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小亮所在班级的饮水机铭牌如下表所示。他们对饮水机的工作情况进行了与研究,发现当加热内胆里的水温达到90℃时,温控开关就会自动断开,停止加热;当水温降至60℃时,温控开关又会自动打开重新加热,每次加热的时间为t=4min。

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(1)饮水机加热一次消耗的电能W0为多少?

 (2)饮水机设计热内胆的好处是每次只加热少量的水,既能使人们在较短的时间内喝上热水,又能避免一次加热过多的水而造成浪费。请你根据前面的数据,计算加热内胆的容积。[假设消耗的电能完全转化为水的内能,水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)〕。

(3)某日下午放学时,值日生小刚忘了关掉饮水机,直到第二天进教室后才发现,他为自己不小心浪费了电能而内疚。因为他知道,虽然饮水机是断续工作的,但这一晚上(约12小时)也会浪费不少电能。他经过一定的测量,就估算出了这一个晚上浪费的电能。请你简述测量和估算的方祛,不需具体的数据计算。

 

武汉等地生产的混合动力汽车将服务北京奥运。混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过某种方式向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,也可以同时给蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。

(1)根据以上描述,请你说出一种混合动力汽车不同于普通汽车的优点。_______________________________________________________

(2)下表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的部分参数(其中容量即为电荷量),试求该蓄电池组最多可储存多少电能。

电压/v

300

功率/w

30

容量/Ah

100

质量/kg

320

(3)测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h,观察仪表盘,发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油 4.475kg,车速为50km/h,蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%。从汽车使用技术手册中,测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg,汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如下图所示。试计算该汽车内燃机的效率(不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失)。

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电磁炉是一种新型灶具,图所示是电磁炉的原理图:炉子的内部有一个金属线圈,当电流通过线圈时会产生磁场,这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流(即涡流),涡流使锅体铁分子高速无规则热运动,分子互相碰撞、摩擦而产生热能,从而迅速使锅体及食物的温度升高。所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具,它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具。请问:

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(1)电磁炉与普通的电炉相比,谁的热效率更高?为什么?

 (2)某同学用功率为2000W的电磁炉,将1㎏初温为25℃的水加热到100℃,需要的时间为2分55秒,则消耗的电能是多少?电磁炉的热效率是多少?(水的比热容为4.2×103J/(kg﹒℃) )

 

下表是某辆四轮轿车的部分数据:

6ec8aac122bd4f6e(1)该轿车空车停放在水平路面上时,某同学测得该轿车轮胎与地面接触的长度约为50毫米(沿车长的方向)。则此时该轿车对水平路面的压强约为多大(g取l0牛/千克)?

(2)该轿车的头部装有两盏氙气大灯,若用该轿车上充足电的电瓶给氙气大灯供电.最多能供氙气大灯正常工作多长时间?

(3)该轿车在高速公路上以108千米/时的速度匀速前进,发动机的输出功率为120千瓦,则轿车受到的阻力是多大?

(4)有些轿车的尾部安装了导流板,如图所示。它的作用主要是在轿车高速行驶时,增加对地面的压力,提高车轮的抓地性能。则导流板横截面的形状是   

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有一种半导体材料的电阻值随着光照射强度的变化而明显改变,用这种材料制作的电阻称为光敏电阻.物理学上用“光强”这个物理量来表示光强弱的程度,符号为E,国际单位为坎德拉(cd),某光敏电阻的阻值R与光强E之间的一组实验数据如下表所示:

6ec8aac122bd4f6e (1)分析上表数据,根据光敏电阻的阻值R随光强E变化的规律,填,写表格空格处的电阻,并归纳出光敏电阻的阻值R随光强E变化的关系式为R=        Q.

(2)小明将该光敏电阻R、电流表(量程为0~0.6A)、电压表(量程为0~3V)、开关、滑动变阻器R。(最大阻值为50)和电压恒为6V的电源组成如图 所示的电路,闭合开关,调节滑动变阻器使电流表的示数为0.4A时,电压表的示数为3.6V,此时,光敏电阻所在处的光强为多大?

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(3)在上述电路中,随着电阻的变化,电流可能会超过电流表的量程,滑动变阻器两端的电压可能会超过电压表的量程.若光敏电阻处的光强在2.0 cd至4.5cd范围内,为保证不超过电表量程,求出滑动变阻 器允许连入电路的阻值范围.

(4)若用该光敏电阻制作成如图所示的电磁继电器来控制路灯L,要求当光照减弱到一定光强时,电磁继电器能接通路灯L,则路灯L所在电路的M、N触点应安装在衔铁的      (上方/下方).

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(10分)2007年2月28日,从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴,列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。看了这个报道后,某研究小组为探索沙尘暴的威力,进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图,其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝阻值较大,一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在B点接触,有风时细金属丝将偏离竖直方向,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中,知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比,空气密度为1.3kg/m3,沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素,进行了如下的实验研究:

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①在含沙量相同条件下,改变风速,记录不同风速下电压表的示数如下:

风速(m/s)

5

10

15

20

电压表示数(V)

0.6

2.4

5.4

9.6

②在风速大小相同条件下,改变风中空气的含沙量,记录不同含沙量下电压表的示数如下:

含沙量(kg/m3

1.1

2.2

3.3

4.4

电压表示数(V)

2.3

3.5

4.6

5.8

(1)根据上述实验结果,试推导出单位面积上所受到的风力大小的关系式?(设比例系数为k

(2)若(1)中的比例系数k的大小为0.5,已知:车厢的高度为3m,车厢的长度为25m,车厢质量为50t,铁轨间距为1.5m,1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg,请根据(1)中的关系式计算当时的风速至少为多大?

 

(10分)在野外施工中,需要使质量m=4.20kg的铝合金物体升温.除了保温瓶中尚存有温度t=90.00C的1.200kg的热水外,无其他热源.试提出一个操作方案,能利用这些热水使构件从温度t0=10.00C升温到66.00C以上(含66.00C),并通过计算验证你的方案.

已知铝合金的比热容C=0.880×103j(kg0C)-1,水的比热容C0=4.20×103j(kg0C)-1,不计向周围环境散失的热量.

 

(10分).如图所示,一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动.有一台发出细光束的激光器装在小转台M上,到轨道的距离MN为d=10m,转台匀速转动,使激光束在水平面内扫描。扫描一周的时间为T=60(s),光束转动方向如图中箭头所示.当光束与MN的夹角为450时,光束正好射到小车上.如果再经过Δt=2.5(s),光束又射到小车上,则小车的速度为多少?(结果保留两位小数)

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(10分)如图所示,质量为70kg的工人站在水平地面上,用带有货箱的滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,放入货箱的货物质量为160kg,工人用力F1匀速拉绳的功率为P1,货箱以0.1m/s的速度匀速上升,地面对工人的支持力为N1。第二次运送货物时,放人货箱的货物质量为120kg,工人用力F2匀速拉绳,货箱以0.2m/S的速度匀速上升,地面对工人的支持力为N2,滑轮组机械效率为η2。Nl与N2之比为15:19。(不计绳重及滑轮摩擦,g取10N/kg)求:(1)货箱和动滑轮的总质量m;(2)功率P1;(3)机械效率η2

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(10分)如图(a)所示,停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速:巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差,就能测出车速。在图(b)中,P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号,n1 n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号。设测速信匀速扫描,P1与P2之间的时间间隔为0.9秒,超声波在空气中传播的速度为340米/秒,则被测车的车速为多少?

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