内容正文:
中考冲刺(计算题30道)
1.某物体在大小为10牛的水平拉力F作用下,以2米/秒的速度在水平地面上做匀速直线运动,其s-t图像如图所示。
(1)求该物体在AB间通过的路程s;
(2)求拉力F在AB间做的功W。
2.目前世界上最“轻”的材料是由我国科学家造出的“全碳气凝胶”。如图所示,即使把它压在狗尾草上也不会压弯狗尾草的毛尖。已知一块的“全碳气凝胶”的质量是,求:该“全碳气凝胶”的密度是多少?
3.A、B两物体从同一地点同时向相同方向做直线运动,图甲是A物体的s-t图像,图乙是B物体的v-t图像。求:
(1)A物体在8s内的平均速度;
(2)B物体在4s内通过的路程;
(3)4s时A、B两物体之间相距的距离。
4.城市公交是城市文明的流动窗口,吕梁市市区全部使用新能源纯电动公交车,全民免费乘坐,全力推进节能减排,呼吁广大市民优先选乘公交,共建美丽幸福吕梁。如图是“纯电”公交车以最大总质量正在运营的场景,公交车所受的阻力为车重的0.02倍,右表是公交车铭牌的部分参数(g取10N/kg)。求:
最大总质量
18000kg
电池额定电压
560.28V
电机峰值功率
100kW
乘坐人数
85/26
(1)若轮胎与地面接触的总面积0.06m2,公交车以最大总质量在水平路上匀速行驶时对地面的压强;
(2)若某次公交车以峰值功率在水平路面以36km/h的速度匀速行驶5min,牵引力所做的功和机械效率。
5.旺堆次仁同学喜欢物理、热爱生活、积极乐观、酷爱运动。他的质量为50kg,他穿尺码为39的鞋子,每只鞋底的面积约。()求:
(1)他双脚站立时,地面所受的压强;
(2)他参加百米赛跑时,用时13s,他百米赛跑的平均速度;
(3)他单独乘坐电梯,1min内从1楼到达10楼,电梯提升他做功的功率。
6.如图所示,轿车从某地往太原方向匀速行驶。当到达A地时,车内的钟表显示为10时00分;到达B地时,钟表显示10时30分。请你计算:
(1)轿车从A地到B地的速度;
(2)若轿车仍以该速度继续匀速行驶,从B地到达太原所需要的时间。
7.某人在A处大喊一声,此声音经过10s传到B处,求AB之间的长度。(15℃)
8.常州地铁1号线的开通,为市民出行提供了极大的便利,如表为地铁1号线从茶山站到常州火车站的运行时刻表,问:
站名
茶山
清凉寺
同济桥
文化宫
博爱路
常州火车站
到站时刻/(时:分)
——
6:01
6:03
6:05
6:07
6:09
发车时间/(时:分)
6:00
6:02
6:04
6:06
6:08
——
路程/km
0
1.2
2.3
3.3
4.4
5.4
(1)地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站,用时多长?
(2)地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站,平均速度为多少千米每小时?
9.某容器装满水时,水的质量为500g,装满另一种液体时,液体的质量为400 g。求:
(1)水的体积V水。
(2)液体的密度ρ液。
10.如图甲所示是小明乘坐的出租车车票,请回答以下问题:
(1)在行驶过程中,以小明为参照物,出租车是运动的还是静止的?为什么?
(2)在小明所乘坐的全过程中,出租车的平均速度是多少?
(3)若在途中经过G107国道,在距离某大桥不远处路旁竖立的一块交通牌(如图乙),圆图中的40的意思是?在遵守交通规则的前提下,汽车从标示牌到大桥最快需要多少时间?
车号
GT-A2138
上车
7∶00
下车
7∶30
里程
30km
金额
50元
11.2024年6月25日,嫦娥六号返回舱携带月壤返回地球,成功着陆内蒙古四王子旗,实现世界首次月球背面采样。返回舱总重为300kg,当距离地面10km时弹出减速伞减速,若减速阶段全程的平均速度为12.5m/s。求:(g取10N/kg)
(1)嫦娥六号返回舱从弹出减速伞到落地所用的时间;
(2)嫦娥六号返回舱从打开减速伞到落地过程中重力做功的功率。
12.如图是我国自主研发的战略重型运输机“运20”,它能跻身全球十大运力最强运输机之列,它对于推进我国经济和国防现代化建设,应对抢险救灾,人道主义援助等紧急情况,具有重要意义.(g取10N/kg)求:
(1)该机的最大速度约为700km/h,从我国广州到澳大利亚珀斯的距离大约为6160km,该机从广洲飞到珀斯至少需要多长时间?
