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计算综合深化训练
1．潮汐能是一种可再生的清洁能源．潮汐发电是在海湾或有潮汐的河口建筑一座水坝，形成水库，如图3­19所示，水坝下方有通道，内置水轮发电机组，无论涨潮或落潮，海水经过通道均可推动发电机组发电．有一所电站，发电机组在工作过程中能将20%的水能转化为电能，平均功率达到1.8×104 kW.该电站在某次涨潮前水库的水量为106 m3，涨潮后水库的水量为7×106 m3，并达到最高水位20 m．涨潮过程中水流经过通道的平均流量(单位时间内通过的水的体积)Q为3×106 m3/h，海水密度为1.03×103 kg/m3，那么在这次涨潮中：
(1)水库底部所受水的压强最大是多少？
(2)水流推动发电机组持续发电多长时间？
(3)水流对发电机组做了多少功？

2．如图所示，R0=5Ω，灯泡L标有“4.5V 1.5W”字样，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，电流表的量程是0～0.6A．电压表的量程是0～3V．只闭合S1，灯泡L恰好正常发光，求：
（1）灯泡正常发光时的电阻；
（2）只闭合S2，变阻器的滑片P处于中点，电阻R0消耗的电功率；
（3）只闭合S2，为保证电路各元件安全，求滑动变阻器允许接入
电路的阻值范围．
试卷第1页

3．如图是一厕所自动冲水装置，圆柱体浮筒 A 与阀门C 通过杆B连接，浮筒 A 的质量为 1kg，高为 0.22m，B 杆长为 0.2m，阀门 C 的上表面积为 25 cm2 ，B 和 C 的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计，当 A 露出 0.02m 时，C 恰好被A拉开，实现了自动冲水（g 取 10N/kg）。求：

（1）刚拉开阀门C时，C受到水的压强和压力；
（2）此时浮筒A受到的浮力；
（3）浮筒A的密度。

4．如图（甲），L上标有“6V 3W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，R0的电阻为20Ω，变阻器R的最大阻值为200Ω．只闭合S2，移动滑片，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图（乙），当滑片置于a点时，电压表示数Ua=8V．（灯丝电阻不随温度变化）求：

（1）小灯泡的电阻及电源电压；
（2）只闭合S1，若滑动变阻器接入电路的阻值为60Ω时，小灯泡的实际功率为多少？
（3）只闭合S2时，电路消耗的最小功率为多少？

5．（7分）边长为10cm的立方体物块（ρ物<ρ水）放入圆柱形容器底部，如图1所示．逐渐向容器内倒入水（水未溢出），测量容器内水的深度h，分别计算出该物块对应受到的浮力F浮，并绘制了如图2（实线）所示的图像．
图1甲
F浮/N
h/cm
14
2
4
6
8
10
2
4
10
6
8
0
12
7
水
液体
图2甲

（1）在水中，h=12cm时，物块处于 状态（选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”），物块重为 N．
（2）未倒水前物块对容器底部的压强为 Pa，物体的密度为 kg/m3．
（3）更换一种液体重复上述实验，绘制了如图2（虚线）所示的图像．h=12cm时，物块处于 状态（选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”），液体的密度为 kg/m3．当h=12cm时，水中物块的重力势能 液体中物块的重力势能．（选填“>”、“<”、“=”）

6．如图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其电加热的额定功率为1 500 W．图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24 V，为水位指示表(由量程为0～0.6 A 电流表改成)，R0 阻值为10 Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示．

(1)热水器正常加热时，电热丝电阻多大？(结果保留一位小数)
(2)阴雨天，将储水箱中50 kg、30 ℃的水加热到50 ℃，正常通电要多长时间？[设电热全部被水箱中的水吸收且水无热量损失，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)当水位指示表指示储水箱水深为0.2 m 时，探测电路中的电流多大？

7．如图所示，体积为500cm3的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中，细线对木块的拉力为2N，此时水的深度为20cm。（取g=10N/kg），求：如图所示，求：

（1）水对容器底的压强。；
（2）木块受到水的浮力。
（3）木块的密度。
（4）若剪断细线待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，要使剩余木块刚好浸没在水中，在木块上应加多大的力？

8．小明和妈妈一起去商场选购了“亚米牌”全自动豆浆机，回到家，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构（如图甲）、使用方法及注意事项，并观察了豆浆机铭牌（如图丙），电路原理图可等效成图乙．下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态．请你帮小明解决下列问题：

工作时间（min）
0～1
1～5
5～6
6～10
工作状态
粉碎打浆
加热
粉碎打浆
加热
（1）豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？
（3）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000r/kW•h”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）

