备战中考物理压轴题专题复习——声现象的综合附详细答案
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一、初中物理声现象问题求解方法
1.下列关于声音的说法中不正确的是
A.“隔墙有耳”说明固体也能传声
B.“闻其声而知其人”主要根据音色来判断的
C.“震耳欲聋”说明声音的音调高
D.引吭高歌说明声音的响度大
【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查声音的有关知识。
【详解】
A.声音可以在固体、液体和气体中传播,“隔墙有耳说”明固体可以传播声音,故A正确,不符合题意;
B.不同的人发出声音的音色不同,“闻其声而知其人”主要根据音色来判断的,故B正确,不符合题意;
C.“震耳欲聋”说明声音的响度大,而不是音调高,故C错误,符合题意;
D.“引吭高歌”中的“高”是指声音的响度大,故D正确,不符合题意。
2.如下图所示的实验,通过听声音的变化,能够达到“探究影响声音响度的因素”这个目的的一项是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析:声音的大小叫响度,响度与发声体振动的幅度有关.A中让同一小球从不同高度掉到鼓面上,一小球对鼓面的撞击力不同,发出声音的响度也不同;B是研究声音的传播;C和D是研究音调与发声体振动的频率的关系.故选A
考点:音调;响度;声音的传播
3.下列有关声现象的说法,正确的是()
A.发声体的振动停止,发声也就停止
B.禁鸣喇叭是在传播过程中减噪声
C.声波在空气中的传播速度约为3×108m/s
D.“闻其声便知其人”是根据声音的响度来判断的
【答案】A
【解析】
【详解】
A.声音是由物体振动产生的,振动停止,发声也停止,故A正确;
B.禁鸣喇叭是在声源处减噪声的,故B错;
C.声波在空气中的传播速度约为340m/s,故C错;
D.“闻其声便知其人”是根据声音的音色来判断的,故D错。
应选A。
4.“教室外狂风暴雨,雷声大作”,这里的“雷声大作”指的是声音特征中的()A.响度B.音调C.音色D.反射
【答案】A
【解析】
【分析】
声音的特征有音调、响度、音色;音调表示声音的高低,响度表示声音的大小,音色是声音的品质与特色。
【详解】
A.响度指声音的大小,与振幅有关,“教室外狂风暴雨,雷声大作”,这里的“雷声大作”指的是声音特征中的响度,故A正确;
B.音调指声音的高低,与发声体振动的频率有关,故B错误;
C.音色与发声体的结构和材料有关,故C错误;
D.反射指声音在传播过程中遇到障碍物又反射回来的现象,故D错误。
故选A。
5.以下四项措施中:①马路旁的房子的窗户采用双层玻璃;②城市禁止机动车鸣喇叭;③马路两旁植树;④高速道路两侧设置隔音板墙.对控制噪声污染有作用的是
A.①②③④B.②④
C.①②④D.②③④
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
①马路旁的房子的窗户采用双层玻璃,可以在传播过程中减弱噪声;
②城市禁止机动车鸣喇叭,属于在声源处减弱噪声;
③马路两旁植树,可以在传播过程中减弱噪声;
④高速道路两侧设置隔音板墙,也是在传播过程中减弱噪声;
故①②③④都对控制噪声污染有作用.
故选A.
