加热效率为80%.求:将热水箱中的水从20℃加热到90℃的时间为多少秒?
图甲为一种太阳能路灯,图乙为该路灯筒化的工作电路图。S1为光控开关,白天与触点d接触,太阳能电池板给蓄电池充电,晚上与触点c接触,给路灯供电。S2为时控开关,晚上12点前与触点a接触,L1正常发光,12点后与触点b接触,L2正常发光。 L1为“20V,40W”的节能灯,L2为“20V,20W”的节能灯,两盏灯平均每天各工作5小时。
(1)路灯L1正常工作时的工作电流为多大?
(2)两盏路灯正常工作一天,共消耗多少度电?
(3)已知该太阳能电池板每小时平均收集太阳能3.6×106J,若太阳光照射20小时能使两盏路灯正常工作6天,求太阳能电池板光电转化效率为多少?
(1)如甲图所示的电路,闭合开关,两灯均不亮。已知电路连接正确,是其中一个小灯泡损坏了。请你在不拆开原电路的基础上,从乙图所示的实验器材中任选一种连入电路,设计检测方法,找出损坏的小灯泡,并完成表格中相关内容。
所选器材 |
检测电路图 |
现象与结论 |
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(2)2019年6月5日12时06分,在我国黄海某海域,科技人员使用"长征十一号"运载火箭进行"一箭七星"海上发射技术试验,运载火箭点火后,箭体腾空而起并加速上升,直冲云霄,把卫星顺利送入距离地面600千米高的预定轨道。首次海上发射取得圆满成功,填补了我国运载火箭海上发射的空白。
在火箭上升过程中,为了能够近距离拍摄到箭体周围的实况,"长征十一号"火箭上装有高清摄像机,摄像机的镜头是由耐高温的材料制成的。
小宇同学观看发射时的电视画面发现:箭体在上升过程中有一些碎片脱落,且脱落的碎片先上升一段距离后才开始下落。
请从上述材料中找出涉及物理知识的内容,模仿范例格式,写出对应的物理知识或规律(任写三条)。
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相关描述 |
物理知识或规律 |
范例 |
火箭加速上升 |
受非平衡力 |
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3 |
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