(2)若飞机在空中水平飞行时,所受平均阻力为8×104N,求飞机飞行10000米的过程中,克服阻力所做的功为多少?
(3)该机有14个轮子,每个轮子与地面的接触面积约为0.3m2,一次试飞时的总质量为2.1×105kg,该机静止在水平跑道上时对地面的压强约为多少?
13.利用超声波可测海洋深度,已知声波在海水中的传播速度是1.5103米/秒,若我国深海探测器某次下潜到水面下500米深处静止时发出信号,静待6秒钟后收到海底反射回来的声波,求:
(1)探测器此时到海底的距离是多少?
(2)若探测器平均下潜速度为2.5米/秒,从水面潜到海底需要多长时间?
14.用如图所示的滑轮,使一个铁块以0.2m/s的速度匀速上升了1m,已知铁块的体积为10-3m3,求:
(1)铁块的重力;
(2)若不计滑轮、绳子的重和摩擦,绳子受到的拉力F;
(3)拉力F的功率;
(4)若实际作用于绳子的拉力为50N,这个滑轮的机械效率。(其中ρ铁=7.9×103kg/m3、g=10N/kg)
15.暑假,小明跟爸爸一起去旅游,途经沪渝高速时要穿过很多隧道,小明欲估测前方隧道的长度,在进、出隧道口时,分别看了一下手表,如图所示,汽车通过隧道时,车的速度计的指针如图所示,假设汽车匀速运动,汽车的耗油量是0.1L/km(IL=10﹣3m3)。
(1)此隧道的长度为多少千米(保留两位小数)?
(2)汽车行驶500km消耗的汽油是多少千克?(ρ汽油=0.8×103kg/m3)
16.如图所示为某盘山公路,汽车沿着公路可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢?因为盘山公路相当于斜面,省力而安全。若从山底到山顶的盘山公路长6000m,山高900m,一辆5t的小型货车以恒定功率165kW,匀速沿盘山公路从山底开上山顶,用时10min。在货车从山底到山顶过程中,所受阻力大小不变(g取10N/kg)。求:
(1)货车爬山的平均速度;
(2)货车克服重力做的功;
(3)货车所受阻力大小。
17.由于陆地上的资源被人类大量采集,变得越来越匮乏,人们又把眼光投向了海洋。某海洋勘探船从某位置以最高速度节匀速航行到预定海域用时大约节海里小时公里小时;到达预定海域后,用声呐系统向海底垂直发射超声波,经过接收到回波。求:
(1)此过程中海洋勘探船行驶的路程?
(2)该处海洋的深度?
(3)能否利用这种方法测量月球和地球的距离?为什么?
18.如图是常见的家庭起重机,某起重机以恒定功率2kW将质量50kg的木箱从静止开始竖直向上提升45s,求:(g取10N/kg)
(1)木箱所受的重力;
(2)整个过程木箱的最大速度;
(3)若木箱在10s内上升了10m,则拉力的平均功率为多大?
19.如图为某汽车起重机利用卷扬机打捞水中的物体A的示意图。物体A的体积为0.8m3,重力为2×104N,从水底以0.1m/s的恒定速度竖直向上提升至离开水面一定高度,浸没在水中时,拉力F的功率为1500W。(钢丝绳能够承受的拉力足够大,且不计钢丝绳重和摩擦,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)如图所示状态时,物体A受到的浮力和拉力;
(2)浸没时,滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮重G动;
(4)当物体A离开水面至一定高度的过程中,电动机的功率。
20.如图所示,一个边长为L的实心正方体悬浮在某液体中,正方体的上表面与液面平行且上表面受到液体的压力为F1,下表面受到液体的压力为F2,g为已知量,求:
(1)正方体上表面受到的压强大小;
(2)正方体所受的浮力大小;
(3)正方体材料的密度大小。
21.如图所示,电阻的阻值为。当开关S闭合时,电压表示数为3V,电流表示数为0.5A。求:
(1)电阻两端的电压;
(2)内电流通过整个电路做的功。
22.如图所示,西宁舰是中国自主研发的052D型导弹驱逐舰,它满载时的排水量为 7.5×106kg (排水量就是西宁舰满载时排开水的质量),当驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍。(海水的密度取ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)请你解决以下问题:
(1)在水面下5m深处,船体受到海水的压强是多少?
(2)西宁舰满载时,受到的浮力是多少?
(3)西宁舰满载时,以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h, 牵引力所做的功是多少?
23.如题图所示是我国新装配的水陆两用坦克,总质量约为22t,配备的是柴油发动机,输出功率为500kW,在水中最大行驶速度约为 5m/s。( g=10N/kg)求
(1)该坦克在水中以最大速度匀速行驶半小时,该坦克发动机所做的功是多少?
