1、力学计算题1. (1)目前世界上最“轻”的材料是我国科学家制造出的“全碳气凝胶”。如图所示，即使把它压在狗尾草上也不会压弯狗尾草的毛尖。已知一块体积为100 cm3、质量为1.6102 g的“全碳气凝胶”，求该“全碳气凝胶”的密度。(2)如图为我国“天问一号”火星车。探测发射前，在水平地面上进行了测试，火星车匀速直线行驶180 m用时约1 h，已知火星车的质量为120 kg，受到的牵引力为300 N，网状轮子与地面接触的总面积为0.04 m2。g取10 N/kg。请通过计算回答：火星车对水平地面的压强为多少帕？火星车在测试过程中牵引力做了多少焦的功？2(1)消防员总是在危急时刻出现在灾情最重的
2、地方，被称为“最美逆行者”。如图是消防员在训练高楼攀绳时的情景，队员需要在0.4 min内用一根绳索贴墙面登上近12 m高的楼层，在此过程中消防员攀绳的平均速度是多少？(2)小长假期间，小华一家进行了一次自驾游。汽车的总质量约为1.2103 kg，在某段高速路上匀速行驶60 km用时50 min。若该车所受阻力是车总重的0.05，g取10 N/kg，请通过计算回答：该汽车匀速直线运动时受到的牵引力多大？该过程中牵引力的功率是多少千瓦？3.我国自行研制的ZTQ15轻型坦克现已列装部队。该坦克具有重量轻、防护能力好、攻击力强等特点。其总质量约为3.5104 kg，每条履带与地面的接触面积约为3.5
3、 m2。某次任务中，若发动机功率保持7105 W不变，该坦克在0.5 h内行驶了30 km。g取10 N/kg，请通过计算回答：(1)该坦克行驶的平均速度是多少？(2)该坦克对水平地面的压强是多少？(3)此过程中坦克发动机做的功是多少？4如图所示，某型号雾炮车空载时的质量为10 t，它的水箱容积为10 m3，当水箱中装满消毒液时，消毒液深1.2 m，车轮与水平地面的总接触面积为0.6 m2。已知消毒液的密度为0.8103 kg/m3，当水箱中装满消毒液时，求：(g取10 N/kg)(1)消毒液对水箱底部的压强；(2)雾炮车对水平地面的压强；(3)若雾炮车在水平地面上匀速行驶了12 m，此过程中
4、受到的阻力为总重的0.05，则雾炮车受到的牵引力做功为多少？5我国生产的无人机世界领先，应用领域广泛。如图为深受广大航拍爱好者喜爱的某型号无人机，如表是有关它的一些飞行参数。根据表中资料信息。求：(g取10 N/kg)质量1 100 g与地面的接触面积10 cm2最大上升速度4 m/s最大下降速度3 m/s最大水平飞行速度20 m/s最大飞行海拔高度6 000 m(1)无人机受到的重力；(2)无人机停放在水平地面上时对地面的压强；(3)无人机以最大速度匀速上升10 s，空气阻力忽略不计，升力对无人机做的功。电学计算题1如图所示的电路中，已知电阻R2的阻值为20 ，电源电压保持不变。只闭合开关S
5、时，电流表的示数为0.15 A，开关S和S1均闭合时，电流表的示数为0.21 A。当开关S、S1均闭合时，求：(1)电源电压的大小；(2)电阻R1的阻值和电功率；(3)通电5 min电阻R2产生的热量。2如图所示，电源电压为9 V，灯泡上标有“6 V3 W”字样，闭合开关后，调节滑动变阻器使灯泡正常发光。通过计算回答：(1)此时电流表的示数是多少？(2)滑动变阻器连入电路的阻值是多大？(3)通电100 s，滑动变阻器消耗的电能是多少？3近年冬天，越来越多的人使用电热桌垫，如图甲所示。好奇的小东同学很想知道它的发热原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由12 V电源供电，发热部分由两根电热丝R1、R
6、2组成，设计低温、高温两挡，内部简化电路图如图乙所示，旋钮开关S可置于“1和2”“2和3”或“3和4”接线柱，已知R1的阻值为6 ，R2的阻值为4 。求：(1)低温挡加热的电流；(2)高温挡加热的功率。4.小华家购买了一个家用电吹风，如图甲所示，其简化电路如图乙所示，主要技术参数如表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：热风温度5075 额定功率热风时：990 W冷风时：110 W额定电压220 V质量0.5 kg(1)电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？(2)正常工作时电热丝的电阻是多大？(3)电吹风内电动机的线圈电阻是0.8 ，电吹风吹冷风10 min，线圈产生的热量是多少？5图甲