6.医用的B超机利用超声波来诊断病情,但人耳听不到它的声音,这是因为()A.声音的响度太大B.声音的频率太高,人不能觉察到
C.声音的频率低于人耳能听到的频率范围D.声音的音调太低
【答案】B
【解析】
【详解】
医用的B超机利用超声波来诊断病情,但人耳听不到它的声音,这是超声波,发声体的振动频率高于20000Hz,超出了人耳的听觉范围,即音调太高了,所以人不能觉察到,不是因为声音的响度太大;故选B。
7.阅读下面的短文
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10kHz~30kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较指向性。
声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化,它的变化规律是:如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离声呐。
请回答以下问题:
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离1s是__________。
(设声波在海水中传播速度为1500m/s)
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离2s为__________。
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离?_____为什么?_____
【答案】0.02 20 7500m 8700m 不能月球表面是真空的,而真空不能传声
【解析】
【分析】
(1)超声是指高于20000Hz的声音,次声是指低于20Hz的声音,人耳无法听到超声和次声。
(2)先算出超声波从潜艇A传到潜艇B的时间,再根据速度公式求两者的距离;首先算出1分钟内潜艇B通过的距离,根据声波频率的变化分析出潜艇AB之间的距离变化,从而计算出二者之间的距离。
(3)真空不能传声,所以无法使用声呐。
【详解】
(1)[1][2]人耳只能听到20Hz到20000Hz,即0.02kHz到20kHz之间的声音。
(2)①[3]超声波从潜艇A传到潜艇B的时间
11
10s5s 2
t=⨯=潜艇B与潜艇A的距离
111500m/s5s7500m
s vt
==⨯=②[4]1分钟后,潜艇B行驶的路程
B B 20m/s60s1200m
s v t
==⨯=
因为声波频率变低,所以潜艇B是远离声呐,现在两艘潜艇之间的距离
21B 7500m1200m8700m
s s s
=+=+=
(3)[5][6]地球和月球之间是真空,因为真空不能传声,所以用声呐技术无法测量地球和月球之间的距离。
【点睛】
本题综合性很强,考查学生对声音知识的综合运用能力;在计算距离时,注意回声测距需要计算单程的长度。
8.一列动车长200m,以一定的速度沿直线匀速行驶,在进入七扇岩隧道前800m处鸣笛,司机在鸣笛4s后听到隧道口处山崖反射的回声已知声音在空气中的传播速度为
340m/s.求:
(1)当司机听到反射的回声时,动车行驶了多少米?
(2)该动车行驶的速度是多少m/s?
(3)若该列动车以这个速度匀速通过一个长820m的隧道,则动车完全穿过隧道的时间为多少?
【答案】(1) 240;(2) 60(3) 17s.
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 根据v=s
t
得声音传播的距离:
s声=v声t=340m/s×4s=1360m;
动车和声音的运动示意图如下:
由图知,司机听到反射的回声时,他离隧道口的距离:
s=s声−s0=1360m−800m=560m;由题意知,动车行驶的距离为:
s车=s0−s=800m−560m=240m;
(2)动车的速度:
v车=s
t
车
车
=
240m
4s
=60m/s.
(3) 动车完全通过隧道的时间是:
t'=s
v
'
车
=
200m820m
60m/s
+
=17s.
答:(1)当司机听到反射的回声时,他离隧道口的距离是240m;
(2)动车行驶的速度是216km/h.
(3)动车完全穿过隧道的时间为17s.
9.在人与山崖间有一条铁路穿过,一列火车在人与山之间拉响汽笛,人看见火车冒出烟1s后听到汽笛声,又经过2s后听到山崖反射回来的声音,则人与山距离多远?
【答案】680m
【解析】
【详解】
根据题意,如图所示,声音从鸣笛处→人,传播用时1s;声音从鸣笛处→山崖→人,传播用时:
(1+2)s=3s
设人到山崖的距离为s,则:
2s=340m/s×1s+340m/s×3s
得出:
s=680m
答:人与山崖之间的距离是680m
10.为了监测车辆是否超过了规定值,公路上都安装了测速仪。