(2)该坦克在河水中漂浮行驶时排开水的体积约为多少?
24.某中学在办公室内为教师安装了电热饮水机,它有加热和保温两个功能,内部电路由两个发热电阻、和两个开关、组成。当开关、都闭合时,电热饮水机处于加热状态;当开关闭合、断开时,饮水机处于保温状态。小梦从饮水机铭牌上得到下表中的部分参数:
容量/kg
2.0
额定电压/V
220
加热功率/W
2200
保温功率/W
200
(1)请根据以上信息,在虚线框内画出此电热饮水机内部的电路图。
(2)用该电热饮水机的加热功能,将满容量初温是20℃的水加热到沸腾(标准大气压下),求水吸收的热量。[水的比热容为]
(3)求该电热饮水机发热电阻、的阻值。
25.汽车在出厂前要进行测试。某次测试中,先让汽车在模拟山路上以20m/s的速度行驶6min,紧接着在模拟公路上以10m/s的速度行驶4min。求:
(1)该汽车在模拟山路上行驶6min的路程;
(2)汽车在整个测试过程中的平均速度。
26.济南黄金谷山水画廊的玻璃桥使用的是一种钢化玻璃,这种玻璃具备极强的耐压、耐磨、抗冲击的特性。一块面积为7m²的钢化玻璃,厚度为2cm,质量为350kg,通过计算回答,这块玻璃的密度是多少?
27.如图所示,这是某同学利用一些简单机械组合起来的晾衣架,具有升降功能,某次晾晒衣服时,衣架上所挂衣服总质量为6kg,将衣服匀速拉升时,需要在绳子自由端施加25N的拉力,5s内衣服匀速上移0.5m。求:(g取10N/kg)
(1)绳子自由端拉力做功的功率;
(2)晾衣架的机械效率。
28.2022年12月4日20时09分,神舟十四号载人飞船返回舱成功着陆,三位航天员身体状态良好,返回舱在返回过程中,主降落伞打开后,从大约6000m的高度落到地面用时约9分钟。求从打开主伞到成功着陆,返回舱的平均速度约是多少?
29.一列车长450m的火车匀速穿过一条长1500m的隧道,测得火车完全在隧道内的时间是105s。求:
(1)火车运行的速度是多少km/h;
(2)火车完全通过隧道的时间是多少s。
30.如图所示,水平桌面上有一底面积为1×10-2m2足够高的柱形平底薄壁容器,容器底部直立一底面积为0.6×10-2m2、高为0.8m的实心均匀圆柱体(与容器底不密合),圆柱体对容器底部的压强为6×103Pa。求:(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)圆柱体的重力大小为______N;
(2)向容器中注入质量为2kg的水,圆柱体仍直立于容器底且未被完全浸没,此时容器中水的深度________;
(3)将水全部倒出,擦干容器和圆柱体,再将圆柱体竖直放入容器中,缓缓向容器中注入某种未知液体,当圆柱体刚好漂浮时,此时注入液体的质量是多少________?
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中考冲刺(计算题30道)
1.某物体在大小为10牛的水平拉力F作用下,以2米/秒的速度在水平地面上做匀速直线运动,其s-t图像如图所示。
(1)求该物体在AB间通过的路程s;
(2)求拉力F在AB间做的功W。
【答案】(1)6m
(2)60J
【详解】(1)根据图象可知,物体在AB间运动的时间为
t=5s-2s=3s
物体在AB间通过的路程
s=vt=2m/s×3s=6m
(2)拉力F在AB间做的功
W=Fs=10N×6m=60J
2.目前世界上最“轻”的材料是由我国科学家造出的“全碳气凝胶”。如图所示,即使把它压在狗尾草上也不会压弯狗尾草的毛尖。已知一块的“全碳气凝胶”的质量是,求:该“全碳气凝胶”的密度是多少?