7、为某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2为加热电阻且阻值保持不变，R144 ，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点，加热盘温度达到103 时，S自动切换到保温状态。某次煮饭时，仅将电饭锅接入220 V的家庭电路，按下开关S与触点1连接，工作了10 min，S自动切换到保温状态，保温时，电能表(如图乙)的转盘在1 min内转过5转。求：(1)加热状态时，电饭锅消耗的电能；(2)保温状态时的实际功率及R2的阻值；(3)用电高峰时，实际电压为176 V，电饭锅加热状态时的实际功率。6醉驾入刑，酒精测试仪被广泛应用。常见的用酒精气体传感器制成的吹气测试仪，当酒精气体浓度增加时，其电阻值降低，
8、如图甲所示。当酒精气体的浓度为0时，R1的电阻为60 。在图乙所示的模拟工作电路中，电源电压恒为8 V，定值电阻R220 。通过计算回答：(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时，电压表的示数是多少？(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2 mg/mL酒精气体浓度0.8 mg/mL，当电流表的示数为0.2 A时，被检测者是否酒驾。参考答案力学计算题1解：(1)“全碳气凝胶”的密度：1.6104 g/cm3。(2)火星车所受的重力：Gmg120 kg10 N/kg1 200 N，因为火星车在水平地面上匀速行驶，所以火星对水平地面的压力：FG1 200 N，火星车对水平地面的压强：p3104 Pa。火星
9、车在测试过程中牵引力做的功：WF牵s300 N180 m54 000 J。2解：(1)t0.4 min24 s，在此过程中消防员攀绳的平均速度：v0.5 m/s。(2)汽车所受的总重力：Gmg1.2103 kg10 N/kg1.2104 N，因为该汽车做匀速直线运动，所以汽车受到的牵引力：Ff0.05G0.051.2104 N600 N。s60 km6104 m，该过程中牵引力做的功：WFs600 N6104 m3.6107 J，t50 min3 000 s，该过程中牵引力的功率：P1.2104 W12 kW。3解：(1)坦克行驶的平均速度：v60 km/h。(2)坦克所受的总重力：Gmg3.
10、5104 kg10 N/kg3.5105 N，因为在水平地面上运动，所以坦克对水平地面的压力：FG3.5105 N，坦克对水平地面的压强：p5104 Pa。(3)t0.5 h1 800 s，由P得，坦克发动机做的功：WPt7105 W1 800 s1.26109 J。4解：(1)消毒液对水箱底部的压强：p液液gh0.8103 kg/m310 N/kg1.2 m9.6103 Pa。(2)由 可得，消毒液的质量： m液液V0.8103 kg/m310 m38103 kg8 t，雾炮车和消毒液所受的总质量：m总m车m液10 t8 t18 t1.8104 kg，雾炮车和消毒液的总重力：G总m总g1.8
11、104 kg10 N/kg1.8105 N，因为在水平地面上，所以雾炮车对水平地面的压力：FG总1.8105 N，雾炮车对水平地面的压强：p3105 Pa。(3)雾炮车在水平地面上匀速行驶时，所受的牵引力：F牵f0.05G总0.051.8105 N9 000 N，雾炮车受到的牵引力做的功：WF牵s9 000 N12 m1.08105 J。5解：(1)无人机受到的重力：Gmg1.1 kg10 N/kg11 N。(2)当无人机停放在水平地面上时，无人机对水平地面的压力：F压G11 N，无人机对水平地面的压强：p1.1104 Pa。(3)当无人机以最大速度匀速上升时，由于空气阻力忽略不计，所以，升力
