題型專題05力、熱、電綜合計算 力學計算題—人教版九年級中考物理專題檢測

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1、題型專題（五）　力、熱、電綜合計算 1. 某電器廠設計了一種具有高、中、低溫三個擋位的家用電火鍋，該電火鍋簡化電路圖如圖T5-1所示，銘牌上的參數(shù)如下表所示。 （1）當開關S1斷開，S2接a時，該電火鍋選用　　　?。ㄟx填“高溫”“中溫”或“低溫”）擋工作。? （2）當電火鍋使用中溫擋正常工作時，電路中電流是多大?接入電路的電熱絲的阻值是多少? （3）用電火鍋高溫擋在額定電壓下燒水7 min，電流做了多少功?若電熱絲產生的熱量全部被水吸收，在標準大氣壓下，能使1 kg初溫為20 ℃的水溫度升高多少攝氏度?[c水=4.2×103 J/（kg·℃）] 圖T5-1　 額定電壓 2

2、20 V 額定功率 高溫擋 880 W 中溫擋 440 W 低溫擋 220 W 2.節(jié)能減排，綠色環(huán)保，新能源汽車成為未來汽車發(fā)展的方向。某種型號純電動汽車的部分參數(shù)如下表所示。假如汽車上只有司機一人，質量為60 kg，汽車以60 km/h的速度勻速行駛36 km，耗電9 kW·h，汽車所受的阻力為汽車總重的0.05倍。g取10 N/kg，試問： （1）電動機的工作原理是　　　　　　　?。ㄟx填“電流的磁效應”“磁場對電流的作用”或“電磁感應”）。電動汽車前進和倒車是通過改變　　　　來改變電動機的轉動方向的。? （2）電動汽車對水平地面的壓強是多少? （3）

3、電動汽車牽引力所做的功是多大? （4）電動汽車電能轉化為機械能的效率是多大? 空車質量 1380 kg 最大功率 100 kW 輪胎與地面 總接觸面積 0.032 m2 最高速度 120 km/h 電池容量 42 kW·h 最大續(xù) 行里程 260 km 3.風是永不枯竭的能源。自古以來風能就受到人們的青睞，帆船、風車都是對風能的利用。現(xiàn)在，由于電能的廣泛利用，風力發(fā)電得到世界各國的高度重視。 （1）風力發(fā)電機是根據(jù)　　　　　　原理制成的。為提高捕獲風能的效率，葉片設計是風力發(fā)電機研制的核心技術之一，葉片截面制成如

4、圖T5-2甲所示的形狀，當風以如圖乙所示的角度流經葉片時，葉片會按 　　　?。ㄟx填“順時針”或“逆時針”）方向轉動。? （2）由于遠海的風能資源更豐富，海上發(fā)電必定會向遠海發(fā)展。遠海發(fā)電機需安裝在漂浮式基座上（如圖丙），若它們的總質量達11200 t，則漂浮式基座的總體積至少為多少?（海水密度取1.0×103 kg/m3） （3）傳統(tǒng)的火力發(fā)電不僅會釋放各種大氣污染物，而且效率不高，每生產1 kW·h的電能需要消耗標準煤約0.4 kg。若功率為30000 kW的風力發(fā)電機組工作24 h，相當于替代消耗標準煤的質量為多少? 圖T5-2 4.目前全國少數(shù)城市已投入使用超級電容公交

5、車。超級電容器是一種新型電能存儲設備，像蓄電池一樣也有正、負兩極，可通過安裝在各公交站點的充電樁快速充滿電，讓車能夠繼續(xù)正常行駛。在制動過程中，電車又能通過發(fā)電機回收部分能量為超級電容器充電，安全、高效、環(huán)保。 假設某型號的超級電容公交車載滿乘客時總質量為15 t，某次運行時從充電樁充滿電后電車儲存的能量約為2×107 J，能以10 m/s的速度保持勻速直線行駛6 km，能量利用的效率為90%。 （1）電車發(fā)電機的工作原理是　　　　。? （2）若公交車載滿乘客時車胎與地面的總接觸面積為0.4 m2，求公交車對水平地面的壓強。 （3）若公交車在該次運行中受到的阻力恒定，則牽引力大小是多少

