2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(十六)
計(jì)算題
1.如圖所示的電路中,用電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻不計(jì)的電池組向電阻R0=20Ω,額電壓U0=4.5V的燈泡供電,求:
(1)要使系統(tǒng)的效率不低于0=0.6,變阻器的阻值及它應(yīng)承受的最大電流是多大?
(2)處于額定電壓下的燈泡和電池組的最大可能效率是多少?它們同時(shí)適當(dāng)選擇的變阻器如何連接,才能取得最大效率?
2.環(huán)保汽車將為2008年奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館服務(wù)。某輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車,總質(zhì)量。當(dāng)它在水平路面上以v=
(1)求驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率;
(2)若驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī),求汽車所受阻力與車重的比值(g取
(3)設(shè)想改用太陽(yáng)能電池給該車供電,其他條件不變,求所需的太陽(yáng)能電池板的最小面積。結(jié)合計(jì)算結(jié)果,簡(jiǎn)述你對(duì)該設(shè)想的思考。
已知太陽(yáng)輻射的總功率,太陽(yáng)到地球的距離,太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過(guò)程中大約有30%的能量損耗,該車所用太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%。
3.太陽(yáng)與地球的距離為1.5×
(1)估算整個(gè)地球表面的年平均降雨量(以毫米表示,球面積為4πR2 地球的半徑R=6.37×
(2)太陽(yáng)輻射到地球的能量中只有約50%到達(dá)地面,W只是其中的一部分。太陽(yáng)輻射到地球的能量沒(méi)能全部到達(dá)地面,這是為什么?請(qǐng)說(shuō)明二個(gè)理由。
4.如圖所示,兩端足夠長(zhǎng)的敞口容器中,有兩個(gè)可以自由移動(dòng)的光滑活塞A和B,中間封有一質(zhì)量的空氣,現(xiàn)有一塊粘泥C以Ek0的動(dòng)能沿水平方向飛撞到A并粘在一起,由于活塞的壓縮,使密封氣體的內(nèi)能增加,設(shè)A、B、C質(zhì)量相等,則密封空氣在絕熱狀態(tài)變化過(guò)程中,內(nèi)能增加的最大值是多少?
5.如圖,置于空氣中的一不透明容器中盛滿某種透明液體。容器底部靠近器壁處有一豎直放置的
6.受中子轟擊時(shí)會(huì)發(fā)生裂變,產(chǎn)生和,同時(shí)放出能量.已知每個(gè)鈾核裂變釋放的平均能量為200 MeV.
(1)寫出核反應(yīng)方程;
(2)現(xiàn)在要建設(shè)發(fā)電功率為5×105 kW的核電站,用作核燃料,假設(shè)核裂變釋放的能量一半轉(zhuǎn)化為電能,那么該核電站一天消耗多少千克?(阿伏加德羅常數(shù)取6.0×1023 mol-1)
7.如圖所示,用半徑為
(1)通過(guò)分析計(jì)算,說(shuō)明鐵板將如何運(yùn)動(dòng)?
(2)加工一塊鐵板需要多少時(shí)間?
(3)加工一塊鐵板電動(dòng)機(jī)要消耗多少電能?(不考慮電動(dòng)機(jī)自身的能耗)
8.如圖所示,繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ=300,皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下,始終保持V0=
(1)工件與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)
(2)電動(dòng)機(jī)由于傳送工件多消耗的電能
9.如圖所示,一質(zhì)量為m的滑塊從高為h的光滑圓弧形槽的頂端A處無(wú)初速度地滑下,槽的底端B與水平傳A帶相接,傳送帶的運(yùn)行速度為v0,長(zhǎng)為L(zhǎng),滑塊滑到傳送帶上后做勻加速運(yùn)動(dòng),滑到傳送帶右端C時(shí),恰好被加速到與傳送帶的速度相同.求:
(1)滑塊到達(dá)底端B時(shí)的速度v;
(2)滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)此過(guò)程中,由于克服摩擦力做功而產(chǎn)生的熱量Q.
