在轿车内外两侧形成一个压强差,使轿车向内靠近.
【解答】答:当轿车旁边有其它汽车急速驶过时,两车之间的气流通道变窄,流速变大,压强变小,小于两车外侧的压强,会形成向内的压力差,所以轿车都会晃动一下.
【点评】此题考查了流体压强和流速关系的理解和掌握,弄清楚哪里的流体流速大是解决此题的关键.
五、计算题(共22分)
26.(7分)(2017?营口)小文骑自行车上学,他在水平路面上5min匀速骑行了2000m,已知小文的质量为50kg,骑行时轮胎与地面的接触面积为8cm,阻力大小是重力的0.02倍,g=10N/kg.表格中是他的自行车的一些数据,根据以上条件计算: 车架材料 车架体积/m3 车架质量/kg 整车质量/kg
(1)碳纤维车架的密度是多大?
(2)他骑行时自行车对路面的压强是多大? (3)他骑行时克服阻力做功的功率是多大?
碳纤维 2.5×10﹣3 4.5 10
2
【考点】2A:密度的计算;86:压强的大小及其计算;FF:功率的计算.
【专题】11 :计算题;21 :信息给予题;563:密度及其应用;581:压强、液体的压强;592:功、功率、机械效率.
【分析】(1)从表中数据可知碳纤维车架的质量和体积,利用密度公式即可求得其密度;
(2)水平地面所受的压力等于车子和运动员的重力,根据公式p=可求水平地面受到的压强. (3)知道小文和车的质量,可求总重力,该路段阻力为总重力的0.02倍,可求阻力;由于匀速骑行,受到的阻力和动力是一对平衡力,大小相等,利用W=Fs求功,知道时间,利用功率公式求骑行功率. 【解答】解:
(1)碳纤维车架的密度:
21
ρ===1.8×103kg/m3;
(2)小文的质量m人=50kg,车的质量m车=10kg, 小红与车的总重力:
G总=m总g=(m人+m车)g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N; 他骑行时自行车对路面的压力: F=G总=600N;
水平地面受到的压强: p==
=7.5×105Pa;
(3)由题意可得,骑车时受到的阻力: f=0.02G总=0.02×600N=12N,
因为她匀速骑行,所以骑车的动力F=f=12N, 骑自行车所做的功:
W=Fs=12N×2000m=24000J, 时间t=5min=300s, 骑车功率: P==
=80W.
答:(1)碳纤维车架的密度是1.8×103kg/m3; (2)他骑行时自行车对路面的压强是7.5×105Pa; (3)他骑行时克服阻力做功的功率是80W.
【点评】本题考查密度、重力、压力、压强、功和功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力,解题过程中要注意单位的换算.还要知道从表中提取有用的信息.
27.(7分)(2017?营口)有一款新型智能电热水壶,有高、中、低三档,并可以手动调节,它的等效电路图如图所示,其中R1=R2=88Ω,均为电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b. (1)开关S1、S2处于什么状态时,电热水壶处于低温档?
22
(2)电热水壶处于中温档时的电流是多大?
(3)用高温档加热时,电功率是多大?把1kg水从20℃加热到100℃需要多长时间?[已知c水=4.2×103J/(kg?℃),不计热量损失,时间计算结果保留整数即可].
【考点】JK:电功与热量的综合计算. 【专题】11 :计算题;5A7:电和热综合题. 【分析】(1)由P=
可知,电压一定时,电路电阻越小,功率越大,功率大,电热水壶处于高温
挡,根据电路图分析电路结构,判断高温挡时,开关的状态; (2)由P=
,结合电路图可知,只有R1连入,电热水壶处于中温档,再利用I=可求得电热水壶
可
处于中温档时的电流;
(3)当R1、R2并联,电路电阻最小,由P=求得高温档加热时,电功率;
可知,功率最大,电热水壶处于高温挡,利用P=
根据Q=cm△t可求得水吸收的热量,不计热量损失,Q=W,利用P=可求得时间.
【解答】解:(1)由电路图知,当S1断开,S2接b时,R1、R2串联,电路总电阻最大,电源电压U一定,由P=
可知,此时总功率小,电热水壶处于低温挡;
(2)由电路图知,当S1闭合,S2接b时,只有R1连入电路,电路中电阻较大,不是最大,电源电压U一定,由P=
可知,此时总功率较小,电热水壶处于中温挡;
则处于中温档时的电流:I===2.5A;
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(3)当当S1闭合,S2接a时,R1、R2并联,总电阻最小,由P=于高温挡,
=
=44Ω,
可知,总功率最大,电热水壶处
R1、R2并联时,总电阻:R并=
高温档加热时,电路消耗的功率:P高==
=1100W;
5
把1kg水从20℃加热到100℃吸收的热量:
3
Q=cm△t=4.2×10J/(kg?℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×10J; 不计热量损失,W=Q=3.36×10J; 由P=可得,所需时间t=
=
5
≈305s.
答:(1)当S1断开,S2接b时,电热水壶处于低温档; (2)电热水壶处于中温档时的电流是2.5A;
(3)用高温档加热时,电功率是1100W,把1kg水从20℃加热到100℃需要305s.
【点评】本题考查了电热水壶的工作原理,分析电路结构,知道什么状态下电热水壶处于高温挡、什么条件下处于低温档是本题的难点,也是正确解题的前提;分清电路结构、熟练功率公式及其变形公式、欧姆定律、并联电路的特点是正确解题的关键.
28.(8分)(2017?营口)如图甲所示,电源电压恒定不变,滑动变阻器R1的最大阻值是40Ω,小灯泡的额定电压为6V,它的电流随电压变化的图象如图乙所示.
(1)当只闭合开关S1时,将滑动变阻器R1的滑片调到中点,此时小灯泡恰好正常发光.求电源电压和小灯泡的额定功率;
(2)当只闭合开关S2时,此时电流表的示数为0.4A,求电阻R2的阻值,小灯泡的实际功率;
24
(3)当只闭合开关S2时,通电1min,求电流通过电阻R2产生的热量.
【考点】IH:欧姆定律的应用;JA:电功率的计算;JI:焦耳定律的计算公式及其应用.
【专题】12 :应用题;53 :电路和欧姆定律;541:电能和电功率;542:电与热、生活用电. 【分析】(1)当只闭合开关S1时,将滑动变阻器R1的滑片调到中点,灯泡与滑动变阻器R1串联,灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据图乙读出通过灯泡的电流即为电路中的电流,根据欧姆定律求出R1两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据P=UI求出灯泡的额定功率;
(2)当只闭合开关S2时,灯泡与R2串联,电流表测电路中的电流,根据图象读出灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,根据欧姆定律求出电阻R2的阻值,根据P=UI求出小灯泡的实际功率;
2
(3)当只闭合开关S2时,根据Q=IRt求出通电1min电流通过电阻R2产生的热量. 【解答】解:
(1)当只闭合开关S1时,将滑动变阻器R1的滑片调到中点,灯泡与滑动变阻器R1串联, 因串联电路中各处的电流相等,且此时小灯泡恰好正常发光, 所以,由图乙可知,灯泡正常发光时电路中的电流I=IL=0.5A, 由I=可得,R1两端的电压:
U1=I×R1=0.5A××40Ω=10V, 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,电源的电压: U=UL+U1=6V+10V=16V, 灯泡的额定功率:
PL=ULIL=6V×0.5A=3W;
(2)当只闭合开关S2时,灯泡与R2串联,电流表测电路中的电流,即I′=0.4A, 由图乙可知,此时灯泡两端的电压UL′=4V, 此时R2两端的电压:
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