6、? （4）若公交車在該次運行中電容器輸出電壓為300 V，不計電容器輸出電能時的能量損耗，則工作電路的電流有多大?（計算結果保留一位小數(shù)） 圖T5-3 5.小明家的電能表盤如圖T5-4所示。室內安裝了60 W的電燈6盞，100 W的電視機一臺，120 W的電冰箱一臺，1500 W的電熱水器一臺。 （1）試通過計算判斷：小明家的用電器能否同時使用? （2）小明懷疑他們家最近電費明顯增加是使用年限太久的電熱水器造成的，為了證實這一點，他對電熱水器的實際功率進行了測試：關閉其他的用電器，給電熱水器灌滿水，并使它處在加熱狀態(tài)，此時發(fā)現(xiàn)電能表的指示燈在9 s內就閃爍

7、了30次。請通過計算說明小明的判斷是否正確。 （3）小明家想買一臺新的電熱水器，他看到有一款電熱水器的銘牌如下表，針對該熱水器的宣傳單上有這樣的一段廣告：“……××牌全自動電熱水器高效、節(jié)能、省時，正常工作時，將80 L水升溫60 ℃，僅需2小時……”該廣告是否可信?請用所學的物理知識通過計算加以分析說明。[c水=4.2×103 J/（kg·℃）] 圖T5-4　 ××牌全自動電熱水器 額定電壓：220 V 頻率：50 Hz 額定輸入功率：2 kW 額定容量：100 L 額定壓強：0.6 MPa 類別：防觸電保護類 6.圖T5-5甲為新型風暖浴霸，因其

8、安全性能好、發(fā)熱柔和，深受大家喜愛。它是利用電動機鼓動空氣流動，通過加熱元件加熱冷空氣帶動室內升溫。圖乙是某型號風暖浴霸的簡化電路圖，其發(fā)熱元件是兩根阻值不變的電熱絲R1、R2，主要參數(shù)如下表所示。 （1）開關均閉合，求浴霸正常工作時的干路電流是多少? （2）正常工作時，求R1的阻值是多少? （3）當實際電壓為200 V時，求R2的實際功率是多少? （4）浴霸正常工作時，使容積為20 m3的房間空氣溫度升高20 ℃，求室內空氣吸收的熱量是多少?[ρ空氣取1.2 kg/m3，c空氣取1.0×103 J/（kg·℃），不考慮其他因素的影響] 圖T5-5 項目 額定電 壓/V

9、R1額定 功率/W R2額定 功率/W 電動機 功率/W 適用面 積/m2 參數(shù) 220 1936 968 44 10 7.哈羅單車進入淮安給淮安市民出行與鍛煉身體帶來方便，如圖T5-6所示是某用戶騎行鍛煉后的信息，根據(jù)圖中提供信息回答下列問題： （1）本次騎行時間　　　　s，全程的平均速度大約為　　　　m/s。（保留兩位小數(shù)）? （2）全程騎行人消耗的能量是多少?做功的功率是多少（結果保留到整數(shù)）?（信息快遞：1 kCal=4200 J） （3）本次騎行相當于燃燒人體脂肪的質量為多少?（人體脂肪熱值q=4×107 J/kg）

10、 圖T5-6 【參考答案】 1.解：（1）低溫 （2）根據(jù)P=UI得：中溫擋工作時的電流I中=P中U=440W220V=2 A。 此時接入電路的電熱絲電阻R=UI中=220V2A=110 Ω。 （3）電火鍋高溫擋在額定電壓下燒水7 min電流做的功 W=P高t=880 W×7×60 s=3.696×105 J。 由題知，電熱絲產生的熱量全部被水吸收，則有 Q吸=W=3.696×105 J， 由Q=cmΔt可得：水升高的溫度 Δt=Q吸c水m水=3.696×105J4.2×103J/（kg·℃）×1 kg=88 ℃， 則此時水溫t=t0+Δt=20 ℃+

11、88 ℃=108 ℃， 而標準大氣壓下水的沸點為100 ℃，不可能達到108 ℃，說明此時水已經沸騰， 則水實際升高的溫度Δt'=t'-t0=100 ℃-20 ℃=80 ℃。 2.解：（1）磁場對電流的作用　電流方向 （2）電動汽車對水平地面的壓力為 F=G總=（m1+m2）g=（1380 kg+60 kg）×10 N/kg=1.44×104 N； 電動汽車對地面的壓強為 p=FS=1.44×104 N0.032m2=4.5×105 Pa。 （3）電動汽車勻速行駛，所以牽引力與阻力是一對平衡力，大小相等。 則電動汽車受到的牽引力為 F牽=f=0.05G總=0.05×1.44

