力学电学综合题.docx
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力学电学综合题
力学综合题
37、（6分）据报道，华中农业大学的几位学生发明了一种水面垃圾清理船，它能将水面上漂浮的垃圾通过前端的两个旋转滤网收集后，由倾斜的传送带送至船尾的垃圾箱中，如图是设计的样艇。
若相关数据如下表：
名称
水面垃圾清理船
发动机
汽油发动机
额定功率
5kW
质量（空载）
200㎏
排水量
1000㎏
（1）工作前，质量为60㎏的驾驶员登上船后，它排开水的体积是多少?
（2）正常工作时，传送带将收集的垃圾升高0．5m
后，落入垃圾箱中，这要消耗发动机的1％的能
量。
它在5分钟内可传送300㎏的垃圾，求传
送带的传送效率。
（3）如何提高该船效率，请提出一条合理化的建议。
37.有一种用于清理河道、港口泥沙的抽砂船。
工作时，用高压水枪喷射出的水柱将细砂冲起，再利用水泵将细砂抽起通过管道输送到目的地。
下面是某型号抽砂船的有关参数。
（设湿砂的平均密度为2.0×103㎏/m3，河水的密度为1.0×103㎏/m3、g取10N/㎏）
（1）该抽砂船在非工作状态下，排开水的体积是多少？
（2）高压水枪水压为3.0×107Pa，水枪喷嘴的面积为5.0×10－6㎡，若不考虑水从喷嘴喷出时横截面积的变化，高压水流产生的压力为多少？
（3）若某一次抽砂的高度为12m，抽砂船的工作效率为80%，则抽砂船实际消耗的功率为多少？
（结果保留整数）
37．爱湖小分队的同学为对西湖水质进行监测，他们找来了一根长1.2m粗细均匀的木条，在其底端嵌入适量重物，使其能直立漂浮在水中，做好相应的标记后就做成一个简易的密度计，该简易密度计的总质量为0.5kg．
（1）先将该木条放入足够深的清水中，测得木条露出水面0.2m，在水面处画上白线，请计算此时木条底端受到的水的压强及木条受到的浮力。
（2）请通过计算说明应在木条的什么位置上表示污水密度达到1.05×l03kg／m3红线，以
监测水密度是否超标。
20．小晨同学注意到新闻经常说国际原油价格涨至多少多少美元一桶，又说我国进口每吨原油提高多少元。
他不知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系。
他设法获得原油样品若干，将密度为0.6×103kg／m3、体积为100cm3的木块放入原油中，木块漂浮在油面上，有
的体积露出油面。
求：
（1）木块受到的浮力。
（2）若每桶油的体积为
m3，1吨原油等于多少桶？
20．解：
（1）木块质量：
m=ρv=0.6×103kg／m3×100×10-6m3=0.06kg（1分）
木块重力：
G=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N（1分）
漂浮时：
F浮=G=0.6N（1分）
（2）根据阿基米德原理F浮=ρ油gV排V排=
ρ油=
（2分）
1吨原油的体积：
1吨原油等于多少桶：
（1分）
20．在南极考察中使用的海洋破冰船，针对不同的冰层有不同的破冰方法。
其中一种破冰的方法是：
接触冰面前，船全速航行，船体大部分冲上冰面，就可以把冰压碎。
（1）当破冰船航行于海面时，它的排水体积约为1500m3，求船自身的重力。
（3分）
（2）在一次破冰行动中，当船冲到冰面上时，船的排水体积变为原来的三分之一，船与冰层接触面积为5m2，此时破冰船对冰层的压强是多少？
（海水的密度取1.0×103㎏/m3）
20、
（1）F浮=ρ水gV排=103×10×1.5×103N=1.5×107N因为船漂浮所以G=F浮=1.5×107N
（2）F浮=1/3ρ水gV排（1分）P=F/S=2G/3S=2×106Pa
（05中）39．（5分）伍实同学利用密度为1.5×103kg／m3的橡皮泥进行造“船”比赛，他所用橡皮泥的体积为20cm3，造成的小船最大排水体积为100cm3．求：
（1）他所用的橡皮泥的重力；
（2）他所做的小船能装载的货物最重为多大?