10.如圖所示,物體A、B的質(zhì)量均為m,通過(guò)定滑輪用細(xì)繩相連,物體B所接觸的面是豎直的,且細(xì)繩的OB段豎直、OA段水平,設(shè)物體與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,滑輪的摩擦不計(jì).欲使物體A在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),則水平施于物體A的力F應(yīng)為多大?
11.我們每個(gè)同學(xué)都記得小學(xué)課本中有一篇《月球之謎》,內(nèi)配有一張1969年人類首次登月的照片,至今印象深刻。而“嫦娥奔月”、“廣寒宮”等古老的傳說(shuō)都表明中國(guó)人自古就對(duì)月球充滿了深厚的感情,那么月球上到底有沒(méi)有人類居住,這些至今是個(gè)迷,于是探測(cè)月球成為許多人的夢(mèng)想?上驳氖牵2004年,現(xiàn)代版“嫦娥奔月”將正式開(kāi)演。如圖9所示,登月飛船以速度v0繞月做圓周運(yùn)動(dòng),已知飛船質(zhì)量為m=1.2×
12.如圖所示,水平臺(tái)AB距地面CD高h=
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(十六)答案
計(jì)算題
1.解:(1)按題意
×100%≥0
故I≤=
又∵E=IR1+v0 I=取I=
∴R1= 故R2=80Ω
∴R=R1+R2=85.3Ω
(2)=02/R0,IE==
故隨R2的增大而增大,當(dāng)R2趨于無(wú)窮大時(shí),即當(dāng)R2斷開(kāi)時(shí),效率最高
max=
2.
(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率
(2)在勻速行駛時(shí)
汽車所受阻力與車重之比 。
(3)當(dāng)陽(yáng)光垂直電磁板入射式,所需板面積最小,設(shè)其為S,距太陽(yáng)中心為r的球面面積。
若沒(méi)有能量的損耗,太陽(yáng)能電池板接受到的太陽(yáng)能功率為,則
設(shè)太陽(yáng)能電池板實(shí)際接收到的太陽(yáng)能功率為P,
由于,所以電池板的最小面積
3.
解:
(1)設(shè)太陽(yáng)在一年中輻射到地球水面部分的總能量為W,W=1.87×1024J
凝結(jié)成雨滴年降落到地面水的總質(zhì)量為m
m=W×0.93×0.65/(2.2×106)=5.14×
使地球表面覆蓋一層水的厚度為h
h=m/ρS地球
h=1.01×
整個(gè)地球表面年平均降雨量約為1.0×103 mm
(2)大氣層的吸收,大氣層的散射或反射,云層遮擋等。
4.
解:粘泥C飛撞到A并粘在一起的瞬間,可以認(rèn)為二者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,
初速度為v0,末速度為v1,則有mv0=2mv1,在A、C一起向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,A、B間的氣體被壓縮,壓強(qiáng)增大,所以活塞A將減速運(yùn)動(dòng),而活塞B將從靜止開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)。在兩活塞的速度相等之前,A、B之間的氣體體積越來(lái)越小,內(nèi)能越來(lái)越大。A、B速度相等時(shí)內(nèi)能最大,設(shè)此時(shí)速度為v2,此過(guò)程中對(duì)A、B、C組成的系統(tǒng),由動(dòng)量守恒得(氣體質(zhì)量不計(jì)),mv0=3mv2
由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得:在氣體壓縮過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)能的減少量等于氣體內(nèi)能的增加量,所以有
聯(lián)立求解,
5.
解:當(dāng)線光源上某一點(diǎn)發(fā)出的光線射到未被遮光板遮住的液面上時(shí),射到遮光邊緣O的那條光線的入射角最小。
若線光源底端在A點(diǎn)時(shí),望遠(yuǎn)鏡內(nèi)剛好可以看到此光源底端,設(shè)過(guò)O點(diǎn)液面的法線為OO1,則
①
其中a為此液體到空氣的全反射臨界角。由折射定律有
、
同理,若線光源頂端在B1點(diǎn)時(shí),通過(guò)望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到此光源頂端,則。設(shè)此時(shí)線光源底端位于B點(diǎn)。由圖中幾何關(guān)系可得
、
聯(lián)立②③式得
、
由題給條件可知
,
代入③式得
n=1.3
6.
