专题十一 综合计算题

专题十一综合计算题

类型一力学计算

1.(2019·重庆A)如图所示,某公司研发的智能服务机器人,它具有净化室内空气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50 N的牵引力作用下,以0.5 m/s的速度在水平地面匀速直线行驶60 s,求:

(1)它行驶的路程;

(2)此过程中牵引力所做的功。

2.(2019·福建A)航天迷小伟利用自制降落伞模拟返回舱的降落过程。将带有降落伞的重物从高处释放,一段时间后打开降落伞。重物在离地4 m高处开始匀速下落,速度为5 m/s。若打开降落伞后,降落伞和重物受到的阻力f与速度v满足关系f=kv2,k=3 N·s2/m2。求:

(1)重物从开始匀速下落到落地所用的时间;

(2)降落伞和重物的总重。

3.(2019·陕西)如图为某型号中型履带式水陆两栖突击车,它采用了轻质铝合金装甲车体,进一步增强了水中浮渡能力。该两栖车装配有输出功率为1.1×106 W 的发动机。

(1)在海面训练过程中,发射多枚炮弹后,车体向上浮起了一些,车体底部受到水的压强将;在陆地上行驶,履带可以车体对地的压强(均选填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)两栖车的总质量约为30 t,在深水中漂浮时,它受到的浮力是多少牛?(g取10 N/kg)

(3)两栖车在陆地上以36 km/h匀速行驶72 km时,若两栖车发动机的输出功率全部用于做机械功,发动机做了多少焦耳的功?

类型二电学计算

4.某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图所示,此时处于空挡位置。闭合开关S,旋钮绕P转

动,实现挡位转换,旋至1挡时R

1、R

2

同时工作,洗衣机处于加热状态;旋至2挡时

R 2和电动机同时工作,洗衣机处于保温洗涤状态。R

1

和R

2

均为电热丝,其阻值不受

温度影响,R

1=22 Ω,主要参数如下表。[c

水

=4.2×103J/(kg·℃)]

××牌智能滚筒洗衣机

额定电压220 V

加热功率 2 400 W

设定温度范围30 ℃~90 ℃

电动机功率240 W

防电墙电阻1×106Ω

(1)洗衣机内注入10 kg的水,在额定电压下连续加热1 050秒,水温由20 ℃上升到50 ℃,此过程中的加热效率是多少?

(2)R

2

阻值是多少?

(3)洗衣机处于保温洗涤状态时,干路电流是多少?

(4)防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏电情况下,电流依次经防电墙和人体流入大地,若人体的最大电阻为1×105Ω,人体的安全电压不高于36 V,则防电墙技术能否保证人的安全?

5.(2019·通辽)图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图,下表丙为其部分技术

参数。R

1、R

2

为发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且R

2

=3R

1

,S为旋转型开关,1、

2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换(低

挡为小功率加热,高挡为大功率加热)。

(1)求加湿器处于低挡位置时的发热功率;

(2)某次使用加湿器工作时,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。如图乙所示是该次使用加湿器工作30 min的图像,请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能。如果电阻R

1

在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃?[计算结果保留整数,水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)]

(3)一天,芳芳断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在低挡加热,发现家中如

图丁所示的电能表的转盘在5 min内转了27圈,求此时电阻R

2

的实际加热功率是多少?

类型三热学计算

6.可燃冰是一种新型能源,它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶

物质,主要成分是甲烷,其开采是世界难题,据中央电视台2019年5月18日报道,

我国可燃冰已试采成功,技术处于世界领先,用燃气锅炉烧水时,把质量为500 kg、

初温为20 ℃的水加热到100 ℃,共燃烧了12 m3天然气,已知水的比热容c

水=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=4.2×107J/m3,可燃冰的热值为同体积天

然气的160倍,求:

(1)水吸收的热量;

(2)燃气锅炉烧水时的效率;

(3)若换用可燃冰,应使用多少m3可燃冰。

7.同学们学习了“能源与可持续发展”的内容后,知道热电站既能发电,又能供

热,随着热电站技术不断更新,煤的燃烧程度比传统火电站更充分。为深入了解,

他们对某热电站进行调查,获取信息如下:

工作时间燃煤发电总功率废气

××热电站20 h 4 000 t 5×105 kW 向周边居民供热3.4×1013 J

(1)①4 000 t煤完全燃烧放出多少热量?

②20 h发电多少千瓦时?(q

=3×107 J/kg)

煤

(2)该热电站的能量利用率是多少?

(3)请你结合以上信息,写出提高热电站能量利用率的方法。

类型四力、热、电综合计算

8.我国南海海底存储着丰富的“可燃冰”资源。可燃冰被视为21世纪新型绿色

能源,可燃冰的主要成分是甲烷,1 m3的可燃冰可转化生成164 m3的甲烷气体和

0.8 m3的水。已知甲烷气体的热值是 3.6×107 J/m3。某市公交车以天然液化气

为燃料,其主要成分就是甲烷。如果一辆公交车满载乘客时总质量是 6 000 kg,

那么1 m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以

36 km/h的速度匀速行驶1 640 min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重

的0.05。求:

(1)公交车满载乘客时的重力;(g=10 N/kg)

(2)这段时间内公交车牵引力所做功的功率;

(3)1 m3的可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧所产生的能量能将多少千克的水