一辆从新洲开往武汉的小车经过刘集监测点时,测速仪从第一次发出超声波信号,到经汽车反射后收到反射信号用了0.4s;测速仪第一次发出信号1s后,第二次发出超声波信号。
测速仪从第二次发出超声波信号,到经汽车反射后收到反射信号用了0.2s;设超声波的速度为340m/s保持不变;
求:
(1)测速仪第一次发出的超声波信号和小车相遇时,测速仪到小车的距离;
(2)测速仪第二次发出的超声波信号和小车相遇时,测速仪到小车的距离;
(3)小车的速度。
【答案】(1) 68m;(2)34m;(3) 37.78m/s。
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 第一次发出的超声波信号和小车相遇的时间
因为,所以测速仪到小车的距离
测速仪到小车的距离68m。
(2) 第二次发出的超声波信号和小车相遇的时间
因为,所以测速仪到小车的距离
第二次测速仪到小车的距离34m。
(3)汽车在两次与信号相遇过程中的路程
汽车的行驶时间
汽车的速度
小车的速度是37.78m/s。
答:(1)测速仪第一次发出的超声波信号和小车相遇时,测速仪到小车的距离为68m。
(2)测速仪第二次发出的超声波号和小车相遇时,测速仪到小车的距离34m。
(3)小车的速度为37.78m/s。
11.一辆轿车正匀速驶向一座高山,司机鸣笛后6s听到回声,若汽车行驶时的速度是20m/s,则汽车司机听到回声时距离高山有多远?(空气中声速为340m/s)
【答案】960m
【解析】
【详解】
由速度公式
s
v
t
=得汽车的行驶路程为:
=20m/s6s120m
s v t
=⨯=
车车
声音得传播路程为:
=340m/s6s2040m
s v t
=⨯=
声声
则鸣笛时汽车到高山得距离为:
+2040m120m
=1080m 22
s s
s
+
==声车
所以汽车司机听到回声时到高山距离为:
0=1080m120m960m
s s s
=--=
车
答:汽车司机听到回声时距离高山960m。
12.某同学为了探究物体发声时振动的频率高低与哪些因素有关,他选择了四根钢丝进行实验,如图所示。
具体数据如下表:
编号材料长度粗细松紧
甲钢丝10cm0.2mm2紧
乙钢丝10cm0.1mm2紧
丙钢丝5cm0.1mm2紧
丁钢丝5cm0.1mm2松
(1)用同样的力拨动钢丝甲和乙,发现拨动______钢丝时的音调高。
由此可以得出的结论是:在弦的长度、松紧程度相同时,振动的频率高低与弦的_________有关。
(2)为了探究发声体振动的频率高低与弦的长度的关系时,他应用同样大小的力先后拨动_______和________钢丝。
(3)先后用同样大小的力拨动钢丝丙和丁,可以得出的结论是: _____________
【答案】乙粗细乙丙在钢丝的长度,粗细相同时,钢丝越紧,音调越高。
【解析】
【分析】
本题考查实验探究能力。
【详解】
(1)[1][2]因为甲、乙两根钢丝的长度、松紧度一样,甲比乙粗,乙振动的频率大音调高,该过程是利用控制变量法来研究发声体的音调与其粗细的关系;
(2)[3] [4]如果探究发声体音调高低与弦的长度的关系,必须控制两根钢丝的粗细、松紧度一样符合条件的是乙和丙两根钢丝;
(3)[5]由图可以知道钢丝丙和丁长度、粗细相同,钢丝的松紧不同先后用同样大小的力拔动丙和丁两根钢丝,丙钢丝发出的音调高丁钢丝发出音调低,由此可以得出的结论是:在钢丝的长度、粗细相同时钢丝越紧音调越。
13.为了探究声音的反射与吸收特点,章杰同学进行了实验研究:
(1)在玻璃筒内垫上一层棉花,棉花上放一个小闹钟,耳朵靠近玻璃筒口正上方l0cm处,能清晰地听见闹钟声,闹钟声是通过________传播的。
(2)当耳朵水平移动离开玻璃筒口一段距离后,如图甲所示位置,恰好听不见闹钟声。
(3)在玻璃筒口正上方10 cm处安放一块平面镜,调整平面镜的角度直到眼睛能从镜面里看到小闹钟,如图乙所示,此时耳朵又能清晰地听见闹钟声了,说明声音________(选填“能”或“不能”)像光一样反射。
(4)用海绵板代替平面镜,听见的声音明显减弱,说明海绵板吸收声音的能力________(选填“强”或“弱”)于玻璃板。
【答案】空气能强
【解析】
【详解】
(1)[1]耳朵在玻璃圆筒口上方清晰地听到的声音是通过空气传播的;
(3)[2]人看见闹钟,是闹钟的光经平面镜反射后进入眼睛形成的,参照光的反射规律可知声音也可以发生反射;
(4)[3]因为海绵板代替平面镜后,听见的声音明显减弱,所以海绵板吸收声音的能力强于玻璃板。
14.下图中的实验是我们在学习声现象知识,做过的一些探究性实验:
(1)其中可用来探究声音产生条件的实验有:________(填序号)
(2)图①实验中在抽气的过程中出现的现象是:________;实验结论是:________;(3)图④实验中将鼓面上放一些纸屑,其研究方法是:________;
(4)图⑤实验探究的是:________的关系.
(5)图⑧实验说明:________.
