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题型六 综合计算压轴题
1.地球被厚厚的大气层包围着,我们生活在大气层的底部,已知地球的表面积约为5×1014m2,g=
10 N/kg,标准大气压约为1×105Pa.请你计算:
(1)大气对地球表面的压力.
(2)大气的质量
2.在新冠肺炎疫情防控期间,为避免同学们用手按压宿舍楼大门的开门按钮造成交叉传染,小明用宽度为5 cm的轻质木杆自制了“脚踏式杠杆”来按动按钮,如图所示,已知OB=60cm、AB=80cm、
OC=15cm,在C点用脚给杠杆施加20N的压力F即可触发按钮打开大门.
(1)请在图中作出动力F的示意图,并判断该杠杆属于哪种类型
(2)求此时按钮对杠杆施加的水平阻力F2是多大.
(3)估算脚对杠杆的压强是多少
3.一辆5G无人配送车,质量为400kg,轮胎与路面的总接触面积为0.025m2,在水平路面上沿直线匀速行驶
时受到的阻力是车重的.如图是配送车某次运动的路程与时间的关系图像.求:(g取10N/kg)
(1)10min内配送车的平均速度;
(2)配送车在8~10min沿直线匀速行驶时,牵引力做的功;
(3)配送车对水平路面的压强.
4.无人驾驶汽车是智能汽车的一种,也称为轮式移动机器人,主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶
仪来实现无人驾驶.如图所示,一款质量为2t的国产无人驾驶汽车,在某次测试中以72km/h的速度在平
直公路上匀速行驶了20 min,在这个过程中的输出功率为4×104W.(g取10N/kg)
(1)静止在水平路面上时,车轮与路面的总接触面积为0.04m2,求汽车对路面的压强;
(2)求无人驾驶汽车匀速直线行驶时的牵引力.
5.如图所示,一台小型液压起重吊车正在起吊货物,利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动,OA长为1m,假设伸缩撑杆对吊臂的支持力始终垂直于吊臂.起重吊车的重力为1.2×105N,吊起的货物质量为2×103kg,车轮与地面的接触面积为0.8m2.g取10 N/kg.
(1)求起重吊车没有吊重物,停放在地面上时(支腿未撑开),车对地面的压强
(2)起重车吊起货物,在如图所示的位置静止时,不计吊臂自身的重力,计算伸缩撑杆对吊臂的支持力
(3)在10s内将货物从地面竖直向上提到离地面高度为3m处,求吊起货物的平均速度和克服货物重力所做的功
6.周末,爸爸开着新买的电动汽车(如图所示)带着小梦从太原市出发去某地游玩,全程180km.已知汽车静止在水平路面上时与路面的接触面积为0.08m2,汽车(包括车上的人和物品)的质量为2.4×103kg,若汽车全程以100km/h的速度在平直路面上沿直线匀速行驶,已知汽车发动机的输入功率为100kW,汽车受到的阻力为2000 N.(g取10N/kg)
(1)电动汽车静止在水平路面上时对路面的压强是多大?
(2)整个过程中汽车的牵引力做的功是多少?
(3)此过程中汽车消耗了多少电能?
(4)效率为30%的普通燃油汽车的牵引力做相同的功需要消耗多少千克燃油?(燃油的热值取4.6 ×107J/kg,结果保留整数)
7.如图所示是某款家用电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝.该电热器接入电压恒为220V的电路中,电热器高温挡的功率为990W,低温挡的功率为110W.求:
(1)低温挡时通过电路的电流;
(2)电热丝R2的阻值
8.智能家居用品走进了千家万户,为人们提供方便.如图甲所示是科技创新小组的同学设计的浴室防雾镜(由玻璃制成),其背面粘贴有等大的电热膜.使用时镜面受热,水蒸气无法凝结其上,便于成像,下表是该防雾镜的相关数据:
请通过计算求解下列问题:
(1)经测试,在-10℃环境下,电热膜正常工作400s使防雾镜的平均温度升高了40℃,求电热膜给防雾镜加热的效率.[玻璃的比热容取0.75×103J/(kg·℃)]
(2)要使电热膜的功率在额定功率的25%~100%之间变化,以满足不同季节使用的需要,请你在图乙虚线框内画出电路图.求当电热膜的功率为额定功率的25%时,电路中的电流.
9.图甲是自动上水电热水壶,因其方便取水、加热、保温,越来越受到人们的青睐.取水时,只要闭合取水开关,水泵(如图乙)在电动机的带动下,就能在10s内将水抽到0.5m高的水壶中并装满.电热水壶自动控温的工作电路如图丙所示,部分参数如下表,底部与水平底座的接触面积为0.01m2.请你解答下列问题:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求电热水壶装满水时对水平底座的压强
(2)求电动机抽取并装满一壶水的效率
(3)求电热丝R2的阻值
10.小明自制了一个具有高、低两挡功率的电热水壶,其简化电路如图甲所示,其中R1=R2=88Ω.现壶内盛
有质量为1kg、初温为20℃的水.使用时发现,热水壶在高功率挡烧开这壶水用时太长.与同学交流后,