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1、专题十一分析与计算(必考)一、压强、功、功率的相关计算(必考)1.(2020深圳)张家界风景区内的“百龙天梯”是世界上最高、载重量最大、运行速度最快的全景户外观光电梯.该电梯运行高度约为330 m，从地面向上运行到最高点的过程中，电梯速度与时间的关系图像如图所示.游客小明质量为60 k g，每只脚与电梯水平地板的接触面积约为250 cm2，g 取 10 N/kg.求：(1)“百龙天梯”向上运行时全程的平均速度.(2)当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压强.(3)向上匀速运行的过程中，电梯对小明做的功.43220 40 60 80 100120/（s）第 1题图2.如图所示是朵拉的妹妹在玩
2、蹦蹦杆时的情景，蹦蹦杆的质量为1 k g，底面积为4 cm2，朵拉妹妹的质量为29 kg.求(g取 10 N/kg)：(1)朵拉妹妹站在蹦蹦杆上时对地面的压强.(2)若朵拉妹妹每次用蹦蹦杆能跳高5 cm，每分钟能跳30次，则 1 m in内利用蹦蹦杆克服重力做功的功率.第2 题图二、电热综合计算（6 年 4 考）类 型 1多挡位电路类1.（2020本溪）如图是一款家用电热水器简化电路图，它有高温和低温两个挡位，高温挡功率为3300W.&、/?2均为加热电阻丝，R 的阻值为55Q c木=4.2X103j/（kg C）求：低温挡时通过当 的电流.（2）&的 阻值.如果不计热量损失，用高温挡把50
3、kg的 水，从 27 C 加热到60 ，需要的时间.2.（2020达州）九年级科技小组的同学在学校科技室自制了一只具有高低两挡功率的电开水壶（开水壶隔热性能好），开水壶的简化电路图如图所示，&=/?2=ll0 Q.现壶内盛有质量为2 kg、初 温 为 20 的水.加热过程中壶内气压始终为一标准大气压，c 水=4.2X103J/（kg C）.问:（1）烧开这壶水，水吸收的热量是多少？（2）同学们发现，让自制的开水壶高功率挡正常工作，烧开这壶水用时太长.请你利用图中的所有元件重新设计具有高低两挡功率的开水壶的电路，使改进后的开水壶高功率挡正常工作，烧开这壶水较改进前能缩短较长时间.请在方框中画出你
4、设计的电路图.（3）若消耗的电能全部转化为水的内能，利用正常工作的新开水壶烧开同样的一壶水，至少需要多少秒？（结果保留整数）第 2 题图类型2铭牌类3.(2020营口)为预防新型冠状病毒交叉感染，某医院将医疗器械置于消毒柜内，通过对水加 热，达到设定压强和工作温度，产生高压饱和蒸汽，从而对医疗器械进行消毒处理.某型号的全自动高压消毒柜部分参数如下表，某次消毒，将满箱温度是20 0c的水加热到工作温度 需正常工作 50min.c，k=4.2X103 j/(kg C)，p*=1.0X103 kg/m3：(1)消毒一次，水箱中的水吸收的热量是多少？(2)消毒一次，消毒柜消耗的电能是多少？(3)该消毒
5、柜的电加热效率是多少？电源AC 220V 50 Hz额定功率20 kW水箱容积120 L工作温度120 额定压强0.21 MPa4.(2020天水改编)如图所示是某款电热水壶及相关信息表.现在该水壶内装入1L、初温为20的 水，放置在水平桌面上.接通电源使其正常工作，在标准大气压下将水烧开.求：(1)水吸收的热量；(2)此电热水壶在额定电压下正常工作7 m in可 将 1 L 水烧开，试计算该电热水壶的加热效率.c*=4.2X103 J/(kg-)，g=10N/kg第4 题图额定功率1 000 W自重5N与桌面接触面积200 cm2类型3电路图与铭牌结合类5.(2020潍坊)图甲是一款紫砂电饭
6、锅，其简化电路如图乙所示，R、&是电热丝，合的阻值 为 110C，通过单独或同时闭合与、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如图丙所示，求：低温挡加热时电流的大小.(2)电热丝&的阻值.(3)已知粥的比热容Ci=4.0X 103 J/(kg.)，将 2.2 k g 的粥用高温挡从20 加热到74 需要的时间.3甲第5题图丙加热效率80%额定电压220 V电功率一低温挡440 W中温挡88()W高温挡6.(2020海南改编)小益家的豆浆机铭牌和简化电路如图所示.豆浆机工作时加热器先加热，待水温达到64 时温控开关闭合，电动机开始打磨且加热器继续加热，直到产出豆浆成品，电源开关自动断开
7、.小益用初温20 ，质 量 1 kg的水和少量豆子制作豆浆，设电源电压为220 V 恒定不变.不计导线的电阻.求：J温控、开关M)豆浆机铭牌最大容积2L额定频率50 Hz额定电压220 V加热器功率880 W电动机功率120 W电源开关加t1电动机第6 题图(1)加热器单独工作时电路中的电流.(2)质量为1 k g 的水从20 加热到64 需要吸收的热量c水=4.2X103j/(kgJC).(3)本次制作豆浆共计用了 9 m in的时间.如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%被水吸收，且不计豆子吸收的热量.求本次制作豆浆共消耗的电能.类型4电路图与坐标图像结合类7.(2018陕西改编)如图