19.（6分）如图是某养鱼专业户设置在鱼池中央的增氧机，它由三个浮球和连杆把电动水泵固定在一起构成，整个设备总质量300㎏，潜水泵额定电功率3kW.增氧机不工作时，浮球有一半漏出水面.增氧机工作时，即潜水泵抽水，每5min可将1.44×104㎏水送到5m高的空中让其自由下落，从而达到增氧的目的.
（1）连杆和水泵的体积不计，每个浮球的体积是多少？
（2）增氧机正常工作时，其效率为多少？
（3）增氧机工作时，试分析浮球漏出水面的体积有何变化？
（不计算，只作答）
电学综合计算题
38、（7分）热熔胶在室温下为固体，加热到一定程度时变为较强粘性的液体，冷却后，将物体牢牢地粘在一起。
如图甲是热熔胶枪的外形，其内部有2只相同的PTC加热元件，电路如图乙。
单只PTC元件的电阻与温度的变化如图丙所示。
扣动扳机能使固体胶条向前挤压，
联动开关S同时倒向A、B，枪口冒出胶液，松开扳机S同时倒向B、C。
（1）松开扳机时为预热状态，当温度为80℃时，电路中的电流是多少?
（2）当温度为180℃时，胶液有最佳粘性，已知一根胶条的质量为40g，若熔化lkg胶需要吸收6.0×105J热量，试计算在正常情况下使用完一根胶条至少要多长时间?
（3）试根据PTC特性定性分析该装置能使温度稳定在180℃附近的道理。
38.根据国际泳联规定，泳池的水温应控制在25℃到27℃.北京奥运会中“水立方”彰显“科技奥运”理念，引进科技手段，将水温精确地控制在人体最适宜的26.5℃到26.9℃之间。
如图甲是泳池水温自动控制电路，其中热敏电阻作为感应器探测水温，其阻值与温度之间满足关系：
R＝－5t＋500（0℃＜t＜50℃）,定值电阻R0的阻值为4Ω，R为加热水温的发热电阻，衔铁只有在不小于5N吸引力的作用下才能动作。
电磁铁产生的吸引力与电磁铁中电流的关系如图乙所示。
（1）在给池水加热的过程中，发热电阻在2分钟内给池水提供了1.2×1010J的热量，则工作电路中发热电阻R的功率应为多少？
（2）为了把温度控制在26.5℃到26.9℃之间，设定在水温低于26.8℃时自动加热，在水温达到26.8℃时停止加热，则控制电路中电源电压U0应为多少？
（电磁铁电阻不计）
（3）为了便于工作人员观察发热电阻是否在加热，请你在图中画出改进电路，并说明发热电阻是否在加热的判断方法。
（07中）21．你见过戴着面罩或墨镜的工人进行电焊作业吗？
电焊是利用电流的热效应产生高温，将焊条熔化，从而使两金属部件焊接在一起。
电焊机工作时有很大电流，但不会连续工作，所以导线中会产生迅速变化、时断时续的电流。
（1）电焊机输出电压40V、输出功率2000W，某种橡皮绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表，从安全角度考虑，计算说明应选择哪种导线作为电焊机的输出导线？
导线规格
导线横截面积S/mm2
2．5
4
6
10
安全载流量I/A
28
37
47
68
（2）焊条熔点为1100℃，比热容为0.4×103J／（kg·℃）。
假设电流放出的热量全部被焊条吸收并使焊条升温，电焊机工作4s，可使一根质量为20g的焊条全部熔化吗？
（3）电焊机工作时会对周围的居民或行人的生活造成一定的影响，请指出其中的两点。
21．解：
（1）电焊机工作时电流：
（1分）
由表可知，应选横截面积为10mm2的导线（1分）
（2）电焊机工作4s产生的热量为：
Q=W=Pt=2000W×4s=8000J（1分）
可使焊条升高的温度为：
（1分）
气温不会高于100℃，所以焊条的末温低于1100℃，故焊条不会全部熔化。
（1分）
（3）（2分）a．电焊机工作时有强光，会造成光污染
b．电焊机工作时会产生电磁波，影响家用电器的正常工作
c．电焊机工作时有强大电流，造成附近居民家的电源电压不稳定
（每答对一点给1分，最多给2分。
其它答案只要合理，可以酌情给分）
43．如图甲所示的是养鸡场的一种电热孵卵器，杨洁同学为该场设计安装了调节温度的旋钮式多档开关，其内部电路简图如图甲所示，两电阻丝阻值Rl=R2=242Ω，旋转多档开关的旋钮可以改变a、b、c、d四个接线之间的连接情况，从而使家用电器达到所需温度。