9．图是从井中提升重物的装置示意图。O点为杠杆AB的支点，OA∶OB＝2∶3。配重C通过绳子竖直拉着杠杆B端，其质量mC=100kg。杠杆A端连接由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，定滑轮和动滑轮的质量均为m，滑轮组下安装吊篮，吊篮底部固定一电动机D，电动机D和吊篮的总质量m0=10kg，可利用遥控电动机拉动绳子E端，通过滑轮组使吊篮升降，电动机D提供的功率恒为P。当吊篮中不装物体悬空静止时，地面对配重C的支持力N0为800N，杠杆B端受到向下的拉力为FB；将质量为m1的物体装入吊篮，启动电动机，当吊篮匀速上升时，地面对配重C的支持力为N1；物体被运送到地面卸下后，又将质量为m2的物体装到吊篮里运到井下，吊篮以0.6m/s的速度匀速下降时，地面对配重C的支持力为N2。已知N1∶N2=1∶2，m1∶m2=3∶2，不计杠杆重、绳重及摩擦，g取10N/kg。求：
（1）拉力FB；
（2）动滑轮的质量m；
（3）物体的质量m2；
（4）电动机功率P。

10．有一种电加热恒温箱，工作原理如图（甲）所示．控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R0和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44Ω的电热丝组成．其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R1阻值随温度变化关系如图（乙）所示．

求：（1）电热丝正常工作时的功率；
（2）电热丝正常工作100s产生的热量；
（3）如果恒温箱的温度设定为50℃，电阻箱R0接入电路的阻值．

11．科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于20℃），由工作电路和控制电路组成．工作电路中的电热器上标有“220V 2000W”的字样；控制电路中热敏电阻Rt作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器．电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下．闭合开关S（不计继电器线圈的电阻）．

（1）用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到25℃，求电热器的加热效率？
（2）调节滑动变阻器，使R1=280Ω，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，求控制电路中的电源电压U是多少？
（3）设控制电路中电源电压U不变，将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，应 （填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值．

12．我国自主研制的某型新一代战斗机，具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视
距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为3.7×104kg，最大飞行高度达2×104m，最大航行速度达2.5倍声速，最大载油量为104kg．飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表（其中一格数据漏填）：
速度v/（m/s）
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
7.5×104

已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg
（1）飞机发动机完全燃烧104kg燃油放出的热量为多少焦？
（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）某次执行任务时，驾驶员发现飞机的油量还有5.4×103kg，若以600m/s的速度巡航，则飞机的最多还能飞行多少千米？

13．图甲是小梦家豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率是200W．R1是加热电阻，额定功率是1100W．图中乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息．小梦妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg，求：

（1）豆浆机的加热电阻是多少？
（2）从第6min至第9min，豆浆吸收的热量是多少？加热效率是多少？[c豆浆=4.0×103J/（kg•℃）]
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？

14．电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具（如图所示）．它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行．电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．下表是某型号电动自行车主要技术参数．

整 车
整车质量
40kg
最高车速
≤30km/h
最大噪声
≤62dB
蓄电池
电压
48V
容量
12A．h
电动机
额定电压
48V
额定功率
240W
（1）请你仔细观察电动自行车的构造，会发现很多地方用到了物理知识．请列举一例．示例：电动自行车的车座大而扁平，可减少压强．
答：
（2）行驶过程中轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，请估算地面受到的压强是多大？
（3）电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大？
（4）蓄电池一次充足电可储存的电能是多少焦？（提示：蓄电池的额定容量，单位安时（Ah），它是供电电流多少安（A）和供电时间多少小时（h）的乘积．电池储存电能等于供电电压、供电电流和供电时间三者的乘积；即W=UIt，公式中各量均用国际单位．）
（5）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？
（6）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？（各举一条）

15．有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪被广泛用来检测酒驾，传感器R1的阻值随酒精气体浓度的变化如图甲，工作电路如图乙，电源电压恒为12V，定值电阻R2=30Ω．求：

（1）被检测者未喝酒时，R1阻值；
（2）被检测者酒精气体浓度为0.8mg/mL时，电流表的示数；
（3）现在公认的酒驾标准为0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL，当电压表示数为4.8V时，通过计算说明被检测司机是否酒驾？

16．PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高，PTC有一个人为设定的温度．当它的温度低于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时，其电阻值随它的温度升高而变大．如图1所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料．它的工作电路如图2所示，R0是定值电阻，其阻值不受温度的影响．RT是PTC的电阻，它的电阻值与温度的关系如图3所示．该电热水壶在RT设定温度状态工作时，电路消耗的总功率1100W．

（1）R0的阻值为多少？
（2）当RT的温度为130℃时，电路中RT的实际功率为多少？

试卷第9页