8、甲为一款陶瓷电煎药壶，工作电路简化为图乙所示，它在工作时，有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程.已知正常工作时，高火加热功率为500 W，文火萃取功率为100 W.若壶中药液的总质量为1 k g，且在额定电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系图像如图丙.保险装置。220 V乙18匕_0 7 143 6时间/min第7 题图(1)观察图像，高火加热过程中，I kg药液所吸收的热量是多少？c=4.2X 103 J/(kg.)(2)已知电阻/?2=484 C，求 凡 的阻值是多少？电煎药壶的额定保温功率是多少瓦？三、力热综合计算1.(2020营口)2020年 2 月 1 3 日，一批增援武汉的
9、军队医护人员乘坐6 架国产“运 20”运输机抵达武汉天河机场(如图所示).每架飞机及运送的人员和物资的总质量为210 t，着陆后，轮胎与地面总接触面积为4.2 n?，本次航程1 200 km，匀速飞行过程中受到的平均阻力是9X 104 N，发动机的效率是40%(航空煤油的热值是4.5 X107 J/kg,g取 10 N/kg).求：(1)飞机降落后，静止时对水平地面的压强多大？(2)本次航程，每架飞机发动机牵引力所做的功是多少？(3)本次航程，每架飞机需要航空煤油的质量是多少kg?第 1题图2.(2020抚顺)如图所示为一台压路机，质量为20 t，车轮与水平地面总接触面积为0.5 m2.某次压
10、路作业中，它以2 m/s的速度水平匀速前进1 000 m，此时压路机的发动机输出功率为 120 kW.(g 取 10 N/kg)求：(1)压路机静止在水平地面时，对地面的压强是多少？(2)压路机前进过程中受到的阻力是多少？(3)若发动机的效率为40%,完成此次作业至少需要消耗多少kg柴油？(由尸=网 可得:FF-P-奉 一1.2 X 1 Q5 W2 m/s=6X1 04N由于压路机做匀速直线运动所 以 尸 F率=6 x l(y*N(3)方法一:St=-V1 000 m2 m/s=500 sW有IV=P/=1.2X1 o5 WX500 s=6xio7 J，由=才乂100%可得：Q 放=彳=40%
11、=1.5x10s J，由 Q 瓶=mq 可知：需要消耗柴油的质量为机=念=标喘=3.75 kg方法二：W有IV=F5=6X104 Nxl 000m=6xl07 J，由 =近 100%，此题中 W总=。放可知：Q 放=厉=40%=L 5xlO j 由 Q 放=mq 可知需要消耗柴油的质量为机=普=藐喘=3.75 kg四、力电综合题1.解:热水壶装满水时的总质量m产 加 缺+p 木力=0.5 kg+1.0 xl()3 kg/m3xl.5xlO 3m3=2 kg(2)热水壶对桌面的压力：F=G&=m&g=2 kgxlO N/kg=20 N热水壶对桌面的压强=3F=湍20 N$=1 000 Pao U
12、.UN ni(3)热水壶正常工作烧开一满壶水消耗的电能为 W=Pt=i 000 Wx7x60 s=4.2xl05 J-0.12kWh烧开水的费用为0.5 元/(kW-h)xO.l2 kW-h=0.06元2.解：(1)电动车满教时对地面的压力 F=G=(m f.+nm Q g=(l 000 kg+20 x50 kg)xlO N/kg=2x104 N对水平地面的压强。=5=号圈枭=2.5x105 P a(2)由图像乙可知，4 7 s 电动车做匀速直线运动，运动时间f=7 s4 s=3 s电动车行驶的路程51=31 m16 m=15 m该过程中，电动车处于平衡状态牵引力等于阻力牵引力Q=/=0.2G
13、=0.2X2X1()4N=4X1()3N电动车克服阻力做的功Wf f l=FiJi=4xlO3Nxl5 m=6xlO4J(3)4 7 s 电动车满载时消耗的电能Wxi=Pf=25xl03 Wx3 s=7.5xl()4 J电动车满载时能量转化效率6 x 1 04 J=_X100%=7WUX100%=80%五、力电热综合题1.解：(l)Q=/2 R r=(0.2 A)2 x5 Q x6 0 s=1 2 J由 p=$得 zn=/?V=I xl O3 k g/m3x8 0 xl 0 3 n r*=8 O k gQ =c w A z=4.2 xl O3 J/(k g-)x8 O k g x(4 0 -J
14、 O )=1.0 0 8 xl 07 J(3)光提供给牵引力做功的能量W=x 8%=4 x l 07 J x8%=3.2 xl 06 Jw 3 2 x1 06 J由 W=F s 得 s=p=-2 0()N-=L 6 xl()4 m2.解：(1)邮件静止在水平地面上时对地面的压力尸压=G=m g=1 5 k g xl O N/k g=1 5 O N邮件对水平地面的压强0=2=看 缥=6 0 0 P a0 U.Z D I l l(2)将邮件送至1 1 楼，邮件上升的高度约为/z=3 m x(U l)=3 0 m故电梯对邮件做的功约为W=G/?=1 5 0 N x3 0 m=4 5 0 0 J 由 Q咪=s加可知进入水箱中的水升高的温度为4=岩=4.2 x1 0 3；*xl O k g =5 0 故进入水箱中的水的初温为，初=，谀一加=7 0 -5 0 =2 0 由 =的 1 0 0%可 知，本次标准洗涤时电加热管消耗的电能为w 电=/=2祟器=W 电 o /.D /02.4 x1 0 6 j电加热管的加热功率P实=*=堂祟=1 6 0 0 W