图乙给出了其中的五种连接方式。
几种长lm，横截面积lmm2的金属导线在20℃时的电阻值
则：
（l）图乙中电路连接不正确的是哪一个？
（用英文字母表示）并请你说明原因。
（2）计算该家用电器正常使用时的最小功率。
（3）如果请你选用上表中的材料做电阻线，你将选用何种材料，若电阻线的横截面积为1mm2，至少要多长的电阻线？
为了缩小电阻线的体积，你打算对材料作何种处理？
导线
电阻R/Ω
导线
电阻R/Ω
铜
0.017
钨
0.052
铝
0.027
锰铜合金
0.44
铁
0.096
镍铬合金
1.1
43、
（1）不正确的是D；短路；
（2）100W（3）220米。
绕成螺线管。
20．如图是一种测电阻的实验电路，R1是电阻箱，电源电压保持9V不变。
（1）当开关掷向1时，电压表示数为3V，此时电阻箱的电阻为6Ω，求R2上电流在1min内产生的热量是多少？
（2）当开关掷向2时，灯泡恰好正常发光，电压表读数为原来的2倍，求灯泡的额定电压和额定功率。
20、
（1）电阻箱电压U1=U-U2=9V-3V=6V
通过电阻箱电流为I1=U1/R1=6V/6Ω=1AR2阻值为R2=U2/I2=U2/I1=3V/1A=3Ω
电流在R2上产生的热量是Q=I22R2t=（1A）2×3Ω×60s=180J（3分）
（2）因灯正常发光，故灯的额定电压为U灯=U-U2′=9V-6V=3VI2′=U2′/R2=6V/3Ω=2A灯的额定功率为P灯=U灯I2′=3V×2A=6W（3分）
21．图甲是周小平同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置。
R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表格所示。
已知继电器的线圈电阻R0为10Ω，左边电源电压为6V恒定不变。
电流表0~30mA量程接入电路，图乙是电流表表盘。
当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边空调电路则正常工作。
（1）该同学将电流表改成了温度表，通过计算并标出表盘上25℃的位置。
（3分）
（2）为了节省电能，使温度达到30℃时空调才能启动制冷，电路中要串联多大电阻？
（2分）
（3）为了给空调设定不同的启动温度，请你提出一种可行的、调节方便的措施。
（改变电阻除外）（1分）
温度t/℃
0
5
10
15
20
25
30
35
40
电阻R/Ω
600
550
500
450
420
390
360
330
300
21、
（1）查表可知25℃时R为390Ω
I=U/R总=6V/390Ω+10Ω=0.015A（2分）25℃指针位置在表盘15mA处（1分）
（2）查表可知30℃时R为360ΩR总=U/I=6V/0.015A=400Ω故串联电阻RX=R总-R-R0=30Ω（2分）
（3）改变电压，使用调压器；改变继电器线圈匝数使用抽头旋转式线圈答一种即可（1分）
44.“热得快”是用来插人开水瓶中烧开水的电热器，如图所示。
张军设计了
浮球自控开关，当水位降到一定位置时，触点开关自动断开，防止热得快被烧坏。
乙图是接线盒的放大图。
若空瓶的质量是1kg，装满水后的总质量为3kg。
试求：
（l）装满水时，瓶对桌面产生多大的压力？
（2）若浮球的体积为80cm3，浮球和浮杆共重1N，不计浮杆的体积，装满水时，开关的两个触点之间的压力是多大？
（3）若水的初温是20℃，在1标准大气压下，烧开这瓶水最少需要消耗多少电能？
44、
（1）30N
（2）0.7N,（3）6.72×105
41．（8分）医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒，不同的器械所要求的温度、压强不同．如图为自动测量锅内温度、气压的电路原理图（虚线框内为锅内部分电路）．电源电压恒为4.5V．
（1）若对总质量为5kg、初温为15℃的钢制器械进行消毒，消毒温度须达到115℃时，器械共吸收多少热量?
