10.利用轮船上的电动机和缆绳从水库底竖直打捞出一长方体物体,下图2图象中表示了电动机输出的机械功率P与物体上升时间t的关系.已知0～80s时间内,物体始终以v=0.1m/s的速度匀速上升,当t=80s时,物体底部恰好平稳的放在轮船的水平甲板上.已知电动机的电压是200V,物体上升过程中的摩擦阻力不计,g取10N/kg.(不考虑动滑轮重力)求:
⑴湖水的深度h1,甲板离水面距离h2. ⑵物体的质量m,长度l,体积V.
⑶若电动机电能转换为机械能的效率为80%,求在0～50s内,电动机线圈中电流的大小.
11.随着城市建设进程的加快,绵阳城内出现子许多高层建筑,电梯是高层建筑的重要组成部分.某电梯公寓的电梯某次在竖直向上,运行的过程中,速度随时间变化的情况如图所示,忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力,向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力,电梯箱和乘客的总质量为600kg,g=10N/kg.求: ⑴电梯在匀速运动阶段上升的高度h1是多少?拉力F1做了多少功?
⑵电梯在加速阶段的平均速度等于该阶段速度的最大值和最小值的平均值.已知在加速阶段,电动机的拉力F2做了11520J的功;求加速阶段电动机拉力F2的大小?
⑶电梯开始向上运动后经过64s,电动机的拉力的平均功率是多大?
12.一质量为4t的汽车陷入沼泽地,并且发动机出现了故障.如图所示,在电动机带动下用滑轮组把汽车拉
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出.设在整个拉出过程中,汽车的运动可看成匀速直线运动,速度为0.5m/s,所受的阻力为2.4×10N,移
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动的距离为4m;电动机的电源电压为380V,电流为50A,电动机提供的拉力F为10N.求这个过程中: ⑴滑轮组对汽车所做的有用功; ⑵滑轮组的机械效率; ⑶电动机消耗的电能.
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13.有一种测量人的体重和身高的电子秤,其测体重部分的原理如图中的虚线框所示,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆ABO,压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示体重大小的仪
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表(实质是电流表).其中AO∶BO＝4∶1,压力传感器R表面能承受的最大压强为2×10Pa,且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示.
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 ?
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 ?
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V.请回答:
⑴踏板空载时,电流表读数是 mA.
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⑵若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10m,则该秤的最大称量值是多少Kg?
⑶为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘,我们需要确定踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系.请你根据题中压力F与电阻R的相关信息,推导出电流表的示数I与体重G的关系式(要求写出主要的推导过程).
14.如图甲是卫生间一种智能抽水马桶水箱的示意图.该马桶有冲水和加热功能。其工作原理如图乙:当出水管阀门打开,水从出水管流出,水箱中的水减少,空心铜球就在重力作用下,随着水位下降而向下运动,通过金属杆AB绕O点转动,向上拉动进水管阀门,使水能通过进水管进入水箱;当出水管阀门关闭,随着不断进水,水箱中的水位不断上升,空心铜球随着向上运动,当金属杆处于水平位置时,把进水管阀门堵严,不再进水. 如下表为这种马桶的相关参数:
项目 内容
电源规格 220V 50Hz
适用水压 0.2—0.7MPa
水箱容积 1.8L
加热功率 600W
冲洗方式 喷射虹吸式
⑴某高楼内的住户家的马桶比地面的配水房高20m,若要该户居民家里的马桶能正常工作,则配水房提供的水压应不低于多少Pa?
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⑵如果进水管的阀门的受力面积是24mm,设计能承担的压强是5×10Pa(超过该压强,阀门就可以关严,不再进水).金属杆AB能绕O点转动,其质量及形变可忽略不计,AB长216mm,AO长24mm,空心铜球质量为70g,重力和浮力可以认为作用在其几何中心.请计算出铜球的体积至少是多少.(g取10N/kg) ⑶马桶中的加热器在280s将满水箱水从10℃加热到30℃,则该马桶的加热效率是多少?
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(C水=4.2×10J/kg℃)
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15.如图是小强设计的一种的汽车油量表装置R1是粗细均匀的弧形滑动变阻器(两端黑点表示接线柱),金
属滑片P做成一根可以绕O点转动的杠杆,另一端通过一根可以自由转动的轻杆和浮标相连。油量表是用量程为3V的电压表改装而成,要求它的示数随汽油液面高度的下降而减小。当继电器线圈中电流I
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≥0.5A时,提示灯亮表示油量不足。电源电压U=6V,汽油密度ρ汽=0.7×10kg/m,线圈电阻不考虑。 ⑴为达到上述要求,只需在图中加一根导线即可。请在图中用笔画线完成电路;
⑵完成电路后,小强进行电路调试。已知当油箱加满时(汽油体积为V1),滑片P在A处,R1接入电路的阻值为10?。为使此时油量表指针指在3V处,电阻箱R2应调至多大?