【答案】②⑥闹钟铃声的响度逐渐变小声音的传播需要介质,真空不能传声转化放大法音调的高低与频率声音具有能量
【解析】
【分析】
【详解】
①钟罩实验探究的内容为声音传播的条件;②发声的音叉插入水中探究的是声音产生的条件;③水中敲击石块能听到声音,探究的是水能否传声;④探究的是响度与振幅的关系;
⑥探究声音产生的条件;⑦探究的是管乐器的音调与空气柱长短的关系;⑧探究的是声音与能量的关系;故其中可用来探究声音产生条件的实验有②⑥;在图①中向外抽气,闹钟铃声的响度逐渐变小,说明声音的传播需要介质,真空不能传声;在图④中用大小不同的力敲鼓,发现纸屑跳动幅度不同,因鼓面的振动幅度较小不易观察,放上纸屑将其振动放大,故称为转化放大法;在图⑤中用不同的速度划过木梳,由于运动快慢不变,即振动的频率不同,所以音调不同,故探究的是音调的高低和物体的振动快慢关系;在图⑧实验中,烛焰摆动,说明声音能传递能量;
15.如图所示,四个相同的玻璃杯瓶内装有深度不同的水。
用嘴贴着瓶口吹气,会发出不
同的声音,其中音调最高是图________。
用小棒敲击瓶子时,发出的声音音调最高的是图________。
【答案】甲丁
【解析】
【详解】
[1]用嘴贴着瓶口吹气,会发出不同的声音,这是空气柱的振动发出的声音,空气柱越短,振动的频率越高,音调越高,从图中可以看到,图甲的空气柱最短,那么它的音调最高;
[2]用小棒敲击瓶子时,振动的是瓶子和瓶子里面的水,水越少,声音振动的频率越高,音调越高,从图中可以看到,图丁的水最少,那么它的音调最高。
二、初中物理热学问题求解方法
16.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水,将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高21℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高()
A.9℃B. 8℃C. 6℃D. 5℃
【答案】C
【解析】
【详解】
设一杯水的质量为m,热水的初温为t热,冷水的初温t冷,将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t,因不计热损失,所以,由Q=cm△t可得:Q放=Q吸,即:
c 1
2
m△t热=cm△t冷,
解得:
△t热=2△t冷=2×21℃=42℃,据此可设t冷=0℃,则t=21℃,
t热=21℃+42℃=63℃,
若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时,相当于同时向冷水中倒3
4
杯热水,
则:
c 3
4
m(t热-t′)=cm(t′-t冷)
即
3
4
(63℃-t′)=t′-0
解得:
t′=27℃,
所以,冷水温度将再升高:
△t=t′-t=27℃-21℃=6℃。
故C符合题意。
17.2019年12月27日晚,“长征五号遥三”运载火箭成功发射,如图所示。
该火箭的起飞质量约为870t,起飞升力约为1.05×107N,关于该火箭,下列说法正确的是()
A.火箭利用“流体中流速小的位置压强大”的原理获得升力
B.火箭尾部喷气口热得发红,是通过做功改变了火箭尾部的内能
C.火箭发射时腾起的“白气”是液态水吸热汽化形成的
D.火箭起飞时受到向上的合力约为1.8×106 N(g取10 N/kg)
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.火箭发射是利用物体间力的作用是相互的原理来升空的,与流速小压强大没有关系,故A错误;
B.火箭尾部喷气口热得发红,是通过热传递的方式改变了火箭尾部的内能,故B错误;C.图中火箭尾部产生大量的“白气”,是因为尾气中的水蒸气遇冷发生了液化现象,故C 错误;
D.火箭的起飞质量约为870t,重力
56
==⨯⨯=⨯
G mg