12、×104 N=720 N， 則電動車行駛36 km，牽引力做的功為 W=F牽s=720 N×36×103 m=2.592×107 J。 （4）汽車以60 km/h的速度勻速行駛36 km，消耗的電能W電=9 kW·h=3.24×107 J， 則電動汽車電能轉化為機械能的效率 η=WW電=2.592×107 J3.24×107 J=80%。 3.解：（1）電磁感應　順時針 （2）因為漂浮時浮力等于重力，所以發(fā)電裝置總體所受浮力 F浮=G=mg=1.12×107 kg×10 N/kg=1.12×108 N， 根據(jù)F浮=ρ液gV排可得，漂浮式基座的總體積至少為 V排=F浮ρ海水g

13、=1.12×108 N1×103 kg/m3×10N/kg=1.12×104 m3。 （3）根據(jù)P=Wt可得，功率為30000 kW的風力發(fā)電機組工作24 h做的功 W=Pt=30000 kW×24 h=7.2×105 kW·h， 則替代消耗標準煤的質量 m'=0.4 kg/（kW·h）×7.2×105 kW·h=2.88×105 kg=288 t。 4.解：（1）電磁感應 （2）公交車對水平地面的壓力 F=G=mg=15×103 kg×10 N/kg=1.5×105 N， 公交車對水平地面的壓強 p=FS=1.5×105 N0.4m2=3.75×105 Pa。 （3）牽引

14、力做功 W=W總η=2×107 J×90%=1.8×107 J， 牽引力F=Ws=1.8×107 J6000m=3×103 N。 （4）公交車運行時間t=sv=6000m10 m/s=600 s， 由W=UIt得工作電路電流I=W總Ut=2×107 J300V×600 s≈111.1 A。 5.解：（1）小明家中用電器同時工作時的總功率 P總=60 W×6+100 W+120 W+1500 W=2080 W， 電能表能承受的最大電功率為 P=UI=220 V×20 A=4400 W>2080 W， 所以小明家的用電器能同時使用。 （2）9 s內該電熱水器消耗的電能 W=3

15、0 imp3000 imp/（kW·h）=0.01 kW·h； 則該電熱水器的實際耗電功率P實=Wt=0.01kW·h93600h=4 kW=4000 W，明顯超過了它的額定功率1500 W，所以小明的判斷是正確的。 （3）80 L水升溫60 ℃吸收的熱量 Q吸=c水m水Δt=c水ρ水V水Δt=4.2×103 J/（kg·℃）×1.0×103 kg/m3×80×10-3 m3×60 ℃=2.016×107 J。 若電熱水器放出的熱量全部被水吸收，則電熱水器對水加熱的功率為 P電=Q吸t'=2.016×107 J2×3600 s=2800 W， 所以該熱水器的功率至少應該是2800

16、W，而熱水器的額定輸入功率為2 kW，該廣告不可信。 6.解：（1）由題圖可知，當開關均閉合時，R1、R2和電動機并聯(lián)，同時正常工作，電路總功率為 P=P1+P2+P3=1936 W+968 W+44 W=2948 W， 則干路電流為I=PU=2948W220V=13.4 A。 （2）由P=U2R可得，正常工作時R1的阻值為 R1=U2P1=（220V）21936W=25 W。 （3）由P=U2R可得，R2的阻值為R2=U2P2=（220V）2968W=50 W， 當實際電壓為200 V時，R2的實際功率為 P2'=U實2R2=（200V）250Ω=800 W。 （4）室內空氣的質量 m=ρ空氣V=1.2 kg/m3×20 m3=24 kg， 室內空氣吸收的熱量 Q吸=c空氣mΔt=1.0×103 J/（kg·℃）×24 kg×20 ℃=4.8×105 J。 7.解：（1）944 　2.22 （2）全程騎行人消耗的能量 Q=128 kCal×4200 J/kCal=5.376×105 J。 做功的功率P=Wt=Qt=5.376×105 J944 s≈569 W。 （3）相當于燃燒人體的脂肪質量為m=Qq=5.376×105 J4×107J/kg=1.344×10-2 kg=13.44 g。 11 / 11