12、FG11 N，无人机上升的距离：svt4 m/s10 s40 m，升力对无人机做的功：WFs11 N40 m440 J。电学计算题1解：(1)只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，由I可得，电源电压：UU2I2R20.15 A20 3 V。(2)开关S和S1均闭合时，R1和R2并联，电流表测干路电流，I0.21 A，因为并联电路的干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1的电流：I1II20.21 A0.15 A0.06 A，由并联电路的电压特点可得，R1两端的电压：U1UU23 V，由I可得，电阻R1的阻值：R150 ，电阻R1的电功率：P1U1I13 V0.06 A0.18 W。(3)t5
13、min300 s，通电5 min，电阻R2产生的热量：Q2I22R2t(0.15 A)220 300 s135 J。2解：(1)因为灯泡正常发光，所以ULU额6 V，PLP额3 W，由PUI可得，电流表的示数：IL0.5 A。(2)因为滑动变阻器和灯泡串联，所以II滑IL0.5 A，滑动变阻器两端的电压：U滑UUL9 V6 V3 V，由I可得，滑动变阻器连入电路的阻值：R滑6 。(3)通电100 s，滑动变阻器消耗的电能：WU滑I滑t3 V0.5 A100 s150 J。3解：(1)旋钮开关S置于“2和3”接线柱时，电路为R1的简单电路，总电阻最大，电源电压不变，总电流最小，根据PUI可知，总
14、功率较小，该电热桌垫处于低温挡，根据欧姆定律可知，低温挡加热的电流：I12 A。(2)旋钮开关S置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，总电阻最小，电源电压不变，总电流最大，根据PUI 可知，总功率较大，该电热桌垫处于高温挡，通过电阻R2的电流：I23 A，因为R1、R2并联，所以电路的总电流：I I1I2 2 A3 A5 A，高温挡加热的功率：PUI12 V5 A60 W。4解：(1)当电吹风吹冷风时，只有电动机工作，其功率P1110 W，由PUI可得，通过电动机的电流：I10.5 A。(2)当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，电热丝的电功率：P2PP1990 W1
15、10 W880 W，由PUI可得，通过电热丝的电流：I24 A，正常工作时电热丝的电阻：R55 。(3)t10 min600 s，则电吹风吹冷风10 min，线圈产生的热量：Q1I12R1t(0.5 A)20.8 600 s120 J。5解：开关S与触点1连接时，电路为R1的简单电路，此时电饭锅处于加热状态，当开关S与触点2连接时，R1和R2串联接入电路，此时电饭锅处于保温状态。(1)加热状态时，通过电饭锅的电流：I1 5 A，加热工作的时间：t10 min600 s，电饭锅消耗的电能：W加热UI1t220 V5 A600 s 6.6105 J。(2)3 000 r/(kWh)表示电路中用电器
16、每消耗1 kWh电能，电能表的转盘转过3 000转，电能表的转盘在1 min内转过5转，则电饭锅在保温状态时消耗的电能：W保温 kWh，保温状态时的实际功率：P保温0.1 kW100 W，由PUI可知，保温状态时电路中的总电阻：R484 ，根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2RR1484 44 440 。(3)当实际电压为176 V时，由PUI可知，电饭锅加热状态时的实际功率：P实704 W。6解：(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时，R160 ，因为R1与R2串联，所以电路中的电阻：R R1R260 20 80 ，电路中的电流：I0.1 A，因为R1与R2串联，所以I1I2I0.1 A，由I可得，此时电压表的示数：U1I1R10.1 A60 6 V。(2)由I可得，当电流表的示数为0.2 A时，电路中的总电阻：R40 ，此时R1的阻值：R1RR240 20 20 ，由图甲可知，被检测者的酒精气体浓度为0.3 mg/mL，02 mg/mL0.3 mg/mL0.8 mg/mL，所以被检测者是酒驾。14