【答案】
【详解】解:该“全碳气凝胶”的密度
。
答:该“全碳气凝胶”的密度是。
3.A、B两物体从同一地点同时向相同方向做直线运动,图甲是A物体的s-t图像,图乙是B物体的v-t图像。求:
(1)A物体在8s内的平均速度;
(2)B物体在4s内通过的路程;
(3)4s时A、B两物体之间相距的距离。
【答案】(1)3.75m/s;(2)40m;(3)30m
【详解】解:(1)根据速度公式可知A物体在8s内的平均速度
(2)从图乙中可知B的速度为10m/s,B物体在4s内通过的路程
(3)A、B两物体从同一地点同时向相同方向做直线运动,4s时A通过的路程为10m,4s时A、B两物体之间相距的距离
答:(1)A物体在8s内的平均速度为3.75m/s;
(2)B物体在4s内通过的路程为40m;
(3)4s时A、B两物体之间相距的距离为30m。
4.城市公交是城市文明的流动窗口,吕梁市市区全部使用新能源纯电动公交车,全民免费乘坐,全力推进节能减排,呼吁广大市民优先选乘公交,共建美丽幸福吕梁。如图是“纯电”公交车以最大总质量正在运营的场景,公交车所受的阻力为车重的0.02倍,右表是公交车铭牌的部分参数(g取10N/kg)。求:
最大总质量
18000kg
电池额定电压
560.28V
电机峰值功率
100kW
乘坐人数
85/26
(1)若轮胎与地面接触的总面积0.06m2,公交车以最大总质量在水平路上匀速行驶时对地面的压强;
(2)若某次公交车以峰值功率在水平路面以36km/h的速度匀速行驶5min,牵引力所做的功和机械效率。
【答案】(1)
(2),
【详解】(1)公交车对水平地面的压力
公交车对水平地面的压强
(2)公交车行驶时间
由得公交车行驶的路程
因为匀速行驶,所以牵引力等于阻力,即
牵引力做的功
电动机做的总功
机械效率
5.旺堆次仁同学喜欢物理、热爱生活、积极乐观、酷爱运动。他的质量为50kg,他穿尺码为39的鞋子,每只鞋底的面积约。()求:
(1)他双脚站立时,地面所受的压强;
(2)他参加百米赛跑时,用时13s,他百米赛跑的平均速度;
(3)他单独乘坐电梯,1min内从1楼到达10楼,电梯提升他做功的功率。
【答案】(1)10000Pa
(2)7.7m/s
(3)225W
【详解】(1)该同学对地面的压力为
压强为
(2)百米赛跑的平均速度
(3)电梯提升他做的功
功率
6.如图所示,轿车从某地往太原方向匀速行驶。当到达A地时,车内的钟表显示为10时00分;到达B地时,钟表显示10时30分。请你计算:
(1)轿车从A地到B地的速度;
(2)若轿车仍以该速度继续匀速行驶,从B地到达太原所需要的时间。
【答案】(1)100km/h;(2)0.7h
【详解】解:(1)轿车从A地到B地所用时间为
t=10:30-10:00=30min=0.5h
轿车从A地到B地的路程为
s=120km-70km=50km
轿车从A地到B地的速度为
(2)由速度公式可知,从B地到达太原的时间为
答:(1)轿车从A地到B地的速度为100km/h;
(2)从B地到达南宁需要0.7h。
7.某人在A处大喊一声,此声音经过10s传到B处,求AB之间的长度。(15℃)
【答案】3400m
【详解】解:声音在15℃空气中的传播速度为340m/s,AB之间的长度为
s=vt=340m/s×10s=3400m
答:AB之间的长度为3400m。
8.常州地铁1号线的开通,为市民出行提供了极大的便利,如表为地铁1号线从茶山站到常州火车站的运行时刻表,问:
站名
茶山
清凉寺
同济桥
文化宫
博爱路
常州火车站
到站时刻/(时:分)
——
6:01
6:03
6:05
6:07
6:09
发车时间/(时:分)
6:00
6:02
6:04
6:06
6:08
——
路程/km
0
1.2
2.3
3.3
4.4
5.4
(1)地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站,用时多长?
(2)地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站,平均速度为多少千米每小时?
【答案】(1)0.15h;(2)36
【详解】解:(1)地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站,用时为
(2)地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站,路程为5.4km,平均速度为
答:(1)地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站,用时为0.15h;
(2)地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站,平均速度为36千米每小时。
9.某容器装满水时,水的质量为500g,装满另一种液体时,液体的质量为400 g。求:
(1)水的体积V水。
(2)液体的密度ρ液。
【答案】(1)500cm3;(2)0.8g/cm3
【详解】解:(1)水的体积
(2)液体的体积
液体的密度
答:(1)水的体积V水为500cm3;
(2)液体的密度ρ液为0.8g/cm3。
10.如图甲所示是小明乘坐的出租车车票,请回答以下问题:
(1)在行驶过程中,以小明为参照物,出租车是运动的还是静止的?为什么?
(2)在小明所乘坐的全过程中,出租车的平均速度是多少?
(3)若在途中经过G107国道,在距离某大桥不远处路旁竖立的一块交通牌(如图乙),圆图中的40的意思是?在遵守交通规则的前提下,汽车从标示牌到大桥最快需要多少时间?