[c钢=0.46×103J／（kg·℃）]
（2）压强传感器R1（阻值随所受的压强大小发生变化的可变电阻）置入锅内，其受压面积为2cm2，如果R1表面能承受的最大压力为70N，则锅内允许的最高气压是多少?
（3）A1为显示锅内气压大小的仪表（实质是电流表），当锅内气压不高于1标准大气压时，A1显示气压值都为0，此时R1阻值为200Ω，求：
气压表零刻度线应标在电流表Al刻度盘多少毫安处?
（4）热敏传感器R2（阻值随温度发生变化的可变电阻）置于锅内，A2为显示温度的仪表（实质是电流表）；R2的电阻与温度的关系如下表所示：
温度t／℃
80
85
90
95
100
105
110
115
……
电阻R2／Ω
120
110
100
90
80
70
60
50
……
当电流表A2示数为60mA时，锅内的温度为多少?
36、如图甲、乙、丙是HG牌家用豆浆机的结构、铭牌和简化电路图。
某次使用时，将浸泡好的适量黄豆放入滤网内，加入清水1000ml，制作豆浆，启动自动控制键，豆浆机按下表程序正常工作。
工作程序
预粉碎→
混合预热→
粉碎→
煮沸→
停止
工作时间
与状态
3min
无豆浆溢出
5min
30℃升至80℃
2min溢出
lOOg浆汁
2min8O℃
升至100℃
（1）若盛水容器是底面积为200cm的圆柱体，则水对容器底部的压强多大?
（2）两次加热过程中水和豆浆汁共吸收多少热量?
（视豆浆汁与水比热容相同）
（3）全过程消耗电能为多少?
20.（7分）下面是HG2003家用蒸汽电熨斗示意图和名牌.使用时水箱中的水滴入被加热的底板气室迅速汽化产生向下的蒸汽.
额定电压
220V
功能
汽烫、平烫
额定频率
50Hz
蒸汽方式
滴下式
额定功率
1000W
质量
1.3㎏
底板面积
160㎝2
放置方式
自立式
（1）某师傅在用熨斗干烫衣服时，用了19N向下的力压熨斗，在此过程中，衣服受到的压强是多少？
（2）用熨斗汽烫时先预热，使金属底板的温度从20℃升到220℃，温控开关自动断开.已知底板的质量为1㎏，铁的比热为0.44×103J/（㎏·℃）.问蒸汽电熨斗预热时底板吸收多少热量？
（3）汽烫时，水滴入汽室，由于水升温汽化带走热量.当底板温度降到190℃时，温控开关自动闭合，当加热到220℃时又断开，如此反复.若蒸汽电熨斗大体按下图所示程序工作，
10min烫一件衣服共消耗多少电能？
加热停加热停加热停
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