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12计算题、综合题基础题中档题提升题压轴题
(模拟题来源地区为江苏省苏州,南京,南通,无锡,常州,镇江及江苏省其他地区)
一、计算题基础题
1.(2022?徐州模拟)最近几年我国大力发展新能源汽车。一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段斜坡路上,从坡底以18km/h的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶,行驶过程中汽车的输出功率保持56kW不变。
求:(g取10N/kg,氢的热值为1.4×104J/kg)
(1)斜坡的机械效率是多大?
(2)若汽车发动机的热机效率为50%,则全程共消耗多少克氢燃料?
【答案】(1)斜坡的机械效率是25%;
(2)若汽车发动机的热机效率为50%,则全程共消耗96g氢燃料。
【解析】(1)氢燃料新能源汽车的重力G=mg=1.68×1000kg×10N/kg=1.68×104N,
斜坡的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=25%;
(2)由公式η=×100%=50%知,Q放====1.344×107J,
由公式Q放=mq知,
全程共消耗氢燃料的质量:m===0.096kg=96g。
2.(2022?常州模拟)小宇想把一个重1000N的物体搬到高1.6m的车厢里,为了省力,他找了一块长5m的硬木板,搭在车厢上(衔接处的长度忽略不计),硬木板与车厢搭成一个简易斜面,如图甲所示。小宇用力F把物体推至车厢里,物体沿木板移动距离s与力F推物体所用时间的图像如图乙所示,已知物体沿木板运动过程中与木板间的摩擦力为160N,且保持不变。求:
(1)小宇所用推力F在30s内对物体做功的功率;
(2)斜面的机械效率(计算结果保留一位小数)。
【答案】(1)小宇所用推力F在30s内对物体做功的功率为80W;
(2)斜面的机械效率为66.7%。
【解析】解:(1)推力做的有用功:
W有用=Gh=1000N×1.6m=1600J,
推力做的额外功:
W额=fs=160N×5m=800J,
推力做的总功:
W总=W有用十W额外=1600J+800J=2400J,
由图乙得出做功时间t=30s,推力做功功率:
P===80W;
(2)斜面的机械效率:
η=×100%=×100%≈66.7%。
3.(2022?南京模拟)如图所示的小型汽油耕地机的质量为80kg,静止时与水平地面的接触面积为20cm2。在水平土地上匀速直线行驶时速度为2m/s,此时汽油机的输出功率为4kW,效率为25%。(g=10N/kg,q汽油=4.6×107J/kg)求:
(1)耕地机静止时对水平地面的压强。
(2)耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力。
(3)耕地机以2m/s匀速直线行驶了2.3km,消耗汽油的质量。
【答案】(1)耕地机静止时对水平地面的压强为4×105Pa;
(2)耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力为2×103N;
(3)耕地机以2m/s匀速直线行驶了2.3km,消耗汽油的质量为0.4kg。
【解析】解:(1)耕地机的重力:
G=mg=80kg×10N/kg=800N,
耕地机静止时对水平地面的压力:
F=G=800N,
受力面积S=20cm2=2×10﹣3m2,
对水平地面的压强:
p===4×105Pa;
(2)由P===Fv可得牵引力:
F牵===2×103N,
因为耕地机匀速直线行驶,所以耕地机受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,
耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力:
f=F牵=2×103N;
(3)耕地机匀速行驶s=2.3km=2300m做的有用功:
W=F牵s=2×103N×2300m=4.6×106J,
耕地机的效率η=25%,
由η=可得汽油完全燃烧释放的热量:
Q放===1.84×107J,
由Q放=mq可得,需要完全燃烧汽油的质量:
m′===0.4kg。
4.(2022?无锡模拟)某同学为建筑工地设计如图所示的提升重物的装置,相关信息如表:
电动机额定功率/W
1000
每块材料质量/kg
200
材料的长×宽×高/m
1×0.4×1
材料提升的高度/m
10
材料上升的速度/(m/s)
0.2
每个滑轮的质量/kg
5
绳子能承受的最大拉力/N
5000
(本题g取10N/kg,不计绳重及摩擦)
(1)该材料以如图方式放在水平地面上静止时,对地面的压强是多少?
(2)如果一次提升一块建材到目的地,滑轮组的机械效率是多少?(百分数保留整数)
(3)该装置一次提升三块材料时,拉力F的功率是多少?
【答案】(1)该材料以如图方式放在水平地面上静止时,对地面的压强是5000Pa;
(2)如果一次提升一块建材到达目的地,则滑轮组的机械效率是98%;
(3)该装置一次提升三块材料时,拉力F的功率是1210W。
【解析】解:
(1)图中4块材料对地面的压力:F=4G=4mg
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