车号
GT-A2138
上车
7∶00
下车
7∶30
里程
30km
金额
50元
【答案】(1)见解析;(2)60km/h;(3)汽车行驶速度不能超过40km/h,0.2h
【详解】解:(1)因为以小明为参照物,出租车相对小明没有发生位置的变化,故出租车相对于小明是静止的。
(2)由车票数据可知:s=30km,上车时间7点,下车时间7点30分,故小明乘车时间t=30min,则出租车全过程的平均速度
(3)标志牌上的数字“40”表示:汽车行驶速度不能超过40km/h,所以标志牌上的数字“40”的单位是千米/时;“距大桥 8km”是指从该标志牌到大桥还有8km,最大行驶速度为40km/h,由可得,从此标志牌处匀速到达大桥最快需要
答:(1)若以小明为参照物,出租车是静止的,因为出租车相对小明没有发生位置的变化;
(2)出租车全过程的平均速度是60km/h;
(3)标志牌上的数字“40”表示:汽车行驶速度不能超过40km/h,最快到大桥需要0.2h。
11.2024年6月25日,嫦娥六号返回舱携带月壤返回地球,成功着陆内蒙古四王子旗,实现世界首次月球背面采样。返回舱总重为300kg,当距离地面10km时弹出减速伞减速,若减速阶段全程的平均速度为12.5m/s。求:(g取10N/kg)
(1)嫦娥六号返回舱从弹出减速伞到落地所用的时间;
(2)嫦娥六号返回舱从打开减速伞到落地过程中重力做功的功率。
【答案】(1)800s
(2)37500W
【详解】(1)嫦娥六号返回舱从弹出减速伞到落地所用的时间为
(2)嫦娥六号返回舱的重力为
嫦娥六号返回舱从打开减速伞到落地过程中重力做功的功率为
12.如图是我国自主研发的战略重型运输机“运20”,它能跻身全球十大运力最强运输机之列,它对于推进我国经济和国防现代化建设,应对抢险救灾,人道主义援助等紧急情况,具有重要意义.(g取10N/kg)求:
(1)该机的最大速度约为700km/h,从我国广州到澳大利亚珀斯的距离大约为6160km,该机从广洲飞到珀斯至少需要多长时间?
(2)若飞机在空中水平飞行时,所受平均阻力为8×104N,求飞机飞行10000米的过程中,克服阻力所做的功为多少?
(3)该机有14个轮子,每个轮子与地面的接触面积约为0.3m2,一次试飞时的总质量为2.1×105kg,该机静止在水平跑道上时对地面的压强约为多少?
【答案】(1)8.8h (2)8×108 J (3)5×105 Pa
【详解】(1)由v=s/t可得,至少需要的时间t=s/v=6160km/700km/h=8.8h;
(2)克服阻力所做的功W=fs=8×104 N×1×104 m=8×108 J;
(3)飞机与地面的接触面积S=14×0.3m2 =4.2m2 ,
飞机对水平面的压力: F=G=mg=2.1×105 kg×10N/kg=2.1×106 N,
飞机静止在水平跑道上时对地面的压强p=F/S=2.1×106N/4.2m2=5×105 Pa
13.利用超声波可测海洋深度,已知声波在海水中的传播速度是1.5103米/秒,若我国深海探测器某次下潜到水面下500米深处静止时发出信号,静待6秒钟后收到海底反射回来的声波,求:
(1)探测器此时到海底的距离是多少?
(2)若探测器平均下潜速度为2.5米/秒,从水面潜到海底需要多长时间?
【答案】(1)4500米;(2)2000s
【详解】解:(1)声波在海水中的传播速度是1.5103米/秒,声波传播的时间6秒,声波所传播的路程
探测器此时到海底的距离
(2)探测器离水面距离500米,此处海洋深度
探测器从水面潜到海底需要的时间
答:(1)探测器此时到海底的距离是4500米;
(2)若探测器平均下潜速度为2.5米/秒,从水面潜到海底需要2000s时间。
14.用如图所示的滑轮,使一个铁块以0.2m/s的速度匀速上升了1m,已知铁块的体积为10-3m3,求:
(1)铁块的重力;
(2)若不计滑轮、绳子的重和摩擦,绳子受到的拉力F;
(3)拉力F的功率;
(4)若实际作用于绳子的拉力为50N,这个滑轮的机械效率。(其中ρ铁=7.9×103kg/m3、g=10N/kg)
【答案】(1)79N;(2)39.5N;(3)15.8W;(4)79%
【详解】解:(1)铁块的重力
G=mg=ρ铁Vg=7.9×103kg/m3×10-3m3×10N/kg=79N
(2)滑轮是动滑轮,n=2,不计滑轮、绳子的重和摩擦,绳子受到的拉力
(3)拉力移动速度
v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s
拉力的功率
(4)滑轮的机械效率
答:(1)铁块的重力是79N;
(2)若不计滑轮、绳子的重和摩擦,绳子受到的拉力是39.5N;
(3)拉力F的功率是15.8W;
(4)若实际作用于绳子的拉力为50N,这个滑轮的机械效率是79%。
15.暑假,小明跟爸爸一起去旅游,途经沪渝高速时要穿过很多隧道,小明欲估测前方隧道的长度,在进、出隧道口时,分别看了一下手表,如图所示,汽车通过隧道时,车的速度计的指针如图所示,假设汽车匀速运动,汽车的耗油量是0.1L/km(IL=10﹣3m3)。
(1)此隧道的长度为多少千米(保留两位小数)?
