初中物理探究用电器的电功率实验综合题

2013年12月14日，“嫦娥三号”探测器在月球上软着陆成功。并成功实施着陆器和巡视器（“玉兔”号月球车）分离。
(1) 探测器在向月面降落的过程中，不能采用打开降落伞的方法来减小下落的速度，原因是月球上     ，不能通过摩擦阻力做功来使其速度减小。
(2)月球车两翼、六轮、质量约120千克，每个轮子的着地面积是10平方厘米，不管是遇到什么样的障碍物六个车轮都是着地的，月球引力约是地球引力的六分之一，则当月球车在水平月面上行驶的时候对月面的压强是多少？（地球上的g=10N/kg）
月球车在月面上行驶时，受到的阻力是月球车重力的0.2倍，则月球车在月面上行驶20米克服阻力做的功为多少？（地球上的g=10N/kg）

第7题图

端午节，小马和爸爸一起开着小轿车去探望外婆。

（1）轿车在行驶过程中小马看到路边的树向后退，他选择的参照物是        。
（2）若轿车的总质量是1600千克，停放在水平路面上时，轮胎与地面接触的总面积是0.04m²，则轿车对水平路面的压强是多少?
（3）轿车以60千瓦的恒定功率行驶，10 s内发动机做功多少？
（4）在限速70千米／时的某路段，小马看到一起交通事故，交警测得肇事轿车留下的刹车痕迹(制动距离)长为27米。
查阅资料得知轿车以不同速度行驶时，反应距离、制动距离、停车距离的统计数据如表：

速度(千米/时)	反应距离(米)	制动距离(米)	停车距离 (米)
20	5	3	8
40	10	12	22
80	20	48	68
100	25	75	100

 
(注：反应距离指司机发现情况到踩下刹车这段时间汽车行驶的距离；制动距离指踩
下刹车后汽车滑行的距离；停车距离指司机发现情况到汽车停止的距离，它等于反应距离加上制动距离。)
根据上表的数据可以判断出该肇事轿车        (填“超速”、“不超速”)。

在一个闯关游戏中，需要把相同的正方体叠放起来，正方体边长为a，由密度为ρ的材料制成，质量分布均匀，如图甲所示。（g为已知，推导过程及结果无需带单位。）
(1)某选手用水平力推正方体，但未推动，这时的推力_______（填“大于”、“小于”或“等于”）地面对正方体的摩擦力，理由是________________________________________________________________________。
(2)请推导出该正方体水平放置时对地面的压强。
(3)某选手在时间t内把地面上另外两个相同的正方体叠放在第一个正方体上面，如图乙所示,请推导出该选手在叠放这两个正方体过程中，克服正方体重力做功的功率。

今年4月19日，我市瓯江过江通道主桥顺利合龙。图甲是主桥合龙时“钢箱梁”吊装场景。
（1）过江通道全长约8千米，建成后，若一辆汽车以80千米／时的平均速度通过过江通道，只需          小时。

（2）制作“钢箱梁”的合金钢既要韧性又要硬度高。合金钢生产时需要经过热处理，其中热处理的一道工序中，温度对合金钢的硬度和韧性的影响如图乙所示，图中指数越大表示性能越好，则生产“钢箱梁”的合金钢时，这道工序的最佳温度为               ℃。

（3）“钢箱梁”质量为6.6×10⁵千克，在吊装过程中，“钢箱梁”匀速上升约40米，则克服“钢箱梁”重力做的功约为多少焦？（g取10牛／千克）

在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀速提升物体．下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息．

物体所受重力G/N	作用在绳子自由端的拉力F/N	滑轮组做的有用功W有用/J	拉力做的总功W总/J
500	200	1000	1200

（1）通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在右边虚线框中画出该滑轮组的组装示意图．（要求：尽量用较少的滑轮）
（2）不计绳重和轴的摩擦，用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时，拉力做的总功为多少?

2014年2月4日温州很多地区下冰雹，冰雹形成原因比较复杂，其中一种原因是液态水因气温骤降而形成的。比较大的冰雹会砸破车窗、砸伤行人，给人民群众的人身财产安全造成危害。请回答下列问题：
（1）液态水变成冰雹的物态变化名称是     ，这个过程要放出热量。
（2）比较大的冰雹会砸破车窗、砸伤行人，说明下落的冰雹具有     能。
（3）有一颗冰雹质量为100克，从1000米的高空下落到地面（假设冰雹在下落过程中质量不变）,重力做功     焦。

小洁家购买了某型号的四轮汽车，假期全家开车去某地旅游，下车时观察里程表确定汽车行驶了225km，所用时间是2.5h，消耗汽油20L（假设汽油完全燃烧），汽车行驶过程的发动机牵引力是800N。求：
（1）在这段时间内牵引力做的功多大？
（2）汽车发动机在这段时间内的功率为多大？
（3）20L汽油完全燃烧放出的执量是多少？（已知q_汽油=3.6×10⁷J/L）
（4）该汽车发动机的效率是多少？（发动机的效率是指发动机对外所做的功与消耗的汽油完全燃烧放出热量的百分比）

阅读短文，回答问题：
嫦娥奔月
我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日发射成功，约5天后进入如图所示的环月轨道．它的质量为2．3t，与“嫦娥一号”相同；它环月的平均高度为100km，较“嫦娥一号”200km的环月高度离月球更近，更宜于对月球的精细测绘．
据悉，2013年年底，“嫦娥三号”卫星将携带“中华牌”月球车登月探测．已经探明，月球上无水，无大气．物体在月球上的重力只有地球表面重力的1/6．月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天．也就是说，登上月球的月球车，最多可以连续工作14天，进入月夜以后，它由于无法通过光能发电，进入休眠状态．14天后，又能自动醒来．月球表面白昼时温度高达150℃，黑夜时低至-180℃．“嫦娥三号”在登录月球时将使用软着陆方式，采用边降落边用发动机反推，以减缓降落速度．在大约距离月球15公里时，反推发动机就要点火工作，到离月球100米时，卫星将暂时处于悬停状态，此时它已不受地球上工程人员的控制，因卫星上携带的着陆器具有很高智能，它会自动选择一块平整的地方降下去，并在离月球表面4米的时候关闭推进器，卫星呈自由落体降落，确保软着陆成功．