⑶调试结束后,当汽油消耗至提示灯刚亮时,求此时R1的电功率;
⑷某加油站在汽油中掺入一种与汽油能够相溶有机物
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后进行销售(ρ有机物=0.97×10kg/m)。若将此种汽油加入该油箱,当油量表显示已满时,油箱内所加这种汽油的体积V2＿＿＿＿＿V1(选填“>”、“<”或“=”),理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
16.如图所示是某校的自动储水装置,轻质杠杆AOB可绕O点无摩擦转动,A端通过细杆与圆柱体浮筒相连,B端通过细杆与压力传感开关S相连,杠杆始终保持水平。当水位下降到浮筒的下表面时S闭合,电动水泵开始向储水池注水;当水位上升到浮筒的上表面时S断开,电动水泵停止注水,此时压力传感开关受到竖直向上的压力恰好为120N。一次注水正好把
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15m的水从地面送到储水池中。已知进水口离地面高为20m,OA∶OB=3∶1,浮筒重为70N,浮筒的上表面距池底为2m。求: ⑴停止注水时池底受到水的压强; ⑵一次注水电动水泵对水所做的功; ⑶圆柱体浮筒的体积。
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17.图甲为加油站加油系统示意图,油罐容积为30m,为了降低油品损耗,保证油罐运行安全,在油罐顶部安
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装有调节油罐内外压力平衡的呼吸阀.其中吸气阀(图乙)管口面积为2×10m,重力不计的吸气阀盖在0.6N的恒力作用下堵住吸气管口.加油时,加油机内油泵自动启动,加油枪流量控制为Q=5×-43335
10m/s;(ρ油=0.8×10kg/m,外界大气压取10Pa,g=10N/kg)
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⑴某次加油时,加油枪口高出油罐油面3m,所加油的体积为2.5×10m,则加油系统克服油的重力做了多少功?(不考虑油面的变化)
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⑵若加油枪口横截面积为4×10m,则加油时油在油枪口处流速是多少米/秒?
⑶若油罐中油的体积为10.04m3,罐内气体压强与其体积关系如下表所示(吸气阀未打开前气体质量、温度保持不变),则在加油多长时间后,吸气阀会立即打开? 油罐的气体体积(m3) 油罐的气体压强(Pa) ? ? 19.96 19.98 20 20.02 20.04 ? 99900 99800 99700 99600 99500 ? 3
18.有一电热水器,质量为20kg,装满水后的总质量为70kg,该热水器额定电压是220V,内部有两个加热管,有三档不同的加热功率,其中最大额定功率是2000W,如图是电热水器安装的尺寸及其受力示意图,在竖直方向上热水器受到挂钩拉力F2和重力G,在水平方向上热水器受到膨胀螺钉对它的拉力F1和墙壁对它的支持力F3．(g
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取10N/kg,ρ水=1.0×10kg/m)
⑴该热水器最多能装多少立方米的水?
⑵该热水器装满水时,膨胀螺钉的拉力F1是多大
⑶若热水器内部两个加热管的电阻阻值相同,则每个加热管的电阻是多少?
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19.近年来,在宾馆、厂矿、医院、学校等单位使用全自动不锈钢电热开水器(外型如图1所示)越来越普遍。原因是它具有自动控水、自动测温、自动控温、热效率高、安全卫生、使用方便等优点。某电热开水器说明书上的铭牌如下表
它的机械部分结构如图2所示,当容器内水面上升时,浮力球也随之上升,通过连杆推动活塞向左活动(如图3),当水位到达一定位置时,活塞关闭进水口,停止进水；当容器内水量不足时,水面下降,浮力球随之下降,连杆带动活塞向右运动,进水口打开,向容器内进水。
⑴根据所给数据,你知道该电热开水器电热管的电阻值大约为多少?
⑵若电热开水器热转换效率为50%,那么该电热开水器在正常工作的情况下,把一个容量的20℃的水烧开,需要多少秒?(设容器内的气压为1个标准大气压)
⑶某次电路中只有该电热开水器工作的情况下,小明发现电热开水器所在电路中标有3000r/kwh的电能表在10min时间内转过了1020转,请你据此计算出电热开水器的实际功率是多少?
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⑷若在进水口处水的压强为4×104Pa,活塞的横截面积为3.0×10m,且当活塞正好堵住进水口时,连接活塞与浮力小球的边杆与水平面的夹角为45°(如图4所示)。若已知连杆支点上下长度之比为1∶3,不计连杆、浮力小球的重及及摩擦,则浮力小球的体积最小为多少?
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