(2)汽车行驶500km消耗的汽油是多少千克?(ρ汽油=0.8×103kg/m3)
【答案】(1)5.83km;(2)40kg
【详解】解:(1)汽车通过此隧道所用的时间
由速度计可得汽车匀速行驶的速度
由可得汽车通过隧道行驶的路程,即隧道的长度
(2)汽车行驶500km消耗汽油的体积
由得,消耗汽油的质量
答:(1)此隧道的长度约为5.83km;
(2)汽车行驶500km消耗的汽油是40kg。
16.如图所示为某盘山公路,汽车沿着公路可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢?因为盘山公路相当于斜面,省力而安全。若从山底到山顶的盘山公路长6000m,山高900m,一辆5t的小型货车以恒定功率165kW,匀速沿盘山公路从山底开上山顶,用时10min。在货车从山底到山顶过程中,所受阻力大小不变(g取10N/kg)。求:
(1)货车爬山的平均速度;
(2)货车克服重力做的功;
(3)货车所受阻力大小。
【答案】(1)10m/s
(2)4.5×107J
(3)9000N
【详解】(1)货车爬山的平均速度为
(2)货车的重力
货车克服重力做的功
(3)由可得发动机对货车做的功
W总=Pt=165×103W×10×60s=9.9×107J
克服阻力做的功
由Wf=fs可知,货车所受阻力
17.由于陆地上的资源被人类大量采集,变得越来越匮乏,人们又把眼光投向了海洋。某海洋勘探船从某位置以最高速度节匀速航行到预定海域用时大约节海里小时公里小时;到达预定海域后,用声呐系统向海底垂直发射超声波,经过接收到回波。求:
(1)此过程中海洋勘探船行驶的路程?
(2)该处海洋的深度?
(3)能否利用这种方法测量月球和地球的距离?为什么?
【答案】(1);(2);(3)见解析
【详解】解:(1)由题意可知
节=1海里/小时=1.85公里/小时=1.85km/h
海洋勘探船行驶的速度
由可得,此过程中海洋勘探船行驶的路程
(2)由题意可知,声波从发出到海底用的时间
则该处海洋的深度
(3)月球周围没有空气,是真空,真空不能传声,所以不能用这种装置来探测月球到地球的距离。
答:(1)此过程中海洋勘探船行驶的路程为55.5km;
(2)该处海底的深度为;
(3)不能利用这种方法测量月亮和地球的距离,因为真空不能传声。
18.如图是常见的家庭起重机,某起重机以恒定功率2kW将质量50kg的木箱从静止开始竖直向上提升45s,求:(g取10N/kg)
(1)木箱所受的重力;
(2)整个过程木箱的最大速度;
(3)若木箱在10s内上升了10m,则拉力的平均功率为多大?