（1）当“嫦娥二号”从近月点向远月点运动时，它的动能将_________（变大/变小/不变）．
（2）对于“嫦娥”卫星登月的情景，下列说法正确的是（     ）

A．反推发动机能使“嫦娥三号”悬停于100米处空中，利用的是卫星具有惯性

B．“嫦娥三号”高速降落时将由于摩擦而导致表面温度急剧升高

C．相对月球，“嫦娥一号”比“嫦娥二号”的势能更大

D．“嫦娥三号”登月时打开降落伞可以辅助减速

（3）月球车的质量为120kg，它在月球表面上方竖直下落4m时，重力对它做的功为_________J．（g取10N/kg）
（4）月球车工作的电能是由_________能转化来的，它在月球上要耐受330℃的温度差．对月球上昼夜温差很大的成因，请你结合所学物理知识做出简要解释：（说出一点即可）____________________________．

在去年4月初，国家针对校车发布了相关的安全强制性标准，并且已于去年的5月1日起正式实施．字通专用校车ZK6100DA的部分技术参数如下表，请仔细阅读并完成下列问题．已知每个轮胎与地面的接触面积为0.05m²．（g=10N/kg）
（1）该校车的每个座位上均配有安全带，这是为了防止汽车　   　（选填“启动”或“刹车”）时，由于　   　可能对孩子造成的伤害．
（2）该校车（空车）静止在水平地面上时对地面的压强是多大？

外形（mm）	9980×2430×31050
整备质量（kg）	9000
座位数	48～51
百公里油耗（L）	≤19
行李舱（m^3）	0.4
轮胎数（条）新课 标第 一 网	6
最高时速（km/h）	105

（3）当汽车以最高车速在水平地面上匀速行驶时，所受阻力为6000N．则连续行驶6min，汽车所做的有用功是多大？
（4）校车行驶一定要遵守交通规则，严禁超员．请你运用所学物理知识，说明汽车为什么不能超载？（写出一条即可）

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具．电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．下表是某型号电动自行车主要技术参数．


⑴行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为50cm²，当一个质量为5 0Kg的中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（取g="10N/" kg）
⑵若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？
（3）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？（各举一条）

图甲为加油站加油系统示意图，油罐容积为30m³，为了降低油品损耗，保证油罐运行安全，在油罐顶部安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2×10^－3m2，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 = 5×10^-4m³/s；(ρ_油取0.8×10³ kg/m³，外界大气压取10⁵Pa )

(1)某次加油时，加油枪口高出油罐油面3m，所加油的体积为2.5×10^－2m3，则加油系统克服油的重力做了多少功？（不考虑油面的变化）
(2)若加油枪口横截面积为4×10^-4m²，则加油时油在油枪口处流速是多少米／秒？
(3)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？

油罐内气体体积（m^3）	……	19.96	19.98	20	20.02	20.04	……
油罐内气体压强（Pa）	……	99900	99800	99700	99600	99500	……

如图所示是某型号的电动巡逻车。已知该电动巡逻车运动时所受的阻力为人和车总重的0.04倍，某次巡逻时人和车总质量为1.0×10^３kg，在水平路面上以15km/h的速度匀速行驶了20min。（g取10N/Kg）求：

（1）巡逻车通过的路程是__________km；
（2）巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力是__________N；
（3）若电动机把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功，则此次巡逻电动机消耗了多少电能？

阅读短文，回答问题．
为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中．表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率．耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积．
测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能E_k，作出E_k—s图象，如图所示．

（1）发电机是根据＿＿＿＿＿＿＿＿原理发电的．发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，还有部分能量转化为＿＿＿＿能．
（2）汽车正常行驶100km，消耗燃油的质量为＿＿＿＿kg，完全燃烧这些燃油产生的热量为＿＿＿＿＿＿＿＿J（燃油的密度ρ=0.7×10³kg/m³，热值q=4.6×10⁷J/kg）．
（3）测试时，汽车在大小为800N的牵引力作用下，以20m/s的速度正常行驶1000m．此过程中，汽车＿＿＿＿．

A．受到的阻力为1.2×10^4N	B．行驶的时间为40s
C．牵引力做的功为3.2×10^8J	D．牵引力的功率为16kW

（4）由图象可知，表示关闭发电机进行测试的图线是＿＿＿＿（选填“①”或“②”），判断的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
（5）若汽车正常行驶时的动能E_k0=4×10⁵J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿J的动能转化为内能．

步行不仅是一种简易的健身运动，而且还能方便地对一些长度进行估测。
（1）人正常步行时，步距变化不大，因此，步距可作为身体上的一把“尺子”。为了使这把“尺子”更可靠，请你说出一种测量步距的方法。
（2）小华测出自己的步距为0.5m，他从教学楼的一端走到另一端，共走了84 步，则教学楼的长度是多少米？如果这个过程用时35s，则他的步行速度是多少？
（3）小华根据自己的腿长和步距画出了图16所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。如果小华的质量为50kg，请根据图16中小华测量的有关数据，计算他每走一步克服重力所做的功。（g取10N/kg )
（4）资料表明，人步行时消耗的能量大于克服重力所做的功。请你分析一下，人步行时还在哪些方面消耗能量？（写出一条）