8.710kg10N/kg8.710N
<,所以二力的合力方向向上,大小为由于G竖直向下,起飞升力F竖直向上,且G F
766
F F G
=-=⨯-⨯=⨯
1.0510N8.710N 1.810N
合
故D正确。
故选D。
18.用相同热源、相同的加热装置,对质量相等的甲、乙两种固态物质加热时,得到的温度随时间变化的图像。
根据图像分析,下列说法中正确的是()
A.甲、乙两种物质可能是松香和萘
B.甲物质在a、b两点时,温度和内能都相同
C.甲、乙两种物质在熔化时乙吸收的热量比甲多
D.甲、乙两种物质在固态时,甲的比热容小于乙的比热容
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.从图象可以看出,甲、乙两种物质在熔化过程中温度保持不变,所以均为晶体。
松香是非晶体,萘是晶体,所以甲、乙不可能是松香,故A错误;
B.甲物质在a点开始熔化,b点熔化完成,在熔化过程中温度保持不变,但是继续吸热,所以b点的内能大于a点的内能,故B错误;
C.读图可知,甲熔化持续的时间为
20min−10min=10min
乙熔化持续的时间为
27min−17min=10min
二者时间相同,说明吸收热量相同,故C错误;
D.甲、乙两种物质在固态时,同样加热10min,吸收相同的热量,甲的温度高于乙的温
度,根据
Q
c
m t
=
∆
吸,在吸收热量和质量相等时,比热容和温度成反比,所以甲的比热容
小于乙的比热容,故D正确。
故选D。
19.用体温计分别测甲、乙、丙三人的体温,先测得甲的体温正常。
用酒精消毒后,忘了拿着体温计用力向下甩,就直接依次去测乙和丙的体温,已知乙的体温是37.6℃,丙的体温为38.4℃,那么用此方法测得乙和丙的体温分别为( )
A.37℃、38.4℃B.37℃、37.6℃
C.37.6℃、38.4℃D.38.4℃、38.4℃
【答案】C
【解析】
【详解】
因为甲的体温正常,所以用体温计测完甲后,体温计的示数应该是37℃左右,不会是37.6℃,用酒精消毒后,忘了拿着体温计用力向下甩,那么液泡会收缩,液柱不会下降,还是37℃左右,依次去测乙和丙的体温时,乙的体温是37.6℃,这说明液柱上升了,乙的真实体温是37.6℃,丙的体温为38.4℃,这也说明液柱也上升了,丙的真实体温是
38.4℃,所以用此方法测得乙和丙的体温分别为37.6℃、38.4℃,故选C。
20.一支刻度均匀但刻度线位置不准的温度计,把它放在标准大气压的沸水中,读数是97℃,把它放在冰水混合物中,读数是2℃,若用这支温度计去测量某物体的温度时,它的读数恰好等于物体的实际温度,则该物体的温度是_____.如下图所示,图甲的温度为_____。
【答案】40℃ -22℃
【解析】
【详解】
[1]因读数不准确的温度计的刻度是均匀的,设不准确温度计示数y与真实温度x之间满足方程:
y=kx+b;
将y=97℃时,x=100℃和y=2℃时,x=0℃分别代入方程,得:
97=k×100+b;
2=k×0+b;
解方程组得:k=
95
100
,b=2,故方程可变为:
95
2
100
y x
=+,
根据题意,它的读数恰好等于物体的实际温度可知,x=y,代入方程可得解为:
x=40℃;
[2]由图知,温度计10℃之间分成5等份,所以一等份代表2℃,也就是分度值为2℃;“20”在“10”的下端,说明温度低于0℃,为-22℃。
21.假期爸爸妈妈带着丽丽开车旅行,已知小轿车的总质量约为2t,最大功率为120kW,小轿车在牵引力的作用下沿水平公路做匀速直线运动,行驶时所受阻力为车总重的0.2倍。
(g=10N/kg,汽油的热值取4×107J/kg)求:
(1)若轮胎与地面的总接触面积为0.2m2,静止时轿车对水平地面的压强为多少?
(2)轿车在5min 内匀速行驶了3km ,此时轿车的实际功率为多少?
(3)若汽油机的效率为30%,那么当轿车以最大功率行驶10min 消耗汽油的质量为多少?