【答案】(1)500N
(2)4m/s
(3)500W
【详解】(1)木箱所受的重力为
(2)当拉力等于重力时,速度最大,根据得
(3)木箱在10s内上升了10m,拉力做的功为
则拉力的平均功率为
19.如图为某汽车起重机利用卷扬机打捞水中的物体A的示意图。物体A的体积为0.8m3,重力为2×104N,从水底以0.1m/s的恒定速度竖直向上提升至离开水面一定高度,浸没在水中时,拉力F的功率为1500W。(钢丝绳能够承受的拉力足够大,且不计钢丝绳重和摩擦,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)如图所示状态时,物体A受到的浮力和拉力;
(2)浸没时,滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮重G动;
(4)当物体A离开水面至一定高度的过程中,电动机的功率。
【答案】(1)8000N;1.2×104N;(2)80%;(3)3000N;(4)2300W
【详解】解:(1)物体A浸没时,排开液体的体积等于物体的体积,物体A受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3=8000N
物体A受到的拉力为
F拉=G-F浮=2×104N-8000N=1.2×104N
(2)由题意可知,物体A浸没水中时,电动机的功率较小,此时拉力F的功率P1=1500W,由图知,承担物重的绳子段数n=3,电动机拉绳的速度为
v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
由P=Fv可得电动机的牵引力是
此时滑轮组的机械效率为
(3)不计钢丝绳重和摩擦,由
可得,动滑轮重力为
G动=3F牵-F拉=3×5000N-1.2×104N=3000N
(4)物体A离开水面后,牵引力的大小为
电动机的功率为
答:(1)物体A受到的浮力是8000N,拉力是1.2×104N;
(2)浸没时,滑轮组的机械效率是80%;
(3)动滑轮重是3000N;
(4)当物体A离开水面至一定高度的过程中,电动机的功率是2300W。
20.如图所示,一个边长为L的实心正方体悬浮在某液体中,正方体的上表面与液面平行且上表面受到液体的压力为F1,下表面受到液体的压力为F2,g为已知量,求:
(1)正方体上表面受到的压强大小;
(2)正方体所受的浮力大小;
(3)正方体材料的密度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)正方体上表面受到的压强大小为
(2)根据压力差法,正方体所受的浮力大小为
(3)正方体悬浮,则重力为
则正方体材料的密度大小为
21.如图所示,电阻的阻值为。当开关S闭合时,电压表示数为3V,电流表示数为0.5A。求:
(1)电阻两端的电压;
(2)内电流通过整个电路做的功。
【答案】(1)5V
(2)
【详解】(1)分析电路可知,当开关S闭合时,、串联,电压表测电压。串联电流相等,则电阻两端的电压
(2)根据串联电压规律,电源电压为
则内电流通过整个电路做的功
22.如图所示,西宁舰是中国自主研发的052D型导弹驱逐舰,它满载时的排水量为 7.5×106kg (排水量就是西宁舰满载时排开水的质量),当驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍。(海水的密度取ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)请你解决以下问题:
(1)在水面下5m深处,船体受到海水的压强是多少?
(2)西宁舰满载时,受到的浮力是多少?
(3)西宁舰满载时,以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h, 牵引力所做的功是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)在水面下5m深处,船体受到海水的压强是
(2)根据阿基米德原理可得,西宁舰满载时,受到的浮力是
(3)驱逐舰满载时漂浮在海面上,受到浮力等于重力,则驱逐舰满载时的总重力为
驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时受到的阻力为
由力的平衡条件可知,驱逐舰受到的牵引力为
驱逐舰航行1h的距离为
牵引力做的功为
23.如题图所示是我国新装配的水陆两用坦克,总质量约为22t,配备的是柴油发动机,输出功率为500kW,在水中最大行驶速度约为 5m/s。( g=10N/kg)求
(1)该坦克在水中以最大速度匀速行驶半小时,该坦克发动机所做的功是多少?
(2)该坦克在河水中漂浮行驶时排开水的体积约为多少?
【答案】(1)9×108J
(2)22m3
【详解】(1)匀速行驶半小时,坦克发动机所做的功
W=Pt=500×103W×0.5×3600s=9×108J
(2)在水上航行时,坦克漂浮,坦克所受浮力
F浮=G坦克=m坦克g=22×103kg×10N/kg=2.2×105N
坦克排开水的体积
24.某中学在办公室内为教师安装了电热饮水机,它有加热和保温两个功能,内部电路由两个发热电阻、和两个开关、组成。当开关、都闭合时,电热饮水机处于加热状态;当开关闭合、断开时,饮水机处于保温状态。小梦从饮水机铭牌上得到下表中的部分参数:
容量/kg
2.0
额定电压/V
220
加热功率/W
2200
保温功率/W
200
(1)请根据以上信息,在虚线框内画出此电热饮水机内部的电路图。
(2)用该电热饮水机的加热功能,将满容量初温是20℃的水加热到沸腾(标准大气压下),求水吸收的热量。[水的比热容为]
(3)求该电热饮水机发热电阻、的阻值。