解析(1)核反應(yīng)方程+→++3+200 MeV.
(2)電站一天發(fā)出的電能E1=Pt ①
設(shè)每天消耗為m kg,核裂變釋放的能量為
E2=m×103×6.0×1023×200×106×1.6×10-19/235 ②
由能量轉(zhuǎn)化得E1= E2 ③
由①②③式得m=
7.
解析:(1)開(kāi)始滾輪給鐵板向前的滑動(dòng)摩擦力為=0.3×100 N=30 N
工作臺(tái)給鐵板的摩擦阻力為=0.1×(100+10×10) N=20 N
鐵板先向右做勻加速運(yùn)動(dòng)即
加速過(guò)程鐵板達(dá)到的最大速度=5×
這一過(guò)程鐵板的位移
此后滾輪給鐵板的摩擦力將變?yōu)殪o摩擦力,,鐵板將做勻速運(yùn)動(dòng).即整個(gè)過(guò)程中鐵板將先做加速度a=
(2)在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由得
勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的位移為
由,得= 0. 4 s.
所以加工一塊鐵板所用的時(shí)間為T= t1+t2 = 2. 4 s.
(3)解法一:
解法二:
8.
解析:(1)設(shè)工件先勻加速再勻速
=t1+v0(t-t1)
勻加速時(shí)間t1=0.8s
勻加速加速度a==
μmgcosθ-mgsinθ=ma
∴μ=
(2)皮帶在勻加速時(shí)間內(nèi)位移
s皮= v0 t1=
工件勻加速位移s1=t1=
工件相對(duì)皮帶位移s相= s皮-s1=
摩擦生熱Q=μmgcosθs相=60J
工件獲得動(dòng)能Ek=m v02=20J
工件增加勢(shì)能Ep=mgh=150J
電動(dòng)機(jī)多消耗的電能E=Q+Ek+Ep=230J
9.
解析:(1)設(shè)滑塊到達(dá)B點(diǎn)的速度為v,由機(jī)械能守恒定律,有
.
(2)滑塊在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng),受到傳送帶對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力,有mg =ma,滑塊對(duì)地位移為L(zhǎng),末速度為v0,則,得
(3)產(chǎn)生的熱量等于滑塊與傳送帶之間發(fā)生的相對(duì)位移中克服摩擦力所做的功,即為帶與滑塊間的相對(duì)位移,設(shè)所用時(shí)間為t,則,得。
10.
解:
滑塊受力如圖所示,由圖可知,
滑槽對(duì)工件的支持力
∴摩擦力
故水平推力F=
11.
解:飛船向前噴氣后,其速度從v0減為vA,其軌道從圓周改為橢圓,A點(diǎn)為橢圓軌道的遠(yuǎn)月點(diǎn),B點(diǎn)為橢圓的近月點(diǎn),根據(jù)開(kāi)普勒第二定律,其面積速度為恒量及機(jī)械能守恒定律可求vA。于是可得出由于噴氣造成的速度改變量ㄓv=v0-vA,再由動(dòng)量守恒定律,可求得所需燃料的質(zhì)量。當(dāng)飛船以v0繞月做半徑為rA=R+h的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律,GMm/(R+h)2=mv02/(R+h),所以v02=R
12.
解:設(shè)小滑塊從A運(yùn)動(dòng)到B所用時(shí)間為t1,位移為s1,加速度為a;從B點(diǎn)飛出的速度為v
從B點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平位移為s2,飛行時(shí)間為t2。小滑塊在AB之間做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 根據(jù)牛頓第二定律列出在BD間做平拋運(yùn)動(dòng) 從A到D所用時(shí)間聯(lián)立求解,得s
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