題型專題05力、熱、電綜合計算 力學(xué)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(shè)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(dāng)開關(guān)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(dāng)電火鍋使用中溫?fù)跽９ぷ鲿r，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?fù)踉陬~定電壓下燒水7 min，電流做了多少功?若電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，在標(biāo)準(zhǔn)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?fù)? 880 W 中溫?fù)? 440 W 低溫?fù)? 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(jī)一人，質(zhì)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(jī)的工作原理是　　　　　　　　（選填“電流的磁效應(yīng)”“磁場對電流的作用”或“電磁感應(yīng)”）。電動汽車前進(jìn)和倒車是通過改變　　　　來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向的。? （2）電動汽車對水平地面的壓強(qiáng)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(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多大? 空車質(zhì)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(fēng)是永不枯竭的能源。自古以來風(fēng)能就受到人們的青睞，帆船、風(fēng)車都是對風(fēng)能的利用?，F(xiàn)在，由于電能的廣泛利用，風(fēng)力發(fā)電得到世界各國的高度重視。 （1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)是根據(jù)　　　　　　原理制成的。為提高捕獲風(fēng)能的效率，葉片設(shè)計是風(fēng)力發(fā)電機(jī)研制的核心技術(shù)之一，葉片截面制成如

4、圖T5-2甲所示的形狀，當(dāng)風(fēng)以如圖乙所示的角度流經(jīng)葉片時，葉片會按 　　　?。ㄟx填“順時針”或“逆時針”）方向轉(zhuǎn)動。? （2）由于遠(yuǎn)海的風(fēng)能資源更豐富，海上發(fā)電必定會向遠(yuǎn)海發(fā)展。遠(yuǎn)海發(fā)電機(jī)需安裝在漂浮式基座上（如圖丙），若它們的總質(zhì)量達(dá)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(chǎn)1 kW·h的電能需要消耗標(biāo)準(zhǔn)煤約0.4 kg。若功率為30000 kW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作24 h，相當(dāng)于替代消耗標(biāo)準(zhǔn)煤的質(zhì)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(shè)備，像蓄電池一樣也有正、負(fù)兩極，可通過安裝在各公交站點(diǎn)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(jī)回收部分能量為超級電容器充電，安全、高效、環(huán)保。 假設(shè)某型號的超級電容公交車載滿乘客時總質(zhì)量為15 t，某次運(yùn)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(jī)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(qiáng)。 （3）若公交車在該次運(yùn)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(yùn)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(jié)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(nèi)安裝了60 W的電燈6盞，100 W的電視機(jī)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(fèi)明顯增加是使用年限太久的電熱水器造成的，為了證實(shí)這一點(diǎn)，他對電熱水器的實(shí)際功率進(jìn)行了測試：關(guān)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(nèi)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(xué)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(qiáng)：0.6 MPa 類別：防觸電保護(hù)類 6.圖T5-5甲為新型風(fēng)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(jī)鼓動空氣流動，通過加熱元件加熱冷空氣帶動室內(nèi)升溫。圖乙是某型號風(fēng)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(guān)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(dāng)實(shí)際電壓為200 V時，求R2的實(shí)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(nèi)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(jī) 功率/W 適用面 積/m2 參數(shù) 220 1936 968 44 10 7.哈羅單車進(jìn)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(jié)果保留到整數(shù)）?（信息快遞：1 kCal=4200 J） （3）本次騎行相當(dāng)于燃燒人體脂肪的質(zhì)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?fù)豕ぷ鲿r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?fù)踉陬~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(chǎn)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(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100 ℃，不可能達(dá)到108 ℃，說明此時水已經(jīng)沸騰， 則水實(shí)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(qiáng)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(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率 η=WW電=2.592×107 J3.24×107 J=80%。 3.解：（1）電磁感應(yīng)　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(fēng)力發(fā)電機(jī)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(biāo)準(zhǔn)煤的質(zhì)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(yīng) （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(qiáng) 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(yùn)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(nèi)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(shí)際耗電功率P實(shí)=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(yīng)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(dāng)開關(guān)均閉合時，R1、R2和電動機(jī)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(dāng)實(shí)際電壓為200 V時，R2的實(shí)際功率為 P2'=U實(shí)2R2=（200V）250Ω=800 W。 （4）室內(nèi)空氣的質(zhì)量 m=ρ空氣V=1.2 kg/m3×20 m3=24 kg， 室內(nèi)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(dāng)于燃燒人體的脂肪質(zhì)量為m=Qq=5.376×105 J4×107J/kg=1.344×10-2 kg=13.44 g。 11 / 11