【答案】(1)见解析
(2)6.72×105J
(3)见解析
【详解】(1)当开关S1、S2都闭合时,饮水机处于加热挡,电路的总功率最大,由可知此时总电阻最小;当开关S1闭合、S2断开时,饮水机处于保温挡,电路的总功率最小,由可知此时总电阻最大;因串联电路的总电阻大于任意一个分电阻,加热时(两开关都闭合时)只有一个电阻工作;保温时(只有开关S1闭合),两电阻R1、R2串联,电路图如图所示:
因并联电路的总电阻小于任意一个分电阻,所以,还可能是并联型的加热器,则加热时(两开关都闭合时)两电阻并联;保温时(只有开关S1闭合),只有一个电阻工作,如图2所示:
(2)标准大气压下,水的沸点为100℃,故水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2.0kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
(3)①如图1可知,两个开关都闭合,只有R2接入电路中,电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,处于加热状态,R2的阻值
只有开关S1闭合,两电阻R1、R2串联,电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,处于保温状态,电路的总电阻
R1的阻值R1=R-R2=242Ω-22Ω=220Ω
②如图2可知,两个开关都闭合,两个电阻并联,电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,处于加热状态,只有开关S1闭合,电阻R1接入电路,电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,处于保温状态,R1的阻值
R2消耗的电功率P2=P加-P保=2200W-200W=2000W
R2电阻
25.汽车在出厂前要进行测试。某次测试中,先让汽车在模拟山路上以20m/s的速度行驶6min,紧接着在模拟公路上以10m/s的速度行驶4min。求:
(1)该汽车在模拟山路上行驶6min的路程;
(2)汽车在整个测试过程中的平均速度。
【答案】(1)7200m;(2)16m/s
【详解】解:(1)由可得,该汽车在模拟山路上行驶6min的路程
(2)汽车在模拟公路上行驶的路程
汽车在这次整个测试中的总路程
汽车在这次整个测试中的总时间
汽车在这次整个测试中的平均速度
答:(1)该汽车在模拟山路上行驶6min的路程为7200m;
(2)汽车在整个测试过程中的平均速度为16m/s。
26.济南黄金谷山水画廊的玻璃桥使用的是一种钢化玻璃,这种玻璃具备极强的耐压、耐磨、抗冲击的特性。一块面积为7m²的钢化玻璃,厚度为2cm,质量为350kg,通过计算回答,这块玻璃的密度是多少?
【答案】2.5×103kg/m3
【详解】解:钢化玻璃的体积为
玻璃的密度为
答:这块玻璃的密度是2.5×103kg/m3。
27.如图所示,这是某同学利用一些简单机械组合起来的晾衣架,具有升降功能,某次晾晒衣服时,衣架上所挂衣服总质量为6kg,将衣服匀速拉升时,需要在绳子自由端施加25N的拉力,5s内衣服匀速上移0.5m。求:(g取10N/kg)
(1)绳子自由端拉力做功的功率;
(2)晾衣架的机械效率。
【答案】(1)10W
(2)60%
【详解】(1)由图可知承担总重的绳子股数n=4,绳子自由端移动的距离
拉力所做的功
拉力的功率
(2)衣服的总重
提升衣服所做的有用功
晾衣架的机械效率
28.2022年12月4日20时09分,神舟十四号载人飞船返回舱成功着陆,三位航天员身体状态良好,返回舱在返回过程中,主降落伞打开后,从大约6000m的高度落到地面用时约9分钟。求从打开主伞到成功着陆,返回舱的平均速度约是多少?
【答案】11.11m/s
【详解】解:主降落伞打开后,距离地面约6000m,降落时间约9min,所以返回舱的平均速度约为
v=st=6000m9×60s≈11.11m/s答:返回舱的平均速度约为11.11m/s。
29.一列车长450m的火车匀速穿过一条长1500m的隧道,测得火车完全在隧道内的时间是105s。求:
(1)火车运行的速度是多少km/h;
(2)火车完全通过隧道的时间是多少s。
【答案】(1)36km/h;(2)195s
【详解】解:(1)火车运行的速度为
(2)火车完全通过隧道的时间为
答:(1)火车运行的速度是36km/h;
(2)火车完全通过隧道的时间是195s。
30.如图所示,水平桌面上有一底面积为1×10-2m2足够高的柱形平底薄壁容器,容器底部直立一底面积为0.6×10-2m2、高为0.8m的实心均匀圆柱体(与容器底不密合),圆柱体对容器底部的压强为6×103Pa。求:(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)圆柱体的重力大小为______N;
(2)向容器中注入质量为2kg的水,圆柱体仍直立于容器底且未被完全浸没,此时容器中水的深度________;
(3)将水全部倒出,擦干容器和圆柱体,再将圆柱体竖直放入容器中,缓缓向容器中注入某种未知液体,当圆柱体刚好漂浮时,此时注入液体的质量是多少________?
【答案】(1)36
(2)0.5m
(3)2.4kg
【详解】(1)圆柱体对容器底部的压强为6×103Pa,圆柱体的重力大小为
(2)质量为2kg的水,水的体积为
容器中水的深度为
(3)当圆柱体刚好漂浮时,受到的浮力与重力大小相等,浮力为
此时圆柱体进入待测液体的体积为
此时液体的高度为
则待测液体的体积为
注入液体的质量是
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