【答案】(1)1×105Pa ;(2)4×104W ;(3)6kg
【解析】
【详解】
(1)轿车的总重力
34210kg 10N /kg 210N G mg ==⨯⨯=⨯
轿车静止时对水平地面的压力
4210N F G ==⨯
则轿车静止时对水平地面的压强
452210N =110Pa 0.2m
F p S ⨯==⨯ (2)由题意可知,轿车匀速行驶时所受阻力
430.20.2210410N N f G ==⨯⨯=⨯
因为轿车沿平直公路匀速行驶,所以轿车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,即
34N 10F f ==⨯牵;
轿车在5min 内牵引力做的功
374103000m 1.1N J 20W F s ==⨯⨯=⨯牵;
则轿车的实际功率
74J 1.210410560s
W W P t ⨯===⨯⨯。
(3)该车以最大输出功率行驶10min ,做的有用功
37W 120101060s 7.21J 0W P t '==⨯⨯⨯=⨯有用最大, 由100%W Q η=⨯有用
放得,汽油完全燃烧放出的热量
787.210 2.410J 0%J 3W Q η
⨯===⨯有用放, 由Q mq =放得,需要完全燃烧汽油的质量
872.4106kg 410/kg
J J Q m q ⨯===⨯汽汽放油油 答:(1)静止时轿车对水平地面的压强为1×105Pa 。
(2)此时轿车的实际功率为4×104W 。
(3)那么当轿车以最大功率行驶10min 消耗汽油的质量为6kg 。
22.如图所示,放置在水平地面上的两个均匀实心正方体A 和B ,物体A 、B 的边长分别为0.1米和0.2米。
物体A 的密度为4×103千克/米3,物体B 的质量为10千克。
求:
(1) 物体A 的质量m A 。
(2) 物体B 对水平地面的压力F B 。
(3) 在保持物体A 、B 原有放置方式不变的情况下,现将物体A 、B 各自沿水平方向在上部切去质量为△m 的一部分,使剩余部分对水平地面的压强相等,求切去的质量△m 。
【答案】(1)4千克(2)98牛(3)2千克
【解析】
【详解】
(1)物体A 的质量:
m A =ρA V A =4×103kg/m 3×(0.1m)3=4kg ;
(2)物体B 对水平地面的压力F B 等于物体重力大小:
F B =
G B =m B g =10kg ×9.8N/kg=98N ;
(3)A 物体的底面积:
S A =(0.1m)2=0.01m 2,
B 物体的底面积:
S B =(0.2m)2=0.04m 2,
将物体A. B 各自沿水平方向在上部切去质量为△m 的一部分,
根据p =F S
,由于物体对水平地面的压力等于剩余部分的重力,因剩余部分对水平地面的压强相等,故有:
A A G mg S - =
B B G mg S - , 即:
A B G mg G mg -- =A B
S S , 整理后有:
A B m m m m -- =A B
S S , 代入已知量:
4kg 10kg m m -- =2
2
0.01m 0.04m , 故切去的质量:
△m =2kg.
答:(1)物体A 的质量m A 为4kg
(2)物体B 对水平地面的压力F B 为98N ;
(3)在保持物体A. B 原有放置方式不变的情况下,现将物体A. B 各自沿水平方向在上部切去质量为△m 的一部分,使剩余部分对水平地面的压强相等,切去的质量△m =2kg.
23.为检测某汽车发动机的工作性能,现使汽车在平直公路上从静止开始做直线运动,保持发动机输出功率恒定为6×104W,汽车行驶过程中所受阻力大小不变,其v-t图像如图所示,在第10s末开始匀速行驶,经测试,消耗5.8kg的汽油可以使汽车匀速行驶53.36km,汽油完全燃烧放出的热量40%用来驱动汽车行驶,(汽油的热值为4.6×107J/kg),在检测过程中。
(1)前10s发动机做多少功?
(2)汽车受到的阻力多大?
(3)汽车匀速行驶的速度多大?
【答案】(1) 6×105J;(2) 2000N;(3) 30m/s。
【解析】
【详解】
(1)前10s发动机做的功
W=Pt=6×104W× 10s=6×105J;
(2)5.8kg的汽油完全燃烧放出的热量
Q=mq=5.8kg×4.6×107J/kg=2.668×108J,
牵引力做的功
W1=Qη=2.668×108J×40%=1.0672×108J,
牵引力
F=
8
1
3
1.067210J
53.3610m
W
s
⨯
=
⨯
=2000N,
汽车在该平直的公路上匀速行驶时,汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等,阻力
f=F=2000N;
(3)汽车的功率
P=W Fs
t t
==Fv,
汽车匀速行驶的速度
v=
4
610W
2000N
P
F
⨯
==30m/s。
答:(1)前10s发动机做功6×105J;
(2)汽车受到的阻力是2000N;
(3)汽车匀速行驶的速度30m/s。